(2007•上海模拟)设数列{an}是首项为0的递增数列,(n∈N),fn(x)=|sin1n(x−an)|,x∈[an

(2007•上海模拟)设数列{an}是首项为0的递增数列,(n∈N),fn(x)=|sin
1
n
(x−an)|
,x∈[an,an+1]满足:对于任意的b∈[0,1),fn(x)=b总有两个不同的根.
(1)试写出y=f1(x),并求出a2
(2)求an+1-an,并求出{an}的通项公式;
(3)设Sn=a1-a2+a3-a4+…+(-1)n-1an,求Sn
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古丝扬 幼苗

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解题思路:(1)由题意可得当n=1时,f1(x)=|sin(x-a1)|=|sinx|,结合对任意的b∈[0,1),f1(x)=b总有两个不同的根可得a2=π,代入可求f1(x)a2
(1)类比(1)的方法可分别求f2(x),f3(x),及a2,a3,a4归纳可得an+1-an=nπ,从而利用叠加法可求
(3)当n=2k,k∈Z(4),S2k=a1-a2+a3-a4+…+a2k-1-a2k,n=2k+1,S2k+1=S2k+a2k+1两种情况讨论求解

(1)∵a1=0,当n=1时,f1(x)=|sin(x-a1)|=|sinx|,x∈[0,a2],…(2分)
又∵对任意的b∈[0,1),f1(x)=b总有两个不同的根,∴a2
∴f1(x)=sinx,x∈[0,π],a2=π…(4分)
(1)由(1),f2(x)=|sin
1
2(x−a2)|=|sin
1
2(x−π)|=|cos
x
2|,x∈[π,a3](2)
∵对任意的b∈[0,1),f1(x)=b总有两个不同的根,∴a3=3π…(5分)
f3(x)=|sin
1
3(x−a3)|=|sin
1
3(x−3π)|=|sin
1
3π|,x∈[3π,a4]
∵对任意的b∈[0,1),f1(x)=b总有两个不同的根,∴a4=6π…(6分)
由此可得an+1-an=nπ,…(8分)
利用叠加可求得an=
n(n−1)π
2…(10分)
(3)当n=2k,k∈Z(4),S2k=a1-a2+a3-a4+…+a2k-1-a2k(5)
=-[(a2-a1)+(a4-a3)+…+(a2k-a2k+1)]
=-[π+3π+5π+…+(2k-1)π]=−k2π=−
n2

∴Sn=−
n2
4π…(13分)
当n=2k+1,k∈Z,S2k+1=S2k+a2k+1=−k2π+
(2k+1)2k
2π=
(n−1)(n+1)

∴Sn=
(n−1)(n+1)
4π…(16分)

点评:
本题考点: 数列与三角函数的综合.

考点点评: 本题主要数列与三角函数是综合知识的应用,及由数列的递推公式求解数列的通项公式,叠加法的应用及数列求和公式的应用.

1年前

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