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题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知数列,且满足)。

(1)若,求数列的通项公式;

(2)若,且.记,求证:数列为常数列;

(3)若,且.若数列中必有某数重复出现无数次,求首项应满足的条件。

正确答案

见解析

解析

(1)当时,有

 

也满足上式,

所以数列的通项为

(2)因为

所以对任意的

所以数列是一个以6为周期的循环数列

又因为,所以

所以

所以数列为常数列. 

(3)因为,且,所以

且对任意的,有

,(其中为常数且),所以

所以数列均为以7为公差的等差数列.

,则

(其中中的一个常数),

时,对任意的

时,

①若,则对任意的,数列为单调减数列;

②若,则对任意的,数列为单调增数列;

综上,当时,数列中必有某数重复出现无数次

时,符合要求;当时,符合要求,此时的

时,符合要求,此时的

时,符合要求,此时的

时,符合要求,此时的

时,符合要求,此时的

即当时,数列中必有某数重复出现无数次.

知识点

等比数列的判断与证明
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知是首项为的等比数列,依次成等差数列,且

(1)求数列的通项公式;

(2)记数列的前项和为,若不等式对任意恒成立,求实数 的取值范围。

正确答案

(1)(2)

解析

解析: (1) 由题,设的公比为,则

依次成等差数列,所以

,解得,所以,故

所以数列的通项公式为。                                     6分

(2) 由(1)得,,所以                     8分

恒成立,得。                                         12分

知识点

等比数列的判断与证明
1
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

Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S5=5,S9=27,则S7=  。

正确答案

14

解析

∵数列{an}是等差数列,S5=5,S9=27,

解得

∴S7==﹣7+21=14。

知识点

等比数列的判断与证明
1
题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知数列a,b,c为各项都是正数的等差数列,公差为d(d>0),在a,b之间和b,c之间共插入m个实数后,所得到的m+3个数所组成的数列是等比数列,其公比为q.

(1)若a=1,m=1,求公差d;

(2)若在a,b之间和b,c之间所插入数的个数均为奇数,求所插入的m个数的乘积(用a,c,m表示)

(3)求证:q是无理数。

正确答案

见解析

解析

(1)由,且等差数列的公差为,可知

若插入的一个数在之间,则

消去可得,其正根为

若插入的一个数在之间,则

消去可得,此方程无正根,故所求公差

(2)设在之间插入个数,在之间插入个数,则,在等比数列中,

…,

  

又∵都为奇数,∴可以为正数,也可以为负数。

①若为正数,则,所插入个数的积为

②若为负数,中共有个负数,

是奇数,即N*)时,所插入个数的积为

是偶数,即N*)时,所插入个数的积为

综上所述,当N*)时,所插入个数的积为

N*)时,所插入个数的积为

注:可先将表示,然后再利用条件消去进行求解。

(3)∵在等比数列,由,可得,同理可得

,即

假设是有理数,若为整数,∵是正数,且,∴

中,∵的倍数,故1也是的倍数,矛盾。

不是整数,可设(其中为互素的整数,),

则有,即

,可得,∴是x的倍数,即是x的倍数,矛盾。

是无理数,

知识点

等比数列的判断与证明
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