- 数列
- 共33563题
已知数列{an}满足:an+1=2an+n-1(n∈N*),a1=1;
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)设bn=nan,求Sn=b1+b2+…+bn.
正确答案
(1)因为an+1=2an+n-1(n∈N*),所以an+1+(n+1)=2(an+n)(n∈N*),
所以数列{an+n}是以a1+1为首项,2为公比的等比数列,
所以an+n=2n,即an=2n-n.
(2)bn=nan=n2n-n2,设Cn=n2n,它的前n项和为Tn,
则Tn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n,…①
2Tn=1×22+2×23+3×24+…+n×2n+1…②
②-①得,Tn=-2-(22+23+…+2n)+n×2n+1=(n-1)2n+1+2
所以Sn=b1+b2+…+bn=(n-1)2n+1+2-n(n+1) (2n+1).
已知数列{an}满足:a1=λ,an+1=an+n-2,其中λ∈R是常数,n∈N*.
(1)若λ=-3,求a2、a3;
(2)对∀λ∈R,求数列{an}的前n项和Sn;
(3)若λ+12>0,讨论{Sn}的最小项.
正确答案
(1)a1=-3,a2=a1+(1-2)=-3,a3=
a2+(2-2)=-2.
(2)设bn=an+αn+β,α、β∈R是常数,代入得bn+1-α(n+1)-β=(bn-αn-β)+n-2,
解,
得,即bn=an-3n+15,bn+1=
bn.
若λ≠-12,则{bn}是首项为b1=λ+12≠0、公比为q=的等比数列,
所以{bn}的前n项和Tn==3(λ+12)[1-(
)n]
数列{3n-15}的前n项和为×n=
,所以Sn=3(λ+12)[1-(
)n]+
.
若λ=-12,则bn=0,an=3n-15,Sn=9.
综上所述,∀λ∈R,Sn=3(λ+12)[1-()n]+
.
(3)an=(λ+12)()n-1+3n-15=(
)n-1[(λ+12)+(
)n-1(3n-15)],
a1=λ,a2=(λ-
),a3=
(λ-
),a4=
(λ+
),
当n≥5时an>0,
所以,当λ>时,∀n∈N*有an>0,{Sn}的最小项是S1;
当λ=时,{Sn}的最小项是S1、S2和S3;
当-<λ<
时,{Sn}的最小项是S3;
当λ=-时,{Sn}的最小项是S3和S4;当-12<λ<-
时,{Sn}的最小项是S4.
各项都为正数的数列{an}满足a1=1,an+12-an2=2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{}的前n项和.
正确答案
(Ⅰ)∵an+12-an2=2,∴{an2}为首项是1,公差为2的等差数列,…(2分)
∴an2=1+(n-1)×2=2n-1,又an>0,则an=.…(5分)
(Ⅱ)因为an=,
则=
=
.…(8分)
∴+
+…+
=
(
-1+
-
+…+
-
)…(10分)
=(
-1).…(12分)
已知x轴上有一列点P1,P2 P3,…,Pn,…,当n≥2时,点Pn是把线段Pn-1 Pn+1 作n等分的分点中最靠近Pn+1的点,设线段P1P2,P2P3,P3P4,…,PnPn+1的长度分别 为a1,a2,a3,…,an,其中a1=1.
(1)求an关于n的解析式;
(2 )证明:a1+a2+a3+…+an<3
(3)设点P(n,an) {n≥3),在这些点中是否存在两个点同时在函数y=(k>0) 的图象上?如果存在,求出点的坐标;如果不存在,说明理由.
正确答案
(1)由已知Pn-1Pn=(n-1)PnPn-1
令n=2,P1P2=P2P3,∴a2=1,同理a3=,
=
∴an=an-1=
•
•an-2=…=
(2)证明:∵n≥2时,=
≤
∴a1+a2+a3+…+an≤1+1++…
=3-
<3
而n=1时,结论成立,故a1+a2+a3+…+an<3;
(3)假设有两个点A(p,ap),B(q,aq),都在函数y=上,
即ap=,aq=
所以=k,
=k,消去k得
=
①,
设bn=,考查数列{bn}的增减情况,
∵bn-bn-1=-
=-
,
∴当n>2时,n2-3n+1>0,所以对于数列{bn}为递减数列
∴不可能存在p,q使得①式成立,
∴不存在两个点同时在函数y=(k>0) 的图象上.
设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=(-1)nan-,n∈N*,则
(1)a3=______;
(2)S1+S2+…+S100=______.
正确答案
由Sn=(-1)nan-,n∈N*,
当n=1时,有a1=(-1)1a1-,得a1=-
.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(-1)nan--(-1)n-1an-1+
.
即an=(-1)nan+(-1)nan-1+.
若n为偶数,则an-1=-(n≥2).
所以an=-(n为正奇数);
若n为奇数,则an-1=-2an+=(-2)•(-
)+
=
.
