- 数列
- 共33563题
设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a,an+1=Sn+3n,n∈N*.由
(Ⅰ)设bn=Sn-3n,求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若an+1≥an,n∈N*,求a的取值范围.
正确答案
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”.
(1)举出一个前五项不为零的“绝对差数列”(只要求写出前十项);
(2)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
(1)(答案不唯一)a1=3,a2=1,a3=2,a4=1,a5=1,a6=0,a7=1,a8=1,a9=0,a10=1.
(2)证明:根据定义,数列{an }必在有限项后出现0项,证明如下:
假设{an }中没有0项,由于an=|an-1-an-2|,所以对于的n,都有an≥1,从而
当an-1>an-2时,an=an-1-an-2≤an-1-1(n≥3)
当an-1<an-2时,an=an-2-an-1≤an-2-1(n≥3)
即an的值要么比an-1至少小1,要么比an-2至少小1.
令cn=,n=1,2,3,…,
则0<cn≤cn-1-1(n=2,3,4,…),由于c1是确定的正整数,
这样减下去,必然存在某项c1<0,
这与cn>0(n=1,2,3,4,…)矛盾,
从而{an }必有0项.
若第一次出现的0项为第n项,
记an-1=A(A≠0),则自第n项开始,每三个相邻的项周期地取值0,A,A,
即k=0,1,2,3,….
所以“绝对差数列”中总含有无穷多个为零的项.
(本小题满分16分)
已知数列,
,且满足
(
).
(1)若,求数列
的通项公式;
(2)若,且
.记
,求证:数列
为常数列;
(3)若,且
.若数列
中必有某数重复出现无数次,求首项
应满足的条件.
正确答案
(1)数列的通项为
. (2)见解析;
(3)当时,数列
中必有某数重复出现无数次.
本试题主要是考查了数列的通项公式的求解,以及数列的概念和数列的单调性的运用。
(1)当时,有累加法得到
,
也满足上式,
所以数列的通项为
.
(2)因为,
所以对任意的有
,
所以数列是一个以6为周期的循环数列
进而证明为常数列
(3)因为,且
,所以
,
且对任意的,有
,
设,(其中
为常数且
),所以
,
所以数列均为以7为公差的等差数列.记
,构造新数列来分析周期性和最值问题。
(1)当时,有
……………………1分
,
也满足上式,
所以数列的通项为
. ………………………………………………………3分
(2)因为,
所以对任意的有
,
所以数列是一个以6为周期的循环数列……………………………………………………5分
又因为,所以
所以
,
所以数列为常数列. ……………………………………………………………………7分
(3)因为,且
,所以
,
且对任意的,有
,
设,(其中
为常数且
),所以
,
所以数列均为以7为公差的等差数列.……………………………………………10分
记,则
,
(其中,
为
中的一个常数),
当时,对任意的
有
;…………………………………………12分
当时,
①若,则对任意的
有
,数列
为单调减数列;
②若,则对任意的
有
,数列
为单调增数列;
综上,当时,数列
中必有某数重复出现无数次……………14分
当时,
符合要求;当
时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
即当时,数列
中必有某数重复出现无数次.………………………16分
已知数列an的前n项和为Sn,a1=2,nan+1=Sn+n(n+1),
(1)求数列an的通项公式;
(2)设bn=,如果对一切正整数n都有bn≤t,求t的最小值.
正确答案
(1)∵nan+1=Sn+n(n+1)
∴(n-1)an=Sn-1+n(n-1)(n≥2)
两式相减可得,nan+1-(n-1)an=Sn-Sn-1+2n
即nan+1-(n-1)an=an+2n,(n≥2)
整理可得,an+1=an+2(n≥2)(*)
由a1=2,可得a2=S1+2=4,a2-a1=2适合(*)
故数列{an}是以2为首项,以2为公差的等差数列,由等差数列的通项公式可得,an=2+(n-1)×2=2n
(2)由(1)可得,Sn=n(n+1),
∴bn==
由数列的单调性可知,bk≥bk+1,bk≥bk-1
解不等式可得2≤k≤3,k∈N*,k=2,或k=3,
b2=b3=为数列{bn}的最大项
由bn≤t恒成立可得t≥,则t的最小值
若数列满足:
,则
_______.
正确答案
由两边平方得
,
又,两式相减,得
.
由求得
,又由递推关系式易知数列
是单调递增数列,所以
,故
,即
,即
,所以数列
是以
为首项,
为公差的等差数列,所以
,于是
,
所以.
