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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x+在(0,+∞)上的最小值是an(n∈N*).

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)证明++…+

(3)在点列An(2n,an)中,是否存在两点Ai,Aj(i,j∈N*)使直线AiAj的斜率为1?若存在,求出所有数对(i,j),若不存在,说明理由.

正确答案

(1)∵f(x)≥•2=…(2分)

当且仅当(2n+1)x=

即x=时,

f(x)取得最小值

∴an=.…(4分)

(2)证明∵==(-),…(6分)

++…+=[(1-)+(-)+…+(-)]

=(1-)<.…(9分)

(3)不存在.

设Ai(2i,ai),A(2j,aj),(其中i,j∈N*),

则kAiAj==…(10分)

=…(12分)

==1.

故不存在存在两点Ai,Aj(i,j∈N*)使直线AiAj的斜率为1.…(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列的前项和满足

(Ⅰ)求数列的前三项

(Ⅱ)设,求证:数列为等比数列,并指出的通项公式。

正确答案

(Ⅰ) ;(Ⅱ)

试题分析:(Ⅰ) 求数列的前三项,在中分别令即可求出;(Ⅱ)数列为等比数列,只需证明等于一个与无关的常数,由,首先求出数列的通项公式,或递推式,由,这是已知,求,可利用来求,即当,可得,由,把代入可得,从而可证,求的通项公式,由是首项为,公比为2的等比数列,可写出的通项公式,从而可得数列的通项公式.

试题解析:(Ⅰ)在中分别令n=1,2,3得

(2分)         解得  (4分)

⑵由,n≥1得,n≥2

两式想减得,即,   (6分)

∴an+(-1)n=2an-1+(-1)n-2(-1)n=2an-1+(-1)n-1

=2[an-1+(-1)n-1](n≥2)    (9分)

即bn=2bn-1(n≥2),b1=a1-=

是首项为,公比为2的等比数列.     (10分)

∴bn=×2n-1= an+(-1)n

               (12分)

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题型:简答题
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简答题

数列{an}的前n项和为Sn.已知an+1+(-1)nan=2n-1(n∈N*).

(Ⅰ)若a1=1,求a2,a3,a4

(Ⅱ)若a1=a(a为常数),求数列{an}的通项公式;

(Ⅲ)设Tn=(n∈N*),求数列{Tn}的最大项.

正确答案

(本小题满分11分)

(Ⅰ)因为 an+1+(-1)nan=2n-1(n∈N*),a1=1,

所以当n=1时,有a2-a1=1,得出 a2=2,

同理当n=2时求得a3=1,

当n=3时求得a4=6.…(2分)

(Ⅱ)因为 an+1+(-1)nan=2n-1,

所以 a2n+1+a2n=4n-1,a2n-a2n-1=4n-3.

两式相减得a2n+1+a2n-1=2.

所以 a3=2-a1,a2n+3+a2n+1=2,

所以 a2n+3=a2n-1(n∈N*).

当n=2k(k∈N*)时,a4k+3=a4k-1=…=a3=2-a1

当n=2k-1(k∈N*)时,a4k+1=a4k-3=…=a1

由已知可得a4k-1+a4k-2=8k-5,a4k-a4k-1=8k-3(k∈N*).

所以 a4k-2=8k-5-a4k-1=8k-7+a1,a4k=8k-3+a4k-1=8k-1-a1

因为 a1=a,

所以 an=(k∈N*).…(7分)

(Ⅲ)设bn=a4n-3+a4n-2+a4n-1+a4n(n∈N*),则S4n=b1+b2+…+bn

类似(Ⅱ)可得 bn=a4n-3+a4n-2+a4n-1+a4n=16n-6.

所以 {bn}为首项为10,公差为16的等差数列.

所以 S4n=8n2+2n.

因为 Tn=(n∈N*),

所以 Tn==+8.

所以 T1=-20,T3=92.

因为 函数f(x)=+8的单调递减区间是(-∞,),(,+∞),

所以 数列{Tn}的最大项是92.…(11分)

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题型:简答题
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简答题

设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N*,都有a13+a23+a33+…+an3=Sn2,记Sn为数列{an}的前n项和.

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若bn=3n+(-1)n-1λ•2an(λ为非零常数,n∈N*),问是否存在整数λ,使得对任意 n∈N*,都有bn+1>bn

正确答案

(1)在已知式中,当n=1时,a13=S12=a12

∵a1>0∴a1=1…(2分)

当n≥2时,a13+a23+a33+…+an3=Sn2①a13+a23+a33+…+an-13=Sn-12

①-②得,an3=Sn2-Sn-12=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1

∵an>0∴an2=Sn+Sn-1=2Sn-an

∵a1=1适合上式…(4分)

当n≥2时,an-12=2Sn-1-an-1

③-④得:an2-an-12=2(Sn-Sn-1)-an+an-1=2an-an+an-1=an+an-1

∵an+an-1>0∴an-an-1=1

∴数列{an}是等差数列,首项为1,公差为1,可得an=n…(6分)

