已知数列()的首项,前项和为。设和为常数,若对一切正整数均有成立,则称此数列为“”数列。
(1)若等差数列是“”数列,求的值。
(2)若数列是“”数列,且,求数列的通项公式。
(3)对于给定的,是否存在三个不同的数列为“”数列,且?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由。
(1)因为等差数列是“”数列,
所以,
所以。
(2)因为数列是“”数列,
所以 ①,
所以
,
所以 ②,
①②两式相加得,
即,
又因为,
所以(),
当时,,
所以()。
(3)若数列为“”数列,
则,
两边同时除以得: ③,
令,
因为,,
所以,即,
所以③式可化为:,
解得(舍去),
即。
此时只有一个数列,不满足题意。
当时,原方程为。
令,则方程可化为,
若,由上述讨论可知不满足题意,
所以只考虑,
所以有,
所以或。
不满足题意,
时,原方程为,
可得,
由上述讨论知,不符合题意,
解得。
此时有两个解,分别为,,
所以,,所以,
此时共有三个解,其中,
则对任意的,或或,
此时,,均符合条件,
所以,,,
此时满足题意。
综上所述,的取值范围是。
本题主要考查等差数列和数列综合。
(1)由数列为“”数列,可得,可得。
(2)根据数列为“”数列,有,引用,可得,两式相加可得和的关系,即可求得通项。
(3)根据数列为“”数列,得到关于,,的方程,令,可得,分为和讨论,即可求得答案。