- 等比数列的性质及应用
- 共180题
如果无穷数列满足下列条件:① ;②存在实数,使。
其中,那么我们称数列为数列。
(1)设数列的通项为,且是数列,求的取值范围;
(2)设是各项为正数的等比数列,是其前项和,证明:数列是数列;
(3)设数列是各项均为正整数的数列,求证:。
正确答案
见解析
解析
(1)
故,数列单调递减; ………3分
当时,即 ,
则数列中的最大项是,所以, ………4分
(2) 是各项正数的等比数列,是其前项和,,
设其公比为, ………6分
整理,得
解得 (舍去)
………8分
对任意的,有,且,
故是数列。………10分
(3)假设存在正整数使得 成立,有数列的各项均为正整数,
可得,………12分
即。因为,
所以,
由及
得 ,故 ………14分
因为 ,
所以
由此类推,可得………16分
又存在,使,总有,故有,这与数列的各项均为正数矛盾 ,所以假设不成立,即对任意,都有成立 ………18分
知识点
已知数列满足,首项为。
(1)若,求的取值范围;
(2)记,当时,求证:数列是等比数列;
(3)若恒成立,求的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1),则由即,,
又, (2分)
求交集得:或;所以的取值范围为或. (4分)
(2)由 (6分)
故,(8分)其中故是等比数列. (10分)
(3)由(1)有或.于是,
由(2)可知,又,得, (12分)
故
. (14分)
所以,从而或恒成立.
因此, (16分)
即,则的范围为. (18分)
知识点
已知无穷数列{an}中,a1,a2,a3,…,am是首项为10.公差为-2的等差数列;am+1,am+2,…,a2m是首项为,公比为的等比数列(其中m≥3.m∈N*),并对任意的
n∈N*,均有an+2m=an成立。
(1)当m=12时,求a2012;
(2)若,求m的值;
(3)若数列{an}的前n项和为sn,试判断是否存在m(m≥3,m∈N*),使得S128m+4≥
2012成立?若存在,试求出m的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)m=12时,数列的周期为24.
∵2012=24×83+20,而a20是等比数列中的项。
………3分
(2)设am+k是第一个周期中等比数列中的第k项,则
∴等比数列中至少有7项,即m≥7.则一个周期中至少有14项。
∴a52最多是第三个周期中的项。
着a52是第一个周期中的项,则
∴m=52-7=45
若a52是第二个周期中的项,则
∴3m=45,m=15;
若a52是第三个周期中的项,则
∴5m=45,m=9;
综上,m=45.或15.或9。
(3)2m是此数列的周期,表示64个周期及等差数列的前4项之和,
又∵等差数列的前4项的和为;10+8+6+4=28
∴S2m是最大时,S128m+4最大。
当m=6时,
当m≤5时,S2m是关干m的递增函数且
当m≥7时,
∴当m=6时,S2m取得最大值,则S128m+4取得最大值为
由此可知,不存在m(m≥3。m∈N*),使得S128m+4≥2012成立,
知识点
已知数列满足,(且)。
(1)求数列的通项公式;
(2)令,记数列的前项和为,
若恒为一个与无关的常数,试求常数和.
正确答案
见解析。
解析
(1)由题……①
……②
由①②得:,即…………………………………………3分
当时,,,,
所以,数列是首项为,公比为的等比数列
故()………………………………………………………………………5分
(2),
,
是以为首项,以为公差的等差数列,…………………8分
……………………………………………10分
恒为一个与无关的常数,
解之得:, ………………………………………………………………12分
知识点
已知等比数列的前项和为, ,且,,成等差数列.
(1)求数列通项公式;
(2)设,求数列前项和。
正确答案
见解析
解析
解:(1)设数列的公比为,
若,则,,,故,与已知矛盾,故,
从而得,
由,,成等差数列,得,
即,
解得
所以
(2)由(1)得,,
所以
知识点
设为等比数列,的前n项和,若,公比,,则k的值为
正确答案
解析
由,得,选C。
知识点
已知数列的前项和为,对一切正整数,点都在函数的图像上,且过点的切线的斜率为。
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和;
(3)设,等差数列的任一项,其中是中的最小数,,求的通项公式.
正确答案
见解析。
解析
(1)点都在函数的图像上,,
当时,…………………………………2分
当时,满足上式,所以数列的通项公式为…3分
(2)由求导可得
过点的切线的斜率为,.…………………………………4分
.
①
由①×4,得
②………………5分
①-②得:
…………………………………………………………..7分
(3),.
又,其中是中的最小数,……………..8分
是公差是4的倍数,………………….9分
又,,解得m=27. ………………….10分
所以,设等差数列的公差为,则………11分
,所以的通项公式为…12分
知识点
已知函数为常数),数列{an}满足:,an+1=f(an),n∈N*。
(1)当α=1时,求数列{an}的通项公式;
(2)在(1)的条件下,证明对∀n∈N*有:;
(3)若α=2,且对∀n∈N*,有0<an<1,证明:。
正确答案
见解析。
解析
(1)当α=1时,,两边取倒数,得,
故数列是以为首项,1为公差的等差数列,,,n∈N*,
(2)证法1:由(1)知,故对k=1,2,3…=
∴a1a2a3+a2a3a4+…+anan+1an+2=
==,
[证法2:①当n=1时,等式左边=,
等式右边=,左边=右边,等式成立;
②假设当n=k(k≥1)时等式成立,
即,
则当n=k+1时
=
=
这就是说当n=k+1时,等式成立,
综①②知对于∀n∈N*有:。
(3)当α=2时,则,
∵0<an<1,
∴===,
∵an=1﹣an与不能同时成立,∴上式“=”不成立,
即对∀n∈N*,,证法二:当α=2时,,
则
又0<an<1,∴,
∴an+1>an,∴an∈[,1),n∈N*
令,则,
当,所以函数g(x)在单调递减,故当,所以命题得证
知识点
等比数列满足的前n项和为,且
(1)求;
(2)数列的前n项和,是否存在正整数m,,使得成等比数列?若存在,求出所有的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1),所以公比 ……………………2分
得
……………………4分
所以 ……………………5分
……………………6分
(2)由(1)知
于是 …………9分
假设存在正整数,使得成等比数列,则
,
可得, 所以
从而有,,
由,得 …………………… 11分
此时.
当且仅当,时,成等比数列. ……………………12分
知识点
观察下列等式:
,
,
,
,
……
猜想: ().
正确答案
解析
解析:由已知的四个等式可以得出右式等于左式各底数和的平方,
故
知识点
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