数列
一、选择、填空题
1、(海淀区2018届高三上学期期中考试)已知数列{an}满足a1a2an2a2(n1,2,3,...),则
( )
(B)a10 (D)a20
依次按两项、三项分组,得到分组
(A)a10 (C)a1a2
2、(朝阳区2019届高三上学期期中)将正奇数数列1,3,5,7,9,序列如下: (1,3),(5,7,9),(11,13),(15,17,19),,称(1,3)为第1组,(5,7,9)为第2组,依此类推,
则原数列中的2019位于分组序列中
A.第404组 B.第405组 C.第808组 D.第809组 3、(海淀区2019届高三上学期期中)在等差数列{an}中,a11,
a6
2,则公差d的值是( ) a5
(A) (B) (C) (D)
4、(海淀区2019届高三上学期期中)已知等比数列an的前n项和为Sn,下表给出了Sn的部分数据:
n 131314141 2 10 3 4 65 2… … Sn t 19 则数列an的公比q____,首项a1=____.
5、(通州区2019届高三上学期期中)设等差数列an的前n项和为Sn,若S1326,a61,则数列an的公差为 A.2
B.1
C.2 D. 1
6、(朝阳区2019届高三上学期期末)已知数列an为等差数列,Sn为其前n项的和.若a1a36,
a47,则S5_______.
7、(东城区2019届高三上学期期末)若等差数列{an}和等比数列{bn}满足a11,b12,
a3b21,试写出一组满足条件的数列{an}和{bn}的通项公式:an ,bn .
8、(丰台区2019届高三上学期期末)已知等差数列{an}中,a13,a26. 若bna2n,则数列{bn}的前5项和等于 (A)30
(B)45
(C)90
(D)186
9、(石景山区2019届高三上学期期末)设Sn为等差数列{an}的前n项和,a13,S318,则其通项公式an______ .
10、(昌平区2019届高三5月综合练习(二模))设数列{an}的前n项和为Sn,且
nN*,an1an,SnS6. 请写出一个满足条件的数列{an}的通项公式an .
11、(房山区2019届高三第二次模拟)设Sn为等差数列an的前n项和,a14,a6a812,则S7= .
12、(丰台区2019届高三5月综合练习(二模))已知等差数列an的前n项和为Sn,能够说明
“若数列an是递减数列,则数列Sn是递减数列”是假命题的数列an的一个通项公式为____.
13、(海淀区2019届高三5月期末考试(二模))若数列an的前n项和Snn8n,n1,2,3,...,2则满足an0的n的最小值为
14、(海淀区2019届高三一模)已知等差数列an满足4a3=3a2,则an中一定为零的项是
(A) a6 (B) a8 (C) a10 (D)a12
15、(怀柔区2019届高三一模)若an是等比数列,且公比q4,a1a2a321,则
an__________.
16、(门头沟区2019届高三一模)等比数列an中,S321,2a2a3则数列an的通项公式
an . 17、(石景山区2019届高三一模)等比数列{an}的首项a12,a416,则其前n项和Sn_______. 18、(顺义区2019届高三第二次统练(一模))在等比数列{an}中,若a1A.32
B.16
C.8
D.
1,a44,则a7= 21 1619、(西城区2019届高三一模)在等比数列{an}中,a21,a58,则数列{an}的前n项和Sn____. 20、(延庆区2019届高三一模)已知等比数列an的公比为2,若a1a34,则a2_____.
二、解答题
1、(海淀区2018届高三上学期期中考试)已知{an}是等比数列,满足a2=6,a3=-18,数列{bn}满足b12,且{2bnan}是公差为2的等差数列. (Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式; (Ⅱ)求数列{bn}的前n项和.
2、(朝阳区2019届高三上学期期中)数列{an}(nN*)是各项均为正数的等比数列,且a23,
a4a318.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bnanlog3an,求b1b2bn.
