- 等差数列
- 共11217题
(本小题满分16分)
已知数列满足,
(1)若数列是等差数列,求
的值;
(2)当时,求数列
的前n项和
;
(3)若对任意都有
成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)
(2)略
(3)的取值范围是
解:(1)若数列是等差数列,则
由得
即
解得,……………………4分
(2)由得
两式相减,得
所以数列是首项为
,公差为4的等差数.
数列是首项为
,公差为4的等差数列,
由
所以……………………6分
①当
……………………8分
②当为偶数时,
……………………10分
(3)由(2)知,
①当为奇数时,
由
令
当
解得……………………13分
②当为偶数时,
由
令
当时,
解得
综上,的取值范围是
………………16分
.甲、乙两人自相距30米处同时相向运动,甲每分钟走3米;乙第1分钟走2米,
且以后每分钟比前1分钟多走0.5米,则甲和乙开始运动后 分钟相遇.
正确答案
5
略
证明以下命题:
(1)对任一正整数,都存在正整数
,使得
成等差数列;
(2)存在无穷多个互不相似的三角形,其边长
为正整数且
成等差数列.
正确答案
存在无穷多个互不相似的三角形,其边长
为正整数且
成等差数列
证明:(1)易知成等差数列,故
也成等差数列,
所以对任一正整数,都存在正整数
,使得
成等差数列.
(2)若成等差数列,则有
,
即 …… ①
选取关于的一个多项式,例如
,使得它可按两种方式分解因式,由于
因此令,可得
…… ②
易验证满足①,因此
成等差数列,
当时,有
且
因此为边可以构成三角形.
其次,任取正整数,假若三角形
与
相似,则有:
,据比例性质有:
所以,由此可得
,与假设
矛盾,
即任两个三角形与
互不相似,
所以存在无穷多个互不相似的三角形,其边长
为正整数且
成等差数列.
(本小题满分12分)
(注意:在试题卷上作答无效)
设函数.数列
满足
,
.
(Ⅰ)证明:函数在区间
是增函数;
(Ⅱ)证明:;
(Ⅲ)设,整数
.证明:
.
正确答案
(Ⅰ)证明见解析。
(Ⅱ)证明见解析。
(Ⅲ)证明见解析。
(Ⅰ),
上为增函数
(Ⅱ)当时,
,又由(Ⅰ)及
时,
,因此当
时,
①
下面运用数学归纳法可以证明 ②
(ⅰ)由,
,应用式①得当
,即得当
时,不等式②成立.
(ⅱ)假设当时,不等式②成立,即
,则由①可得
,即
,故当
时,不等式②成立
综合(ⅰ)(ⅱ)证得,
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,逐项递增,故若存在正整数
,使得
,则
,否则若
,则由
知,
③
由③知
于是
设An为数列{an}的前n项和,An= (an-1),数列{bn}的通项公式为bn=4n+3;
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)把数列{an}与{bn}的公共项按从小到大的顺序排成一个新的数列,证明:数列{dn}的通项公式为dn=32n+1;
(3)设数列{dn}的第n项是数列{bn}中的第r项,Br为数列{bn}的前r项的和;Dn为数列{dn}的前n项和,Tn=Br-Dn,求
正确答案
(1) an=3n (2)证明略(3)
(1)由An=(an-1),可知An+1=
(an+1-1),
∴an+1-an= (an+1-an),即
=3,而a1=A1=
(a1-1),得a1=3,所以数列是以3为首项,公比为3的等比数列,数列{an}的通项公式an=3n.
(2)∵32n+1=3·32n=3·(4-1)2n
=3·[42n+C·42n-1(-1)+…+C
·4·(-1)+(-1)2n]=4n+3,
∴32n+1∈{bn}.
而数32n=(4-1)2n
=42n+C·42n-1·(-1)+…+C
·4·(-1)+(-1)2n=(4k+1),
∴32n{bn},而数列{an}={a2n+1}∪{a2n},∴dn=32n+1.
(3)由32n+1=4·r+3,可知r=,
∴Br=,
(本小题满分14分)
已知数列,其中
是首项为1,公差为1的等差数列;
是公差为
的等差数列;
是公差为
的等差数列(
).
(1)若,求
;
(2)试写出关于
的关系式,并求
的取值范围;
(3)续写已知数列,使得是公差为
的等差数列,……,依次类推,把已知数列推广为无穷数列. 提出同(2)类似的问题((2)应当作为特例),并进行研究,你能得到什么样的结论?
