高考数学——数列解答题专项试题练习
高考数学《数列》大题训练50题含答案解析

一.解答题(共30小题)1.(2012•上海)已知数列{a n}、{b n}、{c n}满足.(1)设c n=3n+6,{a n}是公差为3的等差数列.当b1=1时,求b2、b3的值;(2)设,.求正整数k,使得对一切n∈N*,均有b n≥b k;(3)设,.当b1=1时,求数列{b n}的通项公式.2.(2011•重庆)设{a n}是公比为正数的等比数列a1=2,a3=a2+4.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;((Ⅱ)设{b n}是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{a n+b n}的前n项和S n.3.(2011•重庆)设实数数列{a n}的前n项和S n满足S n+1=a n+1S n(n∈N*).(Ⅰ)若a1,S2,﹣2a2成等比数列,求S2和a3.(Ⅱ)求证:对k≥3有0≤a k≤.4.(2011•浙江)已知公差不为0的等差数列{a n}的首项a1为a(a∈R)设数列的前n 项和为S n,且,,成等比数列.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式及S n;`(Ⅱ)记A n=+++…+,B n=++…+,当a≥2时,试比较A n与B n的大小.5.(2011•上海)已知数列{a n}和{b n}的通项公式分别为a n=3n+6,b n=2n+7(n∈N*).将集合{x|x=a n,n∈N*}∪{x|x=b n,n∈N*}中的元素从小到大依次排列,构成数列c1,c2,c3,…,c n,…(1)写出c1,c2,c3,c4;(2)求证:在数列{c n}中,但不在数列{b n}中的项恰为a2,a4,…,a2n,…;(3)求数列{c n}的通项公式.6.(2011•辽宁)已知等差数列{a n}满足a2=0,a6+a8=﹣10*(I)求数列{a n}的通项公式;(II)求数列{}的前n项和.7.(2011•江西)(1)已知两个等比数列{a n},{b n},满足a1=a(a>0),b1﹣a1=1,b2﹣a2=2,b3﹣a3=3,若数列{a n}唯一,求a的值;(2)是否存在两个等比数列{a n},{b n},使得b1﹣a1,b2﹣a2,b3﹣a3.b4﹣a4成公差不为0的等差数列若存在,求{a n},{b n}的通项公式;若不存在,说明理由.8.(2011•湖北)成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2、5、13后成为等比数列{b n}中的b3、b4、b5.(I)求数列{b n}的通项公式;](II)数列{b n}的前n项和为S n,求证:数列{S n+}是等比数列.9.(2011•广东)设b>0,数列{a n}满足a1=b,a n=(n≥2)(1)求数列{a n}的通项公式;(4)证明:对于一切正整数n,2a n≤b n+1+1.10.(2011•安徽)在数1 和100之间插入n个实数,使得这n+2个数构成递增的等比数列,将这n+2个数的乘积计作T n,再令a n=lgT n,n≥1.(I)求数列{a n}的通项公式;—(Ⅱ)设b n=tana n•tana n+1,求数列{b n}的前n项和S n.11.(2010•浙江)设a1,d为实数,首项为a1,公差为d的等差数列{a n}的前n项和为S n,满足S5S6+15=0.(Ⅰ)若S5=5,求S6及a1;(Ⅱ)求d的取值范围.12.(2010•四川)已知等差数列{a n}的前3项和为6,前8项和为﹣4.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;,(Ⅱ)设b n=(4﹣a n)q n﹣1(q≠0,n∈N*),求数列{b n}的前n项和S n.13.(2010•四川)已知数列{a n}满足a1=0,a2=2,且对任意m、n∈N*都有a2m﹣1+a2n﹣1=2a m+n+2(m﹣n)2﹣1(1)求a3,a5;(2)设b n=a2n+1﹣a2n﹣1(n∈N*),证明:{b n}是等差数列;(3)设c n=(a n+1﹣a n)q n﹣1(q≠0,n∈N*),求数列{c n}的前n项和S n.14.(2010•陕西)已知{a n}是公差不为零的等差数列,a1=1,且a1,a3,a9成等比数列.:(Ⅰ)求数列{a n}的通项;(Ⅱ)求数列{2an}的前n项和S n.15.(2010•宁夏)设数列满足a1=2,a n+1﹣a n=3•22n﹣1(1)求数列{a n}的通项公式;(2)令b n=na n,求数列的前n项和S n.16.(2010•江西)正实数数列{a n}中,a1=1,a2=5,且{a n2}成等差数列.…(1)证明数列{a n}中有无穷多项为无理数;(2)当n为何值时,a n为整数,并求出使a n<200的所有整数项的和.17.(2009•陕西)已知数列{a n}满足,,n∈N×.(1)令b n=a n+1﹣a n,证明:{b n}是等比数列;(2)求{a n}的通项公式.18.(2009•山东)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知对任意的n∈N*,点(n,S n),均在函数y=b x+r(b>0)且b≠1,b,r均为常数)的图象上.\(1)求r的值;(2)当b=2时,记b n=n∈N*求数列{b n}的前n项和T n.19.(2009•江西)数列{a n}的通项,其前n项和为S n,(1)求S n;(2),求数列{b n}的前n项和T n.20.(2009•辽宁)等比数列{a n}的前n项和为s n,已知S1,S3,S2成等差数列,-(1)求{a n}的公比q;(2)求a1﹣a3=3,求s n.21.(2009•湖北)已知数列{a n}是一个公差大于0的等差数列,且满足a2a6=55,a2+a7=16(1)求数列{a n}的通项公式;(2)数列{a n}和数列{b n}满足等式a n=(n∈N*),求数列{b n}的前n项和S n.22.(2009•福建)等比数列{a n}中,已知a1=2,a4=16((I)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)若a3,a5分别为等差数列{b n}的第3项和第5项,试求数列{b n}的通项公式及前n 项和S n.23.(2009•安徽)已知数列{a n}的前n项和S n=2n2+2n,数列{b n}的前n项和Tn=2﹣b n (Ⅰ)求数列{a n}与{b n}的通项公式;(Ⅱ)设c n=a n2•b n,证明:当且仅当n≥3时,c n+1<c n.24.(2009•北京)设数列{a n}的通项公式为a n=pn+q(n∈N*,P>0).数列{b n}定义如下:对于正整数m,b m是使得不等式a n≥m成立的所有n中的最小值.…(Ⅰ)若,求b3;(Ⅱ)若p=2,q=﹣1,求数列{b m}的前2m项和公式;(Ⅲ)是否存在p和q,使得b m=3m+2(m∈N*)如果存在,求p和q的取值范围;如果不存在,请说明理由.25.(2008•浙江)已知数列{x n}的首项x1=3,通项x n=2n p+np(n∈N*,p,q为常数),且成等差数列.求:(Ⅰ)p,q的值;(Ⅱ)数列{x n}前n项和S n的公式.|26.(2008•四川)设数列{a n}的前n项和为S n=2a n﹣2n,(Ⅰ)求a1,a4(Ⅱ)证明:{a n+1﹣2a n}是等比数列;(Ⅲ)求{a n}的通项公式.27.(2008•四川)在数列{a n}中,a1=1,.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)令,求数列{b n}的前n项和S n;《(Ⅲ)求数列{a n}的前n项和T n.28.(2008•陕西)已知数列{a n}的首项,,n=1,2,3,….(Ⅰ)证明:数列是等比数列;(Ⅱ)求数列的前n项和S n.29.(2008•辽宁)在数列{a n},{b n}是各项均为正数的等比数列,设.(Ⅰ)数列{c n}是否为等比数列证明你的结论;,(Ⅱ)设数列{lna n},{lnb n}的前n项和分别为S n,T n.若a1=2,,求数列{c n}的前n项和.30.(2008•辽宁)在数列{a n},{b n}中,a1=2,b1=4,且a n,b n,a n+1成等差数列,b n,a n+1,b n+1成等比数列.(1)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测{a n},{b n}的通项公式,并证明你的结论;(2)证明:.答案与评分标准,一.解答题(共30小题)1.(2012•上海)已知数列{a n}、{b n}、{c n}满足.(1)设c n=3n+6,{a n}是公差为3的等差数列.当b1=1时,求b2、b3的值;(2)设,.求正整数k,使得对一切n∈N*,均有b n≥b k;(3)设,.当b1=1时,求数列{b n}的通项公式.考点:数列递推式;数列的函数特性。
高考数学解答题(新高考)数列求和(通项含绝对值,,取整,取小数,数列求和)(解析版)

专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)(典型例题+题型归类练)一、必备秘籍类型一:通项含绝对值 如:求|211|n a n =-的前n 项和n T类型二:通项含取整函数类型三:通项含自定义符号如:记x 〈〉表示x 的个位数字,如20222,20233〈〉=〈〉=二、典型例题类型一:通项含绝对值例题1.(2022·全国·高二)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,且210n S n n =-.(1)求n a ;(2)求数列{}n a 的前n 项和为n T .感悟升华(核心秘籍)对于通项含绝对值问题,如本例求{}n a 的前n 项和n S ,其核心技巧是考虑当n 取何值时0n a >,0n a <, 此时的n 就是讨论的临界值,找到临界值后再进行讨论.第(2)问解题思路点拨:由(1)知,代入即:,注意到当,,所以在求时,去绝对值,要添“”号,当时,,在求时,可直接去掉绝对值. 根据通项正负,去绝对值是否添“”号,进行分类讨论当时,当时,综上:【答案】(1)211n a n =-;(2)2210,151050,6n n n n T n n n ⎧-≤≤=⎨-+≥⎩.(1)由210n S n n =-,可得119a S ==-,2n ≥时,221 10(1)1010211n n n a S S n n n n n -=-=---+-=-,对1n =也成立,可得211n a n =-;(2)当15n ≤≤时,0n a <,即有()2121210n n n n T a a a a a a S n n =++⋯+=-++⋯+=-=-. 当6n ≥时,0n a >,()()21256551050n n n T a a a a a S S S n n =-++⋯+++⋯+=-+-=-+,即有2210,151050,6n n n n T n n n ⎧-≤≤=⎨-+≥⎩.类型二:通项含取整函数例题2.(2022·江苏连云港·模拟预测)已知数列{}n a 是递增的等差数列,{}n b 是各项均为正数的等比数列13a =,12b =,63a b =,528b a =. (1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设3n n a c ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,求数列{}n n b c 的前9项的和9S .(注:[]x 表示不超过x 的最大整数)【答案】(1)2n a n =+,2nn b =(2)2926第(2)问解题思路点拨:由(1)知:,,可代入到第(2)问中,求出的通项公式:,再代入求解由于本例求解的是,而不是,故可直接列举,则有代入求解(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,由113,2,a b == 得()21141158a d b q b q a d ⎧+=⎪⎨=+⎪⎩ ,而0d ≠,0q >,解得391,()25d d ==-舍,22(q q ==-,舍),于是得2n a n =+,2nn b =, 所以数列{}n a 和{}n b 的通项公式分别为2n a n =+,2nn b =;(2)由(1)知,2[][]33n n a n c +==,则有1234567981,2,3c c c c c c c c c =========, 依题意,234678995121212222222323232S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=2926,综上,2n a n =+,2nn b =,92926S = .类型三:通项含自定义符号例题3.(2022·广东汕头·高二阶段练习)已知数列{}n a {}n a 是以2为公差的等差数列,125,,a a a 成等比数列,数列{}n b 前n 项和为n S ,且22n S n n =+.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记x 〈〉表示x 的个位数字,如20222,20233〈〉=〈〉=, 求数列1nn a b ⎧⎫⎨⎬〈〉⋅〈〉⎩⎭的前20项的和20T .感悟升华(核心秘籍)第(2)问解题思路点拨:由(1)知:,,根据题意表示的个位数字,可将,,列举,通过特殊值探路,寻找规律.列举,,通过特殊值探路,寻找规律.通过列举数列发现:,均为周期数列,且周期为5,故将数列中每5个一组,前20项和可分为4组,1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 33 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 35791 3579135代入求解【答案】(1)*21()n a n n =-∈N ,21n b n =+;(2)9. (1)由125,,a a a 成等比数列可得2215a a a =,即2111(2)(8)a a a +=⋅+,解得11a =,所以*21()n a n n =-∈N ,又22,n S n n =+,则有11123b S ==+=,当n ≥2时,2212(1)2(1)21n n n b S S n n n n n -=-=+----=+,所以21n b n =+,又13b =满足此式综上,21,N n b n n *=+∈.(2)因为n a 〈〉,n b 〈〉分别表示n a ,n b 的个位数, 所以{}n a 〈〉,{}n b 〈〉均为周期数列,且周期为5,将数列1nn a b ⎧⎫⎨⎬〈〉⋅〈〉⎩⎭中每5个一组,前20项和可分为4组,其前20项的和20T 为201111141335577991T ⎡⎤=++++⎢⎥⨯⨯⨯⨯⨯⎣⎦1111111114(1)233557799⎡⎤=-+-+-+-+⎢⎥⎣⎦111204(1).2999⎡⎤=-+=⎢⎥⎣⎦三、题型归类练1.(2022·海南·嘉积中学高三阶段练习)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,且29n S n n =-.(1)求n a ;(2)求数列{}||n a 的前n 项和为n T .