32.(2009湖南卷文)对于数列
,若存在常数M>0,对任意的
,恒有
,
则称数列
为
数列.
(Ⅰ)首项为1,公比为
的等比数列是否为B-数列?请说明理由;
(Ⅱ)设
是数列
的前n项和.给出下列两组判断:
A组:①数列
是B-数列, ②数列
不是B-数列;
B组:③数列
是B-数列, ④数列
不是B-数列.
请以其中一组中的一个论断为条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题.
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(Ⅲ)若数列
是B-数列,证明:数列
也是B-数列。
解: (Ⅰ)设满足题设的等比数列为
,则
.于是
=
=![]()
所以首项为1,公比为
的等比数列是B-数列 .
(Ⅱ)命题1:若数列
是B-数列,则数列
是B-数列.此命题为假命题.
事实上设
=1,
,易知数列
是B-数列,但
=n,
.
由n的任意性知,数列
不是B-数列。
命题2:若数列
是B-数列,则数列
不是B-数列。此命题为真命题。
事实上,因为数列
是B-数列,所以存在正数M,对任意的
,有
,
即
.于是![]()
,
所以数列
是B-数列。
(注:按题中要求组成其它命题解答时,仿上述解法)
(Ⅲ)若数列
是B-数列,则存在正数M,对任意的
有
.
因为![]()
.
记
,则有![]()
.
因此
.
故数列
是B-数列.
31.(2009四川卷文)设数列
的前
项和为
,对任意的正整数
,都有
成立,记
。
(I)求数列
与数列
的通项公式;
(II)设数列
的前
项和为
,是否存在正整数
,使得
成立?若存在,找出一个正整数
;若不存在,请说明理由;
(III)记
,设数列
的前
项和为
,求证:对任意正整数
都有
;
解(I)当
时,
又![]()
![]()
∴数列
是首项为
,公比为
的等比数列,
∴
,
…………………………………3分
(II)不存在正整数
,使得
成立。
证明:由(I)知
![]()
∴当n为偶数时,设
∴![]()
当n为奇数时,设![]()
∴![]()
∴对于一切的正整数n,都有
∴不存在正整数
,使得
成立。
…………………………………8分
(III)由
得
又
,
当
时,
,
当
时,
![]()
30.
(2009湖北卷理)已知数列
的前n项和
(n为正整数)。
(Ⅰ)令
,求证数列
是等差数列,并求数列
的通项公式;
(Ⅱ)令
,
试比较
与
的大小,并予以证明。
解(I)在
中,令n=1,可得
,即![]()
当
时,
,
![]()
.
.
![]()
又
数列
是首项和公差均为1的等差数列.
于是
.
(II)由(I)得
,所以
![]()
![]()
由①-②得
![]()
![]()
于是确定
的大小关系等价于比较
的大小
由
可猜想当
证明如下:
证法1:(1)当n=3时,由上验算显示成立。
(2)假设
时![]()
所以当
时猜想也成立
综合(1)(2)可知 ,对一切
的正整数,都有![]()
证法2:当
时
![]()
综上所述,当![]()
,当
时![]()
29.(2009江西卷理)各项均为正数的数列
,
,且对满足
的正整数
都有![]()
(1)当
时,求通项
(2)证明:对任意
,存在与
有关的常数
,使得对于每个正整数
,都有![]()
解:(1)由
得
将
代入化简得
![]()
所以
故数列
为等比数列,从而
即![]()
可验证,
满足题设条件.
(2)
由题设
的值仅与
有关,记为
则
考察函数
,则在定义域上有
![]()
故对
,
恒成立.
又
,
注意到
,解上式得
![]()
取
,即有
.
27.(2009广东卷理)知曲线
.从点
向曲线
引斜率为
的切线
,切点为
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)证明:
.
解:(1)设直线
:
,联立
得
,则
,∴
(
舍去)
![]()
,即
,∴![]()
(2)证明:∵
![]()
![]()
∴![]()
由于
,可令函数
,则
,令
,得
,给定区间
,则有
,则函数
在
上单调递减,∴
,即
在
恒成立,又
,
则有
,即
.
![]()
28(2009安徽卷理)首项为正数的数列
满足
(I)证明:若
为奇数,则对一切
都是奇数;
(II)若对一切
都有
,求
的取值范围.
解:本小题主要考查数列、数学归纳法和不等式的有关知识,考查推理论证、抽象概括、运算求解和探究能力,考查学生是否具有审慎思维的习惯和一定的数学视野。本小题满分13分。
解:(I)已知
是奇数,假设
是奇数,其中
为正整数,
则由递推关系得
是奇数。
根据数学归纳法,对任何
,
都是奇数。
(II)(方法一)由
知,
当且仅当
或
。
另一方面,若
则
;若
,则![]()
根据数学归纳法,![]()
综合所述,对一切
都有
的充要条件是
或
。
(方法二)由
得
于是
或
。
因为
所以所有的
均大于0,因此
与
同号。
根据数学归纳法,
,
与
同号。
因此,对一切
都有
的充要条件是
或
。
26.(2009山东卷理)等比数列{
}的前n项和为
,
已知对任意的
,点
,均在函数
且
均为常数)的图像上.
