第六章 第二节 数列的应用(4)

2019-02-20 21:02

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(2) 由题设

am?an(1?am)(1?an)的值仅与m?n有关,记为bm?n,则

bn?1?a1?an(1?a1)(1?an)?a?an(1?a)(1?an).

考察函数 f(x)?a?x(1?a)(1?x)(x?0),则在定义域上有

?1,?1?a??1f(x)?g(a)??,2??a,?1?a?a?1a?10?a?1

*故对n?N, bn?1?g(a)恒成立.

又 b2n?2an(1?an)2?g(a),

注意到0?g(a)?g(a)1?g(a)?12,解上式得

1?g(a)?1?2g(a)1?g(a)?1?2g(a)?1?2g(a)g(a)1?an?g(a),

取??1?g(a)?1?2g(a)g(a),即有

??an??..

130. (2009湖北卷理)已知数列?an?的前n项和Sn??an?()n?1?2(n为正整数)。

2n(Ⅰ)令bn?2an,求证数列?bn?是等差数列,并求数列?an?的通项公式;

(Ⅱ)令cn?n?1nan,Tn?c1?c2?........?cn试比较Tn与

1n?15n2n?1的大小,并予以证明。

12解(I)在Sn??an?()2?2中,令n=1,可得S1??an?1?2?a1,即a1?1n?2

当n?2时,Sn?1??an?1?()2?2an?an?1?(12)n?1n?2,?an?Sn?Sn?1??an?an?1?(n?112)n?1,

,即2an?2an?1?1.

n ?bn?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.

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于是bn?1?(n?1)?1?n?2an,?an?(II)由(I)得cn?Tn?2?12?3?(122nn2n.

n?1nan?(n?1)(12312),所以

12)

nn)?4?()?K?(n?1)(12Tn?2?(12)?3?(21212)?4?(2312)?K?(n?1)(1n412)n?1

n?1由①-②得Tn?1?()?()?K?()?(n?1)()22221?1?4[1?(1??Tn?3?5n2n?11131

1212)n?1]?(n?1)(12)n?1?32?n?32n?1

n?32nTn??3?n?32n?5n2n?1?(n?3)(2?2n?1)2(2n?1)nnn

于是确定Tn与5n2n?12的大小关系等价于比较2与2n?1的大小

345由2?2?1?1;2?2?2?1;2?2?3?1;2?2?4?1;2?2?5;K

2?2n?1.证明如下: 可猜想当n?3时,n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2?2n?1. 证法2:当n?3时

2nn?(1?1)n?Cn?Cn?Cn?K?Cn012n?1?Cn?Cn?Cn?Cnn01n?1?Cn?2n?2?2n?1

n综上所述,当n?1,2时Tn?5n2n?1,当n?3时Tn?5n2n?1

31.(2009四川卷文)设数列?an?的前n项和为Sn,对任意的正整数n,都有an?5Sn?1成立,记bn?4?an1?an(n?N)。

*(I)求数列?an?与数列?bn?的通项公式;

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(II)设数列?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,请说明理由; (III)记cn?b2n?b2有Tn?32n1?(n?N),设数列?cn?的前n项和为Tn,求证:对任意正整数n都

*;

14解(I)当n?1时,a1?5S1?1,?a1??又?an?5Sn?1,an?1?5Sn?1?1

?an?1?an?5an?1,即an?1an??14

14∴数列?an?是首项为a1??4?(?),bn?n14,公比为q??))n的等比数列,

1414∴an?(?14(n?N) ?????????????3分

n*1?(?(II)不存在正整数k,使得Rn?4k成立。

4?(?1414))n证明:由(I)知bn?1?(?5(?4)2k?1?4?n5(?4)?1n

?b2k?1?b2k?8??1?5(?4)?2k?1?8?516?1k?2016?4k?8?15?16?40(16?1)(16?4)kkk?8.

∴当n为偶数时,设n?2m(m?N) ∴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 (III)由bn?4?5(?4)?1n?得

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cn?b2n?1?b2n?542n?1?542n?1?1?15?16nnn(16?1)(16?4)?15?16n2nn(16)?3?16?4?15?16(16)n2n?1516n又b1?3,b2?133,?c2?3243,

当n?1时,T1?当n?2时,

1Tn?43?25?(1162?1163???116n)?43?25?162[1?(1?11161)n?2]16694832

??43?25?161?2116?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.

*(Ⅰ)首项为1,公比为?12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. 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{an}也是B-数列。 解: (Ⅰ)设满足题设的等比数列为{an},则an?(?an?an?1?(?12)n?1212)n?1.于是

?(?12)n?2?32?(12)n?2,n?2.

|an?1?an|?|an?an?1|???|a2?a1|

=

31121n-1???1??()???()=3???2?222?1n??1?()?3. ??2??七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载

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所以首项为1,公比为?12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. 记K?M?a1,则有an2?1?an2?(an?1?an)(an?1?an) ?(an?1?an)an?1?an?2Kan?1?an. 因此an?1?an?an?an?1?...?a2?a1?2KM. 故数列?an?是B-数列.

2222222?33. (2009陕西卷理) 已知数列?xn}满足, x1=12’xn+1=11?xn,n?N.

*???猜想数列{xn}的单调性,并证明你的结论;

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