问题
解答题
定义x1,x2,…,xn的“倒平均数”为
(1)比较cn与cn+1的大小; (2)设函数f(x)=-x2+4x,对(1)中的数列{cn},是否存在实数λ,使得当x≤λ时,f(x)≤cn对任意n∈N*恒成立?若存在,求出最大的实数λ;若不存在,说明理由. (3)设数列{bn}满足b1=1,b2=b(b∈R且b≠0),bn=|bn-1-bn-2|(n∈N*且n≥3),且{bn}是周期为3的周期数列,设Tn为{bn}前n项的“倒平均数”,求
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答案
(1)设数列{an}的前n项和为Sn,由题意得
n |
Sn |
1 |
2n+4 |
当n=1时,a1=S1=6,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=4n+2,而a1也满足此式.
所以an=4n+2(n∈N*).…(1分)
所以cn=
an |
n+1 |
2 |
n+1 |
∴cn+1-cn=
2 |
n+1 |
2 |
n+2 |
2 |
(n+1)(n+2) |
(2)假设存在实数λ,使得当x≤λ时,f(x)≤cn对任意n∈N*恒成立,
即-x2+4x≤cn对任意n∈N*恒成立,…(2分)
由(1)知数列{cn}是递增数列,所以只要-x2+4x≤c1,即x2-4x+3≥0,(2分)
解得x≤1或x≥3.…(1分)
所以存在最大的实数λ=1,使得当x≤λ时,f(x)≤cn对任意n∈N*恒成立.…(1分)
(3)由b1=1,b2=b,得b3=|b-1|,…(1分)
①若b≥1,则b3=b-1,b4=|b3-b2|=1,b5=|2-b|,因为{bn}是周期为3的周期数列,故b5=b2=b,所以|2-b|=b,所以2-b=b,2-b=-b(舍),故b=1.
此时,{bn}为1,1,0,1,1,0,….符合题意.…(1分)
②若b<1,则b3=1-b,b4=|b3-b2|=|1-2b|,因为{bn}是周期为3的周期数列,故b4=b1=1,所以|1-2b|=1,即1-2b=1或1-2b=-1,解得b=0或b=1,均不合题意.…(1分)
设数列{bn}的前n项和为Sn,则对n∈N*,有Sn=
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即Sn=
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所以Tn=
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因此
lim |
n→∞ |
3 |
2 |