2019年高中数学(理)高考真题和模拟题分项汇编专题08 数列(解析版)
2019年高考理数——数列(解答)

2019年高考理数——数列1.(19全国二理19.(12分))已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,1434n n n a a b +-=+,1434n n n b b a +-=-. (1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n –b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.2.(19北京理(20)(本小题13分))已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1<i 2<…<i m ),若12m i i i a a a <<⋅⋅⋅<,则称新数列12m i i i a a a ⋅⋅⋅,,,为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.(Ⅰ)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列;(Ⅱ)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q 的递增子列的末项的最小值为0n a .若p <q ,求证:0m a <0n a ;(Ⅲ)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s –1,且长度为s 末项为2s –1的递增子列恰有2s -1个(s =1,2,…),求数列{a n }的通项公式.3.(19天津理19.(本小题满分14分))设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列.已知1122334,622,24a b b a b a ===-=+,.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)设数列{}n c 满足111,22,2,1,,k k n kk c n c b n +=⎧<<=⎨=⎩其中*k ∈N . (i )求数列(){}221n n a c -的通项公式; (ii )求()2*1ni ii a c n =∈∑N .4. (19浙江20.(本小题满分15分))设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每个12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.(1)求数列{},{}n n a b 的通项公式; (2)记,n c n *=∈N证明:12+.n c c c n *++<∈N L5.(19江苏20.(本小满分16分))定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”.(1)已知等比数列{a n }*()n ∈N 满足:245324,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M -数列”;(2)已知数列{b n }*()n ∈N 满足:111221,n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n 项和.①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数,若存在“M -数列”{c n }*()n ∈N ,对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有1k k k c b c +剟成立,求m 的最大值.参考答案:1.解:(1)由题设得114()2()n n n n a b a b +++=+,即111()2n n n n a b a b +++=+. 又因为a 1+b 1=l ,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a 1–b 1=l ,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 =+--=-+.2.解:(Ⅰ)1,3,5,6.(答案不唯一)(Ⅱ)设长度为q 末项为0n a 的一个递增子列为1210,,,,q r r r n a a a a -L . 由p <q ,得10p q r r n a a a -≤<.因为{}n a 的长度为p 的递增子列末项的最小值为0m a , 又12,,,p r r r a a a L 是{}n a 的长度为p 的递增子列, 所以0p m r a a ≤. 所以00m n a a <·(Ⅲ)由题设知,所有正奇数都是{}n a 中的项.先证明:若2m 是{}n a 中的项,则2m 必排在2m −1之前(m 为正整数). 假设2m 排在2m −1之后.设121,,,,21m p p p a a a m --L 是数列{}n a 的长度为m 末项为2m −1的递增子列,则121,,,,21,2m p p p a a a m m --L 是数列{}n a 的长度为m +1末项为2m 的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{}n a 中的项.假设存在正偶数不是{}n a 中的项,设不在{}n a 中的最小的正偶数为2m .因为2k 排在2k −1之前(k =1,2,…,m −1),所以2k 和21k -不可能在{}n a 的同一个递增子列中.又{}n a 中不超过2m +1的数为1,2,…,2m −2,2m −1,2m +1,所以{}n a 的长度为m +1且末项为2m +1的递增子列个数至多为1(1)22221122m mm --⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<L 1442443个. 与已知矛盾.最后证明:2m 排在2m −3之后(m ≥2为整数).假设存在2m (m ≥2),使得2m 排在2m −3之前,则{}n a 的长度为m +1且末项为2m +l 的递增子列的个数小于2m .与已知矛盾.综上,数列{}n a 只可能为2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…. 经验证,数列2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…符合条件. 所以1,1,n n n a n n +⎧=⎨-⎩为奇数,为偶数.3.(Ⅰ)解:设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q .依题意得2662,6124,q d q d =+⎧⎨=+⎩解得3,2,d q =⎧⎨=⎩故14(1)331,6232n nn n a n n b -=+-⨯=+=⨯=⨯. 所以,{}n a 的通项公式为{}31,n n a n b =+的通项公式为32n n b =⨯.(Ⅱ)(i )解:()()()()22211321321941n n n n n n n a c a b -=-=⨯+⨯-=⨯-. 所以,数列(){}221n n a c -的通项公式为()221941n n n a c -=⨯-. (ii )解:()()22221111211n n niini iiiiii i i i a c a a c a a c====⎡⎤=+-=+⎣⎦-∑∑∑∑()()12212439412n n n ni i =⎛⎫- ⎪=⨯+⨯+⨯- ⎪⎝⎭∑()()2114143252914n n n n ---=⨯+⨯+⨯--()211*2725212n n n n --=⨯+⨯--∈N .4.(1)设数列{}n a 的公差为d ,由题意得11124,333a d a d a d +=+=+,解得10,2a d ==.从而*22,n a n n =-∈N .所以2*n S n n n =-∈N ,,由12,,n n n n n n S b S b S b +++++成等比数列得()()()212n n n n n n S b S b S b +++=++.解得()2121n n n n b S S S d++=-.所以2*,n b n n n =+∈N . (2)*n c n ===∈N . 我们用数学归纳法证明.(i )当n =1时,c 1=0<2,不等式成立;(ii )假设()*n k k =∈N时不等式成立,即12k c c c +++<L 那么,当1n k =+时,121k k c c c c +++++<<L <==.即当1n k =+时不等式也成立.根据(i )和(ii),不等式12n c c c +++<L 对任意*n ∈N 成立.5.解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由245321440a a a a a a =⎧⎨-+=⎩,得244112111440a q a q a q a q a ⎧=⎨-+=⎩,解得112a q =⎧⎨=⎩.因此数列{}n a 为“M —数列”.(2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠. 由1111,b S b ==,得212211b =-,则22b =. 由1122n n n S b b +=-,得112()n n n n n b b S b b ++=-, 当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()()111122n n n nn n n n n b b b b b b b b b +-+-=---,整理得112n n n b b b +-+=.所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ()*n ∈N .②由①知,b k =k ,*k ∈N .因为数列{c n }为“M –数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0.因为c k ≤b k ≤c k +1,所以1k kq k q -≤≤,其中k =1,2,3,…,m .当k =1时,有q ≥1; 当k =2,3,…,m 时,有ln ln ln 1k kq k k ≤≤-. 设f (x )=ln (1)x x x >,则21ln ()xf 'x x -=. 令()0f 'x =,得x =e.列表如下:x (1,e)e (e ,+∞) ()f 'x+0 –f (x )极大值因为ln 2ln8ln 9ln 32663=<=,所以max ln 3()(3)3f k f ==. 取33q =k =1,2,3,4,5时,ln ln kq k…,即k k q ≤,经检验知1k qk -≤也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216, 所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6. 综上,所求m 的最大值为5.。
专题08-1立体几何问题第一季-2019年领军高考数学(理)压轴题必刷题(解析版)

专题08-1立体几何问题第一季1.正三棱柱中,所有棱长均为2,点分别为棱的中点,若过点作一截面,则截面的周长为()A.B.C.D.【答案】B【解析】在正三棱柱中,延长和交于点M,连接,交于点,分别连接,则过点的截面为四边形,如图所示,由,可得,由,则,解得,则,在直角中,,则,在直角中,,则,在直角中,,则,在中,,由余弦定理可得,即,所以截面的周长为,故选B.2.设正方体的棱长为,为的中点,为直线上一点,为平面内一点,则,两点间距离的最小值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】结合题意,绘制图形结合题意可知OE是三角形中位线,题目计算距离最短,即求OE与两平行线的距离,,所以距离d,结合三角形面积计算公式可得,解得,故选B。
3.如图,在棱长为2的正方体中,分别是棱的中点,是底面内一动点,若直线与平面不存在公共点,则三角形的面积的最小值为A.B.1 C.D.【答案】C【解析】延展平面,可得截面,其中分别是所在棱的中点,直线与平面不存在公共点,所以平面,由中位线定理可得,在平面内,在平面外,所以平面,因为与在平面内相交,所以平面平面,所以在上时,直线与平面不存在公共点,因为与垂直,所以与重合时最小,此时,三角形的面积最小,最小值为,故选C.4.已知四面体,,则该四面体外接球的半径为()学科_网A.1 B.C.D.【答案】B【解析】设为的中点,由于三角形为直角三角形,故其外心为点,则球心在点的正上方,设球心为,作出图像如下图所示.其中,.由余弦定理得,.设外接球的半径为.在三角形中,由勾股定理得①.在三角形中,由余弦定理得②.在三角形中,由余弦定理可知,由于,则,所以,所以③.联立①②③可得.故选B.5.如图,在三棱锥A-BCD中,平面ABC⊥平面BCD,△BAC与△BCD均为等腰直角三角形,且∠BAC=∠BCD=90°,BC=2,点P是线段AB上的动点,若线段CD上存在点Q,使得异面直线PQ与AC成30°的角,则线段P A长的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】以C为原点,CD为轴,CB为轴,过C作平面BCD的垂线为轴,建立空间直角坐标系,则,设,则,6.已知在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BC=2,CC1=3,长方体每条棱所在直线与过点C1的平面α所成的角都相等,则直线AC与平面α所成角的余弦值为()A.或1 B.或0 C.或0 D.或1【答案】A在直角△EGC1中,,GC1=2,,∴sin.∴直线AC与平面α所成角的余弦值为1,,故选:A.7.已知直三棱柱中的底面为等腰直角三角形,,点,分别是边,上动点,若直线平面,点为线段的中点,则点的轨迹为A.双曲线的一支(一部分)B.圆弧(一部分)C.线段(去掉一个端点)D.抛物线的一部分【答案】C【解析】如图作平面PQRK∥平面BCC1B1,可得到点M,N为平面PQRK与边,的交点,取MN的中点D,由对称性可知,在梯形NQRM中,D到底面ABC的距离DF始终为三棱柱高的一半,故Q落在到底面ABC距离为三棱柱高的一半的平面上,且与底面ABC平行.又D在底面的投影F始终在底面BC的高线AE上,即Q落在过底面BC的高线且与底面垂直的平面上,所以Q在两个面的交线上,又只能落在柱体内,故为线段OH,又直线平面,所以去掉O点,故选C.8.已知点在同一个球面上,,若四面体体积的最大值为10,则这个球的表面积是A.B.C.D.【答案】B【解析】由,可知,则球心在过中点与面垂直的直线上,因为面积为定值,所以高最大时体积最大,根据球的几何性质可得,当过球心时体积最大,因为四面体的最大体积为10,所以,可得,在中,,,得,球的表面积为,故选B.学科_网9.已知过球面上三点、、的截面到球心距离等于球半径的一半,且,,则球面面积为()A.B.C.D.【答案】C10.有四根长都为2的直铁条,若再选两根长都为的直铁条,使这六根铁条端点处相连能够焊接成一个对棱相等的三棱锥形的铁架,则此三棱锥体积的取值范围是A.B.C.D.【答案】B【解析】构成三棱锥的两条对角线长为a,其他各边长为2,如图所示,AD=BC=a,此时0<a<2.取BC中点为E,连接AE,DE,易得:BC⊥平面ADE,∴,当且仅当4即时,等号成立,∴此三棱锥体积的取值范围是故选:11.已知正三棱锥P—ABC(顶点在底面的射影是底面正三角形的中心)的侧面是顶角为30°腰长为2的等腰三角形,若过A的截面与棱PB,PC分别交于点D和点E,则截面△ADE周长的最小值是()A.B.2C.D.2【答案】D【解析】将三棱锥的侧面展开,如图则将求截面周长的最小值,转化成计算的最短距离,结合题意可知=,,所以,故周长最小值为,故选D.12.过棱长为1的正方体的一条体对角线作截面,则截得正方体的截面面积的最小值是A.1 B.C.D.【答案】D【解析】如图:在正方体中,取的中点,连接,过的平面截得正方体的截面中,当截面为菱形时,截面面积最小,,故选D.学_科网13.已知球是正三棱锥(底面为正三角形,顶点在底面的射影为底面中心)的外接球,,,点在线段上,且,过点作球的截面,则所得截面圆面积的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】画出图象如下图所示,其中是球心,是等边三角形的中心.根据等边三角形中心的性质有,,设球的半径为,在三角形中,由勾股定理得,即,解得,故最大的截面面积为.在三角形中,,由余弦定理得.在三角形中,,过且垂直的截面圆的半径,故最小的截面面积为.综上所述,本小题选B.14.正三棱锥的底面边长为,高为,它在六条棱处的六个二面角(侧面与侧面或者侧面与底面)之和记为,则在从小到大的变化过程中,的变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大【答案】D15.已知中,,,将绕BC旋转得,当直线PC与平面P AB所成角的正弦值为时,P、A两点间的距离是()A.2 B.4 C.D.【答案】C【解析】画出图像如下图所示.设是的中点,则,过作交于,连接.由于,所以平面,所以,故平面,所以,结合,证得平面.故是直线与平面所成的角.故,.设,则,在直角三角形中,利用面积公式有,解得,即,故,.16.如图,在△ABC中,∠C=90°,PA⊥平面ABC,AE⊥PB于E,AF⊥PC于F,AP=AB=2,∠EAF=α,当α变化时,则三棱锥P﹣AEF体积的最大值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】在中,,,底面,得,平面,可得,平面,平面,且面,三棱锥的高为定值,平面平面,中,,,∴当,即时,有最大值为,此时,三棱锥的体积的最大值为,故选C.17.如图所示,四边形ABCD为边长为2的菱形,∠B=60°,点E,F分别在边BC,AB上运动(不含端点),且EF//AC,沿EF把平面BEF折起,使平面BEF⊥底面ECDAF,当五棱锥B-ECDAF的体积最大时,EF的长为()A.1 B.C.D.【答案】B【解析】由可知三角形为等边三角形,设,等边三角形的高为,面积为,所以五边形的面积为,故五棱锥的体积为.令,解得,且当时,单调递增,时,单调递减,故在时取得极大值也即是最大值.故选B. 18.正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,平面A1B1C1D1内的一动点P,满足到点A1的距离与到线段C1D1的距离相等,则线段PA长度的最小值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】如图,以A1D1的中点为原点,以A1D1为x轴建立如图所示的空间直角坐标系,则.由于动点P到点A1的距离与到线段C1D1的距离相等,所以点P在以点A1为焦点、以C1D1为准线的抛物线上.由题意得,在平面内,抛物线的方程为,设点P的坐标为,则,所以,又,所以当时,有最小值,且.故选C.19.如图,设梯形所在平面与矩形所在平面相交于,若,,,则下列二面角的平面角大小为定值的是( )A.B.C.D.【答案】D【解析】如图,在等腰梯形中,过作于,作于,连接,在梯形中,由,可得,由三角形直角三角形,且,可得,则,,即,则平面,为二面角的平面角,同理可得为二面角的平面角,平面平面,则二面角的平面角为,与均为等腰三角形,,,,即二面角为,故选D.20.如图,已知三棱锥,记二面角的平面角为,直线与平面所成的角为,直线与所成的角为,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】不妨设三棱锥D-ABC是棱长为2的正四面体,取AB中点E,DC中点M,AC中点M,连结DE、CE、MN、EN,过D作DO⊥CE,交CE于O,连结AO,则∠DEC=α,∠DAO=β,∠MNE=γ,∴,,∴,取BC中点E,连结DE、AE,则DE⊥BC,AE⊥BC,又DE∩AE=E,∴BC⊥平面AED,∴BC⊥AD,∴γ=90°.∴γ≥α≥β.学_科网故选:A.。
专题08 数列-2022年高考真题和模拟题数学分类汇编(解析版)

专题08 数列1.【2022年全国乙卷】已知等比数列{a n }的前3项和为168,a 2−a 5=42,则a 6=( ) A .14 B .12 C .6 D .3【答案】D 【解析】 【分析】设等比数列{a n }的公比为q,q ≠0,易得q ≠1,根据题意求出首项与公比,再根据等比数列的通项即可得解. 【详解】解:设等比数列{a n }的公比为q,q ≠0, 若q =1,则a 2−a 5=0,与题意矛盾, 所以q ≠1,则{a 1+a 2+a 3=a 1(1−q 3)1−q =168a 2−a 5=a 1q −a 1q 4=42,解得{a 1=96q =12 , 所以a 6=a 1q 5=3. 故选:D .2.【2022年全国乙卷】嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星,为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{b n }:b 1=1+1α1,b 2=1+1α1+1α2,b 3=1+1α1+1α2+1α3,…,依此类推,其中αk ∈N ∗(k =1,2,⋯).则( ) A .b 1<b 5 B .b 3<b 8C .b 6<b 2D .b 4<b 7【答案】D 【解析】 【分析】根据αk ∈N ∗(k =1,2,…),再利用数列{b n }与αk 的关系判断{b n }中各项的大小,即可求解. 【详解】解:因为αk ∈N ∗(k =1,2,⋯),所以α1<α1+1α2,1α1>1α1+1α2,得到b 1>b 2,同理α1+1α2>α1+1α2+1α3,可得b 2<b 3,b 1>b 3又因为1α2>1α2+1α3+1α4, α1+1α2+1α3<α1+1α2+1α3+1α4,故b 2<b 4,b 3>b 4;以此类推,可得b 1>b 3>b 5>b 7>⋯,b 7>b 8,故A 错误; b 1>b 7>b 8,故B 错误;1α2>1α2+1α3+⋯1α6,得b 2<b 6,故C 错误;α1+1α2+1α3+1α4>α1+1α2+⋯1α6+1α7,得b 4<b 7,故D 正确.故选:D.3.【2022年新高考2卷】中国的古建筑不仅是挡风遮雨的住处,更是美学和哲学的体现.如图是某古建筑物的剖面图,DD 1,CC 1,BB 1,AA 1是举, OD 1,DC 1,CB 1,BA 1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为DD 1OD 1=0.5,CC 1DC 1=k 1,BB 1CB 1=k 2,AA1BA 1=k 3,若k 1,k 2,k 3是公差为0.1的等差数列,且直线OA 的斜率为0.725,则k 3=( )A .0.75B .0.8C .0.85D .0.9【答案】D 【解析】 【分析】设OD 1=DC 1=CB 1=BA 1=1,则可得关于k 3的方程,求出其解后可得正确的选项. 【详解】设OD 1=DC 1=CB 1=BA 1=1,则CC 1=k 1,BB 1=k 2,AA 1=k 3,依题意,有k3−0.2=k1,k3−0.1=k2,且DD1+CC1+BB1+AA1OD1+DC1+CB1+BA1=0.725,所以0.5+3k3−0.34=0.725,故k3=0.9,故选:D4.【2022年北京】设{a n}是公差不为0的无穷等差数列,则“{a n}为递增数列”是“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C【解析】【分析】设等差数列{a n}的公差为d,则d≠0,利用等差数列的通项公式结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.【详解】设等差数列{a n}的公差为d,则d≠0,记[x]为不超过x的最大整数.若{a n}为单调递增数列,则d>0,若a1≥0,则当n≥2时,a n>a1≥0;若a1<0,则a n=a1+(n−1)d,由a n=a1+(n−1)d>0可得n>1−a1d ,取N0=[1−a1d]+1,则当n>N0时,a n>0,所以,“{a n}是递增数列”⇒“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”;若存在正整数N0,当n>N0时,a n>0,取k∈N∗且k>N0,a k>0,假设d<0,令a n=a k+(n−k)d<0可得n>k−a kd ,且k−a kd>k,当n>[k−a kd]+1时,a n<0,与题设矛盾,假设不成立,则d>0,即数列{a n}是递增数列.所以,“{a n}是递增数列”⇐“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”.所以,“{a n}是递增数列”是“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”的充分必要条件.故选:C.5.【2022年浙江】已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=a n−13a n2(n∈N∗),则()A.2<100a100<52B.52<100a100<3C.3<100a100<72D.72<100a100<4【答案】B【解析】【分析】先通过递推关系式确定{a n}除去a1,其他项都在(0,1)范围内,再利用递推公式变形得到1 a n+1−1a n=13−a n>13,累加可求出1a n>13(n+2),得出100a100<3,再利用1a n+1−1a n=13−a n<1 3−3n+2=13(1+1n+1),累加可求出1a n−1<13(n−1)+13(12+13+⋯+1n),再次放缩可得出100a100>52.【详解】∵a1=1,易得a2=23∈(0,1),依次类推可得a n∈(0,1)由题意,a n+1=a n(1−13a n),即1a n+1=3a n(3−a n)=1a n+13−a n,∴1a n+1−1a n=13−a n>13,即1a2−1a1>13,1a3−1a2>13,1a4−1a3>13,…,1a n−1a n−1>13,(n≥2),累加可得1a n −1>13(n−1),即1a n>13(n+2),(n≥2),∴a n<3n+2,(n≥2),即a100<134,100a100<10034<3,又1a n+1−1a n=13−a n<13−3n+2=13(1+1n+1),(n≥2),∴1a2−1a1=13(1+12),1a3−1a2<13(1+13),1a4−1a3<13(1+14),…,1a n−1a n−1<13(1+1n),(n≥3),累加可得1a n −1<13(n−1)+13(12+13+⋯+1n),(n≥3),∴1a100−1<33+13(12+13+⋯+199)<33+13(12×4+16×94)<39,即1a100<40,∴a100>140,即100a100>52;综上:52<100a100<3.