题目内容

在数列{an}中,a1=2,a2=8,且已知函数f(x)=
1
3
(an+2-an+1)x3-(3an+1-4an)x
 ,(n∈N*)
在x=1时取得极值.
(1)证明数列{an+1-2an}是等比数列,并求数列{an}的通项;
(2)设3nbn=(-1)nan,且|b1|+|b2|+…+|bn|<m-3n(
2
3
)n+1
对于n∈N*恒成立,求实数m的取值范围.
分析:(1)先求导函数,根据函数f(x)=
1
3
(an+2-an+1)x3-(3an+1-4an)x
 &(n∈N*)
在x=1时取得极值,可得f′(1)=0,从而可证数列{an+1-2an}是等比数列,进而可得数列{
an
2n
}是以首项为1,公差为1的等差数列,从而可得数列{an}的通项;
(2)利用3nbn=(-1)nan,结合(1)可求bn,进而可用错位相消法,求数列的和,由此可求实数m的取值范围.
解答:(1)证明:求导函数f′(x)=(an+2-an+1)x2-(3an+1-4an)
∵函数f(x)=
1
3
(an+2-an+1)x3-(3an+1-4an)x
 &(n∈N*)
在x=1时取得极值.
∴f′(1)=0,
∴(an+2-an+1)-(3an+1-4an)=0.
即an+2-2an+1=2(an+1-2an),又a2-2a1=4
∴数列{an+1-2an}是以2为公比,4为首项的等比数列.
∴an+1-2an=4×2n-1=2n+1
an+1
2n+1
-
an
2n
=1
,且
a1
2
=1.
∴数列{
an
2n
}是以首项为1,公差为1的等差数列,
an
2n
=1+(n-1)×1=n,
∴an=n•2n
(2)解:由3nbn=(-1)nan,得bn=(-1)nn(
2
3
n
令Sn=|b1|+|b2|+…+|bn|=
2
3
+2(
2
3
2+3(
2
3
3+…+n(
2
3
n,①
2
3
Sn=(
2
3
2+2(
2
3
3+…+(n-1)(
2
3
n+n(
2
3
n+1,②
①-②得
1
3
Sn=
2
3
+(
2
3
2+(
2
3
3+…+(
2
3
n-n(
2
3
n+1
=
2
3
[1-(
2
3
)
n
]
1-
2
3
-n(
2
3
n+1=2[1-(
2
3
n]-n(
2
3
n+1
∴Sn=6[1-(
2
3
n]-3n(
2
3
n+1<m-3n(
2
3
n+1
要使得|b1|+|b2|+…+|bn|<m对于n∈N*恒成立,只须m≥6.
所以实数m的取值范围是m≥6
点评:本题以函数为载体,考查等比数列,考查构造法的运用,考查错位相消法求数列的和,综合性强.
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