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有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面

题文

有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面朝上;③出现6点时,如果硬币正面朝上,则不翻动硬币;否则,翻动硬币,使正面朝上.按以上规则,在骰子掷了n次后,硬币仍然正面朝上的概率记为Pn
(Ⅰ)求证:∀n∈N*,点(Pn,Pn+1)恒在过定点(59,59),斜率为-12的直线上;
(Ⅱ)求数列{Pn}的通项公式Pn
(Ⅲ)用记号Sn→m表示数列{Pn-59}从第n项到第m项之和,那么对于任意给定的正整数k,求数列S1→k,Sk+1→2k,…,S(n-1)k+1→nk,…的前n项和Tn. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)证明:设把骰子掷了n+1次,硬币仍然正面朝上的概率为Pn+1,此时有两种情况:
①第n次硬币正面朝上,其概率为Pn,且第n+1次骰子出现1点或6点,硬币不动,其概率为26=13,
因此,此种情况下产生硬币正面朝上的概率为13Pn.…(3分)
②第n次硬币反面朝上,其概率为1-Pn,且第n+1次骰子出现2,3,4,5点或6点,其概率为56,
因此,此种情况下产生硬币正面朝上的概率为56(1-Pn).
∴Pn+1=13Pn+56(1-Pn),变形得 Pn+1-59=-12( Pn-59 ).
∴点(Pn,Pn+1)恒在过定点(59,59),斜率为-12的直线上.…(6分)
(Ⅱ)P0=1,P1=13P0+56(1-P0)=13,
又由(Ⅰ)知:Pn+1-59Pn-59=-12,
∴{Pn-59}是首项为P1-59=13-59=-29,公比为-12的等比数列,…(8分)
∴Pn-59=-29•(-12)n-1,
故所求通项公式为Pn=59+(-1)n9•2n-2.…(10分)
(Ⅲ)解法一:由(Ⅱ)知{Pn-59}是首项为a1=P1-59=-29,公比为q=-12的等比数列,又
∵Snk+1→(n+1)kS(n-1)k+1→nk=a1qnk(1+q+…+qk-1)a1q(n-1)k(1+q+…+qk-1)=qk(k∈N*)是常数,
∴S1→k,Sk+1→2k,…,S(n-1)k+1→nk,…,也成等比数列,…(12分)
且S1→k=-29[1-(-12)k]1+12=-427[1-(-12)k]
从而 Tn=S1→k(1-qkn)1-qk=-427[1-(-12)k]•[1-(-12)kn]1-(-12)k=-427[1-(-12)kn].…(14分)
解法二:Tn=S1→k+Sk+1→2k+…+S(n-1)k+1→nk=a1+a2+…+ank=-29[1-(-12)nk]1+12=-427[1-(-12)nk].…(14分)

解析

26

考点

据考高分专家说,试题“有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然.....”主要考查你对 [数列求和的其他方法(倒序相加,错位相减,裂项相加等) ]考点的理解。 数列求和的其他方法(倒序相加,错位相减,裂项相加等)

数列求和的常用方法:

1.裂项相加法:数列中的项形如
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
的形式,可以把
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
表示为
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
,累加时抵消中间的许多项,从而求得数列的和;
2、错位相减法:源于等比数列前n项和公式的推导,对于形如
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
的数列,其中
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
为等差数列,
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
为等比数列,均可用此法;
3、倒序相加法:此方法源于等差数列前n项和公式的推导,目的在于利用与首末两项等距离的两项相加有公因式可提取,以便化简后求和。
4、分组转化法:把数列的每一项分成两项,或把数列的项“集”在一块重新组合,或把整个数列分成两个部分,使其转化为等差或等比数列,这一求和方法称为分组转化法。
5、公式法求和:所给数列的通项是关于n的多项式,此时求和可采用公式求和,常用的公式有:
 
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面

数列求和的方法多种多样,要视具体情形选用合适方法。

数列求和特别提醒:

(1)对通项公式含有
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
的一类数列,在求
有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面
时,要注意讨论n的奇偶性;
(2)在用等比数列前n项和公式时,一定要分q=1和q≠1两种情况来讨论。

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