第七讲 数列(3)

2019-01-27 18:06

故当n=3时,sn=--521(n?1)?3.5 取最小值?125

1而函数y?1x?3.5在x<3.5时,y<0, y'??8(x?3.5)2 ?0,在(??,3.5)上也为减函数.

故当n=2时,取最大值:s2=. a的最大值与b的最小值分别为?3,2

532、解:∵数列{an}为等差数列,∴S1?a1,S2?2a1?d,S4?4a1?6d, ∵S1,S2,S4成等比数列, ∴ S1·S4 =S22 ∴ a1(4a1?6d)?(2a1?d)2,∴2a1d?d2 ∵公差d不等于0,∴d?2a(1)1q?S2S1?4a1a1?4

(2)∵S2 =4,∴2a1?d?4,又d?2a1,

∴a1?1,d?2, ∴an?2n?1。 (3)∵bn??323(2n?1)(2n?1)12n?1)?32?322n?1m20(1?12n?1)∴Tn?32[(1?13)?(13m?15)?…?(12n?1?12n?1)](1? 要使Tn?对所有n∈N*恒成立,∴

20?32,m?30,∵m∈N*,

∴m的最小值为30。 33、

n+1n+11?11?

②证明:由①知Sn=n2,当n∈N*时,=2=?-?,

SnSn+2nn+2?24?n2n+2?2?23n+11?11?1?11?1?11?

???++…+=?-+-+…+?-?

S1S3S2S4SnSn+24?1232?4?2242?4?n2n+2?2?=

1111111111?1111?

++…+-++…++=?+--?, 41222n243242n+1?2n+2?24?1222n+1?2n+2?2?

1123n+11?11?5

∵+>0, ∴++…+

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??a1?2d?5 ???a1?4d?2?a1?d??3?3bn?bn?1?0? 即??a1?2d?5??a1?2d?3?,解得?n?a1?1?d?21 ?an?1?1?n???2?2n1n????N?

bn?1bn?3,?n?N???数列?b?是以b?3为首项,公比为3的等比数列.

?bn?3?3n?1?3n?n?N?.

n?1?2n?1?2?n?34n?1(2)由(1)可得Sn??cn?n23?3?3?n, Tn??1?32n1n?13?3? . ?2?cn?1?32n?1?3?3?3n.

?Mn?c?c?c???123nn?1 ?cnMn?1?3?2?3?3?3?????n?1??3?n?33Mn?1?3??234???1?

n?3??3?3????n?5234??1n??3n??n?31??3?22?

2n?1 ?1???2?得: ?2Mn?3?3?3????3?Mn?9n?1n2? ?3?3?31?3?n?3n?2

(3)Mn?1??2n?1??3n?1??n?N??. ?4?99nn?1????2n?1??3n?1??9?n?1??3?02n?1?3?1?Mn?????4??4?? 即logm3434?1

Mn?1?Mn,?n?N??当n?1时, ?M取最小值,M1?9, ?9?9logmn34?1 ?logmm34

当m?1时,logm?0?m?34.

34?1恒成立;当0?m?1时,由logm,得m? ,

?实数m的取值范围是?m0?m??3?22d?3a1?3d?3?或m?1?. 4?

35、(1)?a3?a1?2d,S3?3a1? ???a1?2d?11?3a1?3d?24an(n?6)an?1?54n

??2?a1?5?d?3 ?an?5?(n?1)?3?n3 ? 2

4n2034n203323(2)bn??3n?20n?123n?n???2n?323??

323 当且仅当n?,即n?2时,bn取得最小值. ∴数列{bn}中的最小的项为

.

36、(Ⅰ)根据题设可得: 集合A中所有的元素可以组成以?3为首项,?2为公差的递减等差数列;集合B中所有的元素可以组成以?3为首项,?6为公差的递减等差数列.

由此可得,对任意的n?N?,有A?B?B A?B中的最大数为?3,即a1??3 设等差数列?an?的公差为d,则an??3?(n?1)d,S10?10(a1?a10)2?45d?30。因为?750?S10??300,

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??750?45d?30??300,即?16?d??6。由于B中所有的元素可以组成以?3为首项,?6为

公差的递减等差数列。所以d??6m(m?Z,m?0),由?16??6m??6?m?2,所以d??12 所以数列?an?的通项公式为an?9?12n(n?N?)

22(Ⅱ)bn?()an?13n?91n[1?()]2n122?() Tn?24(b2?b4?b6???bn)?24??24(1?) 2n1221?248n?24(2?2n?1)2(2n?1)nn1Tn?48n2n?1?24?242n?2n?1 于是确定Tn与

48n2n?1的大小关系等价于比较

n由2?2?1?1,22?2?2?1,23?2?3?1,24?2?4?1,???可猜想当n?32与2n?1的大小。

时,2n?2n?1 证明如下:

