高中数列知识点总结
1. 等差数列的定义与性质
定义:(为常数),
等差中项:成等差数列 前项和
性质:是等差数列
(1)若,则
(2)数列仍为等差数列,仍为等差数列,公差为;(3)若三个成等差数列,可设为
(4)若是等差数列,且前项和分别为,则
(5)为等差数列(为常数,是关于的常数项为0的二次函数)
的最值可求二次函数的最值;或者求出中的正、负分界项,
即:当,解不等式组可得达到最大值时的值.
当,由可得达到最小值时的值.
(6)项数为偶数的等差数列,有
,.
(7)项数为奇数的等差数列,有
,,.
2. 等比数列的定义与性质
定义:(为常数,),.
等比中项:成等比数列,或. 前项和:
性质:是等比数列(1)若,则
(2)仍为等比数列,公比为.
注意:由求时应注意什么?时,;时,.
3.求数列通项公式的常用方法 (1)求差(商)法
如:数列,,求
解时,,∴ ①
时, ②
①—②得:,∴,∴
[练习]数列满足,求
注意到,代入得 又,∴是等比数列,
时,
(2)叠乘法
如:数列中,,求
解,∴又,∴.
(3)等差型递推公式
由,求,用迭加法
时,两边相加得
∴
[练习]数列中,,求()
(4)等比型递推公式
(为常数,)
可转化为等比数列,设
令,∴,∴是首项为为公比的等比数列
∴,∴
(5)倒数法
如:,求
由已知得:,∴
∴为等差数列,,公差为,∴,
∴
(公式法、利用、累加法、累乘法.构造等差或等比或、待定系数法、对数变换法、迭代法、数学归纳法、换元法)
4. 求数列前n项和的常用方法
(1) 裂项法
把数列各项拆成两项或多项之和,使之出现成对互为相反数的项.
如:是公差为的等差数列,求
解:由
∴
[练习]求和:
(2)错位相减法
若为等差数列,为等比数列,求数列(差比数列)前项和,可由,求,其中为的公比.
如: ①
②
①—②
时,,时,
(3)倒序相加法
把数列的各项顺序倒写,再与原来顺序的数列相加.
相加
[练习]已知,则
由
∴原式
第六章
二、重难点击数列
本章重点:数列的概念,等差数列,等比数列的定义,通项公式和前n项和公式及运用,等差数列、等比数列的有关性质。注重提炼一些重要的思想和方法,如:观察法、累加法、累乘法、待定系数法、倒序相加求和法、错位相减求和法、裂项相消求和法、函数与方程思想、分类与讨论思想、化归与转化思想等。
知识网络
四、数列通项an与前n项和Sn的关系
n
1.Sn=a1+a2+a3+?+an=∑ai
i=1
2.a?S1n=1
n=??Sn?Sn?1n≥2
课前热身
3.数列{an}的通项公式为an=3n2?28n,则数列各项中最小项是(B)
A.第4项B.第5项C.第6项D.第7项
4.已知数列{aa2
n}是递增数列,其通项公式为n=n+λn,则实数λ的取值范围是(?3,+∞)
5.数列{an}的前n项和Sn=n2?4n+1,,则a??2n=1
n=??2n?5n≥2
1
题型一归纳、猜想法求数列通项
【例1】根据下列数列的前几项,分别写出它们的一个通项公式
⑴7,77,777,7777,…
⑶1,3,3,5,5,7,7,9,9…解析:⑴将数列变形为7777×(10?1),(102?1),(103?1),?,(10n?1)9999
⑶将已知数列变为1+0,2+1,3+0,4+1,5+0,6+1,7+0,8+1,9+0,…。可得数列的通项公式为
1+(?1)n
an=n+2
点拨:本例的求解关键是通过分析、比较、联想、归纳、转换获得项与项数的一般规律,从而求得通项。题型二应用a?S1(n=1)
n=??Sn?Sn?1(n≥2)求数列通项
例2.已知数列{an}的前n项和Sn,分别求其通项公式.
⑴Sn=3n?2
解析:⑴当n=1时,a1=S1=31?2=1,
当n≥2时,ann?1
n=Sn?Sn?1=(3?2)?(3?2)
=2?3n?1
又a?1(n=1)
1=1不适合上式,故an=??2?3n?1(n≥2)
三、利用递推关系求数列的通项
【例3】根据下列各个数列{an}的首项和递推关系,求其通项公式⑴a1
1=2,an+1=an+1
4n2?1
解析:⑴因为a1
n+1=an+4n2?1,所以
a=1111
n+1?an4n2?1=2(2n?1?2n+1所以aa111
2?1=2(1?3)
a=111
3?a22(3?5a?a111
43=2(5?7)
2
…,…,
111an?an?1=(?)22n?32n?1
以上(n?1)个式相加得
11(1?)22n?1
14n?3即:an=1?=4n?24n?2an?a1=
点拨:在递推关系中若an+1=an+f(n),求an用累加法,若an+1=f(n),求an用累乘法,若anan+1=pan+q,求an用待定系数法或迭代法。课外练习
3设an=111?++?+,(n∈N),则an+1与an的大小关系是(C)n+1n+22n+1
B.an+1=A.an+1>an
C.an+1<
解:因为ananD.不能确定111+?2n+22n+3n+1
11=?<02n+32n+2an+1?an=
所以an+1<
二、填空题an,选C.
??2,(n=1)则an=?n2?4n+1,?2n?5,(n≥2)5.已知数列{an}的前n项和Sn=
7.已知数列{an}的通项n?98(n∈N?),则数列{an}的前30项中最大项和最小项分别是a10,a9n?99
解:构造函数y=x??=1+x?99x?99由函数性质可知,函数在(?∞99)上递减,且y<1函数在(99,+∞)上递增且y>1
3
又∈(9,10)
∴a10>a11>a12>?>a30>1>a1>a2>?三、解答题
>a9
∴a10最大,a9最小
6.2等差数列
知识要点
2.递推关系与通项公式
递推关系:an+1?an=d通项公式:an=a1+(n?1)d推广:an=am+(n?m)d变式:a1=an?(n?1)d;
d=an?a1
n?1d=an
?amn?m
特征:an=dn+(a1?d),
即:an=f(n)=kn+m,(k,m为常数)
an=kn+m,(k,m为常数)是数列{an}成
等差数列的充要条件。3.等差中项:
若a,b,c成等差数列,则b称a与c的等差中项,且b=
a+c
2
;a,b,c成等差数列是2b=a+c的充要条件。4.前n项和公式
S(a1
+an)nn(n=2;Snan?1)d
n=1+2
特征:Sdn=
2n2+(ad
1?2)n,即S2n=f(n)=An+BnS2
n=An+Bn
(A,B为常数)
是数列{an}成等差数列的充要条件。
5.等差数列{an}的基本性质(其中m,n,p,q∈N?
