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简答题

设数列{an}的通项是关于x的不等式x2-x<(2n-1)x(n∈N′)的解集中整数的个数.

(1)求an并且证明{an}是等差数列;

(2)设m、k、p∈N*,m+p=2k,求证:+

(3)对于(2)中的命题,对一般的各项均为正数的等差数列还成立吗?如果成立,请证明你的结论,如果不成立,请说明理由.

正确答案

(1)不等式x2-x<(2n-1)x即x(x-2n)<0

解得:0<x<2n,其中整数有2n-1个

∴an=2n-1,

由通项公式可得:an-an-1=2,

∴数列{an}是等差数列;

(2)由(1)知Sn==n2

∴Sm=m2,Sp=p2,Sk=k2

+-=+-=

=0,

+

(3)结论成立,证明如下:

设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,

则Sn=na1+d=

∵Sm+Sp-2Sk=ma1+d+pa1+d-[2ka1+k(k-1)d]=(m+p)a1+d-[2ka1+(k2-k)d],

把m+p=2k代入上式化简得Sm+Sp-2Sk=•d=≥0,

∴Sm+Sp≥2Sk

又Sm•Sp==

===()2

+==

故原不等式得证.

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简答题

(1)设a1,a2,…,an是各项均不为零的n(n≥4)项等差数列,且公差d≠0,若将此数列删去某一项后得到的数列(按原来的顺序)是等比数列.

(i)当n=4时,求的数值;

(ii)求n的所有可能值.

(2)求证:对于给定的正整数n(n≥4),存在一个各项及公差均不为零的等差数列b1,b2,…,bn,其中任意三项(按原来的顺序)都不能组成等比数列.

正确答案

(1)①当n=4时,a1,a2,a3,a4中不可能删去首项或末项,否则等差数列中连续三项成等比数列,则推出d=0.

若删去a2,则a32=a1•a4,即(a1+2d)2=a1•(a1+3d)化简得a1+4d=0,得=-4

若删去a3,则a22=a1•a4,即(a1+d)2=a1•(a1+3d)化简得a1-d=0,得=1

综上,得=-4或=1.

②当n=5时,a1,a2,a3,a4,a5中同样不可能删去a1,a2,a4,a5,否则出现连续三项.

若删去a3,则a1•a5=a2•a4,即a1(a1+4d)=(a1+d)•(a1+3d)化简得3d2=0,因为d≠0,所以a3不能删去;

当n≥6时,不存在这样的等差数列.事实上,在数列a1,a2,a3,…,an-2,an-1,an中,由于不能删去首项或末项,

若删去a2,则必有a1•an=a3•an-2,这与d≠0矛盾;

同样若删去an-1也有a1•an=a3•an-2,这与d≠0矛盾;

若删去a3,,an-2中任意一个,则必有a1•an=a2•an-1,这与d≠0矛盾.(或者说:当n≥6时,无论删去哪一项,剩余的项中必有连续的三项)

综上所述,n=4.

(2)假设对于某个正整数n,存在一个公差为d的n项等差数列b1,b2,bn,其中bx+1,by+1,bz+1(0≤x<y<z≤n-1)为任意三项成等比数列,则b2y+1=bx+1•bz+1,即(b1+yd)2=(b1+xd)•(b1+zd),化简得(y2-xz)d2=(x+z-2y)b1d(*)

由b1d≠0知,y2-xz与x+z-2y同时为0或同时不为0

当y2-xz与x+z-2y同时为0时,有x=y=z与题设矛盾.

故y2-xz与x+z-2y同时不为0,所以由(*)得=

因为0≤x<y<z≤n-1,且x、y、z为整数,所以上式右边为有理数,从而为有理数.

于是,对于任意的正整数n(n≥4),只要为无理数,相应的数列就是满足题意要求的数列.

例如n项数列1,1+,1+2,,1+(n-1)满足要求.

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简答题

已知数列{an}的前n项和为Sn,且an=(3n+Sn)对一切正整数n成立

(1)求出:a1,a2,a3的值

(2)证明:数列{3+an}是等比数列,并求出数列{an}的通项公式;

(3)设bn=an,求数列{bn}的前n项和Bn;数列{an}中是否存在构成等差数列的四项?若存在求出一组;否则说明理由.

