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5.已知數列{an}的前n項和Sn=-$\frac{1}{2}$n2+kn(k∈N*),且Sn的最大值為8.
(1)求常數k的值,并求an;
(2)對任意m∈N*,將數列{an}中落入區間(-4m,-2m)內的項的個數記為bm,若cm=$\frac{{a}_{m}•_{m}}{{2}^{m}}$,求數列{cn}的前m項和Tm

分析 (1)由二次函數的性質可知,當n=k時,Sn=-$\frac{1}{2}$n2+kn取得最大值,代入可求k,然后利用an=sn-sn-1可求通項
(2)根據已知條件推知bm=(4m+$\frac{9}{2}$)-(2m+$\frac{9}{2}$)=4m-2m,則結合(1)中的通項公式和已知條件cm=$\frac{{a}_{m}•_{m}}{{2}^{m}}$得出:cm=($\frac{9}{2}$-m)×2m-($\frac{9}{2}$-m),然后利用分組求和法來求數列{cn}的前m項和Tm

解答 解:(1)∵Sn=-$\frac{1}{2}$n2+kn=-$\frac{1}{2}$(n-k)2+$\frac{{k}^{2}}{2}$,
∴當n=k時,(Snmax=$\frac{{k}^{2}}{2}$=8,
解得k=4,
∴Sn=-$\frac{1}{2}$n2+4n,
當n=1時,a1=S1=$\frac{7}{2}$,
當n≥2時,an=sn-sn-1=$\frac{9}{2}$-n,
顯然a1=$\frac{7}{2}$適合an=$\frac{9}{2}$-n,
∴數列{an}的通項公式為an=$\frac{9}{2}$-n(n∈Z+);
(2)依題意有-4m<$\frac{9}{2}$-n<-2m,則2m+$\frac{9}{2}$<n<4m+$\frac{9}{2}$,
又m∈Z+,
∴bm=(4m+$\frac{9}{2}$)-(2m+$\frac{9}{2}$)=4m-2m,
∴cm=$\frac{{a}_{m}•_{m}}{{2}^{m}}$=$\frac{(\frac{9}{2}-m)({4}^{m}-{2}^{m})}{{2}^{m}}$=($\frac{9}{2}$-m)×2m-($\frac{9}{2}$-m),且am=$\frac{9}{2}$-m,前m項和為:Am=$\frac{m(\frac{7}{2}+\frac{9}{2}-m)}{2}$=$\frac{-{m}^{2}+8m}{2}$;
令tm=($\frac{9}{2}$-m)×2m,前m和為記為:Bm,
則Bm=$\frac{7}{2}$×2+$\frac{5}{2}$×22+$\frac{3}{2}$×23+$\frac{1}{2}$×24+…+($\frac{9}{2}$-m)×2m,①
∴2Bm=$\frac{7}{2}$×22+$\frac{5}{2}$×23+$\frac{3}{2}$×24+$\frac{1}{2}$×25+…+($\frac{9}{2}$-m)×2m+1,②
∴由①-②得:-Bm=$\frac{7}{2}$×2-(22+23+24+…+2m)-($\frac{9}{2}$-m)×2m+1=7-$\frac{4-{2}^{m+1}}{1-2}$-($\frac{9}{2}$-m)×2m+1=11-(11-2m)×2m,
∴Bm=(11-2m)×2m-11
∴Tm=Bm-Am=(11-2m)×2m-11-$\frac{-{m}^{2}+8m}{2}$=(11-2m)×2m+$\frac{{m}^{2}-8m-22}{2}$.

點評 本題主要考查了等差數列的性質及通項公式的應用,等比數列的求和公式的應用,屬于等差數列與等比數列基本運算的綜合應用.

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