我们在下面的表格内填写数值:先将第1行的所有空格填上1;再把一个首项为1,公比为q的数列{a n }依次填入第一列的空格

我们在下面的表格内填写数值:先将第1行的所有空格填上1;再把一个首项为1,公比为q的数列{a n }依次填入第一列的空格内;然后按照“任意一格的数是它上面一格的数与它左边一格的数之和”的规则填写其它空格.
第1列 第2列 第3列 第n列
第1行 1 1 1 1
第2行 q
第3行 q 2
第n行 q n-1
(1)设第2行的数依次为B 1 ,B 2 ,…,B n ,试用n,q表示B 1 +B 2 +…+B n 的值;
(2)设第3列的数依次为c 1 ,c 2 ,c 3 ,…,c n ,求证:对于任意非零实数q,c 1 +c 3 >2c 2
(3)请在以下两个问题中选择一个进行研究 (只能选择一个问题,如果都选,被认为选择了第一问).
①能否找到q的值,使得(2)中的数列c 1 ,c 2 ,c 3 ,…,c n 的前m项c 1 ,c 2 ,…,c m (m≥3)成为等比数列?若能找到,m的值有多少个?若不能找到,说明理由.
②能否找到q的值,使得填完表格后,除第1列外,还有不同的两列数的前三项各自依次成等比数列?并说明理由.
dj21831 1年前 已收到1个回答 举报

inter_whisky 花朵

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(1)由题意得,B 1 =q,B 2 =1+q,
B 3 =1+(1+q)=2+q,…,B n =(n-1)+q,
∴B 1 +B 2 +…+B n =1+2+…+(n-1)+nq=
n(n-1)
2 +nq .
(2)由题意得,c 1 =1,c 2 =1+(1+q)=2+q,
c 3 =(2+q)+(1+q+ q 2 )=3+2q+ q 2 ,
由 c 1 + c 3 -2 c 2 =1+3+2q+ q 2 -2(2+q)= q 2 >0 ,
即 c 1 +c 3 >2c 2
(3)①先设c 1 ,c 2 ,c 3 成等比数列,由 c 1 c 3 =
c 22 得,
3+2q+q 2 =(2+q) 2 , q=-
1
2 .
此时 c 1 =1, c 2 =
3
2 , c 3 =
9
4 ,
∴c 1 ,c 2 ,c 3 是一个公比为
3
2 的等比数列.
如果m≥4,c 1 ,c 2 ,…,c m 为等比数列,那么c 1 ,c 2 ,c 3 一定是等比数列.
由上所述,此时 q=-
1
2 , c 1 =1, c 2 =
3
2 , c 3 =
9
4 , c 4 =
23
8 ,
由于
c 4
c 3 ≠
3
2 ,因此,对于任意m≥4,c 1 ,c 2 ,…,c m 一定不是等比数列.
综上所述,当且仅当m=3且 q=-
1
2 时,数列c 1 ,c 2 ,…,c m 是等比数列.
②设x 1 ,x 2 ,x 3 和y 1 ,y 2 ,y 3 分别为第k+1列和第m+1列的前三项,1≤k<m≤n-1,
则 x 1 =1, x 2 =k+q, x 3 =(1+2+3+…+k)+kq+ q 2 =
k(k+1)
2 +kq+ q 2 ,
若第k+1列的前三项x 1 ,x 2 ,x 3 是等比数列,则
由 x 1 x 3 =
x 22 ,得
k(k+1)
2 +kq+ q 2 =(k+q ) 2 ,
k 2 -k
2 +kq=0 , q=
1-k
2 ,
同理,若第m+1列的前三项y 1 ,y 2 ,y 3 是等比数列,则 q=
1-m
2 .
当k≠m时,
1-k
2 ≠
1-m
2 .
所以,无论怎样的q,都不能同时找到两列数(除第1列外),使它们的前三项都成等比数列.

1年前

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