专题 数列

高二数学数列专题练习题(含答案)高中数学《数列》专题练1.数列基本概念已知数列的前n项和S_n和第n项a_n之间的关系为：a_n=S_n-S_{n-1} (n>1)，当n=1时，a_1=S_1.通过这个关系式可以求出任意一项的值。

2.等差数列和等比数列等差数列和等比数列是两种常见的数列类型。

对于等差数列，有通项公式a_n=a_1+(n-1)d，其中d为公差。

对于等比数列，有通项公式a_n=a_1*q^{n-1}，其中q为公比。

如果a、G、b成等比数列，那么G叫做a与b的等比中项。

如果a、A、b、B成等差数列，那么A、B叫做a、b的等差中项。

3.求和公式对于等差数列，前n项和S_n=n(a_1+a_n)/2.对于等比数列，前n项和S_n=a_1(1-q^n)/(1-q)，其中q不等于1.另外，对于等差数列，S_n、S_{2n}-S_n、S_{3n}-S_{2n}构成等差数列；对于等比数列，S_n、S_{2n}/S_n、S_{3n}/S_{2n}构成等比数列。

4.数列的函数看法数列可以看作是一个函数，通常有以下几种形式：a_n=dn+(a_1-d)，a_n=An^2+Bn+C，a_n=a_1q^n，a_n=k*n+b。

5.判定方法对于数列的常数项，可以使用定义法证明；对于等差中项，可以证明2a_n=a_{n-1}+a_{n+1}；对于等比中项，可以证明2a_n=a_{n-1}*a_{n+1}。

