高三理科数学 数列

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人教版高中数学(理科)选修2.2数列的极限教案

人教版高中数学(理科)选修2.2数列的极限教案

2.2数列的极限教学目的:1.理解数列极限的概念;.教学重点:会判断一些简单数列和函数的极限教学难点:数列极限的理解授课类型:新授课.课时安排:1课时.教具:多媒体、实物投影仪.内容分析:这节课一开始就把学生引入数列是否“趋向于”一个常数的讨论中,虽然学生对“趋向于”并没有精确的认识,但是凭借他们的自身的感受,运用“观察”“分析”“归纳”“概括”也能得到一些数列的“极限”的肤浅认识,这是感性认识.数列的极限是一个十分重要的概念,它的通俗定义是:随着项数n的无限增大,数列的项a n无限地趋近于某个常数a(即|a n-a|无限地接近于0),它有两个方面的意义.教学过程:一、复习引入:1.战国时代哲学家庄周所著的《庄子·天下篇》引用过一句话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭.”也就是说一根长为一尺的木棒,每天截去一半,这样的过程可以无限制地进行下去.(1)可以求出第n 天剩余的木棒长度n a =n21 (尺);(2)前n 天截下的木棒的总长度n b =1-n21 (尺). 分析变化趋势.2. 观察下列数列,随n 变化时,n a 是否趋向于某一个常数: (1)nn a n 12+=; (2)n n a )31(3-=; (3)a n =4·(-1)n -1;(4)a n =2n ;(5)a n =3; (6)a n =nn 2)1(1--; (7)a n =(21)n;(8)a n =6+n101二、讲解新课: 1.数列极限的定义:一般地,如果当项数n 无限增大时,无穷数列}{n a 的项n a 无限趋...近于..某个常数a (即1-n a 无限趋近于0),那么就说数列}{n a 以a 为极限,或者说a 是数列}{n a 的极限.记作a a n n =→∞lim ,读作“当n 趋向于无穷大时,n a 的极限等于a ”.“n →∞”表示“n 趋向于无穷大”,即n 无限增大的意思.a a n n =→∞lim 有时也记作:当n →∞时,n a →a .理解:数列的极限的直观描述方式的定义,只是对数列变化趋势的定性说明,而不是定量化的定义.“随着项数n 的无限增大,数列的项a n 无限地趋近于某个常数a ”的意义有两个方面:一方面,数列的项a n 趋近于a 是在无限过程中进行的,即随着n 的增大a n 越来越接近于a ;另一方面,a n 不是一般地趋近于a ,而是“无限”地趋近于a ,即|a n -a |随n 的增大而无限地趋近于0. 2.几个重要极限:(1)01lim =∞→nn (2)C C n =∞→lim (C 是常数)(3)无穷等比数列}{n q (1<q )的极限是0,即 )1(0lim <=→∞q q n n .三、讲解范例:例1判断下列数列是否有极限,若有,写出极限;若没有,说明理由(1)1,21,31,…,n 1,… ;(2)21,32,43,…,1+n n,…;(3)-2,-2,-2,…,-2,…;(4)-0.1,0.01,-0.001,…,n )1.0(-,…; (5)-1,1,-1,…,n )1(-,…;解:(1)1,21,31,…,n 1,… 的项随n 的增大而减小,且当n无限增大时,n1无限地趋近于0.因此,数列{n1}的极限是0,即nn 1lim→∞=0.(2)21,32,43,…,1+n n,…的项随n 的增大而增大,且当n 无限增大时,1+n n无限地趋近于1.因此,数列{1+n n}的极限是1,即1lim +∞→n nn =1. (3)-2,-2,-2,…,-2,…的项随n 的增大都不变,且当n 无限增大时,无限地趋近于-2.因此,数列{-2}的极限是-2,即→∞n lim (-2)=-2.(4)-0.1,0.01,-0.001,…,n )1.0(-,…的项随n 的增大而绝对值在减小,且当n 无限增大时,n )1.0(-无限地趋近于0.因此,数列{n )1.0(-}的极限是0,即→∞n lim n )1.0(-=0. (5)-1,1,-1,…,n )1(-,…的项随n 的增大而在两个值-1与1上变化,且当n 无限增大时,n )1(-不能无限地趋近于同一个定值.因此,数列{n )1(-}无极限 . 四、课堂练习:1.下列命题正确的是( )①数列(){}31n -没有极限 ②数列()⎭⎬⎫⎩⎨⎧-n n 21的极限为0③数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+n233的极限为3 ④ 数列()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧n n 32没有极限 A ①② B ②③④ C ①②③ D ①②③④ . 答案:D2. 判断下列数列是否有极限,若有,写出极限 (1)1,41,91,…,21n ,… ; (2)7,7,7,…,7,…;(3) ,2)1(,,81,41,21n n---; (4)2,4,6,8,…,2n ,…;(5)0.1,0.01,0.001,…,n101,…; (6)0,,32,21--…,11-n,…;(7),41,31,21-…,11)1(1+-+n n ,…;(8),51,59,54…,52n ,…;(9)-2, 0,-2,…,1)1(--n ,…,答案:⑴0 ⑵7 ⑶0 ⑷不存在 ⑸0 ⑹-1 ⑺0 ⑻不存在 ⑼不存在.3.命题:①单调递减的无穷数列不存在极限;②常数列的极限是这个常数本身;③摇摆的无穷数列不存在极限.以上命题正确的是( )A.0B.1C.2D.3答案:B.由极限的定义仅有②是正确的.①的反例是a n =n1这是无穷单调递减数列,它的极限是零;③的反例是a n =nn 2)1(1--它是摇摆的无穷数列,它的极限是零.因为|a n -0|=|n n 2)1(1---0|=n21可以任意小.故选B.4.下列数列,不存在极限的是…( )A. ,)1(,,271,81,131n n --- B. ,)1(1,,431,321,211+⋅⋅⋅n nC.-1,1,-1,1,…,(-1)n ,…D. ,1,,34,23,2nn +答案:C.选项A 的极限是0,选项B ,a n =)1(1+n n 的极限是0,选项D的极限a n =nn 1+=1+n 1→0+1=1.五、小结 :本节学习了数列的极限的定义,是直观定义(描述性定义),它是培养了我们直觉思维能力、观察分析问题的能力. 六、课后作业:. 七、板书设计(略).八、课后记:.一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分) 1.设等比数列{qn -1}(|q |>1)的前n 项和为S n ,则∞→n limnn S S 2+的值是A.21q B.41q C.q 2D.q 42.已知a >b >1,则∞→n lim 1111-++++-n n n n ba b a 的值是 A. -ab B.a1 C.-b D.不存在3.设S n 是无穷等比数列的前n 项和,若∞→n lim S n =41,则首项a 1的取值范围是A. (0,41)B.(0,21) C.(0,41)∪(21,41)D.(0,41)∪(21,1)4.设f (x )=(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n ,f (x )中x 2的系数为T n ,则∞→n limnn T n23+等于A. 31B.61C.1D.25.已知等比数列{a n }的公比为q (q ≠-1),其前n 项的和为S n ,若集合N ={S |S =∞→n limnn S S 2},则N 等于A.{0,1}B.{1,21 } C.{0,21} D.{0,1,21}6. ∞→n lim )11(--+n n n 等于A.1B.0C.21 D.不存在二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)7.无穷数列{2312++k k }(k =1,2,3,……)的各项和是___________.8.在数列{a n }中,若∞→n lim (3n -1)a n =1,则∞→n lim na n =___________.9.设数列{a n },{b n }均为等差数列,(公差都不为零),∞→n limnn b a =3,则∞→n limnna nb b b 3221⋅⋅⋅⋅++=___________.10.已知∞→n lim (112++n n -an -b )=0,则a =___________,b =___________. 11.已知无穷等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q 且有∞→n lim(21)21=--n q q a ,则首项a 1的取值范围是___________.三、解答题(本大题共3小题,每小题9分,共27分) 12.已知f (x )=422+x (x >0),设a 1=1,且a n +12·f (a n )=2(n ∈N*),求(1)数列{a n }的通项公式;(2)∞→n lim22232244n n a n a n bb ⨯+--13.如图,在边长为l 的等边△ABC 中,圆O 1为△ABC 的内切圆,圆O 2与圆O 1外切,且与AB 、BC 相切,…,圆O n +1与圆O n 外切,且与AB 、BC 相切,如此无限继续下去,记圆O n 的面积为a n ,(n ∈N*). (Ⅰ)证明{a n }是等比数列;(Ⅱ)求∞→n lim (a 1+a 2+a 3+…+a n )的值.14.设数列{a n }满足a 1+3232a a ++…+na n =a 2n-1,{a n }的前n 项和为S n (a>0,a ≠1,n ∈N*). (1)求a n ; (2)求∞→n limna S nn)1(2-; (3)求证:(n +2)(n +1)a n +n (n +2)a n +1<2n (n +1)a n +2参考答案:一、1.C 2.B 3.C 4.B 5.D 6.A二、7.218.31 9.92 10.1 -1 11.21<a 1≤23,且a 1≠1. 三、12.解:(1)由a n +12·f (a n )=2,得a n +12·422+n a =2 ∴a n +12-a n 2=4 ∴{a n 2}是以1为首项,4为公差的等差数列, ∴a n 2=1+4(n -1)=4n -3 ∵a n >0 ∴a n =34-n(2)原式=∞→n lim 3424342324---⨯+-n n n n b 当|b |<2,即-2<b <2时,原式=-31 当|b |=2,即b =±2时,原式=57当|b |>2,即b >2或b <-2时,原式=b2综上,原式=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-<>±=<<--)22(,)2(,57)22(,312b b b b b 或13.解:(Ⅰ)记r n 为圆O n 的半径.r 1=21tan 30°=63l ,nn n n r r r r +---11=sin 30°=21 ∴r n =31r n -1(n ≥2)∴a 1=πr 12=122l π 91)(11==--n n n n n r r a a ∴{a n }成等比数列.(Ⅱ)∵a n =(91)n-1·a 1(n ∈N ) ∴∞→n lim (a 1+a 2+…+a n )=32391121l a π=-. 14.解(1) ∵a 1+na a a n +⋅⋅⋅++3232=a 2n-1∴a 1+132132-+⋅⋅⋅++-n aa a n =a2(n -1)-1(n ≥2) ∴a 2(n -1)-1+na n =a 2n -1 ∴a n =n (a 2n -a 2n -2)(n ≥2)∵a 1=a 2-1 ∴当n =1时,等式亦成立. ∴a n =n (a 2n -a2n-2)n ∈N*(2)由(1)a n =n (a 2n-a 2n -2)=n (a 2-1)a2n -2∴S n =(a 2-1)(1+2a 2+3a 4+…+na2n -2)a 2S n =(a 2-1)(a 2+2n 4+…+(n -1)a 2n -2+na 2n ) a 2S n -S n =-(1+a 2+a 4+…+a 2n -2-na 2n )(a 2-1)(a2-1)S n =-(1122--a a n -na 2n )(a 2-1)∴S n =-)1(212--a a n +na 2n∞→n lim =-n a S n n )1(2∞→n lim n a a a na n n n)1(112222----=∞→n lim [)1(11222---a n a a n n ]=⎪⎩⎪⎨⎧><)1(,1)1(,022a a .(3)若要证(n +2)(n +1)a n +n (n +2)a n +1<2n (n +1)a n +2,只要证11+++n a n a n n <2·22++n a n ∵2·1212+--+++n a n a n a n n n =2×1)1)(1()1(2)1)(2(22222222+-+---+-+-+n a a n n a a n n a a n n n n =(a 2-1)·a2n -2(2a 4-1-a 2)=(a 2-1)2·a2n -2(2a 2+1)>0∴原不等式成立.。

