问题 解答题
函数f(x)的定义域为R,数列{an}满足an=f(an-1)(n∈N*且n≥2).
(Ⅰ)若数列{an}是等差数列,a1≠a2,且f(an)-f(an-1)=k(an-an-1)(k为非零常数,n∈N*且n≥2),求k的值;
(Ⅱ)若f(x)=kx(k>1),a1=2,bn=lnan(n∈N*),数列{bn}的前n项和为Sn,对于给定的正整数m,如果
S(m+1)n
Smn
的值与n无关,求k的值.
答案

(本小题共13分)

(Ⅰ)当n≥2时,

因为an=f(an-1),f(an)-f(an-1)=k(an-an-1),

所以an+1-an=f(an)-f(an-1)=k(an-an-1).

因为数列{an}是等差数列,所以an+1-an=an-an-1

因为 an+1-an=k(an-an-1),所以k=1.…(6分)

(Ⅱ)因为f(x)=kx,(k>1),a1=2,且an+1=f(an),

所以an+1=kan

所以数列{an}是首项为2,公比为k的等比数列,

所以an=2•kn-1

所以bn=lnan=ln2+(n-1)lnk.

因为bn-bn-1=lnk,

所以{bn}是首项为ln2,公差为lnk的等差数列.

所以 Sn=

(b1+bn)n
2
=n[ln2+
n-1
2
•lnk
].

因为

S(m+1)n
Smn
=
(m+1)n[ln2+
(m+1)n-1
2
lnk]
mnln2+
mn-1
2
lnk]

=

(m+1)[(m+1)nlnk+2ln2-lnk]
m[mnlnk+2ln2-lnk]

又因为

S(m+1)n
Smn
的值是一个与n无关的量,

所以

2ln2-lnk
mnlnk
=
2ln2-lnk
(m+1)nlnk

解得k=4.…(13分)

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