3、(海淀区2019届高三上学期期中)设{an}是等比数列, Sn为其前n项和,且a22,a1S20. (Ⅰ) 求{an}的通项公式; (Ⅱ) 若Sn80,求n的最小值.
4、(通州区2019届高三上学期期中)已知数列an的前n项和SnnN列bn满足bn2log2an.
(Ⅰ)求数列an和数列bn的通项公式; (Ⅱ)令cn满足Sn2an1,数
bn2,若cnx2x1对于一切的正整数n恒成立,求实数x的取值范围; an(Ⅲ)数列an中是否存在am,an,akmnk,且m,n,kN在,求出m,n,k的值;若不存在,请说明理由.
,使am,an,ak成等差数列?若存
5、(朝阳区2019届高三上学期期末)已知a1,a2,,an,是由正整数组成的无穷数列,对任意
nN,an满足如下两个条件:
①an是n的倍数; ②anan15.
(Ⅰ)若a130,a232,写出满足条件的所有a3的值; (Ⅱ)求证:当n11时,an5n; (Ⅲ)求a1所有可能取值中的最大值.
6、(大兴区2019届高三上学期期末)设有限数列A:a1,a2,,an(nN),定义集合
Maiaj|1≤ij≤n为数列A的伴随集合.
(Ⅰ)已知有限数列P:1,0,1,2和数列Q:1,3,9,27.分别写出P和Q的伴随集合; (Ⅱ)已知有限等比数列A:2,22,(Ⅲ)已知有限等差数列A:a1,a2,明理由
7、(东城区2019届高三上学期期末)对给定的dN,记由数列构成的集合
Ω(d){{an}a11,an1and,nN}.
,2n(nN),求A的伴随集合M中各元素之和S; ,a2019,判断0,507是否能同时属于A的伴随集合M,并说,3100(Ⅰ)若数列{an}Ω(2),写出a3的所有可能取值;
(Ⅱ)对于集合Ω(d),若d≥2. 求证:存在整数k,使得对Ω(d)中的任意数列{an},整数k不是数列{an}中的项;
{bn}(d),记{an},{bn}的前n项和分别为An,Bn.若an1bn1,(Ⅲ)已知数列{an},求证:
An≤Bn.
10、(昌平区2019届高三5月综合练习(二模))对于集合A{a1,a2,,an},B{b1,b2,,bm},
nN*,mN*.
AB{xy|xA,yB}.集合A中的元素个数记为|A|.
n(n1),则称集合A具有性质T. 21248(I)已知集合A{1,3,5,7},B{,,,},写出|AA|,|BB|的值;
33332(II)已知集合A{a1,a2,,an},{an}为等比数列,an0,且公比为,证明:A具有性质T;
3规定:若集合A满足|AA|(III) 已知A,B均有性质T,且nm,求|AB|的最小值.
11、(朝阳区2019届高三第二次(5月)综合练习(二模))对于由有限个自然数组成的集合A,定义
∣aA,bA}, 记集合S(A)的元素个数为d(S(A)). 定义变换T,变换T将集集合S(A){ab合A变换为集合T(A)AS(A).
(Ⅰ)若A0,1,2, 求S(A),T(A);
(Ⅱ)若集合A有n个元素,证明:“d(S(A))2n1”的充要条件是“集合A中的所有元素能组成公差不为0的等差数列”;
(Ⅲ)若A{1,2,3,4,5,6,7,8}且{1,2,3,求元素个数最少的集合A.
12、(丰台区2019届高三5月综合练习(二模))在数列
,25,26}T(T(A)),
an中,记
P(n)|a1a2||a2a3||an1an|(nN且n≥2).
(Ⅰ)若对任意的nN且n≥2,都有P(n)≤ana1,则称数列an具有性质P. ①请写出具有性质P的一个数列的前四项; ②设数列an具有性质P,证明:an1≤an;
(Ⅱ)若存在常数M,对任意的nN且n≥2,都有P(n)≤M,则称数列an是Ω数列.设Sn是数列bn的前n项和,且Sn是Ω数列,证明:数列bn是Ω数列.
