- 等差数列
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已知二项式(-
)n,其中n∈N,n≥3.
(1)若在展开式中,第4项是常数项,求n;
(2)设n≤2012,在其展开式,若存在连续三项的二项式系数成等差数列,问这样的n共有多少个?
正确答案
(1)∵T4=(
)n-3(-
)3=
(-1)3xn-185为常数项,
∴=0,即n=18; …..(3分)
(2)连续三项的二项式系数分别为、
、
(1≤k≤n-1),
由题意2=
+
,
依组合数的定义展开并整理得n2-(4k+1)n+4k2-2=0,
故n1,2=,…..(6分)
则因为n为整数,并且8k+9是奇数,所以令8k+9=(2m+1)2⇒2k=m2+m-2,
代入整理得n1=(m+1)2-2,n2=m2-2,∵442=1936,452=2025,
故n的取值为442-2,432-2,…,32-2,共42个. …..(10分)
若(+
)n展开式中第二、三、四项的二项式系数成等差数列.
(1)求n的值;
(2)此展开式中是否有常数项,为什么?
正确答案
(1)由题意可得,2=
+
∴n2-n=n+
化简可得,n2-9n+14=0
∵n≥3
∴n=7
(2)无常数项,Tr+1=x7-2r6
其中=0时r=3.5∉Z,故不存在
已知数列{an},{bn}中,对任何正整数n都有:a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1.
(1)若数列{bn}是首项为1和公比为2的等比数列,求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)若数列{an}是等差数列,数列{bn}是否为等比数列?若是,请求出通项公式,若不是,请说明理由.
正确答案
(1)依题意,数列{bn}的通项公式为bn=2n-1,…(2分)
由a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1,
可得a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1=(n-2)•2n-1+1(n≥2),
两式相减可得an•bn=n•2n-1,即an=n.…(5分)
当n=1时,a1=1,从而对一切n∈N*,都有an=n.…(6分)
所以数列{an}的通项公式是an=n.…(7分)
(2)法1:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则an=a1+(n-1)d.…(8分)
由(1)得,an•bn=n•2n-1,∴bn=(n≥2)
∴bn==
…(11分)
要使是一个与n无关的常数,当且仅当a1=d≠0…(12分)
即:当等差数列{an}的满足a1=d≠0时,数列{bn}是等比数列,其通项公式是bn=;…(13分)
当等差数列{an}的满足a1≠d时,数列{bn}不是等比数列. …(14分)
法2:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则an=a1+(n-1)d.…(8分)
由(1)得,an•bn=n•2n-1,即bn=(n≥2),若数列{bn}是等比数列,
则=
…(11分)
要使上述比值是一个与n无关的常数,须且只需a1=d≠0.…(12分)
即:当等差数列{an}的满足a1=d≠0时,数列{bn}是等比数列,其通项公式是bn=,…(13分)
当等差数列{an}的满足a1≠d时,数列{bn}不是等比数列. …(14分)
为进一步保障和改善民生,国家“十二五”规划纲要提出,“十二五”期间将提高住房保障水平,使城镇保障性住房覆盖率达到20%左右,某城市2010年底有商品房a万套,保障性住房b万套,预计2011年新增商品房r万套,以后每年商品房新增量是上一年新增量的2倍,为使2015年底保障性住房覆盖率达到20%,该城市保障性住房平均每年应建设多少万套?(保障性住房覆盖率=
,a,b,r∈N*)。
正确答案
解:设平均每年应建设保障性住房为x万套,且an,bn分别表示2011年开始该城市第n年的新建商品房数和保障性住房数,
