- 数列
- 共33563题
数列{an}的通项公式an=cos,n∈N*,当n=______时,an有最小值.
正确答案
∵数列{an}的通项公式an=cos,n∈N*,
∴a1=cos=cos(4π-
)=cos(-
)=cos
=0,
a2=cos=cos(2π-
)=cos(-
)=cos
=
,
a3=cos=cos(π+
)=-cos
=-
,
a4=cos=cos(π-
)=-cos
=-
=-
.
a5=cos=cos(π-
)=-cos
>-cos
=a4.
a6=cos=cos(π-
)=-cos
>-cos
=a5,
a7=cos=0.
当n≥8,n∈N*时,是锐角,an=cos
>0,
∴当n=4时,an有最小值.
故答案为:4.
已知点列B1(1,y1),B2(2,y2),…,Bn(n,yn),…(n∈N*)顺次为直线y=上的点,点列A1(x1,0),A2(x2,0),…,An(xn,0),…(n∈N*)顺次为x轴上的点,其中x1=a(0<a<1),对任意的n∈N*,点An、Bn、An+1构成以Bn为顶点的等腰三角形.
(1)证明:数列{yn}是等差数列;
(2)求证:对任意的n∈N*,xn+2-xn是常数,并求数列{xn}的通项公式;
(3)对上述等腰三角形AnBnAn+1添加适当条件,提出一个问题,并做出解答.(根据所提问题及解答的完整程度,分档次给分)
正确答案
(1)依题意有yn=,于是yn+1-yn=
.
所以数列{yn}是等差数列.(4分)
(2)由题意得=n,即xn+xn+1=2n,(n∈N*) ①
所以又有xn+2+xn+1=2(n+1).②
由②-①得:xn+2-xn=2,所以xn+2-xn是常数. (6分)
由x1,x3,x5,…;x2,x4,x6,…都是等差数列.x1=a(0<a<1),x2=2-a,那么得
x2k-1=x1+2(k-1)=2k+a-2,x2k=x2+2(k-1)=2-a+2(k-1)=2k-a.(k∈N*)(8分)
故xn=(10分)
(3)提出问题:若等腰三角形AnBnAn+1中,是否有直角三角形,若有,求出实数a.
当n为奇数时,An(n+a-1,0),An+1(n+1-a,0),所以|AnAn+1|=2(1-a);
当n为偶数时,An(n-a,0),An+1(n+a,0),所以|AnAn+1|=2a;
过Bn作x轴的垂线,垂足为Cn,则|BnCn|=,要使等腰三角形AnBnAn+1为直角三角形,必须且只须:|AnAn+1|=2|BnCn|.(13分)
当n为奇数时,有2(1-a)=2×,即a=1-
①
∴当n=1 时,a=;当 n=3 时,a=
,当n≥5,a<0不合题意.(15分)
当n为偶数时,有2a=2×,a=
,同理可求得
当n=2 时 a=
当n≥4时,a<0不合题意.(17分)
综上所述,使等腰三角形AnBnAn+1中,有直角三角形,a的值为或
或
.(18分)
给定项数为m(m∈N*,m≥3)的数列{an},其中ai∈{0,1}(i=1,2,…,m).若存在一个正整数k(2≤k≤m-1),若数列{an}中存在连续的k项和该数列中另一个连续的k项恰好按次序对应相等,则称数列{an}是“k阶可重复数列”,例如数列{an}:0,1,1,0,1,1,0.因为a1,a2,a3,a4与a4,a5,a6,a7按次序对应相等,所以数列{an}是“4阶可重复数列”.
(Ⅰ)分别判断下列数列
①{bn}:0,0,0,1,1,0,0,1,1,0.
②{cn}:1,1,1,1,1,0,1,1,1,1.是否是“5阶可重复数列”?如果是,请写出重复的这5项;
(Ⅱ)若数为m的数列{an}一定是“3阶可重复数列”,则m的最小值是多少?说明理由;
(Ⅲ)假设数列{an}不是“5阶可重复数列”,若在其最后一项am后再添加一项0或1,均可使新数列是“5阶可重复数列”,且a4=1,求数列{an}的最后一项am的值.
