数列综合应用
解 (1)设f(x)=a(x-1)2 (a>0),则直线g(x)=4(x-1)的图象与y= f(x)的图象的两个交点(为1,0),???4a+1,1a6???.
∵ ???4a???2+???1a6???2=4 17 (a>0), ∴a=1,∴f(x)=(x-1)2. (2)f(an)=(an-1)2,g(an)=4(an-1), ∵(an+1-an)·4(an-1)+(an-1)2=0,
变式训练
已知函数f(x)=
2x +3 3x
,数列{an}满足a1=1,an+1=f
an
)
=2n (n∈N*).
(1)求数列 {an}的通项公式;
(2)判断数列 {an}的单调性.
解 ∴a
n
(1)由已知得 log2 2an ? -a1n=2n,即 a2n-2na
1 log2 2an , n-1=0.
∴an=n± n2+1.
2 ∵0<x<1,∴0< an <1,∴an<0.
∴an=n- n2+1.
【解】 (1)因为{an}是一个等差数列, 所以a3+a4+a5=3a4=84,a4=28. 设数列 {an}的公差为 d,则5d=a9-a4=73-28=45, 故d=9.由a4=a1+3d得28=a1+3×9,即a1=1. 所 以 an = a1 + (n - 1)d = 1 + 9(n - 1) = 9n - 8(n∈N*). (2)对m∈N*,若9m<an<92m, 则9Байду номын сангаас+8<9n<92m+8.因此9m-1+1≤n≤92m-1. 故得 bm =92m -1-9m -1.
a>1时,由二次函数的性质知不可能成立; a<1时,对称轴 x=-32·aa--21=-32????1-a-1 1????<0.
f(x)在[1,+∞)上为单调递减函数. f (1)=(a-1)+(3a-6)-8=4a-15<0. ∴a<145,∴a<1时,4aSn<bn恒成立.
综上知,a≤1时,4aSn<bn恒成立.
4为首项,-
1为公差的等差数列.
∴bn-1 1=-4-(n-1)=-n-3,
∴bn=1-n
+1 3=nn
+2 +3.
(3)an=1-bn=n+1 3,
∴S n=a1a2+a2a3+…+anan+1
=4×1 5+5×1 6+…+?n+3?1?n+4?
=???14-15???+???15-16???+…+????n
∴(an-1)(4an+1-3an-1)=0.
∵a1=2,∴an≠1,∴4an+1-3an-1=0, ∴an+1-1=34(an-1),且a1-1=1, ∴数列{an-1}是首项为1,公比为34的等比数列, ∴an-1=???34???n-1,即an=???34???n-1+1.
(3)bn=3(an-1)2-4(an+1-1),令bn=y,u=???34???n-1, 则y=3???????u-12???2-14????=3???u-12???2-34. ∵n∈N*,∴u的值分别为1,34,196,2674,…,经比较196距12 最近, ∴当n=3时,bn有最小值是-128596,
(2)∵aan+n 1=?n+1n?--
?n+1?2+1 n2+1
=n+1n++
n2+1 ?n+1?2+1<1,
又∵an<0,∴an+1>an, ∴{an}是递增数列.
变式训练
已知定义域为R的二次函数f(x)的最小值为0,且有f(1+x)=f(1 -x),直线g(x)=4(x-1)的图象被f(x)的图象截得的弦长为 4 17,数列{an}满足a1=2,(an+1-an)g(an)+f(an)=0 (n∈N*). (1)求函数f(x)的解析式; (2)求数列{an}的通项公式; (3)设bn=3f(an)-g(an+1),求数列{bn}的最值及相应的n.
解 (1)bn+1=?1-anb?n?1+an?=bn?2b-n bn?=2-1bn. ∵a1=14,∴b1=34,∴b2=45,b3=56,b4=67.
(2)∵bn
+
1-1=
1 2-
bn
-1,∴bn
1 +1-
1=2b-n -b1n =-
1+bn-1 1.
∴数列???
?
bn
1 ?? -1??
是以-
+1 3-n
1 ?? +4??
=14-n+1 4=4?nn+4?.
∴4aS
n
-bn=na+n 4-nn
+2 +3
=?a-1??nn+2+3??3?na+-46??n
-8 .
由条件可知 (a-1)n2+(3a-6)n-8<0恒成立即可满足条件. 设 f (x )=(a-1)x 2+3(a-2)x - 8, 则a=1时, f (x )=- 3x -8<0 ,恒成立;
当n=1时,bn有最大值是0.
探究三:数列与不等式的综合问题
例 3 已知数列{an},{bn}满足 a1=14,an+bn=1,bn+1=1-bna2n. (1)求 b1,b2,b3,b4; (2)求数列{bn}的通项公式; (3)设 Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1,求实数 a 为何值时,4aSn<bn.
探究提高
由an+bn=1得到an的表达式,然后利用裂项相消法求得 Sn, 将4aSn<bn转化为 (a-1)n2+(3a-6)n-8<0对任意n∈N*恒 成立,设 f(x)=(a-1)x2+3(a-2)x-8,对x2的系数分 a=1, a>1及a<1三种情况进行分类讨论,从而求得使不等式成立 的a的取值范围.
第5讲 数列的综合应用
探究一:等差、等比数列的综合问题
例 1(2012·山东卷 )在等差数列 {an}中, a3+ a4+ a5 = 84 , a9= 73. (1) 求数列 {an}的通项公式; (2) 对任意 m ∈ N*,将数列 {an }中落入区间 (9 m, 92m ) 内的项的个数记为 bm ,求数列 {bm }的前 m 项和 Sm.
于是 Sm=b1+b2+b3+…+bm =(9+93+…+92m-1)-(1+9+…+9m-1) =9×1?1--8811m?-?11--99m?=92m+1-1800×9m+1.
探究二:数列与函数的综合问题
f 2 例 2
已知函数 f(x)=log2x-logx2(0< x<1),数列{an}满足 (