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已知函数f(x)=b•ax(a>0且a≠1),且f(k)=8f(k-3)(k≥4...

已知函数f(x)=b•ax(a>0且a≠1),且f(k)=8f(k-3)(k≥4,k∈N*).
(1)若b=8,求f(1)+f(2)+…+f(n)(n∈N*);
(2)若f(1)、16、128依次是某等差数列的第1项,第k-3项,第k项,试问:是否存在正整数n,使得f(n)=2(n2-100)成立,若存在,请求出所有的n及b的值,若不存在,请说明理由.
(1)由函数f(x)=b•ax(a>0且a≠1),且f(k)=8f(k-3)(k≥4,k∈N*),知8a4=64a,解得a=2.由此能够包出f(1)+f(2)+…+f(n)=8[a+a2+a3+…+an]==16(2n-1). (2)由f(1)、16、128依次是某等差数列的第1项,第k-3项,第k项,设等差数列的公差为d,则d=.由a=2,知f(1)=2b,b=.由题意知,要使方程b2n=2(n2-100)有正整数解,则,由此进行分类讨论能够得到存在正整数n,使得f(n)=2(n2-100)成立,此时b=-48. 【解析】 (1)∵函数f(x)=b•ax(a>0且a≠1),且f(k)=8f(k-3)(k≥4,k∈N*), ∴f(4)=8f(1),即8a4=64a, 解得a=2. ∵b=8,f(x)=8ax, ∴f(1)+f(2)+…+f(n) =8[a+a2+a3+…+an] ==16(2n-1). (2)∵f(1)、16、128依次是某等差数列的第1项,第k-3项,第k项, 设等差数列的公差为d,∴d=, 由(1)知a=2,∴f(1)=2b, ∴128=2b+(k-1)×,∴b=(k≥4,k∈Z),(*) 由题意知,要使方程b2n=2(n2-100)有正整数解,结合(*)式可知b的取值为整数, 故, 令g(x)=f(x)-2(x2-100)=b2x-2x2+200, ①当b>0时,b=8,g(x)=8•2x-2x2+200, g′(x)=bln2•2x-4x=4(2ln2•2x-x), 当x∈[1,+∞)时,2ln2•2x-x>2x-x>0, 则g′(x)>0,∴g(x)在[1,+∞)内单调递增, 而g(1)=214>0,∴g(x)>0,x∈[1,+∞), ∴当b=8时,不存在正整数n,使得f(n)=2(n2-100)成立. ②当b<0时,由b=64-56m,m∈N+可知 若m>2,m∈N+,即b=64-56m≤-104, 则g(x)=b2x-2x2+200<0对一切x∈[1,+∞)都成立, ∴不存在正整数n,使得f(n)=2(n2-100)成立. 当m=2时,b为-48,g(x)=-48×2x-2x2+200, ∴g(x)在[1,+∞)内单调递减, 又g(1)=102>0, g(2)=-48×4-8+200=0, ∴存在n=2,满足f(n)=2(n2-100). 综上所述:存在正整数n,使得f(n)=2(n2-100)成立,此时b=-48.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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