- 数列
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已知数集A={a1,a2,…,an}(1≤a1<a2<…<an,n≥2)具有性质P:对任意的i,j(1≤i≤j≤n),aiaj与两数中至少有一个属于A,
(Ⅰ)分别判断数集{1,3,4}与{1,2,3,6}是否具有性质P,并说明理由;
(Ⅱ)证明:a1=1,且;
(Ⅲ)证明:当n=5时,a1,a2,a3,a4,a5成等比数列。
正确答案
(Ⅰ)解:由于3×4与均不属于数集{1,3,4},所以该数集不具有性质P.
由于1×2,1×3,1×6,2×3,都属于数集{1,2,3,6},所以该数集具有性质P.
(Ⅱ)证明:因为A={a1,a2,…,an}具有性质P,所以anan与中至少有一个属于A.
由于1≤a1<a2<…<an,所以anan>an,故ananA,
从而,故a1=1;
因为1=a1<a2<…<an,所以akan>an,故akanA(k=2,3,…,n).
由A具有性质P可知,
又因为,
所以,
从而,
故。
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,当n=5时,有,即
,
因为,
所以,故
,
由A具有性质P可知,
由,得
,且
,
所以,
故,
即是首项为1,公比为a2的等比数列。
设数列{an},{bn}满足:,
(Ⅰ)用an表示an+1;并证明:n∈N*,an>2;
(Ⅱ)证明:是等比数列;
(Ⅲ)设Sn是数列{an}的前n项和,当n≥2时,Sn与2(n+)是否有确定的大小关系?若有,加以证明;若没有,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)由已知,得,
所以,,
故,
由已知,
∴,
由基本不等式,得,
故。
(Ⅱ),
,
所以,,
所以,是等比数列。
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,,
∴,
当n≥2时,,
∴,
相加,得,
∵,
∴,
∴,
故n≥2时,。
解法二:,
设,
,
∴当n≥2时,,
。
已知数列{an}满足:a1=1,且。
(1)若数列{bn}满足,证明:数列{bn-1}是等比数列;
(2)求数列{anbn}的前n项和Sn;
(3)数列{an-bn}是否存在最大项?如果存在,求出这个最大项;如果不存在,说明理由.
正确答案
(1)证明:“略”;
(2)解:;
(3)解:当n=1时有最大项-1。
数列的前n项和为Sn=2n-1。
(1)求;
(2)设数列满足
,判断并证明
的单调性;
(3)对n∈N*,恒成立,求k的最大整数值。
正确答案
解:(1);
(2)为递增数列;
;
(3)k的最大整数值为3。
已知数列{an}的首项为1,对任意的n∈N*,定义bn=an+1-an,
(Ⅰ)若bn=n+1,求a4;
(Ⅱ)若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=a,b2=b(ab≠0),
(ⅰ)当a=1,b=2时,求数列{bn}的前3n项和;
(ⅱ)当a=1时,求证:数列{an}中任意一项的值均不会在该数列中出现无数次。
正确答案
(Ⅰ)解:,
;
(Ⅱ)(ⅰ)解:因为,
所以,对任意的n∈N*有,
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6;
又数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为7;
设数列{bn}的前n项和为Sn,则
当时,
;
当时,
;
所以,当n为偶数时,;当n为奇数时,
;
(ⅱ)证明:由(ⅰ)知:对任意的n∈N*有,
又数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为
,
设,(其中i为常数且
),
所以,
所以,数列均为以
为公差的等差数列;
因为b>0时,,b<0时,
,
所以{}为公差不为零的等差数列,其中任何一项的值最多在该数列中出现一次,
所以数列中任意一项的值最多在此数列中出现6次,
即任意一项的值不会在此数列中重复出现无数次。
若数列{an}的前n项和Sn=n2-10n(n=1,2,3,…),则此数列的通项公式为( );数列{nan}中数值最小的项是第( )项。
正确答案
an=;3
已知:数列{an}的前n项和为Sn,且2an-2n=Sn,。
(1)求证:数列{an-n·2n-1}是等比数列;
(2)求:数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}中,求bn的最小值。
正确答案
解:由题意知a1=2,且,
两式相减得①
(1)由①知,
于是
∴数列是首项为1,公比为2的等比数列;
(2)由(1)知,即
;
(3)
当且仅当,即:
时等号成立,
,当
,即n=4,5,6…时,数列递增,
,
∴当n=3或n=4时。
已知数列满足
,
(1)求;
(2)猜想的通项公式,并进行证明.
