Question

已知公差大于零的等差數列{a_n}的前n項和S_n，且滿足：a₂•a₄=65，a₁+a₅=18．
（1）若1＜i＜21，a₁，a_i，a₂₁是某等比數列的連續三項，求i的值；
（2）設bn=

n

(2n+1)Sn

，是否存在一個最小的常數m使得b₁+b₂+…+b_n＜m對于任意的正整數n均成立，若存在，求出常數m；若不存在，請說明理由．

Answer 1

（1）由題意，∵a₂•a₄=65，a₁+a₅=18．
∴（a₁+d）（a₁+3d）=65，a₁+a₁+4d=18．
∵d＞0，∴d=4，a₁=1
∴a_n=4n-3，
∵a₁，a_i，a₂₁是某等比數列的連續三項，
∴a₁a₂₁=ai2
∴1•81=（4i-3）²
∵1＜i＜21，∴i=3；
（2）由（1）可得Sn=n•1+

n(n-1)

2

•4=2n2-n
∴bn=

n

(2n+1)Sn

=

1

(2n-1)(2n+1)

=

1

2

（

1

2n-1

-

1

2n+1

）
∴b₁+b₂+…+b_n=

1

2

（1-

1

3

+

1

3

-

1

5

+…+

1

2n-1

-

1

2n+1

）=

n

2n+1

=

1

2

-

1

2(2n+1)

＜

1

2

∵b₁+b₂+…+b_n＜m對于任意的正整數n均成立，
∴m=

1

2