2020年高考理科数学《数列》题型归纳与训练及参考答案

2020年高考理科数学《数列》题型归纳与训练及参考答案

2020年高考理科数学《数列》题型归纳与训练【题型归纳】等差数列、等比数列的基本运算题组一 等差数列基本量的计算例1 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S n +2−S n =36,则n = A .5 B .6 C .7 D .8【答案】D【解析】解法一:由题知()21(1)21n S na d n n n n n n ==+-=-+,S n +2=(n +2)2,由S n +2−S n =36得,(n +2)2−n 2=4n +4=36,所以n =8.解法二:S n +2−S n =a n +1+a n +2=2a 1+(2n +1)d =2+2(2n +1)=36,解得n =8.所以选D . 【易错点】对S n +2−S n =36,解析为a n +2,发生错误。

题组二 等比数列基本量的计算例2 在各项均为正数的等比数列{a n }中,若28641,2a a a a ==+,则a 6的值是________. 【答案】4【解析】设公比为q (q ≠0),∵a 2=1,则由8642a a a =+得6422q q q =+,即4220q q --=,解得q 2=2,∴4624a a q ==.【易错点】忘了条件中的正数的等比数列. 【思维点拨】等差(比)数列基本量的计算是解决等差(比)数列题型时的基础方法,在高考中常有所体现,多以选择题或填空题的形式呈现,有时也会出现在解答题的第一问中,属基础题.等差(比)数列基本运算的解题思路:(1)设基本量a 1和公差d (公比q ).(2)列、解方程组:把条件转化为关于a 1和d (q )的方程(组),然后求解,注意整体计算,以减少运算量.等差数列、等比数列的判定与证明题组一 等差数列的判定与证明例1设数列{a n }的各项都为正数,其前n 项和为S n ,已知对任意n ∈N *,S n 是a 2n 和a n 的等差中项. (1)证明:数列{a n }为等差数列;(2)若b n =−n +5,求{a n ·b n }的最大项的值并求出取最大值时n 的值. 【答案】(1)见解析;(2) 当n =2或n =3时,{a n ·b n }的最大项的值为6. 【解析】(1)由已知可得2S n =a 2n +a n ,且a n >0, 当n =1时,2a 1=a 21+a 1,解得a 1=1; 当n ≥2时,有2S n −1=a 2n -1+a n −1,所以2a n =2S n −2S n −1=a 2n −a 2n -1+a n −a n −1,所以a 2n −a 2n -1=a n +a n −1,即(a n +a n −1)(a n −a n −1)=a n +a n −1,因为a n +a n −1>0, 所以a n −a n −1=1(n ≥2).故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列. (2)由(1)可知a n =n ,设c n =a n ·b n ,则c n =n (−n +5)=−n 2+5n =−⎝⎛⎭⎫n -522+254, 因为n ∈N *,所以当n =2或n =3时,{a n ·b n }的最大项的值为6.【易错点】S n 是a 2n 和a n 的等差中项,无法构建一个等式去求解出a n 。

高三理科数学第一轮复习§5.1:数列的概念与简单表示法

高三理科数学第一轮复习§5.1:数列的概念与简单表示法

第五章:数列 §5.1:数列的概念与简单表示法
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第五章:数列 §5.1:数列的概念与简念与简单表示法
第五章:数列 §5.1:数列的概念与简单表示法
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专题06数列解答题2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编(全国通用版)(解析版)

专题06数列解答题2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编(全国通用版)(解析版)

