数列与函数结合的综合问题

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数列与函数结合的综合问题

2 数列综合问题之数列与函数

思想方法:关键是应用函数的解析式和性质得到数列的通项或递推关系。

一、利用具体函数的解析式得递推关系

例1:已知函数2()(,)xafxbcNbxc中,1(0)0,(2)2,(2)2fff,

(1) 求函数()fx的解析式;(2)各项均不为零的数列{}na满足:14()1nnSfa,求通项na?(3)在条件(2)下,令2nnnba,求数列nb的前n项和?

分析:由题知:0,2abc,所以2()22xfxx,所以可求得:2112()(1)0nnnnnnnnSaaaaaaan

例2:函数()222,2,fxxxx;(1)求()fx的反函数1()fx;(2)数列na满足:11()nnSfS,且12a,求数列na的通项

3 公式;(3)在条件(2)下,令2*11()()2nnnnnaabnNaa,求数列nb的前n项和?

分析:(1)由题知:12()(2),0fxxx;(2)1242nnnssan

(3)22211111()2111()222121nnnnnnnnnnnaaaaaabaaaann

例3、设函数241xxf ,

(1) 证明:对一切Rx,f(x)+f(1-x)是常数;

(2)记Nnfnnfnfnffan,11......210,求na,并求出数列{an}的前n项和。

解:∵241xxf,

∴(1)fxfx =1114242xx

1142421(42)(42)2xxxx

Nnfnnfnfnffan,11......210

12211......0,nnnaffffffnNnnnn∴2na=12n ∴na=14n ∴Sn=111()442nn=(3)8nn

4

5 恒成立,求m的取值范围。

解:(1)由于1(3)nnaf,所以有11()((3))333nnnnfaff,也有:3log()nfan

由:3131log()log()nnbfabfa,得nbn,令1212()()()nnnbbbSfafafa,也即有:21233333nnnnS,由错位相减得出:31213113()3223244nnnbSnS

(2)由(())3((()))(3)3()(3)ffkkfffkfkfkfk,所以:11(3)3(3)3nnnnaffa,又因为01(3)(1)20aff,所以na是等比数列,有123nna,又()3nnfa,所以有了:1()331232nnnnnfaabnn,设124111224141()()()31111()212241nnnnnnnnnnfafafaTabababnnnn有:

11311111()2212245141314()2(21)(22)(41)(4)3302(21)(22)(41)(45)nnnnTTnnnnnnnnnnnnnTT

所以nT是单调递减的。也当2n时,nT取得最大值2311125()234924T,由题有:2524m。

6 练习:已知函数f(x)定义在区间(-1,1)上,1)21(f,且当x,y∈(-1,1)

时,恒有)1()()(xyyxfyfxf ,又数列{an}满足21112,21nnnaaaa,设)(1)(1)(121nnafafafb.

(1)证明:f(x)在(-1,1)上为奇函数;

(2)求f(an)的表达式;

(3)是否存在自然数m,使得对任意n∈N,都有48mbn成立,若存在,求出m的最小值;若不存在,请说明理由.

讲解 (1)紧扣奇函数的定义,选择特殊值.令x=y=0,则f(0)=0,再令x=0,得f(0)-f(y)=f(-y),所以f(-y)=-f(y),y∈(-1,1),故f(x)在(-1,1)上为奇函数.

(2)),1()()()1(,1)21()(1xyyxfyfxffaf知由

)(2)()()1()12()(21nnnnnnnnnnafafafaaaafaafaf,

即 2)()(1nnafaf,

∴{f(an)}是以-1为首项,2为公比的等比数列,从而有f(an)=-2n-1.

(3)先求nb的表达式,得

7 2111111112(1)21222212nnnnb,

若48mbn恒成立(n∈N+),则112224nm,

即 14.2nm

∵n∈N+,∴当n=1时,124n有最大值4,故m>4.又∵m∈N,∴存在m=5,使得对任意n∈N+,都有48mbn成立.