Question

已知数列a_n，a₁、a₂、…、a₁₀是首项为1公差为1的等差数列，a₁₀、a₁₁、…、a₂₀是公差为d（d≠0）的等差数列，a₂₀、a₂₁、…、a₃₀是公差为d²的等差数列，…．
（1）若a₂₀=40，求d；
（2）求a₃₀的取值范围；
（3）设k∈N^*，求数列a_n前10k项的和S．

Answer

（1）利用a20=a10+10d和a10的值求得数列的公差d．
（2）利用a30=a20+10d2=10（1+d+d2）整理才关于d的一元二次函数，利用二次函数的性质求得a30的取值范围；
（3）依题意可分别取得前10项的和，第2个10项的表达式，和第3个10项的表达式，进而可知每10项构成的数列的和为等比数列和等差数列的复合数列，进而分别看d=1和d≠1利用等差数列的求和公式和等比数列的求和公式求得答案．
【解析】
（1）依题意，a10=10，a20=a10+10d=40，解得d=3．
（2）．
（3）前10项的和，
第2个10项的和，
第3个10项的和，
d≠1时=；
d=1时S=55+155+255++[（k-1）×100+55]=5k（10k+1）．
即．