(本小题满分16分)
设是首项为,公差为的等差数列,是其前项和。记,,其中为实数。
(1)若,且成等比数列,证明:();
(2)若是等差数列,证明:。
(1)若,则,,。
当成等比数列,,
即:,得:,又,故。
由此:,,。
故:()。
(2)
若是等差数列,则型。
观察式后一项,分子幂低于分母幂,
故有:,即,而 ,故。
经检验,当时是等差数列。
第二问先证明是成等差数列的必要条件,再验证时是等差数列是一种很常用的思路,直接证充要条件反而很难证。
本题主要考查等差、等比数列的定义、通项、求和等。
(1)先求出的表达式,通过,,成等比数列列出方程,可求得与的关系,代入表达式即可证明结论。
(2)将的表达式代入,若是等差数列,的通项公式应是的线性表达式,故表达式中的非一次项系数均为0,整理表达式可得,再验证时是等差数列即可。
本题也可采用特殊值,选用前四项,,,列方程,求得,再验证时是等差数列即可。