- 数列的概念与简单表示法
- 共1089题
设等差数列的前
项和为
,公比是正数的等比数列
的前
项和为
,已知。
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足
对任意
都成立;求证:数列
是等比数列。
正确答案
见解析。
解析
解析:(1)设数列的公差为
,数列
的公比为
由题意得
…………………………………………………………2分
解得
……………………………………………………5分
(2)由
知
两式相减:……………………………8分
………………………………………………………………10分
当时,
,适合上式
即是等比数列……………………………………………………………………12分
知识点
已知数列满足:
,
(其中
为自然对数的底数)。
(1)求数列的通项
;
(2)设,
,求证:
,
。
正确答案
见解析。
解析
(1),
,即
,
令,则
,
,
因此,数列是首项为
,公差为
的等差数列。
,
,
(2)(方法一)先证明当时,
。
设,则
,
当
时,
,
在
上是增函数,则当
时,
,即
,
因此,当时,
,
,
当时,
,
,
。
。
(方法二)数学归纳法证明
(1),
,
当
时,
成立;
,
,
又,
,
当
时,
成立,
(2)设时命题成立,即
,
,
当时,
,
要证, 即证
,
化简,即证,
设,则
,
当
时,
,
在
上是增函数,则当
时,
,即
。
因此,不等式成立,即当
时
成立,
当时,
,
要证, 即证
,
化简,即证,
根据前面的证明,不等式成立,则
时
成立。
由数学归纳法可知,当时,不等式
,
成立。
知识点
已知数列是首项为2的等比数列,且满足
=
.
(1)求常数p的值和数列的通项公式;
(2)若抽去数列中的第一项、第四项、第七项、……、第3n-2项、……,余下的项按原来的顺序组成一个新的数列
,试写出数列
的通项公式;
(3) 在(2)的条件下,设数列的前n项和为
.是否存在正整数n,使得
?若存在,试求所有满足条件的正整数n的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)解:由得
,
,
又因为存在常数,使得数列
为等比数列,
则即
,所以
.
故数列为首项是2,公比为2的等比数列,即
.
此时也满足,则所求常数
的值为1且
.
(2)解:由等比数列的性质得:
(i)当时,
;
(ii) 当时,
,
所以.
(3)解:注意到是首项
、公比
的等比数列,
是首项
、公比
的等比数列,则
(i)当时,
;
(ii)当时,
.
即.
知识点
已知且
,数列
是首项与公比均为
的等比数列,数列
满足
(
).
(1)求数列的前
项和
;
(2) 如果对于,总有
,求
的取值范围.
正确答案
见解析
解析
(1)由已知有,
.2分
所以,
,5分
所以,
因为,所以
.……………………8分
(2)即
.由
且
得
.2分
所以或
……………………………3分
即或
对任意
成立,………………………5分
而,且
,所以
或
.……………8分
知识点
对数列和
,若对任意正整数
,恒有
,则称数列
是数列
的“下界数列”。
(1)设数列,请写出一个公比不为1的等比数列
,使数列
是数列
的“下界数列”;
(2)设数列,求证数列
是数列
的“下界数列”;
(3)设数列,构造
,
,求使
对
恒成立的
的最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)等,答案不唯一;……………4分
(2),当
时
最小值为9,;……………6分
,则
,
因此,时,
最大值为6,……………9分
所以,,数列
是数列
的“下界数列”;……………10分
(3)……………11分
, ……………12分
不等式为,
,
……13分
设,则
,
……………15分
当时,
单调递增,
时,
取得最小值,因此
……………17分
的最小值为
……………18分
知识点
已知等差数列的首项
,公差
,且第2项、第5项、第14项分别是等比数列
的第2项、第3项、第4项。
(1)求数列、
的通项公式;
(2)设数列对任意的
,均有
成立,求
。
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知得,
,
,
所以,解得
或
。
又因为,所以
。
所以。
又,
,所以等比数列
的公比
,
所以。
(2)由 ①,得当
时,
②,
①-②,得当时,
,所以
2)。
而时,
,所以
,所以
。
所以
。
知识点
已知数列满足:
,
,且
,
。
(1)求通项公式;
(2)设的前
项和为
,问:是否存在正整数
、
,使得
?若存在,请求出所有的符合条件的正整数对
,若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)当是奇数时,
;当
是偶数时,
。
所以,当是奇数时,
;当
是偶数时,
。
又,
,所以
,
,
,…,
,…是首项为1,公差为2的等差数列;
,
,
,…,
,…是首项为2,公比为3的等比数列。
所以,。
(2)由(1),得
,
。
所以,若存在正整数、
,使得
,则
。
显然,当时,
;
当时,由
,整理得
。
显然,当时,
;
当时,
,
所以是符合条件的一个解。
当时,
。
当时,由
,整理得
,
所以是符合条件的另一个解。
综上所述,所有的符合条件的正整数对,有且仅有
和
两对。
知识点
设数列是公差不为0的等差数列,
是数列
的前n项和,若
成等比数列,则
=( )
正确答案
解析
由
知识点
如果存在常数使得数列
满足:若
是数列
中的一项,则
也是数列
中的一项,称数列
为“兑换数列”,常数
是它的“兑换系数”.
(1)若数列:是“兑换系数”为
的“兑换数列”,求
和
的值;
(2)已知有穷等差数列的项数是
,所有项之和是
,求证:数列
是“兑换数列”,并用
和
表示它的“兑换系数”;
(3)对于一个不少于3项,且各项皆为正整数的递增数列,是否有可能它既是等比数列,又是“兑换数列”?给出你的结论并说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)因为数列:是“兑换系数”为
的“兑换数列”[来源:学科网ZXXK]
所以也是该数列的项,且
-------------------1分
故-------------------3分
即。 -------------------4分
(2)设数列的公差为
,因为数列
是项数为
项的有穷等差数列
若,则
即对数列中的任意一项
-------------------6分
同理可得:若,
也成立,
由“兑换数列”的定义可知,数列是 “兑换数列”;-------------------8分
又因为数列所有项之和是
,所以
,即
-------------------10分
(3)假设存在这样的等比数列,设它的公比为
,
因为数列为递增数列,所以
则
又因为数列为“兑换数列”,则
,所以
是正整数[来源:学科网ZXXK]
故数列必为有穷数列,不妨设项数为
项,------------------12分
则----------14分
①若则有
,又
,由此得
,与
矛盾;-------------------15分
②若。由
,得
即,故
,与
矛盾;-------------------17分
综合①②得,不存在满足条件的数列。-------------------18分[来源:Zxxk.Com]
知识点
设曲线:
上的点
到点
的距离的最小值为
,若
,
,
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:;
(3)是否存在常数,使得对
,都有不等式:
成立?请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)设点,则
,所以
,
因为,所以当
时,
取得最小值
,且
,
又,所以
,即
将代入
得
两边平方得,又
,
故数列是首项
,公差为
的等差数列,所以
,
因为,所以
.
(2)因为,所以
所以,所以
所以,所以
以上个不等式相加得
.
(3)因为,当
时,
,
因为,
所以
所以,
所以.
故存在常数,对
,都有不等式:
成立。
知识点
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