- 数列
- 共33563题
已知点(1,3)、(an,an+1)(n∈N*)都在函数f(x)=px+2(p为常数)的图象上,a1=1,数列{bn}满足:bn=an+(n∈N*).
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(I)∵点(1,3)、(an,an+1)在f(x)=px+2的图象上
∴3=p+2,an+1=pan+2
∴p=1,an+1-an=2
∴数列{an}是以2为公差的等差数列,
∵a1=1,d=2,∴an=a1+(n-1)d=2n-1;
(II)∵bn=an+=2n-1+(
-
)
∴Sn=[1+3+…+(2n-1)]+[(1-)+(
-
)+…+(
-
)]=n2+
.
已知向量=(x,y),
=(y,2),曲线C上的点满足:
•
=2x.点M(xk,xk+1)在曲线C上,且xk≠0,x1=1,数列{an}满足:ak=
,(k,n∈N+).
(1)求数列{an}通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=7-2an,求数列{|bn|}的前n项和Tn.
正确答案
(1)由题意可得xy+2y=2x,∴曲线C的方程为y=(x≠-2).
∵点M(xk,xk+1)在曲线C上,且xk≠0,∴xk+1=,
∴=
+
,
∴ak+1=ak+,a1=1.
∴数列{an}是等差数列,
∴an=1+(n-1)×=
.
(2)bn=7-2an=6-n.
当n≤6时,Tn==
;
当n>6时,Tn=15+(n-6)(1+n-6)=
(n2-11n+60).
∴Tn=.
设同时满足条件:①≤bn+1(n∈N*);②bn≤M(n∈N*,M是与n无关的常数)的无穷数列{bn} 叫“特界”数列.
(Ⅰ)若数列{an} 为等差数列,Sn是其前n项和,a3=4,S3=18,求Sn;
(Ⅱ)判断(Ⅰ)中的数列{Sn}是否为“特界”数列,并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为,
a1+2d=4,3a1+3d=18,…(2分)
解得a1=8,d=-2…(4分)
Sn=na1+d=-n2+9n…(6分)
(Ⅱ)由-Sn+1=
=
=
=-1<0
得<Sn+1,
故数列数列{Sn}适合条件①…(9分)
Sn=-n2+9n=-(n-
9
2
)2+,
则当n=4或n=5时,Sn有最大值20
即Sn≤20,故数列{Sn}适合条件②.
综上,故数列{Sn}是“特界”数列.…(12分)
对于数列{an},若存在一个常数M,使得对任意的n∈N*,都有|an|≤M,则称{an}为有界数列.
(Ⅰ)判断an=2+sinn是否为有界数列并说明理由.
(Ⅱ)是否存在正项等比数列{an},使得{an}的前n项和Sn构成的数列{Sn}是有界数列?若存在,求数列{an}的公比q的取值范围;若不存在,请说明理由.
(Ⅲ)判断数列an=+
+
+…+
(n≥2)是否为有界数列,并证明.
正确答案
(Ⅰ)1≤an=2+sinn≤3,
故{an}为有界数列…(2分)
(Ⅱ)设公比为q,当0<q<1时,Sn=<
,
则正数数列{Sn}满足|Sn|<,即为有界数列;
当q=1时,Sn=na1→+∞,故为无界数列;
当q>1时,Sn=a1+a2+…+an>na1→+∞,此时为无界数列.
综上:当且仅当0<q<1时,{Sn}为有界数列…(6分).
(Ⅲ){an}为无界数列,事实上an=+
+
+…+
>
+
+
+…+
∴2an>+
+
+
+…+
+
∴2a2n>+
+
+
+…+
=(
+
)+(
+
+
+
)+(
+…+
)+…+(
+
+…+
)>
×2+
×4+
×8+…+
×2n=
∴a2n>
故当n无限增大时an也无限增大,
所以{an}无界…(12分).
数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-2.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log34an,求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)当n=1时,S1=2a1-2,∴a1=2,
当n≥2时,Sn=2an-2,Sn-1=2an-1-2
∴Sn-Sn-1=2an-2an-1=an
∴an=2an-1(n≥2),
∴数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列
∴an=2n.
(Ⅱ)bn=log34an=log34•2n=log32n+2=(n+2)log32,
∴Tn=log32.
已知数列{an}满足=
(n∈N*,n>1),a1=2
(I)求证:数列{an}的通项公式为an=n(n+1)
(II)求数列{}的前n项和Tn;
(III)是否存在无限集合M,使得当n∈M时,总有|Tn-1|<成立.若存在,请找出一个这样的集合;若不存在,请说明理由.
正确答案
证明:(I)由3Sn=(n+2)an
得3Sn-1=(n+1)an-1(n≥2)
二式相减得3an=(n+2)an-(n+1)an-1∴(n-1)an=(n+1)an-1∴=
(n≥2)
∴=
;…;
=
;
=
;a1=2
叠乘得:an=n(n+1)(n∈N*)(7分)
(II)∵=
=
-
∴Tn=1-+
-
+
-
+…+
-
=1-
=
(10分)
(III)令|Tn-1|=|-1|=
<
得:n+1>10,n>9
故满足条件的M存在,M={n∈N|n>9,n∈N*}是一个这样的集合(12分)
已知数列{an}的前n项和是sn=n2-2n+2,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=anxn(x∈R且x≠0).求数列{bn}前n项和的公式.