故选:B.【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是利用递推关系进行合理变形放缩.6.【2022年全国乙卷】记S n为等差数列{a n}的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=_______.【答案】2【解析】【分析】转化条件为2(a1+2d)=2a1+d+6,即可得解.【详解】由2S3=3S2+6可得2(a1+a2+a3)=3(a1+a2)+6,化简得2a3=a1+a2+6,即2(a1+2d)=2a1+d+6,解得d=2.故答案为:2.7.【2022年北京】己知数列{a n}各项均为正数,其前n项和S n满足a n⋅S n=9(n=1,2,⋯).给出下列四个结论:①{a n}的第2项小于3;②{a n}为等比数列;③{a n}为递减数列;④{a n}中存在小于1100的项.其中所有正确结论的序号是__________.【答案】①③④【解析】【分析】推导出a n=9an −9a n−1,求出a1、a2的值,可判断①;利用反证法可判断②④;利用数列单调性的定义可判断③.【详解】由题意可知,∀n∈N∗,a n>0,当n=1时,a12=9,可得a1=3;当n≥2时,由S n=9an 可得S n−1=9an−1,两式作差可得a n=9an−9a n−1,所以,9a n−1=9a n−a n,则9a2−a2=3,整理可得a22+3a2−9=0,因为a2>0,解得a2=3√5−32<3,①对;假设数列{a n}为等比数列,设其公比为q,则a22=a1a3,即(9S2)2=81S1S3,所以,S22=S1S3,可得a12(1+q)2=a12(1+q+q2),解得q=0,不合乎题意,故数列{a n}不是等比数列,②错;当n ≥2时,a n =9a n−9an−1=9(a n−1−a n )a n a n−1>0,可得a n <a n−1,所以,数列{a n }为递减数列,③对;假设对任意的n ∈N ∗,a n ≥1100,则S 100000≥100000×1100=1000, 所以,a 100000=9S100000≤91000<1100,与假设矛盾,假设不成立,④对.故答案为:①③④. 【点睛】关键点点睛:本题在推断②④的正误时,利用正面推理较为复杂时,可采用反证法来进行推导.8.【2022年全国甲卷】记S n 为数列{a n }的前n 项和.已知2S n n+n =2a n +1.(1)证明:{a n }是等差数列;(2)若a 4,a 7,a 9成等比数列,求S n 的最小值. 【答案】(1)证明见解析; (2)−78. 【解析】 【分析】(1)依题意可得2S n +n 2=2na n +n ,根据a n ={S 1,n =1S n −S n−1,n ≥2 ,作差即可得到a n −a n−1=1,从而得证;(2)由(1)及等比中项的性质求出a 1,即可得到{a n }的通项公式与前n 项和,再根据二次函数的性质计算可得. (1) 解:因为2S n n+n =2a n +1,即2S n +n 2=2na n +n ①,当n ≥2时,2S n−1+(n −1)2=2(n −1)a n−1+(n −1)②,①−②得,2S n +n 2−2S n−1−(n −1)2=2na n +n −2(n −1)a n−1−(n −1), 即2a n +2n −1=2na n −2(n −1)a n−1+1,即2(n −1)a n −2(n −1)a n−1=2(n −1),所以a n −a n−1=1,n ≥2且n ∈N*, 所以{a n }是以1为公差的等差数列. (2)解:由(1)可得a 4=a 1+3,a 7=a 1+6,a 9=a 1+8,又a 4,a 7,a 9成等比数列,所以a 72=a 4⋅a 9,即(a 1+6)2=(a 1+3)⋅(a 1+8),解得a 1=−12, 所以a n =n −13,所以S n =−12n +n(n−1)2=12n 2−252n =12(n −252)2−6258,所以,当n =12或n =13时(S n )min =−78.9.【2022年新高考1卷】记S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=1,{S na n}是公差为13的等差数列.(1)求{a n }的通项公式; (2)证明:1a 1+1a 2+⋯+1a n<2.【答案】(1)a n =n (n+1)2(2)见解析 【解析】 【分析】(1)利用等差数列的通项公式求得S na n=1+13(n −1)=n+23,得到S n =(n+2)a n3,利用和与项的关系得到当n ≥2时,a n =S n −S n−1=(n+2)a n3−(n+1)a n−13,进而得:a nan−1=n+1n−1,利用累乘法求得a n =n (n+1)2,检验对于n =1也成立,得到{a n }的通项公式a n =n (n+1)2;(2)由(1)的结论,利用裂项求和法得到1a 1+1a 2+⋯+1a n=2(1−1n+1),进而证得.(1)∵a 1=1,∴S 1=a 1=1,∴S1a 1=1,又∵{S na n}是公差为13的等差数列,∴S na n=1+13(n −1)=n+23,∴S n =(n+2)a n3,∴当n ≥2时,S n−1=(n+1)a n−13,∴a n =S n −S n−1=(n+2)a n3−(n+1)a n−13,整理得:(n −1)a n =(n +1)a n−1, 即a nan−1=n+1n−1,∴a n =a 1×a2a 1×a3a 2×…×an−1a n−2×ana n−1=1×32×43×…×nn−2×n+1n−1=n(n+1)2,显然对于n=1也成立,∴{a n}的通项公式a n=n(n+1)2;(2)1 a n =2n(n+1)=2(1n−1n+1),∴1a1+1a2+⋯+1a n=2[(1−12)+(12−13)+⋯(1n−1n+1)]=2(1−1n+1)<210.【2022年新高考2卷】已知{a n}为等差数列,{b n}是公比为2的等比数列,且a2−b2= a3−b3=b4−a4.(1)证明:a1=b1;(2)求集合{k|b k=a m+a1,1≤m≤500}中元素个数.【答案】(1)证明见解析;(2)9.【解析】【分析】(1)设数列{a n}的公差为d,根据题意列出方程组即可证出;(2)根据题意化简可得m=2k−2,即可解出.(1)设数列{a n}的公差为d,所以,{a1+d−2b1=a1+2d−4b1a1+d−2b1=8b1−(a1+3d),即可解得,b1=a1=d2,所以原命题得证.(2)由(1)知,b1=a1=d2,所以b k=a m+a1⇔b1×2k−1=a1+(m−1)d+a1,即2k−1=2m,亦即m=2k−2∈[1,500],解得2≤k≤10,所以满足等式的解k=2,3,4,⋯,10,故集合{k |b k=a m+a1,1≤m≤500}中的元素个数为10−2+1=9.11.【2022年北京】已知Q:a1,a2,⋯,a k为有穷整数数列.给定正整数m,若对任意的n∈{1, 2,⋯,m},在Q中存在a i,a i+1,a i+2,⋯,a i+j(j≥0),使得a i+a i+1+a i+2+⋯+a i+j=n,则称Q为m−连续可表数列.(1)判断Q:2,1,4是否为5−连续可表数列?是否为6−连续可表数列?说明理由;(2)若Q:a1,a2,⋯,a k为8−连续可表数列,求证:k的最小值为4;(3)若Q:a1,a2,⋯,a k为20−连续可表数列,且a1+a2+⋯+a k<20,求证:k≥7.【答案】(1)是5−连续可表数列;不是6−连续可表数列.(2)证明见解析.(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)直接利用定义验证即可;(2)先考虑k≤3不符合,再列举一个k=4合题即可;(3)k≤5时,根据和的个数易得显然不行,再讨论k=6时,由a1+a2+⋯+a6<20可知里面必然有负数,再确定负数只能是−1,然后分类讨论验证不行即可.(1)a2=1,a1=2,a1+a2=3,a3=4,a2+a3=5,所以Q是5−连续可表数列;易知,不存在i,j使得a i+a i+1+⋯+a i+j=6,所以Q不是6−连续可表数列.(2)若k≤3,设为Q:a,b,c,则至多a+b,b+c,a+b+c,a,b,c,6个数字,没有8个,矛盾;当k=4时,数列Q:1,4,1,2,满足a1=1,a4=2,a3+a4=3,a2=4,a1+a2=5,a1+a2+ a3=6,a2+a3+a4=7,a1+a2+a3+a4=8,∴k min=4.(3)Q:a1,a2,⋯,a k,若i=j最多有k种,若i≠j,最多有C k2种,所以最多有k+C k2=k(k+1)种,2=15个数,矛盾,若k≤5,则a1,a2,…,a k至多可表5(5+1)2=21个数,从而若k<7,则k=6,a,b,c,d,e,f至多可表6(6+1)2而a+b+c+d+e+f<20,所以其中有负的,从而a,b,c,d,e,f可表1~20及那个负数(恰21个),这表明a~f中仅一个负的,没有0,且这个负的在a~f中绝对值最小,同时a~f中没有两数相同,设那个负数为−m(m≥1),则所有数之和≥m+1+m+2+⋯+m+5−m=4m+15,4m+15≤19⇒m=1,∴{a,b,c,d,e,f}={−1,2,3,4,5,6},再考虑排序,排序中不能有和相同,否则不足20个,∵1=−1+2(仅一种方式),∴−1与2相邻,若−1不在两端,则"x , −1 , 2 , __,__,__"形式,若x=6,则5=6+(−1)(有2种结果相同,方式矛盾),∴x≠6,同理x≠5,4,3,故−1在一端,不妨为"−1 ,2, A, B, C, D"形式,若A=3,则5=2+3(有2种结果相同,矛盾),A=4同理不行,A=5,则6=−1+2+5(有2种结果相同,矛盾),从而A=6,由于7=−1+2+6,由表法唯一知3,4不相邻,、故只能−1,2,6,3,5,4,①或−1,2,6,4,5,3,②这2种情形,对①:9=6+3=5+4,矛盾,对②:8=2+6=5+3,也矛盾,综上k≠6∴k≥7.【点睛】关键点睛,先理解题意,是否为m−可表数列核心就是是否存在连续的几项(可以是一项)之和能表示从1到m中间的任意一个值.本题第二问k≤3时,通过和值可能个数否定k≤3;第三问先通过和值的可能个数否定k≤5,再验证k=6时,数列中的几项如果符合必然是{−1,2,3,4,5,6}的一个排序,可验证这组数不合题.12.【2022年浙江】已知等差数列{a n}的首项a1=−1,公差d>1.记{a n}的前n项和为S n(n ∈N∗).(1)若S4−2a2a3+6=0,求S n;(2)若对于每个n∈N∗,存在实数c n,使a n+c n,a n+1+4c n,a n+2+15c n成等比数列,求d的取值范围.(n∈N∗)【答案】(1)S n=3n2−5n2(2)1<d≤2【解析】【分析】(1)利用等差数列通项公式及前n项和公式化简条件,求出d,再求S n;(2)由等比数列定义列方程,结合一元二次方程有解的条件求d的范围.(1)因为S4−2a2a3+6=0,a1=−1,所以−4+6d−2(−1+d)(−1+2d)+6=0,所以d 2−3d =0,又d >1, 所以d =3, 所以a n =3n −4, 所以S n =(a 1+a n )n2=3n 2−5n2,(2)因为a n +c n ,a n+1+4c n ,a n+2+15c n 成等比数列, 所以(a n+1+4c n )2=(a n +c n )(a n+2+15c n ),(nd −1+4c n )2=(−1+nd −d +c n )(−1+nd +d +15c n ),c n 2+(14d −8nd +8)c n +d 2=0,由已知方程c n 2+(14d −8nd +8)c n +d 2=0的判别式大于等于0,所以Δ=(14d −8nd +8)2−4d 2≥0,所以(16d −8nd +8)(12d −8nd +8)≥0对于任意的n ∈N ∗恒成立, 所以[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]≥0对于任意的n ∈N ∗恒成立, 当n =1时,[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]=(d +1)(d +2)≥0, 当n =2时,由(2d −2d −1)(4d −3d −2)≥0,可得d ≤2 当n ≥3时,[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]>(n −3)(2n −5)≥0, 又d >1 所以1<d ≤21.(2022·河南·通许县第一高级中学模拟预测(文))在等差数列{}n a 中,35a =,1511109a a +=,则15a a ⋅=( )A .92B .9C .10D .12【答案】B 【解析】 【分析】将已知等式变形,由等差数列下标和计算即可得到结果. 【详解】 由1511109a a +=得:153********a a a a a a a +==,315995aa a ∴⋅==.故选:B.2.(2022·福建省德化第一中学模拟预测)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若728S =,则237a a a ++的值为( )A .8B .10C .12D .14【答案】C 【解析】 【分析】根据等差数列的求和公式,求得44a =,结合等差数列的性质,化简得到27433a a a a =++,即可求解. 【详解】因为728S =,由等差数列的性质和求和公式得17747()7282a a S a +===,即44a =, 则112374393(3)312a d a a a a a d =+=+==++. 故选:C.3.(2022·北京·北大附中三模)已知数列{}n a 满足2123n a a a a n =,其中1,2,3,n =,则数列{}n a ( ) A .有最大项,有最小项 B .有最大项,无最小项 C .无最大项,有最小项 D .无最大项,无最小项【答案】A 【解析】 【分析】求得数列{}n a 的通项公式,再分析数列的单调性即可 【详解】依题意,因为2123n a a a a n =,其中1,2,3,n =,当1n =时,2111a ==,当2n ≥时,21231(1)n a a a a n -=-,2123n a a a a n =,两式相除有22211,2(1)1n n a n n n ⎛⎫=+≥ ⎪--⎝⎭=,易得n a 随着n 的增大而减小,故24n a a ≤=,且11n a a >=,故最小项为11a =,最大项为24a = 故选:A4.(2022·辽宁实验中学模拟预测)已知数列{}()*N n a n ∈是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若1a 、数列{}2n a 的第2项、数列{}2n a 的第5项恰好构成等比数列,则数列{}n a 的通项公式为( ) A .21n a n =- B .21n a n =+ C .1n a n =- D .1n a n =+【答案】A 【解析】 【分析】根据题意设()11n a n d =+-,所以()2121n d a n =+-,()2211n d a n =+-,所以1,13d +,124d +构成等比数列,即()()2131124d d +=⨯+,求出d 即可求解. 【详解】设等差数列{}n a 的公差为()0d d >,所以()11n a n d =+-,所以()2121n d a n =+-, ()2211n d a n =+-,又1a 、数列{}2n a 的第2项、数列{}2n a 的第5项恰好构成等比数列,即1,13d +,124d +构成等比数列,所以()()2131124d d +=⨯+, 解得2d =,0d =(舍去),所以21n a n =-. 故选:A.5.(2022·四川·绵阳中学实验学校模拟预测(文))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,若存在实数λ使{}n a 是等差数列,则{}n a 的公差为( )A .1B .2C .2λD .λ【答案】B 【解析】 【分析】利用1(2)n n n S S a n --=≥得{}n a 的递推关系,从而求得λ与公差d 的关系,再由21a a d -=求得d .【详解】 设公差为d ,因为11n n n a a S λ+=-,所以2n ≥时,111n n n a a S λ--=-, 两式相减得:111()()n n n n n n a a a S S a λλ+---=-=, 因为0n a ≠,所以112n n a a d λ+--==,由1211a a S λ=-121da =-得221a d =-.从而21211a a d d -=--=,2d =, 故选:B .6.(2022·湖南·邵阳市第二中学模拟预测)已知正项等比数列{}n a 满足3212a a a =+,若存在m a 、n a ,使得2116m n a a a ⋅=,则14m n+的最小值为( ) A .83B .16C .114 D .32【答案】D 【解析】 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,根据已知条件求出q 的值,由已知条件可得出6m n +=,将代数式14m n +与()16m n +相乘,利用基本不等式可求得14m n+的最小值. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,由3212a a a =+可得220q q --=,解得2q,因为2116m n a a a ⋅=,则2112112216m n a a --⋅⋅=,24m n ∴+-=,可得6m n +=,由已知m 、N n *∈,所以,()1411414566m n m n m n m n n m ⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭13562⎛≥+= ⎝, 当且仅当24n m ==时,等号成立, 因此,14m n +的最小值为32. 故选:D.7.(2022·浙江·三模)设数列{}n a 满足()21192,24n n n a a a n N a *+=-+∈=,记数列221n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭的前n 项的和为n S ,则( ) A .10127a < B .存在k *∈N ,使1k k a a += C .1012S < D .数列{}n a 不具有单调性【答案】C 【解析】 【分析】 根据题意求得54n a ≥,进而得到132n a +-与32n a -同号,结合作差法比较法,可判定B 、D 错误;由()()11214n n n n a a a a +-=--+,得到114n n a a +-≥,利用叠加法,可判定A 错误;化简得到1111133222n n n a a a +=----,利用裂项法求和,可判定C 正确. 【详解】由于()211551,244n n a a a +=-+≥=,则54n a ≥,又由21333122422n n n n n a a a a a +⎛⎫⎛⎫-=-+=-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,则132n a +-与32n a -同号. 又由12a =,则32n a >,可得221933042n n nn n a a a a a +⎛⎫-=-+=-> ⎪⎝⎭, 所以数列{}n a 单调递增,故B 、D 错误; 又因为()()11214n n n n a a a a +-=--+, 由数列{}n a 单调递增,且12a =,所以20,10n n a a ->->,所以114n n a a +-≥, 累加得1011100254a a -≥=,所以10127a ≥,故A 错误; 由21924n nn a a a +=-+可得1111133222n n n a a a +=----, 因为12n a a >=,所以101110211112333222S a a a =-<=---,故C 正确.故选:C .8.(2022·吉林·东北师大附中模拟预测(理))数列{}n a 为等差数列,前n 项的和为n S ,若10110a <,101110120a a +>,则当0n S <时,n 的最大值为( )A .1011B .1012C .2021D .2022【答案】C 【解析】 【分析】分析数列{}n a 的单调性,计算2021S 、2022S ,即可得出结论. 【详解】因为10110a <,101110120a a +>,则10120a >,故数列{}n a 为递增数列, 因为()12021202110112021202102a a S a +==<,()()120222022101110122022101102a a S a a +==+>,且当1012n ≥时,10120n a a ≥>,所以,当2022n ≥时,20220n S S ≥>, 所以,满足当0n S <时,n 的最大值为2021. 故选:C.9.(2022·辽宁·渤海大学附属高级中学模拟预测)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足()552sin 2350a a +--=,()201820182sin 2370a a +--=,则下列结论正确的是( ) A .20222022S =,且52018a a > B .20222022S =-,且52018a a < C .20224044S =-,且52018a a > D .20224044S =,且52018a a <【答案】C 【解析】 【分析】根据题意构造函数()2sin 3f x x x =-,确定函数的奇偶性及单调性,进而根据()()520182,2f a f a ++的关系即可确定答案.【详解】设函数()2sin 3f x x x =-,则()f x 为奇函数,且()2cos 30f x x '=-<,所以()f x 在R 上递减,由已知可得()()552sin 2321a a +-+=-,()()201820182sin 2321a a +-+=,有()521f a +=-,()201821f a +=,所以()()5201822f a f a +<+,且()()5201822f a f a +=-+,所以520185201822a a a a +>+⇒>,且()5201822a a +=-+,所以520184a a +=-,120222022520182022()1011()40442a a S a a +==+=-.故选:C.10.(2022·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足对任意的*n ∈N ,总存在*m ∈N ,使得n m S a =,则n a 可能等于( ) A .2022n B .2022n C .22022n D .2022n【答案】B 【解析】 【分析】A 选项,利用等比数列求和公式列出方程,令n =2时,得到120222023m -=,m 不存在,A 错误;B 选项,利用等差数列求和公式进行求解得到方程()101112022n n m +=,取()12n n m +=即可,C 选项,利用平方和公式得到()()21216n n n m ++=,当n =2时,25m =,m 不存在;D 选项,当n =2时,1112m+=,m 不存在. 【详解】对于选项A :当2022nn a =时,则{}n a 是等比数列,因为n m S a =所以()20222022120222021n m -=,当n =2时,120222023m -=,m 不存在,A 错误;对于选项B :当2022n a n =时,{}n a 是等差数列,因为n m S a =,则()()120221*********n n n S n n m +=⨯=+=,取()12n n m +=即可,B 正确; 对于选项C :当22022n a n =时,n m S a =,则()()()2222121202212202220226n n n n S n m ++=⨯++⋅⋅⋅+=⨯=,当n =2时,25m =,m 不存在,C 错误; 对于选项D :当2022n a n =时,n m S a =,则11120222022123n m ⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪⎝⎭,当n =2时,1112m+=,m 不存在,D 错误. 故选:B .11.(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)已知数列{}n a 各项都不为0,121,3a a ==且满足141n n n a a S +=-,(1)求{}n a 的通项公式; (2)若114n n n a b a -=-,{}n b 的前n 项和为n T ,求n T 取得最小值时的n 的值. 【答案】(1)21n a n =-; (2)7n =. 【解析】 【分析】(1)由141n n n a a S +=-得2n ≥时,1141n n n a a S --=-, ①-②得114n n a a +--=,分奇偶项即可求出n a (2)由114n n n a b a -=-得22215n n b n -=-,当7n ≤时,0n b ≤,当7n >时,0n b > 当7n =时,n T 取得最小值 (1)141n n n a a S +=-①当2n ≥时,1141n n n a a S --=-② ①-②114n n n n n a a a a a +-⇒-=0n a ≠114n n a a +-∴-={}n a ∴的奇数项和偶数项各自成等差数列且121,3a a ==()()21141432211,21(n n a n n n a n n -∴=+-=-=--∴=-为奇数),()234141221,21n n a n n n a n =+-=-=⋅-∴=-(n 为偶数),21n a n ∴=-(2)22131215215n n b n n -==+--,当7n ≤时,0n b ≤, 当7n >时,0n b >∴当7n =时,n T 取得最小值12.