- 等差数列的判断与证明
- 共87题
设等比数列的前n项和为成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)证明:对任意成等差数列.
正确答案
见解析。
解析
知识点
将边长分别为1、2、3、…、n、n+1、…()的正方形叠放在一起,形成如图所示的图形,由小到大,依次记各阴影部分所在的图形为第1个、第2个、……、第n个阴影部分图形.容易知道第1个阴影部分图形的周长为8.设前n个阴影部分图形的周长的平均值为,记数列满足.
(1)求的表达式;
(2)写出的值,并求数列的通项公式;
(3)记,若不等式有解,求的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)第n个阴影部分图形的周长为8n, (2分)
故, (4分)
(2),,
当n为奇数时, (3分)
当n为偶数时,
故, (5分)
(3)
有解有解,
当n为奇数时,即
,
亦即有解,故 (3分)
当n为偶数时,
即,
于是,故, (5分)
综上所述:, (7分)
知识点
正数列的前项和满足:,
(1)求证:是一个定值;
(2)若数列是一个单调递增数列,求的取值范围;
(3)若是一个整数,求符合条件的自然数。
正确答案
见解析
解析
(1) (1)
(2)
: (3)
任意,, ……………4分
(2)计算 ……………6分
根据数列是隔项成等差,写出数列的前几项:,,,,,
所以奇数项是递增数列,偶数项是递增数列,整个数列成单调递增的充要条件是
……………8分
解得 ……………10分
(3)
……………14分
是一个整数,所以一共4个
对一个得1分,合计4分
另解:
……………14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
设数列{an}的首项不为零,前n项和为Sn,且对任意的r,tN*,都有。
(1)求数列{an}的通项公式(用a1表示);
(2)设a1=1,b1=3,,求证:数列为等比数列;
(3)在(2)的条件下,求。
正确答案
见解析。
解析
(1)因为,令,,则,得,即,
当时,,且当时,此式也成立。
故数列{an}的通项公式为,
(2)当时,由(1)知,Sn=n2。
依题意,时,,
于是,且,
故数列是首项为1,公比为2的等比数列,
(3)由(2)得,所以,
于是,
所以,
知识点
已知各项都不为零的数列的前项和为,且,
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵ ① ∴ ②
①②得
∵,∴ 数列的奇数项组成首项为,公差为2的等差数列,偶数项组成首项为公差为2的等差数列
∵∴
∴
∴数列的通项公式为;
(2)证明:当时,
当时,; 当时,;
∴
知识点
设数列()是等差数列.若和是方程的两根,则数列的前 项的和______________。
正确答案
2013
解析
略
知识点
已知数列的前项和为,数列是首项为,公差为的等差数列。
(1)求数列的通项公式;
(2)设,对任意的正整数,将集合中的三个元素排成一个递增的等差数列,其公差为,求;
(3)对(2)题中的,设,,动点满足,点的轨迹是函数的图像,其中是以为周期的周期函数,且当时, ,动点的轨迹是函数的图像,求.
正确答案
(1)(2)(3)
解析
解析:(1)由条件得,即…………………………..2分
所以. ……………………………………………………..4分
(2) 由(1)可知,
所以,
. …………………………..7分
由及得
依次成递增的等差数列, …………………………..9分
所以. …………………………..10分
(3)由(2)得,即…………………..12分
当时,,
由是以为周期的周期函数得,,
即. ………………..14分
设是函数图象上的任意点,并设点的坐标为,
则. ………………..16分
而,
于是,,
所以,.
知识点
设数列{an},a1=1,an+1=+,数列{bn},bn=3n﹣1an,正数数列{dn},dn2=1++。
(1)求证:数列{bn}为等差数列;
(2)设数列{bn},{dn}的前n项和分别为Bn,Dn,求数列{bnDn+dnBn﹣bndn}的前n项和Sn。
正确答案
见解析。
解析
(1)由an+1=+,得。
又bn=3n﹣1an,
所以bn+1=bn+1,
又b1=a1=1,所以数列{bn}是以1为首项,1为公差的等差数列。
(2)由(1)得bn=1+(n﹣1)×1=n,Bn=,
因为dn2=1++。
所以dn2=1++=1+=[1+]2。
由dn>0,得dn=1+=1+﹣。
于是,Dn=n+1﹣,
又当n≥2时,
bnDn+dnBn﹣bndn=(Bn﹣Bn﹣1)Dn+(Dn﹣Dn﹣1)Bn﹣(Bn﹣Bn﹣1)(Dn﹣Dn﹣1)=BnDn﹣Bn﹣1Dn﹣1,
所以Sn=(BnDn﹣Bn﹣1Dn﹣1)+(Bn﹣1Dn﹣1﹣Bn﹣2Dn﹣2)+…+(B2D2﹣B1D1)+B1D1=BnDn…14分
因S1=b1D1+d1B1﹣b1d1=B1D1也适合上式,故对于任意的n∈N*,都有Sn=BnDn。
所以Sn=BnDn=•(n+1﹣)=(n3+2n2)。
知识点
设数列的首项,前项和为,且对任意都有,数列中的部分项N*)成等比数列,且
(1) 求数列与的通项公式;
(2)令,并用x代替n得函数,设的定义域为R ,记,求.
正确答案
见解析
解析
(1) 由代入已知得
即于是有
又=
所以数列的通项公式为 …….3分
由知,数列是首项为1,公比为4的等比数列,
而为等差数列中的第项,是等比数列中的第项,所以有
即 …….5分
(2)解由已知,则
…….8分
①
②
①+②得 即 …….10分
(
…….13分
知识点
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