已知数列an的前项和Sn=2n+2-4(n∈N*),函数f(x)对任意的x∈R都有f(x)+f(1-x)=1,数列{bn}满足bn=f(0)+f(1n)+f(2n)…+f(n-1n)+f(1).(1)

题目简介

已知数列an的前项和Sn=2n+2-4(n∈N*),函数f(x)对任意的x∈R都有f(x)+f(1-x)=1,数列{bn}满足bn=f(0)+f(1n)+f(2n)…+f(n-1n)+f(1).(1)

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已知数列an的前项和Sn=2n+2-4(n∈N*),函数f(x)对任意的x∈R都有f(x)+f(1-x)=1,数列{bn}满足bn=f(0)+f(
1
n
)+f(
2
n
)…+f(
n-1
n
)+f(1).
(1)分别求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)若数列{cn}满足cn=an•bn,Tn是数列{cn}的前项和,是否存在正实数k,使不等式k(n2-9n+26)Tn>4ncn对于一切的n∈N*恒成立?若存在请指出k的取值范围,并证明;若不存在请说明理由.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)∵Sn=2n+2-4(n∈N*)
n=1,a1=S1=21+2-4=4…(1分)
n≥2,an=Sn-Sn-1=(2n+2-4)-(2n+1-4)=2n+1
n=1时满足上式,
an=2n+1(n∈N*)…(2分)
∵f(x)+f(1-x)=1,
f(class="stub"1
n
)+f(class="stub"n-1
n
)=1
,…(3分)
∵bn=f(0)+f(class="stub"1
n
)+f(class="stub"2
n
)…+f(class="stub"n-1
n
)+f(1),①
bn=f(1)+f(class="stub"n-1
n
)+f(class="stub"n-2
n
)+…
+f(1)+f(0),②
∴①+②,得2bn=n+1bn=class="stub"n+1
2
.…(5分)
(2)∵cn=an•bn,
cn=(n+1)•2n…(6分)
Tn=2•21+3•22+4•23+…+(n+1)•2n,①
2Tn=2×22+3×23+4×24+…+(n+1)×2n+1,②
①-②,得-Tn=4+22+23+…+2n-(n+1)•2n+1…(8分)
Tn=n•2n+1…(9分)
要使得不等式k(n2-9n+26)Tn>4ncn恒成立,
∵(n2-9n+26)Tn>0恒成立,
k>
4ncn
(n2-9n+26)Tn
对于一切的n∈N*恒成立,
k>
2(n+1)
n2-9n+26
…(11分)
g(n)=
2(n+1)
n2-9n+26
(n∈N*)

g(n)=
2(n+1)
(n+1)2-11(n+1)+36
=class="stub"2
(n+1)-11+class="stub"36
(n+1)
≤class="stub"2
2
(n+1)•class="stub"36
(n+1)
-11
=2

当且仅当n=5时等号成立,
∴g(n)max=2…(13分)
所以k>2为所求.…(14分)

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