已知数列{an}的通项an=(n+1)()n(n∈N).试问该数列{an}有没有最大项?若有,求出最大项和最大项的项数;若没有,说明理由.
正确答案
∵an+1-an=(n+2)()n+1-(n+1)(
)n
=()n•
,
∴当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an;
当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an;
当n>9时,an+1-an<0,即an+1<an;
故a1<a2<a3<<a9=a10>a11>a12>….
∴数列{an}有最大项a9或a10,
其值为10•()9,其项数为9或10.
设数列为等差数列,且
,
,数列
的前
项和为
,
且
.
(1)求数列,
的通项公式;
(2)若,
为数列
的前
项和,
对
恒成立,求
的最小值.
正确答案
(1) ,
;(2)m的最小值是
.
试题分析:(1)确定数列为的公差
,
,即得
,
由已知得,当
时,得
,
两式相减整理得,所以
又
,得知
是以
为首项,
为公比的等比数列.
(2)
利用“错位相减法” 求和,
从而
为使对
恒成立,得到
,确定m的最小值是
.
解得本题的关键是确定数列的基本特征.
(1) 数列为等差数列,公差
,易得
,
所以 1分
由,得
,即
,
所以,又
,所以
,
2分
由, 当
时,得
,
两式相减得:,即
,所以
4分
又,所以
是以
为首项,
为公比的等比数列,于是
5分
(2)
∴ 6分
8分
两式相减得 9分
所以 11分
从而
∵对
恒成立,∴
∴m的最小值是
12分
已知函数f(x)=x2+
x,数列{an}的前n项和为Sn,点(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an;
(2)令bn=,求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)令cn=+
,证明:2n<c1+c2+…+cn<2n+
.
正确答案
(1)∵点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,
∴Sn=n2+
n,
∴当n=1时,a1=S1=×12+
×1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+
n-[
(n-1)2+
(n-1)]=n+1.
当n=1时,也适合上式,
因此an=n+1(n∈N*).
(2)由(1)可得:bn==
.
∴Tn=+
+
+…+
+
,
Tn=1+
+…+
+
,
两式相减得Tn=2+
+
+…+
-
=1+
-
=3-
-
∴Tn=6-.
(3)证明:由cn=+
=
+
>2
=2,
∴c1+c2+…+cn>2n.
又cn=+
=2+
-
,
∴c1+c2+…+cn=2n+[(-
)+(
-
)+…+(
-
)]=2n+
-
<2n+
.
∴2n<c1+c2+…+cn<2n+成立.
已知数列{an}的通项公式为an=()n-1[(
)n-1-1](n∈N+).求
(1)求数列{an}中的最大项及其值; (2)求数列{an}中的最小项及其值.
正确答案
(1)∵an=()n-1[(
)n-1-1](n∈N+).
当n=1时,a1=(
3
4
)0[(
3
4
)0-1]=0
当n>1时,(
3
4
)n-1>0,(
3
4
)n-1-1<0,则an=()n-1[(
)n-1-1](n∈N+)<0
故数列{an}中的最大项为a1=0,
(2)∵an=()n-1[(
)n-1-1](n∈N+)≤0
∴-an=(
3
4
)n-1[1-(
3
4
)n-1]≥0
∴-an≤()2=
∵3<log34+1<4
当n=3时,a3=(
3
4
)2[(
3
4
)2-1]=-
当n=4时,a4=(
3
4
)3[(
3
4
)3-1]=-
∴求数列{an}中的最小项为a3=-
数列{an}满足an+1+(-1)n an=2n-1,则{an}的前60项和为 .
正确答案
1830
试题分析:由得,
,
即,也有
,两式相加得
,设
为整数,
则,
于是
设数列{an}的前n项和Sn=na+n(n-1)b,(n=1,2,…),a、b是常数且b≠0.
(1)证明:以(an,-1)为坐标的点Pn(n=1,2,…)都落在同一条直线上,并写出此直线的方程.
(2)设a=1,b=,圆C是以(r,r)为圆心,r为半径的圆(r>0),在(2)的条件下,求使得点P1、P2、P3都落在圆C外时,r的取值范围.
正确答案
(1)证明:∵b≠0,对于n≥2,有=
=
=
∴所有的点Pn(an,-1)(n=1,2,…)都落在通过P1(a,a-1)且以
为斜率的直线上.
