- 等差数列
- 共11217题
已知函数,
.
(1)函数的零点从小到大排列,记为数列
,求
的前
项和
;
(2)若在
上恒成立,求实数
的取值范围;
(3)设点是函数
与
图象的交点,若直线
同时与函数
,
的图象相切于
点,且
函数,
的图象位于直线
的两侧,则称直线
为函数
,
的分切线.
探究:是否存在实数,使得函数
与
存在分切线?若存在,求出实数
的值,并写出分切线方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1);(2)
;(3)当
时,函数
与
存在分切线,为直线
.
试题分析:本题考查三角函数、导数及其应用、等差数列等基础知识;考查运算求解能力、等价转化能力;考查化归与转化、函数与方程、有限与无限等数学思想方法.第一问,先解三角方程,零点值构成等差数列,利用等差数列的通项公式,求和公式求;第二问,先将恒成立转化为
,利用导数判断函数的单调性,求出最大值,得到a的取值范围;第三问,将函数
和
存在分切线转化为“
”或“
”在
上恒成立,结合(1)(2)判断是否符合题意,再进行证明.
试题解析:(1)∵,
∴
∴
,
. 1分
∴, 2分
∴. 4分
(2)∵在
上恒成立,
∴在
上恒成立. 5分
设, ∴
, 6分
∴在
单调递增,
单调递减,
单调递增,
单调递增,
∴的极大值为
,
∴的最大值为
, ∴
. 8分
(3)若函数与
存在分切线,则有“
”或“
”在
上恒成立,
∵当时,
,
.
∴,使得
, ∴
在
不恒成立.
∴只能是在
上恒成立. 9分
∴由(2)可知, ∵函数
与
必须存在交点, ∴
. 10分
当时,函数
与
的交点为
,∵
,
∴存在直线在点
处同时与
、
相切,
∴猜测函数与
的分切线为直线
. 11分
证明如下:
①∵,
设,则
.
令,则有
.
∴在
上单调递增,∴
在
上有且只有一个零点.
又∵,∴
在
单调递减,在
单调递增,
∴,∴
,
即在
上恒成立.
∴函数的图象恒在直线
的上方. 13分
②∵在
上恒成立,
∴函数的图象恒在直线
的下方.
∴由此可知,函数与
的分切线为直线
,
∴当时,函数
与
存在分切线,为直线
. 14分
设
(1)若,求
及数列
的通项公式;
(2)若,问:是否存在实数
使得
对所有
成立?证明你的结论.
正确答案
(1);(2)存在,
试题分析:(1)由
所以数列是等差数列,可先求数列
再求数列
的通项公式;也可以先根据数列
的前几项归纳出数列
的通项公式,然后由数学归纳法证明.
(2)利用数列的递推公式构造函数
,
由,然后结合函数
的单调性,用数学归纳法证明
即可.
解:(1)解法一:
再由题设条件知
从而是首项为0公差为1的等差数列,
故=
,即
解法二:
可写为.因此猜想
.
下用数学归纳法证明上式:
当时结论显然成立.
假设时结论成立,即
.则
这就是说,当时结论成立.
所以
(2)解法一:设,则
.
令,即
,解得
.
下用数学归纳法证明加强命:
当时,
,所以
,结论成立.
假设时结论成立,即
易知在
上为减函数,从而
即
再由在
上为减函数得
.
故,因此
,这就是说,当
时结论成立.
综上,符合条件的存在,其中一个值为
.
解法二:设,则
先证: ①
当时,结论明显成立.
假设时结论成立,即
易知在
上为减函数,从而
即这就是说,当
时结论成立,故①成立.
再证: ②
当时,
,有
,即当
时结论②成立
假设时,结论成立,即
由①及在
上为减函数,得
这就是说,当时②成立,所以②对一切
成立.
由②得
即
因此
又由①、②及在
上为减函数得
即
所以解得
.
综上,由②③④知存在使
对一切
成立.
设等差数列的前
项和为
且
.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前
项和
,并求
的最小值.
正确答案
(1);(2)当
或
时,
最小,最小值为
.
试题分析:(1)设等差数列的公差为
,进而根据条件列出方程组
,从中求解得到
与
,进而可以写出数列
的通项公式;(2)由(1)中结论可得
,法一:进而根据等差数列的通项公式求出该数列的前
项和
,再由二次函数的图像与性质即可求得
的最小值;法二:也可以由
得出该数列从首项开始到哪一项都是非正常,所有这些非正数相加,当然是达到
的最小值.
(1)设等差数列的公差为
,由已知可得
即
,解得
,所以
(2)法一:由(1)可得,则由等差数列的前
项和公式可得
因为为整数,根据二次函数的图像与性质可知:当
或
时,
最小,最小值为
法二:由(1)可得,所以该数列是单调递增数列,令
,解得
所以当
或
时,
最小,最小值为
.
项和;2.二次函数的图像与性质.
设各项均为正数的数列的前
项和为
,满足
,且
恰为等比数列
的前三项.
(1)证明:数列为等差数列; (2)求数列
的前
项和
.
正确答案
(1)见解析; (2).
试题分析:(1)根据递推关系式得,结合
恰为等比数列
的前三项,得到结论. (2)先由
得到
,两式相减,利用错位相减法求前n项和. 所以
.
(1)当时,
,则
,
于是,而,
,故
, 2分
所以时,
为公差为2的等差数列,
因为恰为等比数列
的前三项,所以
即,解得
, 3分
由条件知,则
, 4分
于是,
所以为首项是1,公差为2的等差数列; 6分
(2)由(1)知, 8分
,
两边同乘以3得,
, 9分
两式相减得
, 12分
所以. 13分
互不相同的点A1,A2,…,An,…和B1,B2,…,Bn,…分别在角O的两条边上OA和OB上,所有AnBn相互平行,且所有梯形AnBnBn+1An+1的面积均相等.设OAn=an若a1=1,a2=2则数列{an}的通项公式是_________.