正确答案
解:(1)∵,
令,则
,解得
令,则
,解得
令,则
,解得
令,则
,解得
(2)由(1)猜想:,
下证明之.
∵,①
,②
①-②得
∴,
又
∴是以1为首项,
为公比的等比数列,
∴.
已知数列{an}中的相邻两项a2k-1,a2k是关于x的方程x2-(3k+2k)x+3k·2k=0的两个根,且a2k-1≤a2k(k=1,2,3,…)
(Ⅰ)求a1,a3,a5,a7;
(Ⅱ)求数列{an}的前2n项和S2n;
(Ⅲ)记,
,求证:
。
正确答案
(Ⅰ)解:方程的两个根为
,
当k=1时,,所以
;
当k=2时,,所以
;
当k=3时,,所以
;
当k=4时,,所以
。
(Ⅱ)解:
;
(Ⅲ)证明:,
所以,
,
当n≥3时,
,
同理,
,
综上,当n∈N*时,。
已知数列{an}中的相邻两项a2k-1,a2k是关于x的方程x2-(3k+2k)x+3k+2k=0的两个根,且a2k-1≤a2k(k=1,2,3,…),
(Ⅰ)求a1,a3,a5,a7及a2n(n≥4)(不必证明);
(Ⅱ)求数列{an}的前2n项和S2n。
正确答案
解:(Ⅰ)方程的两个根为
,
当k=1时,,所以
;
当k=2时,,所以
;
当k=3时,,所以
;
当k=4时,,所以
;
因为当n≥4时,2n>3n,
所以。
(Ⅱ)
。
若有穷数列a1,a2,…,an(n是正整数),满足a1=an,a2=an-1,…,an=a1即ai=an-i+1(i是正整数,且1≤i≤n),就称该数列为“对称数列”。
(1)已知数列{bn}是项数为7的对称数列,且b1,b2,b3,b4成等差数列,b1=2,b4=11,试写出{bn}的每一项;
(2)已知{cn}是项数为2k-1(k≥1)的对称数列,且ck,ck+1,…,c2k-1构成首项为50,公差为-4的等差数列,数列{cn}的前2k-1项和为S2k-1,则当k为何值时,S2k-1取到最大值?最大值为多少?
(3)对于给定的正整数m>1,试写出所有项数不超过2m的对称数列,使得1,2,22,…,2m-1成为数列中的连续项;当m>1500时,试求其中一个数列的前2008项和S2008。
正确答案
解:(1)设{bn}的公差为d,
则,解得d=3,
∴数列{bn}为;
(2),
,
∴当k=13时,取得最大值,
的最大值为626。
(3)所有可能的“对称数列”是:
①;
②;
③;
④,
对于①,当m≥2008时,;
当1500<m≤2007时,
;
对于②,当m≥2008时,;
当1500<m≤2007时,;
对于③,当m≥2008时,;
当1500<m≤2007时,;
对于④,当m≥2008时,;
当1500<m≤2007时,。
已知:数列{an}的前n项和为Sn,且满足S2n-S2n-1=3n2an,a1=2,an≠0,n=2,3,4,…。
(1)设Cn=an+an+1,求C1,C2并判断数列{Cn}是否为等差数列,说明理由;
(2)求数列{(-1)n+1anan+1}的前2k+1项的和T2k+1。
正确答案
解:(1)当n≥2时,
代入已知条件得:
∴
由①得
∴
∵
∴
∴
由①得
∴
∴
∴
由①得
由②-①得
∴
∵
∴
∴{cn}(n∈N*)不是等差数列。
(2)由(1)知
由④-③得
∴数列{a2n}是首项为a2=8,公差为6的等差数列,
数列{a2n-1}是首项为a3=7,公差为6的等差数列
∴
。
对于项数为m的有穷数列{an},记bk=max{a1,a2,…,ak}(k=1,2,…,m),即bk为a1,a2,…,ak中的最大值,并称数列{bn}是{an}的控制数列,如1,3,2,5,5的控制数列是1,3,3,5,5。
(1)若各项均为正整数的数列{an}的控制数列为2,3,4,5,5,写出所有的{an}。
