- 数列前n项和
- 共2492题
数列{an}的前n项和为Sn,若a1=3,Sn和Sn+1满足等式Sn+1=Sn+n+1.
(Ⅰ)求证:数列{}是等差数列;
(Ⅱ)若数列{bn}满足bn=an•2,求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ)证明:∵Sn+1=Sn+n+1,
∴-
=1,
∴数列{}是以3为首项,1为公差的等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可得=3+n-1=n+2,
化为Sn=n2+2n.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-[(n-1)2+2(n-1)]=2n+1.
又a1=3也满足.
∴数列{an}的通项公式为an=2n+1.
∴bn=an•2=(2n+1)•22n+1.
∴Tn=3•23+5•25+…+(2n+1)•22n+1,
∴4Tn=3•25+5•27+…+(2n+1)•22n+3,
两式相减,整理可得Tn=.
解析
(Ⅰ)证明:∵Sn+1=Sn+n+1,
∴-
=1,
∴数列{}是以3为首项,1为公差的等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可得=3+n-1=n+2,
化为Sn=n2+2n.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-[(n-1)2+2(n-1)]=2n+1.
又a1=3也满足.
∴数列{an}的通项公式为an=2n+1.
∴bn=an•2=(2n+1)•22n+1.
∴Tn=3•23+5•25+…+(2n+1)•22n+1,
∴4Tn=3•25+5•27+…+(2n+1)•22n+3,
两式相减,整理可得Tn=.
设Sn是数列{an}(n∈N*)的前n项和,已知a1=4,an+1=Sn+3n,设bn=Sn-3n.
(Ⅰ)证明:数列{bn}是等比数列,并求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)令cn=2log2bn-+2,求数列{cn}的前n项和Tn.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵an+1=Sn+3n,
∴Sn+1-Sn=Sn+3n
即Sn+1=2Sn+3n,
∴Sn+1-3n+1=2Sn+3n-3n+1=2(Sn-3n)
∴bn+1=2bn…(4分)
又b1=S1-3=a1-3=1,
∴{bn}是首项为1,公比为2的等比数列,
故数列{bn}的通项公式为bn=2n-1…(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:cn=2log2bn-+2=2n-
…(8分)
设M=1++
+
+…+
+
…①
则M=
+
+
+
+…+
+
…②
①-②得:
M=1+
+
+
+
+…+
-
=2-
-
,
∴M=4--
=4-
,
∴Tn=n(n+1)+-4…(12分)
解析
证明:(Ⅰ)∵an+1=Sn+3n,
∴Sn+1-Sn=Sn+3n
即Sn+1=2Sn+3n,
∴Sn+1-3n+1=2Sn+3n-3n+1=2(Sn-3n)
∴bn+1=2bn…(4分)
又b1=S1-3=a1-3=1,
∴{bn}是首项为1,公比为2的等比数列,
故数列{bn}的通项公式为bn=2n-1…(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:cn=2log2bn-+2=2n-
…(8分)
设M=1++
+
+…+
+
…①
则M=
+
+
+
+…+
+
…②
①-②得:
M=1+
+
+
+
+…+
-
=2-
-
,
∴M=4--
=4-
,
∴Tn=n(n+1)+-4…(12分)
设fn(x)是等比数列1,x,x2,…,xn的各项和,其中x>0,n∈N,n≥2.
(Ⅰ)证明:函数Fn(x)=fn(x)-2在(,1)内有且仅有一个零点(记为xn),且xn=
+
x
;
(Ⅱ)设有一个与上述等比数列的首项、末项、项数分别相同的等差数列,其各项和为gn(x),比较fn(x)和gn(x)的大小,并加以证明.
正确答案
证明:(Ⅰ)由Fn(x)=fn(x)-2=1+x+x2+…++xn-2,
则Fn(1)=n-1>0,
Fn()=1+
.
∴Fn(x)在(,1)内至少存在一个零点,
又,∴Fn(x)在(
,1)内单调递增,
∴Fn(x)在(,1)内有且仅有一个零点xn,
∵xn是Fn(x)的一个零点,∴Fn(xn)=0,
即,故
;
(Ⅱ)由题设,,
设h(x)=fn(x)-gn(x)=1+x+x2+…++xn-,x>0.
当x=1时,fn(x)=gn(x).
当x≠1时,.
若0<x<1,h′(x)>=
.
