2012全国各地模拟试题理科数学分类汇编理6:数列1(3)

2019-01-19 16:08

【西安市第一中学2012高三期中】已知数列

?an}满足,

a1=1’a2?2,an+2=an?an?1,n?N*. 2???令bn?an?1?an,证明:{bn}是等比数列;(Ⅱ)求?an}的通项公式。

【答案】解(1)证b1?a2?a1?1, 当n?2时,bn?an?1?an?所以?bn?是以1为首项,?an?1?an11?an??(an?an?1)??bn?1, 2221为公比的等比数列。 21n?1(2)解由(1)知bn?an?1?an?(?),

2n?2当n?2时,an?a1?(a2?a1)?(a3?a2)???(an?an?1)?1?1?(?)???(?)

121211?(?)n?1215212?1?[1?(?)n?2]??(?)n?1, ?1?1323321?(?)25211?1当n?1时,?(?)?1?a1。

332521n?1*所以an??(?)(n?N)。

332【北京市东城区2012学年度高三数第一学期期末】在等差数列?an?中,a1?3,其前n项和为Sn,等比数列?bn?的各项均为正数,b1?1,公比为q,且b2?S2?12, q?(Ⅰ)求an与bn; (Ⅱ)证明:

S2. b211112≤?????. 3S1S2Sn3【答案】解:(Ⅰ)设?an?的公差为d,

?b2?S2?12,?q?6?d?12,??S26?d 因为?所以?q?.q?,??qb2?? 解得 q?3或q??4(舍),d?3.

故an?3?3(n?1)?3n ,bn?3n?1. ?????6分

- 11 -

(Ⅱ)因为Sn?所以

n(3?3n), 212211??(?). ???9分 Snn(3?3n)3nn?1 故

1112?1111111???????(1?)?(?)?(?)???(?)?

22334nn?1?S1S2Sn3?

21(1?). ???11分 3n?11111?1, 因为n≥1,所以0?≤,于是≤1?n?122n?11212)?. 所以≤(1?33n?1311112 即≤?????. ?????13分

3S1S2Sn3?【北京市西城区2012学年度第一学期期末】已知数列An:a1,a2,?,an.如果数列

Bn:b1,b2,?,bn满足b1?an,bk?ak?1?ak?bk?1,

其中k?2,3,?,n,则称Bn为An的“衍生数列”.

(Ⅰ)若数列A4:a1,a2,a3,a4的“衍生数列”是B4:5,?2,7,2,求A4;

(Ⅱ)若n为偶数,且An的“衍生数列”是Bn,证明:Bn的“衍生数列”是An; (Ⅲ)若n为奇数,且An的“衍生数列”是Bn,Bn的“衍生数列”是Cn,?.依次将数列An,

Bn,Cn,?的第i(i?1,2,?,n)项取出,构成数列?i:ai,bi,ci,?.

证明:?i是等差数列.

【答案】(Ⅰ)解:A4:2,1,4,5. ??????3分 (Ⅱ)证法一:

证明:由已知,b1?a1?(a1?an),b2?a1?a2?b1?a2?(a1?an).

因此,猜想bi?ai?(?1)i(a1?an). ??????4分 ① 当i?1时,b1?a1?(a1?an),猜想成立; ② 假设i?k(k?N*)时,bk?ak?(?1)k(a1?an).

- 12 -

当i?k?1时,bk?1?ak?ak?1?bk

?ak?ak?1?[ak?(?1)k(a1?an)] ?ak?ak?1?ak?(?1)k(a1?an) ?ak?1?(?1)k?1(a1?an)

故当i?k?1时猜想也成立.

由 ①、② 可知,对于任意正整数i,有bi?ai?(?1)i(a1?an). ??????7分 设数列Bn的“衍生数列”为Cn,则由以上结论可知

ci?bi?(?1)i(b1?bn)?ai?(?1)i(a1?an)?(?1)i(b1?bn),其中i?1,2,3,?,n.

由于n为偶数,所以bn?an?(?1)n(a1?an)?a1,

所以 ci?ai?(?1)i(a1?an)?(?1)i(an?a1)?ai,其中i?1,2,3,?,n.