2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编专题06 数列解答题1.(2022年全国甲卷理科·第17题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知221nn S n a n+=+.(1)证明:{}n a 是等差数列;(2)若479,,a a a 成等比数列,求n S 的最小值.【答案】(1)证明见解析:; (2)78-.解析:(1)解:因为221nn S n a n+=+,即222n n S n na n +=+①,当2n ≥时,()()()21121211n n S n n a n --+-=-+-②,①-②得,()()()22112212211n n n n S n S n na n n a n --+---=+----,即()12212211n n n a n na n a -+-=--+,即()()()1212121n n n a n a n ----=-,所以11n n a a --=,2n ≥且N*n ∈,所以{}n a 是以1为公差的等差数列.(2)解:由(1)可得413a a =+,716a a =+,918a a =+,又4a ,7a ,9a 成等比数列,所以2749a a a =⋅,即()()()2111638a a a +=+⋅+,解得112a =-,所以13n a n =-,所以()22112512562512222228n n n S n n n n -⎛⎫=-+=-=-- ⎪⎝⎭,所以,当12n =或13n =时()min 78n S =-.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2022年全国甲卷理科·第17题2.(2022新高考全国II 卷·第17题)已知{}n a 为等差数列,{}n b 是公比为2的等比数列,且223344a b a b b a -=-=-.(1)证明:11a b =;(2)求集合{}1,1500k m k b a a m =+≤≤中元素个数.【答案】(1)证明见解析; (2)9.解析:(1)设数列{}n a 的公差为d ,所以,()11111111224283a d b a d b a d b b a d +-=+-⎧⎨+-=-+⎩,即可解得,112db a ==,所以原命题得证.(2)由(1)知,112d b a ==,所以()1111121k k m b a a b a m d a -=+⇔⨯=+-+,即122k m -=,亦即[]221,500k m -=∈,解得210k ≤≤,所以满足等式的解2,3,4,,10k = ,故集合{}1|,1500k m k b a a m =+≤≤中的元素个数为10219-+=.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2022新高考全国II 卷·第17题3.(2022新高考全国I 卷·第17题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知11,n n S a a ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭是公差为13的等差数列.(1)求{}n a 的通项公式;(2)证明:121112na a a +++< .【答案】(1)()12n n n a +=(2)见解析解析:(1)∵11a =,∴111S a ==,∴111S a =,又∵n n S a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为13的等差数列,∴()121133n n S n n a +=+-=,∴()23n n n a S +=,∴当2n ≥时,()1113n n n a S --+=,∴()()112133n n n n n n a n a a S S --++=-=-,整理得:()()111nn n an a --=+,即111n n a n a n -+=-,∴31211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⨯⨯⨯⋯⨯⨯()1341123212n n n n n n ++=⨯⨯⨯⋯⨯⨯=--,显然对于1n =也成立,∴{}n a 的通项公式()12n n n a +=;(2)()12112,11n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭∴12111n a a a +++ 1111112121222311n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-=-< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2022新高考全国I 卷·第17题4.(2021年新高考全国Ⅱ卷·第17题)记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和,若35244,a S a a S ==.(1)求数列{}n a 的通项公式n a ;(2)求使n n S a >成立的n 的最小值.【答案】解析:(1)由等差数列的性质可得:535S a =,则:3335,0a a a =∴=,设等差数列的公差为d ,从而有:()()22433a a a d a d d =-+=-,()()()41234333322S a a a a a d a d a a d d =+++=-+-++-=-,从而:22d d -=-,由于公差不为零,故:2d =,数列的通项公式为:()3326n a a n d n =+-=-.(2)由数列的通项公式可得:1264a =-=-,则:()()214262n n n S n n n -=⨯-+⨯=-,则不等式n n S a >即:2526n n n ->-,整理可得:()()160n n -->,解得:1n <或6n >,又n 为正整数,故n 的最小值为7.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2021年新高考全国Ⅱ卷·第17题5.(2021年新高考Ⅰ卷·第17题)已知数列{}n a 满足11a =,11,,2,.n n n a n a a n +⎧+=⎨+⎩为奇数为偶数(1)记2n n b a =,写出1b ,2b ,并求数列{}n b 的通项公式;(2)求{}n a 的前20项和.【答案】122,5b b ==;300.解析:(1)由题设可得121243212,1215b a a b a a a ==+===+=++=又22211k k a a ++=+,2122k k a a +=+,故2223k k a a +=+即13n n b b +=+即13n n b b +-=所以{}n b 为等差数列,故()21331n b n n =+-⨯=-.(2)设{}n a 的前20项和为20S ,则2012320S a a a a =++++ ,因为123419201,1,,1a a a a a a =-=-=- ,所以()20241820210S a a a a =++++- ()1291091021021023103002b b b b ⨯⎛⎫=++++-=⨯⨯+⨯-= ⎪⎝⎭.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2021年新高考Ⅰ卷·第17题6.(2020年新高考I 卷(山东卷)·第18题)已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8a a a +==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记m b 为{}n a 在区间*(0,]()m m ∈N 中的项的个数,求数列{}m b 的前100项和100S .【答案】(1)2nn a =;(2)100480S =.解析:(1)由于数列{}n a 是公比大于1的等比数列,设首项为1a ,公比为q ,依题意有31121208a q a q a q ⎧+=⎨=⎩,解得解得12,2a q ==,或1132,2a q ==(舍),所以2nn a =,所以数列{}n a 的通项公式为2nn a =.(2)由于123456722,24,28,216,232,264,2128=======,所以1b 对应的区间为:(]0,1,则10b =;23,b b 对应的区间分别为:(](]0,2,0,3,则231b b ==,即有2个1;4567,,,b b b b 对应的区间分别为:(](](](]0,4,0,5,0,6,0,7,则45672b b b b ====,即有22个2;8915,,,b b b 对应的区间分别为:(](](]0,8,0,9,,0,15 ,则89153b b b ==== ,即有32个3;161731,,,b b b 对应的区间分别为:(](](]0,16,0,17,,0,31 ,则1617314b b b ==== ,即有42个4;323363,,,b b b 对应的区间分别为:(](](]0,32,0,33,,0,63 ,则3233635b b b ==== ,即有52个5;6465100,,,b b b 对应的区间分别为:(](](]0,64,0,65,,0,100 ,则64651006b b b ==== ,即有37个6.所以23451001222324252637480S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2020年新高考I 卷(山东卷)·第18题7.(2020新高考II 卷(海南卷)·第18题)已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8a a a +==.(1)求{}n a 通项公式;(2)求112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-.【答案】(1)2nn a =;(2)2382(1)55n n +--解析:(1)设等比数列{}n a 的公比为q (q >1),则32411231208a a a q a q a a q ⎧+=+=⎨==⎩,整理可得:22520q q -+=,11,2,2q q a >== ,数列的通项公式为:1222n n n a -=⋅=.(2)由于:()()()1121111122112n n n n n n n n a a --++-+=-⨯⨯=--,故:112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-35791212222(1)2n n -+=-+-+⋯+-⋅()()3223221282(1)5512nn n +⎡⎤--⎢⎥⎣⎦==----.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2020新高考II 卷(海南卷)·第18题的8.(2021年高考全国乙卷理科·第19题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,n b 为数列{}n S 的前n 项积,已知212n nS b +=.(1)证明:数列{}n b 是等差数列;(2)求{}n a 的通项公式.【答案】(1)证明见解析;(2)()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.解析:(1)由已知212n n S b +=得221n nn b S b =-,且0n b ≠,12n b ≠,取1n =,由11S b =得132b =,由于n b 为数列{}n S 的前n 项积,所以1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---,所以12112222121n b b b b b +⋅=--,所以111221n n n nb b b b +++=-,由于10n b +≠所以12121n n b b +=-,即112n n b b +-=,其中*n N ∈所以数列{}n b 是以132b =为首项,以12d =为公差等差数列;(2)由(1)可得,数列{}n b 是以132b =为首项,以12d =为公差的等差数列,()3111222n nb n ∴=+-⨯=+,22211n n n b nS b n+==-+,当n =1时,1132a S ==,当n ≥2时,()121111n n n n n a S S nn n n -++=-=-=-++,显然对于n =1不成立,∴()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.【点睛】本题考查等差数列的证明,考查数列的前n 项和与项的关系,数列的前n 项积与项的关系,其中由1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---,得到1121121222212121n n n b b b b b b b +++⋅⋅⋅⋅=---,进而得到111221n n n nb b b b +++=-是关键一步;要熟练掌握前n 项和,积与数列的项的关系,消和(积)得到项(或项的递推关系),或者消项得到和(积)的递推关系是常用的重要的思想方法.【题目栏目】数列\等差、等比数列的综合应用【题目来源】2021年高考全国乙卷理科·第19题9.(2021年高考全国甲卷理科·第18题)已知数列{}n a 的各项均为正数,记n S 为{}n a 的前n 项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{}n a是等差数列:②数列是等差数列;③213aa =.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.【答案】答案见解析解析:选①②作条件证明③:(0)an b a =+>,则()2n S an b =+,当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为{}n a 也是等差数列,所以()()222a b a a a b +=-+,解得0b =;所以()221n aa n =-,所以213a a =.选①③作条件证明②:因为213a a =,{}n a 是等差数列,所以公差2112d a a a =-=,所以()21112n n n S na d n a -=+==,)1n =+=,所以是等差数列.选②③作条件证明①:(0)an b a =+>,则()2n S an b =+,当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为213a a =,所以()()2323a a b a b +=+,解得0b =或43a b =-;当0b =时,()221,21n a a a a n ==-,当2n ≥时,2-1-2n n a a a =满足等差数列的定义,此时{}n a 为等差数列;当43a b =-4=3an b an a =+-03a=-<不合题意,舍去.综上可知{}n a 为等差数列.【点睛】这类题型在解答题中较为罕见,求解的关键是牢牢抓住已知条件,结合相关公式,逐步推演,等差数列的证明通常采用定义法或者等差中项法.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2021年高考全国甲卷理科·第18题10.(2020年高考数学课标Ⅰ卷理科·第17题)设{}n a 是公比不为1的等比数列,1a 为2a ,3a 的等差中项.(1)求{}n a 的公比;(2)若11a =,求数列{}n na 的前n 项和.【答案】(1)2-;(2)1(13)(2)9nn n S -+-=.【解析】(1)设{}n a 的公比为q ,1a 为23,a a 的等差中项,212312,0,20a a a a q q =+≠∴+-= ,1,2q q ≠∴=- ;(2)设{}n na 前n 项和为n S ,111,(2)n n a a -==-,21112(2)3(2)(2)n n S n -=⨯+⨯-+⨯-++- ,①23121(2)2(2)3(2)(1)(2)(2)n n n S n n --=⨯-+⨯-+⨯-+--+- ,②①-②得,2131(2)(2)(2)(2)n nn S n -=+-+-++--- 1(2)1(13)(2)(2)1(2)3n n n n n ---+-=--=--,1(13)(2)9nn n S -+-∴=.【点睛】本题考查等比数列通项公式基本量的计算、等差中项的性质,以及错位相减法求和,考查计算求解能力,属于基础题.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2020年高考数学课标Ⅰ卷理科·第17题11.(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第17题)设数列{a n }满足a 1=3,134n n a a n +=-.(1)计算a 2,a 3,猜想{a n }的通项公式并加以证明;(2)求数列{2n a n }的前n 项和S n .【答案】(1)25a =,37a =,21n a n =+,证明见解析;(2)1(21)22n n S n +=-⋅+.解析:(1)由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=,由数列{}n a 的前三项可猜想数列{}n a 是以3为首项,2为公差的等差数列,即21n a n =+,证明如下:当1n =时,13a =成立;假设n k =时,21k a k =+成立.那么1n k =+时,1343(21)4232(1)1k k a a k k k k k +=-=+-=+=++也成立.则对任意的*n N ∈,都有21n a n =+成立;的(2)由(1)可知,2(21)2n nn a n ⋅=+⋅231325272(21)2(21)2n n n S n n -=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅ ,①23412325272(21)2(21)2n n n S n n +=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅ ,②由①-②得:()23162222(21)2nn n S n +-=+⨯+++-+⋅ ()21121262(21)212n n n -+-=+⨯-+⋅⨯-1(12)22n n +=-⋅-,即1(21)22n n S n +=-⋅+.【点睛】本题主要考查了求等差数列的通项公式以及利用错位相减法求数列的和,属于中档题.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第17题12.(2019年高考数学课标全国Ⅱ卷理科·第19题)已知数列{}n a 和{}n b 满足11a =,10b =,1434n n n a a b +=-+,1434n n n b b a +=--.()1证明:{}n n a b +是等比数列,{}n n a b -是等差数列;()2求{}n a 和{}n b 的通项公式.【答案】()1见解析;()21122n n a n =+-,1122n n b n =-+.【官方解析】()1由题设得114()2()n n n n a b b +++=+,即111()2n n n n a b a b +++=+.又因为111a b +=,所以{}n n a b +是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得114()4()8n n n n a b a b ++-=-+,即112n n n n a b a b ++-=-+.又因为111a b -=,所以{}n n a b -是首项为1,公差为2的等差数列.()2由()1知,112n n n a b -+=,21n n a b n -=-.所以111[()()]222n n n n n n a a b a b n =++-=+-,111[()()]222n n n n n n b a b a b n =+--=-+.【分析】()1可通过题意中的1434n n n a b a +=-+以及1434n n n b a b +=--对两式进行相加和相减即可推导出数列{}n n a b +是等比数列以及数列{}n n a b -是等差数列;()2可通过()1中的结果推导出数列{}n n a b +以及数列{}n n a b -的通项公式,然后利用数列{}n n a b +以及数列{}n n a b -的通项公式即可得出结果.【解析】()1由题意可知,,,,所以,即111()2n n n n a b a b +++=+,所以数列是首项为、公比为的等比数列,,因为,所以,数列是首项、公差为等差数列,.()2由()1可知,112n n n a b -+=,,所以111[()()]222n n n n n n a a b a b n =++-=+-,111[()()]222n n n n n n b a b a b n =+--=-+.【点评】本题考查了数列的相关性质,主要考查了等差数列以及等比数列的相关证明,证明数列是等差数列或者等比数列一定要结合等差数列或者等比数列的定义,考查推理能力,考查化归与转化思想,是中档题.【题目栏目】数列\数列的综合应用\数列的综合问题【题目来源】2019年高考数学课标全国Ⅱ卷理科·第19题13.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第17题)(12分)等比数列{}n a 中,11a =,534a a =(1)求{}n a 的通项公式;(2)记n S 为{}n a 的前n 项和,若63m S =,求m .(1)12n n a -=或()12n n a -=-;(2)6m =【答案】【官方解析】(1)设{}n a 的公比为q ,由题设得1n n a q -=由已知得424q q =,解得0q =(舍去),2q =-或2q =故()12n n a -=-或12n n a -=(2)若()12n n a -=-,则()123mm S --=,由63m S =,得()2188m-=-,此方和没有正整数解若12n n a -=,则21m m S =-,由63m S =,得264m =,解得6m =综上,6m =.1434n n n a a b +-=+1434n n n b b a +-=-111a b +=111a b -=1144323442n n n n n n n n a b a b b a a b ++=+=--+++-{}n n a b +112(112n n n a b -+=()11443434448n n n n n n n n a b a b b a a b ++---=+-=-+-112n n n n a b a b ++=-+-{}n n a b -12的21n n a b n -=-21n n a b n -=-【民间解析】(1)设等比数列{}n a 的公比为q ,由11a =,534a a =可得42141q q ⨯=⨯⨯,所以24q =所以2q =±当2q =时,1112n n n a a q --==;当2q =-时,()1112n n n a a q --==-(2)由(1)可知2q =±当2q =时,由()1163631m m a q S q-=⇒=-即126312m-=-,即62642m ==,所以6m =;当2q =-时,由()1163631m m a q S q-=⇒=-即()126312m--=+,即()2188m-=-,无解综上可知6m =.【题目栏目】数列\等比数列\等比数列的综合应用【题目来源】2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第17题14.(2018年高考数学课标Ⅱ卷(理)·第17题)(12分)记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,已知17a =-,315S =-.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求n S ,并求n S 的最小值.【答案】解析:(1)设{}n a 的公差为d ,由题意得13315a d +=-.由17a =得2d =,所以{}n a 的通项公式为29n a n =-.(2)由(1)得228(4)16n S n n n =-=--.所以当4n =时,n S 取得最小值,最小值为16-.【题目栏目】数列\等差数列\等差数列的前n 项和【题目来源】2018年高考数学课标Ⅱ卷(理)·第17题15.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第17题)已知数列{}n a 的前n 项和1n n S a λ=+,其中0λ≠.(Ⅰ)证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式;(Ⅱ)若53132S =,求λ.【答案】(Ⅰ)11(11n n a λλλ-=--;(Ⅱ)1λ=-.【解析】(Ⅰ)由题意得1111a S a λ==+,故1λ≠,111a λ=-,10a ≠.由1n n S a λ=+,111n n S a λ++=+得11n n n a a a λλ++=-,即1(1)n n a a λλ+-=.由10a ≠,0λ≠得0n a ≠,所以11n n a a λλ+=-.因此{}n a 是首项为11λ-,公比为1λλ-的等比数列,于是11()11n n a λλλ-=--.(Ⅱ)由(Ⅰ)得1()1n n S λλ=--,由53132S =得5311(132λλ-=-,即51()132λλ=-,解得1λ=-.【题目栏目】数列\等比数列\等比数列的前n 项和【题目来源】2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第17题16.(2016高考数学课标Ⅱ卷理科·第17题)(本题满分12分)n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且17=128.a S ,=记[]=lg n nb a ,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[][]0.9=0lg 99=1,.(I)求111101b b b ,,;(II)求数列{}n b 的前1 000项和.【答案】(1)[]1lg10b ==,[]11lg111b ==,[]101lg1012b ==;(2)1893.【解析】(1)设{}n a 的公差为d ,据已知有72128d +=,解得1d =.所以数列{}n a 的通项公式为n a n =.[]1lg10b ==,[]11lg111b ==,[]101lg1012b ==.(2)因为0,110,1,10100,2,1001000,3,1000,n n n b n n ≤<⎧⎪≤<⎪=⎨≤<⎪⎪=⎩所以数列{}n b 的前1000项和为1902900311893⨯+⨯+⨯=.【题目栏目】数列\等差数列\等差数列的前n 项和【题目来源】2016高考数学课标Ⅱ卷理科·第17题17.(2015高考数学新课标1理科·第17题)(本小题满分12分)n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知20,24 3.n n n n a a a S >+=+(Ⅰ)求{}n a 的通项公式:(Ⅱ)设112n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和【答案】(Ⅰ)21n +(Ⅱ)11646n -+分析:(Ⅰ)先用数列第n 项与前n 项和的关系求出数列{n a }的递推公式,可以判断数列{n a }是等差数列,利用等差数列的通项公式即可写出数列{n a }的通项公式;(Ⅱ)根据(Ⅰ)数列{n b }的通项公式,再用拆项消去法求其前n 项和.解析:(Ⅰ)当1n =时,211112434+3a a S a +=+=,因为0n a >,所以1a =3,当2n ≥时,2211n n n n a a a a --+--=14343n n S S -+--=4n a ,即111()()2()n n n n n n a a a a a a ---+-=+,因为0n a >,所以1n n a a --=2,所以数列{n a }是首项为3,公差为2的等差数列,所以n a =21n +;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,n b =1111((21)(23)22123n n n n =-++++,所以数列{n b }前n 项和为12n b b b +++ =1111111[((()]235572123n n -+-++-++ =11646n -+.考点:数列前n 项和与第n 项的关系;等差数列定义与通项公式;拆项消去法【题目栏目】数列\数列的求和\裂项相消法求和问题【题目来源】2015高考数学新课标1理科·第17题18.(2014高考数学课标2理科·第17题)(本小题满分12分)已知数列{}n a 满足1a =1,131n n a a +=+.(Ⅰ)证明{}12n a +是等比数列,并求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)证明:12111na a a ++<…+【答案】解析:(Ⅰ)由131n n a a +=+,得1113(22n n a a ++=+,且11322a +=所以{}12n a +是首相为32,公比为3的等比数列。

