等差数列的证明
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等差数列的证明
高中数学
一、选择题(本题共0道小题)
二、填空题(本题共0道小题)
三、解答题(本题共30道小题)
1.
已知数列
{a
n
}
、
{b
n
}
满足:
a
1
1
b
n
,
b
n1
,
a
n
b
n
1
.
24
1a
n
(1)
求证:数列
{
1
}
是等差数列;
b
n
1
(2)
求数列
{a
n}
的通项公式;
(3)
设
s
n
a
1
a
2
a
2
a
3
a
3
a
4<
br>a
n
a
n1
,若
4aS
n
b
n
对于
nN
*
恒成立,试求实数
a
的取值
范围.
2. 已知数列<
br>{a
n
}
满足
a
1
1,a
n1
1
(Ⅰ)求证:数列
{b
n
}
是等差数列,并求出
数列
{a
n
}
的通项公式;
(Ⅱ)设
c
n
4a
n
1
,数列
{c
n
c
n2<
br>}
的前
n
项和为
T
n
,是否存在正整数
m<
br>,使得
T
n
对于
n1
c
m
c
m1
12
,
b
n
,其中
nN
*
.
4a
n
2a
n
1
nN
*恒成立?若存在,求出
m
的最小值;若不存在,请说明理由.
3.
已知数列
{a
n
}
满足:
a
1
6,a
n
1
a
n
6a
n1
90,nN
*
,且
n2
.
(Ⅰ)求证:数列
{
1
}
为等差数列;
a
n
3
(Ⅱ)求数列
{a
n
}
的通项公
式;
(Ⅲ)设
b
n
第1页,总37页
a<
br>n
,求数列
{b
n
}
的前
n
项和
T
n
.
2
(n1)
122
4.
数列
{a
n
}
中,
a
1
1,n2
时,
a
n
a
n1
n1
,数列
{b
n
}
满足:
b
n
3
n1
(a<
br>n
1)
.
333
(1)
求证:数列
{b
n
}
是等差数列;
(2)
求数列
{a
n
}
的前
n
项和
S
n
.
5.
已知数列
{a
n
}
满足
a
1
(Ⅰ)求证:
{
(Ⅱ)求数列
{a
n
}
的通项
a
n
;
(Ⅲ)设
b
n
6.
已知数列
{a
n
}
满足
a
1
(Ⅰ)写出数列
{a
n
}
的通项公式;
(Ⅱ)设
b
n
(Ⅲ)记
c
n
(n1)3
n
a
n
,求数列
{c
n
}的前
n
项和
S
n
.
7.
已知数列
{a
n
}
满足
a
1
(Ⅰ)设
b
n
5
4a1
,且
a
n
n1
(
nN
*
,且
n2
). 2
a
n1
2
2
a2
,
a
n1
n
(nN
*
)
.
3
2a
n
3
1
}
是等差数列;
an
1
a
n
,记数列
{b
n
}
的前<
br>n
项和为
S
n
,求
S
n
.
n(2
n3)
5
4a1
,且
a
n
n1
(
nN
*
,且
n2
).
2
a
n1
2
1
,求证数列
{b
n
}
是等差数列;
a
n
1
1
,求证数列
{b
n
}
是等差
数列;
a
n
1
第2页,总37页
(
Ⅱ)记
c
n
(n1)3
n
a
n
,求数列<
br>{c
n
}
的前
n
项和
S
n
;
(Ⅲ)设
d
n
a
n
a
n1
,求证
d
n
1
2
8. 若数列
{a
n
}
的各项均为正数,
nN
*
,a
n1
a
n
a
n2
t
,
t
为常数,且
2a<
br>3
a
2
a
4
.
6
.
n
(1)
求
a
1
a
3
的值;
a
2
(2)
证明:数列
{a
n
}
为等差数列;
(3)
若
a
1
t1
,对任意给定的
kN
*
,是否存在
p
,rN
*
kpr
使
1
11
,,
成等差
a
k
a
r
a
p
数列?若存在,用
k
分别表示一组
p
和
r
;若不存在,请说明理由.
9. 已知数列
{a
n
}
是首项为
a
1
11
,公比
q
的等比数列. 设
b
n
23l
og
1
a
n
(nN
*
)
,数
44
4
列
{c
n
}
满足
c
n
1<
br>.
b
n
b
n1
(1)
求证:数列
{b
n
}
成等差数列;
(2)
求数列
{c
n
}
的前
n
项和
S
n
.
10. 已知数列
a
n
满足
a
12,a
n1
3a
n
3
n1
2
n<
br>(nN
*
)
.
a
n
2
n<
br>,证明:数列
b
n
为等差数列,并求数列
a
n
的通项公式;
(1)
设
b
n
n
3
(2)<
br>求数列
a
n
的前
n
项和
Sn
.
11. 已知数列
a
n
中,当
n2
时,总有
a
n
2a
n1
2n
成立,且
a
1
4
.
第3页,总37页
(Ⅰ)证明:数列
{
a
n
}
是等差数列,并
求数列
a
n
的通项公式;
n
2
(Ⅱ
)求数列
a
n
的前
n
项和
S
n
.
12. 若数列
{a
n
}
满足
a
1
=a
且
a
n1
(1)
n
a
n
2n1
(其中
a
为常数),
S
n
是数
列
{a
n
}
的前
n
项和,
数列
{b
n
}
满足
b
n
=a
2n
.
(1)
求
a
1
a
3
的值;
(2)
试判断
{b
n
}
是否为等差数列,并说明理由;
(3)
求
S
n
(用
a
表示).
13. 设各项均为正数的数列
a
n
的前
n<
br>项和为
S
n
,已知
a
1
1
,且
(
S
n1
)a
n
(S
n
1)a<
br>n1
对一
切
nN*
都成立.
(1)
若
1
,求数列
a
n
的通项公式;
(2)
求
的值,使数列
a
n
是等差数列.
14. 已知正项数列
a
n
的首项
a
1
1
,前
n
项和
S
n
满足
a
n
S
n
S
n1
(n2
)
.
(1)
求证:
{S
n
}
为等差数
列,并求数列
a
n
的通项公式;
(2)<
br>记数列
{
1
}
的前
n
项和为
T
n<
br>,若对任意的
T
n
,不等式
4T
n
a
2<
br>a
恒成立,求实数
a
的
a
n
a
n1取值范围.
