解答题设数列{an}的前n项和为Sn,对一切n∈N*,点都在函数的图象上.(Ⅰ)求a1

发布时间:2020-07-09 07:32:44

解答题设数列{an}的前n项和为Sn,对一切n∈N*,点都在函数的图象上.
(Ⅰ)求a1,a2,a3的值,猜想an的表达式,并证明;
(Ⅱ)将数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环地分为(a1),(a2,a3),(a4,a5,a6),(a7,a8,a9,a10);(a11),(a12,a13),(a14,a15,a16),(a17,a18,a19,a20);(a21),…,分别计算各个括号内各数之和,设由这些和按原来括号的前后顺序构成的数列为{bn},求b5+b100的值;(直接写出结果)

网友回答

解:(Ⅰ)因为点在函数的图象上,所以,所以.
令n=1,得,所以a1=2;
令n=2,得,所以a2=4;
令n=3,得,所以a3=6.
由此猜想:an=2n.(3分)
用数学归纳法证明如下:
①当n=1时,由上面的求解知,猜想成立.
②假设n=k(k≥1)时猜想成立,即ak=2k成立,
则当n=k+1时,注意到(n∈N*),
故,.
两式相减,得,所以ak+1=4k+2-ak.
由归纳假设得,ak=2k,
故ak+1=4k+2-ak=4k+2-2k=2(k+1).
这说明n=k+1时,猜想也成立.
由①②知,对一切n∈N*,an=2n成立. (8分)
(Ⅱ)因为an=2n(n∈N*),所以数列{an}依次按1项、2项、3项、4项循环地分为(2),(4,6),(8,10,12),(14,16,18,20);(22),(24,26),(28,30,32),(34,36,38,40);(42),….每一次循环记为一组.由于每一个循环含有4个括号,故?b100是第25组中第4个括号内各数之和.由分组规律知,由各组第4个括号中所有第1个数组成的数列是等差数列,且公差为20.同理,由各组第4个括号中所有第2个数、所有第3个数、所有第4个数分别组成的数列也都是等差数列,且公差均为20.故各组第4个括号中各数之和构成等差数列,且公差为80.注意到第一组中第4个括号内各数之和是68,
所以?b100=68+24×80=1988.又b5=22,所以b5+b100=2010. (12分)解析分析:(Ⅰ)根据点在函数的图象上,可得,所以.令n=1,2,3,再猜想:an=2n.利用数学归纳法证明,关键注意第二步:假设n=k(k≥1)时猜想成立,即ak=2k成立,则当n=k+1时,利用归纳假设进行证明;(Ⅱ)an=2n(n∈N*),b100是第25组中第4个括号内各数之和.由分组规律知,由各组第4个括号中所有第1个数组成的数列是等差数列,且公差为20.同理,由各组第4个括号中所有第2个数、所有第3个数、所有第4个数分别组成的数列也都是等差数列,且公差均为20.故各组第4个括号中各数之和构成等差数列,且公差为80.注意到第一组中第4个括号内各数之和是68,由此可得结论.点评:本题考查数列与解析几何的综合,考查数学归纳法,考查规律的探索,解题的关键是先猜想后证明,由特殊到一般,属于中档题.
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