(1)正确;a2=a3-d∈(2,3),所以b2=2a2>4,故
(2)正确;a4=a3+d>5,所以b4=2a4>32,故(3)正确;又a2+a4=2a3=8,所以b2b4=2a2+a4=28=256,故(4)正确.
例2 解题导引 这是一道数列、函数、不等式的综合题,利用函数关系式求通项an,观察Tn特点,求出Tn.由an再求bn从而求Sn,最后利用不等式知识求出m.
解
(1)∵an+1=f===an+,
∴{an}是以为公差的等差数列.
又a1=1,∴an=n+.
(2)Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1
=a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1)
=-(a2+a4+…+a2n)=-·
=-(2n2+3n).
(3)当n≥2时,bn==
=,
又b1=3=×,∴Sn=b1+b2+…+bn
=×
==,
∵Sn<对一切n∈N*成立.
即<,
又∵=递增,
且<.∴≥,
即m≥2010.∴最小正整数m=2010.
变式迁移2 解
(1)设等比数列{an}的首项为a1,公比为q.
依题意,有2(a3+2)=a2+a4,
代入a2+a3+a4=28,得a3=8.
∴a2+a4=20.∴
解之,得或
又{an}单调递增,∴ ∴an=2n.
(2)bn=2n·log2n=-n·2n,
∴-Sn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n.①
∴-2Sn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)×2n+n×2n+1.②
∴①-②,得Sn=2+22+23+…+2n-n·2n+1
=-n·2n+1=2n+1-n·2n+1-2.
由Sn+(n+m)an+1<0,
即2n+1-n·2n+1-2+n·2n+1+m·2n+1<0对任意正整数n恒成立,
∴m·2n+1<2-2n+1对任意正整数n,m<-1恒成立.
∵-1>-1,∴m≤-1,
即m的取值范围是(-∞,-1].
例3 解 依题意,第1个月月余款为
a1=10000(1+20%)-10000×20%×10%-300=11500,
第2个月月底余款为a2=a1(1+20%)-a1×20%×10%-300,
依此类推下去,设第n个月月底的余款为an元,
第n+1个月月底的余款为an+1元,则an+1=an(1+20%)-an×20%×10%-300=1.18an-300.
下面构造一等比数列.
设=1.18,则an+1+x=1.18an+1.18x,
∴an+1=1.18an+0.18x.∴0.18x=-300.
∴x=-,即=1.18.
∴数列{an-}是一个等比数列,公比为1.18,首项a1-=11500-=.
∴an-=×1.18n-1,
∴a12-=×1.1811,
∴a12=+×1.1811≈62396.6(元),
即到年底该职工共有资金62396.6元.
纯收入有a12-10000(1+25%)
=62396.6-12500=49896.6(元).
变式迁移3 解
(1)设中低价房的面积形成的数列为{an},
由题意可知{an}是等差数列,其中a1=250,d=50,
则an=250+(n-1)·50=50n+200,
Sn=250n+×50=25n2+225n,
令25n2+225n≥4750,
即n2+9n-190≥0,而n是正整数,∴n≥10.
∴到2020年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万平方米.
(2)设新建住房面积形成数列{bn},
由题意可知{bn}是等比数列,其中b1=400,q=1.08,
则bn=400·(1.08)n-1.
由题意可知an>0.85bn,
即50n+200>400·(1.08)n-1·0.85.
当n=5时,a5<0.85b5,
当n=6时,a6>0.85b6,
∴满足上述不等式的最小正整数n为6.
∴到2016年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%.
课后练习区
1.3+2 2.② 3.991
4.7
解析 设至少需要n秒钟,则1+21+22+…+2n-1≥100,∴≥100,∴n≥7.
5.64
解析 依题意有anan+1=2n,所以an+1an+2=2n+1,两式相除得=2,所以a1,a3,a5,…成等比数列,a2,a4,a6,…也成等比数列,而a1=1,a2=2,所以a10=2×24=32,a11=1×25=32,又因为an+an+1=bn,所以b10=a10+a11=64.
6.3
解析 该题是数列知识与函数知识的综合.
an=5·2n-2-4·n-1=5·2-,
显然当n=2时,an取得最小值,当n=1时,an取得最大值,此时x=1,y=2,∴x+y=3.
7.21
解析 y′=(x2)′=2x,则过点(ak,a)的切线斜率为2ak,则切线方程为y-a=2ak(x-ak),
令y=0,得-a=2ak(x-ak),
∴x=ak,即ak+1=ak.
故{an}是a1=16,q=的等比数列,
即an=16×()n-1,∴a1+a3+a5=16+4+1=21.
8.107
解析 由数表知,第一行1个奇数,第3行3个奇数,第5行5个奇数,第61行61个奇数,前61行用去1+3+5+…+61==961个奇数.而2009是第1005个奇数,故应是第63行第44个数,即i+j=63+44=107.
9.解
(1)∵f
(1)=a=,∴f(x)=x.…………………………………………………(1分)
a1=f
(1)-c=-c,
a2=[f
(2)-c]-[f
(1)-c]=-,
a3=[f(3)-c]-[f
(2)-c]=-;
又数列{an}成等比数列,a1===-=-c,
∴c=1;……………………………………………………………………………………(2分)
公比q==,an=-×n-1
=-2×n,n∈N*;……………………………………………………………………(3分)
∵Sn-Sn-1=
=+(n>2),……………………………………………………………………(4分)
又bn>0,>0,∴-=1.
数列{}构成一个首项为1、公差为1的等差数列,
=1+(n-1)×1=n,Sn=n2.…………………………………………………………(6分)
当n≥2,bn=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1;
又当n=1时,也适合上式,
∴bn=2n-1,n∈N*.………………………………………………………………………(8分)
(2)Tn=+++…+
=+++…+
=+++…+
==.……………………………………………(12分)
由Tn=>,得n>,
∴满足Tn>的最小正整数为112.…………………………………………………(14分)
10.解 设乙企业仍按现状生产至第n个月所带来的总收益为An(万元),技术改造后生产至第n个月所带来的总收益为Bn(万元).依题意得
An=45n-[3+5+…+(2n+1)]
=43n-n2,………………………………………………………………………………(5分)
当n≥5时,Bn=+
164(n-5)-400=81n-594,………………………………………………………(10分)
∴当n≥5时,Bn-An=n2+38n-594,
令n2+38n-594>0,即(n+19)2>955,解得n≥12,
∴至少经过12个月,改造后的乙企业的累计总收益多于仍按现状生产所带来的总收益.……………………………………………………………………………………………(14分)
11.
(1)解 令x=n,y=1,
得到f(n+1)=f(n)·f
(1)=f(n),…………………………………………………………(2分)
∴{f(n)}是首项为,公比为的等比数列,
即f(n)=()n.………………………………………………………………………………(5分)
(2)证明 记Sn=a1+a2+a3+…+an,
∵an=n·f(n)=n·()n,……………………………………………………………………(6分)
∴Sn=+2×()2+3×()3+…+n×()n,
Sn=()2+2×()3+3×()4+…+(n-1)×()n+n×()n+1,
两式相减得Sn=+()2+…+()n-n×()n+1,
整理得Sn=2-()n-1-n()n<2.
∴a1+a2+a3+…+an<2.………………………………………………………………(9分)
(3)解 ∵f(n)=()n,而bn=(9-n)
=(9-n)=.…………………………………………………………………(11分)
当n≤8时,bn>0;当n=9时,bn=0;
当n>9时,bn<0,
∴n=8或9时,Sn取到最大值.………………………………………………………(14分)