定义数列{xn},如果存在常数p,使对任意正整数n,总有(xn+1-p)(xn-p)<0成立,那么我们称数列{xn}为“p-摆动数列”.(1)设an=2n-1,,n∈

发布时间:2020-07-31 18:21:27

定义数列{xn},如果存在常数p,使对任意正整数n,总有(xn+1-p)(xn-p)<0成立,那么我们称数列{xn}为“p-摆动数列”.
(1)设an=2n-1,,n∈N*,判断{an}、{bn}是否为“p-摆动数列”,并说明理由;
(2)设数列{cn}为“p-摆动数列”,c1>p,求证:对任意正整数m,n∈N*,总有c2n<c2m-1成立;
(3)设数列{dn}的前n项和为Sn,且,试问:数列{dn}是否为“p-摆动数列”,若是,求出p的取值范围;若不是,说明理由.

网友回答

解:(1)假设数列{an}是“p-摆动数列”,即存在常数p,总有2n-1<p<2n+1对任意n成立,
不妨取n=1,则1<p<3,取n=2,则3<p<5,显然常数p不存在,
所以数列{an}不是“p-摆动数列”;
而数列{bn}是“p-摆动数列”,p=0.
由,于是对任意n成立,
所以数列{bn}是“p-摆动数列”.
(2)由数列{cn}为“p-摆动数列”,c1>p,即存在常数p,使对任意正整数n,总有(cn+1-p)(cn-p)<0成立.
即有(cn+2-p)(cn+1-p)<0成立.则(cn+2-p)(cn-p)>0,
所以c1>p>?c3>p?…?c2m-1>p,
同理(c2-p)(c1-p)<0?c2<p?c4<p?…?c2n<p,
所以c2n<p<c2m-1.
因此对任意的m,n∈N*,都有c2n<c2m-1成立.
(3)当n=1时,d1=-1,
当n≥2,n∈N*时,,
综上,,
则存在p=0,使对任意正整数n,总有成立,
所以数列{dn}是“p-摆动数列”;
当n为奇数时dn=-2n+1递减,所以dn≤d1=-1,只要p>-1即可,
当n为偶数时dn=2n-1递增,dn≥d2=3,只要p<3即可.
综上-1<p<3.
所以数列{dn}是“p-摆动数列”,p的取值范围是(-1,3).
解析分析:(1)假设数列{an}是“p-摆动数列”,由定义知存在常数p,总有2n-1<p<2n+1对任意n成立,通过给n赋值说明常数p不存在即可,对于数列{bn},通过观察取p=0,然后按照定义论证即可;(2)根据数列{cn}为“p-摆动数列”及c1>p,可推出(cn+2-p)(cn-p)>0,由此可推出c2m-1>p,同理可推出c2n<p,从而不等式可证;(3)先由Sn求出dn,据dn易求出常数p值,根据数列{dn}的奇数项、偶数项的单调性分别求出p的范围,然后两者取交集即可;

点评:本题考查数列与不等式的综合、由数列前n项和求通项,考查学生运用所学知识分析解决新问题的能力,本题综合性强,难度大,对能力要求较高.
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