1+2
所以当m≥2时,f(x)max=m2; 1+21
当1<m<2时,f(x)max=m+4.
8分
(2)函数p(x)有零点,即方程f(x)-g(x)=x|x-1|-ln x+m=0有解, 即m=ln x-x|x-1|有解.令h(x)=ln x-x|x-1|, 当x∈(0,1]时,h(x)=x2-x+ln x. 1
因为h′(x)=2x+x-1≥22-1>0,
所以函数h(x)在(0,1]上是增函数,所以h(x)≤h(1)=0. 当x∈(1,+∞)时,h(x)=-x2+x+ln x.
-2x2+x+1?x-1??2x+1?1
因为h′(x)=-2x+x+1==-<0,
xx所以函数h(x)在(1,+∞)上是减函数,所以h(x)<h(1)=0. 所以方程m=ln x-x|x-1|有解时m≤0.
即函数p(x)有零点时实数m的取值范围是(-∞,0].
16分 12分 10分
?2an,n=2k-1,
20.(本小题满分16分)已知数列{an}满足a1=m,an+1=?
?an+r,n=2k(k∈N*,r∈R),其前n项和为Sn.
(1)当m与r满足什么关系时,对任意的n∈N*,数列{an}都满足an+2=an? (2)对任意实数m,r,是否存在实数p与q,使得{a2n+1+p}与{a2n+q}是同一个等比数列?若存在,请求出p,q满足的条件;若不存在,请说明理由;
(3)当m=r=1时,若对任意的n∈N*,都有Sn≥λan,求实数λ的最大值. [解] (1)由题意,得a1=m,a2=2a1=2m,a3=a2+r=2m+r, 首先由a3=a1,得m+r=0.
?2an,n=2k-1,
当m+r=0时,因为an+1=?(k∈N*),
?an-m,n=2k
所以a1=a3=…=m,a2=a4=…=2m,故对任意的n∈N*,数列{an}都满足an+2=an.
即当实数m,r满足m+r=0时,题意成立.
(2)依题意,a2n+1=a2n+r=2a2n-1+r,则a2n+1+r=2(a2n-1+r),
11
3分
6分
因为a1+r=m+r,所以当m+r≠0时,{a2n+1+r}是等比数列,且a2n+1+r=(a1+r)2n=(m+r)2n.
为使{a2n+1+p}是等比数列,则p=r.
同理,当m+r≠0时,a2n+2r=(m+r)2n,则欲{a2n+2r}是等比数列,则q=2r.
综上所述:
①若m+r=0,则不存在实数p,q,使得{a2n+1+p}与{a2n+q}是等比数列; ②若m+r≠0,则当p,q满足q=2p=2r时,{a2n+1+p}与{a2n+q}是同一个等比数列.
(3)当m=r=1时,由(2)可得a2n-1=2n-1,a2n=2n+1-2, 当n=2k时,an=a2k=2k+1-2,
Sn=S2k=(21+22+…+2k)+(22+23+…+2k+1)-3k=3(2k+1-k-2), k?Sn?
所以a=3?1-2k+1-2?,
??n
14分 10分
k+1?1-k?2k+1-2kk
令ck=k+1,则ck+1-ck=k+2-=<0,
2-22-22k+1-2?2k+2-2??2k+1-2?Sn33所以a≥2,λ≤2,
n
当n=2k-1时,an=a2k-1=2k-1,Sn=S2k-a2k=3(2k+1-k-2)-(2k+1-2)=2k+2-3k-4,
Sn3kSn所以a=4-k,同理可得a≥1,λ≤1,
2-1nn综上所述,实数λ的最大值为1.
16分
12