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跟踪强化训练(十九)
1.(2017·沈阳质检)已知数列{an}是公差不为0的等差数列,首项a1=1,且a1,a2,a4成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足bn=an+,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解] (1)设数列{an}的公差为d,由已知得,a=a1a4,
即(1+d)2=1+3d,解得d=0或d=1.
又d≠0,∴d=1,可得an=n.
(2)由(1)得bn=n+2n,
∴Tn=(1+21)+(2+22)+(3+23)+…+(n+2n)
=(1+2+3+…+n)+(2+22+23+…+2n)
=+2n+1-2.
[解] (1)由题意得,解得
当n≥2时,Sn-1=(n-1)an-(n-1)n,
所以an=nan+1-n(n+1)-(n-1)an+(n-1)n,
即an+1-an=2.
又a2-a1=2,因而数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,
从而an=2n-1.
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Tn=1×21+3×22+5×23+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n,
2Tn=1×22+3×23+5×24+…+(2n-3)×2n+(2n-1)×2n+1.
两式相减得
-Tn=1×21+2×22+2×23+…+2×2n-(2n-1)×2n+1
=-2+2×(21+22+23+…+2n)-(2n-1)×2n+1
=-2+2×-(2n-1)×2n+1
=-2+2n+2-4-(2n-1)×2n+1=-6-(2n-3)×2n+1.
所以Tn=6+(2n-3)×2n+1.
3.数列{an}的前n项和为Sn,且首项a1≠3,an+1=Sn+3n(n∈N*).
(1)求证:{Sn-3n}是等比数列;
(2)若{an}为递增数列,求a1的取值范围.
[解] (1)证明:∵an+1=Sn+3n,(n∈N*)
∴Sn+1=2Sn+3n,
∴Sn+1-3n+1=2(Sn-3n),∵a1≠3.
∴=2,
∴数列{Sn-3n}是公比为2,首项为a1-3的等比数列.
(2)由(1)得Sn-3n=(a1-3)×2n-1,∴Sn=(a1-3)×2n-1+3n,
∴当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(a1-3)×2n-2+2×3n-1,∵{an}为递增数列,
∴n≥2时,(a1-3)×2n-1+2×3n>(a1-3)×2n-2+2×3n-1,∴n≥2时,
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2n-2>0,
可得n≥2时,a1>3-12×n-2,
又当n=2时,3-12×n-2有最大值为-9,
∴a1>-9,又a2=a1+3满足a2>a1,
∴a1的取值范围是(-9,+∞).
4.(2017·昆明模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,当n≥2时,an=2anSn-2S.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在正数k,使(1+S1)(1+S2)…(1+Sn)≥k对一切正整数n都成立?若存在,求k的取值范围;若不存在,请说明理由.
[解] (1)∵当n≥2时,an=Sn-Sn-1,an=2anSn-2S,
∴Sn-Sn-1=2(Sn-Sn-1)Sn-2S.
∴Sn-1-Sn=2SnSn-1.
∴-=2.
∴数列是首项为==1,公差为2的等差数列,
即=1+(n-1)×2=2n-1.
∴Sn=.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-
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=.
∴数列{an}的通项公式为an=
(2)设bn=,
则bn+1=.
由(1)知Sn=,Sn+1=,
∴==
= >1.
又bn>0,∴数列{bn}是单调递增数列.
由(1+S1)(1+S2)…(1+Sn)≥k,得bn≥k.
∴k≤b1==.
∴存在正数k,使(1+S1)(1+S2)…(1+Sn)≥k对一切正整数n都成立,且k的取值范围为.
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