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热点难点微专题十四 新定义数列问题
数列的新定义问题成为最近几年高考的热点,主要是题目的条件或结论上给出新的方式或者用其他语言(如集合、向量)来描述,增加了题目理解的难度.
例1 设数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,若对任意的n∈N*,均有Sn=an+k-k(k是常数且k∈N*)成立,则称数列{an}为“P(k)数列”.
(1) 若数列{an}为“P(1)数列”,求数列{an}的通项公式;
(2) 是否存在数列{an}既是“P(k)数列”,也是“P(k+2)数列”?若存在,求出符合条件的数列{an}的通项公式及对应的k的值;若不存在,请说明理由;
点评:
例2 对于数列{an},定义:bn(k)=an+an+k,其中n,k∈N*.
(1) 若bn(2)-bn(1)=1,n∈N*,求bn(4)-bn(1)的值;
(2) 若a1=2,且对任意的n,k∈N*,都有bn+1(k)=2bn(k).
① 求数列{an}的通项公式;
② 设k为给定的正整数,记集合A={bn(k)|n∈N*},B={5bn(k+2)|n∈N*}, 求证:A∩B=∅.
点评:
【思维变式题组训练】
1. 若数列{an}中不超过f(m)的项数恰为bm(m∈N*),则称数列{bm}是数列{an}的生成数列,称相应的函数f(m)是数列{an}生成{bm}的控制函数.
(1) 已知an=n2,且f(m)=m2,写出b1,b2,b3;
(2) 已知an=2n,且f(m)=m,求{bm}的前m项和Sm;
2. 若存在常数k(k∈N*,k≥2),q,d,使得无穷数列{an}满足an+1=
则称数列{an}为“段比差数列”,其中常数k,q,d分别叫作段长、段比、段差.设数列{bn}为“段比差数列”.
(1) 若{bn}的首项、段长、段比、段差分别为1,3,q,3.
① 当q=0时,求b2 016;
② 当q=1时,设{bn}的前3n项和为S3n,若不等式S3n≤λ·3n-1对n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围;
(2) 设{bn}为等比数列,且首项为b,试写出所有满足条件的{bn},并说明理由.
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数列的新定义问题成为最近几年高考的热点,主要是题目的条件或结论上给出新的方式或者用其他语言(如集合、向量)来描述,增加了题目理解的难度.
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典 型 例 题
例1 设数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,若对任意的n∈N*,均有Sn=an+k-k(k是常数且k∈N*)成立,则称数列{an}为“P(k)数列”.
(1) 若数列{an}为“P(1)数列”,求数列{an}的通项公式;
(2) 是否存在数列{an}既是“P(k)数列”,也是“P(k+2)数列”?若存在,求出符合条件的数列{an}的通项公式及对应的k的值;若不存在,请说明理由;
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解析:(1) 数列{an}为“P(1)数列”,则Sn=an+1-1.
故Sn+1=an+2-1,两式相减得:an+2=2an+1,又n=1时,a1=a2-1,所以a2=2,
故an+1=2an对任意的n∈N*恒成立,即eq \f(an+1,an)=2(常数),故数列{an}为等比数列,其通项公式为an=2n-1,n∈N*.
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(2) 假设存在这样的数列{an},则有Sn=an+k-k,故有Sn+1=an+k+1-k.
两式相减得:an+1=an+k+1-an+k,故有an+3=an+k+3-an+k+2.
同理{an}是“P(k+2)数列”可得:an+1=an+k+3-an+k+2,
所以an+1=an+3对任意n∈N*恒成立.
所以Sn=an+k-k=an+k+2-k=Sn+2,即Sn=Sn+2,又Sn=an+k+2-k-2=Sn+2-2,即Sn+2-Sn=2,两者矛盾,故不存在这样的数列{an}既是“P(k)数列”,也是“P(k+2)数列”.
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例2 对于数列{an},定义:bn(k)=an+an+k,其中n,k∈N*.
(1) 若bn(2)-bn(1)=1,n∈N*,求bn(4)-bn(1)的值;
(2) 若a1=2,且对任意的n,k∈N*,都有bn+1(k)