Question

已知a，b是不相等的正數(shù)，在a，b之間分別插入m個(gè)正數(shù)a₁，a₂， ，a_m和正數(shù)b₁，b₂， ，
b_m，使a，a₁，a₂， ，a_m，b是等差數(shù)列，a，b₁，b₂， ，b_m，b是等比數(shù)列．
（1）若m＝5，＝，求的值；
（2）若b＝λa(λ∈N^*，λ≥2)，如果存在n (n∈N^*，6≤n≤m)使得a_n－5＝b_n，求λ的最小值及此時(shí)m的值；
（3）求證：a_n＞b_n(n∈N*，n≤m)．

Answer 1

（1）;（2）最小值為4，此時(shí)為29;(3)詳見(jiàn)解析

解析試題分析：（1）根據(jù)題意m＝5時(shí)，共有7項(xiàng)，設(shè)等差數(shù)列的公差為，等比數(shù)列的公比為，則，表示出，又由，可得到，解得;（2）由條件得，即，從而得，又由于，即，從而得，又題中有，可得， 化簡(jiǎn)消去a得：，觀察此式結(jié)構(gòu)特征：，則要求為有理數(shù)．即必須為有理數(shù)，而，可將用數(shù)字代入檢驗(yàn)： 若，則為無(wú)理數(shù)，不滿足條件; 同理，不滿足條件; 當(dāng)時(shí)，．要使為有理數(shù)，則必須為整數(shù)，要滿足 ，可解得;(3)可假設(shè)，為數(shù)列的前項(xiàng)的和，我們易先證：若為遞增數(shù)列，則為遞增數(shù)列;同理可證，若為遞減數(shù)列，則為遞減數(shù)列;由于a和b的大小關(guān)系不確定，故要對(duì)其分類(lèi)討論：①當(dāng)時(shí)，．當(dāng)時(shí)，．即，即．因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/e0/a/138kj3.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，即，即;②當(dāng)時(shí)，同理可求得．
試題解析：（1）設(shè)等差數(shù)列的公差為，等比數(shù)列的公比為，
則．
．                                2分
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/51/1/lqtyx.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，解得．                4分
（2）因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/b1/3/1aapy2.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，從而得．
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/a7/1/wyocf.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，從而得．
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/c4/6/symav3.png" style="vertical-align:middle;" />，所以．
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/65/9/qakkg1.png" style="vertical-align:middle;" />，所以（*）．                       6分
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/26/