数列好题。
1.(本题满分14分)
甲、乙容器中有浓度为25%和75%的盐酸溶液各8克,从甲溶器往乙容器倒入4克溶液,摇匀后,再从乙容器往甲容器倒入4克溶液为一次操作,这样的操作反复进行.
求操作次后,甲容器与乙容器中的纯盐酸分别为多少克?
欲使甲容器中的溶液浓度大于48%,问至少操作多少次?
解:(1)设操作次后,甲、乙两容器中的纯盐酸分别为、克,则,……1分。
2分。又 ,…4分。
且,……5分。
6分。是首项为,公比为的等比数列,……8分, …10分。
2)依题意:,…11分。
或)……13分。
又为自然数,∴的最小值为3,故至少3次能达到要求.……14分。
2.(本小题满分12分)
从原点出发的某质点m,按向量a = 0,1) 移动的概率为,按向量b = 0,2) 移动的概率为,设m可到达点(0,n)的概率为pn.
(ⅰ)求p1 、p2和p3的值;
(ⅱ)设bn=pn+1-pn,求证:数列是等比数列;
(ⅲ)理)求数列的通项公式及pn.
解(ⅰ)p1= p33分。
ⅱ)证明:m到达点(0,n+2)有两种情况:
①从点(0,n+1)按向量a=(0,1)移动;②从点(0,n)按向量b=(0,2)移动。
故pn+2= ∴pn+2-pn+1即bn+1=-
所以是以p2-p1=为首项,以-为公比的等比数列7分。
ⅲ)∵bn=pn+1-pn=×(n-1=(-n+1,∴pn-pn-1=(-n,∴pn=(pn-pn-1)+(pn-1-pn-2)+…p2-p1)+p1
=(-n+(-n-1+…+2+=
故的通项公式为pn10分。
pn12分。
3.(本题满分14分)甲、乙容器中有浓度为25%和75%的盐酸溶液各8克,从甲溶器往乙容器倒入4克溶液,摇匀后,再从乙容器往甲容器倒入4克溶液为一次操作,这样的操作反复进行.
求操作次后,甲容器与乙容器中的纯盐酸分别为多少克?
欲使甲容器中的溶液浓度大于48%,问至少操作多少次?
解:(1)设操作次后,甲、乙两容器中的纯盐酸分别为、克,则,……1分。
………2分。
又 ,…4分。
且,……5分。
6分。是首项为,公比为的等比数列,……8分, …10分。
2)依题意:,…11分。
或)……13分。
又为自然数,∴的最小值为3,故至少3次能达到要求.……14分。
4.(理)等差数列中,首项,公差,已知数列成等比数列,其中。
1)求数列的通项公式;
2)当时,求证:。
解:(1),3分。
又等比数列中,公比,所以,6分。
2)(理)证明: ,时,时9分。
记,则,相减得到:,所以13分。
所以。14分。
5.(本小题满分12分)
已知,且。(1)求,的表达式,猜想的表达式并用数学归纳法证明;
(2)若关于的函数在区间(-,1]上的最小值为12,求的值。
解:(1)∵,猜想 3分。
证明:当时,成立;
假设时,表达式成立,即,则当时,
当时,表达式成立。
由得对任意5分。
2)∵,7分。
当即时,函数在区间(-,1]上是减函数。
当时,即,又,∴该方程没有整数解9分。
当,即时, ,解得或(舍去)
综上所述,为所求的值12分。
6.(本小题满分14分)
设数列是首项为6,公差为1的等差数列;为数列的前项和,且。
(1)求及的通项公式和;
(2)若,问是否存在使成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由;
(3)若对任意的正整数,不等式恒成立,求正数的取值范围。
解:(11分。
又当时, 当时,
上式对也成立,总之4分。
2)由已知∴当为奇数时,为偶数,由,得,(舍去6分。
当为偶数时,为奇数,由,得,即,∴适合题意。
总之,存在整数,使结论成立8分。
