- 反证法
- 共255题
已知三个正数a、b、c成等比数列,但不成等差数列。
求证:不成等差数列。
正确答案
证明:假设:成等差数列,
则,
而b2=ac,即
所以,即
,
从而a=b=c,与a、b、c不成等差数列矛盾,
故不成等差数列。
对于函数f(x),若存在x0∈R,使f(x0)=x0成立,则称x0为f(x)的不动点。如果函数f(x)=(b,c∈N)有且只有两个不动点0,2,且f(-2)<
,
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)已知各项不为零的数列{an}满足4Sn·=1(Sn为数列前n项和),求数列{an}的通项公式an;
(3)如果数列{an}满足a1=4,an+1=f(an),求证:当n≥2时,恒有an<3成立.
正确答案
解:(1)依题意有,化简得(1-b)x2+cx+a=0,
由韦达定理,得,解得
,
代入表达式得,
由得c<3,
又c∈N,b∈N,
若c=0,b=1,则f(x)=x,不满足题意,
∴c=2,b=2,
故。
(2)由题设得,得:
, (*)
且an≠1,用n-1代n得:,(**)
(*)与(**)两式相减得:,
即,
∴或
,
把n=1代入(*)得:,
解得a1=0(舍去)或a1=-1,
若,得a2=1,这与an≠1矛盾,
∴,即{an}是以-1为首项,-1为公差的等差数列,
∴an=-n。
(3)采用反证法,假设an≥3(n≥2),则由(1)知,
∴,
即,有
,
而当n=2时,,
∴an<3,这与假设矛盾,故假设不成立,
∴an<3。
已知数列{an}和{bn}满足a1=λ,an+1=an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21),其中λ为实数,n为正整数,
(Ⅰ)证明:对任意实数λ,数列{an}不是等比数列;
(Ⅱ)证明:当λ≠-18时,数列{bn}是等比数列;
(Ⅲ)设Sn为数列{bn}的前n项和,是否存在实数λ,使得对任意正整数n,都有Sn>-12?若存在,求λ的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
(Ⅰ)证明:假设存在一个实数λ,使{an}是等比数列,则有a22=a1a3,
即()2=
2
矛盾,
所以{an}不是等比数列。
(Ⅱ)证明:∵
,
又λ≠-18,
∴,
由上式知,
∴,
故当λ≠-18时,数列{bn}是以-(λ+18)为首项,为公比的等比数列。
(Ⅲ)解:当λ≠-18时,由(Ⅱ)得,
于是,
当λ=-18时,,从而
,上式仍成立.
要使对任意正整数n,都有Sn>-12,
即,
令,则
当n为正奇数时,;当n为正偶数时,
1;
∴f(n)的最大值为,
于是可得,
综上所述,存在实数λ,使得对任意正整数n,都有Sn>-12,
λ的取值范围为。
已知数列{an}和{bn}满足:a1=λ,an+1=an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21),其中λ为实数,n为正整数。(1)对任意实数λ,证明数列{an}不是等比数列;
(2)试判断数列{bn}是否为等比数列,并证明你的结论;
(3)设0<a<b,Sn为数列{bn}的前n项和,是否存在实数λ,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b?若存在,求λ的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)假设存在一个实数λ,使{an}是等比数列,则有a22=a1a3,
即
矛盾
所以{an}不是等比数列。
(2)因为bn+1=(-1)n+1[an+1-3(n+1)+21]=(-1)n+1(an-2n+14)
又b1=-(λ+18)
所以
当λ=-18,bn=0(n∈N+),此时{bn}不是等比数列
当λ≠-18时,b1=(λ+18)≠0,由上可知bn≠0,
∴
故当λ≠-18时,数列{bn}是以-(λ+18)为首项,-为公比的等比数列。
(3)由(2)知,当λ=-18,bn=0,Sn=0,不满足题目要求
∴λ≠-18,
故知bn=-(λ+18)·,于是可得
要使a<Sn<b对任意正整数n成立,
即a<-(λ+18)·[1-(-
)n]<b(n∈N+)
得
令f(n)=1-(-)n
则①当n为正奇数时,;
当n为正偶数时,,
∴f(n)的最大值为f(1)=,f(n)的最小值为f(2)=
于是,由①得a<-
(λ+18)<
当a<b≤3a时,由-b-18≥-3a-18,不存在实数满足题目要求;
当b>3a存在实数λ,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b,且λ的取值范围是(-b-18,-3a-18)。
已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+Sn=2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证数列{an}中不存在任意三项按原来顺序成等差数列;
(3)若从数列{an}中依次抽取一个无限多项的等比数列,使它的所有项和S满足,这样的等比数列有多少个?
正确答案
解:(1)当n=1时,a1+S1=2a1=2,则a1=1.
又an+Sn=2,
∴a n+1+S n+1=2,
两式相减得,
∴{an}是首项为1,公比为的等比数列,
∴
(2)反证法:假设存在三项按原来顺序成等差数列,记为ap+1,aq+1,ar+1(p<q<r)
则,
∴22 r﹣q=2 r﹣p+1(*)
又∵p<q<r
∴r﹣q,r﹣p∈N*
∴(*)式左边是偶数,右边是奇数,等式不成立
∴假设不成立原命题得证.
(3)设抽取的等比数列首项为,公比为
,项数为k,
且满足m,n,k∈N,m≥0,n≥1,k≥1,
则
又∵
∴
整理得:①
∵n≥1
∴2m﹣n≤2m﹣1.
∴
∴m≤4
∵
∴
∴m≥4
∴m=4将m=4代入①式,整理得
∴n≤4
经验证得n=1,2不满足题意,n=3,4满足题意
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