- 数列
- 共33563题
设数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,对每一个k∈N*,在ak与ak+1之间插入2k-1个2,得到新数列{bn},设An、Bn分别是数列{an}和{bn}的前n项和.
(1)a10是数列{bn}的第几项;
(2)是否存在正整数m,使Bm=2010?若不存在,请说明理由;否则,求出m的值;
(3)设am是数列{bn}的第f(m)项,试比较:Bf(m)与2Am的大小,请详细论证你的结论.
正确答案
(1)在数列{bn}中,对每一个K∈N*,
在ak与ak+1之间有2k-1个2,∴a10在数列{bn}中的项数为:10+1+2+4+…+28 …(2分)
=10+=521即a10是数列{bn}中第521项 …(3分)
(2)an=1+(n-1)•2=2n-1,在数列{bn}中,an及其前面所有项的和为:[1+3+5+…+(2n-1)]+(2+4+…+2n-1)=n2+=2n+n2-2…(5分)
∵210+102-2=1122<2010<211+112-2
且2010-1122=888=444×2
∴存在m=521+444=965,使得Bm=2010…(8分)
(3)由(2)知Bf(m)=2m+m2-2又Am=1+3+5+…+(2m-1)=m2
∴Bf(m)-2Am=(2m+m2-2)-2m2=2m-(m2+2)…(10分)
当m=1时,2m=2,m2+2=3,故2m<m2+2;
当m=2时,2m=4,m2+2=6,故2m<m2+2;
当m=3时,2m=8,m2+2=11,故2m<m2+2;
当m=4时,2m=16,m2+2=18,故2m<m2+2; …(12分)
当m≥5时,2m=1++
+…+
+
+1≥2(1+m+
)
因而当m=1,2,3,4时,Bf(m)<2Am;
当m≥5时且m∈N*时,Bf(m)>2Am…(14分)
已知点(1,2)是函数f(x)=ax(a>0且a≠1)的图象上一点,数列{an}的前n项和Sn=f(n)-1.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)将数列{an}前2013项中的第3项,第6项,…,第3k项删去,求数列{an}前2013项中剩余项的和.
正确答案
(Ⅰ)把点(1,2)代入函数f(x)=ax,得a=2.…(1分)
∴Sn=f(n)-1=2n-1,…(2分)
当n=1时,a1=S1=21-1=1;…(3分)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n-1)-(2n-1-1)=2n-1…(5分)
经验证可知n=1时,也适合上式,
∴an=2n-1.…(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知数列{an}为等比数列,公比为2,故其第3项,第6项,…,第2013项也为等比数列,首项a3=23-1=4,公比q=23,a2013=22012为其第671项…(8分)
∴此数列的和为=
…(10分)
又数列{an}的前2013项和为S2013==22013-1,…(12分)
∴所求剩余项的和为(22013-1)-=
…(13分)
数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),设f(n)=(1-a1)(1-a2)(1-a3)…(1-an).
(1)求f(1)、f(2)、f(3)、f(4)的值;
(2)求f(n)的表达式;
(3)数列{bn}满足b1=1,bn+1=2f(n)-1,它的前n项和为g(n),求证:当n∈N*时,g(2n)-≥1.
正确答案
(1)f(1)=,f(2)=
,f(3)=
,f(4)=
.
(2)由f(n)=(1-a1)(1-a2)…(1-an)
得:f(n-1)=(1-a1)(1-a2)…(1-an-1)(n>1),
两式相除得:
=1-an=1-
=
(n>1).
∴…
=
…
,
=
•
=
•
,
∴f(n)=(n>1),又f(1)=
适合此式,
∴f(n)=.
(3)b n+1=2f(n)-1=,
g(n)=1++
+…+
,
∴g(2n)=1++
+…+
.
设∅(n)=f(2n)-,
则∅(n)=1++
+…+
-
.
∅(n+1)-∅(n)=1++
+…+
-
-(1+
+
+…+
-
)
=+
+…+
-
.
∵+
+…+
的项数为2n,
∴+
+…+
>
+
+…+
=
×2n=
,
∴∅(n+1)-∅(n)>0.即数列{∅(n)}是单调递增数列.
其最小值为∅(1)=g(2)-=1
∴∅(n)≥1即g(2n)-≥1.