3)将不等式变形并把代入得:
设。又∵,即。
随的增大而增大,8.(本题满分14分)设不等式组所表示的平面区域为,记内的整点个数为,(整点即横坐标和纵坐标均为整数的点)
求数列的通项公式;
设数列的前项和为,,,若对于一切正整数,恒成立,求实数的起值范围。
解:(1) 由,得, 当时,,时,
即6分。 (2) 易求,由(1)知
9分 恒成立 (也可以用倒序相加法求和)
记,则。时,,而。
为最大, 故的取值范围是14分。
9.(理)等差数列中,首项,公差,已知数列成等比数列,其中。
1)求数列的通项公式;
2)当时,求证:。
解:(1),3分。
又等比数列中,公比,所以,6分。
2)(理)证明: ,时,时9分。
记,则,相减得到:,所以13分。
所以。14分。
10.(本小题满分12分)已知。
(ⅰ)求的表达式;
(ⅱ)定义正数数列,数列是等比数列;
(ⅲ)令成立的最小n值。
解:(ⅰ1分。
3分。4分。5分。
7分。数列是以2为首项,……8分。
10分。又。
满足12分。
11.(本题满分14分)已知正项数列 满足a1 = 1,当n≥2时,都有.
ⅰ)试求数列 的通项公式;
ⅱ)设,…,试比较与的大小.
解:(ⅰ当n≥2时,由已知式子,得 an [ an-(2n-1)] an-1(a n-1 + 2n-1),整理,得 an 2-an-12 =(2n-1)(an + a n-1).
因为 是正项数列,所以 an + a n-1 ≠0,故只有 an = an-1 + 2n-1. …2分。
于是,当n≥2时, a2 = a1 + 2×1,a3 = a2 + 2×1,…
an = an-1 + 2n-1,上面n-1个式子相加得 an-a1 = 2(2 + 3 + n)-(n-1),解得 an = n2.
又当 n = 1时,a1 = 1满足上式,故an = n2. …5分。
ⅱ),7分。
当n = 1时,;当n = 2时,;当n = 3时,; 猜想当n≥3时9分。
以下用数学归纳法证明:
当n = 3时,左边右边,命题成立.
假设当n = k(k≥3)时,,即.
当n = k + 1时,(因为。
k + 2)2 <3 k(k + 3) 2k2-4k + 5>0 2(k-1)2 + 3>0),命题成立.
故当n≥3时,.
综上所述,当n = 1时,,n = 2时,,当n≥3时,. 14分。
12.(本题满分13分)函数的最小值为且数列的前项和为.
(ⅰ)求数列的通项公式;
(ⅱ)若数列是等差数列,且,求非零常数;
(ⅲ)若,求数列的最大项.
解:(ⅰ由,
由题意知:的两根,(ⅱ
为等差数列,,,
经检验时,是等差数列,
13.(本题满分14分)
已知数列、、的通项公式满足,()若数列是一个非零常数列,则称数列是一阶等差数列;若数列是一个非零常数列,则称数列是二阶等差数列。
(ⅰ)试写出满足条件、、的二阶等差数列的前五项;
(ⅱ)求满足条件(1)的二阶等差数列的通项公式;
ⅲ)若数列首项,且满足, 求数列的通项公式。
解4分。ⅱ) 依题意。
所以。6分。又 所以。
8分。ⅲ)由已知,可得。
即 ,10分。
解法一:整理得12分。
因而数列是首项为,公比为4的等比数列,
即14分。解法二: 在等式两边同时除以得:
11分。令,则,即。
故数列是首项为,公比为的等比数列12分。
所以,即。14分。
解法三: ∵
猜想12分。
下面用数学归纳法证明如下:
ⅰ)当时,,猜想成立;
假设时,猜想成立,即
那么当时,结论也成立。
由(ⅰ)可知14分。
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