- 等差数列
- 共11217题
体育场一角的看台的座位是这样排列的:第一排有15个座位,从第二排起每一排都比前一排多2个座位,你能用an表示第n排的座位数吗?第10排能坐多少个人?
正确答案
解:由题意可得数列{an}为等差数列,
首项a1=15,公差d=2,
∴an=15+2(n-1)=2n+13,
∴a10=2×10+13=33,
∴第10排能坐多33人
解析
解:由题意可得数列{an}为等差数列,
首项a1=15,公差d=2,
∴an=15+2(n-1)=2n+13,
∴a10=2×10+13=33,
∴第10排能坐多33人
若三个数成等差数列,其和为15,其平方和为83,求此三个数.
正确答案
解:由题意设三个数分别为a-d,a,a+d,则
(a-d)+a+(a+d)=15,(a-d)2+a2+(a+d)2=83,
解得a=5,d=±2.
所以这三个数分别为3、5、7;或7、5、3.
解析
解:由题意设三个数分别为a-d,a,a+d,则
(a-d)+a+(a+d)=15,(a-d)2+a2+(a+d)2=83,
解得a=5,d=±2.
所以这三个数分别为3、5、7;或7、5、3.
数列{an}的各项均为正数,Sn为其前n项和,对于任意n∈N*,总有an,Sn,an2成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}的前n项和为Tn,且,求证:对任意实数x∈(1,e](e是常数,e=2.71828…)和任意正整数n,总有Tn<2;
(3)正数数列{cn}中,an+1=(cn)n+1(n∈N*),求数列{cn}中的最大项.
正确答案
解:(1)由已知,对于任意n∈N*,总有2Sn=an+an2①成立
所以2Sn-1=an-1+an-12②
①-②得,2an=an+an2-an-1-an-12,
∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1)
∵an,an-1均为正数,
∴an-an-1=1(n≥2)
∴数列{an}是公差为1的等差数列
又n=1时,2S1=a1+a12,解得a1=1∴an=n(n∈N*)
(2)证明:∵对任意实数x∈(1,e](e是常数,e=2.71828)和任意正整数n,
总有,
∴=
(3)由已知,∴
,∴
,
,∴
,∴
,
易得c1<c2,c2>c3>c4>c5,
猜想n≥2时,{cn}是递减数列
令
则,
∵当x≥3时,lnx>1,则1-lnx<0,f′(x)<0,
∴在[3,+∞)内,f(x)为单调递减函数,
由an+1=(cn)n+1(n∈N*),知
∴n≥2时,{lncn}是递减数列,即{cn}是递减数列,
又c1<c2,
∴数列{cn}中的最大项为.
解析
解:(1)由已知,对于任意n∈N*,总有2Sn=an+an2①成立
所以2Sn-1=an-1+an-12②
①-②得,2an=an+an2-an-1-an-12,
∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1)
∵an,an-1均为正数,
∴an-an-1=1(n≥2)
∴数列{an}是公差为1的等差数列
又n=1时,2S1=a1+a12,解得a1=1∴an=n(n∈N*)
(2)证明:∵对任意实数x∈(1,e](e是常数,e=2.71828)和任意正整数n,
总有,
∴=
(3)由已知,∴
,∴
,
,∴
,∴
,
易得c1<c2,c2>c3>c4>c5,
猜想n≥2时,{cn}是递减数列
令
则,
∵当x≥3时,lnx>1,则1-lnx<0,f′(x)<0,
∴在[3,+∞)内,f(x)为单调递减函数,
由an+1=(cn)n+1(n∈N*),知
∴n≥2时,{lncn}是递减数列,即{cn}是递减数列,
又c1<c2,
∴数列{cn}中的最大项为.
设满足以下两个条件的有穷数列a1,a2,…,an为n(n=2,3,4,…,)阶“期待数列”:
①a1+a2+a3+…+an=0;
②|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|=1.
(1)分别写出一个单调递增的3阶和4阶“期待数列”;
(2)若某2013阶“期待数列”是等差数列,求该数列的通项公式;
(3)记n阶“期待数列”的前k项和为Sk(k=1,2,3,…,n),试证:|Sk|≤.
正确答案
解:(1)数列,0,
为三阶期待数列,
数列,-
,
,
为四阶期待数列.
(Ⅱ)设该2013阶“期待数列”的公差为d,
∵a1+a2+…+a2013=0,∴=0,
∴a1+a2013=0,即a1007=0,
∴a1008=d,
当d=0时,与期待数列的条件①②矛盾,
当d>0时,据期待数列的条件①②可得a1008+a1009+…+a2013=,
∴1006d+d=
,即d=
,
∴an=a1007+(n-1007)d=(n∈N*,n≤2013),
当d<0时,同理可得an=,(n∈N*,n≤2013).
