- 数列与函数的综合
- 共73题
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. 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
略
知识点
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
,
,
令,
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
,
即证明不等式在
上恒成立。
(法一)由上可知:不等式在
上恒成立,
若,则
,
故,
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,
,
即恒成立,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;
当时,
,此时
单调递增,
又易知,故
;
综上,当时,
在
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,
,
故,
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:
,
即,令
,则等价于证明:当
时,有
成立,
又,
故,
于是,即
得证,
又,故原不等式
成立,证毕。
知识点
已知集合是正整数
的一个排列
,函数
对于,定义:
,
,称
为
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:若和
为
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,设排列与
第一个不同的项为
与
,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 与
是
个不同数的两个不同排列,且
,
所以 , 从而
。
所以排列和
的生成列也不同。 ………………8分
(3)证明:设排列的生成列为
,且
为
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
设是定义在
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
略
知识点
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