Question

已知{a_n}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等差數(shù)列，lga₁、lga₂、lga₄成等差數(shù)列．又b_n=

1

a2n

，n=1，2，3，…．
（Ⅰ）證明{b_n}為等比數(shù)列；
（Ⅱ）如果無(wú)窮等比數(shù)列{b_n}各項(xiàng)的和S=

1

3

，求數(shù)列{a_n}的首項(xiàng)a₁和公差d．
（注：無(wú)窮數(shù)列各項(xiàng)的和即當(dāng)n→∞時(shí)數(shù)列前項(xiàng)和的極限）

Answer 1

（1）證明：設(shè){a_n}中首項(xiàng)為a₁，公差為d．
∵lga₁，lga₂，lga₄成等差數(shù)列∴2lga₂=lga₁+lga₄∴a₂²=a₁•a₄．
即（a₁+d）²=a₁（a₁+3d）∴d=0或d=a₁．
當(dāng)d=0時(shí)，a_n=a₁，b_n=

1

a2n

=

1

a1

，∴

bn+1

bn

=1，∴{b_n}為等比數(shù)列；
當(dāng)d=a₁時(shí)，a_n=na₁，b_n=

1

a2n

=

1

2na1

，∴

bn+1

bn

=

1

2

，∴{b_n}為等比數(shù)列．
綜上可知{b_n}為等比數(shù)列．
（2）∵無(wú)窮等比數(shù)列{b_n}各項(xiàng)的和S=

1

3

．
∴|q|＜1，由（1）知，q=

1

2

，d=a₁．b_n=

1

a2n

=

1

2na1

∴S=

b1

1-q

=

1 a2

1-q

=

1 2a1

1- 1 2

=

1

a1

=

1

3

，∴a₁=3．
∴

a1=3 d=3

．