Question

(本小題滿分14分)

已知數(shù)列是各項(xiàng)均不為的等差數(shù)列，公差為，為其前項(xiàng)和，且滿足，．?dāng)?shù)列滿足，為數(shù)列的前n項(xiàng)和．

（1）求、和；

（2）若對(duì)任意的，不等式恒成立，求實(shí)數(shù)的取值范圍；

（3）是否存在正整數(shù)，使得成等比數(shù)列？若存在，求出所有

的值；若不存在，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

解：（1）（法一）在中，令，，

得   即       ……………………………………2分

解得，，                        ………………………………………3分

．

，

．        ……………………5分

（法二）是等差數(shù)列，

．                …………………………2分

由，得 ，                        

又，，則．               ………………………3分

(求法同法一)

（2）①當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，要使不等式恒成立，即需不等式恒成立．       …………………………………6分

 ，等號(hào)在時(shí)取得．           

此時(shí) 需滿足．                …………………………………………7分

②當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，要使不等式恒成立，即需不等式恒成立．        …………………………………8分

 是隨的增大而增大， 時(shí)取得最小值．

此時(shí) 需滿足．                …………………………………………9分

綜合①、②可得的取值范圍是．   …………………………………………10分

（3），

 若成等比數(shù)列，則，即．…11分

（法一）由，　　可得，

即，   　　　                …………………………………12分

．                     ……………………………………13分

又，且，所以，此時(shí)．

因此，當(dāng)且僅當(dāng)， 時(shí)，數(shù)列中的成等比數(shù)列．…………14分

（法二）因?yàn)?sub>，故，即，

，（以下同上）．    …………………………………………13分

【說明】考查了等差數(shù)列、等比數(shù)列的概念及其性質(zhì)，以及數(shù)列的求和、利用均值不等式求最值等知識(shí)；考查了學(xué)生的函數(shù)思想方法，及其推理論證和探究的能力．