- 等差数列
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将数列{an}中的所有项按每一行比上一行多一项的规则排成如下数表,记表中的第一列数a1,a2,a4,a7,…构成的数列为{bn},b1=a1=1,Sn为数列{bn}的前n项和,且满足。
(1)证明数列成等差数列,并求数列{bn}的通项公式;
(2)上表中,若从第三行起,第一行中的数按从左到右的顺序均构成等比数列,且公比为同一个正数。当时,求上表中第k(k≥3)行所有项的和。
正确答案
解:(1)由已知,当时,
,
又,
所以,
即,
所以,
又
所以数列是首项为1,公差为
的等差数列。
由上可知,
即
所以当时,
因此。
(2)解:设上表中从第三行起,每行的公比都为q,且
因为,
所以表中第1行至第12行共含有数列的前78项,
故在表中第13行第三列,
因此
又,
所以
记表中第行所有项的和为S,
则。
已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若am,am+2,am+1(m∈N*)成等差数列,试判断Sm,Sm+2,Sm+1 是否成等差数列,并证明你的结论。
正确答案
解:设等比数列{an}的首项为a1,公比为q(a1≠0,q≠0),
若成等差数列,
则
∴
∵
∴
解得q=1或
当q=1时,∵,
∴
∴①当q=1时,不成等差数列
②当时,
成等差数列,下面给出它的证明方法
∵
∴
∴当时,
成等差数列。
已知在直角坐标系中,,其中数列{an},{bn}都是递增数列.
(1)若an=2n+1,bn=3n+1,判断直线A1B1与A2B2是否平行;
(2)若数列{an},{bn}都是正项等差数列,设四边形AnBnBn+1An+1的面积为Sn(n∈N*),求证:{Sn}也是等差数列;
(3)若≥﹣12,记直线AnBn的斜率为kn,数列{kn}的前8项依次递减,求满足条件的数列{bn}的个数.
正确答案
(1)解:由题意A1(3,0),B1(0,4),A2(5,0),B2(0,7),
所以,
,
因为,所以A1B1与A2B2不平行.
(2)证明:因为{an},{bn}为等差数列,设它们的公差分别为d1和d2,
则an=a1+(n﹣1)d1,bn=b1+(n﹣1)d2,an+1=a1+nd1,bn+1=b1+nd2由题意
所以[b1+(n﹣1)d2]}=
,
所以,
所以Sn+1﹣Sn=d1d2是与n无关的常数,
所以数列{Sn}是等差数列
(3)解:因为An(an,0),Bn(0,bn),
所以=
又数列{kn}前8项依次递减,
所以=
<0,
对1≤n≤7(n∈Z)成立,
即an﹣a+b<0对1≤n≤7(n∈Z)成立.
又数列{bn}是递增数列,所以a>0,故只要n=7时,7a﹣a+b=6a+b<0即可.
又b1=a+b≥﹣12,联立不等式作出可行域(如下图所示),易得a=1或2,
当a=1时,﹣13≤b<﹣6即b=﹣13,﹣12,﹣11,﹣10,﹣9,﹣8,﹣7,有7个解;
当a=2时,﹣14≤b<﹣12,即b=﹣14,﹣13,有2个解,
所以数列{bn}共有9个.
设数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且对任意正整数n,点(an+1,Sn)在直线2x+y-2=0上。
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)是否存在实数λ,使得数列为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,则说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得:, ①
当n≥2时,, ②
①─②,得,
,
∴是首项为1,公比为
的等比数列,∴
。
(Ⅱ),
∴,
欲使为等差数列,只须λ-2=0即λ=2便可,
故存在实数λ=2,使得数列为等差数列。
已知集合A={a1,a2…an}(0≤a1<a2<…<an,n∈N*,n≥3)具有性质P:对任意i,j(1≤i≤j≤n),ai+aj与aj-ai至少一个属于A.
(1)分别判断集合M={0,2,4}与N=(1,2,3)是否具有性质P,并说明理由;
(2)①求证:0∈A;②求证:a1+a2+a3+…+an=an;
(3)研究当n=3,4和5时,集合A中的数列{an}是否一定成等差数列.
正确答案
(1)集合M={0,2,4}具有性质P,N={1,2,3}不具有性质P.
