数列递推式(江苏省南京市、盐城市 2022-2023 学年高三下学期 2 月开学摸底考试数学试卷第 16 题)
注:原文档图片中仅包含 $b_n$ 的分段定义式,题干其余文字未以图片形式保存;以下题干由解答过程反推,完整题干请核对原试卷。
题干(反推): 已知数列 $\{a_n\}$ 的通项满足下述分段关系,设
$$b_n=\begin{cases}\dfrac{a_{n+1}}{2}, & n=2k-1\\[6pt] \sqrt{a_{n+1}}, & n=2k\end{cases}$$
$\{b_n\}$ 为等比数列(公比 $q$),且 $a_2+b_2=24$,求 $a_5$。
解:
$\because b_n=\begin{cases}\dfrac{a_{n+1}}{2}, & n=2k-1\\[6pt] \sqrt{a_{n+1}}, & n=2k\end{cases}$
$\therefore\begin{cases}b_{2n-1}=a_n\\[4pt] b_{2n}=\sqrt{a_{2n+1}}\end{cases}$
$\therefore \dfrac{a_{n+1}}{a_n}=\dfrac{b_{2n+1}}{b_{2n-1}}=q^2$
$\because a_2+b_2=24$
$\therefore b_3+b_2=24$
$\because b_2=\sqrt{a_3}=\sqrt{b_5}>0$
$\therefore b_2^2=b_2q^3>0$
$\therefore b_2=q^3>0$
$\therefore q^3+q^4=24$
$$\therefore q^4+q^3-24=q^4-16+q^3-8=(q-2)(q+2)(q^2+4)+(q-2)(q^2+2q+4)$$
$$=(q-2)(q^3+3q^2+6q+12)=0$$
$\therefore q=2$
$$\therefore a_5=b_9=b_2q^7=q^{10}=1024$$