新編高考數(shù)學(xué)備考沖刺之易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)睛系列專題 數(shù)列教師版
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1、 20xx年高考數(shù)學(xué)備考沖刺之易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)睛系列 三 數(shù)列 教師版 一、高考預(yù)測(cè) 數(shù)列是歷年高考的重點(diǎn)與難點(diǎn),以等差數(shù)列與等比數(shù)列為基礎(chǔ)考查數(shù)列的性質(zhì)及前n項(xiàng)和的問(wèn)題是數(shù)列中的中低檔難度問(wèn)題,一般只要熟悉等差數(shù)列與等比數(shù)列及其前n項(xiàng)和的性質(zhì)即可正確得出結(jié)果.等差數(shù)列與等比數(shù)列是高中階段學(xué)習(xí)的兩種最基本的數(shù)列,也是高考中經(jīng)??疾椴⑶抑攸c(diǎn)考查的內(nèi)容之一,這類問(wèn)題多從數(shù)列的本質(zhì)入手,考查這兩種基本數(shù)列的概念、基本性質(zhì)、簡(jiǎn)單運(yùn)算、通項(xiàng)公式、求和公式等.本講內(nèi)容在高考中多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn),屬于中低檔題.解題時(shí)應(yīng)從基礎(chǔ)處著筆,首先要熟練掌握這兩種基本數(shù)列的相關(guān)性質(zhì)及公式,然后
2、要熟悉它們的變形使用,善用技巧,減少運(yùn)算量,既準(zhǔn)又快地解決問(wèn)題.除此以外,數(shù)列與其他知識(shí)的綜合考查也是高考中??嫉膬?nèi)容,數(shù)列是一種特殊的函數(shù),它能與很多知識(shí)進(jìn)行綜合,如方程、函數(shù)、不等式、極限,數(shù)學(xué)歸納法(理)等為主要綜合對(duì)象,概率、向量、解析幾何等為點(diǎn)綴.數(shù)列與其他知識(shí)的綜合問(wèn)題在高考中大多屬于中高檔難度問(wèn)題. 數(shù)列是新課程的必修內(nèi)容,從課程定位上說(shuō),其考查難度不應(yīng)該太大,數(shù)列試題傾向考查基礎(chǔ)是基本方向.從課標(biāo)區(qū)的高考試題看,試卷中的數(shù)列試題最多是一道選擇題或者填空題,一道解答題.由此我們可以預(yù)測(cè)20xx年的高考中,數(shù)列試題會(huì)以考查基本問(wèn)題為主,在數(shù)列的解答題中可能會(huì)出現(xiàn)與不等式的綜合、與
3、函數(shù)導(dǎo)數(shù)的綜合等,但難度會(huì)得到控制. 二、知識(shí)導(dǎo)學(xué) 要點(diǎn)1:有關(guān)等差數(shù)列的基本問(wèn)題 1.涉及等差數(shù)列的有關(guān)問(wèn)題往往用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和求和公式“知三求二”解決問(wèn)題; 2.等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值問(wèn)題,經(jīng)常轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)的最值問(wèn)題;有時(shí)利用數(shù)列的單調(diào)性(d>0,遞增;d<0,遞減); 3.證明數(shù)列{}為等差數(shù)列有如下方法:①定義法;證明(與n值無(wú)關(guān)的常數(shù));②等差中項(xiàng)法:證明。 要點(diǎn)2:有關(guān)等比數(shù)列的基本問(wèn)題 1證明數(shù)列{}為等比數(shù)列有如下方法:①定義法:證明。 ②等比中項(xiàng)法:。 2求一般數(shù)列{}通項(xiàng)公式時(shí)常用構(gòu)造數(shù)列法、待定系數(shù)法等。 要點(diǎn)向3:等差、等比數(shù)列綜合問(wèn)題 1
4、.在解決等差數(shù)列或等比數(shù)列的相關(guān)問(wèn)題時(shí),“基本量法”是常用的方法,但有時(shí)靈活地運(yùn)用性質(zhì),可使運(yùn)算簡(jiǎn)便,而一般數(shù)列的問(wèn)題常轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列求解。 2.?dāng)?shù)列求通項(xiàng)的常見類型與方法:公式法、由遞推公式求通項(xiàng),由求通項(xiàng),累加法、累乘法等 3.數(shù)列求和的常用方法:公式法、裂項(xiàng)相消法、錯(cuò)位相減法、分組法、倒序相加法等。 4.解綜合題的成敗在于審清題目,弄懂來(lái)龍去脈,透過(guò)給定信息的表象,抓住問(wèn)題的本質(zhì),揭示問(wèn)題的內(nèi)在聯(lián)系和隱含條件,明確解題方向,形成解題策略. 要點(diǎn)4:可轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列的求和問(wèn)題 某些遞推數(shù)列可轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列解決,其轉(zhuǎn)化途徑有: 1.湊配、消項(xiàng)變換——如將遞推公式
5、(為常數(shù),≠0,≠1)。通過(guò)湊配變成;或消常數(shù)轉(zhuǎn)化為 2.取倒數(shù)法—如將遞推公式遞推式,考慮函數(shù)倒數(shù)關(guān)系有 令則可歸為型。 3.對(duì)數(shù)變換——如將遞推公式取對(duì)數(shù)得 4.換元變換——(其中p,q均為常數(shù),(或,其中p,q, r均為常數(shù))。一般地,要先在原遞推公式兩邊同除以,得:引入輔助數(shù)列(其中),得:則轉(zhuǎn)化為的形式。 要點(diǎn)5:數(shù)列求和的常用方法: 1、直接由等差、等比數(shù)列的求和公式求和,注意對(duì)公比的討論. 2、錯(cuò)位相減法:主要用于一個(gè)等差數(shù)列與一個(gè)等比數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)相乘所得的數(shù)列的求和,即等比數(shù)列求和公式的推導(dǎo)過(guò)程的推廣. 3、分組轉(zhuǎn)化法:把數(shù)列的每一項(xiàng)分成兩項(xiàng),使其轉(zhuǎn)化為幾個(gè)等差
6、、等比數(shù)列,再求解. 4、裂項(xiàng)相消法:主要用于通項(xiàng)為分式的形式,通項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差求和,正負(fù)項(xiàng)相消剩下首尾若干項(xiàng),注意一般情況下剩下正負(fù)項(xiàng)個(gè)數(shù)相同. 5、倒序相加法:把數(shù)列正著寫和倒著寫相加(即等差數(shù)列求和公式的推導(dǎo)過(guò)程的推廣). 三、易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)睛 命題角度1 數(shù)列的概念 1.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1,(n≥2),則{an}的通項(xiàng)an=_________. [考場(chǎng)錯(cuò)解] ∵an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1,∴an-1=a1+2a2+3a3+…+(n-2)an-2,兩式相減得an-an-1=(n-1)a
7、n-1,∴an=nan-1.由此類推: an-1=(n-1)an-2,…a2=2a1,由疊乘法可得an= [專家把脈] 在求數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí)向前遞推一項(xiàng)時(shí)應(yīng)考慮n的范圍.當(dāng)n=1時(shí),a1=與已知a1=1,矛盾. [對(duì)癥下藥] ∵n≥2時(shí),an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1① 當(dāng)n≥3時(shí),an-1=a1+2a2+3a3+…+(n-2)·an-2② ①-②得 an-an-1=(n-1)·an-1∴當(dāng)n≥3時(shí),=n,∵an=··...·=n·…·4·3×a2=a2,∵a2=a1=1 ∴當(dāng)n≥2時(shí),an= . 當(dāng)n=1時(shí),a1=1故an= 2.設(shè)數(shù)列
8、{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sn=(對(duì)于所有n≥1),且a4=54,則a1的數(shù)值是________. [考場(chǎng)錯(cuò)解]∵Sn==,∴此數(shù)列是等比數(shù)列,首項(xiàng)是a1,公比是3,由a4=a1·34-1, ∴a1=2. [專家把脈] 此題不知數(shù)列{an}的類型,并不能套用等比數(shù)列的公式.而答案一致是巧合. [對(duì)癥下藥]∵a4=S4-S3=(34-1)-(33-1)=54,解得a1=2. 3.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=3n-1+an-1(n≥2) (1)求a2,a3; (2)求通項(xiàng)an的表達(dá)式. [考場(chǎng)錯(cuò)解] (1)∵a1=1,∴a2=3+1=4,a3=32+4=13.