2020版新高考复习理科数学教学案:数列含答案 (2)

2020版新高考复习理科数学教学案:数列含答案 (2)
答案:C
6.[20xx·惠州调研]已知各项均为正数的等比数列{an}中.a1=1,2a3.a5,3a4成等差数列.则数列{an}的前n项和Sn=( )
A.2n-1B.2n-1-1
C.2n-1D.2n
解析:通解:设{an}的公比为q(q>0).由题意知2a5=2a3+3a4.∴2a3q2=2a3+3a3q.∴2q2=2+3q.∴q=2或q=- (舍去).所以an=2n-1.
■备考工具——————————————
1.求数列的前n项和的方法
(1)公式法
①等差数列的前n项和公式
Sn= =na1+ .
②等比数列的前n项和公式
a.当q=1时.Sn=na1;
b.当q≠1时.Sn= = .
(2)分组求和:把一个数列分成几个可以直接求和的数列.
(3)裂项相消:把一个数列的通项分成两项差的形式.相加过程中消去中间项.只剩有限项再求和.
通项公式的推广
an=a1qn-1
(揭示首末两项的关系)
an=amqn-m
(揭示任意两项之间的关系)
(2)前n项和公式
Sn= 或Sn=
7.等比数列的性质
若{an}为等比数列.则
(1){a }. .{c·an}(c≠0)都是等比数列.
(2)各项及公比都不为0.
8.等比数列项的运算性质
若m+n=p+q(m.n.p.q∈N*).则am·an=ap·aq.
令n=101.则S101+a101=2×101-6+ .所以S101+(S101-S100)=196+ .得2S101-S100=196+ ②.
将①代入②得S100=2× -196- =396+ -196- =200.选B.
答Байду номын сангаас:B

数学(理科) 第五章 第2讲 等差数列

数学(理科) 第五章 第2讲 等差数列

方法二,∵S10=10a12+a10=60,∴a1+a10=12.
由等差数列的性质有a1+a10=a7+a4=12. 又∵a7=7,∴a4=5.故选C.
答案:C
考点 3 等差数列前 n 项和的最值问题
例 3:(1)(2013 年新课标Ⅱ)等差数列{an}的前n项和为Sn, 已知S10=0,S15=25,则nSn的最小值为________.
(3)若等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,则Snn是等差数列. (4)若等差数列{an}的前n项和为Sn,则Sk,S2k-Sk,S3k- S2k,S4k-S3k是等差数列. (5)等差数列的单调性:若公差 d>0,则数列单调递增;若 公差 d<0,则数列单调递减;若公差 d=0,则数列为常数列. 7.等差数列的最值 在等差数列{an}中,若a1>0,d<0,则Sn存在最大值;若
(3)已知数列{an}的前 n 项和为 Sn,a1=15,且满足2ann-+13=
2na-n 5+1,已知 n,m∈N*,n>m,则 Sn-Sm 的最小值为(
)
A.-449
B.-489
C.-14
D.-28
解析:由2ann-+13=2na-n 5+1,得2n+an+ 11-5=2na-n 5+1, 又2-a1 5=-5, 所以数列2na-n 5是以首项为-5,公差为 1 的等差数列. 则2na-n 5=-5+n-1=n-6.故 an=(2n-5)(n-6),n∈N*. 因为当且仅当 n=3,4,5 时,an<0,而当 n=6 时,a6=0, 故 S5=S6. 所以 Sn-Sm 的最小值为 S5-S2=a3+a4+a5=-14.
方法四,由等差数列的性质,知Snn是等差数列,∴S1100,S2200, S3300,S4400,即110,S2200,16,S4400成等差数列.∴S4400=16+16-2110=15. ∴S40=8.故选 B.

高考理科数学一轮复习专题训练:数列(含详细答案解析)

高考理科数学一轮复习专题训练:数列(含详细答案解析)

