已知函数f(x)=px2+qx,其中p>0,p+q>1,对于数列{an},设它的前n项和为Sn,且满足Sn=f(n)(n∈N*). (1)求数列{an}的通项公式,并证明an+1>an>1(n∈N*); (2)求证:点M1(1,
(3)若过点N1(1,a1),N2(2,a2)作直线l2,设l2与l1的夹角为θ,求tanθ的最大值. |
(1)∵Sn=f(n)=pn2+qn∴当n=1时,a1=s1=p+q
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=pn2+qn-[p(n-1)2+q(n-1)]=2pn-p+q
由于n=1时,a1=p+q适合上式,故数列{an}的通项公式为an=2pn-p+q…(3分)
又∵an+1-an=2p>0,
∴{an}是首项为p+q,公差为2p的等差数列,∴an+1>an>…>a1=p+q>1,
∴an+1>an>1…(4分)
(2)设Mi,Mj(i≠j)是M1,M2,…,Mn中任意两点,则Mi(i,
),Mj(j,Si i
)Sj j ∵kMiMj=
=
-Si i Sj j i-j
=jSi-iSj ij(i-j) j•
-i•i(a1+ai) 2 j(a1+aj) 2 ij(i-j) =
=ij(a1+ai)-ij(a1+aj) 2ij(i-j)
=ai-aj 2(i-j) [a1+(i-1)2p]-[a1+(j-1)2p] 2(i-j)
=P…(8分)
∴Mi,Mj两点连线的斜率为定值P,又Mi,Mj是M1,M2,…,Mn中任意两点,
∴点M1,M2,…,Mn在同一直线l1上…(9分)
(3)∵N1,N2两点连线的斜率为k2=
=2p,a2-a1 2-1
又∵直线l1的斜率为k1=p,由夹角公式得
tanθ|
|=k1-k2 1+k1k2
=p 1+2p2
≤1
+2p1 p
…(13分)1 2 2
当且仅当
=2p即p=1 p
时,上式等号成立.2 2
故当p=
时,tanθ有最大值2 2
…(14分)2 4