| 模型 | 模型答案 | 正确答案 |
|---|---|---|
| 金声玉亮2.0 | (1)【解析】 首先,我们知道方程 \(x^2 - 5x + 6 = 0\) 的根是 \(a_2\) 和 \(a_4\)。解这个方程: \[ x^2 - 5x + 6 = 0 \] 使用因式分解法: \[ (x - 2)(x - 3) = 0 \] 所以,方程的根是 \(x = 2\) 和 \(x = 3\)。因此,\(a_2 = 2\) 和 \(a_4 = 3\)。 由于 \(\{a_n\}\) 是等差数列,我们设其公差为 \(d\)。根据等差数列的性质,有: \[ a_4 = a_2 + 2d \] 代入已知值: \[ 3 = 2 + 2d \] 解这个方程: \[ 2d = 1 \implies d = \frac{1}{2} \] 现在我们知道了公差 \(d = \frac{1}{2}\),并且 \(a_2 = 2\)。我们可以用等差数列的通项公式 \(a_n = a_1 + (n-1)d\) 来求出 \(a_1\): \[ a_2 = a_1 + d \implies 2 = a_1 + \frac{1}{2} \] 解这个方程: \[ a_1 = 2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2} \] 因此,数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = a_1 + (n-1)d = \frac{3}{2} + (n-1) \cdot \frac{1}{2} \] 简化得到: \[ a_n = \frac{3}{2} + \frac{n-1}{2} = \frac{3 + n - 1}{2} = \frac{n + 2}{2} \] 所以,数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = \frac{n + 2}{2} \]<eoe> 【答案】\(a_n = \frac{n + 2}{2}\)<eoa> (2)【解析】 我们需要求数列 \(\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}\) 的前 \(n\) 项和。首先,利用第一部分的结果 \(a_n = \frac{n + 2}{2}\),我们可以写出 \(\frac{a_n}{2^n}\): \[ \frac{a_n}{2^n} = \frac{\frac{n + 2}{2}}{2^n} = \frac{n + 2}{2 \cdot 2^n} = \frac{n + 2}{2^{n+1}} \] 现在,我们要求数列 \(\left\{\frac{n + 2}{2^{n+1}}\right\}\) 的前 \(n\) 项和: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k + 2}{2^{k+1}} \] 将这个和拆分成两个部分: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} \] 首先计算第二部分: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} = 2 \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}} \] 注意到这是一个等比数列的和,公比为 \(\frac{1}{2}\),首项为 \(\frac{1}{4}\): \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}} = \frac{1}{4} \left(1 - \left(\frac{1}{2}\right)^n\right) \div \left(1 - \frac{1}{2}\right) = \frac{1}{4} \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) \cdot 2 = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) \] 所以: \[ 2 \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}} = 2 \cdot \frac{1}{2} \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) = 1 - \frac{1}{2^n} \] 接下来计算第一部分: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} \] 我们可以使用分部求和法: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2} \cdot \frac{1}{2^k} = \frac{1}{2} \sum_{k=1}^{n} k \cdot \frac{1}{2^k} \] 设 \(T = \sum_{k=1}^{n} k \cdot \frac{1}{2^k}\),我们可以通过以下方法求解: \[ T = \sum_{k=1}^{n} k \cdot \frac{1}{2^k} \] 考虑 \(T\) 的形式: \[ T = \frac{1}{2} + \frac{2}{2^2} + \frac{3}{2^3} + \cdots + \frac{n}{2^n} \] 将 \(T\) 乘以 \(\frac{1}{2}\): \[ \frac{T}{2} = \frac{1}{2^2} + \frac{2}{2^3} + \frac{3}{2^4} + \cdots + \frac{n}{2^{n+1}} \] 然后做差: \[ T - \frac{T}{2} = \frac{1}{2} + \left(\frac{2}{2^2} - \frac{1}{2^2}\right) + \left(\frac{3}{2^3} - \frac{2}{2^3}\right) + \cdots + \left(\frac{n}{2^n} - \frac{n-1}{2^n}\right) - \frac{n}{2^{n+1}} \] 简化后: \[ \frac{T}{2} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \cdots + \frac{1}{2^n} - \frac{n}{2^{n+1}} \] 这是一个等比数列的和: \[ \frac{T}{2} = \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) - \frac{n}{2^{n+1}} \] 所以: \[ T = 2 \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) - \frac{n}{2^n} \] 因此: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} = \frac{1}{2} \left(2 \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) - \frac{n}{2^n}\right) = 1 - \frac{1}{2^n} - \frac{n}{2^{n+1}} \] 所以: \[ S_n = \left(1 - \frac{1}{2^n} - \frac{n}{2^{n+1}}\right) + \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) = 2 - \frac{2}{2^n} - \frac{n}{2^{n+1}} \] 简化得到: \[ S_n = 2 - \frac{2 + n}{2^n} \]<eoe> 【答案】\(S_n = 2 - \frac{2 + n}{2^n}\)<eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| deepseekr1 | (1)【解析】 已知方程 $x^2 -5x +6=0$ 的根为 $2$ 和 $3$。因为 $\{a_n\}$ 是递增的等差数列,所以 $a_2=2$,$a_4=3$。设公差为 $d$,则 $a_4 = a_2 + 2d$,代入得 $3 = 2 + 2d \Rightarrow d = \frac{1}{2}$。首项 $a_1 = a_2 - d = 2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$。通项公式为: $$ a_n = a_1 + (n-1)d = \frac{3}{2} + \frac{n-1}{2} = \frac{n+2}{2} $$ <eoe> 【答案】 $a_n = \frac{n+2}{2}$ <eoa> (2)【解析】 数列 $\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}$ 的通项为 $\frac{n+2}{2^{n+1}}$。设前 $n$ 项和为 $S_n$,则: $$ S_n = \sum_{k=1}^n \frac{k+2}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^n \frac{2}{2^{k+1}} $$ 拆分为两部分: 1. 对 $\sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}}$,令 $T = \sum_{k=1}^n \frac{k}{2^k}$,通过错位相减法可得 $T = 2 - \frac{n+2}{2^n}$,故 $\sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}} = \frac{T}{2} = 1 - \frac{n+2}{2^{n+1}}$。 2. 对 $\sum_{k=1}^n \frac{1}{2^k}$,这是等比数列求和,和为 $1 - \frac{1}{2^n}$。 合并两部分: $$ S_n = \left(1 - \frac{n+2}{2^{n+1}}\right) + \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) = 2 - \frac{n+4}{2^{n+1}} $$ <eoe> 【答案】 $S_n = 2 - \frac{n+4}{2^{n+1}}$ <eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| gpto1 | 【解析】 (1)因为等差数列 $\{a_n\}$ 是递增的等差数列,设首项为 $a_1$,公差为 $d$,则通项公式为 $a_n = a_1 + (n - 1)d$。 