问题 解答题
已知{an}是公差为d的等差数列,它的前n项和为Sn,S4=2S2+4,bn=
1+an
an

(1)求公差d的值;
(2)若a1=-
5
2
,求数列{bn}中的最大项和最小项的值;
(3)若对任意的n∈N*,都有bn≤b8成立,求a1的取值范围.
答案

(1)∵S4=2S2+4,∴4a1+

3×4
2
d=2(2a1+d)+4,解得d=1,

(2)∵a1=-

5
2
,∴数列an的通项公式为 an=a1+(n-1)=n-
7
2
,∴bn=1+
1
an
=1+
1
n-
7
2

∵函数f(x)=1+

1
x-
7
2
(-∞,
7
2
)
(
7
2
,+∞)
上分别是单调减函数,

∴b3<b2<b1<1,当n≥4时,1<bn≤b4,∴数列{bn}中的最大项是b4=3,最小项是b3=-1.

(3)由bn=1+

1
an
 得  bn=1+
1
n+a1-1

又函数f(x)=1+

1
x+a1-1
在(-∞,1-a1)和(1-a1,+∞)上分别是单调减函数,

且x<1-a1 时,y<1;x>1-a1时,y>1.

∵对任意的n∈N*,都有bn≤b8,∴7<1-a1<8,∴-7<a1<-6,∴a1的取值范围是(-7,-6).

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