- 等差数列
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已知函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f′(x)=-2x+7,数列{an}的前n项和为Sn,点P(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.
(1)求数列{an}的通项公式及Sn的最大值;
(2)令,其中n∈N*,求{nbn}的前n项和.
正确答案
解:(1)因为f(x)=ax2+bx(a≠0),所以f′(x)=2ax+b,
由f′(x)=-2x+7得a=-1,b=7,
所以f(x)=-x2+7x,
又因为点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,
所以有,
当n=1时,;
当n≥2时,,
所以,
令an=-2n+8≥0得n≤4,
所以当n=3或n=4时,Sn取得最大值12;
综上,an=-2n+8(n∈N*),当n=3或n=4时,Sn取得最大值12.
(2)由题意得,,
所以,即数列{bn}是首项为8,公比为
的等比数列,
故{nbn}的前n项和,①
,②
所以①-②得,
所以。
各项均为正数的数列{an}的前n项和Sn,函数f(x)=px2-(p+q)x+qlnx(其中p,q均为常数,且p>q>0),当x=a1时,函数f(x)取得极小值,点(an,2Sn)(n∈N*)均在函数
的图象上(其中f′(x)是函数f(x)的导函数),
(Ⅰ)求a1的值;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)记bn=·qn,求数列{bn}的前n项和Tn。
正确答案
解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=px-(p+q)+,
令f′(x)=0,得x=1或,
∵p>q>0,
∴,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在x=1处取得极小值,即a1=1;
(Ⅱ)依题意,f′(x)+q=2px2+px-p,
,
所以,
由a1=1,得p=1,
∴
当n≥2时,
①-②,得,
∴,
∴,
由于,∴
,
所以{an}是以a1=1,公差为的等差数列,
∴。
(Ⅲ),
由,
所以
由已知p>q>0,而由(Ⅱ)知p=1,
∴q≠1,
∴,④
由③-④,得
,
∴。
已知函数f(x)=ex-x(e为自然对数的 底数)。
(1)求f(x)的最小值;
(2)不等式f(x)>ax的解集为P,若M={x|≤x≤2}且M∩P≠
,求实数a的取值范围;
(3)已知n∈N*,且,是否存在等差数列{an} 和首项为f(1),公比大于0的等比数列{bn},使得a1+a2+…+an+b1+b2+…+bn=Sn?若存在,请求出数列{an}、{bn}的通项公式;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)f'(x)=ex-1
由f'(x)=0,得x=0
当x>0时,f'(x)>0;
当x<0时,f'(x)<0
∴f(x)在(0,+∞)上递增,在(-∞,0)上递减
∴f(x)min=f(0)=1。
(2)∵M∩P≠,
∴f(x)>ax在区间上有解,
由f(x)>ax,得ex-x>ax即在
上有解
令
则
∴g(x)在上递减,在[1,2]上递增
又
且
∴
∴。
(3)假设存在公差为d的等差数列{an}和公比q>0,首项为f(1)的等比数列{bn},使a1+a2+…+an+b1+b2+…+ bn=Sn
∵
b1=f(1)=e-1,
∴a1+b1=S1即
∴
又n≥2时
故n=2,3时有
②-①×2得q2-2q=e2-2e,解得q=e或q=2-e(舍),
故q=e,d=-1,
此时
且
∴存在这样的数列{an}、{bn}满足题意。
设数列{an}是公差为d的等差数列,其前n项和为Sn.
(1)已知a1=1,d=2,
(i)求当n∈N*时,的最小值;
(ii)当n∈N*时,求证:;
(2)是否存在实数a1,使得对任意正整数n,关于m的不等式am≥n的最小正整数解为3n﹣2?若存在,则求a1的取值范围;若不存在,则说明理由.
正确答案
解:(1)(i)解:∵a1=1,d=2,
∴,
,
当且仅当,即n=8时,上式取等号.
故的最小值是16.
(ii)证明:由(i)知Sn=n2,
当n∈N*时,,
=
=,
∵,
∴.
(2)假设对n∈N*,关于m的不等式
am=a1+(m﹣1)d≥n的最小正整数解为cn=3n﹣2,
当n=1时,a1+(c1﹣1)d=a1≥1;
当n≥2时,恒有
,
即,
从而.
当时,对
n∈N*,且n≥2时,
当正整数m<cn时,有.
a1符合题意且a1的取值范围是.
已知函数f(x)=log2(x+m),m∈R
( I)若f(1),f(2),f(4)成等差数列,求m的值;
( II)若a、b、c是两两不相等的正数,且a、b、c依次成等差数列,试判断f(a)+f(c)与2f(b)的大小关系,并证明你的结论.
