已知数列{an}中,a1=t(t∈R,且t≠0,1),a2=t2,且当x=t时,f(x)=(an-an-1)x2-(an+1-an)x(n≥2)取得极值?
(1)求证:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)若bn=anln|an|(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Sn;
(3)当时,数列{bn}中是否存在最大项?如果存在,说明是第几项;如果不存在,请说明理由?
网友回答
解:(1)由f'(t)=0,
得(an-an-1)t=an+1-an(n≥2)
又a2-a1=t(t-1),t≠0且t≠1,
∴a2-a1≠0,
∴
∴数列{an+1-an}是首项为t2-t,公比为t的等比数列
(2)由(1)知an+1-an=tn+1-tn,
∴an-an-1=tn-tn-1,
∴an-1-an-2=tn-1-tn-2,
…
a2-a1=t2-t,
上面n-1个等式相等并整理得an=tn.(t≠0且t≠1)
bn=anln|an|=tn?ln|tn|=ntn?ln|t|.
∴Sn=(t+2?t2+3?t3++n?tn)ln|t|,
tSn=[t2+2?t3++(n-1)tn+n?tn+1]ln|t|,
两式相减,并整理得
(3)∵
∴当n为偶数时,bn=ntnln|t|<0;
当n为奇数时,bn=ntnln|t|>0,∴最大项必须为奇数项
设最大项为:b2k+1,则有
即:
整理得
将代入上式,解得
∵k∈N+
∴k=2,即数列{bn}中的最大项是第5项
解析分析:(1)根据当x=t时,f(x)=(an-an-1)x2-(an+1-an)x(n≥2)取得极值,求导,得到f'(t)=0,即an-an-1)t=an+1-an(n≥2)整理可证;(2)由(1),利用累加法即可求得数列{an}的通项公式,可求数列{bn}的通项公式,再利用错位相减法求和;(3)根据(2)去绝对值符号,对n分奇偶讨论,解不等式组即可证明结果.
点评:此题是个难题.考查等比数列的定义和通项公式,累加法求数列通项公式以及错位相减法求数列的前n项和,体现了分类讨论的思想.其中问题(3)是一个开放性问题,考查了同学们观察、推理以及创造性地分析问题、解决问题的能力.