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
2
时,求数列{bn}的前n项和Sn
(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=

2
2
,∴bn=an•f(an)=2n•(
2
2
2n=n•(
1
2
n-1,…(3分)

∴Sn=1•(

1
2
0+2•(
1
2
1+3•(
1
2
2+…+n•(
1
2
n-1,①

1
2
Sn=1•(
1
2
1+2•(
1
2
2+3•(
1
2
3+…+n•(
1
2
n,②…(4分)

①-②,得

1
2
Sn=(
1
2
0+(
1
2
1+(
1
2
2+…+(
1
2
n-1-n•(
1
2
n=
1-
1
2n
1-
1
2
-n•(
1
2
)n
…(6分)

∴化简得:Sn=-(n+2)(

1
2
n-1+4  …(7分)

(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<(

n
n+1
min即可,…(10分)

∵h(n)=

n
n+1
在正整数范围内是增函数,∴当n=1时,(
n
n+1
min=
1
2
.…(12分)

∴m2

1
2
,且0<m<1,,∴0<m<
2
2
.…(13分)

综上所述,存在实数m∈(0,

2
2
)满足条件.…(14分)

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题