【解析】本小题主要考查等差数列的定义及前n项和公式、等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法,满分14分。
(I)证明:由题设可知,a2?a1?2?2,a3?a2?2?4,a4?a3?4?8,a5?a4?4?12,
a6?a5?6?18。
从而
a6a53??,所以a4,a5,a6成等比数列。 a5a42(II)解:由题设可得a2k?1?a2k?1?4k,k?N*
所以a2k?1?a1??a2k?1?a2k?1???a2k?1?a2k?3??...?a3?a1? ?4k?4?k?1??...?4?1 ?2k?k?1?,k?N*.
2由a1?0,得a2k?1?2k?k?1? ,从而a2k?a2k?1?2k?2k.
?n2?1n,n为奇数2??1?1??n?2?所以数列?an?的通项公式为an??2或写为an?,n?N*。 24?n,n为偶数??22(III)证明:由(II)可知a2k?1?2k?k?1?,a2k?2k,
以下分两种情况进行讨论:
(1) 当n为偶数时,设n=2m?m?N*?
k2?2, 若m?1,则2n??ak?2kn若m?2,则
mm2k?m?1?2k?1??k24k2m?14k2?4k?1??????2?? ?aaa2k2kk?1??k?2kk?1k?1k?1k?12k2k?1nm?1?4k2?4k?1?1?11????2m?2?? ?2m???????? ?2kk?12kk?12kk?1????????k?1?k?1?m?1221? ?2m?2?m??1?1?31?1?n2??. ??2?m?2n
nk2313k2??,从而?2n???2,n?4,6,8,....所以2n??2n2k?2akk?2akn来源学§科§网Z§X§X§K]
(2) 当n为奇数时,设n?2m?1?m?N*?。
?2m?1?k22mk2?2m?1?31???4m??? ??aaa22m2mm?1??k?2kk?2k2m?1n22?4m?n1131??2n??22?m?1?2n?1来源学科网Z.X.X.K]
nk2313k2???2,n?3,5,7,.... 所以2n??,从而?2n??a2n?12ak?2kk?2k综合(1)和(2)可知,对任意n?2,n?N*,有
(2010天津理数)(22)(本小题满分14分)
3?2n?Tn?2. 2*在数列?an?中,a1?0,且对任意k?N.a2k?1,a2k,a2k?1成等差数列,其公差为dk。
(Ⅰ)若dk=2k,证明a2k,a2k?1,a2k?2成等比数列(k?N) (Ⅱ)若对任意k?N,a2k,a2k?1,a2k?2成等比数列,其公比为qk。
【解析】本小题主要考查等差数列的定义及通项公式,前n项和公式、等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法。满分14分。 (Ⅰ)证明:由题设,可得a所以a**?a?4k,k?N*。 2k?12k?12k?1?a1?(a?a)?(a?a)?...?(a3?a1)
2k?12k?12k?12k?3[来源:学科网]=4k?4(k?1)?...?4?1=2k(k+1) 由a1=0,得a
?2k(k?1),从而a?a?2k?2k2,a?2(k?1)2.
2k?12k2k?12k?2aaak?1a2k?2k?12k?12k?2于是?,?,所以?2k?1。 akakaa2k2k?12k?12k*所以dk?2k时,对任意k?N,a2k,a,a成等比数列。 2k?12k?2
(Ⅱ)证法一:(i)证明:由a,a,a,a成等差数列,及a,a成等
2k?12k2k?12k2k?12k?2aa2k?1比数列,得2a?a?a,2??2k?1?1?qk
2k2k?12k?1aaq2k2kk?1当q1≠1时,可知qk≠1,k?N 从而
*1qk?1?2?11qk?1?1?1q?1k?1?1,即1qk?1?1q?1k?1?1(k?2)
??1??所以??是等差数列,公差为1。
q?1??k??(Ⅱ)证明:a1?0,a2?2,可得a3?4,从而q1?4?2,1=1.由(Ⅰ)有 2q?111qk?1?1?k?1?k,得qk?k?1,k?N*
k2aaa()*所以2k?2?2k?1?k?1,从而2k?2?k?21,k?N
aakak2k?12k2k因此,
aaak2(k?1)22222k2k?2k?1?2k(k?1),k?N*4a2k?......a?.....2?2k.a?a.2k?12kkaaa2(k?1)2(k?2)2122k?22k?42以下分两种情况进行讨论:
(1) 当n为偶数时,设n=2m(m?N)
*k2?2. 若m=1,则2n??ak?2kn若m≥2,则
mmk2(2k)2m?1(2k?1)24k2??????2+ ?a2k?1k?2akk?1a2kk?1k?12knm?1m?1?4k2?4k?4k2?4k?11?1?11???2m?????2m?2???????2k(k?1)?2?kk?1??k?12k(k?1)k?1?2k(k?1)k?1???m?1
1131?2m?2(m?1)?(1?)?2n??2m2n.
nk2313k2??,从而?2n???2,n?4,6,8... 所以2n??2n2k?2akk?2akn(2)当n为奇数时,设n=2m+1(m?N)
*k22mk2(2m?1)31(2m?1)2????4m??? ?aaa22m2m(m?1)k?2kk?2k2m?1n21131 ?4m???2n??22(m?1)2n?1nk2313k2??,从而?2n???2,n?3,5,7·所以2n??·· a2n?12ak?2kk?2knn3k2?2 综合(1)(2)可知,对任意n?2,n?N,有?2n??2k?2ak?证法二:(i)证明:由题设,可得dk?a2k?1?a2k?qka2k?a2k?a2k(qk?1),
dk?1?a2k?2?a2k?1?qk2a2k?qka2k?a2kqk(qk?1),所以dk?1?qkdk
qk?1?a2k?3a2k?2?dk?1ddq?1??1?2k?1?1?k?1?k a2k?2a2k?2qka2kqka2kqkq11?k??1,
qk?1?1qk?1qk?1qk?11?由q1?1可知qk?1,k?N*。可得
所以??1??是等差数列,公差为1。
?qk?1?(ii)证明:因为a1?0,a2?2,所以d1?a2?a1?2。
?1?a31?2,?1。于是,由(i)可知所以?所以a3?a2?d1?4,从而q1??是公
q?1a2q1?1?k?差为1的等差数列。由等差数列的通项公式可得
1k?1= 1??k?1??k,故qk?。 qk?1k从而
dk?1k?1?qk?。 dkk所以
dkdddkk?12?k.k?1........2?.......?k,由d1?2,可得 d1dk?1dk?2d1k?1k?21
dk?2k。
于是,由(i)可知a2k?1?2k?k?1?,a2k?2k,k?N*
2以下同证法一。
(2010全国卷1理数)(22)(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效) .........已知数列?an?中,a1?1,an?1?c?1 . an(Ⅰ)设c?51,求数列?bn?的通项公式; ,bn?2an?2(Ⅱ)求使不等式an?an?1?3成立的c的取值范围 .
(2010四川文数)(20)(本小题满分12分)
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