(2)设{bn}是{an}的控制数列,满足ak+bm-k+1=C(C为常数,k=1,2,…,m),求证:bk=ak(k=1,2,…,m)。
(3)设m=100,常数,若
,{bn}是{an}的控制数列,求(b1-a1)+(b2-a2)+…+(b100-a100)。
正确答案
解:(1)数列{an}为:2,3,4,5,1;2,3,4,5,2;2,3,4,5,3;2,3,4,5,4,;2,3,4,5,5;
(2)∵bk=max{a1,a2,…,ak},bk+1=max{a1,a2,…,ak+1},
∴bk+1≥bk∵ak+bm-k+1=C,ak+1+bm-k=C,
∴ak+1-ak=bm-k+1-bm-k≥0,即ak+1≥ak,
∴bk=ak。
(3)对k=1,2,…25,
a4k-3=a(4k-3)2+(4k-3),a4k-2=a(4k-2)2+(4k-2),
a4k-1=a(4k-1)2-(4k-1),a4k=a(4k)2-4k,
比较大小,可得a4k-2>a4k-1,
∵<a<1,
∴a4k-1-a4k-2=(a-1)(8k-3)<0,
即a4k-2>a4k-1; a4k-a4k-2=2(2a-1)(4k-1)>0,
即a4k>a4k-2,
又a4k+1>a4k,
从而b4k-3=a4k-3,b4k-2=a4k-2,b4k-1=a4k-2,b4k=a4k,
∴(b1-a1)+(b2-a2)+…+(b100-a100) =(a2-a3)+(a6-a7)+…+(a98-a99)
= (a4k-2-a4k-1)
=(1-a)(8k-3)
=2525(1-a)。
设数列{an}的通项公式为an=pn+q(n∈N*,p>0),数列{bm}定义如下:对于正整数m,bm是使得不等式an≥m成立的所有n中的最小值.
(Ⅰ)若p=,q=
,求b3;
(Ⅱ)若p=2,q=-1,求数列{bm}的前2m项和的公式;
(Ⅲ)是否存在p和q,使得bm=3m+2(m∈N*)?如果存在,求p和q的取值范围;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,解
得
,
所以使得成立的所有n中的最小正整数为7,即b3=7。
(Ⅱ)由题意得an=2n-1,
对正整数m,由an≥m得,
根据bm的定义可知,当m=2k-1时,bm=k(k∈N*);
当m=2k时,bm=k+1(k∈N*),
所以b1+b2+…+b2n=(b1+b3+…+b2m-1)+(b2+b4+… +b2m)
=(1+2+3+…+m)+[2+3+4+…+(m+1)]
=。
(Ⅲ)假设存在p,q满足条件,由不等式pn+q≥m及p>0得,
因为bm=3m+2(m∈N*),
由bm的定义可知,对于任意的正整数m都有,
即-2p-q≤(3p-1)m<-p-q对任意的正整数m都成立.
当3p-1>0(或3p-1<0)时,得(或
),这与上述结论矛盾;
当3p-1=0,即时,得
,解得
(经检验符合题意),
所以存在p和q,使得bm=3m+2(m∈N*);
p和q的取值范围分别是。
在m(m≥2)个不同数的排列P1P2…Pn中,若1≤i<j≤m时Pi>Pj(即前面某数大于后面某数),则称Pi与Pj构成一个逆序,一个排列的全部逆序的总数称为该排列的逆序数。记排列(n+1)n(n-1)…321的逆序数为an,如排列21的逆序数a1=1,排列321的逆序数a3=6。
(1)求a4、a5,并写出an的表达式;
(2)令,证明2n<b1+b2+…+bn<2n+3,n=1,2,…。
正确答案
解:(1)由已知得
。
(2)因为
所以
又因为
所以
=
综上。
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