- 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
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
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