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题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知等比数列的首项,公比,数列项和记为,前项积记为

(1)证明:

(2)求为何值时,取得最大值;

(3)证明:若数列中的任意相邻三项按从小到大排列,则总可以使其成等差数列;若所有这些等差数列的公差按从大到小的顺序依次记为,则数列为等比数列。

正确答案

见解析

解析

(1)证:,当n = 1时,等号成立
,当n = 2时,等号成立
∴S2≤Sn≤S1。                                                                         

(2)解:
,∴当n≤10时,|Tn + 1| > |Tn|,当n≥11时,|Tn + 1| < |Tn|
故|Tn| max = |T11|          
又T10 < 0,,T11 < 0,T9 > 0,T12 > 0,∴Tn的最大值是T9和T12中的较大者
,∴T12 > T9
因此当n = 12时,Tn最大。                                           

(3)证:∵,∴| an |随n增大而减小,an奇数项均正,偶数项均负
①当k是奇数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则

,因此成等差数列,
公差
②当k是偶数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则

,因此成等差数列,
公差 
综上可知,中的任意相邻三项按从小到大排列,总可以使其成等差数列,且  ∵,∴数列{dn}为等比数列。      

知识点

数列与不等式的综合等差数列与等比数列的综合
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,数列的前n项和为Tn,且,n∈N*

(1)证明数列{an}是等比数列,并写出通项公式;

(2)若对n∈N*恒成立,求λ的最小值;

(3)若成等差数列,求正整数x,y的值。

正确答案

见解析。

解析

(1)因为

其中Sn是数列{an}的前n项和,Tn是数列的前n项和,且an>0,

当n=1时,由

解得a1=1,

当n=2时,由

解得; 

两式相减得

亦即2Sn+1﹣Sn=2,从而2Sn﹣Sn﹣1=2,(n≥2),

再次相减得,又

所以所以数列{an}是首项为1,公比为的等比数列,其通项公式为,n∈N*

(2)由(1)可得

对n∈N*恒成立,

只需=3×=3﹣对n∈N*恒成立,

∵3﹣<3对n∈N*恒成立,∴λ≥3。

(3)若成等差数列,其中x,y为正整数,

成等差数列,

整理,得2x=1+2y﹣2

当y>2时,等式右边为大于2的奇数,等式左边为偶数或1,

等式不能成立,

∴满足条件的正整数x,y的值为x=1,y=2。

知识点

由an与Sn的关系求通项an等比数列的判断与证明数列与不等式的综合等差数列与等比数列的综合
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

若在数列中,,且对任意的成等比数列,其公比为.

(1)若),求.

(2)若对任意的成等差数列,其公差为,设.

①求证:成等差数列;

②若,试求数列的前项和.

正确答案

见解析。

解析

(1)是首项为1,公比为4的等比数列,

.

(2)①成等差数列,,又

,则,得

,即

是公差为1的等差数列.

,则由,解得.

(ⅰ)当时,,则,即

,所以

,则

(ⅱ)当时,,则

,得

=

,从而.

综上所述,

知识点

等差数列的判断与证明其它方法求和等差数列与等比数列的综合
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知数列

(1)试证数列是等比数列,并求数列的通项公式;

(2)在数列是,是否存在连续三项成等差数列?若存在,求出所有符合条件的项;若不存在,说明理由。

(3)试证在数列中,一定存在满足条件的正整数r,s,使得成等差数列;并求出正整数r,s之间的关系。

正确答案

见解析

解析

(1) 证明:由an+an+1=2n,得an+1=2n-an

所以  

又因为,所以数列{an×2n}是首项为,公比为-1的等比数列。

所以an×2n×(-1)n-1,即an[2n-(-1)n],所以bn=2n-(-1)n,  (5分)

(2) 假设在数列{bn}中,存在连续三项bk-1,bk,bk+1(k∈N*, k≥2)成等差数列,则bk-1+bk+1=2bk,即[2k-1-(-1)k-1]+[2k+1-(-1)k+1]=2[2k-(-1)k],即2k-1=4(-1)k-1

① 若k为偶数,则2k-1>0,4(-1)k-1=-4<0,所以,不存在偶数k,使得bk-1,bk,bk+1成等差数列,(7分)

② 若k为奇数,则当k≥3时,2k-1≥4,而4(-1)k-1=4,所以,当且仅当k=3时,bk-1,bk,bk+1成等差数列。

综上所述,在数列{bn}中,有且仅有连续三项b2,b3,b4成等差数列,(9分)

(3) 要使b1,br,bs成等差数列,只需b1+bs=2br

即3+2s-(-1)s=2[2r-(-1)r],即2s-2r+1=(-1)s-2(-1)r-3,(﹡) (10分)

① 若s=r+1,在(﹡)式中,左端2s-2r+1=0,

右端(-1)s-2(-1)r-3=(-1)s+2(-1)s-3=3(-1)s-3,

要使(﹡)式成立,当且仅当s为偶数时,又s>r>1,且s,r为正整数,

所以当s为不小于4的正偶数,且s=r+1时,b1,br,bs成等差数列,(12分)

② 若s≥r+2时,在(﹡)式中,左端2s-2r+1≥2r+2-2r+1=2r+1

由(2)可知,r≥3,所以r+1≥4,所以左端2s-2r+1≥16(当且仅当s为偶数、r为奇数时取“=”);右端(-1)s-2(-1)s-3≤0.所以当s≥r+2时,b1,br,bs不成等差数列,

综上所述,存在不小于4的正偶数s,且s=r+1,使得b1,br,bs成等差数列。

知识点

由递推关系式求数列的通项公式等比数列的判断与证明数列与不等式的综合等差数列与等比数列的综合
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

若数列{an}是各项均为正数的等比数列,则当时,数列{bn}也是等比数列;类比上述性质,若数列{cn}是等差数列,则当dn=   时,数列{dn}也是等差数列。

正确答案

解析

由条件类比可知:dn=时,

数列{dn}也是等差数列。

知识点

等差数列与等比数列的综合类比推理
下一知识点 : 数列与三角函数的综合
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