所以an=(n为正偶数).
所以(1)a3=-=-
.
故答案为-;
(2)因为an=-(n为正奇数),所以-a1=-(-
)=
,
又an=(n为正偶数),所以a2=
.
则-a1+a2=2×.
-a3=-(-)=
,a4=
.
则-a3+a4=2×.
…
-a99+a100=2×.
所以,S1+S2+S3+S4+…+S99+S100
=(-a1+a2)+(-a3+a4)+…+(-a99+a100)-(+
+…+
)
=2(+
+…+
)-(
+
+…+
)
=2•-
=(
-1).
故答案为(
-1).
已知函数f(x)=logax(a>0)且a≠1),若数列2,f(a1,f(a2,…f(an),2n+4,…(n∈N*),成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)当a=2时,数列{bn}满足b1=4,bn=4bn-1+an-1,求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(1)设等差数列2,f(a1),f(a2),…,f(an),2n+4(n∈N*)的公差为d,
∴2n+4=2+(n+2-1)d,∴d=2,
∴f(an)=2+(n+1-1)•2=2n+2,
∴an=a2n+2,(5分)
(2)∵bn=4bn-1+an-1,∴bn=4bn-1+4n,
∴=
+1,∴
-
=1,
∴=1+(n-1)×1,
∴bn=n4n,
∴Sn=1•41+2•42+3•43+…+n4n,①
∴4Sn=1•42+2•43+3•44+…+n4n+1,②
①-②得:-3Sn=41+42+43+…+4n-n4n+1,
∴Sn=(12分)
已知等差数列{an},a1=29,S10=S20,
(1)问这个数列的前多少项的和最大?(2)并求最大值.
正确答案
(1)由S20=S10得:2a1+29d=0,又a1=29,∴d=-2
∴an=29+(-2)(n-1)=31-2n,
∴Sn==-n2+30n=-(n-15)2+225,
∴当n=15时,Sn最大,最大值为225.
(2):由S20=S10得:a11+a12+…+a20=0,即5(a15+a16)=0,①
∵a1=29>0,∴a15>0,a16<0,
故当n=15时,Sn最大,由①得:2a1+29d=0,∴d=-2,∴a15=29+(-2)(15-1)=1,
∴Sn的最大值为S15==225.
已知数列An:a1,a2,…,an,满足a1=an=0,且当2≤k≤n(k∈N*)时,(ak-ak-1)2=1.令S(An)=a1+a2+…+an.
(Ⅰ)写出S(A5)的所有可能取值;
(Ⅱ)求S(An)的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题设,满足条件的数列A5的所有可能情况有:
(1)0,1,2,1,0.此时S(A5)=4;
(2)0,1,0,1,0.此时S(A5)=2;
(3)0,1,0,-1,0.此时S(A5)=0;
(4)0,-1,-2,-1,0.此时S(A5)=-4;
(5)0,-1,0,1,0.此时S(A5)=0;
(6)0,-1,0,-1,0.此时S(A5)=-2.
所以,S(A5)的所有可能取值为:-4,-2,0,2,4..…(5分)
(Ⅱ)由(ak-ak-1)2=1,可设ak-ak-1=ck-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. …(7分)
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(An)=c1+(c1+c2)+…+(c1+c2+…+cn-1)=(n-1)c1+(n-2)c2+…+2cn-2+cn-1.
则当c1,c2,…,cn-1的前项取1,后
项取-1时S(An)最大,
此时S(An)=(n-1)+(n-2)+…+-(
+…+2+1)=
..…(10分)
证明如下:
假设c1,c2,…,cn-1的前项中恰有t项cm1,cm2,…,cmt取-1,则c1,c2,…,cn-1的后
项中恰有t项cn1,cn2,…cnt取1,其中1≤t≤
,1≤mi≤
,
<ni≤n-1,i=1,2,…,t.
所以S(An)=(n-1)c1+(n-2)c2+…+cn-12+
cn+12+…+2cn-2+cn-1=(n-1)+(n-2)+…+
-(
+…+2+1)-2[(n-m1)+(n-m2)+…+(n-mt)]+2[(n-n1)+(n-n2)+…+(n-nt)]=
-2[(n1-m1)+(n2-m2)+…+(nt-mt)]<
.
所以S(An)的最大值为..…(13分)
已知数列{an}的通项公式为an=2n-5,记前n项和为Sn.
(1)求|a1|+|a2|+…+|a10|的值;
(2)求数列{Sn}的最小项的值.
正确答案
(1)∵an=2n-5,
则数列{an}的前2项为负数,从第3项起为正数数
S10=|a1|+|a2|+…+|a10|
=-a1-a2+a3+…+a10
=3+1+1+3+5+7+9+11+13+15
=68
(2)由等差数列的求和公式可得,sn=-3n+×2
=n2-4n
根据二次函数的性质可知,当n=2时和有最小值-4
已知数列an=n-16,bn=(-1)n|n-15|,其中n∈N*.