)
⑴若m+n=
p+q,则am+an=ap+aq反
之,不成立。
⑵an?am=(n?m)d⑶2an=
an?m+an+m
⑷Sn,S2n?Sn,S3n?S2n仍成等差数列。6.判断或证明一个数列是等差数列的方法:
①定义法:
an+1?an=d(常数)(n∈N?)?{an}是等
差数列
②中项法:
2an+1=an+an+2
(n∈N?)?{an}是等差数
列
③通项公式法:
an=kn+b
(k,b为常数)?{an}是等差数
列
④前n项和公式法:
Sn=An2+Bn
(A,B为常数)?{an}是等
差数列课前热身
2.等差数列{an}中,
a4+a6+a8+a10+a12=120,
则a1
9?3
a11的值为(C)
A.14
B.15
C.16
D.17
解a13a1
9?11=a9?3(a9+2d)
=23(a?d)=2212093a8=3?5
=164
。
3.等差数列{an}中,a1>0,S9=S12,则前或11项的和最大。解:∵S9=
S12,S12?S9=0
∴a10+a11+a12=0,∴3a11=0,∴a11=0,又a1>0
∴{an}为递减等差数列∴S10=
S11为最大。
4.已知等差数列{an}的前10项和为100,前100项和为10,则前110项和为-110解:∵
S10,S20?S10,S30?S20,?,S110?S100,?
成等差数列,公差为D其首项为
S10=100,前10项的和为S100=10∴100×10+10×9
2
×D=10,∴D=?22又S110
?S100=S10+10D
∴S110=100+10+10(??22)=?110
y=50n?98??
n??12n+(n?1)?2×4?
?
=?2n2+40n?98=?2(n?10)2+102所以当n=10时,ymax=102
6.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知
a3=12,S12>0,S13<0
①求出公差d的范围,
②指出S1,S2,?,S12中哪一个值最大,并说明理由。
dan=f(n)nanSn{an}"n≥2"
解:①S12=6(a1+a12)=6(a3+a10)
=6(2a3+7d)>0
∴24+7d>0∴d>?
247
又S13(a1+a13)13=
2=13
2(a3+a11)=13
2
(2a3+8d)<0∴24+8d<0∴d<?3
从而?24
7
<d<?3
②
∵S12=6(a6+a7)>0
S13=13a7<0∴a7<0,a6>0
∴S6最大。
课外练习一、选择题
1.已知{an}数列是等差数列,a10=10,其前10
项的和S10=70,则其公差d等于(D)
A.?23
B.?
13C13
D23
2.已知等差数列
{an}
中,
a7+a9==16,a4=1,则a12等于(A)
A.15
B.30
C.31
D.64
解:∵a7+a9=a4+a12
∴a12=15
二、填空题3.设
Sn为等差数列{an}的前n项和,
S4=14,S10?S7=30,则S9=54
4.已知等差数列
{an}的前n项和为Sn,若
S12=21,则a2+a5+a8+a11=
5
5.设F是椭圆x2y2
7+6
=1的右焦点,且椭圆上至
少有21个不同点
Pi(i=1,2,?)使P1FP2FP3F,?
组成公差为
d的等差数列,则d的取值范围为
????110,0???∪???01?10?
解:椭圆的焦点F到椭圆上的点最大、最小距离分别为(+1)?1),由题意得:
7?1)+(n?1)d=7+1∴d=
2
n?1∵n?1≥20
∴d≤1
10d≠0
∴?110≤d<0或0<d≤
110三、解答题6.等差数列
{an}的前n项和记为Sn,已知
a10=30,a20=50
①求通项an;②若Sn=242,求n解:an=a1+(n?1)d
a10=30,a20=50解方程组??a1
+9d=30
?a1+19d=50
∴??a1=12?d=2
∴an=2n+10由Sn=
na1+
n(n?1)d
2
,Sn=242∴12n+
n(n?1)
2
?2=242解得n=11或n=?22(舍去)
7.甲、乙两物体分别从相距70m的两处同时相向运
动,甲第一分钟走2m,以后每分钟比前一分钟多
走1m,乙每分钟走5m,①甲、乙开始运动后几分钟相遇?②如果甲乙到对方起点后立即折返,甲继续每分钟比前一分钟多走1m,乙继续每分钟走5m,那么,开始运动几分钟后第二次相遇?解:①设n分钟后第一次相遇,依题意有:
2n+
n(n?1)
2
+5n=70解得n=7,n=?20(舍去)故第一次相遇是在开始运动后7分钟。②设n分钟后第二次相遇,则:
2n+
n(n?1)
2
+5n=3×70解得n=15,n=?28(舍去)故第二次相遇是在开始运动后15分钟10.已知数列
{an}
中,
a1=3,前n和
Sn=
1
2
(n+1)(an+1)?1①求证:数列{an}是等差数列②求数列{an}的通项公式
③设数列?
1?
a?的前n项和为Tn,是否存在实
?nan+1?
数M,使得Tn≤
M对一切正整数n都成立?若存
在,求M的最小值,若不存在,试说明理由。解:①∵Sn=
1
2
(n+1)(an+1)?1∴S1
n+1=2
(n+2)(an+1+1)?1∴an+1=Sn+1?Sn
=
1
2
[(n+2)(an+1+1)?(n+1)(an+1)]整理得,nan+1=(n+1)an?1
∴(n+1)an+2=(n+2)an+1?1∴(n+1)an+2?nan+1=(n+2)an+1?(n+1)an∴2(n+1)an+1=(n+1)(an+2+an)∴2an+1=an+2+an
∴数列{an}为等差数列。
6
②a1=3,nan+1=(n+1)an?1
∴a2=2a1?1=5∴a2?a1=2
即等差数列{an}的公差为2∴an=a1+(n?1)d=3+(n?1)?2=2n+1
③∵
11
=
anan+1(2n+1)(2n+3)
1?11?
???
2?2n+12n+3?
1111111
∴Tn=(?+?+?+?235572n+12n+3111=(?232n+3
1
又当n∈N?时,Tn<
6=
要使得Tn≤
M对一切正整数n恒成立,只要M≥
1
,所以存在实数M使得Tn≤M对一切正整数n6
都成立,M的最小值为
1。6
6.3等比数列
知识要点
1.定义:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,记为
①若m+n=p+q,则am?an=ap?aq反之不真!
②q
n?m
q,(q≠0)。
2.递推关系与通项公式
=
an2
,an=an?m?an+m(n∈N?)am
递推关系:an+1=qan通项公式:an=a1?qn?1推广:an=am?qn?m
3.等比中项:若三个数a,b,c成等比数列,则称b为
③{an}为等比数列,则下标成等差数列的对应项成等比数列。
④
q≠?1时,Sn,S2n?Sn,S3n?S2n,?仍
成等比数列。
6.等比数列与等比数列的转化①{an}是等差数列?等比数列;②
a与c的等比中项,且为b=±ac,注:b2=ac
是成等比数列的必要而不充分条件。4.前n项和公式
{c}
an
(c>0,c≠1)是
(q=1)?na1
?n
Sn=?a1(1?q)a1?anq
=
?1?q?1?q
{an}
是正项等比数列
(q≠1)
?{logcan}
(c>0,c≠1)是等差数列;
③{an}既是等差数列又是等比数列?
