(本小题满分12分)
设,。
(Ⅰ)若,求,及数列的通项公式;
(Ⅱ)若,问:是否存在实数使得对所有成立?证明你的结论。
(Ⅰ)解法一:,。再由题设条件知。从而是首项为公差为的等差数列,故,即()。
解法二:,。可写为,,。因此猜想。下用数学归纳法证明上式:当时结论显然成立。假设时结论成立,即,则。这就是说,当时结论成立。所以()。
(Ⅱ)解法一:设,则。令,即,解得。下用数学归纳法证明加强命题。当时,,,所以,结论成立。假设时结论成立,即。易知在上为减函数,从而,即。再由在上为减函数得。故,因此。这就是说,当时结论成立。综上,符合条件的存在,其中一个值为。
解法二:设,则。
先证:()①
当时,结论明显成立。假设时结论成立,即。易知在上为减函数,从而。即,这就是说,当时结论成立。故①成立。
再证:()②
当时,,,有,即时②成立。假设时,结论成立,即。由①及在上为减函数,得,。这就是说,当时②成立,所以②对一切成立。
由②得,即,因此。③
又由①、②及在上为减函数得,即。所以,解得。④
综上,由②、③、④知存在使对一切成立。
本题主要考查数列。
(1)利用条件可直接求解;
(2)利用数学归纳法即可求解。