题目内容
【题目】设数列{an},{bn},{cn}满足a1=a,b1=1,c1=3,对于任意n∈N* , 有bn+1= ,cn+1= .
(1)求数列{cn﹣bn}的通项公式;
(2)若数列{an}和{bn+cn}都是常数项,求实数a的值;
(3)若数列{an}是公比为a的等比数列,记数列{bn}和{cn}的前n项和分别为Sn和Tn , 记Mn=2Sn+1﹣Tn , 求Mn< 对任意n∈N*恒成立的a的取值范围.
【答案】
(1)解:由于bn+1= ,cn+1= .
cn+1﹣bn+1= (bn﹣cn)=﹣ (cn﹣bn),
即数列{cn﹣bn}是首项为2,公比为﹣ 的等比数列,
所以cn﹣bn=2(﹣ )n﹣1
(2)解:bn+1+cn+1= (bn+cn)+an,
因为b1+c1=4,数列{an}和{bn+cn}都是常数项,
即有an=a,bn+cn=4,
即4= ×4+a,解得a=2
(3)解:数列{an}是公比为a的等比数列,即有an=an,
由Mn=2Sn+1﹣Tn=2(b1+b2+…+bn)﹣(c1+c2+…+cn)
=2b1+(2b2﹣c1)+(2b3﹣c2)+…+(2bn+1﹣cn)
=2+a+a2+…+an,
由题意可得a≠0且a≠1,0<|a|<1.
由2+ < 对任意n∈N*恒成立,
即有2+ ≤ ,
解得﹣1<a<0或0<a≤ .
故a的取值范围是(﹣1,0)∪(0, ]
【解析】(1)根据条件建立方程关系即可求出求数列{cn﹣bn}的通项公式;(2)b1+c1=4,数列{an}和{bn+cn}都是常数项,即有an=a,bn+cn=4,即可得到a=2;(3)由等比数列的通项可得an=an , 由Mn=2b1+(2b2﹣c1)+(2b3﹣c2)+…+(2bn+1﹣cn)=2+a+a2+…+an , 由题意可得a≠0且a≠1,0<|a|<1.运用等比数列的求和公式和不等式恒成立思想,计算即可得到a的范围.
【考点精析】本题主要考查了等比数列的通项公式(及其变式)和数列的前n项和的相关知识点,需要掌握通项公式:;数列{an}的前n项和sn与通项an的关系才能正确解答此题.