过点P(1,0)作曲线C:y=xk(x∈(0,+∞),k∈N*,k>1)的切线,切点为M1,设M1在x轴上的投影是点P1;又过点P1作曲线C的切线,切点为M2,设M2在x轴上的投影是点P2;…;依此下去,得到一系列点M1,M2,…Mn,…;设它们的横坐标a1,a2,…, an…构成数列为{an}. (Ⅰ)求数列{an}的通项公式; (Ⅱ)求证:an≥1+
(Ⅲ)当k=2时,令bn=
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(Ⅰ)对y=xk求导数,
得y′=kxk-1,
点是Mn(an,ank)的切线方程是y-ank=kank-1(x-an).…(2分)
当n=1时,切线过点P(1,0),
即0-a1k=ka1k-1(1-a1),
得a1=
;k k-1
当n>1时,切线过点Pn-1(an-1,0),
即0-ank=kank-1(an-1-an),
得
=an an-1
.k k-1
所以数列{an}是首项a1=
,公比为k k-1
的等比数列,k k-1
所以数列{an}的通项公式为an=(
)n,n∈N*.…(4分)k k-1
( II)应用二项式定理,得an=(
)n=(1+k k-1
)n=1 k-1
+C 0n C 1n
+1 k-1
(C 2n
)2+…+1 k-1
(C nn
)n≥1+1 k-1
.…(8分)n k-1
( III)当k=2时,an=2n,
数列{bn}的前n项和Sn=
+1 2
+2 22
+…+3 23
,n 2n
同乘以
,得1 2
Sn=1 2
+1 22
+2 23
+…+3 24
,n 2n+1
两式相减,…(10分)
得
Sn=1 2
+1 2
+1 22
+…+1 23
-1 2n
=n 2n+1
-
(1-1 2
)1 2n 1- 1 2
=1-n 2n+1
-1 2n
,n 2n+1
所以Sn=2-
.…(12分)n+2 2n