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题型:简答题
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简答题

设等差数列{an}的前n项和为Sn.已知a3=12,S12>0,S13<0.

(1)求公差d的取值范围.

(2)指出S1,S2,…,S12中哪一个值最大,并说明理由.

正确答案

(1)依题意,有S12=12a1+•d>0,

S13=13a1+•d<0

由a3=12,得a1=12-2d③,

将③式分别代①、②式,得

∴-<d<-3.

(2)由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13

因此,若在1≤n≤12中存在自然数n,使得an>0,an+1<0,

则Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值.

∴a6>0,a7<0,

故在S1,S2,…,S12中S6的值最大.

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题型:填空题
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填空题

数列{bn}的通项公式bn=2n-49,则{bn}的前n项和取得最小值时,n等于______.

正确答案

∵数列{bn}的bn=2n-49,

∴数列{bn}为等差数列,

且b1=-47,b2=-45.∴d=2,sn=nb1+=-47n+n(n-1)=n2-48n

当n=24时sn取得最小值.

故答案为24

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题型:简答题
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简答题

设数列{an}的前n项和为Sn,且2an=Sn+2n+1(n∈N*).

(Ⅰ)求a1,a2,a3

(Ⅱ)求证:数列{an+2}是等比数列;

(Ⅲ)求数列{n•an}的前n项和Tn

正确答案

(本小题满分13分)

(I)由题意,当n=1时,得2a1=a1+3,解得a1=3.

当n=2时,得2a2=(a1+a2)+5,解得a2=8.

当n=3时,得2a3=(a1+a2+a3)+7,解得a3=18.

所以a1=3,a2=8,a3=18为所求.…(3分)

(Ⅱ)证明:因为2an=Sn+2n+1,所以有2an+1=Sn+1+2n+3成立.

两式相减得:2an+1-2an=an+1+2.

所以an+1=2an+2(n∈N*),即an+1+2=2(an+2).…(5分)

所以数列{an+2}是以a1+2=5为首项,公比为2的等比数列.…(7分)

(Ⅲ)由(Ⅱ) 得:an+2=5×2n-1,即an=5×2n-1-2(n∈N*).

则nan=5n•2n-1-2n(n∈N*).…(8分)

设数列{5n•2n-1}的前n项和为Pn

则Pn=5×1×20+5×2×21+5×3×22+…+5×(n-1)•2n-2+5×n•2n-1

所以2Pn=5×1×21+5×2×22+5×3×23+…+5(n-1)•2n-1+5n•2n

所以-Pn=5(1+21+22+…+2n-1)-5n•2n

即Pn=(5n-5)•2n+5(n∈N*).…(11分)

所以数列{n•an}的前n项和Tn=(5n-5)•2n+5-2×

整理得,Tn=(5n-5)•2n-n2-n+5(n∈N*).…(13分)

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题型:简答题
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简答题

已知a1,a2,…,a8是首项为1,公比为2的等比数列,对于1≤k<8的整数k,数列b1,b2,…,b8由bn=确定.记C=anbn.

(I)求k=3时C的值(求出具体的数值);

(Ⅱ)求C最小时k的值.

正确答案

(I)显然an=2n-1(1≤n≤8).

∴k=3,∴bn=

∴C=anbn=anan+3+anan-5=22n+1+22n-6

=(23+25+27+29+211)+(25+27+29

=3400.

(II)∵bn=

∴C=anbn=anan+k+anan+k-8=22n+k-2+22n+k-10

=+=(216-k-2k+28+k-28-k)

=(212-24)(24-k+2k-4)≥(212-24)=2720.

∴当且仅当24-k=2k-4时,C的值最小,此时解得k=4.

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题型:简答题
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简答题

设数列{an}{bn}的各项都是正数,Sn为数列{an}的前n项和,且对任意n∈N*.都有an2=2Sn-an,b1=e,bn+1=bn2.cn=an•lnbn(e是自然对数的底数,e=2.71828…)

(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;

(2)求数列{cn}的前n项和Tn

(3)试探究是否存在整数λ,使得对于任意n∈N*,不等式<λ<恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)因为an>0,an2=2Sn-an,①

当n=1时,a12=2S1-a1,解得a1=1;                                 

当n≥2时,有=2Sn-1-an-1,②

由①-②得,an2-=2(Sn-Sn-1)-(an-an-1)=an+an-1.

即(an+an-1)(an-an-1)=an+an-1

因为an>0,所以an-an-1=1(n≥2),即数列{an}是等差数列,

所以an=a1+(n-1)d=1+n-1=n.

又因为bn+1=bn2,且bn>0,取自然对数得lnbn+1=2lnbn

由此可知数列{lnbn}是以lnb1=lne=1为首项,以2为公比的等比数列,

所以lnbn=lnb1×2n-1=2n-1

所以bn=e2n-1

(2)由(1)知,cn=an•lnbn=n•2n-1

所以Tn=1×20+2×21+3×22+…+(n-1)×2n-2+n×2n-1 ③

2×Tn=1×21+2×22+3×23+…+(n-1)×2n-1+n×2n  ④

由③-④得-Tn=1+2+22+…+2n-1-n×2n

所以Tn=(n-1)2n+1.

