- 等差数列
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设数列{an}的前n项和为Sn,对一切n∈N*,点(n,Sn)在函数f(x)=x2+x的图象上.
(1)求an的表达式;
(2)设An为数列{}的前n项和,是否存在实数a,使得不等式An<a对一切n∈N*都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)将数列{an}依次按1项,2项循环地分为(a1),(a2,a3),(a4),(a5,a6),(a7),(a8,a9),(a10),
…,分别计算各个括号内各数之和,设由这些和按原来括号的前后顺序构成的数列为{bn},求b100的值;
(4)如果将数列{an}依次按1项,2项,3项,4项循环;分别计算各个括号内各数之和,设由这些和按原来括号的前后顺序构成的数列为{bn},提出同(3)类似的问题((3)应当作为特例),并进行研究,你能得到什么样的结论?
正确答案
(1)∵点(n,Sn)在函数f(x)=x2+x的图象上,
∴Sn=n2+n.
a1=S1=2,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n(n=1时也成立).
∴an=2n(n∈N*).
(2)An=+
+…+
=+
+…+
=
(1-
+
-
+…+
-
)=
(1-
)<
.
依题意,只要a≥即可,故a的取值范围是[
,+∞).
(3)数列{an}依次按1项,2项循环地分为(2),(4,6),(8),(10,12);(14),(16,18);(20),…,每一次循环记为一组.由于每一个循环含有2个括号,故b100是第50组中第2个括号内各数之和.
由分组规律知,b2,b4,b6,…,b100,…组成一个首项b2=4+6=10,公差d=12
的等差数列.
所以b100=10+(50-1)×12=598.
(4)当n是4的整数倍时,求bn的值.
数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环地分为(2),(4,6),(8,10,12);(14,16,18,20);(22),(24,26),(28,30,32),(34,36,38,40);(42),…
第4组,第8组,…,第4k(k∈N*)组的第1个数,第2个 数,…,第4个数分别组成一个等差数列,
其首项分别为14,16,18,20.公差均为20.
则第4组,第8组,…,第4k组的各数之和也组成一个等差数列,
其公差为80.
且b4=14+16+18+20=68.
当n=4k时,bn=68+80(k-1)=20n-12.
等差数列{an}中,a1=23,公差d为整数,若a6>0,a7<0.(1)求公差d的值;(2)求通项公式an;(3)求前n项和Sn的最大值.
正确答案
(1)∵等差数列{an}中,a1=23,且a6=a1+5d>0,a7=a1+6d<0,
∴23+5d>0,且23+6d<0,
解得:-<d<-
,又d为整数,
∴d=-4;
(2)∵a1=23,d=-4,
∴通项公式an=a1+(n-1)d=23-4(n-1)=27-4n;
(3)∵a1=23,d=-4,
∴前n项和Sn=na1+d=23n-2n(n-1)=-2n2+25n=-2(n-
)2+
,
当n=时,Sn有最大值,最大值为
,
而n为正整数,∴当n=6时,前n项和Sn最大,
则前n项和Sn最大值为S6=-2×62+25×6=78.
已知{an}是等差数列,a2=5,a5=14.
(I)求{an}的通项公式;
(II)设{an}的前n项和Sn=155,求n的值.
正确答案
(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,
则a1+d=5,
解得a1=2,d=3.
所以数列{an}的通项为an=a1+(n-1)d=3n-1.
(Ⅱ)数列{an}的前n项和Sn=
n2+
n.
由n2+
n=155,
即(3n+31)(n-10)=0;
∴n=10.
已知等差数列{an}的首项及公差均为正数,令bn=+
(n∈N*,n<2012).当bk是数列{bn}的最大项时,k=______.
正确答案
设=x,
=y,
∵bn=+
(n∈N*,n<2012),
∴根据基本不等式(x+y)2=x2+y2+2xy≤x2+y2+x2+y2=2(x2+y2),
得bn2=(+
)2≤2(an+a2012-n)=2(2a1006)=4a1006,
当且仅当an=a2012-n时,bn取到最大值,
此时n=1006,所以k=1006.
故答案为:1006.
已知{an}是公差不为0的等差数列,不等式x2-a3x+a4≤0的解集是{x|a1≤x≤a2},则an=______.