(1)求满足an+1=|bn|的所有正整数n的集合;
(2)若n≠16,求数列的最大值和最小值;
(3)记数列{an bn}的前n项和为Sn,求所有满足S2m=S2n(m<n)的有序整数对(m,n).
正确答案
(1)∵an+1=|bn|,
∴n-15=|n-15|,
∴当n≥15时,an+1=|bn|恒成立,
当n<15时,n-15=-(n-15),
∴n=15
n的集合{n|n≥15,n∈N*}….….….(4分)
(2)∵=
(i)当n>16时,n取偶数=
=1+
当n=18时()max=
无最小值
n取奇数时=-1-
n=17时()min=-2无最大值 …(8分)
(ii)当n<16时,=
当n为偶数时=
=-1-
n=14时()max=-
(
)min=-
当n奇数 =
=1+
,n=1,(
)max=1-
=
,
n=15,()min=0 …(11分)
综上,最大值为
(n=18)最小值-2(n=17)….…..….(12分)
(3)n≤15时,bn=(-1)n-1(n-15),
a2k-1b2k-1+a2kb2k=2 (16-2k)≥0,
n>15时,bn=(-1)n(n-15),
a2k-1b2k-1+a2kb2k=2 (2k-16)>0,其中a15b15+a16b16=0
∴S16=S14 m=7,n=8….(16分)
从数列{3n+log2n}中,顺次取出第2项、第4项、第8项、…、第2n项、…,按原来的顺序组成一个新数列{an},则{an}的通项an=______,前5项和S5等于______.
正确答案
∵数列{an}是从数列{3n+log2n}中,
顺次取出第2项、第4项、第8项、…、第2n项、…,
按原来的顺序组成一个新数列,
则an=3•2n+log22n=an=3×2n+n,
则S5=(3×2)+1+(3×22)+2+(3×23)+3+(3×24)+4+(3×25)+5
=201
故选An=3×2n+n,201.
若正数项数列{an}的前n项和为Sn,首项a1=1,点P(,Sn+1)在曲线y=(x+1)2上.
(1)求a2,a3;
(2)求数列{an}的通项公式an;
(3)设bn=,Tn表示数列{bn}的前项和,若Tn≥a恒成立,求Tn及实数a的取值范围.
正确答案
(1)由题意可得,sn+1=(+1)2
分别取n=1和n=2时,可得
由a1=1可得,a2=3,a3=5
(2)由sn+1=(+1)2可得
-
=1
∴{sn}是以为首项,以1为公差的等差数列
∴=1+(n-1)×1=n
∴sn=n2
当n≥2时,an=n2-(n-1)2=2n-1
∴an=2n-1
(3)∵bn==
(
-
)
∴Tn=(1-
+
-
+…+
-
)
=(1-
)=
显然Tn关于n单调递增,当n=1时,Tn有最小值T1=
∵Tn≥a恒成立
∴a≤
已知函数f(x)=,数列{an}满足a1=1,an+1=f(
),n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…+a2n-1a2n-a2na2n+1,求Tn;
(3)令bn=(n≥2),b1=3,Sn=b1+b2+…+bn,若Sn<
对一切n∈N*成立,求最小正整数m.
正确答案
(1)∵an+1=f()=
=an+
∴an+1-an=
∴数列{an}是以为公差,首项a1=1的等差数列
∴an=n+
(2)Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…+a2n-1a2n-a2na2n+1=a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1)
=-(a2+a4+…+a2n)
=-×
=-(2n2+3n)
(3)当n≥2时,bn==
=
(
-
)
当n=1时,上式同样成立
∴sn=b1+b2+…+bn=[(1-
) +(
-
)+…+(
-
)]
=(1-
)
∵恒有(1-
)<
成立,
∵Sn<,即
(1-
)<
对一切n∈N*成立,
∴≤
,解得 m≥2011,
∴m最小=2011
已知{an}的前项之和Sn=2n+1,求此数列的通项公式.
正确答案
当n=1时,a1=S1=21+1=3,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-2n-1=2n-1,∴an=
设f(x)是一次函数,f(8)=15,且f(2)、f(5)、f(14)成等比数列,令Sn=f(1)+f(2)+…+f(n),n∈N*,则Sn=______.
正确答案
因为f(x)是一次函数,所以设f(x)=ax+b,(a≠0)因为f(8)=15,所以f(8)=8a+b=15 ①
又f(2)、f(5)、f(14)成等比数列,所以f(2)f(14)=f2(5),即(2a+b)(14a+b)=(5a+b)2 ②
两式联立解得a=2,b=-1,即f(x)=2x-1.
则f(n)=2n-1,是首项为f(1)=1,公差为2的等差数列.
所以Sn=n+×2=n2.
故答案为:n2.
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