13、(丰台区2019届高三一模)
设nN*且n≥2,集合Sn{(x1,x2,(Ⅰ)写出集合S2中的所有元素; (Ⅱ)设(a1,a2,,an),(b1,b2,,xn)|x1|1,|xi1|2|xi|(i1,2,,n1)}.
,bn)Sn,证明:“
ab”的充要条件
iii1i1nn是“aibi(i1,2,3,n; ,n)”
(Ⅲ)设集合Tn{xi|(x1,x2,i1,xn)Sn},求Tn中所有正数之和.
14、(海淀区2019届高三一模) 首项为O的无穷数列an同时满足下面两个条件: ①an1ann;②ann1 2 (Ⅱ)请直接写出a4的所有可能值;
(Ⅱ)记bna2n,若bnbn1对任意nN成立,求bn的通项公式;
* (Ⅲ)对于给定的正整数k,求a1a2...ak的最大值.
15、(怀柔区2019届高三一模)设集合W由满足下列两个条件的数列an构成: ①
anan2an1;②存在实数M,使anM( n为正整数). 2(Ⅰ)在只有5项的有限数列an、 bn中,其中a11,a22,a3=3,a44,a55;
b11,b24,b35,b44,b51,试判断数列an、bn是否为集合W中的元素;
(Ⅱ)设cn是等差数列,Sn是其前n项和,c34,S318,证明数列SnW;并写出M的取值范围;
dk1dk2dk3. (Ⅲ)设数列dnW,且对满足条件的常数M,存在正整数k,使dkM.求证:
16、(门头沟区2019届高三一模)给定数列an,若满足a1a(a0且a1),对于任意的
n,mN*,都有amnanam,则称数列an为“指数型数列”.
n1n(Ⅰ)已知数列an,bn的通项公式分别为an53,bn4,试判断数列an,bn是不
是“指数型数列”;
(Ⅱ)已知数列an满足a111,an2anan13an1(nN*),判断数列1是否为“指数型2ana1(aN*),证明数列an中任意三项都不能构a2数列”,若是给出证明,若不是说明理由; (Ⅲ)若数列an是“指数型数列”,且a1成等差数列.
17、(石景山区2019届高三一模)若项数为n的单调递增数列{an}满足: ①a11;
②对任意k(kN*,2≤k≤n),存在i,j(iN*,jN*,1≤i≤j≤n)使得akaiaj,则称数列{an}具有性质P.
(Ⅰ)分别判断数列1,3,4,7和1,2,3,5是否具有性质P,并说明理由; (Ⅱ)若数列{an}具有性质P,且an36, (ⅰ)证明数列{an}的项数n≥7; (ⅱ)求数列{an}中所有项的和的最小值.
18、(房山区2019届高三一模)若数列{an}满足:an{0,1},nN,且a11,则称{an}为一个X数列. 对于一个X数列{an},若数列{bn}满足:b11,且bn1|anan1|bn,nN,则称{bn}为2{an}的伴随数列.
(Ⅰ)若X数列{an}中a21,a30,a41,写出其伴随数列{bn}中b2,b3,b4的值; (Ⅱ)若{an}为一个X数列,{bn}为{an}的伴随数列.
①证明:“{an}为常数列”是“{bn}为等比数列”的充要条件; ②求b2019的最大值.