?
{an}是各
7
5.等比数列的基本性质,(其中m,n,p,q∈N)
项不为零的常数列。
7.等比数列的判定法①定义法:
an+1
a=q(常数)?{an}为等比数列;n
②中项法:a2
n+1=an?an+2
(an≠0)?{an}为
等比数列;
③通项公式法:an=
k?qn(k,q为常数)?{an}
为等比数列;④前
n项和法:
Sn=k(1?qn)(k,q为常数)?{an}为等比数
列。
1.设f(n)=2+24+27+2
10
+?+23n+10
(n∈N?),则f(n)等于(D)A2(8n?1)B2(8n+177?1)C27(8n+3?1)D27
(8n+4?1)2.已知数列
{an}
是等比数列,且
Sm=10,S2m=30,则S3m=猜想:{b1
n}是等比数列,公比为2。证明如下:∵bn+1
=a111
2n+1?4=2a2n?
4
=
12(a+11
2n?14)?4=12(a112n?1?4=2bn
即:
bn+1b=12,∴{b1
n}是首项为a?4
,公比n为1
2
的等比数列。二、性质运用例
2:⑴在等比数列
{an}
中,
a1+a6=33,a3a4=32,an>an+1
①求an,
②若Tn=lga1+lga2+?+lgan,求Tn⑵在等比数列{an}中,若a15=0,则有等式
a1+a2+?+an=a1+a2+?+a29?n
(n<29,n∈N?)成立,类比上述性质,相应的
在等比数列{bn}中,若b19=1则有等式立。
解:⑴①由等比数列的性质可知:
a1?a6=a3?a4=32
又a1+a6=33,a1>a6
解得a1=32,a6=1
所以a6a=132,即q5=1132,∴q=
12所以a?(1
n=32)n?1=26?n
2
②由等比数列的性质可知,{lgan}是等差数列,因为
lgan=lg26?n=(6?n)lg2,lga1=5lg2所以Ta1+lgan)nn=
(lg2=n(11?n)
2
lg2
⑵由题设可知,如果
am=0在等差数列中有
a1+a2+?+an=a1+a2+?+a2m?1?n
(n<2m?1,n∈N?)成立,我们知道,如果
若m+n=p+q,则am+an=ap+aq,而对于
等
比
数
列
{bn}
,则有
若m+n=p+q,则am?an=ap?aq所以可以得
出结论,若
bm=1,则有b1b2?bn=b1b2?b2m?1?n
(n<2m?1,n∈N?)成立,在本题中
8
则有b1b2?bn=b1b2?b37?n(n<37,n∈N?)
点拨:历年高考对性质考查较多,主要是利用“等积性”,题目“小而巧”且背景不断更新,要熟练掌握。典例精析
一、错位相减法求和例1:求和:S1n=a+23n
a2+a3+?+a
n解:⑴
a=1时,S+3?+n=
n(n+1)
n=1+22
⑵a≠1时,因为a≠0
Sn=
1a+23na2+a3+?+an①112aSn?1nn=a2+a3+?+an+a
n+1②
由①-②得:
(1?1a)S=111nna+a2+?+an?a
n+1
11a(1?=n?n1?1an+1a
所以Sa(an?1)?n(a?1)
n=
an(a?1)2综上所述,
?n?(n+1)?2(a=1)
Sn=??a(an
?1)?n(a?1)??
an(a?1)2a≠1)
点拨:①若数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,
则求数列{an?bn}的前n项和时,可采用错位相减法;
②当等比数列公比为字母时,应对字母是否为1进行讨论;③当将Sn与q
Sn相减合并同类项时,注意错
位及未合并项的正负号。二、裂项相消法求和
例2:数列
{an}
满足
a1
=8,
a4=2,且an+2?2an+1+an=0(n∈N?)
①求数列{an}的通项公式;则d
=
a4?a1
4?1
=?2所以,an=8+(n-1)×(-2)=―10-2n
b11
n=n(14?a=
n)2n(n+2)
=
14(1n?1
n+2)所以
②Tn=b1+b2+?+bn
=
1?4??(11?13+(12?14)+?+(11?n?n+2??=14(1+1112?n+1?n+2=38?14(n+1)?1m4(n+2)>32对一切n∈N?恒成立。
∴m<12?
8n+1?8
n+2
对一切n∈N?恒成立。对n∈N?,(12?88
n+1?n+2)min=
12?8816故1+1?1+2=
3所以m<
16
3
m的最大整数值为5。
点拨:①若数列
{an}
的通项能转化为
f(n+1)?f(n)的形式,常采用裂项相消法求和。
②使用裂项消法求和时,要注意正负项相消时,消去了哪些项,保留了哪些项。三、奇偶分析法求和例3:设二次函数f(x)=
x2+x,当x∈[n,n+1]
9
1.在等差数列{an}中,a1=1,前n项和Sn满足
(1?p)Tn=p+p2+?+pn?npn+1
S2n4n+2
=n=1,2,?Snn+1
①求数列{an}的通项公式②记bn=anpan
p(1?pn)
=?npn+1
1?p
p(1?pn)npn+1
所以Tn=?2
1?p(1?p)n(n+1)?
??2即:Tn=?n
p(1?p)npn+1??(p=1)(p≠1)
(p>0),求数列{bn}的前n
项和Tn。
解:①设数列
{an}
的公差为
d,S2n4nS=+2
n+1n=1,2,?n得
a1+a2
a=3,所以a2=21
即d=a2?a1=1
又4n+2S2n
n+1=
Sn(an+nd+a1)2n
=
(an+a1)n
2
=
2(an+n+1)an+1
所以an=n②由ban=anpn
(p>0),有bn
n=np所以T3n=
p+2p2+3p+?+npn
①
当p=1时,Tn(n+1)
n=
2当p≠1时,
pTn=p2+2p3+?+(n?1)pn+npn+1②
①-②得
??
(1?p)21?p课外练习
1.数列
{an}
的前
n项和为Sn,若
a1
n=
n(n+1)
,则S5等于(B)
A.1B.
516
C.
6D.1
30
解:因为a=111
nn(n+1)=n?
n+1所以S111111
5=(1?2)+(2?3+?+(5?6)
=56
4.
f(x)的定义域为R,且f(x)是以2为周期的
周期函数,数列{an}是首项为a(a∈N?),公差为1的等差数列,那么f(a1)+f(a2)+?+f(a10)的
值为(C)
A.-1
B.1
C.0
D.10a
解:因为函数f(x)的定义域为R,且f(x)是以2为周期的周期函数,所以
f(0)=0,且f(x+2)=f(x)
又数列{an}是首项为a,公差为1的等差数列
10
由
所以an=a+n?1,又a∈N?f(a?f(a)(n为奇数)
n)=?