(3)由an=n,an2=2Sn-an得Sn=

<λ<可得<λ<

即使得对于任意n∈N*且n≥2,不等式<λ<恒成立等价于使得对于

任意n∈N*且n≥2,不等式<λ<恒成立.

==≤1,当n=2时取最大值是1.

又令g(n)=

可得

化简得:

解得2≤n≤3,所以当n=2或3时,g(n)取最小值,最小值为g(2)=g(3)=

所以λ=2时,原不等式恒成立.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2,(n=1,2,3,…);数列{bn}中,b1=1 点P(bn,bn+1)在直线x-y+2=0上.

(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;

(2)求数列{an•bn}的前n和为Tn

正确答案

(1)当n=1时,a1=S1=2a1-2,解得a1=2.

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-2-(2an-1-2),

化为an=2an-1

∴数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列.

∴an=2n

∵点P(bn,bn+1)在直线x-y+2上,∴bn-bn+1+2=0,

∴bn+1-bn=2,

∴数列{bn}是以b1=1为首项,2为公差的等差数列.

∴bn=1+(n-1)×2=2n-1.

(2)由(1)可得:anbn=(2n-1)•2n

∴Tn=1×2+3×22+…+(2n-1)•2n

2Tn=1×22+3×23+…+(2n-3)•2n+(2n-1)•2n+1

∴-Tn=1×2+2×22+2×23+…+2×2n-(2n-1)•2n+1

=2×(2+22+…+2n)-2-(2n-1)•2n+1

=2×-2-(2n-1)•2n+1

=2n+2-6-(2n-1)•2n+1

=(3-2n)•2n+1-6,

∴Tn=(2n-3)•2n+1+6.

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题型:简答题
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简答题

设集合W是满足下列两个条件的无穷数列{an}的集合:①≤an+1;②an≤M,其中n∈N*,M是与n无关的常数.

(1)若{an}是等差数列,Sn是其前n项的和,a3=4,S3=18,证明:{Sn}∈W

(2)设数列{bn}的通项为bn=5n-2n,且{bn}∈W,求M的取值范围;

(3)设数列{cn}的各项均为正整数,且{cn}∈W,证明:cn<cn+1

正确答案

(1)设等差数列{an}的公差是d,则a1+2d=4,3a1+3d=18,解得a1=8,d=-2,

所以Sn=na1+d=-n2+9n(2分)

-Sn+1=[(-n2+9n)-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)]=-1<0

<Sn+1,适合条件①;

又Sn=-n2+9n=-(n-

9

2

)2+,所以当n=4或5时,Sn取得最大值20,即Sn≤20,适合条件②

综上,{Sn}∈W(4分)

(2)因为bn+1-bn=5(n+1)-2n+1-5n+2n=5-2n

所以当n≥3时,bn+1-bn<0,此时数列{bn}单调递减;

当n=1,2时,bn+1-bn>0,即b1<b2<b3,因此数列{bn}中的最大项是b3=7

所以M≥7(8分)

(3)假设存在正整数k,使得ck>ck+1成立

由数列{cn}的各项均为正整数,可得ck+1≤ck-1

因为≤ck+1,所以ck+2≤2ck+1-ck≤2(ck-1)-ck=ck--2

由ck+2≤2ck+1-ck及ck>ck+1,得ck+2<2ck+2-ck+1=ck+1,故ck+2≤ck+1-1

因为≤ck+2,所以ck+3≤2ck+2-ck+1≤2(ck+1-1)-ck+1=ck+1-2≤ck-3

依此类推,可得ck+m≤ck-m(m∈N*

设ck=p(p∈N*),则当m=p时,有ck+p≤ck-p=0

这显然与数列{cn}的各项均为正整数矛盾!

所以假设不成立,即对于任意n∈N*,都有cn≤cn+1成立.(16分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列,其中是方程的两个根.

(1)证明:对任意正整数,都有;    

(2)若数列中的项都是正整数,试证明:任意相邻两项的最大公约数均为1;

(3)若,证明:

正确答案

解:(1 )是方程的两个根,

故对任意正整数    

(2)由(1)与更相减损术可得:对任意正整数,    

  

故命题成立;

(3)是方程的两个根且,故   

 由可得: 

 

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题型:简答题
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简答题

设数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn=2an-2n+1(n∈N*).

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)设bn=logann+12,数列{bn}的前n项和为Bn,若存在整数m,使对任意n∈N*且n≥2,都有B3n-Bn>成立,求m的最大值;

正确答案

(1)由Sn=2an-2n+1,得Sn-1=2an-1-2n(n≥2).

两式相减,得an=2an-2an-1-2n,即an-2an-1=2n(n≥2).

于是-=1,所以数列{}是公差为1的等差数列.

又S1=2a1-22,所以a1=4.