正确答案
(1)因为f(1),f(2),f(4)成等差数列,所以2f(2)=f(1)+f(4),
即:2log2(2+m)=log2(1+m)+log2(4+m),即log2(2+m)2=log2(1+m)(4+m),得
(2+m)2=(1+m)(4+m),得m=0.
(2)若a、b、c是两两不相等的正数,且a、b、c依次成等差数列,
设a=b-d,c=b+d,(d不为0);
f(a)+f(c)-2f(b)=log2(a+m)+log2(c+m)-2log2(b+m)=log2
因为(a+m)(c+m)-(b+m)2=ac+(a+c)m+m2-(b+m)2=b2-d2+2bm+m2-(b+m)2=-d2<0
所以:0<(a+m)(c+m)<(b+m)2,
得0<<1,得log2
<0,
所以:f(a)+f(c)<2f(b).
设等差数列{an}的公差d是2,前n项的和为Sn,则=( )。
正确答案
3
函数,数列
和
满足:
,
,函数
的图像在点
处的切线在
轴上的截距为
.
(1)求数列{}的通项公式;
(2)若数列的项中仅
最小,求
的取值范围;
(3)若函数,令函数
数列
满足:
且
,证明:
正确答案
解:(1)∵ , 得
是以2为首项,1为公差的等差数列,
故
(2) ∵,
,
在点
处的切线方程为
令得
∴仅当时取得最小值,
∴的取值范围为
(3)
所以
又因
则
显然
∵
如图所示,四边形OABP是平行四边形,过点P的直线与射线OA、OB分别相交于点M、N,若 =x
,
=y
(1)利用∥
,把y用x表示出来(即求y=f(x)的解析式);
(2)设数列{an}的首项a1=1,前 n项和Sn满足:Sn=f(Sn﹣1)(n≥2),
求数列{an}通项公式.
正确答案
解:∵,
∴
∵,
∥
,
∴x﹣y(1+x)=0,
∴
即函数的解析式为:f(x)=(0<x<1);
(2)当n≥2时,由Sn=f(Sn﹣1)=,
则
又S1=a1=1,
那么数列{}是首项和公差都为1的等差数列,
则,即Sn=
n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=;
n=1时,a1=1
故an=.
设数列{an}的前n项和为Sn,且对任意的n∈N*,都有an>0,Sn=.
(Ⅰ)求a1,a2的值;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式an;
(Ⅲ)证明:。
正确答案
解:(Ⅰ)当n=1时,有,
由于,所以
,
当n=2时,有,即
,
将代入上式,由于
,所以
。
(Ⅱ)由,
得, ①
则有, ②
②-①,得,
由于,所以
,③
同样有,,④
③-④,得,
所以an+1-an=l,
由于a2-a1=l,
即当n≥l时都有an+1-an=1,
所以数列{an}是首项为l,公差为l的等差数列,故an=n。
(Ⅲ)证法一:由于,
所以,,
即,
令,则有
,
即,
即,故
。
证法二:要证,
只需证,
只需证,
只需证,
由于
,
因此原不等式成立。
设f(x) 是定义在R上的减函数,满足f(x+y)=f(x)·f(y)且f(0)=1,数列{n} 满足
14,(n∈N*);
(Ⅰ)求数列{n}的通项公式;
(Ⅱ)设Sn是数列{n}的前n项和, 试比较Sn与6n2-2的大小。
正确答案
解:(Ⅰ)由题设知可化为
,
∵y=f(x)是定义在R上的单调减函数,
∴,即
,
∴数列是以
为首项,1为公差的等差数列,
∴,
即n=。
(Ⅱ)Sn=a1+a2+a3+···+an =4(1+31+32+···+3n-1)=2(3n-1) ,
当n=1时,有Sn=6n2-2=4;
当n=2时,有Sn=16<6n2-2=22;
当n=3时,有Sn=6n2-2=52;
当n=4时,有Sn=160>6n2-2=94;
当n=5时,有Sn=484>6n2-2=148。
由此猜想当n≥4时, 有Sn>6n2-23n-1>n2,
下面用数学归纳法证明:
①当n=1时显然成立;
②假设当n=k(k≥4,k∈N*)时, 有3k-1>k2;
当n=k+1时,有3k=3·3k-1>3k2,
∵k≥4,
∴k(k-1)≥12, ∴3k2-(k-1)2=2k(k-1)-1>0即3k2>(k+1)2,
∴3k>3k2>(k+1)2, ∴3k>(k+1)2,因此当n=k+1时原式成立。
由①②可知,当n≥4时有3n-1>n2,
即Sn>6n2-2,
综上可知当n=1,3时,有Sn=6n2-2;当n=2时,有Sn<6n2-2;当n≥4时,有Sn>6n2-2。
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