【题目】若数列
满足n≥2时,
,则称数列
(n
)为
的“L数列”.
(1)若
,且
的“L数列”为
,求数列
的通项公式;
(2)若
,且
的“L数列”为递增数列,求k的取值范围;
(3)若
,其中p>1,记
的“L数列”的前n项和为
,试判断是否存在等差数列
,对任意n
,都有
成立,并证明你的结论.
【答案】(1)
;(2)(1,+∞);(3)存在满足条件的等差数列
,见解析
【解析】
(1)由题意知
即
,利用累乘法即可求得通项公式;(2)由
可得
,设
,根据题意{bn}为递增数列,只需
-
>0恒成立即可求得满足题意的k值;(3)根据
的通项公式求出
,利用放缩法及等比数列的前n项和公式可得
,再次利用
放缩可得
,设
,易证其为等差数列,结论成立.
(1)由题意知,
即
,
所以
,
即数列
的通项公式为
.
(2)因为
,且n≥2,n∈N*时,
,所以
,
设
,n∈N*,所以
1-
.
因为{bn}为递增数列,所以
对n∈N*恒成立,
即
-
>0对
恒成立.
因为
-
=
,
所以
-
>0等价于
.
当0<k≤1时,因为n=1时,
,不符合题意.
当k>1时,
,所以
,
综上,k的取值范围是
.
(3)存在满足条件的等差数列
,证明如下:
因为
,k
,
所以
,又因为
,所以
,
所以
,
即
,因为
,所以
,
设
,则
,且
,
所以存在等差数列
满足题意.