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1、试题题目:设an为常数,且an=3n-1-2an-1(n∈N*).(1)证明对任意n≥1,有an=3n+..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-02-01 07:30:00

试题原文

设an为常数,且an=3n-1-2an-1(n∈N*).
(1)证明对任意n≥1,有an=
3n+(-1)n-12n
5
+(-1)n2na0

(2)假设对任意n≥1有an>an-1,求a0的取值范围.

  试题来源:天津   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:数学归纳法



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)证法一:
(i)当n=1时,由已知a1=1-2a0,等式成立;
(ii)假设当n=k(k≥1)等式成立,
ak=
1
5
[3k+(-1)k-12k]-(-1)k2a0

那么ak+1=3k-2ak=3k-
2
5
[3k+(-1)k-12k]-(-1)k2k+1a0

=
1
5
[3k+1+(-1)k2k+1]+(-1)k+12k+1a0

也就是说,当n=k+1时,等式也成立.
根据(i)和(ii),可知等式对任何n∈N,成立.

证法二:如果设an-a3n=-2(an-1-a3n-1),
用an=3n-1-2an-1代入,可解出a=
1
5

所以{an-
3n
5
}
是公比为-2,
首项为a1-
3
5
的等比数列.
an-
3n
5
=(1-2a0-
3
5
)(-2)n-1(n∈N)

an=
3n+(-1)n-12n
5
+(-1)n2na0


(2)解法一:由an通项公式an-an-1=
3n-1+(-1)n-12n-1
5
+(-1)n2n-1a0

∴an>an-1(n∈N)等价于(-1)n-1(5a0-1)<(
3
2
)n-2(n∈N)
.①
(i)当n=2k-1,k=1,2,时,
①式即为(-1)2k-2(5a0-1)<(
3
2
)2k-3

即为a0
1
5
(
3
2
)2k-3+
1
5

②式对k=1,2,都成立,
a0
1
5
×(
3
2
)-1+
1
5
=
1
3

(ii)当n=2k,k=1,2时,
①式即为(-1)2k-1(5a0-1)<(
3
2
)2k-2

即为a0>-
1
5
×(
3
2
)2k-2+
1
5

③式对k=1,2都成立,有a0>-
1
5
×(
3
2
)2×1-2+
1
5
=0

综上,①式对任意n∈N*,成立,有0<a0
1
3

故a0的取值范围为(0,
1
3
)

解法二:如果an>an-1(n∈N*)成立,
特别取n=1,2有a1-a0=1-3a0>0.a2-a1=6a0>0.
因此0<a0
1
3
.下面证明当0<a0
1
3
.时,
对任意n∈N*,an-an-1>0.
由an的通项公式5(an-an-1)=2×3n-1+(-1)n-13×2n-1+(-1)n5×3×2n-1a0
(i)当n=2k-1,k=1,2时,
5(an-an-1)=2×3n-1+3×2n-1-5×3×2n-1a0>2×2n-1+3×2n-1-5×3×2n-1=0
(ii)当n=2k,k=1,2时,
5(an-an-1)=2×3n-1-3×2n-1+5×3×2n-1a0>2×3n-1-3×2n-1≥0.
故a0的取值范围为(0,
1
3
)
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“设an为常数,且an=3n-1-2an-1(n∈N*).(1)证明对任意n≥1,有an=3n+..”的主要目的是检查您对于考点“高中数学归纳法”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中数学归纳法”。


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