n=1∑∞(∣an∣+an)=340, n=1∑∞(∣an∣−an)=320이므로
n=1∑∞∣an∣=10, n=1∑∞an=310
등비급수 n=1∑∞an이 수렴하므로 등비수열 {an}의 공비를 r라 하면 −1<r<1
수열 {an}이 등비수열이면 {∣an∣}도 등비수열이므로 등비수열 {∣an∣}의 공비는 ∣r∣이다.
1−∣r∣∣a1∣=10, 1−ra1=310
(ⅰ) 0≤r<1일 때
∣a1∣=10−10r, a1=310−310r이므로
10−10r=310−310r 또는 10−10r=−310+310r
∴ r=1
그런데 0≤r<1이므로 조건을 만족시키지 않는다.
(ⅱ) −1<r<0일 때
∣a1∣=10+10r, a1=310−310r이므로
10+10r=310−310r 또는 10+10r=−310+310r
r=−21(∵−1<r<0), a1=5
(ⅰ), (ⅱ)에서 a1=5, r=−21
k=1∑2n{(−1)2k(k+1)×am+k}
=k=1∑n{(−1)k(2k−1)×am+2k−1+(−1)k(2k+1)×am+2k}
=k=1∑n[(−1)k{5×(−21)m+2k−2+5×(−21)m+2k−1}]
=k=1∑n{25×(−21)m−2×(−41)k}
이므로
n→∞limk=1∑2n{(−1)2k(k+1)×am+k}
=n=1∑∞{25×(−21)m−2×(−41)n}
=1−(−41)−85×(−21)m−2=(−21)m−1
(−21)m−1>7001을 만족시키는 자연수 m은 홀수이고, m이 홀수이면
(−21)m−1=2m−11>7001
2m−1<700
이므로, 이를 만족시키는 홀수인 자연수 m의 값의 합은
1+3+5+7+9=25