题目内容
定义:对于任意n∈N*,满足条件且an≤M(M是与n无关的常数)的无穷数列an称为T数列.(1)若an=-n2+9n(n∈N*),证明:数列an是T数列;
(2)设数列bn的通项为,且数列bn是T数列,求常数M的取值范围;
(3)设数列(n∈N*,p>1),问数列bn是否是T数列?请说明理由.
【答案】分析:(1)由an=-n2+9n,得an+an+2-2an+1=-n2+9n-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)=-2,所以数列an满足.由此能够证明数列an是T数列.
(2)因为,所以当即n≤11时,bn+1-bn>0,此时数列bn单调递增.当n≥12时,bn+1-bn<0,此时数列bn单调递减;故数列bn的最大项是b12,由此能求出M的取值范围.
(3)当1<p≤2时,对于n∈N*有,所以当时数列cn是T数列;当2<p≤3时,数列cn不是T数列.当p>3时,数列cn不是T数列.
解答:解:(1)由an=-n2+9n,得an+an+2-2an+1=-n2+9n-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)=-2
所以数列an满足.(2分)
又,当n=4或5时,an取得最大值20,即an≤20.
综上,数列an是T数列.(4分)
(2)因为,
所以当即n≤11时,bn+1-bn>0,此时数列bn单调递增(6分)
当n≥12时,bn+1-bn<0,此时数列bn单调递减;故数列bn的最大项是b12,
所以,M的取值范围是(9分)
(3)①当1<p≤2时,当n=1时,
由得,
即当时符合条件.(11分)
若n≥2,则,此时
于是
又对于n∈N*有,
所以当时数列cn是T数列;(13分)
②当2<p≤3时,
取n=1则:,
由,所以2<p≤3时数列cn不是T数列.(15分)
③当p>3时,
取n=1则,
由,所以p>3时数列cn不是T数列.(17分)
综上:当时数列cn是T数列;当时数列cn不是T数列.(18分)
点评:本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.
(2)因为,所以当即n≤11时,bn+1-bn>0,此时数列bn单调递增.当n≥12时,bn+1-bn<0,此时数列bn单调递减;故数列bn的最大项是b12,由此能求出M的取值范围.
(3)当1<p≤2时,对于n∈N*有,所以当时数列cn是T数列;当2<p≤3时,数列cn不是T数列.当p>3时,数列cn不是T数列.
解答:解:(1)由an=-n2+9n,得an+an+2-2an+1=-n2+9n-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)=-2
所以数列an满足.(2分)
又,当n=4或5时,an取得最大值20,即an≤20.
综上,数列an是T数列.(4分)
(2)因为,
所以当即n≤11时,bn+1-bn>0,此时数列bn单调递增(6分)
当n≥12时,bn+1-bn<0,此时数列bn单调递减;故数列bn的最大项是b12,
所以,M的取值范围是(9分)
(3)①当1<p≤2时,当n=1时,
由得,
即当时符合条件.(11分)
若n≥2,则,此时
于是
又对于n∈N*有,
所以当时数列cn是T数列;(13分)
②当2<p≤3时,
取n=1则:,
由,所以2<p≤3时数列cn不是T数列.(15分)
③当p>3时,
取n=1则,
由,所以p>3时数列cn不是T数列.(17分)
综上:当时数列cn是T数列;当时数列cn不是T数列.(18分)
点评:本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.
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