Question

已知点集，其中，点列P_n（a_n，b_n）在L中，P₁为L与y轴的交点，等差数列{a_n}的公差为1，n∈N₊．
（1）求数列{a_n}，{b_n}的通项公式；
（2）若，是否存在k∈N₊使得f（k+11）=2f（k），若存在，求出k的值；若不存在，请说明理由．
（3）求证：（n≥2，n∈N^*）．

Answer

（1）由y=及，可得L：y=2x+1，从而得P1（0，1），则a1=0，b1=1，由等差数列通项公式可得an，代入y=2x-1可得bn；
（2）假设存在符合条件的k使命题成立，分k为偶数，k为奇数两种情况进行讨论，分别表示出f（k+11），f（k），根据方程f（k+11）=2f（k），可解得k；
（3）当n≥2时，Pn（n-1，2n-1），可得|P1Pn|=（n-1），则=，对分母进行放缩后利用裂项相消法可进行化简，根据其范围可得结论；
【解析】
（1）由，得y=2x+1，
∴L：y=2x+1，∴P1（0，1），则a1=0，b1=1，
∴an=n-1（n∈N+），bn=2n-1（n∈N+）．
（2）假设存在符合条件的k使命题成立，
当k是偶数时，k+11是奇数，则f（k+11）=k+10，f（k）=2k-1，
由f（k+11）=2f（k），得k=4；
当k是奇数时，k+11是偶数，则f（k+11）=2k+21，f（k）=k-1，
由f（k+11）=2f（k），得k无解；
综上存在k=4，使得f（k+11）=2f（k）；
证明：（3）当n≥2时，Pn（n-1，2n-1），
∴|P1Pn|=（n-1），（n≥2）
∴．