- 数列
- 共33563题
已知无穷数列{an}中,a1,a2,…,am是以10为首项,以-2为公差的等差数列;am+1,am+2,…,a2m是以为首项,以
为公比的等比数列(m≥3,m∈N*);并且对一切正整数n,都有an+2m=an成立.若a23=-2,则m=______.
正确答案
等差数列通项公式:an=10+(n-1)(-2)=-2n+12,
等比数列通项公式:an=•(
1
2
)n-m-1=(
1
2
)n-m,
由题意知,a23=-2是等差数列中的项,在等差数列中,
令-2n+12=-2,n=7,
对一切正整数n,都有an+2m=an成立,a23=-2,
∴7+2m=23,
∴m=8,
2002年底某县的绿化面积占全县总面积的40%,从2003年开始,计划每年将非绿化面积的8%绿化,由于修路和盖房等用地,原有绿化面积的2%被非绿化.
(1)设该县的总面积为1,2002年底绿化面积为a1=,经过n年后绿化的面积为an+1,试用an表示an+1;
(2)求数列{an}的第n+1项an+1;
(3)至少需要多少年的努力,才能使绿化率超过60%.(lg2=0.3010,lg3=0.4771)
正确答案
(1)设现有非绿化面积为b1,经过n年后非绿化面积为bn+1.
于是a1+b1=1,an+bn=1.
依题意,an+1是由两部分组成,一部分是原有的绿化面积an减去被非绿化部分an后剩余的面积
an,
另一部分是新绿化的面积bn,于是
an+1=an+
bn=
an+
(1-an)
=an+
.
(2)an+1=an+
,an+1-
=
(an-
).
数列{an-}是公比为
,首项a1-
=
-
=-
的等比数列.
∴an+1=+(-
)(
)n.
(3)由题意得到an+1>60%,
+(-
)(
)n>
,(
)n<
,
n(lg9-1)<-lg2,
n>≈6.5720.
至少需要7年,绿化率才能超过60%.
已知数列{an}的前n项和Sn=(an-1),n∈N*.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若对于任意的n∈N*,有k•an≥4n+1成立,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)∵Sn=(an-1),n∈N*,
∴a1=(a1-1),
解得a1=3.
∵Sn=(an-1),n∈N*,
∴Sn+1=(an+1-1).
两式相减,得an+1=Sn+1-Sn=(an+1-an),
∴an+1=3an,
∴{an}是首项为3,公比为3的等比数列,
从而{an}的通项公式是an=3n,n∈N*.
(2)由(1)知,对于任意的n∈N*,有k•an≥4n+1成立,
等价于k≥对任意的n∈N*成立,
等价于k≥() max,
而=
=1-
<1,n∈N+,
∴{}是单调减数列,
∴()max=
=
,
∴实数k的取值范围是[,+∞).
已知a>0且a≠1,数列{an}是首项为a,公比也为a的等比数列,设bn=an•1gan,问是否存在a,对任意自然数n∈N*,数列{bn}中的每一项总小于它后面所有的项?若存在,求出a的取值范围;若不存在,则说明理由.
正确答案
∵{an}是首项为a,公比为a的等比数列,
∴an=an,bn=an•1gan=nanlga,
∴bn+1=(n+1)an+1 lga,
∴bn+1-bn=an[(n+1)a-n]lga.
(1)当a>1时,lga>0,an>0,(n+1)a-n>(n+1)-n>0,
∴bn<bn+1(n∈N*).
(2)当0<a<1时,lga<0,
当且仅当(n+1)a-n<0(n∈N*)时,
bn<bn+1(n∈N*),
即当a<(n∈N*)时,bn<bn+1(n∈N*),
而当n∈N*时,n+1≤2n,即≥
,
∴只要取a<.
综上所述,当a的取值为(0,)∪(1,+∞)时,
使得数列{bn}中的任一项都小于它后面各项.
