- 数列
- 共33563题
数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn与an之间满足an=(n≥2).
(1)求证:数列{}的通项公式;
(2)设存在正数k,使(1+S1)(1+S2)..(1+Sn)≥k对一切n∈N×都成立,求k的最大值.
正确答案
(1)证明:∵n≥2时,an=Sn-Sn-1(1分)
∴Sn-Sn-1=,∴(Sn-Sn-1)(2Sn-1)=2Sn2,
∴=Sn-1-Sn=2SnSn-1(3分)
∴-
=2(n≥2),(5分)
数列{}是以
=1为首项,以2为公差的等差数列.(6分)
(2)由(1)知=1+(n-1)×2=2n-1,
∴Sn=,∴Sn+1=
(7分)
设F(n)=,
则=
=
=>1(10分)
∴F(n)在n∈N*上递增,要使F(n)≥k恒成立,只需[F(n)]min≥k
∵[F(n)]min=F(1)=,∴0<k≤
,kmax=
.(12分)
(文科)数列{an}是首项为21,公差d≠0的等差数列,记前n项和为Sn,若S10和
S19的等比中项为
S16.数列{bn}满足:bn=anan+1an+2.
求:(1)数列{an}的通项an;(2)数列{bn}前n项和Tn最大时n的值.
正确答案
(1)设an=21+(n-1)d(d≠0),
则Sn=21n+d,
∴Sn=21+
d,
∴S10=21+
d,
S19=21+9d,
S16=21+
d.
由题设可知:(S16)2=(
S10)•(
S19),
即(21+d)2=(21+
d)•( 21+9d),解得d=-2,
∴an=21-2(n-1)=23-2n;
(2)由an=23-2n>0,得n<12.
∴当n<10时,bn=anan+1an+2>0;
当n>11时,bn=anan+1an+2<0.
而Tn=Tn-1+bn,
∴当bn>0时,Tn>Tn-1;当bn<0时,Tn<Tn-1.
∴当n<10时,{Tn}递增;当n>11时,{Tn}递减.
又b10=a10a11a12=-3,b11=a11a12a13=3,
∴T9=T11,
∴当n=9或11时,{ Tn}取最大值.
已知二次函数f(x)=x2-ax+a,(a≠0x∈R),有且仅有唯一的实数x值满足f(x)≤0的实数x值满足f(x)≤0.
(1)在数列{an}中,满足Sn=f(n)-4,求{an}的通项;
(2)在数列{an}中依次取出第1项、第2项、第4项…第2n-1项…组成新数列{bn},求新数列{bn}的前n项和Tn;
(3)(理科)设数列{cn}满足cn+cn+1=2n+3,c1=1,数列{cn}的前n项和记作Hn,试比较Hn与题(1)中Sn的大小.
(4)(文科)设cn=,求数列{cn}的最大和最小值.
正确答案
解(1)∵f(x)≤0仅有唯一的x值满足,∴△=0,∴a=0或4,∵a≠0,∴a=4
Sn=n2-4n,an==
∴an=2n-5
(2)bn:b1=2×1-5,b2=2×2-5,b3=2×4-5,…bn=2×2n-1-5
Tn=b1+b2+b3+…+bn=2(1+2+4+…+2n-1)-5n
=2-5n=2(2n-1)-5n=2n+1-5n-2
(3)(理科),∴cn+2-cn=2,c1=1,c2=4
cn:1,3,5,7,9…
4,6,8,10…
当n为偶数,n=2k,Hn=5+9+13+…=5k+4=
当n为奇数,n=2k-1,Hn=1+(7+11+15+…)
=1+7(k-1)+4=
∴Hn=
当n=2k与n=2k-1时,分别比较Hn与Sn大小(作差比较)
当1≤n≤10时,Hn>Sn
当n≥11时,Hn<Sn
(4)(文科)cn==
=
c1=,c2=-2,当n≥3时,4n+
单调递增,且4n+
-16>0,
∴(cn)min=c2=-2;∴(cn)max=c3=1
已知等差数列{an}中,公差d<0,且a1+a5=12,a2a4=32.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{an}的前项的和为Sn,求Sn的最大值.
正确答案
(1)∵数列{an}是等差数列,∴a1+a5=a2+a4=12
又a2a4=32,∴a2,a4可以看成一元二次方程x2-12x+32=0的两个根.
由公差d<0知,a2>a4,∴a2=8,a4=4…(5分)
从而d=-2,∴an=-2n+12;
(2)由Sn=10n+•(-2)=-n2+11n=-(n-
)2+
∵n∈N*,∴当n=5或6时,Sn取最大值所以,Sn的最大值为30.
已知函数f(x)=x2+(2-n)x-2n的图象与x轴正半轴的交点为A(an,0),n=1,2,3,….