B . 3 2.在正项等比数列{a }中,已知 a 4 = 2 , a = ,则 a 5 的值为( 8= 2 , a = ,可得 8 q 4 = 8 = ,又因为 q > 0 ,所以 q = 1 2 2127B .35063C .28051D . 3502第 7 单元 数列(基础篇)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12 小题,每小题 5 分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知等差数列{a n }的前 n 项和为 S n ,若 a 1=12,S 5=90,则等差数列{a n }公差 d =()A .2【答案】C2 C .3D .4【解析】∵a =12,S =90,∴ 5 ⨯12 + 1 5 5 ⨯ 4 2d = 90 ,解得 d=3,故选 C .n 8 1 )1 1 A . B . - C . -1 D .14 4【答案】D【解析】由题意,正项等比数列{a }中,且 a n 48 1 a 1 a 16 41,则 a = a ⋅ q = 2 ⨯ = 1 ,故选 D .5 43.在等差数列{a n}中, a 5+ a = 40 ,则 a + a + a = ( ) 13 8 9 10A .72B .60C .48D .36【答案】B【解析】根据等差数列的性质可知: a 5 + a 13 = 40 ⇒ 2a 9 = 40 ⇒ a 9 = 20 ,a + a + a = 2a + a = 3a = 60 ,故本题选 B .8 9109994.中国古代数学名著《张丘建算经》中记载:“今有马行转迟,次日减半,疾七日,行七百里”.其大意:现有一匹马行走的速度逐渐变慢,每天走的里程数是前一天的一半,连续走了7 天,共走了 700 里,则这匹马第 7 天所走的路程等于()A .700里里 里【答案】A127里【解析】设马每天所走的路程是 a 1, a 2 ,.....a 7 ,是公比为1的等比数列,a 1 - ( )7 ⎪a = a q 6= 7005.已知等差数列{a n } 的前 n 项和 S n 有最大值,且 a=10(a +a )2= 5(a + a ) = 5(a + a ) > 0 , S =2 = 11a < 0 , (a + 2d - 1)2 = (a + d - 1)(a + 4d - 1) ⎩ d = 2这些项的和为 700, S = 7 ⎛ 1 ⎫ 1 ⎝ 2 ⎭1 - 12 = 700 ⇒ a =1 64 ⨯ 700 127 ,7 1 127 ,故答案为 A .a 5< -1 ,则满足 S 6n> 0 的最大正整数 n 的值为()A .6B .7C .10D .12【答案】C【解析】设等差数列{a n } 的公差为 d ,因为等差数列{a n } 的前 n 项和 S n 有最大值,所以 d < 0 ,a又 a 5 < -1 ,所以 a 5 > 0 , a 6 < 0 ,且 a 5 + a 6 > 0 ,6 所以 S1 101 10 5 6 11 所以满足 S n > 0 的最大正整数 n 的值为 10.11(a + a )1 1166.已知等差数列{a n}的公差不为零, Sn为其前 n 项和, S 3 = 9 ,且 a 2 - 1 , a 3 - 1, a 5 - 1构成等比数列,则 S 5 = ( )A .15B . -15C .30D .25【答案】D【解析】设等差数列{a n}的公差为 d (d ≠ 0),⎧⎪3a + 3d = 9⎧a = 1 由题意 ⎨ 1 ,解得 ⎨ 1 ⎪⎩ 1 1 1.∴ S = 5 ⨯1 +5 5 ⨯ 4 ⨯ 22 = 25 .故选 D .7.在等差数列{a n } 中, a 3 , a 9 是方程 x 2 + 24 x + 12 = 0 的两根,则数列{a n } 的前 11 项和等于(A .66B .132C . -66D . -132【答案】D)S = 11⨯ (a + a ) 2 2 2 = 15 ,解得 n = 5 ,( )nC . a = 3n -1D . a =3n【解析】因为 a 3 , a 9 是方程 x 2 + 24 x + 12 = 0 的两根,所以 a 3 + a 9 = -24 ,又 a 3 + a 9 = -24 = 2a 6 ,所以 a 6 = -12 ,11⨯ 2a1 11 = 6 = -132 ,故选 D . 118.我国南宋数学家杨辉 1261 年所著的《详解九章算法》一书里出现了如图所示的表,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就,在“杨辉三角”中,第n 行的所有数字之和为 2n -1 ,若去除所有为 1 的项,依次构成数列 2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,则此数列的前 15 项和为()A .110B .114C .124D .125【答案】B【解析】由题意, n 次二项式系数对应的杨辉三角形的第 n +1行, 令 x = 1 ,可得二项展开式的二项式系数的和 2n ,其中第 1 行为 2 0 ,第 2 行为 21 ,第 3 行为 22 ,L L 以此类推,即每一行的数字之和构成首项为 1,公比为 2 的对边数列,则杨辉三角形中前 n 行的数字之和为 S = n 1- 2n1- 2 = 2n - 1,若除去所有为 1 的项,则剩下的每一行的数字的个数为1,2,3, 4,L ,可以看成构成一个首项为 1,公差为 2 的等差数列,则T =n n (n + 1)2 ,令 n (n + 1)所以前 15 项的和表示前 7 行的数列之和,减去所有的 1,即 27 - 1 - 13 = 114 ,即前 15 项的数字之和为 114,故选 B .9.已知数列{a }的前 n 项和为 S nn,满足 2S n =3a n -1 ,则通项公式 a n 等于()A . a = 2n- 1n【答案】CB . a= 2nn n: , + , + + , + + + , ,那么数列 {b }= ⎧⎨ 1 ⎩ a an n +1 ⎭n + 1 ⎭C . 4 ⨯ ⎝ 2 n + 1 ⎭D .⎝ 1 + 2 + ⋅⋅⋅ + n n2 a an (n + 1) ⎝ n n + 1 ⎭ = = = 4 ⨯ - ⎪ , ∴ S = 4 ⨯ 1 - + - + - + ⋅⋅⋅ + - = 4 ⨯ 1 - ⎪ 2 2 3 3 4 n n + 1 ⎭ ⎝ ⎝⎪ , 1 1 ⎫【解析】当 n = 1 时, 2S 1 = 3a 1 -1 ,∴ a 1 = 1 ,当 n ≥ 2 且 n ∈ N * 时, 2S n -1 = 3a n -1 - 1 ,则 2S n - 2Sn -1 = 2a n = 3a n - 1 - 3a n -1 + 1 = 3a n - 3a n -1 ,即 a n = 3an -1,∴ 数列 {a }是以1 为首项, 3 为公比的等比数列∴ a nn= 3n -1 ,本题正确选项 C . 10.已知数列 满足,且 ,则( )A .B .C .D .【答案】B【解析】利用排除法,因为,当当当当时,时,时,时, ,排除 A ;,B 符合题意;,排除 C ;,排除 D ,故选 B .11.已知数列为()1 12 1 23 1 2 34 2 3 3 4 4 45 5 5 5⋯ n ⎫ ⎬ 前 项和A .1 - 1 ⎛ n + 1B . 4 ⨯ 1 - 1 ⎫ ⎛ 1 ⎪ - 1 ⎫⎪1 1-2 n + 1【答案】B【解析】由题意可知: a =nn (n + 1)= = , n + 1 n + 1 2∴ b = 1n n n +11 4 ⎛ 1 1 ⎫ n n + 1 ⋅2 2⎛ 1 1 1 1 1 ⎛ n本题正确选项 B .1 ⎫n + 1 ⎭12.已知数列{a }满足递推关系: a , a = ,则 a 2017= (12016B . 12018D . 1=a 2 -= 1 . ⎩ a∴ 1=1}满足 a 2 q ,可设三数为 , a , aq ,可得 ⎪⎨ a⎪ q 求出 ⎨ ,公比 q 的值为 1.=3an n +1 = a 1 n a + 12 n)A .12017C .12019【答案】C【解析】∵ ana + 1 n1, a = ,∴ 1 1 1 a a n +1 n⎧ 1 ⎫∴数列 ⎨ ⎬ 是等差数列,首项为 2,公差为 1.n ⎭a2017= 2 + 2016 = 2018 ,则 a2018 .故选 C .第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4 小题,每小题5 分.13.已知等比数列{a n 1 = 12 ,且 a 2a 4 = 4(a3 - 1) ,则 a 5 = _______.【答案】8【解析】∵ a 2a 4 = 4(a 3 - 1) ,∴ a 3 = 4(a 3 -1) ,则 a 3 = 2 ,∴ a = 5 a 2 3 = a122 1 2= 8 ,故答案为 8.14.若三数成等比数列,其积为 8,首末两数之和为 4,则公比 q 的值为_______.【答案】1【解析】三数成等比数列,设公比为⎧a = 2⎩ q = 1⎧ a3 = 8 a q + aq =4 ⎩,15.在数列 {an}中,a 1= 1 , an 3 + a n(n ∈ N *)猜想数列的通项公式为________.=3a4 3 + a 53 + a 6 3a 3a 32 数列的通项公式为 a = 3n + 2 n + 2+ = (m + n) + ⎪ = 10 + + ⎪ ≥ 10 + 2 ⋅ ⎪⎪ = 2 , n m ⎭ 8 ⎝ n m ⎭【答案】3n + 2【解析】由 an 3 + a n, a = 1 ,可得 a = 1 2 3a 1 3 + a 13 3 3= , a = = , a == ,……,∴ 猜想 3 4 2 33,本题正确结果 .n16.已知正项等比数列{a n } 满足 2a 5 + a 4 = a 3 ,若存在两项 a m , a n ,使得 8 a m a n = a 1 ,则9 1+ 的最小值 mn为__________.【答案】2【解析】Q 正项等比数列{a n } 满足 2a 5 + a 4 = a 3 ,∴ 2a 1q 4 +a 1q 3 =a 1q 2 ,整理得 2q 2 +q - 1 = 0 ,又 q > 0 ,解得 q = 12,Q 存在两项 a , a 使得 8 a ⋅ a = a ,∴ 64a 2 q m +n -2 = a 2 ,整理得 m + n = 8 ,m nmn111∴则 9 1 1 ⎛ 9 1 ⎫ 1 ⎛ m 9n ⎫ 1 ⎛ m 9n ⎫ m n 8 ⎝ m n ⎭ 8 ⎝9 1 m 9n+ 的最小值为 2,当且仅当 = 取等号,但此时 m , n ∉ N * .m n n m又 m + n = 8 ,所以只有当 m = 6 , n = 2 时,取得最小值是 2.故答案为 2.三、解答题:本大题共6 个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(10 分)已知等差数列{a n(1)求 {a}的通项公式;n}的公差不为 0, a 1= 3 ,且 a , a , a 成等比数列.2 4 7(2)求 a 2 + a 4 + a 6 + L + a 2n .【答案】(1) a n = n + 2 ;(2) n 2 + 3n .【解析】(1)Q a 2 , a 4 , a 7成等比数列,∴a42= a a ,2 7即 (a 1 + 3d )2 = (a 1 + d )(a 1 + 6d ) ,化简得 (a 1 - 3d )d = 0 ,∵公差 d ≠ 0 ,∴ a 1 = 3d ,6=n (a +a ) (2)若b= 4 { ⎪ 12 由题意得 ⎨,则 ⎨ , ⎩ 7 ⎪(a + 6d )2 = (a + d )(a + 21d )⎩ 1化简得 ⎨⎧a + 2d = 7(2)证明: b = 42n (2n + 4) n (n + 2) 2 ⎝ n n + 2 ⎭ - + - + - + L +⎪1 + - - = - ⎪ < . ⎪Q a = 3 ,∴ d = 1,∴ a = a + (n - 1)d = n + 2 .1 n1(2)由(1)知 a 2n = 2n + 2 ,故{a 2n } 是首项为 4、公差为 2 的等差数列,所以 a + a + a + L + a2 4 6 n (4 + 2n + 2)2 2n = = n 2 + 3n . 2 218.(12 分)已知公差不为零的等差数列{a n } 满足 S 5 = 35 ,且 a 2 , a 7 , a 22 成等比数列.(1)求数列{a n } 的通项公式;n nn(a - 1)(a + 3) ,且数列 b n }的前 n 项和为 T n ,求证: T < 3n 4.【答案】(1) a n = 2n + 1;(2)见详解.【解析】(1)设等差数列{a n } 的公差为 d ( d ≠ 0 ),⎧ 5 ⨯ 4⎧S = 355a + d = 35 5a 2 = a a2 221 11 ⎩2a 1 = 3d ⎧a = 3 ,解得 ⎨ 1⎩d = 2,所以 a = 3 + 2 (n -1) = 2n +1. nn nn(a -1)(a + 3) =4 11⎛1 1 ⎫ = = - ⎪ ,所以 T = n 1 ⎛ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ⎫- + - 2 ⎝ 1 3 2 4 3 5 n - 1 n + 1 n n + 2 ⎭= 1 ⎛ 1 1 1 ⎫ 3 1 ⎛ 1 1 ⎫ 3 + 2 ⎝ 2 n + 1 n + 2 ⎭ 4 2 ⎝ n + 1 n + 2 ⎭ 419.(12 分)已知数列{a n}的前 n 项和为 Sn且 S = 2a - 1 (n ∈ N * ) .n n(1)求数列{a n}的通项公式;(2)求数列{na n}的前 n 项和 T n.