- 等差数列
- 共11217题
已知数列{an}满足:a1=2t-3(t∈R且t≠±1),an+1=(n∈N*).
(1)当t=2时,求证:{}是等差数列;
(2)若t>0,试比较an+1与an的大小;
(3)在(2)的条件下,已知函数f(x)=(x>0),是否存在正整数t,使得对一切n∈N*不等式f(an+1)<f(an)恒成立?若存在,求出t的最小值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明:当t=2时,an+1=
∴an+1+1=
∴=
∴-
=
∴{}是以
为公差的等差数列;
(2)∵an+1==
∴=
=
令=bn,则bn+1=
,b1=
=2
∴=
+
,
=
∴=
∴=
∴an=
∴an+1-an=-
=
[n(1+t+…+tn)-(n+1)(1+t+…+tn-1)]
=[(tn-1)+…+(tn-tn-1)]=
[(1+t+…+tn-1)+t(1+t+…+tn-2)+…+tn-1]
显然t>0(t≠1)时,an+1-an>0,∴an+1>an;
(3)∵f(an+1)-f(an)=-
=
<0,an+1>an
∴an+1an-4>0,{an}为递增数列
∴只需a1a2-4>0
∴(2t-3)(t2-2)-4>0
令f(t)=(2t-3)(t2-2)-4,则f′(t)=6t2-6t-8
∴t>2时,f′(t)>0,函数为增函数
∵f(2)=-2<0,f(3)=17>0
∴满足题意的最小正整数t存在,最小值为3.
函数f(x)的定义域为R,数列{an}满足an=f(an-1)(n∈N*且n≥2).
(Ⅰ)若数列{an}是等差数列,a1≠a2,且f(an)-f(an-1)=k(an-an-1)(k为非零常数,n∈N*且n≥2),求k的值;
(Ⅱ)若f(x)=kx(k>1),a1=2,bn=lnan(n∈N*),数列{bn}的前n项和为Sn,对于给定的正整数m,如果的值与n无关,求k的值.
正确答案
(本小题共13分)
(Ⅰ)当n≥2时,
因为an=f(an-1),f(an)-f(an-1)=k(an-an-1),
所以an+1-an=f(an)-f(an-1)=k(an-an-1).
因为数列{an}是等差数列,所以an+1-an=an-an-1.
因为 an+1-an=k(an-an-1),所以k=1.…(6分)
(Ⅱ)因为f(x)=kx,(k>1),a1=2,且an+1=f(an),
所以an+1=kan.
所以数列{an}是首项为2,公比为k的等比数列,
所以an=2•kn-1.
所以bn=lnan=ln2+(n-1)lnk.
因为bn-bn-1=lnk,
所以{bn}是首项为ln2,公差为lnk的等差数列.
所以 Sn==n[ln2+
•lnk].
因为=
=,
又因为的值是一个与n无关的量,
所以=
,
解得k=4.…(13分)
已知首项为a(a≠0)的数列{an}的前n项和为Sn,,若对任意的正整数m、n,都有=(
n
m
)2.
(Ⅰ)证明:数列{an}是等差数列;
(Ⅱ)若a=1,数列{bn}的首项为b(b≠1),第n(n∈N*,n≥2)项bn是数列{an}的第bn-1项,求证:数列|bn-1|为等比数列;
(Ⅲ)若对(Ⅱ)中的数列{an}和{bn}及任意正整数n,均有2an+bn+11≥0成立,求实数b的最小值.
正确答案
(Ⅰ)证明:在=(
n
m
)2中,取m=1,得=n2,即Sn=n2a,
当n≥2时,Sn-1=(n-1)2a,
∴an=Sn-Sn-1=n2a-(n-1)2a=(2n-1)a,
当n=1时,a1=a也适合上式,
∴an=(2n-1)a,n∈N+,
∵an+1-an=2a,
∴{an}是以a为首项,2a为公差的等差数列.
(Ⅱ)证明:当a=1时,由(Ⅰ)可得an=2n-1,
∴bn=2bn-1-1,
即有bn-1=2(bn-1-1),
b1-1=b-1≠0,
∴{bn-1}是以b-1为首项,2为公比的等比数列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,bn-1=(b-1)•2n-1,
∴bn=1+(b-1)•2n-1,
∴由题意得,不等式22n-1+(b-1)•2n-1+12≥0对任意正整数n恒成立,
即b-1≥-=-(2n+
)恒成立.
