问题 解答题
已知函数f(x)=log3
3
x
1-x
,M(x1y1),N(x2y2)
是f(x)图象上的两点,横坐标为
1
2
的点P是M,N的中点.
(1)求证:y1+y2为定值;
(2)若Sn=f(
1
n
)+f(
2
n
)+…+f(
n-1
n
)
(n∈N*,n≥2),求
lim
n→∞
4Sn-9Sn
4Sn+1+9Sn+1
的值;
(3)在(2)的条件下,若an=
1
6
,n=1
1
4(Sn+1)(Sn+1+1)
,n≥2
(n∈N*),Tn为数列{an}的前n项和,若Tn<m(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,试求实数m的取值范围.
答案

(1)证明:由已知P是MN的中点,有x1+x2=1,

y1+y2=log3

3
x1
1-x1
+log3
3
x2
1-x2
=log3
3x1x2
1-(x1+x2)+x1x2
=1
…4分

(2)由(1)知当x1+x2=1时,y1+y2=f(x1)+f(x2)=1.

Sn=f(

1
n
)+f(
2
n
)…+f(
n-1
n
)①,Sn=f(
n-1
n
)+…+f(
2
n
)+f(
1
n
)

①+②得Sn=

n-1
2
…8分

lim
n→∞
4Sn-9Sn
4Sn+1+9Sn+1
=
lim
n→∞
2n-1-3n-1
2n+3n
=-
1
3
…12分

(3)当n≥2时,an=

1
n+1
2
n+2
2
=
1
n+1
-
1
n+2

又当n=1时,a1=

1
6
,所以an=
1
n+1
-
1
n+2
…14分

Tn=(

1
2
-
1
3
)+(
1
3
-
1
4
)+…+(
1
n+1
-
1
n+2
)=
n
2(n+2)
…16分

∵Tn<m(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,即m>

Tn
Sn+1+1
=
n
(n+2)2
恒成立

n
(n+2)2
=
1
n+
4
n
+4
1
8
,所以m的取值范围是(
1
8
,+∞)
…18分.

问答题
单项选择题 A1型题