精英家教網(wǎng)下述數(shù)陣稱為“森德拉姆篩”,記為S.其特點(diǎn)是每行每列都是等差數(shù)列,第i行第j列的數(shù)記為Aij
(1)設(shè)S中主對角線上的數(shù)1,8,17,28,41,…組成數(shù)列{bn}.試證不存在正整數(shù)k和m(1<k<m),使得b1,bk,bm成等比數(shù)列;
(2)對于(1)中的數(shù)列{bn},是否存在正整數(shù)p和r (1<r<p<150),使得b1,br,bp成等差數(shù)列.若存在,寫出p,r的一組解(不必寫出推理過程);若不存在,請說明理由.
分析:(1)假設(shè)存在k、m,1<k<m,使得b1,bk,bm成等比數(shù)列,則根據(jù)等比中項(xiàng)的性質(zhì)可知b1bm=bk2,根據(jù)題意bn=Ann=(n+2)2-4;求得(m+2)2-[(k+2)2-8]2=8,同時(shí)1<k<m,則可推斷k≥2、m≥3,進(jìn)而可知(m+2)+(k+2)2-8≥13進(jìn)而可得出(m+2)-(k+2)2≤ +8=
8
13
<1
與(m+2)-(k+2)2+8∈Z矛盾,推斷出不存在正整數(shù)k和m(1<k<m),使得b1,bk,bm成等比數(shù)列.
(2)假設(shè)存在滿足條件的p,r,則根據(jù)等差中項(xiàng)的性質(zhì)可知2(r2+4r-4)=1+(p2+4p-4),令
r+5=p-1 
2(r-1)=p+5
求得p和r.
解答:解:(1)證明:假設(shè)存在k、m,1<k<m,使得b1,bk,bm成等比數(shù)列,
即b1bm=bk2,
∵bn=Ann=(n+2)2-8;
∴1×[(m+2)2-8]=[(k+2)2-8]2
得(m+2)2-[(k+2)2-8]2=8,
即[(m+2)+(k+2)2-8][(m+2)-(k+2)2+8]=8,
又∵1<k<m,且k、m∈N,
∴k≥2、m≥3,(m+2)+(k+2)2-8≥5+16-8=13
0<(m+2)-(k+2)2+8=
8
(m+2)+(k+2)2-8
8
13
<1
,這與(m+2)-(k+2)2+8∈Z矛盾,
所以不存在正整數(shù)k和m(1<k<m),使得b1,bk,bm成等比數(shù)列.
(2)解:假設(shè)存在滿足條件的p,r,那么2(r2+4r-4)=1+(p2+4p-4),
即2(r+5)(r-1)=(p+5)(p-1)
不妨令
r+5=p-1  
2(r-1)=p+5

r=13
p=19

所以存在r=13,p=19使得b1,br,bp成等差數(shù)列.
點(diǎn)評:本題主要考查了數(shù)列的應(yīng)用,不等式的證明,等差數(shù)列和等比數(shù)列的性質(zhì).考查了學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力.
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(1)設(shè)S中主對角線上的數(shù)1,8,17,28,41,…組成數(shù)列{bn}.試證不存在正整數(shù)k和m(1<k<m),使得b1,bk,bm成等比數(shù)列;
(2)對于(1)中的數(shù)列{bn},是否存在正整數(shù)p和r (1<r<p<150),使得b1,br,bp成等差數(shù)列.若存在,寫出p,r的一組解(不必寫出推理過程);若不存在,請說明理由.

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