Question

已知二次函數(shù)f（x）=x²-ax+a（x∈R）同時滿足：①不等式f（x）≤0的解集有且只有一個元素；②在定義域內(nèi)存在0＜x₁＜x₂，使得不等式f（x₁）＞f（x₂）成立．設(shè)數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n=f（n）．
（1）求函數(shù)f（x）的表達(dá)式；
（2）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（3）在各項(xiàng)均不為零的數(shù)列{c_n}中，若ci•ci+1＜0，則稱ci，ci+1為這個數(shù)列{c_n}一對變號項(xiàng)．令（n為正整數(shù)），求數(shù)列{c_n}的變號項(xiàng)的對數(shù)．

Answer 1

【答案】分析：（1）由不等式f（x）≤0的解集有且只有一個元素可得△=a²-4a=0，所以a=0或a=4，又在定義域內(nèi)存在0＜x₁＜x₂，使得不等式f（x₁）＞f（x₂）成立，所以a=4．
（2）由當(dāng)n≥2時，an=Sn-Sn-1可得an=2n-5，但是必須檢驗(yàn)當(dāng)n=1時，a₁=S₁=1也符合上式，∴an=．
（3）方法一是通過數(shù)列{cn}的單調(diào)性解答即cn+1-cn=的單調(diào)性．方法二解不等式找出數(shù)列{c_n}的變號項(xiàng)的對數(shù)．
解答：解：（1）∵f（x）≤0的解集有且只有一個元素，
∴△=a²-4a=0Þa=0或a=4，
當(dāng)a=4時，函數(shù)f（x）=x²-4x+4在（0，2）上遞減，
故存在0＜x₁＜x₂，使得不等式f（x₁）＞f（x₂）成立．
當(dāng)a=0時，函數(shù)f（x）=x²在（0，+∞）上遞增，
故不存在0＜x₁＜x₂，使得不等式f（x₁）＞f（x₂）成立．
綜上：a=4，f（x）=x²-4x+4．
（2）由（1）可知：Sn=n²-4n+4．當(dāng)n=1時，a₁=S₁=1，
當(dāng)n≥2時，an=Sn-Sn-1=（n²-4n+4）-[（n-1）2-4（n-1）+4]=2n-5，
∴an=
（3）法一：由題設(shè)cn=，
∵當(dāng)n≥2時，cn+1-cn=-=，
∴當(dāng)n≥3時，數(shù)列{cn}遞增，∵c3=-3＜0，又由cn=1-≥0，得n≥5，
可知c4•c5＜0，即n≥3時，有且只有一對變號項(xiàng)，
又∵c1=-3，c2=5，c3=-3，即c1•c2＜0，c2•c3＜0，∴此處有2對變號項(xiàng)．
綜上可得：數(shù)列{cn}的變號項(xiàng)有3對．
法二：當(dāng)i≥2時，ci=1-=，
∵ci•ci+1＜0，∴•＜0，
∴＜i＜或＜i＜，∵i≥2，i∈N*，∴i=2或4，
即c2•c3＜0，c4•c5＜0，此處有2對變號項(xiàng)，
又∵c1=-3，c2=5，即c1•c2＜0，此處有一對變號項(xiàng)，
綜上可得：數(shù)列{cn}的共有3對變號項(xiàng)．
點(diǎn)評：.本題考查數(shù)列的性質(zhì)與函數(shù)的性質(zhì)相結(jié)合的知識點(diǎn)，一般是單調(diào)性，最值等性質(zhì)的結(jié)合，數(shù)列與函數(shù)相結(jié)合問題是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容．