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22、已知二次函数
同时满足:①不等式
的解集有且只有一个元素;②在定义域内存在
,使得不等式
成立。
设数列
的前
项和
,
(1)求数列
的通项公式;
(2)试构造一个数列
,(写出
的一个通项公式)满足:对任意的正整数
都有
,且
,并说明理由;
(3)设各项均不为零的数列
中,所有满足
的正整数
的个数称为这个数列
的变号数。令
(
为正整数),求数列
的变号数。
解:(1)∵
的解集有且只有一个元素,∴
,
当
时,函数
在
上递增,故不存在
,使得不等式
成立。
当
时,函数
在
上递减,故存在
,使得不等式
成立。
综上,得
,
,∴
,∴
(2)要使
,可构造数列
,∵对任意的正整数
都有
,
∴当
时,
恒成立,即
恒成立,即
,
又
,∴
,∴
,等等。
(3)解法一:由题设
,
∵
时,
,∴
时,数列
递增,
∵
,由
,可知
,即
时,有且只有
个变号数;
又∵
,即
,∴此处变号数有
个。
综上得 数列
共有
个变号数,即变号数为
。
解法二:由题设
,
时,令
;
又∵
,∴
时也有
。
综上得 数列
共有
个变号数,即变号数为
。
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