已知a>0,a≠1,数列{an}是首项为a,公比也为a的等比数列,令bn=anlgan(n∈N*)(Ⅰ)求数列{bn}的前n项和Sn;(Ⅱ)当数列{bn}中的每一项总小于它后面的项时,求a的取值范围.
问题描述:
已知a>0,a≠1,数列{an}是首项为a,公比也为a的等比数列,令bn=anlgan(n∈N*)
(Ⅰ)求数列{bn}的前n项和Sn;
(Ⅱ)当数列{bn}中的每一项总小于它后面的项时,求a的取值范围.
答
(Ⅰ)由题意知an=an,bn=nanlga.
∴Sn=(1•a+2•a2+3•a3+…+n•an)lga.
∴aSn=(1•a2+2•a3+3•a4+…+n•an+1)lga.
以上两式相减得(1-a)Sn=(a+a2+a3+…+an-n•an+1)lga=[
−n•an+1]lga.a(1−an) 1−a
∵a≠1,∴Sn=
[1−(1+n−na)an].alga (1−a)2
(Ⅱ)由bn<bn+1⇒nlga•an<(n+1)lga•an+1⇒lga•an[n-(n+1)a]<0,
∵an>0,
∴lga[n(a-1)+a]>0.①
(1)若a>1,则lga>0,n(a-1)+a>0,故a>1时,不等式①成立;
(2)若0<a<1,则lga<0,不等式①成立⇔n(a-1)+a<0,∴0<a<
.n n+1
综合(1)、(2)得a的取值范围为a>1或0<a<
.n n+1
答案解析:(1)先求出数列{an}以及数列{bn}的通项,再对数列{bn}利用错位相减法求前n项和Sn.
(2)利用条件得到关于n和a的不等式,分0<a<1和a>1两种情况分别解不等式即可.
考试点:等比数列的性质.
知识点:本题考查等差数列的通项,考查数列求和,考查解不等式,考查分类讨论的数学思想,确定数列的解析式是关键.