- 数列与不等式的综合
- 共81题
已知等比数列的首项
,公比
,数列
前
项和记为
,前
项积记为
。
(1)证明:;
(2)求为何值时,
取得最大值;
(3)证明:若数列中的任意相邻三项按从小到大排列,则总可以使其成等差数列;若所有这些等差数列的公差按从大到小的顺序依次记为
,则数列
为等比数列。
正确答案
见解析
解析
(1)证:,当n = 1时,等号成立
,当n = 2时,等号成立
∴S2≤Sn≤S1。
(2)解:
∵,∴当n≤10时,|Tn + 1| > |Tn|,当n≥11时,|Tn + 1| < |Tn|
故|Tn| max = |T11|
又T10 < 0,,T11 < 0,T9 > 0,T12 > 0,∴Tn的最大值是T9和T12中的较大者
∵,∴T12 > T9
因此当n = 12时,Tn最大。
(3)证:∵,∴| an |随n增大而减小,an奇数项均正,偶数项均负
①当k是奇数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则
,
,
∴,因此
成等差数列,
公差
②当k是偶数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则
,
,
∴,因此
成等差数列,
公差
综上可知,中的任意相邻三项按从小到大排列,总可以使其成等差数列,且
∵
,∴数列{dn}为等比数列。
知识点
已知函数的图象经过点
和
,记
(1)求数列的通项公式;
(2)设,若
对
恒成立,求m的最小值.
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得,解得
,
(2)由(1)得,
①
②
①-②得
.
,
设,则由
得随
的增大而减小,
随
的增大而增大。
时,
又恒成立,
知识点
已知数列对任意的
满足:
,则称
为“Z数列”。
(1)求证:任何的等差数列不可能是“Z数列”;
(2)若正数列,数列
是“Z数列”,数列
是否可能是等比数列,说明理由,构造一个数列
,使得
是“Z数列”;
(3)若数列是“Z数列”,设
求证
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设等差数列的首项
,公差
,
3分
所以任何的等差数列不可能是“Z数列” 4分
或者根据等差数列的性质: 3分
所以任何的等差数列不可能是“Z数列” 4分
(2)假设是等比数列,则
是“Z数列”,所以
6分
,所以
不可能是等比数列, 7分
等比数列只要首项
公比
11分
其他的也可以: 11分
等比数列的首项
,公比
,通项公式
恒成立,
补充说明:分析:,
根据几何意义只要的一阶导函数单调递减就可以
(3)因为
,
,
,……,
12分
同理:
13分
因为数列满足对任意的
所以 14分
16分
知识点
定义数列,如果存在常数
,使对任意正整数
,总有
成立,那么我们称数列
为“
摆动数列”。
(1)设,
,
,判断
、
是否为“
摆动数列”,并说明理由;
(2)设数列为“
摆动数列”,
,求证:对任意正整数
,总有
成立。
(3)设数列的前
项和为
,且
,试问:数列
是否为“
摆动数列”,若是,求出
的取值范围;若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:假设数列是“
摆动数列”,
即存在常数,总有
对任意
成立,
不妨取时则
,取
时则
,显然常数
不存在,
所以数列不是“
摆动数列”;……………………2分
而数列是“
摆动数列”,
。
由,于是
对任意
成立,
所以数列是“
摆动数列”。…………………………4分
(2)证明:由数列为“
摆动数列”,
,
即存在常数,使对任意正整数
,总有
成立
即有成立
则,…………………………6分
所以…………………………7分
同理…………………………8分
所以…………………………9分
因此对任意的,都有
成立。…………………………10分
(3)解:当时,
当时,
综上,…………………………12分
即存在,使对任意正整数
,总有
成立,
所以数列是“
摆动数列”; …………………………14分
当为奇数时
递减,所以
,只要
即可
当为偶数时
递增,
,只要
即可……………………15分
综上,
所以数列是“
摆动数列”,
的取值范围是
。…16分
知识点
已知函数f(x)=x2+
x,数列{an}的前n项和为Sn,点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上。
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)令,求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)令cn=+
,证明:2n<c1+c2+…+cn<2n+
。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,
∴,
∴当n=1时,;
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=。
当n=1时,也适合上式,
因此。
(2)由(1)可得:=
。
∴Tn=,
,
两式相减得=1+
=3
∴。
(3)证明:由cn==
+
>2
=2,
∴c1+c2+…+cn>2n。
又cn=+
=2+
﹣
,
∴c1+c2+…+cn=2n+[(﹣
)+(
﹣
)+…+(
﹣
)]=2n+
﹣
<2n+
。
∴2n<c1+c2+…+cn<2n+成立。
知识点
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