题目内容

设数列{an}的前n项的和为Sn,已知
1
S1
+
1
S2
+…+
1
Sn
=
n
n+1
,设bn=(
1
2
)an
若对一切n∈N*均有
n
k=1
bk∈(
1
m
m2-6m+
16
3
)
,则实数m的取值范围为
m<0或m≥5
m<0或m≥5
分析:依题意,可求得an与bn,从而可求得
n
k=1
bk=
1-(
1
4
)
n
3
∈[
1
4
1
3
),利用[
1
4
1
3
)⊆(
1
m
,m2-6m+
16
3
)即可求得实数m的取值范围.
解答:解:∵
1
S1
+
1
S2
+…+
1
Sn
=
n
n+1
,①
∴当n≥2时,
1
S1
+
1
S2
+…+
1
Sn-1
=
n-1
n
,②
∴①-②得:
1
Sn
=
n
n+1
-
n-1
n
=
1
n(n+1)

∴Sn=n(n+1)(n≥2).
当n=1时,
1
S1
=
1
1+1
=
1
2

∴a1=2,符合Sn=n(n+1)(n≥2).
∴Sn=n(n+1).
∴可求得an=2n.
∴bn=(
1
2
)
an
=(
1
2
)
2n
=(
1
4
)
n

bn+1
bn
=
1
4
,b1=
1
4

∴{bn}是以
1
4
为首项,
1
4
为公比的等比数列.
n
k=1
bk=
1
4
×[1-(
1
4
)
n
]
1-
1
4
=
1-(
1
4
)
n
3
∈[
1
4
1
3
),
n
k=1
bk∈(
1
m
,m2-6m+
16
3
),
∴[
1
4
1
3
)⊆(
1
m
,m2-6m+
16
3
),
1
m
1
4
m2-6m+
16
3
1
3

解得:m<0或m≥5.
故答案为:m<0或m≥5.
点评:本题考查求数列的通项与数列求和,突出考查集合间的包含关系与解不等式组的能力,综合性强,难度大,属于难题.
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