- 数列
- 共33563题
如图所示的两个同心圆盘均被等分(
且
),在相重叠的扇形格中依次同时填上
,内圆盘可绕圆心旋转,每次可旋转一个扇形格,当内圆盘旋转到某一位置时,定义所有重叠扇形格中两数之积的和为此位置的“旋转和”.
(1)求个不同位置的“旋转和”的和;
(2)当为偶数时,求
个不同位置的“旋转和”的最小值;
(3)设,在如图所示的初始位置将任意
对重叠的扇形格中的两数均改写为0,证明:当
时,通过旋转,总存在一个位置,任意重叠的扇形格中两数不同时为0.
正确答案
(1);(2) 最小值
;(3)详见解析.
试题分析:(1)个不同位置的“旋转和”的和,就是将所有位置的旋转相加,故内盘中的任一数都会和外盘中的每个数作积;(2)设内盘中的
和外盘中的
同扇形格时的“旋转和”为
;设内盘中的
和外盘中的
同扇形格时的“旋转和”为
;依次下去,设内盘中的
和外盘中的
同扇形格时的“旋转和”为
;这样便得一个数列.这样问题转化为求该数列的最小值.求数列的最值,首先研究数列的单调性,而研究数列的单调性,就是研究相邻两项的差的符号,即研究
的符号;(3)显然直接证明有点困难,故采用反证法.由于该问题只涉及0与非0的问题,故可将图中所有非
数改写为
,这样共有
个0,
个1.假设任意位置,总存在一个重叠的扇形格中两数同时为
,则此位置的“旋转和”必大于或等于
,初始位置外的
个位置的“旋转和”的和为
,则有
,即
,这与
矛盾,故命题得证.
试题解析:(1)由于内盘中的任一数都会和外盘中的每个作积,故个不同位置的“旋转和”的和为
; 3分
(2)设内盘中的和外盘中的
同扇形格时的“旋转和”为
则
5分
所以当时,
,当
时,
,所以
时,
最小
最小值
; 8分
(3)证明:将图中所有非数改写为
,现假设任意位置,总存在一个重叠的扇形格中两数同时为
,则此位置的“旋转和”必大于或等于
,初始位置外的
个位置的“旋转和”的和为
,则有
,即
,这与
矛盾,故命题得证. 12分
在直角坐标平面xOy上的一列点A1(1,a1),A2(2,a2),…,An(n,an),…,简记为{An}、若由bn=•
构成的数列{bn}满足bn+1>bn,n=1,2,…,其中
为方向与y轴正方向相同的单位向量,则称{An}为T点列,
(1)判断A1( 1, 1),A2( 2, ),A3( 3,
),…,An( n,
),…,是否为T点列,并说明理由;
(2)若{An}为T点列,且点A2在点A1的右上方、任取其中连续三点Ak、Ak+1、Ak+2,判断△AkAk+1Ak+2的形状(锐角三角形、直角三角形、钝角三角形),并予以证明;
(3)若{An}为T点列,正整数1≤m<n<p<q满足m+q=n+p,求证:•
>
•
.
正确答案
(1)由题意可知an=,
∴bn=-
=
,
显然有bn+1>bn,
∴{An}是T点列
(2)在△AkAk+1Ak+2中,=(-1,ak-ak+1),
=(1,ak+2-ak+1),
•
=-1+(ak+2-ak+1)(ak-ak+1)
∵点A2在点A1的右上方,
∴b1=a2-a1>0,
∵{An}为T点列,
∴bn≥b1>0,
∴(ak+2-ak+1)(ak-ak+1)=-bk+1bk<0,则•
<0
∴∠AkAk+1Ak+2为钝角,
∴△AkAk+1Ak+2为钝角三角形、
(3)∵1≤m<n<p<q,m+q=n+p,
∴q-p=n-m>0
①aq-ap=aq-aq-1+aq-1-aq-2++ap+1-ap=bq-1+bq-2++bp≥(q-p)bp②
同理an-am=bn-1+bn-2++bm≤(n-m)bn-1、③
由于{An}为T点列,于是bp>bn-1,④
由①、②、③、④可推得aq-ap>an-am,
∴aq-an>ap-am,
即•
>
•
数列,
,
,
,
,…的一个通项公式为_________.
正确答案
an=
略
(文)本题共有3个小题,第1、2小题满分各5分,第3小题满分7分.第3小题根据不同思维层次表现予以不同评分.
对于数列{an}
(1)当{an}满足an+1-an=d(常数)且=q(常数),证明:{an}为非零常数列.
(2)当{an}满足an+12-an2=d'(常数)且=q′(常数),判断{an}是否为非零常数列,并说明理由.
(3)对(1)、(2)等式中的指数进行推广,写出推广后的一个正确结论(不用说明理由).
