=?=(b1)
2n?112n?1=( ) 2
∴Sn=b1+b2+?+bn
11212212312412n?11n= +( )+( )+[( )+( )+?+( )]=1-( ) 2222222777
由此可知,当n<3时,Sn< ,当n=3时,Sn= ,当n>3时,Sn> .
888又∵2
n-1
=(1+1)
n-1
23n-1=1+C1n-1+Cn-1+Cn-1+??+Cn-1
则当n≥4时,2
n-1
2>1+C1n-1+Cn-1
(n-1)(n-2)
=1+(n-1)+ >n+1
212n?11n+1∴( )<( ) 22
11212212312412n?11n∴Sn= +( )+( )+[( )+( )+?+( )]=1-( )
22222227由此可知,当n≥4时,Sn> .
8
112122111137
当n=3时,Sn= +( )+( )= + + = < .
22224161687
故知当n≤3 时,Sn< .
8
说明:本题是一道数列与函数的综合题。首先应准确地求出f(x)及其定义域。搞清定义域是解题成功的一半。根据函数f(x)解析式的特点,也可以利用三角代换x=asecθ,π3π-1
θ∈[0,)∪[π,) ,求函数f(x)的值域,即f(x)的定义域。
22
4an-2Ban+C例13.已知数列{an}中,a1=4,an+1= ,是否存在这样的数列{bn},bn= ,
an+1an+A其中A、B、C为实常数,使得{bn}是等比数列而不是等差数列?证明你的结论,并求{an}的
取值范围。
解:假设这样的{bn}存在,则应有
4an-24B+CC-2BB· +Can+
an+14+A4+ABan+1+C
bn+1= = =
an+1+A4an-2A-2
+Aan+an+14+ABan+C
又 bn=
an+A
存在q≠0,q≠1,q为常数,使bn+1=qbn,对n∈N都成立,于是比较两边的分子和分母,有
-1
31
?????
A-2
=A (1)4+A4B+C
=Bq (2) 4+AC-2B
=Cq (3)4+A
由(1)可解得A=-1或-2,由(2)、(3)可解得B=-C或C=-2B。
?A=-11°若? 代入(2)知q=1(B、C不能为0,否则bn=0,不合题意要求)舍去。
?B=-C?A=-122°若? 代入(2)得q= 3?C=-2B?A=-23
3°当? 时,q= 2?B=-C?A=-2
4°当? 时,q=1(舍去)
?C=-2B
23
故现只取A=-1,B=1,C=-2,q= (不必考虑q= 时的情况,因为只证存在性)。
32an-2
得bn= an-1
所以满足题设条件的数列存在。
对于{an}的取值范围,我们可以这样解. 4an-2
∵an+1-an= -an
an+1
(an-2)(an-1)=- ,a1=4>2,故a2
(an+1)
如果能证明所有的an都大于2,便可用数学归纳法证明{an}是单调递减的。事实上 4an-22(an-2)
∵an+1-2= -2= an+1an+1
由上式,我们也可用数学归纳法由a1>2,得an>2,所以{an}单调递减。且因为an>2,所以
2(an-2)2
an-2= < (an-1-2)
an+13222n-1
<( )(an-2-2)<( )(a1-2) 33∴liman=2,故an∈(2,4]。
n??说明:存在性问题的解法常是假设存在经过推理、运算或是求出结论得出存在或是得出矛盾证明不存在。本题的{an}的范围还可用前半部分的结论来求。解法如下:
a1-222n an-22n
b1= = ,故bn=( )∴ =( )
a1-133an+13∴an=
12n
1-()3
+1
由此易得an∈(2,4]。
32
例14. (1)设数列{cn},其中cn=2+3,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p。(2)设数列{an}、{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:{cn}不是等比数列。
证明:(1)∵{cn+1-pcn}是等比数列,故有
2
(cn+1-pcn)=(cn+2-pcn+1)·(cn-pcn-1)
nn
将cn=2+3代入上式,得: n+1n+1nn2n+2n+2n+1n+1nnn-1n-1
[2+3-p(2+3)]=[2+3-p(2+3)]·[2+3-p(2+3)]
1nn
整理得: (2-p)(3-p)·2·3=0
6
解之得:p=2或p=3。
(2)设{an},{bn}的公比分别为p,q,p≠q,cn=an+bn。
2222222
为证{Cn}不是等比数列,只要证明c2≠c1·c3 事实上: c2=(a1p+b1q)=a1p+b1q+2a1b1pq
22
c1c3=(a1+b1)(a1p+b1q)
222222
=a1p++b1q+a1b1(p+q)
222
∵p≠q,∴p+q>2pq,又a1,b1不为零,∴c2≠c1·c3,故{cn}不是等比数列。
说明: 本题是2000年全国高考数学试题。其证法很多,建议读者从不同的角度审视此题。我们可以得出更一般的结论;
nn
推论1:设数列{cn},cn=a+b且a≠b,则数列{cn+1-pcn}为等比数列的充要条件是p=a或p=b。
推论2:设{an}、{bn}是两个等比数列,则数列{an+bn}为等比数列的充要条件是,数列{an},{bn}的公比相等。
推论3:公比为a、b的等比数列{an},{bn},且a≠b,s、t为不全为零的实数,cn=san
+tbn为等比数列的充要条件是st=0。
例15.数列{an}中,a1=8,a4=2且满足an+2=2an+1-an n∈N(黄冈,三模 理科) (1)求数列{an}的通项公式;
(2)设Sn=|a1|+|a2|+?+|an|,求sn;
1
(3)设bn= ( n∈N),Tn=b1+b2+?+bn( n∈N),是否存在最大的整数m,
n(12-an)m
使得对任意n∈N,均有Tn> 成立?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由。
32
解:(1)由an+2=2an+1-an?