15. 已知等差数列
a
n
的前三项依次为
m
、
4
、
3m
,前
n
项
和为
S
n
,且
S
k
110
.
(1)
求
m
及
k
的值;
(2)
设数
列
b
n
的通项
b
n
Sn
,证明数列
b
n
是等差数列,并求其前
n
项和
T
n
.
n
第4页,总37页
2
2a
n
3
16. 已知数列
{an
}
满足:
a
1
,
a
n1
(nN)
.
3
3a
n
4
(Ⅰ)证明数列
{
1
}
是等差数列,并求
{a
n
}
的通项公式; <
br>a
n
1
3
n
(Ⅱ)数列
{b
n
}
满足:
b
n
(nN
*
)
,求
{bn
}
的前
n
项和
S
n
.
a
n
1
b
n
1
17. 已知数列{a
n
}
、
{b
n
}
满足:
a
1
,a
n
b
n
1,b
n1
.
4(1a
n
)(1a
n
)
(1)
求
b
1
,b
2
,b
3
,b
4
;
(2
)
设
c
n
1
,求证数列
c
n
是等差数列,并求
b
n
的通项公式;
b
n1
(3)
设
S
n
a
1
a
2
a
2
a
3
a
3
a
4
...a<
br>n
a
n1
,不等式
4aS
n
b
n
恒成立时,求实数
a
的取值范围.
18. 已知数列
{an
}
满足
a
1
S
n
n1
1b
n
.
2n
3
1
,
a
n
2(n2)
,
S
n
是数列
{b
n
}
的前
n
项和,且有
2
a
n1
(1)
证
明:数列
{
1
}
为等差数列;
(2)
求数列
{b<
br>n
}
的通项公式;
a
n
1
(3)
设c
n
a
n
,记数列
{c
n
}
的前
n
项和
T
n
,求证:
T
n
1.
b
n
a
1
2a
2
na
n
(nN
*
)
.
12n
19. 数列
{a
n
}
,
{b
n
}
满足
b
n
(1)
若
{b
n
}
是等差数列,求证:
{a
n
}
为等差数列;
(2)
若
a
n
2
n
,求数列
{
b
n
}<
br>的前
n
项和
S
n
.
(n1)2
n
1
1
20. 已知数列
{a
n
}
的前
n
项和为
S
n
,
a1
,S
n
n
2
a
n
n(n1),n
1,2,
2
第5页,总37页
(1)
证明:数列
{
n1
S
n
}
是等差数列,并求
S<
br>n
;
n
b
n
1
n(a
n
a
1
)
(nN
*
)
2
(2)
设
b
n
S
n
1
b
1
b
2
,求证:
n
3
2
21. 已知数列
{a
n
}
有
a
2
p
(
常数
p0
)
,其前
n
项和为S
n
,满足
S
n
(1)
求数列
{a
n
}
的首项
a
1
,并判断
{
a
n
}
是否为等差数列,若是求其通项公式,不是,说明理由;
(
2)
令
P
n
S
n2
S
n1
,
T
n
是数列
{P
n
}
的前
n
项
和,求证:
T
n
2n3
.
S
n1
S
n2
22. 已知数列
{a
n
}
是等差数列,
c
n
a
n
2a
n1
2
(nN
*
)
(1)
判断数列
{c
n
}
是否是等差数列,并说明理由;
(2)
如果
a
1
a
3
a
25
130,a
2
a
4
试写出数列
{cn
}
的通项公
a
26
14313k(k
为常数<
br>)
,
式;
(3)
在
(2)
的条件下,若
数列
{c
n
}
得前
n
项和为
S
n
,问是否存在这样的实数
k
,使
S
n
当且仅当
n12时取得最大值。若存在,求出
k
的取值范围;若不存在,说明理由。
23. 已知各项均为正数的数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
S
n
是数列
{a
n
}
的
前
n
项和,对任意
nN
*
,有
2
2S
n
2a
n
a
n
1
函数
f
(x)x
2
x
,数列
{b
n
}
的首项
b
1
1
(Ⅰ)求数列
{a
n
}
的通项公式;(Ⅱ)令
c
n
log
2
(b
n
)
求证:
{c
n
}
是等比数列并求
{c
n
}
通项
2
公式
31
,
b
n1
f(b
n
)
4
2
(Ⅲ)令
d
n
a
n
c
n
,(
n
为证整数),求数列
{d
n
}
的前
n项和
T
n
第6页,总37页
1
24. 已知数列
{a
n
}
的前
n
项和
S
n
a
n
()
n1
2(
nN
*
)
,数列
{b
n
}
满足
b
n
2
n
a
n
2
(Ⅰ)求证数列<
br>{b
n
}
是等差数列,并求数列
{a
n
}
的
通项公式;
(Ⅱ)设
c
n
log
2
25. 已知数列
{a
n
}
的前
n
项和为
S
n
,a
1
11119
且
S
n
S
n1
a
n1
,数列
{b
n
}
满足
b
1
且
424
25
n2
,数列
{}
的前
n
项和为
T
n
,求满足
T
n
(nN
*
)
的
n
的最大值
21<
br>a
n
c
n
c
n2
3b
n
bn1
n
(n2
且
nN
*
)
.
(1)
求
{a
n
}
的通项公式;
<
br>(2)
求证:数列
{b
n
a
n
}
为等比数
列;
(3)
求
{b
n
}
前
n
项和.
26. 设数列
{a
n
}
的前
n
项积为
T
n
,且
T
n
22a
n
(nN
*)
.
1
(1)
求证数列
{}
是等差数列;
T
n
(2)
设
b
n
(1a
n
)(1a
n1
)
,求数列
{b
n
}
的前
n
项和
s
n
.
