(全國通用版)2022高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 數(shù)列 第3講 數(shù)列的綜合問題學(xué)案 文
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1、(全國通用版)2022高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 數(shù)列 第3講 數(shù)列的綜合問題學(xué)案 文 [考情考向分析] 1.數(shù)列的綜合問題,往往將數(shù)列與函數(shù)、不等式結(jié)合,探求數(shù)列中的最值或證明不等式.2.以等差數(shù)列、等比數(shù)列為背景,利用函數(shù)觀點(diǎn)探求參數(shù)的值或范圍.3.將數(shù)列與實(shí)際應(yīng)用問題相結(jié)合,考查數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力. 熱點(diǎn)一 利用Sn,an的關(guān)系式求an 1.?dāng)?shù)列{an}中,an與Sn的關(guān)系 an= 2.求數(shù)列通項(xiàng)的常用方法 (1)公式法:利用等差(比)數(shù)列求通項(xiàng)公式. (2)在已知數(shù)列{an}中,滿足an+1-an=f(n),且f(1)+f(2)+…+f(n)可求,則可用累加法求數(shù)列
2、的通項(xiàng)an. (3)在已知數(shù)列{an}中,滿足=f(n),且f(1)·f(2)·…·f(n)可求,則可用累乘法求數(shù)列的通項(xiàng)an. (4)將遞推關(guān)系進(jìn)行變換,轉(zhuǎn)化為常見數(shù)列(等差、等比數(shù)列). 例1 已知等差數(shù)列{an}中,a2=2,a3+a5=8,數(shù)列{bn}中,b1=2,其前n項(xiàng)和Sn滿足: bn+1=Sn+2(n∈N*). (1)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式; (2)設(shè)cn=,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn. 解 (1)∵a2=2,a3+a5=8, ∴2+d+2+3d=8,∴d=1,∴an=n(n∈N*). ∵bn+1=Sn+2(n∈N*),① ∴bn=Sn-1+2
3、(n∈N*,n≥2).② 由①-②,得bn+1-bn=Sn-Sn-1=bn(n∈N*,n≥2), ∴bn+1=2bn(n∈N*,n≥2). ∵b1=2,b2=2b1, ∴{bn}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列, ∴bn=2n(n∈N*). (2)由cn==, 得Tn=+++…++, Tn=+++…++, 兩式相減,得 Tn=++…+-=1-, ∴Tn=2-(n∈N*). 思維升華 給出Sn與an的遞推關(guān)系,求an,常用思路:一是利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為an的遞推關(guān)系,再求其通項(xiàng)公式;二是轉(zhuǎn)化為Sn的遞推關(guān)系,先求出Sn與n之間的關(guān)系,再求an. 跟蹤演
4、練1 (2018·綿陽診斷性考試)已知正項(xiàng)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足:a1an=S1+Sn. (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)令bn=log2,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn. 解 (1)由已知a1an=S1+Sn,可得 當(dāng)n=1時(shí),a=a1+a1, 解得a1=0或a1=2, 由{an}是正項(xiàng)數(shù)列,故a1=2. 當(dāng)n≥2時(shí),由已知可得2an=2+Sn,2an-1=2+Sn-1, 兩式相減得,2=an,化簡得an=2an-1, ∴數(shù)列{an}是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列, 故an=2n. ∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n(n∈N*). (2)∵bn=lo
5、g2,代入an=2n化簡得bn=n-5,
顯然{bn}是等差數(shù)列,
∴其前n項(xiàng)和Tn==(n∈N*).
熱點(diǎn)二 數(shù)列與函數(shù)、不等式的綜合問題
數(shù)列與函數(shù)的綜合問題一般是利用函數(shù)作為背景,給出數(shù)列所滿足的條件,通常利用點(diǎn)在曲線上給出Sn的表達(dá)式,還有以曲線上的切點(diǎn)為背景的問題,解決這類問題的關(guān)鍵在于利用數(shù)列與函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系,將條件進(jìn)行準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化.?dāng)?shù)列與不等式的綜合問題一般以數(shù)列為載體,考查最值問題,不等關(guān)系或恒成立問題.
例2 設(shè)fn(x)=x+x2+…+xn-1,x≥0,n∈N,n≥2.
