已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a1=a(a≠0),an+1=rSn(n∈N*,r∈R,r≠-1).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若存在k∈N*,使得Sk+1,Sk,Sk+2成等差数列,试判断:对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1,am,am+2是否成等差数列,并证明你的结论.
已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a1=a(a≠0),an+1=rSn(n∈N*,r∈R,r≠-1).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若存在k∈N*,使得Sk+1,Sk,Sk+2成等差数列,试判断:对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1,am,am+2是否成等差数列,并证明你的结论.
解析 (1)由已知an+1=rSn,可得an+2=rSn+1,两式相减可得an+2-an+1=r(Sn+1-Sn)=ran+1,即an+2=(r+1)an+1,又a2=ra1=ra,
所以当r=0时,数列{an}为:a,0,…,0,…;
当r≠0,r≠-1时,由已知a≠0,所以an≠0(n∈N*),
于是由an+2=(r+1)an+1,可得=r+1(n∈N*),
∴a2,a3,…,an,…成等比数列,
∴当n≥2时,an=r(r+1)n-2a.
综上,数列{an}的通项公式为an=
(2)对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1,am,am+2成等差数列.证明如下:
当r=0时,由(1)知,an=
∴对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1,am,am+2成等差数列.
当r≠0,r≠-1时,∵Sk+2=Sk+ak+1+ak+2,Sk+1=Sk+ak+1.若存在k∈N*,
使得Sk+1,Sk,Sk+2成等差数列,则Sk+1+Sk+2=2Sk,
∴2Sk+2ak+1+ak+2=2Sk,即ak+2=-2ak+1.
由(1)知,a2,a3,…,am,…的公比r+1=-2,于是
对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1=-2am,从而am+2=4am,
∴am+1+am+2=2am,即am+1,am,am+2成等差数列.
综上,对于任意的m∈N*,且m≥2,am+1,am,am+2成等差数列.