问题 解答题

已知函数f(x)=ax+b,当x∈[a1,b1]时f(x)的值域为[a2,b2],当x∈[a2,b2]时f(x)的值域为[a3,b3],…依此类推,一般地,当x∈[an-1,bn-1]时f(x)的值域为[an,bn],其中a、b为常数且a1=0,b1=1

(1)若a=1,求数列{an},{bn}的通项公式.

(2)若a>0且a≠1,要使数列{bn}是公比不为1的等比数列,求b的值.

(3)若a<0,设数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,求(T1+T2+…+T2000)-(S1+S2+…+S2000)的值.

答案

(1)a=1时,f(x)=x+b在R上是增函数,

由已知,当n≥2时,x∈[an-1,bn-1],f(x)的值域是[an,bn],

∴an=f(an-1)=an-1+b,bn=f(bn-1)=bn-1+b,

∴{an}、{bn}都是公差为b的等差数列.

∵a1=0,b1=1,

∴an=(n-1)b,bn=(n-1)b+1;

(2)∵a>0,a≠1,

∴f(x)=ax+b在R上也是增函数,

由已知有bn=f(bn-1)=abn-1+b,即bn=abn-1+b(n≥2),

bn
bn-1
=a+
b
bn-1

若{bn}是公比不为1的等比数列,则

b
bn-1
是常数,所以b=0;

(3)∵a<0,∴f(x)=ax+b在R上是减函数,

由已知可得,bn=f(an-1)=a•an-1+b,an=f(bn-1)=a•bn-1+b,

∴bn-an=-a(bn-1-an-1)(n≥2),

∴{bn-an}是以1为首项,-a为公比的等比数列,

∴bn-an=(-a)n-1

∴Tn-Sn=(b1-a1)+(b2-a2)+…+(bn-an)=

n,a=-1
1-(-a)n
1+a
,a≠-1

于是,(T1+T2+…+T2000)-(S1+S2+…+S2000

=(T1-S1)+(T2-S2)+…+(T2000-S2000

=

2001000,a=-1
2000+2001a-a2001
(1+a)2
,a<0,a≠-1

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