9.數(shù)列單調性問題的設計研究

9.數(shù)列單調性問題的設計研究

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1、WORD格式可編輯專題:數(shù)列單調性問題的研究一、問題提出問題1:若(其中為實常數(shù)),,且數(shù)列為單調遞增數(shù)列,則實數(shù)的取值范圍為__________.問題2:數(shù)列滿足(為實常數(shù)),其中,且數(shù)列為單調遞增數(shù)列,則實數(shù)的取值范圍為__________.問題3:通項公式為的數(shù)列,若滿足,且對恒成立,則實數(shù)的取值范圍是__________.問題4:數(shù)列滿足(),最小項為第_______項;最大項為第______項問題5:數(shù)列滿足(為實常數(shù),),最大項為,最小項為,則實數(shù)的取值范圍為__________.問題6:數(shù)列的通項公式

2、為,若對任意正整數(shù),均成立,則實數(shù)的取值范圍是______________二、思考探究探究1:已知為兩個正數(shù),且,設,,當且時,,(1)證明:數(shù)列為單調遞減數(shù)列;數(shù)列為單調遞增數(shù)列(2)證明:探究2:數(shù)列{an}滿足:a1=5,an+1-an=,數(shù)列{bn}的前n項和為Sn滿足:Sn=2(1-bn).(1)證明:數(shù)列{an+1-an}是一個等差數(shù)列,并求出數(shù)列{an}的通項公式;專業(yè)技術資料整理WORD格式可編輯(2)求數(shù)列{bn}的通項公式,并求出數(shù)列{anbn}的最大項.解:(1)令n=1得a2-5=,解得a2

3、=12,由已知得(an+1-an)2=2(an+1+an)+15①(an+2-an+1)2=2(an+2+an+1)+15②將②-①得(an+2-an)(an+2-2an+1+an)=2(an+2-an),由于數(shù)列{an}單調遞增,所以an+2-an≠0,于是an+2-2an+1+an=2,即(an+2-an+1)-(an+1-an)=2,所以{an+1-an}是首項為7,公差為2的等差數(shù)列,于是an+1-an=7+2(n-1)=2n+5,所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a

4、1=(2n+3)+(2n+1)+…+7+5=n(n+4).(2)在Sn=2(1-bn)中令n=1得b1=2(1-b1),解得b1=,因為Sn=2(1-bn),Sn+1=2(1-bn+1),相減得bn+1=-2bn+1+2bn,即3bn+1=2bn,所以{bn}是首項和公比均為的等比數(shù)列,所以bn=()n.從而anbn=n(n+4)()n.設數(shù)列{anbn}的最大項為akbk,則有k(k+4)()k≥(k+1)(k+5)()k+1,且k(k+4)()k≥(k-1)(k+3)()k-1,所以k2≥10,且k2-2k-9

5、≤0,因為k是自然數(shù),解得k=4.所以數(shù)列{anbn}的最大項為a4b4=.探究3:已知數(shù)列{an}的首項a1=a,Sn是數(shù)列{an}的前n項和,且滿足:S=3n2an+S,an≠0,n≥2,n∈N*.(1)若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,求a的值;(2)確定a的取值集合M,使aM時,數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.解:(1)在S=3n2an+S中分別令n=2,n=3,及a1=a得(a+a2)2=12a2+a2,(a+a2+a3)2=27a3+(a+a2)2,因為an≠0,所以a2=12-2a,a3=3+2a.因為數(shù)列{an}是

6、等差數(shù)列,所以a1+a3=2a2,即2(12-2a)=a+3+2a,解得a=3.經檢驗a=3時,an=3n,Sn=,Sn-1=滿足S=3n2an+S.(2)由S=3n2an+S,得S-S=3n2an,即(Sn+Sn-1)(Sn-Sn-1)=3n2an,即(Sn+Sn-1)an=3n2an,因為an≠0,所以Sn+Sn-1=3n2,(n≥2),①所以Sn+1+Sn=3(n+1)2,②②-①,得an+1+an=6n+3,(n≥2).③所以an+2+an+1=6n+9,④④-③,得an+2-an=6,(n≥2)專業(yè)技術資

7、料整理WORD格式可編輯即數(shù)列a2,a4,a6,…,及數(shù)列a3,a5,a7,…都是公差為6的等差數(shù)列,因為a2=12-2a,a3=3+2a.所以an=要使數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,須有a1<a2,且當n為大于或等于3的奇數(shù)時,an<an+1,且當n為偶數(shù)時,an<an+1,即a<12-2a,3n+2a-6<3(n+1)-2a+6(n為大于或等于3的奇數(shù)),3n-2a+6<3(n+1)+2a-6(n為偶數(shù)),解得<a<.所以M=(,),當aM時,數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.探究4:首項為正數(shù)的數(shù)列滿足,若對一切都有,則的取

8、值范圍是______________.探究5:(1)已知數(shù)列滿足,,,若數(shù)列單調遞減,數(shù)列單調遞增,則數(shù)列的通項公式為.解:(說明:本答案也可以寫成)方法一:先采用列舉法得,然后從數(shù)字的變化上找規(guī)律,得,再利用累加法即可;方法二:因為,,所以兩式相加,得,而遞減,所以,故;同理,由遞增,得;又,所以,以下同上.(2)已知數(shù)列滿足,,,若數(shù)列單調遞減,數(shù)列單調

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