Question

已知曲线C：f（x）=x²，C上的点A，A_n的横坐标分别为1和a_n（n∈N^*），且a₁=5，数列{x_n}满足，设区间D_n=[1，a_n]（a_n＞1），当x∈D_n时，曲线C上存在点P_n（x_n，f（x_n）），使得点P_n处的切线与直线AA_n平行．
（1）证明：{log_t（x_n-1）+1}是等比数列；
（2）当D_n+1⊊D_n对一切n∈N^*恒成立时，求t的取值范围；
（3）记数列{a_n}的前n项和为S_n，当时，试比较S_n与n+7的大小，并证明你的结论．

Answer

（1）由线在点Pn的切线与直线AAn平行，知，由xn+1=tf（xn+1-1）+1，得xn+1-1=t（xn-1）2，由此能够证明{logt（xn-1）+1}是等比数列．
（2）由logt（xn-1）+1=（logt2+1）•2n-1，得．从而，由Dn+1⊊Dn对一切n∈N*恒成立，得an+1＜an，由此能求出t的取值范围．
（3）当时，，所以，由此能够比较比较Sn与n+7的大小．
【解析】
（1）∵由线在点Pn的切线与直线AAn平行，
∴，即，
由xn+1=tf（xn+1-1）+1，得xn+1-1=t（xn-1）2，
∴logt（xn+1-1）=1+2logt（xn-1），
即logt（xn+1-1）+1=2[logt（xn-1）+1]，
∴{logt（xn-1）+1}是首项为logt2+1，公比为2的等比数列．
（2）由（1）得logt（xn-1）+1=（logt2+1）•2n-1，
∴．
从而，
由Dn+1⊊Dn对一切n∈N*恒成立，
得an+1＜an，
即，
∴0＜2t＜1，
即．
（3）当时，，
∴，
当n≤3时，2n-1≤n+1；
当n≥4时，2n-1＞n+1，
∴当n≤3时，＜n+7．
当n≥4时，Sn＜
=
＜n+7．
综上所述，对任意的n∈N*，都有Sn＜n+7．