若数列{an}满足:a1=m1,a2=m2,an+2=pan+1+qan(p,q是常数),则称数列{an}为二阶线性递推数列,且定义方程x2=px+q为数列{an}的特征方程,方程的根称为特征根; 数列{an}的通项公式an均可用特征根求得:
①若方程x2=px+q有两相异实根α,β,则数列通项可以写成an=c1αn+c2βn,(其中c1,c2是待定常数);
②若方程x2=px+q有两相同实根α,则数列通项可以写成an=(c1+nc2)αn,(其中c1,c2是待定常数);
再利用a1=m1,a2=m2,可求得c1,c2,进而求得an.根据上述结论求下列问题:
(1)当a1=5,a2=13,an+2=5an+1-6an(n∈N*)时,求数列{an}的通项公式;
(2)当a1=1,a2=11,an+2=2an+1+3an+4(n∈N*)时,求数列{an}的通项公式;
(3)当a1=1,a2=1,an+2=an+1+an(n∈N*)时,记Sn=a1Cn1+a2Cn2+…+anCnn,若Sn能被数8整除,求所有满足条件的正整数n的取值集合.
正确答案
(1)由an+2=5an+1-6an可知特征方程为:x2-5x+6=0,x1=2,x2=3…(3分)
所以 设 an=c1•2n+c2•3n,由得到c1=c2=1,
所以 an=2n+3n; …(6分)
(2)由an+2=2an+1+3an+4可以得到(an+2+1)=2(an+1+1)+3(an+1)
设bn=an+1,则上述等式可以化为:bn+2=2bn+1+3bn…(8分)
b1=a1+1=2,b2=a2+1=12,所以bn+2=2bn+1+3bn对应的特征方程为:x2-2x-3=0,x1=-1,x2=3…(10分)
所以令 bn=c1•3n+c2•(-1)n,由b1=2,b2=12可以得出
所以bn=•3n+
•(-1)n…(11分)
即 an=•3n+
•(-1)n-1,n∈N*…(12分)
(3)同样可以得到通项公式an=[(
1+
5
2
)n-(
1-
5
2
)n],n∈N*…(14分)
所以Sn=a1Cn1+a2Cn2+a3Cn3+…+anCnn=[(
1+
5
2
)1-(
1-
5
2
)1]+[(
1+
5
2
)2-(
1-
5
2
)2]+[(
1+
5
2
)3-(
1-
5
2
)3]+…+[(
1+
5
2
)n-(
1-
5
2
)n]=[
(
)1+
(
)2+
(
)3+…+
(
)n]-
[
(
)1+
(
)2+
(
)3+…+
(
)n]=
[(1+
1+
5
2
)n-(1+
1-
5
2
)n]=[(
3+
5
2
)n-(
3-
5
2
)n]
即 Sn=[(
3+
5
2
)n-(
3-
5
2
)n], n∈N*…(14分)Sn+2=[(
3+
5
2
)n+2-(
3-
5
2
)n+2]=[(
3+
5
2
)n+1-(
3-
5
2
)n+1]••[()+(
)]-[(
3+
5
2
)n-(
已知数列{an}满足a1=3,an+1=2an+1,则数列{an}的通项公式an=______.
正确答案
由题意知an+1=2an+1,则an+1+1=2an+1+1=2(an+1)
∴=2,且a1+1=4,
∴数列{an+1}是以4为首项,以2为公比的等比数列.
则有an+1=4×2n-1=2n+1,
∴an=2n+1-1.
设数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2-an,n=1,2,3,….
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b1=1,且bn+1=bn+an,求数列{bn}的通项公式;
(3)设cn=n (3-bn),求数列{cn}的前n项和为Tn.
正确答案
(1)因为n=1时,a1+S1=a1+a1=2,所以a1=1.
因为Sn=2-an,即an+Sn=2,所以an+1+Sn+1=2.
两式相减:an+1-an+Sn+1-Sn=0,即an+1-an+an+1=0,故有2an+1=an.
因为an≠0,所以=
( n∈N*).
所以数列{an}是首项a1=1,公比为的等比数列,an=(
)n-1( n∈N*).
(2)因为bn+1=bn+an( n=1,2,3,…),所以bn+1-bn=()n-1.从而有b2-b1=1,b3-b2=
,b4-b3=(
)2,…,bn-bn-1=(
)n-2( n=2,3,…).
