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解答题已知数列{an}中,a1=2,a2=3,其前n项和Sn满足Sn+1+Sn-1=2

答案:2  悬赏:50  手机版
解决时间 2021-12-25 11:53
解答题 已知数列{an}中,a1=2,a2=3,其前n项和Sn满足Sn+1+Sn-1=2Sn+1,其中(n≥2,n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设为非零整数,n∈N*),试确定λ的值,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn成立.
最佳答案
解:(1)由已知,(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=1(n≥2,n∈N*),
即an+1-an=1(n≥2,n∈N*),且a2-a1=1.
∴数列{an}是以a1=2为首项,公差为1的等差数列.
∴an=n+1.
(2)∵an=n+1,
∴bn=4n+(-1)n-1λ?2n+1,要使bn+1>bn恒成立,
∴bn+1-bn=4n+1-4n+(-1)nλ?2n+2-(-1)n-1λ?2n+1>0恒成立,
∴3?4n-3λ?(-1)n-12n+1>0恒成立,
∴(-1)n-1λ<2n-1恒成立.
(ⅰ)当n为奇数时,即λ<2n-1恒成立,
当且仅当n=1时,2n-1有最小值为1,
∴λ<1.
(ⅱ)当n为偶数时,即λ>-2n-1恒成立,
当且仅当n=2时,-2n-1有最大值-2,
∴λ>-2.
即-2<λ<1,又λ为非零整数,则λ=-1.
综上所述,存在λ=-1,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn.解析分析:(1)本题由条件Sn+1+Sn-1=2Sn+1,借助项与和关系Sn-Sn-1=an,可确定数列为等差数列,进而求出数列{an}的通项公式an=n+1.(2)由an通项写出bn的通项,欲证明数列为递增数列,可借助作差法证明bn+1-bn>0即可,进行整理变形即转化为对(-1)n-1λ<2n-1(n∈N*)恒成立的证明.借此讨论N的奇数偶数两种情况就可求出λ的范围,再综合λ为非零的整数即可确定λ的具体取值.点评:本题主要考查了数列的通项公式的求法,并借助数列增减性的证明方法求通项中参变量的范围,其中在证明(-1)n-1λ<2n-1恒成立这一过程属于难点.学生不易将n分为奇数和偶数进行分情况讨论后取其交集,易出现思路不清.
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