已知 $a_2$ 和 $a_4$ 是方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$ 的根。 首先,解方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$: $x^2 - 5x + 6 = 0$ 可因式分解为 $(x - 2)(x - 3) = 0$ 解得 $x = 2$ 或 $x = 3$。 所以,$a_2 = 2$,$a_4 = 3$。 将 $n = 2$ 和 $n = 4$ 代入通项公式: 当 $n = 2$ 时,$a_2 = a_1 + (2 - 1)d = a_1 + d = 2$。 当 $n = 4$ 时,$a_4 = a_1 + (4 - 1)d = a_1 + 3d = 3$。 建立方程组: $\begin{cases} a_1 + d = 2 \\ a_1 + 3d = 3 \end{cases}$ 用第二个方程减去第一个方程: $(a_1 + 3d) - (a_1 + d) = 3 - 2$ $2d = 1$ 解得 $d = \dfrac{1}{2}$ 将 $d$ 代入第一个方程: $a_1 + \dfrac{1}{2} = 2$ $a_1 = 2 - \dfrac{1}{2} = \dfrac{3}{2}$ 因此,数列的通项公式为: $a_n = a_1 + (n - 1)d = \dfrac{3}{2} + (n - 1) \times \dfrac{1}{2}$ 化简: $a_n = \dfrac{3}{2} + \dfrac{n - 1}{2} = \dfrac{3 + n - 1}{2} = \dfrac{n + 2}{2}$ 即 $a_n = \dfrac{n + 2}{2}$ <eoe> 【答案】 (1)$a_n = \dfrac{n + 2}{2}$ <eoa> 【解析】 (2)要计算数列 $\left\{\dfrac{a_n}{2^n}\right\}$ 的前 $n$ 项和,即: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{a_k}{2^k}$ 已知 $a_k = \dfrac{k + 2}{2}$,所以: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{\dfrac{k + 2}{2}}{2^k} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k + 2}{2 \times 2^k} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k + 2}{2^{k+1}}$ 将和式拆分: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^{n} \dfrac{2}{2^{k+1}}$ 计算第二项: $\sum_{k=1}^{n} \dfrac{2}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = 1 - \dfrac{1}{2^n}$ 因为等比数列求和公式: $\sum_{k=1}^{n} q^{k} = \dfrac{q(1 - q^{n})}{1 - q}$,当 $q = \dfrac{1}{2}$,则: $\sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = \dfrac{\dfrac{1}{2}(1 - (\dfrac{1}{2})^{n})}{1 - \dfrac{1}{2}} = 1 - \dfrac{1}{2^{n}}$ 计算第一项: 设 $S' = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k+1}} = \dfrac{1}{2} \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k}}$ 需要计算 $S'' = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k}}$ 利用等比数列的求和公式及其推导,已知: $\sum_{k=1}^{n} k x^{k} = \dfrac{x(1 - (n + 1) x^{n} + n x^{n+1})}{(1 - x)^{2}}$,当 $x = \dfrac{1}{2}$,则: $S'' = \sum_{k=1}^{n} k \left( \dfrac{1}{2} \right)^k = \dfrac{\dfrac{1}{2} [1 - (n + 1)\left( \dfrac{1}{2} \right)^{n} + n \left( \dfrac{1}{2} \right)^{n+1} ] }{\left(1 - \dfrac{1}{2} \right)^{2}}$ 计算分母: $\left(1 - \dfrac{1}{2} \right)^{2} = \left( \dfrac{1}{2} \right)^{2} = \dfrac{1}{4}$ 计算分子: $\dfrac{1}{2} \left[1 - (n + 1)\left( \dfrac{1}{2} \right)^{n} + n \left( \dfrac{1}{2} \right)^{n+1} \right]$ 化简: $\dfrac{1}{2} \left[1 - (n + 1)\dfrac{1}{2^{n}} + n \dfrac{1}{2^{n+1}} \right]$ $= \dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 将 $\dfrac{n}{2^{n+1}}$ 写成 $\dfrac{n}{2^{n} \times 2} = \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 因此,分子化简为: $\dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 再计算整个分数: $S'' = \dfrac{\dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]}{\dfrac{1}{4}} = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 进一步化简: $\dfrac{n}{2^{n+1}} = \dfrac{n}{2^{n} \times 2} = \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 将 $\dfrac{n}{2^{n+1}}$ 与 $-\dfrac{n + 1}{2^{n}}$ 合并,得到: $-\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} = -\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n} \times 2} = -\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 将上述结果代入: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 将同分母的项合并: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2 \times 2^{n}} \right]$ $= 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 进一步化简: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right]$ 因此,$S' = \dfrac{1}{2} S'' = \dfrac{1}{2} \times 2 \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right] = \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right]$ 所以,原来的和为: $S_n = S' + \sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right] + \left[1 - \dfrac{1}{2^{n}} \right]$ $= 1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} + 1 - \dfrac{1}{2^{n}}$ 合并常数: $1 + 1 = 2$ 合并分数项,注意到 $\dfrac{1}{2^{n}} = \dfrac{2}{2^{n+1}}$ 因此: $S_n = 2 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} - \dfrac{2}{2^{n+1}}$ $= 2 - \dfrac{(n + 2) + 2}{2^{n+1}}$ $= 2 - \dfrac{n + 4}{2^{n+1}}$ <eoe> 【答案】 (2)$S_n = 2 - \dfrac{n + 4}{2^{n+1}}$ <eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| GPT-4o | (1)【解析】 已知 \(\{a_n\}\) 是递增的等差数列,且 \(a_2\) 和 \(a_4\) 是方程 \(x^2 - 5x + 6 = 0\) 的根。先解方程: \[ x^2 - 5x + 6 = 0 \] 解得: \[ (x - 2)(x - 3) = 0 \] 即: \[ x = 2 \quad \text{或} \quad x = 3 \] 所以, \(a_2 = 2\) 和 \(a_4 = 3\)。 设数列 \(\{a_n\}\) 的首项为 \(a_1 = a\),公差为 \(d\)。