从而an+1=f(an)=an+c+8,
由于{an}为等差数列,因此其公差d=c+8. ①若a1<-c-4,则a2=f(a1)=-a1-c-8, 又a2=a1+d=a1+c+8,故-a1-c-8=a1+c+8, 即a1=-c-8,从而a2=0,
当n≥2时,由于{an}为递增数列,故an≥a2=0>-c,所以an+1=f(an)=an+c+8, 而a2=a1+c+8,故当a1=-c-8时,{an}为无穷等差数列,符合要求. ②若-c-4≤a1<-c,则a2=f(a1)=3a1+3c+8,
又a2=a1+d=a1+c+8,所以,3a1+3c+8=a1+c+8,得a1=-c,舍去. ③若a1≥-c,则由an≥a1得到an+1=f(an)=an+c+8, 从而{an}为无穷等差数列,符合要求. 综上a1的取值集合为{-c-8}∪[-c,+∞).
9.(2013·上海高考文科·T22)已知函数f(x)?2?x,无穷数列?an?满足an+1=f(an),n∈N*
(1)若a1=0,求a2,a3,a4;
(2)若a1>0,且a1,a2,a3成等比数列,求a1的值.
(3)是否存在a1,使得a1,a2,…,an…成等差数列?若存在,求出所有这样的a1;若不存在,说明理由. 【解析】(1)a2=2,a3=0,a4=2. (2)a2=2-|a1|=2-a1,a3=2-|a2|=2-|2-a1|. ①当0
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②当a1>2时,a3=2-(a1-2)=4-a1, 所以a1(4-a1)=(2-a1)2, 得a1=2-(舍去)或a1=2+. 综合①②得a1=1或a1=2+.
(3)假设这样的等差数列存在,那么a2=2-|a1|,a3=2-|2-|a1||. 由2a2=a1+a3得2-a1+|2-|a1||=2|a1|(*). 以下分情况讨论:
①当a1>2时,由(*)得a1=0,与a1>2矛盾; ②当0
③当a1≤0时,则公差d=a2-a1=(a1+2)-a1=2>0, 因此存在m≥2使得am=a1+2(m-1)>2. 此时d=am+1-am=2-|am|-am<0,矛盾.
综合①②③可知,当且仅当a1=1时,a1,a2,a3,…,构成等差数列.
10. (2013·江苏高考数学科·T19)设{an}是首项为a,公差为d的等差数列
(d?0),Sn是其前n项和。记bn?nSn*n?N,,其中c为实数。 2n?c(1)若c?0,且b1,b2,b4成等比数列,证明:Snk?n2Sk(k,n?N*); (2)若{bn}是等差数列,证明:c?0。
【解题指南】利用条件c?0,且b1,b2,b4成等比数列,求出Sn,再代入证明(2)利用条件{bn}是等差数列建立与c有关方程。 【证明】由题设知,Sn=na+
n(n?1)d. 2- 7 -
(1)若c?0,得bn?2Sn(n?1)d?a?.又因为b1,b2,b4成等比数列,所以b22?b1b4, n2d?3d?2?即:??a???a?a??,化简得d-2ad=0.因为d≠0,所以d=2a.
2?2???因此,对于所有的m∈N*,有Sm=m2a.
从而对于所有的k,n∈N*,有Snk=(nk)2a=n2k2a=n2Sk. (2)设数列{bn}的公差是d1,则bn=b1+(n-1)d1, n∈N*, 代入Sn的表达式,整理得,对于所有的n∈N*,有
112
(d1?d)n3+(b1-d1-a+d)n+cd1n=c(d1-b1).
2211令A=d1-d,B=b1-d1-a+d,D=c(d1-b1),则对于所有的n∈N*,有An3+Bn2+cd1n=D.
22(*)
在(*)式中分别取n=1,2,3,4,得
A+B+cd1=8A+4B+2cd1=27A+9B+3cd1=64A+16B+4cd1,
(1)?7A?3B?cd1?0?从而有?19A?5B?cd1?0(2)
?21A?5B?cd?0(3)1?由(2)(3)得A=0,cd1=-5B,代入方程(1),得B=0,从而cd1=0. 即d1-d=0,b1-d1-a+d=0,cd1=0.
