题目内容

函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,当x∈[-1,0]时,f(x)=-tx3+tx,记函数f(x)的图象在x=处的切线为l,f′()=1.

    (Ⅰ)当x∈[0,1]时,求函数f(x)的解析式;

    (Ⅱ)求切线l的方程;

    (Ⅲ)点列B1(b1,2),B2(b2,3),…,Bn(bn,n+1)在l上,A1(x1,0),A2(x2,0),…,An(xn,0)依次为x轴上的点,如图,当n∈N*,点An、Bn、An+1构成以AnAn+1为底边的等腰三角形.若x1=a(0<a<1),且数列{xn}是等差数列,求a的值和数列{xn}的通项公式.

答案:解:(Ⅰ)当0≤x≤1时,则-1≤-x≤0,

∴f(-x)=-t(-x)3+t·(-x).

∵f(-x)=f(x),

∴f(x)=tx3-tx,x∈[0,1].

∴f′(x)=3tx2-t,由于f′()=1,∴t=-4.

∴f(x)=-4x3+4x(x∈[0,1]). 

(Ⅱ)由题意切点为(,f())即(,),l的斜率为k1=f′()=1,

由直线点斜式方程知l的方程为y=x+1.

(Ⅲ)∵点Bn(bn,n+1)在直线y=x+1上,

∴bn=n.

∴=n,即xn+xn+1=2n.

由此有:xn+1+xn+2=2n+2.

两式相减得:xn+2-xn=2.

∴数列{xn}的所有奇数项、所有偶数项分别构成以2为公差的等差数列.

又x1+x2=2,x1=a,∴x2=2-a.

∴x2n-1=x1+2(n-1)=(2n-1)+a-1,

x2n=x2+2(n-1)=2-a+2n-2=2n-a.

当且仅当a-1=-a即a=时,{xn}为等差数列.

此时数列{xn}的通项公式为xn=n-. 

(Ⅲ)另解:同前得xn+1+xn=2n,即xn+1=-xn+2n.

记xn+1+p(n+1)+q=-(xn+pn+q),

展开得:xn+1=-xn-2pn-2q-p,

比较得,解得p=-1,q=.

∴xn+1-(n+1)+=-(xn-n+).

令bn=xn-n+,则上式为bn+1=-bn,

∴{bn}是以-1为公比,首项为b1=x1-1+=a-的等比数列.

∴bn=(a-)(-1)n,

即xn-n+=(a-)(-1)n.

∴xn=(a-)(-1)n+n-.

∵{xn}是等差数列,

∴a-=0,即a=.

此时,xn=n-.

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