a4-a1an+2-an+1=an+1-an,可知{an}成等差数列,d= =-2
4-1-∴an=10-2n
(2)由an=10-2n≥0得n≤5
2
∴当n≤5时,Sn=-n+9n
2
当n>5时,Sn=n-9n+40
?-n+9n 1≤n≤5故Sn=?2 (n∈N)
?n-9n+40 n>5
2
nn
11111
(3)bn= = = (- )
n(12-an)n(2n+2)2nn+1
33
∴Tn= b1+b2+?+bn
1111111111
= [(1- )+( - )+( - )+??+( - )]= (1- )=
222334n-1n2n+1n
2(n+1)
n-1> >Tn-1>Tn-2>??>T1. 2n
mm1
∴要使Tn> 总成立,需 323247. 7高考数学数列专项训练{黄冈题库} 一.选择题: 1.lgx,lgy,lgz成等差数列是x,y,z成等比数列的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件 2.(文)在等比数列?an?中,则a7·a11=6,a4?a14?5,则 a20=( ) a10A. 232323 B. C.或 D.?或? 323232(理)若 ?an?是等比数列,其中a3,a7是方程2x?3kx?5?0的两根,且 2(a3?a7)2?4a2a8?1,则k的值为( ) A.?282211 B.11 C.?11 D. 33333.数列?an?满足an A.?>0 B.?<0 C.?=0 D.?>-3 4.设数列1,(1+2),(1+2+2)?(1+2+2+?+2nn22n?1)的前n项和为Sn,则Sn等于( ) n?1A.2 B.2-n C.2-n D.2n?1-n-2 5.某工厂月生产总值平均增长率为p,则年平均增长率为( ) A.12P B.p 12 C.(1?p)?1 D.(1?p) 12126.在数列?an?中,已知a1?1,a2?5,an?2?an?1?an(n?N?),则a2006等于( ) A.5 B.4 C.-1 D.-4 7.(理)给出一系列碳氢化合物的分子式:C6H6,C10H8,C14H10?,则该系列化合物的分子中含碳元素的质量分数最大可无限接近于( ) 34 A.95% B.96% C.97% D.98% (文)若数列?xn?的前n项和为Sn,且loga(sn?1)?n,则数列?xn?( ) A.只能是递增的等比数列 B.只能是递减的等差数列 C.只能是递减的等比数列 D.可能是常数列 8.已知1是a与b的等比中项,又是 11a?b与的等差中项,则2的值为( ) aba?b21111A.1或-? B.1或- C.1或 D.1或 332222229.若方程x?5x?m?0与x?10x?n?0的四个实根适当排列后,恰好组成一个首项为1的等比数列,则m:n的值为( ) A.4 B.2 C. ?511 D. 24510.等比数列?an?的首项为2,其前11项的几何平均数为2,若在这前11项中抽取一项后的几何平均数为2,则抽出的是( ) A.第6项 B. 第7项 C. 第9项 D. 第11项 11.如图所示,在杨辉三角中,斜线AB上方箭头所示的数组成的一个锯齿形的数列:1,2,3,3,6,4,10,?,记这个数列的前n项的和为S(n),则S(16)等于( ) A.128 B.144 C.155 D.164 12.(理)在等比数列?an?中,a1?sec?(?为锐角),且前n项和Sn满足limSn?n??51,那么?的取值范围是( ) a1A.(0, ????) B.(0,) C.(0,) D.(0,) 6432(文)根据调查,预测某家电商品从年初开始的n个月内累积的需求量Sn(万件)近似的满足Sn?n21n?n2?5??n?1,2,3,?,12?,按此预测,在本年度需求量超过1.5万件的月?90 B.6月和7月 10份是( ) A.5月和6月 二.填空题: 2C.7月和8月 2D.8月和9月 1013.已知lgx?lgx?...?lgx?110,则lgx?lgx????lgx=_____________ 14. 设数列?an?的前n项和为Sn(n?N*). 关于数列?an?有下列三个命题: (1)若?an?既是等差数列又是等比数列,则an?an?1(n?N*); (2)若Sn?an2?bn?a、b?R?,则?an?是等差数列; 35