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2014 年辽宁预赛 · 第 15 题
F3解答题数列综合
已知数列 {an} 中,a1=2,对于任意的 p,q∈N∗,有 ap+q=ap+aq。
(1) 求数列 {an} 的通项公式;
(2) 数列 {bn} 满足
an=21+1b1−22+1b2+23+1b3−⋯+(−1)n−12n+1bn(n∈N∗),
求数列 {bn} 的通项公式;
(3) 设 Cn=3n+λbn(n∈N∗),是否存在实数 λ,使当 n∈N∗ 时 Cn+1>Cn 恒成立?若存在,求实数 λ 的取值范围;若不存在,请说明理由。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
全称可加式先用单位步还原通项;严格递增参数条件则须把奇偶下标分别取最紧限制。
解答
令 p=1,得 an+1=an+2,故 an=2n。对第二问的相邻部分和式作差,得到 (−1)n−1bn/(2n+1)=2;首项也符合,所以 bn=2(−1)n−1(2n+1)。因而 Cn+1−Cn=2[3n+λ(−1)n(3⋅2n+2)]。记 rn=3n/(3⋅2n+2),直接比较相邻两项知它严格递增。奇数 n 要求 λ<rn,其中最紧的是 n=1 的 3/8;偶数 n 要求 λ>−rn,其中最紧的是 n=2 的 −9/14。这两组条件同时必要且充分,故 −9/14<λ<3/8。
复核
两个端点会分别让第一步或第二步差等于零,原题严格递增不允许它们。b1=6 可直接代首个部分和关系确认。
方法总结
交错参数约束应先按奇偶拆开,再证明各支阈值的单调方向。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
全称可加关系与交错前缀各自还原通项,严格递增参数须分奇偶并证明两支阈值的单调和端点。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:裂项相消、区分恒成立与存在,求参数范围并验证
专题卡:含此前所有项:改用部分和作状态