∵集合M={0,2,4}中,aj+ai与aj-ai(1≤i≤j≤2)两数中都是该数列中的项,4-2是该数列中的项,
∴集合M={0,2,4}具有性质P;
N={1,2,3}中,3在此集合中,则由题意得3+3和3-3至少一个一定在,而3+3=6不在,所以3-3=0一定是这个集合的元素,而此集合没有0,故不具有性质P;
(2)证明:①若数列A具有性质P,则an+an=2an与an-an=0两数中至少有一个是该数列中的一项,
∵0≤a1<a2<…<an,n≥3,而2an不是该数列中的项,∴0是该数列中的项,
∴0∈A;
②令j=n,i>1,则∵“ai+aj与aj-ai两数中至少有一个属于A”,
∴ai+aj不属于A,∴an-ai属于A
令i=n-1,那么an-an-1是集合A中某项,a1不行,是0,a2可以.
如果是a3或者a4,那么可知an-a3=an-1,那么an-a2>an-a3=an-1,只能是等于an了,矛盾.
所以令i=n-1可以得到an=a2+an-1,
同理,令i=n-2、n-3,…,2,可以得到an=ai+an+1-i,
∴倒序相加即可得到a1+a2+a3+…+an=an;
(3)n=3时,∵数列a1,a2,a3具有性质P,0≤a1<a2<a3
∴a2+a3与a3-a2至少有一个是该数列中的一项,
∵a1=0,a2+a3不是该数列的项,∴a3-a2=a2,∴a1+a3=2a2,数列{an}一定成等差数列;
n=4时,∵数列a1,a2,a3,a4具有性质P,0≤a1<a2<a3<a4,
∴a3+a4与a4-a3至少有一个是该数列中的一项,
∵a3+a4不是该数列的项,∴a4-a3=a2,或a4-a3=a3,
若a4-a3=a2,则数列{an}一定成等差数列;若a4-a3=a3,则数列{an}不一定成等差数列;
n=5时,∵数列a1,a2,a3,a4,a5有性质P,0≤a1<a2<a3<a4<a5,
∴a4+a5与a5-a4至少有一个是该数列中的一项,
∵a4+a5不是该数列的项,∴a5-a4=a2,或a5-a4=a3,或a5-a4=a4,
若a5-a4=a4,a4-a3=a2,则数列{an}一定成等差数列;若a5-a4=a2,或a5-a4=a3,则数列{an}不一定成等差数列.
已知数列,
,
。
(Ⅰ)当为何值时,数列
可以构成公差不为零的等差数列,并求其通项公式;
(Ⅱ)若,令
,求数列
的前n项和
。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,知,
,
,
∴,
化简,得,
解得:或
,
当时,
此时,
,不合题意,舍去;
当时,代入
,得
,
∴数列是以
为首项,-1为公差的等差数列,
∴。
(Ⅱ)由可得
,
∴,即
,
∴,
又,
∴数列是以
为首项,3为公比的等比数列,
∴,
∴
已知等差数列{an}满足:a3=7,a5+a7=26.{an}的前n项和为Sn.
(1)求a4及Sn;
(2)令bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
设F1,F2分别是椭圆E:(0<b<1)的左,右焦点,过F1的直线l与E相交于A,B两点,且|AF2|
,|AB|,|BF2|成等差数列.
(Ⅰ)求|AB|;
(Ⅱ)若直线l的斜率为1,求b的值.
正确答案
解:(Ⅰ)由椭圆定义知|AF2|+|AB|+|BF2|=4,
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=。
(Ⅱ)l的方程为y=x+c,其中,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则A,B两点坐标满足方程组,
化简得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0,
则,
因为直线AB的斜率为1,所以,
即,
则,
解得。
将n2个数排成n行n列的一个数阵:
已知a11=2,a13=a61+1,该数列第一列的n个数从上到下构成以m为公差的等差数列,每一行的n个数从左到右构成以m为公比的等比数列,其中m为正实数。
(1)求m;
(2)求第i行第1列的数ai1及第i行第j列的数aij;
(3)求这n2个数的和。
正确答案
解:(1)由,得
,
解得:m=3或(舍去)。
(2),
;
(3)
。
已知正项数列的前n项和
满足:
;设
,求数列
的前n项和的最大值。
正确答案
解:当n=1时,,所以
,即
,
∴;
当时,由
,得
, ①
∴, ②
两式相减,得,
整理,得,
∵,
∴,
∴,
∴是以1为首项,以2为公差的等差数列,即
,
∴,
,
∴,
又,
∴是等差数列,且
,公差d=-4,
∴,
∴当时,
取最大值,但n∈N*,
∴当n=10时,最大,
最大值为。
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