已知函数.(Ⅰ)求证:f(x)的图象关于点成中心对称;(Ⅱ)若;(Ⅲ)已知,数列{an}的前n项和为Tn.若Tn<λ(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,求λ的取值范

发布时间:2020-08-01 02:25:59

已知函数.
(Ⅰ)求证:f(x)的图象关于点成中心对称;
(Ⅱ)若;
(Ⅲ)已知,数列{an}的前n项和为Tn.若Tn<λ(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,求λ的取值范围.

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证明:(Ⅰ)在函数f(x)图象上任取一点M(x,y),M关于的对称点为N(x1,y1),
∴,∴①.
∵f(x)=,即②.
将①代入②得,=,
∴,∴N(x1,y1)也在f(x)图象上,∴f(x)图象关于点成中心对称.
(直接证f(x)+f(1-x)=1得f(x)图象关于点成中心对称,也可给分)(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知f(x)+f(1-x)=1,
又∵n≥2时,③,④
③+④得2Sn=n-1,∴.(9分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当n≥2时,=,
∴当n≥2时,=;
∵当n=1时,也适合上式,∴.
由Tn<λ(Sn+1+1)得,,∴,即.
令,则=,
又∵n∈N*,∴,
∴当时,即n=2时,最大,它的最大值是,∴.(14分)
解析分析:(I)证明函数的图象关于点M成中心对称,只需在图象上任取一点A,求出其关于中心的对称点A′的坐标,代入函数解析式也成立,即可证明成中心对称.利用以下结论:若f(x)+f(1-x)=1,则f(x)图象关于点成中心对称也可证明.(II)利用(I)的结论可知f(x)+f(1-x)=1,因此运用倒序相加法的思想方法很容易解答本题.(III)由(II)知,因此求得an,利用裂项相消法可以求得{an}的前n项和为Tn,于是由Tn<λ(Sn+1+1)得到 λ与n的关系式进一步利用函数与方程的思想转化为求函数的最值问题,可解得λ 的取值范围.

点评:本题考查了数列与函数、函数的图象、不等式等综合内容,函数图象成中心对称的有关知识,考查相关方法,考查了数列中常用的思想方法,如倒序相加法,裂项相消法求数列前n项的和,利用函数与方程的思想,转化与化归思想解答热点问题--有关恒成立问题.
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