正确答案
(Ⅰ)记数列①为{bn},因为b2,b3,b4,b5,b6与b6,b7,b8,b9,b10按次序对应相等,
所以数列①是“5阶可重复数列”,重复的这五项为0,0,1,1,0;
记数列②为{cn},因为c1,c2,c3,c4,c5、c2,c3,c4,c5,c6、c3,c4,c5,c6,c7、c4,c5,c6,c7,c8、c5,c6,c7,c8,c9、c6,c7,c8,c9,c10没有完全相同的,所以{cn}不是“5阶可重复数列”.
(Ⅱ)因为数列{an}的每一项只可以是0或1,所以连续3项共有23=8种不同的情形.
若m=11,则数列{an}中有9组连续3项,则这其中至少有两组按次序对应相等,即项数为11的数列{an}一定是“3阶可重复数列”;若m=10,数列0,0,1,0,1,1,1,0,0,0不是“3阶可重复数列”;则3≤m<10时,
均存在不是“3阶可重复数列”的数列{an}.
所以,要使数列{an}一定是“3阶可重复数列”,则m的最小值是11.
(Ⅲ)由于数列{an}在其最后一项am后再添加一项0或1,均可使新数列是“5阶可重复数列”,即在数列{an}的末项am后再添加一项0或1,则存在i≠j,使得ai,ai+1,ai+2,ai+3,ai+4与am-3,am-2,am-1,am,0按次序对应相等,或aj,aj+1,aj+2,aj+3,aj+4与am-3,am-2,am-1,am,1按次序对应相等,
如果a1,a2,a3,a4与am-3,am-2,am-1,am不能按次序对应相等,那么必有2≤i,j≤m-4,i≠j,使得ai,ai+1,ai+2,ai+3、aj,aj+1,aj+2,aj+3与am-3,am-2,am-1,am按次序对应相等.
此时考虑ai-1,aj-1和am-4,其中必有两个相同,这就导致数列{an}中有两个连续的五项恰按次序对应相等,从而数列{an}是“5阶可重复数列”,这和题设中数列{an}不是“5阶可重复数列”矛盾;
所以a1,a2,a3,a4与am-3,am-2,am-1,am按次序对应相等,
从而am=a4=1.
已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2n2+5n+4,求{an}的通项公式.
正确答案
当n=1时,a1=S1=11,
当n≥2,an=Sn-Sn-1=4n+3.
因为a1=11不满足an=4n+3.
所以{an}的通项公式为an=.
数列{an}满足:na1+(n-1)a2+…+2an-1+an=()n-1+(
)n-2+…+
+1(n=1,2,3,…,).
(1)求an的通项公式;
(2)若bn=-(n+1)an,试问是否存在正整数k,使得对于任意的正整数n,都有bn≤bk成立?证明你的结论.
正确答案
(1)由na1+(n-1)a2+…+2an-1+an=()n-1+(
)n-2+…+
+1,
得,(n-1)a1+(n-2)a2+…+an-1=()n-2+…+
+1两式相减,
得a1+a2+…+an=(
9
10
)n-1=Sn
∴当n=1时,a1=S1=1
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-(
9
10
)n-2
即an=
(2)由(1)得bn=-(n+1)an=
设存在自然数k,使对n∈N,bn≤ck恒成立
当n=1时,b2-b1=>0⇒b2>b1
当n≥2时,bn+1-bn=(
9
10
)n-2•,
∴当n<8时,bn+1>bn
当n=8时,bn+1=bn,当n>8时,bn+1<bn
所以存在正整数k=8或9,使对任意正整数n,均有b1<b2<…<b8=b9>b10>b11>…,
从而存在正整数k8或9,使得对于任意的正整数n都bn≤bk成立
对于数列A:a1,a2,…,an,若满足ai∈{0,1}(i=1,2,3,…,n),则称数列A为“0-1数列”.定义变换T,T将“0-1数列”A中原有的每个1都变成0,1,原有的每个0都变成1,0.例如A:1,0,1,则T(A):0,1,1,0,0,1.设A0是“0-1数列”,令Ak=T(Ak-1),k=1,2,3,…
(Ⅰ) 若数列A2:1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1.求数列A1,A0;
(Ⅱ) 若数列A0共有10项,则数列A2中连续两项相等的数对至少有多少对?请说明理由;
(Ⅲ)若A0为0,1,记数列Ak中连续两项都是0的数对个数为lk,k=1,2,3,…求lk关于k的表达式.
