Question

如果一個數(shù)列的各項(xiàng)都是實(shí)數(shù)，且從第二項(xiàng)起，每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的平方差是同一個常數(shù)，則稱該數(shù)列為等方差數(shù)列，這個常數(shù)叫這個數(shù)列的公方差．
（Ⅰ）若數(shù)列{a_n}既是等方差數(shù)列，又是等差數(shù)列，求證：該數(shù)列是常數(shù)列；
（Ⅱ）已知數(shù)列{a_n}是首項(xiàng)為2，公方差為2的等方差數(shù)列，數(shù)列{b_n}的前n項(xiàng)和為S_n，且滿足．若不等式對?n∈N^*恒成立，求m的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）依題，通過分解因式，利用{a_n}為等差數(shù)列，設(shè)公差為d，求出d=0，說明{a_n}是常數(shù)列．
（Ⅱ）通過為首項(xiàng)為4，公差為2的等差數(shù)列，求出，由得b_n，利用錯位相減法求出S_n，通過不等式，推出恒成立，由歸納法原理推出n≥4時，3k+1＜2^k，求出m的取值范圍為m≤3．
解答：解：（Ⅰ）依題
⇒（a_n+1-a_n）（a_n+1+a_n）=（a_n-a_n-1）（a_n+a_n-1）
又{a_n}為等差數(shù)列，設(shè)公差為d，
則
故{a_n}是常數(shù)列．（4分）
（Ⅱ）由{a_n}是首項(xiàng)為2，公方差為2的等方差數(shù)列．
即為首項(xiàng)為4，公差為2的等差數(shù)列，（6分）
由得         ①
  ②
（10分）
不等式即3•2ⁿ-（n+3）＞m•2ⁿ-4n-4也即（m-3）•2ⁿ＜3n+1，即恒成立
由于n=1，2，3時，3n+1＞2ⁿ；n=4時，3n+1＜2ⁿ；
假設(shè)n=k（k≥4）時，3k+1＜2^k，
那么2^k+1=2•2^k＞2（3k+1）=3（k+1）+1+（3k-2）＞3（k+1）+1，
由歸納法原理知：n≥4時，3k+1＜2^k，
所以⇒m-3≤0，
故m的取值范圍為m≤3（14分）
點(diǎn)評：本題考查新定義的應(yīng)用，數(shù)列特征的判斷，數(shù)列求和的錯位相減法的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化思想，計(jì)算能力．