问题: 高二数学函数问题
对于函数f(x),若存在x。∈R,使f(x。)=x。成立,则称x。为f(x)的不动点。如果函数
f(x)=(x^2+a)/(bx-c) (b,c∈N)有且只有两个不
动点0,2,且f-2)<-1/2,
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)已知各项不为零的数列{an}满足
4Sn×f(1/an)=1,求数列同项an;
(3)如果数列{an}满足a1=4,a的n+1项=f(an),
求证:当n≥2时,恒有an<3成立。
解答:
对于函数f(x),若存在x。∈R,使f(x。)=x。成立,则称x。为f(x)的不动点。如果函数
f(x)=(x^2+a)/(bx-c) (b,c∈N)有且只有两个不
动点0,2,且f-2)<-1/2,
(1)求函数f(x)的解析式;
已知f(x)=(x^2+a)/(bx-c) (b,c∈N)有且只有两个不动点0,2
所以:f(0)=a/(-c)=0
所以,a=0
f(2)=2,则:f(2)=4/(2b-c)=2
所以:c=2b-2
又已知f(-2)=4/(-2b-c)=4/(-4b+2)<-1/2
所以,2/(1-2b)+(1/2)<0
===> (4+1-2b)/[2(1-2b)]<0
===> (5-2b)/[2(1-2b)]<0
===> 5-2b>0且1-2b<0
===> 1/2<b<5/2
因为b,c∈N,所以,b=1或者b=2
而,当b=1时,c=2b-2=0不满足b,c∈N的条件,舍去
所以,b=2
此时,c=2b-2=2
所以,f(x)=x^/(2x-2)
(2)已知各项不为零的数列{an}满足
4Sn×f(1/an)=1,求数列同项an;
由(1)知,f(x)=x^/(2x-2),显然x≠1……………………(1)
所以,f(1/an)=(1/an)^/[2*(1/an)-2]=1/(2an-2an^)
所以,4Sn*f(1/an)=1
===> 4Sn*[1/(2an-2an^)]=1
===> Sn=(an-an^)/2
所以,S<n-1>=(a<n-1>-a<n-1>^)/2
则,an=Sn-S<n-1>=[(an-an^)/2]-[(a<n-1>-a<n-1>^)/2]
===> 2an=an-an^-a<n-1>+a<n-1>^
===> an^-a<n-1>^=-(an+a<n-1>)
===> (an+a<n-1>)(an-a<n-1>)+(an+a<n-1>)=0
===> (an+a<n-1>)(an-a<n-1>+1)=0
===> an=-a<n-1>或者an=a<n-1>-1
根据上面Sn=(an-an^)/2,得到:a1=S1=(a1-a1^)/2
===> a1-a1^=2a1
===> a1^+a1=0
===> a1=-1或者a1=0(舍去,因为数列各项不为零)
当an=-a<n-1>时,数列an为:-1、1、-1、1、……
此时,数列中的偶数项与上述(1)式相矛盾,舍去。
当an=a<n-1>-1时,数列an为a1=-1,公差d=-1的等差数列。此时:
an=a1+(n-1)d=(-1)+(n-1)(-1)=-n
(3)如果数列{an}满足a1=4,a的n+1项=f(an),
求证:当n≥2时,恒有an<3成立。
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