- 数列前n项和
- 共2492题
在数列{an}和{bn}中,an=an,bn=(a+1)n+b,n=1,2,3,…,其中a≥2且a∈N*,b∈R.
(Ⅰ)若a1=b1,a2<b2,求数列{bn}的前n项和;
(Ⅱ)证明:当a=2,b=时,数列{bn}中的任意三项都不能构成等比数列;
(Ⅲ)设A={a1,a2,a3,…},B={b1,b2,b3,…},试问在区间[1,a]上是否存在实数b使得C=A∩B≠∅.若存在,求出b的一切可能的取值及相应的集合C;若不存在,试说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)因为a1=b1,所以a=a+1+b,b=-1,(1分)
由a2<b2,得a2-2a-1<0,
所以,(3分)
因为a≥2且a∈N*,所以a=2,(4分)
所以bn=3n-1,{bn}是等差数列,
所以数列{bn}的前n项和.(5分)
(Ⅱ)由已知,假设
,
,
成等比数列,其中m,n,t∈N*,且彼此不等,
则,(6分)
所以,
所以,
若m+t-2n=0,则3n2-3mt=0,可得m=t,与m≠t矛盾;(7分)
若m+t-2n≠0,则m+t-2n为非零整数,为无理数,
所以3n2-3mt为无理数,与3n2-3mt是整数矛盾.(9分)
所以数列{bn}中的任意三项都不能构成等比数列.
(Ⅲ)设存在实数b∈[1,a],使C=A∩B≠∅,
设m0∈C,则m0∈A,且m0∈B,
设m0=at(t∈N*),m0=(a+1)s+b(s∈N*),
则at=(a+1)s+b,所以,
因为a,t,s∈N*,且a≥2,所以at-b能被a+1整除.(10分)
(1)当t=1时,因为b∈[1,a],a-b∈[0,a-1],
所以;(11分)
(2)当t=2n(n∈N*)时,a2n-b=[(a+1)-1]2n-b=(a+1)2n+-C2n1(a+1)+1-b,
由于b∈[1,a],所以b-1∈[0,a-1],0≤b-1<a+1,
所以,当且仅当b=1时,at-b能被a+1整除.(12分)
(3)当t=2n+1(n∈N*)时,a2n+1-b=[(a+1)-1]2n+1-b=(a+1)2n+1++C2n+11(a+1)-1-b,
由于b∈[1,a],所以b+1∈[2,a+1],
所以,当且仅当b+1=a+1,即b=a时,at-b能被a+1整除.(13分)
综上,在区间[1,a]上存在实数b,使C=A∩B≠∅成立,且当b=1时,C={y|y=a2n,n∈N*};当b=a时,C={y|y=a2n+1,n∈N}.
解析
解:(Ⅰ)因为a1=b1,所以a=a+1+b,b=-1,(1分)
由a2<b2,得a2-2a-1<0,
所以,(3分)
因为a≥2且a∈N*,所以a=2,(4分)
所以bn=3n-1,{bn}是等差数列,
所以数列{bn}的前n项和.(5分)
(Ⅱ)由已知,假设
,
,
成等比数列,其中m,n,t∈N*,且彼此不等,
则,(6分)
所以,
所以,
若m+t-2n=0,则3n2-3mt=0,可得m=t,与m≠t矛盾;(7分)
若m+t-2n≠0,则m+t-2n为非零整数,为无理数,
所以3n2-3mt为无理数,与3n2-3mt是整数矛盾.(9分)
所以数列{bn}中的任意三项都不能构成等比数列.
(Ⅲ)设存在实数b∈[1,a],使C=A∩B≠∅,
设m0∈C,则m0∈A,且m0∈B,
设m0=at(t∈N*),m0=(a+1)s+b(s∈N*),
则at=(a+1)s+b,所以,
因为a,t,s∈N*,且a≥2,所以at-b能被a+1整除.(10分)
(1)当t=1时,因为b∈[1,a],a-b∈[0,a-1],
所以;(11分)
(2)当t=2n(n∈N*)时,a2n-b=[(a+1)-1]2n-b=(a+1)2n+-C2n1(a+1)+1-b,
由于b∈[1,a],所以b-1∈[0,a-1],0≤b-1<a+1,
所以,当且仅当b=1时,at-b能被a+1整除.(12分)
(3)当t=2n+1(n∈N*)时,a2n+1-b=[(a+1)-1]2n+1-b=(a+1)2n+1++C2n+11(a+1)-1-b,
由于b∈[1,a],所以b+1∈[2,a+1],
所以,当且仅当b+1=a+1,即b=a时,at-b能被a+1整除.(13分)
综上,在区间[1,a]上存在实数b,使C=A∩B≠∅成立,且当b=1时,C={y|y=a2n,n∈N*};当b=a时,C={y|y=a2n+1,n∈N}.
