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不定方程的几种解题策略
2022-06-09 | 阅:  转:  |  分享 
  
数列存在性问题

探究1分式类型双变量存在性

设等差数列的前项和为且.

(1)求数列的通项公式及前项和公式;

(2)设数列的通项公式为,问:是否存在正整数t,使得

成等差数列?若存在,求出t和m的值;若不存在,请说明理由.













练习一

探究2:设是公差不为零的等差数列,为其前项和,且



(1)求数列的通项公式及前项和;

(2)试求所有的正整数,使得为数列中的项.w.w.w.





















探究2双变量指数类型存在性问题——缩范围

已知数列{an}中,a2=1,前n项和为Sn,且.

(1)求a1;

(2)证明数列{an}为等差数列,并写出其通项公式;

(3)设,试问是否存在正整数p,q(其中1














变式:已知数列,满足,,,.

(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式;

(2)设数列满足,对于任意给定的正整数,是否存在正整数,(),使得,,成等差数列?若存在,试用表示,;若不存在,说明理由.













探究3三变量有理性的存在性问题

等差数列的前项和为.

(1)求数列的通项与前项和;

(2)设,求证:数列中任意不同的三项都不可能成为等比数列.

























探究4三变量利用奇偶性解决存在性问题

已知数列满足:,,数列满足:.

(1)求数列,的通项公式;

(2)证明:数列中的任意三项不可能成等差数列.













探究5指数型三变量存在性问题——放缩+控范围

在数列中,已知,,,设为的前项和.

(1)求证:数列是等差数列;

(2)求;

(3)是否存在正整数,,,使成等差数列?若存在,求出,,的值;若不存在,说明理由.









探究6分式类型三变量存在类型——整除类型

已知数列,满足,,,.

(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式;

(2)设数列满足,对于任意给定的正整数,是否存在正整数,(),使得,,成等差数列?若存在,试用表示,;若不存在,说明理由.





























【探究1解】(1)

(2),要使得成等差数列,则

即:即:

∵,∴只能取2,3,5当时,;当时,;当时,.

【练习一解】(1)设公差为,则,由性质得,因为,所以,即,又由得,解得,,所以的通项公式为,前n项和.

(2)=,若其是中的项,则,

令,则=,

即:所以为8的约数.因为是奇数,所以可取的值为,

当,即时,;当,即时,(舍去).

【探究2】(1)令n=1,则a1=S1==0.

(2)由,即,①

得.②

②-①,得.③

于是,.④

③+④,得,即.

又a1=0,a2=1,a2-a1=1,

所以,数列{an}是以0为首项,1为公差的等差数列.

所以,an=n-1.

(3)解法1:假设存在正整数数组(p,q),使b1,bp,bq成等比数列,则lgb1,lgbp,lgbq成等差数列,于是,.

时,<0,故数列{}()为递减数列,

时,<0,故数列{}()为递减数列,

,,即时,

又当时,,故无正整数q使得成立.

解法2:同上有,,且数列{}()为递减数列,

当时,成立;当时,,

因此,由得,,此时

变式解析:【解答】解:(1)An=n2,a1=1,n2时,an=An﹣An﹣1=n2﹣(n﹣1)2=2n﹣1,n=1时也成立,an=2n﹣1.

对任意nN,an1﹣an=2(bn1﹣bn)恒成立.

bn+1﹣bn=(an1﹣an)=1.b1=2,

数列bn}是等差数列,公差为1,首项为2,

Bn=2n+=+n.

(2)Bn1﹣Bn=an1﹣an=2(bn1﹣bn)=bn1,可得bn1=2bn,数列bn}是等比数列,公比为2.

bn=,an=Bn==b1(2n﹣1).

==,+++…+=+…+=<成立,

b1>,b1≥3.

(3)由an1﹣an=2(bn1﹣bn)=2n1.n≥2时,an=(an﹣an﹣1)(an﹣1﹣an﹣2)…+(a2﹣a1)a1

=2n+2n﹣1…+22+2==2n+1﹣2.当n=1时也成立.

An=﹣2n=2n2﹣4﹣2n.

又Bn==2n1﹣2.==2﹣.

假设存在两个互不相等的整数s,t(1s<t),使,,成等差数列.

等价于,,成等差数列,2×=1+>1,

2×>1,即2s2s+1,

令h(s)=2s﹣2s﹣1,则h(s1)﹣h(s)=2s1﹣2(s1)﹣1﹣(2s﹣2s﹣1)=2s﹣20,

h(s)单调递增,若s3,则h(s)h(3)=10,不满足条件,舍去.

s=2,代入得:=1,可得2t﹣3t﹣1=0(t3).

t=3时不满足条件,舍去.

t4时,令u(t)=2t﹣3t﹣1=0(t4),同理可得函数u(t)单调递增,u(t)u(4)=30,不满足条件.

综上可得:不存在两个互不相等的整数s,t(1s<t),使,,成等差数列.

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(本文系知识资料圈原创)