【答案】(1) a = 2n- 1 ;(2) T = n ⋅ 2n - 2n + 1 .nn【解析】(1)因为 S = 2a - 1 ,当 n ≥ 2 时, S = 2a - 1 ,7= 2a + 1 , n ∈ N * .+1),数列 ⎨ 15 ≤ T n < ; 即 a ∴ 数列 {a }的通项公式为 a = 2n - 1 n ∈ N * .(2n + 1)(2n + 3) 2⎝ 2n + 1 2n + 3⎪⎭ , - ⎪ + - ⎪ +⋅⋅⋅+⎪⎥ 2 ⎢⎣⎝ 3 5 ⎭ ⎝ 5 7 ⎭ ⎝ 2n + 2n + 3 ⎭⎦ 6 4n + 6整理可得 a n = 2a n -1 ,Q a = S = 2a - 1 ,解得 a = 1 ,1 111所以数列 {a n}为首项为1 ,公比为 2 的等比数列,∴a = 2n -1 .n(2)由题意可得:T = 1⨯ 20 + 2 ⨯ 21 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n ,n所以 2T = 1⨯ 21 + 2 ⨯ 22 + ⋅⋅⋅ + (n - 1)2n -1 + n ⋅ 2n ,n两式相减可得 -T = 1 + 21 + 22 + ⋅⋅⋅+ 2n -1 - n ⋅ 2n = n∴ T = n ⋅ 2n - 2n + 1 .n1 - 2n 1 - 2- n ⋅ 2n = 2n - 1 - n ⋅ 2n ,20.(12 分)已知数列{a n}满足 a 1= 1 , an +1n(1)求证数列{a n +1}是等比数列,并求数列{a n } 的通项公式;(2)设 b = log (a n 2 2n +1 ⎧ 1 ⎫ 1 1b b ⎬ 的前 n 项和 T n ,求证:6 ⎩ n n +1 ⎭.【答案】(1)证明见解析, a = 2n - 1(n ∈ N * )(2)见解析. n【解析】(1)由 an +1 = 2a n + 1 ,得 a n +1 + 1 = 2 (a + 1),n+ 1n +1 a + 1n= 2 ,且 a + 1 = 2 ,1∴ 数列 {a +1}是以 2 为首项, 2 为公比的等比数列,n∴ a + 1 = 2 ⨯ 2n -1 = 2n ,n( )nn(2)由(1)得: b = logn2(a2n +1+ 1) = log (22n +1- 1 + 1)= 2n + 1 ,2∴1b bn n +11 1 ⎛ 1 1 ⎫ = = -∴T = n1 ⎡⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫⎤ 1 1 - = - (n ∈ N * ),8又 0 < 1即 1n (2)设数列满足 b = a sin a π2的前 项和 .⎪⎩n,2 3 L 2 3 L 2 (a + 4) = S + S 2a = d + 4 d = 2 ⎪ ⎩= asin n π + ⎪ = a cos (n π ) , 2 ⎭ ⎝n +1,2n -1,⎪⎩n, 2 3 L 2 3 L a ⋅ a1 1 1 1 1 1 1≤ ,∴- ≤- < 0 ,∴ ≤ - < ,4n + 6 10 10 4n + 6 15 6 4n + 6 61≤ T < .15 621.(12 分)已知等差数列的前 项和为 ,且 是 与 的等差中项.(1)求的通项公式;n ,求n n【答案】(1)⎧⎪- (n + 2), ;(2) T = ⎨n n = 2k - 1(k = 1,,, ) n = 2k (k = 1,,, ) .⎧a = 7⎧a + 2d = 7 ⎧a = 3 【解析】(1)由条件,得 ⎨ 3 ,即 ⎨ 1 , ⎨ 1⎪715⎩1⎩,所以{a n }的通项公式是(2)由(1)知, b = a sinnn.(2n + 1)π 2n n⎛ π ⎫(1)当 n = 2k -1 (k =1,2,3,…)即 n 为奇数时, b = -a , b nnn +1= aT = -a + a - a + L + a n 1 2 3 n -1 - a = -a + (-2) n - 1= -n - 2 ;n 1(2)当 n = 2k (k =1,2,3,…):即 n 为偶数时, b = a , bnnn -1= -aT = -a + a - a +⋯- a n 1 2 3 n -1+ a = 2 ⋅ n n 2= n ,⎧⎪- (n + 2), 综上所述, T = ⎨n22.(12 分)设正项数列n = 2k - 1(k = 1,,, ) n = 2k (k = 1,,, ) .的前 n 项和为 ,已知 .(1)求证:数列 是等差数列,并求其通项公式;(2)设数列的前 n 项和为 ,且 b = 4n nn +1,若对任意 都成立,求实数 的取值范围.9(2)由(1)可得 b = 1 n (n + 1) n n + 1∴ T = 1 - ⎪ + - ⎪ + L + - ⎛ 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫1 n = 1 -= , ⎪ 2 ⎭ ⎝ 2 3 ⎭⎝ n n + 1 ⎭n + 1 n + 1⎝,即 nλ < n + (-1)n ⋅ 2 对任意⎢⎣ ⎥⎦n 恒成立,令 f (n ) = (n + 2)(n + 1)Q f (n + 1)- f (n ) = n (n + 1)- 2②当 为奇数时, λ < (n - 2)(n + 1)又 (n - 2)(n + 1)= n - - 1 ,易知:f (n ) = n - 在【答案】(1)见证明,【解析】(1)证明:∵;(2),且.,当当即时,时,有,解得 .,即.,于是,即.∵ ,∴为常数,∴数列是 为首项, 为公差的等差数列,∴.1 1= - ,nnn + 1都成立⎡ n (n + 1)+ (-1)n ⋅ 2 (n + 1)⎤⇔ λ <⎢⎥ nmin(n ∈ N *),①当 为偶数时, λ < (n + 2)(n + 1) = n + 2+ 3 ,n nn (n + 1) > 0 ,在 上为增函数,;n 恒成立,2 2 n n n为增函数,,102⨯ 4 ⨯ 3 = 0 ⎧a = -3 ⎪S 4 = 4a 1 + ⎪⎩a = a + 4d = 516 4⎩q3 (a + a + a ) = 120 ∴由①②可知:,综上所述 的取值范围为.第 7 单元 数列(提高篇)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12 小题,每小题 5 分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.记 S 为等差数列{a } 的前 n 项和.已知 S = 0 , a = 5 ,则()n n45A . a n = 2n - 5B . a n = 3n - 10C . S = 2n 2 - 8nD . S = 1n nn 2 - 2n【答案】A2.已知等比数列{a }中, a n 3 ⋅ a = 20 , a = 4 ,则 a 的值是( )13 6 10A .16B .14C .6D .5【答案】D【解析】由等比数列性质可知 a ⋅ a = a 2 = 20 ,3138由 a 6 = 4 ,得 q 4= a 2 8 = a 2620 5= ,∴ a = a q 4 = 5 ,本题正确选项 D .10 63.等比数列{a } 中, a + a + a = 30 , a + a + a = 120 ,则 a + a + a = ( )n123456789A .240B .±240C .480D .±480【答案】C【解析】设等比数列{a } 中的公比为 q ,由 a + a + a = 30 , a + a + a = 120 ,n 1 2 3 4 5 6⎧ 得 ⎨a + a + a = 301 2 31 2 3,解得 q 3 = 4 ,∴ a + a + a = q 3 (a + a + a ) = 480.7 8 9 4 5 6112 , N = 4.我国古代的《洛书》中记载着世界上最古老的一个幻方:如图,将1,2,…,9 填入3 ⨯ 3 的方格内,使三行,三列和两条对角线上的三个数字之和都等于 15.一般地,将连续的正整数1,2,3,L , n 2 填入 n ⨯ n 个方格中,使得每行,每列和两条对角线上的数字之和都相等,这个正方形叫做n 阶幻方.记 n 阶幻方的对角线上的数字之和为 N n ,如图三阶幻方的 N 3 = 15 ,那么 N 9 的值为()A .369B .321C .45D .41【答案】A【解析】根据题意可知,幻方对角线上的数成等差数列,根据等差数列的性质可知对角线的两个数相加正好等于1 + n 2,根据等差数列的求和公式 S = n (1+ n 2 ) 9 9 ⨯ (1+ 92 ) 2 = 369 ,故选 A .5.已知 1, a 1 , a 2 ,9 四个实数成等差数列,1, b 1 , b 2 , b 3 ,9 五个数成等比数列,则b 2 (a 2 - a 1 ) = ( A .8 B .-8 C .±8 D .98【答案】A)【解析】由 1, a 1 , a 2 ,9 成等差数列,得公差 d = a 2 - a 1 = 9 - 1 84 - 1 = 3 ,由 1, b , b , b ,9 成等比数列,得 b 2 = 1⨯ 9 ,∴ b = ±3 ,12322当 b = -3 时,1, b , -3 成等比数列,此时 b 2 = 1⨯ (-3) 无解,2 11所以 b = 3 ,∴ b (a - a 2 2 2 1 ) = 3 ⨯ 8= 8 .故选 A .36.已知数列{a n }是公比不为 1 的等比数列, S n为其前 n 项和,满足 a = 2 ,且16a , 9a , 2a2 1 4 7成等差数列,则 S = ()3A . 5B .6C .7D .9【答案】C【解析】数列{a n } 是公比 q 不为 l 的等比数列,满足 a 2 = 2 ,即 a 1q = 2 ,122 ⨯ 2 + 3)⨯ 2 ; 2 ⨯ 2 + 4 )⨯3 ;22- 5 =,且 A n =7n + 45a7= (10B .172C . 143A . 93【解析】因为 7 = 7 = a + a a 2a A = 13 = 7 ⨯13 + 45 = 17 1 13 2 且16a , 9a , 2a 成等差数列,得18a = 16a + 2a ,即 9a q 3 = 8a + a q 6 ,1 47417111解得 q = 2,a = 1 ,则 S = 1 3 1 - 23 1 - 2= 7 .故选 C .7.将石子摆成如图的梯形形状,称数列 5,9,14,20,L ,为“梯形数”.根据图形的构成,此数列的第 2016 项与 5 的差,即 a 2016- 5 = ()A . 2018⨯ 2014B . 2018⨯ 201C .1011⨯ 2015D .1010⨯ 2012【答案】C【解析】由已知的图形我们可以得出图形的编号与图中石子的个数之间的关系为:n =1 时, a = 2 + 3 = 11(n =2 时, a = 2 + 3 + 4 = 2…,由此我们可以推断:1 (a = 2 + 3 + L + (n + 2 ) = 1n⎡⎣2 + (n + 2)⎤⎦ ⨯ (n + 1),∴ a 1⨯ ⎡⎣2 + (2016 + 2)⎤⎦ ⨯ (2016 + 1)- 5 = 1011⨯ 2015 .故选 C .20168.已知两个等差数列{a }和 {b }的前 n 项和分别为 A 和 BnnnnB n + 3 b n 7)17D .15【答案】B771131313(a + a )1 131 13= 2 b 2b b + b 13(b + b ) B 13 + 3 2,故答案选 B .9.已知数列{ }的前 n 项和为 , , ( ),则 ( )A.32B.64C.128D.25613,∴ S B .C . 1a - 1 a - 1,n⎧B . 2019 ) =+ = + = + =2 ,1 1 + 1 + a 2a 2【答案】B【解析】由,得,又,∴- 1 n +1 S - 1n= 2 ,即数列{则∴10.数列1}是以 1 为首项,以 2 为公比的等比数列,,则 ..故选 B .满足: ,若数列 是等比数列,则 的值是()A .1 【答案】B2 D .【解析】数列为等比数列 ⇒ a- 1λa - 2上式恒成立,可知 ⎨λ =q⎩-2 = -q⇒ λ = 2 ,本题正确选项 B .11.已知函数 f (x ) =2( 1 + x 2x ∈ R ),若等比数列满足 a a1 2019= 1 ,则A .2019【答案】A ( )2 C .2D . 1 2【解析】∴ f (a )+ f (a12019,1 + a2 1 + a 2 1 + a 2 1 + a 21 2019 1 1 1为等比数列,则,14b b3B . 16 C . 115D . 2b b= = - ⎭ 数列 的前 项和 T = - + - ⎪ ⎪ , 2 ⎝ 3 5 5 72n + 1 2n + 3 ⎭ 2 ⎝ 3 2n + 3 ⎭可得 λ ≤ 12,即12.已知是公比不为 1 的等比数列,数列.满足: , , 成等比数列,c =1n2n 2n +2,若数列的前 项和对任意的恒成立,则 的最大值为( )A .115【答案】C【解析】由 , ,成等比数列得 a 2 =a a ,2 2nb n又是公比不为 1 的等比数列,设公比为 q ,则 a 2 q2b n-2 = a 2 q 2n ,整理得 b = n + 1,c =111n n2n 2n +21 1 ⎛ 1 1 ⎫ (2n + 1)(2n + 3)2 ⎝ 2n + 1 2n +3 ⎪ ,1 ⎛ 1 1 1 11 1 ⎫ 1 ⎛ 1 1 ⎫+ ⋅⋅⋅ +- = - n数列 是单调递增数列,则当 n =1 时取到最小值为1151 ,即 的最大值为,故选 C .1515,第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4 小题,每小题5 分.13.已知{a n } 是等差数列, a 2 + a 4 + a 6 + a 8 = 16 ,则 S 9 = _________.