(2022·福建·厦门双十中学模拟预测)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知19a =,2a 为整数,且5n S S ≤. (1)求{}n a 的通项公式; (2)设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)112n a n =- (2)()992n nT n =-【解析】 【分析】(1)根据题意得公差d 为整数,且50a ≥,60a ≤,分析求出d 即可;(2)111292112n b n n ⎛⎫=- ⎪--⎝⎭,再利用裂项相消法求和即可.(1)由19a =,2a 为整数知,等差数列{}n a 的公差d 为整数. 又5n S S ≤,故50a ≥,60a ≤. 于是940d +≥,950d +≤,解得9945d -≤≤-, 因此2d =-,故数列{}n a 的通项公式为112n a n =-. (2)()()111111292292112n b n n n n ⎛⎫==- ⎪----⎝⎭,于是1211111112795792112n n T b b b n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅+=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦()1112929992n n n ⎛⎫=-= ⎪--⎝⎭. 13.(2022·宁夏·银川一中模拟预测(理))已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且22b =,34b =,11a b =,851a b +=.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设11n n n a c b ++=,数列{}n c 的前n 项和为n S ,若不等式12n n nS λ-<+对任意的*n ∈恒成立,求实数λ的取值范围.【答案】(1)21n a n =-,12n n b -=;(2)(),2-∞. 【解析】 【分析】(1)利用等差数列()11n a a n d +-=,等比数列11n n b b q -=代入计算;(2)利用错位相减法可得1242n n n S -+=-,令2142nn c -=-,由{}n c 为递增数列,结合恒成立思想可得答案. (1)解:因为数列{}n b 是等比数列,则可得2123124b b q b b q ==⎧⎨==⎩,解得112b q =⎧⎨=⎩, 所以12n n b -=.因为数列{}n a 是等差数列,且111a b ==,8117116a a d +=++=,则公差2d =, 所以()12121n a n n =+-=-.故21n a n =-,12n n b -=;(2)解:由(1)得:1112n n n n a nc b -++==, 数列{}n c 的前n 项和为121231222n n nS -=+++⋅⋅⋅+①所以22111231222222n n n n n S --=+++⋅⋅⋅++②由①-②得:121111112121222222222n n n n n n n n n S -+⎛⎫=+++⋅⋅⋅+-=--=- ⎪⎝⎭,所以1242n n n S -+=-.不等式12n n n S λ-<+恒成立,化为不等式2142n λ-<-恒成立,令2142n n c -=-且{}n c 为递增数列,即转化为()min n c λ<当1n =时,()12min 1422n c -=-=,所以2λ<. 综上可得:实数λ的取值范围是(),2-∞.14.(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)已知等差数列{}n a 满足11a =,且前四项和为28,数列{}n b 的前n 项和n S 满足()233n n S b R λλ=-∈.(1)求数列{}n a 的通项公式,并判断{}n b 是否为等比数列;(2)对于集合A ,B ,定义集合{}A B x x A x B -=∈∉且.若1λ=,设数列{}n a 和{}n b 中的所有项分别构成集合A ,B ,将集合A B -的所有元素按从小到大依次排列构成一个新数列{}n c ,求数列{}n c 的前30项和30T .【答案】(1)43n a n =-,判断答案见解析 (2)1926 【解析】 【分析】(1)根据等数列的前n 项和公式和通项公式可求出{}n a 的通项公式,根据等比数列的定义可判断{}n b 是否为等比数列;(2)结合等差数列的前n 项和,等差数列与等比数列的通项公式可求出结果. (1)∵{}n a 是等差数列,11a =,且前四项和为28, ∵43441282S d ⨯=⨯+⨯=,解得4d =∵()14143n a n n =+-=-.∵233n nn S b λ=-,∵当2n ≥时,11233n n S b λ--=-,两式相减得()12332n n n b b b n -=-≥, 即()132n n b b n -=≥,又11233b b λ=-∵13b λ=∵当0λ=时,数列{}n b 的通项公式为0n b =.不是等比数列当0λ≠时,数列{}n b 是首项为,公比为3的等比数列,∵3nn b λ=.(2)由(1)知3nn b =,则4581,243b b ==因为304303127a =⨯-=, 所以4305b a b <<,所以,30T 中要去掉{}n b 的项最多4项,即3,9,27,81, 其中9,81是{}n a 和{}n b 的公共项,所以数列{}n c 的前30项和30T 由{}n a 的前32项和,去掉9,81, ()()()330122321+1259+81=-90=19262a a a T ⨯=++⋅⋅⋅+-所以数列{}n c 的前30项和30T 为1926.15.(2022·浙江省江山中学模拟预测)在数列{}n a 中,121,2a a ==,且对任意的n *∈N ,都有2132n n n a a a ++=-. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若{}1234A x x x x x x x =<<<<或,定义集合A 的长度为4321x x x x -+-.已知数列{}n b 的通项公式为()()()()12111n n na xb n a x a x a x *=∈+++N ,若关于x 不等式1220221b bb +++>的解集A ,求集合A 的长度. 【答案】(1)12n na(2)101121(1)34-【解析】 【分析】(1)构造等比数列结合累加法即可求通项;(2)根据不等式特点,巧用作差转换成高次不等式求解. (1)21211()322n n n n n n n a a a a a a a +++++==-⇒--,211a a -=,所以112n n n a a -+-=,12112132112()()()11221212n n n n n n a a a a a a a a -----=+-+-+⋅⋅⋅+-=+++⋅⋅⋅+=+=-,即12n na ;(2) 因为()()()()12111n n na xb n a x a x a x *=∈+++N ,1220221b bb +++>即就是2021202124211(1)(21)(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)x x x x x x x x x x x x x +++⋅⋅⋅+>++++++++⋅⋅⋅, 2021202124211(1)(21)(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)11x x x x x x x x x x x x x x ++⋅⋅⋅+>-=+++++++⋅⋅⋅++,2021202142121(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)1(1)(21)(1)(21)x x x x x x x x x x x x x x +⋅⋅⋅+>-=+++++⋅⋅⋅+++++,⋅⋅⋅,202110(1)(21)(41)(2+1)x x x x >+++⋅⋅⋅,即2021(1)(21)(41)(2+1)0x x x x +++⋅⋅⋅<,根据数轴标根法可知不等式的解集为1|12A x x ⎧=-<<-⎨⎩或1148x -<<-或⋅⋅⋅或202020211122x ⎫-<<-⎬⎭,集合A 的长度为10112021101111[1()]1112124(1)12823414-++⋅⋅⋅+==--. 【点睛】数列求通项分方法有构造等比或等差数列法,累加法,累乘法等.。
2019年高考数学试题分项版—数列(解析版)

2019年高考数学试题分项版——数列(解析版)一、选择题1.(2019·全国Ⅲ文,6)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前4项和为15,且a 5=3a 3+4a 1,则a 3等于( )A .16B .8C .4D .2 答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 5=3a 3+4a 1得q 4=3q 2+4,得q 2=4,因为数列{a n }的各项均为正数,所以q =2,又a 1+a 2+a 3+a 4=a 1(1+q +q 2+q 3)=a 1(1+2+4+8)=15,所以a 1=1,所以a 3=a 1q 2=4.2.(2019·浙江,10)设a ,b ∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n +1=a n 2+b ,n ∈N *,则( )A .当b =12时,a 10>10 B .当b =14时,a 10>10 C .当b =-2时,a 10>10 D .当b =-4时,a 10>10 答案 A解析 当b =12时,因为a n +1=a n 2+12,所以a 2≥12,又a n +1=a n 2+12≥√2a n ,故a 9≥a 2×(√2)7≥12×(√2)7=4√2,a 10>a 92≥32>10.当b =14时,a n +1-a n =(a n −12)2,故当a 1=a =12时,a 10=12,所以a 10>10不成立.同理b =-2和b =-4时,均存在小于10的数x 0,只需a 1=a =x 0,则a 10=x 0<10,故a 10>10不成立.3.(2019·全国Ⅰ理,9)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( ) A .a n =2n -5 B .a n =3n -10 C .S n =2n 2-8n D .S n =12n 2-2n答案 A解析 设等差数列{a n }的公差为d ,∵{S 4=0,a 5=5,∴{4a 1+4×32d =0,a 1+4d =5,解得{a 1=−3,d =2, ∴a n =a 1+(n -1)d =-3+2(n -1)=2n -5, S n =na 1+n (n−1)2d =n 2-4n .故选A.4.(2019·全国Ⅲ理,5)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前4项和为15,且a 5=3a 3+4a 1,则a 3等于( )A .16B .8C .4D .2 答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 5=3a 3+4a 1得q 4=3q 2+4,得q 2=4,因为数列{a n }的各项均为正数,所以q =2,又a 1+a 2+a 3+a 4=a 1(1+q +q 2+q 3)=a 1(1+2+4+8)=15,所以a 1=1,所以a 3=a 1q 2=4. 二、填空题1.(2019·全国Ⅰ文,14)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,S 3=34,则S 4=________.答案 58解析 设等比数列的公比为q , 则a n =a 1q n -1=q n -1. ∵a 1=1,S 3=34,∴a 1+a 2+a 3=1+q +q 2=34, 即4q 2+4q +1=0,∴q =-12,∴S 4=1×[1−(−12)4]1−(−12)=58.2.(2019·全国Ⅲ文,14)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 3=5,a 7=13,则S 10=________. 答案 100解析 ∵{a n }为等差数列,a 3=5,a 7=13, ∴公差d =a 7−a 37−3=13−54=2,首项a 1=a 3-2d =5-2×2=1, ∴S 10=10a 1+10×92d =100.3.(2019·江苏,8)已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 2a 5+a 8=0,S 9=27,则S 8的值是________. 答案 16解析 方法一 设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2a 5+a 8=(a 1+d )(a 1+4d )+a 1+7d =a 12+4d 2+5a 1d +a 1+7d =0,S 9=9a 1+36d =27,解得a 1=-5,d =2,则S 8=8a 1+28d =-40+56=16.方法二 ∵S 9=a 1+a 92×9=27,∴a 1+a 9=6, ∴a 2+a 8=2a 5=6, ∴a 5=3,则a 2a 5+a 8=3a 2+a 8=0, 即2a 2+6=0, ∴a 2=-3,则a 8=9,∴其公差d =a 8−a 58−5=2,∴a 1=-5,∴S 8=8×a 1+a82=16.4.(2019·全国Ⅰ理,14)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=13,a 42=a 6,则S 5=________.答案1213解析 设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 42=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5,所以a 1q =1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1−q 5)1−q=13×(1−35)1−3=1213.5.(2019·全国Ⅲ理,14)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1≠0,a 2=3a 1,则s 10s 5=________.答案 4解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由a 2=3a 1, 即a 1+d =3a 1,得d =2a 1,所以s 10s 5=10a1+10×92d 5a1+5×42d=10a1+10×92×2a15a1+5×42×2a1=10025=4.6.(2019·北京理,10)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若23a =-,510S =-,则5a = ,n S 的最小值为 .【思路分析】利用等差数列{}n a 的前n 项和公式、通项公式列出方程组,能求出14a =-,1d =,由此能求出5a 的n S 的最小值.【解析】:设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,23a =-,510S =-,∴113545102a d a d +=-⎧⎪⎨⨯+=-⎪⎩,解得14a =-,1d =,5144410a a d ∴=+=-+⨯=, 21(1)(1)19814()22228n n n n n S na d n n --=+=-+=--, 4n ∴=或5n =时,n S 取最小值为4510S S ==-.故答案为:0,10-.【归纳与总结】本题考查等差数列的第5项的求法,考查等差数列的前n 项和的最小值的求法,考查等差数列的性质等基础知识,考查推理能力与计算能力,属于基础题. 三、解答题1.(2019·全国Ⅰ文,18)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 9=-a 5. (1)若a 3=4,求{a n }的通项公式;(2)若a 1>0,求使得S n ≥a n 的n 的取值范围. 解 (1)设{a n }的公差为d . 由S 9=-a 5,即9a 5=-a 5,所以a5=0,得a1+4d=0.由a3=4得a1+2d=4.于是a1=8,d=-2.因此{a n}的通项公式为a n=10-2n,n∈N*.(2)由(1)得a1=-4d,故a n=(n-5)d,.S n=n(n−9)d2由a1>0知d<0,≥(n-5)d,化简得故S n≥a n等价于n(n−9)d2n2-11n+10≤0,解得1≤n≤10,所以n的取值范围是{n|1≤n≤10,n∈N*}.2.(2019·全国Ⅱ文,18)已知{a n}是各项均为正数的等比数列,a1=2,a3=2a2+16.(1)求{a n}的通项公式;(2)设b n=log2a n,求数列{b n}的前n项和.解(1)设{a n}的公比为q,由题设得2q2=4q+16,即q2-2q-8=0,解得q=-2(舍去)或q=4.因此{a n}的通项公式为a n=2×4n-1=22n-1.(2)由(1)得b n=log222n-1=(2n-1)log22=2n-1,因此数列{b n}的前n项和为1+3+…+2n-1=n2.3.(2019·北京文,16)设{a n}是等差数列,a1=-10,且a2+10,a3+8,a4+6成等比数列.(1)求{a n}的通项公式;(2)记{a n}的前n项和为S n,求S n的最小值.解(1)设{a n}的公差为d.因为a1=-10,所以a2=-10+d,a3=-10+2d,a4=-10+3d.因为a2+10,a3+8,a4+6成等比数列,所以(a3+8)2=(a2+10)(a4+6).即(-2+2d)2=d(-4+3d).解得d=2.所以a n=a1+(n-1)d=2n-12.(2)由(1)知,a n=2n-12.则当n≥7时,a n>0;当n≤6时,a n≤0.所以S n 的最小值为S 5=S 6=-30.4.(2019·天津文,18)设{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,公比大于0.已知a 1=b 1=3,b 2=a 3,b 3=4a 2+3.(1)求{a n }和{b n }的通项公式; (2)设数列{c n }满足c n ={1,n 为奇数,b n 2,n 为偶数.求a 1c 1+a 2c 2+…+a 2n c 2n (n ∈N *).解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,q >0. 依题意,得{3q =3+2d ,3q 2=15+4d ,解得{d =3,q =3,故a n =3+3(n -1)=3n ,b n =3×3n -1=3n .所以{a n }的通项公式为a n =3n ,{b n }的通项公式为b n =3n . (2)a 1c 1+a 2c 2+…+a 2n c 2n=(a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)+(a 2b 1+a 4b 2+a 6b 3+…+a 2n b n ) =[n ×3+n(n−1)2×6]+(6×31+12×32+18×33+…+6n ×3n )=3n 2+6(1×31+2×32+…+n ×3n ). 记T n =1×31+2×32+…+n ×3n ,① 则3T n =1×32+2×33+…+n ×3n +1,② ②-①得,2T n =-3-32-33-…-3n +n ×3n +1 =-3(1−3n )1−3+n ×3n +1=(2n−1)3n+1+32.所以a 1c 1+a 2c 2+…+a 2n c 2n =3n 2+6T n =3n 2+3×(2n−1)3n+1+32=3(n−1)3n+2+6n 2+92(n ∈N *).5.(2019·浙江,20)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=4,a 4=S 3.数列{b n }满足:对每个n ∈N *,S n +b n ,S n +1+b n ,S n +2+b n 成等比数列. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)记c n =√a n 2b n,n ∈N *,证明:c 1+c 2+…+c n <2√n ,n ∈N *.(1)解 设数列{a n }的公差为d ,由题意得 a 1+2d =4,a 1+3d =3a 1+3d , 解得a 1=0,d =2. 从而a n =2n -2,n ∈N *. 所以S n =n 2-n ,n ∈N *.由S n +b n ,S n +1+b n ,S n +2+b n 成等比数列得(S n +1+b n )2=(S n +b n )(S n +2+b n ).解得b n =1a (S n+12-S n S n +2).所以b n =n 2+n ,n ∈N *.(2)证明 c n =√a n 2b n=√2n−22n(n+1)=√n−1n(n+1),n ∈N *.我们用数学归纳法证明.①当n =1时,c 1=0<2,不等式成立; ②假设n =k (k ∈N *,k ≥1)时不等式成立,即 c 1+c 2+…+c k <2√k . 那么,当n =k +1时,c 1+c 2+…+c k +c k +1<2√k +√k(k+1)(k+2)<2√k +√1k+1<2√k +√k+1+√k=2√k +2(√k +1-√k )=2√k +1.即当n =k +1时不等式也成立.根据①和②,不等式c 1+c 2+…+c n <2√n 对任意n ∈N *成立.6.(2019·江苏,20)定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”.(1)已知等比数列{a n }(n ∈N *)满足:a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,求证:数列{a n }为“M -数列”; (2)已知数列{b n }(n ∈N *)满足:b 1=1,1S n=2b n -2b n+1,其中S n 为数列{b n }的前n 项和.①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数.若存在“M -数列”{c n }(n ∈N *),对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有c k ≤b k ≤c k+1成立,求m 的最大值.(1)证明 设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由{a 2a 4=a 5,a 3−4a 2+4a 1=0,得{a 12q 4=a 1q 4,a 1q 2−4a 1q +4a 1=0,解得{a 1=1,q =2.因此数列{a n }为“M -数列”. (2)解 ①因为1S n=2b n-2bn+1,所以b n ≠0.由b 1=1,S 1=b 1,得11=21-2b 2,则b 2=2.由2S n=2b n-2bn+1,得S n =b nb n+12(b n+1−b n ),当n ≥2时,由b n =S n -S n -1, 得b n =b nb n+12(b n+1−b n)-b n−1bn2(b n−b n−1), 整理得b n +1+b n -1=2b n .所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列.因此,数列{b n }的通项公式为b n =n (n ∈N *). ②由①知,b k =k ,k ∈N *.因为数列{c n }为“M -数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0. 因为c k ≤b k ≤c k +1,所以q k -1≤k ≤q k ,其中k =1,2,3,…,m . 当k =1时,有q ≥1; 当k =2,3,…,m 时,有lnk k≤ln q ≤lnkk−1.设f (x )=lnx x(x >1),则f ′(x )=1−lnx x 2(x >1).令f ′(x )=0,得x =e ,列表如下:因为ln22=ln86<ln96=ln33,所以f (k )max =f (3)=ln33.取q =√33,当k =1,2,3,4,5时,lnk k≤ln q ,即k ≤q k ,经检验知q k -1≤k 也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6. 综上,所求m 的最大值为5.7.(2019·全国Ⅱ理,19)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.(1)证明 由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ), 即a n +1+b n +1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)知,a n +b n =12n−1,,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12, b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.8.(2019·北京理,20)(13分)已知数列{}n a ,从中选取第1i 项、第2i 项、⋯、第m i 项12()m i i i <<⋯<,若12m i i i a a a <<⋯<,则称新数列1i a ,2i a ,⋯,m i a 为{}n a 的长度为m 的递增子列.规定:数列{}n a 的任意一项都是{}n a 的长度为1的递增子列. (Ⅰ)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列;(Ⅱ)已知数列{}n a 的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q 的递增子列的末项的最小值为0n a .