政府决定用“对社会的有效贡献率”对企业进行评价.an表示某企业第n年投入的治理污染的环保费用,用bn表示该企业第n年的产值.a1=a(万元),且以后治理污染的环保费用每年都比上一年增加2a(万元);又设b1=b(万元),且企业的产值每年比上一年的平均增长率为10%.Pn=表示企业第n年“对社会的有效贡献率”.
(1)求该企业第一年和第二年的“对社会的有效贡献率”;
(2)试问:从第几年起该企业“对社会的有效贡献率”不低于20%?
正确答案
(1)因为 a1=a,b1=b,
根据题意:a2=a1+2a=3a,b2=b1(1+10%)=1.1b(2分)
所以 P1==1%(4分)
P2==
=3.3%(6分)
该企业第一年和第二年的“对社会的有效贡献率”分别为1%和3.3%(7分)
(2)因为 an=a1+2a(n-1)=(2n-1)a(n∈N*)(9分)
bn=b1×(1+10%)n-1=1.1n-1b(n∈N*)(11分)
所以 Pn==(2n-1)•1.1n-1%(12分)
下证:Pn=f(n)=(2n-1)1.1n-1%为增函数 (15分)
证法1:=…=
×1.1=(1+
)×1.1>1,
又 Pn>0,
则 Pn=f(n)=(2n-1)1.1n-1%为增函数,
证法2:Pn+1-Pn=…=(0.2n+2.1)×1.1n-1%>0
∴Pn+1>Pn
则 Pn=f(n)=(2n-1)1.1n-1%为增函数
再验证:P7=13×1.16%≈23.01%>20%,
P6=11×1.15%≈17.71%<20%(17分)
故,从第七年起该企业“对社会的有效贡献率”不低于20%(18分)
已知数列{an}的前n项和为Sn,an=1,若数列{Sn+1}是公比为2的等比数列.bn=n•2n+(-1)n•λan,n∈N*,
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式an
(Ⅱ)若数列{bn}是递增数列,求实数λ的取值范围.
正确答案
(I)∵a1=1,且数列{Sn+1}是公比为2的等比数列.∴S1+1=2∴,
∴Sn+1=2×2n-1=2n,∴Sn=2n-1(n∈N*)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,又∵a1=1,∴an=2n-1(n∈N*)
(II)∵bn=n•2n+(-1)n•λan,n∈N*,∴bn=[2n+(-1)nλ]2n-1
∴bn+1=[2(n+1)+(-1)n+1λ]2n=2n-1[4n+4-2(-1)nλ]
∴bn+1-bn═2n-1[2n+4-3(-1)nλ]>0
∴2n+4>3(-1)nλ,
当n为奇数时,2n+4>-3λ,∴6>-3λ,∴λ>-2;
当n为偶数时,2n+4>3λ,∴8>3λ,∴λ<
综上所述,>λ>-2
已知函数f(x)=
1
3
x,等比数列{an}的前n项和为Sn=f(n)-c,则an的最小值为______.
正确答案
由于等比数列{an}的前n项和为Sn=f(n)-c,
即Sn=()n-c,
∴a1=S1=-c,a2=S2-S1=
-
=-
,a3=S3-S2=
-
=-
,
根据等比数列的定义,得(-)2=(
-c)(-
)
∴c=1,
a1=-,q=
,
从而an=-•(
1
3
)n-1=-2(
1
3
)n,n∈N*,
∴数列{an}是递增数列,当n=1时,an最小,最小值为-.
故答案为:-.
数列{an}中,a1=a,an+1=aan,0<a<1,则在{an}的前2006项中,最大的项是第______项.
正确答案
依题意,a1=a,a2=aa,a3=aaa
∵0<a<1,∴y=ax为减函数,∴aa>a
∴a2>a1,a3<a2
而当n≥3时,数列{an}为递减数列
∴在{an}的前2006项中,最大的项是第二项
故答案为二.
已知函数f(x)=log3,M(x1,y1),N(x2,y2)是f(x)图象上的两点,横坐标为
的点P满足2
=
+
(O为坐标原点).
(Ⅰ)求证:y1+y2为定值;
(Ⅱ)若Sn=f()+f(
)+…+f(
),其中n∈N*,且n≥2,求Sn;
(Ⅲ)已知an=,其中n∈N*,Tn为数列{an}的前n项和,若Tn<m(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,试求m的取值范围.
