已知数列的前项和为，且．

1. 已知数列 $\text{[math]}$ 的前 $\text{[math]}$ 项和为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ．

(1) 求 $\text{[math]}$ 的通项公式；

(2) 保持 $\text{[math]}$ 中各项先后顺序不变，在 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 之间插入 $\text{[math]}$ 个1，使它们和原数列的项构成一个新的数列 $\text{[math]}$ ，记 $\text{[math]}$ 的前n项和为 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 的值（用数字作答）．

【考点】

数列的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 对于每项均是正整数的数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，定义变换 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 将数列 $\text{[math]}$ 变换成数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ．对于每项均是非负整数的数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，定义变换 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 将数列 $\text{[math]}$ 各项从大到小排列，然后去掉所有为零的项，得到数列 $\text{[math]}$ ；又定义 $\text{[math]}$ ．设 $\text{[math]}$ 是每项均为正整数的有穷数列，令 $\text{[math]}$ ．

(1) 如果数列 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，写出数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；

(2) 对于每项均是正整数的有穷数列 $\text{[math]}$ ，证明 $\text{[math]}$ ；

(3) 证明：对于任意给定的每项均为正整数的有穷数列 $\text{[math]}$ ，存在正整数 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ ．

解答题困难

2. 记实数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 中较小者为 $\text{[math]}$ ，例如 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，对于无穷数列 $\text{[math]}$ ，记 $\text{[math]}$ .若对任意 $\text{[math]}$ 均有 $\text{[math]}$ ，则称数列 $\text{[math]}$ 为“趋向递增数列”.

(1) 已知数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的通项公式分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，判断数列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是否为“趋向递增数列”？并说明理由；

(2) 已知首项为1，公比为 $\text{[math]}$ 的等比数列 $\text{[math]}$ 是“趋向递增数列”，求公比 $\text{[math]}$ 的取值范围；

(3) 若数列 $\text{[math]}$ 满足 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为正实数，且 $\text{[math]}$ ，求证：数列 $\text{[math]}$ 为“趋向递增数列”的必要非充分条件是 $\text{[math]}$ 中没有0.

解答题困难

3. 随着人们生活水平的提高，很多家庭都购买了家用汽车，使用汽车共需支出三笔费用；购置费、燃油费、养护保险费，某种型号汽车，购置费共20万元；购买后第1年燃油费共2万元，以后每一年都比前一年增加0.2万元.

(1) 若每年养护保险费均为1万元，设购买该种型号汽车 $\text{[math]}$ 年后共支出费用为 $\text{[math]}$ 万元，求 $\text{[math]}$ 的表达式；

(2) 若购买汽车后的前6年，每年养护保险费均为1万元，由于部件老化和事故多发，第 $\text{[math]}$ 年起，每一年的养护保险费都比前一年增加 $\text{[math]}$ ，设使用 $\text{[math]}$ 年后养护保险年平均费用为 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 最小，请你列出 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 的表达式，并利用计算器确定 $\text{[math]}$ 的值（只需写出 $\text{[math]}$ 的值）

解答题普通