正确答案
(Ⅰ)由变换T的定义可得A1:0,1,1,0,0,1…(2分)A0:1,0,1…(4分)
(Ⅱ) 数列A0中连续两项相等的数对至少有10对 …(5分)
证明:对于任意一个“0-1数列”A0,A0中每一个1在A2中对应连续四项1,0,0,1,在A0中每一个0在A2中对应的连续四项为0,1,1,0,
因此,共有10项的“0-1数列”A0中的每一个项在A2中都会对应一个连续相等的数对,
所以A2中至少有10对连续相等的数对.…(8分)
(Ⅲ) 设Ak中有bk个01数对,Ak+1中的00数对只能由Ak中的01数对得到,所以lk+1=bk,Ak+1中的01数对有两个产生途径:①由Ak中的1得到; ②由Ak中00得到,
由变换T的定义及A0:0,1可得Ak中0和1的个数总相等,且共有2k+1个,
所以bk+1=lk+2k,
所以lk+2=lk+2k,
由A0:0,1可得A1:1,0,0,1,A2:0,1,1,0,1,0,0,1
所以l1=1,l2=1,
当k≥3时,
若k为偶数,lk=lk-2+2k-2,lk-2=lk-4+2k-4,…l4=l2+22.
上述各式相加可得lk=1+22+24+…+2k-2==
(2k-1),
经检验,k=2时,也满足lk=(2k-1).
若k为奇数,lk=lk-2+2k-2lk-2=lk-4+2k-4…l3=l1+2.
上述各式相加可得lk=1+2+23+…+2k-2=1+=
(2k+1),
经检验,k=1时,也满足lk=(2k+1).
所以lk=.…(13分)
某企业为了适应市场需求,计划从2010年元月起,在每月固定投资5万元的基础上,元月份追加投资6万元,以后每月的追加投资额均为之前几个月投资额总和的20%,但每月追加部分最高限额为10万元.设第n个月的投资额为an万元,前n个月的投资总额为sn万元.
(Ⅰ)求出a1,a2,a3的值;
(Ⅱ)写出an关于n的表达式.
(精确到0.01,参考数据:1.22=1.44,1.23=1.73,1.24=2.07,1.25=2.49,1.26=2.99)
正确答案
(Ⅰ)由题设知,第1个月的投资额a1=5+6=11,
第2个月的投资额a2=5+11×20%=7.2,
第3个月的投资额a3=5+(11+7.2)×20%=8.64.
(Ⅱ)由题设n≥2时,an=5+Sn-1,
由an=5+Sn-1,
∴an+1=5+Sn,
两式相减得:an+1-an=(sn-sn-1)=
anan+1=
an(n≥2)…8′,
又a1=11,a2=5+a1=
,
∴an=a2qn-2=•(
)n-2=6(
)n-1,
由an≤15,
∴6×1.2n-1≤15,
∴n-1≤5,
∴n≤6…10'
∴an=…12'
已知a>0,且a≠1,数列{an}的前n项和为Sn,它满足条件=1-
.数列{bn}中,bn=an•lgan.
(1)求数列{bn}的前n项和Tn;
(2)若对一切n∈N*都有bn<bn+1,求a的取值范围.
