题目内容

设A(x1,y1),B(x2,y2)是函数f(x)=
1
2
+log2
x
1-x
图象上任意两点,且
OM
=
1
2
(
OA
+
OB
)
,已知点M的横坐标为
1
2
.
(1)求点M的纵坐标;
(2)若Sn=f(
1
n
)+f(
2
n
)+…+f(
n-1
n
)
,其中n∈N*且n≥2,
①求Sn;
②已知an=
2
3
,n=1
1
(Sn+1)(Sn+1+1)
,n≥2
,其中n∈N*,Tn为数列{an}的前n项和,若Tn≤λ(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,试求λ的最小正整数值.
分析:(1)由题设条件知M是AB的中点,由中点坐标公式可以求出M点的给坐标.
(2)①Sn=
n-1
i=1
f(
i
n
)
=f(
1
n
)+f(
2
n
)++f(
n-1
n
)
,即 Sn=f(
n-1
n
)+f(
n-2
n
)++f(
1
n
)
以上两式相加后两边再同时除以2就得到Sn.②当n≥2时,根据题设条件,由Tn<λ(Sn+1+1)得
2n
n+2
<λ•
n+2
2
,∴λ>
4n
(n+2)2
=
4n
n2+4n+4
=
4
n+
4
n
+4
,再由均值不等式求出λ的取值范围.
解答:解:(1)依题意由
OM
=
1
2
(
OA
+
OB
)
知M为线段AB的中点.
又∵M的横坐标为
1
2
,A(x1,y1),B(x2,y2)即
x1+x2
2
=
1
2
?x1+x2=1

∴y1+y2=1+log2(
x1
1-x1
•
x2
1-x2
)=1+log21=1?
y1+y2
2
=
1
2

即M点的纵坐标为定值
1
2
.
 (2)①由(Ⅰ)可知f(x)+f(1-x)=1,
又∵n≥2时Sn=f(
1
n
)+f(
2
n
)+…+f(
n-1
n
)

∴Sn=f(
n-1
n
)+f(
n-2
n
)+••+f(
1
n
)

两式想加得,2Sn=n-1
Sn=
n-1
2

②当n≥2时,an=
1
(Sn+1)(Sn+1+1) 
=
4
(n+1)(n+2)
=4(
1
n+1
-
1
n+2
)
又n=1时,a1=
2
3
也适合.
∴an=4(
1
n+1
-
1
n+2
)                                                                                     
∴Tn=
4
2×3
+
4
3×4
++
4
(n+1)(n+2)
=4(
1
2
-
1
3
+
1
3
-
1
4
++
1
n+1
-
1
n+2
)
=4(
1
2
-
1
n+2
)=
2n
n+2
(n∈N*)

由
2n
n+2
≤λ(
n
2
+1)
恒成立(n∈N*)?λ≥
4n
n2+4n+4

而
4n
n2+4n+4
=
4
n+
4
n
+4
≤
4
4+4
=
1
2
(当且仅当n=2取等号)
∴λ≥
1
2
,∴λ的最小正整数为1.
点评:本题考查了数列与函数、函数的图象、不等式等综合内容,函数图象成中心对称的有关知识,考查相关方法,考查了数列中常用的思想方法,如倒序相加法,裂项相消法求数列前n项的和,利用函数与方程的思想,转化与化归思想解答热点问题--有关恒成立问题.
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