(1)求fn′(2);
(2)證明:fn(x)在內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)(記為an),且0 6、 7、且僅有一個(gè)零點(diǎn)an,
由于fn(x)=-1,
所以fn(an)=-1=0,
由此可得an=+a>,
故 8、<1.
(1)解 由已知1,an,Sn成等差數(shù)列,
得2an=Sn+1,①
當(dāng)n=1 時(shí),2a1=S1+1,所以a1=1;
當(dāng)n≥2時(shí),2an-1=Sn-1+1,②
①②兩式相減得2an-2an-1=an,所以=2,
則數(shù)列{an}是以a1=1為首項(xiàng),q=2為公比的等比數(shù)列,
所以an=a1qn-1=1×2n-1=2n-1(n∈N*).
(2)證明 由(1)得bn=
==-,
所以b1+b2+…+bn
=++…+=1-,
因?yàn)?n+1-1≥22-1=3,0<≤,
所以≤1-<1,
即證得≤b1+b2+…+bn<1.
熱點(diǎn)三 數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用
用數(shù)列知識解相關(guān)的實(shí)際 9、問題,關(guān)鍵是合理建立數(shù)學(xué)模型——數(shù)列模型,弄清所構(gòu)造的數(shù)列是等差模型還是等比模型,它的首項(xiàng)是什么,項(xiàng)數(shù)是多少,然后轉(zhuǎn)化為解數(shù)列問題.求解時(shí),要明確目標(biāo),即搞清是求和,還是求通項(xiàng),還是解遞推關(guān)系問題,所求結(jié)論對應(yīng)的是解方程問題,還是解不等式問題,還是最值問題,然后進(jìn)行合理推算,得出實(shí)際問題的結(jié)果.
例3 科學(xué)研究證實(shí),二氧化碳等溫室氣體的排放(簡稱碳排放)對全球氣候和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響,環(huán)境部門對A市每年的碳排放總量規(guī)定不能超過550萬噸,否則將采取緊急限排措施.已知A市2017年的碳排放總量為400萬噸,通過技術(shù)改造和倡導(dǎo)低碳生活等措施,此后每年的碳排放總量比上一年的碳排放總量減少10% 10、.同時(shí),因經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增加等因素,每年又新增加碳排放量m萬噸(m>0).
(1)求A市2019年的碳排放總量(用含m的式子表示);
(2)若A市永遠(yuǎn)不需要采取緊急限排措施,求m的取值范圍.
解 設(shè)2018年的碳排放總量為a1,2019年的碳排放總量為a2,…,
(1)由已知,a1=400×0.9+m,
a2=0.9×+m
=400×0.92+0.9m+m=324+1.9m.
(2)a3=0.9×+m
=400×0.93+0.92m+0.9m+m,
…,
an=400×0.9n+0.9n-1m+0.9n-2m+…+0.9m+m
=400×0.9n+m=400×0.9n+1 11、0m
=×0.9n+10m.
由已知?n∈N*,an≤550,
(1)當(dāng)400-10m=0,即m=40時(shí),顯然滿足題意;
(2)當(dāng)400-10m>0,即m<40時(shí),
由指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得×0.9+10m≤550,解得m≤190.
綜合得m<40;
(3)當(dāng)400-10m<0,即m>40時(shí),
由指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得10m≤550,
解得m≤55,綜合得40 12、種儲(chǔ)蓄,本金為a元,每期的利率為r,存期為n,則本利和y=a(1+r)n.
(3)銀行儲(chǔ)蓄單利公式:利息按單利計(jì)算,本金為a元,每期的利率為r,存期為n,則本利和y=a(1+nr).
(4)分期付款模型:a為貸款總額,r為年利率,b為等額還款數(shù),則b=.
