- 等差数列
- 共11217题
已知动圆Q经过点A,且与直线
相切,动圆圆心Q的轨迹为曲线C,过定点
作与y轴平行的直线且和曲线C相交于点M1,然后过点M1作C的切线和x轴交于点
,再过
作与y轴平行的直线且和C相交于点M2,又过点M2作C的切线和x轴交于点
,如此继续下去直至无穷,记△
的面积为
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)试求的值。
正确答案
(Ⅰ)曲线C的方程为
(Ⅱ)
(Ⅰ)由题意知,动圆圆心Q到点A和到定直线
的距离相等,
∴动圆圆心Q的轨迹是以点A为焦点,以直线为准线的抛物线
∴曲线C的方程为。 -------------------------------------------------4分
(Ⅱ)如图,设点,则
的坐标为
,
,∴曲线C在点
处的切线方程为:
-----------7分
令y=0,得此切线与x轴交点的横坐标,即
,
, ---------10分
∴
∴数列是首项
公比为
的等比数列, -----12分
-------------14分
已知数列{an}中a1=2,an+1=2-,数列{bn}中bn=
,其中 n∈N*.
(Ⅰ)求证:数列{bn}是等差数列;
(Ⅱ)设Sn是数列{bn}的前n项和,求
+
+…+
;
(Ⅲ)设Tn是数列{ ()n•bn }的前n项和,求证:Tn<
.
正确答案
(Ⅰ)bn+1==
=
,而 bn=
,
∴bn+1-bn=-
=1.n∈N*
∴{bn}是首项为b1==1,公差为1的等差数列.(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知bn=n,bn=
n. ∴Sn=
(1+2+…+n)=
,
于是=
=6(
-
),
故有+
+…+
=6(1-
+
-
+…+
-
)
=6(1-)=
.(9分)
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)可知 ()n•bn=n•(
)n,
则Tn=1•+2•(
)2+…+n•(
)n.∴
Tn=1•(
)2+2•(
)3+…+(n-1)(
)n+n•(
)n+1.
则 Tn=
+(
)2+(
)3+…+(
)n-n•(
)n+1=
[1-(
1
3
)n]-n•()n+1,
∴Tn=-
(
)n-1-
•(
)n<
. (14分)
已知数列{an},其前n项和为Sn,对任意n∈N*都有:Sn=man+1-m(m∈R,m≠0且m≠1).
(1)求证:{an}是等比数列;
(2)若S3,S7,S5,构成等差数列,求实数m的值;
(3)求证:对任意大于1的实数m,S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n不能构成等差数列.
正确答案
(1)当n=1时,a1=S1=ma1+1-m,
又m≠0,且m≠1,故a1=1.
当n≥2时,Sn-1=man-1+1-m,
故an=man-man-1,即(m-1)an=man-1,
也即=
≠0,
所以,{an}是以1为首项,为公比的等比数列;
(2)由S3,S7,S5构成等差数列,知:2S7=S3+S5,
即2(ma7+1-m)=(ma3+1-m)+(ma5+1-m),又m≠0,化简得:2a7=a3+a5,
令q=,则2q4-q2-1=0,得q2=1或q2=-
(舍),
即q=1(舍),q=-1,
由=-1,解得,m=
.
(3)假设S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,
S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n构成等差数列,
则2(S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n)=(S1+S2+S3+…+Sn)+(S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n)
即2(ma3n+1+m-1+ma3n-2+m-1+…+ma4n+m-1)
=(ma1+m-1+ma2+m-1+…+man+m-1)+(ma7n+1+m-1+ma7n+2+m-1+…+ma8n+m-1),
化简得2m(S4n-S3n)=mSn+m(S8n-S7n),
又知(S4n-S3n)=q3nSn,(S8n-S7n)=q7nSn,
可得2q3nSn=q7nSn+Sn,(*)
而m>1,所以q>1,Sn>0,
且1+q7n>2>2
=2q3n,故(*)无解
所以假设错误,
故对任意大于1的实数m,
S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n不能构成等差数列.
数列an中,a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2且n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(2)设bn=,证明{bn }是等差数列;
(3)求数列{an}的前n项和Sn.
正确答案
(1)a2=2a1+2+3=1,a3=2a22+23+3=13
(2)bn+1-bn=-
=
(an+1-2an-3)=
=1.
∴数列{bn }是公差为1的等差数列.
(3)由(2)得bn==n-1,∴an=(n-1)•2n-3(n∈N*)
∴sn=0×21+1×22+…+(n-1)2n-3n
令Tn=0×21+1×22+…+(n-1)2n
则2Tn=0×22+1×23+…+(n-2)2n+(n-1)2n+1
两式相减得:-Tn=22+23+…+2n-(n-1)•2n+1
=-(n-1)2n+1=(2-n)•2n+1-4
∴Tn=(n-2)•2n+1+4
∴sn=(n-2)2n+1-3n+4.