正确答案
(1)(法一)⇒qan-an=d⇒(q-1)an=d
当q=1时,∵an≠0,所以d=0;
当q≠1时,⇒an=是一常数,矛盾,所以{an}为非零常数列; (5分)
(法二)设an=a1+(n-1)d,则有:=
=q,
即a1+nd=(a1q-qd)+qdn(2分)
所以,解得
.由此可知数列{an}为非零常数列; (5分)
(2)记an2=bn,由(1)证明的结论知:{an2}为非零常数列.(2分)
显然,{an2}为非零常数列时,{an}不一定为非零常数列,如:非常数数列an=(-p)n(p为大于0的正常数)和常数列an=p(p为非零常数)均满足题意要求.(5分)
(3)若{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且=q′(常数),则当m为奇数时,{an}必为非零常数列;当m为偶数时,{an}不一定为非零常数列.
或者:设anm=a1m+(n-1)d,即anm=A+Bn,则=(
)m=q′,即(1+
)m对一切n∈N*均为常数,则必有B=0,即有anm=A,当m为奇数时,an=
,当m为偶数时,an=
(A>0)或者an=
i (A<0).3°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且
=q′(常数),且m、l为整数,
当m、l均为奇数时,{an}必为非零常数列;否则{an}不一定为常数列.
事实上,条件=q′(正常数)可以转化为
=(q′)ml(常数),整个问题转化为2°,结论显然成立.(结论5分)
或者:设anm=a1m+(n-1)d,即anm=A+Bn,当m为奇数时,有an=,则
=(
)lm=q′,即(1+
)lm对一切n∈N*均为常数,则必有B=0,即有anm=A,则an=
,当m为偶数时,如反例:an=(-1)nn∈N*,它既满足m次方后是等差数列,又是l(不管l为奇数还是偶数)次方后成等比数列,但它不为常数列.4°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且
=q′(常数),m、l为有理数,q′>0,则{an}必为非零常数列;否则{an}不一定为常数列.
证明过程同3°(结论6分)5°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且=q′(常数),且m、l为实数,q′>0,{an}是不等于1的正数数列,则{an}必为非零且不等于1的常数列;否则{an}不一定为常数列.
事实上,当q′>0,m、l为实数时,条件=q′同样可以转化为
=(q′)ml,记anm=bn,由第(1)题的结论知:{bn}必为不等于1的正常数数列,也即{anm}为不等于1的正常数数列,an=
,从而{an}也是不等于1的正常数数列.
(结论7分)
已知数列中,
则数列
的通项公式是______.
正确答案
略
已知数列an的通项公式an=(n∈N+),记f(n)=(1-a1)(1-a2)…(1-an),试通过计算f(1),f(2),f(3)的值,推测出f(n)的值.
正确答案
∵f(n)=(1-a1)(1-a2)…(1-an),
f(1)=1-a1=1-=
,(2分)
f(2)=(1-a1)(1-a2)=f(1)•(1-)=
•
=
=
,(4分)f(3)=(1-a1)(1-a2)(1-a3)=f(2)•(1-
)=
•
=
.(6分)
根据其结构特点可得:f(n)=.(12分)
(本小题满分14分)(注意:在试题卷上作答无效)
已知曲线,从
上的点
作
轴的垂线,交
于点
,再从点
作
轴的垂线,交
于点
,设
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列
的前
项和为
,试比较
与
的大小
;
(3)记,数列
的前
项和为
,试证明:
正确答案
(1);
(2),由
,
,
,
当
时,
;
(3)见解析。
(1)依题意确定点的坐标为
,从而可得
,
所以可得,所以再采用累加的方法求出
通项即可.
(2)先求出,然后先求出S1,S2,S3验证均满足小于
,
然后证明当n>3时,,采用了不等式放缩后易证.n>3时,
.
(3)先确定,可得
,
然后可以利用此不等式进行放缩,这是解决此题的突破口.
(1)依题意点的坐标为
,
,
,
......2分
;
......4分
(2),由
,
,
,
当
时,
;......8分
(3),所以易证:
,
当
时,
,
,(当
时取“
”)......11分
另一方面,当时,有:
,
又,
,
.所以
对任意的,都有
.......14分
已知数列,
,前n项部分和
满足
,则
。
正确答案
。
于是 ,(
)。
给定有限单调递增数列{xn}(n∈N*,n≥2)且xi≠0(1≤i≤n),定义集合A={(xi,xj)|1≤i,j≤n,且i,j∈N*}.若对任意点A1∈A,存在点A2∈A使得OA1⊥OA2(O为坐标原点),则称数列{xn}具有性质P.
(I)判断数列{xn}:-2,2和数列{yn}:-2,-l,1,3是否具有性质P,简述理由.
(II)若数列{xn}具有性质P,求证:
①数列{xn}中一定存在两项xi,xj使得xi+xj=0:
②若x1=-1,xn>0且xn>1,则x2=l.
正确答案
(Ⅰ)数列{xn}具有性质P,数列{yn}不具有性质P.