9、 (2)由已知an=3n-1+an-1,即an-an-1=3n-1 即an成等差數(shù)列,公差d=3n-1.故an=1+(n-1)·3n-1. [專家把脈] (2)問(wèn)中an-an-1=3n-1,3n-1不是常數(shù),它是一個(gè)變量,故不符合等差數(shù)列的定義. [對(duì)癥下藥] (1)∵a1=1,∴a2=4,a3=32+4=13. (2)由已知an-an-1=3n-1,故an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=3n-1+3n-2+…+3+1=. 4.等差數(shù)列{an}中,a1+a2+a3=-24,a18+a19+a20=78,則此數(shù)列前20
10、項(xiàng)和等于 ( ) A.160 B.180 C. 200 D.220 [考場(chǎng)錯(cuò)解] 由通項(xiàng)公式an=a1+(n+1)d.將a2,a3,a18,a19,a20都表示成a1和d.求a1、d,再利用等差數(shù)列求和,選C. [專家把脈] 此方法同樣可求得解.但解法大繁,花費(fèi)時(shí)間多,計(jì)算量大故而出錯(cuò),應(yīng)運(yùn)用數(shù)列的性質(zhì)求解就簡(jiǎn)易得多. [對(duì)癥下藥] B 由公式m+n=2Pam+an=2ap?(只適用等差數(shù)列)即可求解.由a1+a2+a3=-24,可得:3a2=-24 由a18+a19+a20=78,可得:3a19=78 即 a2
11、=-8,a19=26又∵S20==10(a2+a19)=180 2.若{an}是等差數(shù)列,首項(xiàng)a1>0,a2003+a2004>0,a2003·a2004<0,則使前n項(xiàng)和Sn>0成立的最大自然數(shù)n是 ( ) A.4005 B.4006 C.4007 D.4008 [考場(chǎng)錯(cuò)解] ∵a2004+a2003>0,即2a1+2002d+2003d>0,(a1+2002d)(a1+2003d)<0,要使Sn>0.即使na1+d>0.這樣很難求出a1,d.從而求出最大的自然數(shù) n.故而判斷a2003>0,a2004<0,所以前2003項(xiàng)為正,從第20
12、04項(xiàng)起為負(fù),由等差數(shù)列的n項(xiàng)和的對(duì)稱性使Sn>0.故而取n=4005使Sn>0. [專家把脈] 此題運(yùn)用等差數(shù)列前n項(xiàng)的性質(zhì)及圖象中應(yīng)注意.a(chǎn)2003>0,a2004<0. 且忽視了這兩項(xiàng)的大小. [對(duì)癥下藥] B ∵a1>0,a2003+a2004>0,a2003·a2004<0,且{an}為等差數(shù)列 ∴{an}表示首項(xiàng)為正數(shù),公差為負(fù)數(shù)的單調(diào)遞減等差數(shù)列,且a2003是絕對(duì)值最小的正數(shù),a2004是絕對(duì)值最大的負(fù)數(shù)(第一個(gè)負(fù)數(shù)),且|a2003|>|a2004|∴在等差數(shù)列{an}中,a2003+a2004=a1+a4006>0,S4006=>0 ∴使Sn>0成立的
13、最大自然數(shù)n是4006. 3.設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.(Ⅰ)若首項(xiàng)a1=,公差d=1,求滿足Sk2=(Sk)2的正整數(shù)k; (Ⅱ)求所有的無(wú)窮等差數(shù)列{an};使得對(duì)于一切正整數(shù)中k都有Sk2=(Sk)2成立. [考場(chǎng)錯(cuò)解] (1)當(dāng)a1=,d=1時(shí),Sn=n2+n,由Sk2=(Sk)2得k4+k2=,即k=0或k=4. ∴k≠0.故k=4. (Ⅱ)由對(duì)一切正整數(shù)k都有Sk2=(Sk)2成立. 即k2a1+d=(ka1+)2 即(a1-)k2-adk2(k-1)+k2(k2-1)-k2(k-1)2=0對(duì)—切正整數(shù)k恒成立故 求得a1=0或1,d
14、=0 ∴等差數(shù)列an={0,0,0,…},或an={1,1,1,…}. [專家把脈] (Ⅱ)中解法定對(duì)一切正整數(shù)k都成立.而不是一切實(shí)數(shù).故而考慮取k的特值也均成立. [對(duì)癥下藥] (Ⅰ)當(dāng)a1=,d=1時(shí),Sn=na1+由Sk2=(Sk)2,得k4+k2=(k2+k)2,即k3=0.又k≠0,所以k=4. (Ⅱ)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,則在Sk2=(Sk)2中分別取k=1,2,得 由(1)得a1=0或a1=1. 當(dāng)a1=0時(shí),代入(2)得d=0或d=6.若a1=0,d=0,則an=0,sn=0,從而Sk2=(Sk)2成立;若a1=0,d=6,則an=6
15、(n-1),由S3=18,(S3)2=324,S9=216知S9≠(S3)2,故所得數(shù)列不符合題意.當(dāng)a1=1時(shí),代入(2)得 4+6b=(2+d)2解得d=0或d=2.若a1=1,d=0,則an=1,Sn=n,從而Sk2=(Sk)2成立;若a1=1,d=2,則an=2n-1,Sn=1+3+…+(2n-1)=n2,從而Sk2=(Sk)2成立.綜上,共有3個(gè)滿足條件的無(wú)窮等差數(shù)列:①{an}:an=0,即0,0,0,…;②{an}:an=1,即1,1,1,…;③{an}:an=2n-1,即1,3,5,…. 4.已知數(shù)列{an}的各項(xiàng)都是正數(shù),且滿足:a0=1,an+1=an·(4-an),
16、nN.(1)證明an<an+1<2,n∈N.(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an. [考場(chǎng)錯(cuò)解] 用數(shù)學(xué)歸納法證明:(1)1°當(dāng)n=1時(shí),a0=1,a1=a0(4-a0)=,∴a0<a1<2,命題正確. 2°假設(shè)n=k時(shí)有ak-1<ak<2.則n=k+1時(shí),ak-ak+1=ak-1(4-ak-1)-ak(4-ak) =2(ak-1-ak)-(ak-1-ak)(ak-1+ak)=(ak-1-ak)(4-ak-1-ak).而ak-1-ak<0. 4-ak-1-ak>0,∴ak-ak-1<0.又ak-1=ak(4-ak)=[4-(ak-2)2]<2.∴n=k+1時(shí)命題正確.由1°、2°知對(duì)一切
