- 等差数列
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在二项式的展开式中,前三项系数的绝对值成等差数列.
(1)求展开式的常数项;
(2)求展开式中各项的系数和.
正确答案
解:(1)展开式的通项为,r=0,1,2,…,n
由已知,成等差数列,
∴,
∴n=8.
要求常数项,令,可得r=4,所以常数项为
,
(2)在二项式中,
令x=1可得,(1﹣)8=
,
则展开式中各项系数和为,
已知数列{an},{bn}满足bn=an+1-an,其中n=1,2,3,…
(1)若a1=1,bn=n,求数列{an}的通项公式;
(2)若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=1,b2=2,
①记cn=a6n-1(n≥1),求证:数列{cn}为等差数列;
②若数列中任意一项的值均未在该数列中重复出现无数次,求首项a1应满足的条件。
正确答案
解:(1)当n≥2时,
,
又因为a1=1也满足上式,
所以数列{an}的通项公式为。
(2)①因为对任意的n∈N*,可得bn,
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6.
数列{bn}的前6项分别为1,2,2,1,,
所以
,
所以数列{cn}为等差数列。
②设(k≥0)(其中i为常数且i∈{1,2,3,4,5,6}),
所以
,
所以数列(k∈N,i∈{1,2,3,4,5,6})均为以7为公差的等差数列,
设(其中n=6k+i(k≥0),i∈{1,2,3 ,4,5 ,6}),
当时,对任意的n=6k+i有
;
当时,
,
若,则对任意的k∈N有
,所以数列
为单调减数列;
若,则对任意的k∈N有
,所以数列
为单调增数列;
综上:设集合,
当a1∈B时,数列中必有某数重复出现无数次;
当a1B时,
(i=1,2,3,4,5,6)均为单调数列,任意一个数在这6个数列中最多出现一次,
所以数列中任意一项的值均未在该数列中重复出现无数次,
故所求a1应满足的条件为。
已知数列{an},{bn}满足bn=an+1-an,其中n=1,2,3,…
(Ⅰ)若a1=1,bn=n,求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=1,b2=2,
(ⅰ)记cn=a6n-1(n≥1),求证:数列{cn}为等差数列;
(ⅱ)若数列中任意一项的值均未在该数列中重复出现无数次,求首项a1应满足的条件。
正确答案
解:(Ⅰ)当n≥2时,
有
,
又因为也满足上式,
所以数列{an}的通项为;
(Ⅱ)(ⅰ)因为对任意的n∈N*有,
所以
,
所以数列{cn}为等差数列;
(ⅱ)设(其中i为常数且i∈
),
所以,
所以数列均为以7为公差的等差数列,
设,
(其中n=6k+i(k≥0),i为中的一个常数),
当时,对任意的n=6k+i有
;
当时,
,
①若,则对任意的k∈N有
,所以数列
为单调减数列;
②若,则对任意的k∈N有
,所以数列
为单调增数列;
综上:设集合,
当时,数列
中必有某数重复出现无数次;
当时,
均为单调数列,任意一个数在这6个数列中最多出现一次,所以数列
中任意一项的值均未在该数列中重复出现无数次。
已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*)。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}滿足,证明:数列{bn}是等差数列;
(3)证明:(n∈N*)。
正确答案
解:(1))∵an+1=2an+1(n∈N*),
∴an+1+1=2(an+1),
∴{an+1}是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列
∴an+1=2n即an=2n-1(n∈N*)。
(2)∵
∴
∴2[(b1+b2+…+bn)-n]=nbn,①
2[(b1+b2+…+bn+bn+1)-(n+1)]=(n+1)bn+1 ②
②-①,得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nbn,
即(n-1)bn+1-nbn+2=0,③
nbn+2-(n+1)bn+1+2=0 ④
③-④,得nbn+2-2nbn+1+nbn=0,
即bn+2-2bn+1+bn=0,
∴bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N*),
∴{bn}是等差数列。
(3)∵,k=1,2,3,···,n
∴
∵,k=1,2,3,···,n
∴
∴。
已知数列{an}中,a1=1,当n≥2时,,
(Ⅰ)证明数列是一个等差数列;
(Ⅱ)求an。
正确答案
解:(1)当n=1时,S1=a1=1;
当 n≥2时,an=Sn-Sn-1=,
而≠0,
∴,
∴数列是一个等差数列。
(2)由(1)得,
当n=1时,a1=S1;
当n>1时,an=Sn-Sn-1=,
∴an=。
(Ⅰ)已知公差不为0的等差数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,若数列是等差数列,
①求an;
②令(a>0),若对一切n∈N*,都有
,求q的取值范围;
(Ⅱ)是否存在各项都是正整数的无穷数列{cn},使对一切n∈N*都成立?若存在,请写出数列{cn}的一个通项公式;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)①设等差数列{an}的公差为d,
则,
因为是等差数列,
所以,即
,
解得d=0或d=1,
因为d≠0,所以d=1,
此时,
即是等差数列,
所以an=n,;
②由①得,
所以,
因为,
所以,所以
;
(Ⅱ)假设存在各项都是正整数的无穷数列{cn},使对一切n∈N*都成立,
则,
所以,
所以,
若,则
,
所以当n∈N*时,,即
,
因为cn∈N*,所以,
令c1=M,
所以(c2-c1)+c1≤-(M+1)+M=-1<0,
与矛盾;
若,取N为
的整数部分,
则当n≥N时,,
所以,即
,
因为cn∈N*,所以,
令cN=M,
所以
≤-(M+1)+M=-1<0,
与矛盾;
综上,假设不成立,即不存在各项都是正整数的无穷数列{cn},使对一切n∈N*都成立。
已知{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列,
(1)若an=3n+1,是否存在m、k∈N*,有am+am+1=ak?说明理由;
(2)找出所有数列{an}和{bn},使对一切n∈N*,,并说明理由;
(3)若a1=5,d=4,b1=q=3,试确定所有的p,使数列{an}中存在某个连续p项的和是数列{bn}中的一项,请证明。
正确答案
解:(1)由,
整理后,可得,
∵m、k∈N*,
∴k-2m为整数,
∴不存在m、k∈N*,使等式成立。
(2)若,(*)
(ⅰ)若d=0,则,
当{an}为非零常数列,{bn}为恒等于1的常数列,满足要求。
(ⅱ)若d≠0,(*)式等号左边取极限得,
(*)式等号右边的极限只有当q=1时,才能等于1。此时等号左边是常数,
∴d=0,矛盾。
综上所述,只有当{an}为非零常数列,{bn}为恒等于1的常数列,满足要求。
(3),
设,
,
∴,
∵p、k∈N*,
∴,
取,
由二项展开式可得正整数M1、M2,使得(4-1)2s+2=4M1+1,
,
∴,
∴存在整数m满足要求;
故当且仅当p=3s,s∈N时,命题成立。
设函数f(x)=x2﹣2(﹣1)klnx(k∈N*).f'(x)是f(x)的导函数.
