Question

已知數(shù)列{a_n}滿足：a₁=1，a_n+1=

an 2 +n-1，(n為奇數(shù)) an-2n，(n為偶數(shù))

記bn=a2n(n∈N*)
（1）求數(shù)列{b_n}的通項(xiàng)公式；
（2）設(shè)cn=(22n-1-1)bn2，數(shù)列{c_n}的前n項(xiàng)和為{s_n}，若對(duì)任意n∈N^*，不等式λ≥1+S_n恒成立，求實(shí)數(shù)λ取值范圍；
（3）設(shè)xn=

2n

n

bn，數(shù)列{x_n}的前n項(xiàng)和為T_n，若存在整數(shù)m，使對(duì)任意n∈N^*，且n≥2，都有T_3n-T_n＞

m

20

成立，求m的最大值．

Answer 1

分析：（1）由b_n=a_2n，知bn+1=a2n+1+1=

a2n+1

2

+(2n+1)-1=

a2n

2

=

1

2

bn，由a₁=1，知b1=a2=

1

2

a1=

1

2

，由此能導(dǎo)出數(shù)列{b_n}的通項(xiàng)公式．
（2）由cn=(22n-1-1)(

1

2

)n2=(

1

2

)(n-1)2-(

1

2

)n2，知Sn=c1+c2++cn=1-(

1

2

)n2，S_n=c₁+c₂+…+c_n=1-(

1

2

)n2，若對(duì)于任意n∈N^*，不等式λ≥1+S_n恒成立，由此能求出λ的取值范圍．
（3）由xn=

2n

n

bn=

1

n

，知T3n-Tn=

1

n+1

+

1

n+2

++

1

3n

，令f(n)=

1

n+1

+

1

n+2

++

1

3n

，則f(n+1)-f(n)=

1

3n+1

+

1

3n+2

+

1

3n+3

-

1

n+1

＞

1

3n+3

+

1

3n+3

-

2

3n+3

=0，所以f（n）是增函數(shù)，由此能導(dǎo)出整數(shù)m的最大值為18．

解答：解：（1）b_n=a_2n，
bn+1=a2n+1+1=

a2n+1

2

+(2n+1)-1=

a2n

2

=

1

2

bn，
a₁=1，
∴b1=a2=

1

2

a1=

1

2

，
∴{b_n}是首項(xiàng)和公比都為

1

2

的等比數(shù)列，
故bn=(

1

2

)n（5分）
（2）cn=(22n-1-1)(

1

2

)n2=(

1

2

)(n-1)2-(

1

2

)n2，
S_n=c₁+c₂+…+c_n=1-(

1

2

)n2，
若對(duì)于任意n∈N^*，
不等式λ≥1+S_n恒成立，
則λ≥2，
故λ的取值范圍是[2，+∞）．（9分）
（3）xn=

2n

n

bn=

1

n

，
T_3n-T_n=

1

n+1

+

1

n+2

+…+

1

3n

，
令f（n）=

1

n+1

+

1

n+2

+…+

1

3n

，
則f(n+1)-f(n)=

1

3n+1

+

1

3n+2

+

1

3n+3

-

1

n+1

＞

1

3n+3

+

1

3n+3

-

2

3n+3

=0，
f（n+1）＞f（n），
∴f（n）是增函數(shù)
當(dāng)n≥2時(shí)，
f(n)min=f(2)=

19

20

，

m

20

＜

19

20

，
故m＜19，
整數(shù)m的最大值為18．

點(diǎn)評(píng)：本題考查數(shù)列的性質(zhì)和應(yīng)用，解題時(shí)要認(rèn)真審題，仔細(xì)解答，注意公式的合理運(yùn)用．