- 等差数列
- 共11217题
已知数列{ }、{
}满足:
.
(1)求
(2)证明:数列{}为等差数列,并求数列
和{
}的通项公式;
(3)设,求实数
为何值时
恒成立.
正确答案
(1);(2)证明见解析,
,
;(3)
≤1.
试题分析:(1)递推依次求得;(2)可得
,化简可证
为等差数列,求出通项公式,进而求出
和{
}的通项公式;(3)裂项法可求
,则代入
,将原不等式恒成立转化为
,利用一元二次函数知识可得
≤1.
解:(1) ∵,∴
; 4分
(2)∵,
∴,
,
∴ , ∴ 数列{
}是以4为首项,1为公差的等差数列, 6分
∴,
, ∴
; 8分
(3) , ∴
,
∴, 10分
由条件可知恒成立即可满足条件,
设,
当=1时,
恒成立,
当 >1时,由二次函数的性质知不可能成立,
当 , 13分
f(n)在为单调递减函数,
,
∴ ∴
<1时
恒成立,
综上知:≤1时,
恒成立. 14分
设等差数列的前
项和为
,已知
,
.
(1)求;
(2)若从中抽取一个公比为
的等比数列
,其中
,且
,
.
①当取最小值时,求
的通项公式;
②若关于的不等式
有解,试求
的值.
正确答案
(1),(2)①
,②
试题分析:
(1)解等差数列问题,主要从待定系数对应关系出发.由等差数列前n项和公式求出公差d即可,(2)①利用等比数列
每一项都为等差数列
中项这一限制条件,对公比
逐步进行验证、取舍,直到满足.因为研究的是
取最小值时的通项公式,因此可从第二项开始进行验证,首先满足的就是所求的公比
,②由①易得
与
的函数关系
,并由
为正整数初步限制
取值范围,当
且
时适合题意,当
且
时,不合题意.再由不等式
有解,归纳猜想并证明
取值范围为
本题难点是如何说明当
时不等式
即
无解,可借助研究数列单调性的方法进行说明.
试题解析:
(1)设等差数列的公差为,则
,解得
, 2分
所以. 4分
(2)因为数列是正项递增等差数列,所以数列
的公比
,
若,则由
,得
,此时
,由
,
解得,所以
,同理
; 6分
若,则由
,得
,此时
,
另一方面,,所以
,即
, 8分
所以对任何正整数,
是数列
的第
项.所以最小的公比
.
所以. 10分
(3)因为,得
,而
,
所以当且
时,所有的
均为正整数,适合题意;
当且
时,
不全是正整数,不合题意.
而有解,所以
有解,经检验,当
,
,
时,
都是
的解,适合题意; 12分
下证当时,
无解, 设
,
则,
因为,所以
在
上递减,
又因为,所以
恒成立,所以
,所以
恒成立,
又因为当时,
,所以当
时,
无解. 15分
综上所述,的取值为
16分
已知各项均为正数的数列{}满足
-
-2
=0,n∈N﹡,且
是a2,a4的等差中项.
(1)求数列{}的通项公式;
(2)若=
,
=b1+b2+…+
,求
的值.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)将-
-2
=0分解因式得
,因为数列
的各项均为正数,
,数列
是以2为公比的等比数列,再根据
是a2,a4的等差中项,列关系可求出通项公式;(2)由(1)得
,计算出
,利用错位相减法求解.
试题解析:(1) 1分
∵数列的各项均为正数,
2分
,∴数列
是以2为公比的等比数列 3分
∵是a2,a4的等差中项,
,∴数列
的通项公式为
6分
(2)由(1)及,得
7分
12分
(本题满分18分) 本题共有3个小题,第1小题满分4分,第2小题满分6分,第3小题满分8分.
设,对于项数为
的有穷数列
,令
为
中最大值,称数列
为
的“创新数列”.例如数列
3,5,4,7的创新数列为3,5,5,7.
考查自然数的所有排列,将每种排列都视为一个有穷数列
.
(1)若,写出创新数列为3,4,4,4的所有数列
;
(2)是否存在数列的创新数列为等比数列?若存在,求出符合条件的创新数列;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在数列,使它的创新数列为等差数列?若存在,求出满足所有条件的数列
的个数;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意,创新数列为3,4,4,4的所有数列有两个,即3,4,1,2和
3,4,2,1. ……………(每写出一个给2分,多写不得分)4分
(2)存在数列的创新数列为等比数列.……………………………………5分
设数列的创新数列为
,
因为为前
个自然数中最大的一个,所以
. ……………………6分
若为等比数列,设公比为
,因为
,所以
.…7分
当时,
为常数列满足条件,即为数列
(或写通项公式); ……………………………………9分
当时,
为增数列,符合条件的数列只能是
,又
不满足等比数列.综上符合条件的创新数列只有一个. ……………………10分
(3)存在数列,使它的创新数列为等差数列, ……………………11分
设数列的创新数列为
,因为
为前
个自然数中最大的一个,所以
.
