数列难题请教
设等比数列{an}的前n项和为Sn,若q>0且q不等于1,是否存在互不相等的自然数m,n,r,使得Sm,Sn,Sr成等差数列时,m,n,r也是等差数列,若存在指出对应的q的取值范围,若不存在请说明理由。
显然,等比数列{an}的前n项和为Sn=a1*(1-q^n)/(1-q) 那么,要使得Sm,Sn,Sr成等差数列,即: 2*Sn=Sm+Sr 即:2*a1*(1-q^n)/(1-q)=a1*(1-q^m)/(1-q)+a1*(1-q^r)/(1-q) 而又因为“q>0且q不等于1” 即有: a1=0(显然不可能,舍!) 或:2*(1-q^n)=(1-q^m)+(1-q^r) 即:2*q^n=q^m+q^r 两边同除q^m 即:2*q^(n-m)=1+q^(r-m) 不妨设m,n,r也是等差数列 n-m=d r-m=2d (q^d-1)^2=0 q^d=1 d为任意整数但不为零 又q不为一 故当且仅当q=-1 且 d为非零偶数时 命题成立 但q>0 所以q不存在
显然,等比数列{an}的前n项和为Sn=a1*(1-q^n)/(1-q) 那么,要使得Sm,Sn,Sr成等差数列,即: 2*Sn=Sm+Sr 即:2*a1*(1-q^n)/(1-q)=a1*(1-q^m)/(1-q)+a1*(1-q^r)/(1-q) 而又因为“q>0且q不等于1” 即有: a1=0(显然不可能,舍!) 或:2*(1-q^n)=(1-q^m)+(1-q^r) 即:2*q^n=q^m+q^r 不妨设m,n,r也是等差数列,则有:m+r=2n 2*q^[(m+r)/2]=q^m+q^r=q^m*[1+q(r-m)] 即:2*q^(r/2)=q^(m/2)*[1+q(r-m)]
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