正确答案
(1)当n=1时,a1=S1=1-2+2=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-2n+2-[(n-1)2-2(n-1)+2]
=2n-3.
∴an=.
(2)设数列{bn}前n项和为Tn.
b1=x,
n≥2时,bn=(2n-3)xn.
∴当n=1时,T1=b1=x;
当n≥2时,Tn=x+x2+3x3+…+(2n-3)xn,
xTn=x2+x3+3x4+…+(2n-5)xn+(2n-3)xn+1
∴(1-x)Tn=x+2x3+2x4+…+2xn-(2n-3)xn+1
①x≠1,Tn=+
-
.
②当x=1时,T1=1,
n≥2时,Tn=1+1+3+…+(2n-3)=1+(n-1)2=n2-2n+2.
已知数列{an}的前n项和为Sn,常数λ>0,且λa1an=S1+Sn对一切正整数n都成立.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设a1>0,λ=100,当n为何值时,数列{lg}的前n项和最大?
正确答案
解(I)当n=1时,λ a12 =2s1=2a1
∴a1(λa1-2)=0
若取a1=0,则sn=0,an=sn-sn-1=0
∴an=0(n≥1)
若a1≠0,则a1=,当n≥2时,2an=
+sn,2an-1=
+sn-1
两式相减可得,2an-2an-1=an
∴an=2an-1,从而可得数列{an}是等比数列
∴an=a1•2n-1=•2n-1=
综上可得,当a1=0时,an=0,当a1≠0时,an=
(II)当a1>0且λ=100时,令bn=lg
由(I)可知bn=lg=2-nlg2
∴{bn}是单调递减的等差数列,公差为-lg2
∴b1>b2>…>b6=lg=lg
>0
当n≥7时,bn≤b7=lg=lg
<0
∴数列{lg}的前6项和最大
设数列{an}满足a1=a,an+1=can+1-c,n∈N*,其中a,c为实数,且c≠0
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设a=,c=
,bn=n(1-an),n∈N*,求数列{bn}的前n项和Sn;
(Ⅲ)若0<an<1对任意n∈N*成立,证明0<c≤1.
正确答案
(Ⅰ)由题设得:n≥2时,an-1=c(an-1-1)=c2(an-2-1)=…=cn-1(a1-1)=(a-1)cn-1.
所以an=(a-1)cn-1+1.
当n=1时,a1=a也满足上式.
故所求的数列{an}的通项公式为:an=(a-1)cn-1+1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:bn=n(1-an)=n()n.Sn=b1+b2++bn=
+2(
)2+3(
)3++n(
)n,
Sn=(
)2+2(
)3+3(
)4++n(
)n+1
∴Sn=
+(
)2+(
)3+(
)4++(
)n-n(
)n+1.
∴Sn=1++(
)2+(
)3+(
)4++(
)n-1-n(
)n=2[1-(
)n]-n(
)n
所以∴Sn=2-(n+2)()n.
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知an=(a-1)cn-1+1.
若0<(a-1)cn-1+1<1,则0<(1-a)cn-1<1.
因为0<a1=a<1,∴0<cn-1<(n∈N+).
由于cn-1>0对于任意n∈N+成立,知c>0.
下面用反证法证明c≤1.
假设c>1.由函数f(x)=cx的图象知,当n→+∞时,cn-1→+∞,
所以cn-1<不能对任意n∈N+恒成立,导致矛盾.∴c≤1.因此0<c≤1
已知数列{an}中,an+1=an+2n,n∈N*,a1=0.
求(1){an}的通项公式;
(2)数列{}的前n项和Sn.
正确答案
(1)由于在数列{an}中,an+1=an+2n,n∈N*,a1=0,
则an+1-an=2n
故有an-an-1=2(n-1)
…
a2-a1=2×1
a1=0,
则an=2×[(n-1)+(n-2)+…+1]=n(n-1)
故{an}的通项公式为 an=n(n-1);
(2)由于=
=
-
则数列的前n项和为
Sn=(1-)+(
-
)+…+(
-
)=1-
=
已知数列{an}的前n项和为Sn,且点(n,Sn)在函数y=2x-1-2的图象上.
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)设数列{bn}满足:b1=0,bn+1+bn=an,求数列{bn}的前n项和公式;
(III)在第(II)问的条件下,若对于任意的n∈N*不等式bn<λbn+1恒成立,求实数h(-1)=-的取值范围.
正确答案
(I)由题意可知,Sn=2n+1-2.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1-2-(2n-2)=2n,
当n=1时,a1=S1=21+1-2=2也满足上式,
所以an=2n(n∈N*).…(3分)
(II)由(I)可知bn+1+bn=2n(n∈N*),即bk+1+bk=2k(k∈N*).