跟蹤演練3 (2018·上海崇明區(qū)模擬)2016 年崇明區(qū)政府投資 8 千萬元啟動(dòng)休閑體育新鄉(xiāng)村旅游項(xiàng)目.規(guī)劃從 2017 年起,在今后的若干年內(nèi),每年繼續(xù)投資 2 千萬元用于此項(xiàng)目.2016 年該項(xiàng)目的凈收入為 5 百萬元,并預(yù)測在相當(dāng)長的年份里,每年的凈收入均在上一年的基礎(chǔ)上增長50%.記 2016 年為第 1 年,f(n)為第 1 13、 年至此后第 n(n∈N*)年的累計(jì)利潤(注:含第 n 年,累計(jì)利潤=累計(jì)凈收入-累計(jì)投入,單位:千萬元),且當(dāng) f(n)為正值時(shí),認(rèn)為該項(xiàng)目贏利.
(1)試求 f(n)的表達(dá)式;
(2)根據(jù)預(yù)測,該項(xiàng)目將從哪一年開始并持續(xù)贏利?請說明理由.
解 (1)由題意知,第1年至此后第n(n∈N*)年的累計(jì)投入為8+2(n-1)=2n+6(千萬元),
第1年至此后第n(n∈N*)年的累計(jì)凈收入為
+×1+×2+…+×n-1
==n-1(千萬元).
∴f(n)=n-1-(2n+6)
=n-2n-7(千萬元).
(2)方法一 ∵f(n+1)-f(n)=
-
=,
∴當(dāng)n≤3時(shí), 14、f(n+1)-f(n)<0,
故當(dāng)n≤4時(shí),f(n)遞減;
當(dāng)n≥4時(shí),f(n+1)-f(n)>0,
故當(dāng)n≥4時(shí),f(n)遞增.
又f(1)=-<0,
f(7)=7-21≈17-21=-4<0,
f(8)=8-23≈25-23=2>0.
∴該項(xiàng)目將從第8年開始并持續(xù)贏利.
答:該項(xiàng)目將從2023年開始并持續(xù)贏利.
方法二 設(shè)f(x)=x-2x-7(x≥1),
則f′(x)=xln-2,
令f′(x)=0,
得x==≈=5,
∴x≈4.
從而當(dāng)x∈[1,4)時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(4,+∞)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.
又f(1 15、)=-<0,
f(7)=7-21≈17-21=-4<0,
f(8)=8-23≈25-23=2>0.
∴該項(xiàng)目將從第8年開始并持續(xù)贏利.
答:該項(xiàng)目將從2023年開始并持續(xù)贏利.
真題體驗(yàn)
1.(2018·全國Ⅰ)記Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若Sn=2an+1,則S6=________.
答案?。?3
解析 ∵Sn=2an+1,
當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=2an-1+1,
∴an=Sn-Sn-1=2an-2an-1(n≥2),
即an=2an-1(n≥2).
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=2a1+1,得a1=-1.
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)a1=-1,公比q=2的等比數(shù)列,
16、
∴Sn===1-2n,
∴S6=1-26=-63.
2.(2017·山東)已知{xn}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,且x1+x2=3,x3-x2=2.
(1)求數(shù)列{xn}的通項(xiàng)公式;
(2)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,依次連接點(diǎn)P1(x1,1),P2(x2,2),…,Pn+1(xn+1,n+1)得到折線P1P2…Pn+1,求由該折線與直線y=0,x=x1,x=xn+1所圍成的區(qū)域的面積Tn.
解 (1)設(shè)數(shù)列{xn}的公比為q.
由題意得所以3q2-5q-2=0,
由已知得q>0,所以q=2,x1=1.
因此數(shù)列{xn}的通項(xiàng)公式為xn=2n-1(n∈N*).
(2) 17、過P1,P2,…,Pn+1向x軸作垂線,垂足分別為Q1,Q2,…,Qn+1.
由(1)得xn+1-xn=2n-2n-1=2n-1,
記梯形PnPn+1Qn+1Qn的面積為bn,
由題意得bn=×2n-1=(2n+1)×2n-2,
所以Tn=b1+b2+…+bn
=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n-1)×2n-3+(2n+1)×2n-2.①
又2Tn=3×20+5×21+7×22+…+(2n-1)×2n-2+(2n+1)×2n-1,②
①-②得
-Tn=3×2-1+(2+22+…+2n-1)-(2n+1)×2n-1
=+-(2n+1)×2n-1.
所以Tn=(n∈N 18、*).
