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???S2-S4=S3-S2,?-a1q-a1q=a1q,?即? 2?a2+a3+a4=-18.???a1q?1+q+q?=-18,
??a1=3,解得?
?q=-2.?
故数列{an}的通项公式为an=3×(-2)n1.
-
3[1-?-2?n](2)由(1)有Sn==1-(-2)n.
1-?-2?假设存在n,使得Sn≥2 013,
则1-(-2)n≥2 013,即(-2)n≤-2 012. 当n为偶数时,(-2)n>0.上式不成立; 当n为奇数时,(-2)n=-2n≤-2 012, 即2n≥2 012,则n≥11.
综上,存在符合条件的正整数n,且所有这样的n的集合为{n|n=2k+1,k∈N,k≥5}. 考点三 等差数列、等比数列的综合应用 例3 已知等差数列{an}的公差为-1,且a2+a7+a12=-6.
(1)求数列{an}的通项公式an与前n项和Sn;
(2)将数列{an}的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{bn}的前3项,记{bn}的前n项和为Tn,若存在m∈N*,使对任意n∈N*,总有Sn 解 (1)由a2+a7+a12=-6得a7=-2,∴a1=4, n?9-n?∴an=5-n,从而Sn=. 2(2)由题意知b1=4,b2=2,b3=1, 设等比数列{bn}的公比为q, b21则q==, b12 14[1-??m] 21 ∴Tm==8[1-()m], 121-21 ∵()m随m增加而递减, 2∴{Tm}为递增数列,得4≤Tm<8. n?9-n?1 又Sn==-(n2-9n) 221981 =-[(n-)2-], 224 故(Sn)max=S4=S5=10, 若存在m∈N*,使对任意n∈N*总有Sn 等差(比)数列的综合问题的常见类型及解法 (1)等差数列与等比数列交汇的问题,常用“基本量法”求解,但有时灵活地运用性质,可使运算简便. (2)等差数列、等比数列与函数、方程、不等式等的交汇问题,求解时用等差(比)数列的相关知识,将问题转化为相应的函数、方程、不等式等问题求解即可. 已知数列{an}满足a1=3,an+1-3an=3n(n∈N*),数列{bn}满足bn=3nan. - (1)求证:数列{bn}是等差数列; a1a2a3an1Sn1 (2)设Sn=+++?+,求满足不等式<<的所有正整数n的值. 345128S2n4n+2(1)证明 由bn=3nan得an=3nbn, - 则an+1=3n1bn+1. + 代入an+1-3an=3n中,得3n1bn+1-3n1bn=3n, + + 1 即得bn+1-bn=. 3 所以数列{bn}是等差数列. (2)解 因为数列{bn}是首项为b1=31a1=1, - 1 公差为的等差数列, 3n+21 则bn=1+(n-1)=, 33则an=3nbn=(n+2)×3n1, - 从而有 an- =3n1, n+2 a1a2a3an故Sn=+++?+ 345n+2=1+3+3+?+3 2 n-1 1-3n3n-1 ==, 21-3 n Sn3-11 则=2n=n, S2n3-13+1 由 1Sn1111<<,得 即3<3n<127,得1 1Sn1 故满足不等式<<的所有正整数n的值为2,3,4. 128S2n4 1. 在等差(比)数列中,a1,d(q),n,an,Sn五个量中知道其中任意三个,就可以求出其他 两个.解这类问题时,一般是转化为首项a1和公差d(公比q)这两个基本量的有关运算. 2. 等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既 快捷又方便的工具,应有意识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形. 3. 等差、等比数列的单调性 (1)等差数列的单调性 d>0?{an}为递增数列,Sn有最小值. d<0?{an}为递减数列,Sn有最大值. d=0?{an}为常数列. (2)等比数列的单调性 ?????a1>0,?a1<0,?a1>0,?a1<0,当?或?时,{an}为递增数列,当?或?时,{an}为递减数?q>1??0 列. 4. 常用结论 Sn(1)若{an},{bn}均是等差数列,Sn是{an}的前n项和,则{man+kbn},{}仍为等差数 n列,其中m,k为常数. (2)若{an},{bn}均是等比数列,则{can}(c≠0),{|an|},{an·bn},{manbn}(m为常数),{a2n},1 {}等也是等比数列. an (3)公比不为1的等比数列,其相邻两项的差也依次成等比数列,且公比不变,即a2-a3-a2?a2-a1?q a1,a3-a2,a4-a3,?成等比数列,且公比为==q. a2-a1a2-a1 (4)等比数列(q≠-1)中连续k项的和成等比数列,即Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,?成等比数列,其公差为qk. 等差数列中连续k项的和成等差数列,即Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,?成等差数列,公差为k2d. 5. 易错提醒 ??S1,n=1, (1)应用关系式an=?时,一定要注意分n=1,n≥2两种情况,在求出 ?Sn-Sn-1,n≥2? 结果后,看看这两种情况能否整合在一起. a+c (2)三个数a,b,c成等差数列的充要条件是b=,但三个数a,b,c成等比数列的 2 必要条件是b2=ac. a8+a91 1. 已知等比数列{an}中,各项都是正数,且a1,a3,2a2成等差数列,则=________. 2a6+a7 答案 3+22 解析 记等比数列{an}的公比为q,其中q>0, 由题意知a3=a1+2a2,即a1q2=a1+2a1q. 因为a1≠0,所以有q2-2q-1=0, 由此解得q=1±2, 又q>0,所以q=1+2. a8+a9q2?a6+a7?2 所以==q=(1+2)2=3+22. a6+a7a6+a7 14 2. 已知正项等比数列{an}满足a7=a6+2a5,若存在两项am,an使得aman=4a1,则+的 mn 最小值为________. 3答案 2 解析 因为a7=a6+2a5,所以q2-q-2=0, 解得q=2或q=-1(舍去). m又aman=a21q +n-2=4a1, 所以m+n=6. 14114? +(m+n) 则+=?mn6?mn?n4m11 1+++4?≥?5+2=?mn?6?6? n4m?3 ·=. mn?2 n4m 当且仅当=,即n=2m时,等号成立. mn此时m=2,n=4. 3. 已知等差数列{an}的前n项的和为Sn,等比数列{bn}的各项均为正数,公比是q,且满 足:a1=3,b1=1,b2+S2=12,S2=b2q. (1)求an与bn; an (2)设cn=3bn-λ·2,若数列{cn}是递增数列,求λ的取值范围. 3 ??q+3+a2=12, 解 (1)由已知可得? 2 ?3+a2=q,? 1
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