所以=2+(n-1)=n+1,

故an=(n+1)•2n

(2)因为bn=logann+12=log2n2=,则B3n-Bn=+++

令f(n)=+++,则f(n+1)=++++++

所以f(n+1)-f(n)=++-=+-+-=0.

即f(n+1)>f(n),所以数列{f(n)}为递增数列.

所以当n≥2时,f(n)的最小值为f(2)=+++=

据题意,,即m<19.又m为整数,

故m的最大值为18.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=-,an+1-an=(n∈N*

(Ⅰ)求a2、a3的值;

(Ⅱ)求an

(Ⅲ)设bn=(1+2+3+…+n)an,求bn的最小值.

正确答案

(Ⅰ)∵a1=-,an+1-an=

∴a2=-,a3=                          …(2分)

(Ⅱ)a2-a1=1-,a3-a2=-,…,an-an-1=-

∴an=-=                           …(9分)

(Ⅲ)bn=(1+2+3+…+n)an=(n+1)(3n-8)

∵y=(n+1)(3n-8)的对称轴为n=

所以当n=1时,b1最小,b1=-.               …(16分)

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题型:填空题
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填空题

已知数列{an}的前n项和Sn=2n+3,则an=______

正确答案

解析

解:n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+3)-(2n-1+3)=2n-1

n=1时,a1=S1=21+3=5,

∴an=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}的通项为an,前n项的和为Sn,且有Sn=2-3an

(1)求an

(2)求数列{nan}的前n项和.

正确答案

(1)n=1时,s1=2-3a1

∴a1=

当n≥2时3an=2-Sn

3an-1=2-Sn-1

①-②得   3(an-an-1)=-an

∴4an=3an-1⇒=

∵{an}是公比为,首项为的等比数列,an=()n-1

(2)∵an=()n-1=()n-1=•()n

Tn=[1•()+2•()2+…+n•()n]①

Tn=[1•()2+2•()3+…+n•()n+1]②

①-②得   Tn=[1•()+()2+…+()n-n•()n+1]

∴Tn=[-n•()n+1]=8[1-()n]-n•()n+1

=8-8()n-n()n+1=8-()n[8+n•]=8-()n(8+2n)

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题型:简答题
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简答题

在数列{an}中,若a1,a2是正整数,且an=|an-1-an-2|,n=3,4,5,…,则称{an}为“绝对差数列”,

(Ⅰ)举出一个前五项不为零的“绝对差数列”(只要求写出前十项);

(Ⅱ)若“绝对差数列”{an}中,a20=3,a21=0,数列{bn}满足bn=an+an+1+an+2,n=1,2,3,…,分别判断当n→∞时,an与bn的极限是否存在,如果存在,求出其极限值;

(Ⅲ)证明:任何“绝对差数列”中总含有无穷多个为零的项。

正确答案

(Ⅰ)解: (答案不惟一);

(Ⅱ)解:因为在绝对差数列{an}中,a20=3,a21=0,

所以自第20项开始,该数列是

即自第20项开始,每三个相邻的项周期地取值3,0,3,

所以当n→∞时,an的极限不存在;

当n≥20时,,所以

(Ⅲ)证明:根据定义,数列{an}必在有限项后出现零项。

证明如下:假设{an}中没有零项,由于

所以对于任意的n,都有

从而当时,

时,

即an的值要么比an-1至少小1,要么比an-2至少小1,

,n=1,2,3,…,

2,3,4,…),

由于c1是确定的正整数,这样减少下去,必然存在某项c1<0,这与cn>0(n=1,2,3,…)矛盾,

从而{an}必有零项,

若第一次出现的零项为第n项,记,则自第n项开始,每三个相邻的项周期地取值0,A,A,

所以绝对差数列{an}中有无穷多个为零的项。

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题型:简答题
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简答题

已知数列{f(n)}满足nf2(n)-(n-1)f2(n-1)+f(n)f(n-1)=0且f(n)>0

(1)求{f(n)}的通项公式;

(2)令an=31/f(n),bn=4/f(n)+1(n∈N*),若在数列{an}的前100项中,任取一项an,问an

时也在数列是的某项的概率为多少?为什么?

(3)若将(2)中的前100项推广到前n项(n∈N*),且记上述概率为Pn,试猜测Pn(不必证明).

正确答案

(1)由已知(nf(n)-(n-1)f(n-1))(f(n)+f(n-1))=0且f(n)>0

∴nf(n)=(n-1)f(n-1),

∴nf(n)=(n-1)f(n-1)=…=1•f(1)=1∴f(n)=

(2)an=3n,bn=4n+1,当n=2m,∴an=9m=(8+1)m=…=8Q+1=4(2Q)+1∈{bn}

当n=2m+1,∴an=3(8+1)m=…=4(6Q)+3∉{bn}∴在{an}中前100项中,所求的概率P==

(3)∵Pn=Pn=

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题型: 单选题
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单选题

已知数列{an}的通项公式是an=n2+kn+2,若对于n∈N*,都有an+1>an成立,则实数k的取值范围是

[ ]

Ak>0

Bk>-1

Ck>-2

Dk>-3

正确答案

D
下一知识点 : 不等式
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