已知等比數(shù)列{an}的公比為q,首項(xiàng)為a1,其前n項(xiàng)的和為Sn.?dāng)?shù)列{an2}的前n項(xiàng)的和為An,數(shù)列{(-1)n+1an}的前n項(xiàng)的和為Bn
(1)若A2=5,B2=-1,求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)①當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),比較BnSn與An的大小;
②當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),若|q|≠1,問是否存在常數(shù)λ(與n無關(guān)),使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立,若存在,求出λ的值;若不存在,說明理由.
分析:(1)由題意知
a
2
1
+
a
2
1
q2=5
a1-a1q=-1
,由此可知an=-(
1
2
)n-2
,或an=2n-1
(2)由題設(shè)條件知數(shù)列{an2},{(-1)n+1an}均為等比數(shù)列,首項(xiàng)分別為a12,a1,公比分別為q2,-q.
①當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),當(dāng)q=1時(shí),BnSn=na12=An.當(dāng)q=-1時(shí),BnSn=na12=An.當(dāng)q≠±1時(shí),B2k-1S2k-1=A2k-1.綜上所述,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),BnSn=An
②當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),存在常數(shù)λ=
2a1
1+q
,使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.由此入手能夠推導(dǎo)出存在常數(shù)λ=
2a1
1+q
,使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.
解答:解:(1)∵A2=5,B2=-1,
a
2
1
+
a
2
1
q2=5
a1-a1q=-1

a1=-2
q=
1
2
a1=1
q=2
(2分)
an=-(
1
2
)n-2
,或an=2n-1.(4分)
(2)∵
an+12
an2
=(
an+1
an
)2=q2
=常數(shù),
(-1)n+2an+1
(-1)n+1an
=(-1)×
an+1
an
=-q
=常數(shù),
∴數(shù)列{an2},{(-1)n+1an}均為等比數(shù)列,
首項(xiàng)分別為a12,a1,公比分別為q2,-q.(6分)
①當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1,An=na12,Bn=a1,
∴BnSn=na12=An.當(dāng)q=-1時(shí),Sn=a1,An=na12,Bn=na1,
∴BnSn=na12=An.(8分)
當(dāng)q≠±1時(shí),設(shè)n=2k-1(k∈N*),S2k-1=
a1(1-q2k-1)
1-q
,A2k-1=
a
2
1
[1-(q2)2k-1]
1-q2
=
a
2
1
(1-q2k-1)(1+q2k-1)
1-q2
B2k-1=
a1[1-(-q)2k-1]
1+q
=
a1(1+q2k-1)
1+q
,
∴B2k-1S2k-1=A2k-1.綜上所述,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),BnSn=An.(10分)
②當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),存在常數(shù)λ=
2a1
1+q
,
使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.(11分)
∵|q|≠1,∴Sn=
a1(1-qn)
1-q
,An=
a12(1-q2n)
1-q2
,Bn=
a1(1-qn)
1+q

∴(Bn-λ)Sn+An=[
a1(1-qn)
1+q
-λ]
a1(1-qn)
1-q
+
a12(1-q2n)
1-q2

=
a12(1-qn)2
1-q2
-
λa1(1-qn)
1-q
+
a12(1-q2n)
1-q2

=
2a12(1-qn)
1-q2
-
λa1(1-qn)
1-q

=
a1(1-qn)
1-q
(
2a1
1+q
-λ)
.(14分)
由題設(shè),
a1(1-qn)
1-q
(
2a1
1+q
-λ)=0
對所有的偶數(shù)n恒成立,
a1(1-qn)
1-q
≠0
,∴λ=
2a1
1+q
.(16分)
∴存在常數(shù)λ=
2a1
1+q
,使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.
點(diǎn)評:本題考查數(shù)列的性質(zhì)和應(yīng)用,解題時(shí)要認(rèn)真審題,仔細(xì)解答,避免出錯(cuò).
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12
,則n=
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