- 等差数列
- 共11217题
对于数列{an},若定义一种新运算:△an=an+1-an(n∈N+),则称{△an}为数列{an}的一阶差分数列;类似地,对正整数k,定义:△kan=△k-1an+1-△k-1an=△(△k-1an),则称{△kan}为数列{an}的k阶差分数列.
(1)若数列{an}的通项公式为an=5n2+3n(n∈N+),则{△an},{△2an}是什么数列?
(2)若数列{an}的首项a1=1,且满足△2an-△an+1+an=-2n(n∈N+),设数列{an}的前n项和为Sn,求{an}的通项公式及的值.
正确答案
(1)∵△an=an+1-an,an=5n2+3n
∴△an=5(n+1)2+3(n+1)-(5n2+3n)=10n+8
∴{△an}是以18 为首项,10为公差的等差数列
∵△2an=△an+1-△an=an+2-an+1-(an+1-an)=20n+26
∴{△2an}是以46为首项,20为公差的等差数列
(2)由△2an-△an+1+an=-2n及△2an=△an+1-△an,
得△an-an=2n,
∴an+1-2an=2n,
∴-
=
∴数列{{}}是首项为
,公差为
的等差数列,
∴=
+(n-1)×
,
∴an=n•2n-1.
设Sn=1+2×21+…+n×2n-1①
则2Sn=2+2×22+…+n×2n②
①-②:-Sn=1+2+22+…+2n-1-n×2n
∴-Sn=2n-1 -n×2n
∴Sn=-2n+1 +n×2n
∴=
=
=0
已知三个数a、b、c成等比数列,其积为8,又a、b、c-1成等差数列,求这三个数组成的数列.
正确答案
由题意可得设a=,c=bq,
∴a•b•c=•b•bq=b3=8.解得b=2.
即a=,b=2,c=2q …(2分)
又又a、b、c-1成等差数列,∴2b=a+(c-1),
∴4=+(2q-1).∴2q2-5q+2=0.∴q=2或
. …(4分)
当q=2时,a=1,b=2,c=4;
当q=时,a=4,b=2,c=1.
即所求数列为1、2、4或4、2、1. …(6分)
在数列{an}中,a1=1,3anan﹣1+an﹣an﹣1=0(n≥2,n∈N*).
(1)试判断数列是否成等差数列;
(2)设{bn}满足bn=,求数列{bn}的前n项和Sn;
(3)若λan+≥λ对任意n≥2的整数恒成立,求实数λ的取值范围.
正确答案
解 ∵数列{an}中,a1=1,3anan﹣1+an﹣an﹣1=0(n≥2,n∈N*),
∴an﹣1﹣an=3anan﹣1,∴(n≥2).
故数列{}是等差数列.
(2)由(1)的结论可得bn==1+(n﹣1)×3,
所以bn=3n﹣2,∴Sn==
.
(3)将an==
代入λan+
≥λ并整理得λ(1﹣
)≤3n+1,
∴λ≤,原命题等价于该式对n≥2恒成立.
设Cn=,则Cn+1﹣Cn=
>0,Cn+1>Cn,
∵n=2时,Cn的最小值C2为,∴λ的取值范围是(﹣∞,
].
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,每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)行所有项和的和。
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。
已知数列{an}的前n项和为,且满足
。
(Ⅰ)是否为等差数列?并证明你的结论;
(Ⅱ)求和{an};
正确答案
解:(Ⅰ)由,可得
,
,
可知,为等差数列。
(Ⅱ)因为为等差数列,由上知等差数列的公差d=2,
,
所以,,
当n=1时,;
当n≥2时,,
综上所述,。
数列{an}满足:a1=5,an+1-an=,数列{bn}的前n项和Sn满足:Sn=2(1-bn).
(1)证明:数列{an+1-an}是一个等差数列,并求出数列{an}的通项公式;
(2)求数列{bn}的通项公式,并求出数列{anbn}的最大项.
正确答案
解 (1)令n=1得a2-5=,解得a2=12,
由已知得(an+1-an)2=2(an+1+an)+15 ①
(an+2-an+1)2=2(an+2+an+1)+15 ②
将②-①得(an+2-an)(an+2-2an+1+an)=2(an+2-an),
由于数列{an}单调递增,所以an+2-an≠0,于是
an+2-2an+1+an=2,即(an+2-an+1)-(an+1-an)=2,
所以{an+1-an}是首项为7,公差为2的等差数列,于是
an+1-an=7+2(n-1)=2n+5,所以
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=(2n+3)+(2n+1)+…+7+5=n(n+4).
(2)在 Sn=2(1-bn)中令n=1得b1=2(1-b1),解得b1=,
∵Sn=2(1-bn),Sn+1=2(1-bn+1),相减得bn+1=-2bn+1+2bn,即3bn+1=2bn,
∴{bn}是首项和公比均为的等比数列,
∴bn=()n.
从而anbn=n(n+4)()n.