?f(a+1)(n为偶数)
所以f(a1)+f(a2)+?+f(a10)
=5f(a)+5f(a+1)=5[f(0)+f(1)]=5f(1)又f(?1)f(?1+2)=f(1)所以?f(1)=f(1)
即f(1)=0
故原式=0,选C。二、填空题
5.设等比数列{an}的公比与前n项和分别为q和
Sn,且q≠1,S10=8,则
S20
1+q
10
=8
a1(1?q10)
1?2=8
S20a1(1?q20∴1+q10=)(1+q10)(1?q)
=8方法二、S20=S10+a11+a12+?+a20
=S1010+qS10=S10(1+q10)所以
S20
1+q10
=S10=8
6.数列{an}满足an=
12nn+1+n+2+?+n+1
又b=
2n,则数列
a{bn}的前n项和为
8nnan+1
解:a1n=
n+1(1+2+?+n)=n2b28n=a=11nan+1n(n+1)=8(n?n+1
)所以b1+b2+?+b=8?11
1n
111??(1?2+(2?3)+?+(n??n+1?
=8?
1?
??1??8nn+1??=n+1
7.数列11xxxxxxxxxxxx4444
,?的前100项的和为13
914
。(n∈N?
)11
典例精析
一、函数与数列的综合问题
例1:已知f(x)=logax(a>0且a≠1),
设f(a1),f(a2),?,f(an)(n∈N?)
是首项为4,公差为2的等差数列。
①设a是常数,求证:{an}成等差数列;
②若bn=anf(an),{bn}的前n项和是Sn,当a=2时,求Sn
解:①f(an)=4+(n?1)×2=2n+2,
即logaan=2n+2,所以an=a2n+2
ana2n+2
所以=2n=a2(n≥2)为定值an?1a
所以{an}为等比数列。
②bn=anf(an)
=a2n+2logaa2n+2=(2n+2)a2n+2
当a=2时,
bn=(2n+2)?()2n+2=(n+1)?2n+2
Sn=2?23+3?24+4?25+?+(n+1)?2n+2
2Sn=2?24+3?25+?+n?2n+2+(n+1)?2n+3点拨:本例是数列与函数综合的基本题型之一,特两式相减得
?Sn=2?23+24+25+?+2n+2?(n+1)?2n+3
24(1?2n?1)=16+?(n+1)?2n+3
1?2
所以Sn=n?2n+3
征是以函数为载体构建数列的递推关系,通过由函数的解析式获知数列的通项公式,从而问题得到求解。1.已知正项数列{an}的前n项和为Sn,
①求证:数列{an}是等差数列;②若bn=1Sn是与(an+1)2的等比中项,4an,数列{bn}的前n项和为Tn,求Tn2n
?Tn+λ?为等比数列?若存在,试求出λ;若不存在,说明理由。a?n+2?③在②的条件下,是否存在常数λ,使得数列?
解:①1Sn是与(an+1)2的等比中项,4
12
1(an+1)2
4
1当n=1时,a1=(a1+1)2,∴a1=14
1当n≥2时,Sn?1=(an?1+1)2
4
所以an=Sn?Sn?1所以Sn=
122(an?an?1+2an?2an?1)4
即(an+an?1)(an?an?1?2)=0=
因为an>0,所以an?an?1?2=0
即:an?an?1=2
所以数列{an}是等差数列。②Tn=3?2n+3
2n
Tn+λ2n+31=(3?+λ)×an+22n2n+3
=3+λ1?n2n+32
?Tn+λ??为等比数列。
?an+2?所以当且仅当3+λ=0,即λ=-3时,数列
2.已知在正项数列{an}中,a1=2,且
22在双曲线y?x=1上,An(anan+1)
数列{bn}中,
点(bn,Tn)在直线1y=?x+1上,其中Tn是数列{bn}的前n项和,①求数列{an}的通项公式;②求证:数列{bn}是2
等比数列。③若Cn=an?bn,求证:Cn+1<Cn。解:①由已知带点An(在y2?x2=1上知,anan+1)
an+1-an=1,所以数列{an}是以2为首项,以1为公差的等差数列。
所以an=a1+(n?1)d=n+1
②因为点(bn,Tn)在直线y=?1x+1上,2
13
1所以Tn=?bn+121所以Tn?1=?bn?1+12两式相减得:
11bn=Tn?Tn?1=?bn+bn?122
1所以bn=bn?1,312令n=1得b1=?b1+1,所以b1=232所以{bn}是一个以为首项,31以为公比的等比数列。3212所以bn=?(n?1=n333
③Cn=an?bn=(n+1)?2
3n
2
3n+1?(n+1)23n所以Cn+1?Cn=(n+2)?
=2?(?2n?1)<03n+1
所以Cn+1<Cn
一、选择题
2n{a}a>0,n=1,2,?a?a=2(n≥3),则当n≥1时,nn52n?51.(2009广东卷理)已知等比数列满足,且
log2a1+log2a3+?+log2a2n?1=
A.n(2n?1)2B.(n+1)2C.n2D.(n?1)
22nna?a2n?5=22n(n≥3)a=2a>0a=25nnn【解析】由得,,则,log2a1+log2a3+???+
log2a2n?1=1+3+???+(2n?1)=n2
,选C.
答案C
2.(2009辽宁卷理)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S6S3=3,则S9S6=
A.2B.73C.83D.3
S6(1+q3)S3=SS3【解析】设公比为q,则3=1+q3=3?q3=2
14
于是
【答案】B
S91+q3+q61+2+47===S61+q31+23
?an
?,当an为偶数时,an+1=?2
?a=m{a}a=1,则m所有?3an+1,当an为奇数时。14.(2009湖北卷理)已知数列n满足:1(m为正整数),若6
可能的取值为__________。
答案4532
a解析(1)若a1aa1=m为偶数,则2为偶,故2=m
2 a2m3=2=4mamm
m
4=8??????a6=
32=1?m=32①当4仍为偶数时,
故
323
mm+1
②当4a=3a=3为奇数时,43+14m+1??????a6=43
m+1故4=1得m=4。
am+1
(2)若
a1=m为奇数,则a2=3a1+1=3m+1为偶数,故3=
32必为偶数
??????a3m+13m+1
6=
16,所以16=1可得m=5
16.(2009陕西卷文)设等差数列{an}的前n项和为sn,若a6=s3=12,则an=
解析:由a6=s3=12可得{an}的公差d=2,首项a1=2,故易得an=2n.
