28.(北京卷)在数列中,若是正整数,且,则称为“绝对差数列”.
ⅰ)举出一个前五项不为零的“绝对差数列”(只要求写出前十项);
ⅱ)若“绝对差数列”中,,数列满足,,分别判断当时,与的极限是否存在,如果存在,求出其极限值;
ⅲ)证明:任何“绝对差数列”中总含有无穷多个为零的项。
解:(ⅰ答案不惟一)
ⅱ)因为在绝对差数列中,.所以自第 20 项开始,该数列是, ,即自第 20 项开始。每三个相邻的项周期地取值 3,0,3. 所以当时,的极限不存在。 当时, ,所以。
(ⅲ)证明:根据定义,数列必在有限项后出现零项。证明如下。
假设中没有零项,由于,所以对于任意的n,都有,从而。
当时,;当时,
即的值要么比至少小1,要么比至少小1.
令则。由于是确定的正整数,这样减少下去,必然存在某项,这与()
矛盾。 从而必有零项。 若第一次出现的零项为第项,记,则自第项开始,每三个相邻的项周期地取值 0,, 即所以绝对差数列中有无穷多个为零的项。
30。(福建卷)已知数列{a}满足a=1,a=2a+1(n∈n)
ⅰ)求数列{a}的通项公式;
ⅱ)若数列满足4k1-14k2-1…4k-1=(an+1)km(n∈n*),证明:是等差数列;
ⅲ)证明: (n∈n*).
(i)解:
是以为首项,2为公比的等比数列。
即 ii)证法一:
1得即。③-④得
即 是等差数列。
证法二:同证法一,得。
令得。设下面用数学归纳法证明
(1)当时,等式成立。
(2)假设当时,那么。
这就是说,当时,等式也成立。
根据(1)和(2),可知对任何都成立。
是等差数列。
(iii)证明:
35.(湖南卷)在m(m≥2)个不同数的排列p1p2…pn中,若1≤i<j≤m时pi>pj(即前面某数大于后面某数),则称pi与pj构成一个逆序。 一个排列的全部逆序的总数称为该排列的逆序数。 记排列的逆序数为an,如排列21的逆序数,排列321的逆序数。
ⅰ)求a4、a5,并写出an的表达式;
ⅱ)令,证明,n=1,2,….
解 (ⅰ由已知得,.
ⅱ)因为,所以。 又因为,所以=. 综上,.
36.(江苏卷)设数列、、满足:,(n=1,2,3,…)证明为等差数列的充分必要条件是为等差数列且(n=1,2,3,…)
证明:必要性,设是公差为d1的等差数列,则。
bn+1–bn=(an+1–an+3) –an–an+2)= an+1–an) –an+3–an+2)= d1– d1=0
所以bnbn+1 ( n=1,2,3,…)成立。
又cn+1–cn=(an+1–an)+2 (an+2–an+1)+3 (an+3–an+2)= d1+2 d1 +3d1 =6d1(常数) (n=1,2,3,…)
所以数列为等差数列。
充分性: 设数列是公差为d2的等差数列,且bnbn+1 ( n=1,2,3,…)
cn=an+2an+1+3an+2cn+2=an+2+2an+3+3an+4
-②得cn–cn+2=(an–an+2)+2 (an+1–an+3)+3 (an+2–an+4)=bn+2bn+1+3bn+2
cn–cn+2=( cn–cn+1)+(cn+1–cn+2)= 2 d2 ∴bn+2bn+1+3bn+2=–2 d2
从而有bn+1+2bn+2+3bn+3=–2 d2得(bn+1–bn)+2 (bn+2–bn+1)+3 (bn+3–bn+2)=0 ⑤
bn+1–bn≥0bn+2–bn+1≥0bn+3–bn+2≥0, ∴由⑤得bn+1–bn=0 ( n=1,2,3,…)由此不妨设bn=d3 ( n=1,2,3,…)则an–an+2= d3(常数). 由此cn=an+2an+1+3an+2= cn=4an+2an+1–3d3
从而cn+1=4an+1+2an+2–5d3 , 两式相减得cn+1–cn=2( an+1–an) –2d3
因此(常数) (n=1,2,3,…)
所以数列公差等差数列。
37.(江西卷)已知数列{an}满足:a1=,且an=
1) 求数列{an}的通项公式;
2) 证明:对于一切正整数n,不等式a1a2……an2n!
