- 等差数列的定义及性质
- 共8637题
已知数列{an},其前n项和为Sn,对任意n∈N*都有:Sn=man+1-m(m∈R,m≠0且m≠1).
(1)求证:{an}是等比数列;
(2)若S3,S7,S5,构成等差数列,求实数m的值;
(3)求证:对任意大于1的实数m,S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n不能构成等差数列.
正确答案
(1)当n=1时,a1=S1=ma1+1-m,
又m≠0,且m≠1,故a1=1.
当n≥2时,Sn-1=man-1+1-m,
故an=man-man-1,即(m-1)an=man-1,
也即=
≠0,
所以,{an}是以1为首项,为公比的等比数列;
(2)由S3,S7,S5构成等差数列,知:2S7=S3+S5,
即2(ma7+1-m)=(ma3+1-m)+(ma5+1-m),又m≠0,化简得:2a7=a3+a5,
令q=,则2q4-q2-1=0,得q2=1或q2=-
(舍),
即q=1(舍),q=-1,
由=-1,解得,m=
.
(3)假设S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,
S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n构成等差数列,
则2(S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n)=(S1+S2+S3+…+Sn)+(S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n)
即2(ma3n+1+m-1+ma3n-2+m-1+…+ma4n+m-1)
=(ma1+m-1+ma2+m-1+…+man+m-1)+(ma7n+1+m-1+ma7n+2+m-1+…+ma8n+m-1),
化简得2m(S4n-S3n)=mSn+m(S8n-S7n),
又知(S4n-S3n)=q3nSn,(S8n-S7n)=q7nSn,
可得2q3nSn=q7nSn+Sn,(*)
而m>1,所以q>1,Sn>0,
且1+q7n>2>2
=2q3n,故(*)无解
所以假设错误,
故对任意大于1的实数m,
S1+S2+S3+…+Sn,S3n+1+S3n+2+S3n+3+…+S4n,S7n+1+S7n+2+S7n+3+…+S8n不能构成等差数列.
数列an中,a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2且n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(2)设bn=,证明{bn }是等差数列;
(3)求数列{an}的前n项和Sn.
正确答案
(1)a2=2a1+2+3=1,a3=2a22+23+3=13
(2)bn+1-bn=-
=
(an+1-2an-3)=
=1.
∴数列{bn }是公差为1的等差数列.
(3)由(2)得bn==n-1,∴an=(n-1)•2n-3(n∈N*)
∴sn=0×21+1×22+…+(n-1)2n-3n
令Tn=0×21+1×22+…+(n-1)2n
则2Tn=0×22+1×23+…+(n-2)2n+(n-1)2n+1
两式相减得:-Tn=22+23+…+2n-(n-1)•2n+1
=-(n-1)2n+1=(2-n)•2n+1-4
∴Tn=(n-2)•2n+1+4
∴sn=(n-2)2n+1-3n+4.
设数列{an}的前n项积为Tn,且Tn=2-2an(n∈N*).
(1)求,
,
,并证明
-
=
(n≥2);
(2)设bn=(1-an)(1-an+1),求数列{bn}的前n项和Sn.
正确答案
(1)令n=1,可得T1=a1=2-2a1,可得a1=,即T1=
;
令n=2可得T2=2-2a2,即a2=2-2a2,解得a2=
,同理可求a3=
=
,
=2,
=
;
由题意可得:Tn=2-2 ⇒Tn•Tn-1=2Tn-1-2Tn(n≥2),
所以-
=
(n≥2);
(2)数列{}为等差数列,
=
,
当n≥2时,an==
,,当n=1时,a1=
也符合,所以an=
.
bn==
-
,
∴sn= +
+…+
=
-
+
-
+…+
-
=
-
=
.
已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,数列{an+Sn}是公差为2的等差数列.
(Ⅰ)求a2,a3;
(Ⅱ)证明数列{an-2}为等比数列;
(Ⅲ)判断是否存在λ(λ∈Z),使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,若存在,求出λ的最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)∵数列{an+Sn}是公差为2的等差数列,∴(an+1+Sn+1)-(an+Sn)=2,
即an+1=,(2分)∵a1=1,∴a2=
, a3=
;(4分)
(Ⅱ)证明:由题意,得a1-2=-1,∵=
=
,∴{an-2}是首项为-1,公比为
的等比数列;(8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)得an-2=-()n-1,∴an=2-(
)n-1,∵{an+Sn}是首项为a1+S1=2,公差为2的等差数列,∴an+Sn=2+(n-1)×2=2n,∴Sn=2n-2+(
)n-1,(9分)
设存在整数λ,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,
即存在整数λ,使不等式n-1+()n-1≥λ[2-(
)n-1]对任意的n∈N*成立,∴当n=1时,不等式成立,解得λ≤1,(10分)
以下证明存在最大的整数λ=1,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立.
当n=2时,不等式化简为≥
,成立;
当n≥3时,∵(Sn-n+1)-an=n-3+()n-2>0,∴(Sn-n+1)>an成立.
综上,知存在整数λ,使不等式Sn-n+1≥λan对任意的n∈N*成立,且λ的最大值为1.(14分)
设数列的首项
,前
项和为
,且
,
,
成等差数列,其中
.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足:
,记数列
的前
项和为
,求
及数列
的最大项.
正确答案
(1);(2)
,最大项是
.
试题分析:(1)根据题意可知,考虑到当
时,
,因此可以结合条件消去
得到数列
的地推公式:当
时,
,
∴,∴
,容易验证当
时,上述关系式也成立,从而数列
是首项为1,公比为2的等比数列,即有
;(2)根据(1)中求得的通项公式,结合条件
,因此可以考虑采用裂项相消法来求其前
项和:
,利用作差法来考察数列
的单调性,可知当
时,
,即
;当
时,也有
,但
;当
时,
,
,即
,因此最大项即为
.
试题解析:(1)由、
、
成等差数列知
, 1分
当时,
,∴
,
∴, 4分
当时,由
得
, 5分
综上知,对任何,都有
,又
,∴
,
. 6分
∴数列是首项为1,公比为2的等比数列,∴
; 7分
(2), 10分
, 12分
,
当时,
,即
;当
时,也有
,但
;当
时,
,
,即
,∴数列
的的最大项是
. 15分
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