Question

14．已知函數(shù)f（x）=$\frac{1}{2}$（a_n+2-a _n+1）x²-（3a_n+1-4a_n）x（n∈N）的對稱軸是x=1，數(shù)列 {a_n}滿足，a₁=2，a₂=8．
（1）證明數(shù)列{a_n+1-2a_n}是等比數(shù)列，并求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)；
（2）設(shè)3ⁿb_n=（-1）ⁿa_n，且|b₁|+|b₂|+…+|b_n|＜m-3n（$\frac{2}{3}$）ⁿ⁺¹對于n∈N^*恒成立，求實(shí)數(shù)m的取值范圍．

Answer 1

分析 （1）通過函數(shù)f（x）=$\frac{1}{2}$（a_n+2-a _n+1）x²-（3a_n+1-4a_n）x（n∈N）的對稱軸是x=1可知-$\frac{-（3{a}_{n+1}-4{a}_{n}）}{2•\frac{1}{2}（{a}_{n+2}-{a}_{n+1}）}$=1，整理并利用a₁=2、a₂=8可知數(shù)列{a_n+1-2a_n}是以4為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列，從而a_n+1-2a_n=2ⁿ⁺¹，通過將等式兩邊同時(shí)除以2ⁿ⁺¹、整理可知數(shù)列{$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$}是首項(xiàng)、公差均為1的等差數(shù)列，進(jìn)而計(jì)算可得結(jié)論；
（2）通過（1）可知b_n=（-1）ⁿ•n•$（\frac{2}{3}）^{n}$，利用錯(cuò)位相減法計(jì)算可知B_n=|b₁|+|b₂|+…+|b_n|=6-9•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$-3n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$，從而不等式轉(zhuǎn)化為6-9•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$＜m對于n∈N^*恒成立，利用$\underset{lim}{n→∞}$$（\frac{2}{3}）^{n+1}$=0，計(jì)算即得結(jié)論．

解答 （1）證明：∵函數(shù)f（x）=$\frac{1}{2}$（a_n+2-a _n+1）x²-（3a_n+1-4a_n）x（n∈N）的對稱軸是x=1，
∴-$\frac{-（3{a}_{n+1}-4{a}_{n}）}{2•\frac{1}{2}（{a}_{n+2}-{a}_{n+1}）}$=1，
整理得：a_n+2-2a_n+1=2（a_n+1-2a_n），
又∵a₂-2a₁=8-2×2=4，
∴數(shù)列{a_n+1-2a_n}是以4為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列，
∴a_n+1-2a_n=4•2^n-1=2ⁿ⁺¹，
∴$\frac{{a}_{n+1}}{{2}^{n+1}}$-$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$=1，
又∵$\frac{{a}_{1}}{{2}^{1}}$=$\frac{2}{2}$=1，
∴數(shù)列{$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$}是首項(xiàng)、公差均為1的等差數(shù)列，
∴$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$=n，
∴數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)a_n=n•2ⁿ；
（2）解：由（1）可知b_n=$\frac{（-1）^{n}{a}_{n}}{{3}^{n}}$=（-1）ⁿ•n•$（\frac{2}{3}）^{n}$，
∴記B_n=|b₁|+|b₂|+…+|b_n|
=1•$\frac{2}{3}$+2•$（\frac{2}{3}）^{2}$+…+n•$（\frac{2}{3}）^{n}$，
∴$\frac{2}{3}$B_n=1•$（\frac{2}{3}）^{2}$+2•$（\frac{2}{3}）^{3}$+…+（n-1）•$（\frac{2}{3}）^{n}$+n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$，
兩式相減得：$\frac{1}{3}$B_n=$\frac{2}{3}$+$（\frac{2}{3}）^{2}$+$（\frac{2}{3}）^{3}$+…+$（\frac{2}{3}）^{n}$-n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$
=$\frac{\frac{2}{3}[1-（\frac{2}{3}）^{n}]}{1-\frac{2}{3}}$-n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$
=2-（n+3）•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$，
∴B_n=6-（3n+9）•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$=6-9•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$-3n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$，
∴|b₁|+|b₂|+…+|b_n|＜m-3n（$\frac{2}{3}$）ⁿ⁺¹對于n∈N^*恒成立，
等價(jià)于6-9•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$-3n•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$＜m-3n（$\frac{2}{3}$）ⁿ⁺¹對于n∈N^*恒成立，
∴6-9•$（\frac{2}{3}）^{n+1}$＜m對于n∈N^*恒成立，
∵$\underset{lim}{n→∞}$$（\frac{2}{3}）^{n+1}$=0，
∴m≥6，
∴實(shí)數(shù)m的取值范圍是：[6，+∞）．

點(diǎn)評 本題是一道關(guān)于數(shù)列與不等式的綜合題，考查運(yùn)算求解能力，注意解題方法的積累，屬于中檔題．