17、n∈N時(shí)有an<an+1<2. (2)an+1=an(4-an)=[-(an-2)2+4].∴2(an+1-2)=-(an-2)2∴an+1-2=(an-2)2令bn=an-2,∴bn=-()1+2+…+2n-1·又∵b1=a1-2=-.∴bn=-()2n+2n-1.即an=2-()2n+2n-1. [專家把脈] 在(Ⅱ)問(wèn)中求bn的通項(xiàng)時(shí),運(yùn)用疊代法.最后到b0而不是b1. [對(duì)癥下藥](Ⅰ)同上,方法二:用數(shù)學(xué)歸納法證明:1°當(dāng)n=1時(shí),a0=1,a1=a0(4-a0)=,∴0<a0<a1<2;2°假設(shè)n=k時(shí)有ak-1<ak<2成立,令f(x)= x(4-x),f(x)在[0,2
18、]上單調(diào)遞增,所以由假設(shè)有:f(ak-1)<f(ak)<f(2),即ak-1(4-ak-1)<ak(4-ak) ×2(4-2),也即當(dāng)x=k+1時(shí) ak<ak+1<2成立,所以對(duì)一切n∈N,有ak<ak+1<2 (2)下面來(lái)求數(shù)列的通項(xiàng):an+1=an(4-an)=[-(an-2)2+4],所以2(an+1-2)=-(an-2)2令bn=an-2,則bn=-=-(-)2=-·()2…=-()1+2+…+2n-1b2n,又bn=-1,所以bn=-()2n-1,即an=2+bn=2-()2n-1 專家會(huì)診1.要善于運(yùn)用等差數(shù)列的性質(zhì):“若m+n=p+q,則am+an=ap+aq”;等差數(shù)列前
19、n項(xiàng)和符合二次函數(shù)特征.借助二次函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行數(shù)形結(jié)合法解等差數(shù)列問(wèn)題.2.會(huì)運(yùn)用一般與特殊的邏輯思維,利用滿足條件的特值求相關(guān)參數(shù)的值,學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題. 命題角度3 等比數(shù)列 1.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,已知a1=1,aa+1=(n=1,2,3…).證明:(Ⅰ)數(shù)列{}是等比數(shù)列;(Ⅱ)Sn+1=4an. [考場(chǎng)錯(cuò)解] (Ⅰ)已知a1=1,an+1=,∴a2=3S1=3,∴S2=4 a3=·S2=2×4=8.∴S3=1+3+8=12. 即.故{}是公比為2的等比數(shù)列. (Ⅱ)由(Ⅰ)知=4·于是Sn+1=4(n+1)·=4an.又a2=3.S2=a1+a2=4,
20、因此對(duì)于任意正整數(shù)n≥1,都有Sn+1=4an. [專家把脈] (Ⅰ)中利用有限項(xiàng)判斷數(shù)列類型是運(yùn)用不完全歸納法,應(yīng)給予證明. (Ⅱ)中運(yùn)用前推一項(xiàng)必須使 n≥2. [對(duì)癥下藥] (Ⅰ) ∵an+1=Sn+1-Sn,an+1=Sn,∴(n+2)Sn=n(Sn+1-Sn),整理得nSn+1=2(n+1)=Sn,所以=2故{}是以2為公比的等比數(shù)列. (Ⅱ)由(Ⅰ)知=4·(n2).于是Sn+1=4(n+1)·=4an(n≥2).又a2=3S1=3, 故S1=a1+a2=4.因此對(duì)于任意整數(shù)n≥1,都有Sn+1=4an. 2.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sn=(an-1)(n∈N*
21、).(Ⅰ) 求a1,a2;(Ⅱ)求證數(shù)列{an}是等比數(shù)列. [考場(chǎng)錯(cuò)解] (Ⅰ)S1=(a1-1),得a1=-,S2=(a2-1),即a1+a2=(a2-1),得a2=. (Ⅱ)an=Sn-Sn-1=(an-1)-(an-1-1),得,所以{an}是首項(xiàng)為-,公比為-的等比數(shù)列. [專家把脈] 在利用an=Sn-Sn-1公式時(shí),應(yīng)考慮n≥2時(shí)才能成立. [對(duì)癥下藥] (Ⅰ)由S1=(a1-1),?得a1=(a1-1),∴a1=-.又S2=(a2-1),即a1+a2=(a2-1),得a2=. (Ⅱ)當(dāng)?n>1時(shí),an=SnSn-1=(an-1)-(an-1-1),得=-,所以{a
22、n}是首項(xiàng)為-,公比為-的等比數(shù)列. 3.等比數(shù)列的四個(gè)數(shù)之和為16,中間兩個(gè)數(shù)之和為5,則該數(shù)列的公比q的取值為 ( ) A. 或4 B. 或 C. 4或- D. 4或或或 [考場(chǎng)錯(cuò)解] 設(shè)這四個(gè)數(shù)為,aq,aq3.由題意得由①得a=,代入②得q=或q2=2.q2=或q2=4,故所求的公比為或4.故應(yīng)選A. [專家把脈] 上述解答設(shè)等比數(shù)列的公比為q2是不合理的.這相當(dāng)于增加了四個(gè)數(shù)同號(hào)這個(gè)條件,而題設(shè)中的四個(gè)數(shù)不一定同號(hào).因此,產(chǎn)生了漏解現(xiàn)象. [對(duì)癥下藥]設(shè)這四個(gè)數(shù)為a,aq,aq2,aq3,則或-.因此,應(yīng)選D. 4.設(shè)數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=a≠,且an+1=
23、 (Ⅰ)求a2,a3;(Ⅱ)判斷數(shù)列{bn}是否為等比數(shù)列,并證明你的結(jié)論;(Ⅲ)求(b1+b2+b3+…+bn). [考場(chǎng)錯(cuò)解] (Ⅰ)a2=a1+=a+,a3=a2=a; (Ⅱ)bn+1=a2n+1-. (Ⅲ)求(b1+b2+b3+…+bn)= =. [專家把脈]在求證bn是等比數(shù)列是時(shí),式子中,an中n為偶數(shù)時(shí), 是連續(xù)兩項(xiàng),并不能得出. [對(duì)癥下藥] (Ⅰ)a2=a1+=a+,a3=a2=a+; (Ⅱ)∵a4=a3+=a+,所以a5=a4=a+,所以b1=a1-=a-,b2=a3-=(a-),b3=a5-=(a-),猜想:{bn}是公比為的等比數(shù)列. 證明如下:因?yàn)閎n
