题目内容
(文)已知数列{an}的前n项和为Sn,且对于任意n∈N*,总有Sn=2(an-1).(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成等差数列,当公差d满足3<d<4时,求n的值并求这个等差数列所有项的和T;
(3)记an=f(n),如果
【答案】分析:(1)当n=1时,可求得a1=2,当n≥2时Sn-1=2(an-1-1),与已知关系式相减,可求得an=2an-1,利用等比数列的概念即可求得数列{an}的通项公式;
(2)由题意,an+1=an+(n+1)d,可求得d=
,利用3<d<4,可求得d=
,从而可知等差数列首项为16,公差为
,共有6项,利用等差数列的求和公式即可求得所有项的和T;
(3)(1)知f(n)=2n,依题意可求得cn=n•m2n,由cn+1<cn,可求得m2<
1-
对任意n∈N*成立,构造函数g(n)=1-
,利用g(n)在n∈N*上单调递增的性质,得m的取值范围是(0,
)时,数列{cn}是单调递减数列.
解答:解:(1)当n=1时,由已知a1=2(a1-1),得a1=2.
当n≥2时,由Sn=2(an-1),Sn-1=2(an-1-1),两式相减得an=2an-2an-1,
即an=2an-1,所以{an}是首项为2,公比为2的等比数列.
所以,an=2n(n∈N*).
(2)由题意,an+1=an+(n+1)d,故d=
,即d=
,
因为3<d<4,
所以3<
<4,即3n+3<2n<4n+4,解得n=4,
所以d=
.所以所得等差数列首项为16,公差为
,共有6项.
所以这个等差数列所有项的和T=
=144.
所以,n=4,T=144.
(3)由(1)知f(n)=2n,
所以cn=n•f(n•
)=n•
=n•
=n•
=n•
=n•m2n.
由题意,cn+1<cn,即(n+1)•m2n+2<n•m2n对任意n∈N*成立,
所以m2<
1-
对任意n∈N*成立.
因为g(n)=1-
在n∈N*上是单调递增的,所以g(n)的最小值为g(1)=
.
所以m2<
.由m>0得m的取值范围是(0,
).
所以,当m∈(0,
)时,数列{cn}是单调递减数列.
点评:本题考查等差数列与等比数列的综合,突出等比数列的确定与等差数列的求和,考查构造函数思想与单调性的分析应用,属于难题.
(2)由题意,an+1=an+(n+1)d,可求得d=
(3)(1)知f(n)=2n,依题意可求得cn=n•m2n,由cn+1<cn,可求得m2<
解答:解:(1)当n=1时,由已知a1=2(a1-1),得a1=2.
当n≥2时,由Sn=2(an-1),Sn-1=2(an-1-1),两式相减得an=2an-2an-1,
即an=2an-1,所以{an}是首项为2,公比为2的等比数列.
所以,an=2n(n∈N*).
(2)由题意,an+1=an+(n+1)d,故d=
因为3<d<4,
所以3<
所以d=
所以这个等差数列所有项的和T=
所以,n=4,T=144.
(3)由(1)知f(n)=2n,
所以cn=n•f(n•
由题意,cn+1<cn,即(n+1)•m2n+2<n•m2n对任意n∈N*成立,
所以m2<
因为g(n)=1-
所以m2<
所以,当m∈(0,
点评:本题考查等差数列与等比数列的综合,突出等比数列的确定与等差数列的求和,考查构造函数思想与单调性的分析应用,属于难题.
练习册系列答案
相关题目