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已知等比数列 {an} 满足 an>0 且 a1a2a3+2a22+a2+a3−a4=1, 求 a1 的取值范围.

解

记 {an} 公比为 q>0.则条件式等价于f(q)=(a13−a1)q3+a1(2a1+1)q2+a1q−1=0,
其中 f 的定义域为 (0,+∞).而 f′(q)=[3(a1+1)q+1][(a1−1)q+1].

  • 若 a1≥1,则 f′(q)>0.又 f(0)=−1<0,limq→+∞f(q)=+∞,故 f(q) 存在唯一零点, 符合题意.
  • 若 0<a1<1,则 f(q) 有唯一极大值点 q0=11−a1>0,因此要求f(11−a1)=−a12−3a1+1(a1−1)2≥0⇒3−52≤a1<1.

综上,a1≥3−52.