设等差数列{an}的前n项和为Sn，且a5+a13=34，S3=9．数列{bn}的前n项和为Tn，满足Tn=1-bn．（1）求数列{an}的通项公式；（2）写出一个正整数m，使得1am+9是数列{bn}的项；（3）设数列{cn}的通项公式为cn=anan+t，问：是否存在正整数t和k（k≥3），使得c1，c2，ck成等差数列？若存在，请求出所有符合条件的有序整数对（t，k）；若不存在，请说明理由．试题及答案-解答题-云返教育

试题详情

设等差数列{a_n}的前n项和为S_n，且a₅+a₁₃=34，S₃=9．数列{b_n}的前n项和为T_n，满足T_n=1-b_n．
（1）求数列{a_n}的通项公式；
（2）写出一个正整数m，使得

a_m+9

是数列{b_n}的项；
（3）设数列{c_n}的通项公式为c_n=

a_n

a_n+t

，问：是否存在正整数t和k（k≥3），使得c₁，c₂，c_k成等差数列？若存在，请求出所有符合条件的有序整数对（t，k）；若不存在，请说明理由．

见解析

解：（1）设数列{a_n}的首项为a₁，公差为d，由已知，有

{	2a₁+16d=34 3a₁+3d=9

，…（2分）
解得a₁=1，d=2，…（3分）
所以{a_n}的通项公式为a_n=2n-1（n∈N^*）．…（4分）
（2）当n=1时，b₁=T₁=1-b₁，所以b₁=

．…（1分）
由T_n=1-b_n，得T_n+1=1-b_n+1，两式相减，得b_n+1=b_n-b_n+1，
故b_n+1=

b_n，…（2分）
所以，{b_n}是首项为

，公比为

的等比数列，所以b_n=(

)ⁿ．…（3分）

a_m+9

2m+8

2(m+4)

，…（4分）
要使

a_m+9

是{b_n}中的项，只要m+4=2ⁿ即可，可取m=4．…（6分）
（3）由（1）知，c_n=

2n-1

2n-1+t

，…（1分）
要使c₁，c₂，c_k成等差数列，必须2c₂=c₁+c_k，即

3+t

1+t

2k-1

2k-1+t

，…（2分）
化简得k=3+

t-1

．…（3分）
因为k与t都是正整数，所以t只能取2，3，5．…（4分）
当t=2时，k=7；当t=3时，k=5；当t=5时，k=4．…（5分）
综上可知，存在符合条件的正整数t和k，所有符合条件的有序整数对（t，k）为：（2，7），（3，5），（5，4）．…（6分）

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