- 等差数列
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已知二次函数y=f(x)的图象经过坐标原点,其导函数为f'(x)=6x-2,数列{an}的前n项和为Sn,点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.
(1)求y=f(x)的解析式;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)设bn=,Tn是数列{bn}的前n项和,求使得Tn<
对所有n∈N*都成立的最小正整数m.
正确答案
(1)易得c=0,设二次函数f(x)=ax2+bx+c,则f'(x)=2ax+b.…(1分)
由于f'(x)=6x-2,得:a=3,b=-2…(2分)
所以f(x)=3x2-2x.…(3分)
(2)由点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,又f(x)=3x2-2x,
所以Sn=3n2-2n.…(4分)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5;…(6分)
当n=1时,a1=S1=3×12-2=5.…(7分)
所以,an=6n-5(n∈N*)…(8分)
(3)由(2)得知bn==
=
…(9分)
=(
-
),…(11分)
故Tn=b1+b2+…+bn=[(1-
)+(
-
)+…+(
-
)]
=(1-
).…(12分)
要使Tn=(1-
)=
-
<f(x)([1,e])成立,需要满足
≤a,…(13分)
即m≥10,所以满足要求的最小正整数m为10.…(14分)
已知函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f'(x)=-2x+7,数列{an}的前n项和为Sn,点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.
(I)求数列{an}的通项公式及Sn的最大值;
(II)令bn=,其中n∈N*,求{nbn}的前n项和.
正确答案
(I)∵f(x)=ax2+bx(a≠0),∴f'(x)=2ax+b
由f'(x)=-2x+7得:a=-1,b=7,所以f(x)=-x2+7x
又因为点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,所以有Sn=-n2+7n
当n=1时,a1=S1=6
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-2n+8,∴an=-2n+8(n∈N*)
令an=-2n+8≥0得n≤4,∴当n=3或n=4时,Sn取得最大值12
综上,an=-2n+8(n∈N*),当n=3或n=4时,Sn取得最大值12
(II)由题意得b1==8,bn=
=2-n+4
所以=
,即数列{bn}是首项为8,公比是
的等比数列,bn=8(
)n-1=24-n
故{nbn}的前n项和Tn=1×23+2×22++n×2-n+4①
Tn=1×22+2×2++(n-1)×2-n+4+n×2-n+3②
所以①-②得:Tn=23+22++2-n+4-n×2-n+3
∴Tn=-n•24-n=32-(2+n)24-n
设数列{an}满足a1=0,4an+1=4an+2+1,令bn=
.
(1)试判断数列{bn}是否为等差数列?并求数列{bn}的通项公式;
(2)令Tn=,是否存在实数a,使得不等式Tn
<
log2(a+1)对一切n∈N*都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)比较bnbn+1与bn+1bn的大小.
正确答案
(1)由已知得an+1+=(an+
)+
+
,
即4an+1+1=4an+1+2+1,(2分)
所以bn+12=bn2+2bn+1,即bn+1=bn+1,
又b1=1,所以数列{bn}为等差数列,
通项公式为bn=n(n∈N*).
(2)令cn=Tn,
由Tn=,
得=
=
×
==
<1
所以,数列{cn}为单调递减数列,(8分)
所以数列{cn}的最大项为c1=,
若不等式Tn<
log2(a+1)对一切n∈N*都成立,只需
<
log2(a+1),
解得a>-1,
又a>0,a≠1,
所以a的取值范围为(-1,1)∪(1,+∞).(12分)
(3)问题可转化为比较nn+1与(n+1)n的大小.
设函数f(x)=,所以f′(x)=
.
当0<x<e时,f'(x)>0;
当x>e时,f'(x)<0.所以f(x)在(0,e)上为增函数;在(e,+∞)上为减函数.
当n=1,2时,显然有nn+1<(n+1)n,
当n≥3时,f(n)>f(n+1),即>
,
所以(n+1)lnn>nln(n+1),即lnnn+1>ln(n+1)n,
所以nn+1>(n+1)n.
综上:当n=1,2时,nn+1<(n+1)n,即bnbn+1<bn+1bn;
当n≥3时,nn+1>(n+1)n即bnbn+1>bn+1bn.(16分)
设f(x)=ln(x+1)+ax,(a∈R且a≠0).
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若a=1,证明:x∈(0,5)时,f(x)<成立.
正确答案
(Ⅰ)函数的定义域为(-1,+∞)
求导函数可得f′(x)=+a
当a≥0时,+a>0,函数单调递增,单调增区间为(-1,+∞);
当a<0时,+a>0,函数在(-1,-1-
)内单调递增,单调增区间为(-1,-1-
)
+a<0,函数在(-1-
,+∞)内单调递减,单调减区间为(-1-
,+∞);
(Ⅱ)证明:若a=1,f(x)=ln(x+1)+x,f(x)<等价于ln(x+1)+
<0
令g(x)=ln(x+1)+,则g′(x)=
∵x∈(0,5),∴函数在(0,)上单调递增,在(
,5)上单调递减
∴g(x)max=ln(+1)+
<0
∴x∈(0,5)时,f(x)<成立.
若lg2,lg(2x-1),lg(2x+3)成等差数列,则x的值等于______.
