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题型:简答题
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简答题

在数列{an}中,,且前n项的算术平均数等于第n项的2n﹣1倍(n∈N*).

(1)写出此数列的前5项;

(2)归纳猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(1)由已知=(2n﹣1)an

分别取n=2,3,4,5, 得

所以数列的前5项是:;  

(2)由(1)中的分析可以猜想(n∈N*). 

下面用数学归纳法证明:

①当n=1时,猜想显然成立.          

②假设当n=k(k≥1且k∈N*)时猜想成立,即. 

那么由已知,得

即a1+a2+a3+…+ak=(2k2+3k)a k+1

所以(2k2﹣k)ak=(2k2+3k)a k+1, 即(2k﹣1)ak=(2k2+3)a k+1

又由归纳假设,得

所以,即当n=k+1时,猜想也成立.       

综上①和②知,对一切n∈N*,都有成立.  

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简答题

如图,P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn)(0<y1<y2<…<yn,n∈N*)是曲线C:y2=3x(y≥0)上的n个点,点Ai(ai,0)(i=1,2,3,…,n)在x轴的正半轴上,△Ai-1AiPi是正三角形(A0是坐标原点),

(1)求a1,a2,a3

(2)求出点An(an,0)(n∈N*)的横坐标an关于n的表达式;

(3)设,若对任意正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式t2-mt+>bn恒成立,求实数t的取值范围。

正确答案

解:(1)a1=2,a2=6,a3=12;

(2)依题意An(an,0),

在正三角形中,有

,①

同理可得,②

②-①并变形得

∴数列{an+1-an}是以a2-a1=4为首项,公差为2的等差数列,

(3)

∵当n∈N*时,上式恒为负值,

∴当n∈N*时,bn+1<bn

∴数列{bn}是递减数列,

∴bn的最大值为

若对任意正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式恒成立,

则不等式在m∈[-1,1]时恒成立,

即不等式t2-2mt>0在m∈[-1,1]时恒成立,

设f(m)=t2-2mt,则f(1)>0且f(-1)>0,

,解之,得t<-2或t>2,

即t的取值范围是(-∞,-2)∪(2,+∞)。

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简答题

对于每项均是正整数的数列A:a1,a2,…,an,定义变换T1,T1将数列A变换成数列

T1(A):n,a1-1,a2-1,…,an-1

对于每项均是非负整数的数列B:b1,b2,…,bm,定义变换T2,T2将数列B各项从大到小排列,然后去掉所有为零的项,得到数列T2(B);

又定义S(B)=2(b1+2b2+…+mbm)+b12+b22+…+bm2设A0是每项均为正整数的有穷数列,令Ak+1=T2(T1(Ak))(k=0,1,2,…)。

(1)如果数列A0为5,3,2,写出数列A1,A2

(2)对于每项均是正整数的有穷数列A,证明S(T1(A))=S(A);

(3)证明:对于任意给定的每项均为正整数的有穷数列A0,存在正整数K,当k≥K时,S(Ak+1)=S(Ak)。

正确答案

解:(1)

(2)设每项均是正整数的有穷数列A为,则,…,,从而

所以

(3)证明:设A是每项均为非负整数的数列

当存在,使得时,交换数列A的第i项与第j项得到数列B,

当存在,使得时,

若记数列为C,

所以

从而对于任意给定的数列,由

可知

又由(2)可知

所以

即对于,要么有,要么有

因为是大于2的整数,

所以经过有限步后,必有

即存在正整数K,当时,

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简答题

已知数列 {an},其中a2=6且 =n.

(1)求a1,a3,a4

(2)求数列{an}的通项公式;

(3)求++…+ ).

正确答案

解:(1)∵a2=6且 =n,

=1,=2,=3,

解得a1=1,a3=15,a4=28,

(2)由此猜想an=n(2n﹣1)

下面用数学归纳法加以证明:

①当n=1时,a1=1×(2×1﹣1)=1,结论正确;

当n=2时,a2=2×(2×2﹣1)=6,结论正确;

②假设n=k(k≥2)时结论正确,即ak=k(2k﹣1),则当n=k+1时,

=k,∴(k﹣1)a k+1=(k+1)ak﹣(k+1)=(k+1)k(2k﹣1)﹣(k+1)=(k+1)(2k2﹣k﹣1)=(k+1)(2k+1)(k﹣1),

∵k﹣1≠0,∴a k+1=(k+1)(2k+1)=(k+1)[2(k+1)﹣1],

即当n=k+1时,结论正确

由①②可知,数列{an}的通项公式为:an=n(2n﹣1)

(3)∵==[]

++…+ )=(1﹣)=

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简答题

首项为正数的数列{an}满足a n+1(an2+3),n∈N+.

(1)证明:若a1为奇数,则对一切n≥2,an都是奇数;

(2)若对一切n∈N+都有a n+1>an,求a1的取值范围.

正确答案

(1)证明:已知a1是奇数,假设ak=2m﹣1是奇数,其中m为正整数,则由递推关系得

a k+1==m(m﹣1)+1是奇数.

根据数学归纳法,

对任何n≥2,an都是奇数.

(2)解:由a n+1﹣an=(an﹣1)(an﹣3)知,a n+1>an当且仅当an<1或an>3.

另一方面,若0<ak<1,则0<a k+1=1;

若ak>3,则a k+1=3.

根据数学归纳法得,0<a1<10<an<1,n∈N+;

a1>3an>3,n∈N+.

综上所述,对一切n∈N+都有a n+1>an的充要条件是0<a1<1或a1>3.

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