已知等差数列{an}的通项公式为an=3n-2,等比数列{bn}中,b1=a1,b4=a3+1.记集合A={x|x=an,n∈N*},B={x|x=bn,n∈N*},

发布时间:2020-07-31 12:57:43

已知等差数列{an}的通项公式为an=3n-2,等比数列{bn}中,b1=a1,b4=a3+1.记集合A={x|x=an,n∈N*},B={x|x=bn,n∈N*},U=A∪B,把集合U中的元素按从小到大依次排列,构成数列{cn}.
(Ⅰ)求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{cn}的前50项和S50;
(Ⅲ)把集合?UA中的元素从小到大依次排列构成数列{dn},写出数列{dn}的通项公式,并说明理由.

网友回答

解:(Ⅰ)设等比数列{bn}的公比为q,
∵b1=a1=1,b4=a3+1=8,则q3=8,∴q=2,
∴bn=2n-1;
(Ⅱ)根据数列{an}和数列{bn}的增长速度,数列{cn}的前50项至多在数列{an}中选50项,数列{an}的前50项所构成的集合为{1,4,7,10,…,148},
由2n-1<148得,n≤8,数列{bn}的前8项构成的集合为{1,2,4,8,16,32,64,128},其中1,4,16,64是等差数列{an}中的项,2,8,32,128不是等差数列中的项,a46=136>128,故数列{cn}的前50项应包含数列{an}的前46项和数列{bn}中的2,8,32,128这4项.
所以S50==3321;??????????????
(Ⅲ)据集合B中元素2,8,32,128?A,猜测数列{dn}的通项公式为dn=22n-1.
∵dn=b2n,∴只需证明数列{bn}中,b2n-1∈A,b2n?A(n∈N*),
证明如下:∵b2n+1-b2n-1=22n-22n-2=4n-4n-1=3×4n-1,即b2n+1=b2n-1+3×4n-1,
若?m∈N*,使b2n-1=3m-2,那么b2n+1=3m-2+3×4n-1=3(m+4n-1)-2,
所以,若b2n-1∈A,则b2n+1∈A.因为b1∈A,重复使用上述结论,即得b2n-1∈A(n∈N*).
同理,b2n+2-b2n=22n+1-22n-1=2×4n-2×4n-1=3×2×4n-1,即b2n+2=b2n+3×2×4n-1,
因为“3×2×4n-1”为数列{an}的公差3的整数倍,
所以说明b2n?与b2n+2(n∈N*)同时属于A或同时不属于A,
当n=1时,显然b2=2?A,即有b4=2?A,重复使用上述结论,即得b2n?A,
∴dn=22n-1;
解析分析:(Ⅰ)设等比数列{bn}的公比为q,利用等比数列的通项公式即可求得q,从而得到通项公式;(Ⅱ)根据数列{an}和数列{bn}的增长速度,判断数列{cn}的前50项中包含{an}、{bn}的项的情况,再根据等差数列求和公式即可得到结果;(Ⅲ)据集合B中元素2,8,32,128?A,猜测数列{dn}的通项公式为dn=22n-1,由dn=b2n,∴只需证明数列{bn}中,b2n-1∈A,b2n?A(n∈N*),通过作差b2n+1-b2n-1,可判断若b2n-1∈A,则b2n+1∈A.根据为b1∈A判断b2n-1∈A(n∈N*).同理可判断b2n?A,从而得到dn=22n-1.

点评:本题考查等差数列、等比数列的综合及数列求和,考查学生综合运用知识分析解决问题的能力,本题中(Ⅲ)问先猜后证的思路值得借鉴学习,要细心领会.
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