答案:2n
{lim
S17.(2009陕西卷理)设等差数列a}的前n项和为Sn,若a6=Sn
n3=12,则
n→∞n2=解析:??a6=12?a1+5d=12?a1=2Snn+1?s3=12???a1
+d=12???d=2?Sn=n(n+1)?n2=n?limSnn→∞n2=limn+1
n→∞n=1答案:1
a=1,a=1n+1
22.(2009全国卷Ⅰ理)在数列{an}中,
1n+1(1+n)an+2n.
.
15
ban
(I)设n=n,求数列{bn}的通项公式
(II)求数列{an}的前n项和Sn
an+1=an+11
分析:(I)由已知有n+1n2n∴bn+1?bn=2n
{bb
利用累差迭加即可求出数列n}的通项公式:n=2?1
2n?1(n∈N*)
a2n?n
(II)由(I)知n=2n?1,
n
∴Sn=∑(2k?knn=k=12∑(2k)?
k=1∑kk?1kk?1=12
nn
n(n+1)
而∑(2k)=k=1,又∑kk=12k?1是一个典型的错位相减法模型,∑nk
kk?1=4?n+2易得=122n?1∴S+n+2?4
n=n(n+1)2n?1
23.(2009北京理)已知数集A={a1,a2,?an}(1≤a1<a2<?an,n≥2)具有性质P;对任意的
aj
i,j(1≤i≤j≤n),aiaj与ai两数中至少有一个属于A.
(Ⅰ)分别判断数集{1,3,4}与{1,2,3,6}是否具有性质P,并说明理由;
a1+a2+?+an=an
(Ⅱ)证明:a1=1?1+a?1?1
,且a12+?+an;
(Ⅲ)证明:当n=5时,a1,a2,a3,a4,a5成等比数列.
【解析】本题主要考查集合、等比数列的性质,考查运算能力、推理论证能力、分
分类讨论等数学思想方法.本题是数列与不等式的综合题,属于较难层次题.
4
(Ⅰ)由于3×4与3均不属于数集{1,3,4},∴该数集不具有性质P.1×2,1×3,1×6,2×3,661236
由于2,3,1,2,3,6都属于数集{1,2,3,6},
∴该数集具有性质P.
16
an
A={a1,a2,?an}aaa(Ⅱ)∵具有性质P,∴nn与n中至少有一个属于A,由于1≤a1<a2<?<an,∴anan>an,故anan?A.1=
从而
∵an∈Aa=1.an,∴11=a1<a2<?<an,∴akan>an,故akan?A(k=2,3,?,n).
an∈A(k=1,2,3,?,n)
由A具有性质P可知ak.anaaa<n<?<n<n
a2a1,又∵anan?1
anaaa=1,n=a2,?n=an?1,n=anan?1a2a1∴an,anaaa=n+?+n+n=a1+a2+?+an?1+anaan?1a2a1从而n,a1+a2+?+an=an?1?1?1a+a+?+a2n∴1.
a5a=a2,5=a32a=aa=aaan=5524343(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当时,有,即,
∵1=a1<a2<?<a5,∴a3a4>a2a4=a5,∴a3a4?A,
a4∈A
由A具有性质P可知a3.
a3a4a3a4a3=∈A1<=a==a222a2a4=a3aa3a2aa2,得2,且,∴3,a5a4a3a2====a2a,a,a,a,aaaaaa321∴4,即12345是首项为1,公比为2成等比数列.
Tn表示关于x的一元二次方程x2+2ax+b=0有实数根的有序数组(a,b)的
a,b∈{1,2,?,n}(a和b可以相等),记25(2009江苏卷)对于正整数n≥2,用组数,其中a,b∈{1,2,?,n}(a和b可以相等);对于随机选取的Pn为关于
x的一元二次方程x2+2ax+b=0有实数根的概率。
17
(1)求Tn2和Pn2;
(2)求证:对任意正整数n≥2
,有Pn>1.
【解析】[必做题]本小题主要考查概率的基本知识和记数原理,考查探究能力。满分10
分。
29.(2009江西卷理)各项均为正数的数列{an},a1=a,a2=b,且对满足m+n=p+q的正整数m,n,p,q都有
ap+aqam+an=.(1+am)(1+an)(1+ap)(1+aq)
14a=,b=25时,求通项an;(1)当
1≤an≤λ.aanλ(2)证明:对任意,存在与有关的常数,使得对于每个正整数,都有λ
解:(1)由ap+aqam+an=(1+am)(1+an)(1+ap)(1+aq)得
a1+ana2+an?1=.a=1,a=4
(1+a1)(1+an)(1+a2)(1+an?1)将1225代入化简得
an=2an?1+1.an?1+2
1?an11?an?1=?,1+a31+ann?1所以
18
{1?an
故数列1+an为等比数列,从而
1?an
+a=1n
n,a=3?1
1.
n3即n3n+1
a3n?1
可验证,n=3n+1满足题设条件.
am+an
(2)由题设(1+am)(1+an)的值仅与m+n有关,记为bm+n,b=a1+ana+an
n+1
则(1+a=.
1)(1+an)(1+a)(1+an)
f(x)=a+x
(1+a)(1+x)(x>0)
考察函数,则在定义域上有
??1
1+a,a>1
?
f(x)≥g(a)=??1,a=1
?2
??a
?1+a,0<a<1
故对n∈N*,bn+1≥g(a)恒成立.bn
2n=2a
(1+a2≥g(a)
又n),0<g(a)≤1
注意到2,
解上式得
=≤an≤λ=1
取λ≤a≤λ.
,即有n.
30.(2009湖北卷理)已知数列{an}S1n的前n项和n=?an?(2)?1+2
(n为正整数)。
(Ⅰ)令bn=2nan,求证数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式;
cn+1
na5n
(Ⅱ)令n=n,Tn=c1+c2+........+cn试比较Tn与2n+1的大小,并予以证明。
Sa11+21解(I)在n=?n?(2n?
中,令n=1,可得S1=?a=aa=
n?1+21,即12
19
n≥2Sa12+2,∴aa1
时,n?1=?n?1?()n?
n=Sn?Sn?1=?n+an?1+()n?1
当22,∴2a=a1?1
nn?1+(2n,即2nan=2n?1an?1+1
.
∵bn
n=2an,∴bn=bn?1+1,即当n≥2时,bn?bn?1=1.
