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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
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

已知. 若数列是一个单调递增数列,则的最大值是() .

正确答案

6

解析

知识点

数列与函数的综合二项式定理的应用
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

设函数.

(1)求函数的单调区间;

(2)当时,求函数的最大值;

(3)设,且,证明:.

正确答案

见解析。

解析

(1)显然的定义域为

ⅰ)当时:在区间上,恒成立,故的增区间为

ⅱ)当时:在区间上,恒成立,故的减区间为

在区间上,恒成立,故的增区间为.

(2)ⅰ)时,,所以

ⅱ)时,易知

于是:

由(1)可知, 下证

即证明不等式上恒成立。

(法一)由上可知:不等式上恒成立,

,则

即当时,,从而

故当时,恒成立,即.

(法二)令,则,列表如下:

由表可知:当时,

恒成立,即.

由于,且

故函数区间内必存在零点。

又当时,

于是指数函数为增函数为增函数,

同理当时,

于是指数函数为减函数也为增函数,

于是,当时, 必为增函数,

从而函数在区间内必存在唯一零点,不妨记为,则

易知当时,,此时单调递减;

时,,此时单调递增,

又易知,故

综上,当时, 上的最大值为.

(3)证法一:令, 显然有:

则不等式.

注意到:,且,即,且

于是

从而,即,又

故原不等式成立,证毕.

证法二:同上可将不等式化为:,

,令,则等价于证明:当时,有成立,

于是,即得证,

,故原不等式成立,证毕。

知识点

函数单调性的性质函数的最值及其几何意义数列与函数的综合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

已知集合是正整数的一个排列,函数

对于,定义:,称的满意指数,排列为排列的生成列;排列为排列的母列。

(1)当时,写出排列的生成列及排列的母列;

(2)证明:若中两个不同排列,则它们的生成列也不同;

(3)对于中的排列,定义变换:将排列从左至右第一个满意指数为负数的项调至首项,其它各项顺序不变,得到一个新的排列,证明:一定可以经过有限次变换将排列变换为各项满意指数均为非负数的排列。

正确答案

见解析

解析

(1)解:当时,排列的生成列为;         ………………2分

排列的母列为。                          ………………3分

(2)证明:设的生成列是的生成列是与

从右往左数,设排列第一个不同的项为,即:

显然 ,下面证明:。     ………………5分

由满意指数的定义知,的满意指数为排列中前项中比小的项的个数减去比大的项的个数。

由于排列的前项各不相同,设这项中有项比小,则有项比大,从而

同理,设排列中有项比小,则有项比大,从而

因为 个不同数的两个不同排列,且

所以 , 从而

所以排列的生成列也不同。                ………………8分

(3)证明:设排列的生成列为,且中从左至右第一个满意指数为负数的项,所以 。              ………………9分

进行一次变换后,排列变换为,设该排列的生成列为

所以

     

。                                                   ………………11分

因此,经过一次变换后,整个排列的各项满意指数之和将至少增加

因为的满意指数,其中

所以,整个排列的各项满意指数之和不超过

即整个排列的各项满意指数之和为有限数,

所以经过有限次变换后,一定会使各项的满意指数均为非负数。      ………………13分

知识点

数列与函数的综合
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

是定义在上不为零的函数,对任意,都有,若,则数列的前项和的取值范围是() .

正确答案

解析

知识点

数列与函数的综合
下一知识点 : 数列的极限
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