27. 已知数列
{a
n
}
是首项和公比均为
1
的等比数列,设
b
n
23log
1
a
n
(nN
*
)
数列
{c
n
}
满足
4
4
c
n
an
b
n
(1)
求证数列
{b
n
}
是等差数列;
(2)<
br>求数列
{c
n
}
的前
n
项和
S
n<
br>
第7页,总37页
28. 数列
{a
n
}
的前
n
项和为
S
n
,若
a
1<
br>3,S
n
,和
S
n1
满足等式
S
n1
(Ⅰ)求
S
2
的值;
(Ⅱ)求证:数列
{
(Ⅲ)若数列
{b
n
}满足
b
n
a
n
2
a
n
,求数列<
br>{b
n
}
的前
n
项和
T
n
;
(Ⅳ)设
C
n
29. 已知数列
{
a
n
}
满足
a
1
1
,且
a
n<
br>2a
n1
2
n
(n2,
且
nN
*
)
(1)
求证:数列
{
a
n
}
是等差数列;
n
2
T
n
20
CCC.
,求证:
12n
2n3
227
S
n
}
是等差数列;
n
n1
S
n
n1,
n
(2)
求数列
{a
n
}
的通项公式;
(3)
设数列
{a
n
}
的前项之和
S
n
,
求证:
S
n
2n3
2
n
30.
在数列
a
n
中,
a
1
1
,
并且对于任意
nN
*
,都有
a
n1
a
n
2a
n
1
1
(1)
证明
数列
{}
为等差数列,并求
a
n
的通项公式;
a
n
(2)
设数列
a
n
a<
br>n1
的前
n
项和为
T
n
,求使得
T
n
1000
的最小正整数
n
.
2013
第8页,总37页
试卷答案
1. 答案:见解析
分析:
(1)由
a
n
b
n
1
,得
b
n
1a
n
,
依题意
b
n1
b
n<
br>1a
n
1
,
1a
n
2
(
1a
n
)(1a
n
)1a
n
1
1
1
a
n
111
11
,
a
n
a
n
1
1a
n
1
∴
1
b
n1
1b
n
1
1
∵
a
1
1
31
,∴
b
1
,4
, 4
4b
1
1
∴数列
{
1
}
是以4
为首项公差为
1
的等差数列.
b
n
1
1
4(n1)(1)n3
, <
br>b
n
1
(2)
由
(1)
知
则
b<
br>n
1n2n21
1,a
n
1b
n<
br>1
.
n3n3n3n3
(3)
S
n
a
1
a
2
a
2
a
3
a
n
a
n1
111
4556(n3)(n4)
11111111n
,
4556n3n4
4n44(n4)
a
n
n2(a1)n
2
(3a6)n
8
∴
4aS
n
b
n
,
<
br>n4n3(n3)(n4)
依题意可知
a1
n
3a6
n80
恒成立,
2
令f
n
a1
n
3a6
n8
,
2
当
a1
时
f
n
3n80
恒成立,
当
a1
时,由二次函数性质知
f
n
0
不可能成立, 当
a1
时,此二次函数的对称轴为
x
则
f
n
在
nN
上是单调递减,
*
3a631
(1)0
,
2(a1)2a1
第9页,总37页
∴要使
f
n
0
对
nN
恒成立,
*
必须且只须
f
1
0
即
4a150
,
∴
a
15
,又
a1
,∴
a1
,
4
*
综上
a1,4aS
n
b
n
对于
nN
恒成立.
2. 答案:见解析
分析:(Ⅰ)因为
a
n1
1
12
,
,b<
br>n
4a
n
2a
n
1
2
2
2
所以
b
n1
b
n
2
2a
n1
12a
n
1
1
2
(1)1
2a
n
1
4a
n
4a
n
2
2
,
2a
n
12a
n
12
2
,公差为
2
,
2a
1
1
所
以,数列
{b
n
}
是等差数列,首项为
b
1
所以
b
n
22(n1)2n
,
所以
2
2a
n
1
2n
,解得
a
n
n1
.
2n
(Ⅱ)解得:
c
n
所以c
n
c
n2
4a
n
2
.
n1n
411
2()
,
n(n2)nn2
所以数列
{c
n
c
n2
}
的前
n
项和为
11111
T
n
2[(1)()()
32435111
2(1)
,
2n1n2
假设存在正整数
m
,使得
T
n
(
1111
)()]
n1n1nn2
1
*
对于
nN
恒成立,
c
m
c
m1
第10页,总37页
所以
2(1
1114
,
)
2n1n2m(m1)
化为
32n32
,
2(n1)(n2)m(m1)
由于数列
{
3
22n3
}
是单调递增数列,
(n1)(n2)
所以
32
,
2m(m1)2
化为
3m3m40
,解得
0m
573
,
6
而
57383
1
,所以
0m1
.
66
1
*
对于
nN
恒成立.
c
m<
br>c
m1
因此不存在正整数
m
,使得
T
n
3. 答案:见解析
分析:(Ⅰ)∵
a
n1
a
n
6a
n1
90
,
∴
a
n1
(a
n
3)3(a
n1
3)0
.
∴
a
n1
(a
n
3)3(a
n1
3)
由
a
1
30
,可知
a
n
30
,
∴
a
n1
111
.
a
n
33(a
n1
3)3a
n1
3
11
1
.
a
n
3a
n1
33
11
, a
1
33
11
1
}
是首项为,公差为的等差数列.
33
a
n
3
即
∵
∴数列
{
第1
1页,总37页
(Ⅱ)
由(Ⅰ)得
111n
(n1)
,
a
n
3333
3(n1)
.
n
∴数列
{a
n
}
的通项公式
a
n
(Ⅲ)∵
b
n
a
n
3(n1)1311
3()
,
22
(n1)n(n1)n(n1)nn1
∴
T
nb
1
b
2
b
3
b
n
11
()]
nn1
11111
22334
13n
)
3(1
.
n1n1
4. 答案:见解析
分析:
(1)
由
a
n
3
[(1)()()
122
a
n1
n1
,得:
3
n1
a
n
3
n2
a
n1
223
n2
,
333
∴
3
n
1
(a
n
1)3
n1
a
n
3
n
1
3
n2
a
n1
23
n2
3
n2
(a
n1
1)2
,
即
b
n
b
n1
2b
n
b
n1
2(n
2)
,又
b
1
3
11
(a
1
1)
2
,
∴数列
{b
n
}
是首项为
2,公差为
2
的等差数列.