【答案】(1)210n a n =-,*n ∈N ;(2)229,15940,6n n n n T n n n ⎧-≤≤=⎨-+≥⎩. 【详解】(1)由29n S n n =-,可得118a S ==-,2n ≥时,2219(1)99210n n n a S S n n n n n -=-=---+-=-,对1n =也成立,可得210n a n =-,*n ∈N ;(2)当15n ≤≤时,0n a ≤,即有29n n T S n n =-=-; 当6n ≥时,0n a >,255940n n T S S S n n =--=-+,即有229,15940,6n n n n T n n n ⎧-≤≤=⎨-+≥⎩.2.(2022·全国·高三专题练习)数列{}n a 的前n 项和()2=1003n S n n n N *-+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1) ()()102110122n n a nn ⎧=⎪=⎨-≥⎪⎩ (2) ()()22100350100500351n n n n T n n n ⎧-++≤⎪=⎨-+≥⎪⎩(1)当1n =时,11=10013=102a s =-+,当2n ≥时,()()221=10010011=1012n n n a S S n n n n n -=-------. 综上所述()()102110122n n a nn ⎧=⎪=⎨-≥⎪⎩. (2)当50n ≤时,n n b a =,所以123n n T a a a a =+++⋅⋅⋅+39997951012n =++++⋅⋅⋅+-()()991012331002n n n n +-=+=+-,当51n ≥时,n n b a =-,123505152n n T a a a a a a a =+++⋅⋅⋅+---⋅⋅⋅-()5012312n n T a a a a a -=-+++⋅⋅⋅++ ()50063100n n =---21005003n n =-+.综上所述()()22100350100500351n n n n T n n n ⎧-++≤⎪=⎨-+≥⎪⎩.3.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 是公差不为零的等差数列,{}n b 是各项均为正数的等比数列,11337522,21a b a b a b ====.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设2n n a c ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,求数列1n n c b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前10项的和10S .注.[]x 表示不超过x 的最大整数. 【答案】(1)1n a n =+,112n n b -⎛⎫⎪⎝⎭=;(2)109558S =.(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,由11337522,21a b a b a b ====得:()()242211262d q d q ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩, 而0d ≠,0q >,解得1d =,12q =,于是得1n a n =+,112n n b -⎛⎫⎪⎝⎭=,所以数列{}n a 和{}n b 的通项公式分别为1n a n =+,112n n b -⎛⎫⎪⎝⎭=.(2)由(1)知,1[][]22n n a n c +==,则有123456879101,2,3,4,5c c c c c c c c c c ==========, 依题意,23456789101012122222323242425252S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯()357931222324252⨯⨯⨯⨯=++⨯++,令35791222324252T ⨯⨯⨯⨯+++⨯=+, 则37911541222324252T ⨯⨯⨯⨯++⨯=++, 两式相减得:()5357911111221472322222525221433T --=++++-⨯=-⨯=-⨯--,所以123295587233T =+=⨯,即109558S =.4.(2022·重庆八中高三阶段练习)已知各项均为正数的数列{}n a 的前n项和为)*1,1,,2n n S a a n N n =∈≥.(1)求证;数列是等差数列,并求{}n a 的通项公式;(2)若[]x 表示不超过x 的最大整数,如][1,22,2,12⎡⎤-=-=⎣⎦,求22212111n a a a ⎡⎤+++⎢⎥⎣⎦的值. 【答案】(1)证明见解析,21n a n =-(2)1(1)因为n a2n ≥时,1n nS S --=0n a >0>()12n≥所以数列1=为首项,公差为1的等差数列; ()111n n +-⨯=,则2,n S n =当2n ≥时,121n a n n n ==+-=-,又11a =满足上式, 所以{}n a 的通项公式为21n a n =-. (2)222111(21)441n a n n n ==--+,当2n ≥时,22111114441n a n n n n ⎛⎫<=- ⎪--⎝⎭, 故22212111111111111151111412231444n a a a n n n ⎛⎫⎛⎫+++<+-+-++-=+-<+= ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭, 当1n =时,211514a =<,所以对任意的*n ∈N ,都有2221211154n a a a +++<, 又222212111111n a a a a +++≥=,所以22212111514n a a a ≤+++<.所以222121111n a a a ⎡⎤+++=⎢⎥⎣⎦. 5.(2022·全国·高三专题练习(理))已知等比数列{}n a 的首项为2-,前n 项和为n S ,且21,,n n n S S S ++成等差数列.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设12n n b +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,求数列{}n n a b 的前10项和10T .([]x 表示不超过x 的最大整数) 【答案】(1)(2)n n a =-;(2)3186.(1)因为2n S +,n S ,1n S +成等差数列,所以21n n n n S S S S ++-=-, 所以211n n n a a a +++--=,即212n n a a ++=-,设{}n a 的公比为q ,则2q =-,所以12(2)(2)n n n a -=-⨯-=-.(2)依题意,123456789101,1,2,2,3,3,4,4,5,5b b b b b b b b b b ==========,则2345678910102(2)2(2)2(2)3(2)3(2)4(2)4(2)5(2)5(2)T =-+-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-23456789102(2)2(2)(2)3(2)(2)4(2)(2)5(2)(2)⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-+-+⨯-+-+⨯-+-+⨯-+-+⨯-+-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦457922324252=++⨯+⨯+⨯216965122560=++++ 3186=.6.(2022·全国·高三阶段练习)已知公差不为零的等差数列{}n a 和等比数列{}n b ,满足1112b a =+=,221b a =+,341b a =+.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式:(2)记数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T .若m 表示不大于m 的正整数的个数,求1210T T +++.【答案】(1)21n a n =-,2nn b =(2)121016T T +++=(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,12b =,11a =,由题意可得:22112131q d q d =++⎧⎨=++⎩整理可得:2320-+=q q ,解得:22q d =⎧⎨=⎩或10q d =⎧⎨=⎩(舍)所以()11221n a n n =+-⨯=-,1222n nn b -=⋅=;(2)因为212n n n a n b -=,则23135212222-=++++n nn T , ∴234111352122222+-=++++n n n T 两式相减得23411111111213232222222222n n n n n n T ++-+⎛⎫=+++++-=- ⎪⎝⎭ 所以2332n nn T +=-显然3n T <,且112102n n n n T T +++-=>,即{}n T 为递增数列, 1112T =<,25124T <=<,315128T <=<,437216T =>, 所以10=,231T T ==,4n ≥时,2n =, 所以121016T T +++=.7.(2022·全国·高二课时练习)在①39S =,520S =;②公差为2,且1S 、2S 、4S 成等比数列;③238n S n n =+;三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.问题:已知数列{}n a 为公差不为零的等差数列,其前项和为n S ,______. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令[]2log n n c a =,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,求1220c c c +++的值.【答案】(1)答案见解析(2)答案见解析 (1)解:选①,设{}n a 的公差为d ,则()112n n n S na d -=+, 由已知可得315133951020S a d S a d =+=⎧⎨=+=⎩,解得121a d =⎧⎨=⎩,则()111n a a n d n =+-=+;选②,11S a =,2111221222S a a ⨯=+⨯=+,41134424122S a a ⨯=+⨯=+, 由题意可得2214S S S =,则()()211122412a a a +=+,解得11a =,所以,()12121n a n n =+-=-;选③,1111a S ==,当2n ≥时,()()()22138318165n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=+--+-=+⎣⎦. 111a =也满足65n a n =+,故对任意的N n *∈,65n a n =+.(2)解:选①,1n a n =+,则12a =,20162132a <=<, 当[]()22log log 11n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则214n ≤+<,可得13n ≤<, 当[]()22log log 12n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则418n ≤+<,可得37n ≤<, 当[]()22log log 13n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则8116n ≤+<,可得715n ≤<,当[]()22log log 14n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则16132n ≤+<,可得1531n ≤<,此时1520n ≤≤. 所以,1,132,373,7154,1520n n n c n n ≤<⎧⎪≤<⎪=⎨≤<⎪⎪≤≤⎩,故12201224384658c c c +++=⨯+⨯+⨯+⨯=;选②,21n a n =-,则11a =,20323964a <=<,当[]()22log log 210n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则0211n <-≤,此时1n =, 当[]()22log log 211n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则2214n ≤-<,此时2n =, 当[]()22log log 212n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则4218n ≤-<,此时34n ≤≤, 当[]()22log log 213n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则82116n ≤-<,此时58n ≤≤, 当[]()22log log 214n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则162132n ≤-<,此时916n ≤≤, 当[]()22log log 215n n c a n ==-=⎡⎤⎣⎦时,则322164n ≤-<,此时1720n ≤≤.所以,0,11,22,343,584,9165,1720n n n n c n n n =⎧⎪=⎪⎪≤≤=⎨≤≤⎪⎪≤≤⎪≤≤⎩,故122001112234485469c c c +++=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=;选③,65n a n =+,则181116a <=<,2064125128a <=<, 当[]()22log log 653n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则86516n ≤+<,此时1n =; 当[]()22log log 654n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则166532n ≤+<,此时24n ≤≤; 当[]()22log log 655n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则326564n ≤+<,此时59n ≤≤; 当[]()22log log 656n n c a n ==+=⎡⎤⎣⎦,则6465128n ≤+<,此时1020n ≤≤.所以,3,14,245,596,1020nnncnn=⎧⎪≤≤⎪=⎨≤≤⎪⎪≤≤⎩,故1220134355611106c c c+++=⨯+⨯+⨯+⨯=.。
高考解答题专项突破(三) 数列的综合问题--2025年高考数学复习讲义及练习解析

