若数列是各项均不为
的等差数列,公差为
,
为其前
项和,且满足
,
.数列
满足
,
为数列
的前n项和.
(1)求、
和
;
(2)若对任意的,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)是否存在正整数,使得
成等比数列?若存在,求出所有
的值;若不存在,请说明理由.
若数列是各项均不为
的等差数列,公差为
,
为其前
项和,且满足
,
.数列
满足
,
为数列
的前n项和.
(1)求、
和
;
(2)若对任意的,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)是否存在正整数,使得
成等比数列?若存在,求出所有
的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)(法一)在中,令
,
,
得 即
解得
,
,
.
,
.
(法二)是等差数列,
.由
,得
,
又,
,则
.(
求法同法一)
(2)①当为偶数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等号在
时取得.
此时
需满足
.
②当为奇数时,要使不等式
恒成立,
即需不等式恒成立.
是随
的增大而增大,
时
取得最小值
.
此时
需满足
.综合①、②可得
的取值范围是
.
(3),
若成等比数列,则
,即
.
(法一)由, 可得
,
即,
.
又,且
,所以
,此时
.
因此,当且仅当,
时,数列
中的
成等比数列.
(法二)因为,故
,即
,
,(以下同上).