设集合W是满足下列两个条件的无穷数列{an}的集合:①an+an+22≤an+1;②an≤M,其中n∈N*,M是与n无关的常数.(1)若{an}是等差数列,Sn

设集合W是满足下列两个条件的无穷数列{an}的集合:①an+an+22≤an+1;②an≤M,其中n∈N*,M是与n无关的常数.(1)若{an}是等差数列,Sn

题型:西城区一模难度:来源:
设集合W是满足下列两个条件的无穷数列{an}的集合:①
an+an+2
2
an+1
;②an≤M,其中n∈N*,M是与n无关的常数.
(1)若{an}是等差数列,Sn是其前n项的和,a3=4,S3=18,证明:{Sn}∈W
(2)设数列{bn}的通项为bn=5n-2n,且{bn}∈W,求M的取值范围;
(3)设数列{cn}的各项均为正整数,且{cn}∈W,证明:cn<cn+1
答案
(1)设等差数列{an}的公差是d,则a1+2d=4,3a1+3d=18,解得a1=8,d=-2,
所以Sn=na1+
n(n-1)
2
d=-n2+9n(2分)
Sn+Sn+2
2
-Sn+1=
1
2
[(-n2+9n)-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)]=-1<0
Sn+Sn+2
2
<Sn+1,适合条件①;
又Sn=-n2+9n=-(n-
9
2
)
2
+
81
4
,所以当n=4或5时,Sn取得最大值20,即Sn≤20,适合条件②
综上,{Sn}∈W(4分)
(2)因为bn+1-bn=5(n+1)-2n+1-5n+2n=5-2n
所以当n≥3时,bn+1-bn<0,此时数列{bn}单调递减;
当n=1,2时,bn+1-bn>0,即b1<b2<b3,因此数列{bn}中的最大项是b3=7
所以M≥7(8分)
(3)假设存在正整数k,使得ck>ck+1成立
由数列{cn}的各项均为正整数,可得ck+1≤ck-1
因为
ck+ck+2
2
≤ck+1,所以ck+2≤2ck+1-ck≤2(ck-1)-ck=ck--2
由ck+2≤2ck+1-ck及ck>ck+1,得ck+2<2ck+2-ck+1=ck+1,故ck+2≤ck+1-1
因为
ck+1+ck+3
2
≤ck+2,所以ck+3≤2ck+2-ck+1≤2(ck+1-1)-ck+1=ck+1-2≤ck-3
依此类推,可得ck+m≤ck-m(m∈N*
设ck=p(p∈N*),则当m=p时,有ck+p≤ck-p=0
这显然与数列{cn}的各项均为正整数矛盾!
所以假设不成立,即对于任意n∈N*,都有cn≤cn+1成立.(16分)
举一反三
已知数列{an}为公差不为零的等差数列,a1=1,各项均为正数的等比数列{bn}的第1项、第3项、第5项分别是a1、a3、a21
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)求数列{anbn}的前n项和Sn
题型:不详难度:| 查看答案
已知等差数列{an},前n项和为Sn,S10=90,a5=8,则a4=(  )
A.16B.12C.8D.6
题型:不详难度:| 查看答案
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a3=6,a2+a5=14.
(1)求an及Sn
(2)令bn=
4
an+1an
(n∈N*)
,求{bn}的前n项和Tn
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定义:同时满足下列两个条件的数列{an} 叫做“上凸有界数列”,①
an+an+2
2
an+1
②an≤M,M是与n无关的常数.
(I)若数列{an} 的前n项和为Sn,且Sn=2n-1,试判断数列{an} 是否为上凸有界数列;
(Ⅱ)若数列{bn}是等差数列,Tn为其前n项和,且b3=4,T3=18,试证明:数列{Tn}为上凸有界数列.
题型:临沂二模难度:| 查看答案
设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=-11,a4+a6=-6,则当Sn取最小值时,n等于(  )
A.6B.7C.8D.9
题型:福建难度:| 查看答案
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