Question

已知等差數(shù)列{a_n}滿足：a₁+a_2n-1=2n，n∈N^*，設(shè)S_n是數(shù)列{

1

an

}的前n項(xiàng)和，記f（n）=S_2n-S_n．
（1）求a_n；
（2）比較f（n+1）與f（n）的大��；
（3）（理）若不等式log₂t+log₂x+log₂（2-x）-log₂（12f（n））-3＜0對(duì)一切大于1的自然數(shù)n和所有使不等式有意義的實(shí)數(shù)x都成立，求實(shí)數(shù)t的取值范圍．
（文）如果函數(shù)g（x）=x²-3x-3-12f（n）對(duì)于一切大于1的自然數(shù)n，其函數(shù)值都小于零，求x的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）因?yàn)閿?shù)列{a_n}為等差數(shù)列，所以數(shù)列中的每一項(xiàng)均可用首項(xiàng)和公差表示，代入a₁+a_2n-1=2n，即可求出a_n．
（2）根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式，求出函數(shù)f（n）的表達(dá)式，再用作差法比較f（n+1）與f（n）的大�。�
（3）（理）不等式化為t＜

96f(n)

x(2-x)

（0＜x＜2），要使對(duì)一切大于1的自然數(shù)n和所有使不等式有意義的實(shí)數(shù)x都成立，則t＜（

96f(n)

x(2-x)

）_min（0＜x＜2），由此可求t的取值范圍；
（文）確定f（n）的最小值為f（2）=

7

12

，從而函數(shù)g（x）=x²-3x-3-12f（n）對(duì)于一切大于1的自然數(shù)n，其函數(shù)值都小于零等價(jià)于x²-3x-3-7＜0，由此可確定x的取值范圍．

解答：解：（1）設(shè)a_n=a₁+（n-1）d，（n∈N^*），由a₁+a_2n-1=2n，得a₁+a₁+（2n-1-1）d=2n，
所以a_n=n
（2）由S_n=

1

a1

+

1

a2

+…+

1

an

=1+

1

2

+…+

1

n

f（n）=S_2n-S_n=（1+

1

2

+…+

1

2n

）-（1+

1

2

+…+

1

n

）=

1

n+1

+

1

n+2

+…+

1

2n

因?yàn)閒（n+1）-f（n）=（

1

n+2

+

1

n+3

+…+

1

2n+2

）-（

1

n+1

+

1

n+2

+…+

1

2n

）
=

1

2n+1

+

1

2n+2

-

1

n+1

=

1

(2n+1)(2n+2)

＞0
所以f（n+1）＞f（n）
（3）（理）不等式log₂t+log₂x+log₂（2-x）-log₂（12f（n））-3＜0可化為log₂t＜log₂

96f(n)

x(2-x)

（0＜x＜2）
∴t＜

96f(n)

x(2-x)

（0＜x＜2）
要使對(duì)一切大于1的自然數(shù)n和所有使不等式有意義的實(shí)數(shù)x都成立，則t＜（

96f(n)

x(2-x)

）_min（0＜x＜2）
由（2）可知：數(shù)列{f（n）}的項(xiàng)的取值是隨n的增大而增大，當(dāng)n≥2時(shí)，f（n）的最小值為f（2）=

7

12

當(dāng)0＜x＜2時(shí)，x（x-2）的最大值為1
∴（

96f(n)

x(2-x)

）_min=56（0＜x＜2）
∴t＜56
（文）由（2）可知：數(shù)列{f（n）}的項(xiàng)的取值是隨n的增大而增大，當(dāng)n≥2時(shí)，f（n）的最小值為f（2）=

7

12

∴函數(shù)g（x）=x²-3x-3-12f（n）對(duì)于一切大于1的自然數(shù)n，其函數(shù)值都小于零等價(jià)于x²-3x-3-7＜0
∴x²-3x-10＜0
∴-2＜x＜5

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了函數(shù)與數(shù)列的綜合運(yùn)用，考查恒成立問(wèn)題，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，確定函數(shù)的最值是關(guān)鍵．