已知数列{an}的前n项和Sn=n+n22k−1(n∈N*,k是与n无关的正整数).

已知数列{an}的前n项和Sn
n+n2
2k−1
(n∈N*,k是与n无关的正整数).
(1)求数列{an}的通项公式,并证明数列{an}是等差数列;
(2)设数列{an}满足不等式:|a1-1|+|a2-1|+…|a2k-1-1|+|a2k-1|≤6,求所有这样的k的值.
Yuoyi 1年前 已收到1个回答 举报

野芒 幼苗

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解题思路:(1)依题意,可求得a1=[2/2k−1],当n≥2时,由an=Sn-Sn-1可求得an=[2n/2k−1],再验证n=1时成立,从而可将an的通项公式统一起来,再利用等差数列的定义证明即可;
(2)由an=[1/2k−1](4n-2)可求得ak=[1/2k−1](4k-2)=2,利用数列{an}为递增数列可知|ak-1|+|ak+1-1|+…+|ak+k-1|=ak-1+ak+1-1+…+ak+k-1>k+1,由k+1<5(k∈N*)可知,1≤k≤4(k∈N*),对k=1,2,3,4逐项计算即可.

(1)∵Sn=
n+n2
2k−1(k是与n无关的正整数),
∴a1=[2/2k−1],
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=[1/2k−1][(n2+n)-((n-1)2+(n-1))]=[2n/2k−1],
当n=1时,a1=[2/2k−1]也适合上式,
∴an=[2n/2k−1].
∴an+1-an=[1/2k−1][2(n+1)-2n]=[2/2k−1]为定值,
∴数列{an}是等差数列;
(2)∵an=[2n/2k−1],
∴ak=[2k/2k−1]=1+[1/2k−1],
∴ak-1=[1/2k−1],
又数列{an}的公差d=[2/2k−1]>0,故数列{an}为递增数列,
∴ak+1-1>[1/2k−1],
ak+2-1>[1/2k−1],…,
ak+k-1>[1/2k−1],
∴|ak-1|+|ak+1-1|+…+|ak+k-1|=ak-[1/2k−1]+ak+1-+[1/2k−1]…+ak+k-[1/2k−1]>k+1,

(k+1)×2k
2k−1+
(k+1)•k
2•[2/2k−1]>k+1+[k+1/2k−1],
要使|a1-1|+|a2-1|+…|a2k-1-1|+|a2k-1|≤6,
需k+1<5(k∈N*),即1≤k≤4(k∈N*),
①当k=1时,a1=[2/2k−1]=2,d=[2/2k−1]=2,
∴an=2+(n-1)×2=2n,
∴|a1-1|+|a2-1|+…|a2k-1-1|+|a2k-1|=|a1-1|+|a2-1|=|2-1|+|4-1|=4≤6,即k=1时符合题意;
②当k=2时,a1=

点评:
本题考点: 数列的求和;数列的函数特性;等差关系的确定.

考点点评: 本题考查数列的求和,考查等差关系的确定,着重考查数列的函数特性,(2)中求得ak=2是突破口,是关键,属于难题.

1年前

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