又b1=2a1=1,∴数列{bn}是首项和公差均为1的等差数列.bn=1+(n?1)?1=n=2nan,∴an=n
于是2n.
cn+1
(II)由(Ina1
)得n=n=(n+1)(2)n
,所以
T=2×1+3×(12+4×(11
n23+K+(n+1)(2)n
22
1
2T1111
n=2×(22+3×(23+4×(24+K+(n+1)(2)n+1
1T+(12+(13+K+(1n?(n+1)(1
n=1n+1
由①-②得22222
1[1?(1)n?1]
=1+?(n+1)(1)n+13n+3
1?12=2?2n+1
2
∴Tn+3
n=3?2n
T?5nn+35n(n+3)(2n?2n?1)
n2n+1=3?2n?2n+1=2n(2n+1)
T5n
于是确定n与2n+1的大小关系等价于比较2n与2n+1的大小由2<2×1+1;22<2×2+1;23<2×3+1;24<2×4+1;25<2×5;K可猜想当n≥3时,2n>2n+1.证明如下:
证法1:(1)当n=3时,由上验算显示成立。
(2)假设n=k+1时2k+1=2g2k>2(2k+1)=4k+2=2(k+1)+1+(2k?1)>2(k+1)+1所以当n=k+1时猜想也成立
综合(1)(2)可知,对一切n≥3的正整数,都有2n>2n+1.
20
证法2:当n≥3时
012n?1n01n?1n2n=(1+1)n=Cn+Cn+Cn+K+Cn+Cn≥Cn+Cn+Cn+Cn=2n+2>2n+1
综上所述,当n=1,2时Tn<5n5nTn>2n+1,当n≥3时2n+1
31.(2009四川卷文)设数列
(I)求数列{an}的前n项和为Sn,a=5Sn+1成立,对任意的正整数n,都有n记bn=4+an(n∈N*)1?an。{an}与数列{bn}的通项公式;
{bn}的前n项和为Rn,是否存在正整数k,使得Rn≥4k成立?若存在,找出一个正整数k;若不存在,
Tn<3
2;(II)设数列请说明理由;(III)记cn=b2n?b2n?1(n∈N),设数列{cn}的前n项和为Tn,求证:对任意正整数n都有*
解(I)当n=1时,
又a1=5S1+1,∴a1=?14∵an=5Sn+1,an+1=5Sn+1+1
∴an+1?an=5an+1,即an+11=?an4
11q=?4,公比为4的等比数列,∴数列{an}是首项为a1=?
14+(?)n
(n∈N*)bn=11an=(?)n1?(?)n
4,4∴
(II)不存在正整数k,使得…………………………………3分Rn≥4k成立。
14+(?)n5=4+bn=n1n(?4)?11?(?)4证明:由(I)知
552015×16k?40∵b2k?1+b2k=8++=8+k?k=8?k<8.2k?12kk(?4)?1(?4)?116?116+4(16?1)(16+4)5
?n=2m(m∈N)∴当n为偶数时,设
21
∴Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+?+(b2m?1+b2m)<8m=4n
当n为奇数时,设n=2m?1(m∈N?)
∴Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+?+(b2m?3+b2m?2)+b2m?1<8(m?1)+4=8m?4=4n∴对于一切的正整数n,都有Rn<4k
∴不存在正整数k,使得Rn≥4k成立。…………………………………8分
b5
n=4+
(III)由(?4)n?1得
5515×16n15×16n
c15×16n15n=b2n?1+b2n=42n?1+42n?1+1=(16n?1)(16n+4)=(16n)2+3×16n?4<(16n)2=16nb13
1=3,b2=3,∴c4
2=3,
3
当n=1T
时,1<2,
当n≥2时,
1[1?1n?2
T411142(]
n<3+25×(162+163+?+16n=3+25×1?1
16
1
<42
3+25×693
1?=48<2
16
32.(2009湖南卷文)对于数列{un},若存在常数M>0,对任意的n∈N*,恒有un+1?un+un?un?1+?+u2?u1≤M,则称数列{un}为B?数列.
?1
(Ⅰ)首项为1,公比为2的等比数列是否为B-数列?请说明理由;(Ⅱ)设Sn是数列{xn}的前n项和.给出下列两组判断:
A组:①数列{xn}是B-数列,②数列{xn}不是B-数列;
B组:③数列{Sn}是B-数列,④数列{Sn}不是B-数列.
请以其中一组中的一个论断为条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题.又
22
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(Ⅲ)若数列{an}是B-数列,证明:数列{a2
n}也是B-数列。
1
解:(Ⅰ)设满足题设的等比数列为{aan?1
n},则n=(?2.于是
a?a11n?2=31
nn?1=(?)n?1?(?)2×(2)n?2
22,n≥2.
|an+1?an|+|an?an?1|+?+|a2?a1|
3×??1+1+(1)2+?+(1n-1?3×?1?(1)n?
=2?222??=??2??<3.
?1
所以首项为1,公比为2的等比数列是B-数列.(Ⅱ)命题1:若数列{xn}是B-数列,则数列{Sn}是B-数列.此命题为假命题.事实上设xn=1,n∈N*,易知数列{xn}是B-数列,但Sn=n,
|Sn+1?Sn|+|Sn?Sn?1|+?+|S2?S1|=n.
由n的任意性知,数列{Sn}不是B-数列。
命题2:若数列{Sn}是B-数列,则数列{xn}不是B-数列。此命题为真命题。事实上,因为数列{Sn}是B-数列,所以存在正数M,对任意的n∈N*,有
|Sn+1?Sn|+|Sn?Sn?1|+?+|S2?S1|≤M,
即|xn+1|+|xn|+?+|x2|≤M.于是xn+1?xn+xn?xn?1+?+x2?x1≤xn+1+2xn+2xn?1+?+2x2+x1≤2M+x1,
所以数列{xn}是B-数列。
(注:按题中要求组成其它命题解答时,仿上述解法)
(Ⅲ)若数列{an}是B-数列,则存在正数M,对任意的n∈N?,有an+1?an+an?an?1+?+a2?a1≤M.因为an=an?an?1+an?1+an?2+?+a2?a1+a1
≤an?an?1+an?1?an?2+?+a2?a1+a1≤M+a1.
23
记K=M+a1,则有22an?a+1n=(an+1+an)(an+1?an)
≤(an+1+an)an+1?an≤2Kan+1?an
因此..222222an+1?an+an?an?1+...+a2?a1≤2KM
2
n{a}是B-数列.故数列
x=11x=,n∈N*
33.(2009陕西卷理)已知数列{xn}1
满足,2’n+11+xn.
