已知数列 $ \left\{a_n\right\} $ 的前 $ n $ 项和为 $ S_n $,常数 $ \lambda >0 $,且 $ \lambda a_1a_n=S_1+S_n $ 对一切正整数 $ n $ 都成立.
【难度】
【出处】
2012年高考四川卷(文)
【标注】
  1. 求数列 $ \left\{a_n\right\} $ 的通项公式;
    标注
    答案
    解析
    取 $ n=1 $,得\[ \lambda a^2_1=2S_1=2a_1,\\a_1\left(\lambda a_1-2\right)=0. \]若 $ a_1=0 $,则 $ S_n=0 $.
    当 $ n\geqslant 2 $ 时,\[ \begin{split}a_n=S_n-S_{n-1}=0-0=0,\end{split} \]所以\[ a_n=0\left(n\geqslant 1\right). \]若 $ a_1\neq 0 $,则 $ a_1={\dfrac{2}{\lambda }} $.
    当 $ n\geqslant 2 $ 时,\[ 2a_n={\dfrac{2}{\lambda }}+S_n,\\2a_{n-1}={\dfrac{2}{\lambda }}+S_{n-1}, \]两式相减得\[ 2a_n-2a_{n-1}=a_n, \]所以\[ a_n=2a_{n-1}\left(n\geqslant 2\right), \]从而数列 $ \left\{a_n\right\} $ 是等比数列.
    所以\[ \begin{split}a_n=a_1\cdot 2^{n-1}={\dfrac{2}{\lambda }}\cdot 2^{n-1}={\dfrac{2^n}{\lambda }}.\end{split} \]综上,当 $ a_1=0 $ 时,$ a_n=0 $;当 $ a_1\neq 0 $ 时,$ a_n={\dfrac{2^n}{\lambda }} $.
  2. 设 $ a_1>0,\lambda =100 $.当 $ n $ 为何值时,数列 $ \left\{\lg \dfrac{1}{a_n}\right\} $ 的前 $ n $ 项和最大?
    标注
    答案
    解析
    当 $ a_1>0 $ 且 $ \lambda =100 $ 时,令 $ b_n=\lg {\dfrac{1}{a_n}} $,
    由(1)有\[ b_n=\lg {\dfrac{100}{2^n}}=2-n\lg 2. \]所以数列 $ \left\{b_n\right\} $ 是单调递减的等差数列(公差为 $ -\lg 2 $).
    当 $ n\leqslant 6 $ 时,\[ b_1>b_2>\cdots>b_6=\lg {\dfrac{100}{2^6}}=\lg {\dfrac{100}{64}}>\lg 1=0,\]当 $ n\geqslant 7 $ 时,\[ b_n\leqslant b_7=\lg {\dfrac{100}{2^7}}=\lg {\dfrac{100}{128}}<\lg 1=0,\]故数列 $ \left\{\lg \dfrac{1}{a_n}\right\} $ 的前 $ 6 $ 项的和最大.
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
0.121090s