已知数列{an}的首项a1=5,前n项和为Sn,且Sn+1=Sn+n+5(n∈N*).(Ⅰ)证明数列{an+1}是等比数列;(Ⅱ)令f(x)=a1x+a2x2+…+

发布时间:2020-08-01 02:05:57

已知数列{an} 的首项a1=5,前n项和为Sn,且Sn+1=Sn+n+5(n∈N*).
(Ⅰ)证明数列{an+1}是等比数列;
(Ⅱ)令f(x)=a1x+a2x2+…+anxn,求函数f(x)在点x=1处的导数f′(1)并比较2f′(1)与23n2-13n的大小.

网友回答

解:(I)由已知Sn+1=2Sn+n+5(n∈N*),
可得n≥2,Sn=2Sn-1+n+4两式相减得Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1)+1即an+1=2an+1
从而an+1+1=2(an+1)
当n=1时S2=2S1+1+5所以a2+a1=2a1+6又a1=5所以a2=11
从而a2+1=2(a1+1)
故总有an+1+1=2(an+1),n∈N*又a1=5,a1+1≠0
从而=2即数列{an+1}是等比数列;
(II)由(I)知an=3×2n-1
因为f(x)=a1x+a2x2++anxn
所以f′(x)=a1+2a2x++nanxn-1
从而f′(1)=a1+2a2++nan=(3×2-1)+2(3×22-1)++n(3×2n-1)
=3(2+2×22++n×2n)-(1+2++n)=3(n-1)?2n+1-+6.
由上2f′(1)-(23n2-13n)=12(n-1)?2n-12(2n2-n-1)
=12(n-1)?2n-12(n-1)(2n+1)
=12(n-1)[2n-(2n+1)]①
当n=1时,①式=0所以2f'(1)=23n2-13n;
当n=2时,①式=-12<0所以2f'(1)<23n2-13n
当n≥3时,n-1>0又2n=(1+1)n=Cn0+Cn1++Cnn-1+Cnn≥2n+2>2n+1
所以(n-1)[2n-(2n+1)]>0即①>0从而2f′(1)>23n2-13n.

解析分析:(I)根据an+1=Sn+1-Sn,得到n≥2时an+1和an关系式即an+1=2an+1,两边同加1得到an+1+1=2(an+1),最后验证n=1时等式也成立,进而证明数列{an+1}是等比数列.(II)通过(I){an+1}的首项为5公比为2求得数列an+1的通项公式,进而求得an的通项公式,代入f(x)进而求出f'(x),再求得f‘(1),进而求得2f‘(1).要比较2f'(1)与23n2-13n的大小,只需看2f′(1)-(23n2-13n)于0的关系.

点评:本题主要考查了数列中等比关系的确定.往往可以通过,q为常数的形式来确定.解决本题的关键在于根据根据已知条件得到=2即数列{an+1}是等比数列,才能进行第二问的求解.
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