[考情分析]预计2025年高考会从以下两个角度对数列的综合问题进行考查:(1)考查等差、等比数列的基本运算和数列求和的问题,可能与函数、方程、不等式等知识综合起来进行考查;(2)以新定义为载体,考查对新数列性质的理解及应用,以创新型题目的形式出现.考点一等差、等比数列的综合问题例1(2024·山东滨州模拟)已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=2,b 2=4,a n =2log 2b n ,n ∈N *.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设数列{a n }中不在数列{b n }中的项按从小到大的顺序构成数列{c n },记数列{c n }的前n 项和为S n ,求S 100.解(1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为b 2=4,所以a 2=2log 2b 2=4,所以d =a 2-a 1=2,所以a n =2+(n -1)×2=2n .又a n =2log 2b n ,即2n =2log 2b n ,所以n =log 2b n ,所以b n =2n .(2)由(1)得b n =2n =2·2n -1=a 2n -1,即b n 是数列{a n }中的第2n -1项.设数列{a n }的前n 项和为P n ,数列{b n }的前n 项和为Q n ,因为b 7=a 26=a 64,b 8=a 27=a 128,所以数列{c n }的前100项是由数列{a n }的前107项去掉数列{b n }的前7项后构成的,所以S 100=P 107-Q 7=107×(2+214)2-2-281-2=11302.对等差、等比数列的综合问题,应重点分析等差、等比数列项之间的关系.利用方程思想和通项公式、前n 项和公式求解,求解时注意对性质的灵活运用.1.(2022·浙江高考)已知等差数列{a n }的首项a 1=-1,公差d >1.记{a n }的前n项和为S n (n ∈N *).(1)若S 4-2a 2a 3+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.解(1)因为S 4-2a 2a 3+6=0,a 1=-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 =n (a 1+a n )2=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 2n +(14d -8nd +8)c n +d 2=0,由已知可得方程c 2n +(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 ≤2,即d 的取值范围为(1,2].考点二通项与求和问题例2(2023·黑龙江哈九中模拟)在①S 3=2a 3-15;②a 2+6是a 1,a 3的等差中项;③2S n =t n +1-3(t ≠0)这三个条件中任选一个作为已知条件,补充在下面的问题中,并解答.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=3,且满足________.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设a n =b n -1b n ,求数列2n n 项和T n .注:若选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.解(1)设正项等比数列{a n }的公比为q (q >0),若选①:由S 3=2a 3-15,得a 1+a 2+a 3=2a 3-15,所以a 3-a 2-a 1=15,又由a 1=3,可得3q 2-3q -18=0,解得q =3或q =-2(舍去),所以a n =3×3n -1=3n (n ∈N *).若选②:由a 2+6是a 1,a 3的等差中项,可得a 1+a 3=2(a 2+6),又因为a 1=3,可得3+3q 2=2(3q +6),即q 2-2q -3=0,解得q =3或q =-1(舍去),所以a n =3×3n -1=3n (n ∈N *).若选③:由2S n =t n +1-3(t ≠0),当n =1时,2a 1=6=2S 1=t 2-3,解得t =3或t =-3(舍去),所以2S n =3n +1-3,当n ≥2时,2a n =2S n -2S n -1=3n +1-3-(3n -3)=2·3n ,所以a n =3n (n ≥2).经验证当n =1时,满足a n =3n ,所以a n =3n (n ∈N *).(2)由(1)知a n =3n ,所以b n -1b n =3n ,n =9n ,所以b 2n +1b 2n=9n+2,所以T n 2122 (2)n (91+2)+(92+2)+…+(9n +2)=91+92+…+9n+2n =9(1-9n )1-9+2n =9n +1+16n -98.解决非等差、等比数列求和问题的两种思路思路一转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相减来完成思路二不能转化为等差或等比数列的数列,往往通过裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等来求和2.(2024·广东深圳中学月考)若一个数列的奇数项为公差为正的等差数列,偶数项为公比为正的等比数列,且公差、公比相同,则称数列为“摇摆数列”,其表达式为a n =1+n -12d ,n =2k +1,k ∈N ,2qn -22,n =2k ,k ∈N *,若数列{a n }(n ∈N *)为“摇摆数列”且a 1=1,a 1+a 2=a 3,a 2a 3=20.(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =na n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n ∑ni =1i 2解(1)+a 2=a 3,2a 3=202=4,3=52=-5,3=-4(舍去),∴d =q =4,∴a n n -1,n =2k +1,k ∈N ,n ,n =2k ,k ∈N *.(2)b n =na n n 2-n ,n =2k +1,k ∈N ,·2n ,n =2k ,k ∈N *.先求奇数项的和:b n =2n 2-n ,n =2k +1,k ∈N ,S n =2×[12+32+…+(2n -1)2]-n 2,引入W n =22+42+…+(2n )2=4(12+22+…+n 2),12(S n +n 2)+W n =∑2ni =1i 2=n (2n +1)(4n +1)3⇒S n=2(∑2ni =1i 2-W n )-n 2=2n (2n +1)(4n +1)3-4×n (n +1)(2n +1)6-n 2=8n 3-3n 2-2n 3,再求偶数项的和:b n =n ·2n ,n =2k ,k ∈N *,S n ′=2×22+4×24+…+2n ×22n ,4S n ′=2×24+4×26+…+2(n -1)×22n +2n ×22n +2,两式相减,得-3S n ′=2×22+2×24+2×26+…+2×22n -2n ×22n+2=8×(1-4n )1-4-2n ×22n +2=(1-3n )×22n +3-83,∴S n ′=(3n -1)22n +3+89,∴T 2n =S n +S n ′=8n 3-3n 2-2n3+(3n -1)22n +3+89.考点三数列与不等式的综合问题例3(2023·安徽十校联考)已知数列{a n }满足a 1+a 2+…+a n -1-a n =-2(n ≥2且n ∈N *),a 2=4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)n 项和为T n ,求证:23≤T n <1.解(1)因为a 1+a 2+…+a n -1-a n =-2,所以a 1+a 2+…+a n -a n +1=-2,两式相减得a n +1=2a n (n ≥2),当n =2时,a 1-a 2=-2,又a 2=4,所以a 1=2,a 2=2a 1,所以a n +1=2a n (n ∈N *),所以{a n }是首项为2,公比为2的等比数列,所以a n =2n (n ∈N *).(2)证明:因为2n(a n -1)(a n +1-1)=2n (2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1,所以T n …1-12n +1-1<1,由n ≥1,得2n +1≥4,所以1-12n +1-1≥23,综上,2≤T n <1.1.数列型不等式的证明常用到“放缩法”,一是在求和中将通项“放缩”为“可求和数列”;二是求和后再“放缩”.2.放缩法常见的放缩技巧(1)1k 2<1k 2-1=121k -1-1k +1.(2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k.(3)2(n +1-n )<1n<2(n -n -1).(4)12n +1<12n +1<12n ,13n <13n -1≤12·3n -1.3.(2023·河南五市高三二模)已知数列{a n }满足a 1=23,且2a n +1-a n +1a n =1,n∈N *.(1){a n }的通项公式;(2)记T n =a 1a 2a 3…a n ,n ∈N *,S n =T 21+T 22+…+T 2n .证明:S n 解(1)由2a n +1-a n +1a n =1,得a n +1=12-a n ,则11-a n +1-11-a n=1,是首项为11-a 1=3,公差d =1的等差数列,所以11-a n =3+(n -1)=n +2,整理得a n =n +1n +2(n ∈N *),经检验,符合要求.(2)证明:由(1)得a n =n +1n +2(n ∈N *),T n =a 1a 2…a n =2n +2,∴T 2n =4(n +2)2>4(n +2)(n +3)=∴S n =T 21+T 22+…+T 2n -14+…+1n +2-即S n 考点四数列与函数的综合问题例4(2024·江苏辅仁中学阶段考试)设等差数列{a n }的公差为d ,点(a n ,b n )在函数f (x )=2x的图象上(n ∈N *).(1)若a 1=-2,点(a 8,4b 7)在函数f (x )的图象上,求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)若a 1=1,函数f (x )的图象在点(a 2,b 2)处的切线在x 轴上的截距为2-1ln 2,求数列前n 项和T n .解(1)由已知,得b 7=2a 7,b 8=2a 8=4b 7,有2a 8=4×2a 7=2a 7+2,解得d =a 8-a 7=2,所以S n =na 1+n (n -1)2d =-2n +n (n -1)=n 2-3n .(2)函数f (x )=2x 的图象在点(a 2,b 2)处的切线方程为y -2a 2=(2a 2ln 2)(x -a 2),它在x 轴上的截距为a 2-1ln 2.则a 2-1ln 2=2-1ln 2,解得a 2=2,所以d =a 2-a 1=1,从而a n =n ,b n =2n .所以T n =12+222+323+…+n -12n -1+n 2n ,2T n =11+22+322+…+n 2n -1.因此2T n -T n =1+12+122+…+12n -1-n 2n =2-12n -1-n 2n =2n +1-n -22n.所以T n =2n +1-n -22n.数列与函数综合问题的常见类型及注意事项常见类型类型一已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题类型二已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法对式子化简变形注意事项注意点一数列是一类特殊的函数,其定义域是正整数集(或有限子集),它的图象是一群孤立的点注意点二转化为以函数为背景的条件时,应注意题中的限制条件,如函数的定义域,这往往是非常容易忽视的问题注意点三利用函数的方法研究数列中相关问题时,应准确构造函数,注意数列中相关限制条件的转化4.(2024·湖南湘潭一中阶段考试)设函数f (x )=x2+sin x 的所有正的极小值点从小到大排成的数列为{x n }.(1)求数列{x n }的通项公式;(2)设{x n }的前n 项和为S n ,求sin S n .解(1)令f ′(x )=12+cos x =0,所以cos x =-12,解得x =2k π±2π3(k ∈Z ).由x n 是f (x )的第n 个正极小值点知,x n =2n π-2π3(n ∈N *).(2)由(1)可知,S n =2π(1+2+…+n )-2n π3=n (n +1)π-2n π3,所以sin S n =sinn (n +1)π-2n π3.因为n (n +1)表示两个连续正整数的乘积,所以n (n +1)一定为偶数,所以sin S n =-sin2n π3.当n =3m -2(m ∈N *)时,sinS n =-m π=-32;当n =3m -1(m ∈N *)时,sin S n =-m π=32;当n =3m (m ∈N *)时,sin S n =-sin2m π=0.综上所述,sin S nn =3m -2(m ∈N *),=3m -1(m ∈N *),3m (m∈N *).课时作业1.(2023·新课标Ⅱ卷){a n }为等差数列,b n n -6,n 为奇数,a n ,n 为偶数,记S n ,T n 分别为数列{a n },{b n }的前n 项和,S 4=32,T 3=16.(1)求{a n }的通项公式;(2)证明:当n >5时,T n >S n .解(1)设等差数列{a n }的公差为d ,而b n n -6,n 为奇数,a n ,n 为偶数,则b 1=a 1-6,b 2=2a 2=2a 1+2d ,b 3=a 3-6=a 1+2d -6,4=4a 1+6d =32,3=4a 1+4d -12=16,1=5,=2,所以a n =a 1+(n -1)d =2n +3,所以{a n }的通项公式是a n =2n +3.(2)证法一:由(1)知,S n =n (5+2n +3)2=n 2+4n ,b n n -3,n 为奇数,n +6,n 为偶数,当n 为偶数时,b n -1+b n =2(n -1)-3+4n +6=6n +1,T n =13+(6n +1)2·n 2=32n 2+72n ,当n >5时,T n -S n 2+72n (n 2+4n )=12n (n -1)>0,因此T n >S n ;当n 为奇数时,T n =T n +1-b n +1=32(n +1)2+72(n +1)-[4(n +1)+6]=32n 2+52n -5,当n >5时,T n -S n 2+52n -(n 2+4n )=12(n +2)(n -5)>0,因此T n >S n .所以当n >5时,T n >S n .证法二:由(1)知,S n =n (5+2n +3)2=n 2+4n ,b n n -3,n 为奇数,n +6,n 为偶数,当n 为偶数时,T n =(b 1+b 3+…+b n -1)+(b 2+b 4+…+b n )=-1+2(n -1)-32·n 2+14+4n +62·n 2=32n 2+72n ,当n >5时,T n -S n 2+72n (n 2+4n )=12n (n -1)>0,因此T n >S n ;当n 为奇数时,若n ≥3,则T n =(b 1+b 3+…+b n )+(b 2+b 4+…+b n -1)=-1+2n -32·n +12+14+4(n -1)+62·n -12=32n2+52n -5,显然T 1=b 1=-1满足上式,因此当n 为奇数时,T n =32n 2+52n -5,当n >5时,T n -S n 2+52n -(n 2+4n )=12(n +2)(n -5)>0,因此T n >S n .