Question

已知前n項和為S_n的等差數列{a_n}的公差不為零，且a₂=3，又a₄，a₅，a₈成等比數列．
（1）求數列{a_n}的通項公式；
（2）是否存在正整數對（n，k），使得na_n=kS_n？若存在，求出所有正整數對（n，k）；若不存在，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）利用等差數列中a₄，a₅，a₈成等比數列，求出數列的公差，即可求得數列{a_n}的通項公式；
（2）假設存在正整數對（n，k），使得na_n=kS_n，則由（1）知S_n=6n-n²，從而可得k=2+

5

n-6

，由此可得結論．

解答：解：（1）因為a₄，a₅，a₈成等比數列，所以a

2 5

=a₄a₈．
設數列{a_n}的公差為d，則（a₂+3d）²=（a₂+2d）（a₂+6d）．
將a₂=3代入上式化簡整理得d²+2d=0，
又因為d≠0，所以d=-2．
于是a_n=a₂+（n-2）d=-2n+7，即數列{a_n}的通項公式為a_n=-2n+7．
（2）假設存在正整數對（n，k），使得na_n=kS_n，則由（1）知S_n=

n(a1+an)

2

=6n-n²．
當n=6時，na_n=kS_n不成立，于是k=

nan

Sn

=

n(7-2n)

6n-n2

=

2n-7

n-6

=2+

5

n-6

．
因為k為正整數，所以n-6≤5，即n≤11，且5被n-6整除，
故當且僅當n-6=±5，或n-6=1時，k為正整數．
即當n=1時，k=1；n=11時，k=3；n=7時，k=7．
故存在正整數對（1，1），（11，3），（7，7），使得na_n=kS_n成立．

點評：本題考查等差數列與等比數列的綜合，考查數列的通項，考查存在性問題，考查學生分析解決問題的能力，屬于中檔題．