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已知函数f(x)=kx+m,数列{an},{bn}满足:当x∈[a1,b1]时,f(x)的值域是[a2,b2];当x∈[

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/08 12:24:57
已知函数f(x)=kx+m,数列{an},{bn}满足:当x∈[a1,b1]时,f(x)的值域是[a2,b2];当x∈[a2,b2]时,f(x)的值域是[a3,b3],…,当x∈[an-1,bn-1](n∈N,且n≥2)时,f(x)的值域是{an,bn},其中k,m为常数,a1=0,b1=1.
(1)若k=1,m=2,求a2,b2以及数列{an}与{bn}的通项;
(2)若k=2,且数列{bn}是等比数列,求m的值;
(3)(附加题:5分,记入总分,但总分不超过150分)若k>0,设{an}与{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,求(T1+T2+••+Tn)-(S1+S2+••+Sn).
(1)因为k=1,m=2,所以f(x)=x+2在R上是增函数,
所以a2=a1+2=2,b2=b1+2=3,
an=an-1+2,bn=bn-1+2(n∈N+,且n≥2)
所以数列{an}与{bn}是公差为2的等差数列.
又a1=0,b1=1,所以an=2(n-1),bn=2n-1.
(2)因为k=2,所以f(x)=2x+m在R上是增函数,
所以bn+1=2bn+m,n∈N+
又因为{bn}是等比数列,所以bn≠0
于是
bn+1
bn=2+
m
bn(是常数)
所以m=0或{bn}是常数列,
又b1=1,所以若{bn}是常数列,则必有b2=2b1+m=2+m=1,即m=-1
综上,m=0或m=-1.
(附加题)(3)因为k>0,所以f(x)=kx+m在R上是增函数,
所以an=kan-1+m,bn=kbn-1+m(n∈N+,且n≥2)
两式相减得bn-an=k(bn-1-an-1
即{bn-an}是以b1-a1为首项,k为公比的等比数列
所以bn−an=kn−1(b1−a1)=kn−1
∴Tn-Sn=(b1-a1)+(b2-a2)+…+(bn-an)=

n,k=1

1−kn
1−k,k>0,k≠1
∴(T1+T2+••+Tn)-(S1+S2+••+Sn)=(T1-S1)+(T2-S2)+…+(Tn-Sn
=

n(n+1)
2,k=1

kn+1−(n+1)k+n
(1−k)2,k>0,k≠1.