对于数列{xn},若A1(-2,2),则A2(2,2);若A1(-2,-2),则A2(2,-2),∴具有性质P;
对于数列{yn},当A1(-2,3),若存在A2(x,y)满足OA1⊥OA2,即-2x+3y=0,=
,数列{yn}中不存在这样的数x、y,
∴不具有性质P.
(II)证明:①取A1(xk,xk),∵数列{xn}具有性质P,∴存在点A2(xi,xj)使得OA1⊥OA2,即xkxi+xkxj=0,
∵xk≠0,∴xi+xj=0.
②由①知,数列{xn}中一定存在两项xi,xj,使得xi+xj=0.
又数列是单调递增数列且x2>0,∴1为数列中的一项,
假设x2≠1,则存在k(2<k<n,k∈N*),有xk=1,∴0<x2<1,
此时取A1(x2,xn),数列{xn}具有性质P,
∴存在点A2(xt,xs)使得OA1⊥OA2,
∴x2xt+xnxs=0
所以xt=-1时,x2=xnxs>xs≥x2,矛盾;xs=-1时,x2=≥1,矛盾,所以x2=1.
若数列{an}的前n项和Sn=3n,则数列的通项公式是______.
正确答案
由于数列{a八}的前八项和S八=3八,故首项a1=s1=3,
当八≥2时,a八=s八-s八-1=3八-3八-1=23八-1.
综上可2,a八=,
故答案为a八=.
已知数列,满足
, 且
, 则
= 。
正确答案
由 ,推出
。因此有
.
即有 。 从而可得
。
数列{an}满足an+1=,若a1=
,则a2012=______.
正确答案
因为≤a1=
<1,所以a2=2a1-1=2×
-1=
,
因为0≤a2=<
,所以,a3=2a2=2×
=
,
因为0≤a3=<
,所以a4=2a3=2×
=
,
因为≤a4=
<1,所以a5=2a4-1=2×
-1=
,
以下循环出现,所以数列的项以4为周期周期出现,所以a2012=a4=.
故答案为.
在数列{an}中,a1=,且前n项的算术平均数等于第n项的2n-1倍(n∈N*).
(1)写出此数列的前5项;
(2)归纳猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法证明.
正确答案
(1)由已知a1=,
=(2n-1)an,分别取n=2,3,4,5,
得a2=a1=
=
,a3=
(a1+a2)=
=
,a4=
(a1+a2+a3)=
=
,a5=
(a1+a2+a3+a4)=
=
;
所以数列的前5项是:a1=,a2=
,a3=
,a4=
,a5=
; …(5分)
(2)由(1)中的分析可以猜想an=(n∈N*). …(7分)
下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,猜想显然成立. …(8分)
②假设当n=k(k≥1且k∈N*)时猜想成立,即ak=. …(9分)
那么由已知,得=(2k+1)ak+1,
即a1+a2+a3+…+ak=(2k2+3k)ak+1.所以(2k2-k)ak=(2k2+3k)ak+1,
即(2k-1)ak=(2k2+3)ak+1,又由归纳假设,得(2k-1)=(2k+3)ak+1,
所以ak+1=,即当n=k+1时,猜想也成立. …(11分)
综上①和②知,对一切n∈N*,都有an=成立. …(12分)
设向量=(x,2),
=(x+n,2x-1) (n∈N+),函数y=
•
在[0,1]上的最小值与最大值的和为an,又数列{bn}满足:nb1+(n-1)b2+…+bn=(
)n-1+(
)n-2+…+(
)+1
(1)求证:an=n+1;
(2)求bn的表达式;
(3)cn=-an•bn,试问数列{cn}中,是否存在正整数k,使得对于任意的正整数n,都有cn≤ck成立?证明你的结论.
正确答案
(1)∵=(x,2),
=(x+n,2x-1) (n∈N+),
∴函数y=•
=x(x+n)+4x-2=x2+(4+n)x-2
判断知,此函数在[0,1]上为增函数,
∴an=-2+1+4+n-2=n+1
(2)nb1+(n-1)b2+…+bn=()n-1+(
)n-2+…+(
)+1=10[1-(
)n](n-1)b1+(n-2)b2+…+bn-1=(
)n-2+(
)n-3+…+(
)+1=10[1-(
)n-1]
两式相减得:b1+b2+…+bn=()n-1
由上式得b1+b2+…+bn-1=()n-2
两式作差得bn=-•(
9
10
)n-2,n≥2
又n=1时,b1=1
所以bn=
(3)n≥2时,cn=•(
)n-2,
令⇒k=9或8
验证知,当n=1,2也满足
故存在k=8,9使得cn≤ck对所有的n∈N*成立
数列1,-,
,-2,…的一个通项公式为an=______.
正确答案
通过观察可以发现:每一项的符号为(-1)n+1,其绝对值为,故其一个通项公式为an=(-1)n+1
.
故答案为(-1)n+1.
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