- 等差数列
- 共11217题
已知数列{an}中,a1=2,a2=3,其前n项和Sn满足Sn+1+Sn-1=2Sn+1(n≥2,n∈N*).
(Ⅰ)求证:数列{an}为等差数列,并求{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=2nan,求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)证明:由已知:(sn+1-sn)-(sn-sn-1)=1 (n≥2,n∈N*),
即an+1-an=1 (n≥2,n∈N*)且a2-a1=1.
∴数列{an}是以a1=2为首项,公差为1的等差数列.
∴an=n+1.(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知bn=(n+1)•2n,它的前n项和为Tn
Tn=2•21+3•22+4•23++n•2n-1+(n+1)•2n(1)
2Tn=2•22+3•23+4•24++n•2n+(n+1)•2n+1(2)
(1)-(2):
-Tn=2•21+22+23+24++2n-(n+1)•2n+1
=4+ -(n+1)•2n+1
=-n•2n+1
∴Tn=n•2n+1(13分)
(2011•重庆)设实数数列{an}的前n项和Sn满足Sn+1=an+1Sn(n∈N*).
(1)若a1,S2,﹣2a2成等比数列,求S2和a3.
(2)求证:对k≥3有0≤ak≤.
正确答案
(1)S2=﹣2
(2)见解析
(1)由题意,
得S22=﹣2S2,
由S2是等比中项知S2≠0,
∴S2=﹣2.
由S2+a3=a3S2,解得.
(2)证明:因为Sn+1=a1+a2+a3+…+an+an+1=an+1+Sn,
由题设条件知Sn+an+1=an+1Sn,
∴Sn≠1,an+1≠1,且,
从而对k≥3 有ak==
=
①
因,且
,
要证,由①,只要证
即证,即
,
此式明显成立,因此.
在公差不为0的等差数列中,
,且
成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)设,试比较
与
的大小,并说明理由.
正确答案
(1)an=n+1;(2)bn+1>bn.
试题分析:本题主要考查等差数列的通项公式、等比中项、数列的单调性等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,先用等比中项的定义将数学语言转化为数学表达式,再用等差数列的通项公式将已知的所有表达式都用和
展开,解方程组解出基本量
和
,利用等差数列的通项公式写出数列
的通项公式;第二问,先利用单调性的定义,利用
来判断数列
单调递增.
试题解析:(1)设等差数列{an}的公差为d.由已知得
4分
注意到d≠0,解得a1=2,d=1.
所以an=n+1. 6分
(2)由(1)可知
,
,
因为 10分
, 11分
所以bn+1>bn. 12分
已知等差数列的公差不为零,其前n项和为
,若
=70,且
成等比数列,
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为
,求证:
.
正确答案
(1);(2)答案详见解析.
试题分析:数列问题要注意以下两点①等差(比)数列中各有5个基本量,建立方程组可“知三求二”;②数列的本质是定义域为正整数集或其有限子集的函数,数列的通项公式即为相应的解析式,因此在解决数列问题时,应注意用函数的思想求解.(1)由题知,展开,又
,利用等差数列通项公式展开,得
方程,联立求
,进而求数列
的通项公式;(2)求数列前
项和,首先考虑其通项公式
,利用裂项相消法,求得
,将其看作自变量为
的函数,求其值域即可.
试题解析:(1)由题知,即
, 2分
解得或
(舍去), 4分
所以数列的通项公式为 . 4分
(2)由(1)得 7分
则 8分
则
= 10分
由可知
,即
11分
由可知
是递增数列,则
13分
可证得: 14分
项和;3、裂项相消法.
已知,若
,则
的表达式为________.
正确答案
试题分析:,
,
,
,
,即
,当且仅当
时取等号,当
时,
;当
时
,
,
,即
,
数列
是以
为首项,以1为公差的等差数列
,当
时,
,
,
等差数列的前n项和为
,已知
,
为整数,且
.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列
的前n项和
.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由已知可得等差数列的公差
为整数.由
可得
列出不等式组解得
的范围,从而可确定整数
的值,最后由等差数列的通项公式可求得数列
的通项公式;
(2)由已知先写出,
列出的表达式
,
由于可分裂为
,故采用裂项相消法求
.