最后，对于数列的通项公式，可以使用数学归纳法证明。

1.数列基本概念和通项公式数列是按照一定规律排列的一列数，通常用{ }表示。

其中，第n项表示为an，公差为d，公比为q。

常用的数列有等差数列和等比数列。

等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1)d，其中a1为首项，d为公差。

等比数列的通项公式为an = a1q^(n-1)，其中a1为首项，q为公比。

2.数列求和公式数列求和是指将数列中的所有项加起来的操作。

{ n} 1 1数列大题训练一、解答题1.设数列{ a n }的前 n 项和为 S n .已知 S 2 =4， a n +1 =2 S n +1， n ∈ N ∗ . （1）求通项公式 a n ；（2）求数列{| a n − n − 2 |}的前 n 项和.2.已知 a , a , a ,⋅⋅⋅, a为正整数且 a > a > a>⋅⋅⋅> a > 1 ，将等式 (1 − 1 ) + (1 − 1 ) + (1 − 1) +⋅⋅0 12n12na 1a 2a 3⋅ +(1 − 1 ) = 2(1 − 1) 记为 (∗) 式.a na 0（1）求函数 f (x ) = 1 − 1x， x ∈ [2, +∞) 的值域；（2）试判断当 n = 1 时（或 2 时），是否存在 a 0 ， a 1 （或 a 0 ， a 1 ， a 2 ）使 (∗) 式成立，若存在，写出对应 a 0 ， a 1 （或 a 0 ， a 1 ， a 2 ），若不存在，说明理由；（3）求所有能使 (∗) 式成立的 a i （ 0 ≤ i ≤ n ）所组成的有序实数对 (a 0, a 1, a 2,⋅⋅⋅, a n ) . 3.已知函数 f (x ) = log 3(x +1)(x > 0) 的图象上有一点列 P (x, y )(n ∈ N ∗)，点P在 x 轴上的射影是x +1n n nnQ n (x n , 0) ， 且 x n = 3x n−1 + 2 ( n ≥ 2 且 n ∈ N ∗ )，x 1 = 2 .（1）求证： {x n + 1} 是等比数列，并求出数列 {x n } 的通项公式；21 （2）对任意的正整数 n ，当 m ∈ [−1,1] 时，不等式 3t − 6mt + > y n 恒成立，求实数 t 的取值范3围.（3）设四边形 P Q QP1 1 的面积是 S ，求证： ++ ⋯ +1< 3 . n n n +1 n +1nS 1 2S 2nS n4.已知 n 为正整数，数列{a }满足 a ＞0， 4(n + 1)a2− na2= 0 ，设数列{b }满足 b= a n 2nnnn +1nnt na n （1）求证：数列 为等比数列；√（2）若数列{b n }是等差数列，求实数 t 的值；（3）若数列{b n }是等差数列，前 n 项和为 S n ， 对任意的 n ∈N * ， 均存在 m ∈N * ， 使得 8a 2S n ﹣ a 4n 2=16b m 成立，求满足条件的所有整数 a 1 的值． a 2n5.已知数列 {a n } 和 {b n } 满足： a 1 = λ ,数， n 为正整数．n +1 = 3 a n + n − 4, b n = (−1)(a n − 3n + 21) 其中 λ 为实（1）对任意实数 λ ，证明数列 {a n } 不是等比数列； （2）对于给定的实数 λ ，试求数列 {b n } 的前 n 项和 S n ；（3）设 0 < a < b ，是否存在实数 λ ，使得对任意正整数 n ，都有 a < S n < b 成立？若存在，求 λ 的取值范围；若不存在，说明理由．6.已知数列 {a n } 满足 a 1 = 1，a n +1 = 1 − 14a n，其中 n ∈ N ∗ .1 1+a +1Ⅲ 3) （1）设 b n = 22an −1，求证：数列 {b n } 是等差数列，并求出 [a n } 的通项公式 ；（2）设 c n = 4a n n +1 ，数列 {c n c n +2 } 的前 n 项和为 T n ，且存在正整数 m ，使得 T n < 1 c m +1 对 于 n ∈ N ∗ 恒成立，求 m 的最小值.7.设各项均为正数的等比数列 {a n } 中， a 1 + a 3 = 10 ， a 3 + a 5 = 40 ，数列 {b n } 的前 n 和 S n =n 2+7n ．2（1）求数列 {a n } 、 {b n } 的通项公式；（2）若 c 1 = 1 ， c n +1 = c n + b n −3a n，求证： c n< 3 ．1（3）是否存在整数 k ，使得 a −b的最大值，若不存在，说明理由．+1a 2−b 2+⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +1a n −b n>k 10对任意正整数 n 均成立？若存在，求出 k8.