证法1:(1)当n?3时,由上验算可知成立. (2)假设n?k时,2k?2k?1,则

2k?1?2?2?2(2k?1)?4k?2?2(k?1)?1?(2k?1)?2(k?1)?1

k所以当n?k?1时猜想也成立

根据(1)(2)可知 ,对一切n?3的正整数,都有2n?2n?1

?当n?1,2时,Tn?48n2n?1,当n?3时Tn?48n2n?1

1n?1n01n?1n?????Cn?Cn?Cn?Cn?Cn?Cn?2n?2?2n?1 证法2:当n?3时2n?(1?1)n?Cn0?Cn?当n?1,2时,Tn?48n2n?1,当n?3时Tn?N)*48n2n?1

n-1n2=2(n37、(1)由题意知,an=2孜, ?bn+1=2log2an=2log22n=2n,

=)12 (nN*\\bn=2n-1(n N*) ?bn+1-bn=(2n+1n-)-(2),

∴数列?bn?是首项b1?1,公差d?2的等差数列。 (2)由an=2n,bn=2n-1(n N*)知cn=?Sn?12122n-12n(n?N*),

121?322?523???2n?32n?1?2n?12n ①

?2n?12121Sn?Sn?12112?2222?223233???222n?52n?1??2n?322nn?1 ② 由①-②得

11????n?1?22n2n?1n?1??(2?122???12n?2?12)?n?12n?12n?1

?32?12n?1?2n?12n?1.

?Sn?3?12n?2?2n?12n?3?2n?32n

n(3)由cn=

2n-12n(n?N*)知c-cn=n+12n+12n+1-2n-12=3-2n2n+1(n?N*),

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∴当n=1时,c2?c1, 当n?2时,cn?1?cn即c2?c3?c4???cn。 ∴当n=2时,cn取最大值是。

444 2即m?2m?3?0得m?1或m??3。 故实数m的取值范围为???,?3???1,???

23cn?12m2?m?34对一切正整数n恒成立?1m2?m?3?338、解:⑴依题意,a2又an?1?9Sn?10?9a1?10?100,故

an?1ana2a1?10, 当n?2时,an?9Sn?1?10? ①

n?1 ② ②―①整理得:

?10,故{an}n?N为等比数列,

an?a1q?10n,

⑵ 由⑴知,?lganTn?(11?3?12?4?n. ?lgan?1?lgan?(n?1)?n?1,即{lgan}是等差数列.

???1n(n?2))

39、解、an??2n?13. 40、

2?n?6??n?12n,Tn??2n???12n?36,n?7.

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41、

②假设当n=k时猜想成立,即a则

3akak?33?3k?3k?5,

ak?1??3k?5?3(k?1)?5?3k?5 ,当n=k+1时猜想也成立。

综合①②,对n?N?猜想都成立。

3an2an?11542、解:(Ⅰ)?an?1?,a? , ?a2?a12a1?1?2?535??1311 , a3?317

a4?323

(Ⅱ)由⑴知分子是3,分母是以首项为5公差为6的等差数列 ∴猜想数列?an? 通项公式:an?36n?1 用数学归纳法证明如下:

35① 当n?1时,由题意可知a1?,命题成立.------6分

36k?1② 假设当n?k(k?1,k?N)时命题成立, 即ak?3 ,----7分

那么,当n?k?1时,ak?1?ak2ak?1?2?6k?136k?1??136k?5?36(k?1)?1

也就说,当n?k?1时命题也成立。综上所述,数列?an?的通项公式为an?43、(Ⅰ)解:由a1?S1?16(a1?1)(a1?2),解得

36n?1

a1=1或a1=2,

又a1=S1>1,因此a1=2. 又6Sn?1?6Sn?(an?1?an)(an?1?an?3)?0?(an?1?1)(an?1?2)?(an?1)(an?2)?6an?1,

?an?1?an?0或an?1?an?3?0

因an>0,故an+1=-an不成立,舍去.因此an?1?an的等差数列,故{an}的通项为an=3n?1.

?3?0,从而{an}是公差为

3,首项为2

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(Ⅱ)证明:由an(2bn?1???log?1)?1可解得,bn?log2?1???an??3n??36··???23n?1??253n23n?1 从而

Tn?b1?b2???bn?log

3363n?2因此3Tn?1?log2(an?3)?log2???··?·3n?1?3n?2?25 令

3n?2?36f(x)??·?·?·3n?1?3n?2?253,则

,故

f(n?1)f(n)(3n?3)3n?2?3n?3??·???23n?5?3n?2?(3n?5)(3n?2)272033 因(3n?3)2?(3n?5)(3n?2)2?9n?7>0f(n?1)>f(n).特别的f(n)?f(1)?>1。从而3Tn?1?log2(an?3)?log2f(n)>0,

即3Tn?1>log2(an?3).

44、解:(1)由点P(an,an?1)在直线x?y?1?0上,

即an?1?an?1,且a1?1,数列{an}是以1为首项,1为公差的等差数列 an?1?(n?1)?1?n(n?2),a1?1同样满足,所以an?n (2)f(n)? f(n?1)?1n?11n?2?1n?2?1n?312n?1????1n?412n?212n

12n?1??112n?21???1

?7121n1n?1?0f(n?1)?f(n)??n?12n?22n?2

所以f(n)是单调递增,故f(n)的最小值是f(2)?(3)bn?1n

(n?2)-------12

,可得Sn?1?12?13???1n,Sn?Sn?1?分

nSn?(n?1)Sn?1?Sn?1?1,

(n?1)Sn?1?(n?2)Sn?2?Sn?2?1

……

S2?S1?S1?1

nSn?S1?S1?S2?S3???Sn?1?n?1 S1?S2?S3???Sn?1?nSn?n?n(Sn?1),n≥2

g(n)?n

故存在关于n的整式g(x)=n,使得对于一切不小于2的自然数n恒成立

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