当k=1时,b2+b1=21,…①
当k=2时,b3+b2=22,所以-b3-b2=-22,…②
当k=3时,b4+b3=23,…③
当k=4时,b5+b4=24,所以-b5-b4=-24,…④
…
…
当k=n-1时(n为偶数),bn+bn-1=2n-1,所以-bn-bn-1=-2n-1…n-1
以上n-1个式子相加,得bn+b1=2-22+23-24+…+2n-1
==
=
+
,又b1=0,
所以,当n为偶数时,bn=+
.
同理,当n为奇数时,-bn+b1=2-22+23-24+…-2n-1
==
,
所以,当n为奇数时,bn=-
.…(6分)
因此,当n为偶数时,数列{bn}的前n项和Tn=b1+b2+…+bn=(-
)+(
+
)+(
-
)+(
+
)+…+(
+
)
=+
+…+
=
•
=
-
;
当n为奇数时,数列{bn}的前n项和Tn=b1+b2+…+bn-1+bn=(-
)+(
+
)+…+(
+
)+(
-
)
=(+
+…+
)-
=
-
.
故数列{bn}的前n项和Tn=.…(8分)
(III)由(II)可知bn=,
①当n为偶数时,=
=
=
+
,
所以随n的增大而减小,
从而,当n为偶数时,的最大值是
=1.
②当n为奇数时,=
=
=
-
,
所以随n的增大而增大,且
=
-
<
<1.
综上,的最大值是1.
因此,若对于任意的n∈N*,不等式bn<λbn+1恒成立,只需λ>1,
故实数λ的取值范围是(1,+∞).…(13分)
已知数列{an}中,a1=3,a2=5,其前n项和Sn满足Sn+Sn-2=2Sn-1+2n-1(n≥3),令bn=
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)令Tn=b1+b2•2+b3•22+…bn•2n-1,
求证:①对于任意正整数n,都有Tn<.②对于任意的m∈(0,
),均存在n0∈N*,使得n≥n0时,Tn>m.
正确答案
(Ⅰ)由题意知Sn-Sn-1=Sn-1-Sn-2+2n-1(n≥3),
即an=an-1+2n-1(n≥3)…(1分)
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+a2
=2n-1+2n-2+…+22+5
=2n-1+2n-2+…+22+2+1+2
=2n+1,n≥3.…(3分)
检验知n=1,2时,结论也成立
故an=2n+1.…(4分)
(Ⅱ) ①由于bn•2n-1=•2n-1
=•
=(
-
).
故Tn=b1+b2•2+b3•22+…+bn•2n-1
=(
-
+
-
+…+
-
)
=(
-
)
<-
=.…(9分)
②若Tn>m,其中m∈(0,),则有
(
-
)>m,
则2n+1>-1,
故n>log2(-1)-1>0,
取n0=[log2(-1)-1]+1
=[log2(-1)](其中[x]表示不超过x的最大整数),
则当n>n0时,Tn>m.…(14分)
已知数列{an}满足:+
+
+…+
=n2(n≥1,n∈N+),
(1)求a2011
(2)若bn=anan+1,Sn为数列{bn}的前b项和,存在正整数b,使得Sn>λ-,求实数λ的取值范围.
正确答案
(1)+
+
+…+
=20112
+
+
+…+
=20102两式相减得
=20112-20102=4021⇒a2011=
(2)+
+
+…+
=n2
+
+
+…+
=(n+1)2
两式相减得=n2-(n-1)2=2n-1⇒an=
(n≥2)
当n=1时,a1=1也满足上式∴an=(n≥1)
bn=anan+1==
(
-
)
Sn=[(1-
)+(
-
)+…+(
-
)]=
(1-
)
存在正整数b,使得Sn>λ-,即Sn的最大值大于λ-
而Sn=(1-
)<
∴>λ-
,即λ<1
设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=nan-2n(n-1)(n∈N*).
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)证明:+
+…+
<
.
正确答案
(Ⅰ)依题意Sn=nan-2n(n-1)(n∈N*)
Sn-1=(n-1)an-1-2(n-1)(n-2)(n≥2,n∈N*)
两式相减得an=Sn-Sn-1=nan-(n-1)an-1-4n+4,(n≥2,n∈N*)
所以(1-n)an=-(n-1)an-1-4(n-1)
因为n≥2,n∈N*,所以1-n≠0,
两边同除以(1-n)可得,an=an-1+4⇒an-an-1=4,(n≥2,n∈N*)
所以{an}是以a1=1为首项,公差为4的等差数列
所以an=a1+(n-1)d=4n-3
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知=
=
(
-
)
所以+
+…+
=
(1-
+
-
+
-
+…+
-
)
=(1-
)<
已知等比数列{an}各项均为正数,且2a1+3a2=8,a32=a2.a6.
(1)求数列{an}的前n项和Sn;
(2)若数列{bn}满足bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
(1)∵正项等比数列{an}中,a32=a2•a6=
a42,
∴q2==4,q>0,
∴q=2;
又2a1+3a2=8,即2a1+3a1q=8,
∴a1=1.
∴Sn==2n-1.
(2)∵bn=
=
=
=
=-
,
∴Tn=b1+b2+…+bn
=(1-)+(
-
)+…+(
-
)
=1-
=.
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