解答题已知数列{an}为各项均为正的等比数列,其公比为q.
(1)当q=时,在数列{an}中:
①最多有几项在1~100之间?
②最多有几项是1~100之间的整数?
(2)当q>1时,在数列{an}中,最多有几项是100~1000之间的整数?(参考数据:lg3=0.477,lg2=0.301).
网友回答
解:(1)①不妨设a1≥1,设数列an有n项在1和100之间,则≤100.所以,≤100.
两边同取对数,得(n-1)(lg3-lg2)≤2.解之,得n≤12.37.
故n的最大值为12,即数列an中,最多有12项在1和100之间.(5分)
②不妨设1≤a1<<<<≤100,其中a1,,,,均为整数,所以a1为2n-1的倍数.所以3n-1≤100,所以n≤5.(8分)
又因为16,24,36,54,81是满足题设要求的5项.
所以,当q=时,最多有5项是1和100之间的整数.(10分)
(2)设等比数列aqn-1满足100≤a<aq<<aqn-1≤1000,
其中a,aq,,aqn-1均为整数,n∈N*,q>1,显然,q必为有理数.(11分)
设q=,t>s≥1,t与s互质,
因为aqn-1=为整数,所以a是sn-1的倍数.(12分)
令t=s+1,于是数列满足100≤a<a?<<a?≤100.
如果s≥3,则1000≥a?≥(q+1)n-1≥4n-1,所以n≤5.
如果s=1,则1000≥a?2n-1≥100?2n-1,所以,n≤4.
如果s=2,则1000≥a?≥100?,所以n≤6.(13分)
另一方面,数列128,192,288,432,648,972满足题设条件的6个数,
所以,当q>1时,最多有6项是100到1000之间的整数.(16分)解析分析:(1)①不妨设a1≥1,设数列an有n项在1和100之间,由题意得:≤100.两边同取对数可得n≤12.37.从而得出n的最大值为12即得;②不妨设1≤a1<<<…<≤100,其中a1,,,,均为整数,利用指数不等式3n-1≤100,得出n≤5从而得出当q=时,最多有5项是1和100之间的整数;(2)设等比数列aqn-1满足100≤a<aq<<aqn-1≤1000,再设q=,t>s≥1,t与s互质,根据题意得到a是sn-1的倍数,令t=s+1,于是数列满足不等关系:100≤a<a?<<a?≤100.下面就s进行分类讨论:如果s≥3,如果s=1,如果s=2,即可得出最多有几项是100~1000之间的整数.点评:本小题主要考查等比数列的性质、数列与不等式的综合等基础知识,考查运算求解能力,化归与转化思想.属于基础题.