解答题已知数列{an}的首项为1,对任意的n∈N*,定义bn=an+1-an.(Ⅰ)?

发布时间:2020-07-09 03:37:47

解答题已知数列{an}的首项为1,对任意的n∈N*,定义bn=an+1-an.
(Ⅰ)?若bn=n+1,求a4;
(Ⅱ)?若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=a,b2=b(ab≠0).
(ⅰ)当a=1,b=2时,求数列{bn}的前3n项和;
(ⅱ)当a=1时,求证:数列{an}中任意一项的值均不会在该数列中出现无数次.

网友回答

解:(Ⅰ)由a1=1及bn=n+1,令n=1,得到a2=a1+b1=1+2=3,
令n=2,得到a3=a2+b2=3+3=6,
令n=4,得到a4=a3+b3=6+4=10;

(Ⅱ)(ⅰ)因为bn+1bn-1=bn(n≥2),
所以,对任意的n∈N*有,
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6.(5分)
又数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为7.
设数列{bn}的前n项和为Sn,
则当n=2k(k∈N*)时,S3n=S6k=k(b1+b2+b3+b4+b5+b6)=7k,
当n=2k+1(k∈N*)时,S3n=S6k+3=k(b1+b2+b3+b4+b5+b6)+b6k+1+b6k+2+b6k+3=7k+b1+b2+b3=7k+5,(7分)
所以,当n为偶数时,;当n为奇数时,.(8分)

(ⅱ)证明:由(ⅰ)知:对任意的n∈N*有bn+6=bn,
又数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为.
设cn=a6n+i(n≥0),(其中i为常数且i∈{1,2,3,4,5,6}),
所以cn+1-cn=a6n+6+i-a6n+i=b6n+i+1+b6n+i+2+b6n+i+3+b6n+i+4+b6n+i+5+b6n+i+6=.
所以,数列{a6n+i}均为以为公差的等差数列.(10分)
因为b>0时,,b<0时,,(12分)
所以{a6n+i}为公差不为零的等差数列,其中任何一项的值最多在该数列中出现一次.
所以数列{an}中任意一项的值最多在此数列中出现6次,即任意一项的值不会在此数列中重复出现无数次.(14分)解析分析:(Ⅰ)根据数列{an}的首项为1,把n=1代入bn=an+1-an及bn=n+1中,得到数列{an}第2项的值,由求出的第2项的值和n=2代入求出的b2,即可求出数列{an}第3项的值,由求出的第3项的值和n=3代入求出的b3,即可求出数列{an}第4项a4的值;(Ⅱ)(ⅰ)根据已知的条件bn+1bn-1=bn,当n大于等于2时,把n换为n+6,代入已知的等式后,化简得到bn+6=bn,得到数列{bn}各项的值重复出现,周期为6,又b1=a=1,b2=b=2,根据bn+1bn-1=bn,依次得到b3,b4,b5,b6的值,且求出六个数的和,设数列{bn}的前n项和为Sn,然后分n为偶数即n=2k和n为奇数即n=2k+1两种情况考虑,当n=2k时,S3n等于S6k,根据数列{bn}各项的值重复出现,周期为6,得到S3n等于S6k等于前6项之和的k倍,即可求出S3n的值,当n=2k+1时,S3n等于S6k+3等于前6项之和的k倍加上第6k+1,6k+2,6k+3三项,又根据数列{bn}各项的值重复出现,周期为6,得到S3n等于S6k+3等于7k加上第1、2及3项的和,进而得到S3n的值;(ⅱ)由(i)得到数列{bn}各项的值重复出现,周期为6,b1=a=1,再根据bn+1bn-1=bn,第2项等于b,即可表示出第3项到第6项的值,且表示出六项的和,设cn=a6n+i,所以cn+1-cn,根据数列的周期性得到之差等于前6项的和,数列{a6n+i}均为等差数列,公差为前6项的和,当b大于0时,得到公差大于0,当b小于0时得到公差小于0,所以{a6n+i}为公差不为零的等差数列,其中任何一项的值最多在该数列中出现一次.即数列{an}中任意一项的值最多在此数列中出现6次不会出现无数次,得证.点评:此题考查学生会利用数列的递推式得到数列的特征及周期性,根据数列的递推式及周期性求出数列的和,是一道中档题.
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