1. 利用 $S_n$ 与 $a_n$ 的关系求出数列的通项公式 $a_n$,并求得 $a_5$ 的值
已知 2Sn=(n+1)an,当 n⩾2 时,有 2Sn−1=nan−1。
两式相减得:2(Sn−Sn−1)=(n+1)an−nan−1。
因为 Sn−Sn−1=an,所以 2an=(n+1)an−nan−1,
整理得 (n−1)an=nan−1。
由于 n⩾2,上式可变形为 nan=n−1an−1。
这说明数列 {nan} 是常数数列。
又因为 a1=1,所以 nan=1a1=1,即 an=n。
当 n=5 时,a5=5。
2. 将通项公式代入不等式中并进行因式分解
将 an=n 代入不等式 an2−tan−2t2⩽0,
得到关于 n 的一元二次不等式:n2−tn−2t2⩽0。
因式分解得:(n−2t)(n+t)⩽0。
对应的二次方程的两个根为 x1=2t,x2=−t。
3. 分情况讨论 $t$ 的正负,利用存在唯一正整数解的条件确定 $t$ 的取值范围
由于存在唯一的正整数 n 满足该不等式,我们对 t 的取值进行分类讨论:
① 若 t>0,则 −t<0<2t,不等式的解集为 [−t,2t]。
由于 n 必须是正整数,若区间 [−t,2t] 内有且仅有一个正整数,该正整数只能是 1。
因此必须满足 2t⩾1 且 2t<2,解得 21⩽t<1。
② 若 t<0,则 2t<0<−t,不等式的解集为 [2t,−t]。
同理,若区间 [2t,−t] 内有且仅有一个正整数,该正整数只能是 1。
因此必须满足 −t⩾1 且 −t<2,解得 −2<t⩽−1。
③ 若 t=0,不等式化为 n2⩽0,无正整数解,不符合题意。
综上所述,实数 t 的取值范围为 (−2,−1]∪[21,1)。
答案5;(−2,−1]∪[21,1)