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设实数q满足|q|<1,数列{an}满足:a1=2,a2≠0,an·an+1=-qn,求an表达式,又如果S2n<3,求q的取值范围

-1<q<0或0<q


解析:

a1·a2=-q,a1=2,a2≠0,

q≠0,a2=-,

an·an+1=-qn,an+1·an+2=-qn+1?

两式相除,得,即an+2=q·an

于是,a1=2,a3=2·q,a5=2·qn…猜想:a2n+1=-qn(n=1,2,3,…)

综合①②,猜想通项公式为an=

下证:(1)当n=1,2时猜想成立

(2)设n=2k-1时,a2k-1=2·qk-1n=2k+1时,由于a2k+1=q·a2k-1?

a2k+1=2·qkn=2k-1成立.

可推知n=2k+1也成立.

n=2k时,a2k=-qk,则n=2k+2时,由于a2k+2=q·a2k?,

所以a2k+2=-qk+1,这说明n=2k成立,可推知n=2k+2也成立.

综上所述,对一切自然数n,猜想都成立.

这样所求通项公式为an=

S2n=(a1+a3…+a2n1)+(a2+a4+…+a2n)

=2(1+q+q2+…+qn-1?)- (q+q2+…+qn)

由于|q|<1,∴=

依题意知<3,并注意1-q>0,|q|<1解得-1<q<0或0<q

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(3)对于(2)中的g(a),设H(a)=-
16
[g(a)-27]
,数列{an}满足an+1=H(an)(n∈N*),且a1∈(0,1),试判断an+1与an的大小,并证明之.

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1
x

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已知函数的图象过坐标原点O,且在点处的切线的斜率是.

(Ⅰ)求实数的值; 

(Ⅱ)求在区间上的最大值;

(Ⅲ)对任意给定的正实数,曲线上是否存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上?说明理由.

【解析】第一问当时,,则

依题意得:,即    解得

第二问当时,,令,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值

第三问假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

(Ⅰ)当时,,则

依题意得:,即    解得

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

①当时,,令

变化时,的变化情况如下表:

0

0

+

0

单调递减

极小值

单调递增

极大值

单调递减

。∴上的最大值为2.

②当时, .当时, ,最大值为0;

时, 上单调递增。∴最大值为

综上,当时,即时,在区间上的最大值为2;

时,即时,在区间上的最大值为

(Ⅲ)假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

,则代入(*)式得:

,而此方程无解,因此。此时

代入(*)式得:    即   (**)

 ,则

上单调递增,  ∵     ∴,∴的取值范围是

∴对于,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。

因此,对任意给定的正实数,曲线上存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上

 

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