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=(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.
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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.
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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-
.