问题 解答题
已知
i
=(1,0),
jn
=(cos2
2
,sin
2
),
Pn
=(an,sin
2
)(n∈N+),数列{an}
满足:a1=1,a2=1,an+2=(i+
jn
)•
Pn

(I)求证:数列{a2k-1}是等差数;数列{a2k}是等比数列;(其中k∈N*);
(II)记an=f(n),对任意的正整数n≥2,不等式(cosnπ)[f(n2)-λf(2n)]≤0,求λ的取值范围.
答案

(I)an+2=(

i
+
jn
)•
Pn
=[(1,0)+(cos2
2
,sin
2
)]•(an,sin
2
)=(1+cos2
2
,sin
2
)•(an,sin
2
)

=(1+cos2

2
)an+sin
2
,…(2分)

当n=2k-1(k∈N*)时,

a2k+1=[1+cos2

(2k-1)π
2
]a2k-1+sin2
2k-1
2
π

=a2k-1+1,即a2k+1-a2k-1=1.

所以数列{a2k-1}是首项为1、公差为1的等差数列,…(4分)当n=2k(k∈N*)时,a2k+2=(1+cos2

2kπ
2
)a2k+sin2
2kπ
2
=2a2k

所以数列{a2k}是首项为2、公比为2的等比数列,…(6分)

(II)由(I)可知:a2k-1=k,a2k=2k

故数列{an}的通项公式为an=

n+1
2
,n=2k-1(k∈N*)
2
n
2
,n=2k(k∈N*).
…(7分)

当n为奇数时,(cosnπ)[f(n2)-λf(2n)]≥0⇔λ≥

f(n2)
f(2n)
=
n2+1
2n+1

令g(n)=

n2+1
2n-1
⇒g(n+1)-g(n)=
2n-n2
2n
<0⇒g(n+1)<g(n)

所以g(n)为单调递减函数,∴g(n)max=g(3)=

5
8
⇒λ≥
5
8
…(10分)

当n为偶数时,(cosnπ)[f(n2)-λf(2n)]≥0⇔λ≤

f(n2)
f(2n)
=2
(n-1)2-1
2

令h(n)=2

(n-1)2-1
2
,显然h(n)为单调递增函数,

h(n)min=h(2)=1⇒λ≤1

综上,λ的取值范围是[

5
8
,1]…(12分)

单项选择题
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