因為an+Sn=fk(n)恒成立,所以a1+S1=c,即c=2a1=2.
而且當(dāng)n≥2時,由an+Sn=2 可得①an-1+Sn-1=2,②,把①-②可得 2an-an-1=0(n∈N,n≥2).
若an=0,則an-1=0,…,a1=0,與已知矛盾,所以an≠0(n∈N*).
故數(shù)列{an}是首項為1,公比為
1 |
2 |
(2)(i) 若k=0,由(1)知,不符題意,舍去.
(ii) 若k=1,設(shè)f1(n)=bn+c(b,c為常數(shù)),則 當(dāng)n≥2時,由an+Sn=bn+c ③,可得an-1+Sn-1=b(n-1)+c.④
③-④得 2an-an-1=b(n∈N,n≥2).要使數(shù)列{an}是公差為d(d為常數(shù))的等差數(shù)列,必須有an=b-d(常數(shù)),
而a1=1,故{an}只能是常數(shù)數(shù)列,通項公式為an=1(n∈N*),
故當(dāng)k=1時,數(shù)列{an}能成等差數(shù)列,其通項公式為an=1(n∈N*),此時f1(n)=n+1.
(iii) 若k=2,設(shè)f2(n)=an2+bn+c(a≠0,a,b,c是常數(shù)),
當(dāng)n≥2時,由 an+Sn=an2+bn+c ⑤,可得 an?1+Sn?1=a(n?1)2+b(n?1)+c ⑥,
⑤-⑥得 2an-an-1=2an+b-a(n∈N,n≥2).
要使數(shù)列{an}是公差為d(d為常數(shù))的等差數(shù)列,必須有an=2an+b-a-d,且d=2a,
考慮到a1=1,所以an=1+(n-1)?2a=2an-2a+1(n∈N*).
故當(dāng)k=2時,數(shù)列{an}能成等差數(shù)列,其通項公式為an=2an-2a+1(n∈N*),
此時f2(n)=an2+(a+1)n+1?2a(a為非零常數(shù)).
(iv) 當(dāng)k≥3時,若數(shù)列{an}能成等差數(shù)列,則an+Sn的表達式中n的最高次數(shù)為2,故數(shù)列{an}不能成等差數(shù)列.
綜上得,當(dāng)且僅當(dāng)k=1或2時,數(shù)列{an}能成等差數(shù)列.