已知曲線C:f(x)=x
2,C上的點(diǎn)A
0,A
n的橫坐標(biāo)分別為1和a
n(n∈N
*),且a
1=5,數(shù)列{x
n}滿足
xn+1=t•f(xn-1)+1(t>0且t≠,t≠1),設(shè)區(qū)間D
n=[1,a
n](a
n>1),當(dāng)x∈D
n時,曲線C上存在點(diǎn)P
n(x
n,f(x
n)),使得點(diǎn)P
n處的切線與直線A
0A
n平行.
(1)證明:{log
t(x
n-1)+1}是等比數(shù)列;
(2)當(dāng)D
n+1?D
n對一切n∈N
*恒成立時,求t的取值范圍;
(3)記數(shù)列{a
n}的前n項(xiàng)和為S
n,當(dāng)
t=時,試比較S
n與n+7的大小,并證明你的結(jié)論.
分析:(1)由線在點(diǎn)P
n的切線與直線AA
n平行,知
xn=,由x
n+1=tf(x
n+1-1)+1,得x
n+1-1=t(x
n-1)
2,由此能夠證明{log
t(x
n-1)+1}是等比數(shù)列.
(2)由log
t(x
n-1)+1=(log
t2+1)•2
n-1,得
xn=1+(2t)2n-1.從而
an=2xn-1=1+(2t)2n-1,由D
n+1?D
n對一切n∈N
*恒成立,得a
n+1<a
n,由此能求出t的取值范圍.
(3)當(dāng)
t=時,
an=1+8×()2n-1,所以
Sn=n+8[+()2+()4+…+()2n-1],由此能夠比較比較S
n與n+7的大。
解答:解:(1)∵由線在點(diǎn)P
n的切線與直線AA
n平行,
∴
2xn=,即
xn=,
由x
n+1=tf(x
n+1-1)+1,得x
n+1-1=t(x
n-1)
2,
∴l(xiāng)og
t(x
n+1-1)=1+2log
t(x
n-1),
即log
t(x
n+1-1)+1=2[log
t(x
n-1)+1],
∴{log
t(x
n-1)+1}是首項(xiàng)為log
t2+1,公比為2的等比數(shù)列.
(2)由(1)得log
t(x
n-1)+1=(log
t2+1)•2
n-1,
∴
xn=1+(2t)2n-1.
從而
an=2xn-1=1+(2t)2n-1,
由D
n+1?D
n對一切n∈N
*恒成立,
得a
n+1<a
n,
即
(2t)2n<(2t)2n-1,
∴0<2t<1,
即
0<t<.
(3)當(dāng)
t=時,
an=1+8×()2n-1,
∴
Sn=n+8[+()2+()4+…+()2n-1],
當(dāng)n≤3時,2
n-1≤n+1;
當(dāng)n≥4時,2
n-1>n+1,
∴當(dāng)n≤3時,
Sn≤n+8[+()2+()4]=n+<n+7.
當(dāng)n≥4時,S
n<
n+8[+()2+()3+()4+…+()n+1]=
n+7-()n-2<n+7.
綜上所述,對任意的n∈N
*,都有S
n<n+7.
點(diǎn)評:本題考查數(shù)列與不等式的綜合運(yùn)用,解題時要認(rèn)真審題,仔細(xì)解答,注意挖掘題設(shè)中的隱含條件,合理地進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化.
練習(xí)冊系列答案
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n的橫坐標(biāo)分別為2與a
n(n=1,2,3,…),a
1=4,數(shù)列{x
n}滿足
xn+1=[f(xn-1)+1]+1(t>0且t≠,t≠1)、設(shè)區(qū)間D
n=[1,a
n](a
n>1),當(dāng)x∈D
n時,曲線C上存在點(diǎn)p
n(x
n,f(x
n)),使得點(diǎn)p
n處的切線與AA
n平行,
(I)建立x
n與a
n的關(guān)系式;
(II)證明:
{logt(xn-1)+1}是等比數(shù)列;
(III)當(dāng)D
n+1?D
n對一切n∈N
+恒成立時,求t的范圍.
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