问题 解答题
已知函数f(x)=
x2+a
bx-c
  (b, c∈N*)
,并且f(0)=0,f(2)=2,f(-2)<-
1
2

(Ⅰ)求a,b,c的值;
(Ⅱ)是否存在各项均不为零的数列{an},满足4Snf(
1
an
)=1
(Sn为数列{an}的前n项和).若有,写出数列的一个通项公式an,并说明满足条件的数列{an}是否唯一确定;若无,请说明理由.
答案

(本小题满分14分)

(Ⅰ)由f(0)=0,得a=0.

由f(2)=2,f(-2)<-

1
2
,得
2b-c=2
-
4
2b+c
<-
1
2
 (b, c∈N*)
,即
2b-c=2
2b+c<8
 (b, c∈N*)
.…(3分)

解得 b=c=2.

因此,a=0,b=c=2.…(5分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=

x2
2x-2
.当x≠0且an≠1时,
1
f(x)
=
2
x
-
2
x2
1
f(
1
x
)
=2x-2x2

设存在各项均不为零的数列{an},满足4Snf(

1
an
)=1.则4Sn=2an-2an2,即2Sn=an-an2(an≠0且an≠1).…(6分)

首先,当n=1时,a1=S1=-1;…(7分)

由 2Sn+1=an+1-an+12,2Sn=an-an2,得2an+1=2Sn+1-2Sn=an+1-an+12-an+an2,即(an+1+an)(an+1-an+1)=0.…(9分)

若 an+1+an=0,则由a1=-1,得a2=1,这与an≠1矛盾.…(10分)

若 an+1-an+1=0,则 an+1-an=-1.

因此,{an}是首项这-1,公差为-1的等差数列.

通项公式为 an=-n.

综上可得,存在数列{an},an=-n符合题中条件.…(11分)

由上面的解答过程可知,数列{an}只要满足条件(an+1+an)(an+1-an+1)=0即可.

因此,可以数列一部分满足an+1-an=-1,另一部分满足an+1+an=0,且保证an≠0且an≠1.

例如:数列-1,-2,2,-2,2,-2,2,…;

数列-1,-2,2,-2,-3,3,-3,-4,4,-4,…

因此,满足条件的数列不唯一.…(14分)

单项选择题
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