所以当n >5时,T n >S n .2.(2023·江苏徐州第七中学校考一模)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n =12·3n +b (b 为常数).(1)求b 的值和数列{a n }的通项公式;(2)记c m 为{a n }在区间[-3m ,3m ](m ∈N *)内的项的个数,求数列{a m c m }的前n 项和T n .解(1)由题设S n =12·3n +b ,显然等比数列{a n }的公比不为1,设{a n }的公比为q ,则S n =a 1(1-q n )1-q=a 11-q -a 1q n1-q ,∴b =a 11-q =-12且q =3,∴a 1=1,故数列{a n }的通项公式为a n =3n -1,n ∈N *.(2)令-3m ≤3n -1≤3m ,n ∈N *,解得0≤n -1≤m ,∴1≤n ≤m +1,数列{a n }在区间[-3m ,3m ](m ∈N *)内的项的个数为m +1,则c m =m +1,∴a m c m =(m +1)×3m -1,∵T n =2×30+3×31+…+(n +1)×3n -1,①3T n =2×31+3×32+…+(n +1)×3n ,②两式相减,得-2T n =2×30+31+…+3n-1-(n +1)×3n=1+1-3n1-3-(n +1)·3n =(-1-2n )·3n +12,∴T n n -14.3.(2024·河南郑州外国语学校阶段考试)已知f (x )=-4+1x2,数列{a n }的前n 项和为S n ,点P n n ∈N *)在曲线y =f (x )上,且a 1=1,a n >0.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{b n }的前n 项和为T n ,且满足T n +1a 2n =T na 2n +1+16n 2-8n -3,确定b 1的值使得数列{b n }是等差数列.解(1)因为f (x )=-4+1x2,且点P n ,n ∈N *)在曲线y =f (x )上,所以1a n +1=4+1a 2n ,即1a 2n +1-1a 2n=4,1为首项,4为公差的等差数列,所以1a 2n=1+4(n -1)=4n -3,即a n =14n -3(n ∈N *).(2)由(1)知T n +1a 2n =T n a 2n +1+16n 2-8n -3,即为(4n -3)T n +1=(4n +1)T n +(4n -3)(4n +1),整理得T n +14n +1-T n 4n -3=1,T 1为首项,1为公差的等差数列,则T n 4n -3=T 1+n -1,即T n =(4n -3)(T 1+n -1),当n ≥2时,b n =T n -T n -1=4b 1+8n -11,若{b n }是等差数列,则b 1适合上式,令n =1,得b 1=4b 1-3,解得b 1=1.4.(2023·黑龙江齐齐哈尔模拟)在①S n =32a n -3,其中S n 为数列{a n }的前n 项和;②a 1=1,a n -a n +1=a n a n +1这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.问题:已知数列{a n }满足________.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数m ,使得a m +a m +1为数列{a n }中的项?若存在,求出m ;若不存在,说明理由.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.解若选择条件①:(1)令n =1,则a 1=321-3,所以a 1=6,由于S n =32a n -3,则当n ≥2时,S n -1=32a n -1-3,两式相减,得a n =32a n -32a n -1,则a n a n -1=3,所以{a n }是首项为6,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式为a n =6×3n -1=2×3n .(2)假设存在正整数m ,使得a m +a m +1=a k (k ∈N *),则2×3m +2×3m +1=2×3k ,所以4×3m =3k ,此等式左边为偶数,右边为奇数,所以不存在正整数m 满足题意.若选择条件②:(1)因为a 1=1,a n -a n +1=a n a n +1,所以a n ≠0,1a n +1-1a n=1,是首项为1a 1=1,公差为1的等差数列,所以1a n =1+(n -1)×1=n ,所以a n =1n.(2)假设存在正整数m ,使得a m +a m +1=a k (k ∈N *),则1m +1m +1=1k,化简得m 2+(1-2k )m -k =0,解得m =2k -1+1+4k 22,因为2k <1+4k 2<2k +1,所以2k -12<m <2k ,m 无正整数解,故不存在正整数m 满足题意.5.已知等差数列{a n }的公差为-1,且a 2+a 7+a 12=-6.(1)求数列{a n }的通项公式与前n 项和S n ;(2)将数列{a n }的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{b n }的前3项,记{b n }的前n 项和为T n ,若存在m ∈N *,使对任意n ∈N *,总有S n <T m +λ成立,求实数λ的取值范围.解(1)由a 2+a 7+a 12=-6,得a 7=-2,∴a 1=4,∴a n =5-n ,S n =n (9-n )2.(2)由题意知b 1=4,b 2=2,b 3=1,设等比数列{b n }的公比为q ,则q =b 2b 1=12,∴T m 1-1281m ,的值随m 增加而减小,∴{T m }为递增数列,得4≤T m <8.又S n =n (9-n )2=-12(n 2-9n )-814,故(S n )max =S 4=S 5=10,若存在m ∈N *,使对任意n ∈N *,总有S n <T m +λ,则10<8+λ,解得λ>2.故实数λ的取值范围为(2,+∞).6.(2024·河北衡水调研)已知数列{a n }满足a 1=37,3a n ,2a n +1,a n a n +1成等差数列.(1){a n }的通项公式;(2)记{a n }的前n 项和为S n ,求证:1271S n <7528.解(1)由已知得4a n +1=3a n +a n a n +1,因为a 1=37≠0,所以由递推关系可得a n ≠0恒成立,所以4a n =3a n +1+1,所以4a n -4=3an +1-3,即1a n +1-1又因为1a 1-1=73-1=43,是首项为43,公比为43的等比数列,所以1a n -1,所以a n =11.(2)证明:由(1)可得a n =111-1=37×-1,所以S n ≥37+37×+…+37×-1=1271a n =11<1,S 1=37<7528,当n ≥2时,S n <37++ (37)1-34=7528-<7528.综上所述,1271S n <7528成立.。
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 *).。
专题21 数列解答题丨十年(2014-2023)高考数学真题分项汇编(解析版)(共84页)

加油!有志者事竟成答卷时应注意事项1、拿到试卷,要认真仔细的先填好自己的考生信息。
2、拿到试卷不要提笔就写,先大致的浏览一遍,有多少大题,每个大题里有几个小题,有什么题型,哪些容易,哪些难,做到心里有底;3、审题,每个题目都要多读几遍,不仅要读大题,还要读小题,不放过每一个字,遇到暂时弄不懂题意的题目,手指点读,多读几遍题目,就能理解题意了;容易混乱的地方也应该多读几遍,比如从小到大,从左到右这样的题;4、每个题目做完了以后,把自己的手从试卷上完全移开,好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题;试卷第1页和第2页上下衔接的地方一定要注意,仔细看看有没有遗漏的小题;5、中途遇到真的解决不了的难题,注意安排好时间,先把后面会做的做完,再来重新读题,结合平时课堂上所学的知识,解答难题;一定要镇定,不能因此慌了手脚,影响下面的答题;6、卷面要清洁,字迹要清工整,非常重要;7、做完的试卷要检查,这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题,检查的时候,用手指点读题目,不要管自己的答案,重新分析题意,所有计算题重新计算,判断题重新判断,填空题重新填空,之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。
亲爱的小朋友,你们好! 经过两个月的学习,你们一定有不小的收获吧,用你的自信和智慧,认真答题,相信你一定会闯关成功。
相信你是最棒的!1十年(2014-2023)高考真题分项汇编—数列解答题目录题型一:数列的概念和通项公式...............................................................1题型二:等差数列的定义与性质...............................................................9题型三:等比数列的定义与性质.............................................................12题型四:数列的求和..................................................................................13题型五:数列中的新定义问题.................................................................15题型六:数列中的证明问题.....................................................................45题型七:数列与其他知识的交汇.............................................................62题型八:数列的综合应用. (81)题型一:数列的概念和通项公式1.(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 ⨯⎛⎫=++++-=⨯⨯+⨯-= ⎪⎝⎭.2.(2014高考数学湖南理科·第20题)已知数列{}n a 满足*+∈=-=N n p a a a nn n ,,111,(Ⅰ)若{}n a 是递增数列,且3213,2,a a a 成等差数列,求p 的值;(Ⅱ)若21=p ,且{}12-n a 是递增数列,{}n a 2是递减数列,求数列{}n a 的通项公式.【答案】(1)13p =(2)141(1)332nn n a --=+⋅解析:(I)因为{}n a 是递增数列,所以11nn n n n a a a a p ++-=-=。
高考数学一轮总复习 5.5数列的综合应用练习-人教版高三全册数学试题

第五节 数列的综合应用时间:45分钟 分值:100分基础必做一、选择题1.各项都是正数的等比数列{a n }中,a 2,12a 3,a 1成等差数列,则a 4+a 5a 3+a 4的值为( )A.5-12 B.5+12C.1-52D.5-12或5+12解析 设{a n }的公比为q (q >0),由a 3=a 2+a 1,得q 2-q -1=0,解得q =1+52.而a 4+a 5a 3+a 4=q =1+52.答案 B2.据科学计算,运载“神舟”的“长征”二号系列火箭在点火后第一秒钟通过的路程为2 km ,以后每秒钟通过的路程增加2 km ,在到达离地面240 km 的高度时,火箭与飞船分离,则这一过程需要的时间是( )A .10秒钟B .13秒钟C .15秒钟D .20秒钟解析 设每一秒钟通过的路程依次为a 1,a 2,a 3,…a n 则数列{a n }是首项a 1=2,公差d =2的等差数列,由求和公式有na 1+n n -1d2=240,即2n +n (n -1)=240,解得n =15.答案 C3.已知各项不为0的等差数列{a n }满足2a 2-a 26+2a 10=0,首项为18的等比数列{b n }的前n 项和为S n ,若b 6=a 6,则S 6=( )A .16 B.318 C.638D.6316解析 由2a 2-a 26+2a 10=0,∴4a 6=a 26. ∵a 6≠0,∴a 6=4.∴b 6=4.又∵{b n }的首项b 1=18,∴q 5=b 6b 1=32.∴q =2. ∴S 6=18-4×21-2=638.答案 C4.(2014·某某八校二联)对于函数y =f (x ),部分x 与y 的对应关系如下表:数列{x n }1n n +1的图象上,则x 1+x 2+x 3+x 4+…+x 2 013+x 2 014的值为( )A .7 549B .7 545C .7 539D .7 535解析 由已知表格列出点(x n ,x n +1),(1,3),(3,5),(5,6),(6,1),(1,3),…,即x 1=1,x 2=3,x 3=5,x 4=6,x 5=1,…,数列{x n }是周期数列,周期为4,2 014=4×503+2,所以x 1+x 2+…+x 2 014=503×(1+3+5+6)+1+3=7 549.答案 A5.已知函数f (x )是定义在(0,+∞)上的单调函数,且对任意的正数x ,y 都有f (x ·y )=f (x )+f (y ),若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足f (S n +2)-f (a n )=f (3)(n ∈N *),则a n 为( )A .2n -1B .nC .2n -1D.⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1解析 由题意知f (S n +2)=f (a n )+f (3)(n ∈N *),∴S n +2=3a n ,S n -1+2=3a n -1(n ≥2), 两式相减得,2a n =3a n -1(n ≥2),又n =1时,S 1+2=3a 1=a 1+2, ∴a 1=1,∴数列{a n }是首项为1,公比为32的等比数列,∴a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1.答案 D6.将石子摆成如图的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为梯形数,根据图形的构成,此数列的第2 012项与5的差即a 2 012-5=( )A .2 018×2 012B .2 018×2 011C .1 009×2 012D .1 009×2 011解析 结合图形可知,该数列的第n 项a n =2+3+4+…+n +2.所以a 2 012-5=4+5+…+2 014=4×2 011+2 011×2 0102=2 011×1 009.故选D.答案 D 二、填空题7.