若p q <,求证:00m n a a <;(Ⅲ)设无穷数列{}n a 的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{}n a 的长度为s 的递增子列末项的最小值为21s -,且长度为s 末项为21s -的递增子列恰有12s -个(1s =,2,)⋯,求数列{}n a 的通项公式.【思路分析】()1I ,3,5,6.答案不唯一.()II 考虑长度为q 的递增子列的前p 项可以组成长度为p 的一个递增子列,可得0n a >该数列的第p 项0m a ,即可证明结论.()III 考虑21s -与2s 这一组数在数列中的位置.若{}n a 中有2s ,在2s 在21s -之后,则必然在长度为1s +,且末项为2s 的递增子列,这与长度为s 的递增子列末项的最小值为21s -矛盾,可得2s 必在21s -之前.继续考虑末项为21s +的长度为1s +的递增子列.因此对于数列21n -,2n ,由于2n 在21n -之前,可得研究递增子列时,不可同时取2n 与21n -,即可得出:递增子列最多有2s 个.由题意,这s 组数列对全部存在于原数列中,并且全在21s +之前.可得2,1,4,3,6,5,⋯⋯,是唯一构造. 【解析】:()1I ,3,5,6.()II 证明:考虑长度为q 的递增子列的前p 项可以组成长度为p 的一个递增子列,∴0n a >该数列的第p 项0m a , ∴00m n a a <.()III 解:考虑21s -与2s 这一组数在数列中的位置.若{}n a 中有2s ,在2s 在21s -之后,则必然在长度为1s +,且末项为2s 的递增子列, 这与长度为s 的递增子列末项的最小值为21s -矛盾,2s ∴必在21s -之前. 继续考虑末项为21s +的长度为1s +的递增子列.对于数列21n -,2n ,由于2n 在21n -之前,∴研究递增子列时,不可同时取2n 与21n -, 对于1至2s 的所有整数,研究长度为1s +的递增子列时,第1项是1与2二选1,第2项是3与4二选1,⋯⋯,第s 项是21s -与2s 二选1,故递增子列最多有2s 个.由题意,这s 组数列对全部存在于原数列中,并且全在21s +之前.2∴,1,4,3,6,5,⋯⋯,是唯一构造. 即221k a k =-,212k a k -=,*k N ∈.【归纳与总结】本题考查了数列递推关系、数列的单调性,考查了逻辑推理能力、分析问题与解决问题的能力,属于难题.9.(2019·天津理,19)设{a n }是等差数列,{b n }是等比数列.已知a 1=4,b 1=6,b 2=2a 2-2,b 3=2a 3+4.(1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)设数列{c n }满足c 1=1,c n ={1,2k <n <2k+1,b k ,n =2k,其中k ∈N *. (ⅰ)求数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式;(ⅱ)求(n ∈N *).解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q . 依题意得{6q =6+2d ,6q 2=12+4d ,解得{d =3,q =2,所以a n =a 1+(n -1)d =4+(n -1)×3=3n +1, b n =b 1·q n -1=6×2n -1=3×2n .所以{a n }的通项公式为a n =3n +1,{b n }的通项公式为b n =3×2n . (2)(ⅰ)a 2n (c 2n -1)=a 2n (b n -1)=(3×2n +1)(3×2n -1)=9×4n -1. 所以数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式为a 2n (c 2n -1)=9×4n -1. (ⅱ)a i c i =[a i +a i (c i -1)] =a i +a 2i (c 2i -1)=[2n ×4+2n (2n −1)2×3]+(9×4i -1) =(3×22n -1+5×2n -1)+9×4(1−4n )1−4-n=27×22n -1+5×2n -1-n -12(n ∈N *).。
2019年高考真题和模拟题分项汇编数学(理):专题08 数列(含解析)

专题08 数列1.【2019年高考全国I 卷理数】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则 A .25n a n =-B .310n a n =-C .228n S n n =-D .2122n S n n =- 【答案】A【解析】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,24n S n n =-,故选A . 【名师点睛】本题主要考查等差数列通项公式与前n 项和公式,渗透方程思想与数学计算等素养.利用等差数列通项公式与前n 项公式即可列出关于首项与公差的方程,解出首项与公差,再适当计算即可做了判断.2.【2019年高考全国III 卷理数】已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前4项和为15,且53134a a a =+,则3a = A .16 B .8C .4D .2【答案】C【解析】设正数的等比数列{a n }的公比为q ,则231111421111534a a q a q a q a q a q a ⎧+++=⎨=+⎩, 解得11,2a q =⎧⎨=⎩,2314a a q ∴==,故选C .【名师点睛】本题利用方程思想求解数列的基本量,熟练应用公式是解题的关键.3.【2019年高考浙江卷】设a ,b ∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n +1=a n 2+b ,n *∈N ,则A . 当101,102b a => B . 当101,104b a => C . 当102,10b a =-> D . 当104,10b a =->【答案】A【解析】①当b =0时,取a =0,则0,n a n *=∈N .②当<0b 时,令2x x b =+,即20x x b -+=.则该方程140b ∆=->,即必存在0x ,使得2000x x b -+=,511711,12162a =>>+,【名师点睛】遇到此类问题,不少考生会一筹莫展.利用函数方程思想,通过研究函数的不动点,进一步讨论a 的可能取值,利用“排除法”求解.4.【2019年高考全国I 卷理数】记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若214613a a a ==,,则S 5=____________.【答案】1213【解析】设等比数列的公比为q ,由已知21461,3a a a ==,所以32511(),33q q =又0q ≠, 所以3,q =所以55151(13)(1)12131133a q S q --===--. 【名师点睛】准确计算,是解答此类问题的基本要求.本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算,部分考生易出现运算错误.5.【2019年高考全国III 卷理数】记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,12103a a a =≠,,则105S S =___________. 【答案】4【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,因213a a =,所以113a d a +=,即12a d =,所以105S S =11111091010024542552a d a a a d⨯+==⨯+. 【名师点睛】本题主要考查等差数列的性质、基本量的计算.渗透了数学运算素养.使用转化思想得出答案. 6.【2019年高考北京卷理数】设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=−3,S 5=−10,则a 5=__________,S n 的最小值为__________. 【答案】 0,10-.【解析】等差数列{}n a 中,53510S a ==-,得32,a =-又23a =-,所以公差321d a a =-=,5320a a d =+=, 由等差数列{}n a 的性质得5n ≤时,0n a ≤,6n ≥时,n a 大于0,所以n S 的最小值为4S 或5S ,即为10-.【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式、求和公式、等差数列的性质,难度不大,注重重要知识、基础知识、基本运算能力的考查.7.【2019年高考江苏卷】已知数列*{}()n a n ∈N 是等差数列,n S 是其前n 项和.若25890,27a a a S +==,则8S 的值是_____. 【答案】16【解析】由题意可得:()()()25811191470989272a a a a d a d a d S a d ⎧+=++++=⎪⎨⨯=+=⎪⎩, 解得:152a d =-⎧⎨=⎩,则8187840282162S a d ⨯=+=-+⨯=. 【名师点睛】等差数列、等比数列的基本计算问题,是高考必考内容,解题过程中要注意应用函数方程思想,灵活应用通项公式、求和公式等,构建方程(组),如本题,从已知出发,构建1a d ,的方程组.8.【2019年高考全国II 卷理数】已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,1434n n n a a b +-=+,1434n n n b b a +-=-. (I )证明:{a n +b n }是等比数列,{a n –b n }是等差数列; (II )求{a n }和{b n }的通项公式. 【答案】(I )见解析;(2)1122n n a n =+-,1122nn b n =-+. 【解析】(1)由题设得114()2()n n n n a b a b +++=+,即111()2n n n n a b a b +++=+. 又因为a 1+b 1=l ,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a 1–b 1=l ,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 =+--=-+.9.【2019年高考北京卷理数】已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1<i 2<…<i m ),若12m i i i a a a <<⋅⋅⋅<,则称新数列12m i i i a a a ⋅⋅⋅,,,为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.(Ⅰ)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列;(Ⅱ)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q 的递增子列的末项的最小值为0n a .若p <q ,求证:0m a <0n a ;(Ⅲ)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s –1,且长度为s 末项为2s –1的递增子列恰有2s -1个(s =1,2,…),求数列{a n }的通项公式. 【答案】(Ⅰ) 1,3,5,6(答案不唯一);(Ⅱ)见解析;(Ⅲ)见解析. 【解析】(Ⅰ)1,3,5,6.(答案不唯一) (Ⅱ)设长度为q 末项为0n a 的一个递增子列为1210,,,,q r r r n a a a a -.由p <q ,得10p q r r n a a a -≤<.因为{}n a 的长度为p 的递增子列末项的最小值为0m a , 又12,,,p r r r a a a 是{}n a 的长度为p 的递增子列,所以0p m r a a ≤. 所以00m n a a <·(Ⅲ)由题设知,所有正奇数都是{}n a 中的项.先证明:若2m 是{}n a 中的项,则2m 必排在2m −1之前(m 为正整数). 假设2m 排在2m −1之后. 设121,,,,21m p p p a a a m --是数列{}n a 的长度为m 末项为2m −1的递增子列,则121,,,,21,2m p p p a a a m m --是数列{}n a 的长度为m +1末项为2m 的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{}n a 中的项.假设存在正偶数不是{}n a 中的项,设不在{}n a 中的最小的正偶数为2m .因为2k 排在2k −1之前(k =1,2,…,m −1),所以2k 和21k -不可能在{}n a 的同一个递增子列中.又{}n a 中不超过2m +1的数为1,2,…,2m −2,2m −1,2m +1,所以{}n a 的长度为m +1且末项为2m +1的递增子列个数至多为1(1)22221122m m m --⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<个.与已知矛盾.最后证明:2m 排在2m −3之后(m ≥2为整数).假设存在2m (m ≥2),使得2m 排在2m −3之前,则{}n a 的长度为m +1且末项为2m +l 的递增子列的个数小于2m.与已知矛盾.综上,数列{}n a 只可能为2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…. 经验证,数列2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…符合条件. 所以1,1,n n n a n n +⎧=⎨-⎩为奇数,为偶数.【名师点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.10.【2019年高考天津卷理数】设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列.已知1122334,622,24a b b a b a ===-=+,. (Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)设数列{}n c 满足111,22,2,1,,k k n kk c n c b n +=⎧<<=⎨=⎩其中*k ∈N . (i )求数列(){}221n n a c -的通项公式; (ii )求()2*1ni ii a c n =∈∑N .【答案】(Ⅰ)31n a n =+;32nn b =⨯(Ⅱ)(i )()221941n n n a c -=⨯-(ii )()()2*211*12725212nn n i i i a c n n n --=∈=⨯+⨯--∈∑N N【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q .依题意得2662,6124,q d q d =+⎧⎨=+⎩解得3,2,d q =⎧⎨=⎩故14(1)331,6232n nn n a n n b -=+-⨯=+=⨯=⨯.所以,{}n a 的通项公式为{}31,n n a n b =+的通项公式为32n n b =⨯.(Ⅱ)(i )()()()()22211321321941n n n n n n n a c a b -=-=⨯+⨯-=⨯-. 所以,数列(){}221n n a c -的通项公式为()221941n n n a c -=⨯-. (ii )()()22221111211n n niini iiiiii i i i a c a a c a a c====⎡⎤=+-=+⎣⎦-∑∑∑∑()()12212439412n nn ni i =⎛⎫- ⎪=⨯+⨯+⨯- ⎪⎝⎭∑()()2114143252914n n n n ---=⨯+⨯+⨯--()211*2725212n n n n --=⨯+⨯--∈N .【名师点睛】本小题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及其前n 项和公式等基础知识.考查化归与转化思想和数列求和的基本方法以及运算求解能力.11.【2019年高考江苏卷】定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”.(1)已知等比数列{a n }()n *∈N 满足:245132,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M -数列”;(2)已知数列{b n }()n *∈N 满足:111221,n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n 项和. ①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数,若存在“M -数列”{c n }()n *∈N ,对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有1k k k c b c +剟成立,求m 的最大值.【答案】(1)见解析;(2)①b n =n ()*n ∈N ;②5.【解析】解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由245321440a a a a a a =⎧⎨-+=⎩,得244112111440a q a q a q a q a ⎧=⎨-+=⎩,解得112a q =⎧⎨=⎩.因此数列{}n a 为“M—数列”. (2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠. 由1111,b S b ==,得212211b =-,则22b =. 由1122n n n S b b +=-,得112()n n n n n b b S b b ++=-, 当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()()111122n n n nn n n n n b b b b b b b b b +-+-=---,整理得112n n n b b b +-+=.所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列.因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ()*n ∈N .②由①知,b k =k ,*k ∈N .因为数列{c n }为“M–数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0. 因为c k ≤b k ≤c k +1,所以1k k q k q -≤≤,其中k =1,2,3,…,m . 当k =1时,有q ≥1; 当k =2,3,…,m 时,有ln ln ln 1k kq k k ≤≤-. 设f (x )=ln (1)x x x >,则21ln ()xf 'x x-=. 令()0f 'x =,得x =e.列表如下:因为ln 2ln8ln 9ln 32663=<=,所以max ln 3()(3)3f k f ==.取q =k =1,2,3,4,5时,ln ln kq k…,即k k q ≤, 经检验知1k q k -≤也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6. 综上,所求m 的最大值为5.【名师点睛】本题主要考查等差和等比数列的定义、通项公式、性质等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力.12.【2019年高考浙江卷】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每个12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.(I )求数列{},{}n n a b 的通项公式;(II)记,n c n *=∈N证明:12+.n c c c n *++<∈N【答案】(I )()21n a n =-,()1n b n n =+;(II )证明见解析. 【解析】(I )设数列{}n a 的公差为d ,由题意得11124,333a d a d a d +=+=+,解得10,2a d ==.从而*22,n a n n =-∈N . 所以2*n S n n n =-∈N ,,由12,,n n n n n n S b S b S b +++++成等比数列得()()()212n n n n n n S b S b S b +++=++.解得()2121n n n n b S S S d++=-. 所以2*,n b n n n =+∈N .(II)*n c n ===∈N . 我们用数学归纳法证明.(i )当n =1时,c 1=0<2,不等式成立;(ii )假设()*n k k =∈N时不等式成立,即12k c c c +++<那么,当1n k =+时,121k k c c c c +++++<<==.即当1n k =+时不等式也成立. 根据(i )和(ii),不等式12n c c c +++<*n ∈N 成立.【名师点睛】本题主要考查等差数列、等比数列、数列求和、数学归纳法等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力.13.【四川省峨眉山市2019届高三高考适应性考试数学试题】在等差数列{}n a 中,3a ,9a 是方程224120x x ++=的两根,则数列{}n a 的前11项和等于 A .66 B .132C .-66D .- 32【答案】D【解析】因为3a ,9a 是方程224120x x ++=的两根,所以3924a a +=-,又396242a a a +=-=,所以612a =-,61111111211()13222a a a S ⨯⨯+===-,故选D.【名师点睛】本题主要考查了等差数列的性质,等差中项,数列的求和公式,属于中档题.14.【四川省百校2019年高三模拟冲刺卷数学试题】定义在 +∞)上的函数 )满足:当 时, ) ;当 时, ) ).记函数 )的极大值点从小到大依次记为 并记相应的极大值为 则 + + + 的值为 A . + B . + C . + D . +【答案】A【解析】由题意当 时,22()2(1)1f x x x x =-=--+ 极大值点为1,极大值为1,当 时,()()32f x f x =-.则极大值点形成首项为1公差为2 的等差数列,极大值形成首项为1公比为3 的等比数列,故 . ,故 ) ,设S= + + + + + + + , 3S= + + + ,两式相减得-2S=1+2( + + + )- + )∴S= + , 故选:A.【名师点睛】本题考查数列与函数综合,错位相减求和,确定 及 的通项公式是关键,考查计算能力,是中档题. 15.【福建省2019届高三毕业班质量检查测试数学试题】数列 中, ,且112(2)n n n n na a n a a --+=+≥-,则数列)前2019项和为A .B .C .D .【答案】B【解析】:∵ ++ ( ),∴()22112n n n n a a a a n ----=﹣, 整理得: ) ) ,∴ ) ) + )+ + ,又 , ∴ ) ) , 可得:)).则数列)前2019项和为:++ +. 故选:B .【名师点睛】本题主要考查了数列递推关系、“累加求和”方法、裂项求和,考查了推理能力、转化能力与计算能力,属于中档题.16.【内蒙古2019届高三高考一模试卷数学试题】《九章算术》第三章“衰分”介绍比例分配问题:“衰分”是按比例递减分配的意思,通常称递减的比例(百分比)为“衰分比”.如:甲、乙、丙、丁“哀”得100,60,36,21.6个单位,递减的比例为40%,今共有粮(0)m m >石,按甲、乙、丙、丁的顺序进行“衰分”,已知丙衰分得80石,乙、丁衰分所得的和为164石,则“衰分比”与m 的值分别为 A .20% 369B .80% 369C .40% 360D .60% 365【答案】A【解析】设“衰分比”为a ,甲衰分得b 石,由题意得23(1)80(1)(1)16480164b a b a b a b m ⎧-=⎪-+-=⎨⎪++=⎩,解得125b =,20%a =,369m =. 故选A .【名师点睛】本题考查等比数列在生产生活中的实际应用,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用.17.【山东省德州市2019届高三第二次练习数学试题】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知1212a a ==,,且2123n n n a S S ++=-+,记22122log log n n n b a a -=+,则数列(){}21nn b -⋅的前10项和为______.【答案】200【解析】∵1212a a ==,,且2123n n n a S S ++=-+, ∴32332a =-+=, ∵2123n n n a S S ++=-+,∴2n ≥时,1123n n n a S S +-=-+, 两式相减可得,()()21112n n n n n n S a a S S S ++-+-=---,(2n ≥) 即2n ≥时,2112n n n n a a a a +++-=-即22n n a a +=, ∵312a a =,∴数列{}n a 的奇数项和偶数项分别成等比数列,公比均为2,∴12222n nn a -=⨯=,1121122n n n a ---=⨯=,∴22122log log 121n n n b a a n n n -=+=-+=-, 则数列()()()221211nnn b n -⋅-=-,则(){}21nn b -⋅的前10项和为()()()22222231751917S =-+-++-()2412202836=⨯++++200=.故答案为200.【名师点睛】本题考查数列的递推公式在数列的通项公式求解中的应用,考查等比数列的通项公式及数列的求和方法的应用,属于中档题.18.【广东省深圳市高级中学2019届高三适应性考试(6月)数学试题】在数列{}n a 中,1111,,(*)2019(1)n n a a a n N n n +==+∈+,则2019a 的值为______. 