参考答案:
一、选择、填空题 1、D
2、A 3、A 4、6、25 7、n3,4 5、D 22 (答案不唯一) 8、C 9、3n
10、n6(nN*)(答案不唯一) 11、35 12、满足a1,a20,d0(答案不唯一) 13、5
14、A 15、4n1
n1n116、an32 17、22 18、A
19、2n11 2820、
5
二、解答题
1、解:(Ⅰ)设数列{an}的公比为q,则
a2a1q6 ……………………2分 2aaq1831解得a12,q3 所以,an2(3)
n1
……………………3分 ……………………5分
令cn2bnan,则c12b1a12
cn2(n1)22n
……………………7分
bncnann(3)n1 2 ……………………9分
n(n1)1(3)n(Ⅱ) Sn…………………13分 242、解:(Ⅰ)设{an}的首项为a1,公比为q(q0),则依题意
a1q3,解得a11,q3. 32a1qa1q18,n1所以{an}的通项公式为an3,nN*. ……………………. 7分 n1(Ⅱ)因为bnanlog3an3(n1),
所以b1b2b3bn(13323n1)[012(n1)]
13nn(n1) 1323n1n(n1). ……………….13分
223、
4、解:(Ⅰ)根据题意,数列an满足Sn2an1,
当n1时,a1S11. 1分 当n2时, anSnSn11,an2an2an1,
即an2an1. 2分
所以数列an是首项为1,公比为2的等比数列. 3分
n1所以an2,nN; 4分 n1又由已知bn2log2an,得bn2log22n1. 5分
bn11(Ⅱ)依题意得cnnn1n1an22n1,nN. 6分
11因为cn1cnn2n12212n1nn1
n1n1n2n12220, 7分
所以当n1时,cn取得最大值c12. 8分
2因为cnx2x1对于一切的正整数n恒成立,
所以2x2x1. 9分 解得x1或x3,
所以实数x的取值范围是xx1或x3; 10分 (Ⅲ)假设存在am,an,akmnk,m,n,kN2,使am,an,ak成等差数列,
n1m1k1则2anamak,即2222. 11分
m1两边同时除以2因为2nm1,得2nm112km①. 12分
为偶数,12km为奇数,这与①矛盾. 13分
所以不存在am,an,akmnk,m,n,kN,使am,an,ak成等差数列. 14分
5、(Ⅰ)a3的值可取27,30,33,36. .…………3分 (Ⅱ)由an1an5n1,2,,对于任意的n,有an5(n1)a1.
当na14时,an5(n1)a1,即an5(n1)n4,即an6n1. 则an6n成立.
因为an是n的倍数,所以当na14时,有an5n成立.
若存在n使an5n,依以上所证,这样的n的个数是有限的,设其中最大的为N. 则aN5N,aN15(N1)成立,因为aN是N的倍数,故aN6N. 由5aNaN+16N5(N1)N5,得N10.
因此当n11时,an5n. …………8分 (Ⅲ)由上问知a1155,因为anan+15且an是n的倍数,
所以a10,a9,,a1满足下面的不等式:
a1060,a963,a864,a763,a666,a570,a472,a375,a185.
则a1=85,a2=80, a3=75,a472,a570,a666,a763,a864,
a963,a1060,当n11时,an5n这个数列符合条件.
故所求a1的最大值为85. ………13分 6、解:(Ⅰ)数列P的伴随集合为1,0,1,2,3,
数列Q的伴随集合为4,10,12,28,30,36. ……3分 (两个集合都对3分,只写对一个集合给2分.)
(Ⅱ)先证明对任意ik或jl,则aiajakal(1≤ij≤n,1≤kl≤n). 假设aiajakal1≤ij≤n,1≤kl≤n.
当ik且jl,因为aiajakal,则ajal,即2j2l, 所以jl,与jl矛盾.
同理,当ik且jl时,也不成立. ……1分
当ik且jl时,不妨设ik,因为aiajaikal,则22j2k2l, 所以12ji2ki2li, ……2分 左边为奇数,右边为偶数,所以12ji2ki2li, ……3分 综上,对任意ik或jl,则aiajakal(1≤ij≤n,1≤kl≤n)
a280,
所以求集合M中各元素之和时,每个ai1in均出现n1次,……4分 所以S(n1)(2222n).
2(12n)(n1)(n1)(2n12) ……5分
12507(Ⅲ)假设0,,同时属于数列A的伴随集合M.