已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=-2,a n +2=-1a n,则该数列前26项的和为________.解析 由于a 1=1,a 2=-2,a n +2=-1a n,所以a 3=-1,a 4=12,a 5=1,a 6=-2,…,所以{a n }是周期为4的数列,故S 26=6×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2-1+12+1-2=-10. 答案 -108.植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米.开始时需将树苗集中放置在某一树坑旁边.使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,这个最小值为________米.解析 当放在最左侧坑时,路程和为2×(0+10+20+…+190);当放在左侧第2个坑时,路程和为2×(10+0+10+20+…+180)(减少了360米);当放在左侧第3个坑时,路程和为2×(20+10+0+10+20+…+170)(减少了680米);依次进行,显然当放在中间的第10、11个坑时,路程和最小,为2×(90+80+…+0+10+20+…+100)=2 000米.答案 2 0009.(2014·某某六校二模)已知数列{a n }的通项公式为a n =25-n,数列{b n }的通项公式为b n =n +k ,设=⎩⎪⎨⎪⎧b n ,a n ≤b n ,a n ,a n >b n ,若在数列{}中,c 5≤对任意n ∈N *恒成立,则实数k 的取值X围是________.解析 数列是取a n 和b n 中的最大值,据题意c 5是数列{}的最小项,由于函数y =25-n是减函数,函数y =n +k 是增函数,所以b 5≤a 5≤b 6或a 5≤b 5≤a 4,即5+k ≤25-5≤6+k 或25-5≤5+k ≤25-4,解得-5≤k ≤-4或-4≤k ≤-3,所以-5≤k ≤-3.答案 [-5,-3] 三、解答题10.(2014·某某高考模拟考试)数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +1=2S n +1(n ∈N *),等差数列{b n }满足b 3=3,b 5=9.(1)分别求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)设=b n +2a n +2(n ∈N *),求证:+1<≤13. 解 (1)由a n +1=2S n +1,① 得a n =2S n -1+1(n ≥2,n ∈N *),② ①-②得a n +1-a n =2(S n -S n -1), ∴a n +1=3a n (n ≥2,n ∈N *), 又a 2=2S 1+1=3,∴a 2=3a 1,∴a n =3n -1.∵b 5-b 3=2d =6,∴d =3,∴b n =3n -6. (2)证明:∵a n +2=3n +1,b n +2=3n ,∴=3n 3n +1=n 3n ,∴+1-=1-2n3n +1<0,∴+1<<…<c 1=13,即+1<≤13.11.已知{a n }是等差数列,公差为d ,首项a 1=3,前n 项和为S n .令=(-1)n S n (n ∈N *),{}的前20项和T 20=330.数列{b n }满足b n =2(a -2)dn -2+2n -1,a ∈R .(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n +1≤b n ,n ∈N *,求a 的取值X 围. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 因为=(-1)nS n ,所以T 20=-S 1+S 2-S 3+S 4+…+S 20=330,则a 2+a 4+a 6+…+a 20=330, 即10(3+d )+10×92×2d =330,解得d =3,所以a n =3+3(n -1)=3n . (2)由(1)知b n =2(a -2)3n -2+2n -1,b n +1-b n =2(a -2)3n -1+2n -[2(a -2)3n -2+2n -1]=4(a -2)3n -2+2n -1=4·3n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤a -2+12⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -2.由b n +1≤b n ⇔(a -2)+12⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -2≤0⇔a ≤2-12⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -2,因为2-12⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -2随着n 的增大而增大,所以n =1时,2-12⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -2取得最小值54.所以a ≤54.培优演练1.已知点(1,13)是函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1)的图象上一点,等比数列{a n }的前n项和为f (n )-c ,数列{b n }(b n >0)的首项为c ,且前n 项和S n 满足S n -S n -1=S n +S n -1(n ≥2).(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式; (2)若数列{1b n b n +1}的前n 项和为T n ,问满足T n >1 0002 009的最小正整数n 是多少? 解 (1)因为f (1)=a =13,所以f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x.a 1=f (1)-c =13-c ,a 2=[f (2)-c ]-[f (1)-c ]=f (2)-f (1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫132-13=-29,a 3=[f (3)-c ]-[f (2)-c ]=f (3)-f (2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫133-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=-227.又数列{a n }是等比数列,设其公比为q ,所以a 1=a 22a 3=481-227=-23=13-c ,所以c =1.又公比q =a 2a 1=13,所以a n =-23⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫13n (n ∈N *).因为S n -S n -1=(S n -S n -1)(S n +S n -1)=S n +S n -1(n ≥2), 又b n >0,S n >0,所以S n -S n -1=1.所以数列{S n }构成一个首项为1,公差为1的等差数列,S n =1+(n -1)×1=n ,故S n =n 2.当n ≥2时,b n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1,当n =1时,b 1=1也适合此通项公式,所以b n =2n -1(n ∈N *). (2)T n =1b 1b 2+1b 2b 3+1b 3b 4+…+1b n b n +1=11×3+13×5+15×7+…+12n -1×2n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+12⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n2n +1. 由T n =n 2n +1>1 0002 009,得n >1 0009,所以满足T n >1 0002 009的最小正整数n 为112. 2.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *).(1)证明:数列{b n }是等差数列;(2)若S n =(a 1-1)·(a 2-1)+(a 2-1)·(a 3-1)+…+(a n -1)·(a n +1-1),是否存在a ,b ∈Z ,使得a ≤S n ≤b 恒成立?若存在,求出a 的最大值与b 的最小值;若不存在,请说明理由.解 (1)由题意,知当n ≥2时,b n -1=1a n -1-1,b n =1a n -1=12-1a n -1-1=a n -1a n -1-1, 所以b n -b n -1=a n -1a n -1-1-1a n -1-1=1(n ∈N *,n ≥2).所以{b n }是首项为b 1=1a 1-1=-52,公差为1的等差数列. (2)由(1),知b n =n -72.依题意,有S n =(a 1-1)·(a 2-1)+(a 2-1)·(a 3-1)+…+(a n-1)·(a n +1-1)=1b 1·1b 2+1b 2·1b 3+…+1b n ·1b n +1=1b 1-1b n +1=-25-1n +1-72.设函数y =1x -72,当x >72时,y >0,y ′<0,则函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫72,+∞上为减函数,故当n =3时,S n =-25-1n +1-72取最小值-125. 而函数y =1x -72在x <72时,y <0,y ′=-1⎝ ⎛⎭⎪⎫x -722<0,函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,72上也为减函数, 故当n =2时,S n 取得最大值85.故a 的最大值为-3,b 的最小值为2.。
2020年高考数学(文数)解答题强化专练——数列含答案
(文数)解答题强化专练——数列一、解答题(本大题共10小题,共120.0分)1.在等差数列{a n}中,S n为其前n项的和,若S5=25,a10=19.(1)求数列{a n}的通项公式a n及前n项和S n;(2)若数列{b n}中b n=,求数列{b n}的前n和T n.2.在数列{a n}中,a1=3,a n=2a n-1+(n-2)(n≥2,n∈N*).(1)求证:数列{a n+n}是等比数列,并求{a n}的通项公式;(2)求数列{a n}的前n项和S n.3.已知数列是以为首项,为公差的等差数列,且,,成等比数列.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.4.设S n是等差数列{a n}的前n项和,若公差d≠0,a5=10,且、、成等比数列.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)设b n=,T n=b1+b2+…+b n,求证:T n<.5.已知{a n}是递增的等比数列,a5=48,4a2,3a3,2a4成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设数列{b n}满足b1=a2,b n+1=b n+a n,求数列{b n}的前n项和S n.6.已知数列{a n}中,a1=1,a2=3,点(a n,a n+1)在直线2x-y+1=0上,(Ⅰ)证明数列{a n+1-a n}为等比数列,并求其公比.(Ⅱ)设b n=log2(a n+1),数列{b n}的前n项和为S n,若S m≤λ(a m+1),求实数λ的最小值.7.已知正项等比数列{a n}满足a3=9,a4-a2=24.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式a n;(Ⅱ)设b n=n·a n,求数列{b n}的前n项的和S n.8.已知数列{a n}满足a1=1,na n+1-(n+1)a n=1+2+3+…+n,n∈N*.(1)求证:数列{}是等差数列;(2)若b n=,求数列{b n}的前n项和为S n.9.已知数列{a n}的前n项和S n满足S n+1=S n+•a n(n∈N*),且a1=1.(Ⅰ)证明:数列{}是等比数列;(Ⅱ)求数列{a n}的前n项和S n.10.已知数列{a n}的前n项和为S n,满足S1=1,且对任意正整数n,都有.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若,求数列{b n}的前n项和T n.答案和解析1.【答案】解:(1)设等差数列{a n}的公差为d,∵S5=25,a10=19.∴5a1+d=25,a1+9d=19,联立解得:a1=1,d=2.∴a n=1+2(n-1)=2n-1.S n==n2.(2)b n===,∴数列{b n}的前n和T n===.【解析】(1)设等差数列{a n}的公差为d,由S5=25,a10=19.可得5a1+d=25,a1+9d=19,联立解得:a1,d.即可得出.(2)b n===,利用裂项求和即可得出.本题考查了等差数列的通项公式与求和公式、裂项求和方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.2.【答案】(1)证明:∵a1=3,a n=2a n-1+(n-2)(n≥2,n∈N*).∴a n+n=2(a n-1+n-1),∴数列{a n+n}是等比数列,首项为4,公比为2.∴a n=4×2n-1-n=2n+1-n.(2)解:数列{a n}的前n项和S n=(22+23+…+2n+1)-(1+2+…+n)=-=2n+2-4-.【解析】(1)a1=3,a n=2a n-1+(n-2)(n≥2,n∈N*).变形为a n+n=2(a n-1+n-1),再利用等比数列的通项公式即可得出.(2)利用等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式即可得出.本题考查了递推关系、等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.3.【答案】解:(1)因为,,成等比数列,所以,即,因为,所以,即,所以(负值舍去),所以.(2)由(1)知,,所以.【解析】本题考查等差数列的通项公式及前n项和公式,等比数列的通项公式、性质及前n项和公式,以及分组法求和,属于一般题.(1)根据,,成等比数列列方程组,求出a1和公差,即可得到数列的通项公式;(2)由(1)求得,,利用分组求和法,结合等差数列和等比数列的前n项和公式即可求解.4.【答案】(Ⅰ)解:∵S n是等差数列{a n}的前n项和,公差d≠0,a5=10,且a2、a4、a8成等比数列,∴由题知:,解得:a1=2,d=2,故数列{a n}的通项公式a n=2n.(Ⅱ)证明:∵==,∴T n=b1+b2+…+b n==.∴T n<.【解析】本题考查数列的通项公式,等差数列的前n项和公式及裂项求和公式,属于一般题.(Ⅰ)利用等差数列的前n项和公式、等比数列性质,列出方程组,求出a1=2,d=2,由此能求出数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)由==,利用裂项求和法能证明T n<.5.