Question

【題目】己知是各項(xiàng)都為正數(shù)的數(shù)列，其前n項(xiàng)和為，且.

（1）求證：為等差數(shù)列；

（2）設(shè)，求的前n項(xiàng)和；

（3）求集合.

Answer 1

【答案】（1）證明見解析；（2）（3）

【解析】

（1）由消掉，再根據(jù)等差數(shù)列的定義即可證明；

（2）由（1）得，則，由此可求得()，則，分奇偶數(shù)即可求出；

（3）由得，設(shè)，則，則，由此可得當(dāng)時(shí)，，記，則，，得，記，鄰項(xiàng)法可得數(shù)列單調(diào)遞減，可得n≥3時(shí)，恒成立，進(jìn)而可求出答案．

解：（1）∵，∴，

當(dāng)n≥2，時(shí)，，

即(n≥2，)，

又n＝1時(shí)，，得（舍負(fù)），

∴是以1為首項(xiàng)，1為公差的等差數(shù)列；

（2）由（1）知，，

又是各項(xiàng)都為正數(shù)，，∴，

當(dāng)n≥2，時(shí)，，

又，∴()，

于是，

當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，

，

當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，

，

∴；

（3）由得，即，

設(shè)，則，

∴，

由，，

∴，則，

當(dāng)時(shí)，顯然不成立；

當(dāng)時(shí)，，則，

記，則，，得，

記，則恒成立，

故數(shù)列單調(diào)遞減，

又，，，則n≥3時(shí)，恒成立，

從而方程的解為t＝1，p＝2或t＝2，p＝1，

∴滿足條件的m，p存在，m＝4，p＝1或m＝4，p＝2，

∴．