(Ι)猜想数列{xn}的单调性,并证明你的结论;
|x12
(Ⅱ)证明:n+1-xn|≤(5n?1
6。
x=1及x12513
1n+1=得x2=+x4
证明(1)由21+x=,x4=
n3821
由x2>x4>x6猜想:数列{x2n}是递减数列
下面用数学归纳法证明:
(1)当n=1时,已证命题成立(2)假设当n=k时命题成立,即x2k>x2k+2
112k+3?x2k+1
2k+2?x2k+4=x
易知x2k>0x
,那么1+x?=
2k+11+x2k+3(1+x2k+1)(1+x2k+3)
x2k?x2k+2
)(1+x>0
=(1+x2k2k+1)(1+x2k+2)(1+x2k+3)
即x2(k+1)>x2(k+1)+2
也就是说,当n=k+1时命题也成立,结合(1)和(2)知,命题成立
x
(2)当n=1时,n+1?xn=x2?x1=1
6,结论成立
11
?1<1,∴1+xn?1<2,xn=
当n≥20<xn
时,易知1+x>n?12
∴(1+xn)(1+xn?1)=(1+1
1+x+x5
n?1)=2+xn?1≥n?12
∴x=11xn?xn?1
n+1?xn1+x?=
n1+xn?1(1+xn)(1+xn?1)
24
≤2222n-1xn?xn?1≤(xn?1?xn?2≤…≤()x2?x1555
12n-1=65
35.(2009天津卷理)已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),等比数列{bn}的公比为q(q>1)sabab。设n=11+22…..+anbn
若n?1Tabab)n1122,=-+…..+(-1anbn+,n∈Na1=b1=1,d=2,q=3,求S3的值;
2dq(1?q2n)
2+bST1?q12n2n若=1,证明(1-q)-(1+q)=,n∈N;
(Ⅲ)若正数n满足2≤n≤q,设k1,k2,...,kn和l1,l2,...,ln是1,2...,,n的两个不同的排列,c1=ak1b1+ak2b2+...+aknbn,
c1≠c2c2=al1b1+al2b2+...+alnbn证明。
本小题主要考查等差数列的通项公式、等比数列的通项公式与前n项和公式等基础知识,考查运算能力,推理论证能力及综合分析和解决问题的能力的能力,满分14分。
n?1*a=2n?1,b=3,n∈Nn(Ⅰ)解:由题设,可得n
所以,S3=a1b1+a2b2+a3b3=1×1+3×3+5×9=55
n?1b=qn(Ⅱ)证明:由题设可得则
S2n=a1+a2q+a3q2+.....+a2nq2n?1,
T2n=a1?a2q+a3q2?a4q3+.....?a2nq2n?1,
S2n?T2n=2(a2q+a4q3+...?a2nq2n?1)
式减去②式,得
式加上②式,得①②
S2n+T2n=2(a1+a3q2+....+a2n?1q2n?2)
式两边同乘q,得③
q(S2n+T2n)=2(a1q+a3q3+....+a2n?1q2n?1)
所以,
(1?q)S2n?(1+q)T2n=(S2n?T2n)?q(S2n+T2n)
25
=2d(q+q3+K+q2n?1)
=2dq(1?q2n)
?q,n∈N*
12
(Ⅲ)证明:c1?c2=(ak1?al1)b1+(ak2?al2)b2+K+(akn?aln)bn
=(k1?l1)db1+(k2?l2)db?1
1q+K+(kn?ln)db1qn
因为d≠0,b1≠0,所以
c1?c2=(k1?l1)+(k2?l2)q+K+(k?1
dbn?ln)qn
1
若kn≠ln,取i=n
若kn=ln,取i满足ki≠li且kj=lj,i+1≤j≤n
由(1),(2)及题设知,1<i≤n且
c1?c2=(k1?l1)+(k2?l2)q+K(k2
i?1?li?1)qi?+(ki?li)qi?1
db1
当ki<li时,得ki?li≤?1,由q≥n,得ki?li≤q?1,i=1,2,3.....i?1
即k1?l1≤q?1,(k2?l2)q≤q(q?1)…,(ki?1?li?1)qi?2≤qi?2(q?1)
又(ki?li)qi?1≤?qi?1,所以
c1?c2
db=(q?1)+(q?1)q+K(q?1)qi?2?qi?1=(q?1)1?qi?1
11?q
因此c1?c2≠0,即c1≠c2
c1?c2
当ki>l<?1
i同理可得db1,因此c1≠c2
综上,c1≠c2
37.(20xx年上海卷理)已知{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列。若an=3n+1,是否存在m、k∈N*,有am+am+1=ak?说明理由;
an+1
找出所有数列{a}=bn
n和{bn},使对一切n∈N*,an,并说明理由;
26
若a1=5,d=4,b1=q=3,试确定所有的p,使数列{an}中存在某个连续p项的和是数列{bn}中的一项,请证明。
am+am+1=ak,得6m+5=3k+1,
4
3,∵m、k∈N?,∴k?2m为整数,
......5分......2分[解法一](1)由k?2m=整理后,可得?∴不存在m、k∈N,使等式成立。
an+1a1+nd=bn=b1qn?1
(2)若a,即a1+(n?1)d,
1=b1q(ⅰ)若d=0,则
当{n?1(*)=bn。......7分an}为非零常数列,{bn}为恒等于1的常数列,满足要求。
lima1+nd=1n→∞a+(n?1)d1(ⅱ)若d≠0,(*)式等号左边取极限得,(*)式等号右边的极限只有当q=1时,才能等于1。
此时等号左边是常数,∴d=0,矛盾。
综上所述,只有当{an}为非零常数列,{bn}为恒等于1的常数列,满足要求。......10分an+1=bn,且{bn}为等比数列anan=nd+c,若【解法二】设
an+2an+1/=q,对n∈N*都成立,即anan+2=qa2
n+1
则an+1an
∴(dn+c)(dn+2d+c)?q(dn+d+c)2对n∈N*都成立,∴a2=qd2....7分
*a=c≠0,∴b=1,n∈Nnn若d=0,则
dn+d+c=m∴b=md≠0,则q=1,ndn+c若(常数)即,则d=0,矛盾an=c≠0,bn=1,使对一切n∈N*,
综上所述,有
na=4n+1,b=3,n∈N*nn(3)an+1=bnan,10分
设am+1+am+2+……+am+p=bk=3k,p、k∈N*,m∈N.
4(m+1)+1+4(m+p)+1p=3k
2,
27
3k
∴4m+2p+3=,∵p、k∈N*,∴p=35,s∈Np.
2s+2s2s+2sk=3s+2,4m=3?2×3?3=(4?1)?2×(4?1)?3?0,取13分15分
由二项展开式可得正整数M1、M2,使得(4-1)2s+2=4M1+1,
2×(4?1)s=8M2+(?1)s2,
∴4m=4(M1?2M2)?((?1)s+1)2,∴存在整数m满足要求.
故当且仅当p=3s,s∈N时,命题成立.
