已知集合A={x|x2+a≤|a+1|x,a∈R}
(1)求A;
(2)若以a为首项,a为公比的等比数列前n项和记为Sn,问是否存在实数a使得对于任意的n∈N*,均有Sn∈A.若存在,求出a的取值范围,若不存在,说明理由.
(1)由x2+a≤|a+1|x,a∈R,
得
或a+1≥0 x2-(a+1)x+a≤0 a+1<0 x2+(a+1)x+a≤0
∴a>1时,1≤x≤a;-1≤a≤1时,a≤x≤1;a<-1时,-1≤x≤-a
∴a>1时,A={x|1≤x≤a};-1≤a≤1时,A={x|a≤x≤1};a<-1时,A={x|-1≤x≤-a}
(2)①当a≥1时,A={x|1≤x≤a},而当n=2时,S2=a+a2,若S2∈A,则1≤a+a2≤a,得
,此不等式组的解集为空集,故a≥1时,不存在满足条件的实数a;a2+a-1≥1 a2≤0 a≥1
②当0<a<1时,A={x|a≤x≤1};而Sn=a+a2+…+an=
(1-an)是关于n的增函数,且a 1-a
Sn=lim x→∞
,故Sn∈[a,a 1-a
),故对任意的n∈N*,要使Sn∈A,只需a满足a 1-a
,解得0<a≤0<a<1
≤1a 1-a
;1 2
③当a<-1时,A={x|-1≤x≤-a},显然S1=a∉A,故不存在满足条件的实数a;
④当a=-1时,A={x|-1≤x≤1},S2n-1=-1,S2n=1,适合;
⑤当-1<a<0时,A={x|a≤x≤1},S2n+1=S2n-1+a2n+a2n+1=S2n-1+a2n+a2n+1=S2n-1+a2n(1+a)
∵a2n>0,1+a>0,∴a2n(1+a)>0,∴S2n+1>S2n-1S2n+2=S2n+a2n+1+a2n+2=S2n+a2n+1+a2n+2=S2n+a2n+1(1+a)
∵a2n+1=a2n•a<0,1+a>0,∴a2n+1(1+a)<0,∴S2n+2<S2n
又∵S2n+1-S2n=
-a(1-a2n+1) 1-a
=a(1-a2n) 1-a
(a2n-a2n+1)=a 1-a
=a2n+1<0a2n+1(1-a) 1-a
∴S2n+1<S2n
而S2=S1+a2>S1,
故S1<S3<S5<S7<…<S2n+1<…<S2n<S2n-2<…<S4<S2
故对任意的n∈N*,要使Sn∈A,只需
,即S2∈A S1∈A
,解得-1<a<0-1<a<0 a+a2≤1 a≥a
综上所述,a的取值范围是{a|0<a≤
或-1≤a<0}1 2