(2008•宝山区二模)已知{an}是公差d大于零的等差数列,对某个确定的正整数k,有a12+ak+12≤M(M是常数)

(2008•宝山区二模)已知{an}是公差d大于零的等差数列,对某个确定的正整数k,有a12+ak+12≤M(M是常数).
(1)若数列{an}的各项均为正整数,a1=2,当k=3时,M=100,写出所有这样数列的前4项;
(2)当k=5,M=100时,对给定的首项,若由已知条件该数列被唯一确定,求数列{an}的通项公式;
(3)记Sk=a1+a2+…+ak,对于确定的常数d,当Sk取到最大值时,求数列{an}的首项.
孙禄堂 1年前 已收到1个回答 举报

tony3070 幼苗

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解题思路:(1)利用a12+ak+12≤M,结合a1=2,当k=3时,M=100,可求d的值,从而可以写出所有这样数列的前4项;
(2)由题意,关于kd的不等式(kd)2+2a1•kd+2a12-100≤0的解集是单元素集,从而可求其首项与公差,进一步可得数列{an}的通项公式;
(3)Sk=ka1+
k(k−1)
2
d
,所以kd=
2Sk
k−1
2k
k−1
a1
,利用a12+ak+12≤M,化简可得M(k−1)2
2(k−1)2Sk2
k2+1
,从而有Sk
M(k2+1)
2
,当且仅当a1
k+1
k2+1
Sk
时,
Sk取到最大值,故问题得解.

(1)因为d是正整数,由22+(2+3d)2≤100得,d=1或2.…(2分)
所求的数列为2,3,4,5或2,4,6,8.…(4分),故问题得解.
(2)由题意,关于kd的不等式(kd)2+2a1•kd+2a12-100≤0的解集是单元素集,…(5分)
所以△=(2a12-4(2a12-100)=0,解得a1=±10.…(7分)
因为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)
2d,所以kd=
2Sk
k−1−
2k
k−1a1…(11分)M≥(a1+kd)2+a12=(
k+1
k−1a1−
2Sk
k−1)2+a12,…(12分)
化简得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)
当a1=
k+1
k2+1Sk时,M(k−1)2≥
2(k−1)2Sk2
k2+1,即Sk≤

M(k2+1)
2…(15分)
所以当Sk取到最大值时有a1=

点评:
本题考点: 数列与函数的综合.

考点点评: 本题主要考查数列与函数的结合,考查学生分析问题、解决问题的能力,有一定的难度.

1年前

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