設(shè)數(shù)列{an}的各項(xiàng)都是正數(shù),且對(duì)任意n∈N+,都有a13+a23+a33+…+an3=Sn2,其中Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.
(Ⅰ)求證:an2=2Sn-an;
(Ⅱ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅲ)設(shè)bn=3n+(-1)n-1λ•2an(λ為非零整數(shù),n∈N*)試確定λ的值,使得對(duì)任意n∈N*,都有bn+1>bn成立.
分析:(Ⅰ)令n=1代入a13+a23+a33+…+an3=Sn2,可得a1的值,然后推出Sn-12的表達(dá)式,與Sn2相減可得an2=2Sn-an,從而求證;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得an2=2Sn-an利用遞推公式,得an-12的表達(dá)式,從而可得數(shù)列an是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列.
(Ⅲ)第一步要求出bn+1-bn的表達(dá)式,然后再進(jìn)行分類討論,n為奇偶的情況確定λ的范圍;
解答:解:(Ⅰ)由已知得,當(dāng)n=1時(shí),a
13=S
12=a
12,
又∵a
n>0,∴a
1=1
當(dāng)n≥2時(shí),a
13+a
23++a
n3=S
n2①
a
13+a
23++a
n-13=S
n-12②
由①-②得,a
n3=S
n2-S
n-12=(S
n-S
n-1)(S
n+S
n-1)=a
n(S
n+S
n-1)
∴a
n2=S
n+S
n-1=2S
n-a
n(n≥2)
顯然當(dāng)n=1時(shí),a
1=1適合上式.
故a
n2=2S
n-a
n(n∈N
*)
(Ⅱ)由(I)得,a
n2=2S
n-a
n③
a
n-12=2S
n-1-a
n-1(n≥2)④
由③-④得,a
n2-a
n-12=2S
n-2S
n-1-a
n+a
n-1=a
n+a
n-1∵a
n+a
n-1>0∴a
n-a
n-1=1(n≥2)
故數(shù)列a
n是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列.
∴a
n=n(n∈N
*)
(III)∵a
n=n(n∈N
*),∴b
n=3
n+(-1)
n-1λ•2
n∴b
n+1-b
n=3
n+1-3
n+(-1)
nλ•2
n+1-(-1)
n-1λ•2
n=2×3
n-3λ•(-1)
n-1•2
n要使b
n-1>b
n恒成立,只須(-1)
n-1 λ<
()n-1(1)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),即λ<
()n-1恒成立,
又
()n-1的最小值為1,∴λ<1
(2)當(dāng)為偶數(shù)時(shí),即λ>
()n-1恒成立,
又-
()n-1的最大值為-
,
∴λ>-
,∴由(1)(2)得-
<λ<1,
又λ=0且為整數(shù),∴λ=-1對(duì)所有n∈N
+,都有b
n+1>b
n成立.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查等比數(shù)列的性質(zhì)及遞推公式的應(yīng)用,難度比較大,后面第三問(wèn)還需要分類討論n的奇偶性,此題綜合性較強(qiáng),做題時(shí)要認(rèn)真學(xué)會(huì)獨(dú)立思考.