- 数列典型例题(6)

2019-01-19 14:13

答案:?1080.

例3.(2005?湖南)自然状态下的鱼类是一种可再生资源,为持续利用这一资源,需从宏观上考察其再生能力及捕捞强度对鱼群总量的影响. 用xn表示某鱼群在第n年年初的总量,n∈N*,且x1>0.不考虑其它因素,设在第n年内鱼群的繁殖量及捕捞量都与xn成正比,死亡量与xn2成正比,这些比例系数依次为正常数a,b,C. (1)求xn+1与xn的关系式;

(2)猜测:当且仅当x1,a,b,c满足什么条件时,每年年初鱼群的总量保持不变?(不要求证明) (3)设a=2,b=1,为保证对任意x1∈(0,2),都有xn>0,n∈N,则捕捞强度b的 最大允许值是多少?证明你的结论.

解析:(1)从第n年初到第n+1年初,鱼群的繁殖量为axn,被捕捞量为bxn,死亡量为

*

cxn,因此xn?1?xn?axn?bxn?cxn,n?N*.(*)即xn?1?xn(a?b?1?cxn),n?N*.(**)

22 (2)若每年年初鱼群总量保持不变,则xn恒等于x1, n∈N*,从而由(*)式得

xn(a?b?cxn)恒等于0,n?N*,所以a?b?cx1?0.即x1?

a?bc.

x1? 因为x1>0,所以a>B. 猜测:当且仅当a>b,且

a?bc时,每年年初鱼群的总量保持不变.

(3)若b的值使得xn>0,n∈N*.由xn+1=xn(3-b-xn), n∈N*, 知0

b?(0,1],由此猜测b的最大允许值是1.

①当n=1时,结论显然成立.

下证 当x1∈(0, 2) ,b=1时,都有xn∈(0, 2), n∈N*.

②假设当n=k时结论成立,即xk∈(0, 2), 则当n=k+1时,xk+1=xk(2-xk)>0.

又因为xk+1=xk(2-xk)=-(xk-1)2+1≤1<2, 所以xk+1∈(0, 2),故当n=k+1时结论也成立.

由①、②可知,对于任意的n∈N*,都有xn∈(0,2). 综上所述,为保证对任意x1∈(0, 2), 都有xn>0, n∈N*,则捕捞强度b的最大允许值是1. 【常见误区】 1.第n项

an与项数n之间的对应关系搞错;

2.不能正确地应用前n和公式来求通项公式. 【基础演练】

1.已知数列

?an?满足

a0?1,an?a0?a1???an?1?n?1?n?n?1?

,则当n?1时,an?( )

1

A.2

nB.

2C.2n?1 D.2n?1

2.将n2个正数1,2,3,??,n2填入n×n方格中, 使得每行、每列、每条对角线上的数的和相等, 这个正方形就叫做n阶幻方,记f(n)为n阶幻 方对角线的和,如右图就是一个3阶幻方,可 知f(3)=15,则f(4)=( )

A.32 B.33 C.34 D.35

8 3 4

1 5 9 6 7 2 3.一个正整数数表如下(表中下一行中的数的个数是上一行中数的个数的2倍):

第行 11 第 26 页 共 48 页

第行 第行 ? ?

( ) D.260

34 5 6 7 22 3 则第9行中的第4个数是

A.132

B.255

C.259

f(2)4.如果

f(a?b)?f(a)?f(b)且f(1)?2,则f(1)

( ) C.2004

D.1003

?f(4)f(3)?f(6)f(5)???f(2006)f(2005)?

A.2006 B.2005

a1(3?1)5.(2004?江苏) 设数列{an}的前n项和为Sn,Sn=

n2(对于所有n≥1),且

a4?54,则

a1的数值是____________.

6.已知数列

?an?,

an?1n?n?1?n?N??且数列?an?的前n项和Sn?9,那么n的

值为 .

?x?0??y?0?y??nx?3n7.设不等式组?所表示的平面区域为Dn,记Dn内的整点个数

an(n?N*).(整

点即横坐标和纵坐标均为整数的点).

(1)求数列

{an}的通项公式;

(2)记数列

{an}Tn?的前n项和为Sn,且

Sn3?2n?1.若对于一切的正整数n,总有

Tn?m,求实数m的取值范围.

