- 等差数列
- 共11217题
设{a}是正数数列,其前n项和Sn满足Sn=(an-1)(an+3).
(1)求a1的值;求数列{an}的通项公式;
(2)对于数列{bn},令bn=,Tn是数列{bn}的前n项和,求
Tn.
正确答案
(1)由a1=S1=(a1-1)(a1+3),及an>0,得a1=3
由Sn=(an-1)(an+3)得Sn-1=
(an-1-1)(an-1+3).
∴当n≥2时,an=(
-
)+2(an-an-1)
∴2(an+an-1)=(an+an-1)(an-an-1)∵an+an-1>0∴an-an-1=2,
∴{an}是以3为首项,2为公差的等差数列,∴an=2n+1
(2)由(1)知Sn=n(n+2)∴bn==
(
-
),
Tn=b1+b2+…+bn
=(1-
+
-
++
-
+
-
)
=[
-
]=
-
∴Tn=
[
-
]=
(13分)
由<0,得a1+(b1-a1)•(
)n<0
得<-a,得
<2n
∴log2<n
因而n满足log2<n的最小整数(14分)
设数列{an}的通项是关于x的不等式x2-x<(2n-1)x (n∈N*)的解集中整数的个数.数列{an}的前n项和为Sn.
(Ⅰ)求an;
(Ⅱ)设m,k,p∈N*,m+p=2k,求证:+
≥
;
(Ⅲ)对于(Ⅱ)中的命题,对一般的各项均为正数的等差数列还成立吗?如果成立,请证明你的结论,如果不成立,请说明理由.
正确答案
(1)不等式x2-x<(2n-1)x 即x(x-2n)<0,解得:0<x<2n,其中整数有2n-1个,
故 an=2n-1.
(2)由(1)知Sn==n2,∴Sm=m2,Sp=p2,Sk=k2.
由+
-
=
+
-
=
=
≥=0,
即+
≥
.
(3)结论成立,证明如下:
设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则Sn=na1+d=
,
∵Sm+Sp-2Sk=ma1+d+pa1+
d-[2ka1+k(k-1)d]=(m+p)a1+
d-[2ka1+(k2-k)d],
把m+p=2k代入上式化简得Sm+Sp-2Sk=•d=
≥0,…16分.
∴Sm+Sp≥2Sk.
又 Sm•Sp ==
≤=
=(
sk
2
)2.
∴+
=
≥
=
,故
+
≥
成立.
设数列{an}与{bn}满足:对任意n∈N*,都有ban-2n=(b-1)Sn,bn=an-n•2n-1.其中Sn为数列{an}的前n项和.
(1)当b=2时,求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)当b≠2时,求数列{an}的前n项和Sn.
正确答案
由题意知a1=2,且ban-2n=(b-1)Sn,ban+1-2n+1=(b-1)Sn+1
两式相减得b(an+1-an)-2n=(b-1)an+1
即an+1=ban+2n①
(1)当b=2时,由①知an+1=2an+2n
于是an+1-(n+1)•2n=2an+2n-(n+1)•2n=2(an-n•2n-1)
又a1-1•2n-1=1≠0,所以{an-n•2n-1}是首项为1,公比为2的等比数列.
故知,bn=2n-1,
再由bn=an-n•2n-1,得an=(n+1)2n-1.
(2)当b≠2时,由①得an+1-•2n+1=ban+2n-
•2n+1=b(an-
•2n)
若b=0,Sn=2n
若b=1,an=2n,Sn=2n+1-2
若b≠0、1,数列{an-•2n}是以
为首项,以b为公比的等比数列,
故an-•2n=
•bn-1,an=
[2n+(2-2b)bn-1]Sn=
(2+22+23+…+2n)+
(1+b1+b2+…+bn-1),
Sn=
b=1时,Sn=2n+1-2符合上式
所以,当b≠0时,Sn=
当b=0时,Sn=2n
另
当n=1时,S1=a1=2
当n≥2时,∵ban-2n=(b-1)Sn∴b(Sn-Sn-1)-2n=(b-1)Sn
∴Sn=bSn-1+2n
若b=0,Sn=2n
若b≠0,两边同除以2n得=
•
+1
令+m=
•
+1+m,即
+m=
•(
+
)
由m=得m=
∴{
+
}是以
为首项,
为公比的等比数列
∴+
=
•(
)n-1,
所以,当b≠0时,Sn=
已知各项均为实数的数列{an}是公差为d的等差数列,它的前n项和为Sn,且满足S4=2S2+8.
(1)求公差d的值;
(2)若数列{an}的首项的平方与其余各项之和不超过10,则这样的数列至多有多少项;
(3)请直接写出满足(2)的项数最多时的一个数列(不需要给出演算步骤).
正确答案
(1)根据题意可知:4a1-6d=2(2a1-d)+8,解得d=2;
(2)考虑到d=2,且首项的平方与其余各项之和不超过10,所以可用枚举法研究.
①当a1=0时,02+d+2d=0+2+4≤10,而02+d+2d+3d=0+2+4+6>10,此时,数列至多3项;
②当a1>0时,可得数列至多3项;
③当a1<0时,a12+a1+d+a1+2d+a1+3d≤10,即a12+3a1+2≤0,△=1>0,此时a1有解.
而a12+a1+d+a1+2d+a1+3d+a1+4d≤10,即a12+4a1+10≤0,△=-24<0,此时a1无解.
