Question

已知函數(shù)f（x）的圖象經(jīng)過點(diǎn)（1，λ），且對任意x∈R，都有f（x+1）=f（x）+2．?dāng)?shù)列{a_n}滿足a1=λ-2，an+1=

2n，n為奇數(shù) f(an)，n為偶數(shù)

．
（1）當(dāng)x為正整數(shù)時(shí)，求f（n）的表達(dá)式；
（2）設(shè)λ=3，求a₁+a₂+a₃+…+a_2n；
（3）若對任意n∈N^*，總有a_na_n+1＜a_n+1a_n+2，求實(shí)數(shù)λ的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)x為正整數(shù)時(shí)，f（n）可以看成一個(gè)數(shù)列，利用題中條件求出數(shù)列的遞推關(guān)系式即可求出f（n）的表達(dá)式；
（2）先利用條件求出分段數(shù)列{a_n}的表達(dá)式，再對a₁+a₂+a₃+…+a_2n進(jìn)行分組求和即可求出a₁+a₂+a₃+…+a_2n；
（3）先分n為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況對不等式兩邊進(jìn)行整理，發(fā)現(xiàn)n為奇數(shù)時(shí)，不等式恒成立；n為偶數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)化為關(guān)于實(shí)數(shù)λ的不等式恒成立即可求實(shí)數(shù)λ的取值范圍．

解答：解：（1）記b_n=f（n），由f（x+1）=f（x）+2有b_n+1-b_n=2對任意n∈N^*都成立，
又b₁=f（1）=λ，所以數(shù)列b_n為首項(xiàng)為λ公差為2的等差數(shù)列，（2分）
故b_n=2n+λ-2，即f（n）=2n+λ-2．（4分）

（2）由題設(shè)λ=3
若n為偶數(shù)，則a_n=2^n-1；（5分）
若n為奇數(shù)且n≥3，則a_n=f（a_n-1）=2a_n-1+λ-2=2•2^n-2+λ-2=2^n-1+λ-2=2^n-1+1（6分）
又a₁=λ-2=1，
即an=

1n=1 2n-1+1n為奇數(shù)且n≥3 2n-1n為偶數(shù)

a₁+a₂+a₃++a_2n=（a₁+a₃++a_2n-1）+（a₂+a₄++a_2n）=（2⁰+2²++2^2n-2+n-1）+（2¹+2³++2^2n-1）
=（1+2¹+2²++2^2n-1）+n-1=2²ⁿ+n-2．（9分）

（3）當(dāng)n為奇數(shù)且n≥3時(shí)，a_n+1a_n+2-a_na_n+1=a_n+1（a_n+2-a_n）=2ⁿ[2ⁿ⁺¹+λ-2-（2^n-1+λ-2）]=3•2^2n-1＞0；（10分）
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，a_n+1a_n+2-a_na_n+1=a_n+1（a_n+2-a_n）=（2ⁿ+λ-2）（2ⁿ⁺¹-2^n-1）]=3•2^n-1（2ⁿ+λ-2），（11分）
因?yàn)閍_na_n+1＜a_n+1a_n+2，所以2ⁿ+λ-2＞0，（12分）
∵n為偶數(shù)，∴n≥2，
∵2ⁿ+λ-2單增∴4+λ-2＞0，即λ＞-2（13分）
故λ的取值范圍為（-2，+∞）．（14分）．

點(diǎn)評：本題是對數(shù)列和分段函數(shù)的綜合考查．在我們做分段函數(shù)題目時(shí)，是分段進(jìn)行的，同樣在做分段數(shù)列的題目時(shí)，也要分段討論．