将这n-1个等式相加,得bn-b1=1++(
)2+…+(
)n-2=
=2-2(
)n-1.
又因为b1=1,所以bn=3-2()n-1( n=1,2,3,…).
(3)因为cn=n (3-bn)=2n()n-1,
所以Tn=2[(
1
2
)0+2()+3(
1
2
)2+…+(n-1)(
1
2
)n-2+n(
1
2
)n-1]. ①
Tn=2[(
1
2
)1+2(
1
2
)2+3(
1
2
)3+…+(n-1)(
1
2
)n-1+n(
1
2
)n]. ②
①-②,得Tn=2[(
1
2
)0+()+(
1
2
)2+…+(
1
2
)n-1]-2n()n.
故Tn=4-4n(
)n=8-
-4n(
)n=8-(8+4n)
( n=1,2,3,…).
数列{an}中,前n项和Sn=2n(n为正整数),则an=______.
正确答案
a1=S1=2,
an=Sn-Sn-1
=2n-2n-1=2n-1,
当n=1时,2n-1=1≠a1,
∴an=.
故答案为:an=.
已知数列{an}是首项为1的等差数列,若a2+1,a3+1,a5成等比数列.
(1)求数列{an}通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(1)∵a2+1,a3+1,a5成等比数列.
∴(a3+1)2=a5•(a2+1)
即(2+2d)2=(1+4d)(2+d)
解可得,d=2,
∴an=1+2(n-1)=2n-1
(2)∵bn==
=
(
-
)
∴sn=(1-
+
-
+…+
-
)
=(1-
)=
将数列{an}中的所有项按第一排三项,以下每一行比上一行多一项的规则排成如下数表:记表中的第一列数a1,a4,a8,…构成的数列为{bn},已知:
①在数列{bn}中,b1=1,对于任何n∈N*,都有(n+1)bn+1-nbn=0;
②表中每一行的数按从左到右的顺序均构成公比为q(q>0)的等比数列;
③a66=.请解答以下问题:
(Ⅰ)求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求上表中第k(k∈N*)行所有项的和S(k);
(Ⅲ)若关于x的不等式S(k)+>
在x∈[
,
]上有解,求正整数k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由(n+1)bn+1-nbn=0,得数列{nbn}为常数列.故nbn=1•b1=1,所以bn=.
(Ⅱ)∵3+4+…+11=63,
∴表中第一行至第九行共含有{an}的前63项,a66在表中第十行第三列.
故a66=b10•q2,而b10=,∴q=2.
故S(k)==
( 2k+2-1 ).
(Ⅲ)f(x)==
-x在x∈[
,
]上单调递减,
故f(x)的最小值是f()=20-
.
若关于x的不等式S(k)+>
在x∈[
,
]上有解,
设m(k)=S(k)+=
•2k+2,则必须m(k)>20-
.
∵m(k+1)-m(k)=•2k+3-
•2k+2=
≥0(或
=
≥1)
∴m(1)=m(2)=8,函数m(k)当k≥2且k∈N*时单调递增.
而m(4)=16,m(5)=>20-
,所以k的取值范围是大于4的一切正整数.
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)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…(5分)
(Ⅱ)cn=n(3n+1)=n•3n+n,
∴Tn=c1+c2+c3+…+cn=(1×3+2×32+3×33+…+n×3n)+(1+2+…+n)…(7分)
令Hn=1×3+2×32+3×33+…+n×3n,①
则3Hn=1×32+2×33+3×34+…+n×3n+1②…(9分)
①-②得,-2Hn=3+32+33+…+3n-n×3n+1=-n×3n+1
∴Hn=,…(11分)
∴数列{cn}的前n项和Tn=+
…(12分)
已知数列{an}的前n项和Sn=2n,数列{bn}满足b1=-1,bn+1=bn+(2n-1)(n=1,2,3,…).
(1)求数列{an}的通项an;
(2)求数列{bn}的通项bn;
(3)若cn=,求数列{cn}的前n项和Tn.
正确答案
(1)∵Sn=2n,∴Sn-1=2n-1,(n≥2).