【答案】1【解析】因为11,()(1)n n a a n n n *+=+∈+N所以1111(1)1n n a a n n n n +-==-++,2111,2a a -=-3211,23a a -=-...,201920181120182019a a -=-, 各式相加,可得20191112019a a -=-, 201911120192019a -=-,所以,20191a =,故答案为1.【名师点睛】本题主要考查利用递推关系求数列中的项,属于中档题.利用递推关系求数列中的项常见思路为:(1)项的序号较小时,逐步递推求出即可;(2)项的序数较大时,考虑证明数列是等差、等比数列,或者是周期数列;(3)将递推关系变形,利用累加法、累乘法以及构造新数列法求解.19.【2019北京市通州区三模数学试题】设{}n a 是等比数列,且245a a a =,427a =,则{}n a 的通项公式为_______.【答案】13-=n n a ,n *∈N .【解析】设等比数列{}n a 的公比为q , 因为245a a a =,427a =, 所以223542427a a a a q q q ====,解得3q =,所以41327127a a q ===, 因此,13-=n n a ,n *∈N . 故答案为13-=n n a ,n *∈N .【名师点睛】本题主要考查等比数列基本量的计算,熟记等比数列的通项公式即可,属于常考题型.20.【重庆西南大学附属中学校2019届高三第十次月考数学试题】已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,等比数列{}n b 的前n 项和为n T .若113a b ==,42a b =,4212S T -=. (I )求数列{}n a 与{}n b 的通项公式;(II )求数列{}n n a b +的前n 项和.【答案】(I )21,3nn n a n b =+=;(II )()331(2)2n n n -++.【解析】(I )由11a b =,42a b =,则4212341223()()12S T a a a a b b a a -=+++-+=+=,设等差数列{}n a 的公差为d ,则231236312a a a d d +=+=+=,所以2d =. 所以32(1)21n a n n =+-=+.设等比数列{}n b 的公比为q ,由题249b a ==,即2139b b q q ===,所以3q =.所以3nn b =;(II )(21)3n n n a b n +=++, 所以{}n n a b +的前n 项和为1212()()n n a a a b b b +++++++2(3521)(333)nn =++++++++(321)3(13)213n n n ++-=+-3(31)(2)2n n n -=++. 【名师点睛】本题主要考查等差数列与等比数列,熟记通项公式、前n 项和公式即可,属于常考题型.21.【山东省烟台市2019届高三3月诊断性测试数学试题】已知等差数列{}n a 的公差是1,且1a ,3a ,9a 成等比数列.(I )求数列{}n a 的通项公式; (II )求数列{}2n na a 的前n 项和n T . 【答案】(I )n a n =;(II )222n nnT +=-. 【解析】(I )因为{}n a 是公差为1的等差数列,且1a ,3a ,9a 成等比数列,所以2319a a a =,即2111(2)(8)a a a +=+,解得11a =.所以1(1)n a a n d n =+-=.(II )12311111232222nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯++⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,2311111112(1)22222n n n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯++-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得1231111111222222nn n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++-⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以111111112211222212n n n n n n T n +++⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=-⨯=-- ⎪⎝⎭-. 所以222n n nT +=-. 【名师点睛】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式、错位相减法,考查了推理能力与计算能力,属于常考题型.22.【安徽省1号卷A10联盟2019年高考最后一卷数学试题】已知等差数列{}n a 满足636a a =+,且31a -是241,a a -的等比中项.(I )求数列{}n a 的通项公式; (II )设()11n n n b n a a *+=∈N ,数列{}n b 的前项和为n T ,求使1n T <成立的最大正整数n 的值 【答案】(I )21n a n =+.(II )8.【解析】(I )设等差数列{}n a 的公差为d ,6336a a d -==Q ,即2d =,3113a a ∴-=+,2111a a -=+,416a a =+, 31a -Q 是21a -,4a 的等比中项,()()232411a a a ∴-=-⋅,即()()()2111+3=16a a a ++,解得13a =. ∴数列{}n a 的通项公式为21n a n =+.(II )由(I )得()()111111212322123n n n b a a n n n n +⎛⎫===- ⎪++++⎝⎭. 1212n n T b b b ∴=++⋅⋅⋅+=11111135572123n n ⎛⎫-+-+⋅⋅⋅+- ⎪++⎝⎭()1112323323nn n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭,由()13237n n <+,得9n <.∴使得1n T <成立的最大正整数n 的值为8.【名师点睛】本题考查等差数列通项公式以及裂项相消法求和,考查基本分析求解能力,属中档题.23.【重庆一中2019届高三下学期5月月考数学试题】已知数列{}n a 满足:1n a ≠,()112n na n a *+=-∈N ,数列}{nb 中,11n n b a =-,且1b ,2b ,4b 成等比数列. (I )求证:数列}{n b 是等差数列;(II )若n S 是数列}{n b 的前n 项和,求数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(I )见解析;(II )21nn +. 【解析】(I )111111111121n n n n n nb b a a a a ++-=-=------1111n n n a a a =-=--, ∴数列}{n b 是公差为1的等差数列;(II )由题意可得2214b b b =,即()()211113b b b +=+,所以11b =,所以1n b =,∴(1)2n n n S +=,∴12112(1)1n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 11111212231n T n n ⎛⎫=⨯-+-+⋯+- ⎪+⎝⎭122111nn n ⎛⎫=⨯-=⎪++⎝⎭. 【名师点睛】本题主要考查等差数列性质的证明,考查等差数列的前n 项和的求法,考查裂项相消法求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.。
2019数学(理科)高考题分类(高考真题+模拟题) 数列

D单元数列D1 数列的概念与简单表示法20.D1,D5,M2[2019·北京卷]已知数列{a n},从中选取第i1项、第i2项、…、第i m项(i1<i2<…<i m),若a i1<a i2<…<a im,则称新数列a i1,a i2,…,a im为{a n}的长度为m的递增子列.规定:数列{a n}的任意一项都是{a n}的长度为1的递增子列.(1)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列.(2)已知数列{a n}的长度为p的递增子列的末项的最小值为a m,长度为q的递增子列的末项的最小值为a n0.若p<q,求证:a m<a n.(3)设无穷数列{a n}的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n}的长度为s的递增子列末项的最小值为2s-1,且长度为s末项为2s-1的递增子列恰有2s-1个(s=1,2,…),求数列{a n}的通项公式.20.解:(1)1,3,5,6.(答案不唯一)(2)证明:设长度为q末项为a n0的一个递增子列为a r1,a r2,…,a rq-1,a n.由p<q,得a rp ≤a rq-1<a n.因为{a n}的长度为p的递增子列末项的最小值为a m0,又a r1,a r2,…,a rp是{a n}的长度为p的递增子列,所以a m0≤a rp.所以a m<a n.(3)由题设知,所有正奇数都是{a n}中的项.先证明:若2m是{a n}中的项,则2m必排在2m-1之前(m为正整数).假设2m排在2m-1之后.设a p1,a p2,…,a pm-1,2m-1是数列{a n}的长度为m末项为2m-1的递增子列,则a p1,a p2,…,a pm-1,2m-1,2m是数列{a n}的长度为m+1末项为2m的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{a n}中的项.假设存在正偶数不是{a n}中的项,设不在{a n}中的最小的正偶数为2m.因为2k排在2k-1之前(k=1,2,…,m-1),所以2k和2k-1不可能在{a n}的同一个递增子列中.又{a n}中不超过2m+1的数为1,2,…,2m-2,2m-1,2m+1,所以{a n}的长度为m+1且末项为2m+1的递增子列个数至多为2×2×2×…×2⏟(m-1)个×1×1=2m-1<2m.与已知矛盾.最后证明:2m排在2m-3之后(m≥2且m为整数).假设存在2m(m≥2),使得2m排在2m-3之前,则{a n}的长度为m+1且末项为2m+1的递增子列的个数小于2m.与已知矛盾.综上,数列{a n}只可能为2,1,4,3,…,2m-3,2m,2m-1,….经验证,数列2,1,4,3,…,2m-3,2m,2m-1,…符合条件.所以a n={n+1,n为奇数, n-1,n为偶数.D2 等差数列及等差数列前n项和9.D2[2019·全国卷Ⅰ]记S n为等差数列{a n}的前n项和.已知S4=0,a5=5,则()A.a n=2n-5B.a n=3n-10C.S n=2n2-8nD.S n=12n2-2n9.A[解析]设等差数列{a n}的公差为d,由题意有{4a1+4×32d=0,a1+4d=5,解得{a1=-3,d=2,所以a n=-3+(n-1)×2=2n-5,S n=-3n+n(n-1)2×2=n2-4n,对比选项可知只有A正确.19.D2,D3[2019·全国卷Ⅱ]已知数列{a n}和{b n}满足a1=1,b1=0,4a n+1=3a n-b n+4,4b n+1=3b n-a n-4.(1)证明:{a n+b n}是等比数列,{a n-b n}是等差数列;(2)求{a n}和{b n}的通项公式.19.解:(1)证明:由题设得4(a n+1+b n+1)=2(a n+b n),即a n+1+b n+1=12(a n+b n).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列. 由题设得4(a n+1-b n+1)=4(a n -b n )+8,即a n+1-b n+1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n-1,所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n-12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n+12.14.D2[2019·全国卷Ⅲ] 记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1≠0,a 2=3a 1,则S10S 5= .14.4 [解析] 设数列{a n }的公差为d ,由题意得a 1+d=3a 1,即d=2a 1,则S 5=5a 1+5×42d=25a 1,S 10=10a 1+10×92d=100a 1,所以S 10S 5=100a 125a 1=4.10.D2[2019·北京卷] 设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 2=-3,S 5=-10,则a 5= ,S n 的最小值为 .10.0 -10 [解析] 方法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由已知可得{a 1+d =-3,5a 1+10d =-10,解得{a 1=-4,d =1,所以a 5=a 1+4d=-4+4×1=0,S n =-4n+12n (n-1)=12n 2-92n=12(n -92)2-818.因为n ∈N *,故当n=4或n=5时,S n 取得最小值-10.方法二:设等差数列{a n }的公差为d ,因为S 5=5(a 1+a 5)2=5a 3=-10,所以a 3=-2,又因为a 2=-3,所以d=a 3-a 2=1,所以a 1=a 2-d=-4,a 5=a 3+2d=0,S n =-4n+12n (n-1)=12n 2-92n=12(n -92)2-818.因为n ∈N *,故当n=4或n=5时,S n 取得最小值-10.8.D2[2019·江苏卷] 已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 2a 5+a 8=0,S 9=27,则S 8的值是 .8.16 [解析] 设数列{a n }的公差为d ,由S 9=9a 5=27,得a 5=3,从而3a 2+a 8=0,即3(a 5-3d )+(a 5+3d )=0,解得d=23a 5=2,所以S 8=S 9-a 9=S 9-(a 5+4d )=27-11=16.20.D2、D3、D4[2019·江苏卷] 定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”. (1)已知等比数列{a n }(n ∈N *)满足:a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,求证:数列{a n }为“M -数列”. (2)已知数列{b n }(n ∈N *)满足:b 1=1,1S n=2b n-2bn+1,其中S n 为数列{b n }的前n 项和.①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数.若存在“M -数列”{c n }(n ∈N *),对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有c k ≤b k ≤c k+1,求m的最大值.20.解:(1)证明:设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由{a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,得{a 12q 4=a 1q 4,a 1q 2-4a 1q +4a 1=0,解得{a 1=1,q =2.因此数列{a n }为“M -数列”. (2)①因为1S n=2b n-2bn+1,所以b n ≠0.由b 1=1,S 1=b 1,得11=21-2b 2,则b 2=2.由1S n=2b n-2bn+1,得S n =b nb n+12(b n+1-b n ), 当n ≥2时,由b n =S n -S n-1,得b n =b n b n+12(b n+1-b n )-b n -1b n2(b n -b n -1),整理得b n+1+b n-1=2b n .所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n (n ∈N *).②由①知,b k =k ,k ∈N *.因为数列{c n }为“M -数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q>0. 因为c k ≤b k ≤c k+1,所以q k-1≤k ≤q k ,其中k=1,2,3,…,m. 当k=1时,有q ≥1;当k=2,3,…,m 时,有lnkk ≤ln q ≤lnkk -1.设f (x )=lnxx (x>1),则f'(x )=1-lnxx 2. 令f'(x )=0,得x=e .列表如下:x (1,e)e (e,+∞)f'(x ) +0 -f (x )↗极大值↘因为ln22=ln86<ln96=ln33,所以f (k )max =f (3)=ln33.取q=√33,当k=1,2,3,4,5时,lnkk ≤ln q ,即k ≤q k ,经检验知q k-1≤k 也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k=3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6.综上,所求m 的最大值为5.19.D2,D3,D4[2019·天津卷] 设{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,已知a 1=4,b 1=6,b 2=2a 2-2,b 3=2a 3+4.(1)求{a n }和{b n }的通项公式. (2)设数列{c n }满足c 1=1,c n ={1,2k <n <2k+1,b k ,n =2k ,其中k ∈N *.(i)求数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式; (ii)求∑i=12na i c i (n ∈N *).19.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,依题意得{6q =6+2d,6q 2=12+4d,解得{d =3,q =2,故a n =4+(n-1)×3=3n+1,b n =6×2n-1=3×2n . 所以,{a n }的通项公式为a n =3n+1,{b n }的通项公式为b n =3×2n . (2)(i)a 2n (c 2n -1)=a 2n (b n -1)=(3×2n +1)(3×2n -1)=9×4n -1. 所以,数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式为a 2n (c 2n -1)=9×4n -1.(ii)∑i=12na i c i =∑i=12n[a i +a i (c i -1)]=∑i=12na i +∑i=1na 2i (c 2i -1)=[2n ×4+2n (2n -1)2×3]+∑i=1n(9×4i -1) =(3×22n-1+5×2n-1)+9×4(1-4n )1-4-n =27×22n-1+5×2n-1-n-12(n ∈N *).20.D2,D3,D4,M3[2019·浙江卷] 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=4,a 4=S 3.数列{b n }满足:对每个n ∈N *,S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)记c n =√an 2b n,n ∈N *,证明:c 1+c 2+…+c n <2√n ,n ∈N *.20.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得a 1+2d=4,a 1+3d=3a 1+3d , 解得a 1=0,d=2, 从而a n =2n-2,n ∈N *. 所以S n =n 2-n ,n ∈N *.由S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列得(S n+1+b n )2=(S n +b n )(S n+2+b n ), 解得b n =1d (S n+12-S n S n+2), 所以b n =n 2+n ,n ∈N *.(2)c n =√a n2b n=√2n -22n(n+1)=√n -1n(n+1),n ∈N *.我们用数学归纳法证明.①当n=1时,c 1=0<2,不等式成立;②假设n=k (k ∈N *)时不等式成立,即c 1+c 2+…+c k <2√k .那么,当n=k+1时,c 1+c 2+…+c k +c k+1<2√k +√k(k+1)(k+2)<2√k +√1k+1<2√k +2√k+1+√k= 2√k +2(√k +1-√k )=2√k +1, 即当n=k+1时不等式也成立.根据①和②,不等式c1+c2+…+c n<2√n对任意n∈N*成立.D3 等比数列及等比数列前n项和14.D3[2019·全国卷Ⅰ]记S n为等比数列{a n}的前n项和.若a1=13,a42=a6,则S5=.14.1213[解析]因为a42=a2a6=a6,所以a2=1,所以公比为a2a1=3,所以S5=13×(1-35)1-3=1213.21.D3,K6[2019·全国卷Ⅰ]为治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验.试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验.对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药.一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验.当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效.为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得-1分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得-1分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X.(1)求X的分布列;(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,p i(i=0,1,…,8)表示“甲药的累计得分为i时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则p0=0,p8=1,p i=ap i-1+bp i+cp i+1(i=1,2,…,7),其中a=P(X=-1),b=P(X=0),c=P(X=1).假设α=0.5,β=0.8.(i)证明{p i+1-p i}(i=0,1,2,…,7)为等比数列;(ii)求p4,并根据p4的值解释这种试验方案的合理性.21.解:(1)X的所有可能取值为-1,0,1.P(X=-1)=(1-α)β,P(X=0)=αβ+(1-α)(1-β),P(X=1)=α(1-β).所以X的分布列为X-101P(1-α)βαβ+(1-α)(1-β)α(1-β)(2)(i)证明:由(1)得a=0.4,b=0.5,c=0.1.因此p i=0.4p i-1+0.5p i+0.1p i+1,故0.1(p i+1-p i)=0.4(p i-p i-1),即p i+1-p i=4(p i-p i-1).又因为p1-p0=p1≠0,所以{p i+1-p i}(i=0,1,2,…,7)为公比为4,首项为p1的等比数列.(ii)由(i)可得p8=p8-p7+p7-p6+…+p1-p0+p0=(p8-p7)+(p7-p6)+…+(p1-p0)=48-1p1.3,所以由于p8=1,故p1=348-1p4=(p4-p3)+(p3-p2)+(p2-p1)+(p1-p0)=44-1p13.=1257p4表示最终认为甲药更有效的概率.由计算结果可以看出,在甲药治愈率为0.5,乙药治愈率为≈0.0039,此时得出错误结论的概率非常小,说明这种0.8时,认为甲药更有效的概率为p4=1257试验方案合理.19.D2,D3[2019·全国卷Ⅱ]已知数列{a n}和{b n}满足a1=1,b1=0,4a n+1=3a n-b n+4,4b n+1=3b n-a n-4.(1)证明:{a n+b n}是等比数列,{a n-b n}是等差数列;(2)求{a n}和{b n}的通项公式.19.解:(1)证明:由题设得4(a n+1+b n+1)=2(a n+b n),即a n+1+b n+1=12(a n+b n).又因为a1+b1=1,所以{a n+b n}是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n+1-b n+1)=4(a n-b n)+8,即a n+1-b n+1=a n-b n+2.又因为a1-b1=1,所以{a n-b n}是首项为1,公差为2的等差数列.(2)由(1)知,a n+b n=12n-1,a n-b n=2n-1,所以a n=12[(a n+b n)+(a n-b n)]=12n+n-12,b n=12[(a n+b n)-(a n-b n)]=12n-n+12.5.D3[2019·全国卷Ⅲ]已知各项均为正数的等比数列{a n}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=()A.16B.8C.4D.25.C[解析]设数列{a n}的公比为q,由题知a1>0,q>0且q≠1,则{a1(1-q4)1-q=15,a1q4=3a1q2+4a1,解得{a1=1,q=2,所以a3=a1q2=4.9.D3,L1[2019·全国卷Ⅲ]执行图1-3的程序框图,如果输入的ε为0.01,则输出s的值等于()图1-3A .2-124B .2-125C .2-126D .2-1279.C [解析] x=1,s=0,s=0+1=1,x=12,12>0.01;s=1+12,x=14,14>0.01;s=1+12+14,x=18,18>0.01;s=1+12+14+18,x=116,116>0.01;s=1+12+14+18+116,x=132,132>0.01;s=1+12+14+18+116+132,x=164,164>0.01;s=1+12+14+18+116+132+164,x=1128,1128<0.01,输出s=1+12+14+18+116+132+164=1×[1-(12)7]1-12=2-126.20.D2、D3、D4[2019·江苏卷] 定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”. (1)已知等比数列{a n }(n ∈N *)满足:a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,求证:数列{a n }为“M -数列”. (2)已知数列{b n }(n ∈N *)满足:b 1=1,1S n=2b n-2bn+1,其中S n 为数列{b n }的前n 项和.