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问题: 取值范围

数列{an}满足a1=4,an+1=(1/2) (an+1)。
(1) 求证:{an}不是等差数列;
(2) 是否存在一个常数k,使{an—k}成等比数列?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由;
(3) 求数列{an}的通项公式及前n项和Sn;
(4) 若要使an≤1025/1024 ,求n的取值范围

解答:

数列{an}满足a1=4,an+1=(1/2) (an+1)。

(1) 求证:{an}不是等差数列;
a1 = 4,
a2 = (1/2)(a1 + 1) = 5/2
a3 = (1/2)(a2 + 1) = 7/4
显然,前3项不成等差数列
所以整个数列{an}不是等差数列

(2) 是否存在一个常数k,使{an—k}成等比数列?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由;
假设存在常数k,使得{an - k}是等比数列,并设公比为q
则 a(n+1) - k = q*(an - k)
展开整理得 a(n+1) = q*an + k(1-q)
与已知条件 a(n+1) = (1/2)an + 1/2 比较
得 q=1/2, k=1
即 存在常数k=1/2,使得{an - 1}是以1/2为公比的等比数列


(3) 求数列{an}的通项公式及前n项和Sn;
由(2)及 a1 - 1 = 4 - 1 = 3
可得 an - 1 = 3 * (1/2)^(n-1)
整理得 an = 3/2^(n-1) + 1

(4) 若要使an≤1025/1024 ,求n的取值范围
由 3/2^(n-1) + 1 ≤ 1025/1024 = 1 + 1/1024
得 3/2^(n-1) ≤ 1/1024
即 2^(n-1) ≥ 3*1024 = 3072
因为 2^11 = 2048 , 2^12 = 4096
所以 n-1 ≥ 12
即 n ≥ 13 (且 n 是正整数)——就是n的取值范围