题目:
设数列{an}为等比数列,数列{bn}满足bn=na1+(n-1)a2+…+2an-1+an,n∈N*,已知b1=m,b2=
(Ⅰ)求数列{an}的首项和公比; (Ⅱ)当m=1时,求bn; (Ⅲ)设Sn为数列{an}的前n项和,若对于任意的正整数n,都有Sn∈[1,3],求实数m的取值范围. |
答案:
(Ⅰ)由已知b1=a1,
所以a1=m
b2=2a1+a2,
所以2a1+a2=
m,3 2
解得a2=-
,m 2
所以数列{an}的公比q=-
.1 2
(Ⅱ)当m=1时,an=(-
)n-1,1 2
bn=na1+(n-1)a2++2an-1+an①,
-
bn=na2+(n-1)a3++2an+an+1②,1 2
②-①得
-
bn=-n+a2+a3++an+an+13 2
所以-
bn=-n+3 2
=-n--
[1-(-1 2
)n]1 2 1-(-
)1 2
[1-(-1 3
)n],1 2
bn=
+2n 3
-2 9
(-2 9
)n=1 2 6n+2+(-2)1-n 9
(Ⅲ)Sn=
=m[1-(-
)n]1 2 1-(-
)1 2
•[1-(-2m 3
)n]1 2
因为1-(-
)n>0,1 2
所以,由Sn∈[1,3]得
≤1 1-(-
)n1 2
≤2m 3
,3 1-(-
)n1 2
注意到,当n为奇数时1-(-
)n∈(1,1 2
],3 2
当n为偶数时1-(-
)n∈[1 2
,1),3 4
所以1-(-
)n最大值为1 2
,最小值为3 2
.3 4
对于任意的正整数n都有
≤1 1-(-
)n1 2
≤2m 3
,3 1-(-
)n1 2
所以
≤4 3
≤2,2≤m≤3.2m 3
即所求实数m的取值范围是{m|2≤m≤3}.