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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