问题 填空题
数列{an}(n∈N*)中,a1=a,an+1是函数fn(x)=
1
3
x3-
1
2
(3an+n2)x2+3n2anx
的极小值点.若数列{an}是等比数列,则a的取值范围是______
答案

易知f′n(x)=x2-(3an+n2)x+3n2an=(x-3an)(x-n2).令f′n(x)=0,得x1=3an,x2=n2

①若3an<n2,则当x<3an时,f′n(x)>0,fn(x)单调递增;当3an<x<n2时,f′n(x)<0,fn(x)单调递减;当x>n2时,f′n(x)>0,fn(x)单调递增.故fn(x)在x=n2取得极小值.

②若3an>n2,仿①可得,fn(x)在x=3an取得极小值.

③若3an=n2,则f′n(x)≥0,fn(x)无极值.

若对任意的n,都有3an>n2,则an+1=3an.即数列{an}是首项为a,公比为3的等比数列,且an=a•3n-3

而要使3an>n2,即a•3n>n2对一切n∈N*都成立,只需a>

n2
3n
对一切n∈N*都成立.

bn=

n2
3n
,则b1=
1
3
b2=
4
9
b3=
1
3
,.

y=

x2
3x
,则y′=
1
3x
(2x-x2ln3)<
1
3x
(2x-x2)

因此,当x≥2时,y'<0,从而函数y=

x2
3x
在[2,+∝)上单调递减,

故当n≥2,数列{bn}单调递减,即数列{bn}中最大项为b2=

4
9
,于是当a>
4
9
是,必有a>
n2
3n

这说明当a∈(

4
9
,+∞)时,数列{an}是等比数列.

当a=

4
9
,可得a1=
4
9
,a2=
4
3
,而3a2=4=22,又③知,f2(x)无极值,不合题意.

1
3
<a<
4
9
时,可得a1=a,a2=3a,a3=4,a4=12…,数列{an}不是等比数列.

当a=

1
3
时,3a=1=12,由(3)知,f1(x)无极值,不合题意.

a<

1
3
时,可得a1=a,a2=1,a3=4,a4=12,,数列{an}不是等比数列.

综上所述,存在a,使数列{an}是等比数列,且a的取值范围为(

4
9
,+∞).

填空题
单项选择题