正确答案
{an}是公差不为0的等差数列,不等式x2-a3x+a4≤0的解集是{x|a1≤x≤a2},
所以a12-a3a1+a4=0,a22-a3a2+a4=0,设数列的公差为d,
a12-(a1+2d)a1+a1+3d=0,(d+a1)2-(a1+2d)(a1+d)+a1+3d=0,
解得a1=d=2,
所以数列的通项公式为:an=2n.
故答案为:2n.
设{an}是一个公差为d(d≠0)的等差数列,它的前10项和S10=110且a1,a2,a4成等比数列,求公差d的值和数列{an}的通项公式.
正确答案
a2=a1+d a4=a1+3d
(a2)2=a1×a4即(a1+d)2=a1(a1+3d)
整理得a1d=d2∵d≠0
∴a1=d
S10=10a1+×10×9×d=10a1+45d=55a1=110
∴d=a1=2
∴an=a1+(n-1)d=2n
答:公差d=2,an=2n.
若数列{an}满足a1=10,an+1=an+2,n∈N*,则a20=______.
正确答案
∵an+1=an+2
∴an+1-an=2
∴数列{an}是以2 为公差的等差数列
∴a20=a1+(20-1)×2=48
故答案为48
在等差数列{an}中,a12=23,a42=143,an=239,求n及公差d.
正确答案
由题意可得,d==
=4,
∴a1=-21
∵an=a1+(n-1)d=-21+4(n-1)=239,
解得n=66
综上,n=66,d=4
记等差数列{an}的前n项和为Sn.
(1)求证:数列{}是等差数列;
(2)若a1=1,且对任意正整数n,k(n>k),都有+
=2
成立,求数列{an}的通项公式;
(3)记bn=aan(a>0),求证:≤
.
正确答案
设等差数列{an}的公差为d,(1)由于Sn=na1+d,从而
=a1+
d,
所以当n≥2时,-
=(a1+
d)-(a1+
d)=
,
即数列{}是等差数列.
(2)∵对任意正整数n,k(n>k),都有+
=2
成立,
∴+
=2
,即数列{
}是等差数列,设其公差为t,
则=
+(n-1)t=1+(n-1)t,所以Sn=[1+(n-1)t]2,
所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=[1+(n-1)t]2-[1+(n-2)t]2=2t2n-3t2+2t,
又由等差数列{an}中,a2-a1=a3-a2,即(4t2-3t2+2t)-1=(6t2-3t2+2t)-(4t2-3t2+2t)
所以t=1,即an=2n-1.
(3)由于an=a1+(n-1)d,bn=aan,则
bn+1
bn
=aan+1-an=ad,
即数列{bn}是公比大于0,首项大于0的等比数列,记其公比是q(q>0).
以下证明:b1+bn≥bp+bk,其中p,k为正整数,且p+k=1+n.
∵(b1+bn)-(bp+bk)=b1+b1qn-1-b1qp-1-b1qk-1=b1(qp-1-1)(qk-1-1),
当q>1时,因为y=qx为增函数,p-1≥0,k-1≥0,
∴qp-1-1≥0,qk-1-1≥0,∴b1+bn≥bp+bk;
当q=1时,b1+bn=bp+bk;
当q=1时,因为y=qx为减函数,p-1≥0,k-1≥0,
∴qp-1-1≤0,qk-1-1≤0,∴b1+bn≥bp+bk,
综上:b1+bn≥bp+bk,其中p,k为正整数,且p+k=1+n.
∴n(b1+bn)=(b1+bn)+(b1+bn)+…(b1+bn)≥(b1+bn)+(b2+bn-1)+…(bn+b1)
=(b1+b2+…+bn)+(bn+bn-1+…+b1),
即≤
.
已知等差数列{an}的前3项依次为a-1,a+1,2a+3,则此数列的通项an为______.
正确答案
∵a-1,a+1,2a+3为等差数列{an}的前3项,
∴2(a+1)=(a-1)+(2a+3),解得:a=0,
∴等差数列{an}的前3项依次为-1,1,3,
∴此等差数列的公差d=1-(-1)=2,首项为-1,
则此数列的通项an=-1+2(n-1)=2n-3.
故答案为:2n-3
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