问题 解答题
已知函数f(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn(n∈N*),且y=f(x)的图象经过点(1,n2),n=1,2,…,数列{an}为等差数列.
(I)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)当n为奇数时,设g(x)=
1
2
[f(x)-f(-x)]
,是否存在自然数m和M,使得不等式m<
1
2
<M
恒成立?若存在,求出M-m的最小值;若不存在,请说明理由.
答案

(I)由题意得f(1)=n2,即a1+a2+a3+…+an=n2

令n=1,则a0+a1=1,

令n=2则a0+a1+a2=22

a2=4-(a0+a1)=3

令n=3则a0+a1+a2+a3=32

a3=9-(a0+a1+a2)=5

设等差数列{an}的公差为d,则d=a3-a2=2,a1=1

∴an=1+(n-1)×2=2n-1

(II)由(I)知:f(x)=a1x+a2x2+a3x3+…+anxn

n为奇数时,f(-x)=-a1x+a2x2-a3x3+…-anxn

∴g(x)=

1
2
[f(x)-f(-x)=a1x+a3x3+a5x5…+anxn

g(

1
2
)=1×
1
2
+5×(
1
2
)
3
+9×(
1
2
)
5
+…+(2n-1)×(
1
2
)
n

1
4
g(
1
2
)=1× (
1
2
)
3
 +5×(
1
2
)
5
+…+(2n-1)×(
1
2
)
n+2

由①-②得:

3
4
×g(
1
2
)=4
1
2
(1-
1
2n+1
)
1-
1
4
-(2n-1)×(
1
2
)
n+2
-
3
2

∴g(

1
2
)=
14
9
-
13
9
× (
1
2
)
n
-
2n
3
(
1
2
)
n
14
9

cn=

2n
3
(
1
2
)
n

cn+1-cn=

1
3
(1-n)×(
1
2
)
n
≤0

∴cn随n的增大而减小,又

13
9
×(
1
2
)
n
随n的增大而减小

∴g(

1
2
)为n的增函数,

当n=1时,g(

1
2
)=
1
2

而g(

1
2
)<
14
9

1
2
≤g(
1
2
)<
14
9

易知:使m<g(

1
2
)<M恒成立的m的最大值为0,M的最小值为2,

∴M-m的最小值为2.

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题