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解:(1)由题意,得
Sn?n?4,即Sn?n2?4n. n2故当n?2时,an?Sn?Sn?1?n?4n-(n?1)2?4(n?1)=2n?3. 注意到n?1时,a1?S1?5,而当n?1时,n?4?5,
所以, an?2n?3(n?N*). ???????????????3分
又bn?2?2bn?1?bn?0,即bn?2?bn?1?bn?1?bn(n?N*),
11(b4?b8)?154. 220?8?3, 而b4?8,故b8?20,d?4因此,bn?b4?3(n?4)?3n?4,
所以?bn?为等差数列,于是
即bn?b4?3(n?4)?3n?4(n?N*).??????5分
33?
2(an?2)(2bn?5)2[(2n?3)?2][2?(3n?4)?5]311?==. 2(2n?1)(6n?3)2(2n?1)(2n?1)2(2n?1)(2n?1)11111111?)] 所以,Tn?c1?c2???cn=[(1?)?(?)?(?)?...?(4335572n?12n?111n)?=(1?. ???????????????8分
42n?14n?2n?1n1???0 由于Tn?1?Tn?4n?64n?2(4n?6)(2n?1)1因此Tn单调递增,故(TN)min?.
61k1令?,得k?12,所以kmax?12. ?????????????10分 6752*??2n?3(n?2l?1,l?N)(3)f(n)?? *??3n?4(n?2l,l?N)① 当m为奇数时,m?9为偶数.
此时f(m?9)?3(m?9)?4?3m?23 3f(m)?6m?9
14?N* (舍去) ?????????????所以3m?23?6m?9, m?3(2)cn?12分
② 当m为偶数时,m?9为奇数.
此时,f(m?9)?2(m?9)?3?2m?21,3f(m)?9m?12,
33?N*(舍去). 7综上,不存在正整数m,使得f(m?9)?3f(m)成立.
所以2m?21?9m?12,m??????????????14分
54(2011西城一模文17). (本小题满分13分)
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已知{an}是公比为q的等比数列,且a1?2a2?3a3. (Ⅰ)求q的值;
(Ⅱ)设{bn}是首项为2,公差为q的等差数列,其前n项和为Tn. 当n?2时,试比
较bn与Tn的大小.
解:(Ⅰ)由已知可得a1?2a1q?3a1q2, ????????2分
因为{an}是等比数列,所以3q2?2q?1?0. ????????3分
解得q?1或q??5分
1. ????????3n2?3n(Ⅱ)①当q?1时,bn?n?1,Tn?, ????????7
2分
n2?n?2?0. 所以,当n?2时,Tn?bn?2即当q?1时,Tn?bn(n?2). ????????8分
②当q??时,bn?2?(n?1)(?)?分
13?37?n, ????????93n?13n?n2Tn?2n?(n?1)(?)?, ????????10
236分
Tn?bn??分
(n?1)(n?14), ????????12
6所以,当n?14时,Tn?bn;当n?14时,Tn?bn;
当2?n?14时,Tn?bn. ????????13
分
综上,当q?1时,Tn?bn(n?2).当q??时,若n?14,Tn?bn;若n?14,
13Tn?bn;若2?n?14,Tn?bn.
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2(2011朝阳一模理20).(本小题满分14分)
有n个首项都是1的等差数列,设第m个数列的第k项为
2,3n,≥n,,公差为,amk(m,k?1,?dm,并且a1n,a2n,a3n,?,ann成等差数列.
(Ⅰ)证明dm?p1d1?p2d2 (3≤m≤n,p1,p2是m的多项式),并求p1?p2的值; (Ⅱ)当d1?1, d2?3时,将数列{dm}分组如下:
(d1), (d2,d3,d4), (d5,d6,d7,d8,d9),?(每组数的个数构成等差数列).
设前m组中所有数之和为(cm)4(cm?0),求数列{2mdm}的前n项和Sn. (Ⅲ)设N是不超过20的正整数,当n?N时,对于(Ⅱ)中的Sn,求使得不等式
c1(Sn?6)?dn成立的所有N的值. 50解:(Ⅰ)由题意知amn?1?(n?1)dm.
a2n?a1n?[1?(n?1)d2]?[1?(n?1)d1]?(n?1)(d2?d1),
同理,a3n?a2n?(n?1)(d3?d2),a4n?a3n?(n?1)(d4?d3),?, ann?a(?n1)n?(n?1)(d?dn1.) n?又因为a1n,a2n,a3n,?,ann成等差数列,所以a2n?a1n?a3n?a2n???ann?a(n?1)n. 故d2?d1?d3?d2???dn?dn?1,即{dn}是公差为d2?d1的等差数列. 所以,dm?d1?(m?1)(d2?d1)?(2?m)d1?(m?1)d2.
