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下图中的三角形称为谢宾斯基(Sierpinski)三角形.这些三角形中的着色与未...

下图中的三角形称为谢宾斯基(Sierpinski)三角形.这些三角形中的着色与未着色的三角形的个数具有一定的规律.按图(1)、(2)、(3)、(4)四个三角形的规律继续构建三角形,设第n个三角形中包含f(n)个未着色三角形.
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(Ⅰ)求出f(5)的值;
(Ⅱ)写出f(n+1)与f(n)之间的关系式,并由此求出f(n)的表达式;
(Ⅲ)设manfen5.com 满分网,数列{an}的前n项和为Sn,求证:manfen5.com 满分网
(Ⅰ)由图知f(1)=0,f(2)=1,f(3)=4,f(4)=13,从而可得f(5)的值; (Ⅱ)方法1:由f(2)-f(1)=1,f(3)-f(2)=3,f(4)-f(3)=9,f(5)-f(4)=27,归纳得:f(n+1)-f(n)=3n-1(n∈N*),利用叠加法,可求f(n)的表达式; 方法2:f(2)=3f(1)+1,f(3)=3f(2)+1,f(4)=3f(3)+1,f(5)=3f(4)+1,归纳得:f(n+1)=3f(n)+1(n∈N*),从而可证数列是首项为,公比为3的等比数列,即可求f(n)的表达式; (Ⅲ)由,得,进而可求数列{an}的前n项和为Sn,由此可证结论成立. 【解析】 (Ⅰ)由图知f(1)=0,f(2)=1,f(3)=1+3=4,f(4)=1+3+9=13,f(5)=1+3+9+27=40 (Ⅱ)方法1:由f(2)-f(1)=1,f(3)-f(2)=3,f(4)-f(3)=9,f(5)-f(4)=27 归纳得:f(n+1)-f(n)=3n-1(n∈N*)∴f(n)=f(1)+[f(2)-f(1)]+[f(3)-f(2)]+…+[f(n)-f(n-1)]=, 方法2:f(2)=3f(1)+1,f(3)=3f(2)+1,f(4)=3f(3)+1,f(5)=3f(4)+1 归纳得:f(n+1)=3f(n)+1(n∈N*) 由f(n+1)=3f(n)+1,可得 ∴数列是首项为,公比为3的等比数列 ∴,即 (Ⅲ)由,得 ∴. ∵3n+1≥9,∴, ∴.
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考点分析:
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⑤若manfen5.com 满分网=(1,-3),manfen5.com 满分网=(-2,4),manfen5.com 满分网=(4,-6),则表示向量4manfen5.com 满分网,3manfen5.com 满分网-2manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网的有向线段首尾连接能构成三角形.
其中真命题的序号是    (将所有真命题的序号都填上). 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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