若d1=0,则由d1-d=0,得d=0,与题设矛盾,所以d1≠0. 又因为cd1=0,所以c=0.
11.(2013·湖南高考文科·T19)设Sn为数列{an}的前项和,已知a1?0,2an?a1?S1?Sn,n?N?
(Ⅰ)求a1,a2,并求数列{an}的通项公式; (Ⅱ) 求数列{nan}的前n项和。
121212- 8 -
【解题指南】(Ⅰ)本题是利用递推关系 an???S1,n?1, 求数列的通项公式 ;
?Sn?Sn?1,n?2,(Ⅱ)根据第(Ⅰ)问可知应利用错位相减法求数列前n项和. 【解析】(Ⅰ)令n?1,得2a1?a1?a12,因为a1?0,所以a1?1, 令n?2,得2a2?1?s2?1?a2,解得a2?2。当n?2时,由2an?1?sn
2an?1?1?sn?1,两式相减,整理得an?2an?1,于是数列?an?是首项为1,公比为2
的等比数列,所以,an?2n?1。
(Ⅱ)由(I )知nan?n2n?1,记其前n项和为Tn,于是 Tn?1?2?2?3?22???n?2n?1 ① 2Tn?1?2?2?22?3?23???n?2n ②
① -②得 ?Tn?1?2?22???2n?1?n?2n?2n?1?n?2n 从而Tn?1?(n?1)2n
12.(2013·江西高考理科·T17)正项数列{an}的前n项和Sn满足:
Sn2?(n2?n?1)Sn?(n2?n)?0
(1)求数列{an}的通项公式an. (2)令bn=5n+1n?N*T?,数列{b}的前n项和为T.证明:对于任意,都有. nnn2264(n+2)an【解题指南】(1)由题目中的等式求出Sn,然后由Sn求an;(2)化简bn,观察结构特征,选取求和的方法求Tn.
【解析】(1)由Sn2?(n2?n?1)Sn?(n2?n)?0得[Sn?(n2?n)](Sn?1)?0 由于?an?是正项数列,所以Sn?0,Sn?n2?n.于是,当n?2时,
an?Sn?Sn?1?(n2?n)?[(n?1)2?(n?1)]=2n,又因为a1?s1?2符合上式.综上,数列?an?的通项公式为an?2n.
- 9 -
(2)因为an?2n,bn=则Tn??n+1111n+1,所以b=?[?]. n(n+2)24n216n2(n?2)2(n+2)2an2?1111???] 2222(n?1)(n?1)n(n?2)111111[1?2?2?2?2?2?16324351111115. [1?2??]?(1?)?162(n?1)2(n?2)216226413.(2013·江西高考文科·T16)正项数列{an}满足an2?(2n?1)an?2n?0. (1)求数列{an}的通项公式an; (2)令bn=
1(n?1)an,求数列{bn}的前n项和Tn.
【解题指南】借助二次三项式的因式分解来求an,分析{bn}通项公式的特点选择正确的求和方法.
【解析】(1)由an2?(2n?1)an?2n?0,得(an?2n)(an?1)?0.由于{an}是正项数列,所以an?2n. (2)由an?2n,bn=
1(n?1)an,则bn??1111?(?).
2n(n?1)2nn?1所以Tn?1(1?1?1?1?2223111111n???)?(1?)?. n?1nnn?12n?12(n?1)14.(2013·福建高考文科·T17)已知等差数列{an}的公差d=1,前n项和为Sn. (1)若1,a1,a3成等比数列,求a1. (2)若S5>a1a9,求a1的取值范围.
【解题指南】按等比中项列式,a3用通项表示,求出首项,第(2)问,直接按基本量列式求解.
【解析】(1)因为数列{an}的公差d=1,且1,a1,a3成等比数列,所以a12=1×(a1+2),即
a12-a1-2=0,解得a1=-1或a1=2.
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