- 数列的概念与简单表示法
- 共1089题
已知数列的前
项和为
,
,
,则
()
正确答案
解析
略
知识点
已知函数在
处的切线方程为
.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程
恰有两个不同的实根,求实数
的值;
(3)数列满足
,
,
求的整数部分.
正确答案
见解析。
解析
(1)由f(x)=a x2+bx+1,所以f′(x)=2ax+b,
因为函数f(x)=a x2+bx+1在x=3处的切线方程为y=5x﹣8,所以切点为(3,7)。
则,解得:a=1,b=﹣1。
所以f(x)=x2﹣x+1;
(2)由(1)知f(x)=x2﹣x+1,
关于x的方程f(x)=kex恰有两个不同的实根,
即x2﹣x+1=k•ex有两个不同的实根,也就是k=e﹣x(x2﹣x+1)有两个不同的实根。
令g(x)=e﹣x(x2﹣x+1),
则g′(x)=(2x﹣1)e﹣x﹣(x2﹣x+1)e﹣x
=﹣(x2﹣3x+2)e﹣x=﹣(x﹣1)(x﹣2)e﹣x
由g′(x)=0,得x1=1,x2=2。
所以当x∈(﹣∞,1)时,g′(x)<0,g(x)在(﹣∞,1)上为减函数;
当x∈(1,2)时,g′(x)>0,g(x)在(1,2)上为增函数;
当x∈(2,+∞)时,g′(x)<0,g(x)在(2,+∞)上为减函数;
所以,当x=1时,g(x)取得极小值g(1)=,当x=2时函数取得极大值g(2)=
。
函数y=k与y=g(x)的图象的大致形状如下,
由图象可知,当k=和
时,关于x的方程f(x)=kex恰有两个不同的实根;
(3)由2a1=f(2)=22﹣2+1=3,所以>1,
=
。
又>0,
所以an+1>an>1。
又,所以an+1﹣1=an(an﹣1),
则,即
。
所以
=
==
=2
<2。
又S=。
故的整数部分等于1。
知识点
已知数列的前
项和为
,且
N
.
(1) 求数列的通项公式;
(2)若是三个互不相等的正整数,且
成等差数列,试判断
是否成等比数列?并说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1) 解:,
∴ 当时,有
解得
.
由, ①
得, ②
② - ①得: . ③
以下提供两种方法:
法1:由③式得:,
即;
,
∵,
∴数列是以4为首项,2为公比的等比数列.
∴,即
.
当时,
,
又也满足上式,
∴.
法2:由③式得:,
得. ④
当时,
, ⑤
⑤-④得:.
由,得
,
∴.
∴数列是以
为首项,2为公比的等比数列. ∴
.
(2)解:∵成等差数列,
∴.
假设成等比数列,
则,
即,
化简得:. (*)
∵,
∴,这与(*)式矛盾,故假设不成立。
∴不是等比数列.
知识点
对于实数,将满足“
且
为整数”的实数
称为实数
的小数部分,用记号
表示,例如
对于实数
,无穷数列
满足如下条件:
,
其中
(1)若,求数列
的通项公式;
(2)当时,对任意的
,都有
,求符合要求的实数
构成的集合
;
(3)若是有理数,设
(
是整数,
是正整数,
,
互质),对于大于
的任意正整数
,是否都有
成立,证明你的结论。
正确答案
见解析
解析
(1) ,
…….2分
若,则
所以………………………3分
(2) ,
所以
,从而
①当,即
时,
所以
解得: (
,舍去) ……………….4分
②当 ,即
时,
,
所以
解得 (
,舍去) ………………5分
① 当 时,即
时,
解得 (
,舍去) ………………6分
综上,集合,
,
. ………………7分
(3)结论成立. ……………………8分
由是有理数,可知对一切正整数
,
为0或正有理数,
可设(
是非负整数,
是正整数,且
互质)
由,可得
;…………………9分
若,设
(
,
是非负整数)
则 ,而由
得
,故
,
,可得
………11分
若则
,
若
均不为0,则这
正整数
互不相同且都小于
,
但小于的正整数共有
个,矛盾.
故中至少有一个为0,即存在
,使得
.
从而数列中
以及它之后的项均为0,
所以对于大于的自然数
,都有
……………………13分
知识点
已知数列中,
,等比数列
的公比
满足
,且
,
则( )
正确答案
解析
略
知识点
已知数列的前
项和为
,且点
在函数
的图像上。
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列满足:
,求数列
的前
项和公式;
(3)在第(2)问的条件下,若对于任意的不等式
恒成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)由题意可知,.
当时,
,
当时,
也满足上式,
所以.…………………………………………………………3分
(2)由(1)可知,即
.
当时,
,………①
当时,
,所以
,………②
当时,
,………③
当时,
,所以
,………④
……
当时(
为偶数),
,所以
………
以上个式子相加,得
.
又,所以,当
为偶数时,
.
