Question

已知函數(shù)f（x）=（x-1）²，g（x）=k（x-1），函數(shù)f（x）-g（x）其中一個零點為5，數(shù)列{a_n}滿足，且（a_n+1-a_n）g（a_n）+f（a_n）=0．
（1）求數(shù)列{a_n}通項公式；
（2）求S{a_n}的最小值（用含有n的代數(shù)式表示）；
（3）設b_n=3f（a_n）-g（a_n+1），試探究數(shù)列{b_n}是否存在最大項和最小項？若存在求出最大項和最小項，若不存在，說明理由．

Answer 1

【答案】分析：首先確定k的值，利用（a_n+1-a_n）g（a_n）+f（a_n）=0．推出4a_n+1=3a_n+1
（1）構造數(shù)列{a_n-1}，然后求出數(shù)列{a_n}通項公式；或者構造數(shù)列{a_n-a_n-1}，再解出a_n-a_n-1，然后再求出數(shù)列{a_n}通項公式；
（2）通過數(shù)列a_n，求出前n項和；然后求S{a_n}的最小值（用含有n的代數(shù)式表示）；
（3）表示出b_n=3f（a_n）-g（a_n+1），化簡為n的函數(shù)，利用換元法，確定其最值，求出最大值及最小值．
解答：解：（1）函數(shù)f（x）-g（x）有一個零點為5，即方程（x-1）²-k（x-1）=0，有一個根為5，
將x=5代入方程得16-4k=0，
∴k=4，
∴a₁=2（2分）
由（a_n+1-a_n）g（a_n）+f（a_n）=0得4（a_n+1-a_n）（a_n-1）+（a_n-1）²=0（a_n-1）（4a_n+1-4a_n+a_n-1）=0
∴a_n-1=0或4a_n+1-4a_n+a_n-1=0
由（1）知a₁=2，
∴a_n-1=0不合舍去
由4a_n+1-4a_n+a_n-1=0得4a_n+1=3a_n+1（4分）
方法1：由4a_n+1=3a_n+1得
∴數(shù)列{a_n-1}是首項為a₁-1=1，公比為的等比數(shù)列
∴，
∴
〔方法2：由4a_n+1=3a_n+1①得當n≥2時4a_n=3a_n-1+1②
①-②得4（a_n+1-a_n）=3（a_n-a_n-1）
∴（n≥2）即數(shù)列{a_n-a_n-1}是首項為a₂-a₁，公比為的等比數(shù)列
∵，∴③
由①得代入③整理得（6分）
（2）由（1）知
∴
=（8分）
∵對?n∈N^*，有，
∴
∴，即
即所求S{a_n}的最小值為1+n．（10分）
（3）由b_n=3f（a_n）-g（a_n+1）得b_n=3（a_n-1）²-4（a_n+1-1）
∴=（12分）
令，則0＜u≤1，b_n=3（u²-u）=
∵函數(shù)在上為增函數(shù)，在上為減函數(shù)（14分）
當n=1時u=1，
當n=2時，
當n=3時，，
當n=4時，
∵，且（16分）
∴當n=3時，b_n有最小值，即數(shù)列{b_n}有最小項，最小項為
故當n=1即u=1時，b_n有最大值，即數(shù)列{b_n}有最大項，
最大項為b₁=3（1-1）=0．（18分）
點評：本題考查函數(shù)的零點，數(shù)列的求和，數(shù)列遞推式，考查分析問題解決問題的能力，計算能力，是中檔題．