(1)由,
为整数知,等差数列
的公差
为整数.又
,故
于是
,解得
,因此
,故数列
的通项公式为
.
(2),
于是.
项和.
(1) 为等差数列
的前
项和,
,求
;
(2)在等比数列中,若
,求首项
和公比
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)此题为基本量法的习题,为等差数列,
,
,将已知条件代入,解得
与
, 再代入求
;
(2)也是先设基本量首项与公比,代入
,解得
与
.
解:(1)由题意知:
(2)由题意知:
已知正项数列满足:
,数列
的前
项和为
,且满足
,
.
(1)求数列和
的通项公式;
(2)设,数列
的前
项和为
,求证:
.
正确答案
(1),
;(2)详见解析.
试题分析:(1)解以为变量的一元二次方程得出数列
的通项公式,利用
与
之间的关系利用作差法求出数列
的通项公式;(2)先求出数列
的通项公式,方法一是将
的前
项和中的项一一配对并进行裂项展开,然后利用裂项法求
,进而证明相应不等式;方法二是将数列
中的每一项进行拆开,然后逐项求和
,进而证明相应不等式.
试题解析:(1)由,得
,
由于是正项数列,所以
,
由可得当
时,
,两式相减得
,
数列
是首项为
,公比
的等比数列,
;
(2),
方法一:
,
;
方法二:,
.
已知数列是等差数列,且
.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列
的前
项和.
正确答案
(1);(2)当
时,
;当
时,
,当
且
时,
.
试题分析:(1)利用等差数列的通项公式,将已知的等式转化成用首项与公差表示,从而求出
,最后由等差数列的通项公式
可得到数列
的通项公式;(2)设
,从而得到
,针对
、
及
且
分三类进行求解,当
、
时,直接可求得
,当
且
时,应用错位相减法进行求和即可,问题得以解决.
试题解析:(1)设数列的公差为
,则
即
,而
,所以
所以
(2)令,其中
则①
当时,
当时,
当且
时,
②
①-②得:
∴.
项和公式;3.等比数列的前
项和公式;4.错位相减法求和;5.分类讨论的思想.
已知数列{an},其前n项和为Sn.
(1)若对任意的n∈N,a2n-1,a2n+1,a2n组成公差为4的等差数列,且a1=1,=2013,求n的值;
(2)若数列是公比为q(q≠-1)的等比数列,a为常数,求证:数列{an}为等比数列的充要条件为q=1+
.
正确答案
(1)n=1005(2)见解析
(1)解:因为a2n-1,a2n+1,a2n组成公差为4的等差数列,
所以a2n+1-a2n-1=4,a2n=a2n-1+8(n∈N*),
所以a1,a3,a5,…,a2n-1,a2n+1是公差为4的等差数列,且a2+a4+a6+…+a2n=a1+a3+…+a2n-1+8n.
又因为a1=1,所以S2n=2(a1+a3+…+a2n-1)+8n=2 +8n=4n2+6n=2n(2n+3),
所以=2n+3=2013,所以n=1005.
(2)证明:因为+a=(a+1)qn-1,所以Sn=(a+1)qn-1an-aan,①
所以Sn+1=(a+1)qnan+1-aan+1,②
②-①,得(a+1)(1-qn)an+1=[a-(a+1)qn-1]an.③
(ⅰ)充分性:因为q=1+,所以a≠0,q≠1,a+1≠aq,代入③式,得
q(1-qn)an+1=(1-qn)an.因为q≠-1,q≠1,
所以=
,n∈N*,所以{an}为等比数列,
(ⅱ)必要性:设{an}的公比为q0,则由③得
(a+1)(1-qn)q0=a-(a+1)qn-1,
整理得(a+1)q0-a=(a+1) qn,
此式为关于n的恒等式,若q=1,则左边=0,右边=-1,矛盾;
若q≠±1,当且仅当时成立,所以q=1+
.
由(ⅰ)、(ⅱ)可知,数列{an}为等比数列的充要条件为q=1+.
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