正确答案
∵lg2,lg(2x-1),lg(2x+3)成等差数列,∴2lg(2x-1)=lg2+lg(2x+3),
∴lg(2x-1)2=lg(2x+1+6),化为(2x-1)2=2x+1+6,整理为(2x)2-4×2x-5=0,即(2x-5)(2x+1)=0,(*)
∵2x>0,∴2x+1>1,
∴(*)化为2x=5,化为对数式x=log25.
故答案为log25.
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c经过点(0,0),导数f′(x)=2x+1,当x∈[n,n+1](n∈N*)时,f(x)是整数的个数记为an.
(1)求a、b、c的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)令bn=,求{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(1)∵f(0)=c=0
∴c=0,
f′(x)=2ax+b=2x+1
∴a=1,b=1
(2)依题意可知an=(n+1)(n+2)-n(n+1)+1=2(n+1)+1,an+1=(n+2)(n+3)-(n+1)(n+2)+1=2(n+2)+1,
∴a(n+1)-an=2,a1=5
∴数列{an}是以5为首项,2为公差的等差数列,
∴an=5+(n-1)×2=2n+3
(3)bn==
-
,{bn}的前n项和 Sn=
-
+
-
+…+
--
=
--
=
将函数f(x)=sincos
+2013在区间(0,+∞)内的全部极值点按从小到大的顺序排成数列{an}(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2nan,数列{bn}的前n项和为Tn,求Tn的表达式.
正确答案
(1)由于f(x)=sincos
+2013=
sinx+2013,令f′(x)=0得,x=kπ+
(k∈Z).
故函数f(x)极值点为x=kπ+(k∈Z).
又∵函数f(x)=sincos
+2013在区间(0,+∞)内的全部极值点构成数列{an},
故数列{an}是以为首项,π为公差的等差数列,∴an=
+(n-1)•π=
π(n∈N*).….(6分)
(2)∵bn=2nan=(2n-1)•2n,
∴Tn=[1•2+3•22+…+(2n-3)•2n-1+(2n-1)•2n],
2Tn=[1•22+3•23+…+(2n-3)•2n+(2n-1)•2n+1],
两式相减,得-Tn=[1•2+2•22+2•23+…+2•2n-(2n-1)•2n+1],
∴Tn=π[(2n-3)•2n+3].…(12分)
已知函数f(x)=ln(x+a)-x,
(1)试确定f(x)的单调性;
(2)数列{an}满足an+1an-2an+1+1=0,且a1=,Sn表示{an}的前n项之和
①求数列{an}的通项;
②求证:Sn<n+1-ln(n+2).
正确答案
(1)∵f′(x)=-1,
由-1>0,得-a<x≤1-a,
由,得x>1-a,
故f(x)在(-a,1-a]上是单调增函数,在[1-a,+∞)上是单调减函数.
(2)①∵anan+1-2an+1+1=0,
∴an+1=,1-an+1=1-
=
,
∴=
=
+1(a1≠1),
∴{}是公差为1的等差数列,且首项为
=2,
故=n+1,
∴an=1-.
②由(1)知,当a=1时,f(x)=ln(1+x)-x在[0,+∞)是单调减函数,又f(0)=0,
∴x>0,f(x)<f(0)=0,即ln(1+x)<x.
∴对于k∈N+,>ln(1+
)=ln(k+2)-ln(k+1),
∵ak=1-<1-(ln(k+2)-ln(k+1)),
∴Sn=a1+a2+…+an
<1-(ln3-ln2)+1-(ln4-ln3)+…+(ln(n+2)-ln(n+1))
=n+ln2-ln(n+2)
<n+1-ln(n+2).
设等差数列{an}的前n项和为Sn,公差d>0,若a2=2,a5=11.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=(a≠0),若{bn}是等差数列且cn=2b2n,求实数a与
(b∈R)的值.
正确答案
(1)设等差数列{an}的通项为an=a1+(n-1)d,
由题得:a1+d=2,a1+4d=11,(2分)
解得:a1=-1,d=3,an=3n-4(4分)
(2)由(1)得:Sn=(6分)
∴bn=
则b1=,b2=
,b3=
,
∵{bn}是等差数列,
则=
+
∴a=-,bn=
(8分)
又∵cn=2b2n=23n
∴c1+c2+…+cn=(8n-1)(10分)
故=
=
(12分)
若函数f(x)=sin2ax-sinaxcosax(a>0)的图象与直线y=m相切,并且切点的横坐标依次成公差为的等差数列.
(1)求m的值.
(2)若点A(x0,y0)是y=f(x)图象的对称中心,且x0∈[0,],求点A的坐标.
正确答案
(1)f(x)=(1-cos2ax)-
sin2ax
=-(sin2ax+cos2ax)+
=-
sin(2ax+
)+
因为y=f(x)的图象与y=m相切.所以m为f(x)的最大值或最小值.
即m=或m=
.
(2)因为切点的横坐标依次成公差为的等差数列,所以f(x)的最小正周期为
.
由T==
得a=2.
∴f(x)=-sin(4x+
)+
.
由sin(4x0+)=0得4x0+
=kπ,即x0=
-
(k∈Z).
由0≤-
≤
得k=1或k=2,
因此点A的坐标为(,
)或(
,
)
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