【答案】36【解析】{a n } 是等差数列, a 2 + a 4 + a 6 + a 8 = 16 , a 2 + a 8 = a 4 + a 6 = 2a 5 ,得出 a 5 = 4 ,又由 S = 9 ⋅ (a 1 + a 9 )9 = 9a = 36 .514.在数列 {a }中, a n 1= 1,an +1- a = 2n + 1 ,则数列的通项 a = ________.n n15x【答案】 n 2【解析】当 n ≥ 2 时,a = (a - a ) + (ann n -1n -1- a n -2) + (an -2- a n -3) + L + (a - a ) + (a - a ) + a ,3 2 2 1 1⇒ a = (2n - 1) + (2n - 3) + (2 n - 5) + L + 5 + 3 + 1 = n当 n = 1 , a 也适用,所以 a = n 2 .1nn (2n - 1 + 1) 2= n 2 ,15.设数列{a n } 的前 n 项和为 S n ,且 ∀n ∈ N *, a n +1a = ________.n【答案】 n - 6(n ∈ N * ) (答案不唯一)> a , S ≥ S .请写出一个满足条件的数列{a } 的通项公式n n 6 n【解析】 ∀n ∈ N * , a n +1> a ,则数列{a } 是递增的, ∀n ∈ N * , S ≥ S ,即 S 最小,n n n 6 6只要前 6 项均为负数,或前 5 项为负数,第 6 项为 0,即可,所以,满足条件的数列{a n } 的一个通项公式 a n = n - 6(n ∈ N * ) (答案不唯一).16.已知函数 f ( x ) = x 2 cosπx2,数列 {a }中, a = f (n )+ f (n + 1)(n ∈ N * ) ,则数列{a }的n n n前 40 项之和 S 40 = __________.【答案】1680【解析】函数 f (x ) = x 2 cos π 2且数列 {a }中, a = f (n )+ f (n +1),n n可得 a = f (1)+ f (2) = 0 - 4 = -4 ; a = f (2)+ f (3) = -4 + 0 = -4 ;12a = f (3)+ f (4) = 0 +16 = 16 ; a = f (4)+ f (5) = 16 ;3 4a = f (5)+ f (6) = 0 - 36 = -36 ; a = f (6)+ f (7) = -36 ;…,5 6可得数列 {a n 即有数列 {a n}为 -4 , -4 , 16 ,16 , -36 , -36 , 64 , 64 , -100 , -100 ,…, }的前 40 项之和:S = (-4 - 4 +16 +16)+ (-36 - 36 + 64 + 64)+ (-100 -100 +144 +144)+ 40⋅⋅⋅+ (-1444 -1444 +1600 +1600) = 24 + 56 + 88 +⋅⋅⋅+ 31216= ⨯10 ⨯ (24 + 312 ) = 1680 , ( a b a 1 - 22n 2 + n (n ∈ N * ).2 2 222212本题正确结果1680 .三、解答题:本大题共6 个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.10 分)已知数列{a n}是等比数列,数列 {b }是等差数列,且满足: n 1= b = 1 , + b = 4a , - 3b = -5 .1 2 3 2 3 2(1)求数列{a n }和 {b }的通项公式;n(2)设 c n = a n + b n ,求数列 {c n}的前 n 项和 S n .【答案】(1) a = 2n -1 , n ∈ N * , b = 2n - 1,n ∈ N * ;(2) S = 2n + n 2 - 1 .nn n【解析】(1)设 {an}的公比为 q , {b }的公差为 d ,由题意 q > 0 ,n⎧(1+ d ) + (1+ 2d ) = 4q ⎧-4q + 3d = -2由已知,有 ⎨ ,即 ⎨⎩q 2 - 3(1+ d ) = -5 ⎩ q 2 - 3d = -2⇒ q 2 - 4q + 4 = 0 ⇒ d = q = 2 ,所以 {a n }的通项公式为 an= 2n -1 , n ∈ N * , {b }的通项公式为 b = 2n - 1,n ∈ N * .n n(2) c = a + b = 2n -1 + 2n - 1 ,分组求和,分别根据等比数列求和公式与等差数列求和公式得到nnn1 - 2nn (1+ 2n - 1)S =+= 2n + n 2 - 1 .n18.(12 分)己知数列{a }的前 n 项和为 S n(1)求 {a}的通项公式;nn且 S = n 1 12 2(2)设 b n =1a an n +1,求数列 {b n}的前 100 项和.【答案】(1) a n = n ;(2) T100 =100 101.【解析】(1)当 n ≥ 2 时, S =n两式相减得 a n = S n - S n -1 = n , n 2 + n , S = (n - 1)2 + (n - 1)= n 2 + n- n ,17当 n =1时, a = S = + = 1,满足 a = n ,\ a = n . 2 2骣 1 骣 1 骣1 1 1 1 1001 - + - +L + - +2 = - , n +1 =2 n∈ N * ). ⎧⎬(2)若数列{b }满足: ba + 1 3n4 4 == 3 +n⎩ a n +1⎭a + 1 = 3n ,所以 a =1 - 1 . 3n ( )⇒ S = 2n - 144(2)令 b = 2n + 1,求数列 {b }的前 n 项和 T 及 T 的最小值.a + 2 nn1 11 1 n n(2)由(1)可知 b n =1 1 1= - ,n (n + 1) n n + 1所以数列 {b n}的前 100 项和 T100= b +b +?1 2b100= 琪 琪 琪 琪 - = 1 - = .桫 2桫 3 ? 99 100100 101 101 10119.(12 分)已知数列{a }满足: a n 1 3a -2a n - 3 ( 3a + 4 n(1)证明数列 ⎨ 1 ⎫ 为等差数列,并求数列{a n }的通项公式;⎩ a n + 1⎭nn =3n (n ∈ N * ),求 {b }的前 n 项和 S . nn n【答案】(1)证明见解析, a = n1 2n - 1 9- 1;(2) S = ⨯ 3n +2 + .n【解析】(1)因为 an +1+ 1 = -2a - 3 a + 1 1 3a + 4 1 n + 1 = n ,所以 , 3a + 4 3a + 4 a + 1 a a + 1 n n n +1 n +1 n⎧ 1 ⎫所以 ⎨ ⎬ 是首项为 3,公差为 3 的等差数列,所以n1 n(2)由(1)可知: a =n 1 3n- 1,所以由 b = n 3n a + 1 nn ∈ N * ⇒ b = n ⋅ 3n +1 , nS = 1 ⨯ 32 + 2 ⨯ 33 + L + (n - 1) ⨯ 3n + n ⨯ 3n +1 ①;n3S = 1 ⨯ 33 + 2 ⨯ 34 + L + (n - 1) ⨯ 3n +1 + n ⨯ 3n +2 ②,n①-②得 -2S = 32 + 33 + L + 3n +1 - n ⨯ 3n +2 = n 32 (3n - 1)3 - 1 - n ⨯ 3n +2n9⨯ 3n +2+ .20.(12 分)已知数列{a n}的前 n 项和为 Sn,且 S n = 2a n - 2n -1 .(1)求数列{a n}的通项公式;n nn185 ⨯ 2n -1 (2)Q b = 2n + 1 1 1 1 ⎛ 3 5 7 2n + 1 ⎫ ,则 T n = ⎪ , a + 2 52n -1 5 ⎝ 20 21 22 2n -1 ⎭ T = ⎪ 两式作差得 1 - T = ⨯ ⎢3 + ⎛ 1 ⎫ 1 ⎡ ⎛ 2 2 2 ⎫ 2n + 1⎤ 2n + 5 + +⋅⋅⋅+ - = 1 -2n ⎥⎦ ⎝ 2 ⎭ n 5 ⎣21 22 2n -1 ⎭ 5 ⨯ 2n 5 ⨯ 2n -1 5 ⨯ 2n 5 ⨯ 2n -1 5 ⨯ 2n 5 ⎧( ⎧ n - 1)2n + , n 是奇数 3 - 3n ⎪b n = 2 2 , n 是奇数2 , b = ⎨ ;(2) T = ⎨ .3n ⎪(n - 1)2n + 1 + , n 是偶数 n -2 ⎪b = 2 2 , n 是偶数n n【答案】(1)a = 5 ⨯ 2n -1- 2 (n ∈ N *);(2) T = 2 - 2n +5 3,最小值 . 5【解析】(1)当 n =1 时, a 1 = S 1 = 2a 1 - 2 - 1 ,解得 a 1 = 3 ,当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n -1 = 2a n - 2a n -1 - 2 ,解得 a n = 2 a n -1 + 2 .则 a + 2 = 2 (an n -1+ 2),故 {a n + 2}是首项为 a 1 + 2 = 5 ,公比为 2 的等比数列,∴ a = 5 ⨯ 2n -1 - 2 (n ∈ N * ). n = ⨯ (2n + 1)⨯ + + + ⋅⋅⋅ +nn1 1 ⎛2 n 5 ⎝3 5 7 2n - 1 2n + 1 ⎫+ + + ⋅⋅⋅ + +21 22 23 2n -1 2n ⎭⎪ ⎪⎝,所以 T = 2 - n 2n + 5 5 ⨯ 2n -1,2n + 5 2n + 7 2n + 5 -2n - 3令 c = ,有 c - c =- = < 0 ,对 n ∈ N * 恒成立, n n +1 n则数列{c n }是递减数列,故{T n } 为递增数列,则 (T n )min 3= T = . 121.(12 分)已知正项数列且.的前 项和为 ,且 , ,数列 满足 ,(1)求数列(2)令【答案】(1), 的通项公式;,求数列 的前 项和 .n +1 ⎪⎪ n n⎩ n ⎪⎩ 2【解析】(1)当时, ,即 ,,19⎧⎪S + S = a 2 由 ⎨ ,可得= a 2 (n ≥ 2) ,⎪⎩ n由 ⎨ 两式相除,得 n +1 = 2 (n ≥ 2 ),⎧b b = 2n b⎪⎩b n -1b n = 2n -1 (n ≥ 2)综上:b = ⎨ n ⎪b = 2 n -22 , n 是偶数 ⎩ ⎧ 3n ⎪⎪ 2 , 的前 项和为 B ,∴ B = ⎨ , -3n + 1 ⎪ , n 是奇数 ⎧(n - 1)2n + , n 是奇数 ⎪⎪ 2综上: T = ⎨ .3n ⎪(n - 1)2n + 1 + , n 是偶数n +1 n n +1 S + S n -1 n即,又是公差为 ,首项为 的等差数列,,由题意得:,n n +1 b n -1是奇数时,是公比是 ,首项 的等比数列,∴ b = 2nn +1 2 ,同理 是偶数时是公比是 ,首项的等比数列,∴ b = 2nn -2 2 ,n ⎧ n +1⎪b = 2 2 , n 是奇数n.(2)令,即 ,⎧⎪ A = 1⋅ 20 + 2 ⋅ 21 + 3 ⋅ 22 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n -1的前 项和为 ,则 ⎨ n⎪⎩2 A n = 1⋅ 21 + 2 ⋅ 22 + 3 ⋅ 23 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n,两式相减得 - A = 20 + 21 + 22 + 2n -1 - n ⋅ 2n = n,1 - 2n 1 - 2- n ⋅ 2n ,令n n⎪⎩ 2n 是偶数3 - 3nn⎪⎩ 220ln 22 ln 32 ln n 2 (n - 1)(2n + 1) (当 x ≥ a 时, f '( x ) = 1 - = ,此时要考虑 a 与 1 的大小.(2)由(1)可知当 a = 1 , x > 1 时, x -1 - ln x > 0 ,即 ln x > 1 - x ,所以 ln x = n - 1 - = n - 1 - - ⎪ < n - 1 - + + L + ⎝ 2 n 2 ⎭ ⎝ 2 ⨯ 3 3 ⨯ 4 n(n + 1) ⎭ 1 ⎫ n - 1 = (n - 1) - n + 1 ⎭ 2(n + 1) ⎛ 122.(12 分)已知函数 f ( x ) =| x - a | - ln x(a > 0) .(1)讨论 f ( x ) 的单调性;(2)比较 + +⋯+ 与 的大小 n ∈ N * 且 n > 2) ,并证明你的结论.22 32 n 2 2(n + 1)【答案】(1)见解析;(2)见解析.⎧ x - ln x - a, 【解析】(1)函数 f ( x ) 可化为 f ( x ) = ⎨⎩a - x - ln x,x ≥ a0 < x < a ,当 0 < x < a 时, f '( x ) = -1 - 1 x< 0 ,从而 f ( x ) 在 (0, a) 上总是递减的,1 x - 1x x①若 a ≥ 1 ,则 f '( x ) ≥ 0 ,故 f ( x ) 在 [a, +∞ ) 上递增;②若 0 < a < 1 ,则当 a ≤ x < 1 时, f '( x ) < 0 ;当 x > 1 时, f '( x ) > 0 ,故 f ( x ) 在 [a,1) 上递减,在 (1, +∞) 上递增,而 f ( x ) 在 x = a 处连续,所以当 a ≥ 1 时, f ( x ) 在 (0, a) 上递减,在[a, +∞ ) 上递增;当 0 < a < 1 时, f ( x ) 在 (0,1) 上递减,在[1, +∞ ) 上递增.1< 1 - .x x所以 ln 22 ln 32 ln n 2 1 1 1+ + L + < 1 - + 1 - + L 1 -22 32 n 2 22 32 n 2⎛ 1 1 + ⎝ 22 32 + L + 1 ⎫ 1 1 ⎫ ⎛ 1 ⎪ ⎪2n 2 - 2 - n + 1 (n - 1)(2n + 1) = = .2(n + 1) 2(n + 1)21。