数列an=,其前n项之和为
,则n=______.
正确答案
9
解析
解:∵an==
,
∴
=.
由,解得:n=9.
故答案为:9.
和式=______.
正确答案
解析
解:和式=
.
故答案为:.
数列{an}的首项为a1=2,且,记Sn为数列{an}前n项和,则Sn=______.
正确答案
解析
解:由题意可得
当n两式相减得,
从而有,
数列 an从第二项开始的等比数列,公比为
∴Sn=a1+a2+a3+…+an=
故答案为:
已知数列{an}满足2an+1+an=0,a1=-2,则数列{an}的前10项和S10为( )
正确答案
解析
解:由2an+1+an=0,
得2an+1=-an,
∴,
又a1=-2,
∴.
故选:C.
设数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,则=( )
正确答案
解析
解:∵数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,
∴an=2+(n-1)×1=n+1,
∵{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,
∴bn=1×2n-1,
依题意有:=1+2+23+25+…+29+10=1033,
故选A.
设等比数列{an}的公比q≠1,Sn表示数列{an}的前n项的和,Tn表示数列{an}的前n项的乘积,Tn(k)表示{an}的前n项中除去第k项后剩余的n-1项的乘积,即Tn(k)=(n,k∈N+,k≤n),则数列
的前n项的和是______(用a1和q表示)
正确答案
解析
解:∵等比数列{an}的公比q≠1,
Sn表示数列{an}的前n项的和,Tn表示数列{an}的前n项的乘积,
Tn(k)=(n,k∈N+,k≤n),
∴
=
=
=,n>1
==
,n>1
∵Sn=,
∴=
•
=,n>1
数列的前n项的和
S=(
+
+…+
)
=.
故答案为:.
(2015秋•石家庄期末)已知数列{an}的前n项和Sn=-
(n∈N*).
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若bn=an•log3an,求数列{bn}的前n项和.
正确答案
解:(Ⅰ)因为Sn=-
,
当n≥2时,Sn-1=-
,
两式相减得:an=3n,
因为a1=S1=3也满足.
综上,an=3n(n∈N*);
(Ⅱ)bn=an•log3an=3n•n,
则数列{bn}的前n项和Tn=1•3+2•9+3•27+…+3n•n,
3Tn=1•9+2•27+3•81+…+3n+1•n,
两式相减得:-2Tn=3+9+27+…+3n-3n+1•n
=-3n+1•n,
化简得:Tn=.
解析
解:(Ⅰ)因为Sn=-
,
当n≥2时,Sn-1=-
,
两式相减得:an=3n,
因为a1=S1=3也满足.
综上,an=3n(n∈N*);
(Ⅱ)bn=an•log3an=3n•n,
则数列{bn}的前n项和Tn=1•3+2•9+3•27+…+3n•n,
3Tn=1•9+2•27+3•81+…+3n+1•n,
两式相减得:-2Tn=3+9+27+…+3n-3n+1•n
=-3n+1•n,
化简得:Tn=.
函数f(x)=lnx在x=n(n∈N*)处的切线斜率为an,则a1a2+a2a3+a3a4+…+a2010a2011=______.
正确答案
解析
解:∵,∴
,
∴a1a2+a2a3+a3a4+…+a2010a2011=
=1-
=.
故答案:.
(2015秋•营山县校级月考)在数列{an}中,已知a1=-20,an+1=an+4(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式和前n项和An;
(2)若bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项Sn.
正确答案
解:(1)∵数列{an}满足an+1=an+4(n∈N*),
∴数列{an}是以公差为4,以a1=-20为首项的等差数列.
故数列{an}的通项公式为an=-20+4(n-1)=4n-24,(n∈N*),
数列{an}的前n项和An=2n2-22n,(n∈N*),
(2)∵bn==
=
-
,
∴前n项和公式Sn=1+…+
-
=1-
=
.
解析
解:(1)∵数列{an}满足an+1=an+4(n∈N*),
∴数列{an}是以公差为4,以a1=-20为首项的等差数列.
故数列{an}的通项公式为an=-20+4(n-1)=4n-24,(n∈N*),
数列{an}的前n项和An=2n2-22n,(n∈N*),
(2)∵bn==
=
-
,
∴前n项和公式Sn=1+…+
-
=1-
=
.
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