令p1?2?m,p2?m?1,则dm?p1d1?p2d2,此时p1?p2?1. ????4分 (Ⅱ)当d1?1, d2?3时,dm?2m?1 (m?N*).
数列{dm}分组如下:(d1), (d2,d3,d4), (d5,d6,d7,d8,d9),?. 按分组规律,第m组中有2m?1个奇数,
所以第1组到第m组共有1?3?5???(2m?1)?m个奇数. 注意到前k个奇数的和为1?3?5???(2k?1)?k, 所以前m个奇数的和为(m)?m.
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即前m组中所有数之和为m,所以(cm)4?m4.
因为cm?0,所以cm?m,从而 2mdm?(2m?1)?2m(m?N*). 所以 Sn?1?2?3?22?5?23?7?24???(2n?3)?2n?1?(2n?1)?2n.
c42Sn?1?22?3?23?5?24???(2n?3)?2n?(2n?1)?2n?1.
故?Sn?2?2?22?2?23?2?24???2?2n?(2n?1)?2n?1
?2(2?22?23???2n)?2?(2n?1)?2n?1
2(2n?1)?2??2?(2n?1)?2n?1?(3?2n)2n?1?6.
2?1所以 Sn?(2n?3)2n?1?6. ?????????????9分 (Ⅲ)由(Ⅱ)得dn?2n?1 (n?N*),Sn?(2n?3)2n?1?6 (n?N).
故不等式
*1(Sn?6)?bn 就是(2n?3)2n?1?50(2n?1). 50考虑函数f(n)?(2n?3)2n?1?50(2n?1)?(2n?3)(2n?1?50)?100.
n?1当n?1,2,3,4,5时,都有f(n)?0,即(2n?3)2?50(2n?1).
而f(6)?9(128?50)?100?602?0,
注意到当n≥6时,f(n)单调递增,故有f(n)?0. 因此当n≥6时,(2n?3)2n?1?50(2n?1)成立,即
1(Sn?6)?dn成立. 50 所以,满足条件的所有正整数N?5,6,7,?,20. ??????????14分
3(2011海淀一模理20). (本小题共13分)
已知每项均是正整数的数列A:其中等于i的项有ki个(i?1,2,3???), a1,a2,a3,?,an,设
bj?k1?k2???kj (j?1,2,3?),
g(m)?b1?b2???bm?nm
(m?1,2,3???).
(Ⅰ)设数列A:1,2,1,4,求g(1),g(2),g(3),g(4),g(5);
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(Ⅱ)若数列A满足a1?a2???an?n?100,求函数g(m)的最小值. 解:(1)根据题设中有关字母的定义,
k1?2,k2?1,k3?0,k4?1,kj?0(j?5,6,7?)
b1?2,b2?2?1?3,b3?2?1?0?3,b4?4,bm?4(m?5,6,7,?)
g(1)?b1?4?1??2g(2)?b1?b2?4?2??3,g(3)?b1?b2?b3?4?3??4,g(4)?b1?b2?b3?b4?4?4??4,g(5)?b1?b2?b3?b4?b5?4?5??4.
(2)一方面,g(m?1)?g(m)?bm?1?n,根据“数列A含有n项”及bj的含义知bm?1?n, 故g(m?1)?g(m)?0,即g(m)?g(m?1) ① ???????7分 另一方面,设整数M?max?a1,a2,?,an?,则当m?M时必有bm?n, 所以g(1)?g(2)???g(M?1)?g(M)?g(M?1)??
所以g(m)的最小值为g(M?1). …………………9分 下面计算g(M?1)的值:
???????5分
g(M?1)?b1?b2?b3???bM?1?n(M?1)
?(b1?n)?(b2?n)?(b3?n)???(bM?1?n)
?(?k2?k3???kM)?(?k3?k4???kM)?(?k4?k5???kM)???(?kM) ??[k2?2k3???(M?1)kM]
??(k1?2k2?3k3???MkM)?(k1?k2???kM) ??(a1?a2?a3???an)?bM
??(a1?a2?a3???an)?n …………………12分
∵a1?a2?a3???an?n?100 , ∴g(M?1)??100,
∴g(m)最小值为?100. …………………13分
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