- 一元二次不等式及其解法
- 共4411题
在数列{an}中,a1=2,且(n∈N*,且n≥2),设
,
(Ⅰ)证明:数列{bn}是等差数列,并求其通项公式;
(Ⅱ)记数列的前n项和为Sn,若对于任意的正整数n恒有m2-
≤Sn,求实数m的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)证明:由(n∈N*,且n≥2),且
,
故,即
(n∈N*,且n≥2),
又,
所以数列{bn}是首项b1=2,公差d=1的等差数列,
其通项公式bn=b1+(n-1)d=2+n-1=n+1;
(Ⅱ)解:由(Ⅰ),得bn=n+1,即,故an=n(n+1) ,
∴,
故数列的前n项和为
,
由于随着n的增大而增大,
故当n=1时,Sn取得最小值,
又对于任意的正整数n恒有,
故,即m2≤4,解得-2≤m≤2,
∴实数m的取值范围为[-2,2]。
已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,a2=3,2Sn﹣(n+1)an=An+B(其中A、B是常数,n∈N*).
(1)求A、B的值;
(2)求证数列 是等差数列,并求数列{an}的通项公式an;
(3)已知k是正整数,不等式8a n+1﹣an2<k对n∈N*都成立,求k的最小值.
正确答案
解:(1)∵a1=1,a2=3,2Sn﹣(n+1)an=An+B(n∈N*),
分别取n=1和n=2,
得,
即,
解得.
(2)由(1)知,2Sn﹣(n+1)an=﹣n+1(n∈N*),
∴2Sn+1﹣(n+2)an+1=﹣n,
得2a n+1﹣(n+2)a n+1+(n+1)an=﹣1,即na n+1﹣(n+1)an=1.
两边同除以n(n+1),
可化为.
数列是以
为首项,公差为零的等差数列,
于是.
∴数列{an}的通项公式为an=2n﹣1(n∈N*).
(3)由(2)知,an=2n﹣1(n∈N*).
又8a n+1﹣an2<k,即8(2n+1)﹣(2n﹣1)2<k,
进一步可化为.
当n=2或3时,﹣4的最大值为31,
因此,只要k>31即满足要求,
又k是正整数,k的最小值为32.
已知数列{an}的前n项和Sn满足(p-1)Sn=p2-an(p>0,p≠1),且a3=,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,数列{bnbn+2}的前n项和为Tn,若对于任意的正整数n,都有Tn<m2-m+
成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)由题设知(p-1)a1=p2-a1,解得p=a1或p=0(舍去),
由条件可知(p-1)S2=(p-1)(a1+a2)=p2-a2,解得a2=1,
再由(p-1)S3=(p-1)(a1+a2+a3)=p2-a3,解得a3=,
由a3=可得
=
,故p=3=a1,
所以2Sn=9-an,则2Sn+1=9-an+1,
以上两式作差得2(Sn+1-Sn)=an-an+1,
即2an+1=an-an+1,故an+1=an,
可见,数列{an}是首项为3,公比为的等比数列,
故an=3()n-1=32-n;
(2)因为bn=,
所以bnbn+2=,
Tn=b1b3+b2b4+b3b5+…+bnbn+2
,
故要使Tn<m2-m+恒成立,只需
,
解得m≤0或m≥1;
故所求实数m的取值范围为(-∞,0]∪[1,+∞).
已知数列是首项为
,公比
的等比数列,设
,数列
满足
。
(Ⅰ)求的通项公式;
(Ⅱ)若对一切正整数n恒成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,知,
易得。
(Ⅱ),
∴,
∴当n=1时,,
当n≥2时,,即
,
∴当n=1时,取最大值
,
又对一切正整数n恒成立,
∴,即
,
解得:m≥1或m≤-5。
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S10=55,S20=210。
(1)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设,是否存在m,k(k>m≥2,m,k∈N*),使得b1,bm,bk成等比数列,若存在,求出所有符合条件的m,k的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
则
由已知,得
即
解得
所以an=a1+(n-1)d=n(n∈N*)。
(2)假设存在m,k(k>m≥2,m,k∈N),使得b1,bm,bk成等比数列,
则
因为
所以
所以
整理,得
因为k>0,
所以-m2+2m+1>0
解得
因为m≥2,m∈N*,
所以m=2,此时k=8
故存在m=2,k=8,使得b1,bm,bk成等比数列。
设数列{an}的通项是关于x的不等式x2﹣x<(2n﹣1)x (n∈N*)的解集中整数的个数.数列{an}的前n项和为Sn.
(Ⅰ)求an;
(Ⅱ)设m,k,p∈N*,m+p=2k,求证:+
≥
;
(Ⅲ)对于(Ⅱ)中的命题,对一般的各项均为正数的等差数列还成立吗?如果成立,请证明你的结论,如果不成立,请说明理由.
正确答案
解:(1)不等式x2﹣x<(2n﹣1)x
即x(x﹣2n)<0,
解得:0<x<2n,其中整数有2n﹣1个,
故 an=2n﹣1.
(2)由(1)知,∴Sm=m2,Sp=p2,Sk=k2.