3100设数列A的公差为d(d0),则
aa0,i12a1i1j12d0,①j15050ai2aj2,即2a1i2j22d,② ……1分
3377aa,2aij2d,③ij31331001003②-①得,i2j2-i1j1d=③-①得,i3j3-i1j1d=50, 37, 100(ij2)(i1j1)5000 两式相除得,2, ……2分 =(i3j3)(i1j1)21 因为i1,j1,i2,j2,i3,j3N, 所以i2j2-i1j15000k,
i3j3-i1j121kkZ,k0, ……3分
所以i2j2-i1j15000. 又因为1i1,j1,i2,j2≤2019,
所以i2j2-i1j120192018214034,
i2j2-i1j112201820194034, ……4分 所以i2j2-i1j14034,与i2j2-i1j15000矛盾, 507不能同时属于数列A的伴随集合M. ……5分 ,31007、解:(Ⅰ)由于数列{an}Ω(2),即d2,a11.
所以0,由已知有a2a1d123,所以a23,
a3a2da22,
将a23代入得a3的所有可能取值为5,1,1,5. ..............................4分 (Ⅱ)先应用数学归纳法证明数列:
若数列{an}(d),则an具有md1(mZ)的形式.
①当n1时,a10d1,因此n1时结论成立.
②假设当n(时结论成立,即存在整数m0,使得akm0d01成立. kkN)当nk1时,ak1m0d01d0(m01)d01,
ak1(m01)d1,或ak1(m01)d1.
所以当nk1时结论也成立.
由①②可知,若数列{an}Ω(d),对任意nN,an具有md1(mZ)的形式. 由于an具有md1(mZ)的形式,以及d2,可得an不是d的整数倍. 故取整数kd,则整数k均不是数列{an}中的项. .............................9分
(Ⅲ)由an1and可得:a2n1a2n2andd2.
所以有a2n1a2n2andd2, a2na2n12an1dd2, a2n1a2n22an2dd2,
a22a212a1dd2.
以上各式相加可得a2n11d2n2Snd, a2n1nd21b2n1nd21即An.同理Bn.
2d2d2d2d
当an1≤bn1时,有an+1≤bn+1,
222anbna2n1nd21bnnd21+111≤由于dN,所以,于是≤,2d2d2d2d 2d2d22即AnBn成立. .............................14分
10、解:(I)|AA|7;|BB|10. ….4分 (II)要证A具有性质T,只需证明,若n1n2n3n4,则an1an4an2an3.
假设上式结论不成立,即若n1n2n3n4,则an1an4an2an3. 即q1qnn4qn2qn3,即qn4n1qn2n1qn3n11,
222()n4n1()n2n1()n3n11, 3332n4n12n2n13n4n22n3n13n4n33n4n1.
因为上式的右边为3的倍数,而上式的左边为2的倍数,所以上式不成立. 故假设不成立,原命题成立. ….10分 (III)由题意,集合A具有性质T,等价于任意两个元素之和均不相同.
如,对于任意的abcd,有adbc,
等价于dcba,即任意两个不同元素之差的绝对值均不相同.
*令A{xy|xA,yA,xy},
所以A具有性质T|AA|n(n1)n(n1)|A*|. 22因为集合A,B均有性质T,且nm,
2*所以|AB|n|AB*|n2n(n1)n(n1),当且仅当AB时等号成立. 22所以|AB|的最小值为
n(n1). ….14分 211、解:(Ⅰ)若集合A0,1,2, 则S(A)T(A)0,1,2,3,4. ….3分 (Ⅱ)令A{x1,x2,xn}.不妨设x1x2xn.
充分性:设{xk}是公差为dd0的等差数列.
则xixjx1(i1)dx1(j1)d2x1(ij2)d(1i,jn) 且2ij2n.所以xixj共有2n1个不同的值.即d(S(A))2n1. 必要性:若d(S(A))2n1.
因为2xixixi12xi1,(i1,2,所以S(A)中有2n1个不同的元素:
,n1).
