Question

已知數列滿足．

(1)求數列的通項公式；

(2)對任意給定的，是否存在（）使成等差數列？若存在，用分別表示和（只要寫出一組）；若不存在，請說明理由；

(3)證明：存在無窮多個三邊成等比數列且互不相似的三角形，其邊長為．

Answer 1

解（1）當時，；

當時，，

所以；

綜上所述，．                                 ……………3分

 （2）當時，若存在p，r使成等差數列，則，

因為，所以，與數列為正數相矛盾，因此，當時不存在…5分

 當時，設，則，所以，………7分

 令，得，此時，，

  所以，，

  所以；

綜上所述，當時，不存在p，r；當時，存在滿足題設.

……………………10分

（3）作如下構造：，其中，

它們依次為數列中的第項，第項，第項， ……12分

顯然它們成等比數列，且，，所以它們能組成三角形．

由的任意性，這樣的三角形有無窮多個．      …………14分

下面用反證法證明其中任意兩個三角形和不相似：

若三角形和相似，且，則，

整理得，所以，這與條件相矛盾，

因此，任意兩個三角形不相似．

故命題成立．      …………………16分