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- 2021-05-13 发布
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五、周期(循环)数列(扩展)的运用
对于数列{An},如果存在一个常数T,对于任意整数n>N,使得对任意的正整数恒有Ai=A(i+T)成立,则称数列{An}是从第n项起的周期为T的周期数列。
典型例题:
例1.数列满足,则的前60项和为【 】
(A)3690 (B)3660 (C)1845 (D)1830
【答案】D。
【考点】分类归纳(数字的变化类),数列。
【解析】求出的通项:由得,
当时,;当时,;当时,;
当时,;当时,;当时,;
当时,;当时,;······
当时,;当时,;当时,;
当时,()。
∵,
∴的四项之和为()。
设()。
则的前项和等于的前15项和,而是首项为10,公差为16的等差数列,
∴的前项和=的前15项和=。故选D。
例2.对于,将n表示为,当时,当时为0或1,定义如下:在的上述表示中,当,a2,…,ak
中等于1的个数为奇数时,bn=1;否则bn=0.
(1)b2+b4+b6+b8= ▲ .;
(2)记cm为数列{bn}中第m个为0的项与第m+1个为0的项之间的项数,则cm的最大值是 ▲ ..
【答案】(1)3;(2)2。
【考点】数列问题。
【解析】(1)观察知;;
依次类推;;
;,;;
∴b2+b4+b6+b8=3。
(2)由(1)知cm的最大值为2。
例3.对于项数为的有穷数列,记(),即为中的最大值,并称数列是的控制数列,如1,3,2,5,5的控制数列是1,3,3,5,5
(1)若各项均为正整数的数列的控制数列为2,3,4,5,5,写出所有的(4分)
(2)设是的控制数列,满足(为常数,),求证:()(6分)
(3)设,常数,若,是的控制数列,求(8分)
【答案】解:(1)数列为:2, 3, 4, 5, 1;2, 3, 4, 5, 2;2, 3, 4, 5, 3;2, 3, 4, 5, 4;2, 3, 4, 5, 5。
(2)证明:∵,,∴。
∵,,∴,即。
∴。
(3)对,;;
;。
比较大小,可得。
∵,
∴,即;
,即。
又∵,∴,,,。
∴
=
=
===。
【考点】数列的应用。
【解析】(1)根据题意,可得数列。
(2)依题意可得,又,,从而可得,整理即证得结论。
(3)根据,可发现,;;
;。通过比较大小,可得,,而,从而可求得的值。
六、数列特征方程的应用:所谓数列的特征方程,实际上就是为研究相应的数列而引入的一些等式,常用的有以下几种形式:
1. 形如的数列,一般是令,解出,则是公比为的等比数列 。
2. 形如的数列,一般是令,解出,则
①当时, ,其中为待定系数,可根据初始值求出;
②当时,,其中为待定系数,可根据初始值求出。
3. 形如的数列,一般是令,解出,则
①当时,为等比数列;②当时,为等差数列。
典型例题:
例1.函数。定义数列如下:是过两点的直线与轴交点的横坐标。
(1)证明:;
(2)求数列的通项公式。
【答案】解:(1)∵,∴点在函数的图像上。
∴由所给出的两点,可知,直线斜率一定存在。
∴直线的直线方程为。
令,可求得,解得。
∴。
下面用数学归纳法证明:
当时,,满足,
假设时,成立,则当时,,
由得,,即,∴。
∴也成立。
综上可知对任意正整数恒成立。
下面证明:
∵,
∴由得,。∴。
∴即。
综上可知恒成立。
(2)由得到该数列的一个特征方程即,
解得或。
∴① ,②。
两式相除可得。
而
∴数列是以为首项以为公比的等比数列。
∴。
【考点】数列的通项公式以及函数与数列相结全的综合运用,不等式的证明,数学归纳法。
【解析】(1)先从函数入手,表示直线方程,从而得到交点坐标,再运用数学归纳法证明,运用差值法证明,从而得证。
(2)根据递推公式构造等比数列进而求得数列的通项。
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