设数列{anbn}的最大项为akbk,则有
k(k+4)()k≥(k+1)(k+5)(
)k+1,且k(k+4)(
)k≥(k-1)(k+3)(
)k-1,
所以k2≥10,且k2-2k-9≤0,因为k是自然数,解得k=4.
所以数列{anbn}的最大项为a4b4=.
已知数列{an}满足2an+1=an+an+2(n∈N*),它的前n项和为Sn,且a3=-6,S6=-30.求数列{an}的前n项和的最小值.
正确答案
在数列{an}中,
∵2an+1=an+an+2,
∴{an}为等差数列,设公差为d,
由,得
.
∴an=a1+(n-1)d=2n-12,
∴n<5时,an<0,n=6时,an=0,n>6时,an>0.
∴{an}的前5项或前6项的和最小为-30.
在等比数列{an}中,a1+a2=6,a2+a3=12.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设{bn}是等差数列,且b2=a2,b4=a4.求数列{bn}的公差,并计算b1-b2+b3-b4+______-b100的值.
正确答案
(Ⅰ)设等比数列{an}的公比为q,
由已知,a1(1+q)=6,a1q(1+q)=12 …(2分)
两式相除,得q=2. …(4分)
所以a1=2,…(6分)
所以数列{an}的通项公an=2n. …(7分)
(Ⅱ)设等差数列{bn}的公差为d,
则b1+d=4,b1+3d=16…(9分)
解得b2=-2,d=6…(11分)
b1-b2+b3-b4+…-b100的
=(b1-b2)+(b3-b4)+…(b99-b100)(12分)
=-50d=-300…(13分)
在金融危机中,某钢材公司积压了部分圆钢,经清理知共有2 009根.现将它们堆放在一起,
(Ⅰ)若堆放成纵断面为正三角形(每一层的根数比上一层根数多1根),并使剩余的圆钢尽可能地少,则剩余了多少根圆钢?
(Ⅱ)若堆成纵断面为等腰梯形(每一层的根数比上一层根数多1根),且不少于7层,圆钢没有剩余.
(1)共有几种不同的方案?
(2)已知每根圆钢的直径为10cm,为考虑安全隐患,堆放高度不得高于4m,则选择哪个方案,最能节省堆放场地(即最下层占用面积最少)?
正确答案
解:(Ⅰ)当纵断面为正三角形时,设共堆放n层,
则从上到下每层圆钢根数是以1为首项,1为公差的等差数列,且剩余的圆钢一定小于n根,
从而由且n∈N*得,
当n=62 时,使剩余的圆钢尽可能地少,此时剩余了56根圆钢。
(Ⅱ)(1)当纵断面为等腰梯形时,设共堆放n层,
则从上到下每层圆钢根数是以x为首项,1为公差的等差数列,
从而nx+n(n-1)=2009,
即n(2x+n-1)=2×2009=2×7×7×41,
因n-1与n的奇偶性不同,
所以2x+n-1与n的奇偶性也不同,且n<2x+n-1,
从而由上述等式得:
或
或
或
,
所以共有4种方案可供选择.
(2)因层数越多,最下层堆放得越少,占用面积也越少,
所以由(1)可知:
若n= 49,则x=17,说明最七层有17根圆钢,最下层有65根圆钢,此时如图所示,两腰之长为480cm,上下底之长为160cm和640cm,从而梯形之高为240cm,显然大于4m,不合条件,舍去;
若n=41,则x=29,说明最上层有29根圆钢,最下层有69根圆钢,此时如图所示,两腰之长为400cm,上下底之长分别为280cm,680cm,从而梯形之高为200cm,而200
+10<400,所以符合条件;
综上所述,选择堆放41层这个方案,最能节省堆放场地。
数列{an}的前n项和为Sn(n∈N*),Sn=(m+1)-man对任意的n∈N*都成立,其中m为常数,且m<-1.
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)记数列{an}的公比为q,设q=f(m).若数列{bn}满足;b1=a1,bn=f(bn-1)(n≥2,n∈N*).求证:数列{}是等差数列;
(3)在(2)的条件下,设cn=bn•bn+1,数列{cn}的前n项和为Tn.求证:Tn<1.
正确答案
(1)当n=1时,a1=S1=1,∵Sn=(m+1)-man,①
∴Sn-1=(m+1)-man-1(n≥2),②
①-②得:an=man-1-man(n≥2),
∴(m+1)an=man-1.∵a1≠0,m<-1,
∴an-1≠0,m+1≠0,∴=
(n≥2).
∴数列an是首项为1,公比为的等比数列.
(2)f(m)=,b1=a1=1,bn=f(bn-1)=
,
∴=
,∴
-
=1(n≥2),
∴数列{}是首项为1,公差为1的等差数列.
(3)由(2)得=n,则bn=
.cn=bn•bn+1=
,
Tn=+
+…+
=
-
+
-
+
-
+…+
-
=1-
<1.
扫码查看完整答案与解析