- 一般数列的项
- 共319题
一辆邮政车自A城驶往B城,沿途有n个车站(包括起点站A和终点站B),每停靠一站便要卸下前面各站发往该站的邮袋各一个,同时又要装上该站发往后面各站的邮袋各一个,设该车从各站出发时邮政车内的邮袋数构成一个有穷数列{ak},(k=1,2,3,…,n)试求:
(1)a1,a2,a3;
(2)邮政车从第k站出发时,车内共有邮袋数是多少个?
(3)求数列{ak}的前k项和Sk,并证明:Sk<n3。
正确答案
解:(1)由题意得,a1=n-1,a2=(n-1)+(n-2)-1, a3=(n-1)+(n-2)+(n-3)-1-2;
(2)在第k站出发时,前面放上的邮袋共:(n-1)+(n-2)+…+(n-k)个; 而从第二站起,每站放下的邮袋共:1+2+3+…+(k-1)个,
故ak=(n-1)+(n-2)+…+(n-k)-[1+2+…+(k -1)]=(k=1,2,…n)
即邮政车从第k站出发时,车内共有邮袋数(kn-k2)(k =1,2,…n)个;
(3)∵ak=kn-k2∴
∵k≠k+1
∴ 等号不成立
∴。
数列{an}满足.
(Ⅰ)求a2,a3;
(Ⅱ) 求证:a1+a2+…+an=;
(Ⅲ)求证:.
正确答案
(Ⅰ)解:∵数列{an}满足.
∴,
(Ⅱ)证明:由知
,
. (1)
所以,即
.
从而 a1+a2+…+an=
=.
(Ⅲ) 证明:等价于证明
,即
. (2)
当n=1时,,
,即n=1时,(2)成立.
设n=k(k≥1)时,(2)成立,即 .
当n=k+1时,由(1)知;
又由(1)及知
均为整数,
从而由 有
即
,
所以 ,即(2)对n=k+1也成立.
所以(2)对n≥1的正整数都成立,
即对n≥1的正整数都成立.
已知函数f(x)=ln(1+x)-ax的图象在x=1处的切线与直线x+2y-1=0平行.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若方程在[2,4]上有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)设常数p≥1,数列{an}满足an+1=an+ln(p-an)(n∈N+),a1=lnp,求证:an+1≥an
正确答案
解:(I )∵f ′(x)=,
∴f ′(1)=.
由题知,
解得a=1 .
(II )由(I )有f (x )=ln (1+x )-x ,
∴原方程可整理为4ln (1+x )-x=m .
令g (x )=4ln (1+x )-x ,
得g ′(x)=,
∴当3 <x ≤4 时g' (x )<0 ,
当2 ≤x <3 时g' (x )>0 ,g' (3 )=0 ,
即g (x )在[2 ,3] 上是增函数,在[3 ,4] 上是减函数,
∴在x=3 时g (x )有最大值4ln4-3 .
∵g (2 )=4ln3-2 ,
g (4 )=4ln5-4 ,
∴g (2 )-g (4 )=.
由9e ≈24.46 <25 ,
于是
∴g (2 )<g(4 ).
∴a 的取值范围为[4ln5-4 ,4ln4-3 )
(III )由f (x )=ln (1+x )-x (x >-1 )
有f ′(x)=,
显然f' (0 )=0 ,
当x ∈(0 ,+ ∞)时,f' (x )<0 ,
当x ∈(-1 ,0 )时,f' (x )>0 ,
∴f (x )在(-1 ,0 )上是增函数,在[0 ,+ ∞)上是减函数.
∴f (x )在(-1 ,+ ∞)上有最大值f (0 ),
而f (0 )=0 ,
∴当x ∈(-1 ,+ ∞)时,f (x )≤0 ,
因此ln (1+x )≤x(* )
由已知有p >an ,
即p-an >0 ,
所以p-a n-1 >-1 .
∵an+1-an=ln (p-an )=ln (1+p-1-an ),
∴由(* )中结论可得a n+1-an ≤p-1-an ,
即an+1 ≤p-1 (n ∈N* ).
∴当n ≥2 时,an+1-an=ln (p-an )≥ln[p- (p-1 )]=0 ,
即an+1≥an .
当n=1 ,a2=a1+ln (p-lnp ),
∵lnp=ln (1+p-1 )≤p-1 ,
∴a2 ≥a1+ln[p- (p-1 )]=a1,
结论成立.
∴对n ∈N* ,an+1≥an。
设函数f(x)=x-xlnx,数列{an}满足0<a1<1,an+1=f(an)。
(1)证明:函数f(x)在区间(0,1)是增函数;
(2)证明:an<an+1<1;
(3)设b∈(a1,1),整数k≥。证明:ak+1>b。
正确答案
解:(1)当0<x<1时,f'(x)=1-lnx-1=-ln-x>0
所以函数f(x)在区间(0,1)是增函数;
(2)当0<x<1时,f(x)=x-xlnx>x,
又由(1)及f(x)在x=1处连续知,
当0<x<1时,f(x)<f(1)=1,
因此,当0<x<1时,0<x<f(x)<1 ①
下面用数学归纳法证明: ②
(i)由0<a1<1,a2=f(a1),应用式①得0<a1<a2<1,即当n=1时,不等式②成立;
(ii)假设n=k时,不等式②成立,即
则由①可得
即
故当n=k+1时,不等式②也成立
综合(i)(ii)证得
;
(3)由(2)知,{an}逐项递增,故若存在正整数m≤k,使得
,则
否则若am<b(m≤k),则由0<a1≤am<n<1(m≤k)知
由③知
于是。
已知数列{an}满足:a1=a,an+1=1+,不难发现,当a取不同的值时,可以得到不同的数列,例如,当a=1时,得到无穷数列:1,2,
,
,…;当a=-
时,得到有穷数列:-
,-1,0。
(1)当a为何值时,a4=0;
(2)设数列{bn}满足:b1=-1,bn+1=(n∈N*)求证:a取数列{bn}中的任何一个数,都可得到一个有穷数列{an};
(3)若对任意n∈N*且n≥5,都有<an<2成立,试求a 的取值范围。
正确答案
解:(1)∵
∴,
由a4=0,得3a+2=0
∴a=-
故当a=-时,a4=0。
(2)∵b1=-1,
∴
a取数列{bn}中的任何一个数,不妨设a=bn
∵
∴
∴
故a取数列{bn}中的任何一个数,都可得到一个有穷数列{an}。
(3)要使
即使
∴
这表明:要使当且仅当它的前一项
满足
2
∴
∴只需当时,对n∈N*,且n≥5,必有
∵
由
解得a>0
故a的取值范围是(0,+∞)。
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