所以a1<0时,数列至多有4项.
(3)a1=-1时,数列为:-1,1,3,5;或a1=-2时,数列为:-2,0,2,4.
已知等差数列{an}的首项a1=1,且公差d>0,它的第2项、第5项、第14项分别是等比数列{bn}的第2项、第3项、第4项.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)设数列{cn}对n∈N*均有+
+…+
=an+1成立,求c1+c2+…+c2011的值;
(3)求数列{anbn}的前n项和Sn;并求满足Sn<168的最大正整数n.
正确答案
(1)∵a2=1+d,a5=1+4d,a14=1+13d
∴(1+4d)2=(1+d)(1+13d)
∵d>0
∴d=2
∴an=1+2(n-1)=2n-1
∴b2=a2=3,b3=a5=9,
故数列{bn}的公比是3,
∴bn=3•3n-2=3n-1
(2)由+
+…+
=an+1
得当n≥2时,+
+…+
=an
两式相减得=an+1-an=2,
∴cn=2bn=2×3n-1(n≥2)
n=1时,c1=3
∴c1+c2+…+c2011=3+2×3+2×32+…+2×32011=32011
(3)Sn=a1b1+a2b2+…+anbn=1+3×3+5×32+…+(2n-1)×3n-1 ①
∴3Sn=1×3+3×32+5×33+…+(2n-3)×3n-1+(2n-1)3n ①
①-②得:-2Sn=-1+2(1+3+32+33+…+3n-1)-(2n-1)×3n
∴Sn=1+(n-1)3n
∵Sn是递增数列,且知S3=55,S4=244
∴满足Sn<168的最大正整数n=3.
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
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.
已知数列{log2(an-1)}(n∈N*)为等差数列,且a1=3,a3=9.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)证明+
+…+
<1.
正确答案
(I)设等差数列{log2(an-1)}的公差为d.
由a1=3,a3=9得2(log22+d)=log22+log28,即d=1.
所以log2(an-1)=1+(n-1)×1=n,即an=2n+1.
(II)证明:因为=
=
,
所以+
+…+
=
+
+
+…+
=
=1-
<1,
即得证.
设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=24,a6=18.
(Ⅰ) 求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{an}的前n项和Sn;
(Ⅲ)当n为何值时,Sn最大,并求Sn的最大值.
正确答案
设等差数列的首项为a1,公差为d,
由,得
.
(Ⅰ)an=a1+(n-1)d=28-2(n-1)=30-2n;
(Ⅱ)Sn=na1+=28n+
=-n2+29n.
(Ⅲ)因为Sn=-n2+29n,
由二次函数的性质可得,当n=时函数有最大值,
而n∈N*,所以,当n=14或15时,Sn最大,最大值为210.
已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n(n+1)(n∈N*).
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若数列{bn}满足:an=+
+
+…+
,求数列{bn}的通项公式;
(Ⅲ)令cn=(n∈N*),求数列{cn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n(n+1)-(n-1)n=2n,
知a1=2满足该式,
∴数列{an}的通项公式为an=2n.(2分)
(Ⅱ)∵an=+
+
+…+
(n≥1)①
∴an+1=+
+
+…+
+
②(4分)
②-①得:=an+1-an=2,
bn+1=2(3n+1+1),
故bn=2(3n+1)(n∈N*).(6分)
(Ⅲ)cn==n(3n+1)=n•3n+n,
∴Tn=c1+c2+c3+…+cn=(1×3+2×32+3×33+…+n×3n)+(1+2+…+n)(8分)
令Hn=1×3+2×32+3×33+…+n×3n,①
则3Hn=1×32+2×33+3×34+…+n×3n+1②
①-②得:-2Hn=3+32+33+…+3n-n×3n+1=-n×3n+1
∴Hn=,…(10分)
∴数列{cn}的前n项和Tn=+
…(12分)
已知函数f(x)=px2+qx,其中p>0,p+q>1,对于数列{an},设它的前n项和为Sn,且满足Sn=f(n)(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式,并证明an+1>an>1(n∈N*);
(2)求证:点M1(1,),M2(2,
),M3(3,
),…,Mn(n,
)在同一直线l1上;
(3)若过点N1(1,a1),N2(2,a2)作直线l2,设l2与l1的夹角为θ,求tanθ的最大值.
正确答案
(1)∵Sn=f(n)=pn2+qn∴当n=1时,a1=s1=p+q
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=pn2+qn-[p(n-1)2+q(n-1)]=2pn-p+q
由于n=1时,a1=p+q适合上式,故数列{an}的通项公式为an=2pn-p+q…(3分)
又∵an+1-an=2p>0,
∴{an}是首项为p+q,公差为2p的等差数列,∴an+1>an>…>a1=p+q>1,
∴an+1>an>1…(4分)
(2)设Mi,Mj(i≠j)是M1,M2,…,Mn中任意两点,则Mi(i,),Mj(j,
)
=P…(8分)
∴Mi,Mj两点连线的斜率为定值P,又Mi,Mj是M1,M2,…,Mn中任意两点,
∴点M1,M2,…,Mn在同一直线l1上…(9分)
(3)∵N1,N2两点连线的斜率为k2==2p,
又∵直线l1的斜率为k1=p,由夹角公式得
tanθ||=
=
≤
…(13分)
当且仅当=2p即p=
时,上式等号成立.
故当p=时,tanθ有最大值
…(14分)
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