(2)
由
(1)
知,
b
n
2(n1)22n
,
∴
3
记
T
n
则
T
n
第12页,总37页
n1
(a
n
1)2na
n
2n
1
,
3
n1
2462n
2
...
n1
,
1333
242(n1)2n
2
...
n1
n
,
3333
1
3
1
2[
1()
n
]
21112n
3
2n
3
2n3
, 两式相减得:
T
n
2(1
2
...
n1
)
n
nn
1
33333
33
1
3
∴
T
n
因此,
S
n
T
n
n
5.
答案:见解析
分析:(Ⅰ)由已知得
a
n1
1
∴
92n3
,
n1
223
92n3
n
.
223
n
1
a
n
2(a
n
1)
,
1
,即
a
n1
1
2a
n
3<
br>2a
n
3
1
a
n1
1
(
2a
n
3)2(a
n
1)1
1
11
2
,即
2
.
a
n
1a
n
1a
n
1
a
n1
1a
n
1
∴
{
(Ⅱ)∵
1
}
是以
2
为公差的等差数列.
a
n
1
11
==-3
,
2
a
1
1
-1
3
∴
1
3(n1)(2)2n1
.
a
n
1
∴
a
n
1
(Ⅲ)∵
b
n
12n
,即
a
n
2n12n1
a
n
,
n(2n3)
第13页,总37页
∴
b
n
∴
S
n
2
.
(2n1)(2
n3)
222
355779
2
(2n1)(2n3)
111111
()()()
355779
6. 答案:见解析
分析:∵
a
1
∴
a
n
(
11112n
)
.
2n12n332n36n9
5
4a1
8
4a14a
1
7
,
a
2
1
2
,
a
3
2
,
a
4
3
,
2
a
1
2
a
2
24a
325
n4
.
n1
(Ⅱ)∵
a
n
1
∴
5
3(a
n1
1)
,
a
1
2
a
n1
2
a2
111
n1
.
a
n
13(a
n1
1)an1
13
∴
b
n
b
n1
∴
{b
n
}
是以
(Ⅲ)由(Ⅱ)
b
n
∵
c
n
(n1)3
n
a
n
(n4)3
n
,
第14页,总37页
1221n1
,
b
1
.
即
b
n
(n1)
.
3333
3
21
为首项,以为公差的等差数列.
33
n4
1n1
,则
a
n
,
n1
a
n
13
∴
S
n
5363
2
(n4)3
n
4(33
2
3
n
)(323
2
33
3
n
3
n
)
.
令
T
n
323
2
33
3
则
3T
n
3
2
23
3
故
T
n
3T
n
33
2
3
3
n3
n
,
(n1)3
n
n3
n1
,
3
n
n3
n1
,
1
23
即
T
n
(333
2
∴
S
n
4(33
7.
答案:见解析
分析:(Ⅰ)∵
a
n
1
∴
2
n3
n1
3)
.
2
n
1
3)(33
2
2
n
n3
n1
733
n1
n3
n1
2n7n1
21
3)3
.
2213244
n
3(a
n1
1)
, <
br>a
n1
2
a2
111
n1
<
br>.
a
n
13(a
n1
1)a
n
1
13
∴
b
n
b
n1
∴
{b
n
}
是以
1221n1
,
b
1
.
即
b
n
(n1)
.
3333
3
21
为首项,以为公差的等差数列.
33
第15页,总37页
(Ⅱ)由(Ⅰ)
b
n
n4
1n1
,则
a
n
,
<
br>n1
a
n
13
∵
c
n
(n1)3
n
a
n
(n4)3
n
,
∴
S
n
5363
2
(n4)3
n
4(33
2
3
n
)(323
2<
br>33
3
n3
n
)
.
令
T
n
323
2
33
3
则
3T
n
3
2
23
3
故
T
n
3T
n
33
2
3
3
n3
n
,
(n1)3
n
n3
n1
,
3
n
n3
n1
,
1
23
即
T
n
(333
2
∴
S
n
4(33
2
n3
n1
3)
.
2
n
1
3)(33
2
2
n
n3<
br>n1
733
n1
n3
n1
2n7
n1
21
3)3
.
2213244
n
n
4n5n
2
9n20
(Ⅲ)∵
d
n
a
n
a
n1
,
n1n2n
2
3n2
∴
d
n
1
8. 答案:见解析
2
分析:
(1)
由条件,设
nN
*
,an1
a
n
a
n2
t
2
2<
br>令
n2
,得
a
3
a
2
a
4t
①,令
n1
,得
a
2
a
1
a
3
t
②
6(n3)6(n3)6
d11
. ∴. n
n
2
3n2n
2
3nn
第16页,总37页
22
①
②,得
a
3
a
2
a
2
a
4
a
1
a
3
,a
3
(a
3
a
1
)a
2
(a2
a
4
)
,
a
1
a
3
a
2
a
4
2.
a
2
a
3
2
2
(2)
a
n1
a
n
a
n2
t
,
a
n2
a
n1
a
n3
t
, <
br>两式相减得
a
n1
a
n3
a
n
a<
br>n2
a
n2
a
n1
∴数列
{
a
n
a
n2
aa
n2
a
1<
br>a
3
}
为常数数列,
n
2
a
n1
a
n1
a
2
a
n
an2
2a
n1
,
∴数列
{a
n
}
为等差数列.
(3)
由(2)
知,数列
{a
n
}
为等差数列,设公差为
d,
2
2
则由条件
a
n1
a
n
a
n2
a
1
,得
a
n1
(a
n1
d)(a
n1
d)a
1
d
2
a
1
1
,又数列
{a
n
}
的各项为正数,
d0
,
d1
,
a
n
n
.
当
k1
时,若存在
p
,
r
使
122p
1
11
0
,,成等差数列,则
1
rpp
a
k
a
p
a
r
与
1
0
矛盾.因
此,当
k1
时,不存在.
r
当
k2时,则
112kp
,所以
r
krp2kp<
br>令
p2k1
得
rkpk(2k1)
,满足
kp
r
.
综上所述,当
k1
时,不存在
p
,
r
;
当
k2
时,存在一组
p2k1,rk(2k1)
满足题意.
9. 答案: 见解析
分析:
(1)
)由已知可得
a
n
a
1
q
n1
1<
br>1
()
n
,
b
n
23log
1
()
n
3n
,
4
4
4
b
n3n2
∵
b
n1
b
n
3
,
{b
n
}
为等差数列,其中
b
1
1,d3
.