2x1,2x2,,2xn,x1x2,x2x3,,xn1xn.
任意xixj(1i,jn) 的值都与上述某一项相等.
又xixi1xixi2xi1xi2,且xixi12xi1xi1xi2,i1,2,所以xixi22xi1,所以{xk}是等差数列,且公差不为0.
….8分
(Ⅲ)首先证明: 1A. 假设1A, A中的元素均大于1, 从而1S(A), 因此1T(A),
,n2.
1S(T(A)), 故1T(T(A)), 与1,2,3,...,25,26T(T(A))矛盾, 因此1A.
2设A的元素个数为n, S(A)的元素个数至多为Cnn, 从而T(A)的元素个数至多为
2Cnnnn(n3). 若n2, 则T(A)元素个数至多为5, 从而T(T(A))的元素个数至多为25820, 而T(T(A))中元素至少为26, 因此n3. 2假设A有三个元素, 设A{1,a2,a3}, 且1a2a38, 则
1,2,a2,a21,a3,a31,2a2,a2a3,2a3T(A),
从而1,2,3,4T(T(A)).若a25, T(T(A))中比4大的最小数为a2,则5T(T(A)), 与题意矛盾, 故a25.
集合T(T(A))中最大数为4a3, 由于26T(T(A)), 故4a326, 从而a37.
(i)若A{1,a2,7}且a25. 此时, 1,2,a2,a21,7,8,2a2,7a2,14T(A), 则有
814
22,21T4T2A, 8在22与28之间可能的数为
14+2a2,21a2.
此时23,24,25,26不能全在T(T(A))中, 不满足题意.
(ii)若A{1,a2,8}且a25. 此时, 1,2,a2,a21,8,9,2a2,8a2,16T(A), 则有
16925T(T(A)),
若26T(T(A)), 则162a226或16(8a2)26, 解得a25或a22.
当A{1,2,8}时, 15,21,22,23T(T(A)), 不满足题意. 当A{1,5,8}时,
T(T(A)){1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,29,32},
满足题意.
故元素个数最少的集合A为1,5,8 ………….13分
12、解:(Ⅰ)①1,2,3,4. ………………3分
*②假设ai(iN)是数列{an}中,使得ai1ai成立的最小的项,
则|a1a2||a2a3|所以ai1aiai1≤ai,
|ai1ai||ai1ai|ai1a1≤aia1
所以ai1≤ai,这与ai1ai矛盾,所以假设不成立.
所以an1≤an. ………………8分 (Ⅱ)因为{Sn}是 数列,所以存在常数M,对于任意的nN且n≥2,都有
|S1S2||S2S3||Sn1Sn|≤M,
因为Sn是数列{bn}的前n项和,所以bn所以|b2||b3|因为
S1,n1,
SnSn1,n≥2.|bn|M,
|b1b2||b2b3||bn1bn|
|bn2||bn1||bn1||bn|
≤|b1||b2||b2||b3|=2(|b2||b3||bn1|)|b1||bn|
≤2M|b1||bn| ≤2M|b1|.
所以数列{bn}是 数列. ………………13分
13、解:(Ⅰ)因为|x1|1,所以|x2|2,
所以S2中的元素有(1,2),(1,2),(1,2),(1,2). (Ⅱ)先证充分性
因为对于任意的i{1,2,3,再证必要性
因为|x1|1,|xi1|2|xi|,所以数列{|xi|}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以
,n},都有aibi,所以aibi.
i1i1nn|xi|2i1.
假设存在j{2,3,,n},使得|aj||bj|.
所以ajbj或ajbj.
若ajbj,不妨设aj0,则bj0,
12j12j-11|xj|2j1. 因为|a1||b1|1,xi≤|xi|12i1i1j1j1所以
ai1ji0,bi0,这与aibi矛盾.
i1i1i1jjj所以ajbj.
当j2时,必有a1b1. 所以 对于任意i{1,2,3,nn,n},都有aibi.
,n)” .