同理,当为奇数时,
,
所以,当为奇数时,
.……………………………………………6分
因此,当为偶数时,数列
的前
项和
;
当为奇数时,数列
的前
项和
.
故数列的前
项和
.…………………………8分
(3)由(2)可知
①当为偶数时,
,
所以随
的增大而减小,从而,当
为偶数时,
的最大值是
.
②当为奇数时,
,
所以随
的增大而增大,且
.
综上,的最大值是1.
因此,若对于任意的,不等式
恒成立,只需
,
故实数的取值范围是
.………………………………………………13分
知识点
已知为等差数列,若
,则
的值为 。
正确答案
-1/2
解析
略
知识点
若对于正整数,
表示
的最大奇数因数,例如
,
.设
。
(1)求,
的值;
(2)求,
,
的值;
(3)求数列的通项公式。
正确答案
见解析
解析
(1),
,
(2);
;
。
(3)由(1)(2)不难发现对, 有
,
所以当时,
于是,
。
所以
,
。
又,满足上式,
所以对,
。
知识点
对于数列,定义“
变换”:
将数列
变换成数
列,其中
,且
,这种“
变换”记作
.继续对数列
进行“
变换”,得到数列
,…,依此类推,当得到的数列各项均为
时变换结束。
(1)试问和
经过不断的“
变换”能否结束?若能,请依次写出经过“
变换”得到的各数列;若不能,说明理由;
(2)求经过有限次“
变换”后能够结束的充要条件;
(3)证明:一定能经过有限次“
变换”后结束。
正确答案
见解析
解析
(1)解:数列不能结束,各数列依次为
;
;
;
;
;
;…,从而以下重复出现,不会出现所有项均为
的情形。
数列能结束,各数列依次为
;
;
;
。
(2)解:经过有限次“
变换”后能够结束的充要条件是
。
若,则经过一次“
变换”就得到数列
,从而结束。
当数列经过有限次“
变换”后能够结束时,先证命题“若数列
为常数列,则
为常数列”。
当时,数列
。
由数列为常数列得
,解得
,从而数列
也
为常数列。
其它情形同理,得证。
在数列经过有限次“
变换”后结束时,得到数列
(常数列),由以上命题,它变换之前的数列也为常数列,可知数列
也为常数列。
所以,数列经过有限次“
变换”后能够结束的充要条件是
。
(3)证明:先证明引理:“数列的最大项一定不大于数列
的最大项,其中
”。
证明:记数列中最大项为
,则
。
令,
,其中
。
因为, 所以
,
故,证毕。
现将数列分为两类。
第一类是没有为的项,或者为
的项与最大项不相邻(规定首项与末项相邻),此时由引理可知,
。
第二类是含有为的项,且与最大项相邻,此时
。
下面证明第二类数列经过有限次“
变换”,一定可以得到第一类数列。
不妨令数列的第一项为
,第二项
最大(
),(其它情形同理)
① 当数列中只有一项为
时,
若(
),则
,此数列各项均不为
或含有项但与最大项不相邻,为第一类数列;
若,则
;
此数列各项均不为或含有
项但与最大项不相邻,为第一类数列;
若(
),则
,此数列各项均不为
,为第一
类数列;
若,则
;
;
,
此数列各项均不为,为第一类数列。
② 当数列中有两项为
时,若
(
),则
,此数列
各项均不为,为第一类数列;
若(
),则
,
,此数列
各项均不为或含有
项但与最大项不相邻,为第一类数列。
③ 当数列中有三项为
时,只能是
,则
,
,
,此数列各项均不为
,为第一类数列。
总之,第二类数列至多经过
次“
变换”,就会得到第一类数列,即至多连续经历
次“
变换”,数列的最大项又开始减少。
又因为各数列的最大项是非负整数,
故经过有限次“变换”后,数列的最大项一定会为
,此时数列的各项均为
,从而结束。
知识点
一个三角形数表按如下方式构成(如图:其中项数):第一行是以4为首项,4为公差的等差数列,从第二行起,每一个数是其肩上两个数的和,例如:
;
为数表中第
行的第
个数。
(1)求第2行和第3行的通项公式和
;
(2)证明:数表中除最后2行外每一行的数都依次成等差数列,并求关于
(
)的表达式;
(3)若,
,试求一个等比数列
,使得
,且对于任意的
,均存在实数
,当
时,都有
。
正确答案
见解析
解析
(1)
。--------------------------------------------------------------------------------------------------------(3分)
(2)由已知,第一行是等差数列,假设第行是以
为公差的等差数列,
则由
(常数)知第
行的数也依次成等差数列,且其公差为
.综上可得,数表中除最后2行以外每一行都成等差数列;------------(7分)
由于,所以
,所以
,由
,
得, (9分)
于是 ,
即,又因为
,所以,数列
是以2为首项,1为公差的等差数列, 所以,
,所以
(
)。 (12分)
(3) ,
,
令,-----------------(14分)
。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------(15分)
,
,
,
令,则当
时,都有
,
适合题设的一个等比数列为
。
知识点
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