题目内容

6.已知数列{an}满足a1=$\frac{1}{2}$,an+1=$\frac{n{a}_{n}}{(n+1)(n{a}_{n}+1)}$(n∈N*),若不等式$\frac{4}{{2}^{n}}$+$\frac{1}{n}$+tan≥0恒成立,则实数t的取值范围是[-6,+∞).

分析 对an+1=$\frac{n{a}_{n}}{(n+1)(n{a}_{n}+1)}$(n∈N*)等号两端取倒数,整理可得即$\frac{1}{(n+1{)a}_{n+1}}$-$\frac{1}{{na}_{n}}$=1,又$\frac{1}{1{•a}_{1}}$=2,可判断数列{$\frac{1}{{na}_{n}}$}是以2为首项,1为公差的等差数列,从而可求得an=$\frac{1}{n(n+1)}$.依题意,可得-t≤$\frac{4n(n+1)}{{2}^{n}}$+n+1恒成立,构造函数h(n)=$\frac{4n(n+1)}{{2}^{n}}$+n+1,可求得其最小值,从而可得实数t的取值范围.

解答 解:∵an+1=$\frac{n{a}_{n}}{(n+1)(n{a}_{n}+1)}$(n∈N*),
∴$\frac{1}{{a}_{n+1}}$=$\frac{(n+1){na}_{n}+(n+1)}{{na}_{n}}$=(n+1)+$\frac{n+1}{{na}_{n}}$,
即$\frac{1}{(n+1{)a}_{n+1}}$-$\frac{1}{{na}_{n}}$=1,又$\frac{1}{1{•a}_{1}}$=2,
∴数列{$\frac{1}{{na}_{n}}$}是以2为首项,1为公差的等差数列,
∴$\frac{1}{{na}_{n}}$=2+(n-1)=n+1,
∴an=$\frac{1}{n(n+1)}$.
∵不等式$\frac{4}{{2}^{n}}$+$\frac{1}{n}$+tan≥0恒成立,
∴-t≤$\frac{4n(n+1)}{{2}^{n}}$+n+1恒成立,
令h(n)=$\frac{4n(n+1)}{{2}^{n}}$+n+1,
则-t≤h(n)min
∵h(1)=4+1+1=6,
h(2)=6+2+1=9,
h(3)=6+3+1=10,
h(4)=5+4+1=10,
当n≥5时,n+1≥6,h(n)>6,
∴h(n)min=6.
∴-t≤6,
∴t≥-6.
故答案为:[-6,+∞).

点评 本题考查数列递推关系式的应用,突出考查等价转化思想与构造函数思想的综合运用,求得h(n)=$\frac{4n(n+1)}{{2}^{n}}$+n+1的最小值是关键,也是难点,亮点,属于难题.

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