Question

設(shè)數(shù)列{b_n}滿(mǎn)足bn+2=-bn+1-bn，(n∈N*)，b2=2b1．
（I）若b₃=3，求b₁的值；
（II）求證數(shù)列{b_nb_n+1b_n+2+n}是等差數(shù)列；
（III）設(shè)數(shù)列{T_n}滿(mǎn)足：Tn+1=Tnbn+1(n∈N*)，且T1=b1=-

1

2

，若存在實(shí)數(shù)p，q，對(duì)任意n∈N^*都有p≤T₁+T₂+T₃+…+T_n＜q成立，試求q-p的最小值．

Answer 1

（Ⅰ）∵b_n+2=-b_n+1-b_n，
∴b₃=-b₂-b₁=-3b₁=3，
∴b₁=-1．（3分）
（Ⅱ）∵b_n+2=-b_n+1-b_n①
∴b_n+3=-b_n+2-b_n+1②，
②-①得b_n+3=b_n （5分）
∴（b_n+1b_n+2b_n+3+n+1）-（b_nb_n+1b_n+2+n）=b_n+1b_n+2（b_n+3-b_n）+1=1為常數(shù)
∴數(shù)列{b_nb_n+1b_n+2+n}是等差數(shù)列． （7分）
（Ⅲ）∵T_n+1=T_n•b_n+1=T_n-1b_nb_n+1=T_n-2b_n-1b_nb_n+1=…=b₁b₂b₃…b_n+1
當(dāng)n≥2時(shí)T_n=b₁b₂b₃…b_n（*），當(dāng)n=1時(shí)T₁=b₁適合（*）式
∴T_n=b₁b₂b₃…b_n（n∈N^*）． （9分）
∵b1=-

1

2

，b₂=2b₁=-1，b3=-3b1=

3

2

，b_n+3=b_n，
∴T1=b1=-

1

2

，T2=T1b2=

1

2

，
T3=T2b3=

3

4

，T4=T3b4=T3b1=

3

4

T1，
T5=T4b5=T2b3b4b5=T2b1b2b3=

3

4

T2，T6=T5b6=T3b4b5b6=T3b1b2b3=

3

4

T3，
…T_3n+1+T_3n+2+T_3n+3=T_3n-2b_3n-1b_3nb_3n+1+T_3n-1b_3nb_3n+1b_3n+2+T_3nb_3n+1b_3n+2b_3n+3
=T_3n-2b₁b₂b₃+T_3n-1b₁b₂b₃+T_3nb₁b₂b₃=

3

4

(T3n-2+T3n-1+T3n)，
∴數(shù)列{T3n-2+T3n-1+T3n}(n∈N*)是等比數(shù)列
首項(xiàng)T1+T2+T3=

3

4

且公比q=

3

4

 （11分）
記S_n=T₁+T₂+T₃+…+T_n
①當(dāng)n=3k（k∈N^*）時(shí)，S_n=（T₁+T₂+T₃）+（T₄+T₅+T₆）…+（T_3k-2+T_3k-1+T_3k）=

3 4 [1-( 3 4 )k]

1- 3 4

=3[1-(

3

4

)k]
∴

3

4

≤Sn＜3； （13分）
②當(dāng)n=3k-1（k∈N^*）時(shí)S_n=（T₁+T₂+T₃）+（T₄+T₅+T₆）…+（T_3k-2+T_3k-1+T_3k）-T_3k
=3[1-(

3

4

)k]-(b1b2b3)k=3-4•(

3

4

)k
∴0≤S_n＜3； （14分）
③當(dāng)n=3k-2（k∈N^*）時(shí)S_n=（T₁+T₂+T₃）+（T₄+T₅+T₆）…+（T_3k-2+T_3k-1+T_3k）-T_3k-1-T_3k
=3[1-(

3

4

)k]-(b1b2b3)k-1b1b2-(b1b2b3)k=3[1-(

3

4

)k]-

1

2

(

3

4

)k-1-(

3

4

)k=3-

14

3

•(

3

4

)k
∴-

1

2

≤Sn＜3 （15分）
綜上得-

1

2

≤Sn＜3則p≤-

1

2

且q≥3，
∴q-p的最小值為

7

2

． （16分）