- 等差数列
- 共11217题
各项均不为零的数列,首项
,且对于任意
均有
(1)求数列的通项公式;
(2)数列的前
项和为
,求证:
。
正确答案
(1)
(2)见解析
(1)由
得,………………………………………………………………………………2分
则
所以是以3为公比,
为首项的等比数列 …………………………………………4分
………………………………………………………… 6分
(2)……………………………………………7分
…………………………………………………………………1分
………………………
……………………………………12分
现有流量均为300的两条河流A、B会合于某处后,不断混合,它们的含沙量分别为2
和0.2
.假设从汇合处开始,沿岸设有若干个观测点,两股水流在流经相邻两个观测点的过程中,其混合效果相当于两股水流在1秒钟内交换100
的水量,即从A股流入B股100
水,经混合后,又从B股流入A股100
水并混合.问:从第几个观测点开始,两股河水的含沙量之差小于0.01
(不考虑泥沙沉淀)?
正确答案
从第9个观测点开始,两股水流的含沙量之差小于0.01.
本题的不等关系为“两股河水的含沙量之差小于0.01”.但直接建构这样的不等关系较为困难.为表达方便,我们分别用
来表示河水在流经第n个观测点时,A水流和B水流的含沙量.则
=2
,
=0.2
,且
.(*)
由于题中问题是针对两股河水的含沙量之差,所以我们不妨直接考虑数列.
由(*)可得:
∴数列是以
为首项,以
为公比的等比数列.
∴.依题意,令
< 0.01,得
.
∴.由
得
,所以,
.
即从第9个观测点开始,两股水流的含沙量之差小于0.01.
【说明】本题为数列、不等式型综合应用问题,难点在于对题意的理解.
已知数列{an}满足a1=,且对任意n∈N*,都有2an-2an+1=3anan+1.
(1)求证:数列{}为等差数列;
(2)试问数列{an}中任意连续两项的乘积ak•ak+1(k∈N*)是否仍是{an}中的项?如果是,请指出是数列的第几项;如果不是,请说明理由.
正确答案
(1)由2an-2an+1=3anan+1,可得-
=
,(3分)
所以数列{}是以
为首项,公差为
的等差数列. (6分)
(2)由(1)可得数列{}的通项公式为
=
,所以an=
. (8分)ak•ak+1=
•
=
==
. (10分)
因为=k2+3k+1+
,(11分)
当k∈N*时,一定是正整数,所以
是正整数. (13分)
所以ak•ak+1是数列{an}中的项,是第项. (14分)
已知已知函数f(x)=,数列{an}满足a1=1,an+1=f(an)(n∈N*).
(Ⅰ)求证:数列{}是等差数列;
(Ⅱ)记Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1,试比较2Sn与1的大小.
正确答案
(Ⅰ)由已知得,an+1=,
∴=
+2,即
-
=2.
∴数列{}是首项,公差d=2的等差数列.(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知=1+(n-1)×2=2n-1,
∴an=(n∈N*),(8分)
∴anan+1==
(
-
),(10分)
∴Sn=a1a2+a2a3++anan+1=+
++
=[(1-
)+(
-
)++(
-
)]=
(1-
)=
.(14分)
∴2Sn-1=-1=
<0(n∈N*),∴2Sn<1.(16分)
设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知an+1=2Sn+2(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成公差为dn的等差数列(如:在a1与a2之间插入1个数构成第一个等差数列,其公差为d1;在a2与a3之间插入2个数构成第二个等差数列,其公差为d2,…以此类推),设第n个等差数列的和是An.是否存在一个关于n的多项式g(n),使得An=g(n)dn对任意n∈N*恒成立?若存在,求出这个多项式;若不存在,请说明理由;
(3)对于(2)中的数列d1,d2,d3,…,dn,…,这个数列中是否存在不同的三项dm,dk,dp(其中正整数m,k,p成等差数列)成等比数列,若存在,求出这样的三项;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)n≥2时,由an+1=2Sn+2,得an=2Sn-1+
两式相减可得:an+1-an=2an,∴an+1=3an,即数列{an}的公比为3
∵n=1时,a2=2S1+2,∴3a1=2a1+2,解得a1=2,
∴an=2×3n-1;
(2)由(1)知an=2×3n-1,an+1=2×3n,
因为an+1=an+(n+1)dn,所以dn=
第n个等差数列的和是An=(n+2)an+×
=4(n+2)×3n-1=(n+2)(n+1)dn,
∴存在一个关于n的多项式g(n)=(n+2)(n+1),使得An=g(n)dn对任意n∈N*恒成立;
(3)假设在数列{dn}中存在dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列
则dk2=dmdp,即()2=
×
因为m,k,p成等差数列,所以m+p=2k①
上式可以化简为k2=mp②
由①②可得m=k=p这与题设矛盾
所以在数列{dn}中不存在三项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列.
