- 数列与不等式的综合
- 共132题
已知各项为正的数列的前项和为,且对任意正整数,有
(1)求的值;
(2)求数列的通项公式;
(3)若数列的前项和为,求的最大值。
正确答案
见解析。
解析
解:
知识点
定义:对于任意,满足条件且(是与无关的常数)的无穷数列称为数列。
(1)若(),证明:数列是数列;
(2)设数列的通项为,且数列是数列,求常数的取值范围;
(3)设数列(,),问数列是否是数列?请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1) 由,得
所以数列满足.
又,当n=4或5时,取得最大值20,即≤20.
综上,数列是数列.------------------4分
(2)因为,
所以当即时,,此时数列单调递增
当时,,此时数列单调递减;故数列的最大项是,所以,的取值范围是 ----------------9分
(3)①当时, 当时
由得,
即当时符合条件.
若,则,此时
于是
又对于有,所以当时数列是数列;
②当时,
取则:
由,所以时数列不是数列
③当时,
取则
由,所以时数列不是数列.
综上:当时数列是数列;当时数列不是数列
-----------------13分
知识点
对于实数,将满足“且为整数”的实数称为实数的小数部分,用记号表示,对于实数,无穷数列满足如下条件:
其中.
(1)若,求数列;
(2)当时,对任意的,都有,求符合要求的实数构成的集合。
(3)若是有理数,设 ( 是整数,是正整数,、互质),问对于大于的任意正整数,是否都有成立,并证明你的结论。
正确答案
见解析
解析
(1),, ………2分
,则
所以. ………4分
(2),所以,所以,
①当,即时,,所以,
解得(,舍去). ………6分
②当,即时,,所以,
解得(,舍去). ………7分
③当,即时,,所以,
解得(,舍去). ………9分
综上,,,. ………10分
(3)成立. ………11分
(证明1)
由是有理数,可知对一切正整数,为0或正有理数,可设(是非负整数,是正整数,且既约). ………12分
①由,可得; ………13分
②若,设(,是非负整数)
则 ,而由得
,故,,可得 ………14分
若则, ………15分
若均不为0,则这正整数互不相同且都小于,
但小于的正整数共有个,矛盾. ………17分
故中至少有一个为0,即存在,使得.
从而数列中以及它之后的项均为0,所以对不大于的自然数,都有.
(证法2,数学归纳法) ………18分
(其它解法可参考给分)
知识点
已知数列中,,,其前项和满足,令。
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求证:()。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意知即
∴
检验知、时,结论也成立,故。
(2)由于
故
。
知识点
已知数列的前项和为,且满足 (),,设,。
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若≥,,求实数的最小值;
(3)当时,给出一个新数列,其中,设这个新数列的前项和为,
若可以写成 (且)的形式,则称为“指数型和”,问中的项是否存在“指数型和”,若存在,求出所有“指数型和”;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1),,,当时,
=2,所以为等比数列。 ,。
(2) 由(1)可得
; , ,
所以,且,所以的最小值为
(3)由(1)当时,
当时,,,
所以对正整数都有。
由,,(且),只能是不小于3的奇数。
①当为偶数时,,
因为和都是大于1的正整数,
所以存在正整数,使得,,
,,所以且,
相应的,即有,为“指数型和”;
②当为奇数时,,由于是个奇数之和,
仍为奇数,又为正偶数,所以 不成立,此时没有“指数型和”。
知识点
已知正项数列满足().
(1)证明:;
(2)证明:;
(3)证明:.
正确答案
见解析。
解析
(1)
方法一:因为,所以,
故,当且仅当时,等号成立.
方法二:
因为,所以,
故,当且仅当时,等号成立.
(2)由(1)知,又,
所以,所以.
(3)先证:
当n=1时,不等式显然成立;
假设当n=k()时不等式成立,即.
当n=k+1时,由得,
即当n=k+1时,不等式成立;
综上,对一切都有成立.
再证:
由及(),得(),
所以当n=1时,不等式显然成立;
当时,假设存在k,使得,
则有,即,
所以,,┅,,,
与题设矛盾.
所以对一切都有成立.
所以对一切都有成立.
知识点
已知数列的前n项和为,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设为数列{}的前n项和,求;
(3)设,证明:.
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意,当时,有,
两式相减得 即.
由,得.
所以对一切正整数n,有,
故,即.
(2)由(1),得,
所以 ①
①两边同乘以,得 ②
①-②,得,
所以,
故.
(3)由(1),得
.
知识点
正项数列的前项和为满足:。
(1)求数列的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,证明:对于任意的,都有。
正确答案
见解析
解析
(1),,解得
当时,;
当时,(不适合),所以
(2)当时,,;
当时,,
综上,对于任意的,都有。
知识点
设an是函数f(x)=x3+n2x﹣1(n∈N+)的零点。
(1)证明:0<an<1;
(2)证明:。
正确答案
见解析。
解析
解:(1)∵f(0)=﹣1<0,f(1)=n2>0,且f(x)在R上的图象是一条连续曲线,
∴f(x)在(0,1)内有零点,
∵f′(x)=3x2+n2>0,∴f(x)在(0,1)上是增函数,f(x)在(0,1)内只有一个零点,
而an是函数f(x)=x3+n2x﹣1(n∈N+)的零点,
∴0<an<1;
(2)先证明左边的不等式,因an3+n2an﹣1=0,由(1)知0<an<1,
∴a<an,即1﹣n2an=a<an。
∴an>,∴a1+a2+…+an>++…+①
∵an>≥=,
∴a1+a2+…+an>1﹣+﹣+﹣+…+=,
再证明右边的不等式,由于f()=+﹣1=﹣<0,f()=>0,
∴<a1<,
由(1)知,0<an<1,且an3+n2an﹣1=0,
∴an=,
∵当n≥2时,a1+a2+…+an<++﹣+﹣+…+﹣=1+﹣<,
∴当n∈N*时,a1+a2+…+an<,
综上,。
知识点
已知曲线,从上的点作轴的垂线,交于点,再从点作轴的垂线,交于点,设
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列的前项和为,试比较与的大小;
正确答案
见解析
解析
解析:(1)依题意点的坐标为,,
(2分)
(6分)
(2),由,,
(9分)
当时,
(13分)
知识点
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