已知数列 $\left\{a_n\right\}$ 与 $\left\{b_n\right\}$ 满足 $a_{n+1}-a_n=2\left(b_{n+1}-b_n\right)$,$n\in{\mathbb N^*}$.
【难度】
【出处】
2015年高考上海卷(文)
【标注】
  • 题型
    >
    数列
    >
    求数列的通项公式
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等差数列及其性质
    >
    等差数列的定义与通项
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的单调性
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的通项公式
    >
    求数列通项的累加(乘)法
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的单调性
  1. 若 $b_n=3n+5$,且 $a_1=1$,求 $\left\{a_n\right\}$ 的通项公式;
    标注
    • 题型
      >
      数列
      >
      求数列的通项公式
    • 知识点
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      数列
      >
      等差数列及其性质
      >
      等差数列的定义与通项
    答案
    $a_n=6n-5$,$n\in\mathbb N^*$
    解析
    根据题意,有$$a_{n+1}-a_n=2(b_{n+1}-b_n)=6,n\in\mathbb N^*,$$从而 $\{a_n\}$ 是首项为 $1$,公差为 $6$ 的等差数列,其通项公式为 $a_n=6n-5$,$n\in\mathbb N^*$.
  2. 设 $\left\{a_n\right\}$ 的第 $n_0$ 项是最大项,即 $a_{n_0}\geqslant a_n$($n\in{\mathbb N^*}$),求证:$\left\{b_n\right\}$ 的第 $n_0$ 项是最大项;
    标注
    • 知识点
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      数列
      >
      数列的性质
      >
      数列的单调性
    答案
    解析
    根据题意,有$$a_{n+1}-2b_{n+1}=a_n-2b_n,$$因此数列 $\{a_n-2b_n\}$ 为常数列,于是$$a_n-2b_n=a_1-2b_1,n\in\mathbb N^*.$$这样就有 $b_{n_0}=\dfrac {a_{n_0}-(a_1-2b_1)}2$,从而$$\forall n\in{\mathbb N^*},b_{n_0}\geqslant \dfrac{a_n-(a_1-2b_1)}2=b_n,$$因此 $\{b_n\}$ 的第 $n_0$ 项是最大项.
  3. 设 $a_1=3\lambda<0$,$b_n=\lambda^n$($n\in{\mathbb N^*}$),求 $\lambda$ 的取值范围,使得对任意 $m,n\in{\mathbb N^*}$,$a_n\neq0$,且 $\dfrac{a_m}{a_n}\in\left(\dfrac16,6\right)$.
    标注
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      数列
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      数列的通项公式
      >
      求数列通项的累加(乘)法
    • 知识点
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      数列
      >
      数列的性质
      >
      数列的单调性
    答案
    $\left(-\dfrac 14,0\right)$
    解析
    根据题意,用累加法可得$$a_n-a_1=2(b_n-b_1),$$从而 $a_n=2\lambda^n+\lambda$($n\in\mathbb N^*$).
    由于 $a_1=3\lambda <0$,因此 $a_2=2\lambda^2+\lambda<0$,从而 $-\dfrac 12<\lambda <0$.
    当 $-\dfrac 12<\lambda <0$ 时,$a_n=\lambda\cdot\left(2\lambda^{n-1}+1\right)<0$,且数列 $\{a_{2n}\}$ 单调递减,数列 $\{a_{2n-1}\}$ 单调递增,因此$$a_1\leqslant a_{2n-1}<\lambda <a_{2n}\leqslant a_2,n\in\mathbb N^*.$$这样 $\dfrac{a_m}{a_n}$($m,n\in\mathbb N^*$)的最大值为 $\dfrac{a_1}{a_2}$.
    根据题意,有且只需 $\dfrac{a_1}{a_2}<6$,即$$\dfrac{3}{2\lambda+1}<6,$$解得$$\lambda>-\dfrac 14.$$综上所述,$\lambda$ 的取值范围是 $\left(-\dfrac 14,0\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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