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设函数y=f(x)的定义域为(0,+∞),且在(0,+∞)上单调递增,若对任意x...

设函数y=f(x)的定义域为(0,+∞),且在(0,+∞)上单调递增,若对任意x,y∈(0,+∞)都有:f(xy)=f(x)+f(y)成立,数列{an}满足:a1=f(1)+1,f(manfen5.com 满分网)+f(manfen5.com 满分网+manfen5.com 满分网)=0.设Sn=manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网+manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网+manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网+…+manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网+manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
(1)求数列{an}的通项公式,并求Sn关于n的表达式;
(2)设函数g(x)对任意x、y都有:g(x+y)=g(x)+g(y)+2xy,若g(1)=1,正项数列{bn}满足:manfen5.com 满分网=g(manfen5.com 满分网),Tn为数列{bn}的前n项和,试比较4Sn与Tn的大小.
(1)当x,y∈(0,+∞)时,有f(xy)=f(x)+f(y),令x=y=1得f(1)=2f(1),得f(1)=0,所以a1=f(1)+1=1.因为f()+f(+)=0,所以f(-)=0=f(1).由此能够求出数列{an}的通项公式,和Sn关于n的表达式. (2)由于任意x,y∈R,都有g(x+y)=g(x)+g(y)+2xy,则g(2x)=2g(x)+2x2,故g()=,即=. 由bn>0,知bn=,Tn=++…+=1-,又4Sn=1-.由此能够得到当n=1,2,3,4时,4Sn>Tn;当n≥5时,4Sn<Tn. 【解析】 (1)当x,y∈(0,+∞)时,有f(xy)=f(x)+f(y), 令x=y=1得f(1)=2f(1),得f(1)=0, 所以a1=f(1)+1=1(1分) 因为f()+f(+)=0, 所以f(-)=0=f(1). 又因为y=f(x)在(0,+∞)上是单调增函数, 所以-=1, 即,(3分) 所以数列{}是以1为首项,4为公差的等差数列, 所以=4n-3,所以an=. ∵==[-], ∴Sn=[-+-+…+-]=[1-].(5分) (2)由于任意x,y∈R都有g(x+y)=g(x)+g(y)+2xy, 则g(2x)=2g(x)+2x2, ∴g(1)=2g()+2•()2 =2[2g()+2•()2]+ =22g()++ =22[2g()+2•()2]++=23g()+++ =…=2ng()++++…++=1, ∴g()=,即=. 又bn>0,∴bn=,(9分) ∴Tn=++…+==1-,又4Sn=1-. 当n=1,2,3,4时,4n+1>2n, ∴4Sn>Tn;(10分) 当n≥5时,2n=>1+2n+2×=1+n2+n. 而n2+n+1-(4n+1)=n2-3n=n(n-3)>0,故4Sn<Tn.(13分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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