解题思路:(Ⅰ)由题设条件能导出an+1-an=5an+1,即
a
n+1
=−
1
4
a
n
,所以
a
n
=(−
1
4
)
n
,∴
b
n
=
4+
(−
1
4
)
n
1−
(−
1
4
)
n
.
(Ⅱ)由
b
n
=4+
5
(−4)
n
−1
,知
c
n
=
b
2n
−
b
2n−1
=
5
4
2n
−1
+
5
4
2n−1
+1
=
25×
16
n
(
16
n
−1)(
16
n
+4)
=
25×
16
n
(
16
n
)
2
+3×
16
n
−4
<
25×
16
n
(
16
n
)
2
=
25
16
n
,当n=1时,
T
1
<
3
2
;当n≥2时,
T
n
<
4
3
+25×(
1
16
2
+
1
16
3
+…+
1
16
n
)
<
4
3
+25×
1
16
2
1−
1
16
=
69
48
<
3
2
.
(Ⅲ)由
b
n
=4+
5
(−4)
n
−1
知Rn=b1+b2+…+b2k+1=
4n+5×(−
1
4
1
+1
+
1
4
2
−1
−
1
4
3
+1
+…−
1
4
2k+1
+1
)
=
4n+5×[−
1
4
1
+1
+(
1
4
2
−1
−
1
4
3
+1
)+…+(
1
4
2k
−1
−
1
4
2k+1
+1
)]
>4n-1.由此入手能推导出正实数λ的最小值为4.
(I)由题意得f-1(x)=[x+4/1−x](x≠1)
由an=
6 f−1(Sn) −19
f−1(Sn)+1得an=5Sn+1…1分
当n=1时,a1=5a1+1,则a1=-[1/4]
又an+1=5Sn+1+1,
∴an+1-an=5an+1,
即an+1=-[1/4]an,
∴数列{an}是以-[1/4]为首项,以-[1/4]为公比的等比数列,…2分
∴an=(−
1
4)n,
∴bn=
4+(−
1
4)n
1−(−
1
4)n…3分
(II)由(I)中bn=
4+(−
1
4)n
1−(−
1
4)n
∴cn=b2n-b2n-1=
4+(−
1
4)2n
1−(−
1
4)2n-
4+(−
1
4)2n−1
1−(−
1
4)2n−1=
25×16n
(16n)2+3×16n−4<
25×16n
(16n)2=[25
16n…4分
又∵b1=3,b2=
13/3],
∴c1=[4/3],即当n=1时,Tn<[3/2]成立…5分
当n≥2时,Tn<[4/3]+
n
k=2
25
16k=[4/3]+25×
1
162[1−(
1
16)n−1]
1−
1
16<=[4/3]+25×
1
162
1−
1
16=[69/48]<[3/2]成立
(Ⅲ)由(Ⅰ)知 bn=4+
5
(−4)n−1
一方面,已知Rn≤λn恒成立,取n为大于1的奇数时,设n=2k+1(k∈N+)
则Rn=b1+b2+…+b2k+1=4n+5×(−
1
41+1+
1
42−1−
1
43+1+…−
1
42k+1+1)
=4n+5×[−
1
41+1+(
1
42−1−
1
43+1)+…+(
1
42k−1−
1
42k+1+1)]>4n-1
∴λn≥Rn>4n-1,即(λ-4)n>-1对一切大于1的奇数n恒成立
∴λ≥4否则,(λ-4)n>-1只对满足 n<
1
4−λ的正奇数n成立,矛盾.
另一方面,当λ=4时,对一切的正整数n都有Rn≤4n
事实上,对任意的正整数k,有
b2n−1+b2n=8+
5
(−4)2k+1−1+
5
(−4)2k−1
=8+
5
(16)k−1−
20
(16)k+4
=8−
15×16k−40
(16k−1)(16k+4)<8
∴当n为偶数时,设n=2m(m∈N+)
则Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2n-1+b2n)<8m=4n
当n为奇数时,设n=2m-1(m∈N+)
则Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2n-3+b2n-2)+b2n-1
<8(m-1)+4=8m-4=4n
∴对一切的正整数n,都有Rn≤4n
综上所述,正实数λ的最小值为4
点评:
本题考点: 数列与函数的综合;数列与不等式的综合.
考点点评: 本题主要考查数列、不等式等基础知识、考查化归思想、分类整合思想,以及推理论证、分析与解决问题的能力.