- 等比数列的判断与证明
- 共100题
已知数列,记
,
,
,
,并且对于任意
,恒有
成立。
(1)若,且对任意
,三个数
组成等差数列,求数列
的通项公式;
(2)证明:数列是公比为
的等比数列的充分必要条件是:对任意
,三个数
组成公比为
的等比数列。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)
,所以
为等差数列。
(2)(必要性)若数列
是公比为q的等比数列,则
,
,所以A(n)、B(n)、C(n)组成公比为q的等比数列。
(充分性):若对于任意,三个数
组成公比为
的等比数列,
则,
于是得
即
由
有
即
,从而
.[来源:学科网ZXXK]
因为,所以
,故数列
是首项为
,公比为
的等比数列。
综上,数列是公比为q的等比数列的充要条件是对任意的
,都有A(n)、B(n)、C(n)组成公比为q
的等比数列。
知识点
已知数列满足:
,
,
,数列
的前
项和为
,且
,
。
(1)求数列,
的通项公式;
(2)令数列满足
,求数列
的前
项和
。
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知可知数列为等差数列,且首项为1,公差为1。
∴数列的通项公式为
,(2分)
∵,∴
,∴
,∴数列
为等比数列,(4分)
又,∴
,∴数列
的通项公式为
,(6分)
(2)由已知得:。
∴,
∴,(8分)
∴两式相减得
,(10分)
∴数列的前
项和
,(12分)
知识点
已知数列的各项都为正数,且对任意n∈N*
成等差数列,
成等比数列。
(1)若求
的值;
(2)设<
,求证:对任意n∈N*,且
≥
,都有
<
。
正确答案
见解析。
解析
(1)解法一:因为a3,a4,a5成等差数列,设公差为d,则a3=3-2d,a4=3-d。
因为a2,a3,a4成等比数列,所以
因为a2=1,所以=1,解得d=2,或d=
,因为an>0,所以d=
。
因为a1,a2,a3成等差数列,所以a1=2a2-a3=2-(3-2d)=,
解法二:因为a1,a2,a3成等差数列,a2,a3,a4成等比数列,a3,a4,a5成等差数列,
则,
则,解得
或
(舍),所以
。
解法三:因为a1,a2,a3成等差数列,则,
因为a2,a3,a4成等比数列,则
因为a3,a4,a5成等差数列,则,则
解得:或
;当
时,
(与
矛盾,故舍去),所以
。
(2)证法一:因为a2n-1,a2n,a2n+1成等差数列,a2n,a2n+1,a2n+2成等比数列,
所以2a2n=a2n-1+a2n+1,① a=a2na2n+2,②;所以a=a2n-2a2n,n≥2,③
由a1,a2及a2n-1,a2n,a2n+1是等差数列,a2n,a2n+1,a2n+2是等比数列,
可得a4=。
所以。
① 当n=2m,mN*时,
=-<0。
② 当n=2m-1,mN*,m≥2时,
=-<0。
综上,对一切n∈N*,n≥2,有。
证法二:①若n为奇数且n≥3时,则an,an+1,an+2成等差数列。
②若n为偶数且n≥2时,则an,an+1,an+2成等比数列,所以,
由①②可知,对任意n≥2,n∈N*,,
知识点
对大于或等于2的正整数的幂运算有如下分解方式:
…
…
根据上述分解规律,若,
的分解中最小的正整数是21,则
________。
正确答案
11
解析
由,
,
,…,可知
,由
,可知
,易知
,则21是53的分解中最小的正整数,可得
,故
。
知识点
设等差数列的前
项和为
,已知
,
.
(1)求;
(2)若从中抽取一个公比为
的等比数列
,其中
,且
,
.
①当取最小值时,求
的通项公式;
②若关于的不等式
有解,试求
的值.
正确答案
见解析。
解析
(1)设等差数列的公差为,则
,解得
,
所以.
(2)因为数列是正项递增等差数列,所以数列
的公比
,
若,则由
,得
,此时
,由
,
解得,所以
,同理
;
若,则由
,得
,此时
,
另一方面,,所以
,即
,
所以对任何正整数,
是数列
的第
项,所以最小的公比
。
所以,
(3)因为,得
,而
,
所以当且
时,所有的
均为正整数,适合题意;
当且
时,
不全是正整数,不合题意。
而有解,所以
有解,经检验,当
,
,
时,
都是
的解,适合题意;
下证当时,
无解, 设
,
则,
因为,所以
在
上递减,
又因为,所以
恒成立,所以
,所以
恒成立,
又因为当时,
,所以当
时,
无解.
综上所述,的取值为
知识点
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