(Ⅲ)当k=n时,显然|Sn|=0成立;
当k<n时,根据条件①得:Sk=a1+a2+…+ak=-(ak+1+ak+2+…+an),
即|Sk|=|a1+a2+…+ak|=|ak+1+ak+2+…+an|,
∴2|Sk|=|a1+a2+…+ak|+|ak+1+ak+2+…+an|≤|a1|+|a2|+…+|ak|+|ak+1|+…+|an|=1,
∴|Sk|(k=1,2,…,n).
解析
解:(1)数列,0,
为三阶期待数列,
数列,-
,
,
为四阶期待数列.
(Ⅱ)设该2013阶“期待数列”的公差为d,
∵a1+a2+…+a2013=0,∴=0,
∴a1+a2013=0,即a1007=0,
∴a1008=d,
当d=0时,与期待数列的条件①②矛盾,
当d>0时,据期待数列的条件①②可得a1008+a1009+…+a2013=,
∴1006d+d=
,即d=
,
∴an=a1007+(n-1007)d=(n∈N*,n≤2013),
当d<0时,同理可得an=,(n∈N*,n≤2013).
(Ⅲ)当k=n时,显然|Sn|=0成立;
当k<n时,根据条件①得:Sk=a1+a2+…+ak=-(ak+1+ak+2+…+an),
即|Sk|=|a1+a2+…+ak|=|ak+1+ak+2+…+an|,
∴2|Sk|=|a1+a2+…+ak|+|ak+1+ak+2+…+an|≤|a1|+|a2|+…+|ak|+|ak+1|+…+|an|=1,
∴|Sk|(k=1,2,…,n).
(2015秋•松山区校级月考)已知等差数列{an}中,且a3=-1,a6=-7.
(1)求{an}的通项an;
(2)求{an}前n项和Sn的最大值.
正确答案
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,∵a3=-1,a6=-7.
∴,解得a1=3,d=-2.
∴an=3-2(n-1)=5-2n.
(2)令an=5-2n≥0.解得n≤2.
∴当n=2时,{an}前n项和Sn取得最大值S2=3+1=4.
解析
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,∵a3=-1,a6=-7.
∴,解得a1=3,d=-2.
∴an=3-2(n-1)=5-2n.
(2)令an=5-2n≥0.解得n≤2.
∴当n=2时,{an}前n项和Sn取得最大值S2=3+1=4.
一个等差数列{an}中,是一个与n无关的常数,则此常数的集合为______.
正确答案
由题意可得:
因为数列{an}是等差数列,
所以设数列{an}的通项公式为:an=a1+(n-1)d,则a2n=a1+(2n-1)d,
所以=
=
.
因为是一个与n无关的常数,
所以a1-d=0或d=0,
所以可能是1或
.
故答案为:{ 1 , }.
设等差数列{an}的前n项和是Sn,已知S3=9,S6=36.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在正整数m、k,使am,am+5,ak成等比数列?若存在,求出m和k的值,若不存在,说明理由;
(3)设数列{bn}的通项公式为bn=3n-2.集合A={x|x=an,n∈N*},B={x|x=bn,n∈N*}.将集合A∪B中的元素从小到大依次排列,构成数列c1,c2,c3,…,求{cn}的通项公式.
正确答案
(1)设等差数列{an}的公差是d,
由S3=9和S6=36,
得,解得a1=1,d=2,
∴an=a1+(n-1)d=2n-1,
故数列{an}的通项公式an=2n-1.
(2)存在正整数m、k,使am,am+5,ak成等比数列.
∵存在正整数m、k,使am,am+5,ak成等比数列,
∴(2m-1)(2k-1)=(2m+9)2,
∴2k-1==
=2m-1+20+
,
即k=m+10+,m,k是正整数,
∴存在正整数m,k,使am,am+5,ak成等比数列,
m,k的值分别是m=1,k=61或m=3,k=23,或m=13,k=25.
(3)∵a3k-2=2(3k-2)-1=6k-5,
a3k-1=2(3k-1)-1=6k-3,
a3k=2•3k-1=6k-1,
b2k-1=3(2k-1)-2=6k-5=a3k-2,
b2k=3•2k-2=6k-2∉A,
∴a3k-2=b2k-1<a3k-1<b2k<a3k,k=1,2,3,…,
即当n=4k-3,k∈N*时,cn=6k-5;
当n=4k-2,k∈N*时,cn=6k-3;
当n=4k-1,k∈N*时,cn=6k-2;
当n=4k,k∈N*时,cn=6k-1.
∴{cn}的通项公式是cn=,
即cn=.