(2)假设存在整数λ,使得对任意 n∈N*,都有bn+1>bn

∵an=n∴bn=3n+(-1)n-1λ•2an=3n+(-1)n-1λ•2n

∴bn+1-bn=[3n+1+(-1)nλ•2n+1]-[3n+(-1)n-1λ•2n]=2•3n-3λ(-1)n-1•2n>0

∴(-1)n-1•λ<()n-1⑤…(8分)

当n=2k-1(k∈N*)时,⑤式即为λ<()2k-2

依题意,⑥式对k∈N*都成立,∴λ<1…(10分)

当n=2k(k∈N*)时,⑤式即为λ>-()2k-1

依题意,⑦式对k∈N*都成立,

∴λ>-…(12分)

∴-<λ<1,又λ≠0

∴存在整数λ=-1,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn…(14分)

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题型:填空题
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填空题

已知是数列项和,且,对,总有,则     

正确答案

试题分析:当时,,(负舍),当时,,所以,由,所以,(负舍).由此归纳得:猜想.因为,因此,所以由数学归纳法知猜想成立.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=3,a2=5,其前n项和Sn满足Sn+Sn-2=2Sn-1+2n-1(n≥3).令bn=

(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)若f(x)=2x-1,求证:Tn=b1f(1)+b2f(2)+…+bnf(n)<(n≥1).

正确答案

(Ⅰ)由题意知Sn-Sn-1=Sn-1-Sn-2+2n-1(n≥3)

即an=an-1+2n-1(n≥3)

∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+a2

=2n-1+2n-2+…+22+5

=2n+1(n≥3)

检验知n=1、2时,结论也成立,故an=2n+1.

(Ⅱ)由于bnf(n)=-2n-1

=-

=(-).

故Tn=b1f(1)+b2f(2)+…+bnf(n)

=[(-)+(-)+…+(-)]

=(-)  <-=

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f'(x)=-2x+7,数列{an}的前n项和为Sn,点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.

(1)求数列{an}的通项公式及Sn的最大值;

(2)令bn=,其中n∈N*,求{nbn}的前n项和.

正确答案

(1)∵函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f'(x)=-2x+7,

∴f(x)=-x2+7x

∵点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上

∴Sn=-n2+7n

∴n≥2时,an=Sn-Sn-1=-2n+8,

∵Sn=-n2+7n=-(n-)2+

∴n=3或4时,Sn的最大值为12;

(2)bn==2-n+4,∴nbn=n•2-n+4=16n•

∴{nbn}的前n项和为Sn=16(1•+2•+…+n•

Sn=16[1•+…+(n-1)•+n•]

∴两式相减可得Sn=16(++…+-n•)=16(1--n•

∴Sn=32(1--n•

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题型:填空题
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填空题

考虑以下数列{an},n∈N*:①ann2n+1;②an=2n+1;③an=ln .其中满足性质“对任意的正整数nan+1都成立”的数列有________(写出所有满足条件的序号).

正确答案

②③

对于①,a1=3,a2=7,a3=13,>a2,因此{an}不满足性质“对任意的正整数nan+1都成立”.对于②,易知数列{an}是等差数列,故有an+1,因此{an}满足性质“对任意的正整数nan+1都成立”.对于③,an+2an=ln,2an+1=ln<0,即<an+1,因此{an}满足性质“对任意的正整数nan+1都成立 ”

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题型:简答题
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简答题

正项数列的前n项和为,且

(Ⅰ)求数列的通项公式

(Ⅱ)求证:

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析.

试题分析:(Ⅰ)求数列的通项公式,由已知,这是由,可根据来求,因此当时,,解得,当时,,整理得,从而得数列是首项为2,公差为4的等差数列,可写出数列的通项公式;(Ⅱ)求证:,由(Ⅰ)可知,观察所证问题,显然需对式子变形,但所证问题的形式为,这就需要利用放缩法,很容易得证.

试题解析:(Ⅰ)由知,当时,,解得

时,, (3分)

整理得,又为正项数列,

(),因此数列是首项为2,公差为4的等差数列,

。(6分)

(Ⅱ)由于

=(8分)

因此

=。(12分)

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分16分)

在数列中,≥2,且),数列的前项和

(1)证明:数列是等比数列,并求的通项公式;

(2)求

(3)设,求的最大值.

正确答案

(1)见解析;(2);(3)的最大值为.

第一问由题意,≥2,且),

,          

∴数列是首项为,公比为的等比数列

第二问∵{}的通项公式),

∴当时偶数时,

是奇数时,

,则

 则

第三问(3), 

,得,由于

的最大值为

(1)证明:由题意,≥2,且),

,                 ……………2分

∴数列是首项为,公比为的等比数列,         ……………4分  

∴{}的通项公式为);       ……………6分      

(2)∵{}的通项公式),

∴当时偶数时,

,     ……………8分

是奇数时,

,则

 则,………10分

综上: ;                      ……………11分 

(3),                    ……………12分

,得,由于,         ……………14分   

的最大值为                              ……………16分    

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简答题

若实数列{an}满足ak-1+ak+1≥2ak(k=2,3,…),则称数列{an}为凸数列.