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=3an+λ•2an ( n为正整数),对任意的正整数n,都有bn+1>bn,求λ的取值范围.
正确答案
(1)设f(x)=0,x2+(2-n)x-2n=0
得 x1=-2,x2=n.
所以an=n(4分)
(2)bn=3n+λ•2n,
bn+1=3n+1+λ•2n+1(6分)
因为bn+1>bn对于任意的正整数n恒成立,
即:3n+1+λ•2n+1>3n+λ•2n恒成立 (8分)
2•3n>-λ•2n,
∴()n>-
(12分)
∵()n≥
,
∴-<
∴λ>-3(14分)
在等差数列{an}中,已知a4=-3,且a1-2、a3、a5成等比数列,n∈N*
(Ⅰ)求数列{an}的公差d;
(Ⅱ)设数列{an}的前n项和为Sn,求Sn的最值.
正确答案
(Ⅰ)由题意可得 a1=-3-3d,a3=-3-d,a5=-3+d.
∵a32=(a1-2 )a5 ,
∴(-3-d)2=(-3-3d-2 )(-3+3d ).
解得 d=1,或d=-.
(Ⅱ)①当d=1 时,an=-3+(n-4)d=n-7,故此数列为递增数列.
令 an=0 可得 n=7,故当n=6 或n=7时,Sn 取得最小值为-21,且Sn 不存在最大值.
②当 d=-时,an=-3+(n-4)(-
)=-
n+3,故此数列为递减数列.
令an=0 可得 n=2,故当n=1 或n=2时,Sn 取得最大值为 ,且Sn 不存在最小值.
已知数列{an}的前n项和Sn=-n2+24n(n∈N+)
(1)求{an}的通项公式;
(2)当n为何值时,Sn达到最大?最大值是多少?
正确答案
(1)n=1时,a1=S1=23
n≥2时,an=Sn-Sn-1=-2n+25
经验证,a1=23符合an=-2n+25
∴an=-2n+25(n∈N+)
(2)∵an=-2n+25
∴an=-2n+25>0,有n<
∴a12>0,a13<0,故S12最大,最大值为144;
已知数列{an}的前n项和Sn=n2-48n,
(1)求数列的通项公式;
(2)求Sn的最大或最小值.
正确答案
解(1)a1=S1=12-48×1=-47…(2分)
当n≥2时 an=Sn-Sn-1=n2-48n-[(n-1)2-48(n-1)]=2n-49…(5分)
a1也适合上式
∴an=2n-49(n∈N+)…(7分)
(2)a1=-49,d=2,所以Sn有最小值
由
得23<n≤24
…(10分)
又n∈N+∴n=24即Sn最小…(12分)
S24=24×(-47)+×2=-576…(15分)
或:由Sn=n2-48n=(n-24)2-576∴当n=24时,Sn取得最小值-576.
已知数列{an}中,a1=2,且满足an+1=an+1,n∈N*.
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)设bn=4n+(-1)n-1λ•2an(λ为非零整数,n∈N*),试确定λ的值,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn成立.
正确答案
(I)∵an+1=an+1,n∈N*,∴an+1-an=1,n∈N*…(2分)
∴数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列. …(4分)
∴an=n+1…(5分)
( II)∵an=n+1,
∴bn=4n+(-1)n-1λ•2n+1. …(6分)
∴要使bn+1>bn恒成立,
只要bn+1-bn=4n+1-4n+(-1)nλ•2n+2-(-1)n-1λ•2n+1>0恒成立,
∴3•4n-3λ•(-1)n-12n+1>0恒成立,
∴(-1)n-1λ<2n-1恒成立. …(8分)
(ⅰ)当n为奇数时,即λ<2n-1恒成立,由于当且仅当n=1时,2n-1有最小值为1,∴λ<1. …(10分)
(ⅱ)当n为偶数时,即λ>-2n-1恒成立,当且仅当n=2时,-2n-1有最大值-2,
∴λ>-2…(12分)
综上知-2<λ<1,再由λ为非零整数,可得λ=-1.
综上所述,存在λ=-1,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn. …(13分)
已知函数f(x)=aln(x+1)-在[0,+∞)上单调递增,数列{an}满足a1=
,a2=
,an+2=
an+1-
an(n∈N*).
(Ⅰ)求实数a的取值范围以及a取得最小值时f(x)的最小值;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)求证:+
+…+
<ln
(n∈N*).