正确答案
(1)由题意知,当n=1时,a1=a,
当n≥2时,Sn=(an-1) ①,Sn-1=
(an-1-1) ②,
①-②,得 =a,
∴数列{an}是等比数列,
∴an=an(n∈N+).
(2)∵bn=an•lgan,
∴bn=nanlga,
当对一切n∈N+,都有bn<bn-1,
即有nanlga<(n+1)an-1lga,
当lga>0,即a>1时,a>对一切n∈N+都成立,∴a>1.
当lga<0,即0时,有 a<对一切n∈N+都成立,∴0<a<
.
综上所述a>1或 0<a<.
已知数列的首项
,其前
项和为
,且满足
.若对任意的
,
恒成立,则
的取值范围是 .
正确答案
试题分析:由条件得
,两式相减得
,故
,两式再相减得
,由
得
,
,从而
;
得
,
,从而
,由条件得
,解之得
项和的概念.
数列{an}的前n项和为Sn点(n,Sn)在函数f(x)=2x-1的图象上,数列{bn}满足bn=log2an-12(n∈N+)
①求数列{an}的通项公式;
②当数列{bn}的前n项和为Sn最小时,求n.
正确答案
①因为(n,Sn)在函数的图象上Sn=2n-1
当n≥2时,Sn-1=2n-1-1则an=2n-2n-1(n≥2),当n=1,a1=S1=1满足上式an=2n-1
②
令n-13=0 得n=13
则当n≤13时,bn≤13,所以:最小为n=13或12
正整数数列{an}满足:a1=1,an+1=
(Ⅰ)写出数列{an}的前5项;
(Ⅱ)将数列{an}中所有值为1的项的项数按从小到大的顺序依次排列,得到数列{nk},试用nk表示nk+1(不必证明);
(Ⅲ)求最小的正整数n,使an=2013.
正确答案
(Ⅰ)令n=1代入an+1=得,a2=a1+1=2,
令n=2代入得a3=a2+2=4;令n=3代入得a4=a3-3=1,
令n=4代入得a5=a4+4=5;
∴a1=1,a2=2,a3=4,a4=1,a5=5;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知n1=1,n2=4,n3=13,…,
猜想使ank=1的下标nk满足如下递推关系:nk+1=3nk+1,k=1,2,3,….
对k归纳:k=1,2时已成立,设已有ank=1,则由(Ⅰ)归纳可得,
ank+1=nk+1,ank+2=2nk+2,ank+3=nk,ank+4=2nk+3,….
归纳易得:ank+2m-1=nk+2-m,m=1,2,…,nk+1,ank+2m=2nk+1+m,m=1,2,…,nk,
故当m=nk+1时,a3nk+1=nk+2-(nk+1)=1=ank+1.
因此nk+1=3nk+1,(k=1,2,3,…)成立.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,nk+1=3nk+1,则2nk+1=2(3nk+1),
即2nk+1+1=3(2nk+1),记2nk+1=xk,
则xk+1=3xk,x1=3,故xk=3k,因此nk=,k=1,2,3,…,
由nk+1=3nk+1,k=1,2,3,…可知,
当n≤3nk=nk+1-1时,an≤3nk+1=nk+1.
因此,当n<n7时,an≤n7==1093;
而当n7≤n<n8时,要么有an≤1094,要么有an≥2×1094,即an取不到2013,
进而考虑n8≤n<n9的情况,
由(Ⅱ)得,ank+2m-1=nk+2-m,m=1,2,…,nk+1,
则n8+2-m=2013,解得m=1269,解得n8+2m-1=5817
故a5817=an8+2m-1=n8+2-m=2013.
故使得an=2013的最小n为5817.
已知是一个公差大于0的等差数列,且满足
,
.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)若数列满足:
,求数列
的前
项和.