正确答案

(1)由an=(3n+Sn)可得Sn=2an-3n,故an+1=Sn+1-Sn=2an+3

∵a1=(3+S1),∴a1=3,∴a2=9,a3=21;

(2)证明:由待定系数法得an+1+3=2(an+3)

又a1+3=6≠0

∴数列{an+3}是以6为首项,2为公比的等比数列.

∴an+3=6×2n-1

∴an=3(2n-1).

(3)由(2)可得bn=n2n-n,

∴Bn=1×21+2×22+3×23+…+n×2n-(1+2+3+…+n)   ①

∴2Bn=1×22+2×23+3×24+…+n×2n+1-2(1+2+3+…+n)   ②

①-②得,-Bn=2+(22+23+…+2n)+

化简可得Bn=2+(n-1)2n+1-

假设数列{an}存在构成等差数列的四项依次为:am、an、ap、aq(m<n<p<q)

则3(2m-1)+3(2q-1)=3(2n-1)+3(2p-1)∴2m+2q=2n+2p

上式两边同除以2m,则1+2q-m=2n-m+2p-m

∵m、n、p、q∈N*,且m<n<p<q,

∴上式左边是奇数,右边是偶数,相矛盾.

∴数列{an}不存在构成等差数列的四项.

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简答题

已知数列{an}是首项为a1=4,公比q≠1的等比数列,Sn是其前项和,且4a1,a5,-2a3成等差数列.

(1)求公比q的值;

(2)设An=S1+S2+S3+…+Sn,求An

正确答案

(1)∵4a1,a5,-2a3成等差数列,

∴2a5=4a1+(-2a3),

∵a5=a1q4,a3=a1q2

∴2a1q4=4a1-2•a1q2

∵a1≠0

q4+q2-2=0.

∴q2=1或q2=-2( 舍去)

∵q≠1,

∴q=-1.

(2)∵Sn==2-2•(-1)n

∴An=S1+S2+S3+…+Sn=[2-2•(-1)1]+[2-2•(-1)2]+[2-2•(-1)3]+…+[2-2•(-1)n]

=2n-2•[(-1)+(-1)2+(-1)3+…+(-1)n]

=2n-2=2n+1-(-1)n

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简答题

已知数列{ an}、{ bn}满足:a1=,an+bn=1,bn+1=

(1)求a2,a3

(2)证数列{}为等差数列,并求数列{an}和{ bn}的通项公式;

(3)设Sn=a1a2+a2a3+a3a4+…+anan+1,求实数λ为何值时4λSn<bn恒成立.

正确答案

(1)∵a1=,∴b1=1-=,b2===

a2=1-b2=1-=,b3===,a3=1-b3=1-=

∴a2=,a3=

(2)证明:由an+1+bn+1=1,bn+1=

∴1-an+1=bn+1===

∴1-an+1=,即an-an+1=anan+1

-=1

∴数列{}是以4为首项,1为公差的等差数列.

=4+(n-1)=3+n,则an=

∴bn=1-an=1-=

(3)由an=

∴Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1

=++…+

=-+-+…+-

=-=

∴4λSn-bn=-=

要使4λSn<bn恒成立,只需(λ-1)n2+(3λ-6)n-8<0恒成立,

设f(n)=(λ-1)n2+3(λ-2)n-8

当λ=1时,f(n)=-3n-8<0恒成立,

当λ>1时,由二次函数的性质知f(n)不满足对于任意n∈N*恒成立,

当λ<l时,对称轴n=-=-(1-)<0

f(n)在[1,+∞)为单调递减函数.

只需f(1)=(λ-1)n2+(3λ-6)n-8=(λ-1)+(3λ-6)-8=4λ-15<0

∴λ<,∴λ≤1时4λSn<bn恒成立.

综上知:λ≤1时,4λSn<bn恒成立.

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简答题

已知数列{an}满足an+1=,an≠0,且a1=,cn=()()n(n∈N*).

(Ⅰ)求证:数列{}是等差数列,并求通项an

(Ⅱ)求Tn=c1+c2+…+cn的值.

正确答案

(Ⅰ)∵an+1=,an≠0,

=+

数列{}是首项为=2,公差为的等差数列,

=+(n-1)=n+

所以数列{an}的通项公式为an=

(Ⅱ)∵Cn=(n+1)•(

1

2

)n

∴Tn=2×+3×(

1

2

)2+…+(n+1)×(

1

2

)n

Tn=       2×(

1

2

)2+3×(

1

2

)3+…+(n+1)×(

1

2

)n+1

由①-②得Tn =1+(

1

2

)2+…+(

1

2

)n-(n+1)(

1

2

)n+1

=1+-(n+1)•(

1

2

)n+1

=-

∴Tn=3-

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简答题

已知:函数f(x)=(a,b∈R,ab≠0),f(2)=,f(x)=x有唯一的根.

