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【设数列满足,,令.(1)试判断数列是否为等差数列?并求数列的通项公式;(2)令,是否存在实数a,使得不等式对一切都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.(3)比较与】
1人问答
问题描述:

设数列满足,,令.

(1)试判断数列是否为等差数列?并求数列的通项公式;

(2)令,是否存在实数a,使得不等式对一切都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

(3)比较与的大小.____

靳尔东回答:
  【分析】(1)利用已知配凑出4an+1+1、4an+1即bn+1、bn的形式,然后根据等差数列的定义求解;   (2)构造数列cn=,在(1)的基础上,求出cn表达式,利用cn的单调性求出cn的最大值,从而转化为不等式求解问题,进而完成对a的探索.   (3)构造函数,利用函数的单调性分n≤2和n≥3两种情况探索.   (1)由已知得,   所以bn+12=bn2+2bn+1=,   即bn+1=bn+1,   又b1=1,所以数列{bn}为等差数列,   通项公式为bn=n(n∈N*).   (2)令cn=,   由,   得   =   所以,数列{cn}为单调递减数列,   所以数列{cn}的最大项为,   若不等式对一切n∈N*都成立,   只需,   解得,   又a>0,a≠1,   所以a的取值范围为.   (3)问题可转化为比较nn+1与(n+1)n的大小.   设函数,所以.   当0<x<e时,f'(x)>0;   当x>e时,f'(x)<0.   所以f(x)在(0,e)上为增函数;在(e,+∞)上为减函数.   当n=1,2时,显然有nn+1<(n+1)n,   当n≥3时,f(n)>f(n+1),即,   所以(n+1)lnn>nln(n+1),即lnnn+1>ln(n+1)n,   所以nn+1>(n+1)n.   综上:当n=1,2时,nn+1<(n+1)n,即;   当n≥3时,nn+1>(n+1)n即.   【点评】本题主要考查数列、函数、导数、不等式等基础知识,分类讨论、化归思想等数学思想方法,以及推理、分析与解决问题的能力.
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