Question

在數(shù)列，其中c≠0．
（Ⅰ）求通項(xiàng)公式；
（Ⅱ）若對(duì)一切k∈N^*有，求c的取值范圍．

Answer 1

解：（1）∵數(shù)列，其中c≠0．
∴a₁=1，
a₂=ca₁+c²•3=（2²-1）c²+c，
a₃=ca₂+c³•5=（3²-1）c³+c²，
由此猜測a_n=（n²-1）cⁿ+c^n-1，
下用數(shù)學(xué)歸納法證明．
①當(dāng)n=1時(shí)，等式成立；
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)，等式成立，即a_k=（k²-1）c^k+c^k-1，…（6分）
則當(dāng)n=k+1時(shí)，a_k+1=ca_k+c^k+1（2k+1）=c[（k²-1）c^k+c^k-1]+c^k+1（2k+1）
=（k²+2k）c^k+1+c^k=[（k+1）²-1]c^k+1+c^k，…（7分）
綜上，a_n=（n²-1）cⁿ+c^n-1對(duì)任何n∈N^*都成立．…（8分）
（3）由a_2k＞a_2k-1，得[（2k）²-1]c^2k+c^2k-1＞[（2k-1）²-1]c^2k-1+c^2k-2，…（9分）
因c^2k-2＞0，所以（4k²-1）c²-（4k²-4k-1）c-1＞0．
解此不等式得：對(duì)一切k∈N^*，有c＞c_k或c＜c，
其中c_k=，
=．（10分）
∴，
又由＜=4k²+1，
知c_k＜=，…（11分）
因此由c＞c_k對(duì)一切k∈N^*成立得c≥1．…（12分）
∵=＜0，
∴單調(diào)遞增，故≥對(duì)一切k∈N^*成立，
因此由c＜對(duì)一切k∈N^*成立得c＜=-．…（13分）
從而c的取值范圍為（-∞，-）∪[1，+∞）．…（14分）．
分析：（1）由數(shù)列，其中c≠0．求得a₁=1，a₂=ca₁+c²•3=3c²+c，a₃=ca₂+c³•5=8c³+c²，由此猜測a_n=（n²-1）cⁿ+c^n-1，進(jìn)而用數(shù)學(xué)歸納法證明．
（2）把（1）中求得的a_n代入，整理得（4k²-1）c²-（4k²-4k-1）c-1＞0，設(shè)（4k²-1）c²-（4k²-4k-1）c-1=0的兩個(gè)根分別表示c_k和c，根據(jù)c_k＜=，得c≥1；再根據(jù)判斷出單調(diào)遞增知≥對(duì)一切k∈N^*成立，求得c＜-．最后綜合答案可得．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了數(shù)列的遞推式、數(shù)學(xué)歸納法，考查了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)際的運(yùn)算能力．考查化歸與轉(zhuǎn)化思想．綜合性強(qiáng)，難度大，有一定的探索性，對(duì)數(shù)學(xué)思維能力要求較高，是高考的重點(diǎn)．解題時(shí)要認(rèn)真審題，仔細(xì)解答．