已知数列{an}和{bn}满足a1=m,an+1=λan+n,bn=an-+
.
(1)当m=1时,求证:对于任意的实数λ,{an}一定不是等差数列;
(2)当λ=-时,试判断{bn}是否为等比数列.
正确答案
(1)当m=1时,a1=1.a2=λ+1,a3=λ(λ+1)+2=λ2+λ+2
假设{an}是等差数列,由a1+a3=2a2,
得λ2+λ+3=2(λ+1),
即λ2-λ+1=0,
∴△=-3<0,
∴方程无实根.
故对于任意的实数λ,{an}一定不是等差数列.
(2)当λ=-时,an+1=-
an+n,bn=an-
+
bn+1=an+1-
+
=(-
an+n)-
+
=-
an+
-
=-(an-
+
)=-
bn又b1=m-
+
=m-
,
∴当m≠时,{bn}是以m-
为首项,-
为公比的等比数列,
当m=时,{bn}不是等比数列.
已知(-
)n的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列.
(1)证明:展开式中没有常数项;
(2)求展开式中所有有理项.
正确答案
依题意,前三项系数的绝对值是1,C1n(),C2n(
)2,
且2C1n•=1+C2n(
)2,
即n2-9n+8=0,∴n=8(n=1舍去),
∴展开式的第k+1项为Ck8()8-k(-
)k
=(-)kCk8•x
•x-
=(-1)k•Ck8•x
.
(1)证明:若第k+1项为常数项,
当且仅当=0,即3k=16,
∵k∈Z,∴这不可能,∴展开式中没有常数项.
(2)若第k+1项为有理项,当且仅当为整数,
∵0≤k≤8,k∈Z,∴k=0,4,8,
即展开式中的有理项共有三项,它们是:
T1=x4,T5=x,T9=
x-2.
已知实数列{an}是等比数列,其中a7=1,且a4,a5+1,a6成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{an}的前n项和记为Sn,证明:Sn<128(n=1,2,3…).
正确答案
(1)设等比数列{an}的公比为q(q∈R),由a7=a1q6=1,得a1=q-6,
从而a4=a1q3=q-3,a5=a1q4=q-2,a6=a1q5=q-1.
因为a4,a5+1,a6成等差数列,
所以a4+a6=2(a5+1),即q-3+q-1=2(q-2+1),q-1(q-2+1)=2(q-2+1).
所以q=.故an=a1qn-1=q-6qn-1=64(
)n-1=27-n(2)又等比数列前n项和的公式可知:
Sn==
=128[1-(
)n]<128.
已知数列{an}中,a1=4,an=2an-1+2n(n≥2,n∈N*).
(Ⅰ)求a2和a3的值;
(Ⅱ)若数列{}为等差数列,求实数t的值.
正确答案
(Ⅰ)∵a1=4,an=2an-1+2n(n≥2,n∈N*),
∴a2=2a1+22=2×4+4=12;a3=2a2+23=2×12+8=32(4分)
(Ⅱ)∵数列{}为等差数列,∴
,
,
成等差数列,∴
+
=2×
,解得t=0(8分)
当t=0时,=
,此时
-
=
-
=
-
=1(定值)
∴数列{}为首项为1,公差为1的等差数列,(11分)
∴t=0.(12分)
在数列an中,a1=2,an+1=2an+2n+1(n∈N).
(1)求证:数列{}为等差数列;
(2)若m为正整数,当2≤n≤m时,求证:(m-n+1)()1m≤
正确答案
(I)由an+1=2an+2n+1变形得:=
+1,即
-
=1
故数列{}是以
=1为首项,1为公差的等差数列
(II)由(I)得an=n•2n(m-n+1)()1m≤
即(m-n+1)(
)nm≤
令f(n)=(m-n+1)•()nm,则f(n+1)=(m-n)•(
)n+1m
当m>n≥2时,=
•(
)1m=(1+
)•(
)1m≥(1+
)•(
)1m
又(1+)m=1+
•
+>1+
>2>
∴1+
>(
)1m
则>1,则f(n)为递减数列.
当m=n时,f(n)>f(n+1)
∴当m≥n≥2时,f(n)递减数列.
∴f(x)max=f(2)=()1m(m-1),故只需证(
)1m(m-1)≤
要证:(m-n+1)()nm≤
即证
≤(
)m=(1+
)m,而m≥2时,(1+
)m≥
+
•
+
•
=2+
•
=2+=2+
-
≥2+
-
=
故原不等式成立.
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