已知正数列{an}中的前n项和Sn满足2Sn=an2+an-2(n∈N*).
(1)求a1,a2,a3的值,并求{an}的通项公式;
(2)设bn=2n?an,求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)设(λ为非零整数,n∈N*),试确定λ的值,使得对任意n∈N*,有cn+1>cn恒成立.
网友回答
解:(1)由已知,2Sn=an2+an-2(n∈N*)①
得:a1=2,a2=3,a3=4,…(2分)
又2Sn+1=an+12+an+1-2②
由②-①得;?(an+1-an-1)(an+1+an)=0,(an>0)
即an+1-an=1(n≥2,n∈N*),且a2-a1=1.
∴数列{an}是以a1=2为首项,公差为1的等差数列.
∴an=n+1.?…(4分)
(2)由(Ⅰ)知bn=(n+1)?2n它的前n项和为Tn,
Tn=2?21+3?22+4?23+…+n?2n-1+(n+1)?2n ①
2Tn=2?22+3?23+4?24+…+n?2n+(n+1)?2n+1 ②
①-②:-Tn=2?21+22+23+24+…+2n-(n+1)?2n+1
=
=-n?2n+1
∴Tn=n?2n+1…(8分)…(6分)
(3)∵an=n+1,∴cn=4n+(-1)n-1λ?2n+1,
要使cn+1>cn恒成立,
∴cn+1-cn=4n+1-4n+(-1)nλ?2n+2-(-1)n-1λ?2n+1>0恒成立
∴3?4n-3λ?(-1)n-12n+1>0恒成立,
∴(-1)n-1λ<2n-1恒成立.???????????????…(9分)
(ⅰ)当n为奇数时,即λ<2n-1恒成立
当且仅当n=1时,2n-1有最小值为1,
∴λ<1.…(11分)
(ⅱ)当n为偶数时,即λ>-2n-1恒成立
当且仅当n=2时,-2n-1有最大值-2,
∴λ>-2.…(13分)
即-2<λ<1,又λ为非零整数,则λ=-1.
综上所述,存在λ=-1,使得对任意n∈N*,
都有cn+1>cn.…(14分)
解析分析:(1)由2Sn=an2+an-2(n∈N*),得:a1=2,a2=3,a3=4,又2Sn+1=an+12+an+1-2,故an+1-an=1(n≥2,n∈N*),且a2-a1=1.由此能求出{an}的通项公式.(2)由bn=(n+1)?2n,其前n项和Tn=2?21+3?22+4?23+…+n?2n-1+(n+1)?2n,由错位相减法能求出Tn.(3)由an=n+1,知cn=4n+(-1)n-1λ?2n+1,要使cn+1>cn恒成立,则cn+1-cn=4n+1-4n+(-1)nλ?2n+2-(-1)n-1λ?2n+1>0恒成立,故(-1)n-1λ<2n-1恒成立.?由此能得到存在λ=-1,使得对任意n∈N*,都有cn+1>cn.
点评:本题考查数列与不等式的综合,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.易错点是计算繁琐,容易失误.解题时要认真审题,仔细解答.