24、+1=a2n+1-=a2n-=(a2n-1-)=bn,(n∈N*)所以{bn}是首項(xiàng)為a-,公比為的等比數(shù)列. (Ⅲ)求(b1+b2+b3+…+bn)= 專家會(huì)診1.證明等比數(shù)列時(shí)應(yīng)運(yùn)用定義證為非0常數(shù),而不能(此時(shí)n≥2).2.等比數(shù)列中q可以取負(fù)值.不能設(shè)公比為q2.3.會(huì)運(yùn)用等比數(shù)列性質(zhì),“若m+n=p+k,則am·an=ap·ak”. 命題角度 4 等差與等比數(shù)列的綜合 1.(典型例題)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=a[2-()n-1]-b[2-(n+1)()n-1](n=1,2,…),其中a,b是非零常數(shù),則存在數(shù)列{xn}、{yn}使得( ) A.an=xn+y
25、n,其中{xn}為等差數(shù)列,{yn}為等比數(shù)列 B.a(chǎn)n=xn+yn,其中{xn}和{yn}都為等差數(shù)列 C.a(chǎn)n=xn·yn,其中{xn}為等差數(shù)列,{yn}為等比數(shù)列D.a(chǎn)n=xn·yn,其中{xn}和{yn}都為等比數(shù)列 [考場(chǎng)錯(cuò)解]∵a[2-()n-1]=xn,b[2-(n-1)()n-1]=yn,又∵xn,yn成等比數(shù)列,故選D. [專家把脈]應(yīng)從數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn的表達(dá)式入手,而不能從形式上主觀判斷. [對(duì)癥下藥] C. a1=S1=3a an=Sn-Sn-1=a[2+()n-1]-b[2-(n+1)·()n+1] -a[2+()n-2]+b[2-n()n-
26、2]=(bn-b-a)·()n-1 ∵{()n-1}為等比數(shù)列,{bn-a-b}為等差數(shù)列. 2.已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)為a且公比q不等于1的等比數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和,a1,2a7,3a4成等差數(shù)列.(Ⅰ) 證明12S3,S6,S12-S6成等比數(shù)列; (Ⅱ)求和Tn=a1+2a4+3a7+…+na3n-2. [考場(chǎng)錯(cuò)解] (Ⅰ)由a1,2a7,3a4 成等差數(shù)列.得4a7=a1+3a4,4aq6=a+3aq3.從而可求q3=-,或q3=1.當(dāng)q3=-時(shí),=,=q6=.故12S3,S6,S12-S6成等比數(shù)列.當(dāng)q3=1時(shí),=,=q6=1.故12S3,S6,S12-S6不成等比數(shù)列.
27、 [專家把脈]本題條件中已規(guī)定q≠1.故應(yīng)將q=1時(shí)舍去. [對(duì)癥下藥](Ⅰ)證明:由a1,2a7,3a4成等差數(shù)列.得4a7=a1+3a4,即4aq6=a+3aq3.變形得(4q3+1)(q3-1)=0,所以q3=-或q3=1(舍去)由==1+q6-1=q6=,得=.所以12S3,S6,S12-S6成等比數(shù)列. (Ⅱ)解法:Tn=a1+2a4+3a7+…+na3a-2=a+2aq3+3aq6+…+naq3(n-2), 即Tn=a+2·(-)a+3·(-)2a+…+n·(-)n-1a. ① ①×(-)3a得:-Tn=-a+2·(-)2a+3·(-)3a+…+n·(-)na
28、 ② ①-②有:Tn=a+(-)a+(-)2a+(-)3a+…(-)n-1a-n·(-)na =-n·(-)na=a-(+n)·(-)na.所以Tn=·(-)na. 3.如圖,△OBC的三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0,0)、(1,0)、(0,2),設(shè)P1為線段BC的中點(diǎn),P2為線段CO的中點(diǎn),P3為線段OP1的中點(diǎn),對(duì)于每一個(gè)正整數(shù)n,Pn+3為線段PnPn+1的中點(diǎn),令Pn的坐標(biāo)為(xn,yn),an=yn+yn+1+yn+2. (Ⅰ)求a1,a2,a3及an;(Ⅱ)證明yn+4=1-,n∈N*,(Ⅲ)若記bn=y4n+4-y4n,n∈N*,證明{bn}是等比數(shù)列. [考場(chǎng)錯(cuò)解](1)∵
29、y1=y2=y4=1,y3=,y5=,可求得a1=a2=a3=2,由此類推可求得an=2 (Ⅱ)將yn+yn+1+yn+2=2同除以2,得yn+4=∴yn+4=1-. (Ⅲ)bn+1=y4n+8-y4n+4=-(y4n+4-y4n)=- bn.∴=-.故{bn}是等比數(shù)列. [專家把脈]第(Ⅰ)問(wèn)題運(yùn)用不完全歸納法求出an的通項(xiàng).理由不充分,第(Ⅲ)問(wèn)中=-.要考慮b1是否為0.即有意義才更完整. [對(duì)癥下藥] (Ⅰ)因?yàn)閥1=y2=y4=1,y3= ,y5=,所以a1=a2=a3=2.又由題意可知yn+3=.∴an+1=yn+1+yn+2+yn+3=yn+1+yn+2+=yn+yn+
30、1+yn+2=an,∴{an}為常數(shù)列.∴an=a1=2,n∈N*. (Ⅱ)將等式y(tǒng)n+yn+1+yn+2=2兩邊除以2,得yn+=1,又∵yn+4=,∴yn+4=1-. (Ⅲ)∵bn+1=y4n+8-y4n+4=-=-(y4n+4-y4n)=- bn,又∵b1=y8-y4=-≠0,∴{bn}是公比為- 的等比數(shù)列. 4.在等差數(shù)列{an}中,公差d≠0,a2是a1與a4的等比中項(xiàng).已知數(shù)列a1,a3,,…,akn,…成等比數(shù)列,求數(shù)列{kn}的通項(xiàng)kn. [考場(chǎng)錯(cuò)解]∵an=a1+(n-1)d,=a1·a4 ∴(a1+d)2=a1(a1+3d).∴d=a1,∴an=nd.a1=d
31、.a3=3d.∴=3=q.∴. ∴=q=3.∴{kn}是公比為3的等比數(shù)列.∴kn=1·3n-1=3n-1. [專家把脈]錯(cuò)因在把k1當(dāng)作數(shù)列{an}的首項(xiàng).k1=1.而實(shí)際上k1=9. [對(duì)癥下藥]依題設(shè)得an=a1+(n-1)d,=a1a4,∴(a1+d)2=a1(a1+3d),整理得d2=a1d, ∵d≠0,∴d=a1,得an=nd,所以,由已知得d,3d,k1d,k2d,…kndn…是等比數(shù)列.由d≠0,所以數(shù)列1,3,k1,k2,…kn,… 也是等比數(shù)列,首項(xiàng)為1,公比為q==3,由此得k1=9.等比數(shù)列{kn}的首項(xiàng)k1=9,公比q=3,所以kn=9×qn-1=3n+1(n