正确答案
(I);(Ⅱ)
试题分析:(I)由已知条件解方程组可得首项和公差,通项公式即可求出。(Ⅱ)利用整体思想根据题意可知数列的前
项和为
。由数列前
项和可求数列
通项公式
,即可求得数列{bn}的通项公式及前前n项和。
试题解析:解:(Ⅰ)设等差数列的公差为
,则依题设
.
由,可得
.
由,得
,可得
.
所以.
可得. 6分
(Ⅱ)设,则
.
即,
可得,且
.
所以,可知
.
所以,
所以数列是首项为
,公比为
的等比数列.
所以前项和
. 13分
已知函数f(x)=ln(x+1),h(x)=,设数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn=2an-2n+1(n∈N*).
(1)当x>0时,比较f(x)和h(x)的大小;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)令cn=(-1)n+1logann+12,数列{cn}的前n项和为Tn,求证:当n∈N*且n≥2时,T2n<.
正确答案
解(1)令g(x)=ln(x+1)-(x>0),则g′(x)=
-
=
>0,
∴g(x)在(0,+∞)时单调递增,g(x)>g(0)=0,即当x>0时,ln(x+1)>
即当x>0时,f(x)>h(x),
(2)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.
(3)因为cn=(-1)n+1•,
则当n≥2时,T2n=1-+
-
+…+
-
=(1+
+
+…+
)-2(
+
+…+
)=
+
+…+
.
下面证+
++
<
由(1)知当x>0时,ln(x+1)>
令x=,ln
>
⇒ln(n+1)-lnn>
,ln(n+2)-ln(n+1)>
,
,ln(n+3)-ln(n+2)>,ln(2n)-ln(2n-1)>
以上n个式相加,即有ln(2n)-lnn>+
+…+
∴+
+…+
<ln(2n)-lnn=ln2<
.
已知数列{an}的前n项和为Sn,点(n,)在直线y=
x+
上.数列{bn}满足bn+2-2bn+1+bn=0(n∈N*),且b3=11,前9项和为153.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设cn=,数列{cn}的前n项和为Tn,求Tn及使不等式Tn<
对一切n都成立的最小正整数k的值;
(3)设f(n)=问是否存在m∈N*,使得f(m+15)=5f(m)成立?若存在,求出m的值; 若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由题意,得=
n+
,即Sn=
n2+
n.
故当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+
n)-[
(n-1)2+
(n-1)]=n+5.
n=1时,a1=S1=6,而当n=1时,n+5=6,
所以an=n+5(n∈N*);
又bn+2-2bn+1+bn=0,即bn+2-bn+1=bn+1-bn (n∈N*),
所以{bn}为等差数列,于是=153.
而b3=11,故b7=23,则公差d==3,
因此,bn=b3+3(n-3)=3n+2,即bn=3n+2(n∈N*).
(2)cn=
=
==
(
-
).
所以,Tn=c1+c2+…+cn
=[(1-
)+(
-
)+(
-
)+…+(
-
)]
=(1-
)=
.
易知Tn单调递增,由Tn<得k>2012Tn,而Tn→
,
故k≥1006,∴kmin=1006.
(3)f(n)=,
①当m为奇数时,m+15为偶数.
此时f(m+15)=3(m+15)+2=3m+47,5f(m)=5(m+5)=5m+25,
所以3m+47=5m+25,解得m=11.
②当m为偶数时,m+15为奇数.
此时f(m+15)=m+15+5=m+20,5f(m)=5(3m+2)=15m+10.
所以m+20=15m+10,解得m=∉N*(舍去),
综上,存在唯一正整数m=11,使得f(m+15)=5f(m)成立;
若数列{an}的前n 项和Sn满足:Sn=2an+1.
(1)求a1,a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
正确答案
(1)因为Sn=2an+1.所以当n=1时,S1=a1=2a1+1,所以a1=-1;同理可得a2=-2;a3=-4;
(2)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-2an-1-1=2an-2an-1,
所以an=2an-1,即数列{an}是以a1=-1为首项,公比q=2的等比数列.
所以an=-2n-1.
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