Question

对于函数f（x），若存在x₀∈R，使f（x₀）=x₀成立，则称x₀为
f（x）的不动点．如果函数f（x）=有且仅有两个不动点0、2．
（1）求b、c满足的关系式；
（2）若c=时，相邻两项和不为零的数列{a_n}满足=1（S_n是数列{a_n}的前n项和），求证：；
（3）在（2）的条件下，设，Tn是数列{b_n}的前n项和，求证：T₂₀₁₂-1＜ln2012＜T₂₀₁₁．

Answer 1

解：（1）设 =x的不动点为0和2
∴即即b、c满足的关系式：b=1+且c≠0
（2）∵c=2∴b=2∴f（x）=（x≠1），
由已知可得2S_n=a_n-a_n²①，且a_n≠1．
当n≥2时，2S_n-1=a_n-1-a_n-1²②，
①-②得（a_n+a_n-1）（a_n-a_n-1+1）=0，∴a_n=-a_n-1或a_n=-a_n-1=-1，
当n=1时，2a₁=a₁-a₁²?a₁=-1，
若a_n=-a_n-1，则a₂=1与a_n≠1矛盾．∴a_n-a_n-1=-1，∴a_n=-n
∴要证待证不等式，只要证，
即证，
只要证nln（1+）＜1＜（n+1）ln（1+），即证＜ln（1+）＜．
考虑证不等式＜ln（x+1）＜x（x＞0）**．
令g（x）=x-ln（1+x），h（x）=ln（x+1）-（x＞0）．
∴g'（x）=，h'（x）=，
∵x＞0，∴g'（x）＞0，h'（x）＞0，∴g（x）、h（x）在（0，+∞）上都是增函数，
∴g（x）＞g（0）=0，h（x）＞h（0）=0，∴x＞0时，＜ln（x+1）＜x．
令x=则**式成立，∴，
（3）由（2）知b_n=，则T_n=
在＜ln（1+）＜中，令n=1，2，3，…，2011，并将各式相加，
得＜ln+ln+…+ln＜1+．
即T₂₀₁₂-1＜ln2012＜T₂₀₁₁．
分析：（1）设 =x的不动点为0和2，由此知推出b、c满足的关系式．
（2）由c=2，知b=2，f（x）=（x≠1），2S_n=a_n-a_n²，且a_n≠1．所以a_n-a_n-1=-1，a_n=-n，要证待证不等式，只要证，利用分析法证明＜ln（1+）＜．考虑证不等式＜ln（x+1）＜x（x＞0），由此入手利用函数的导数判断函数的单调性，然后导出．
（3）由，利用（2）的结论，通过累加法证明所要证明的不等式T₂₀₁₂-1＜ln2012＜T₂₀₁₁即可．
点评：本题考查不等式的性质和应用，函数的导数判断函数的单调性构造法的应用，分析法证明不等式的方法，解题时要认真审题，仔细解答，注意公式的合理运用．