【答案】解:(1)设等比数列{a n}的公比为q(q>1),因为4a2,3a3,2a4成等差数列,所以6a3=4a2+2a4,即6a1q2=4a1q+2a1q3,即q2-3q+2=0,解得q=2或q=1(舍去).又因为a5=a1q4=16a1=48,所以a1=3,所以a n=3·2n-1.(2)由条件及(1)可得b1=a2=3×2=6.因为b n+1=b n+a n,所以b n+1-b n=a n,所以b n-b n-1=a n-1(n≥2),所以b n=(b n-b n-1)+(b n-1-b n-2)+…+(b2-b1)+b1=a n-1+a n-2+a n-3+…+a2+a1+6=3·2n-1+3(n≥2).又因为b1=6满足上式,所以b n=3·2n-1+3(n∈N*).所以.【解析】本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法及应用,叠加法在数列通项公式的求法中的应用,数列的求和的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力,属于中档题.(1)利用已知条件求出公比和首项,进而得到通项公式;(2)利用叠加法,并利用等比数列的求和公式求出n≥2时b n的表达式,进一步验证n=1时是否成立,从而得出数列{b n}的通项公式,然后利用分组求和法,求得S n.6.【答案】解:(Ⅰ)证明:点(a n,a n+1)在直线2x-y+1=0上,可得a n+1=2a n+1,即有a n+1+1=2(a n+1),可得{a n+1}为首项为2,公比为2的等比数列,可得a n+1=2n,即a n=2n-1,a n+1-a n=2n+1-1-(2n-1)=2n,可得数列{a n+1-a n}为等比数列,其公比为2;(Ⅱ)设b n=log2(a n+1)=log22n=n,S n=n(n+1),S m≤λ(a m+1)即为m(m+1)≤λ•2m,可得2λ≥恒成立,由c m=,c m+1-c m=-=,当m=1时,c2>c1,m=2时,c3=c2,m>2时,c m+1<c m,即c1<c2=c3>c4>c5>…,可得c2=c3=为最大值,即有λ≥,则λ≥,即实数λ的最小值为.【解析】(Ⅰ)首先判断{a n+1}为首项为2,公比为2的等比数列,由等比数列的通项公式和定义,即可得到所求;(Ⅱ)运用对数的运算性质可得b n,再由等差数列的求和公式和通项公式,结合参数分离和数列的单调性,求得最大值,可得所求最小值.本题考查等比数列的定义和通项公式、以及等差数列的通项公式和求和公式的运用,考查数列不等式恒成立问题,注意运用参数分离和数列的单调性,考查运算能力、推理能力,属于中档题.7.【答案】解:(Ⅰ)设数列{a n}的公比为q.由a4-a2=24,得,即3q2-8q-3=0,解得q=3或.又∵a n>0,则q>0,∴q=3,∴a n=.(Ⅱ)b n=n·a n=,∴S n=3S n=,∴=,∴.【解析】本题考查等比数列的通项公式和用错位相减法求数列的前n项和.(Ⅰ)把已知条件用a3和公比q表示,建立方程,求出q,即可得到通项公式.(Ⅱ)紧紧抓住数列的特点,它是由一个等比数列和一个等差数列对应项相乘而得,此类数列可通过错位相减法求前n项和.8.【答案】解:(1)证明:数列{a n}满足a1=1,na n+1-(n+1)a n=1+2+3+…+n=,n∈N*,则(常数),n∈N*.则数列{}是以1为首项,为公差的等差数列.(2)由(1)得=,n∈N*,所以,n∈N*,所以,所以S n=b1+b2+…+b n=,=.【解析】本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法及应用,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力,属于中档题.(1)根据数列的递推关系式整理得到(常数),n∈N*即可证明.(2)利用裂项相消法求出数列的和.9.【答案】解:(Ⅰ)证明:根据题意可得,S n+1-S n=•a n,∴a n+1=•a n,∴=•,∵a1=1,∴数列{}是以1为首项,以为公比的等比数列,(Ⅱ)由(Ⅰ)可得=()n-1,∴a n=n•()n-1,∴S n=1×()0+2×()1+3×()2+…+n•()n-1,∴S n=1×()1+2×()2+3×()3+…+n•()n,∴S n=1+()1+()2+()3+…+()n-1-n•()n=-n•()n=-(+n)•()n,∴S n=-(+)•()n.【解析】本题考查了等比数列的判定、数列递推关系、错位相减求和法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.(Ⅰ)由S n+1=S n+•a n,可得∴=•,故数列{}是以1为首项,以为公比的等比数列,(Ⅱ)先求出a n=n•()n-1,再利用“错位相减法”与等比数列的求和公式即可得出.10.【答案】解析:(1)由S1=1,得a1=1.又对任意正整数n,都成立,即S n+1+n(n+1)=(n+1)S n+1-(n+1)S n,所以nS n+1-(n+1)S n=n(n+1),所以,即数列是以1为公差,1为首项的等差数列,所以,即,得a n=S n-S n-1=2n-1(n≥2),又由a1=1,所以.解法2:由,可得S n+1+n(n+1)=(n+1)a n+1,当n≥2时,S n+n(n-1)=na n,两式相减,得a n+1+2n=(n+1)a n+1-na n,整理得a n+1-a n=2,在中,令n=2,得,即1+a2+2=2a2,解得a2=3,∴a2-a1=2,所以数列{a n}是首项为1,公差为2的等差数列,∴a n=1+2(n-1)=2n-1.(2)由(1)可得,所以,①则,②①-②,得,整理得,所以.【解析】本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法,乘公比错位相减法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力,属于中档题.(1)法1:将题中条件变形为nS n+1-(n+1)S n=n(n+1),即可求解;法2:将题中条件变形为S n+1+n(n+1)=(n+1)a n+1,再利用作差法即可求解.(2)利用(1)的结论,进一步利用乘公比错位相减法求出数列的和.。
(5)数列——2024年高考数学真题模拟试题专项汇编
(5)数列——2024年高考数学真题模拟试题专项汇编一、选择题1.[2024届·重庆市第八中学·模拟考试]已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,设甲:{}n a 是等差数列,乙:()12n n a a n S +=,则甲是乙的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件2.[2024届·长沙市第一中学·模拟考试]定义:在数列{}n a 中,()*211n n n na a d n a a +++-=∈N ,其中d 为常数,则称数列{}n a 为“等比差”数列.已知“等比差”数列{}n a 中,1231,3a a a ===,则2422a a =()A.1763B.1935C.2125D.23033.[2024届·浙江温州·二模]已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,公差为d ,且{}n S 单调递增.若55a =,则d ∈()A.50,3⎡⎫⎪⎢⎣⎭B.100,7⎡⎫⎪⎢⎣⎭C.50,3⎛⎫ ⎪⎝⎭D.100,7⎛⎫ ⎪⎝⎭4.[2024届·合肥一六八中学·模拟考试]数列{}n a 中,12n n a a +=+,518a =,则1210a a a ++⋅⋅⋅+=()A.210B.190C.170D.1505.[2024届·辽宁省实验中学·模拟考试]设数列{}n a 满足13a =,134n n a a n +=-,若21485n n n n n b a a +++=,且数列{}n b 的前n 项和为n S ,则n S =()A.2169n n ⎛⎫- ⎪+⎝⎭B.42369n n ++ C.1169n n ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭D.2169n n ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭二、多项选择题6.[2024届·辽宁省实验中学·模拟考试]等差数列{}n a 中,10a >,则下列命题正确的是()A.若374a a +=,则918S = B.若150S >,160S <,则2289a a >C.若125a a +=,349a a +=,则7817a a += D.若810a S =,则90S >,100S <7.[2024届·江苏省前黄高级中学·一模]已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,{}n a 的公差为d ,则()A.13713S S = B.5274S a a =+C.若{}n na 为等差数列,则1d =- D.若为等差数列,则12d a=8.[2024届·山东临沂·二模]已知{}n a 是等差数列,n S 是其前n 项和,则下列命题为真命题的是()A.若349a a +=,7818a a +=,则125a a +=B.若2134a a +=,则1428S =C.若150S <,则78S S >D.若{}n a 和{}1n n a a +⋅都为递增数列,则0n a >三、填空题9.[2024年新课标Ⅱ卷高考真题]记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若347a a +=,2535a a +=,则10S =__________.10.[2024届·河南许昌·模拟考试校考]抛掷一枚不均匀的硬币,正面向上的概率为14,反面向上的概率为34,记n 次抛掷后得到偶数次正面向上的概率为n a ,则数列{}n a 的通项公式n a =____________.11.[2024届·河北衡水·二模联考]已知等差数列{}n a (公差不为0)和等差数列{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,如果关于x 的实系数方程21003100310030x S x T -+=有实数解,则以下1003个方程()201,2,,1003i i x a x b i -+== 中,有实数解的方程至少有_________个.四、双空题五、解答题13.[2024届·辽宁省实验中学·模拟考试]已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足2844n n n S a a =++.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若11212n n n n b a n --⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,{}n b 的前n 项和为n T ,求2n T .14.[2024届·山西长治·一模校考]已知正项等比数列{}n a 满足142n n n a a +=,n *∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足21n nn b a +=,设其前n 项和为n S ,求证:5n S <.15.[2024届·湖北·模拟考试联考]记n S 为公比不为1的等比数列{}n a 的前n 项和54218,88,21a a a a S -=-+=.(1)求n a ;(2)设22log n n b a =,由{}n a 与{}n b 的公共顶从小到大组成数列{}n c ,求{}n c 的前n 项和n T .参考答案1.答案:C 2.答案:B解析:因为数列{}n a 是“等比差”数列,所以()211n n n na a d n a a ++++-=∈N ,因为1231,3a a a ===,所以32212a a d a a =-=,所以有2113211212,2,,2n n n n n n n n a a a a a aa a a a a a ++++--=-=-= ,累和,得()*2221111221232,n n n n n n a a aa n n n n n a a a a ++++--=⇒=+⇒=-≥∈N ,因此有1212123,25,,1n n n n a a an n a a a ---=-=-= ,累积,得1(23)(25)1135(23)nn a n n a n a =--⇒=⨯⨯⨯⨯- ,所以2422135414345193513541a a ⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯ ,3.答案:A 4.答案:C解析:由12n n a a +=+知数列{}n a 是公差为2-的等差数列,所以()()121056551816534170a a a a a ++⋅⋅⋅+=+=⨯+=⨯=.故选:C.5.答案:D解析:由134n n a a n +=-可得()[]12113(21)n n a n a n +-++=-+⎡⎤⎣⎦,13a =,∴1(211)0a -⨯+=,则可得数列{}(21)n a n -+为常数列0,即(21)0n a n -+=,∴21n a n =+,∴2485(21)(23)221111(21)(23)(21)(23)(21)(23)2123n n n n n b n n n n n n n n +++++===+=+-++++++++,∴111111112((1)3557212332369n S n n n n n n n =+-+-++-=+-=+++++ .故选:D.6.答案:ACD解析:等差数列{}n a 中,10a >,对于A ,374a a +=,193799()9()2182a a S a a ++===,A 正确;对于B ,11515815()1502a a S a +=>=,则80a >,116168916()8()02a a S a a +==+<,则890a a +<,980a a <-<,因此22898989()()0a a a a a a -=+-<,即2289a a <,B 错误;对于C ,()()563412213a a a a a a +=+-+=,则()()785634217a a a a a a +=+-+=,C 正确;对于D ,设{}n a 的公差为d ,由810a S =,得1171045a d a d +=+,解得1938d a =-,则9111189369()019S a d a a =+=->,1011815(2)038S a a =-<,D 正确.故选:ACD 7.答案:BD 解析:A 选项,()1137137********2a a a S a +⨯===,而77,S a 不一定相等,A 不正确;B 选项,因为()1553552a a S a +==,()273334445a a a d a d a +=-++=,所以5274S a a =+,故B 正确;C 选项,因为()()2111n na n a n d n d a d n =+-=+-⎡⎤⎣⎦,若{}n na 为等差数列,则()()()()()22111111n n n a na n d a d n n d a d n++-=++-+---12nd a =+,要想12nd a +为常数,则0d =,故C 不正确;D 选项,由题可知()2111222n n n d d d S na n a n -⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭,若=为关于n 的一次函数,所以102da -=,即12d a =,故D 正确.