Question

18．已知數(shù)列{a_n}滿(mǎn)足：對(duì)于任意n∈N*且n≥2時(shí)，a_n+λa_n-1=2n+1，a₁=4．
（1）若$λ=-\frac{1}{3}$，求證：{a_n-3n}為等比數(shù)列；
（2）若λ=-1．①求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
②是否存在k∈N*，使得$\sqrt{{a}_{2k}{a}_{2k+1}}$+25為數(shù)列{a_n}中的項(xiàng)？若存在，求出所有滿(mǎn)足條件的k的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （1）$λ=-\frac{1}{3}$，n≥2時(shí)，a_n-$\frac{1}{3}$a_n-1=2n+1，化為：a_n-3n=$\frac{1}{3}$[a_n-1-3（n-1）]，即可證明．
（2）①λ=-1時(shí)，n≥2時(shí)，a_n-a_n-1=2n+1，a₁=4．利用累加求和即可得出．
②假設(shè)存在存在k∈N*，使得$\sqrt{{a}_{2k}{a}_{2k+1}}$+25為數(shù)列{a_n}中的第n項(xiàng)，可得$\sqrt{{a}_{2k}{a}_{2k+1}}$+25=（n+1）²，可得
（2k+1）×（2k+2）+25=（n+1）²，由于左邊是奇數(shù)，因此n必然為偶數(shù)．又（2k+1）×（2k+2）=（n+6）（n-4），可得（4k+2）×（k+1）=（n+6）（n-4），因此k必然為奇數(shù)，只有可能$\left\{\begin{array}{l}{4k+2=n+6}\\{k+1=n-4}\end{array}\right.$，解出即可得出．

解答 （1）證明：$λ=-\frac{1}{3}$，n≥2時(shí)，a_n-$\frac{1}{3}$a_n-1=2n+1，化為：a_n-3n=$\frac{1}{3}$[a_n-1-3（n-1）]，
∴數(shù)列{a_n-3n}為等比數(shù)列，首項(xiàng)為1，公比為$\frac{1}{3}$．
（2）解：①λ=-1時(shí)，n≥2時(shí)，a_n-a_n-1=2n+1，a₁=4．
∴a_n=（a_n-a_n-1）+（a_n-1-a_n-2）+…+（a₂-a₁）+a₁=（2n+1）+（2n-1）+…+（2×2+1）+4
=$\frac{n（3+2n+1）}{2}$+1=n²+2n+1=（n+1）²．
②假設(shè)存在存在k∈N*，使得$\sqrt{{a}_{2k}{a}_{2k+1}}$+25為數(shù)列{a_n}中的第n項(xiàng)，則$\sqrt{{a}_{2k}{a}_{2k+1}}$+25=（n+1）²，
則（2k+1）×（2k+2）+25=（n+1）²，
由于左邊是奇數(shù)，因此n必然為偶數(shù)．
又（2k+1）×（2k+2）=（n+6）（n-4），
∴（4k+2）×（k+1）=（n+6）（n-4），
因此k必然為奇數(shù)，若$\left\{\begin{array}{l}{4k+2=n+6}\\{k+1=n-4}\end{array}\right.$，解得k=3，n=8．
只能有一解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與求和公式、累加求和方法、分類(lèi)討論方法，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于難題．