设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,S6=22.
(1)求Sn的表达式;
(2)若从{an}中抽取一个公比为q的等比数列{akn},其中k1=1,且k1<k2<…<kn(kn∈N*).
①当q取最小值时,求{kn}的通项公式;
②若关于n(n∈N*)的不等式6Sn>kn+1有解,试求q的值.
设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,S6=22.
(1)求Sn的表达式;
(2)若从{an}中抽取一个公比为q的等比数列{akn},其中k1=1,且k1<k2<…<kn(kn∈N*).
①当q取最小值时,求{kn}的通项公式;
②若关于n(n∈N*)的不等式6Sn>kn+1有解,试求q的值.
(1)设等差数列的公差为d,则S6=6a1+×6×5d=22,解得d=
,
所以Sn=.
(2)①因为数列{an}是正项递增等差数列,所以数列{akn}的公比q>1,
若k2=2,则由a2=,得q=
=
,
此时ak3=2·2=
,
由=
(n+2),
解得n=∉N*,所以k2>2,同理k2>3;
若k2=4,则由a4=4,得q=2,此时akn=2·2n-1,另一方面,akn=(kn+2),所以
(kn+2)=2n,即kn=3×2n-1-2,
所以对任何正整数n,akn是数列{an}的第3·2n-1-2项.
所以最小的公比q=2.
所以kn=3·2n-1-2.
②因为akn==2qn-1,得kn=3qn-1-2,而q>1,
所以当q>1且q∈N时,所有的kn=3qn-1-2均为正整数,适合题意;
当q>1且q∉N时,kn=3qn-1-2∈N不全是正整数,不合题意.
而6Sn>kn+1有解,所以>1有解,经检验,当q=2,q=3,q=4时,n=1都是
>1的解,适合题意;
下面证当q≥5时,>1无解,
设bn=
则bn+1-bn=
因为所以f(n)=2[(1-q)n2+(7-5q)n+7-q]在n∈N*上递减,
又因为f(1)<0,所以f(n)<0恒成立,所以bn+1-bn<0,所以bn≤b1恒成立,
又因为当q≥5时,b1<1,所以当q≥5时,6Sn>kn+1无解.
综上所述,q的取值为2,3,4.