已知公比为q(q≠1)的无穷等比数列{an}的首项a1=1.(1)若q=13,在a1与a2之间插入k个数b1,b2,…,bk

已知公比为q(q≠1)的无穷等比数列{an}的首项a1=1.(1)若q=13,在a1与a2之间插入k个数b1,b2,…,bk,使得a1,b1,b2,…,bk,a2,a3成等差数列,求这k个数;(2)对于任意给定的正整数m,在a1,a2,a3的a1与a2和a2与a3之间共插入m个数,构成一个等差数列,求公比q的所有可能取值的集合(用m表示);(3)当且仅当q取何值时,在数列{an}的每相邻两项ak,ak+1之间插入ck(k∈N*,ck∈N)个数,使之成为一个等差数列?并求c1的所有可能值的集合及{cn}的通项公式(用q表示).
2026年09月20日 12:19
有1个网友回答
网友(1):

(1)由条件得1,b1,b2,…bk

1
3
1
9
成等差数列,
所以公差d=-
2
9
,k=2,
所以这2个数为:b1=
7
9
,b2=
5
9
;                                            …(2分)
(2)设a1与a2之间插入k个数,k∈N,且k≤m,则在a2与a3之间插入(m-k)个数,
由条件这等差数列第一项为a1=1,第k+2项为a2=q,第m+2项为a2=q2
所以
q?1
k+1
=
q2?q
m?k+1
,q≠1,
所以q=
m?k+1
k+1
,且 k≠
m
2

所以公比q的所有可能的取值的集合{ q|q=
m?k+1
k+1
,k∈N,k≤m且k≠
m
2
};…(6分)
(3)当且仅当q∈N,且q≥2时,在数列{an}的每相邻两项ak,ak+1之间插入ck(k∈N*,ck∈N)个数,使之成为一个等差数列;
证明如下:
(i)当q∈N,且q≥2时,新构成的等差数列可以是正整数数列1,2,3,…,显然满足条件;      …(8分)
(ii) 若在数列{an}的每相邻两项ak,ak+1之间插入ck(k∈N*,ck∈N)个数,使之成为一个等差数列,这个等差数列设为{bn},则对于任意的k∈N*,都有
ak+1?ak
ck+1
ak+2?ak+1
ck+1+1

qk?qk?1
ck+1
=
qk+1?qk
ck+1+1
,q≠1且q≠0,
所以q=
ck+1+1
ck+1
,ck+1,ck∈N,
所以q为正有理数,{an}为正项无穷等比数列,
若q不为整数,不妨设q=
t
p
,其中p,t∈N*,p与t互质,且p≥2,
等差数列{bn}的公差为d=