∴an=Sn-Sn-1=2n-2n-1=2n-1(n≥2).(2分)
当n=1时,21-1=1≠S1=a1=2,
∴an=(4分)
(2)∵bn+1=bn+(2n-1),
∴b2-b1=1,b3-b2=3,b4-b3=5,…,bn-bn-1=2n-3,
以上各式相加得bn-b1=1+3+5+…+(2n-3)==(n-1)2.
∵b1=-1,∴bn=n2-2n.(8分)
(3)由题意得cn=
∴Tn=-2+0×21+1×22+2×23+…+(n-2)×2n-1,
∴2Tn=-4+0×22+1×23+2×24+…+(n-2)×2n,
∴-Tn=2+22+23+…+2n-1-(n-2)×2n=-(n-2)×2n
=2n-2-(n-2)×2n=-2-(n-3)×2n,
∴Tn=2+(n-3)×2n.(12分).
已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an+1=2Sn+1(n∈N*),等差数列{bn}中bn>0(n∈N*),且b1+b2+b3=15,又a1+b1、a2+b2、a3+b3成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{an?bn}的前n项和Tn.
正确答案
已知 数列{an}中,a1=1,an+1=3Sn(n≥1)
(Ⅰ)求a2及a3的值;
(Ⅱ)求数列{an}前n项的和Sn.
正确答案
(Ⅰ)由an+1=3Sn(n≥1)及a1=1可得a2=3S1=3a1=3,a3=3S2=12
(Ⅱ)当n≥2时,=
=
=
=1+
=1+3=4
因此a2,a3,…,an是以3为首项,公比为4的等比数列.
当n≥2时 Sn=1+=4n-1
又n=1时,S1=1=41-1
综上可得:Sn=4n-1
定义数列An:a1,a2,…,an,(例如n=3时,A3:a1,a2,a3)满足a1=an=0,且当2≤k≤n(k∈N*)时,(ak-ak-1)2=1.令S(An)=a1+a2+…+an.
(1)写出数列A5的所有可能的情况;
(2)设ak-ak-1=ck-1,求S(Am)(用m,c1,…,cm的代数式来表示);
(3)求S(Am)的最大值.
正确答案
(1)由题设,满足条件的数列A5的所有可能情况有:
①0,1,2,1,0;②0,1,0,1,0;
③0,1,0,-1,0;④0,-1,-2,-1,0;
⑤0,-1,0,1,0;⑥0,-1,0,-1,0.
(2)ak-ak-1=ck-1,由(ak-ak-1)2=1,
则ck-1=1或ck-1=-1(2≤k≤n,k∈N*),
a2-a1=c1,a3-a2=c2,
…an-an-1=cn-1,
所以an=a1+c1+c2+…+cn-1.
因为a1=an=0,所以c1+c2+…+cn-1=0,且n为奇数,
c1,c2,…,cn-1是由个1和
个-1构成的数列.
所以S(Am)=c1+(c1+c2)+…+(c1+c2+…+cm-1)
=(m-1)c1+(m-2)c2+…+2cm-2+cm-1.
(3)当c1,c2,…,cm-1的前项取1,
后项取-1时S(Am)最大,
此时S(Am)=(m-1)+(m-2)+…+-(
+…+2+1)=
(14分)
证明如下:
假设c1,c2,…,cm-1的前项中恰有t项cm1,cm2,…,cmt取-1,
则c1,c2,…,cm-1的后项中恰有t项cn1,cn2,…cnt取1,
其中1≤t≤,1≤mi≤
,
<ni≤m-1,i=1,2,…,t.
所以S(Am)=(m-1)c1+(m-2)c2+…+2cm-2+cm-1=(m-1)c1+(m-2)c2+…+cm-12+
cm+12+…+2cm-2+cm-1
=(m-1)+(m-2)+…+-(
+…+2+1)-2[(m-m1)+(m-m2)+…+(m-mt]+2[(m-n1)+(m-n2)+…+(m-nt)]
=-2[(n1-m1)+(n2-m2)+…+(nt-mt)]<
.
所以S(Am)的最大值为.
扫码查看完整答案与解析