第17页,总37页
(2)
c
n
n
11111
.
()
,
S
n
3n1
b
n
bn1
(3n2)(3n1)33n23n1
10. 答案:解析
分析:
(1)
a
n1
2
n1<
br>a
n
2
n
3a
n
3
n1
2
n
2
n1
a
n
2
n
1, ∵
b
n1
b
n
3
n1
3
n
3
n1
3
n
{b
n
}
为等差数列.又
b
1
0
,
b
n
n
1
.
a
n
(n1)3
n
2
n
.
(2)
设
T
n
03
1
13
2
(n1)3
n
,则
T
n
03
2
13
3
(n1)3
n1
.
2T
n
3
2
3(n1)3
nn1
9(13
n1
)(n1)3
n1
.
13
93
n1
(n1)3
n1
(2n3)3
n1
9
T
n
424
S
n
T
n
22
2
11. 答案:见解析
2
n<
br>
2n3
3
n1
2
n3
1
.
4
分析:(Ⅰ)∵当
n2
时,
a<
br>n
2a
n1
2
n
,即
又
a
n
a
n1
n1
1
,
n
22
a
a
1
2
,∴数列
{
n
}
是以
2
为首项,
1
为公差的等差数列.
2
2
n
第18页,总37页
∴
a
n
n
2(n1)1n1
,故.
a(n
1)2
n
n
2
(Ⅱ)∵
a
n
(n1)2
n
,
S
n
22
1
32
2
n2
n1
(n1)2
n
,
2S
n
22
2
32
3
n2
n
(n1)2
n1
,
两式相减得:
S
n
4(222)(n1)2
∴
S
n
n2
n1
.
12.
答案:见解析
23nn1
4(12
n1
)
4(n
1)2
n1
n2
n1
,
12
a
2
a
1
1
分析:
(1)
由题意,得
,∴
a
1
a
3
2
.
aa3
2
3
a
2n1
a
2n
4n1
(2)
∵
a
n1
(1
)
n
a
n
2n1
,∴
,
aa4n1
2n1
2n2
∴
a2n
a
2n2
8n
,即
b
n
b
n1
8n
,∴
b
n1
b
n
8n8<
br>,
∴
b
n1
b
n1
8
,于是当且仅当
b
1
,
b
2
,
b
3
为等差数列,数列
{b
n
}
为等差数列,
又
∴
b
1
a1
,
b2
7a
,
b
3
9a
,由
b
1
,
b
2
,
b
3
为等差数列,得
a1,
a
2n1
a
2n
4n1,∴
a
2n1
a
2n1
2
,
∵
a
1
a
,∴
a
3
2a
,
a
2n
a
2n1
4n3
第19页,总37页
∴当
a1
时,数列
{b
n
}
为等
差数列;当
a1
时,数列
{b
n
}
不为等差数列.
(3)
∵
a
n1
(1)
n
an
2n1
,∴
a
n2
(1)
n1
a
n1
2n1
,
∴
(1)
n
a
n1
(1)
2n
a
n
(1)
n
(2n1)
,即
(1)
n
a
n1
a
n<
br>(1)
n
(2n1)
,
∴
a
n
2
a
n
2n1(1)
n
(2n1)
,∴
a
n3
a
n1
2n3(1)
n1
(2n
1)
∴
a
n
a
n1
a
n2
a
n3
4n42(1)
n
,∴
a4n3
a
4n2
a
4n1
a
4n
16n6
,
∴
S
4n
由
(2)
a
2n1
a
2n1
2
,∵
a
1
a
,∴
a
4n3
a
,
a
4n1
2a
,
由
a
2na
2n1
4n3
,∴
a
4n2
a
4n3
8n7
,∴
a
4n2
8n7a
,
又
a
2n
a
2n2
8n
,∴a
4n2
a
4n
16n8
,
a
4n<
br>8n1a
,
∴
S
4n1
8n
2
6n1a
,
S
4n2
8n
2
6n
12a
,
S
4n3
8n
2
14n6a
,
1
(1016n6)n8n
2
2n
.
2
1
2
1
2
n
2
na(n4k3)
1
n
2
1
n22a(n4k2)
22
∴
S
n
,(kN*)
1
n
2
1
na(n4k1)
22
11
n
2<
br>n(n4k)
22
13. 答案:见解析
第20页,总37页
分析:
(1)
若
1
,则
(S
n1
1)a
n
(S
n
1)a
n1
,
a
1
S
11
.
又∵
a
n
0,S
n
0
, ∴
∴
S
n1
1a
n1
,
S<
br>n
1a
n
S
2
1
S
3
1
S
1
1S
2
1
S
n1<
br>1
a
2
a
3
S
n
1a<
br>1
a
2
a
n1
,
a
n
化简,得
S
n1
12a
n1
.①
∴当
n2
时,
S
n
12a
n
.②
② - ①,得
a
n1
2a
n
,∴
∵当
n1
时,
a
2
2
,∴
n1
时上式也成立,
∴数列
a
n
是首项为
1
,公比为
2
的等比数列,
an2n1
(nN*)
.
a
n1
2
(n2)
.
a
n
(2)
令
n1
,得
a
2
1
.令
n2
,得
a
3
(
1)
2
.
要使数列<
br>
a
n
是等差数列,必须有
2a
2
a<
br>1
a
3
,解得
0
.
当
0
时,
S
n1
a
n
(S
n
1)a
n1
,且
a
2
a
1<
br>1
.
当
n2
时,
S
n1
(S
n
S
n1
)(S
n
1)(S
n1<
br>S
n
)
,
第21页,总37页
整理,得
S
n
2
S
n
S
n1
S<
br>n1
S
n1
,
从而
S
n
1S
n1
,
S
n1
1S
n
S
2
1
S
3
1
S
1
1S
2
1
S
n
1S
3
S
4
S
n1
1S
2
S
3
S
n1
,
S
n
<
br>化简,得
S
n
1S
n1
,所以
a
n
1
1
综上所述,
a
n
1
(nN*)
,
所以
0
时,数列
a
n
是等差数列.
14.