32、=1,2,3,…),即得到數(shù)列{kn}的通項(xiàng)kn=3n+1. 專家會(huì)診1.賦值法在解等差、等比數(shù)列問(wèn)題中是常用方法.從而求出系數(shù)的值及從中找出規(guī)律.2.等比數(shù)列中應(yīng)注意考慮公比等于1的特殊情況,等比數(shù)列中的公差為0的特殊情況在解題時(shí)往往被忽視.3在等差數(shù)列與等比數(shù)列中,經(jīng)常要根據(jù)條件列方程(組)求解.要注意常兩種情形的不同之處. 命題角度5 數(shù)列與解析幾何、函數(shù)、不等式的綜合 1.已知定義在R上的函數(shù)f(x)和數(shù)列{an}滿足下列條件:a1=a,an=f(aa-1)(n=2,3,4,…),a2≠a1,f(an)-f(an-1)=k(an-an-1)(n=2,3,4,…),其中a為常數(shù),
33、k為非零常數(shù).(Ⅰ)令bn=aa+1-an(n∈N*),證明數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;(Ⅱ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(Ⅲ)當(dāng)|k|<1時(shí),求 [考場(chǎng)錯(cuò)解](Ⅰ)證明:由b1=a2-a1≠0,可得:b2=a3-a2=f(a2)-f(a1)=k(a2-a1)≠0.由數(shù)學(xué)歸納法可證bn=an+1-an≠0(n∈N*).由題設(shè)條件,當(dāng)n≥2時(shí)=k 故數(shù)列{bn}是公比為k的等比數(shù)列. (Ⅱ)由(Ⅰ)知bn=kn-1(a2-a1)(n∈N*)b1+b2+…+bn-1=(a2-a1). (n≥2) 而b1+b2+…+bn-1=a2-a1+a3-a2+…+an-an-1=an-a1(n≥2)∴a
34、n-a1=(a2-a1)(n≥2) 故an=a[f(a)-a] (n∈N*)∴an=a+(n-1)[f(a)-a](n∈N*) (Ⅲ)當(dāng)|k|<1時(shí)==a+ 2.如圖,直線l1:y=kx+1-k(k≠0,k≠)與l2相交于點(diǎn)P.直線l1與x軸交于點(diǎn)P1,過(guò)點(diǎn)P1作x軸的垂線交于直線l2于點(diǎn)Q1,過(guò)點(diǎn)Q1作y軸的垂線交直線l1于點(diǎn)P2,過(guò)點(diǎn)P2作x軸的垂線交直線l2于點(diǎn)Q2,…這樣一直作下去,可得到一系列點(diǎn)P1,Q1,P2,Q2,…點(diǎn)Pn(n=1,2,…)的橫坐標(biāo)構(gòu)成數(shù)列{xn}. (Ⅰ)證明xn+1-1=(xn-1),(n∈N*);(Ⅱ)求數(shù)列{xn}的通項(xiàng)公式; (Ⅲ)比較2|PP
35、n|2與4k2|PP1|2+5的大小. [考場(chǎng)錯(cuò)解]證明:設(shè)點(diǎn)Pn的坐標(biāo)是(xn,yn),由已知條件得點(diǎn)Qn、Pn+1的坐標(biāo)分別是: .由Pn+1在直線l1上,得=?kxn+1+1-k.所以(xn-1)=k(xn+1-1). 即xn+1-1=(xn-1),n∈N*. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,故{xn-1}是等比數(shù)列,且首項(xiàng)x1-1=-,公比為.從而求得xn=1-2×()n,n∈N*. [專家把脈] (Ⅱ)問(wèn)中對(duì)于xn+1-1=(xn-1)先應(yīng)考慮xn-1能否為0,繼而可求. [對(duì)癥下藥](Ⅰ)同錯(cuò)解中(Ⅰ). (Ⅱ)解法:由題設(shè)知x1=1-,x1-1=-≠0,又由(Ⅰ)知xn+1-1=
36、(xn-1),?所以數(shù)列{xn-1}是首項(xiàng)為x1-1,公比為的等比數(shù)列.從而xn-1=-×()n-1,即xn=1-2×()n,n∈N*. (Ⅲ)解法:由得點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,1).所以2|PPn|2=2(xn-1)2+2(kxn+1-k-1)2=8×()2n+2(2)2n-2,4k2|PP1|2+5=4k2[(1--1)2(0-1)2]+5=4k2+9. (i)當(dāng)|k|>,即k<-或k>時(shí),4k2?|PP1|2+5>1+9=10.D而此時(shí)0<||<1,所以2|PPn|2<8×1+2=10,故2|PPn|2<4k2|PP1|2+5. (ii)當(dāng)0<|k|<,即k∈(-,0)∪(0,)時(shí),4k
37、2|PP1|2+5<1+9=10.而此時(shí)||>1,所以2|PPN|2>8×1+2=10.故2|PPn|2>4k2|PP1|2+5. 3.已知函數(shù)f(x)=設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=f(an),數(shù)列{bn}滿足bn=|an-|,Sn=b1+b2+…+bn(n∈N*).(Ⅰ)用數(shù)學(xué)歸納法證明bn≤;(Ⅱ)證明Sn<. [考場(chǎng)錯(cuò)解](Ⅰ)bn=|an-|,又∵an=1+,an+1=(n≥2),∴a2=2,a3=,a4=2.…∴an≥1.bn==…由疊代法.bn≤. (Ⅱ)Sn=b1+b2+…+bn<(-1)+<. [專家把脈]運(yùn)用疊代法時(shí)并不能化簡(jiǎn)成. [對(duì)癥下藥](Ⅰ)證明:
38、當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=1+≥1.因?yàn)閍1=1,所以an≥1(n∈N*).下面用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式bn≤. (1)當(dāng)n=1時(shí),b1=-1,不等式成立,(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),不等式成立,即bk≤.那么bk-1=|ak+1-|=.所以,當(dāng)n=k+1時(shí),不等式也成立.根據(jù)(1)和(2),可知不等式對(duì)任意n∈N*都成立. (Ⅱ)證明:由(Ⅰ)知,bn≤.所以Sn=b1+b2+…+bn≤(-1)+ <(-1)·.故對(duì)任意n∈N*,Sn< [專家會(huì)診]函數(shù)、數(shù)列、解析幾何三者的綜合,展示了知識(shí)的交匯性,方法的靈活性.因此解此類題目應(yīng)充分運(yùn)用函數(shù)與數(shù)列的聯(lián)系,即數(shù)列是一種特殊函數(shù),以及解析幾何中方
39、程與函數(shù)、數(shù)列的關(guān)系來(lái)解題.而數(shù)列與不等式的綜合更顯出問(wèn)題的綜合性.
