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题型:简答题
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简答题 · 14 分

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

由an与Sn的关系求通项an数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 13 分

定义:对于任意,满足条件是与无关的常数)的无穷数列称为数列。

(1)若(),证明:数列数列;

(2)设数列的通项为,且数列数列,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.

,当n=4或5时,取得最大值20,即≤20.

综上,数列数列.------------------4分

(2)因为

所以当时,,此时数列单调递增

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

即当时符合条件.

,则,此时

于是

又对于,所以当时数列数列;

②当时,

则:

,所以时数列不是数列

③当时,

,所以时数列不是数列.

综上:当时数列数列;当时数列不是数列

-----------------13分

知识点

数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

对于实数,将满足“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)

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)

,而由

,故,可得  ………14分

,                                              ………15分

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

中至少有一个为0,即存在,使得.

从而数列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

元素与集合关系的判断由递推关系式求数列的通项公式数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

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      

               

检验知时,结论也成立,故。              

(2)由于

。                             

知识点

由递推关系式求数列的通项公式数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

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

可以写成 ()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,

时,

所以对正整数都有

,(),只能是不小于3的奇数。

①当为偶数时,

因为都是大于1的正整数,

所以存在正整数,使得

,,所以

相应的,即有为“指数型和”;

②当为奇数时,,由于个奇数之和,

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

等比数列的判断与证明数列与函数的综合数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

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

,当且仅当时,等号成立.

方法二:

因为,所以

,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

即当n=k+1时,不等式成立;

综上,对一切都有成立.

再证:

),得),

所以当n=1时,不等式显然成立;

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

数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

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.

,得.

所以对一切正整数n,有

,即.

(2)由(1),得

所以  ①

①两边同乘以,得  ②

①-②,得

所以

.

(3)由(1),得

.

知识点

由an与Sn的关系求通项an错位相减法求和数列与不等式的综合
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

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

时,

时,不适合),所以

(2)当时,

时,

 

综上,对于任意的,都有

知识点

由an与Sn的关系求通项an数列与不等式的综合
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

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++…+

∵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

函数零点的判断和求解数列与不等式的综合
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

已知曲线,从上的点轴的垂线,交于点,再从点轴的垂线,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)

时,

 (13分)

知识点

由递推关系式求数列的通项公式数列与函数的综合数列与不等式的综合反证法与放缩法
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