问题 解答题

(本小题满分14分)已知f (x)=mx(m为常数,m>0且m≠1).设f (a1),f (a2),f (an),(n∈N)是首项为m2,公比为m的等比数列.

(1)求证:数列{an}是等差数列;

(2)若bnan f (an),且数列{bn}的前n项和为Sn,当m=3时,求Sn

(3)若cnf(an) lg f (an),问是否存在m,使得数列{cn}中每一项恒不小于它后面的项?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.

答案

 解: (1)由题意f (an)=m2·mn-1,即manmn+1.

ann+1,∴an+1an=1,∴数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列.

(2)由题意bnan f (an)=(n+1)·mn+1

m=3时,bn=(n+1)·3n+1,∴Sn=2·32+3·33+4·34+(n+1)·3n+1

①式两端同乘以3得,3Sn=2·33+3·34+4·35n·3n+1+(n+1)·3n+2

②-①并整理得,

2Sn=-2·32-33-34-35-3n+1+(n+1)·3n+2=-32-(32+33+34+3n+1)+(n+1)·3n+2

=-32+(n+1)·3n+2=-9+ (1-3n)+(n+1)·3n+2=(n)3n+2.

Sn(2n+1)3n+2.

(3)由题意cnf (an)·lg f (an)=mn+1·lgmn+1=(n+1)·mn+1·lgm

要使cncn+1对一切n∈N*成立,即(n+1)·mn+1·lgm≥(n+2)·mn+2·lgm,对一切n∈N*成立,

① 当m>1时,lgm>0,所以n+1≥m(n+2),即m对一切n∈N*成立,

因为=1-的最小值为,所以m,与m>1不符合,即此种情况不存在.

②当0<m<1时,lgm<0,所以n+1≤m(n+2),即m对一切n∈N*成立,所以m<1.

综上,当m<1时,数列{cn}中每一项恒不小于它后面的项

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