已知二次函数y=f(x)的图象经过坐标原点,与x轴的另一个交点为(,0),且f(
)=-
,数列{an} 的前n项的和为Sn,点(n,Sn)在函数y=f(x)的图象上.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)求数列{an} 的通项公式;
(3)设bn=,求数列 {bn}的前n项和Tn.
正确答案
(1)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0)…(1分)
由条件可知,…(2分)
解得a=3,b=-2,c=0,…(3分)
∴f(x)=3x2-2x.…(4分)
(2)又点(n,Sn)在函数y=f(x)的图象上,则Sn=3n2-2n…(5分)
当n=1时,a1=S1=3-2=1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n2-2n-3(n-1)2+2(n-1)=6n-5…(6分)
对于上式,当n=1时,也有a1=1,…(7分)
所以通项公式为an=6n-5…(8分)
(3)由(2)知an=6n-5,bn==
…(9分)
∴Tn=b1+b2+b3+…+bn
=+
+
+…+
+
①
①×得,
Tn=
+
+
+…+
+
②---(11分)
①-②有Tn=
+
+
+…+
-
=+6
-
=
-3(
)n-1-
--------------------(13分)
∴Tn=7-3()n-2-
=7-
--------------------(14分)
已知函数f(x)= (b, c∈N*),并且f(0)=0,f(2)=2,f(-2)<-
.
(Ⅰ)求a,b,c的值;
(Ⅱ)是否存在各项均不为零的数列{an},满足4Snf()=1(Sn为数列{an}的前n项和).若有,写出数列的一个通项公式an,并说明满足条件的数列{an}是否唯一确定;若无,请说明理由.
正确答案
(本小题满分14分)
(Ⅰ)由f(0)=0,得a=0.
由f(2)=2,f(-2)<-,得
(b, c∈N*),即
(b, c∈N*).…(3分)
解得 b=c=2.
因此,a=0,b=c=2.…(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=.当x≠0且an≠1时,
=
-
,
=2x-2x2.
设存在各项均不为零的数列{an},满足4Snf()=1.则4Sn=2an-2an2,即2Sn=an-an2(an≠0且an≠1).…(6分)
首先,当n=1时,a1=S1=-1;…(7分)
由 2Sn+1=an+1-an+12,2Sn=an-an2,得2an+1=2Sn+1-2Sn=an+1-an+12-an+an2,即(an+1+an)(an+1-an+1)=0.…(9分)
若 an+1+an=0,则由a1=-1,得a2=1,这与an≠1矛盾.…(10分)
若 an+1-an+1=0,则 an+1-an=-1.
因此,{an}是首项这-1,公差为-1的等差数列.
通项公式为 an=-n.
综上可得,存在数列{an},an=-n符合题中条件.…(11分)
由上面的解答过程可知,数列{an}只要满足条件(an+1+an)(an+1-an+1)=0即可.
因此,可以数列一部分满足an+1-an=-1,另一部分满足an+1+an=0,且保证an≠0且an≠1.
例如:数列-1,-2,2,-2,2,-2,2,…;
数列-1,-2,2,-2,-3,3,-3,-4,4,-4,…
因此,满足条件的数列不唯一.…(14分)
设函数f(x)=ax2-2x,g(x)=-
,a,b∈R.
(1)当b=0时,已知f(x)在[2,+∞)上单调递增,求a的取值范围;
(2)当a是整数时,存在实数x0,使得f(x0)是f(x)的最大值,且g(x0)是g(x)的最小值,求所有这样的实数对(a,b);
(3)定义函数h(x)=-(x-2k)2-2(x-2k),x∈(2k-2,2k),k=0,1,2,…,则当h(x)取得最大值时的自变量x的值依次构成一个等差数列,写出该等差数列的通项公式(不必证明).
正确答案
(1)当b=0 时,f(x)=ax2-4x,(1分)
若a=0,则f(x)=-4x 在[2,+∞) 上递减,不合题意,舍去;(2分)
故a≠0,要使f(x) 在[2,+∞) 上单调递增,则,即a≥1;(6分)
(2)若a=0,则f(x)=-2x无最大值,不合题意,故a≠0,(7分)
于是f(x)为二次函数,f(x)有最大值⇒⇒
,(9分)
此时,当x=x0=时,f(x)取到最大值,(10分)
显然,当且仅当x=x0=a时,g(x)取到最小值,故=a∈Z,(11分)
于是a2==
≤
(12分)
又a∈Z,a<0,所以a=-1,b=-1,3,(13分)
所以满足题意的实数对为(a,b)=(-1,-1),或(a,b)=(-1,3);(14分)
(3)∵h(x)=-x2+4kx-4k2-2x+k=-[x-(2k-1)]2+1(16分)
∴h(x)取得最小值时x的值为2k-1(k∈N),∴xn=2n-3,n∈N*.(18分)
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