已知数列 {a } 的各项均为非零实数，其前 n 项和为 S，且S n a n .n（1）若 S 3=3 ，求 a 3 的值；nS n 1 = a n +2（2）若 a 2021=2021a 1 ，求证：数列 {a n } 是等差数列；（3）若 a 1=1 ， a 2=2 ，是否存在实数 λ ，使得 |2a n − 2a m | ≤ λ|a 2 − a 2 | 对任意正整数 m ，n 恒成立，若存在，求实数 λ 的取值范围，若不存在，说明理由. a 2 −a+2anm9.已知数列 {a n } 和 {b n } , a 1 = 1, a 2 = 3 , a n +1= nn−1nn−1 ,( n ∈ N ∗且n ≥ 2 ), b n =1og 2(a n +1)2−5a n +1(I) 求 a 3, a 4 ;, (n ∈ N ∗) .(Ⅱ)猜想数列 {a n } 的通项公式,并证明;( )设函数 f (x ) = x + 1 x +2, 若 |f (b n ) − t | ≤ 16 35 对任意 n ∈ N ∗恒成立,求 t 的取值范围.210.已知数列 {a n } 满足： a 1 = − 3 , a n +1 =−2a n −3 (n ∈ N ∗ ）.3a n+4（1）证明：数列 { 1} 是等差数列，并求 {a} 的通项公式；a n +1n（2）若数列 {b n } 满足： b n = 2 (a n + 1)(n ∈ N ），若对一切 n ∈ N ∗ ，都有 (1 − b 1)(1 − b 2). . . (1 −b n ) ≤λ√2n +1 成立，求实数 λ 的最小值.11.已知数列 {x n } ，如果存在常数 p ，使得对任意正整数 n ，总有 (x n +1 − p )(x n − p ) < 0 成立，那么我们称数列 {x n } 为“p -摆动数列”．（Ⅰ） 设 a n = 2n − 1 ， b n = (− 由；1 n2， n ∈ N ∗ ，判断 {a n } 、 {b n } 是否为“p -摆动数列”，并说明理 （Ⅱ）已知“p -摆动数列” {c n} 满足 c n +1 = 1cn +1， c 1= 1 ，求常数 p 的值；∗} 1 2 （Ⅲ）设 d n = (−1)n ⋅ (2n − 1) ，且数列 {d n } 的前 n 项和为 S n ，求证：数列 {S n } 是“p -摆动数列”， 并求出常数 p 的取值范围．12.等差数列 {a n } 的前 n 项和为 S n .（1）求证：数列S n{ n }是等差数列；（2）若 a 1= 1, {√S n 是公差为 的等差数列，求使 S k +1⋅S k +2S k 2为整数的正整数 k 的取值集合；（3）记 b = t a n ( t 为大于 0 的常数)，求证：b 1+b 2+⋯…+b n≤b 1+b 2.nn213.已知数列 {a n } 的前 n 项和为 S n ，且 S n = 2a n − 2 ． （1）求 {a n } 的通项公式；（2）在 a n 与 a n +1 之间插入 n 个数，使这 n + 2 个数组成一个公差为 d n 的等差数列，在数列 {d n } 中是否存在 3 项 d m ， d k ， d p （其中 m ， k ， p 成等差数列）成等比数列？若存在，求出这样的 3 项；若不存在，请说明理由．14.已知递增的等比数列 {a n } 满足 a 2 + a 3 + a 4 = 28 ，且 a 3 + 2 是 a 2 ， a 4 的等差中项. （1）求 {a n } 的通项公式；（2）若 b n = a n log 1a n ， S n =b 1 + b 2 + b 3 + ⋯ + b n 求使 S n + n ⋅ 2n +1 > 30 成立的 n 的最小值. 15.已知数列 {a n } 中，已知 a 1 = 1 ， a 2 = a ， a n +1 = k (a n + a n +2) 对任意 n ∈ N ∗ 都成立，数列{a n }的前 n 项和为 S n ．（1）若 {a n } 是等差数列，求 k 的值； （2） 若 a = 1 ， k = − 12 ， 求 S n ；（3）是否存在实数 k ，使数列 {a n } 是公比不为 1 的等比数列，且任意相邻三项 a m ， a m +1 ， a m +2 按某顺序排列后成等差数列？若存在，求出所有 k 的值；若不存在，请说明理由．16.一列火车从重庆驶往北京，沿途有 n 个车站（包括起点站重庆和终点站北京）．车上有一邮政车厢，每停靠一站便要卸下火车已经过的各站发往该站的邮袋各 1 个，同时又要装上该站发往以后各站的邮袋各 1 个，设从第 k 站出发时，邮政车厢内共有邮袋 a k 个（k=1，2，…，n ）．（1）求数列{a k }的通项公式；（2）当 k 为何值时，a k 的值最大，求出 a k 的最大值．17.已知等比数列 {a n } 的公比 q > 1 ， a 2 ， a 3 是方程 x 2 − 6x + 8 = 0 的两根． （1）求数列 {a n } 的通项公式； （2）求数列 {2n ⋅ a n } 的前 n 项和 S n ．18.