综上所述, “aibi”的充要条件是“aibi(i1,2,3,i1i112n12n-11|xn|2n1, (Ⅲ)因为 xi≤|xi|12i1i1n1n1所以
x为正数,当且仅当xn0.
ii1nk1k1因为 对于任意的正整数kn,xk2或2,所以集合Tn中,元素为正数的个数为
11C2C2n1个1C22n1,
所以 所有的正数元素的和为2n1xn2n12n14n1.
14、解:(Ⅰ)a4的值可以取2,0,6 (Ⅱ)因为bna2n,因为bnbn1对任意nN成立,所以{bn}为单调递增数列, 即数列{an}的偶数项a2,a4,a6,...,a2n...是单调递增数列 根据条件a21,a40
所以当a2n0对n2成立 下面我们证明“数列{an}中相邻两项不可能同时为非负数” 假设数列{an}中存在ai,ai1同时为非负数 因为|ai1ai|i,
若ai1aii, 则有ai1aiii若ai1aii,则有aiai1ii(i1)1,与条件矛盾 2i1, 与条件矛盾 2所以假设错误,即数列{an}中相邻两项不可能同时为非负数 此时a2n0对n2成立,
所以当n2时,a2n10,a2n10,即a2n1a2n,a2n1a2n 所以 a2na2n12n1,
a2n1a2n2(2n2)
所以(a2na2n1)(a2n1a2n2)1
即a2na2n21,其中n2 即bnbn11,其中n2 又b1a21,b2a40
所以{bn}是以b11,公差为1的等差数列,
所以bn1(n1)n2 (Ⅲ) 记Ska1a2a3ak1ak
由(Ⅱ)的证明知,an,an1不能都为非负数 当an0,则an10,
根据|an1an|n,得到an1ann,所以anan12ann2 当an10,则an0
根据|an1an|n,得到anan+1n,所以anan12an1n2n1n1 2n11n0 2 所以,总有anan10成立 当n为奇数时,|anan1|n,故an1,an的奇偶性不同,则anan11 当n为偶数时,an1an0 当k为奇数时,Ska1(a2a3)(ak1ak)0
1,1,2,2,考虑数列:0,,k1k1 ,
22 可以验证,所给的数列满足条件,且Sk0 所以Sk的最大值为0
k(ak1ak)
2kk2k21,1,2,2,,-考虑数列:0,,,
222k可以验证,所给的数列满足条件,且Sk
2k 所以Sk的最大值为
2aa315、解:(Ⅰ)对于数列{an},当n=1时, 12=a2,显然不满足集合W的条件①,故an不
2当k为偶数时,Sk(a1a2)是集合W中的元素。
对于数列{bn},当n{1,2,3,4,5}时,不仅有
b1b3bb3b2,244b3,22b3b53b4,而且有bn5,显然满足集合W的条件①②,故bn是集合W中的元素。2-----------------5分
(Ⅱ)∵cn是等差数列,Sn是其前n项和,c34,S318,设其公差为d, ∴c32dc3dc318,
∴d=-2
2 ∴cnc3(n3)d2n10, Snn9n
∵
SnSn2SSn2Sn110,∴nSn1; 22981∵Sn(n)2, ∴Sn的最大值是S4S520,即SnS420。
24 ∴SnW,且M的取值范围是[20,+∞)---------------------------------------------------10分 (Ⅲ)证明:∵dnW,∴
dkdk2dk1, 2整理dk2dk1(dk1dk)dk1(dk1M), ∵dkM,∴dk1M,∴dk2dk1; 又∵
dk1dk3dk2,∴dk3dk2(dk2dk1)dk2, 2∴dk1dk2dk3.--------------------------------------------------------------------------14分
16、解:(Ⅰ)数列an, anam253nm2数列”。
5(53nm1)anm,所以数列an不是“指数型3bnm4nm4n4mbnbm,所以数列bn是“指数型数列”
11311213(1),(Ⅱ)数列1是“指数型数列”an2anan13an1 aaaaan1nn1nn所以1111111) 1是等比数列,1(1)3n13n,(1)(1)3n3m3nm(anamanmana1an11是“指数型数列” an所以数列(Ⅲ)若数列an是“指数型数列”,由定义得:
anmanaman1a1anana1n(假设数列an中存在三项as,a1n) a2at,au成等差数列,不妨设stu
则2atasau,得:2atasau2(整理得:2(a1)tsa1ta1sa1u)()() a2a2a2(a2)us(a2)us(a1)us (*)
us若a为偶数时,右边为偶数,(a1)为奇数,则左边为奇数,(*)不成立; 为奇数,则左边为奇数,(*)不成立;
若a为奇数时,右边为偶数,(a2)us所以,对任意的aN*,(*)式不成立.
