题目内容

已知数列{an}对于任意p,q∈N*,都有ap+aq=ap+q,且a1=2.
(1)求an的表达式;
(2)将数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环地分为(a1),(a2,a3),(a4,a5,a6),(a7,a8,a9,a10);(a11),(a12,a13),(a14,a15,a16),(a17,a18,a19,a20);(a21),…,分别计算各个括号内各数之和,设由这些和按原来括号的前后顺序构成的数列为{bn},求b5+b100的值;
(3)设An为数列的前n项积,是否存在实数a,使得不等式对一切n∈N*都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)由对于任意p,q∈N*,都有ap+aq=ap+q,且a1=2,知an=2n.
(2)因为an=2n(n∈N*),所以数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环,每一次循环记为一组.由于每一个循环含有4个括号,故b100是第25组中第4个括号内各数之和.由此能求出b5+b100的值.
(3)因为,故,所以.故对一切n∈N*都成立,由此能求出使得所给不等式对一切n∈N*都成立的实数a取值范围.
解答:解:(1)∵对于任意p,q∈N*,都有ap+aq=ap+q,且a1=2,
∴a2=2a1=4,a3=2+4=6,a4=2+6=8,…,an=2n;(4分)
(2)因为an=2n(n∈N*),
所以数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环地分为
(2),(4,6),(8,10,12),(14,16,18,20);
(22),(24,26),(28,30,32),(34,36,38,40);
(42),.每一次循环记为一组.由于每一个循环含有4个括号,
故b100是第25组中第4个括号内各数之和.(6分)
由分组规律知,由各组第4个括号中所有第1个数组成的数列是等差数列,且公差为20.
同理,由各组第4个括号中所有第2个数、所有第3个数、
所有第4个数分别组成的数列也都是等差数列,且公差均为20.(8分)
故各组第4个括号中各数之和构成等差数列,且公差为80.
注意到第一组中第4个括号内各数之和是68,(6分)
所以b100=68+24×80=1988.又b5=22,所以b5+b100=2010.(10分)
(3)因为,故,
所以.
故对一切n∈N*都成立,
就是
对一切n∈N*都成立.(12分)
设,
则只需即可.
由于=,
所以g(n+1)<g(n),故g(n)是单调递减,
于是.(14分)
令,即,
解得,或,(15分)
综上所述,使得所给不等式对一切n∈N*都成立的实数a存在,
a的取值范围是.(16分)
点评:本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,注意公式的合理运用.
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