根据等差数列性质,有: \[ a_2 = a + d = 2 \] \[ a_4 = a + 3d = 3 \] 联立以上两式: \[ a + d = 2 \] \[ a + 3d = 3 \] 解这个方程组: 将第一个方程乘以 3: \[ 3a + 3d = 6 \] 然后将这个方程减去第二个方程: \[ 3a + 3d - (a + 3d) = 6 - 3 \] \[ 2a = 3 \] \[ a = \frac{3}{2} \] 代入 \(a + d = 2\) 中: \[ \frac{3}{2} + d = 2 \] \[ d = 2 - \frac{3}{2} \] \[ d = \frac{1}{2} \] 所以数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = a + (n-1)d \] 即: \[ a_n = \frac{3}{2} + (n-1) \cdot \frac{1}{2} \] \[ a_n = \frac{3}{2} + \frac{n-1}{2} \] \[ a_n = \frac{3 + n - 1}{2} \] \[ a_n = \frac{n + 2}{2} \] <eoe> 【答案】\( a_n = \frac{n + 2}{2} \)<eoa> (2)【解析】 求数列 \(\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}\) 的前 \(n\) 项和。根据第一问的结果,\(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = \frac{n + 2}{2} \] 所以: \[ \frac{a_n}{2^n} = \frac{\frac{n + 2}{2}}{2^n} = \frac{n + 2}{2^{n+1}} \] 数列 \(\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}\) 的前 \(n\) 项和为: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{a_k}{2^k} \] 即: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k + 2}{2^{k+1}} \] 拆分求和: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} \] 其中: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} = 2 \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}} = 2 \left(\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}}\right) \] \[ = 2 \left(\frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \cdots + \frac{1}{2^{n+1}}\right) \] \[ = 2 \left(\frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \cdots + \frac{1}{2^{n+1}}\right) \] \[ = 2 \left(\frac{1/4}{1 - 1/2}\right) \] \[ = 2 \left(\frac{1/4}{1/2}\right) \] \[ = 2 \times \frac{1}{2} = 1 - \frac{1}{2^n} \] 再考虑: \[ \sum_{k=1}^{ |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| llama3.1-70B-Instruct | (1)【解析】由题意可知,a_{2}=2,a_{4}=3,所以a_{2}+2d=3,解得d=\frac{1}{2},a_{1}=a_{2}-d=\frac{3}{2},所以a_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}(n-1)=\frac{1}{2}n+\frac{1}{2}. (2)由(1)可知,a_{n}=\frac{1}{2}n+\frac{1}{2},所以\frac{a_{n}}{2^{n}}=\frac{1}{2^{n+1}}n+\frac{1}{2^{n+1}},所以\sum_{k=1}^{n}\frac{a_{k}}{2^{k}}=\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{2^{k+1}}k+\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{2^{k+1}}=\frac{1}{2}\sum_{k=1}^{n}\frac{k}{2^{k}}+\frac{1}{2}\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{2^{k}}=\frac{1}{2}\cdot\frac{1-(\frac{1}{2})^{n}(n+1)}{(1-\frac{1}{2})^{2}}+\frac{1}{2}\cdot\frac{1-(\frac{1}{2})^{n}}{1-\frac{1}{2}}=1-(\frac{1}{2})^{n}(n+1)+1-(\frac{1}{2})^{n}=2-(\frac{1}{2})^{n}(n+2). 最终结果是2-(1/2)^n*(n+2) |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| llama3.1-405B-Instruct | (1)【解析】因为a_{2},a_{4}是方程x^{2}-5x+6=0的根,所以a_{2}+a_{4}=5,又因为\{a_{n}\}是等差数列,所以a_{2}+a_{4}=2a_{3}=5,所以a_{3}=\frac{5}{2},所以a_{2}=\frac{5}{2}-d,a_{4}=\frac{5}{2}+d,所以(\frac{5}{2}-d)(\frac{5}{2}+d)=6,所以\frac{25}{4}-d^{2}=6,所以d^{2}=\frac{1}{4},所以d=\pm\frac{1}{2},又因为\{a_{n}\}是递增的等差数列,所以d>0,所以d |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| DeepSeek-Coder-V2 | "(1)【解析】首先,我们知道 $a_{2}$ 和 $a_{4}$ 是方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根。我们可以通过解这个二次方程来找到 $a_{2}$ 和 $a_{4}$ 的值。解方程 $x^{2}-5 x+6=0$,我们得到:\n\n\\[\nx = \\frac{5 \\pm \\sqrt{25 - 24}}{2} = \\frac{5 \\pm 1}{2}\n\\]\n\n所以,方程的根是 $x = 3$ 和 $x = 2$。由于 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 是递增的等差数列,且 $a_{2} < a_{4}$,我们可以确定 $a_{2} = 2$ 和 $a_{4} = 3$。\n\n接下来,我们利用等差数列的性质来求通项公式。等差数列的通项公式为:\n\n\\[\na_{n} = a_{1} + (n-1)d\n\\]\n\n我们知道 $a_{2} = 2$ 和 $a_{4} = 3$,所以:\n\n\\[\na_{2} = a_{1} + d = 2\n\\]\n\\[\na_{4} = a_{1} + 3d = 3\n\\]\n\n我们可以通过解这两个方程来找到 $a_{1}$ 和 $d$。首先从第一个方程得到:\n\n\\[\nd = 2 - a_{1}\n\\]\n\n将这个 $d$ 代入第二个方程:\n\n\\[\na_{1} + 3(2 - a_{1}) = 3\n\\]\n\\[\na_{1} + 6 - 3a_{1} = 3\n\\]\n\\[\n-2a_{1} + 6 = 3\n\\]\n\\[\n-2a_{1} = -3\n\\]\n\\[\na_{1} = \\frac{3}{2}\n\\]\n\n然后我们代入 $d = 2 - a_{1}$ 得到:\n\n\\[\nd = 2 - \\frac{3}{2} = \\frac{1}{2}\n\\]\n\n因此,等差数列的通项公式为:\n\n\\[\na_{n} = \\frac{3}{2} + (n-1) \\cdot \\frac{1}{2} = \\frac{3}{2} + \\frac{n-1}{2} = \\frac{3 + n - 1}{2} = \\frac{n + 2}{2}\n\\]\n\n<eoe>\n【答案】\\[\na_{n} = \\frac{n + 2}{2}\n\\]<eoa>\n\n(2)【解析】我们需要求数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2^{n}}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和。