解:(1)将条件变为:1-=,因此{1-}为一个等比数列,其首项为。
1-=,公比,从而1-=,据此得an=(n1)……1
2)证:据1得,a1a2…an=
为证a1a2……an2n!
只要证nn时有………2
显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个nn,有。
用数学归纳法证明3式:
i) n=1时,3式显然成立,ii) 设n=k时,3式成立,即1-()
则当n=k+1时,1-()
1-(+即当n=k+1时,3式也成立。
故对一切nn,3式都成立。
利用3得, 1-()1-
故2式成立,从而结论成立。
38.(江西卷)已知各项均为正数的数列,满足:,且,.
1)求数列的通项公式;
2)设,,求,并确定最小正整数,使为整数.
解:(1)条件可化为,因此{}为一个等比数列,其公比为2,首项为,所以=……1
因an0,由1式解出an=……2
2)由1式有sn+tn=
为使sn+tn=为整数,当且仅当为整数。
当n=1,2时,显然sn+tn不为整数,当n3时,==
只需=为整数,因为3n-1与3互质,所以。
为9的整数倍。当n=9时,=13为整数,故n的最小值为9.
39.(辽宁卷)已知函数f(x)=,其中a,b,c是以d为公差的等差数列,,且a>0,d>0.设[1-]上,,在,将点a,b,c
)求。)若⊿abc有一边平行于x轴,且面积为,求a,d的值。
解析】()解:
令,得 当时,; 当时,
所以f(x)在x=-1处取得最小值即。
的图像的开口向上,对称轴方程为由知。
在上的最大值为即又由。
当时,取得最小值为
由三角形abc有一条边平行于x轴知ac平行于x轴,所以。
又由三角形abc的面积为得利用b=a+d,c=a+2d,得联立(1)(2)可得。
解法2: 又c>0知在上的最大值为即:
又由当时,取得最小值为。
由三角形abc有一条边平行于x轴知ac平行于x轴,所以。
又由三角形abc的面积为得。
利用b=a+d,c=a+2d,得。
联立(1)(2)可得。
45.(山东卷)已知a1=2,点(an,an+1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中=1,2,3,…
1) 证明数列{lg(1+an)}是等比数列;
2) 设tn=(1+a1) (1+a2) …1+an),求tn及数列{an}的通项;
3) 记bn=,求{bn}数列的前项和sn,并证明sn+=1.
解:(ⅰ由已知,
两边取对数得。
即。是公比为2的等比数列。
ⅱ)由(ⅰ)知。
由(*)式得。又。又。
48.(上海卷)已知有穷数列共有2项(整数≥2),首项=2.设该数列的前项和为,且=+2(=1,2,┅,2-1),其中常数>1.
1)求证:数列是等比数列;
2)若=2,数列满足=(=1,2,┅,2),求数列的通项公式;
3)若(2)中的数列满足不等式4,求的值.
1) [证明] 当n=1时,a2=2a,则=a; 2≤n≤2k-1时, an+1=(a-1) sn+2, an=(a-1) sn-1+2,an+1-an=(a-1) an, ∴a, ∴数列是等比数列。
(2) 解:由(1) 得an=2a, ∴a1a2…an=2a=2a=2,bn= (n=1,2,…,2k).
3)设bn≤,解得n≤k+,又n是正整数,于是当n≤k时, bn<;
当n≥k+1时, bn>. 原式=(-b1)+(b2)+…bk)+(bk+1-)+b2k-)
(bk+1+…+b2k)-(b1+…+bk) =
当≤4,得k2-8k+4≤0, 4-2≤k≤4+2,又k≥2, ∴当k=2,3,4,5,6,7时,原不等式成立。
52.(天津卷)已知数列满足,并且。
为非零参数,).
1)若成等比数列,求参数的值;
2)当时,证明;
当时,证明。
)解:由已知,且。
若、、成等比数列,则,即。 而, 解得。
)证明:由已知及,可得由不等式的性质,有。
另一方面,
因此,故。)证明:当时,由()可知。
又由()则
从而因此。53.(天津卷)已知数列满足,并且(为非零参数,).
ⅰ)若成等比数列,求参数的值;
ⅱ)设,常数且.证明.
i)解:由已知且。
若、、成等比数列,则即而解得。
ii)证明:设由已知,数列是以为首项、为公比的等比数列,故则
因此,对任意
当且时,所以。
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