(1)求r的值;
(11)当b=2时,记
![]()
证明:对任意的
,不等式
成立
解:因为对任意的
,点
,均在函数
且
均为常数的图像上.所以得
,当
时,
,当
时,
,又因为{
}为等比数列,所以
,公比为
,![]()
(2)当b=2时,
, ![]()
则
,所以
![]()
下面用数学归纳法证明不等式
成立.
①
当
时,左边=
,右边=
,因为
,所以不等式成立.
②
假设当
时不等式成立,即
成立.则当
时,左边=![]()
![]()
所以当
时,不等式也成立.
![]()
由①、②可得不等式恒成立.
[命题立意]:本题主要考查了等比数列的定义,通项公式,以及已知
求
的基本题型,并运用数学归纳法证明与自然数有关的命题,以及放缩法证明不等式.
24.(2009江苏卷)设
是公差不为零的等差数列,
为其前
项和,满足
。
(1)求数列
的通项公式及前
项和
;
(2)试求所有的正整数
,使得
为数列
中的项。
[解析] 本小题主要考查等差数列的通项、求和的有关知识,考查运算和求解的能力。满分14分。
(1)设公差为
,则
,由性质得
,因为
,所以
,即
,又由
得
,解得
,
,![]()
(2) (方法一)
=
,设
,
则
=
, 所以
为8的约数
![]()
(方法二)因为
为数列
中的项,
故
为整数,又由(1)知:
为奇数,所以![]()
经检验,符合题意的正整数只有
。
![]()
25(2009江苏卷)对于正整数
≥2,用
表示关于
的一元二次方程
有实数根的有序数组
的组数,其中
(
和
可以相等);对于随机选取的
(
和
可以相等),记
为关于
的一元二次方程
有实数根的概率。
(1)求
和
;
(2)求证:对任意正整数
≥2,有
.
[解析] [必做题]本小题主要考查概率的基本知识和记数原理,考查探究能力。满分10分。
![]()
23.(2009北京理)已知数集
具有性质
;对任意的
,
与
两数中至少有一个属于
.
(Ⅰ)分别判断数集
与
是否具有性质
,并说明理由;
(Ⅱ)证明:
,且
;
(Ⅲ)证明:当
时,
成等比数列.
[解析]本题主要考查集合、等比数列的性质,考查运算能力、推理论证能力、分
分类讨论等数学思想方法.本题是数列与不等式的综合题,属于较难层次题.
(Ⅰ)由于
与
均不属于数集
,∴该数集不具有性质P.
由于
都属于数集
,
∴该数集具有性质P.
(Ⅱ)∵
具有性质P,∴
与
中至少有一个属于A,
由于
,∴
,故
.
![]()
从而
,∴
.
∵
,
∴
,故
.
由A具有性质P可知
.
又∵
,
∴
,
从而
,
∴
.
![]()
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当
时,有
,即
,
∵
,∴
,∴
,
由A具有性质P可知
.
,得
,且
,∴
,
∴
,即
是首项为1,公比为
成等比数列..k.s.5.
22.(2009全国卷Ⅰ理)在数列
中,![]()
(I)设
,求数列
的通项公式
(II)求数列
的前
项和![]()
分析:(I)由已知有![]()
![]()
利用累差迭加即可求出数列
的通项公式:
(
)
(II)由(I)知
,
![]()
=![]()
![]()
而
,又
是一个典型的错位相减法模型,
易得
![]()
=![]()
![]()
评析:09年高考理科数学全国(一)试题将数列题前置,考查构造新数列和利用错位相减法求前n项和,一改往年的将数列结合不等式放缩法问题作为押轴题的命题模式。具有让考生和一线教师重视教材和基础知识、基本方法基本技能,重视两纲的导向作用。也可看出命题人在有意识降低难度和求变的良苦用心。
21.(2009年广东卷文)(本小题满分14分)
已知点(1,
)是函数
且
)的图象上一点,等比数列
的前
项和为
,数列![]()
的首项为
,且前
项和
满足
-
=
+
(
).
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)若数列{
前
项和为
,问
>
的最小正整数
是多少?
![]()
解(1)
,
,![]()
,
.
又数列
成等比数列,
,所以
;
又公比
,所以
;
![]()
又
,
,
;
数列
构成一个首相为1公差为1的等差数列,
, ![]()
当
,
;
(
);
(2)![]()
![]()
;
由
得
,满足
的最小正整数为112.
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