- 等差数列
- 共11217题
设{an}是等差数列,{bn}是各项都为正数的等比数列,且a1=b1=1,a3+b5=21,a5+b3=13
(Ⅰ)求{an}、{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{}的前n项和Sn.
正确答案
(Ⅰ)设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,则依题意有q>0且
解得d=2,q=2.
所以an=1+(n-1)d=2n-1,bn=qn-1=2n-1.
(Ⅱ)=
.Sn=1+
+
++
+
,①2Sn=2+3+
++
+
,②
②-①得Sn=2+2++
++
-
,=2+2×(1+
+
++
)-
=2+2×
-
=6-
.
已知常数a、b都是正整数,函数f(x)=(x>0),数列{an}满足a1=a,
=f(
)(n∈N*)
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若a=8b,且等比数列{bn}同时满足:①b1=a1,b2=a5;②数列{bn}的每一项都是数列{an}中的某一项.试判断数列{bn}是有穷数列或是无穷数列,并简要说明理由;
(3)对问题(2)继续探究,若b2=am(m>1,m是常数),当m取何正整数时,数列{bn}是有穷数列;当m取何正整数时,数列{bn}是无穷数列,并说明理由.
正确答案
(1)∵=f(
)=
=
∴an+1=an+b,∴数列{an}是以b为公差的等差数列
∵a1=a,∴an=a+(n-1)b
(2)当a=8b时,an=(n+7)b
∴b1=8b,b2=12b,∴q=,∴bn=8b•(
)n-1
∴b3=18b,b4=27b,b5=b
显然,不是整数,即b5∉{an},∴{bn}是项数最多为4的有穷数列
(3)∵b2=(m+7)b,∴q=,此时bn=8(
)n-1b
i)当m=8k+1(k∈N)时,=k+1为正整数,
此时{bn}中每一项均为{an}中的项,∴{bn}为无穷数列;
ii)当m=8k+5(k∈N)时,=
此时当n=1,2,3,4,8()n-1为大于8的正整数,
但n=5时,8()4不是正整数,∴此时{bn}是项数最多为4的有穷数列;
iii)当m=8k+2,+3,+4,+6,+7,+8(k∈N)时,
此时为分母是4或8的最简分数,
只有当n=1,2时,8()n-1才是大于8的正整数,
而当n≥3时,8()n-1均为分数,∵{bn}仅有两项,∴此时{bn}不能构成等比数列.
在等差数列{an}中,a1=1,am=15,前m项的和Sm=64.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=(,且数列{bn}的前n项和Tn<M对一切n∈N+恒成立,求实数M的取值范围.
正确答案
(1)设数列的公差为d,则
∵a1=1,am=15,前m项的和Sm=64
∴,∴d=2,m=8
∴an=2n-1;
(2)bn=(=(
)2n-1
∴数列{bn}是以为首项,
为公比的等比数列
∴Tn=(1-
)<
∵数列{bn}的前n项和Tn<M对一切n∈N+恒成立,
∴M≥.
数列{an}的前n项和为Sn,且an是Sn和1的等差中项,等差数列{bn}满足b1=a1,b4=S3.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)设cn=,数列{cn}的前n项和为Tn,证明:
≤Tn<
.
正确答案
(1)∵an是Sn和1的等差中项,∴Sn=2an-1…(1分)
当n=1时,a1=S1=2a1-1,∴a1=1…(2分)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2an-1)-(2an-1-1)=2an-2an-1,
∴an=2an-1,即 =2…(3分)
∴数列{an}是以a1=1为首项,2为公比的等比数列,
∴an=2n-1,Sn=2n-1…(5分)
设{bn}的公差为d,b1=a1=1,b4=1+3d=7,∴d=2…(7分)
∴bn=1+(n-1)×2=2n-1…(8分)
(2)cn==
=
(
-
)…(9分)
∴Tn=(1-
+
-
+…+
-
)=
(1-
)=
…(10分)
∵n∈N*,∴Tn=(1-
)<
…(11分)Tn-Tn-1=
-
=
>0
∴数列{Tn}是一个递增数列 …(12分)
∴Tn≥T1=.…(13分)
综上所述,≤Tn<
…(14分)
数列{an}满足an+1+an=4n-3(n∈N*)
(Ⅰ)若{an}是等差数列,求其通项公式;
(Ⅱ)若{an}满足a1=2,Sn为{an}的前n项和,求S2n+1.
正确答案
( I)由题意得an+1+an=4n-3…①
an+2+an+1=4n+1…②.…(2分)
②-①得an+2-an=4,
∵{an}是等差数列,设公差为d,∴d=2,(4分)
∵a1+a2=1∴a1+a1+d=1,∴a1=-.(6分)
∴an=2n-.(7分)
(Ⅱ)∵a1=2,a1+a2=1,
∴a2=-1.(8分)
又∵an+2-an=4,
∴数列的奇数项与偶数项分别成等差数列,公差均为4,
∴a2n-1=4n-2,a2n=4n-5.(11分)
S2n+1=(a1+a3+…+a2n+1)+(a2+a4+…+a2n)(12分)
=(n+1)×2+×4+n×(-1)+
×4
=4n2+n+2.(14分)
设数列{an}的前n项和为Sn,对任意n∈N*都有Sn=()2成立.