首先,我们将 $a_{n}$ 的通项公式代入:\n\n\\[\n\\frac{a_{n}}{2^{n}} = \\frac{\\frac{n + 2}{2}}{2^{n}} = \\frac{n + 2}{2^{n+1}}\n\\]\n\n我们需要求数列 $\\left\\{\\frac{n + 2}{2^{n+1}}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和,即:\n\n\\[\nS_{n} = \\sum_{k=1}^{n} \\frac{k + 2}{2^{k+1}}\n\\]\n\n我们可以将这个和分成两部分来求:\n\n\\[\nS_{n} = \\sum_{k=1}^{n} \\frac{k}{2^{k+1}} + \\sum_{k=1}^{n} \\frac{2}{2^{k+1}}\n\\]\n\n首先求 $\\sum_{k=1}^{n} \\frac{k}{2^{k+1}}$:\n\n\\[\n\\sum_{k=1}^{n} \\frac{k}{2^{k+1}} = \\frac{1}{2^2} + \\frac{2}{2^3} + \\frac{3}{2^4} + \\cdots + \\frac{n}{2^{n+1}}\n\\]\n\n我们可以使用求和公式 $\\sum_{k=1}^{n} \\frac{k}{2^{k}} = 2 - \\frac{n+2}{2^n}$,然后除以 2 得到:\n\n\\[\n\\sum_{k=1}^{n} \\frac{k}{2^{k+1}} = \\frac{1}{2} \\left(2 - \\frac{n+2}{2^n}\\right) = 1 - \\frac{n+2}{2^{n+1}}\n\\]\n\n接下来求 $\\sum_{k=1}^{n} \\frac{2}{2^{k+1}}$:\n\n\\[\n\\sum_{k=1}^{n} \\frac{2}{2^{k+1}} = 2 \\sum_{k=1}^{n} \\frac{1}{2^{k+1}} = 2 \\left(\\frac{1}{2^2} + \\frac{1}{2^3} + \\cdots + \\frac{1}{2^{n+1}}\\right)\n\\]\n\n这是一个等比数列的和,公比为 $\\frac{1}{2}$,首项为 $\\frac{1}{4}$,所以:\n\n\\[\n\\sum_{k=1}^{n} \\frac{1}{2^{k+1}} = \\frac{\\frac{1}{4} (1 - (\\frac{1}{2})^n)}{1 - \\frac{1}{2}} = \\frac{1}{2} - \\frac{1}{2^{n+1}}\n\\]\n\n因此:\n\n\\[\n\\sum_{k=1}^{n} \\frac{2}{2^{k+1}} = 2 \\left(\\frac{1}{2} - \\frac{1}{2^{n+1}}\\right) = 1 - \\frac{2}{2^{n+1}}\n\\]\n\n将两部分和相加:\n\n\\[\nS_{n} = \\left(1 - \\frac{n+2}{2^{n+1}}\\right) + \\left(1 - \\frac{2}{2^{n+1}}\\right) = 2 - \\frac{n+4}{2^{n+1}}\n\\]\n\n<eoe>\n【答案】\\[\nS_{n} = 2 - \\frac{n+4}{2^{n+1}}\n\\]<eoa>" | 解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| Qwen2-72B-Instruct | "(1)【解析】 首先,我们需要解方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 来找到 $a_{2}$ 和 $a_{4}$ 的值。解这个方程得到 $x=2$ 和 $x=3$。由于 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 是递增的等差数列,且 $a_{2}, a_{4}$ 是方程的根,因此 $a_{2}=2$ 和 $a_{4}=3$(或者相反,但根据递增条件,应该是 $a_{2}=2$ 和 $a_{4}=3$)。由于这是等差数列,我们可以设置公差为 $d$,那么 $a_{4}=a_{2}+2d$。由此可以解出 $d$ 的值,进而求出等差数列的通项公式 $a_{n}$。<eoe>\n【答案】 由 $a_{4}=a_{2}+2d$,代入 $a_{2}=2$ 和 $a_{4}=3$ 得到 $3=2+2d$,解得 $d=\\frac{1}{2}$。因此,等差数列的通项公式为 $a_{n}=a_{1}+(n-1)d=a_{2}+(n-2)d=2+(n-2)\\times\\frac{1}{2}=\\frac{n}{2}+1$。<eoa>\n\n(2)【解析】 现在我们已知 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 的通项公式为 $a_{n}=\\frac{n}{2}+1$。我们需要求出数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2^{n}}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和。记这个数列为 $\\{b_n\\}$,即 $b_n=\\frac{a_{n}}{2^{n}}=\\frac{\\frac{n}{2}+1}{2^{n}}=\\frac{n+2}{2^{n+1}}$。数列 $\\{b_n\\}$ 的前 $n$ 项和 $S_n$ 可以表示为 $S_n=b_1+b_2+\\cdots+b_n=\\sum_{k=1}^{n}\\frac{k+2}{2^{k+1}}$。这个求和可以通过求导数或者利用等比数列的性质来求解,但最直接的方法是通过观察或利用部分和的技巧来简化求和过程。<eoe>\n【答案】 由于直接求和可能较为复杂,我们可以尝试利用等比数列的性质和数学归纳法来简化求和过程。但为了简化解答,我们可以直接给出求和公式:$S_n=\\sum_{k=1}^{n}\\frac{k+2}{2^{k+1}}=2-\\frac{n+4}{2^{n+1}}$。这个结果是通过观察和验证得到的,具体推导过程较为复杂,涉及到等比数列的性质和数学归纳法的应用。<eoa>" | 解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| baichuan4 | (1)【解析】 由于 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列,且 $a_{2}, a_{4}$ 是方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根,我们可以先求出这个方程的根。 解方程 $x^{2}-5 x+6=0$,得到: $$x = \frac{5 \pm \sqrt{(-5)^2-4 \cdot 6}}{2} = \frac{5 \pm \sqrt{25-24}}{2} = \frac{5 \pm 1}{2}$$ 所以,方程的两个根是 $x = 3$ 和 $x = 2$。 因为 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列,所以 $a_{2} < a_{4}$,我们有 $a_{2} = 2$ 和 $a_{4} = 3$。 等差数列的通项公式是 $a_{n} = a_{1} + (n-1)d$,其中 $a_{1}$ 是首项,$d$ 是公差。 由于 $a_{2} = a_{1} + d = 2$,$a_{4} = a_{1} + 3d = 3$,我们可以解这个方程组得到 $a_{1}$ 和 $d$ 的值。 从 $a_{1} + d = 2$,得到 $a_{1} = 2 - d$。 将 $a_{1}$ 的表达式代入 $a_{1} + 3d = 3$,得到 $2 - d + 3d = 3$,解得 $d = \frac{1}{2}$,进而得到 $a_{1} = 2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$。 所以,$\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式是 $a_{n} = \frac{3}{2} + (n-1)\frac{1}{2} = \frac{1}{2}n + 1$。 【答案】 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_{n} = \frac{1}{2}n + 1$。 (2)【解析】 现在我们要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和。 根据(1)中得到的通项公式 $a_{n} = \frac{1}{2}n + 1$,我们有 $\frac{a_{n}}{2^{n}} = \frac{1}{2^{n+1}}n + \frac{1}{2^{n}}$。 数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和为: $$S_{n} = \sum_{k=1}^{n} \left(\frac{1}{2^{k+1}}k + \frac{1}{2^{k}}\right) = \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}}k + \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k}}$$ 第一部分是一个与等比数列相关的求和问题,第二部分是一个标准的等比数列求和问题。 对于第二部分,等比数列求和公式为 $S = \frac{a(1-r^n)}{1-r}$,其中 $a$ 是首项,$r$ 是公比,$n$ 是项数。在这里,$a = \frac{1}{2}$,$r = \frac{1}{2}$,所以第二部分的和为 $\frac{\frac{1}{2}(1-(\frac{1}{2})^n)}{1-\frac{1}{2}} = 1-(\frac{1}{2})^n$。 对于第一部分,我们需要用到求和公式 $\sum_{k=1}^{n} kx^{k-1} = \frac{nx^{n+1}-(n+1)x^{n}+1}{(1-x)^{2}}$,其中 $x = \frac{1}{2}$,代入得到: $$\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^{k+1}}k = \frac{n(\frac{1}{2})^{n+1}-(n+1)(\frac{1}{2})^{n}+1}{(1-\frac{1}{2})^{2}} = 2n(\frac{1}{2})^{n+1}-2(n+1)(\frac{1}{2})^{n}+2$$ 将两部分相加,得到 $S_{n}$ 的表达式: $$S_{n} = 2n(\frac{1}{2})^{n+1}-2(n+1)(\frac{1}{2})^{n}+2 + 1-(\frac{1}{2})^n$$ 简化得: $$S_{n} = n(\frac{1}{2})^{n}-(n+2)(\frac{1}{2})^{n}+3 = 3 - (\frac{3}{2})n(\frac{1}{2})^{n} - 2(\frac{1}{2})^{n}$$ 【答案】 数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $3 - (\frac{3}{2})n(\frac{1}{2})^{n} - 2(\frac{1}{2})^{n}$。 |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| doubao | (1)【解析】方程$x^{2}-5x+6=0$,即$(x-2)(x-3)=0$,解得$x=2$或$x=3$。因为$\left\{a_{n}\right\}$是递增的等差数列,所以$a_{2}=2$,$a_{4}=3$。设等差数列$\left\{a_{n}\right\}$的公差为$d$,则$a_{4}-a_{2}=2d$,即$3-2=2d$,$d=\frac{1}{2}$。$a_{1}=a_{2}-d=2-\frac{1}{2}=\frac{3}{2}$。所以等差数列$\left\{a_{n}\right\}$的通项公式为$a_{n}=a_{1}+(n-1)d=\frac{3}{2}+(n-1)\times\frac{1}{2}=\frac{n+2}{2}$。<eoe> 【答案】$a_{n}=\frac{n+2}{2}$。<eoa> (2)【解析】设数列$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$的前$n$项和为$S_{n}$,则$S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\cdots+\frac{a_{n}}{2^{n}}$,$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$。两式相减得:$S_{n}-\frac{1}{2}S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+(\frac{a_{2}}{2^{2}}-\frac{a_{1}}{2^{2}})+\cdots+(\frac{a_{n}}{2^{n}}-\frac{a_{n-1}}{2^{n}})-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$,即$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+\frac{d}{2^{2}}+\frac{d}{2^{3}}+\cdots+\frac{d}{2^{n}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$。把$a_{1}=\frac{3}{2}$,$d=\frac{1}{2}$代入可得:$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{\frac{1}{2}}{2^{2}}+\frac{\frac{1}{2}}{2^{3}}+\cdots+\frac{\frac{1}{2}}{2^{n}}-\frac{\frac{n+2}{2}}{2^{n+1}}$,利用等比数列求和公式可得:$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{\frac{1}{2}\times\frac{1}{4}\times(1-\frac{1}{2^{n-1}})}{1-\frac{1}{2}}-\frac{\frac{n+2}{2}}{2^{n+1}}$,化简可得:$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{3}{4}+\frac{1}{2}-\frac{1}{2^{n}}-\frac{n+2}{2^{n+1}}$,进一步化简可得:$\frac{1}{2}S_{n}=\frac{5}{4}-\frac{n+4}{2^{n+1}}$,则$S_{n}=\frac{5}{2}-\frac{n+4}{2^{n}}$。<eoe> 【答案】$S_{n}=\frac{5}{2}-\frac{n+4}{2^{n}}$。<eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| minimax | (1)【解析】由于$a_{2}, a_{4}$是方程$x^{2}-5x+6=0$的根,根据韦达定理,我们知道方程的两个根之和等于系数的相反数,即$a_{2}+a_{4}=5$,两个根的乘积等于常数项,即$a_{2}a_{4}=6$。由于$\left\{a_{n}\right\}$是递增的等差数列,我们可以设等差数列的首项为$a_{1}$,公差为$d$,那么有$a_{2}=a_{1}+d$,$a_{4}=a_{1}+3d$。根据等差数列的性质,我们可以列出方程组求解$a_{1}$和$d$。<eoe> 【答案】根据等差数列的性质,我们有: $$ \begin{cases} a_{2} + a_{4} = 5 \\ a_{2} \cdot a_{4} = 6 \end{cases} $$ 将$a_{2}=a_{1}+d$和$a_{4}=a_{1}+3d$代入上述方程组,得到: $$ \begin{cases} (a_{1}+d) + (a_{1}+3d) = 5 \\ (a_{1}+d)(a_{1}+3d) = 6 \end{cases} $$ 化简得: $$ \begin{cases} 2a_{1} + 4d = 5 \\ a_{1}^2 + 4a_{1}d + 3d^2 = 6 \end{cases} $$ 进一步化简第二个方程,得到: $$ a_{1}^2 + 4a_{1}d + 3d^2 - 6 = 0 $$ 由于$a_{1}+d$和$a_{1}+3d$是方程$x^2-5x+6=0$的根,我们可以将$x=a_{1}+d$和$x=a_{1}+3d$代入方程$x^2-5x+6=0$,得到: $$ (a_{1}+d)^2 - 5(a_{1}+d) + 6 = 0 $$ $$ (a_{1}+3d)^2 - 5(a_{1}+3d) + 6 = 0 $$ 展开并化简,得到: $$ a_{1}^2 + 2a_{1}d + d^2 - 5a_{1} - 5d + 6 = 0 $$ $$ a_{1}^2 + 6a_{1}d + 9d^2 - 5a_{1} - 15d + 6 = 0 $$ 将两个方程相减,消去$a_{1}^2$项,得到: $$ 5a_{1}d + 8d^2 - 10d = 0 $$ 化简得: $$ 5a_{1}d + 8d(d - 1) = 0 $$ 由于$d \neq 0$(否则数列不是递增的),我们可以得到: $$ 5a_{1} + 8(d - 1) = 0 $$ $$ a_{1} = \frac{8(1 - d)}{5} $$ 将$a_{1}$的表达式代入第一个方程$2a_{1} + 4d = 5$,得到: $$ 2\left(\frac{8(1 - d)}{5}\right) + 4d = 5 $$ $$ \frac{16(1 - d)}{5} + 4d = 5 $$ $$ 16(1 - d) + 20d = 25 $$ $$ 16 - 16d + 20d = 25 $$ $$ 4d = 9 $$ $$ d = \frac{9}{4} $$ 将$d$的值代入$a_{1}$的表达式,得到: $$ a_{1} = \frac{8(1 - \frac{9}{4})}{5} = \frac{8(-\frac{5}{4})}{5} = -\frac{2}{5} $$ 因此,等差数列$\left\{a_{n}\right\}$的通项公式为: $$ a_{n} = a_{1} + (n-1)d = -\frac{2}{5} + (n-1)\frac{9}{4} $$ $$ a_{n} = -\frac{2}{5} + \frac{9n}{4} - \frac{9}{4} $$ $$ a_{n} = \frac{9n}{4} - \frac{42}{20} $$ $$ a_{n} = \frac{9n}{4} - \frac{21}{10} $$ $$ a_{n} = \frac{45n - 42}{20} $$ $$ a_{n} = \frac{45n - 42}{20} $$<eoa> (2)【解析】要求数列$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$的前$n$项和,我们可以先写出数列$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$的通项公式,然后使用等比数列求和公式来求解。由于$\left\{a_{n}\right\}$是等差数列,$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$是一个等比数列,其公比为$\frac{d}{2}$。<eoe> 【答案】根据(1)中得到的通项公式$a_{n} = \frac{45n - 42}{20}$,我们可以写出数列$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$的通项公式: $$ \frac{a_{n}}{2^{n}} = \frac{\frac{45n - 42}{20}}{2^{n}} = \frac{45n - 42}{20 \cdot 2^{n}} $$ $$ \frac{a_{n}}{2^{n}} = \frac{45n - 42}{2^{n+4}} $$ 由于$\left\{a_{n}\right\}$是等差数列,$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$是一个等比数列,其公比为$\frac{d}{2} = \frac{9}{8}$。等比数列的前$n$项和公式为: $$ S_{n} = a_1 \frac{1 - r^n}{1 - r} $$ 其中$a_1$是首项,$r$是公比。对于数列$\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$,首项$a_1 = \frac{a_{1}}{2} = \frac{-\frac{2}{5}}{2} = -\frac{2}{10} = -\frac{1}{5}$,公比$r = \frac{9}{8}$。代入等比数列的前$n$项和公式,得到: $$ S_{n} = -\frac{1}{5} \frac{1 - (\frac{9}{8})^n}{1 - \frac{9}{8}} $$ $$ S_{n} = -\frac{1}{5} \frac{1 - (\frac{9}{8})^n}{-\frac{1}{8}} $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} \left(1 - \left(\frac{9}{8}\right)^n\right) $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{8}{5} - \frac{8}{5} \left(\frac{9}{8}\right)^n $$ $$ S_{n} = \frac{ |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| kimi | (1)【解析】首先,我们知道$a_2$和$a_4$是方程$x^2 - 5x + 6 = 0$的根,根据韦达定理,我们可以得到$a_2 + a_4 = 5$。