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解答题。1. (2011·湖北高考理科·t19)
已知数列的前项和为,且满足: ,n*,.
1)求数列的通项公式。
2)若存在 n*,使得,,成等差数列,试判断:对于任意的n*,且,,,是否成等差数列,并证明你的结论。
思路点拨】(1)利用,将转化为,再分与两种情况求解。(2)时易证明;时,由“存在使得成等差数列”可得,据此可求出,最后可证明,即对任意的且时,有成等差数列。
精讲精析】⑴由已知,可得,两式相减可得。
即,又,所以时,数列为:
当且时,由已知,所以,于是由,可得,成等比数列,综上,数列的通项公式为。
对于任意的n*,且,,,成等差数列。证明如下 :
当时,由⑴知,
对于任意的n*,,且,,,成等差数列。
当,时,∵,
若存在,使得成等差数列,则,,即,由⑴知,的公比,于是对于任意的n*,,且,从而,,即成等差数列。
综上,对于任意的且时,有成等差数列。
2.(2011·湖北高考文科·t17)
成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2,5,13后成为等比数列中的,,.
1) 求数列的通项公式。
2) 数列的前n项和为,求证:数列是等比数列。
思路点拨】(1)设等差数列的三个正数分别为,由已知条件可构造含有的方程组求解。(2)由先求出,再利用定义证明数列是等比数列。
精讲精析】(1)设等差数列的三个正数分别为a-d,a,a+d.
依题意,得a-d+a+a+d=15,解得a=5.
所以中的b3,b4,b5依次为7-d,10,18+d.
依题意,有(7-d)(18+d)=100,解得d=2或d=-13(舍去).
故的第3项为5,公比为2.
由b3=b1·22,即5=b1·22,解得。
所以是以为首项,2为公比的等比数列,其通项公式为:
2)数列的前n项和,即。
所以,. 因此数列是以为首项,公比为2的等比数列。
3.(2011·全国高考理科·t20)设数列满足且。
1)求的通项公式。
2)设。思路点拨】解本题关键是由式子得到是等差数列,进而可求出数列的通项公式。(2)问先求出的通项公式,注意观察能采用裂项相消的方式求和。
精讲精析】 (1)是公差为1的等差数列,所以。
所以。2),4.(2011·上海高考理科·t22)已知数列和的通项公式分别为,(.将集合中的元素从小到大依次排列,构成数列。
1)写出。2)求证:在数列中,但不在数列中的项恰为。
3)求数列的通项公式。
思路点拨】本题考查数列有关知识,利用两个等差数列,组合成一个新的数列,进而考查新数列的性质,以及求其通项公式,紧紧围绕新数列的构成特点是解决本题的关键。
精讲精析】(1)对数列,依次是9,12,15,18,21,…
对数列,依次是9,11,13,15,17,19,21,…,所以,,,
2)表示的是从12开始的所有的能被6整除的数,当然能被2整除,而表示的是从9开始的所有奇数,故均不在中;再证明:项均在中,,表示的是从9开始除以6余3的数,故都是奇数,而表示的是从9开始的所有奇数,故项均在中,这就证明了在数列中但不在数列中的的项恰好是所有的偶数项。
3)根据上面的讨论可知6是数列在自然数中的截取周期,即在从9开始连续的6个自然数中,第一项一定是与的公共项,第二项不存在于中,第三项一定是中的项,第四项一定是中的项,第五项是中的项,第六项不在中,这样的话数列是以4为截取周期的,故的通项公式是。
5.(2011·上海高考文科·t23)已知数列和的通项公式分别为, .将集合中的元素从小到大依次排列,构成数列。
1)求三个最小的数,使它们既是数列中的项,又是数列中的项。
2)数列中有多少项不是数列中的项?请说明理由。
3)求数列的前项和。
思路点拨】本题考查数列的有关知识,利用两个等差数列,组合成一个新的数列,进而考查新数列性质,以及求其通项公式,紧紧围绕新数列的构成特点是解决本题的关键。
精讲精析】(1)显然表示的是从9开始能被3整除的所有的正整数,bn=2n+7表示从9开始的所有奇数,故最小的三个数为9,15,21.
2)可知6是数列在自然数中的截取周期,即在从9开始连续的6项自然数中,第一项一定是与的公共项,第二项不存在于中,第三项一定是中的项,第四项一定是中的项,第五项是中的项,第六项不在中,这样的话数列是以4为截取周期的,故的通项公式是。
c1,c2,c3,…,c40中有10项不是数列中的项。
3)因为=,故。
6.(2011·四川高考文科·t20)
已知是以为首项,为公比的等比数列,为它的前项和。
1)当成等差数列时,求的值。
2)当成等差数列时,求证:对任意自然数也成等差数列。
思路点拨】(1)直接利用求公比。
2)当时,显然成等差数列。
当时,即为。
可得再证明成立。
精讲精析】(1)由已知得。
当成等差数列时,可得化简得。
解得。(2)若的每项,此时显然成等差数列。
若由成等差数列可得。
即。整理得。
成等差数列。
7.(2011·重庆高考理科·t21)
设实数数列的前项和满足(n)
1)若成等比数列,求和。
2)求证:对有。
思路点拨】根据题目中的条件可以列出等式,求和的值,灵活运用题目中的条件,找到与的关系是求解第二问的关键。
精讲精析】(1)由题意得,由是等比中项知,因此。
由解得。2)由题设条件有。
故且 故对有。
因且,由①得。
要证由①只要证
即证,即。此式明显成立。
因此。最后证。假设,
又因,故,即,矛盾。
因此。 综上,对有。
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