设数列 {a n } 满足 a n 2 = a n +1a n−1 + λ(a 2 − a 1)2 ，其中 n ⩾ 2 ，且 n ∈ N ， λ 为常数. （1）若 {a n } 是等差数列，且公差 d ≠ 0 ，求 λ 的值；（2）若 a 1 = 1, a 2 = 2, a 3 = 4 ，且存在 r ∈ [3,7] ，使得 m ⋅ a n ≥ n − r 对任意的 n ∈ N ∗ 都成立，求m 的最小值；（3）若 λ ≠ 0 ，且数列 {a n } 不是常数列，如果存在正整数 T ，使得 a n +T = a n 对任意的 n ∈ N ∗均成立.求所有满足条件的数列{an } 中 T 的最小值.19.已知等差数列 {a n } 满足 a 2 = 5 ， a 4 + a 5 = a 3 + 13 .设正项等比数列 {b n } 的前 n 项和为 S n ， 且 b 2b 4 = 81 ， S 3 = 13 .（1）求数列 {a n } 、 {b n } 的通项公式；（2）设 c n = a n b n ，数列 {c n } 的前 n 项和为 T n ，求 T n .20.公差不为零的等差数列 {a n } 中， a 1 ， a 2 ， a 5 成等比数列，且该数列的前 10 项和为 100，数列{b n } 的前 n 项和为 S n ，且满足 S n = 2b n − 1, n ∈ N ∗ ．( Ⅰ ) 求数列 {a n } ， {b n } 的通项公式；( Ⅱ ) 令 c n = 1+a n4b n，数列 {c n } 的前 n 项和为 T n ，求 T n 的取值范围．21.已知数列{a n }的前 n 项和为 S n ， 且 S n +a n =4，n ∈N * ． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）已知 c n =2n+3（n ∈N *），记 d n =c n +log C a n （C ＞0 且 C≠1），是否存在这样的常数 C ，使得数列{d n }是常数列，若存在，求出 C 的值；若不存在，请说明理由． （3）若数列{b }，对于任意的正整数 n ，均有 b a +b a +b a+…+b a =（）n ﹣ n +2成立，求证：数n列{b n }是等差数列．1 n2 n ﹣13 n ﹣2n 1 2 222.已知数列 {a n } 满足 a 1 = 1, a n +1 = 1 −14a n,其中 n ∈ N ∗ .（1）设 b n = 22an −1,求证:数列 {b n } 是等差数列,并求出 {a n } 的通项公式;（2）设 c n = 4a nn +1 ,数列 {c n c n +2 } 的前 n 项和为 T n .23.已知数列{a n }的前 n 项和为 S n ， 且满足 12S n ﹣36=3n 2+8n ，数列{log 3b n }为等差数列，且 b 1=3，b 3=27． （Ⅰ）求数列{a n }与{b n }的通项公式；（Ⅱ）令c =（﹣1）n (a − 5) + b ，求数列{c }的前 n 项和 T ． nn12n n n24.已知 q 和 n 均为给定的大于 1 的自然数，设集合 M ＝{0，1，2，…，q －1}，集合 A ＝{x|x ＝x 1＋x 2q ＋…＋x n q n －1 ， x i ∈M ，i ＝1，2，…，n}．（1）当 q ＝2，n ＝3 时，用列举法表示集合 A.（2）设s ，t ∈A ，s ＝a 1＋a 2q ＋…＋a n q n －1， t ＝b 1＋b 2q ＋…＋b n q n－1， 其中a i ，b i ∈M ，i ＝1，2，…，n.证明：若 a n ＜b n ， 则 s ＜t. ∗25.已知数列 {a n } 的首项 a 1 = a (a > 0) ，其前 n 项和为 S n ，设 b n = a n + a n +1(n ∈ N ) . （1）若 a 2 = a + 1 ， a 3 = 2a 2 ，且数列 {b n } 是公差为 3 的等差数列，求 S 2n ； （2）设数列 {b n } 的前 n 项和为 T n ，满足 T n = n 2 . ①求数列 {a n } 的通项公式； ②若对 ∀n ∈ N ∗，且n ≥ 2 ，不等式 (a n−1 − 1)(a n +1 − 1) ≥ 2(1 − n ) 恒成立，求 a 的取值范围.12 Ⅱ26.是否存在一个等比数列{a }同时满足下列三个条件：①a +a =11 且 a a =；②a ＞a （n ∈N *）；n163 49 n+1n③至少存在一个 m （m ∈N *且 m ＞4），使得 2a， a 2 ， a + 4依次构成等差数列？若存在，求出通项公式；若不存在，说明理由．3m ﹣1mm+1927.设 {a n } 是等差数列， a 1 = −8 ，且 a 2 + 8 ， a 3 + 6 ， a 4 + 4 成等比数列. （1）求 {a n } 的通项公式；（2）求 {a n } 的前 n 项和 S n 的最小值；（3）若 {b n } 是等差数列， {b n } 与 {a n } 的公差不相等，且 b 5 = a 5 ，问： {a n } 和 {b n } 中除第 5 项外，还有序号相同且数值相等的项吗？