押題預(yù)測
已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足關(guān)系式Sn=kan+1,k為不等于0的常數(shù).
(1)試判斷數(shù)列{an}是否為等比數(shù)列;
(2)若a2=,a3=1.
①求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和Sn的表達(dá)式;
②設(shè)bn=log2Sn,數(shù)列{cn}滿足cn=+bn+2·,數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和為Tn,當(dāng)n>1時(shí),求使Tn 19、問題、解決問題的能力.
解 (1)若數(shù)列{an}是等比數(shù)列,則由n=1得a1=S1=ka2,從而a2=ka3.
又取n=2,得a1+a2=S2=ka3,
于是a1=0,顯然矛盾,故數(shù)列{an}不是等比數(shù)列.
(2)①由條件得解得
從而Sn=an+1.
當(dāng)n≥2時(shí),由Sn-1=an,得an=Sn-Sn-1=an+1-an,
即an+1=2an,此時(shí)數(shù)列是首項(xiàng)為a2=,公比為2的等比數(shù)列.
綜上所述,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=
從而其前n項(xiàng)和Sn=2n-2(n∈N*).
②由①得bn=n-2,
從而cn=+n·2n-2.
記C1=++…+
=++…+
=,
記C2 20、=1·2-1+2·20+…+n·2n-2,
則2C2=1·20+2·21+…+n·2n-1,
兩式相減得C2=(n-1)·2n-1+,
從而Tn=+(n-1)·2n-1+
=+(n-1)·2n-1,
則不等式Tn 21、答案 B
解析 由題意可得,這些數(shù)可以寫為12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,第k個(gè)平方數(shù)與第k+1個(gè)平方數(shù)之間有2k個(gè)正整數(shù),而數(shù)列12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,452共有2 025項(xiàng),去掉45個(gè)平方數(shù)后,還剩余2 025-45=1 980(個(gè))數(shù),所以去掉平方數(shù)后第2 018項(xiàng)應(yīng)在2 025后的第38個(gè)數(shù),即是原來數(shù)列的第2 063項(xiàng),即為2 063.
2.(2018·百校聯(lián)盟聯(lián)考)已知數(shù)列{an}中,a1=7,an+1-2=an+1,則a30等于( )
A.1 028 B.1 026 C.1 024 D.1 022
答案 D
解析 因?yàn)閍n+1 22、-2=an+1,
所以an+1=an+1+2,
即an+1+2=an+2+2+1,
所以2=2,
即-=1,
故是以3為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
所以=3+(n-1)×1=n+2,
所以an=n2+4n+2,所以a30=1 022.
3.(2018·商丘模擬)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1-an≥2(n∈N*),Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,則( )
A.a(chǎn)n≥2n+1 B.Sn≥n2
C.a(chǎn)n≥2n-1 D.Sn≥2n-1
答案 B
解析 由題意得a2-a1≥2,a3-a2≥2,a4-a3≥2,…,
an-an-1≥2,
∴a2-a1+a3-a 23、2+a4-a3+…+an-an-1≥2(n-1),
∴an-a1≥2(n-1),∴an≥2n-1.
∴a1≥1,a2≥3,a3≥5,…,an≥2n-1,
∴a1+a2+a3+…+an≥1+3+5+…+2n-1,
∴Sn≥(1+2n-1)=n2.
4.(2018·河南省豫南豫北聯(lián)考)數(shù)列{an}滿足a1=,an=(n∈N*),若對n∈N*,都有k>++…+成立,則最小的整數(shù)k是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
答案 C
解析 由an=,得an=an+1-1,
∴==-,
即=-,且an>1.
∴++…+=+
+…+
=-,
∴++…+=5-<5.
又對 24、n∈N*,都有k>++…+成立,
∴k≥5.故最小的整數(shù)k是5.
5.(2018·馬鞍山聯(lián)考)已知f(n)表示正整數(shù)n的所有因數(shù)中最大的奇數(shù),例如:12的因數(shù)有1,2,3,4,6,12,則f(12)=3;21的因數(shù)有1,3,7,21,則f(21)=21,那么(i)的值為( )
A.2 488 B.2 495 C.2 498 D.2 500
答案 D
解析 由f(n)的定義知f(n)=f(2n),且若n 為奇數(shù)則f(n)=n,
則(i)=f(1)+f(2)+…+f(100)
=1+3+5+…+99+f(2)+f(4)+…+f(100)
=+f(1)+f(2)+…+f(50 25、)
=2 500+(i),
∴(i)=(i)-(i)=2 500.
