- 等差数列
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已知函数f(x)=(x-1)2,数列{an}是公差为d的等差数列,数列{bn}是公比为q(q∈R且q≠1)的等比数列.若a1=f(d-1),a3=f(d+1),b1=f(q-1),b3=f(q+1)
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设数列{Cn}对任意正整数n均有+
+…+
=an+1成立,求{Cn}的通项;
(3)试比较与
的大小,并证明你的结论.
正确答案
(1)∵数列{an}是公差为d的等差数列a1=(d-2)2,a3=d2∴a3-a1=4d-4=2d∴d=2,a1=0∴an=2n-2…(2分)
同理:bn=3n-1…(4分)
(2)∵+
+…+
=an+1
∴+
+…+
=an(n≥2)
以上两式相减:=an+1-an(n≥2)
∴=2(n≥2)⇒Cn=2bn(n≥2)…(6分)
∴Cn=2•3n-1(n≥2),经检验,n=1仍然成立
∴Cn=2•3n-1…(8分)
(3)=
;
=
∴-
=
-
=
…(9分)
当n=1时,=
当n≥2时,3n=(1+2)n=Cn020+Cn121+…+Cnn2n>2n+1
∴>
综上所述:n=1时,=
,
n≥2时,>
…(12分)
已知数列{an}是等差数列,a3=10,a6=22,数列{bn}的前n项和是Tn,且Tn+bn=1.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)求证:数列{bn}是等比数列;
(Ⅲ)记cn=an•bn,求证:cn+1<cn.
正确答案
(I)∵数列{an}是等差数列,a3=10,a6=22,
∴解得 a1=2,d=4.
∴an=2+(n-1)×4=4n-2.…(4分)
(II)证明:由于Tn=1-bn,①
令n=1,得b1=1-b1,解得b1=
当n≥2时,Tn-1=1-bn-1②
①-②得bn=bn-1-
bn,
∴bn=bn-1
又b1=≠0,∴
=
.
∴数列{bn}是以为首项,
为公比的等比数列.…(9分)
(III)证明:由(II)可得bn=.…(9分)
∴cn=an•bn=…(10分)
∴cn+1-cn=-
=
.
∵n≥1,故cn+1-cn<0,
∴cn+1<cn.…(13分)
已知数列{an}中,a2=1,前n项和为Sn,且Sn=.
(1)求a1,a3;
(2)求证:数列{an}为等差数列,并写出其通项公式;
(3)设lgbn=,试问是否存在正整数p,q(其中1<p<q),使b1,bp,bq成等比数列?若存在,求出所有满足条件的数组(p,q);若不存在,说明理由.
正确答案
(1)令n=1,则a1=S1==0,
令n=3,则S3=,即0+1+a3=
,解得a3=2;
(2)证明:由Sn=,即Sn=
①,得Sn+1=
②,
②-①,得(n-1)an+1=nan ③,
于是,nan+2=(n+1)an+1 ④,
③+④,得nan+2+nan=2nan+1,即an+2+an=2an+1,
又a1=0,a2=1,a2-a1=1,
所以数列{an}是以0为首项,1为公差的等差数列.
所以an=n-1.
(3)假设存在正整数数组(p,q),使b1,bp,bq成等比数列,
则lgb1,lgbp,lgbq成等差数列,
于是,=
+
.
所以,q=3q(-
)(☆).易知(p,q)=(2,3)为方程(☆)的一组解.
当p≥3,且p∈N*时,-
=
<0,
故数列{}(p≥3)为递减数列
于是-
≤
-
<0,所以此时方程(☆)无正整数解.
综上,存在唯一正整数数对(p,q)=(2,3),使b1,bp,bq成等比数列.
在等差数列{an}中,a1=-60,a17=-12.
(1)求通项an;
(2)求此数列前30项的绝对值的和.
正确答案
(1)由等差数列的通项公式可得:a17=a1+16d,
所以-12=-60+16d,
∴d=3
∴an=-60+3(n-1)=3n-63.(6分)
(2)由an≤0,则3n-63≤0⇒n≤21,
∴|a1|+|a2|+…+|a30|
=-(a1+a2+…+a21)+(a22+a23+…+a30)
=(3+6+9+…+60)+(3+6+…+27)
=×20+
×9=765,
所以此数列前30项的绝对值的和为765.(6分)
已知数列{an}的前n项和Sn=-n2+24n(n∈N+)
(1)求{an}的通项公式;
(2)当n为何值时,Sn达到最大?最大值是多少?