说明:第(3)题若学生从以下角度解题,可分别得部分分(即分步得分)若p为偶数,则am+1+am+2+……+am+p为偶数,但3k为奇数
故此等式不成立,所以,p一定为奇数。
当p=1时,则am+1=bk,即4m+5=3k,
而3k=(4-1)k
0k1k?1k?1k?1kkkC?4+C?4?(?1)+……+C?4?(?1)+C?(?1)=4M+(?1),M∈Z,kkk=k
当k为偶数时,存在m,使4m+5=3k成立1分当p=3时,则am+1+am+2+am+3=bk,即3am+2-bk,
也即3(4m+9)=3k,所以4m+9=3k-1,4(m+1)+5=3k-1
由已证可知,当k-1为偶数即k为奇数时,存在m,4m+9=3k成立2分当p=5时,则am+1+am+2+……+am+5=bk,即5am+3=bk
也即5(4m+13)=3k,而3k不是5的倍数,所以,当p=5时,所要求的m不存在故不是所有奇数都成立.2分
三、解答题
{a}0<a1<1,an+1=f(an).10.(2008全国I)设函数f(x)=x?xlnx.数列n满足
1)是增函数;(Ⅰ)证明:函数f(x)在区间(0,
(Ⅱ)证明:an<an+1<1;
k≥a1?b
a1lnb.证明:ak+1>b.(Ⅲ)设b∈(a1,1),整数
f'(x)=?lnx,当x∈(0,1)时,f'(x)=?lnx>0(Ⅰ)证明:f(x)=x?xlnx,
故函数f(x)在区间(0,1)上是增函数;
(Ⅱ)证明:(用数学归纳法)(i)当n=1时,0<a1<1,a1lna1<0,a2=f(a1)=a1?a1lna1>a1
1)是增函数,且函数f(x)在x=1处连续,则f(x)在区间(0,1]是增函数,由函数f(x)在区间(0,
28
a2=f(a1)=a1?a1lna1<1,即a1<a2<1成立;
(ⅱ)假设当x=k(k∈N*)时,ak<ak+1<1成立,即0<a1≤ak<ak+1<1
1]是增函数,0<a1≤ak<ak+1<1得那么当n=k+1时,由f(x)在区间(0,
f(ak)<f(ak+1)<f(1).而an+1=f(an),则ak+1=f(ak),ak+2=f(ak+1),
ak+1<ak+2<1,也就是说当n=k+1时,an<an+1<1也成立;
根据(ⅰ)、(ⅱ)可得对任意的正整数n,an<an+1<1恒成立.
a=f(an)可(Ⅲ)证明:由f(x)=x?xlnx.n+1
=a1?b?∑ailnai
i=1kak+1?b=ak?b?aklnak
若存在某i≤k满足
若对任意i≤k都有
kai≤b,则由⑵知:ak+1?b<ai?b≥0ai>b,则ak+1?b=ak?b?aklnakkk
=a1?b?∑ailnai=a1?b?∑ailnb=a1?b?(∑ai)lnb
i=1i=1i=1>a1?b?ka1lnb
≥a1?b?ka1lnb>a1?b?(a1?b)=0,即ak+1>b成立.
11.(2008山东卷)将数列{an}中的所有项按每一行比上一行多一项的规则排成如下数表:a1
a2a3
a4a5a6
a7a8a9a10
……
2bn
2bS?SnnN记表中的第一列数a1,a2,a4,a7,…构成的数列为{bn},b1=a1=1.Sn为数列{bn}的前n项和,且满足=1=
(n≥2).
1
S(Ⅰ)证明数列{n}成等差数列,并求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)上表中,若从第三行起,每一行中的数按从左到右的顺序均构成等比数列,且公比为同一个正数.当求上表中第k(k≥3)行所有项和的和.a81=?491时,
xA(a,b)a=a,Sn是数列{an}的前n项和,且满足y=ennnn∈N*12.(2007湖南)已知()是曲线上的点,1
29
22Sn=3n2an+Sn?1,an≠0,n=2,3,4….,
?bn+2???b(I)证明:数列?n?(n≤2)是常数数列;
(II)确定a的取值集合M,使a∈M时,数列
(III)证明:当a∈M时,弦{an}是单调递增数列;AnAn+1(n∈N*)的斜率随n单调递增
222S?S=3nan.n≥2nn?1解:(I)当时,由已知得
2a=S?S≠0S+S=3nnnn?1nn?1因为,所以.
2S+S=3(n+1)n+1n于是.……①……②
……③
……④
……⑤由②-①得于是an+1+an=6n+3.an+2+an+1=6n+9.an+2?an=6,由④-③得
?bn+2?bn+2ean+2an+2?an6=an=e=e??(n≥2)bbe所以n,即数列?n?是常数数列.
(II)由①有S2+S1=12,所以a2=12?2a.由③有a3+a2=15,a4+a3=21,所以a3=3+2a,a4=18?2a.
{a2k}和{a2k+1}分别是以a2,a3为首项,6为公差的等差数列,而⑤表明:数列
所以
数列a2k=a2+6(k?1),a2k+1=a3+6(k?1),a2k+2=a4+6(k?1)(k∈N*),{an}是单调递增数列?a1<a2且a2k<a2k+1<a2k+2对任意的k∈N*成立.
?a1<a2且a2+6(k?1)<a3+6(k?1)<a4+6(k?1)
915?a<12?2a<3+2a<18?2a?<a<?a1<a2<a3<a444.
?915?M=?a<a<?4?.?4即所求a的取值集合是
bn+1?bnean+1?eankn==AAan+1?anan+1?an(III)解法一:弦nn+1的斜率为
ex(x?x0)?(ex?ex0)ex?ex0f(x)=f(x)=2xx?x(x?x)00,则0任取,设函数
30
x0xx′(x)=ex(x?x0)+ex?ex=ex(x?x0)g(x)=e(x?x)?(e?e)g0记,则,
当
当x>x0时,g′(x)>0,g(x)在(x0,+∞)上为增函数,x<x0时,g′(x)<0,g(x)在(?∞,x0)上为减函数,
x≠x0时,g(x)>g(x0)=0,从而f′`(x)>0,所以f(x)在(?∞,x0)和(x0,+∞)上都是增函数.
{an}单调递增,所以由(II)知,a∈M时,数列
ean+1?eanean+2?eankn=<x=aa<a<aa?aan+2?an.n,因为nn+1n+2,所以n+1n取0
ean+1?ean+2ean?ean+2kn+1=>x=an+2,因为an<an+1<an+2,所以an+1?an+2an?an+2.取0
所以kn<kn+1,即弦AnAn+1(n∈N*)的斜率随n单调递增.ex?ean+1f(x)=+∞)上都是增函数,x?an+1,同解法一得,f(x)在(?∞,an+1)和(an+1,解法二:设函数
ean?ean+1ex?ean+1ean+2?ean+1ex?ean+1an+1an+1kn=<lim=ek=>lim=en+1+n→a?n→ana?aa?a+1x?an+1x?an+1nn+1n+2n+1n+1所以,.
故kn<kn+1,即弦AnAn+1(n∈N*)的斜率随n单调递增.
1222+4=1,记S=a+a+?+an12n,2an5.(辽宁省沈阳二中2008—2009学年上学期高三期中考试){an}满足a1=1,an+1数列
m的最小值
A.10B.9
答案:A.若S2n+1?Sn≤m30对任意n∈N*恒成立,则正整数()C.8D.7
31
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