故选:BD 8.答案:BC 解析:9.答案:95解析:解法一:设{}n a 的公差为d ,由3411123257a a a d a d a d +=+++=+=,()25111334475a a a d a d a d +=+++=+=,解得14a =-,3d =,则101104595S a d =+=.解法二:设{}n a 的公差为d ,由34257a a a a +=+=,2535a a +=,得21a =-,58a =,故52352a a d -==-,611a =,则()1101056105519952a aS a a +=⨯=+=⨯=.10.答案:11122n +⎛⎫+ ⎪⎝⎭解析:根据题意有:抛掷n 次偶数次正面向上的情况由抛掷1n -次偶数次正面向上的情况下第n 次反面向上,或抛掷1n -次奇数次正面向上的情况下第n 次正面向上组成,可得递推关系为()1113144n n n a a a --=-+,构造数列1111222n n a a -⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,所以1112124n n a a --=-,即数列12n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以112a -为首项,以12为公比的等比数列,又抛一次硬币,偶数次正面向上为0次,此时134a =,所以1131242a -=-,所以11131111242222n n n n a a -+⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-⨯⇒=+ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故答案为:11122n +⎛⎫+ ⎪⎝⎭.11.答案:502解析:由题意得,210031003410030S T -⨯≥,又因为1100310035021003()10032a a S a +==,1100310035021003()10032b b T b +==,代入得250250240a b -≥,要使方程()201,2,,1003i i x a x b i -+== 有实数解,则240(1,2,,1003)i i a b i -≥= ,显然第502个方程有解,设方程2110x a x b -+=与方程1003321000x a x b -+=的判别式分别为1∆,1003∆,则22222110031100311100310031100311003502()(4)(4)4()422a a ab a b a a b b b +∆+∆=-+-=+-+≥-⨯,即2250211003502502502(2)82(4)02a b a b ∆+∆≥-=-≥,等号成立的条件11003a a =,所以10∆≥,10030∆≥中至少一个成立,同理可得20∆≥,10020∆≥中至少一个成立,…,5010∆≥,5030∆≥中至少一个成立,且5020∆≥,综上,在所给的1003个方程中,有实根的方程最少502个,故答案为:502.13.答案:(1)42n a n =-(2)224123n n T n n -=+-解析:(1)2844n n n S a a =++ ①2111844n n n S a a ---∴=++②①-②整理得11()(4)0,2n n n n a a a a n --+--=≥ 数列{}n a 是正项数列,14,2n n a a n -∴-=≥当1n =时,21111844, 2.S a a a =++=由可得∴数列{}n a 是以2为首项,4为公差的等差数列,42n a n ∴=-;(2)由题意知,1223n n n b n n -⎧=⎨-⎩为奇数为偶数,故()()24222122215943n n T n -=+++++++++- ()()114143142n n n ⨯-+-=+-24123n n n -=+-.14.答案:(1)2n n a =(2)证明见解析解析:(1)设正项等比数列{}n a 的公比为(0)q q >,由142n n n a a +=,得11242n n n a a+++=,两式相除得24q =,则2q =,又1242a a =,即214a =,而10a >,则12a =,所以数列{}n a 的通项公式是112n n n a a q -==.(2)由(1)知212n nn b +=,则23357212222n n n S +=++++ ,于是231135212122222n n n n n S +-+=++++ ,两式相减得112111111(1)3111213215252212222222221212n n n n n n n n S n --+++-+++=++++-=+-=-- ,因此2552n n n S +=-,而2502n n +>恒成立,则25552n n +-<.所以5n S <.15.答案:(1)1(2)n n a -=--;(2){}n c 是首项为2,公比为4的等比数列;()2413nn T =-解析:(1)设{}n a 的公比为(1)q q ≠,因为542188a a a a -=-+,所以()54218a a a a -=--,所以354218a a q a a -==--,解得2q =-.又()6161211a q S q -==-,解得11a =-.故1(2)n n a -=--.(2)因为22222log log 222n n n b a n -===-,又{}n a 是首项为-1,公比为-2的等比数列,所以{}n c 是首项为2,公比为4的等比数列,所以()()214241143n nn T -==--.。
高考数学解答题(新高考)数列求通项(构造法、倒数法)(典型例题+题型归类练)(原卷版)
专题03 数列求通项(构造法、倒数法)(典型例题+题型归类练)一、必备秘籍1.构造法类型1: 用“待定系数法”构造等比数列形如p ka a n n +=+1(p k ,为常数,0≠kp )的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为)(1m a k m a n n +=++(其中:1-=k pm ),由此构造出新的等比数列{}m a n +,先求出{}m a n +的通项,从而求出数列{}na 的通项公式.标准模型:p ka a n n +=+1(p k ,为常数,0≠kp )或1n n a ka p -=+(p k ,为常数,0≠kp )类型2:用“同除法”构造等差数列 (1)形如)(*11N n qp qa a n n n ∈⋅+=++,可通过两边同除1+n q,将它转化为p q a q a n nn n +=++11,从而构造数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧n n q a 为等差数列,先求出⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧n n q a 的通项,便可求得{}na 的通项公式.(2)形如1*1()n n n a ka q n N ++=+∈,可通过两边同除1+n q ,将它转化为111n n n n a a k q q q ++=+,换元令:nnna b q =,则原式化为:11n n kb b q+=+,先利用构造法类型1求出n b ,再求出{}n a 的通项公式. (3)形如)0(11≠=-++k a ka a a n n n n 的数列,可通过两边同除以n n a a 1+,变形为k a a nn -=-+111的形式,从而构造出新的等差数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1,先求出⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1的通项,便可求得{}na 的通项公式.2.倒数法用“倒数变换法”构造等差数列类型1:形如q pa qa a n n n +=+1(q p ,为常数,0≠pq )的数列,通过两边取“倒”,变形为qpa a n n +=+111,即:q pa a n n =-+111,从而构造出新的等差数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1,先求出⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1的通项,即可求得n a . 类型2:形如1nn n ka a pa q+=+(q p ,为常数,0p ≠,0q ≠,0k ≠)的数列,通过两边取“倒”,变形为111n n q p a k a k +=+,可通过换元:1n n b a =,化简为:1n n q p b b k k+=+(此类型符构造法类型1: 用“待定系数法”构造等比数列:形如p ka a n n +=+1(p k ,为常数,0≠kp )的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为)(1m a k m a n n +=++(其中:1-=k pm ),由此构造出新的等比数列{}m a n +,先求出{}m a n +的通项,从而求出数列{}na 的通项公式.)二、典型例题例题1.(2022·河南·汝州市第一高级中学模拟预测(理))在数列{}n a 中,15a =,且()*121n n a a n N +=-∈.证明:{}1n a -为等比数列,并求{}n a 的通项公式;感悟升华(核心秘籍) 1、使用构造法模型的标准(类型1):标准模型:p ka a n n +=+1(p k ,为常数,0≠kp )或1n n a ka p -=+(p k ,为常数,0≠kp )其中“待定系数”1-=k pm ,作为核心模型直接记忆思路点拨:根据题意:,符合构造法的标准模型(类型2),左右两边同时加:“”解答过程:两边同时加“”:所以是以4为首项,2为公比的等比数列.故,即.例题2.(2022·全国·高三专题练习)设数列{}n a 满足:*111,22,n n n a a a n +==+∈N .求数列{}n a 的通项公式.感悟升华(核心秘籍)1、使用构造法模型的标准(类型2): ①)(*11N n q p qa a n n n ∈⋅+=++ ②1*1()n n n a ka qn N ++=+∈③)0(11≠=-++k a ka a a n n n n 注意对比例题2,3,4的技巧思路点拨:根据题意:,符合构造法的标准模型(类型2)左右两边同时除:“”解答过程:左右两边同时除:“”:由数列是首项、公差为的等差数列,即例题3.(2021·全国·高二专题练习)已知正项数列{}n a 中,12a =,1235nn n a a +=+⋅,求数列{an }的通项公式.思路点拨:根据题意:,符合构造法的标准模型(类型2)左右两边同时除:“”解答过程:左右两边同时除:“”:由令,则原式变为:为方便求解过程,换元判断模型,使用待定系数法两边同时加“”,即,所以数列是等比数列,其首项为,公比为所以,即,所以,例题4.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 中,213a =,112n n n n a a a a ++=+.求数列{}n a 的通项公式;例题5.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 中,11a =,121nn n a a a +=+,求{}n a 的通项公式. 思路点拨:根据题意:,符合构造法的标准模型(类型2)左右两边同时除:“”解答过程:左右两边同时除:“”:由所以是首项为,公差为的等差数列,所以,故;例题6.(2022·黑龙江·龙江县第一中学高二阶段练习)已知数列{}n a 的通项公式为135a =,1321n n n a a a +=+ 求数列{}n a 的通项公式.感悟升华(核心秘籍)1、使用倒数法模型的标准:(类型1) q pa qa a n n n +=+1,此类型取倒数化简后qpa a n n =-+111,从而构造出新的等差数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1 思路点拨:根据题意:,符合倒数法的标准模型(类型1),两边同时取倒数解答过程:两边同时取倒数:,即所以是首项为,公差为的等差数列,所以,故;三、题型归类练1.(2022·广东·广州市禺山高级中学高二期中)数列{}n a 中,11a =,122nn n a a a +=+,()N*n ∈,则3a =______.感悟升华(核心秘籍)1、使用倒数法模型的标准:(类型2) 形如1nn n ka a pa q+=+(q p ,为常数,0p ≠,0q ≠,0k ≠)的数列,通过两边取“倒”,变形为111n n q p a k a k +=+,可通过换元:1n n b a =,化简为:1n n q pb b k k+=+,再用待定系数法. 为方便解答,可换元思路点拨:根据题意:,符合倒数法的标准模型(类型2),两边同时取倒数解答过程:两边同时取倒数:,即令,原式化简为:判断模型,可用构造法两边同时加“”所以数列是以为首项,为公比的等比数;2.(2022·天津·二模)记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和,已知3451543,a a S a a S +==,数列{}n b 满足()*11322,N n n n b b n n --≥=∈+,且111b a =-.求{}n a 的通项公式;(2)证明数列12n nb ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列,并求{}n b 的通项公式;3.(2022·安徽宿州·高二期中)已知数列{}n a 的首项11a =,且1121n na a +=+.求数列{}n a 的通项公式;4.(2022·北京丰台·高二期中)已知数列{}n a ,11a =,121n n a a +=+. 求数列{}1n a +的前5项;5.(2022·浙江·高三专题练习)已知数列{}n a 中,11a =,131n n a a +=+. 求证:12n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列,并求{}n a 的通项公式;6.(2022·全国·高三专题练习)在数列{}n a 中,112,22n n a a a +==+,求n a .7.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 中,213a =,112n n n n a a a a ++=+.求数列{}n a 的通项公式;8.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 满足()1112,22n n n a a a n +*+=-=∈N .求数列{}n a 的通项公式;9.(2022·重庆八中高三阶段练习)数列{}n a 满足111,23nn n a a a +==+.令2nn na b =,求证:{}1n n b b +-是等比数列;10.(2022·全国·高二课时练习)已知在数列{}n a 中,11a =,133nn n a a a +=+(),1n n ∈≥N ,求通项n a .11.(2022·全国·高二课时练习)已知数列{}n a 中,1*113,323,n n n a a a n N ++==+⨯∈,求数列{}n a 的通项公式;。