正确答案
(1)由已知可得,=
(
+
),
∴P是MN的中点,有x1+x2=1.
∴y1+y2=f(x1)+f(x2)
=log3+log3
=log3(•
)
=log3
=log3
=log3=1.
(2)由(Ⅰ)知当x1+x2=1时,y1+y2=f(x1)+f(x1)=1
Sn=f()+f(
)++f(
),
Sn=f()++f(
)+f(
),
相加得
2Sn=[f()+f(
)]+[(
)+f(
)]++[f(
)+f(
)]
=
=n-1
∴Sn=.
(3)当n≥2时,
an==
=
=
-
.
又当n=1时,
a1==
-
.
∴an=-
.
Tn=(-
)+(
-
)+…+(
-
)=
.
由于Tn<m(Sn+1+1)对一切n∈N*都成立,
m>=
=
∵n+≥4,当且仅当n=2时,取“=”,
∴≤
=
因此m>.
综上可知,m的取值范围是(,+∞).
设数列{an}前n项和Sn,且Sn=2an-2,n∈N+.
(Ⅰ)试求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=,求数列{cn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2an-2)-(2an-1-2)=2an-2an-1,
所以,an=2an-1,即=2,…(3分)
当n=1时,S1=2a1-2,a1=2,…(4分)
由等比数列的定义知,数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,
所以,数列{an}的通项公式为an=2×2n-1=2n,n∈N+.…(6分)
(II)由(I)知,cn==
(8分)
∴Tn=+
+…+
+
Tn=
+
+…+
+
两式相减可得,Tn=
+
+…+
-
=
-
=1-
-
∴Tn=2-(12分)
数列{an}中,a1=1,a2=4,an=2n-1+λn2+μn,(n∈N*).
(Ⅰ)求λ、μ的值;
(Ⅱ)设数列{bn}满足:bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(Ⅰ)根据题意,得(3分)
解得(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)an=2n-1+n2-n
∴bn==
=
-
(10分)
∴Sn=(1-)+(
-
)++(
-
)=1-
=
(14分)
已知函数f(x)=logmx(mm为常数,0<m<1),且数列{f(an)}是首项为2,公差为2的等差数列.
(1)若bn=an•f(an),当m=时,求数列{bn}的前n项和Sn;
(2)设cn=an•lgan,如果{cn}中的每一项恒小于它后面的项,求m的取值范围.
正确答案
(1)由题意得f(an)=2+2(n-1)=logman,可得2n=logman,…(1分)
∴an=m2n.…(2分)
bn=an•f(an)=2n•m2n.
∵m=,∴bn=an•f(an)=2n•(
)2n=n•(
)n-1,…(3分)
∴Sn=1•()0+2•(
)1+3•(
)2+…+n•(
)n-1,①
Sn=1•(
)1+2•(
)2+3•(
)3+…+n•(
)n,②…(4分)
①-②,得Sn=(
)0+(
)1+(
)2+…+(
)n-1-n•(
)n=
-n•(
)n…(6分)
∴化简得:Sn=-(n+2)()n-1+4 …(7分)
(2)由(Ⅰ)知,cn=an•lgan=2n•m2nlgm,要使cn<cn+1对一切n∈N*成立,
即nlgm<(n+1)m2lgm对一切n∈N*成立.…(8分)
∵0<m<1,可得lgm<0
∴原不等式转化为n>(n+1)m2,对一切n∈N*成立,
只需m2<()min即可,…(10分)
∵h(n)=在正整数范围内是增函数,∴当n=1时,(
)min=
.…(12分)
∴m2<,且0<m<1,,∴0<m<
.…(13分)
综上所述,存在实数m∈(0,)满足条件.…(14分)
定义:数列{an}的前n项的“均倒数”为.若数列{an}的前n项的“均倒数”为
,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)已知bn=tan(t>0),数列{bn}的前n项和Sn,求的值;
(3)已知cn=()n,问数列{an•cn}是否存在最大项,若存在,求出最大项的值;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)由题意可得,Sn=a1+a2+…+an=n(n+2)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n(n+2)-(n-1)(n+1)=2n+1
而a1=S1=3适合上式
∴an=2n+1
(2)由(1)可得,bn=tan=t(2n+1)
∴=
=t2且,b1=t3
∴{bn}是以t3为首项,t2为公比的等比数列
当t=1时,Sn=n=
=1
当t≠1时,Sn=,
=
若0<t<1,=
=1
若t>1,=
=t2
(3)由(1)可得,an•cn=((2n+1)•(
4
5
)n
令D(n)=(2n+1)•(
4
5
)n,若D(n)最大
则
∴
∴≤n≤
∵n∈N*∴n=4,此时D(4)=9• (
4
5
)4最大
已知函数f(x)满足f(x+y)=f(x)•f(y),且f(1)=.
