题目内容
已知数列
是首项
公比
的等比数列,设数列
的通
项
,数列
、
的前
项和分别为
.如果
对
一切自然数
都成立,求实数
的取值范围.
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546106273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546122391.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546153385.gif)
项
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546153385.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546231192.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546247370.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546262416.gif)
一切自然数
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546309199.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546325301.gif)
因为数列
是首项
公比
的等比数列,故
,
.
所以
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546434552.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231605464491090.gif)
依题意,由
,得
对一切自然数
都成立.
当
时,由
,知
,所以S
>0;
当
时,因为
,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546777694.gif)
综合上面两种情况可知,当
时,
总成立.
则有
,
即![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546995663.gif)
当
时,
;
当
时,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160547229674.gif)
综上知对一切自然数
都成立时
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546075381.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546106273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546122391.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546387413.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546403440.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546418748.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546434552.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231605464491090.gif)
依题意,由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546262416.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546481638.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546231192.gif)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546527267.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546106273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546559374.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546574178.gif)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546590318.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546106273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546621545.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546777694.gif)
综合上面两种情况可知,当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546122391.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546964386.gif)
则有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546980354.gif)
即
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当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546527267.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160547183676.gif)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160546590318.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823160547229674.gif)
综上知对一切自然数
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