若x>1,h′(x)<=
.
∴h(x)在(0,1)内递增,在(1,+∞)内递减,
∴h(x)<h(1)=0,即fn(x)<gn(x).
综上,当x=1时,fn(x)=gn(x);
当x≠1时,fn(x)<gn(x).
解析
证明:(Ⅰ)由Fn(x)=fn(x)-2=1+x+x2+…++xn-2,
则Fn(1)=n-1>0,
Fn()=1+
.
∴Fn(x)在(,1)内至少存在一个零点,
又,∴Fn(x)在(
,1)内单调递增,
∴Fn(x)在(,1)内有且仅有一个零点xn,
∵xn是Fn(x)的一个零点,∴Fn(xn)=0,
即,故
;
(Ⅱ)由题设,,
设h(x)=fn(x)-gn(x)=1+x+x2+…++xn-,x>0.
当x=1时,fn(x)=gn(x).
当x≠1时,.
若0<x<1,h′(x)>=
.
若x>1,h′(x)<=
.
∴h(x)在(0,1)内递增,在(1,+∞)内递减,
∴h(x)<h(1)=0,即fn(x)<gn(x).
综上,当x=1时,fn(x)=gn(x);
当x≠1时,fn(x)<gn(x).
设{an}是等比数列,a1=1,公比q=,Sn为{an}的前n项和,Qn为数列{bn}的前n项和,若(
+1-x)n=b1+b2x1+b3x2+…+bn+1xn.记Tn=
,n∈N*,设
为数列{Tn}的最大项,则n0=( )
正确答案
解析
解:Sn=,S2n=
,在(
+1-x)n=b1+b2x1+b3x2+…+bn+1xn.中令x=1则得
Qn+1=n=qn,设qn=t,则 Tn=
,当时
最小时,Tn最大.
而,即t=4时
最小,所以n0=4
故选B
设Sn=1+3+5+…+(2n-1)(n∈N*),则f(n)=的最小值为( )
正确答案
解析
解:∵Sn=1+3+5+…+(2n-1)=,
∴f(n)==
.
上式当且仅当n=4时取等号.
故选:C.
已知等差数列{an}的首项为2,公差为3,bn是anan+1的个位数字,则{bn}的前2005项的和S2005等于( )
正确答案
解析
解:∵等差数列{an}的首项为2,公差为3,∴an=3n-1,an•an+1=(3n-1)•(3n+2)=9n2+3n-2,
∴b1=0,b2=0,b3=8,b4=4,b5=8;
b6=0,b7=0,b8=8,b9=4,b10=8;
…
即连续5项之和为20;
∴{bn}的前2005项的和S2005=×20=8020.
故选C.
已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=3n+1,则an=______.
正确答案
解析
解:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-3n-1=2•3n-1,
当n=1时,a1=31+1=4≠2=2•30,即n=1时,a1=4不符合n≥2时的关系式an=2•3n-1,
∴an=.
故答案为:.
在数列{an}中,Sn=2n2-3n+1,则a7+a8+a9+a10=______.
正确答案
116
解析
解:a7+a8+a9+a10=S10-S6
=(2×102-3×10+1)-(2×62-3×6+1)
=171-55=116.
故答案:116.
数列{an}的通项公式an=nsin()+1,前n项和为Sn(n∈N*),则S2013=( )
正确答案
解析
解:当n=4k(k∈Z)时,sin()=sin
=1;当n=4k+1(k∈Z)时,sin(
)=sinπ=0
当n=4k+2(k∈Z)时,sin()=sin
=-1;当n=4k+3(k∈Z)时,sin(
)=sin2π=0
由此可得
S2013=(1×sinπ+1)+(2×sin+1)+(3×sin2π+1)+…+(2013sin
+1)
=[2×(-1)+4×1+6×(-1)+8×1+…+2010×(-1)+2012×1]+2013×1
=(-2+4-6+8-10+…+2008-2010+2012)+2013=1006+2013=3019
故选:C
已知等差数列{an}的前n项的和为sn,且a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,则sn取得最大值时的n=______.
正确答案
20
解析
解:∵a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,
∴3a3=105,3a4=99,∴a3=35,a4=33
∴公差d=-2
∴an=35+(n-3)×(-2)=41-2n
∴0<n≤20时,an>0;n≥21时,an<0
∴Sn取得最大值时的n=20
故答案为:20
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