①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数.若存在“M -数列”{c n }(n ∈N *),对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有c k ≤b k ≤c k+1,求m的最大值.20.解:(1)证明:设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由{a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,得{a 12q 4=a 1q 4,a 1q 2-4a 1q +4a 1=0,解得{a 1=1,q =2.因此数列{a n }为“M -数列”. (2)①因为1S n=2b n-2bn+1,所以b n ≠0.由b 1=1,S 1=b 1,得11=21-2b 2,则b 2=2.由1S n=2b n-2bn+1,得S n =b nb n+12(b n+1-b n ), 当n ≥2时,由b n =S n -S n-1,得b n =b n b n+12(b n+1-b n )-b n -1b n2(b n -b n -1),整理得b n+1+b n-1=2b n .所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列.因此,数列{b n }的通项公式为b n =n (n ∈N *).②由①知,b k =k ,k ∈N *.因为数列{c n }为“M -数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q>0. 因为c k ≤b k ≤c k+1,所以q k-1≤k ≤q k ,其中k=1,2,3,…,m. 当k=1时,有q ≥1;当k=2,3,…,m 时,有lnkk ≤ln q ≤lnkk -1. 设f (x )=lnxx (x>1),则f'(x )=1-lnxx 2. 令f'(x )=0,得x=e .列表如下:x (1,e)e (e,+∞)f'(x ) +0 -f (x )↗极大值↘因为ln22=ln86<ln96=ln33,所以f (k )max =f (3)=ln33.取q=√33,当k=1,2,3,4,5时,lnkk ≤ln q ,即k ≤q k ,经检验知q k-1≤k 也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k=3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6.综上,所求m 的最大值为5.19.D2,D3,D4[2019·天津卷] 设{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,已知a 1=4,b 1=6,b 2=2a 2-2,b 3=2a 3+4.(1)求{a n }和{b n }的通项公式. (2)设数列{c n }满足c 1=1,c n ={1,2k <n <2k+1,b k ,n =2k,其中k ∈N *. (i)求数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式;(ii)求∑i=12na i c i (n ∈N *).19.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,依题意得{6q =6+2d,6q 2=12+4d,解得{d =3,q =2,故a n =4+(n-1)×3=3n+1,b n =6×2n-1=3×2n . 所以,{a n }的通项公式为a n =3n+1,{b n }的通项公式为b n =3×2n . (2)(i)a 2n (c 2n -1)=a 2n (b n -1)=(3×2n +1)(3×2n -1)=9×4n -1. 所以,数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式为a 2n (c 2n -1)=9×4n -1. (ii)∑i=12na i c i =∑i=12n[a i +a i (c i -1)]=∑i=12na i +∑i=1na 2i (c 2i -1)=[2n×4+2n (2n -1)2×3]+∑i=1n(9×4i -1) =(3×22n-1+5×2n-1)+9×4(1-4n)1-4-n=27×22n-1+5×2n-1-n-12(n ∈N *).20.D2,D3,D4,M3[2019·浙江卷] 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=4,a 4=S 3.数列{b n }满足:对每个n ∈N *,S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)记c n =√an 2b n,n ∈N *,证明:c 1+c 2+…+c n <2√n ,n ∈N *.20.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得a 1+2d=4,a 1+3d=3a 1+3d , 解得a 1=0,d=2, 从而a n =2n-2,n ∈N *. 所以S n =n 2-n ,n ∈N *.由S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列得(S n+1+b n )2=(S n +b n )(S n+2+b n ), 解得b n =1d (S n+12-S n S n+2), 所以b n =n 2+n ,n ∈N *.(2)c n =√a n2b n=√2n -22n(n+1)=√n -1n(n+1),n ∈N *.我们用数学归纳法证明.①当n=1时,c 1=0<2,不等式成立;②假设n=k (k ∈N *)时不等式成立,即c 1+c 2+…+c k <2√k .那么,当n=k+1时,c 1+c 2+…+c k +c k+1<2√k +√k(k+1)(k+2)<2√k +√1k+1<2√k +√k+1+√k= 2√k +2(√k +1-√k )=2√k +1, 即当n=k+1时不等式也成立.根据①和②,不等式c 1+c 2+…+c n <2√n 对任意n ∈N *成立.D4 数列求和20.D2、D3、D4[2019·江苏卷] 定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”. (1)已知等比数列{a n }(n ∈N *)满足:a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,求证:数列{a n }为“M -数列”. (2)已知数列{b n }(n ∈N *)满足:b 1=1,1S n=2b n-2bn+1,其中S n 为数列{b n }的前n 项和.①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数.若存在“M -数列”{c n }(n ∈N *),对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有c k ≤b k ≤c k+1,求m的最大值.20.解:(1)证明:设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由{a 2a 4=a 5,a 3-4a 2+4a 1=0,得{a 12q 4=a 1q 4,a 1q 2-4a 1q +4a 1=0,解得{a 1=1,q =2.因此数列{a n }为“M -数列”. (2)①因为1S n=2b n-2bn+1,所以b n ≠0.由b 1=1,S 1=b 1,得11=21-2b 2,则b 2=2.由1S n=2b n-2bn+1,得S n =b nb n+12(b n+1-b n ),当n ≥2时,由b n =S n -S n-1,得b n =b n b n+12(b n+1-b n )-b n -1b n2(b n -b n -1),整理得b n+1+b n-1=2b n .所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n (n ∈N *).②由①知,b k =k ,k ∈N *.因为数列{c n }为“M -数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q>0. 因为c k ≤b k ≤c k+1,所以q k-1≤k ≤q k ,其中k=1,2,3,…,m. 当k=1时,有q ≥1;当k=2,3,…,m 时,有lnkk ≤ln q ≤lnkk -1. 设f (x )=lnxx (x>1),则f'(x )=1-lnxx 2. 令f'(x )=0,得x=e .列表如下:x (1,e)e (e,+∞)f'(x ) +0 -f (x )↗极大值↘因为ln22=ln86<ln96=ln33,所以f (k )max =f (3)=ln33.取q=√33,当k=1,2,3,4,5时,lnkk ≤ln q ,即k ≤q k ,经检验知q k-1≤k 也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k=3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6.综上,所求m 的最大值为5.19.D2,D3,D4[2019·天津卷] 设{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,已知a 1=4,b 1=6,b 2=2a 2-2,b 3=2a 3+4.(1)求{a n }和{b n }的通项公式. (2)设数列{c n }满足c 1=1,c n ={1,2k <n <2k+1,b k ,n =2k,其中k ∈N *. (i)求数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式; (ii)求∑i=12na i c i (n ∈N *).19.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,依题意得{6q =6+2d,6q 2=12+4d,解得{d =3,q =2,故a n =4+(n-1)×3=3n+1,b n =6×2n-1=3×2n . 所以,{a n }的通项公式为a n =3n+1,{b n }的通项公式为b n =3×2n . (2)(i)a 2n (c 2n -1)=a 2n (b n -1)=(3×2n +1)(3×2n -1)=9×4n -1. 所以,数列{a 2n (c 2n -1)}的通项公式为a 2n (c 2n -1)=9×4n -1. (ii)∑i=12na i c i =∑i=12n[a i +a i (c i -1)]=∑i=12na i +∑i=1na 2i (c 2i -1)=[2n×4+2n (2n -1)2×3]+∑i=1n(9×4i -1) =(3×22n-1+5×2n-1)+9×4(1-4n)1-4-n=27×22n-1+5×2n-1-n-12(n ∈N *).20.D2,D3,D4,M3[2019·浙江卷] 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=4,a 4=S 3.数列{b n }满足:对每个n ∈N *,S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)记c n =√an 2b n,n ∈N *,证明:c 1+c 2+…+c n <2√n ,n ∈N *.20.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得a 1+2d=4,a 1+3d=3a 1+3d , 解得a 1=0,d=2, 从而a n =2n-2,n ∈N *. 所以S n =n 2-n ,n ∈N *.由S n +b n ,S n+1+b n ,S n+2+b n 成等比数列得(S n+1+b n )2=(S n +b n )(S n+2+b n ),解得b n =1d (S n+12-S n S n+2), 所以b n =n 2+n ,n ∈N *.(2)c n =√a n 2b n=√2n -22n(n+1)=√n -1n(n+1),n ∈N *.我们用数学归纳法证明.①当n=1时,c 1=0<2,不等式成立;②假设n=k (k ∈N *)时不等式成立,即c 1+c 2+…+c k <2√k .那么,当n=k+1时,c 1+c 2+…+c k +c k+1<2√k +√k(k+1)(k+2)<2√k +√1k+1<2√k +√k+1+√k= 2√k +2(√k +1-√k )=2√k +1, 即当n=k+1时不等式也成立.根据①和②,不等式c 1+c 2+…+c n <2√n 对任意n ∈N *成立.D5 单元综合20.D1,D5,M2[2019·北京卷] 已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1<i 2<…<i m ),若a i 1<a i 2<…<a i m ,则称新数列a i 1,a i 2,…,a i m 为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.(1)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列.(2)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为a m 0,长度为q 的递增子列的末项的最小值为a n 0.若p<q ,求证:a m 0<a n 0.(3)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s-1,且长度为s 末项为2s-1的递增子列恰有2s-1个(s=1,2,…),求数列{a n }的通项公式.20.解:(1)1,3,5,6.(答案不唯一)(2)证明:设长度为q 末项为a n 0的一个递增子列为a r 1,a r 2,…,a r q -1,a n 0.由p<q,得a rp ≤a rq-1<a n.因为{a n}的长度为p的递增子列末项的最小值为a m0,又a r1,a r2,…,a rp是{a n}的长度为p的递增子列,所以a m0≤a rp.所以a m<a n.(3)由题设知,所有正奇数都是{a n}中的项.先证明:若2m是{a n}中的项,则2m必排在2m-1之前(m为正整数).假设2m排在2m-1之后.设a p1,a p2,…,a pm-1,2m-1是数列{a n}的长度为m末项为2m-1的递增子列,则a p1,a p2,…,a pm-1,2m-1,2m是数列{a n}的长度为m+1末项为2m的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{a n}中的项.假设存在正偶数不是{a n}中的项,设不在{a n}中的最小的正偶数为2m.因为2k排在2k-1之前(k=1,2,…,m-1),所以2k和2k-1不可能在{a n}的同一个递增子列中.又{a n}中不超过2m+1的数为1,2,…,2m-2,2m-1,2m+1,所以{a n}的长度为m+1且末项为2m+1的递增子列个数至多为2×2×2×…×2⏟(m-1)个×1×1=2m-1<2m.与已知矛盾.最后证明:2m排在2m-3之后(m≥2且m为整数).假设存在2m(m≥2),使得2m排在2m-3之前,则{a n}的长度为m+1且末项为2m+1的递增子列的个数小于2m.与已知矛盾.综上,数列{a n}只可能为2,1,4,3,…,2m-3,2m,2m-1,….经验证,数列2,1,4,3,…,2m-3,2m,2m-1,…符合条件.所以a n={n+1,n为奇数, n-1,n为偶数.10.D5[2019·浙江卷]设a,b∈R,数列{a n}满足a1=a,a n+1=a n2+b,n∈N*,则()A.当b=12时,a10>10B.当b=14时,a10>10C.当b=-2时,a10>10D.当b=-4时,a10>1010.A[解析]a2=a2+b≥b,a n+1=a n2+b,所以当b越大时,a10越大.四个选项中A中的b最大,当b=12时,a n+1=a n2+12,所以a2≥12,a3≥34,a4≥1716,a5≥417256>32,a6>114,a7>12916>8,a8>64,所以a10>a9>a8>10.故选A.9.[2019·南昌模拟]已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=-8,且(3n-5)a n+1=(3n-2)a n-9n2+21n-10,则a n=()A.-4nB.3n-5C.(3n-5)(5-n)D.5-n9.C[解析]∵(3n-5)a n+1=(3n-2)a n-9n2+21n-10,∴(3n-5)a n+1=(3n-2)a n-(9n2-21n+10),即(3n-5)a n+1=(3n-2)a n-(3n-5)(3n-2),∵n∈N*,∴a n+13n-2=a n3n-5-1,∴数列{a n3n-5}为等差数列,其首项为a13-5=4,公差d=-1,∴a n3n-5=4-(n-1)=5-n,∴a n=(3n-5)(5-n),故选C.3.[2019·山东淄博模拟]已知在等比数列{a n}中,a1=2,且a1,a2,a3-2成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}满足b n=1a n+2log2a n-1,求数列{b n}的前n项和S n.3.解:(1)设等比数列{a n }的公比为q.∵a 1,a 2,a 3-2成等差数列,a 1=2, ∴2a 2=a 1+(a 3-2)=2+(a 3-2)=a 3, ∴q=a3a 2=2,∴a n =a 1q n-1=2n (n ∈N *).(2)b n =1a n+2log 2a n -1=(12)n +2log 22n -1=(12)n +2n-1,则S n =(12+1)+[(12)2+3]+[(12)3+5]+…+[(12)n+(2n -1)]=12+(12)2+(12)3+…+(12)n +[1+3+5+…+(2n-1)]=12[1-(12)n]1-12+n ·[1+(2n -1)]2=n 2-(12)n+1(n ∈N *).6.[2019·河北石家庄质检] 已知{a n }是首项为1的等比数列,各项均为正数,且a 2+a 3=12. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =1(n+2)log3a n+1,求数列{b n }的前n 项和S n .6.解:(1)设数列{a n }的公比为q , 由a 2+a 3=12得q+q 2=12, 解得q=3或q=-4,因为数列{a n }的各项都为正数,所以q>0,所以q=3,所以a n =3n-1. (2)由(1)知b n =1(n+2)log3a n+1=1n(n+2)=12(1n -1n+2),∴S n =12×1-13+12-14+…+1n -1-1n+1+1n -1n+2=34-2n+32(n+1)(n+2).。
专题08 数列小题综合(学生卷)- 十年(2015-2024)高考真题数学分项汇编(全国通用)

专题08数列小题综合考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1数列的增减性(10年3考)2022·全国乙卷、2022·北京卷2021·全国甲卷、2020·北京卷1.掌握数列的有关概念和表示方法,能利用与的关系以及递推关系求数列的通项公式,理解数列是一种特殊的函数,能利用数列的周期性、单调性解决简单的问题,该内容是新高考卷的必考内容,常考查利用与关系求通项或项及通项公式构造的相关应用,需综合复习2.理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项和公式,能在具体的问题情境中识别数列的等差关系并能用等差数列的有关知识解决相应的问题,熟练掌握等差数列通项公式与前n项和的性质,该内容是新高考卷的必考内容,一般给出数列为等差数列,或通过构造为等差数列,求通项公式及前n项和,需综合复习3.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式,能在具体的问题情境中识别数列的等比关系并能用等比数列的有关知识解决相应的问题,熟练掌握等比数列通项公式与前n项和的性质,该内容是新高考卷的必考内容,一般给出数列为等比数考点2递推数列及数列的通项公式(10年6考)2023·北京卷、2022·北京卷、2022·浙江卷2021·浙江卷、2020·浙江卷、2020·全国卷2019·浙江卷、2017·上海卷考点3等差数列及其前n项和(10年10考)2024·全国甲卷、2024·全国甲卷、2024·全国新Ⅱ卷、2022·全国乙卷、2023·全国甲卷、2023·全国乙卷、2023·全国新Ⅰ卷、2022·北京卷、2020·浙江卷、2020·山东卷、2020·全国卷、2019·全国卷2019·江苏卷、2019·北京卷、2019·全国卷、2019·全国卷、2018·北京卷、2018·全国卷、2017·全国卷、2016·浙江卷、2015·重庆卷2015·全国卷、2015·全国卷、2016·北京卷、2016·江苏卷、2015·广东卷、2015·陕西卷、2015·安徽卷、2015·全国卷考点4等比数列及其前n项和(10年10考)2023·全国甲卷、2023·天津卷、2023·全国新Ⅱ卷2023·全国甲卷、2023·全国乙卷、2022·全国乙卷、2021·全国甲卷、2020·全国卷、2020·全国卷、2020·全国卷、2019·全国卷、2019·全国卷2017·全国卷、2017·北京卷、2017·江苏卷、2016·浙江卷、2016·全国卷、2015·浙江卷2015·全国卷、2015·全国卷、2015·湖南卷2015·广东卷、2015·安徽卷列,或通过构造为等比数列,求通项公式及前n 项和。
专题08 数列中的最值问题【解析版】