6.對于數(shù)列{an},定義Hn=為{an}的“優(yōu)值”,現(xiàn)在已知某數(shù)列{an}的“優(yōu)值”Hn=2n+1,記數(shù)列{an-kn}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sn≤S5對任意的n恒成立,則實(shí)數(shù)k的取值范圍為________.
答案
解析 由題意可知=2n+1,
∴a1+2a2+…+2n-1an=n·2n+1,①
a1+2a2+…+2n-2an-1=(n-1)·2n,②
由①-②,得2n-1an=n·2n+1-(n-1)·2n(n≥2,n∈N*),
則an=2n+2(n≥2),
又當(dāng)n=1時(shí),a1=4,符合上式,
∴an 26、=2n+2(n∈N*),∴an-kn=(2-k)·n+2,
令bn=(2-k)·n+2,
∵Sn≤S5,∴b5≥0,b6≤0,解得≤k≤,
∴k的取值范圍是.
7.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sn=(an-1),則(4n-2+1)的最小值為__________.
答案 4
解析 ∵Sn=(an-1),∴Sn-1=(an-1-1)(n≥2),
∴an=Sn-Sn-1=(an-an-1),
∴an=4an-1,又a1=S1=(a1-1),
∴a1=4,∴{an}是首項(xiàng)為4,公比為4的等比數(shù)列,
∴an=4n,
∴(4n-2+1)=
=2++≥2+2=4,
當(dāng)且僅當(dāng)n 27、=2時(shí)取“=”.
8.已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=a,其前n項(xiàng)和為Sn,且滿足Sn+Sn-1=4n2(n≥2,n∈N*),若對任意n∈N*,an 28、+a2=36?a3=4+2a,
從而a2n+1=4+2a+8(n-1)=8n-4+2a,
由條件得
解得32),求函數(shù)f(n)的最小值;
(3)設(shè)bn=,Sn表示數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,試問:是否存在關(guān)于n的整式g(n),使得S1+S2+S3+…+Sn-1=(Sn-1)·g(n)對于一切不小于2的自然數(shù)n恒成立?若存在,寫出g(n)的解析式,并加以證明;若不存在,請說明理由.
解 (1)點(diǎn) 29、P(an,an+1)在直線x-y+1=0上,
即an+1-an=1,且a1=1,
∴數(shù)列{an}是以1為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
∴an=1+(n-1)·1=n(n∈N*).
(2)∵f(n)=++…+,
∴f(n+1)=++…+++,
∴f(n+1)-f(n)=-+
+>+-
=+=-
=->0,
∴f(n+1)-f(n)>0,∴f(n)是單調(diào)遞增的,
故f(n)的最小值是f(3)=.
(3)∵bn=?Sn=1+++…+,
∴Sn-Sn-1=(n≥2),
即nSn-(n-1)Sn-1=Sn-1+1,
∴(n-1)Sn-1-(n-2)Sn-2=Sn-2+1,…, 30、
2S2-S1=S1+1,
∴nSn-S1=S1+S2+…+Sn-1+n-1,
∴S1+S2+…+Sn-1=nSn-n=(Sn-1)·n(n≥2),
∴g(n)=n.
10.(2016·四川)已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)為1,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,Sn+1=qSn+1,其中q>0,n∈N*.
(1)若2a2,a3,a2+2成等差數(shù)列,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)雙曲線x2-=1的離心率為en,且e2=,證明:e1+e2+…+en>.
(1)解 由已知Sn+1=qSn+1,得Sn+2=qSn+1+1,兩式相減得到an+2=qan+1,n≥1.又由S2=qS1+1得到a2 31、=qa1,故an+1=qan對所有n≥1都成立.
所以,數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1,公比為q的等比數(shù)列.
從而an=qn-1.
