设数列 $\{a_n\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$,$a_1 \neq 0$,$2S_{n+1}-3S_n=2a_1$,$n \in \mathbb N^*$.
【难度】
【出处】
2014年全国高中数学联赛江苏省复赛(一试)
【标注】
  1. 证明数列 $\{a_n\}$ 为等比数列;
    标注
    答案
    解析
    由题意$$2S_2-3S_1=2a_1,$$得$$2a_2-3a_1=0.$$由 $a_1\neq 0$,得 $\dfrac {a_2}{a_1}=\dfrac 32$.
    又$$2S_{n+1}-3S_n=2a_1,2S_{n+2}-3S_{n+1}=2a_1,$$所以$$2a_{n+2}-3a_{n+1}=0,n\in \mathbb N^*.$$由 $a_1\neq 0$,得 $a_{n+1}\neq 0$,故 $\dfrac {a_{n+2}}{a_{n+1}}=\dfrac 32$.
    因此数列 $\{a_n\}$ 为等比数列.
  2. 若 $a_1$,$a_p(p \geqslant 3)$ 两项均为正整数,且存在正整数 $m$,使 $a_1 \geqslant m^{p-1}$,$a_p \leqslant (m+1)^{p-1}$,求 $a_n$.
    标注
    答案
    $a_n=2^{p-1}\times \left(\dfrac 32\right)^{n-1}$
    解析
    由 $(1)$ 知$$a_p=a_1\times \left(\dfrac 32\right)^{p-1}.$$因为 $a_1,a_p \in \mathbb N^*$,所以$$a_1=k\times 2^{p-1},k\in \mathbb N^*,$$从而$$a_p=k\times 3^{p-1}.$$由$$a_1 \geqslant m^{p-1} , a_p \leqslant (m+1)^{p-1},$$得$$k\times 2^{p-1} \geqslant m^{p-1} , k\times 3^{p-1}\leqslant (m+1)^{p-1},$$即$$m \leqslant 2\times \sqrt [{p-1}]{k} , m+1 \geqslant 3\times \sqrt [{p-1}]{k},$$作差得$$1\geqslant \sqrt [{p-1}]{k},$$即 $k\leqslant 1$,所以 $k=1$.
    因此 $a_n=2^{p-1}\times \left(\dfrac 32\right)^{n-1}$.
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
0.109685s