题目内容

已知点Pn(an,bn)(n∈N*)满足an+1=anbn+1,bn+1=
bn
1-4
a
2
n
,且点P1的坐标为(1,-1).
(Ⅰ)求经过点P1,P2的直线l的方程;
(Ⅱ) 已知点Pn(an,bn)(n∈N*)在P1,P2两点确定的直线l上,求证:数列{
1
an
}
是等差数列.
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求对于所有n∈N*,能使不等式(1+a1)(1+a2)…(1+an)≥k
1
b2b3…bn+1
成立的最大实数k的值.
分析:(Ⅰ)由b2=
b1
1-4a12
=
1
3
,知P2(
1
3
,
1
3
)
.由此知过点P1,P2的直线l的方程为2x+y=1.
(Ⅱ)由Pn(an,bn)在直线l上,知2an+bn=1.故bn+1=1-2an+1.由an+1=anbn+1,得an+1=an-2anan+1.由此知{
1
an
}
是公差为2的等差数列.
(Ⅲ)由
1
an
=
1
a1
+2(n-1)
.,知
1
an
=1+2(n-1)=2n-1
.所以an=
1
2n-1
,bn=1-2an=
2n-3
2n-1
.依题意k≤(1+a1)(1+a2)(1+an)
b2b3bn+1
恒成立.设F(n)=(1+a1)(1+a2)(1+an)
b2b3bn+1
,所以只需求满足k≤F(n)的F(n)的最小值.
解答:解:(Ⅰ)因为b2=
b1
1-4a12
=
1
3
,所以a2=a1b2=
1
3
.所以P2(
1
3
,
1
3
)
.(1分)
所以过点P1,P2的直线l的方程为2x+y=1.(2分)
(Ⅱ)因为Pn(an,bn)在直线l上,所以2an+bn=1.所以bn+1=1-2an+1.(3分)
由an+1=anbn+1,得an+1=an(1-2an+1).即an+1=an-2anan+1.
所以
1
an+1
-
1
an
=2
.所以{
1
an
}
是公差为2的等差数列.(5分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)得
1
an
=
1
a1
+2(n-1)
.
所以
1
an
=1+2(n-1)=2n-1
.
所以an=
1
2n-1
.(7分)
所以bn=1-2an=
2n-3
2n-1
.(8分)
依题意k≤(1+a1)(1+a2)(1+an)
b2b3bn+1
恒成立.
设F(n)=(1+a1)(1+a2)(1+an)
b2b3bn+1
,
所以只需求满足k≤F(n)的F(n)的最小值.(10分)
因为
F(n+1)
F(n)
=
(1+a1)(1+a2)(1+an)(1+an+1)
b2b3bn+2
(1+a1)(1+a2)(1+an)
b2b3bn+1

=(1+an+1)
bn+2
=
2n+2
2n+1
2n+3
=
4n2+8n+4
4n2+8n+3
>1
,
所以F(n)(x∈N*)为增函数.(12分)
所以F(n)min=F(1)=
2
3
=
2
3
3
.
所以k≤
2
3
3
.所以kmax=
2
3
3
.(14分)
点评:本题考查数列与解析几何的综合运用,难度较大,解题时要认真审题,注意挖掘题设中的隐含条件,合理地选用公式.
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