由2a2,a3,a2+2成等差數(shù)列,可得
2a3=3a2+2,即2q2=3q+2,則(2q+1)(q-2)=0,
由已知,q>0,故q=2.所以an=2n-1(n∈N*).
(2)證明 由(1)可知,an=qn-1.
所以雙曲線x2-=1的離心率
en==.
由e2==,解得q=.
因?yàn)?+q2(k-1)>q2(k-1),
所以>qk-1(k∈N*).
于是e1+e2+…+en>1+q+…+qn-1=.
故e1+e2+…+en>.
B組 能力提 32、高
11.若數(shù)列{an}滿足-=1,且a1=5,則數(shù)列{an}的前100項(xiàng)中,能被5整除的項(xiàng)數(shù)為( )
A.42 B.40 C.30 D.20
答案 B
解析 ∵數(shù)列{an}滿足-=1,
即-=1,且=1,
∴數(shù)列是以1為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
∴=n,∴an=2n2+3n,由題意可知,
項(xiàng)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
個(gè)位數(shù)
5
4
7
4
5
0
9
2
9
0
∴每10項(xiàng)中有4項(xiàng)能被5整除,∴數(shù)列{an}的前100項(xiàng)中,能被5整除的項(xiàng)數(shù)為40.
12.(2018·江西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體聯(lián)考)設(shè)x=1 33、是函數(shù)f(x)=an+1x3-anx2-an+2x+1(n∈N*)的極值點(diǎn),數(shù)列{an}滿足 a1=1,a2=2,bn=log2an+1,若[x]表示不超過x的最大整數(shù),則等于( )
A.2 017 B.2 018 C.2 019 D.2 020
答案 A
解析 由題意可得f′(x)=3an+1x2-2anx-an+2,
∵x=1是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn),
∴f′(1)=3an+1-2an-an+2=0,
即an+2-3an+1+2an=0.
∴an+2-an+1=2,
∵a2-a1=1,∴a3-a2=2×1=2,a4-a3=2×2=22,…,an-an-1=2n-2,
34、
以上各式累加可得an=2n-1.
∴bn=log2an+1=log22n=n.
∴++…+
=2 018
=2 018=2 018-=2 017+.
∴=2 017.
13.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足Sn-n=2(an-2)(n∈N*).
(1)證明:數(shù)列{an-1}為等比數(shù)列;
(2)若bn=an·log2(an-1),數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,求Tn.
(1)證明 ∵Sn-n=2(an-2),
當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1-(n-1)=2(an-1-2),
兩式相減,得an-1=2an-2an-1,
∴an=2an-1-1,∴an-1=2(an-1-1) 35、,
∴=2(n≥2)(常數(shù)).
又當(dāng)n=1時(shí),a1-1=2(a1-2),
得a1=3,a1-1=2,
∴數(shù)列{an-1}是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列.
(2)解 由(1)知,an-1=2×2n-1=2n,
∴an=2n+1,
又bn=an·log2(an-1),
∴bn=n(2n+1),
∴Tn=b1+b2+b3+…+bn
=(1×2+2×22+3×23+…+n×2n)+(1+2+3+…+n),
設(shè)An=1×2+2×22+3×23+…+(n-1)×2n-1+n×2n,
則2An=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,
兩式相減,得
-An=2+ 36、22+23+…+2n-n×2n+1
=-n×2n+1,
∴An=(n-1)×2n+1+2.
又1+2+3+…+n=,
∴Tn=(n-1)×2n+1+2+(n∈N*).
14.已知等比數(shù)列{an}滿足:|a2-a3|=10,a1a2a3=125.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)是否存在正整數(shù)m,使得++…+≥1?若存在,求出m的最小值;若不存在,請說明理由.
解 (1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
則由已知可得
解得或
故an=·3n-1或an=-5·(-1)n-1,n∈N*.
(2)設(shè)Sm=++…+,
若an=·3n-1,則=n-1,
則數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列.
從而Sm==·<<1.
若an=-5·(-1)n-1,則=-(-1)n-1,
故數(shù)列是首項(xiàng)為-,公比為-1的等比數(shù)列,
從而Sm=故Sm<1.
綜上,對任何正整數(shù)m,總有Sm<1.故不存在正整數(shù)m,使得++…+≥1成立.
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