若为等差数列,设公差为
,
因为,所以
.且
……………………12分
当时,
为常数列满足条件,即为数列
(或写通项公式
),
此时数列是首项为
的任意一个排列,共有
个数列; ……………14分
当时,符合条件的数列
只能是
,此时数列
是
,有1个; ……………………15分
当时,
又
这与
矛盾,所以此时
不存在。 …………17分
综上满足条件的数列的个数为
个(或回答
个). …………18分
略
在正项数列{an}中,令Sn=.
(Ⅰ)若{an}是首项为25,公差为2的等差数列,求S100;
(Ⅱ)若Sn=(P为正常数)对正整数n恒成立,求证{an}为等差数列;
(Ⅲ)给定正整数k,正实数M,对于满足a12+ak+12≤M的所有等差数列{an},求T=ak+1+ak+2+…a2k+1的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,利用等差数列的公差为2,得到=
,
所以S100==
=5.
(Ⅱ)证:令n=1得到=
,则p=1.
由于Sn==Sn=
(1),
Sn+1==
(2),
(2)-(1),将p=1代入整理得-
=
,
化简得(n+1)an+1-nan+2=a1(3)
(n+2)an+2-(n+1)an+3=a1(4),
(4)-(3)得an+1+an+3=2an+2对任意的n≥1都成立.
在(3)中令n=1得到,a1+a3=2a2,从而{an}为等差数列.
(Ⅲ)记t=ak+1,公差为d,
则T=ak+1+ak+2+…a2k+1=(k+1)t+d,则
=t+
,M≥a12+ak+12=t2+(t-kd)2=
(t+
)2+
(4t-3kd)2≥
(t+
)2=
(
)2
则T≤,
当且仅当,即
时等号成立.
正项数列{an}的前n项和Sn满足:
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)令,数列{bn}的前n项和为Tn.证明:对于任意n
N*,都有Tn<
正确答案
(1)2n (2)见解析
(1)
由(1)代入得
已知,定义
.
(1)如果,则
;
(2)如果,则
的取值范围是 .
正确答案
(1)0或1 (2)
试题分析:(1)因为是相邻两项,根据题意有两种情况,①
②
,所以
;
(2)有以下几种情况:
①当时,
,舍;
②当时:
当时,有
,所以
,此时
,成立;
当时,有
,所以
,此时
,所以
;
③当时,
,舍;
④当时,
当时,
即
,因为
,此时
,所以
;
当时,
,即
,因为
,可得
,不成立;
⑤当时,
,舍;
综上可知.
已知等差数列的前
项和为
,且满足:
,
.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列
的最小项是第几项,并求出该项的值.
正确答案
(1);(2)4,23
试题分析:(1)由于为等差数列,且数列的前
项和为
,且满足:
,
.通过假设首项与公差,根据以上两个条件,列出关于首项、公差的两个等式从而解出首项与公差的值.即可求得等差数列的通项.
(2)由(1)可求得等差数列的前n项和的的等式,从而求出数列的通项公式.根据数列
的等式再利用基本不等式可求得结论.
试题解析:(1)设公差为,则有
,即
解得 以
(2)
所以
当且仅当,即
时取等号,
故数列的最小项是第4项,该项的值为23 .
设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N*,都有+…+
=
,记Sn为数列{an}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=3n+(-1)n-1λ·2an(λ为非零常数,n∈N*),问是否存在整数λ,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn.
正确答案
(1)an=n(2)存在整数λ=-1
(1)在已知式中,当n=1时,=
,∵a1>0,∴a1=1,当n≥2时,
+
+
+…+
=
,①
+…+
=
,②
①-②得,=
-
=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1),
∵an>0,∴=Sn+Sn-1=2Sn-an,③
∵a1=1适合上式
当n≥2时,=2Sn-1-an-1,④
③-④得-
=2(Sn-Sn-1)-an+an-1=2an-an+an-1=an+an-1.
∵an+an-1>0,∴an-an-1=1,∴数列{an}是等差数列,首项为1,公差为1,可得an=n.
(2)由(1)知:bn=3n+(-1)n-1λ·2n
∴bn+1-bn=[3n+1+(-1)nλ·2n+1]-[3n+(-1)n-1λ·2n]=2·3n-3λ(-1)n-1·2n>0
∴(-1)n-1·λ<n-1,⑤
当n=2k-1,k=1,2,3,…时,⑤式即为λ<2k-2,⑥
依题意,⑥式对k=1,2,3,…都成立,∴λ<1,
当n=2k,k=1,2,3,…时,⑤式即为λ>-2k-1,⑦
依题意,⑦式对k=1,2,3,…都成立,
∴λ>-,∴-
<λ<1,又λ≠0,∴存在整数λ=-1,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn.
设数列中,若
,则称数列
为“凸数列”.
(Ⅰ)设数列为“凸数列”,若
,试写出该数列的前6项,并求出该6项之和;
(Ⅱ)在“凸数列”中,求证:
;
(Ⅲ)设,若数列
为“凸数列”,求数列前
项和
.
正确答案
解:(1),
,
,
. …………………………………………………………4分
(2)由条件得,
,………………………6分
,即
.………………………………………8分
(3).
. …………………………………………………………10分
由(2)得.………………………………12分
∴,
…………………………………14分
略
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