问题 解答题
已知sin(2α+β)=3sinβ,设tanα=x,tanβ=y,记y=f(x).
(Ⅰ)求f(x)的表达式;
(Ⅱ)定义正数数列{an},a1=
1
2
a2n+1
=2anf(an)(n∈N*)
,数列{
1
a2n
-2}
是等比数列;
(Ⅲ)令bn=
1
a2n
-2,Sn为{bn}的前n项和,求使Sn
31
8
成立的最小n值.
答案

(Ⅰ)∵sin(2α+β)=3sinβ,

∴sin2αcosβ+cos2αsinβ=3sinβsin2αcosβ=sinβ(3-cos2α)

tanβ=

sin2α
3-cos2α
=
2sinαcosα
3-2cos2α+1
=
2sinαcosα
4sin2α+2cos2α
=
tanα
2tan2α+1

f(x)=

x
2x2+1

(Ⅱ)∵

a2n+1
=2anf(n)=2an
an
2
a2n
+1
=
2
a2n
2
a2n
+1

1
a2n+1
=1+
1
2
a2n

1
a2n+1
-2=
1
2
(
1
a2n
-2)

∴数列{

1
a2n
-2}是以2为首项,
1
2
为公比的等比数列.

(Ⅲ)∵bn=

1
a2n
-2na1=
1
2

Sn=

2[1-(
1
2
)
2
]
1-
1
2
=4[1-(
1
2
)
2
]

Sn

31
8
即4[1-(
1
2
)
n
]>
31
8

(

1
2
)n
1
32
∴n>5

∴满足Sn

31
8
的最小n为6.

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