2009届高考数学复习 数列专题练习
2009届高考数学复习 数列专题练习一、选择题1.由数列1,10,100,1000,……猜测该数列的第n 项可能是 A .10nB .10n-1C .10n+1D .11n23.4A A 67.7b 8(1011.若数列32,211+==+n n a a a ,则=5a . 12.已知某算法的流程图如图所示,若将输出的 (x , y ) 值依次记为 (x 1 , y 1 ),(x 2 , y 2 ),……(x n , y n ),…….(1) 若程序运行中输出的一个数组是(9 , t),则t = ; (2) 程序结束时,共输出(x , y )的组数为 .13. 给出如下三角形数表:1 2 2 3 4 3 4 7 7 4 5 11 14 11 5 6 16 25 25 16 6 ……………………此数表满足:① 第n 行首尾两数均为n ,② 表中数字间的递推关系类似于杨辉三角,即除了“两腰”上的数字以外,每一个数都等于它上一行左右“两肩”上的两数之和.第 (2)n n ≥行第1n -个数是_____________. 14.在直角坐标平面内,已知点列()()()(),,2,,,2,3,2,2,2,133221 n n n P P P P 如果k 为正偶数,则向量k k p P P P P P P P 1654321-++++ 的坐标(用k 表示)为_______; 三、解答题15.数列}{n a 的前n 项和记为n S ,t a =1,)(121*+∈+=N n S a n n . (1)当t 为何值时,数列}{n a 是等比数列?(2)在(1)的条件下,若等差数列}{n b 的前n 项和n T 有最大值,且153=T ,又,11b a +3322,b a b a ++成等比数列,求n T .16.数列{}n a 满足)(66,2*211N n a a a a n n n ∈++==+,(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设nn n a a b 6a 1612n +--=,数列{}n b 的前n 项和为n T ,求证:41165-<<-n T .17.已知数列{}n a 中,,11=a 且点()()*+∈N n a a P n n 1,在直线01=+-y x 上.),2,≥∈n N n 且求函数)(n f 的最n 的整式()n g ,使得2的自然数n 恒成立?18.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,点(,)n S n n在直线11122y x =+上;数列{}n b 满足2120()n n n b b b n N *++-+=∈,且311b =,它的前9项和为153.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设3(211)(21)n n n c a b =--,数列{}n c 的前n 项和为n T ,求使不等式57n k T >对一切n N *∈都成立的最大正整数k 的值;(3)设(21,)()(2,)n n a n l l N f n b n l l N **⎧=-∈⎪=⎨=∈⎪⎩,是否存在m N *∈,使得(15)5()f m f m +=成立?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.190>n a (n ∈N*). 1++y a n ≤)2(2+n .20.已知函数()321,.212x F x x x -⎛⎫=≠ ⎪-⎝⎭(1)求122008...;200920092009F F F ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2)已知数列{}n a 满足12a =,()1n n a F a +=,求数列{}n a 的通项公式; (3) 求证:123...n a a a a >∴第104个括号有4个数,最后×258+1+2×259+1+2×260+1=2 9(3分) 13.222n n -+1415),11++n n n n n ∴当2≥n 时,}{n a 是等比数列, 要使1≥n 时,}{n a 是等比数列,则只需31212=+=tt a a ,从而1=t .(2)设}{n b 的公差为d ,由153=T 得15321=++b b b ,于是52=b , 故可设d b d b +=-=5,531, 又9,3,1321===a a a ,由题意可得2)35()95)(15(+=+++-d d , 解得10,221-==d d ,∵等差数列}{n b 的前n 项和n T 有最大值,162∴故(∴又∴=-≤-<分)(13,169595022n416-<<-n T .17.解:(1)由点P ),(1+n n a a 在直线01=+-y x 上,即11=-+n n a a ,且11=a ,数列{n a }是以1为首项,1为公差的等差数列 )2(1)1(1≥=⋅++=n n n a n ,11=a 同样满足,所以n a n =f18 当2≥n 时;51+=-=-n S S a n n n ;当1=n 时,611==S a ;满足上式; 所以5+=n a n ;又因为0212=+-++n n n b b b ,所以数列}{n b 为等差数列;由1532)(9739=+=b b S ,113=b ,故237=b ;所以公差3371123=--=d ;所以:23)3(3+=-+=n d n b b n ; (2)31111()(211)(21)(21)(21)22121n n n c a b n n n n ===----+-+∴1221n n n T c c c n =+++=+由于110(23)(21)n n T T n n +-=>++ ∴n T 单调递增∴m in 1()357n k T =>得19k < ∴max 18k =(3)5(21,)()32(2,)n n l l N f n n n l l N **⎧+=-∈⎪=⎨+=∈⎪⎩当m 为奇数时,15m +为偶数 (15)3(15)25()5(5)f m m f m m +=++==+ 得11m = 当m 为偶数时,15m +为奇数 (15)1555()5(32)f m m f m m +=++==+ 得57m N*=∉(舍)综上,存在唯一正整数11m =,使得(15)5()f m f m +=成立.19.解:(1)分别令1=n ,2,3,得⎪⎩⎪⎨⎧+=+++=++=3)(22)(212233212221211a a a a a a a a a ∵0>n a ,∴11=a ,22=a ,33=a . (2n a n =,由 n a S n n +=22 ① 可知,当n ≥2时,)1(2211-+=--n a S n n ②①-②,得 12212+-=-n n n a a a ,即12212-+=-n n n a a a .1)当2=n 时,1122222-+=a a ,∵02>a ,∴22=a ;2)假设当k n =(k ≥2)时,k a k =. 那么当1+=k n 时,122121-+=++k k k a a a 1221-+=+ka k0)]1()][1([11=-++-⇒++k a k a k k , ∵01>+k a ,k ≥2,∴0)1(1>-++k a k , ∴11+=+k a k .这就是说,当1+=k n 时也成立,∴n a n =(n ≥2). 显然1=n 时,也适合. 故对于n ∈N*,均有n a n = 证法二:猜想:n a n =, 1)当1=n 时,11=a 成立; 2)假设当k n =时,k a k =.那么当1+=k n 时,12211++=++k a S k k .∴1)(2211++=+++k a S a k k k ,∴)1(22121+-+=++k S a a k k k )1()(221+-++=+k k k a k )1(221-+=+k a k (以下同证法一) (3)证法一:要证11+++ny nx ≤)2(2+n ,只要证1)1)(1(21++++++ny ny nx nx ≤)2(2+n , 即+++2)(y x n 1)(22+++y x n xy n ≤)2(2+n ,将1=+y x 代入,得122++n xy n ≤2+n ,证法三:可先证b a +≤)(2b a +. ∵ab b a b a 2)(2++=+,b a b a 22))(2(2+=+,b a +≥ab 2,∴b a 22+≥ab b a 2++,∴)(2b a +≥b a +,当且仅当b a =时取等号.令1+=nx a ,1+=ny b ,即得20 2⎫⎬⎭ 1n n +n ⎩⎭1所以()1212211n n n a =+-⨯=--1212121n n a n n ⇒=+=--(3)因为()()()()222212121n n n n >-=-+所以221212n nn n+>-2345221,,...1234212n nn n+⇒>>>-所以123...na a a a==>=。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 / 4
高考数学数列解答题专项试题练习
1、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 、
2、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)求1
12231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-
3、已知{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,()()115435431,5,4a b a a a b b b ===-=-、 (Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;
(Ⅱ)记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:(
)2
*
21n n n S S S n ++<∈N
;
(Ⅲ)对任意的正整数n ,设()2
11
32,,,.n n
n n n n n a b n a a c a n b +-+⎧-⎪
⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项和、
2 / 4
4、已知数列{a n },{b n },{c n }中,111112
1,,()n
n n n n n n b a b c c a a c c n b +++====-=
⋅∈*N 、 (Ⅰ)若数列{b n }为等比数列,且公比0q >,且1236b b b +=,求q 与{a n }的通项公式; (Ⅱ)若数列{b n }为等差数列,且公差0d >,证明:1211n c c c d
++
+<+
、*()n N ∈
模拟试题
1、已知等比数列{}n a 是首项为1的递减数列,且3456a a a +=. (1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)若n n b na =,求数列{}n b 的前n 项和n T
2、等比数列{}n a 的各项均为正数,且2
12326231,9a a a a a +==.
(1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)设 31323log log ......log n n b a a a =+++,求数列1n b ⎧⎫
⎨⎬⎩⎭
的前n 项和n T
3、已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,2
2743a a a =,且3-,4S ,39a 成等差数列.
(1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)设()()
1
11n
n n b a n n =-+
+,求数列{}n b 的前n 项和n T
3 / 4
4、已知数列{}n a 中,11a =,当2n ≥时,其前n 项和n S 满足2
12n n n S a S ⎛⎫=-
⎪⎝⎭
(1)求n S 的表达式;
(2)设21
n
n S b n =+,求数列{}n b 的前n 项和n T
5、已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足(
)*
22,n n S a n N =-∈.数列{}n
b 是首项为1
a ,公差不为零的
等差数列,且1311,,b b b 成等比数列、 (1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式、
(2)若n
n n
b C a =
,数列{}n c 的前项和为,n n T T m <恒成立,求m 的范围
6、已知等差数列{}n a 的公差0d >,27a =,且1a ,6a ,35a 成等比数列. (1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)若数列{}n b 满足
()*111
N n n n a n b b +-=∈,且113
b =,求数列{}n b 的前n 项和n T
7、在①224n n n a a S b +=+,且25a =,②224n n n a a S b +=+,且1b <-,③2
24n n n a a S b +=+,且
28S =这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的b 存在,求出b 和数列{}n a 的通项公式与
前n 项和;若b 不存在,请说明理由.
4 / 4
设n S 为各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和,满足________,是否存在b ,使得数列{}n a 成为等差数列?
8、在等差数列{}n a 中,已知616a =,1636a = (1)求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)若______,求数列{}n b 的前n 项和n S .
在①1
4n n n b a a +=
,①()1n
n n b a =-⋅,①2n
a n n
b a =⋅,这三个条件中任选一个补充在第(2)问中并对其求解
9、已知项数为()
*
2m m N m ∈≥,的数列{}n a 满足如下条件:
①()*
1,2,,n a N
n m ∈=;
②12·
··.m a a a <<<若数列{}n b 满足()12*·
··1
m n n a a a a b N m +++-=∈-,
其中1,2,,n m =则称{}n b 为{}
n a 的“伴随数列”.
(I )数列13579,,,,是否存在“伴随数列”,若存在,写出其“伴随数列”;若不存在,请说明理由;
(II )若{}n b 为{}n a 的“伴随数列”,证明:12·
··m b b b >>>; (III )已知数列{}n a 存在“伴随数列”{}n b ,且112049m a a ==,,求m 的最大值.。