第二章数列与不等式专题08 数列中的最值问题【压轴综述】纵观近几年的高考命题,考查常以数列的相关项以及关系式,或数列的前n项和与第n项的关系入手,结合数列的递推关系式与等差数列或等比数列的定义展开,求解数列的通项、前n项和,有时与参数的求解、数列不等式的证明等加以综合.探求数列中的最值问题,是数列不等式的综合应用问题的命题形式之一.本专题通过例题说明此类问题解答规律与方法.1.常见思路一:构建函数模型,利用函数的图象和性质解决最值问题;2.常见思路二:构建函数模型,应用导数研究函数的最值;3.常见思路三:构建不等式求解,确定范围,实现求最值;4.常见思路四:应用基本不等式,确定最值.【压轴典例】例1.(河南省开封市2019届高三第三次模拟(理))已知等比数列满足:,,则取最小值时,数列的通项公式为()A.B.C.D.【答案】A【解析】设等比数列的公比为当时,,则当时,,两式相减得:即解得又当且仅当时,等号成立.取最小值1时,故选A.例2.(安徽省黄山市2019届高三第二次检测)已知数列和的前项和分别为和,且,,,若对任意的 ,恒成立,则的最小值为( ) A . B .C .D .【答案】B 【解析】 因为,所以,相减得,因为,所以,又,所以, 因为,所以,因此,,从而,即的最小值为,选B.例3.(2016高考上海文)无穷数列{}n a 由k 个不同的数组成,n S 为{}n a 的前n 项和.若对任意*∈N n ,{}3,2∈n S ,则k 的最大值为________.【答案】max 4k =【解析】当1n =时,12a =或13a =;当2n …时,若2n S =,则12n S -=,于是0n a =,若3n S =,则13n S -=,于是0n a =.从而存在N k *∈,当n k …时,0k a =.其中数列{}n a :2,1,1,0,0,0,-⋅⋅⋅满足条件,所以max 4k =. 例4.(广西柳州市2019届高三1月模拟)已知点在函数的图象上().数列的前项和为,设,数列的前项和为.则的最小值为____【答案】【解析】点在函数图象上,,是首项为,公比的等比数列,,则,是首项为,公差为2的等差数列,当,即时,最小,即最小值为.例5.(广东省华南师范大学附属中学、广东实验中学、广雅中学、深圳中学2019届高三上期末)等差数列的前n 项和为,,,对一切恒成立,则的取值范围为__ __.【答案】【解析】,,所以,,,,由得,由函数的单调性及知,当或时,最小值为30,故.例6.(2018·江苏高考真题)已知集合*{|21,}A x x n n N ==-∈,*{|2,}nB x x n N ==∈.将A B 的所有元素从小到大依次排列构成一个数列{}n a .记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则使得112n n S a +>成立的n 的最小值为________. 【答案】27【解析】设=2kn a ,则12[(211)+(221)+(221)][222]k k n S -=⨯-⨯-+⋅-++++()11221212212(12)222212k k kk k ---++⨯--=+=+--由112n n S a +>得2211211522212(21),(2)20(2)140,22,6k k k k k k k -+---+->+-->≥≥所以只需研究5622n a <<是否有满足条件的解,此时25[(211)+(221)+(21)][222]n S m =⨯-⨯-+-++++25122m +=+-,+121n a m =+,m 为等差数列项数,且16m >. 由25122212(21),2450022,527m m m m m n m ++->+-+>∴≥=+≥,得满足条件的n 最小值为27.例7.(2019·天津高考模拟(文))已知数列{}n a 是正项等比数列,1342310,2a a a a a +=-=,数列{}n b 满足条件123(2)n b n a a a a =.(Ⅰ) 求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (Ⅱ) 设11n n nc a b =-,记数列{}n c 的前n 项和n S . ①求n S ;②求正整数k ,使得对任意n *∈N ,均有k n S S ≥.【答案】(1)2nn a =,()1;n b n n =+(2)①11;12nn S n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭②4k =.【解析】(1)设数列{}n a 是正项等比数列的公比为0q >,因为1310a a +=,4232a a a -=所以有1113211110222a a q a a q a q a qq +==⎧⎧⇒⎨⎨-==⎩⎩,所以2;nn a = (1232nb n a a aa =2312322222n n b b n n +++⋅⋅⋅+⇒⨯⨯⨯⋅⋅⋅⨯=⇒=(1)2222(1);n b n n n b n n +⇒=⇒=+(2)①因为 11n n nc a b =-, 所以,123n n S c c c c =+++⋅⋅⋅+,123123()()n n n S a a a a b b b b ⇒=+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+,11[1()]111122[],1122334(1)12n n S n n -⇒=-+++⋅⋅⋅+⨯⨯⨯⨯+-111111111()(1),2223341n n S n n ⇒=---+-+-+⋅⋅⋅+-+11111()1().2112n n n S n n ⇒=--+=-++②令11111111(1)(2)2()()22122(1)(2)n n n n n n n n S S n n n n ++++++--=--+=++⋅++, 由于12n +比(1)(2)n n ++变化的快,所以10n n S S +->,得4n <, 即1234,,,S S S S ,递增而456,,,,n S S S S ⋅⋅⋅递减,4S ∴是最大, 即当4k =时,对任意*n N ∈,均有k n S S ≥.例8.(2019·江苏高考真题)定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M-数列”. (1)已知等比数列{a n }满足:245132,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M-数列”; (2)已知数列{b n }满足:111221,n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n 项和. ①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数,若存在“M-数列”{c n }θ,对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有1k k k c b c +剟成立,求m 的最大值.【答案】(1)见解析;(2)①b n =n ()*n ∈N ;②5.【解析】(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由245321440a a a a a a =⎧⎨-+=⎩,得244112111440a q a q a q a q a ⎧=⎨-+=⎩,解得112a q =⎧⎨=⎩.因此数列{}n a 为“M —数列”.(2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠. 由1111,b S b ==得212211b =-,则22b =. 由1122n n n S b b +=-,得112()n n n n n b b S b b ++=-,当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()()111122n n n nn n n n n b b b b b b b b b +-+-=---,整理得112n n n b b b +-+=.所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ()*n N ∈.②由①知,b k =k ,*k N ∈.因为数列{c n }为“M –数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0. 因为c k ≤b k ≤c k +1,所以1k k q k q -≤≤,其中k =1,2,3,…,m .当k =1时,有q ≥1;当k =2,3,…,m 时,有ln ln ln 1k kq k k ≤≤-. 设f (x )=ln (1)x x x >,则21ln ()xf 'x x-=. 令()0f 'x =,得x =e .列表如下:因为ln 2ln8ln 9ln 32663=<=,所以max ln 3()(3)3f k f ==.取q =k =1,2,3,4,5时,ln ln kq k…,即k k q ≤, 经检验知1k qk -≤也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216, 所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6. 综上,所求m 的最大值为5.【压轴训练】1.(2019·安徽高考模拟(文))已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且8109S S S <<,则满足0n S >的正整数n 的最大值为( ) A .16 B .17C .18D .19【答案】C 【解析】由8109S S S <<得,90a >,100a <,9100a a +>,所以公差大于零.又()117179171702a a S a +==>,()1191910191902a a S a +==<,()()1181891018902a a S a a +==+>,故选C.2.(2019·北京师大附中高考模拟(文))已知正项等比数列{a n }满足:a 7=a 6+2a 5,若存在两项a m 、a n ,使得a m a n =16a 12,则1m +9n的最小值为( ) A .32B .83C .114D .不存在【答案】C 【解析】设正项等比数列{a n }的公比为q ,且q >0,由a 7=a 6+2a 5得:a 6q=a 6+62a q, 化简得,q 2-q-2=0,解得q=2或q=-1(舍去),因为a m a n =16a 12,所以()()1111m n a qa q --=16a 12,则qm+n-2=16,解得m+n=6,所以191191918(m n)10106663n m m n m n m n ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=+++= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝… . 当且仅当9n m m n =时取等号,此时96n m m n m n ⎧=⎪⎨⎪+=⎩,解得3292m n ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 因为mn 取整数,所以均值不等式等号条件取不到,则1983m n +>, 验证可得,当m=2、n=4时,19m n+取最小值为114,故选:C .3.(2019·北京高三期末(理))已知为等差数列,为其前项和.若,,则公差___;的最大值等于___. 【答案】 12【解析】由a 2=4,a 3+a 5=0得得,则S n =6n(﹣2)=﹣n 2+7n =﹣(n )2,则当n =3或4时,S n 取得最大值,最大值为S 3=﹣9+21=12, 故答案为:﹣2,124.(2019·山东枣庄八中高三月考(理))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且12n n S a +=,则使不等式2221286n a a a +++<成立的n 的最大值为( )A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】根据题意,数列{}n a 满足12n n S a +=, 当1n =时,1121a a =+,得11a =,当2n ≥时,()112n n n n n a a S S a ---=-=,即12n n a a -=,所以12nn a a -= 又∵11a =满足上式,即{}n a 是以2为公比,1为首项的等比数列则12n n a -=, 则214n n a -=,则数列{}2na 是以1为首项,4为公比的等比数列,则()()22212114141143n nn S a a a -=+++==--,若2221286n a a a +++<,则有()141863n-<, 变形可得:4259n <,又由*n N ∈,则4n ≤,即n 的最大值为4; 故选:B .5.(2019·江苏高考模拟)已知正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S .若9362S S S =+,则631S S +取得最小值时,9S 的值为_______.【解析】由9362S S S =+,得:q≠1,所以936111(1)(1)(1)2111a q a q a q q q q---=+---,化简得:936112(1)q q q -=-+-,即963220q q q --+=,即63(1)(2)0q q --=,得32q =,化简得631S S +=6131(1)11(1)a q qq a q --+--=11311a q q a -+≥-, 当11311a q q a -=-,即1a =时,631S S +取得最小值,所以919(1)1a q S q -==-9(1)1q q --=3故答案为:6.(2019·广东高考模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=10,S 8=36,当n∈N *时,nn 3a S +的最大值为______. 【答案】71 【解析】由题意,等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若4810,36S S ==,设首项为1a ,公差为d ,则11434102878362a d a d ⨯⎧+=⎪⎪⎨⨯⎪+=⎪⎩,解得11a d ==,所以,所以(1)2n n n S +=, 则2322(3)(4)1271272nn a n n n n S n n n n+===++++++,当12n n +取最小值时,3n n a S +取最大值,结合函数()12(0)f x x x x =+>的单调性,可得当3n =或4n =时,317n n max a S +⎛⎫= ⎪⎝⎭. 故答案为:71. 7.(2019·天津高考模拟(文))已知首项与公比相等的等比数列{}n a 中,若m ,n *∈N ,满足224m n a a a =,则21m n+的最小值为__________. 【答案】1 【解析】设等比数列{}n a 公比为q ,则首项1a q =由224m n a a a =得:()()22113111m n a q a q a q --⋅=则:28m nqq += 28m n ∴+=()2112114142224888n m n m m n m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=⋅++=⋅+++=⋅++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∴*,m n N ∈ 40,0n mm n∴>>则44n m m n +≥=(当且仅当4n m m n =,即2n m =时取等号) ()min 2114418m n ⎛⎫∴+=⨯+= ⎪⎝⎭ 本题正确结果:18.(2019·江苏金陵中学高考模拟)设数列{}n a 为等差数列,其前n 项和为n S ,已知14760a a a ++=,25851a a a ++=,若对任意n N *∈,都有n S ≤k S 成立,则正整数k 的值为_______.【答案】10 【解析】因为数列{}n a 为等差数列,设公差为d ,14760a a a ++=,25851a a a ++=,两式相减, 得:3d =-9,所以,d =-3, 由等差中项得14743=60a a a a ++=,即14=320a a d +=,解得:1a =29,所以,(1)29(3)2n n n S n -=+⨯-=236122n n -+ ,当n =616时,n S 取得最大值,但n 是正整数,所以,当n =10时,n S 取得最大值, 对任意n N *∈,都有n S ≤k S 成立,显然k =10. 故答案为:109.(2019·江苏扬州中学高考模拟)数列{}n a 是等差数列,11a =,公差[]1,2d ∈,且4101615a a a λ++=,则实数λ的最大值为______. 【答案】12- 【解析】41016111153(9)1515a a a a d a d a d λλ++=∴+++++=,15()219f d dλ==-+,因为[]1,2d ∈,所以令19,[10,19]t d t =+∈,因此15()2f t t λ==-,当[10,19]t ∈,函数()f t λ=是减函数,故当10t =时,实数λ有最大值,最大值为1(10)2f =-.10.(2019·福建高考模拟(理))在数列{}n a 中,1253a a +=,()()11280n n n a na n N *+--+=∈,若()12n n n n b a a a n N *++=⋅⋅∈,则{}n b 的前n 项和取得最大值时n 的值为__________.【答案】10 【解析】解法一:因为()11280n n n a na +--+=① 所以()211280n n na n a ++-++=②,①-②,得122n n n na na na ++=+即122n n n a a a ++=+,所以数列{}n a 为等差数列. 在①中,取1n =,得1280a -+=即128a =,又1253a a +=,则225a =, 所以313n a n =-.因此12100a a a >>>>,1112130a a a >>>>所以1280b b b >>>>,99101180b a a a =⋅⋅=-<,10101112100b a a a =⋅⋅=>,1112130b b b >>>>所以12389T T T T T <<, 9101112T T T T >>又1089108T T b b T =++>,所以10n =时,n T 取得最大值. 解法二:由()11280n n n a na +--+=,得()12811n n a a n n n n +-=---, 令1n n a c n +=,则11111282811n n c c n n n n -⎛⎫⎛⎫-=--=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭,则11281n c c n ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, 即1211281281n c c a n n ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 代入得()()1222812828n n a nc na n n a +==+-=+-,取1n =,得1280a -+=,解得128a =,又1253a a +=,则225a =,故1283n a n +=-所以313n a n =-,于是()()()12313283253n n n n b a a a n n n ++=⋅⋅=---. 由0n b ≥,得()()()3132832530n n n ---≥,解得8n ≤或10n =, 又因为98b =-,1010b =, 所以10n =时,n T 取得最大值.11.(2019·全国高考真题(文))记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 9=-a 5. (1)若a 3=4,求{a n }的通项公式;(2)若a 1>0,求使得S n ≥a n 的n 的取值范围. 【答案】(1)210n a n =-+; (2)110()n n N *≤≤∈. 【解析】(1)设等差数列{}n a 的首项为1a ,公差为d ,根据题意有111989(4)224a d a d a d ⨯⎧+=-+⎪⎨⎪+=⎩, 解答182a d =⎧⎨=-⎩,所以8(1)(2)210n a n n =+-⨯-=-+,所以等差数列{}n a 的通项公式为210n a n =-+; (2)由条件95S a =-,得559a a =-,即50a =,因为10a >,所以0d <,并且有5140a a d =+=,所以有14a d =-, 由n n S a ≥得11(1)(1)2n n na d a n d -+≥+-,整理得2(9)(210)n n d n d -≥-, 因为0d <,所以有29210n n n -≤-,即211100n n -+≤, 解得110n ≤≤,所以n 的取值范围是:110()n n N *≤≤∈12.(2017·上海高考真题)根据预测,某地第个月共享单车的投放量和损失量分别为和(单位:辆),其中,,第个月底的共享单车的保有量是前个月的累计投放量与累计损失量的差.(1)求该地区第4个月底的共享单车的保有量; (2)已知该地共享单车停放点第个月底的单车容纳量(单位:辆). 设在某月底,共享单车保有量达到最大,问该保有量是否超出了此时停放点的单车容纳量? 【答案】(1)935;(2)见解析. 【解析】试题分析:(1)计算和的前项和的差即可得出答案; (2)令得出,再计算第个月底的保有量和容纳量即可得出结论.试题分析: (1)(2),即第42个月底,保有量达到最大,∴此时保有量超过了容纳量.13.(2018·河南高三期中(文))已知非零数列{}n a 满足*13()n n a a n +=∈N ,且1a ,2a 的等差中项为6.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若32log n n b a =,求12233411111n n b b b b b b b b +++++…取值范围. 【答案】(1) 3nn a = (2) 11,84⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】(1)由()*13n n a a n N +=∈,得{}na 为等比数列且公比3q =.设首项为1a ,12,a a 的等差中项为6,即1212a a q +=,解得13a =,故3nn a =.(2)由32log 2na nb n ==得到:()11111122141n n b b n n n n +⎛⎫==- ⎪⋅++⎝⎭, ∴1223341111111111111114223141n n b b b b b b b b n n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫++++=-+-++-=- ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 因为11141n ⎛⎫- ⎪+⎝⎭可以看成关于n 的单调递增函数,所以n=1时,最小为18,且1111414n ⎛⎫-< ⎪+⎝⎭, ∴1223341111111,84n n b b b b b b b b +⎡⎫++++∈⎪⎢⎣⎭. 14.(2019·湖南高考模拟(文))已知数列{}n a 的首项13a =,37a =,且对任意的n *∈N ,都有1220n n n a a a ++-+=,数列{}n b 满足12n nb a -=,n *∈N .(Ⅰ)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (Ⅱ)求使122018n b b b +++>成立的最小正整数n 的值.【答案】(Ⅰ)21n a n =+,21nn b =+;(Ⅱ)10【解析】(Ⅰ)令1n =得,12320a a a -+=,解得25a =. 又由1220n n n a a a ++-+=知211n n n n a a a a +++-=- 212a a ==-=,故数列{}n a 是首项13a =,公差2d =的等差数列,于是21n a n =+,1221n nn b a -==+. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,21nn b =+.于是11n n T b b b =+++ ()122222n =++++ ()12122212n n n n +-=+=+--.令()122n f n n +=+-,易知()f n 是关于n 的单调递增函数,又()1092921031f =+-=,()111021022056f =+-=,故使112018n b b b +++>成立的最小正整数n 的值是10.15.(2019·山东日照一中高三期中(理))已知数列{a n }中,1123123n a a a a na =+++⋯+=,(n∈N *)(Ⅰ)证明当n≥2时,数列{na n }是等比数列,并求数列{a n }的通项a n ; (Ⅱ)求数列{n 2a n }的前n 项和T n ; (Ⅲ)对任意n∈N *,使得恒成立,求实数λ的最小值.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ) (Ⅲ)【解析】(Ⅰ)[证明]:由a 1+2a 2+3a 3+…+na n =,得a 1+2a 2+3a 3+…+(n ﹣1)a n ﹣1=(n≥2),①﹣②:,即(n≥2),∴当n≥2时,数列{na n }是等比数列,又a 1=1,a 1+2a 2+3a 3+…+na n =,得a 2=1,则2a 2=2,∴,∴(n≥2),∴;(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可知,∴T n =1+2×2×30+2×3×31+2×4×32+…+2n×3n ﹣2,则,两式作差得:,得:;(Ⅲ)解:由≤(n+6)λ,得≤(n+6)λ,即对任意n∈N *恒成立.当n=2或n=3时n+有最小值为5,有最大值为,故有λ≥,∴实数λ的最小值为.16.(2019·山东高考模拟(文))已知数列的各项均为正数,,且对任意,为和1的等比中项,数列满足.(1)求证:数列为等比数列,并求通项公式;(2)若,的前项和为,求使不小于360的的最小值. 【答案】(1)证明见解析,;(2)18.【解析】(1)由题意得:,即数列成等比数列,首项为,公比为,又为正项数列(2)由(1)得:,即或(舍去)所以不小于的的最小值为。