(1)求数列{an}的前n项和Sn;
(2)记数列bn=an+λ,n∈N*,λ∈R,其前n项和为Tn.
①若数列{Tn}的最小值为T6,求实数λ的取值范围;
②若数列{bn}中任意的不同两项之和仍是该数列中的一项,则称该数列是“封闭数列”.试问:是否存在这样的“封闭数列”{bn},使得对任意n∈N*,都有Tn≠0,且<
+
+
+L+
<
.若存在,求实数λ的所有取值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)法一:由Sn=()2 得:4Sn=
+2an+1①,4Sn+1=
+2an+1+1②,
②-①得4an+1=-
+2an+1-2an,得到2(an+1+an)=(an+1+an)(an+1-an)
由题知an+1+an≠0得an+1-an=2,
又S1=a1=()2,化为4a1=
+2a1+1,解得a1=1.
∴数列{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴an=1+(n-1)×1=2n-1,
因此前n项和Sn==n2;
法二:由S1=a1=()2,化为4a1=
+2a1+1,解得a1=1.
当n≥2时,2=an+1=Sn-Sn-1+1,
得到(-1)2=Sn1,即
-
=1
所以数列{}是以1为首项,1为公差的等差数列,
∴=1+(n-1)×1=n,得到Sn=n2.
(2)①由bn+2n-1+λ得到其前n项和Tn=n2+λn,
由题意Tn最小值为T6,即Tn≥T6,n2+λn≥36+6λ,
化为≤-
≤
,∴λ∈[-13,-11].
②因{bn}是“封闭数列”,设bp+bq=bm(p,q,m∈Z*,且任意两个不相等 )得
2p-1+λ+2q-1+λ=2m-1+λ,化为λ=2(m-p-q)+1,则λ为奇数.
由任意n∈N*,都有Tn≠0,且<
+
+
+…+
<
.
得 <T1<
,化为
<λ<11,即λ的可能值为1,3,5,7,9,
又Tn=n2+λn>0,因为=
(
-
),
检验得满足条件的λ=3,5,7,9,
即存在这样的“封闭数列”{bn},使得对任意n∈N*,都有Tn≠0,
且<
+
+
+…+
<
.,
所以实数λ的所有取值集合为{3,5,7,9}.
已知数列{an}的前项和为Sn,点(n,Sn)在函数y=x2+
x的图象上.
(Ⅰ)求数列{an}的通项an;
(Ⅱ)设bn=2nan,求数列{bn}的前项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)依题意有Sn=n2+
n,当n=1时,a1=S1=
+
=4.(2分)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+
n-[
(n-1)2+
(n-1)]=3n+1,(5分)
综上,an=3n+1,(6分)
(Ⅱ)bn=(3n+1)•2n.Tn=4•21+7•22+10•23+…+(3n+1)•2n①,(8分)
2Tn=4•22+7•23++(3n-2)•2n+(3n+1)•2n+1②,(10分)
①-②整理得Tn=3n•2n+1-2n+2+4.(12分)
已知:等差数列{an}中,a4=14,前10项和S10=185.求an;Sn.
正确答案
由题意可得S10=
=5(a1+a10)=5(a4+a7)=185,
可解得a4+a7=37,又a4=14,故a7=23,
所以等差数列的公差d==3,
故a1=a4-3d=14-3×3=5,
所以an=5+3(n-1)=3n+2,
Sn==
=
3
2
n2+n
设等差数列{an}的第10项为23,第25项为-22,求:
(1)数列{an}的通项公式;
(2)求Sn的最大值.
正确答案
(1)设等差数列{an}的公差为d,
则,解之可得
,
故数列{an}的通项公式an=50-3(n-1)=53-3n…(6分)
(2)由(1)可知an=53-3n,令其≥0可得n≥,
所以此数列的前17项均为正数,从第18项开始均为负数,
故当n=17时,和取最大值为S17=17×50+×(-3)=442…(12分)
在等差数列{an}中,已知a4=-3,且a1-2、a3、a5成等比数列,n∈N*
(Ⅰ)求数列{an}的公差d;
(Ⅱ)设数列{an}的前n项和为Sn,求Sn的最值.
正确答案
(Ⅰ)由题意可得 a1=-3-3d,a3=-3-d,a5=-3+d.
∵a32=(a1-2 )a5 ,
∴(-3-d)2=(-3-3d-2 )(-3+3d ).
解得 d=1,或d=-.
(Ⅱ)①当d=1 时,an=-3+(n-4)d=n-7,故此数列为递增数列.
令 an=0 可得 n=7,故当n=6 或n=7时,Sn 取得最小值为-21,且Sn 不存在最大值.
②当 d=-时,an=-3+(n-4)(-
)=-
n+3,故此数列为递减数列.
令an=0 可得 n=2,故当n=1 或n=2时,Sn 取得最大值为 ,且Sn 不存在最小值.
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