答案:
(1)
a
n
2n1
(2)
a1
或
a2
分析:
(1)
证明:当
n1
时,
a
1
S
1
,又∵
a
1
1
,
S
1
1
,因为
a
n
即
1
a
n
S
n
S
n
1
,
S
n
S
n1
S
n
Sn1
,
S
n
S
n1
(n2)
, S
n
S
n1
S
n
S
n1
,
S
n
S
n1
1
,
S
n
S
n1
所以数列
{S
n
}
是首项为
1
,
公差为
1
的等差数列.由此可得
S
n
n
,由
a<
br>n
S
n
S
n1
nn12n1
,
当
n1
时,
a
1
1
也适合,所以
a
n
2n1
;
(2)
因为
11111
()
,
a
n
a
n1
(2n1)(2n1)22n12n1
1111
(1
2335
2
所以,
T
n
11111)(1)
,
4T
n
2
,对任意的
nN*
,
2n12n122n12
不等式恒成立,
2aa
,解
得
a1
或
a2
,
所以对任意的
nN*
,
不等式
4T
n
a
2
a
恒成立,实数
a
的取值范围
a1
或
a2
.
第22页,总37页
n
n3
15.
答案:
(1)
m2,k10
;
(2)
T
n
2
24m3m
,分析:
(1)
等差数列
a
n
的前三项依次为
m
、
4
、
3m<
br>,所以
4
是
m
、
3m
的等差中项,
m2
.所以等差数列的前三项依次为
2
、
4
、
6
,所以
首项
a
1
为
2
,公差为
2
.所以等差数列
a
n
前
n
项和
S
n
2n
n(n1)
2n
2
n
.由
S
k
110
得
k
2
k110
,又
k
为正整数,k10
.
2
S
(2)
由上问得
S
n
n
2
n
,
b
n
n
n1
,
b
n1
(n1)1n
,所以
b
n
1
b
n
1
,数列
b
n
是
等
n
差数列
bn1
,
b
n
n
n3
n
1
2
,由等差数列前
n
项和公式,
T
n
2
(b
1
b
n
)
2
.
16. 答案:答案见解析
分析:(1)
因为
11
a
2a
3a
n
4
3
1
所以
1
1
3
n
1
1
n
3
a
n
1a
n
1
a
n1
1a
n
1
3a
1
n<
br>4
所以
{
1
a1
}
是首项为
3
,公差为
3
的等差数列
n
所以
1<
br>a
3n
,所以
a
1
n
1
;
n
1
3n
(2)
由已知
b
3<
br>n
1
n
a
3
n
n
n
1
S
n
n
3
2
13
3
2...3(n1)3
n1
n
① <
br>3Sn3
2
13
4
23
n1
(n
1)3
n2
n
②
① - ②得
2S
n
3
2
3
3
...3
n1
3
n2
n
第23页,总37页
3
2
(
3
n
1)
n2
3
n2
9n
n2
(2n1)
n2
9
3n
所以
S
n
3
3
.
314244
17. 答案:
(1)
b
1
立
分析:
(1)
b
n
1
∵
a
1
3456n2
,
b2
,b
3
,b
4
;
(2)
b
n
;
(3)
a1
时
4aS
n
b
n
恒成
567n3
4
b
n
b
n
1
(1a
n
)(1a<
br>n
)b
n
(2b
n
)2b
n
13456
,b
1
b
2
,b
3
,b
4
44567
(2)
∵
b
n1
1
2b
n
111
1
1
2b
n
b
n1
1b
n
1b<
br>n
1
∴数列
{c
n
}
是以
4
为
首项,
1
为公差的等差数列
∴
c
n
4(n1)(1)n3.
1n2
n3,b
n
b
n
1n3
ann2(a1)n
2
(3a6)n8
4a
S
n
b
n
n4n3(n3)(n4)
由条件可知
(a1)n(3a6)n80
恒成立即可满足条件,
设
f(n)(a1)n(3a6)n8
当
a1
时,
f(n)3n80
恒成立
当
a1
时,由二次函数的性质知不可能成立
当
a1
时,对称轴
n
2
2
3a231
(1)0
,
2a12a1
f(n)
在
(1,)
为单调递减函数.
第24页,总37页
f(n)f(1)(a1)n
2
(3a6)n8(a1)(3a6)84a150
,
∴
a1
时
4aS
n
b
n
恒成立
18. 答案:
(1)
见解析;
(2)
b
n
n2
n
;
(3)
详见解析.
分析:
(1)
证明:∵
a
n
=
2a
n1
12a1a1
n2
a
n
1
n1
1
n1
a
n1
a
n1
a
n1
a(a1)1
11
n1
n1
1(n2)
a
n
1a
n1
1a
n1
1a
n1
1
11
1
n2
a
n
1a
n1
1
1
1
}
是以<
br>2
为首项,
1
为公差的等差数列.
a
1
1a
n
1
2n22n4
b
n
)(2b
n1
)
nn1
即:
∴数列
{
(2)
当
n2
时,
b
n
S
n
S
n1<
br>(2
b
n
b
2n22n42
b
2
n
b
n
b
n1
n
b
n1
, 即:
n
n2
nn1nn1<
br>b
n1
n1
bb
b
2
b
3<
br>b
4
2223242n
...
n
.
..
n
n2
n1
b
1
b
2<
br>b
3
b
n1
123n1b
1
当
n1<
br>时,
b
1
S
1
2
∴
b
n
n2
n
(3)
由
(1)知:
1n+2
a
1n211
a
n
2
n1
1n1
a
n
1
c
n
n
n1n1
a
n
1b
n
n(n1)2
n
n2
n1
(n1)2
n
T
n
c
i
(1
i1
n
11111
)()...()
112n1n
222232n2(n1)2
1
1
1
(n1)2
n
19. 答案:见解析
第25页,总37页
分析:
(1)
由题
{bn
}
是等差数列,设
{b
n
}
的公差为
d,
∵
b
n
a
1
2a
2
...na
n
,
12...n
∴
(12n
)b
n
a
1
2a
2
na
n
①;
∴有
(12(n1))b
n1
a
1
2a
2
na
n
(n1)a
n1
②,
(n1)(n2)n(n1)
b
n1
b
n
(n
1)a
n1
,
22
(n2)b
n1
nb
n
(n1)b
n
(n1)b
n1
即
a
n
1
,∴
a
n
,
22
113
所以
a
n1
a
n
(n2)(b
n1
b
n
)(n1)(b
n
b
n1
)d
,
222
3
所以
{a
n
}
是公差为
d
的等差数列.
