问题 解答题
已知点Pn(an,bn)(n∈N*)都在直线l:y=2x+2上,P1为直线l与x轴的交点,数列{an}成等差数列,公差为1.
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若f(n)=
an,n为奇数
bn,n为偶数
问是否存在k∈N*,使得f(k+5)=2f(k)-5成立?若存在,求出k的值,若不存在,说明理由;
(Ⅲ)求证:
1
|p1p2|2
+
1
|p1p3|2
+…+
1
|p1pn|2
2
5
(n≥2,n∈N*).
答案

(Ⅰ)由题意知P1(-1,0)(1分)

∴a1=-1,b1=0(2分)

∴an=a1+(n-1)•1=-1+n-1=n-2

∴bn=2an+2=2(n-2)+2=2n-2

(Ⅱ)若k为奇数,

则f(k)=ak=k-2f(k+5)=bk+5=2k+8∴2k+8=2(k-2)-5无解(6分)

若k为偶数,

则f(k)=2k-2,f(k+5)=k+3∴k+3=2(2k-2)-5,解得k=4(8分)

综上,存在k=4使f(k+5)=2f(k)-5成立.(9分)

(Ⅲ)证明:|

p1pn
|2=(n-1)2+4(n-1)2=5(n-1)2

(1)当n=2时

1
|p1p2|2
+
1
|p2p3|2
++
1
|p1pn|2
=
1
5
2
5
成立.(11分)

(2)当n≥3,n∈N*时,

1
|p1p2|2
+
1
|p1p3|2
++
1
|p1pn|2
=
1
5
[
1
12
+
1
22
++
1
(n-1)2
]λx12-2λx1+λ-1=0.(12分)

=

1
5
(1+1-
1
n-1
)<
1
5
(1+1)=
2
5
成立.(13分)

综上,当n≥2,n∈N*时,

1
|p1p2|2
+
1
|p1p3|2
+
1
|p1pn|2
2
5
成立.(14分)

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