精英家教网 > 高中数学 > 题目详情
已知函数f(x)=
x2+1
-1
x
(x>0)
,数列{an}满足a1>0,且an=f-1(an+1)(n∈N*).
(1)若数列{an}的前n项和为Sn,试比较Sn与nan的大小;
(2)若a1=1,证明:Sn+an>1.
分析:(1)由f(x)=
x2
x2+1
-(
x2+1
-1)
x2
=
1-
1
x2+1
x2
>0
,知f(x)在(0,+∞)上为增函数.所以an+1=
an2+1
-1
an
>0
.又an+1-
1
2
an
=
an2+1
-1
an
-
1
2
an=
an2+1
-(1+
1
2
an2)
an
an+1
1
2
an
.所以a1>2a2>22a3>…>2n-1an,由此能导出Sn>nan
(2)由Sn>(2n-1)an,知Sn+an>2nan.只需比较an
1
2n
即可.an+1-1=
an2+1
-1
an
-1=
an2+1
-(1+an)
an
(an2+1)-(1+an2=-2an<0,所以0<an+1<1,0<an<1.由此能够证明an
1
2n-1
1
2n
.∴Sn+an2nan2n×
1
2n
=1
解答:解:(1)f(x)=
x2+1
-1
x
(x>0)

f(x)=
x2
x2+1
-(
x2+1
-1)
x2
=
1-
1
x2+1
x2
>0

∴f(x)在(0,+∞)上为增函数.(2分)
∵an=f-1(an+1),f(x)=
x2+1
-1
x
>0(x>0)

an+1=
an2+1
-1
an
>0
.(4分)
an+1-
1
2
an
=
an2+1
-1
an
-
1
2
an=
an2+1
-(1+
1
2
an2)
an

(
an2+1
)2-(1+
1
2
an2)2=-
1
4
an4<0

an+1
1
2
an

∴a1>2a2>22a3>>2n-1an
∴Sn=a1+a2+an>2n-1an+2n-2an+an=(2n-1)an
∴Sn-nan>(2n-n-1)an,∵2n-n-1=(1+1)n-n-1≥0
∴Sn-nan>0,∴Sn>nan.(8分)
(2)由(1)知Sn>(2n-1)an,∴Sn+an>2nan
下面只需比较an
1
2n
即可.(9分)
an+1-1=
an2+1
-1
an
-1=
an2+1
-(1+an)
an
(an2+1)-(1+an2=-2an<0
∴0<an+1<1,∴0<an<1.
an=
2an+1
1-an+12
2an+1
1-an+1
,∴
1
an
1
2an+1
-
1
2
,即
1
an+1
2
an
+1

1
an+1
+1<2(
1
an
+1)
,∴
1
an+1
+1<2n-1(
1
a1
+1)=2n

an
1
2n-1
1
2n
.∴Sn+an2nan2n×
1
2n
=1
.(12分)
点评:本题考查数列的综合运用,解题时要注意公式的合理运用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数f(x)=x-2m2+m+3(m∈Z)为偶函数,且f(3)<f(5).
(1)求m的值,并确定f(x)的解析式;
(2)若g(x)=loga[f(x)-ax](a>0且a≠1),是否存在实数a,使g(x)在区间[2,3]上的最大值为2,若存在,请求出a的值,若不存在,请说明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:

(2011•上海模拟)已知函数f(x)=(
x
a
-1)2+(
b
x
-1)2,x∈(0,+∞)
,其中0<a<b.
(1)当a=1,b=2时,求f(x)的最小值;
(2)若f(a)≥2m-1对任意0<a<b恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设k、c>0,当a=k2,b=(k+c)2时,记f(x)=f1(x);当a=(k+c)2,b=(k+2c)2时,记f(x)=f2(x).
求证:f1(x)+f2(x)>
4c2
k(k+c)

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:浙江省东阳中学高三10月阶段性考试数学理科试题 题型:022

已知函数f(x)的图像在[a,b]上连续不断,f1(x)=min{f(t)|a≤t≤x}(x∈[a,b]),f2(x)=max{f(t)|a≤t≤x}(x∈[a,b]),其中,min{f(x)|x∈D}表示函数f(x)在D上的最小值,max{f(x)|x∈D}表示函数f(x)在D上的最大值,若存在最小正整数k,使得f2(x)-f1(x)≤k(x-a)对任意的x∈[a,b]成立,则称函数f(x)为[a,b]上的“k阶收缩函数”.已知函数f(x)=x2,x∈[-1,4]为[-1,4]上的“k阶收缩函数”,则k的值是_________.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:上海模拟 题型:解答题

已知函数f(x)=(
x
a
-1)2+(
b
x
-1)2,x∈(0,+∞)
,其中0<a<b.
(1)当a=1,b=2时,求f(x)的最小值;
(2)若f(a)≥2m-1对任意0<a<b恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设k、c>0,当a=k2,b=(k+c)2时,记f(x)=f1(x);当a=(k+c)2,b=(k+2c)2时,记f(x)=f2(x).
求证:f1(x)+f2(x)>
4c2
k(k+c)

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源:2009-2010学年河南省许昌市长葛三高高三第七次考试数学试卷(理科)(解析版) 题型:选择题

已知函数f(x)、g(x),下列说法正确的是( )
A.f(x)是奇函数,g(x)是奇函数,则f(x)+g(x)是奇函数
B.f(x)是偶函数,g(x)是偶函数,则f(x)+g(x)是偶函数
C.f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则f(x)+g(x)一定是奇函数或偶函数
D.f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则f(x)+g(x)可以是奇函数或偶函数

查看答案和解析>>

同步练习册答案