27.设数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,且对任意大于或等于2的自然数n,等式3tSn-(2t+3)Sn-1=3t成立。
(1)若t为正常数,证明数列{an}成等比数列,并求数列的公比q及前n项和;
(2)对(1)中求得的q,若t为变量,令f(t)=q,设函数g(t)=3t3f(t),且设t∈R,求g(t)的单调区间和极值;
(3)研究g(t)-k=0的解的个数.
解:(1)由题可知,当n=2时,3tS2-(2t+3)S1=3t?a2= ,又a1=1,所以 = ,
当n≥2时。由3tSn-(2t+3)Sn-1=3t
与3tSn-1-(2t+3)Sn-2=3t两式相减可得3tan-(2t+3)an-1=0?=,由上可知,对于自然数n都有 =式子成立,故{an}成等比数列,且公比q =
若t=3时,q=1,此时Sn=n
若t>0,t≠3时,则Sn= = .
(2)由题可知:q=f(t)=,⇒g(t)=3t3⇒g(t)=2t3+3t2,?⇒g'(t)=6t2+6t=6t(t+1);所以
|
t |
(-∞,1) |
-1 |
(-1,0) |
0 |
(0,+∞) |
|
g(t) |
+ |
|
- |
|
+ |
|
g(t) |
增 |
1 |
减 |
0 |
增 |
当t=-1时,g(t)有极大值1
当t=0时,g(t)有极小值0
(3)画出y=g(t)及y=k的图象可得:
当k>1或k<0时,有一解 当k=1或k=0时,有二解 当0<k<1时,有三解.