2
∴②-①可得:
(2)
记
T
n
a
1
2a
2
na
n
,因为
an
2
n
,
∴
T
n
222
2
n2
n
① 所以
2T
n
2
2
22
3
n2
n1
②,
①-②得:
T
n
222n2
∴
T
n
(n1)
2
n1
2
,
2nn1
2(12
n
)
n2
n1
,
12
a
1
2a
2
na
n
2
T
n
4((n1)2
n
1)
∴
b
n
,
12nn(n1)n(
n1)
∴
b
n
411
4()
,
(n1
)2
n
1n(n1)nn1
1111114
)4
.
1223nn1n1
∴
S
n
4(
n
2
20. 答案:
(1)
S
n
;
n1
(2)
见解析.
分析:
(1)
由
S
n
n
2
a
n
n(n1)
知,
当
n2
时:
S
n
n
2
(S
n
S
n1
)n(n1)
,
第26页,总37页
即
(n
2
1)S
n
n
2
S
n1
n(n1)
,
∴
又
n1n
S
n
S
n
1
1
,对
n2
成立.
nn1
11n1
S
1
1,{S
n
}
是首项为
1
,公差为1
的等差数列.
1n
n1
S
n
1(n1)1
n
n
2
∴
S
n
n1
∴
b
1
b
2b
n
1
∵
2
<
br>b
n
S
n
111
n
3
n(n1)nn1
111111
1
223nn1n1
11
11
2n1
1
b
1
b
2
2
21. 答案:见解析
b
n
1
分析:
(1)
当
n1时,
S
1
当
n2
时,
Sn1
na
(a
1
a
1
)
a<
br>1
0
,则
S
n
n
……①
22
(n1)a
n1
……②,
2
第27页,总37页
则①
②得
S
n
S
n1
na
n
(n1)a
n1
2a
n
nan
(n1)a
n1
22
(n2)a
n
(n1)a
n1
a
n
n1
a
n
n1
a
n1
n2
检验
n1
时也符合,故
an
n1
,则
a
n
a
n1
1
,所以
a
n
为等差数列.综上
a
n
是等差数列且
a
n
n1
.
(2)
由
(1)
S
n
n(n1)(
n2)(n1)(n1)nn2n
P
n
2(n1)n(n2)(n1)nn2
1
2222
12()
nn2nn2
2222
P
n
2n(
1324
22
)
nn2
则
T
n
P
1
P
2
2n(21
2222
)2n(3)
,
n1n2n1n2
2
22222
0
且
0
,所以
T
n
2n2
3
. ,因为
n1n2n2n1n1n2
所以
T
n
2n3
22. 答案: 答案见解析
分析:
(1)
设的公差为
d
,则
c
n
1
c
n
(a
n1
2
a
n2
2
)(a
n
2
a
n1
2
)
2a
n1
2
(a
n1
d)
2
(a
n1
d)
2
第28页,总37页
2d
2
数列
{c
n
}
是以
2d
为公差的等差数列
2
(2)
因为
a
1
a
3
<
br>a
25
130,a
2
a
4
a
26
14313k
两式相减:
13d1313k
所以
d1k
所以
13a
1
a
1
212k
所以
a
n
a
1
(n1)d(1k)n(13k3)
所以
c
n1
c
n
(a
n12
a
n2
2
)(a
n
2
a
n
1
2
)
13(131)
2d130
2
26k
2
32k6(2n1)(1k)
2
2(1k)
2
n25k
2
30k5
(3)
因为当且仅当
n12
时最大
所以有
c
12
0,c
13
0,
第29页,总37页
24(1k)
225k30k50
k
2
18k190
即
2222
36(1k)25k30k
50
k22k210
23. 答案:(
Ⅰ)
a
n
1(n1)
1n1
;(Ⅱ)
c
n
2
n1
;(Ⅲ)
T
n
n2
n
1
22
分析:(Ⅰ)由
2S
2
n
2a
n
a
n
1
①
得
2S
2
n1
2a
n1
a
n1
1
②
由②—①,得
2a
22
n1<
br>2(a
n1
a
n
)(a
n1
a
n
)
即:
2(a
n1
a
n
)(a
n1
a
n
)(a
n1
a
n
)0
所以
(a
n1
a<
br>n
)(2a
n1
2a
n
1)0
由于数列{a
n
}
各项均为正数,
2a
n1
2a
n
1
即
a
1
n1
a
n
2
数列
{
a
,公差为
1
n
}
是首项为
1
2
的等差数
列,
数列
{a
1
n
}
的通项公式是
a
n
1(n1)
2
n1
2
(Ⅱ)由
b
1
n1
f(b
n
)<
br>4
知
b
2
1
n1
b
n
bn
4
,所以
b
1
2
n
2
(b
1
1
n
2
)
,
有
log
11
2
1
2
(b<
br>n1
2
)log
2
(b
n
2
)2log
2
(b
n
2
)
,即c
n1
2c
n
,
第30页,总37页
而
c
1
log
2
(b
1
)log
2
21
,故
{c
n
}
是以
c
1
1
为首项,公比为
2
的等比数
列.
所
以
c
n
2
n1
(Ⅲ)
d
n
a
n
c
n
所以数列
{d
n
}
的前
n
项和
T
n
22
1
32
0
错位相减可得
T
n
n2
n1
24. 答案:答案见解析
分析:(Ⅰ)在
S
n
a
n
()
1
2
n1
n1
2(n1)2
n2
,
2
n2
n3
(n1)2
n2
12
n1
2
中,令
n1
,可得
S
1
a
n
12a
1
,即
a
1
1
2
2
时,∴
S
n1
a
n1()
当
n…
1
2
n2
11
2
,
a
n
S
n
S
n1
a
n
a
n1
()
n1
…∴
2a
n
a
n1
()
n1
,
22
2
时
b
n<
br>b
n1
1
,即
2
n
a
n
2
n1
a
n1
1
∵
b
n
2
n
a
n
,∴
b
n
b
n1
1
,即当
n…
. ……又
b
1
2a
1
1,
∴数列
b
n
是首项和公差均为
1
的等差数列.
