高中必修5经典数列经典例题(2)

2018-12-03 19:01

1?an?2??2??3?n?1?2??3?n?1?,b?3?2?n??6???3?n?1?2??3?n?1?. ??

(Ⅲ)令数列?dn?的通项公式为dn?(2?其前n项和为Pn;

令数列?en?的通项公式为en?(2?其前n项和为Pn?.

12363)n?1,它是公比为p?2?3的等比数列,令

3)n?1,它是公比为p??2?3的等比数列,令

由第(Ⅱ)问得Sn???(Pn?Pn?),Sn(Pn?Pn?).

Sn?Sn?3?Pn?Pn?Pn?Pn?1??3?1?Pn?Pn. Pn?Pn3?1,则limPn??n?? 由于数列?en?的公比0?2?1p1p11?(2?3).

1Pn?1?p1?pn(?)?((1pnn)n?1,由于

1p?12?3?2?3,则lim1Pn)?1n???0,

于是limn??Pn?Pn?0,所以limSn?Snn???3 2例8 数列?an?的各项均为正数,Sn为其前n项和,对于任意n?N*,总有an,Sn,an成等差数列.

(Ⅰ)求数列?an?的通项公式;

(Ⅱ)设数列?bn?的前n项和为Tn ,且bn?lnn2xan,求证:对任意实数x??1,e?(e是常数,

e=2.71828???)和任意正整数n,总有Tn? 2;

(Ⅲ) 正数数列?cn?中,an?1??cn?n?1,(n?N).求数列?cn?中的最大项.

*2*(Ⅰ)解:由已知:对于n?N,总有2Sn?an?an ①成立

∴2Sn?1?an?1?an?1 (n ≥ 2)② ①--②得2an?an?an?an?1?an?1 ∴an?an?1??an?an?1??an?an?1?

∵an,an?1均为正数,∴an?an?1?1 (n ≥ 2) ∴数列?an?是公差为1的等差数列 又n=1时,2S1?a1?a12, 解得a1=1 ∴an?n.(n?N*)

(Ⅱ)证明:∵对任意实数x??1,e?和任意正整数n,总有bn?lnn2222xan≤

1n2.

∴Tn?112?121222???131n2?1?1n?111?2?1n?12?31n???1?n?1?n

?1?1?12??????2??2

(Ⅲ)解:由已知 a2?c1?2?c1?

a3?c2?3?c2?a5?c4?5?c4?53352,

443,a4?c3?4?c3?54?2,

易得 c1?c2,c2?c3?c4?... 猜想 n≥2 时,?cn?是递减数列.

1?x?lnxx2令f?x??lnxx,则f??x??x?1?lnxx2

∵当x?3时,lnx?1,则1?lnx?0,即f??x??0. ∴在?3,???内f?x?为单调递减函数. 由an?1?cnn?1知lncn?ln?n?1?n?1.

∴n≥2 时, ?lncn?是递减数列.即?cn?是递减数列.

又c1?c2 , ∴数列?cn?中的最大项为c2?33.

例9 设?an?是公差不为零的等差数列,Sn为其前n项和,满足

a2?a3?a4?a5,S7?7。

2222(1)求数列?an?的通项公式及前n项和Sn; (2)试求所有的正整数m,使得

22amam?1am?22为数列?an?中的项。

2解:(1)设公差为d,则a2?a5?a4?a3,由性质得?3d(a4?a3)?d(a4?a3),因为d?0,所以a4?a3?0,即2a1?5d?0,又由S7?7得7a1?解得a1??5,

7?62d?7,

d?2,

(2)

(方法一)则

amam?1am?2amam?1am?2

=

(2m?7)(2m?5)2m?38t,设2m?3?t,

=

(t?4)(t?2)t?t??6, 所以t为8的约数

(方法二)因为

8 am+2amam?1am?2?(am?2?4)(am?2?2)am?2?am?2?6?8am?2为数列?an?中的项,

为整数,又由(1)知:am?2为奇数,所以am?2?2m?3??1,即m?1,2

经检验,符合题意的正整数只有m?2。 例10 已知?an?是公差为d的等差数列,?bn?是公比为q的等比数列。 (1)

*若an?3n?1,是否存在m、k?N,有am?am?1?ak?说明理由;

(2)

找出所有数列?an?和?bn?,使对一切n?N,

*an?1an?bn,并说明理由;

(3)

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。

解:(1)由am?am?1?ak,得6m?5?3k?1, 整理后,可得k?2m??43,?m、k?N?,?k?2m为整数,

?不存在m、k?N,使等式成立。

(2)若

an?1a?bn,即

a1?nda1?(n?1)d?b1qn?1, (*)

(ⅰ)若d?0,则1?b1qn?1?bn。

当{an}为非零常数列,{bn}为恒等于1的常数列,满足要求。 (ⅱ)若d?0,(*)式等号左边取极限得lima1?nda1?(n?1)dn??(*)式等号右边的极限只?1,

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。

n(3)an?4n?1,bn?3,n?N*

设am?1?am?2????am?p?bk?3,p、k?N,m?N.

4(m?1)?1?4(m?p)?12p?3,

kk*?4m?2p?3?3kp,?p、k?N*,?p?3,s?N.

5取k?3s?2,4m?32s?2?2?3?3?(4?1)s2s?2?2?(4?1)?3?0,

s由二项展开式可得正整数M1、M2,使得(4-1)2s+2=4M1+1,

2?(4?1)?8M2?(?1)2,

?4m?4(M1?2M2)?(?1)?12,?存在整数m满足要求.

ss?s?故当且仅当p=3,s?N时,命题成立.

s

二、点列综合题

例11 设曲线c:y?x(x?0)上的点为P0(x0,y0),过P0作曲线c的切线与x轴交于Q1,

2过Q1作平行于y轴的直线与曲线c交于P1(x1,y1),然后再过P1作曲线c的切线交x轴于Q2,过Q2作平行于y轴的直线与曲线c交于P2(x2,y2),依此类推,作出以下各点:P0,Q1,P1,Q2,P2,Q3,?Pn,Qn+1?,已知x0?2,设Pn(xn,yn)(n?N)

(1)求出过点P0的切线方程; (2)设xn?f(n),求f(n)的表达式; (3)设Sn?x0?x1???xn,求 解:(1) ?k0?2x0?4∴过点

P0的切线段为y?4?4(x?2)即4x?y?4?0

xn?2xn(x?xn)

22 (2)?kn?2xn ∴过点Pn的切线方程为y? 将Qn?1(xn?1,0)的坐标代入方程得:? ?xn?1

xn?2xn(xn?1?xn)

?xn2?xn?1xn?12

?2,公比为12 故数列{xn}是首项为x0 ?xn的等比数列

1n1n?1?f(n)?2?()即f(n)?()

222(1?1?121n?1

(3)

)?Sn?4(1?2?Sn?1n?1)

2 ?limn??Sn?lim4(1?n??12n?1)?4

bn例12 已知点P满足:a?a·,bb?a,bn?1nn?1n?1n?nn?,且已知,n?N21?an2??1P0?,? ?33? (1)求过点P0,P1的直线l的方程;

(2)判断点Pn?n?2?与直线l的位置关系,并证明你的结论;

(3)求点Pn的极限位置。

b?解:(1)由a0?,03123,得:


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