因此,数列Cn即是数列An. ??????9分 证法二: 因为 b1?an,

b1?b2?a1?a2, b2?b3?a2?a3,

??

bn?1?bn?an?1?an,

由于n为偶数,将上述n个等式中的第2,4,6,?,n这

n个式子都乘以?1,相加得 2b1?(b1?b2)?(b2?b3)???(bn?1?bn)?an?(a1?a2)?(a2?a3)???(an?1?an)

即?bn??a1,bn?a1. ??????7分

由于a1?bn,ai?bi?1?bi?ai?1(i?2,3,?,n),

根据“衍生数列”的定义知,数列An是Bn的“衍生数列”. ??????9分 (Ⅲ)证法一:

证明:设数列Xn,Yn,Zn中后者是前者的“衍生数列”.欲证?i成等差数列,只需证明

- 13 -

xi,yi,zi成等差数列,即只要证明2yi?xi?zi(i?1,2,3,?,n)即可. ??10分

由(Ⅱ)中结论可知 yi?xi?(?1)i(x1?xn),

zi?yi?(?1)i(y1?yn)

?xi?(?1)i(x1?xn)?(?1)i(y1?yn)

?xi?(?1)i(x1?xn)?(?1)i[xn?xn?(?1)n(x1?xn)] ?xi?(?1)i(x1?xn)?(?1)i(x1?xn) ?xi?2(?1)i(x1?xn),

所以,xi?zi?2xi?2(?1)i(x1?xn)?2yi,即xi,yi,zi成等差数列, 所以?i是等差数列. ???13分 证法二:

因为 bi?ai?1?ai?bi?1(i?2,3,4,?,n), 所以 bi?ai??(bi?1?ai?1)(i?2,3,4,?,n).

所以欲证?i成等差数列,只需证明?1成等差数列即可. ??????10分 对于数列An及其“衍生数列”Bn, 因为 b1?an,

b1?b2?a1?a2, b2?b3?a2?a3,

??

bn?1?bn?an?1?an,

由于n为奇数,将上述n个等式中的第2,4,6,?,n?1这

相加得

n?1个式子都乘以?1, 2b1?(b1?b2)?(b2?b3)???(bn?1?bn)?an?(a1?a2)?(a2?a3)???(an?1?an)

即bn?an?a1?an?2an?a1.

设数列Bn的“衍生数列”为Cn,

- 14 -

因为 b1?an,c1?bn?2an?a1,

所以 2b1?a1?c1, 即a1,b1,c1成等差数列. 同理可证,b1,c1,d1;c1,d1,e1,?也成等差数列. 即 ?1是等差数列.

所以 ?i成等差数列. ??????13分 【浙江省名校新高考研究联盟2012届第一次联考】

已知数列?an?,?bn?满足:a1?3,当n?2时,an?1?an?4n;对于任意的正整数n,

b1?2b2?L?2n?1bn?nan.设?bn?的前n项和为Sn.

(Ⅰ)计算a2,a3,并求数列?an?的通项公式; (Ⅱ)求满足13?Sn?14的n的集合.

【答案】(Ⅰ)在an?1?an?4n中,取n?2,得a1?a2?8,又,a1?3,故a2?5.同样

取n?3可得a3?7.????????2分

由an?1?an?4n及an?1?an?4(n?1)两式相减可得:所以数列?an?的an?1?an?1?4,奇数项和偶数项各自成等差数列,公差为4,而a2?a1?2,故?an?是公差为2的等差数列,?an?2n?1.????????5分

注:猜想an?2n?1而未能证明的扣2分;用数学归纳法证明不扣分. (Ⅱ)在b1?2b2+L?2n?1bn?nan中令n?1得b1?a1?3.????????6分

又b1?2b2?L?2nbn?1?(n?1)an?1,与b1?2b2?L?2n?1bn?nan两式相减可得:

2nbn?1?(n?1)an?1?nan?(n?1)(2n?3)?n(2n?1)?4n?3,bn?1?当n?2时,bn?4n?3,即2n4n?1 n?124n?1??????9分 2n?1经检验,b1?3也符合该式,所以,?bn?的通项公式为bn?11Sn?3?7??L?(4n?1)?()n?1.

2211111Sn?3??7?()2?L?(4n?5)?()n?1?(4n?1)?()n. 22222

- 15 -

11111Sn?3?4[?()2?L?()n?1]?(4n?1)?()n 222224n?7利用等比数列求和公式并化简得:Sn?14?????????11分 n?12相减可得:

可见,?n?N?,Sn?14????????12分 经计算,S5?14?2731?13,S6?14??13,注意到 ?bn?的各项为正,故Sn单调递增,1632所以满足13?Sn?14的n的集合为nn?6,n?N.????????14分

??

- 16 -


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