已知 ${S_n}$ 是等比数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的前 $n$ 项和,${S_4}$,${S_2}$,${S_3}$ 成等差数列,且 ${a_2} + {a_3} + {a_4} = - 18$.
【难度】
【出处】
2013年高考湖北卷(文)
【标注】
  1. 求数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的通项公式.
    标注
    答案
    ${a_n} = 3 \times {\left( - 2\right)^{n - 1}}$
    解析
    本题代入公式求解即可.由 ${S_4}$,${S_2}$,${S_3}$ 成等差数列可得\[{S_2} - {S_4} = {S_3} - {S_2}.\]又 ${a_2} + {a_3} + {a_4} = - 18$,且 $\left\{a_n\right\}$ 为等比数列,所以可得\[\begin{cases}
    - {a_1}{q^2} - {a_1}{q^3} = {a_1}{q^2}, \\
    {a_1}q\left(1 + q + {q^2}\right) = - 18, \\
    \end{cases}\]解得\[\begin{cases}{a_1} = 3, \\
    q = - 2. \\
    \end{cases}\]故数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的通项公式为\[{a_n} = 3 \times {\left( - 2\right)^{n - 1}}.\]
  2. 是否存在正整数 $n$,使得 ${S_n} \geqslant 2013$?若存在,求出符合条件的所有 $n$ 的集合;若不存在,说明理由.
    标注
    答案
    存在符合条件的正整数 $n$,且所有这样的 $n$ 的集合为\[\left\{ {n\left|\right.n = 2k + 1,k \in {\mathbb{N}},k \geqslant 5} \right\}.\]
    解析
    先假设存在,列出关系式求解.由(1)有\[{S_n} = \dfrac{{3\left[1 - {{\left( - 2\right)}^n}\right]}}{1 - \left( - 2\right)} = 1 - {\left( - 2\right)^n}.\]假设存在 $n$,使得 ${S_n} \geqslant 2013$,则 $1 - {\left( - 2\right)^n} \geqslant 2013$,即\[{\left( - 2\right)^n} \leqslant - 2012.\]当 $n$ 为偶数时,${\left( - 2\right)^n} > 0$,上式不成立;
    当 $n$ 为奇数时,${\left( - 2\right)^n} = - {2^n} \leqslant - 2012$,即 ${2^n} \geqslant 2012$.
    即 $n \geqslant 11$.
    综上,存在符合条件的正整数 $n$,且所有这样的 $n$ 的集合为\[\left\{ {n\left|\right.n = 2k + 1,k \in {\mathbb{N}},k \geqslant 5} \right\}.\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
0.157714s