Question

【題目】已知數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù)，其前n項(xiàng)的和為Sn ， 且對(duì)任意的m，n∈N*，
都有（Sm+n+S1）2=4a2ma2n ．
（1）求 的值；
（2）求證：{an}為等比數(shù)列；
（3）已知數(shù)列{cn}，{dn}滿足|cn|=|dn|=an ， p（p≥3）是給定的正整數(shù)，數(shù)列{cn}，{dn}的前p項(xiàng)的和分別為Tp ， Rp ， 且Tp=Rp ， 求證：對(duì)任意正整數(shù)k（1≤k≤p），ck=dk ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由（Sm+n+S1）2=4a2ma2n．取m=n=1，可得 ，

∵a1，a2＞0，∴a2+2a1=2a2，化為 =2

（2）證明：由（Sm+n+S1）2=4a2ma2n．

令m=n，可得S2n+a1=2a2n，①

∴S2n+2+a1=2a2n+2．②

令m=n+1，可得 ，③

∴③﹣①可得：a2n+1=2 ﹣2a2n= ，④

②﹣③可得：a2n+2= ，⑤

由④⑤可得： ，⑥

把⑥代入④可得：a2n+1=2a2n，

把⑥代入⑤可得：a2n+2=2a2n+1，

∴ =2，又 =2．∴ ，n∈N*．

∴{an}為等比數(shù)列，首項(xiàng)為a1，公比為2

（3）證明：由（2）可知：an= ，

∵|cn|=|dn|=an= ，

∴cp=±dp，若cp=﹣dp，

不妨設(shè)cp＞0，cp＜0，

則Tp≥ ﹣ = ﹣ =a1＞0，

Rp≤﹣ + =﹣ + =﹣a1＜0，

這與Tp=Rp矛盾，∴cp=dp，

于是Tp﹣1=Rp﹣1，可得cp﹣1=dp﹣1，于是cp﹣2=dp﹣2，…，c1=d1．

∴對(duì)任意正整數(shù)k（1≤k≤p），ck=dk．

【解析】（1）由（Sm+n+S1）2=4a2ma2n ． 取m=n=1，可得 ，利用a1 ， a2＞0，即可得出．（2）由（Sm+n+S1）2=4a2ma2n ． 令m=n，可得S2n+a1=2a2n ， S2n+2+a1=2a2n+2 ． 令m=n+1，可得 ，化簡(jiǎn)整理可得：a2n+1=2a2n ， a2n+2=2a2n+1 ， 利用等比數(shù)列的通項(xiàng)公式即可得出．（3）由（2）可知：an= ，由于|cn|=|dn|=an= ，可得cp=±dp ， 若cp=﹣dp ， 不妨設(shè)cp＞0，cp＜0，則Tp≥a1＞0，Rp≤﹣a1＜0，這與Tp=Rp矛盾，可得cp=dp ， 于是Tp﹣1=Rp﹣1 ， 即可證明．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用數(shù)列的前n項(xiàng)和和數(shù)列的通項(xiàng)公式，掌握數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和sn與通項(xiàng)an的關(guān)系；如果數(shù)列an的第n項(xiàng)與n之間的關(guān)系可以用一個(gè)公式表示，那么這個(gè)公式就叫這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式即可以解答此題．