命題角度6 數(shù)列的應(yīng)用
1.某企業(yè)20典型例題)若an=n2+An,且數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,則實(shí)數(shù)的取值范圍是____________.
[考場(chǎng)錯(cuò)解] ∵(n,an)(nN+)是函數(shù)f(x)=x2+λx圖象上的點(diǎn),且數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,
只需-≤1,即λ≥-2,∴λ的取值范圍是[-2,+∞].
[專家把脈] 忽視了數(shù)列的離散型特征.?dāng)?shù)列{an}為遞增數(shù)列,只要求滿足a1 40、1,也可以在 1 41、(0,2),都有xn>0,n∈N+,則捕撈強(qiáng)度b的最大允許值是多少?證明你的結(jié)論.
[考場(chǎng)錯(cuò)解] (1)xn+1 -xn=axn-bxn-cx2n (axn,bxn,cx2n分別為繁殖量、捕撈量,死亡量)
(Ⅱ)xn=x1(n∈N+).由(Ⅰ)式得xn(a-b-cxn)=0. ∴x1=
(Ⅲ)∵x1 ∈(0,2).a(chǎn)=2.c=1.∴0<2-b<2 0
42、捕撈量為bxn,死亡量為cx2n,因此xx+1- xn=axn-bxn-cx2n,n∈N*.(*) 即xn+1=xn(a-b+1- cxn),n∈N*.(答案:)
(Ⅱ)若每年年初魚群總量保持不變,則xn恒等于x1,n∈N*,從而由(*)式得xn(a-b-cxn)恒等于0,n∈ N*,所以a-b-cx1=0.即x1=因?yàn)閤1>0,所以a>b.猜測(cè):當(dāng)且僅當(dāng)a>b,且x1=時(shí),每年年初魚群的總量保持不變.
(Ⅲ)若b的值使得xn>0,n∈N*,由xn+1=xn(3-b-xn),n∈N*,知0 43、),所以b∈(0,1],由此猜測(cè)b的最大允許值是1.下證,當(dāng)x1∈(0,2),b=1時(shí),都有xn∈(0,2),n∈N* ①當(dāng)n=1時(shí),結(jié)論顯然成立. ②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)結(jié)論成立,即xk∈(0,2),則當(dāng)n =k+1時(shí),xk+1=xk(2-xk)>0.又因?yàn)閤k+1=xk(2- xk)=-(xk-1)2+l≤1<2,所以xk+1∈(0,2),故當(dāng)n=k+1時(shí)結(jié)論也成立.由①、②可知,對(duì)于任意的n∈N*,都有xn∈(0,2).綜上所述,為保證對(duì)任意x1∈(0,2),都有xn>0,n∈N*,則捕撈強(qiáng)度b的最大允許值是1.
5.假設(shè)某市:2004年新建住房400萬(wàn)平方米,其中有250萬(wàn)平方米是中低 44、價(jià)房.預(yù)計(jì)在今后的若干年內(nèi),該市每年新建住房面積平均比上一年增長(zhǎng)8%.另外,每年新建住房中,中低價(jià)房的面積均比上一年增加50萬(wàn)平方米.那么,到哪一年底,(1)該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積(以2004年為累計(jì)的第一年)將首次不少于4750萬(wàn)平方米?(2)當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%?
[考場(chǎng)錯(cuò)解] (1){an}是等差數(shù)列 an是中低價(jià)房面積.a(chǎn)1=250,d=50.∴Sn=25n2+225n由25n2+ 225n
≥4750即n≥10.
(2)設(shè)幾年后新建住房面積S為:400(1+8%)n. 85%<25n2+225n.
[專家把脈] (2) 45、問(wèn)中應(yīng)是第幾年的中低價(jià)房的面積而不是累計(jì)面積.
[對(duì)癥下藥] (1)設(shè)中低價(jià)房面積形成數(shù)列{an},由題意可知{an}是等差數(shù)列,其中a1=250,d=50,則Sn= 250n+×50=25n2+225n, 令25n2+225n≥4750,即n2+9n-190≥0,而n是正整數(shù),∴n≥10.到 底,該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積將首次不少于4750萬(wàn)平方米.設(shè)新建住房面積形成數(shù)列{bn},由題意可知 {bn}是等比數(shù)列,其中b1=400,q=1.08,則bn=400·(1.08)n-1·0.85.由題意可知an>0.85bn,有250+ (n-1)·50>400·(1.08)n-1·0 46、.85.由計(jì)算器解得滿足上述不等式的最小正整數(shù)n=6.到2009年底,當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%.
四、典型習(xí)題導(dǎo)練
1、各項(xiàng)都為正數(shù)的數(shù)列滿足。(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)求數(shù)列的前項(xiàng)和。
【解析】(Ⅰ)由可知數(shù)列是以1為首項(xiàng),公差為2的等差數(shù)列
,又,則
(Ⅱ)
2、已知數(shù)列滿足:,且,,數(shù)列的前項(xiàng)和為(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)(Ⅱ)求證:
【解析】(Ⅰ)
(Ⅱ)數(shù)列的前項(xiàng)和為:
因?yàn)槭钦麛?shù),所以故
3、已知是公比大于的等比數(shù)列,它的前項(xiàng)和為, 若,,,成等差數(shù)列,且,()(Ⅰ)求;(Ⅱ)求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(Ⅰ)依,, 47、,成等差數(shù)列,得 -----(2分)
從而 得 故.------(4分)
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),
則
----------(1分)
令,
得故.------------(3分)
于是.------(2分)
4、已知數(shù)列滿足,.(Ⅰ)證明數(shù)列是等比數(shù)列,并求出數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,且對(duì)一切,都有 成立,求.
