Question

已知數(shù)列{a_n}滿足：a₁=2t-3（t∈R且t≠±1），an+1=

(2tn+1-3)an+2(t-1)tn-1

an+2tn-1

（n∈N^*）．
（1）當(dāng)t=2時(shí)，求證：{

2n-1

an+1

}是等差數(shù)列；
（2）若t＞0，試比較a_n+1與a_n的大��；
（3）在（2）的條件下，已知函數(shù)f（x）=

x

x2+4

（x＞0），是否存在正整數(shù)t，使得對(duì)一切n∈N^*不等式f（a_n+1）＜f（a_n）恒成立？若存在，求出t的最小值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）利用數(shù)列遞推式，化簡(jiǎn)，可得

2n+1-1

an+1+1

-

2n-1

an+1

=

1

2

，從而{

2n-1

an+1

}是以

1

2

為公差的等差數(shù)列；
（2）先確定數(shù)列的通項(xiàng)，再利用作差比較法，即可得到結(jié)論；
（3）對(duì)一切n∈N^*不等式f（a_n+1）＜f（a_n）恒成立，可轉(zhuǎn)化為a_n+1a_n-4＞0，{a_n}為遞增數(shù)列，只需a₁a₂-4＞0，由此可得結(jié)論．

解答：（1）證明：當(dāng)t=2時(shí)，an+1=

(2n+2-3)an+2n+1-1

an+2n+1-1

∴an+1+1=

(2n+2-2)an+2n+2-2

an+2n+1-1

∴

2n+1-1

an+1+1

=

an+2n+1-1

2(an+1)

∴

2n+1-1

an+1+1

-

2n-1

an+1

=

1

2

∴{

2n-1

an+1

}是以

1

2

為公差的等差數(shù)列；
（2）解：∵an+1=

(2tn+1-3)an+2(t-1)tn-1

an+2tn-1

=

2(tn+1-1)(an+1)

an+2tn-1

∴

an+1+1

tn+1-1

=

2(an+1)

an+2tn-1

=

2• an+1 tn-1

an+1 tn-1 +2

令

an+1

tn-1

=b_n，則b_n+1=

2bn

bn+2

，b₁=

a1+1

t-1

=2
∴

1

bn-1

=

1

bn

+

1

2

，

1

b1

=

1

2

∴

1

bn

=

n

2

∴

an+1

tn-1

=

2

n

∴a_n=

2(tn-1)

n

∴a_n+1-a_n=

2(tn+1-1)

n+1

-

2(tn-1)

n

=

2(t-1)

n(n+1)

[n（1+t+…+tⁿ）-（n+1）（1+t+…+t^n-1）]
=

2(t-1)

n(n+1)

[（tⁿ-1）+…+（tⁿ-t^n-1）]=

2(t-1)2

n(n+1)

[（1+t+…+t^n-1）+t（1+t+…+t^n-2）+…+t^n-1]
顯然t＞0（t≠1）時(shí)，a_n+1-a_n＞0，∴a_n+1＞a_n；
（3）解：∵f（a_n+1）-f（a_n）=

an+1

an+12+4

-

an

an2+4

=

(an+1-an)(an+1an-4)

(an+12+4)(an2+4

＜0，a_n+1＞a_n
∴a_n+1a_n-4＞0，{a_n}為遞增數(shù)列
∴只需a₁a₂-4＞0
∴（2t-3）（t²-2）-4＞0
令f（t）=（2t-3）（t²-2）-4，則f′（t）=6t²-6t-8
∴t＞2時(shí)，f′（t）＞0，函數(shù)為增函數(shù)
∵f（2）=-2＜0，f（3）=17＞0
∴滿足題意的最小正整數(shù)t存在，最小值為3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查數(shù)列遞推式，考查數(shù)列的通項(xiàng)，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，難度較大．