于是
b
n
1(n1)1n2
n
a
n
,∴
a
n
(Ⅱ)∵
c
n
log
2
∴
n
2
n
n
log
2
2
n
n
a
n
2211
c
n
c
n
2
n(n2)nn2
第31页,总37页
∴
T
n
(1)()()
1
31
2
1
4
11
35
(
1111
)
()
n1n1nn2
1
111
2n1n2
25111251113
,得
1
,即,
212n1n221n1n242
11913
,f(5)
单调递减,∵
f(4)
,
n1n22042
由
T
n
f(n)
∴
n
的最大值为
4
25. 答案:见解析
分析:
(1)
由
2S
n
2S
n1
2a
n1
1
得
2a
n
2a
n1
1
,
a
n
a
n1
∴
a
n
a
1
(n1)d
1
2
11
n
24
11
(2)
∵
3b
n
b
n1
n
,∴
b
n
b
n1
n
,
33
∴
b
n
a
n
1111111113
b
n1
nnb
n1
n(b
n1
n)
;
3324364324
1113
ba
n
1
b
n1
a
n1
b
n1
(n1)
b
n1
n
,∴由上面两式得
n
,又
242
4
b
n1
a
n1
3
b
1
a
1
11911
30
.∴数列
{b
n
a
n
}
是以
30
为首项, 为公比的等比数列. <
br>443
11111
(3)
由
(2)
得
b
n<
br>a
n
30()
n1
,∴
b
n
a
n
30()
n1
n30()
n1
33243
11
n1
(1())
1
n
n1
1
119n
2
1179
33
n30
前
n
项和
T
n
15()
n1
1
224
4434
1
3<
br>第32页,总37页
26. 答案:见解析
分析:
(1)
T
111
13
由题意可
得:
T
n
22
n
T
n
T
n1<
br>2T
n1
2T
n
(n2)
,所以
T
n1
T
n
T
n1
2
T
1
2
n1
11n2
(2)
数列
{}
为等差数列,
,
a
n
,
n2
T
n
T
n
2
b
n
1111
S
n
...
(n2)(n3)3
445(n2)(n3)
11111111n
()()...()
3445n2n33n33n9
27. 答案:答案见解析
分析:
(1)
由题意知,
a
n
()(nN)
,
1
4
n*
1
b
n
3log
1
a
n
23log
1
()
n
22n2<
br>
44
4
因为
b
n1
b
n<
br>3(n1)2(3n2)3
(常数),
∴数列
{b<
br>n
}
是首项
b
1
1
公差
d2
的
等差数列.
1
(2)
由
(1)
知,
a
n
()
n
,b
n
3n2(nN
*
)
4
1
c
n
(3n2)()
n(nN
*
)
4
111
S
n<
br>14()
2
7()
3
444
11
(3n5)()
n1
(3n2)()
n
44
第33页,总37页
于是
1111
S
n
1()
2
4()
3
7()
4
4444
3111
S
n
3[()
2
(
)
3
4444
1
4
11
(3n5)()<
br>n
(3n2)()
n1
44
两式相减得
11
()
n
](3n2)()
n1
44
2(3n2)()
所以
S
n
n1
23n21
n
(),(nN
*
)
334
2
3
1
9
8
.
(Ⅳ)见解析
9
28. 答案:(Ⅰ)
S
2
8
(Ⅱ)见解析(III
)
T
n
(n)2
分析:(Ⅰ)由已知:
s
2
2s
1
22a
1
28
(Ⅱ)∵
S
n1
差数列.
(III)由(II)可知,
S
n
n
2
2n(nN
*
)
∴当
n1
时,
a
1
3
2n3
ss
s
n1
S
n
n1,
,
同除以
n1
,则有:
n1
n
1
,所以{
n
}
是以
3
为首项,
1
为公差的等
nn1n
n
当
n2
时,
a
n
S
n<
br>S
n1
2n1
经检验,当
n1
时也成立
a
n
2n1(nN*)
b
na
n
2
n
b
n
(2n1)2
2n
1
,
T
n
b
1
b
2
b<
br>n1
b
n
a
T
n
3
2
3
52
5
(2n1)2
2n1
(
2n1)2
2n1
4T
n
32
5<
br>(2n3)2
2n1
(2n1)2
2n1
(2n1)2
2n3
第34页,总37页
解得:
T
n
(n)2
(Ⅳ)∵
C
n
2
3
1
9
2n3
8
.
9
T
n
2n111
n
()
2n
3
23994
11
[1()
n
]
2n(n1)11<
br>4
C
1
C
2
C
n
n
4
1
3299
1
4
3n
2
4n111
n
3n
2
4n17120
()
.
92727492792727
29. 答案:答案见解析
分析:
即
则数列
{a
n
}
是等差数列,公差为
d1
,首项
a
n
2a
n1
2
n
(n…2且
nN
*
)
,
a
n
a
n
1
1
2
2
2
n1
a
n
a
n1
*
1(n2
且
nN)
2n1
22
a
1
1
22
(2)
由
(1)
得:
a
n
11
(n1)dn
2
222
1
(n)2
n
2
1
(n)2
n1
2
1
2
n
(n)2
n1
1
<
br>2
135
(3)
S
n
2
1
2
2
2
3
222
135
s
n<
br>2
2
2
3
2
4
222
则
S
n
122
23
1
2
n
(n)2
n
2
1
2
2
2
3<
br>
2
第35页,总37页
2(12
n<
br>)1
(n)2
n1
1(32n)2
n
3
122
S
n
(2n3)2
n
3(2n3)2
n
故
30. 答案:见解析
分析:
(1)
∴ 数列
{
∴
S
n
2n3
2
n
a
n<
br>11
1
,所以
1
,因为
a
n1
1
,
a
n1
a
n
a
1
2a
n<
br>1
1
}
是首项为
1
,公差为
2
的等差数列
,
a
n
1
1
2n1
,从而
a
n
2n1
a
n
(2)
因为
a
n
a
n1
111
()
2n1
2n1<
br>
22n12n1
1
所以
T
n
a
1<
br>a
2
a
2
a
3
a
n
a
n1
111111n
[(1)()()]
,
23352n12n12n1
n1000
由
T
n<
br>
,
2n12013
得
n
最小正整数
n
为
77
.
第36页,总37页
1000
,
13
第37页,总37页