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数列02
解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
1.函数f(x)定义在[0,1]上,满足且f(1)=1,在每个区间=1,2,…)上, y=f(x) 的图象都是平行于x轴的直线的一部分.
(Ⅰ)求f(0)及的值,并归纳出)的表达式;
(Ⅱ)设直线轴及y=f(x)的图象围成的矩形的面积为, 求a1,a2及的值.
【答案】 (Ⅰ) 由f(0)=2f(0), 得f(0)=0.
由及f(1)=1, 得.
同理,
归纳得
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(Ⅱ) 当时,
所以是首项为,公比为的等比数列.
所以
2.已知等差数列满足;又数列满足+…+,其中是首项为1,公比为的等比数列的前项和。
(I)求的表达式;
(Ⅱ)若,试问数列中是否存在整数,使得对任意的正整数都有成立?并证明你的结论。
【答案】(I)设的首项为,公差为d,于是由
解得
(Ⅱ)
由 ①
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得 ②
①—②得 即
当时,,当时,
于是
设存在正整数,使对恒成立
当时,,即
当时,
当时,当时,,当时,
存在正整数或8,对于任意正整数都有成立。
3.函数对任意都有
(1)求的值;
(2)数列满足:,求;
(3)令,试比较与的大小.
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【答案】(1)令,
则有
(2)令,得即
因为,
所以
两式相加得:
,
(3),
时,;
时,
=4
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=4
4.已知数列为等差数列,且
(1)求数列的通项公式;
(2)证明
【答案】(I)设等差数列的公差为d.
由即d=1.
所以即
(II)因为,
所以
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5.已知等比数列中,,,.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)设,求的最大值及相应的值.
【答案】 (Ⅰ) 由,,所以 .
以.
所以 通项公式为:.
(Ⅱ)设,则.
所以,是首项为6,公差为的等差数列.
=.
因为是自然数,所以,或时, 最大,其最值是 21.
6.如图,将圆分成个扇形区域,用3种不同颜色给每一个扇形区域染色,要求相邻区域颜色互异,把不同的染色方法种数记为。求
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(Ⅰ);
(Ⅱ)与的关系式;
(Ⅲ)数列的通项公式,并证明。
【答案】(Ⅰ) 当时,不同的染色方法种数 ,
当时,不同的染色方法种数 ,
当时,不同的染色方法种数 ,
当时,分扇形区域1,3同色与异色两种情形
∴不同的染色方法种数 。
(Ⅱ)依次对扇形区域染色,不同的染色方法种数为,其中扇形区域1与不同色的有种,扇形区域1与同色的有种
∴
(Ⅲ)∵
∴
………………
将上述个等式两边分别乘以,再相加,得
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,
∴,
从而。
(Ⅲ)证明:当时,
当时, ,
当时,
,
故
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