- 等差数列
- 共11217题
各项均为正数的数列{an}满足an2=4Sn-2an-1(n∈N*),其中Sn为{an}的前n项和.
(1)求a1,a2的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)是否存在正整数m、n,使得向量a=(2an+2,m)与向量b=(-an+5,3+an)垂直?说明理由.
正确答案
(1) a1=1 a2=3 (2) an=2n-1 (3)见解析
解:(1)当n=1时,
A12=4S1-2a1-1=2a2-1,
即(a1-1)2=0,解得a1=1.
当n=2时,a22=4S2-2a2-1=4a1+2a2-1=3+2a2,
解得a2=3或a2=-1(舍去).
(2)an2=4Sn-2an-1,①
An+12=4Sn+1-2an+1-1.②
②-①得:a n+12-an2=4an+1-2an+1+2an
=2(an+1+an),
即(an+1-an)(an+1+an)=2(an+1+an).
∵数列{an}各项均为正数,
∴an+1+an>0,an+1-an=2,
∴数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列.
∴an=2n-1.
(3)∵an=2n-1,
∴a=(2an+2,m)=(2(2n+3),m)≠0,b=(-an+5,3+an)=(-(2n+9),2(n+1))≠0,
∴a⊥b⇔a·b=0
⇔m(n+1)=(2n+3)(2n+9)=[2(n+1)+1][2(n+1)+7]
⇔m(n+1)=4(n+1)2+16(n+1)+7
⇔m=4(n+1)+16+.
∵m,n∈N*,
∴n+1=7,m=4×7+16+1,
即n=6,m=45.
∴当n=6,m=45时,a⊥b.
已知等比数列的前
项和为
,且点
在函数
的图象上.
(1)求的值;
(2)若数列满足:
,且
.求数列
的通项公式.
正确答案
(1)
(2)
(1)因为点在函数
的图象上,所以
,因为
,
,
,
.又数列
为等比数列,所以
,即
,故
,或
(舍去).
(2)由(1)知数列是以
为首项,
为公比的等比数列.所以
,
.由
,得
对
成立. ①
则对
成立. ②
②-①,得,即
对
成立. ③
则有对
成立. ④
④-③,得,
,即
对
成立.由等差数列定义,知
为等差数列.当
时,由①式得
,
,则公差
,所以
.
(本小题12分)已知数列的前
项和
(
为正整数)
(1)求数列的通项公式;
(2)若,
,求
.
正确答案
(1)
(2)
(1)由得
,两式相减得
,即
得数列
是首项为1,公差为1的等差数列,所以
(2)由(1)及得
,
所以 (1)
(2)
由(1)-(2)得
在数列{an}中,a1=3,an+1=3an+3n+1.
(1)设bn=.证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
正确答案
(1)an+1=3an+3n,
∴=
+1,于是bn+1=bn+1,
∴{bn}为首项与公差均为1的等差数列.
又由题设条件求得b1=1,故bn=n,
由此得=n
∴an=n×3n.
(2)Sn=1×31+2×32+…+(n-1)×3n-1+n×3n,
3Sn=1×32+2×33+…+(n-1)×3n+n×3n+1,
两式相减,得2Sn=n×3n+1-(31+32+…+3n),
解出Sn=(-
)3n+1+
.
在数列{an}中,a1=1,an+1=(1+)an+
.
(1)求数列{an}的前n项和Sn;
(2)在数列{an}中,是否存在连续三项成等差数列?若存在,写出满足条件的所有项;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)∵a1=1,an+1=(1+)an+
,
∴an+1=(1+)an+
,
an+1=an+
×
,
n×an+1=(n+1)an+(n+1)×
∴-
=
,
-
=
,
…
-
=
.
等式两边相加,得:
-
=
+
+
+…+
=
=1-
,
∴an=2n-.
∵Sn=2(1+2+3+…+n)-(+
+…+
)
=n(n+1)-(+
+…+
).
设S=+
+…+
,①
则S=
+
+…+
,②
①-②,得S=1+
+
+…+
-
=1+-
=2--
,
∴S=4--
.
∴Sn=n(n+1)-4+.
(2)假设在数列{an}中,存在连续三项ak-1,ak,ak+1(k∈N*,k≥2)成等差数列,
则ak-1+ak+1=2ak,即[2(k-1)-]+[2(k+1)-
]=2(2k-
),
即=0,∴k=3.
∴在数列{an}中,有且仅有连续三项a2,a3,a4成等差数列.
已知首项为的等比数列{an}是递减数列,其前n项和为Sn,且S1+a1,S2+a2,S3+a3成等差数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若,数列{bn}的前n项和Tn,求满足不等式
≥
的最大n值.
正确答案
(I)an=a1=()n;(Ⅱ)n的最大值为4.
