- 等差数列
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已知两点M(-1,0),N(1,0),且点P使成等差小于零的等差数列,
(1)点P的轨迹是什么曲线?
(2)若点P坐标为(x0,y0),记θ为与
的夹角,求tanθ。
正确答案
解:(1)记P(x,y),由M(-1,0),N(1,0)得
,
∴,
于是,是等差小于零的等差数列等价于
,即
,
所以,点P的轨迹是以原点为圆心,为半径的右半圆。
(2)点P的坐标为,
,
,
∴,
,
∴,
。
已知数列{an}的前n项和Sn=-an-+2(n∈N*)。
(1)令bn=2nan,求证:数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式。
(2)令,Tn=c1+c2+…+cn,试比较Tn与
的大小,并予以证明。
正确答案
解:(1)在中,令n=1,可得,
,即
当时,
,
∴
∴
即
∵
∴
即当时,
又
∴数列是首项和公差均为1的等差数列
于是
∴。
(2)由(1)得,
所以 ①
②
由①-②得
∴
∴
于是确定的大小关系等价于比较
的大小
由
可猜想当时
,证明如下:
(i)当n=3时,成立。
(ii)假设时
所以当时猜想也成立
综合(i)(ii)可知 ,对一切的正整数,都有
∴>0
设数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且nan-Sn=2n(n-1),n∈N*,
(1)求a2的值及数列{an}的通项公式an;
(2)若数列{bn}满足:4bn=Sn+n-1+(-1)n,当n≥2时,记,
①计算E9的值;
②求(2n-En)的值。
正确答案
解:(1)∵nan-Sn=2n(n-1),a1=1,
∴n=2时,a2=5,
当n≥2时,,
∴,
即,
∴,
∴数列{an}是首项为1,公差为4的等差数列,
故an=4n-3(n∈N*)。
(2)∵4bn=Sn+n-1+(-1)n(n∈N*),
∴4bn=2n2-1+(-1)n(n∈N*),
∴,故
,
当n为大于0的偶数时,,
当n为大于1的奇数时,,
①;
②n>1,且n∈N*时,若n为偶数,
则;
若n为奇数,
则,
∴,
∴。
在数列{an}中,a1=1,an+1=1-,bn=
,其中n∈N*,
(Ⅰ)求证:数列{bn}为等差数列;
(Ⅱ)求证:。
正确答案
证明:(Ⅰ),
∴数列{bn}为等差数列。
(Ⅱ)因为,
所以,
原不等式即为证明,
即成立,
用数学归纳法证明如下:
当n=2时,成立,所以n=2时,原不等式成立;
假设当n=k时,成立,
当n=k+1时,
,
所以当n=k+1时,不等式成立;
所以对n∈N*,n≥2,总有成立。
设M为部分正整数组成的集合,数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,已知对任意整数k属于M,当n>k时,Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)都成立。
(1)设M={1},a2=2,求a5的值;
(2)设M={3,4},求数列{an}的通项公式。
正确答案
解:(1)∵k=1,
∴,
∴,
即:,
所以,n>1时,{an}成等差,而a2=2,,
∴,∴
。
(2)由题意:,
,
,
,
当n≥5时,由(1)(2)得:,
由(3)(4)得:,
由(1)(3)得:,
由(2)(4)得:,
由(7)(8)知:成等差,
成等差;
设公差分别为:d1,d2,
由(5)(6)得:,
,
由(9)(10)得:,
∴{an}(n≥2)成等差,设公差为d,
在(1)(2)中分别取n=4,n=5得:
,即
,
,即
,
∴,∴
。
设数列{an}的前n项积为Tn,Tn=1-an;数列{bn}的前n项和为Sn,Sn=1-bn,
(Ⅰ)设,
①证明数列{cn}成等差数列;
②求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若Tn(nbn+n-2)≤kn对n∈N*恒成立,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)①由,得
,
,
即,
又,
所以,数列{cn}是以2为首项,1为公差的等差数列。
②,
。
(Ⅱ)因为Sn=1-bn,S1=1-b1=b1,
所以b1=,Sn-1=1-bn-1(n≥2),Sn-Sn-1=bn-1-bn,2bn=bn-1(n≥2),
所以数列{bn}是以为首项,
为公比的等比数列,
所以。
因为对n∈N*恒成立,
所以对n∈N*恒成立,
即对n∈N*恒成立,
设,
则,
因为,
所以f(n)>f(n+1),
所以,当n∈N*时,f(n)单调递减,
设,则
,
,
所以,当1≤n<4时,g(n)单调递增;g(4)=g(5);当n≥5时,g(n)单调递减;
设L(n)=f(n)+g(n),则 L(1)<L(2)<L(3),L(3)>L(4)>L(5)>L(6)>……,
所以L(3)最大,且,
所以,实数k的取值范围为。
已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N*)。
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足证明{bn}是等差数列。
正确答案
解:(1)∵
∴
∵
∴
∴是以
为首项,2为公比的等比数列。
(2)由(1)得
∴
。
(3)∵
∴
∴ ①
②
②-①,得
即 ③
④
④-③,得
即
∴
∴是等差数列。
已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2),a1=,
(1)求证:{}是等差数列;
(2)求an的表达式;
(3)若bn=2(1-n)·an(n≥2)时,求证:b22+b32+…+bn2<1;
(4)若bn=-2an(n≥2)时,求证:b2+b3+…+bn<1。
正确答案
(1)证明:∵,
∴,
∴,
又,
∴是以2为首项,2为公差的等差数列;
(2)解:由(1),,
∴,
当n≥2时,;
当n=1时,;
∴。
(3)由(2)知,,
∴
;
(4)由(2)知,,
∴b2+b3+…+bn。
在数列{an}中,a1=0,且对任意k∈N*,a2k-1,a2k,ak+1成等差数列,其公差为dk (1)若dk=2k,证明a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列(k∈N*);
(2)若对任意k∈N*,a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列,其公比为qk。
(i)设q1≠1,证明是等差数列;
(ii)若a2=2,证明。
正确答案
解:(1)由题设,可得
所以
由a1=0,得a2k+1=2k(k+1)
从而,
于是
所以
所以dk=2k时,对任意k∈N*,a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列;
(2)(i)由a2k-1,a2k,a2k+1成等差数列,及a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列,得2a2k=a2k-1+a2k+12=+qk当q1≠1时,可知qk≠1,k∈N*
从而
即
所以是等差数列,公差为1;
(ii)由a1=0,a2=2,可得a3=4,从而
由(i)有得
所以
从而
因此
以下分两种情况进行讨论:
①当n为偶数时,设n=2m(m∈N*)
若,则
若
所以
从而,
②当n为奇数时,设n=2m+1(m∈N*)
综合①②可知,对任意n≥2,n∈N*,有。
在等比数列{an}中,a1>1,公比q>0,设bn=log2an,且b1+b3+b5=6,b1b3b5=0。
(1)求证:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{bn}的前n项和Sn及数列{an}的通项公式;
(3)试比较an与Sn的大小。
正确答案
解:(1)由已知为常数,
故数列为等差数列,且公差为
(2)因,
又,
所以,,
由,
。
(3)因为当n≥9时,
;
所以,当n≥9时,,
又可验证n=1,2时,;n=3,4,5,6,7,8时,
。
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