设t=2n(t=2,4,8,…),则b-1>-(t+)恒成立,
对于函数y=x+,
y′= 1-=
.
当x∈(-2,2
)时,y′<0,当x∈(-∞,-2
)和(2
,+∞)时,y′>0,
∴函数y=x+在(-2
,2
)上单调减,在(-∞,-2
)和(2
,+∞)上单调增.
又当x=4时,y=10;当x=8时,y=11,∴y=t+的最小值是10.∴b-1≥[-(2n+
)]min=-10.
即b≥-9,
∴实数b的最小值是-9.
已知数列an是首项为1,公比为q(q>0)的等比数列,并且2a1,a3,a2成等差数列.
(I)求q的值
(II)若数列bn满足bn=an+n,求数列bn的前n项和Tn.
正确答案
(I)由条件得a3=2a1+a2:
得q2=2+q,
∴q=2或q=-1(舍),
∴q=2.
(II)∵an=2n-1,
∴bn=2n-1+n.
∴Tn=(1+2+3+…+n)+(1+21+22+…+2n-1)
=+2n-1.
设不等式组所表示的平面区域为
,记
内的格点(格点即横坐标和纵坐标均为整数的点)个数为
(1)求的值及
的表达式;
(2)设为数列
的前
项的和,其中
,问是否存在正整数
,使
成立?若存在,求出正整数
;若不存在,说明理由
正确答案
(1) (2) 存在正整数
使
成立.
试题分析:(1)直接把n=1,2代入即可求出f(1),f(2)的值;再把x=1,x=2代入综合求出
f(n)的表达式;(2)先利用bn=2f(n)求出数列{bn}的通项公式,进而求出Sn;把Sn代入,化简得化简得,
(﹡),再分t=1以及t>1求出其对应的n即可说明结论.
⑴
当时,
取值为1,2,3,…,
共有
个格点
当时,
取值为1,2,3,…,
共有
个格点
∴
⑵
将代入
,化简得,
(﹡)
若时
,显然
若时
(﹡)式化简为
不可能成立
综上,存在正整数使
成立.
请写出所有三个数均为质数,且公差为8的等差数列.
正确答案
根据题意,已知公差为8,有8=3×2+2,则这三个数中就有其中一个能被3整除,
而被3整除的质数只有3,故其中一个数为3,且其是第一个数,
又有公差为8,则这三个数为3,11,19;
所以是3,11,19.
已知实数等比数列{an}前n项和为Sn,S3=14,S6=126.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)求数列{lgan}前n项的和Tn.
正确答案
数列的前
项和为
,满足
.等比数列
满足:
.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)若,求
.
正确答案
(1)见解析
(2)
(1)由已知得:, 2分
且
时,
经检验亦满足
∴
5分
∴为常数
∴为等差数列,且通项公式为
7分
(2)设等比数列的公比为
,则
,
∴,则
,
∴
9分
①
②
①②得:
13分
15分
已知正项等差数列的前n项和为
,若
,且
,
,
成等比数列,
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列
的前n项和
.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由等差数列的性质可知,,再由
,
,
成等比数列,可得到关于公差
的方程:
,再由
是正项等差数列可知
,从而可得通项公式
;(2)由(1)及
可知数列
的通项公式为等差数列
与等比数列
的乘积,因此可以考虑采用错位相减法来求其前
项和
:
①,
①:
②,
①-②可得:
,即
.
试题解析:(1)∵等差数列,
,∴
,
,
又∵,
,
成等比数列,∴
或
,
又∵正项等差数列,∴,∴
;
(2)∵,∴
,
∴①,
①:
②,
①-②可得:
,
∴.
已知数列的前
项和
。
(1)求数列的通项公式;
(2)求的最大或最小值.
正确答案
(1) (2)
或
,此时
有最小值
,无最大值.
试题分析:(1) 根据已知求
,可知利用
,求出
和
,而后验证是否可以合为一个通项公式.
(2)根据可知,其是一个开口向上的二次函数,其中
.所以其无最大值,有最小值在对称轴处取得,即
时.但是显然
,所以取离它最近的整数
的值,从而得到
的最小值.
(1)当时,
,
当时,
,
验证将带入
时的
中可得
,不成立,
所以数列的通项公式.
(2)根据可知,其是一个开口向上的二次函数,其中
.
所以无最大值,有最小值在对称轴处取得,即
时,
显然此时,所以取离它最近的正整数
的值,
即或
,此时
有最小值
.
求
,可知利用
;将数列前
项和当做二次函数求最值.
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