由于$\{a_n\}$是递增的等差数列,我们可以设公差为$d$($d > 0$),那么$a_4 = a_2 + 2d$。 将$a_4$的表达式代入$a_2 + a_4 = 5$,我们得到$a_2 + (a_2 + 2d) = 5$,即$2a_2 + 2d = 5$,简化得到$a_2 + d = \frac{5}{2}$。 接下来,我们需要找到$a_2$的值。由于$a_2$是方程$x^2 - 5x + 6 = 0$的根,我们可以解这个方程得到$a_2 = 2$或$a_2 = 3$。 如果$a_2 = 2$,那么$d = \frac{5}{2} - a_2 = \frac{1}{2}$。 如果$a_2 = 3$,那么$d = \frac{5}{2} - a_2 = -\frac{1}{2}$,但因为数列是递增的,所以$d$必须是正数,因此$a_2 = 3$的情况不符合题意。 所以,我们得到$a_2 = 2$,$d = \frac{1}{2}$。因此,数列$\{a_n\}$的通项公式为$a_n = a_2 + (n - 2)d = 2 + (n - 2) \times \frac{1}{2} = \frac{n}{2} + 1$。 <eoe> 【答案】$a_n = \frac{n}{2} + 1$<eoa> (2)【解析】根据(1)中得到的通项公式$a_n = \frac{n}{2} + 1$,我们可以计算数列$\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}$的通项公式为$\frac{a_n}{2^n} = \frac{\frac{n}{2} + 1}{2^n} = \frac{n}{2^{n+1}} + \frac{1}{2^n}$。 接下来,我们求这个数列的前$n$项和$S_n$。我们有: $S_n = \left(\frac{1}{2^2} + \frac{2}{2^3} + \frac{3}{2^4} + \ldots + \frac{n}{2^{n+1}}\right) + \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \ldots + \frac{1}{2^n}\right)$ 我们可以使用错位相减法来求解这个和。首先,我们计算$\frac{1}{2}S_n$: $\frac{1}{2}S_n = \left(\frac{1}{2^3} + \frac{2}{2^4} + \frac{3}{2^5} + \ldots + \frac{n-1}{2^{n+1}} + \frac{n}{2^{n+2}}\right) + \left(\frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \frac{1}{2^4} + \ldots + \frac{1}{2^{n+1}}\right)$ 将$S_n$和$\frac{1}{2}S_n$相减,我们得到: $\frac{1}{2}S_n = \left(\frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \frac{1}{2^4} + \ldots + \frac{1}{2^{n+1}}\right) - \frac{n}{2^{n+2}}$ $\frac{1}{2}S_n = \frac{\frac{1}{4}(1 - \frac{1}{2^n})}{1 - \frac{1}{2}} - \frac{n}{2^{n+2}} = \frac{1}{2} - \frac |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| wenxinyiyan | (1)【解析】设等差数列$\left\{ a_{n} \right\}$的公差为$d$,由于$a_{2},a_{4}$是方程$x^{2} - 5x + 6 = 0$的根,根据韦达定理,我们有$a_{2} + a_{4} = 5$。由于$\left\{ a_{n} \right\}$是递增的等差数列,所以$a_{2} < a_{4}$,解方程$x^{2} - 5x + 6 = 0$得到$x = 2$或$x = 3$,所以$a_{2} = 2,a_{4} = 3$。由等差数列的性质,我们有$a_{4} - a_{2} = 2d$,解得$d = \frac{1}{2}$。再根据等差数列的通项公式$a_{n} = a_{1} + (n - 1)d$,我们可以得到$a_{n} = a_{2} + (n - 2)d = 2 + (n - 2) \times \frac{1}{2} = \frac{n}{2} + 1$。 【答案】$a_{n} = \frac{n}{2} + 1$ (2)【解析】设数列$\left\{ \frac{a_{n}}{2^{n}} \right\}$的前$n$项和为$T_{n}$,则$T_{n} = \frac{a_{1}}{2} + \frac{a_{2}}{2^{2}} + \frac{a_{3}}{2^{3}} + \cdots + \frac{a_{n}}{2^{n}}$。由于$a_{n} = \frac{n}{2} + 1$,所以$\frac{a_{n}}{2^{n}} = \frac{n + 2}{2^{n + 1}}$。将$a_{n}$代入$T_{n}$,得到$T_{n} = 3 \times \frac{1}{2^{2}} + 4 \times \frac{1}{2^{3}} + \cdots + (n + 2) \times \frac{1}{2^{n + 1}}$。然后利用错位相减法,将$\frac{1}{2}T_{n}$与$T_{n}$相减,得到$\frac{1}{2}T_{n} = \frac{3}{2^{2}} + \frac{1}{2^{3}} + \cdots + \frac{1}{2^{n + 1}} - (n + 2) \times \frac{1}{2^{n + 2}}$。化简后得到$T_{n} = 2 - \frac{n + 4}{2^{n}}$。 【答案】$T_{n} = 2 - \frac{n + 4}{2^{n}}$ |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| zhipu | (1)【解析】首先,我们知道 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列,设其首项为 $a_1$,公差为 $d$。根据等差数列的性质,我们有: \[ a_2 = a_1 + d \] \[ a_4 = a_1 + 3d \] 题目给出 $a_2$ 和 $a_4$ 是方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$ 的根。我们先解这个方程: \[ x^2 - 5x + 6 = 0 \] 利用因式分解法: \[ (x - 2)(x - 3) = 0 \] 所以,方程的根为 $x = 2$ 和 $x = 3$。 因此,我们有: \[ a_2 = 2 \] \[ a_4 = 3 \] 将这两个值代入等差数列的公式中,我们得到: \[ a_1 + d = 2 \] \[ a_1 + 3d = 3 \] 现在我们解这个方程组: \[ \begin{cases} a_1 + d = 2 \\ a_1 + 3d = 3 \end{cases} \] 用第二个方程减去第一个方程: \[ (a_1 + 3d) - (a_1 + d) = 3 - 2 \] \[ 2d = 1 \] \[ d = \frac{1}{2} \] 将 $d = \frac{1}{2}$ 代入第一个方程: \[ a_1 + \frac{1}{2} = 2 \] \[ a_1 = 2 - \frac{1}{2} \] \[ a_1 = \frac{3}{2} \] 所以,数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为: \[ a_n = a_1 + (n-1)d \] \[ a_n = \frac{3}{2} + (n-1) \cdot \frac{1}{2} \] \[ a_n = \frac{3}{2} + \frac{n-1}{2} \] \[ a_n = \frac{3 + n - 1}{2} \] \[ a_n = \frac{n + 2}{2} \] <eoe> 【答案】$\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{n + 2}{2}$。<eoa> (2)【解析】现在我们要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和。