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简答题

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)

<0,得a1+(b1-a1)•()n<0

<-a,得<2n

∴log2<n

因而n满足log2<n的最小整数(14分)

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简答题

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

+-=+-==

=0,

+.   

(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.

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简答题

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+2n

(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

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=+1

+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=

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简答题

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.

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简答题

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.

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简答题

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.

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简答题

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.

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简答题

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,

,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.

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简答题

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+1

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)

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简答题

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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