Question

已知數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和為S_n，且對(duì)一切正整數(shù)n都有．
（I）求證：a_n+1+a_n=4n+2；
（II）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（III）是否存在實(shí)數(shù)a，使不等式對(duì)一切正整數(shù)n都成立？若存在，求出a的取值范圍；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】分析：（I）由，知，由此能夠?qū)С?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131024185327061848810/SYS201310241853270618488019_DA/2.png">．
（II）在中，令n=1，得a₁=2，代入（I）得a₂=4．由a_n+1+a_n=4n+2，知a_n+2+a_n+1=4n+6，故a_n+2-a_n=4，由此能導(dǎo)出數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式是a_n=2n．
（III）＜等價(jià)于，令f（n）=，則f（n）＞0，由此能夠?qū)С龃嬖趯?shí)數(shù)a，符合題意，并能求出其取值范圍．
解答：解：（I）∵，
∴
=，
∴，
即．
（II）在中，
令n=1，得a₁=2，代入（I）得a₂=4．
∵a_n+1+a_n=4n+2，∴a_n+2+a_n+1=4n+6，
兩式相減，得：a_n+2-a_n=4，
∴數(shù)列{a_n}的偶數(shù)項(xiàng)a₂，a₄，a₆，…，a₂₆，…依次構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列，
且公差為d=4，
∴當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，=，
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，n+1為偶數(shù)，由上式及（I）知：
a_n=4n+2-a_n+1=4n+2-2（n+1）=2n，
∴數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式是a_n=2n．
（III）＜，
等價(jià)于，
令f（n）=，
則由（II）知f（n）＞0，
∴
═
=
=
=．
∴f（n+1）＜f（n），即f（n）的值隨n的增大而減小，
∴n∈N^*時(shí)，f（n）的最大值為，若存在實(shí)數(shù)a，符合題意，
則必有：，
即，
它等價(jià)于，
解得，或，
因此，存在實(shí)數(shù)a，符合題意，
其取值范圍為．
點(diǎn)評(píng)：本題考查數(shù)列和不等式的綜合應(yīng)用，考查運(yùn)算求解能力，推理論證能力；考查化歸與轉(zhuǎn)化思想．對(duì)數(shù)學(xué)思維的要求比較高，有一定的探索性．綜合性強(qiáng)，難度大，是高考的重點(diǎn)．解題時(shí)要認(rèn)真審題，仔細(xì)解答．