【解析】(Ⅰ)由可得
所以數(shù)列是以2為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列 …………3分
故有 …6分
(Ⅱ) 由 可知當(dāng)時(shí),,,
當(dāng)時(shí),, ……………8分
設(shè)
,……11分
綜上……………12分
5、已知函數(shù)(x≠0),各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列中 48、,,.(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)在數(shù)列中,對(duì)任意的正整數(shù), 都成立,設(shè)為數(shù)列的前項(xiàng)和試比較與的大小.
【解析】(Ⅰ)由題意知,∴是以1為首項(xiàng)4為公差的等差數(shù)列 .
∴, ∴, ∴..6分
(Ⅱ),
∴ 13分
6、已知數(shù)列滿足:且()(Ⅰ)求證:數(shù)列為等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)證明:()。
【解析】(Ⅰ)由題得:an+1(an+n)=2(n+1)an , 即
故 又 所以數(shù)列為等比數(shù)列, ……3分
, ……6分
(Ⅱ)由上知…8分
所以()。 …………12分
7、已知等差數(shù)列滿足,數(shù)列的前項(xiàng)和為.①求數(shù)列和的通項(xiàng)公式;②解不等式.
【解 49、析】考查等差數(shù)列、等比數(shù)列,考查探究能力和邏輯思維能力.①設(shè)數(shù)列的公差為,
由,得,∴.由數(shù)列的前項(xiàng)和為可知
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,該式對(duì)也成立.
所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為的通項(xiàng)公式為.
②由得∵時(shí),時(shí),
又單調(diào)遞減,單調(diào)遞增.∴不等式的解集為.
8、數(shù)列{}的前n項(xiàng)和記為,點(diǎn)在曲線上(). (Ⅰ)求數(shù)列{}的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)設(shè),求數(shù)列{}的前n項(xiàng)和的值.
【解析】(Ⅰ)由點(diǎn)在曲線上()知, (1分)
當(dāng)≥2時(shí)==;(4分)
當(dāng)時(shí), ,滿足上式;(5分)∴數(shù)列{}的通項(xiàng)公式為 (6分)
(Ⅱ)由得(7分)∴①(8分)
上式兩邊乘以2,得 ②(9分)
①-②得 10分∴, 50、即.12分
9、在等差數(shù)列{an}中,滿足3a5=5a8,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.(Ⅰ)若a1>0,當(dāng)Sn取得最大值時(shí),求n的值;(Ⅱ)若a1=-46,記bn=,求bn的最小值.
【解析】(Ⅰ)設(shè){an}的公差為d,則由3a5=5a8,得3(a1+4d)=5(a1+7d),∴d=-a1.
∴Sn=na1+×(-a1)=-a1n2+a1n=-a1(n-12)2+a1.
∵a1>0,∴當(dāng)n=12時(shí),Sn取得最大值.………(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)及a1=-46,得d=-×(-46)=4,
∴an=-46+(n-1)×4=4n-50,Sn=-46n+×4=2n2-48n.
∴bn= 51、==2n+-52≥2-52=-32,
當(dāng)且僅當(dāng)2n=,即n=5時(shí),等號(hào)成立.故bn的最小值為-32.………(12分)
10、數(shù)列的前n項(xiàng)和記為Sn,,點(diǎn)(Sn,)在直線上,n∈N*.(Ⅰ)若數(shù)列是等比數(shù)列,求實(shí)數(shù)t的值;(Ⅱ)設(shè),在(1)的條件下,求數(shù)列的前n項(xiàng)和;(Ⅲ)設(shè)各項(xiàng)均不為0的數(shù)列中,所有滿足的整數(shù)i的個(gè)數(shù)稱為這個(gè)數(shù)列的“積異號(hào)數(shù)”,令(),在(2)的條件下,求數(shù)列的“積異號(hào)數(shù)”
【解析】(Ⅰ)由題意,當(dāng)時(shí),有 (1分)兩式相減,得,(2分)
所以,當(dāng)時(shí)是等比數(shù)列,要使時(shí)是等比數(shù)列,則只需從而得出(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,等比數(shù)列的首項(xiàng)為,公比,∴ (5分)
∴ (6 52、分)∴ ① (7分)
上式兩邊乘以3得 ② (8分)
①-②得(9分)∴ (10分)
(Ⅲ) 由(Ⅱ)知,∵∵,,∴(11分)
∵,∴數(shù)列遞增.(12分)
由,得當(dāng)時(shí),cn>0. (13分)∴數(shù)列的“積異號(hào)數(shù)”為1.(14分)
11、定義數(shù)列: ,且對(duì)任意正整數(shù),有.
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和;(Ⅱ)問(wèn)是否存在正整數(shù),使得?若存在,則求出所有的正整數(shù)對(duì);若不存在,則加以證明.
【解析】考查了等差、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、求和公式,數(shù)列的分組求和等知識(shí),考查了學(xué)生變形的能力,推理能力,探究問(wèn)題的能力,分類討論的數(shù)學(xué)思想、化歸與轉(zhuǎn)化的思想以及創(chuàng)新意識(shí).
( 53、Ⅰ)對(duì)任意正整數(shù), ,
.1分 所以數(shù)列是首項(xiàng),公差為等差數(shù)列;數(shù)列是首項(xiàng),公比為的等比數(shù)列2分 對(duì)任意正整數(shù),,.3分
所以數(shù)列的通項(xiàng)公式或 4分
對(duì)任意正整數(shù),
. 5分 6分
所以數(shù)列的前項(xiàng)和為.
或 7分
(Ⅱ),從而,由知 8分
①當(dāng)時(shí), ,即;9分
②當(dāng)時(shí), ,即;10分
③當(dāng)時(shí), ,則存在,
使得從而,得,
,得,即. 13分
綜上可知,符合條件的正整數(shù)對(duì)只有兩對(duì):與 14分
12、在數(shù)列中,已知,,且
(Ⅰ)記,求證:數(shù)列是等差數(shù)列;(Ⅱ)求的通項(xiàng)公式;(Ⅲ)對(duì), 是否總使得?若存在,求出的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【解析】(Ⅰ) 54、由題意得
又,故是以為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列; 4分
(Ⅱ)由(Ⅰ)得 8分
(Ⅲ)設(shè)對(duì)任意存在,使得,即整理得
,而總為偶數(shù)且非負(fù),故 13分
13、設(shè)數(shù)列滿足.(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)證明:對(duì)于一切正整數(shù),.
【解析】:(Ⅰ)由
令,當(dāng)時(shí), ① 當(dāng)時(shí),
② 當(dāng)時(shí),,.………7分
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),要證,只需證.
只需證.
因?yàn)?
.
