题目内容
【题目】已知数列{an}中,a1=2,an+1﹣an﹣2n﹣2=0(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设 ,若对任意的正整数n,当m∈[﹣1,1]时,不等式 恒成立,求实数t的取值范围.
【答案】
(1)解:由题意得an+1﹣an﹣2n﹣2=0,则an+1﹣an=2n+2,
∴an﹣an﹣1=2n(n≥2),
∴a2﹣a1=2×2,a3﹣a2=2×3,…,an﹣an﹣1=2n,
通过叠加得an=2(2+3+…+n)+a1
=2× +2=n(n+1)(n≥2).
又∵a1=2符合此通项公式,
∴an=n(n+1)
(2)解:由(1)得,
= +…+
=( )+( )+( )+…+( )
= = = ,
设y=2x+ +3,则函数在( ,+∞)上递增,
∴当n=1时, 取到最小值为6,
∴bn的最大值为 ,
故要使不等式 对一切m∈[﹣1,1]成立,
须使 ,即t2﹣2mt>0对一切m∈[﹣1,1]恒成立.
设g(m)=t2﹣2mt,
当t=0时,g(m)>0不成立,
当t≠0时,g(m)是一次函数,
则 ,即 ,解得t>2或t<﹣2,
综上得,t的取值范围是(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
【解析】(1)由题意得an﹣an﹣1=2n(n≥2),再给n具体值列出方程,利用叠加法和等差数列的前n项和公式,求出an;(2)由(1)表示出bn , 再通过裂项相消法化简bn , 构造函数y=2x+ +3判断出单调性,再求出 的最小值,即求出bn的最大值,由恒成立列出不等式:t2﹣2mt>0,再一次构造函数g(m)=t2﹣2mt,并进行分类列出恒成立的条件,求出t的范围.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用数列的前n项和的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握数列{an}的前n项和sn与通项an的关系.