正确答案
an=,n∈N+
设△A1B1O的面积为S0,梯形AnBnBn+1An+1的面积为S
∵所有AnBn相互平行
∴△A1B1O∽△A2B2O=(
)2=
S=3S0
同样依次可得,
,…,
∴
(
)2
…
=
·
·
…
=
an+1=
an=
,n∈N+
已知是公差不等于0的等差数列,
是等比数列
,且
.
(1)若,比较
与
的大小关系;
(2)若.(ⅰ)判断
是否为数列
中的某一项,并请说明理由;
(ⅱ)若是数列
中的某一项,写出正整数
的集合(不必说明理由).
正确答案
(1),(2)
是
中的一项,正整数
的集合是
.
试题分析:(1)记的
,
公差为
,
公比为
,由
,得
,比较
与
的大小关系,由已知
是公差不等于0的等差数列,
是等比数列
,且
,且
,得
,
,当
时,显然
,当
时,由平均值不等式
,从而可比较
与
的大小关系;(2)若
,可得
,
,(ⅰ)令
,由等差数列,等比数列的通项公式,建立方程,解出
,若是正整数,
为数列
中的某一项,若不是正整数,
不是数列
中的一项,(ⅱ)若
是数列
中的某一项,写出正整数
的集合,可由(ⅰ)的方法写出.
试题解析:记的
,
公差为
,
公比为
,由
,得
(1),
,
,
,
当时,显然
;
当时,由平均值不等式
,当且仅当
时取等号,而
,所以
即
.综上所述,
. 5分
(2)(ⅰ)因为,所以
得
所以
或
.因为
,所以
,
.
令,即
,
,
,所以
是
中的一项.
(ⅱ)假设,则
,
,
当或
,(
)时,
.
正整数的集合是
. 13分
设函数,数列
满足
(1)求数列的通项公式;
(2)对,设
,若
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) .(2)
的取值范围是
.
试题分析:(1)由可得:
.所以这是一个等差数列,由等差数列的通项公式即可得.(2)
,
.这是典型的用裂项法求和的数列. 由
得
.要使得
恒成立,则
.用裂项法可求得
,从而得
,令
.下面求
的最小值.将
变形得
.利用函数
的单调性便可得
最小值,进而得
的取值范围.
试题解析:(1)由可得:
.
所以是等差数列.
又因为.
(2) .
,
.
.
恒成立.
令.
.
令,则
.
,易知
时,
最小.
所以,即
的取值范围是
.
已知等差数列{an}中,a5=12,a20=-18.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和Sn.
正确答案
(1)an=-2n+22.
(2)Sn=
解:(1)设数列{an}的公差为d,
依题意得,
解得,
∴an=20+(n-1)×(-2)=-2n+22.
(2)由(1)知|an|=|-2n+22|=,
∴当n≤11时,Sn=20+18+…+(-2n+22)==(21-n)n;
当n>11时,Sn=S11+2+4+…+(2n-22)=110+=n2-21n+220.
综上所述,Sn=.
在等差数列中,
,其前n项和为
,等比数列
的各项均为正数,
,公比为q,且
,
.
(1)求与
;
(2)设数列满足
,求
的前n项和
.
正确答案
(1),
;(2)
.
试题分析:本题主要考查等差数列的通项公式、等比数列的通项公式、等差数列的前n项和公式、裂项相消法求和等数学知识,考查学生的计算能力和分析问题的能力.第一问,利用等比数列的通项公式和等差数列的前n项和公式将已知表达式展开,求出和
,从而求出等差数列、等比数列的通项公式;第二问,利用等差数列的前n项和公式先求出
,得到
进行裂项,用裂项相消法求数列的前n项和
.
试题解析:(1)设的公差为
.
因为所以
3分
解得 或
(舍),
故 ,
. 6分
(2)由(1)可知,, 7分
所以. 9分
故 12分
中国人口已经出现老龄化与少子化并存的结构特征,测算显示中国是世界上人口老龄化速度最快的国家之一,再不实施“放开二胎”新政策,整个社会将会出现一系列的问题.若某地区2012年人口总数为45万,实施“放开二胎”新政策后专家估计人口总数将发生如下变化:从2013年开始到2022年每年人口比上年增加万人,从2023年开始到2032年每年人口为上一年的99%.
(1)求实施新政策后第年的人口总数
的表达式(注:2013年为第一年);
(2)若新政策实施后的2013年到2032年人口平均值超过49万,则需调整政策,否则继续实施.问到2032年后是否需要调整政策?
正确答案
(1);(2)到2032年不需要调整政策.
试题分析:(1)由题意可知,当时,数列
是首项为
,公差为
的等差数列,
当时,数列
是以公比为
的等比数列,又
因此,新政策实施后第年的人口总数
(单位:万元)的表达式为
(2)设为数列
的前
项和,则从2013年到2032年共
年,由等差数列及等比数列的求和公式得:
万
(说明:)
新政策实施到2032年年人口均值为
万
由,故到2032年不需要调整政策.
试题解析:(1)当时,数列
是首项为
,公差为
的等差数列,
2分
当时,数列
是以公比为
的等比数列,又
4分
因此,新政策实施后第年的人口总数
(单位:万元)的表达式为
6分
(2)设为数列
的前
项和,则从2013年到2032年共
年,由等差数列及等比数列的求和公式得:
万 10分
(说明:)
新政策实施到2032年年人口均值为
万 12分
由,故到2032年不需要调整政策. 13分
扫码查看完整答案与解析