S(m+1)n |
Smn |
jeannehuang 春芽
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S(m+1)n |
Smn |
(1)由已知an=f(an-1),f(an)-f(an-1)=k(an-an-1),(n=2,3,4…),得
an+1-an=f(an)-f(an-1)=k(an-an-1),(n=2,3,4…),
由数列{an}是等差数列,得
an+1-an=an-an-1,(n=2,3,4…)
所以,an-an-1=k(an-an-1),),(n=2,3,4…),得k=1.…(4分)
(2)充分性证明:若f(x)=kx(k≠1),则由已知a1=a≠0,an+1=f(an)得an+1=kan,
所以,{an}是等比数列.…(6分)
必要性证明:{an}是等比数列,设公比为q,则有an=aqn-1,n∈N*
由f(an+1)-f(an)=k(an+1-an)及an+1=f(an)得an+2-an+1=k(an+1-an)
又a2-a1≠0,
所以数列{an+1-an}是以a2-a1为首项,公比为k的等比数列,
所以an+1-an=[f(a)-a]kn-1,
当n≥2时,an=[f(a)-a](k0+k1+k2+…+kn-2)+a…(8分)
①若k=1,an=[f(a)-a](n-1)+a,(n≥2)
对n=1也成立.
数列{an}是公差为f(a)-a≠0的等差数列,不可能是等比数列,所以k≠1,
②k≠1,an=[f(a)−a]
1−kn−1
1−k+a,(n≥2)
对n=1也成立.
所以an=[f(a)−a]
1−kn−1
1−k+a=
f(a)−a
1−k+a−
f(a)−a
1−k•kn−1,
由数列{an}是等比数列知,
f(a)−a
1−k+a=0,即f(a)=ka,
即f(a)=ka对任意非零实数都成立.
综上可得:数列{an}为等比数列的充要条件是f(x)=kx(k≠1).…(10分)
(3)由(Ⅱ)知,数列{an}是首项为2,公比为k的等比数列,即an=2kn-1,bn+1-bn=lnk是一个常数,
故数列{bn}是等差数列,设公差为d,
依题意Sn=nb1+
1
2n(n−1)d=
1
2n[dn+(2b1−d)],
S(m+1)n
Smn=
1
2(m+1)n[d(m+1)n+(2b1−d)]
1
2mn[dmn+(2b1−d)]=
(m+1)[d(m+1)n+(2b1−d)]
m[dmn+(2b1−d)],
当且仅当2b1-d=0或
d(m+1)
dm=
2b1−d
2b1−d时,
S(m+1)n
Smn是一个与n无关的常数,
点评:
本题考点: 数列与函数的综合.
考点点评: 本题是数列与函数的综合题,综合性比较强,综合考查了等差等比数列以及充分必要条件的证明,其中注意分类讨论思想,应该熟练掌握灵活运用.
1年前
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