18.(2002?上海)已知函数f(x)=abx的图象过点A(4,4)和B(5,1) (1)求函数f(x)的解析式;

(2)记an=log2f(n),n是正整数,Sn是数列{an}的前n项和,解关于n的不等式anSn ≤0;

(3)对于(2)中的an与Sn,整数96是否为数列{anSn}中的项?若是,则求出相应的项数;若不是,则说明理由.

9.(2002?上海春)某公司全年的纯利润为b元,其中一部分作为奖金发给n位职工.奖金分 配方案如下:首先将职工按工作业绩(工作业绩均不相同)从大到小.由1至n排序,第

b 1位职工得奖金a元,然后再将余额除以n发给第2位职工,按此方法将奖金逐一发给 每位职工.并将最后剩余部分作为公司发展基金.

(1)设ak(1≤k≤n)为第k位职工所得奖金额,试求a2、a3,并用k、n和b表示ak;(不必证明) (2)证明ak>ak+1(k=1,2,?,n-1),并解释此不等式关于分配原则的实际意义;

第 27 页 共 48 页

(3)发展基金与n和b有关,记为Pn(b).对常数b,当n变化时,求n??Pn(b). 3.2 等差数列的通项与前n项的和 【考点透视】 一、考纲指要

1.理解等差数列的概念;

2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式,并能解决简单的实际问题. 二、命题落点

1.考查等差数列的概念、通项公式,即等差数列性质的灵活运用;如例1,例2; 2.考查等差数列的前n项和公式及其性质.如例3. 【典例精析】

lim例1:(2005?湖南)已知数列

{log2(an?1)}n?N)*为等差数列,且

a1?3,a3?9.

(1)求数列

{an}1的通项公式;

(2)证明

a2?a1?1a3?a22???1an?1?an?1.

解析:(1)设等差数列

{log(an?1)}的公差为D.由

a1?3,a3?9得2(logn22?d)?log22?log28,即d=1.

所以

log2(an?1)?1?(n?1)??n,即

an?2?1.

1(2)因为

an?1?an1a3?a2?1an?1?2n?12n,所以

1a2?a1????1an?1?an?121?122?123???12n

1?2?12n?12?1?12n2

例2: (2005?江苏)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,a2=6,a3=11,且 (5n?8)Sn?1?(5n?2)Sn?An?B,n?1,2,3,?,其中A,B为常数.

1?1?1.(1)求A与B的值; (2)证明数列{an}为等差数列; (3)证明不等式5amn?aman?1对任何正整数m、n都成立.

解析:(1)由已知,得S1=a1=1,S2=a1+a2=7,S3=a1+a2+a3=18. 由(5n-8)Sn+1-(5n+2)Sn=An+B知

??3S2?7S1?A?B,?A?B??28.即???2S3?12S2?2A?B,?2A?B??48.

解得 A=-20, B=-8。

(2) 由(1)得,(5n-8)Sn+1-(5n+2)Sn=-20n-8, ① 所以 (5n-3)Sn+2-(5n+7)Sn+1=-20n-28, ② ②-①,得, (5n-3)Sn+2-(10n-1)Sn+1+(5n+2)Sn=-20, ③ 所以 (5n+2)Sn+3-(10n+9)Sn+2+(5n+7)Sn+1=-20.④ ③

-③,得 (5n+2)Sn+3-(15n+6)Sn+2+(15n+6)Sn+1-(5n+2)Sn=0.

第 28 页 共 48 页

因为 an+1=Sn+1-Sn 所以 (5n+2)an+3-(10n+4)an+2+(5n+2)an+1=0. 又因为 (5n+2)?0,所以 an+3-2an+2+an+1=0 ,即 an+3-an+2=an+2-an+1, n?1.

又 a3-a2=a2-a1=5,所以数列

{an}为等差数列.

(3)由(2)可知,an=1+5(n-1)=5n-4. 要证了

5amn?aman?1,

只要证5amn>1+aman+2

aman,因为amn=5mn-4,aman=(5m-4)(5n-4)=25mn-20(m+n)+16,故只要证

5(5mn-4)>1+25mn-20(m+n)+16+2

aman,

因为

2aman?am?an?5m?5n?8?5m?5n?8?(15m?15n?29)=20m+20n-37,所以命题得证.

