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- 2021-04-25 发布
一道数列存在性问题的分析与解
1.问题呈现
题目:已知正项数列的前项和为,且 .
(1)求的值及数列的通项公式;
(2)是否存在非零整数,使不等式对一切都成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
2.分析与解
分析:第(1)问根据数列通项很容易求出;关键是第(2)问中根据第(1)问的结论,可得,则可考虑分离参数,令则需要分析的单调性以确定的最值.最后,需要考虑为奇数和偶数进行分类讨论.
解(1)由.
当时,,解得或(舍去).
当时,
由,
∵,∴,则,
∴是首项为2,公差为2的等差数列,故.
(2)由,得,
设,则不等式等价于.
,
∵,∴,数列单调递增.
假设存在这样的实数,使得不等式对一切都成立,则
① 当为奇数时,得;
② 当为偶数时,得,即.
综上,,由是非零整数,知存在满足条件.
3.题后反思
针对这类数列的存在性问题,往往需要进行分类参数并构造数列,判断数列的单调性可用比商法或作差法,题目中出现三角函数往往要考虑其周期性,涉及往往需要对为奇数和偶数进行分类讨论.