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专题08 数列1.【2019年高考全国I 卷理数】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则 A .25n a n =-B .310n a n =-C .228n S n n =-D .2122n S n n =- 【答案】A【解析】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,24n S n n =-,故选A . 【名师点睛】本题主要考查等差数列通项公式与前n 项和公式,渗透方程思想与数学计算等素养.利用等差数列通项公式与前n 项公式即可列出关于首项与公差的方程,解出首项与公差,再适当计算即可做了判断.2.【2019年高考全国III 卷理数】已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前4项和为15,且53134a a a =+,则3a = A .16 B .8C .4D .2【答案】C【解析】设正数的等比数列{a n }的公比为q ,则231111421111534a a q a q a q a q a q a ⎧+++=⎨=+⎩, 解得11,2a q =⎧⎨=⎩,2314a a q ∴==,故选C .【名师点睛】本题利用方程思想求解数列的基本量,熟练应用公式是解题的关键.3.【2019年高考浙江卷】设a ,b ∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n +1=a n 2+b ,n *∈N ,则A . 当101,102b a => B . 当101,104b a => C . 当102,10b a =-> D . 当104,10b a =->【答案】A【解析】①当b =0时,取a =0,则0,n a n *=∈N .故B 项不正确. 故本题正确答案为A.【名师点睛】遇到此类问题,不少考生会一筹莫展.利用函数方程思想,通过研究函数的不动点,进一步讨论a 的可能取值,利用“排除法”求解.4.【2019年高考全国I 卷理数】记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若214613a a a ==,,则S 5=____________. 【答案】1213【解析】设等比数列的公比为q ,由已知21461,3a a a ==,所以32511(),33q q =又0q ≠, 所以3,q =所以55151(13)(1)12131133a q S q --===--. 【名师点睛】准确计算,是解答此类问题的基本要求.本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算,部分考生易出现运算错误.5.【2019年高考全国III 卷理数】记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,12103a a a =≠,,则105S S =___________. 【答案】4【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,因213a a =,所以113a d a +=,即12a d =,所以105S S =11111091010024542552a d a a a d ⨯+==⨯+. 【名师点睛】本题主要考查等差数列的性质、基本量的计算.渗透了数学运算素养.使用转化思想得出答案.6.【2019年高考北京卷理数】设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=−3,S 5=−10,则a 5=__________,S n的最小值为__________. 【答案】 0,10-.【解析】等差数列{}n a 中,53510S a ==-,得32,a =-又23a =-,所以公差321d a a =-=,5320a a d =+=,由等差数列{}n a 的性质得5n ≤时,0n a ≤,6n ≥时,n a 大于0,所以n S 的最小值为4S 或5S ,即为10-.【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式、求和公式、等差数列的性质,难度不大,注重重要知识、基础知识、基本运算能力的考查.7.【2019年高考江苏卷】已知数列*{}()n a n ∈N 是等差数列,n S 是其前n 项和.若25890,27a a a S +==,则8S 的值是_____. 【答案】16【解析】由题意可得:()()()25811191470989272a a a a d a d a d S a d ⎧+=++++=⎪⎨⨯=+=⎪⎩, 解得:152a d =-⎧⎨=⎩,则8187840282162S a d ⨯=+=-+⨯=. 【名师点睛】等差数列、等比数列的基本计算问题,是高考必考内容,解题过程中要注意应用函数方程思想,灵活应用通项公式、求和公式等,构建方程(组),如本题,从已知出发,构建1a d ,的方程组. 8.【2019年高考全国II 卷理数】已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,1434n n n a a b +-=+,1434n n n b b a +-=-.(I )证明:{a n +b n }是等比数列,{a n –b n }是等差数列; (II )求{a n }和{b n }的通项公式. 【答案】(I )见解析;(2)1122n n a n =+-,1122n nb n =-+. 【解析】(1)由题设得114()2()n n n n a b a b +++=+,即111()2n n n n a b a b +++=+. 又因为a 1+b 1=l ,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a 1–b 1=l ,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 =+--=-+.9.【2019年高考北京卷理数】已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1<i 2<…<i m ),若12m i i i a a a <<⋅⋅⋅<,则称新数列12m i i i a a a ⋅⋅⋅,,,为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.(Ⅰ)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列;(Ⅱ)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q 的递增子列的末项的最小值为0n a .若p <q ,求证:0m a <0n a ;(Ⅲ)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s –1,且长度为s 末项为2s –1的递增子列恰有2s -1个(s =1,2,…),求数列{a n }的通项公式. 【答案】(Ⅰ) 1,3,5,6(答案不唯一);(Ⅱ)见解析;(Ⅲ)见解析. 【解析】(Ⅰ)1,3,5,6.(答案不唯一) (Ⅱ)设长度为q 末项为0n a 的一个递增子列为1210,,,,q r r r n a a a a -.由p <q ,得10p q r r n a a a -≤<.因为{}n a 的长度为p 的递增子列末项的最小值为0m a , 又12,,,p r r r a a a 是{}n a 的长度为p 的递增子列,所以0p m r a a ≤. 所以00m n a a <·(Ⅲ)由题设知,所有正奇数都是{}n a 中的项.先证明:若2m 是{}n a 中的项,则2m 必排在2m −1之前(m 为正整数). 假设2m 排在2m −1之后. 设121,,,,21m p p p a a a m --是数列{}n a 的长度为m 末项为2m −1的递增子列,则121,,,,21,2m p p p a a a m m --是数列{}n a 的长度为m +1末项为2m 的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{}n a 中的项.假设存在正偶数不是{}n a 中的项,设不在{}n a 中的最小的正偶数为2m .因为2k 排在2k −1之前(k =1,2,…,m −1),所以2k 和21k -不可能在{}n a 的同一个递增子列中. 又{}n a 中不超过2m +1的数为1,2,…,2m −2,2m −1,2m +1,所以{}n a 的长度为m +1且末项为2m +1的递增子列个数至多为1(1)22221122m m m --⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<个.与已知矛盾.最后证明:2m 排在2m −3之后(m ≥2为整数).假设存在2m (m ≥2),使得2m 排在2m −3之前,则{}n a 的长度为m +1且末项为2m +l 的递增子列的个数小于2m .与已知矛盾.综上,数列{}n a 只可能为2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…. 经验证,数列2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…符合条件.所以1,1,n n n a n n +⎧=⎨-⎩为奇数,为偶数.【名师点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.10.【2019年高考天津卷理数】设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列.已知1122334,622,24a b b a b a ===-=+,.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)设数列{}n c 满足111,22,2,1,,k k n kk c n c b n +=⎧<<=⎨=⎩其中*k ∈N . (i )求数列(){}221n n a c -的通项公式; (ii )求()2*1ni ii a c n =∈∑N .【答案】(Ⅰ)31n a n =+;32nn b =⨯(Ⅱ)(i )()221941n n n a c -=⨯-(ii )()()2*211*12725212nn n i i i a c n n n --=∈=⨯+⨯--∈∑N N【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q .依题意得2662,6124,q d q d =+⎧⎨=+⎩解得3,2,d q =⎧⎨=⎩故14(1)331,6232n n n n a n n b -=+-⨯=+=⨯=⨯. 所以,{}n a 的通项公式为{}31,n n a n b =+的通项公式为32n n b =⨯.(Ⅱ)(i )()()()()22211321321941n n n n n n n a c a b -=-=⨯+⨯-=⨯-. 所以,数列(){}221n n a c -的通项公式为()221941n n n a c -=⨯-. (ii )()()22221111211n n niini iiiiii i i i a c a a c a a c====⎡⎤=+-=+⎣⎦-∑∑∑∑()()12212439412n nn ni i =⎛⎫- ⎪=⨯+⨯+⨯- ⎪⎝⎭∑()()2114143252914n n n n ---=⨯+⨯+⨯--()211*2725212n n n n --=⨯+⨯--∈N .【名师点睛】本小题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及其前n 项和公式等基础知识.考查化归与转化思想和数列求和的基本方法以及运算求解能力.11.【2019年高考江苏卷】定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M -数列”.(1)已知等比数列{a n }()n *∈N 满足:245132,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M -数列”;(2)已知数列{b n }()n *∈N 满足:111221,n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n 项和. ①求数列{b n }的通项公式;②设m 为正整数,若存在“M -数列”{c n }()n *∈N ,对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有1k k k c b c +剟成立,求m 的最大值.【答案】(1)见解析;(2)①b n =n ()*n ∈N ;②5.【解析】解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由245321440a a a a a a =⎧⎨-+=⎩,得244112111440a q a q a q a q a ⎧=⎨-+=⎩,解得112a q =⎧⎨=⎩.因此数列{}n a 为“M—数列”.(2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠. 由1111,b S b ==,得212211b =-,则22b =. 由1122n n n S b b +=-,得112()n n n n n b b S b b ++=-, 当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()()111122n n n nn n n n n b b b b b b b b b +-+-=---,整理得112n n n b b b +-+=.所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ()*n ∈N .②由①知,b k =k ,*k ∈N .因为数列{c n }为“M–数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0. 因为c k ≤b k ≤c k +1,所以1k k q k q -≤≤,其中k =1,2,3,…,m .当k =1时,有q ≥1; 当k =2,3,…,m 时,有ln ln ln 1k kq k k ≤≤-. 设f (x )=ln (1)x x x >,则21ln ()xf 'x x -=. 令()0f 'x =,得x =e.列表如下:x (1,e)e (e ,+∞) ()f 'x+0 –f (x )极大值因为ln 2ln8ln 9ln 32663=<=,所以max ln 3()(3)3f k f ==.取q =k =1,2,3,4,5时,ln ln kq k…,即k k q ≤, 经检验知1k q k -≤也成立.因此所求m 的最大值不小于5.若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15≤216,所以q 不存在.因此所求m 的最大值小于6. 综上,所求m 的最大值为5.【名师点睛】本题主要考查等差和等比数列的定义、通项公式、性质等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力.12.【2019年高考浙江卷】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每个12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.(I )求数列{},{}n n a b 的通项公式; (II )记,,2nn na c nb *=∈N 证明:12+2,.n c c c n n *++<∈N【答案】(I )()21n a n =-,()1n b n n =+;(II )证明见解析. 【解析】(I )设数列{}n a 的公差为d ,由题意得11124,333a d a d a d +=+=+,解得10,2a d ==.从而*22,n a n n =-∈N .所以2*n S n n n =-∈N ,,由12,,n n n n n n S b S b S b +++++成等比数列得()()()212n n n n n n S b S b S b +++=++.解得()2121n n n n b S S S d++=-. 所以2*,n b n n n =+∈N .(II)*n c n ===∈N . 我们用数学归纳法证明.(i )当n =1时,c 1=0<2,不等式成立;(ii )假设()*n k k =∈N 时不等式成立,即122k c c c k +++<.那么,当1n k =+时,121122(1)(2)1k k k c c c c k k k k k +++++<<+++222(1)211k k k k k k k<=+=+++.即当1n k =+时不等式也成立. 根据(i )和(ii ),不等式122n c c c n +++<对任意*n ∈N 成立.【名师点睛】本题主要考查等差数列、等比数列、数列求和、数学归纳法等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力.13.【四川省峨眉山市2019届高三高考适应性考试数学试题】在等差数列{}n a 中,3a ,9a 是方程224120x x ++=的两根,则数列{}n a 的前11项和等于A .66B .132C .-66D .- 32【答案】D【解析】因为3a ,9a 是方程224120x x ++=的两根,所以3924a a +=-,又396242a a a +=-=,所以612a =-,61111111211()13222a a a S ⨯⨯+===-,故选D.【名师点睛】本题主要考查了等差数列的性质,等差中项,数列的求和公式,属于中档题.14.【四川省百校2019年高三模拟冲刺卷数学试题】定义在 上的函数 满足:当 时,;当 时, .记函数 的极大值点从小到大依次记为 并记相应的极大值为 则 的值为A .B .C .D .【答案】A【解析】由题意当 时,22()2(1)1f x x x x =-=--+ 极大值点为1,极大值为1,当 时,()()32f x f x =-.则极大值点形成首项为1公差为2 的等差数列,极大值形成首项为1公比为3 的等比数列,故 . ,故 ,设S= , 3S= ,两式相减得-2S=1+2( )-∴S= , 故选:A.【名师点睛】本题考查数列与函数综合,错位相减求和,确定 及 的通项公式是关键,考查计算能力,是中档题.15.【福建省2019届高三毕业班质量检查测试数学试题】数列 中, ,且112(2)n n n n na a n a a --+=+≥-,则数列 前2019项和为A .B .C .D .【答案】B【解析】:∵( ),∴()22112n n n n a a a a n ----=﹣, 整理得: ,∴ ,又 , ∴ ,可得:.则数列前2019项和为:. 故选:B .【名师点睛】本题主要考查了数列递推关系、“累加求和”方法、裂项求和,考查了推理能力、转化能力与计算能力,属于中档题.16.【内蒙古2019届高三高考一模试卷数学试题】《九章算术》第三章“衰分”介绍比例分配问题:“衰分”是按比例递减分配的意思,通常称递减的比例(百分比)为“衰分比”.如:甲、乙、丙、丁“哀”得100,60,36,21.6个单位,递减的比例为40%,今共有粮(0)m m >石,按甲、乙、丙、丁的顺序进行“衰分”,已知丙衰分得80石,乙、丁衰分所得的和为164石,则“衰分比”与m 的值分别为 A .20% 369B .80% 369C .40% 360D .60% 365【答案】A【解析】设“衰分比”为a ,甲衰分得b 石,由题意得23(1)80(1)(1)16480164b a b a b a b m ⎧-=⎪-+-=⎨⎪++=⎩,解得125b =,20%a =,369m =. 故选A .【名师点睛】本题考查等比数列在生产生活中的实际应用,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用.17.【山东省德州市2019届高三第二次练习数学试题】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知1212a a ==,,且2123n n n a S S ++=-+,记22122log log n n n b a a -=+,则数列(){}21nn b -⋅的前10项和为______.【答案】200【解析】∵1212a a ==,,且2123n n n a S S ++=-+, ∴32332a =-+=, ∵2123n n n a S S ++=-+,∴2n ≥时,1123n n n a S S +-=-+, 两式相减可得,()()21112n n n n n n S a a S S S ++-+-=---,(2n ≥) 即2n ≥时,2112n n n n a a a a +++-=-即22n n a a +=, ∵312a a =,∴数列{}n a 的奇数项和偶数项分别成等比数列,公比均为2,∴12222n nn a -=⨯=,1121122n n n a ---=⨯=,∴22122log log 121n n n b a a n n n -=+=-+=-, 则数列()()()221211nnn b n -⋅-=-,则(){}21nn b -⋅的前10项和为()()()22222231751917S =-+-++-()2412202836=⨯++++200=.故答案为200.【名师点睛】本题考查数列的递推公式在数列的通项公式求解中的应用,考查等比数列的通项公式及数列的求和方法的应用,属于中档题.18.【广东省深圳市高级中学2019届高三适应性考试(6月)数学试题】在数列{}n a 中,1111,,(*)2019(1)n n a a a n N n n +==+∈+,则2019a 的值为______. 【答案】1【解析】因为11,()(1)n n a a n n n *+=+∈+N所以1111(1)1n n a a n n n n +-==-++,2111,2a a -=-3211,23a a -=-...,201920181120182019a a -=-, 各式相加,可得20191112019a a -=-, 201911120192019a -=-,所以,20191a =,故答案为1.【名师点睛】本题主要考查利用递推关系求数列中的项,属于中档题.利用递推关系求数列中的项常见思路为:(1)项的序号较小时,逐步递推求出即可;(2)项的序数较大时,考虑证明数列是等差、等比数列,或者是周期数列;(3)将递推关系变形,利用累加法、累乘法以及构造新数列法求解. 19.【2019北京市通州区三模数学试题】设{}n a 是等比数列,且245a a a =,427a =,则{}n a 的通项公式为_______.【答案】13-=n n a ,n *∈N .【解析】设等比数列{}n a 的公比为q , 因为245a a a =,427a =,所以223542427a a a a q q q ====,解得3q =,所以41327127a a q ===, 因此,13-=n n a ,n *∈N . 故答案为13-=n n a ,n *∈N .【名师点睛】本题主要考查等比数列基本量的计算,熟记等比数列的通项公式即可,属于常考题型. 20.【重庆西南大学附属中学校2019届高三第十次月考数学试题】已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,等比数列{}n b 的前n 项和为n T .若113a b ==,42a b =,4212S T -=. (I )求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; (II )求数列{}n n a b +的前n 项和.【答案】(I )21,3nn n a n b =+=;(II )()331(2)2n n n -++.【解析】(I )由11a b =,42a b =,则4212341223()()12S T a a a a b b a a -=+++-+=+=,设等差数列{}n a 的公差为d ,则231236312a a a d d +=+=+=,所以2d =. 所以32(1)21n a n n =+-=+.设等比数列{}n b 的公比为q ,由题249b a ==,即2139b b q q ===,所以3q =.所以3nn b =;(II )(21)3n n n a b n +=++, 所以{}n n a b +的前n 项和为1212()()n n a a a b b b +++++++2(3521)(333)nn =++++++++(321)3(13)213n n n ++-=+-3(31)(2)2n n n -=++. 【名师点睛】本题主要考查等差数列与等比数列,熟记通项公式、前n 项和公式即可,属于常考题型. 21.【山东省烟台市2019届高三3月诊断性测试数学试题】已知等差数列{}n a 的公差是1,且1a ,3a ,9a 成等比数列.(I )求数列{}n a 的通项公式; (II )求数列{}2n na a 的前n 项和n T . 【答案】(I )n a n =;(II )222n n nT +=-. 【解析】(I )因为{}n a 是公差为1的等差数列,且1a ,3a ,9a 成等比数列,所以2319a a a =,即2111(2)(8)a a a +=+,解得11a =.所以1(1)n a a n d n =+-=.(II )12311111232222nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯++⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,2311111112(1)22222nn n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯++-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得1231111111222222nn n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++-⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以111111112*********n n n n n n T n +++⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=-⨯=-- ⎪⎝⎭-. 所以222n nnT +=-.【名师点睛】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式、错位相减法,考查了推理能力与计算能力,属于常考题型.22.【安徽省1号卷A10联盟2019年高考最后一卷数学试题】已知等差数列{}n a 满足636a a =+,且31a -是241,a a -的等比中项. (I )求数列{}n a 的通项公式; (II )设()11n n n b n a a *+=∈N ,数列{}n b 的前项和为n T ,求使1n T <成立的最大正整数n 的值 【答案】(I )21n a n =+.(II )8.【解析】(I )设等差数列{}n a 的公差为d ,6336a a d -==Q ,即2d =,3113a a ∴-=+,2111a a -=+,416a a =+, 31a -Q 是21a -,4a 的等比中项,()()232411a a a ∴-=-⋅,即()()()2111+3=16a a a ++,解得13a =. ∴数列{}n a 的通项公式为21n a n =+.(II )由(I )得()()111111212322123n n n b a a n n n n +⎛⎫===- ⎪++++⎝⎭. 1212n n T b b b ∴=++⋅⋅⋅+=11111135572123n n ⎛⎫-+-+⋅⋅⋅+- ⎪++⎝⎭()1112323323nn n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭, 由()13237n n <+,得9n <.∴使得1n T <成立的最大正整数n 的值为8.【名师点睛】本题考查等差数列通项公式以及裂项相消法求和,考查基本分析求解能力,属中档题.23.【重庆一中2019届高三下学期5月月考数学试题】已知数列{}n a 满足:1n a ≠,()112n na n a *+=-∈N ,数列}{n b 中,11n n b a =-,且1b ,2b ,4b 成等比数列. (I )求证:数列}{n b 是等差数列;(II )若n S 是数列}{n b 的前n 项和,求数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T . 【答案】(I )见解析;(II )21nn +. 【解析】(I )111111111121n n n n n nb b a a a a ++-=-=------1111n n n a a a =-=--, ∴数列}{n b 是公差为1的等差数列;(II )由题意可得2214b b b =,即()()211113b b b +=+,所以11b =,所以1n b =,∴(1)2n n n S +=,∴12112(1)1n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 11111212231n T n n ⎛⎫=⨯-+-+⋯+- ⎪+⎝⎭122111nn n ⎛⎫=⨯-=⎪++⎝⎭. 【名师点睛】本题主要考查等差数列性质的证明,考查等差数列的前n 项和的求法,考查裂项相消法求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.。