问题
解答题
已知函数f(x)=logmx(mm为常数,0<m<1),且数列{f(an)}是首项为2,公差为2的等差数列. (1)若bn=an•f(an),当m=
(2)设cn=an•lgan,如果{cn}中的每一项恒小于它后面的项,求m的取值范围. |
答案
(1)由题意得f(an)=2+2(n-1)=logman,可得2n=logman,…(1分)
∴an=m2n.…(2分)
bn=an•f(an)=2n•m2n.
∵m=
,∴bn=an•f(an)=2n•(2 2
)2n=n•(2 2
)n-1,…(3分)1 2
∴Sn=1•(
)0+2•(1 2
)1+3•(1 2
)2+…+n•(1 2
)n-1,①1 2
Sn=1•(1 2
)1+2•(1 2
)2+3•(1 2
)3+…+n•(1 2
)n,②…(4分)1 2
①-②,得
Sn=(1 2
)0+(1 2
)1+(1 2
)2+…+(1 2
)n-1-n•(1 2
)n=1 2
-n•(1- 1 2n 1- 1 2
)n…(6分)1 2
∴化简得:Sn=-(n+2)(
)n-1+4 …(7分)1 2
(2)由(Ⅰ)知,cn=an•lgan=2n•m2nlgm,要使cn<cn+1对一切n∈N*成立,
即nlgm<(n+1)m2lgm对一切n∈N*成立.…(8分)
∵0<m<1,可得lgm<0
∴原不等式转化为n>(n+1)m2,对一切n∈N*成立,
只需m2<(
)min即可,…(10分)n n+1
∵h(n)=
在正整数范围内是增函数,∴当n=1时,(n n+1
)min=n n+1
.…(12分)1 2
∴m2<
,且0<m<1,,∴0<m<1 2
.…(13分)2 2
综上所述,存在实数m∈(0,
)满足条件.…(14分)2 2