正确答案
(1)n=1时,a1=S1=23
n≥2时,an=Sn-Sn-1=-2n+25
经验证,a1=23符合an=-2n+25
∴an=-2n+25(n∈N+)
(2)∵an=-2n+25
∴an=-2n+25>0,有n<
∴a12>0,a13<0,故S12最大,最大值为144;
设正数数列{an}的前n项和为Sn,且对任意的n∈N*,Sn是an2和an的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在集合M={m|m=2k,k∈Z,且1000≤k<1500}中,是否存在正整数m,使得不等式Sn-1005>对一切满足n>m的正整数n都成立?若存在,则这样的正整数m共有多少个?并求出满足条件的最小正整数m的值;若不存在,请说明理由;
(3)请构造一个与数列{Sn}有关的数列{un},使得(u1+u2+…+un)存在,并求出这个极限值.
正确答案
(1)由题意得,2Sn=an2+an①,
当n=1时,2a1=a12+a1,解得a1=1,…(1分)
当n≥2时,有2Sn-1=an-12+an-1②,
①式减去②式得,2an=an2-an-12+an-an-1
于是,an2-an-12=an+an-1,(an+an-1)(an-an-1)=an+an-1,…(2分)
因为an+an-1>0,所以an-an-1=1,
所以数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,…(3分)
所以{an}的通项公式为an=n(n∈N*).…(4分)
(2)设存在满足条件的正整数m,
则-1005>
,
>1005,n>2010,…(6分)
又M={2000,2002,…,2008,2010,2012,…,2998},
所以m=2010,2012,…,2998均满足条件,
它们组成首项为2010,公差为2的等差数列.…(8分)
设共有k个满足条件的正整数,
则2010+2(k-1)=2998,解得k=495.…(10分)
所以,M中满足条件的正整数m存在,
共有495个,m的最小值为2010.…(12分)
(3)设un=,即un=
,…(15分),
则u1+u2+…+un=+
+…+
=2[(1-)+(
-
)+…+(
-
)]=2(1-
),
其极限存在,且(u1+u2+…+un)=
[2(1-
)]=2.…(18分)
注:un=(c为非零常数),un=(
)c•Snn+1(c为非零常数),
un=qc•Snn+1(c为非零常数,0<|q|<1)等都能使(u1+u2+…+un)存在.
设等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,已知a1=b1=1,b4=8,S10=55.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)求Sn与Tn.
正确答案
(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
由S10=55,得 10a1+45d=55,….(2分)
又a1=1,所以10+45d=55,d=1…(3分)
∴an=a1+(n-1)d=1+(n-1)=n.…(5分)
由b4=8,得b1•q3=8,…(6分)
又b1=1,所以q3=8,q=2.…(8分)
∴bn=b1•2n-1=2n-1….(10分)
(2)Sn==
=
n2+
n.…(12分)
Tn==
=2n-1.…(14分)
已知等差数列{an}为递增数列,且a2,a5是方程x2-12x+27=0的两根,数列{bn}的前n项和Tn=1-bn;
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若cn=,sn为数列{cn}的前n项和,证明:sn<1
正确答案
(Ⅰ)由题意得a2=3,a5=9
公差d==2 (2分)
所以an=a2+(n-2)d=2n-1 (4分)
由Tn=1-bn得n=1时b1=
n≥2时bn=Tn-Tn-1=bn-1-
bn(6分)
得bn=bn-1所以bn=
(8分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得cn==
=
-
∴sn=c1+c2+c3++cn=(-
)+(
-
)+(
-
)+…+(
-
)
=1-<1(12分)
∴Sn<1
已知数列{an},{bn}满足a1=2,b1=1,且(n≥2)
(I)令cn=an+bn,求数列{cn}的通项公式;
(II)求数列{an}的通项公式及前n项和公式Sn.
正确答案
(I)由题设得an+bn=(an-1+bn-1)+2(n≥2),即cn=cn-1+2(n≥2)
易知{cn}是首项为a1+b1=3,公差为2的等差数列,通项公式为cn=2n+1
(II)由题设得an-bn=(an-1-bn-1)(n≥2),令dn=an-bn,则dn=
dn-1(n≥2)、
易知{dn}是首项为a1-b1=1,公比为的等比数列,通项公式为dn=
由解得an=
+n+
,
求和得Sn=-+
+n+1
已知数列{an}的前n项和Sn=n2-48n,
(1)求数列的通项公式;
(2)求Sn的最大或最小值.
正确答案
解(1)a1=S1=12-48×1=-47…(2分)
当n≥2时 an=Sn-Sn-1=n2-48n-[(n-1)2-48(n-1)]=2n-49…(5分)
a1也适合上式
∴an=2n-49(n∈N+)…(7分)
(2)a1=-49,d=2,所以Sn有最小值
由
得23<n≤24
…(10分)
又n∈N+∴n=24即Sn最小…(12分)
S24=24×(-47)+×2=-576…(15分)
或:由Sn=n2-48n=(n-24)2-576∴当n=24时,Sn取得最小值-576.
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