依题意得,,bn=b+nx(1≤n≤5)
设Sn为数列{an}的前n项和,
则
∴S5=31r,b5=b+5x
∴
解得
答:该城市保障性住房平均每年应建设万套才能使覆盖率达到20%。
已知数列{an}满足(n∈N*),且a1=
,
(1)求证:数列是等差数列,并求数列{an}的通项公式an;
(2)若,且cn=bn·(
)n,求数列{cn}的前n项和Tn。
正确答案
解:(1)∵,
数列是首项为
,公差为
的等差数列,
故,
因为,
所以数列{an}的通项公式为。
(2)将an代入bn可求得,
所以,
,①
,②
由①-②得:
,
∴。
设数列a1,a2,…,an,…中的每一项都不为0,证明,{an}为等差数列的充分必要条件是:对任何n∈N+都有。
正确答案
证明:先证必要性:
设数列{an}的公差为d,若d=0,则所述等式显然成立;
若d≠0,
则
;
再证充分性:(数学归纳法)设所述的等式对一切n∈N+都成立,
首先,在等式,①
两端同乘a1a2a3,即得a1+a3=2a2,所以a1,a2,a3成等差数列,
记公差为d,则a2=a1+d,
假设ak=a1+(k-1)d,当n=k+1时,观察如下二等式
,②
,③
将②代入③,得,
在该式两端同乘a1akak+1,得(k-1),
将ak=a1+(k-1)d代入其中,整理,得ak+1=a1+kd,
由数学归纳法原理知,对一切n∈N+,都有an=a1+(n-1)d,所以{an}是公差为d的等差数列.
已知数列是各项均为正数的等比数列,设
,n∈N*。
(Ⅰ)证明:数列是等比数列,数列
是等差数列;
(Ⅱ)设数列的前n项和分别是
,若
,求数列
的通项公式; (Ⅲ)在(Ⅱ)条件下,设
,求数列
的前n项和。
正确答案
(Ⅰ)证明:“略”;
(Ⅱ)解:;
(Ⅲ)解:数列的前n项和是
。
已知数列,如果数列
满足
,
,其中
,则称
为
的“生成数列”.
(1)若数列的“生成数列”是
,求
;
(2)若为偶数,且
的“生成数列”是
,证明:
的“生成数列”是
;
(3)若为奇数,且
的“生成数列”是
,
的“生成数列”是
,….依次将数列
,
,
,…的第
项取出,构成数列
,…,探究:数列
是否为等差数列,并说明理由.
正确答案
(1)解:由题意得: ;
;
;
.
(2)证明:因为 ,
,
,……
,
由于为偶数,将上述
个等式中的第
这
个式子都乘以
,
相加得…
…
即,
.
由于,
根据,数列是
的“生成数列”
(3)证明:设数列,
,
中后者是前者的“生成数列”.
欲证成等差数列,只需证明
成等差数列,
即只要证明即可.
由(2)中结论可知 ,
,
所以,,即
成等差数列,
所以是等差数列.
设数列{an}的前n项和Sn,且方程x2-anx-an=0有一根为Sn-1(n∈N*).
(1)求证:数列{}为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
正确答案
(1)(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0…(1);
代入n=1,得S1=a1=…(2);
当n>1时,
由an=Sn-Sn-1,代入式(1)得
Sn=
Sn-1=-1=
∴-
=-1
故数列{}为等差数列;
(2)再由(1)知数列{}是为以-2为首项,-1为公差数列
∴=-1-n
∴Sn=
∴an=Sn-Sn-1=
已知数列{an},且Sn=na+n(n-1),
(1)求证:{an}是等差数列;
(2)求(an,)所在的直线方程.
正确答案
(1)证明:∵Sn=na+n(n-1),①
∴sn-1=(n-1)a+(n-1)(n-2)②
①-②an=2n+a-2,
∵an-an-1=2n+a-2-(2n-2+a-2)=2,
即数列的前一项与后一项的差是一个常数,
∴{an}是等差数列.
(2)∵=a+n-1,
an=2n+a-2,
对于点(an,),设出坐标是(x,y),
则x=2n+a-2,y=n+a-1,
∴消去参数得y=x+
a.
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