政府决定用“对社会的有效贡献率”对企业进行评价,用表示某企业第n年投入的治理污染的环保费用,用
表示该企业第n年的产值. 设
(万元)且以后治理污染的环保费用每年比上一年增加2
(万元);又设
(万元),且企业的产值每年比上一年的平均增长率为10%. 用
表示企业第n年 “对社会的有效贡献率”
(Ⅰ)求该企业第一年和第二年的“对社会的有效贡献率”;
(Ⅱ)已知1.13≈1.33,1.18≈2.14,试问:从第几年起该企业“对社会的有效贡献率”不低于20%?
正确答案
(1)该企业第一年的“对社会的有效贡献率”为1%;第二年的“对社会的有效贡献率”为3.3% (2) 7
Ⅰ)∵,
∴=1%,
="3.3"
∴该企业第一年的“对社会的有效贡献率”为1%;
第二年的“对社会的有效贡献率”为3.3%
(Ⅱ)∵
∴
%
先证%为增函数.
证法一:∵>0,
∴,
即为关于n的增函数.
证法二:
即为关于n的增函数.
再验证:
而
故从第7年该企业的“对社会的有效贡献率”不低于20%
)设数列满足条件:
,且
)
求证:对于任何正整数n,都有
正确答案
证明见解析
证明:令 ,则有
,且
, 于是
由算术-几何平均值不等式,可得
+
注意到 ,可知
,即
设非负等差数列的公差
,记
为数列
的前n项和,证明:
1)若,且
,则
;
2)若则
。
正确答案
证明略
设非负等差数列的首项为
,公差为
。
(1)因为,所以
,
,
。
从而有。 因为
,所以有
于是
。
(2)
又因为,所以有
设数列{an}的前n项积为Tn,且Tn=2-2an(n∈N*).
(1)求,
,
,并证明
-
=
(n≥2);
(2)设bn=(1-an)(1-an+1),求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(1)令n=1,可得T1=a1=2-2a1,可得a1=,即T1=
;
令n=2可得T2=2-2a2,即a2=2-2a2,解得a2=
,同理可求a3=
=
,
=2,
=
;
由题意可得:Tn=2-2 ⇒Tn•Tn-1=2Tn-1-2Tn(n≥2),
所以-
=
(n≥2);
(2)数列{}为等差数列,
=
,
当n≥2时,an==
,,当n=1时,a1=
也符合,所以an=
.
bn==
-
,
∴sn= +
+…+
=
-
+
-
+…+
-
=
-
=
.
已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,数列{an+Sn}是公差为2的等差数列.
(Ⅰ)求a2,a3;
(Ⅱ)证明数列{an-2}为等比数列;
(Ⅲ)判断是否存在λ(λ∈Z),使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,若存在,求出λ的最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)∵数列{an+Sn}是公差为2的等差数列,∴(an+1+Sn+1)-(an+Sn)=2,
即an+1=,(2分)∵a1=1,∴a2=
, a3=
;(4分)
(Ⅱ)证明:由题意,得a1-2=-1,∵=
=
,∴{an-2}是首项为-1,公比为
的等比数列;(8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)得an-2=-()n-1,∴an=2-(
)n-1,∵{an+Sn}是首项为a1+S1=2,公差为2的等差数列,∴an+Sn=2+(n-1)×2=2n,∴Sn=2n-2+(
)n-1,(9分)
设存在整数λ,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,
即存在整数λ,使不等式n-1+()n-1≥λ[2-(
)n-1]对任意的n∈N*成立,∴当n=1时,不等式成立,解得λ≤1,(10分)
以下证明存在最大的整数λ=1,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立.
当n=2时,不等式化简为≥
,成立;
当n≥3时,∵(Sn-n+1)-an=n-3+()n-2>0,∴(Sn-n+1)>an成立.
综上,知存在整数λ,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,且λ的最大值为1.(14分)
设数列的首项
,前
项和为
,且
,
,
成等差数列,其中
.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足:
,记数列
的前
项和为
,求
及数列
的最大项.
正确答案
(1);(2)
,最大项是
.
试题分析:(1)根据题意可知,考虑到当
时,
,因此可以结合条件消去
得到数列
的地推公式:当
时,
,
∴,∴
,容易验证当
时,上述关系式也成立,从而数列
是首项为1,公比为2的等比数列,即有
;(2)根据(1)中求得的通项公式,结合条件
,因此可以考虑采用裂项相消法来求其前
项和:
,利用作差法来考察数列
的单调性,可知当
时,
,即
;当
时,也有
,但
;当
时,
,
,即
,因此最大项即为
.
试题解析:(1)由、
、
成等差数列知
, 1分
当时,
,∴
,
∴, 4分
当时,由
得
, 5分
综上知,对任何,都有
,又
,∴
,
. 6分
∴数列是首项为1,公比为2的等比数列,∴
; 7分
(2), 10分
, 12分
,
当时,
,即
;当
时,也有
,但
;当
时,
,
,即
,∴数列
的的最大项是
. 15分
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