(Ⅰ)判断数列an=()n(n∈N+)是否是凸数列?

(Ⅱ)若数列{an}为凸数列,k、n、m∈N+,且k<n<m,

(i)求证:

(ii)设Sn是数列{an}的前n项和,求证:Sk+Sm≥Sn.

正确答案

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简答题

已知各项均为非负整数的数列 ,满足.若存在最小的正整数,使得,则可定义变换,变换将数列变为数列.设

(Ⅰ)若数列,试写出数列;若数列,试写出数列

(Ⅱ)证明存在唯一的数列,经过有限次变换,可将数列变为数列

(Ⅲ)若数列,经过有限次变换,可变为数列.设,求证,其中表示不超过的最大整数.

正确答案

解:(Ⅰ)若,则

,则 .                                                ………4分

(Ⅱ)先证存在性,若数列满足,则定义变换,变换将数列变为数列

易知是互逆变换.                                        ………5分

对于数列连续实施变换(一直不能再作变换为止)得

 

则必有(若,则还可作变换).反过来对作有限次变换,即可还原为数列,因此存在数列满足条件.

下用数学归纳法证唯一性:当是显然的,假设唯一性对成立,考虑的情形.

假设存在两个数列均可经过有限次变换,变为,这里

,则由变换的定义,不能变为

,则,经过一次变换,有

由于,可知(至少3个1)不可能变为

所以,同理

,所以

因为

故由归纳假设,有

再由互逆,有

所以,从而唯一性得证.                  ………9分

(Ⅲ)显然,这是由于若对某个,则由变换的定义可知, 通过变换,不能变为.由变换的定义可知数列每经过一次变换,的值或者不变,或者减少,由于数列经有限次变换,变为数列时,有

所以为整数,于是

所以除以后所得的余数,即.………13分

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简答题

设数列{an}具有以下性质:①a1=1;②当n∈N*时,an≤an+1

(Ⅰ)请给出一个具有这种性质的数列,使得不等式+++…+对于任意的n∈N*都成立,并对你给出的结果进行验证(或证明);

(Ⅱ)若bn=(1-),其中n∈N*,且记数列{bn}的前n项和Bn,证明:0≤Bn<2.

正确答案

(Ⅰ)令=1,==,…,=

则无穷数列{an}可由a1=1,an+1=3n-1an2(n≥1)给出.

显然,该数列满足a1=1,an≤an+1(n∈N*),

++…+=1++…+=(1-)<------------------(6分)

(Ⅱ)证明∵bn=(1-),an≤an+1,∴bn≥0.

∴Bn=b1+b2+…+bn≥0.-------------------------(8分)

又bn=(1-)=(-)

=(-)(+)

=(-)(+)≤2(-).

∴Bn≤2(-)<=2.

∴0≤Bn<2.--------------------------------(14分)

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简答题

已知圆C的圆心坐标为(3,4),直线l:2x+y=0与圆C相切于点P1

(1)求圆C的方程;

(2)过点P1作斜率为2的直线交x轴于点Q1(x1,0),过Q1作x轴的垂线交l于点P2,过P2作斜率为4的直线交x轴于点Q2(x2,0),…,如此下去.一般地,过点Pn作斜率为2n的直线交x轴于点Qn(xn,0),再过Qn作x轴的垂线交l于点Pn+1,…

①求点P1和P2的坐标;

②求xn+1与xn的关系.

正确答案

(1)圆心到直线l的距离d==2

则圆C的方程为(x-3)2+(y-4)2=20;

(2)①联立,解得,∴P1(-1,2),

直线P1Q1的方程为y-2=2(x+1),令y=0,解得x=-2.

∴Q1(-2,0),

联立,解得

∴P2(-2,4);

②设Qn(xn,0),则Pn+1(xn,-2xn),Qn+1(xn+1,0),

则Qn+1Pn+1的斜率为2n+1

=2n+1

∴xn+1=(1+)xn.

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简答题

设数列{an}满足:a1=2,an+1=an+(n∈N*).

(I)证明:an>对n∈N*恒成立;

(II)令bn=(n∈N*),判断bn与bn+1的大小,并说明理由.

正确答案

(1)证法一:当n=1时,a1=2>,不等式成立,

假设n=k时,ak>成立(2分),

当n=k+1时,=++2>2k+3+>2(k+1)+1.(5分)

∴n=k+1时,ak+1>时成立

综上由数学归纳法可知,an>对一切正整数成立(6分)

证法二:由递推公式得=+2+=+2+=+2+(2分)

上述各式相加并化简得=+2(n-1)++…+>22+2(n-1)=2n+2>2n+1+1+1(n≥2)(4分)

又n=1时,an>显然成立,故an>(n∈N*)(6分)

(2)解法一:==(1+)<(1+)(8分)

===<1(10分)

又显然bn>0(n∈N*),故bn+1<bn成立(12分)

解法二:-=-=(++2)-(8分)

=(2+-)<(2+-)(10分)

=(-)<0

故bn+12<bn2,因此bn+1<bn(12分)

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