试题分析:(I){an}是一等比数列,且a1=.设等比数列{an}的公比为q,由S1+a1,S2+a2,S3+a3成等差数列,可得一个含公比q的方程,解这个方程便得公比q,从而得数列{an}通项公式.
(Ⅱ)由题设及(I)可得:bn=anlog2an=-n∙()n,由等差数列与等比数列的积或商构成的新数列,求和时用错位相消法.用错位相消法可求得
,变形得
≥
,解这个不等式得n≤4,从而得 n的最大值.
试题解析:(I)设等比数列{an}的公比为q,由题知 a1=,
又∵ S1+a1,S2+a2,S3+a3成等差数列,
∴ 2(S2+a2)=S1+a1+S3+a3,
变形得S2-S1+2a2=a1+S3-S2+a3,即得3a2=a1+2a3,
∴ q=
+q2,解得q=1或q=
, 4分
又由{an}为递减数列,于是q=,
∴ an=a1=()n. 6分
(Ⅱ)由于bn=anlog2an=-n∙()n,
∴ ,
于是,
两式相减得:
∴ .
∴ ≥
,解得n≤4,
∴ n的最大值为4. 12分
已知数列中,
且点
在直线
上。
(1)求数列的通项公式;
(2)若函数求函数
的最小值;
(3)设表示数列
的前项和.试问:是否存在关于
的整式
,使得
对于一切不小于2的自然数
恒成立?若存在,写出
的解析式,并加以证明;若不存在,试说明理由。
正确答案
(1)="n" (2)
(3)存在,证明详见解析
试题分析:(1)把点P()代入直线xy1=0得到
,可知数列{
}是等差数列.最后写出等差数列的通项公式
=n.(2)首先求出
的表达式,通过判断
的符号,确定
的单调性,从而求出最小值.(3)求出
,Sn的表达式,可得
,
由该递推公式可得到,
即,故
.
试题解析:(1)点P(
)在直线xy1=0上,即
且a1=1,
数列{
}是以1为首项,1为公差的等差数列.(2)
=n(
)a1=1满足
=n,所以数列
的通项公式为
=n.
(2)
是单调递增,故
的最小值是
(3)
,
即 ,
.
故存在关于n的整式使等式对一切不小于2的自然数n恒成立.
己知各项均为正数的数列{an}满足an+12+an+1an-2an2=0(n∈N*),且a3+2是a2,a4的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若bn=anlog12an,Sn=b1+b2+…+bn,求Sn+n•2n+1>50成立的正整数n的最小值.
正确答案
(Ⅰ)∵an+12-an+1an-2an2=0,∴(an+1+an)(an+1-2an)=0,
∵数列{an}的各项均为正数,
∴an+1+an>0,
∴an+1-2an=0,
即an+1=2an,所以数列{an}是以2为公比的等比数列.
∵a3+2是a2,a4的等差中项,
∴a2+a4=2a3+4,
∴2a1+8a1=8a1+4,
∴a1=2,
∴数列{an}的通项公式an=2n.
(Ⅱ)由(Ⅰ)及bn=anlog12an得,bn=-n•2n,
∵Sn=b1+b2++bn,
∴Sn=-2-2•22-3•23-4•24--n•2n①
∴2Sn=-22-2•23-3•24-4•25--(n-1)•2n-n•2n+1②
①-②得,Sn=2+22+23+24+25++2n-n•2n+1
=-n•2n+1=(1-n)•2n+1-2,
要使Sn+n•2n+1>50成立,只需2n+1-2>50成立,即2n+1>52,
∴使Sn+n•2n+1>50成立的正整数n的最小值为5.
公差不为零的等差数列{an}的第二、三及第六项构成等比数列,则=______.
正确答案
设公差为d(d≠0),由题意a32=a2•a6,
即(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d),
解得d=-2a1,故=
=
=
故答案:
在数列{an}中,a1=1,an+1=1-,bn=
,其中n∈N*.
(1)求证:数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式an;
(2)设cn=n•2n+1•an,求数列{cn}的前n项和.
正确答案
(1)证明:∵bn-1-bn=-
=-
=
-
=2(n∈N*)
∴数列{bn}是等差数列
∵a1=1,∴b1==2
∴bn=2+(n-1)×2=2n
由bn=得,2an-1=
=
(n∈N*)
∴an=
(2)由(1)的结论得an=,∴cn=n•2n+1•an=(n+1)•2n
∴Sn=2•21+3•22+4•23++(n+1)•2n①
2Sn=2•22+3•23+4•24++n•2n+(n+1)•2n+1,②
①-②,得-Sn=2•21+22+23+…+2n-(n+1)•2n+12
=2+2n+1-2-(n+1)•2n+1=-n•2n+1,
∴Sn=n•2n+1
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