【全国1卷】【个题分析】(理科17)2020年高考全国Ⅲ卷数列题的研究

【全国1卷】【个题分析】(理科17)2020年高考全国Ⅲ卷数列题的研究

不仅仅只有错位相减法, 还有裂项相消法和待定系数法等方
法, 这体现了数学问题和方法的多样性, 掌握多种方法为我
们解题拓宽了新的思路, 也对培养和提高数学思维能力和数
学素养有很大的帮助.
(3) 近几年全国卷高考的解答题中, 数列大多以基础题
的形式出现. 主要是对基础知识, 基本技能, 基本思想和基本
活动经验的考查, 对这类问题我们要做到不丢分. 所以在平时
能够记住差比数列的前项和的形式才能够进行求解, 体现了
函数与方程的思想在解题中的应用. 而且此公式在教材中没有
给出, 所以不建议考生在解答题中直接应用, 但是可以借助
这个形式对自己的求解的结果做一个检验. 本题也可以由 SnSn-1=(2n+1)2n 列出方程组进行求解.
四、 归纳总结
(1) 数列通项公式是数列的核心内容之一, 构造法是求数
f(n+1)与 f(n)的差的形式的数列求和问题都可以用裂项相消
法. 用裂项相消法求差比数列的和时, 只需要用待定系数法把
通项公式裂成 f(n+1)-f(n)的形式即可 (其中 f(n)=(kn+b)qn).
此解法的优点在于运算量小, 准确率高, 但是需要考生能够
掌握差比数列通项公式裂项的技巧, 这个需要经过一定训练
(2) 数列求和的常用方法有公式求和法, 分组求和法, 裂
项相消法, 错位相减法, 并项求和法, 倒序相加法, 待定系
数法等. 在平时的学习中, 对数列求和的这些方法, 我们不仅
要知道它们适用的范围, 更应该知道这些方法所蕴含的数学
思想方法, 学法而不拘泥于法, 才能够在解题过程中做到融
会贯通, 得心应手. 从上述例题我们发现差比数列的求和问题
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1 2 1 1 于是(a2- ) -a2(a2- )-a2=0,解得 a1= . 2 2 6 2 (2)由题设(Sn-1) -an(Sn-1)-an=0, 2 即 Sn -2Sn+1-anSn=0. 当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1,代入上式得 Sn-1Sn-2Sn+1=0 ① 1 1 1 2 由(1)知 S1=a1= ,S2=a1+a2= + = . 2 2 6 3 3 由①可得 S3= . 4 由此猜想 Sn=
1 . 3
故数列 {an } 的通项式为 an
1 . 3n
(2) bn log3 a1 2 ... n)

n(n 1) 2
1 2 1 1 2( ) bn n(n 1) n n 1
1 1 1 1 1 1 1 1 2n ... 2((1 ) ( ) ... ( )) b1 b2 bn 2 2 3 n n 1 n 1
18. 等 比 数 列 { an } 的 前 n 项 和 为 Sn , 已 知 对 任 意 的 n N , 点 (n ,Sn ) , 均 在 函 数

y b x r (b 0 且 b 1, b, r 均为常数)的图像上.
(1)求 r 的值; ( 2 )当 b=2 时,记 bn 2(log2 an 1)(n N ) ,证明:对任意的 n N
(3)∵ cn
an an 1 n(n 1)2 n1
n 2n (n 1) 2n 1 n2 n 1 2n 1 1 1 1 2 1 2 n ( n 1 n 2 ) 1 n 1 n2 n(n 1) 2 (2 1)(2 1) 2 2 1 2 1
n 1 14.已知数列 an 的前 n 项和 S n an ( ) 2 ( n 为正整数).
1 2
(1)令 bn 2n an ,求证:数列 bn 是等差数列,并求数列 an 的通项公式; (2)令 cn
n 1 an , Tn c1 c2 ........ cn 试比较 Tn 与 3 的大小,并予以证明。 n
1 2a n an 1 ( ) n 1 , 即2n an 2n 1 an 1 1 . 2
bn 2n an ,bn bn1 1,即当n 2时,bn bn1 1 .
又 b1 2a1 1,数列 bn 是首项和公差均为 1 的等差数列. 于是 bn 1 ( n 1) 1 n 2 an , an
1 1 1 , , ,成等比数列. a1 a 2 a 4
(1)求数列 {an } 的通项公式及 Sn . (2)记 An
1 1 1 1 1 1 1 1 , Bn ,当 n 2 时,试比 S1 S2 S3 Sn a1 a2 a2 2 a2n
较 An 与 Bn 的大小.
n
.

n . 2n
(2)由(1)得 cn
n 1 1 an (n 1)( ) n ,所以 n 2
1 1 1 1 Tn 2 3 ( ) 2 4 ( )3 K ( n 1)( ) n 2 2 2 2 1 1 1 1 1 Tn 2 ( ) 2 3 ( )3 4 ( ) 4 K (n 1)( ) n 1 2 2 2 2 2
15.数列 {an } 中, a1 1,3an an1 an an1 0(n 2) . (1)求数列 {an } 的通项; (2)若 an
1 对任意 n 2 的整数恒成立,求实数 的取值范围; an 1
2 an , {bn } 的前 n 项和为 Tn ,求证: Tn ( 3n 1 1) . 3
1 1 1 1 1 1 2n1 ( n 3 ) ( n 2 ) n 2 0, 2 5 2 1 2 5 2 1 (2 1)(2n3 1)
∴ Tn Tn1 , 故数列{ Tn }是单调递增数列,
∴ Tn T1
1 1 1 2 ( ) . 2 5 9 45

,不等式
b 1 b1 1 b2 1 · · · · · · ·n n 1 成立. b1 b2 bn
参考答案
一、选择题 1.C 2.A 3.A 二、填空题 6. n 4.B 5.B
7. an
n 1 5, 2n 1, n 2
8. 2
n 1
1
9.-2
10.3
n 2 7n A. 4 4
n 2 5n B. 3 3
n 2 3n C. 2 4
D. n n
2
4.数列 an 的首项为 3, {bn } 为等差数列且 bn an1 an (n N *) .若则 b3 2, b10 12 , 则 a8 ( )
A.0 B.3 C.8 D.11 5.一个正整数数表如右(表中下一行中的数 的个数是上一行中数的个数的 2 倍)则第 8 行的第 5 个数是 A.68 B.132 C.133 D.260 二、填空题 6.已知数列{ an }中, a1 1 ,若 an 1 an
2
13.在数列 {an } 中,已知 a1 (1)求 b1 , c1 的值;
an an 1 2(n 1)an 2 n . , an1 , bn 2 , cn n(n 1)2n1 5 2an n an
(2)求证数列 {bn } 是等比数列,并求数列 {an } 的通项公式; (3)求数列 {cn } 前 n 项和 Tn ,并求 Tn 的最小值.
n
n+1
,n=1,2,3,„.
下面用数学归纳法证明这个结论. (i)n=1 时已知结论成立. (ii)假设 n=k 时结论成立,即 Sk=
k , k+ 1
1 k+1 当 n=k+1 时,由①得 Sk+1= ,即 Sk+1= , 2-Sk k+2 故 n=k+1 时结论也成立. 综上,由(i)、(ii)可知 Sn= 对所有正整数 n 都成立. n+1 n n-1 1 于是当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1= - = , n+1 n n(n+1) 1 1 又 n=1 时,a1= = ,所以 2 1×2 1 (n N *) . {an}的通项公式 an= , n(n+1)
n
13.解: (1) b1
1 5 1 2 2 , a1 2 2
2 4 4a1 5 8, ∵ a2 2a1 1 2 2 1 9 5
2 8 a1 a2 5 9 2 ∴ c1 2 22 8 45
(2)证明:由 an 1
2(n 1)an n 1 2an n , 2an n an1 2an
(3)设数列 bn
16.设数列 {an } 满足 a1 0 且
1 1 1. 1 an1 1 an
(1)求 {an } 的通项公式; (2)设 bn
1 an1 n
,记 S n
b
k 1
n
k
,证明: Sn 1 .
17. 已知公差不为 0 的等差数列 {an } 的首项 a1 为 a(a R) , 设数列的前 n 项和为 Sn ,且
高三理科数学
数列
一、选择题 1.已知等差数列{an}满足 a2+a4=4,a3+a5=10,则它的前 10 项的和 S10= A.138 B.135 C.95 D.23 2.若 {an } 为等比数列,且 a1a100=64,则 log2a1+log2a2+log2a3+„+log2a100= A.200 B.300 C.400 D.500 3.设 an 是公差不为 0 的等差数列, a1 2 且 a1 , a3 , a6 成等比数列,则 an 的前 n 项和 Sn =
5 n (当n为偶数) 2 Sn 5 n 1 (当n为奇数) 2 2
1 . 9
三、解答题 11.解: (1)设数列 {an } 的公比为 q,由 a32 9a2 a6 得 a3 9a4 q
3 2 2
由条件可知 q 0 ,故 q
1 . 3
由 2a1 3a2 1得 2a1 3a1q 1 ,所以 a1
∴ Tn 的最小值是
2 . 45
1 2
14 解: (1)在 S n an ( )
1 2
n 1
2 中,令 n=1,可得 S1 an 1 2 a1 ,即 a1
1 2 1 2
n2 an Sn Sn 1 an an 1 ( ) n 1 , 当 n 2 时, Sn 1 an 1 ( ) 2,
由①-②得 Tn 1 ( ) ( ) K ( ) ( n 1)( )
2 3 n
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
n 1
1 1 [1 ( ) n 1 ] 1 3 n3 2 1 4 (n 1)( ) n 1 n 1 1 2 2 2 1 2 n3 Tn 3 n 2
∴ Tn c1 c2 c3 cn
1 1 1 1 1 1 1 [( 2 3 )( 3 4 ) ( n 1 n 2 )] 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1
1 1 1 ( n2 ) . 2 5 2 1

∵ Tn1 Tn
2
(1)求数列 {an } 的通项公式; (2)设 bn log3 a1 log3 a2 log3 an ,求数列 {
1 } 的前 n 项和. bn
12.设数列{an}的前 n 项和为 Sn,且方程 x -anx-an=0 有一根为 Sn-1,n=1,2,3,„. (1)求 a1,a2; (2) {an}的通项公式.
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