- 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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