(1)求a,b的值;

(2)数列{an}对n≥2,n∈N总有an=f(an-1),a1=1;求出数列{an}的通项公式.

(3)是否存在这样的数列{bn}满足:{bn}为{an}的子数列(即{bn}中的每一项都是{an}的项)且{bn}为无穷等比数列,它的各项和为.若存在,找出所有符合条件的数列{bn},写出它的通项公式,并说明理由;若不存在,也需说明理由.

正确答案

(1)f(2)== (1分)

解法一:f(x)=x 有唯一根,所以=x即ax2+(b-1)x=0有唯一根,(1分)

∴△=(b-1)2=0,(1分)

b=1 a=1 (1分)

有 b=1 a=1 得:方程的根为:x=0(1分)

经检验x=0是原方程的根(1分)

解法二:=x

x(-1)=0(1分)

  x1=0,因为方程有唯一的根(1分)

即:-1=0的根也是x=0,(1分)

得b=1 a=1 (1分)

经检验x=0是原方程的根(1分)

(2)an=-=1 (2分)

∴{ }为等差数列 (1分)

=+(n-1)×1=n (2分)

所以 an= (1分)

(3)设{bn} 的首项为,公比为q (m∈N*∈N* )(1分)

所以这个无穷等比数列的各项和为:=,(1分)

=1-q;当m=3 时,q=,bn=()n

当m=4时,q= bn=()n+1 (2分)

若当m=1,m=2 时,显然不符合条件.

m>4,则0<<q<1⇒1<<2 与∈N* 矛盾.

∴只有两个符合条件的数列.(2分)

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简答题

已知抛物线y2=4ax(0<a<1=的焦点为F,以A(a+4,0)为圆心,|AF|为半径在x轴上方作半圆交抛物线于不同的两点M和N,设P为线段MN的中点.

(1)求|MF|+|NF|的值;

(2)是否存在这样的a值,使|MF|、|PF|、|NF|成等差数列?如存在,求出a的值,若不存在,说明理由.

正确答案

(1)F(a,0),设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x0,y0),

由 {,,消去y,得

⇒x2+2(a-4)x+(a2+8a)=0,

∵△>0,∴x1+x2=2(4-a),

∴|MF|+|NF|=(x1+a)+(x2+a)=8.

(2)假设存在a值,使的|MF|,|PF|,|NF|成等差数列,即2|PF|=|MF|+|NF|⇒|PF|=4x0=4-a,

==a(x1+x2)+2a

=2a(4-a)+2a

2a(4-a)+2a=16a-4a2⇒a=2,

⇒0<a<1矛盾.

∴假设不成立.

即不存在a值,使的|MF|,|PF|,|NF|成等差数列.

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简答题

已知a>0,b>0,a,b的等差中项是,且α=a+,β=b+,求α+β的最小值.

正确答案

由a,b的等差中项是得,a+b=1,

∵a>0,b>0,

∴α+β=a+b++=1++

=3++≥3+2=5,当且仅当a=b时取等号,

则α+β的最小值是5.

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简答题

对于数列{an},定义{△an}为数列{an}的一等差数列,其中△an=an+1-an(n∈N*),

(1)若数列{an}通项公式an=n2-n(n∈N*),求{△an}的通项公式;

(2)若数列{an}的首项是1,且满足△an-an=2n,①证明:数列{}为等差数列;②求{an}的前n项和Sn

正确答案

解(1)依题△an=an+1-an

∴△an=[(n+1)2-(n+1)]-(n2-n)=5n-4,

(2)i)由△an-an=2n,即an+1-an-an=2n,即an+1=2an+2n

=+

-=.a1=1,=

所以数列{}是以为首项,为公差的等差数列.

ii)由i)得=+(n-1)=

∴an=•2n=n•2n-1

∴Sn=a1+a2+a3+an=1•20+2•21++n•2n-1,①

∴2Sn=1•21+2•22++n•2n

①-②得-Sn=1+2+22++2n-1-n•2n=-n•2n

∴Sn=n•2n-2n+1=(n-1)•2n+1.

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