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21.定义数列an:a1=1,a2=2,且对任意正整数n,有a底数n+2=大括号2+(-1)的n...

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/14 04:49:35
21.定义数列an:a1=1,a2=2,且对任意正整数n,有a底数n+2=大括号2+(-1)的n...
21.定义数列an:a1=1,a2=2,且对任意正整数n,有a底数n+2=大括号2+(-1)的n次方大括号*an+(-1)的n+1次方再+1.记数列an的前n项和为Sn(1)求数列an的通项公式an和前n项和Sn(2)问是否存在正整数m,n,使得S2n=mS底数2n-1?若存在,则求出所有的正整数对(m,n),若不存在,则加以证明
an+2=[2+(-1)^n]an+(-1)^n+1 +1
1、
①n是奇数时,
a(n+2)=an + 2
即a(n+2)-an = 2
∴an-a(n-2)=2
a(n-2)-a(n-4)=2
·
·
a3-a1=2
全加(a3到an一共(n-1)/2项),得an-a1=2×(n-1)/2=n-1
∴an=n
②n是偶数时
a(n+2)=3an
即a(n+2)/an=3
∴an/a(n-2)=3
·
·
a4/a2=3
全乘,得
an/a2=3^[(n-2)/2]
an=2×3^[(n-2)/2]
∴an=n n是奇数
=2×3^[(n-2)/2] n是偶数
当n是奇数时
Sn=(a1+a3+a5+……+an) + (a2+a4+a6+……+a(n-1) )
= (n+1)²/4 + 3^[(n-1)/2] - 1
当n是偶数时
Sn=(a1+a3+a5+……+a(n-1)) + (a2+a4+a6+……+an)
= n²/4 + 3^(n/2) - 1
2、
2n是偶数,2n-1是奇数,分别代入,得
n² + 3^n - 1 = m [n² + 3^(n-1) - 1]
n² + 3^n - 1 = mn² + m·3^(n-1) - m
两边同时乘以3,得
3n² + 3×3^n - 3 = 3mn² + m·3^n - 3m
3n² - 3mn² - 3 + 3m = m·3^n - 3×3^n
3(1-m)n² - 3(1-m) = (m-3)3^n
3(1-m)(n² - 1) = (m-3)3^n (∵把m=1代入不满足,∴m≠1,∴1-m≠0)
∴(n² - 1)/3^n = (m-3)/[3(1-m)]
∵(n² - 1)/3^n ≥0
∴(m-3)/[3(1-m)]≥0
∴1<m≤3
∴m=2或3
①m=2时,(n² - 1)/3^n = (m-3)/[3(1-m)]=1/3
∴n=2
②m=3时,(n² - 1)/3^n = (m-3)/[3(1-m)]=0
∴n=1
∴(2,2)或(3,1)