由=
=
≥=0,
即≥
.
(3)结论成立,证明如下:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则,
∵
=,
把m+p=2k代入上式化简得Sm+Sp﹣2Sk=≥0,
∴Sm+Sp≥2Sk.
又 Sm·Sp ==
≤
==
.
∴=
≥
=
,
故+
≥
成立.
已知数列{bn}(n∈N*)是递增的等比数列,且b1,b3为方程x2-5x+4=0的两根,
(1)求数列{bn}的通项公式;
(2)若an=log2bn+3,求证:数列{an}是等差数列;
(3)在(2)的条件下,若a1+a2+a3+…+am≤a40(m∈N*),求m的最大值。
正确答案
解:(1)∵b1,b3为方程x2-5x+4=0的两个根,且bn+1>bn,
∴b1=1,b3=4,∴b22=b1b3=4,
又bn+1>bn(n∈N*),∴b2=2,
∴q=2,bn=2n-1;
(2)∵an=log2bn+3=log22n-1+3=n+2,
∴数列{an}是首项为3,公差为1的等差数列;
(3)由(2)知a1+a2+…+am=m×3+×1=
,
∴≤42,整理得m2+5m-84≤0,
又m≥1,
∴1≤m≤7,∴m的最大值是7。
已知数列{bn}的前n项和=
n2﹣
n.数列{
}满足(
)3=4﹣(bn+2),n∈N*,数列{cn}满足cn=
bn.
(1)求数列{cn}的前n项和Tn;
(2)若cn≤m2+m﹣1对一切正整数n恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知得,
当n≥2时,bn=﹣
﹣1=(
n2﹣
n)﹣[
(n﹣1)2﹣
(n﹣1)]=3n﹣2
又b1=1=3×1﹣2,符合上式,
故数列{bn}的通项公式为bn=3n﹣2.
∵数列{}满足(
)3=4﹣(bn+2)∴(
)3=4﹣3n,
∴=4﹣n,
∴cn=bn=(3n﹣2)×4﹣n,
∴Tn=1×4﹣1+4×4﹣2+…+(3n﹣2)×4﹣n,①
∴Tn=1×4﹣2+4×4﹣3+…+(3n﹣2)×4﹣n﹣1,②
①﹣②得Tn=4﹣1+3[4﹣2+4﹣3+…+4﹣n]﹣(3n﹣2)×4﹣n﹣1=
﹣(3n﹣2)×4﹣n﹣1,
∴Tn=﹣
×4﹣n;
(2)∵cn=bn=(3n﹣2)×4﹣n,
∴cn+1﹣cn=(3n+1)×4﹣n﹣1﹣(3n﹣2)×4﹣n=﹣9(n﹣1)×4﹣n﹣1,
当n=1时,cn+1=cn;
当n≥2时,cn+1<cn,
∴(cn)max=c1=c2=
若cn≤m2+m﹣1对一切正整数n恒成立,则
m2+m﹣1≥
即可,
∴m2+4m﹣5≥0,
∴m≤﹣5或m≥1.
已知数列{an}满足(n∈N*),数列{bn}前n项和
,数列{cn}满足cn=anbn.
(1)求数列{an}和数列{bn}的通项公式;
(2)求数列{cn}的前n项和Tn;
(3)若对一切正整数n恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知得,当n≥2时,,
又b1=1=3×1﹣2,符合上式.
故数列{bn}的通项公式bn=3n﹣2.
又∵,
∴,
故数列{an}的通项公式为.
(2),
①,
②,
①﹣②得
==
,
∴.
(3)∵,
∴
=,
当n=1时,cn+1=cn;
当n≥2时,cn+1≤cn,
∴.
若对一切正整数n恒成立,则只要
即可,
(m+5)(m﹣1)≥0,解得 m≤﹣5,或m≥1,
故实数m的取值范围为(﹣∞,﹣5]∪[1,+∞).
定义x1,x2,…,xn的“倒平均数”为 (n∈N*).
(1)若数列{an}前n项的“倒平均数”为 ,求{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足:当n为奇数时,bn=1,当n为偶数时,bn=2.若Tn为{bn}前n项的倒平均数,求 ;
(3)设函数f(x)=﹣x2+4x,对(1)中的数列{an},是否存在实数λ,使得当x≤λ时,f(x)≤ 对任意n∈N*恒成立?若存在,求出最大的实数λ;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)设数列{an}的前n项和为Sn,
由题意, ,
所以 .
所以a1=S1=6,
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=4n+2,而a1也满足此式.
所以{an}的通项公式为an=4n+2.
(2)设数列{bn}的前n项和为Sn,
则当n为偶数时, ,
当n为奇数时, .
所以 .
所以
.
(3)假设存在实数λ,使得当x≤λ时,f(x) 对任意n∈N*恒成立,
则﹣x2+4x≤ 对任意n∈N*恒成立,
令 ,因为
,
所以数列{cn}是递增数列,
所以只要﹣x2+4x≤c1,即x2﹣4x+3≥0,解得x≤1或x≥3.
所以存在最大的实数λ=1,
使得当x≤λ时,f(x) 对任意n∈N*恒成立.
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