正确答案
(1)=3
(2)
(3)由,
依次类推可得
当时,
的取值范围为
等.
(1) ……2分
……4分
(2) …… 6分
当时,
. ……8分
(3)所给数列可推广为无穷数列,其中
是首项为1,公差为1的等差数列,当
时,数列
是公差为
的等差数列. ……10 分
研究的问题可以是:试写出关于
的关系式,并求
的取值范围.……12分
研究的结论可以是:由,
依次类推可得
当时,
的取值范围为
等. ……14分
已知公差不为零的等差数列的前6项和为60,且
的等比中项
(I)求数列的通项公式;
(II)若数列满足:
,求数列
的前n项和Tn。
正确答案
(I)
(II),
解:(Ⅰ)设的公差为
,
则
(Ⅱ)
已知数列满足
,试写出
, 并求数列
的通项公式.
正确答案
;
∵∴
,由已知
,
故,
∴数列的通项公式为
.
根据如图所示的程序框图,将输出的值依
次分别记为;
,…,
,….
(Ⅰ)分别求数列和
的通项公式;
(Ⅱ)令,求数列
的前
项和
,
其中
.
正确答案
;
(Ⅰ)由框图,知数列
∴
由框图,知数列中,
∴
∴ ∴数列
是以3为首项,3为公比的等比数列
∴ ∴
(Ⅱ)=
=1×(3-1)+3×(32-1)+…+(2k-1)(3k-1)
=1×3+3×32+…+(2k-1)·3k-[1+3+…+(2k-1)]
记 1×3+3×32+…+(2k-1)·3k,①
则1×32+3×33+…+(2k-1)×3k+1 ②
①-②,得-2Sk=3+2·32+2·33+…+2·3k-(2k-1)·3k+1
=2(3+32+…+3k)-3-(2k-1)·3k+1
=2×
=
∴
又1+3+…+(2k-1)=k2
∴
设{an}是正数组成的数列,其前n项和为Sn,并且对于所有的自然数n,an与2的等差中项等于Sn与2的等比中项.
(1)写出数列{an}的前3项.
(2)求数列{an}的通项公式(写出推证过程).
(3)令bn=(n∈N*),求
(b1+b2+b3+…+bn-n).
正确答案
(1) 数列的前3项为2,6,10 ,(2) an=4n-2 ,(3)1
(1)由题意,当n=1时,有,S1=a1,
∴,解得a1=2
当n=2时,有
,S2=a1+a2,将a1=2代入,整理得(a2-2)2=16,由a2>0,解得a2=6.
当n=3时,有,S3=a1+a2+a3,
将a1=2,a2=6代入,整理得(a3-2)2=64,由a3>0,解得a3=10.
故该数列的前3项为2,6,10.
(2)解法一:由(1)猜想数列{an} 有通项公式an=4n-2.
下面用数学归纳法证明{an}的通项公式是an=4n-2,(n∈N*).
①当n=1时,因为4×1-2=2,,又在(1)中已求出a1=2,所以上述结论成立
②假设当n=k时,结论成立,即有ak=4k-2,由题意,有,将ak=4k-2. 代入上式,解得2k=
,得Sk=2k2,
由题意,有,Sk+1=Sk+ak+1,
将Sk=2k2代入得()2=2(ak+1+2k2),
整理得ak+12-4ak+1+4-16k2=0,由ak+1>0,解得ak+1=2+4k,
所以ak+1=2+4k=4(k+1)-2,
即当n=k+1时,上述结论成立.
根据①②,上述结论对所有的自然数n∈N*成立.
解法二:由题意知,(n∈N*)
整理得,Sn=
(an+2)2,
由此得Sn+1=(an+1+2)2,∴an+1=Sn+1-Sn=
[(an+1+2)2-(an+2)2].
整理得(an+1+an)(an+1-an-4)=0,
由题意知an+1+an≠0,∴an+1-an=4,
即数列{an}为等差数列,其中a1=2,公差d=4.
∴an=a1+(n-1)d=2+4(n-1),即通项公式为an=4n-2.
解法三:由已知得,(n∈N*) ①,
所以有 ②,
由②式得,
整理得Sn+1-2·
+2-Sn=0,
解得,
由于数列{an}为正项数列,而,
因而,
即{Sn}是以为首项,以
为公差的等差数列.
所以=
+(n-1)
=
n,Sn=2n2,
故an=即an=4n-2(n∈N*).
(3)令cn=bn-1,则cn=
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