首先,我们将通项公式 $a_n = \frac{n + 2}{2}$ 代入 $\frac{a_{n}}{2^{n}}$ 中,得到: \[ \frac{a_n}{2^n} = \frac{\frac{n + 2}{2}}{2^n} = \frac{n + 2}{2^{n+1}} \] 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$,即: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{a_k}{2^k} = \sum_{k=1}^{n} \frac{k + 2}{2^{k+1}} \] 我们可以将这个和拆开: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} \] 首先计算 $\sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}}$,设其为 $A_n$: \[ A_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} \] 我们利用错位相减法: 设 $T_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^k}$,则: \[ A_n = \frac{1}{2} T_n \] 现在我们求 $T_n$: \[ T_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^k} \] \[ \frac{T_n}{2} = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} \] 将两式相减: \[ T_n - \frac{T_n}{2} = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^k} - \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^{k+1}} \] \[ \frac{T_n}{2} = \sum_{k=1}^{n} \frac{k}{2^k} - \sum_{k=2}^{n} \frac{k-1}{2^k} - \frac{n}{2^{n+1}} \] \[ \frac{T_n}{2} = \frac{1}{2} + \sum_{k=2}^{n} \left( \frac{k}{2^k} - \frac{k-1}{2^k} \right) - \frac{n}{2^{n+1}} \] \[ \frac{T_n}{2} = \frac{1}{2} + \sum_{k=2}^{n} \frac{1}{2^k} - \frac{n}{2^{n+1}} \] \[ \frac{T_n}{2} = \frac{1}{2} + \left( \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^k} - \frac{1}{2} \right) - \frac{n}{2^{n+1}} \] \[ \frac{T_n}{2} = \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^k} - \frac{n}{2^{n+1}} \] 而 $\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^k}$ 是一个等比数列的和: \[ \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^k} = 1 - \frac{1}{2^n} \] 所以: \[ \frac{T_n}{2} = 1 - \frac{1}{2^n} - \frac{n}{2^{n+1}} \] \[ T_n = 2 - \frac{2}{2^n} - \frac{n}{2^n} \] \[ T_n = 2 - \frac{n + 2}{2^n} \] 因此: \[ A_n = \frac{1}{2} T_n = \frac{1}{2} \left( 2 - \frac{n + 2}{2^n} \right) = 1 - \frac{n + 2}{2^{n+1}} \] 再计算 $\sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}}$,设其为 $B_n$: \[ B_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{2}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2^k} = 1 - \frac{1}{2^n} \] 所以,$S_n$ 为: \[ S_n = A_n + B_n = \left( 1 - \frac{n + 2}{2^{n+1}} \right) + \left( 1 - \frac{1}{2^n} \right) \] \[ S_n = 2 - \frac{n + 2}{2^{n+1}} - \frac{1}{2^n} \] \[ S_n = 2 - \frac{n + 2 + 2}{2^{n+1}} \] \[ S_n = 2 - \frac{n + 4}{2^{n+1}} \] <eoe> 【答案】数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n = 2 - \frac{n + 4}{2^{n+1}}$。<eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| gpto1 | 【解析】 (1)因为等差数列 $\{a_n\}$ 是递增的等差数列,设首项为 $a_1$,公差为 $d$,则通项公式为 $a_n = a_1 + (n - 1)d$。 已知 $a_2$ 和 $a_4$ 是方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$ 的根。 首先,解方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$: $x^2 - 5x + 6 = 0$ 可因式分解为 $(x - 2)(x - 3) = 0$ 解得 $x = 2$ 或 $x = 3$。 所以,$a_2 = 2$,$a_4 = 3$。 将 $n = 2$ 和 $n = 4$ 代入通项公式: 当 $n = 2$ 时,$a_2 = a_1 + (2 - 1)d = a_1 + d = 2$。 当 $n = 4$ 时,$a_4 = a_1 + (4 - 1)d = a_1 + 3d = 3$。 建立方程组: $\begin{cases} a_1 + d = 2 \\ a_1 + 3d = 3 \end{cases}$ 用第二个方程减去第一个方程: $(a_1 + 3d) - (a_1 + d) = 3 - 2$ $2d = 1$ 解得 $d = \dfrac{1}{2}$ 将 $d$ 代入第一个方程: $a_1 + \dfrac{1}{2} = 2$ $a_1 = 2 - \dfrac{1}{2} = \dfrac{3}{2}$ 因此,数列的通项公式为: $a_n = a_1 + (n - 1)d = \dfrac{3}{2} + (n - 1) \times \dfrac{1}{2}$ 化简: $a_n = \dfrac{3}{2} + \dfrac{n - 1}{2} = \dfrac{3 + n - 1}{2} = \dfrac{n + 2}{2}$ 即 $a_n = \dfrac{n + 2}{2}$ <eoe> 【答案】 (1)$a_n = \dfrac{n + 2}{2}$ <eoa> 【解析】 (2)要计算数列 $\left\{\dfrac{a_n}{2^n}\right\}$ 的前 $n$ 项和,即: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{a_k}{2^k}$ 已知 $a_k = \dfrac{k + 2}{2}$,所以: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{\dfrac{k + 2}{2}}{2^k} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k + 2}{2 \times 2^k} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k + 2}{2^{k+1}}$ 将和式拆分: $S_n = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^{n} \dfrac{2}{2^{k+1}}$ 计算第二项: $\sum_{k=1}^{n} \dfrac{2}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = 1 - \dfrac{1}{2^n}$ 因为等比数列求和公式: $\sum_{k=1}^{n} q^{k} = \dfrac{q(1 - q^{n})}{1 - q}$,当 $q = \dfrac{1}{2}$,则: $\sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = \dfrac{\dfrac{1}{2}(1 - (\dfrac{1}{2})^{n})}{1 - \dfrac{1}{2}} = 1 - \dfrac{1}{2^{n}}$ 计算第一项: 设 $S' = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k+1}} = \dfrac{1}{2} \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k}}$ 需要计算 $S'' = \sum_{k=1}^{n} \dfrac{k}{2^{k}}$ 利用等比数列的求和公式及其推导,已知: $\sum_{k=1}^{n} k x^{k} = \dfrac{x(1 - (n + 1) x^{n} + n x^{n+1})}{(1 - x)^{2}}$,当 $x = \dfrac{1}{2}$,则: $S'' = \sum_{k=1}^{n} k \left( \dfrac{1}{2} \right)^k = \dfrac{\dfrac{1}{2} [1 - (n + 1)\left( \dfrac{1}{2} \right)^{n} + n \left( \dfrac{1}{2} \right)^{n+1} ] }{\left(1 - \dfrac{1}{2} \right)^{2}}$ 计算分母: $\left(1 - \dfrac{1}{2} \right)^{2} = \left( \dfrac{1}{2} \right)^{2} = \dfrac{1}{4}$ 计算分子: $\dfrac{1}{2} \left[1 - (n + 1)\left( \dfrac{1}{2} \right)^{n} + n \left( \dfrac{1}{2} \right)^{n+1} \right]$ 化简: $\dfrac{1}{2} \left[1 - (n + 1)\dfrac{1}{2^{n}} + n \dfrac{1}{2^{n+1}} \right]$ $= \dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 将 $\dfrac{n}{2^{n+1}}$ 写成 $\dfrac{n}{2^{n} \times 2} = \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 因此,分子化简为: $\dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 再计算整个分数: $S'' = \dfrac{\dfrac{1}{2} \left[1 - \dfrac{n + 1}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]}{\dfrac{1}{4}} = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 进一步化简: $\dfrac{n}{2^{n+1}} = \dfrac{n}{2^{n} \times 2} = \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 将 $\dfrac{n}{2^{n+1}}$ 与 $-\dfrac{n + 1}{2^{n}}$ 合并,得到: $-\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} = -\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n} \times 2} = -\dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}}$ 将上述结果代入: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 将同分母的项合并: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2 \times 2^{n}} \right]$ $= 2 \left[1 - \dfrac{(n + 1)}{2^{n}} + \dfrac{n}{2^{n+1}} \right]$ 进一步化简: $S'' = 2 \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right]$ 因此,$S' = \dfrac{1}{2} S'' = \dfrac{1}{2} \times 2 \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right] = \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right]$ 所以,原来的和为: $S_n = S' + \sum_{k=1}^{n} \dfrac{1}{2^k} = \left[1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} \right] + \left[1 - \dfrac{1}{2^{n}} \right]$ $= 1 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} + 1 - \dfrac{1}{2^{n}}$ 合并常数: $1 + 1 = 2$ 合并分数项,注意到 $\dfrac{1}{2^{n}} = \dfrac{2}{2^{n+1}}$ 因此: $S_n = 2 - \dfrac{(n + 2)}{2^{n+1}} - \dfrac{2}{2^{n+1}}$ $= 2 - \dfrac{(n + 2) + 2}{2^{n+1}}$ $= 2 - \dfrac{n + 4}{2^{n+1}}$ <eoe> 【答案】 (2)$S_n = 2 - \dfrac{n + 4}{2^{n+1}}$ <eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |
| deepseekv3 | (1)【解析】 首先,我们已知 $\{a_n\}$ 是一个递增的等差数列,且 $a_2$ 和 $a_4$ 是方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$ 的根。 解方程 $x^2 - 5x + 6 = 0$: $$ x = \frac{5 \pm \sqrt{25 - 24}}{2} = \frac{5 \pm 1}{2} = 3 \text{ 或 } 2. $$ 因为数列是递增的,所以 $a_2 = 2$,$a_4 = 3$。 等差数列的通项公式为 $a_n = a_1 + (n-1)d$,其中 $a_1$ 是首项,$d$ 是公差。 由 $a_2 = a_1 + d = 2$ 和 $a_4 = a_1 + 3d = 3$,我们可以解得: $$ a_1 + d = 2, \\ a_1 + 3d = 3. $$ 将第一个方程减去第二个方程: $$ (a_1 + d) - (a_1 + 3d) = 2 - 3 \\ -2d = -1 \Rightarrow d = \frac{1}{2}. $$ 将 $d = \frac{1}{2}$ 代入 $a_1 + d = 2$: $$ a_1 + \frac{1}{2} = 2 \Rightarrow a_1 = \frac{3}{2}. $$ 因此,通项公式为: $$ a_n = \frac{3}{2} + (n-1)\cdot\frac{1}{2} = \frac{3}{2} + \frac{n-1}{2} = \frac{2 + n}{2} = \frac{n + 2}{2}. $$ <eoe> 【答案】 $\{a_n\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{n + 2}{2}$。 <eoa> (2)【解析】 我们需要求数列 $\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $S_n$。 根据第 (1) 问,$a_n = \frac{n + 2}{2}$,所以: $$ \frac{a_n}{2^n} = \frac{\frac{n + 2}{2}}{2^n} = \frac{n + 2}{2^{n+1}}. $$ 因此,前 $n$ 项和为: $$ S_n = \sum_{k=1}^n \frac{k + 2}{2^{k+1}} = \sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}} + \sum_{k=1}^n \frac{2}{2^{k+1}}. $$ 我们分别计算这两个求和: 1. $\sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}}$: 我们知道 $\sum_{k=1}^\infty \frac{k}{2^k} = 2$,因此: $$ \sum_{k=1}^n \frac{k}{2^{k+1}} = \frac{1}{2} \sum_{k=1}^n \frac{k}{2^k} = \frac{1}{2} \left(2 - \frac{n + 2}{2^n}\right) = 1 - \frac{n + 2}{2^{n+1}}. $$ 2. $\sum_{k=1}^n \frac{2}{2^{k+1}}$: $$ \sum_{k=1}^n \frac{2}{2^{k+1}} = 2 \sum_{k=1}^n \frac{1}{2^{k+1}} = 2 \left(\frac{1}{2} - \frac{1}{2^{n+1}}\right) = 1 - \frac{1}{2^n}. $$ 将两个部分相加: $$ S_n = \left(1 - \frac{n + 2}{2^{n+1}}\right) + \left(1 - \frac{1}{2^n}\right) = 2 - \frac{n + 2}{2^{n+1}} - \frac{1}{2^n} = 2 - \frac{n + 2 + 2}{2^{n+1}} = 2 - \frac{n + 4}{2^{n+1}}. $$ <eoe> 【答案】 数列 $\left\{\frac{a_n}{2^n}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n = 2 - \frac{n + 4}{2^{n+1}}$。 <eoa> |
解: (1) 方程 $x^{2}-5 x+6=0$ 的根为 2,3 . 又 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增的等差数列, 故 $a_{2}=2, a_{4}=3$, 可得 $2 d=1, d=\frac{1}{2}$, 故 $a_{n}=2+(n-2) \times \frac{1}{2}=\frac{1}{2} n+1$, (2) 设数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2^{n}}\right\}$ 的前 $\mathrm{n}$ 项和为 $S_{n}$, $S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{1}}+\frac{a_{2}}{2^{2}}+\frac{a_{3}}{2^{3}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n-1}}+\frac{a_{n}}{2^{n}}$ $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2^{2}}+\frac{a_{2}}{2^{3}}+\frac{a_{3}}{2^{4}}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{2^{n}}+\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$ (1)- (2)得 $\frac{1}{2} S_{n}=\frac{a_{1}}{2}+d\left(\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\frac{1}{2^{4}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}\right)-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}=\frac{\frac{3}{2}}{2}+\frac{1}{2} \times \frac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)}{1-\frac{1}{2}}-\frac{a_{n}}{2^{n+1}}$, 解得 $S_{n}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2^{n-1}}\right)-\frac{n+2}{2^{n+1}}=2-\frac{n+4}{2^{n+1}}$. |