例3:(2005?上海)假设某市2004年新建住房400万平方米,其中有250万平方米是中低价房.预计在今后的若干年后,该市每年新建住房面积平均比上年增长8%.另外,每年新建住房中,中底价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么,到哪一年底

(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2004年为累计的第一年)将首次不少于4750万平方米? (2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%?

解析:(1)设中低价房面积形成数列

?an?,由题意可知?an?是等差数列,

n(n?1)2?50?25n?225n,

2Sn?250n?其中a1=250,d=50,则

25n?225n?4750,2 即

n?9n?190?0,而n是正整数,?n?10.2

∴到2013年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万平方米. (2)设新建住房面积形成数列{bn},由题意可知{bn}是等比数列, 其中b1=400,q=1.08,则bn=400·(1.08)n-1由题意可知

an?0.85bn,

有250+(n-1)50>400 · (1.08)n-1 · 0.85. 由计算器解得满足上述不等式的最小正整数n=6, ∴到2009年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%. 【常见误区】

1.容易把等差数列的项数搞错,导致解题错误; 2.不能灵活运用两个求和公式及其相应的性质解题. 【基础演练】

1.(2006?陕西)\等式sin(α+γ)=sin2β成立\是\α、β、γ成等差数列\的 ( )

A.必要而不充分条件

B.充分而不必要条件

C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件

2.(2005?山东) 于

{an}

是首项

a1?1,公差d?3的等差数列,如果an?2005,则序号n等

( )

C.669

D.670

A.667 B.668

a53. (2004?福建)设Sn

?an?的前n项和,若a3是等差数列

1C.2 D.2

?59,则S9S5?

( )

A.1 B.-1

第 29 页 共 48 页

4.( 2004?重庆) 若

{an}是等差数列,首项

a1?0,a2003?a2004?0,a2003.a2004?0,则使前n

项和

Sn?0 成立的最大自然数n是

B.4006

C.4007

( )

A.4005 D.4008

15.(2003?上海)设f(x)=

2?x2.利用课本中推导等差数列前n项和的公式的方法,可

求得f(-5)+f(-4)+?+f(0)+?+f(5)+f(6)的值为_____.

6.(2001?上海)设数列{an}的通项为an=2n-7(n∈N),则|a1|+|a2|+?+|a15|= .

*

7. (2004?全国1) 等差数列{

an}的前n项和记为Sn. 已知

a10?30,a20?50.

(1)求通项

an; (2)若Sn=242,求n.

8.( 2004?全国3 )设数列

2{an}是公差不为零的等差数列,Sn是数列

{an}的前n项和,且

S1?9S2,S4?4S2,求数列

{an}的通项公式.

9.(2001?全国)已知等差数列前三项为a,4,3a,前n项和为Sn,Sk=2550.

lim( (1)求a及k的值; (2)求

n??1S1?1S2???1Sn).

3.3 等比数列的通项与前n项的和

【典例精析】

例1:(2005?山东)21 已知数列

{an}的首项

a1?5,前n项和为

Sn,且

Sn?1?2Sn?n?5(n?N?)

(1)证明数列

{an?1}是等比数列;

2n(2)令

f(x)?a1x?a2x??anx,求函数

*f(x)在点x?1处的导数f?(1).

n?2,Sn?2Sn?1?n?4两式相减得

解析:(1)由已知

Sn?1?Sn?n?5(n?N),可得

Sn?1?Sn?2?Sn?Sn?1??1n?1,即

an?1?2an?1 从而

an?1?1?2?an?1?a1?5

当时,

S2?2S1?1?5,所以

a2?a1?2a1?6又所以

a2?11,从而

a2?1?2?a1?1? 故总有

an?1?1an?1?1?2(an?1)n?N*a?5,a1?1?0an?1,.又1,从而

比的等比数列.

?2,即数列

?an?1?是以?a1?1??6为首项,2为公

(2)由(1)知

an?3?2?1n.因为

f(x)?a1x?a2x???anx2n

所以

n?1f?(x)?a1?2a2x???nanx,

从而

f?(1)?a1?2a2???nan=

?3?2?1??2?3?22?1????n(3?2n?1)

第 30 页 共 48 页


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