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已知数列
是各项均不为0的等差数列,公差为d,
为其前n项和,且满足
,
.数列
满足
,
,
为数列
的前n项和.
(1)求数列
的通项公式
和数列
的前n项和
;
(2)若对任意的
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)是否存在正整数![]()
,使得
成等比数列?若存在,求出所有
的值;若不存在,请说明理由.
【解析】第一问利用在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
时,
满足
,![]()
,
![]()
第二问,①当n为偶数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等号在n=2时取得.
此时
需满足
.
②当n为奇数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是随n的增大而增大, n=1时
取得最小值-6.
此时
需满足
.
第三问
,
若
成等比数列,则
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
(1)(法一)在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
时,
满足
,![]()
,
.
(2)①当n为偶数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等号在n=2时取得.
此时
需满足
.
②当n为奇数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是随n的增大而增大, n=1时
取得最小值-6.
此时
需满足
.
综合①、②可得
的取值范围是
.
(3)
,
若
成等比数列,则
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
又
,且m>1,所以m=2,此时n=12.
因此,当且仅当m=2,
n=12时,数列
中的
成等比数列
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已知递增等差数列
满足:
,且
成等比数列.
(1)求数列
的通项公式
;
(2)若不等式
对任意
恒成立,试猜想出实数
的最小值,并证明.
【解析】本试题主要考查了数列的通项公式的运用以及数列求和的运用。第一问中,利用设数列
公差为
,
由题意可知
,即
,解得d,得到通项公式,第二问中,不等式等价于
,利用当
时,
;当
时,
;而
,所以猜想,
的最小值为
然后加以证明即可。
解:(1)设数列
公差为
,由题意可知
,即
,
解得
或
(舍去). …………3分
所以,
. …………6分
(2)不等式等价于
,
当
时,
;当
时,
;
而
,所以猜想,
的最小值为
. …………8分
下证不等式
对任意
恒成立.
方法一:数学归纳法.
当
时,
,成立.
假设当
时,不等式
成立,
当
时,
,
…………10分
只要证
,只要证
,
只要证
,只要证
,
只要证
,显然成立.所以,对任意
,不等式
恒成立.…14分
方法二:单调性证明.
要证 ![]()
只要证
,
设数列
的通项公式
, …………10分
, …………12分
所以对
,都有
,可知数列
为单调递减数列.
而
,所以
恒成立,
故
的最小值为
.
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已知函数
,
(1)求函数
的定义域;
(2)求函数
在区间
上的最小值;
(3)已知
,命题p:关于x的不等式
对函数
的定义域上的任意
恒成立;命题q:指数函数
是增函数.若“p或q”为真,“p且q”为假,求实数m的取值范围.
【解析】第一问中,利用由
即![]()
![]()
第二问中,
,
得:
![]()
,
![]()
第三问中,由在函数
的定义域上
的任意
,
,当且仅当
时等号成立。当命题p为真时,
;而命题q为真时:指数函数
.因为“p或q”为真,“p且q”为假,所以
当命题p为真,命题q为假时;当命题p为假,命题q为真时分为两种情况讨论即可 。
解:(1)由
即![]()
![]()
(2)
,
得:
![]()
,
![]()
(3)由在函数
的定义域上
的任意
,
,当且仅当
时等号成立。当命题p为真时,
;而命题q为真时:指数函数
.因为“p或q”为真,“p且q”为假,所以
当命题p为真,命题q为假时,![]()
当命题p为假,命题q为真时,
,
所以![]()
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