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立足函数性质背景 解决数列中的恒成立问题

2021-01-27江苏省盱眙中学211700

中学数学研究(江西) 2021年1期
关键词:正整数指数函数通项

江苏省盱眙中学 (211700) 梁 义

恒成立问题是高考中的热点问题,在近几年的各地模考、高考试题中,以数列为载体的恒成立问题,立意更高,综合性更强,值得我们去研究和关注.等差、等比数列作为两个特殊的数列,其通项公式、求和公式和一次函数、二次函数、指数函数都有一定的联系,充分挖掘二者的函数背景,可以加深对等差、等比数列的理解.

一、典例精析

若2d-1>0,不恒成立,舍去;

综上所述0

评析:数列本质上是一种特殊的函数,因此,研究数列的图象和性质,应注意从函数的观点入手,灵活运用函数思想,选用参变分离、含参讨论等方法,将其转化为函数最值问题进行处理.

二、借题发挥

分析:本题第(3)问中的{cn}为等差数列,所以通项cn是关于n的一次函数表达式,根据一次函数的单调性分析可得d=0;而数列{dn}、{en}的单调性可以通过作差来确定,结合反证法得d=0,c1=0.

解析:(1)(2)略;

综上,存在唯一的等差数列{cn},其通项公式cn=0,n∈N*满足题设.

评析:数列可看作自变量为正整数的一类函数,数列的通项公式相当于函数的解析式,所以我们可以用函数的观点来研究数列.但要注意数列与函数的不同,数列只能看作是自变量为正整数的一类函数,在解决问题时要注意这一特殊性.

三、思维拓展

分析:第(3)问根据数列{cn}是等比数列可知通项为指数型函数,故可以对不等式两边取对数运算,“化超越为平凡”,进而了构造新函数,再以导数为工具分析新函数的单调性,从而得到q的取值范围.

评析:以等比数列为例,其离散点对应的连续曲线符合指数函数凸性背景,可以看出本题源自于函数,以数列为载体呈现,其实还是以函数为主导的考察.

四、策略微探

数列是特殊的函数,因此,对于与数列有关的恒成立问题,可以联系函数中求最值的常用方法与策略:分离变量——构造新数列——作差(商)比较或借助导数——判断数列单调性——确定最值,进而求得变量取值范围.除了单调性,周期性、凹凸性等在数列中也有广泛的应用,在较高的层面对函数性质的运用有了新的要求,在学习过程中要加以总结规律,梳理方法步骤.

五、自主探究

(2)若an>0,且Sn+1≥2an+1,是否存在正整数k,使得无穷数列bk+1,bk+2,bk+3,…成公差不为0的等差数列?若存在,给出数列{an}的一个通项公式;若不存在,请说明理由.

(2)若an=n+k-3(k>0),且{an}的“L数列”为递增数列,求k的取值范围;

(3)若an=1+pn-1,其中p>1,记{an}的“L数列”的前n项和为Sn,试判断是否存在等差数列{cn},对任意n∈N*,都有cn

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