题目内容
【题目】设数列
的前n项和为
,对一切
,点
都在函数
的图像上.
(1)证明:当
时,
;
(2)求数列
的通项公式;
(3)设
为数列
的前n项的积,若不等式
对一切
成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析; (2)
(3)![]()
【解析】
(1)根据点在函数图像上,代入点坐标,化简后结合
即可证明.
(2)根据(1)所得递推公式,递推作差后可得奇偶项分别为等差数列,根据
和公差即可求得通项公式.
(3)根据
为数列
,代入
的通项公式求得
的表达式,构造函数
;代入
的通项公式求得函数
,根据恒成立求得
即可.通过
的单调性求得
,代入解不等即可得实数a的取值范围.
(1)证明: 因为对一切
,点
都在函数
的图像上
所以
,化简可得![]()
当
时, ![]()
两式相减可得![]()
即
(
)
原式得证.
(2)由(1)可知![]()
所以![]()
![]()
两式相减,可得![]()
所以数列
的奇数项公差为4的等差数列,偶数项公差为4的等差数列.
由(1)可知![]()
则当
时,
求得![]()
则当
时,
,即
求得![]()
所以当
为奇数时, ![]()
所以当
为偶数时, ![]()
综上可知数列
的通项公式为![]()
(3)因为![]()
所以![]()
所以![]()
又因为![]()
所以
对一切
成立
即
对一切
成立
只需满足
即可
令![]()
则![]()
所以![]()
![]()
![]()
所以![]()
即
为单调递减数列
所以![]()
所以
即可,化简可得
![]()
解不等式可得
,或![]()
故实数a的取值范围为![]()
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