- 等比数列的判断与证明
- 共122题
已知数列具有性质:①
为整数;②对于任意的正整数n,当
为偶数时,
;当
为奇数时,
。
(1)若为偶数,且
成等差数列,求
的值;
(2)设(
且
N),数列
的前n项和为
,求证:
;
(3)若为正整数,求证:当
时,都有
。
正确答案
见解析
解析
(1)∵为偶数,∴可设
,故
,
若为偶数,则
,由
成等差数列,可知
,
即,解得
,故
; ……………………2分
若为奇数,则
,由
成等差数列,可知
,
即,解得
,故
;
∴的值为0或2。 …………………… 4分
(2)∵是奇数,∴
,
,
,依此类推,
可知成等比数列,且有
,
又,
,
,…
∴当时,
;当
时,都有
。 ……………………7分
故对于给定的,
的最大值为
,所以
。 ……………………10分
(3)当为正整数时,
必为非负整数,证明如下:
当时,由已知
为正整数, 可知
为非负整数,故结论成立;
假设当时,
为非负整数,若
,则
;若
为正偶数,
则必为正整数;若
为正奇数,则
必为非负整数。
故总有为非负整数, ……………………13分
当为奇数时,
;当
为偶数时,
。
故总有,所以
,
当时,
,即
。 …………………16分
又必为非负整数,故必有
, ……………………18分
【另法提示:先证“若为整数,且
,则
也为整数,且
”,然后由
是正整数,可知存在正整数
,使得
,由此推得
,
,
及其以后的项均为0,可得当
时,都有
】
知识点
已知数列的前
项和为
,且满足
(
),
,设
,
。
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若≥
,
,求实数
的最小值;
(3)当时,给出一个新数列
,其中
,设这个新数列的前
项和为
,
若可以写成
(
且
)的形式,则称
为“指数型和”,问
中的项是否存在“指数型和”,若存在,求出所有“指数型和”;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1),
,
,当
时,
=2,所以
为等比数列。
,
。
(2) 由(1)可得
;
,
,
所以,且
,所以
的最小值为
(3)由(1)当时,
当时,
,
,
所以对正整数都有
。
由,
,(
且
),
只能是不小于3的奇数。
①当为偶数时,
,
因为和
都是大于1的正整数,
所以存在正整数,使得
,
,
,
,所以
且
,
相应的,即有
,
为“指数型和”;
②当为奇数时,
,由于
是
个奇数之和,
仍为奇数,又为正偶数,所以
不成立,此时没有“指数型和”。
知识点
已知实数m是2,8的等比中项,则双曲线的离心率为
正确答案
解析
略
知识点
设数列{an}共有n()项,且
,对每个i (1≤i≤
,i
N),均有
。
(1)当时,写出满足条件的所有数列{an}(不必写出过程);
(2)当时,求满足条件的数列{an}的个数。
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,
。
因为,
,即
,
,
所以或
或
。
故此时满足条件的数列{an}共有3个:; 1,1,1; 1,2,1。
(2)令bi=(1≤i≤7),则对每个符合条件的数列{an},满足条件:
,且bi∈
(1≤i≤7),
反之,由符合上述条件的7项数列{bn}可唯一确定一个符合条件的8项数列{an}。
记符合条件的数列{bn}的个数为N。
显然,bi (1≤i≤7)中有k个2;从而有k个,7-2k个1。
当k给定时,{bn}的取法有种,易得k的可能值只有0,1,2,3,
故。
因此,符合条件的数列{an}的个数为393。
知识点
数列中,已知
,
时,
,数列
满足:
。
(1)证明:为等差数列,并求
的通项公式;
(2)记数列的前
项和为
,是否存在正整数
,使得
[来
成立?若存在,求出所有符合条件的有序实数对;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)方法1:由时,
得,
两边同时乘以得,
,即
时,
故是公差为
的等差数列。
又, 所以
。 ……………………………… 6分
方法2:时,
,代入
整理得,故
是公差为
的等差数列。
(2)由(1)得,,故
,
所以 ………………………………8分
则
因为,得
当时,
;当
时,
综上,存在符合条件的所有有序实数对为:
。 ………………12分
知识点
两个正数、
的等差中项是
,一个等比中项是
,且
则双曲线
的离心率为
正确答案
解析
略
知识点
某高科技企业研制出一种型号为的精密数控车床,
型车床为企业创造的价值逐年减少(以投产一年的年初到下一年的年初为
型车床所创造价值的第一年),若第1年
型车床创造的价值是250万元,且第1年至第6年,每年
型车床创造的价值减少30万元;从第7年开始,每年
型车床创造的价值是上一年价值的50%,现用
(
)表示
型车床在第
年创造的价值。
(1)求数列(
)的通项公式
;
(2)记为数列
的前
项和,
,企业经过成本核算,若
万元,则继续使用
型车床,否则更换
型车床,试问该企业须在第几年年初更换
型车床? (已知:若正数数列
是单调递减数列,则数列
也是单调递减数列)。
正确答案
见解析
解析
(1)由题设,知,
,…,
构成首项
,公差
的等差数列。
故(
,
)(万元)。 (3分)
,
,…,
(
,
)构成首项
,公比
的等比数列。
故(
,
)(万元), (6分)
于是,(
)(万元), (7分)
(2)由(1)知,是单调递减数列,于是,数列
也是单调递减数列。
当时,
,
单调递减,
(万元)。
所以(万元)。
当时,
, (9分)
当时,
(万元);当
时,
(万元), (13分)
所以,当,
时,恒有
。
故该企业需要在第11年年初更换型车床, (14分)
知识点
已知各项均不为零的数列,定义向量
,下列命题中真命题是
正确答案
解析
由,可得,nan+1=(n+1)an,即
,于是an=na1,故选A。
知识点
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,
所以对任意的有
,
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
,
设,(其中
为常数且
),所以
,
所以数列均为以7为公差的等差数列.
记,则
,
(其中,
为
中的一个常数),
当时,对任意的
有
;
当时,
①若,则对任意的
有
,数列
为单调减数列;
②若,则对任意的
有
,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
当时,
符合要求;当
时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
符合要求,此时的
;
当时,
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
设首项为1的正项数列的前n项和为
,数列
的前n项和为
,且
,
其中为常数.
(1)求的值;
(2)求证:数列为等比数列;
(3)证明:“数列,
,
成等差数列,其中x、y均为整数”的充要条件是“
, 且
”。
正确答案
见解析
解析
(1)n = 1时,由得p = 0或2,
若p = 0时,,
当时,
,解得
或
,
而,所以p = 0不符合题意,故p = 2;
(2)当p = 2时, ①,则
②,
②①并化简得
③,则
④,
④③得
(
),又易得
,
所以数列{an}是等比数列,且
(3)充分性:若x =1,y = 2,由知
,
,
依次为
,
,
,
满足,即an,2xan+1,2yan+2成等差数列;
必要性:假设,
,
成等差数列,其中x、y均为整数,又
,
所以,
化简得
显然,设
,
因为x、y均为整数,所以当时,
或
,
故当,且当
,且
时上式成立,即证。
知识点
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