正确答案
(Ⅰ)由题意,f′(x)=-
≥0在[0,+∞)上恒成立
∴a≥在[0,+∞)上恒成立
∵x∈[0,+∞),∴∈(0,1]
∴a≥1
当a=1时,f(x)min=f(0)=0;
(Ⅱ)∵an+2=an+1-
an,
∴an+2-an+1=an+1-
an
∴{an+1-an}是常数数列
∵a1=,a2=
,
∴a2-a1=
∴an+1-an=
∴an+1=an+
∴an+1-1=(an-1)
∴{an-1}是首项为-,公比为
的等比数列
∴an-1=(-)•(
)n-1
∴an=1-;
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知ln(x+1)>对x∈[0,+∞)恒成立
令x=,则ln(
+1)>
∴<ln(
+1)=ln(3n+1-2)-ln(3n-2)
∴+
+…+
<[ln(32-2)-ln(31-2)]+[ln(33-2)-ln(32-2)]+…+ln(3n+1-2)-ln(3n-2)=ln(3n+1-2)
∴+
+…+
<
ln(3n+1-2)=ln
已知数列{an}的前n项和Sn=12n-n2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和Tn.
正确答案
(1)当n=1时,a1=S1=12×1-12=11;…(1分)
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(12n-n2)-[12(n-1)-(n-1)2]=13-2n.…(3分)
n=1时,a1=11也符合13-2n的形式.
所以,数列{an}的通项公式为an=13-2n.…(4分)
(2)令an=13-2n≥0,又n∈N*,解得n≤6.…(5分)
当n≤6时,Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an=Sn=12n-n2;…(8分)
当n>6时,Tn=|a1|+|a2|+…+|a6|+|a7|+…+|an|=a1+a2+…+a6-a7-a8-…-an=2S6-Sn=2×(12×6-62)-(12n-n2)
=n2-12n+72.…(11分)
综上,Tn=…(12分)
在等差数列{an}中,已知a1=20,前n项和为Sn,且S10=S15,
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)求{an}的前n项和Sn及使得Sn最大的序号n的值.
正确答案
(1)由题意可知:S10=10a1+d,S15=15a1+
d
∵a1=20,S10=S15即10a1+45d=15a1+105d
解得:d=-
∴an=-n+
;(6分)
(2)由(1)知Sn=na1+d=-
n2+
n
因为Sn=-(n-
)2+
所以n=12,13时,Sn取得最大值.(12分)
已知数列{an}各项均为正数,其前n项和为Sn,点(an,Sn)在曲线(x+1)2=4y上.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足b1=3,令bn+1=abn,设数列{bn}的前n项和为Tn,求数列{Tn-6n}中最小项的值.
正确答案
解(1)∵点(an,Sn)在曲线(x+1)2=4y上.
∴(an+1)2=Sn×4
当n≥2时,(an-1+1)2=Sn-1
两式相减可得Sn-Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2=an×4
即(an-1)2=(an-1+1)2
∴(an-an-1-2)(an+an-1)=0
∵an>0∴an-an-1=2∵,(a1+1)2=4S1∴a1=1
∴数列{an}是以1为首项,以2为公差的等差数列
∴an=1+2(n-1)=2n-1
(2)∵bn+1=abn=2bn-1
∴bn+1-1=2(bn-1)∵b1=3
∴bn-1=2•2n-1=2n
∴bn=2n+1
∴Tn=b1+b2+…+bn
=2+1+22+1+…+2n+1
=+n
=2n+1+n-2
∴Tn-6n=2n+1-5n-2
令F(n)=2n+1-5n-2
∵F(n+1)-F(n)=2n+1-5
当n=1时,F(2)<F(1)
当n≥2时,F(n)>F(n-1)>…F(3)>f(2)
∴F(n)最小值为F(2)=-4
在等差数列{an}中,a1=120,d=-4,若Sn≤an(n≥2),则n的最小值为______.
正确答案
在等差数列{an}中,由a1=120,d=-4,
得:an=a1+(n-1)d=120-4(n-1)=124-4n,
Sn=na1+=120n+
=122n-2n2
由Sn≤an,得:122n-2n2≤124-4n.
即n2-63n+62≥0.解得:n≤1或n≥62.
因为n≥2,所以n≥62.
所以n的最小值为62.
故答案为62.
已知等差数列{an},其中a1=25,a4=16,
(1)求{an}的通项公式;
(2)求{an}的前n项和Sn,并求Sn的最大值.
正确答案
(1)∵a4-a1=3d=-9,∴d=-3an=a1+(n-1)d=25-3(n-1)=28-3n
(2)Sn=na1+d=25n+
×(-3)=-
+
当n=-=-
=
时,Sn取到最大值,但n∈N*,所以取 n=9.
此时Sn的最大值为S9=-+
=-
+
=117
另由(1)知数列{an}是递减数列,要使前n项和Sn取最大值,只需满足
即
解得 8
<n≤9
,又n∈N*
∴n=9,即前9项和最大.
这时 S9=9a1+d=9×25+
×(-3)=117
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