由点斜式,此直线方程为y-(a-1)=(x-a),即x-2y+a-2=0
(2)当a=1,b=时,
-1=a+(n-1)b=
∴Pn的坐标为(n,),使P1(1,0)、P2(2,
)、P3(3,1)都落在圆C外的条件是
①②③即
由不等式①,得r≠1
由不等式②,得r<-
或r>
+
由不等式③,得r<4-或r>4+
再注意到r>0,1<-
<4-
,
+
<4+
故使P1、P2、P3都落在圆C外时,r的取值范围是(0,1)∪(1,-
)∪(4+
,+∞).
已知数列具有性质
:
对任意,
与
两数中至少有一个是该数列中的一项. 现给出以下四个命题:①数列
具有性质
; ②数列
具有性质
;
③若数列具有性质
,则
;
④若数列具有性质
,则
.
其中真命题有 .
正确答案
②③④
试题分析:①数列不具有性质
,因为
都不是该数列中的数,故①不正确;
②数列具有性质
,因为
与
两数中至少有一个是该数列中的一项;
③若数列具有性质
,对任意
,
与
两数中至少有一个是该数列中的一项,选择
和
,则
与
两数中至少有一个是该数列中的一项,因为
,很明显
不是该数列中的项,所以0是该数列中的项,则只能
,故③正确;
④若数列具有性质
,所以
与
至少有一项是该数列中的一项,且
,
若是该数列中的一项,则
,
易知(
)不是该数列的项,
所以(若
,则
,这与
;若
,则
),所以
.
若是该数列中的项,则
或
或
,
若,则
矛盾;
若,则
,与
矛盾;
若同(1),
综上,故④正确.
已知数列{}中,
,前n项和
.
(I)求a2,a3以及{}的通项公式;
(II)设,求数列{
}的前n项和Tn.
正确答案
(I){}的通项公式为
.(II)
.
试题分析:(I)通过研究当时,
(1),
(2)
(1)-(2)可得
即
得到,验证
,适合上式,得出结论.
(II)注意到,所以利用“裂项相消法”求得
.
试题解析:(I)由与
可得
,
,
当时,
(1),
(2)
(1)-(2)可得
即
故有,
而,所以{
}的通项公式为
(II),
.
甲、乙两人用农药治虫,由于计算错误,在A、B两个喷雾器中分别配制成12%、6%的药水各10千克,实际上两个喷雾器中农药浓度本应是一样的,现在只有两个容量为1千克的药瓶,他们从A、B两喷雾器中分别取1千克的药水,将A中取得的倒入B中,B中取得的倒入A中,这样操作进行3n次后,A喷雾器药水成了含有an%的药水,B喷雾器药水成了含有bn%的药水.
①证明:an+bn是一个常量
②建立an与an-1的关系式
③按照这样的方式进行下去,他们能否得到浓度大致相同的药水.
正确答案
(1)A中含有农药12%×10=1.2千克,B中含有农药6%×10=0.6千克
次操作后,A中含有农药0.1 千克,B中含有农药0.1 千克
∴0.1an+0.1bn=1.2+0.6=1.8,
则an+bn=18 为常量.
(2)第n 次操作后,A中10千克药水中农药的重量具有关系式:
an-1+
×0.1×bn-1=0.1an
又∵bn-1=18-an-1
∴an=an-1+
.
(3)由(2)可知,an-9=(an-1-9),
∴an-9是公比为的等比数列,
首项为3,∵q=,
∴an=9+3×(
4
5
)n-1是一个无穷递缩等比数列.
当n 无穷大时an=9,
∵an+bn=18
∴bn=9
即能大致相同.
(本小题满分16分)设等差数列{an}的前n项和是Sn,已知S3=9,S6=36.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在正整数m、k,使am,am+5,ak成等比数列?若存在,求出m和k的值,若不存在,说明理由;
(3)设数列{bn}的通项公式为bn=3n-2.集合A={x∣x=an,n∈N*},B={x∣x=bn,n∈N*}.将集合A∪B中的元素从小到大依次排列,构成数列c1,c2,c3,…,求{cn}的通项公式.
正确答案
解:(1)设等差数列的公差是
,
由和
,得
得
即:等差数列的通项公式为
…………3分
(2)成等比数列等价于
等价于
即:,
是正整数。………………7分
所以存在正整数,使
成等比数列
和
的值是
或
或
……9分
(3)因为,
;
…………12分
所以
,……14分
即:当时,
;当
,当
时,
,
当时,
所以的通项公式是
即:…………………………16分
略
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