已知{an}是公差为d的等差数列,它的前n项和为Sn,S4=2S2+4,bn=1+anan. (1)求公差d的值; (2)若a1=−5/2,求数列{bn}中的最大项和最小项的值; (3)若对任意的n∈N*,都有bn≤b8成立,求a1

问题描述:

已知{an}是公差为d的等差数列,它的前n项和为Sn,S4=2S2+4,bn

1+an
an

(1)求公差d的值;
(2)若a1=−
5
2
,求数列{bn}中的最大项和最小项的值;
(3)若对任意的n∈N*,都有bn≤b8成立,求a1的取值范围.

(1)∵S4=2S2+4,∴4a1+

3×4
2
d=2(2a1+d)+4,解得d=1,
(2)∵a1=−
5
2
,∴数列an的通项公式为 ana1+(n−1)=n−
7
2
,∴bn=1+
1
an
=1+
1
n−
7
2

∵函数f(x)=1+
1
x−
7
2
(−∞,
7
2
)
(
7
2
,+∞)
上分别是单调减函数,
∴b3<b2<b1<1,当n≥4时,1<bn≤b4,∴数列{bn}中的最大项是b4=3,最小项是b3=-1.
(3)由bn=1+
1
an
 得  bn=1+
1
n+a1−1

又函数f(x)=1+
1
x+a1−1
在(-∞,1-a1)和(1-a1,+∞)上分别是单调减函数,
且x<1-a1 时,y<1;x>1-a1时,y>1.
∵对任意的n∈N*,都有bn≤b8,∴7<1-a1<8,∴-7<a1<-6,∴a1的取值范围是(-7,-6).