(1)当x∈N+时,求f(n)的表达式;
(2)设an=nf(n),求证:a1+a2+…+an<2;
(3)设bn=+b2+…+bn,求Sn.
正确答案
(1)由题设得:f(n+1)=f(n)•f(1)=f(n).
∴数列{f(n)}是以 f(1)=为首项,
为公比的等比数列.
f(n)=×(
)n-1=(
)n.(4分)
(2)设Tn=a1+a2+…+an
∵an=n•f(n)=n•()n(n∈N*).
∴Tn=1×+2×(
)2+3×(
)3++n×(
)n
Tn
=1×()2+2×(
)3++(n-1)×(
)n+n×(
)n+1
两式相减得:Tn=
+(
)2+(
)3++(
)n-n×(
)n+1
=-n×(
)n+1=1-
.
∴Tn=2-<2.(10分)
(3)∵bn==
=
n,
∴Sn=(1+2+3+…+n)
=×
(n+1)
=.
已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn+Sn-1=k+2(n≥2,n∈N*,k>0),a1=1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{}的前n项和为Tn,是否存在常数k,使得Tn<2对所有的n∈N*都成立?若存在,求出k的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)∵Sn+Sn-1=k+2,∴Sn+1+Sn=k
+2
两式相减可得(an+1+an)[(an+1-an)-]=0
∵正项数列{an},
∴an+1-an=(n≥2)
∵S2+S1=k+2,a1=1
∴a2=
∴an=;
(2)由题意,T1=k,
当n≥2时,Tn=k++…+
=k+k2(1-
+
-
+…+
-
)=k+k2(1-
)
∵Tn=k+k2(1-)<k+k2
∴使得Tn<2对所有的n∈N*都成立,只需要k+k2≤2(k>0),
∴0<k≤1.
已知首项为1的数列{an}满足:对任意正整数n,都有:a1•2a1-1+a2•2a2-1+a3•2a3-1+…+an•2an-1=(n2-2n+3)•2n+c,其中c是常数.
(Ⅰ)求实数c的值;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)设数列{•(-
1
2
)an-1}的前n项和为Sn,求证:S2n-1>S2m,其中m,n∈N*.
正确答案
(Ⅰ)当a=1时,1×20=2×2+c,
解得c=-3.
(Ⅱ)∵a1•2a1-1+a2•2a2-1+a3•2a3-1+…+an•2an-1=(n2-2n+3)•2n+c,①
∴a1•2a1-1+a2•2a2-1+a3•2a3-1+…+an-1•2an-1-1=[(n-1)2-2(n-1)+3]•2n-1+c,②
①-②,并整理,得an•2a n-1=n2•2n-1,
∴an=n2.
(Ⅲ)∵an=n2,
∴数列{•(-
1
2
)an-1}={n•(-
1
2
)n-1}.
∴S2n-1=1+2•(-
1
2
) +3•(-
1
2
)2+…+(2n-1)•(-
1
2
)2n-2,
-S2n-1=1•(-
1
2
) +2•(-
1
2
)2+…+(2n-2)•(-
1
2
)2n-2+(2n-1)•(-
1
2
)2n-1,
∴S2n-1=1+(-
1
2
) +(-
1
2
)2+…+(-
1
2
)2n-2-(2n-1)•(-
1
2
)2n-1,
==
[1-(-
1
2
)2n-1],
∴S2n-1=[1-(-
1
2
)2n-1]>.
同理,S2m=[1-(-
1
2
)2m]<.
∴S2n-1>S2m,其中m,n∈N*.
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