Question

已知數列a_n是各項均不為0的等差數列，公差為d，S_n為其前n項和，且滿足a_n²=S_2n-1，n∈N^*．數列b_n滿足，T_n為數列b_n的前n項和．
（1）求a₁、d和T_n；
（2）若對任意的n∈N^*，不等式λT_n＜n+8•（-1）ⁿ恒成立，求實數λ的取值范圍；
（3）是否存在正整數m，n（1＜m＜n），使得T₁，T_m，T_n成等比數列？若存在，求出所有m，n的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）在a_n²=S_2n-1中，令n=1，n=2，得，由此能求出求a₁、d和T_n；
（2）①當n為偶數時，要使不等式λT_n＜n+8•（-1）ⁿ恒成立，λ需滿足λ＜25．②當n為奇數時，要使不等式λT_n＜n+8•（-1）ⁿ恒成立，λ需滿足λ＜-21．綜合①、②可得λ的取值范圍．
（3），若T₁，T_m，T_n成等比數列，則．由，可得-2m²+4m+1＞0，由此能求出求出所有m，n的值．
解答：解：（1）在a_n²=S_2n-1中，令n=1，n=2，
得即（2分）
解得a₁=1，d=2，（3分）∴a_n=2n-1．∵，∴．（5分）
（2）①當n為偶數時，要使不等式λT_n＜n+8•（-1）ⁿ恒成立，即需不等式恒成立．（6分）∵，等號在n=2時取得．∴此時λ需滿足λ＜25．（7分）
②當n為奇數時，要使不等式λT_n＜n+8•（-1）ⁿ恒成立，即需不等式恒成立．（8分）∵是隨n的增大而增大，∴n=1時取得最小值-6．∴此時λ需滿足λ＜-21．（9分）
綜合①、②可得λ的取值范圍是λ＜-21．（10分）
（3），
若T₁，T_m，T_n成等比數列，則，即．（11分）
由，可得，
即-2m²+4m+1＞0，（12分）∴．（13分）
又m∈N，且m＞1，所以m=2，此時n=12．
因此，當且僅當m=2，n=12時，數列 {T_n}中的T₁，T_m，T_n成等比數列．（14分）
點評：本題考查了等差數列、等比數列的概念及其性質，以及數列的求和、利用均值不等式求最值等知識；考查了學生的函數思想方法，及其推理論證和探究的能力．