题目内容

已知函数y=f(x)对任意的实数都有f(x+y)=f(x)•f(y).
(Ⅰ)记an=f(n)(n∈N*),Sn=
n
i=1
ai,设bn=
2Sn
an
+1
,且{bn}为等比数列,求a1的值.
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,设cn=
(n+anbn)2+7-2n
n
,问:是否存在最大的整数m,使得对于任意n∈N*,均有cn
m
3
?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
分析:(Ⅰ)根据数列与函数的关系,确定出数列{an}的通项公式即函数的解析式,利用数列{bn}与数列{an}的关系,根据数列{bn}为等比数列,寻找其前3项满足的关系式,通过求解方程求出a1的值;
(Ⅱ)根据(Ⅰ)中确定的数列{an}的通项公式,求出其前n项和表达式,进而确定出数列{bn}的通项公式,算出cn的表达式.利用cn的单调性确定出其最小值,进而确定出合题意的m.
解答:解:(Ⅰ)∵f(x+y)=f(x)•f(y)对于任意的x∈R均成立,
∴f(n+1)=f(n)•f(1),即an+1=an•a1
∴f(1)≠0,∴a1≠0,∴an≠0(n∈N*),
∴{an}是以a1为首项,a1为公比的等比数列,∴an=a1n
当a1=1时,an=1,Sn=n,此时bn=2n+1,{bn}不是等比数列,
∴a1≠1.又{an}成等比数列,{bn}成等比数列,∴b22=b1b3
∵b1=
2S1
a1
+1=3,b2=
2(a1+a2)
a2
+1=
2(a1+
a
2
1
)
a
2
1
+1=
3a1+2
a1
,b3=
2(a1+
a
2
1
+
a
3
1
)
a
3
1
+1=
3
a
3
1
+2a1+2
a
2
1
,∴(
3a1+2
2
)2=
9
a
2
1
+6a1+6
a
2
1
,解得a1=
1
3


(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,an=
1
3n
Sn=
1
3
[1-(
1
3
)
n
]
1-
1
3
=
1
2
(1-
1
3n
)

bn=
2Sn
an
+1,∴anbn=2Sn+an=1-
1
3n
+
1
3n
=1.∴cn=
(n+1)2+7-2n
n
=n+
8
n

由cn+1-cn=1-
8
n(n+1)
>0,得n(n+1)>8.
∵n∈N*,∴n≥3.
∵c1=9,c2=6,c3=
17
3
<16,且当n≥4时,均有cn>c3=
17
3

∴存在这样的m=16,能使对所有的∵n∈N*,有cn
m
3
成立.
点评:本题是数列与函数的综合问题,考查学生分析问题与解决问题的能力,考查学生的转化与化归能力.考查学生对抽象函数求值问题的理解和认识、等比数列有关知识的理解和认识.考查学生的函数思想研究数列问题的能力.
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