Question

設數列{bn}滿足bn＋2＝－bn＋1－bn(n∈N*)，b2＝2b1.

(1)若b3＝3，求b1的值；

(2)求證數列{bnbn＋1bn＋2＋n}是等差數列；

(3)設數列{Tn}滿足：Tn＋1＝Tnbn＋1(n∈N*)，且T1＝b1＝－，若存在實數p，q，對任意n∈N*都有p≤T1＋T2＋T3＋…＋Tn＜q成立，試求q－p的最小值．

 

Answer 1

（1）b1＝－1（2）見解析（3）

【解析】(1)∵bn＋2＝－bn＋1－bn，

∴b3＝－b2－b1＝－3b1＝3，

∴b1＝－1；(3分)

(2)∵bn＋2＝－bn＋1－bn①，

∴bn＋3＝－bn＋2－bn＋1②，

②－①得bn＋3＝bn，(5分)

∴(bn＋1bn＋2bn＋3＋n＋1)－(bnbn＋1bn＋2＋n)＝bn＋1bn＋2(bn＋3－bn)＋1＝1為常數，

∴數列{bnbn＋1bn＋2＋n}是等差數列．(7分)

(3)∵Tn＋1＝Tn·bn＋1＝Tn－1bnbn＋1＝Tn－2bn－1bnbn＋1＝…＝b1b2b3…bn＋1

當n≥2時Tn＝b1b2b2…bn(*)，

當n＝1時，T1＝b1適合(*)式

∴Tn＝b1b2b3…bn(n∈N*)．(9分)

∵b1＝－，b2＝2b1＝－1，

b3＝－3b1＝，bn＋3＝bn，

∴T1＝b1＝－，T2＝T1b2＝，

T3＝T2b3＝，T4＝T3b4＝T3b1＝T1，

T5＝T4b5＝T2b3b4b5＝T2b1b2b3＝T2，

T6＝T5b6＝T3b4b5b6＝T3b1b2b3＝T3，

……

T3n＋1＋T3n＋2＋T3n＋3＝T3n－2b3n－1b3nb3n＋1＋

T3n－1b3nb3n＋1b3n＋2＋T3nb3n＋1b3n＋2b3n＋3

＝T3n－2b1b2b3＋T3n－1b1b2b3＋T3nb1b2b3

＝ (T3n－2＋T3n－1＋T3n)，

∴數列{T3n－2＋T3n－1＋T3n)(n∈N*)是等比數列，

首項T1＋T2＋T3＝且公比q＝，(11分)記Sn＝T1＋T2＋T3＋…＋Tn，

①當n＝3k(k∈N*)時，

Sn＝(T1＋T2＋T3)＋(T4＋T5＋T6)…＋(T3k－2＋T3k－1＋T3k)

＝，

∴≤Sn＜3；(13分)

②當n＝3k－1(k∈N*)時

Sn＝(T1＋T2＋T3)＋(T4＋T5＋T6)＋…＋(T3k－2＋T3k－1＋T3k)－T3k

＝3－(b1b2b3)k＝3－4·∴0≤Sn＜3；(14分)

③當n＝3k－2(k∈N*)時

Sn＝(T1＋T2＋T3)＋(T4＋T5＋T6)＋…＋(T3k－2＋T3k－1＋T3k)－T3k－1－T3k

＝3－(b1b2b3)k－1b1b2－