當(dāng)綜上所述……14分
14、已知在數(shù)列中,,(且(Ⅰ)若是等比數(shù)列,求與滿足的條件;(Ⅱ)當(dāng),時(shí),某點(diǎn)從原點(diǎn)出發(fā),第1次向右(沿軸正向)移動(dòng),第2次向上(軸正向)移動(dòng),第3次向左移 55、動(dòng),第4次向下移動(dòng),以后依次按向右、向上、向左、向下的方向移動(dòng),設(shè)第次移動(dòng)的位移是,設(shè)第次移動(dòng)后,該點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,求數(shù)列的前項(xiàng)和
【解析】(Ⅰ),,
由于是等比數(shù)列所以即:所以 或
(Ⅱ)當(dāng),時(shí),,
依題意得:,,…,
∴.
∴.∴. ∴
.
令①
②①-②得
∴∴.
15、在平面直角坐標(biāo)系上,設(shè)不等式組表示的平面區(qū)域?yàn)椋泝?nèi)的整點(diǎn)(橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn))的個(gè)數(shù)為.(Ⅰ)求出的值(不要求寫過(guò)程);(Ⅱ)證明數(shù)列為等差數(shù)列;(Ⅲ)令=(n∈N*),求
【解析】(Ⅰ) ……3分
(Ⅱ)由 …4分所以平面區(qū)域?yàn)閮?nèi)的整點(diǎn)為點(diǎn) 56、(3,0)與在直線上…5分直線與直線交點(diǎn)縱坐標(biāo)分別為…6分內(nèi)在直線上的整點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為4n+1和2n+1,
…7分 ……8分
數(shù)列為等差數(shù)列. …9分
(Ⅲ)∵bn=……10分
……………14分
16、已知數(shù)列、滿足,,數(shù)列的前項(xiàng)和為.(Ⅰ)求證:數(shù)列為等差數(shù)列;(Ⅱ)設(shè),求證:;(Ⅲ)求證:對(duì)任意的都有成立.
【解析】(Ⅰ)由得代入得整理得,
∵否則,與矛盾從而得, -----3分
∵ ∴數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列-------4分
(Ⅱ)∵,則.
∴=
=---------6分
證法1:∵
==∴.-----8分
證法2:∵ ∴∴
∴.-- 57、--8分
(Ⅲ)用數(shù)學(xué)歸納法證明:
①當(dāng)時(shí),不等式成立;-----9分
②假設(shè)當(dāng)(,)時(shí),不等式成立,即,那么當(dāng)時(shí)
---12分
=
∴當(dāng)時(shí),不等式成立由①②知對(duì)任意的,不等式成立.-------14分
17、在數(shù)列中,已知, (Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)若(為非零常數(shù)),問(wèn)是否存在整數(shù),使得對(duì)任意都有?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【解析】(Ⅰ)由①得:②
①-②得,即有,數(shù)列是從第二項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列
即, 而滿足該式,
(Ⅱ) , 要使恒成立
恒成立即
當(dāng)為奇數(shù)時(shí),恒成立,而的最小值為
當(dāng)為偶數(shù)時(shí),恒成立,而的最大值 58、為
或所以,存在,使得對(duì)任意都有
18、數(shù)列的前項(xiàng)和為,,且對(duì)任意正整數(shù),點(diǎn)在直線上. (Ⅰ) 求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)是否存在實(shí)數(shù),使得數(shù)列為等差數(shù)列?若存在,求出的值;若不存在,則說(shuō)明理由.
(Ⅲ)已知數(shù)列,,,求證:.
【解析】(Ⅰ)由題意可得:①時(shí), ②
①─②得,
是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,… 4分
(Ⅱ)
欲使成等差數(shù)列,只須即便可.
故存在實(shí)數(shù),使得數(shù)列成等差數(shù)列.…………… 9分
(Ⅲ)
又函數(shù)在上為增函數(shù),
,,.…… 14分
19、已知數(shù)列{an} 59、各項(xiàng)均為正數(shù),Sn為其前n項(xiàng)和,對(duì)于,總有成等差數(shù)列.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)an(Ⅱ)設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為Tn,數(shù)列{Tn}的前n項(xiàng)和為Rn,求證:時(shí),;(Ⅲ)對(duì)任意,試比較與的大小
【解析】(Ⅰ)由題意,得(n∈N*).于是,兩式相減,得,
即an+1+an=(an+1+an)(an+1-an),由題,an>0,an+1+an≠0,得an+1-an=1,即{an}為公差為1的等差數(shù)列.
又由,得a1=1或a1=0(舍去).∴ an=1+(n-1)·1=n (n∈N*).…………5分
(Ⅱ)證法一:由(I)知,于是,
于是當(dāng)n≥2時(shí),=
==
==n(Tn-1).…………1 60、0分
法二:①當(dāng)n=2時(shí),R1=T1==1,2(T2-1)=2(=1,∴ n=2時(shí),等式成立.
②假設(shè)n=k(k≥2)時(shí),等式成立,即,
當(dāng)n=k+1時(shí), = ==
= = =.
∴ 當(dāng)n=k+1時(shí),等式也成立.綜合①②知,原等式對(duì)n≥2,n∈N*均成立. ……10分
(Ⅲ)由(I)知,.由分析法易知,,
當(dāng)k≥2時(shí),
,∴
.
即.………14分
20、已知點(diǎn)列,,…,,順次為一次函數(shù)
圖像上的點(diǎn),點(diǎn)列,,…,,順次為軸正半軸上的點(diǎn),其中.對(duì)于任意,點(diǎn)、、構(gòu)成以為頂點(diǎn)的等腰三角形. (Ⅰ)求的通項(xiàng)公式,并證明是等差數(shù)列;(Ⅱ)試判斷是否為同一常數(shù)(不必證明), 61、并求出數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅲ)在上述等腰三角形中,是否存在直角三角形?若有,求出此時(shí)的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(Ⅰ),.是首項(xiàng)為,公差為等差數(shù)列;…………..3分
(Ⅱ)為常數(shù),及都是公差為2的等差數(shù)列..4分…..6分
.…..7分
(Ⅲ)要使為直角三角形,則,.…..8分
當(dāng)n為正奇數(shù)時(shí),
取………..10分
當(dāng)n為正偶數(shù)時(shí),
取,得……..12分
綜上可知,存在滿足題意的直角三角形,此時(shí)的值為………..13分
21、設(shè)曲線:上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離的最小值為,若,,
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)求證:;(Ⅲ)是否存在常數(shù),使得對(duì),都有不等式:成立?請(qǐng)說(shuō)明 62、理由.
【解析】(Ⅰ)設(shè)點(diǎn),則,所以,
因?yàn)?所以當(dāng)時(shí),取得最小值,且,
又,所以,即 將代入
得兩邊平方得,又, 故數(shù)列是首項(xiàng),公差為的等差數(shù)列,所以, 因?yàn)?所以.………………6分
(Ⅱ)因?yàn)?所以
所以,所以
所以,所以
以上個(gè)不等式相加得.…………………10分
(Ⅲ)因?yàn)?當(dāng)時(shí), ,
因?yàn)?
所以
所以,
所以.
故存在常數(shù),對(duì),都有不等式:成立. …………14分
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