已知{an}是公差d大于零的等差數(shù)列,對某個確定的正整數(shù)k,有a12+ak+12≤M(M是常數(shù)).
(1)若數(shù)列{an}的各項均為正整數(shù),a1=2,當k=3時,M=100,寫出所有這樣數(shù)列的前4項;
(2)當k=5,M=100時,對給定的首項,若由已知條件該數(shù)列被唯一確定,求數(shù)列{an}的通項公式;
(3)記Sk=a1+a2+…+ak,對于確定的常數(shù)d,當Sk取到最大值時,求數(shù)列{an}的首項.
分析:(1)利用a12+ak+12≤M,結合a1=2,當k=3時,M=100,可求d的值,從而可以寫出所有這樣數(shù)列的前4項;
(2)由題意,關于kd的不等式(kd)2+2a1•kd+2a12-100≤0的解集是單元素集,從而可求其首項與公差,進一步可得數(shù)列{an}的通項公式;
(3)Sk=ka1+
k(k-1)
2
d
,所以kd=
2Sk
k-1
-
2k
k-1
a1
,利用a12+ak+12≤M,化簡可得M(k-1)2
2(k-1)2Sk2
k2+1
,從而有Sk
M(k2+1)
2
,當且僅當a1=
k+1
k2+1
Sk
時,
Sk取到最大值,故問題得解.
解答:解:(1)因為d是正整數(shù),由22+(2+3d)2≤100得,d=1或2.…(2分)
所求的數(shù)列為2,3,4,5或2,4,6,8.…(4分),故問題得解.
(2)由題意,關于kd的不等式(kd)2+2a1•kd+2a12-100≤0的解集是單元素集,…(5分)
所以△=(2a12-4(2a12-100)=0,解得a1=±10.…(7分)
因為kd>0,所以a1<0,即a1=-10,5d=-10,d=-2,所以an=2n-12.…(10分)
(3)Sk=ka1+
k(k-1)
2
d
,所以kd=
2Sk
k-1
-
2k
k-1
a1
…(11分)M≥(a1+kd)2+a12=(
k+1
k-1
a1-
2Sk
k-1
)2+a12
,…(12分)
化簡得M(k-1)2≥2(k2+1)a12-4Sk(k+1)a1+4Sk2=2(k2+1)[a1-
(k+1)Sk
k2+1
]2+
2(k-1)2Sk2
k2+1
…(14分)
a1=
k+1
k2+1
Sk
時,M(k-1)2
2(k-1)2Sk2
k2+1
,即Sk
M(k2+1)
2
…(15分)
所以當Sk取到最大值時有a1=
(k+1)Sk
k2+1
,…(16分)
(k2+1)a1=(k+1)[ka1+
k(k-1)
2
d]
,解得a1=-
1
2
k(k+1)d
.…(18分)
點評:本題主要考查數(shù)列與汗水的結合,考查學生分析問題、解決問題的能力,有一定的難度.
練習冊系列答案
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

已知{an}是公差為d的等差數(shù)列,它的前n項和為Sn,S4=2S2+4,bn=
1+an
an

(Ⅰ)求公差d的值;
(Ⅱ)若a1=-
5
2
,求數(shù)列{bn}的通項公式bn

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

(2008•寶山區(qū)二模)已知{an}是公差d大于零的等差數(shù)列,對某個確定的正整數(shù)k,有a12+ak+12≤M(M是常數(shù)).
(1)若數(shù)列{an}的各項均為正整數(shù),a1=2,當k=3時,M=100,寫出所有這樣數(shù)列的前4項;
(2)若數(shù)列{an}的各項均為整數(shù),對給定的常數(shù)d,當數(shù)列由已知條件被唯一確定時,證明a1≤0;
(3)求S=ak+1+ak+2+…+a2k+1的最大值及此時數(shù)列{an}的通項公式.

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科目:高中數(shù)學 來源:2008年上海市寶山區(qū)高考數(shù)學二模試卷(理科)(解析版) 題型:解答題

已知{an}是公差d大于零的等差數(shù)列,對某個確定的正整數(shù)k,有a12+ak+12≤M(M是常數(shù)).
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(2)若數(shù)列{an}的各項均為整數(shù),對給定的常數(shù)d,當數(shù)列由已知條件被唯一確定時,證明a1≤0;
(3)求S=ak+1+ak+2+…+a2k+1的最大值及此時數(shù)列{an}的通項公式.

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科目:高中數(shù)學 來源:2008年上海市寶山區(qū)高考數(shù)學二模試卷(文科)(解析版) 題型:解答題

已知{an}是公差d大于零的等差數(shù)列,對某個確定的正整數(shù)k,有a12+ak+12≤M(M是常數(shù)).
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