(1)当k为偶数时,正项数列{an}满足:.证明:数列
中任意不同三项不能构成等差数列;
(2)当k为奇数时,证明:当x>0时,对任意正整数n都有[f'(x)]n﹣2n﹣1f'(x)≥2n(2n﹣2)成立.
正确答案
证明:(1)当k为偶数时,f(x)=x2﹣2lnx,
f'(x)=2x﹣=
,f'(an)=
由已知,得出2(﹣1)=
﹣3,
∴+1=2(
+1),数列{
+1}是以2为公比,以
=2为首项的等比数列.
∴+1=22n﹣1=2n,
=2n﹣1,
假设数列中存在不同三项
构成等差数列,
不妨设r<s<t,则,
即2(2s﹣1)=2r﹣1+2t﹣1,2s+1=2r+2t,2s﹣r+1=1+2t﹣r又s﹣r+1>0,t﹣r>0,
∴2s﹣r+1为偶数,1+2t﹣r为奇数,矛盾.故假设不成立.
因此数列中任意不同三项不能构成等差数列.
(2)当k为奇数时,f(x)=x2+2lnx,f'(x)=2x+=2(
),
即证﹣2n﹣12(
)≥2n(2n﹣2)
即证﹣(
)≥2n﹣2.
数学归纳法
当n=1时,左边=0,右边=0,不等式成立.
设当n=k(k≥1)时成立.即﹣(
)≥2k﹣2成立,
则当n=k+1时,﹣(
)=
﹣(
)
≥[(2k﹣2)+()]
﹣(
)
=(2k﹣2)+
+xk﹣1+
﹣(
)
=(2k﹣2)+xk﹣1+
≥(2k﹣2)2+2
=2k+1﹣2
即当n=k+1时不等式成立.
综上所述,对任意正整数n不等式成立.
已知数列{an}的首项为1,对任意的n∈N*,定义bn=an+1-an,
(1)若bn=n+1,求a4;
(2)若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=a,b2=b(ab≠0),
①当a=1,b=2时,求数列{bn}的前3n项和;
②当a=1时,求证:数列{an}中任意一项的值均不会在该数列中出现无数次.
正确答案
(1)解:,
;
(2)①解:因为,
所以,对任意的n∈N*有,
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6.
又数列{bn}的前6项分别为1,2,2,1,,且这六个数的和为7。
设数列{bn}的前n项和为Sn,则
当n=2k(k∈N*)时,;
当n=2k+1(k∈N*)时,
,
所以,当n为偶数时,;当n为奇数时,
;
②证明:由①知:对任意的n∈N*有bn+6=b6,
又数列{bn}的前6项分别为1,b,b,1,,且这六个数的和为
,
设(其中i为常数且i∈{1,2,3,4,5,6}),
所以
,
所以,数列{a6n+i}为以为公差的等差数列.
因为b>0时,,b<0时,
,
所以{a6n+i}为公差不为零的等差数列,其中任何一项的值最多在该数列中出现一次,
所以数列{an}中任意一项的值最多在此数列中出现6次,
即任意一项的值不会在此数列中重复出现无数次。
设m个不全相等的正数a1,a2,…,am(m≥7)依次围成一个圆圈,
(Ⅰ)若m=2009,且a1,a2,…,a1005是公差为d的等差数列,而a1,a2009,a2008,…,a1006是公比为q=d的等比数列;数列a1,a2,…,am的前n项和Sn(n≤m)满足:S3=15,S2009=S2007+12a1,求通项an(n≤m);
(Ⅱ)若每个数an(n≤m)是其左右相邻两数平方的等比中项,求证:
。
正确答案
解:(Ⅰ)因是公比为d的等比数列,
从而,
由,
故解得d=3或d=-4(舍去),因此d=3,
又,
从而当n≤1005时,;
当1006≤n≤2009时,
由是公比为d的等比数列,
得,
因此;
(Ⅱ)由题意得
,
由①得,④
由①,②,③得,
故,⑤
又,
故有,⑥
下面反证法证明:m=6k,若不然,设m=6k+p,其中1≤p≤5,
若取p=1即m=6k+1,
则由⑥得,
而由③得,得
,
由②得,
而,
由④及⑥可推得(1≤n≤m)与题设矛盾;
同理若P=2,3,4,5均可得(1≤n≤m)与题设矛盾,
因此m=6k为6的倍数,
由均值不等式得,
由上面三组数内必有一组不相等(否则,从而
与题设矛盾),
故等号不成立,从而;
又m=6k,由④和⑥得
,
因此由⑤得
。
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