Question

(本小題滿分14分)

已知函數(shù)，在定義域內(nèi)有且只有一個零點，存在， 使得不等式成立. 若，是數(shù)列的前項和.

（I）求數(shù)列的通項公式；

（II）設(shè)各項均不為零的數(shù)列中，所有滿足的正整數(shù)的個數(shù)稱為這個數(shù)列的變號數(shù)，令（n為正整數(shù)），求數(shù)列的變號數(shù)；

（Ⅲ）設(shè)（且），使不等式

 恒成立，求正整數(shù)的最大值．

Answer 1

(本小題滿份13分)

解：（I）∵在定義域內(nèi)有且只有一個零點

            ……1分

當=0時，函數(shù)在上遞增     故不存在，

使得不等式成立        …… 2分

綜上，得    …….3分

         …………4分                            

（II）解法一：由題設(shè)

時，

時，數(shù)列遞增           

由                可知

即時，有且只有1個變號數(shù)；     又

即             ∴此處變號數(shù)有2個

綜上得數(shù)列共有3個變號數(shù)，即變號數(shù)為3           ……9分

解法二：由題設(shè)            

當時，令

又時也有   

綜上得數(shù)列共有3個變號數(shù)，即變號數(shù)為3                                 …………9分

（Ⅲ）且 時，

可轉(zhuǎn)化為    ．

設(shè)，

則當且，

.

所以，即當增大時，也增大．

要使不等式對于任意的恒成立，只需

即可．因為，

所以.       即

所以，正整數(shù)的最大值為5．                              ……………13分