17、解:(Ⅰ)因为311 ,所以1,3,4,7 不具有性质P ;
因为211,312 ,523 ,所以1,2,3,5 具有性质P. (Ⅱ)
(ⅰ)因为{an}是单调递增数列,又akaiaj, 所以aiajak 即aiajak1, 所以ak2ak1,
a11,所以a22,a34,a48,a516,a632, 又因为an36,所以n7. (ⅱ)因为361818,1899,936,633,312,211;
所以可以构造数列1,2,,,,36918,36满足性质P;
或361818,1899,945,541,422,211, 所以可以构造数列1,2,4,,,5918,36满足性质P;
上述两个数列的和为75,下面说明75为数列{an}中所有项的和的最小值. 若18在数列{an}中,要求数列{an}中所有项的和的最小值,则ai118, 若18不在数列{an}中,则aiaj36 ,由(ⅰ)知n7,
则数列{an}中所有项的和sa1a2Lan(aiaj36)4a176, 所以要求数列{an}中所有项的和的最小值,则ai118. 同理要求数列{an}中所有项的和的最小值,则ai29,
981726354,同理可得ai36或4;
依此类推要求数列{an}中所有项的和的最小值,其数列为1,2,,,,3691,83或61,2,4,,,5918,36
所以数列{an}中所有项的和的最小值为75.
18、(Ⅰ)b2|a1aa2a111|b1,b3|a23|b2,b4|a34|b3 ………3分 222224(Ⅱ)充分性:若X数列{an}为常数列
因为a11,所以an1,nN
an11|bnbn,nN,又因为b110 221所以其伴随数列{bn}是以1为首项,以为公比的等比数列; ……………6分
2所以bn1|an必要性:(方法一)假设数列{bn}为等比数列,而数列{an}不为常数列
所以数列{an}中存在等于0的项,设第一个等于0的项为ak,其中k1,kN 所以bk|1又bk1|b0|bk1bk1,得等比数列{bn}的公比qk1
bk12ak+1a1|bk,得等比数列{bn}的公比q|k+1|,与q1矛盾 222所以假设不成立
所以当数列{bn}为等比数列时,数列{an}为常数列.
综上 “{an}为常数列”是“{bn}为等比数列”的充要条件 ……………10分 必要性:(方法二)若数列{bn}为等比数列
①若a2a1,即a20,得b2b1,则数列{bn}的公比为1
a3|1,得a32{0,1},不符合题意 21②若a2a1,即a21,得b2b1,
21所以等比数列{bn}的公比只可能为
2a1所以|a23|,又a21,an{0,1},nN
22所以|a2解得a31,即a3a2
同理依次可得a4a3,a5a4, 所以数列{an}是值为1的常数列 (Ⅲ)当an1,an11时,bn1,anan1,
1bn 2当an1,an10时,bn1bn 当an0,an11时,bn11bn 2当an0,an10时,bn10
11bn,或bn,或0,又由题意可知bn0 421 所以bn2bn
2111 所以b2019b20171009b 12221009 综上bn211,n2k1,kN 当数列an时,b20191009
20,n2k,kN 所以b2019的最大值为
121009 ……………13分
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