（直接写出结论即可） 28.已知数列 {a } 满足 1a ≤ a≤ 3a ， n ∈ N ∗ ， a= 1 .n3 n n +1n1（1）若 a 2 = 3 ， a 3 = x ， a 4 = 6 ，求 x 的取值范围；（2）若 {a } 是公比为 q 的等比数列， S= a + a+ ⋯ + a ， 1S ≤ S≤ 3S ， n ∈ N ∗ ， 求 qn的取值范围；n12n3 nn +1（3）若 a 1, a 2, ⋯ , a k 成等差数列，且 a 1 + a 2 + ⋯ + a k = 2020 ，求正整数 k 的最大值. 29.若数列 {a n } 是公差为 2 的等差数列，数列 {b n } 满足 b 1＝1，b 2＝2，且 a n b n ＋b n ＝nb n ＋1. （1）求数列 {a n } , {b n } 的通项公式；（2）设数列 {c n} 满足 c n= a n +1 b n +1，数列 {c n } 的前 n 项和为 T n ，若不等式 (－1)n λ < T n+ n 2n−1对一切 n ∈N *恒成立，求实数 λ 的取值范围.30.设 T n 是数列 {a n } 的前 n 项之积，且满足 T n = 3 − a n ， n ∈ N ∗ .（1）求证：数列 { 13−a n1− } 是等比数列，并写出数列 {a n } 的通项公式；（2）设 S 是数列 {a } 是前 n 项之和，证明： n + 1 − 1< S< n + 2 − 2.nnT nnT n31.已知数列{a n }满足 a n+1+a n =4n ﹣3，n ∈N * （1）若数列{a n }是等差数列，求 a 1 的值； （2）当 a 1=﹣3 时，求数列{a n }的前 n 项和 S n ； （3）若对任意的n ∈N *， 都 有a n 2+a n +1 2a n +a n +1≥5 成立，求 a 1的取值范围．32.ΔABC 中，内角 A , B , C 的对边分别是 a , b , c ，已知 a , b , c 成等比数列，且B = 3．（Ⅰ）求1tan A+1tan B的值；cos 4（ ）设 B⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗A ⃗⃗⃗ ⋅ B ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗C ⃗⃗⃗ = 3 2，求 a + c 的值． 33.已知数列 {a n } 的前 n 和为 S n ，且满足 λS n = a n − 1 ，其中 λ ≠ 0 且 λ ≠ 1 . （1）证明：数列 {a n } 是等比数列；（2）当 λ = 12，令 c n= (n + 1)a n ，数列 {a n } 的前 n 项和为 T n ，若需 Tn> 2019 恒成立，求正整n数 n 的最小值.321+a 2 n a 2 n)34.已知数列 {a n} 满足 a 1 = 1 ， a n +1=a n n， n ∈ N ∗， 记Sn， T n分别是数列 {a n} ， {a 2} 的前 n 项和，证明：当 n ∈ N ∗ 时，（1）a n +1 < a n ；（2）T n = 1n +1− 2n − 1 ；（3）√2n − 1 < S n < √2n .35.设 q 为不等于 1 的正常数， {a n } 各项均为正，首项为 1 ，且 {a n } 前 n 项和为 S n ，已知对任意的正整数 n , m ，当时 n > m ， S n − S m = q m · S n−m 恒成立. （1）求数列 {a n } 的通项公式；（2）若数列 {t n } 是首项为 1 ，公差为 3 的等差数列，存在一列数 k 1, k 2, ⋯ , k n , ⋯ ：恰好使得 t k 1 = a 1, t k 2 = a 2, ⋯ , t k n = a n , ⋯, 且 k 1 = 1, k 2 = 2 ，求数列 {k n } 的通项公式；（3）当 q = 3 时，设 b n = na n ，问数列 {b n} 中是否存在不同的三项恰好成等差数列？若存在，求出所 有这样的三项，若不存在，请说明理由36.已知数列 {a} 满足aa− 3 （ n ≥ 2 ， 且 n ∈ N ∗）， 且 a= − 3， 设 b n + 2 = 3log 1(a n +n4 n = n−1 1441) ， n ∈ N ∗，数列{c n } 满足 c n = (a n + 1)b n .（1）求证：数列 {a n + 1} 是等比数列并求出数列 {a n } 的通项公式； （2）求数列 {c n } 的前 n 项和 S n ； （3）对于任意 n ∈ N ∗，t ∈ [0,1]， cn⩽ tm 2 − m − 12恒成立，求实数 m 的取值范围.37.已知 {a n } 是递增的等差数列， a 2 ， a 4 是方程 x 2－5x ＋6＝0 的根. （1）求 {a n } 的通项公式； a（2）求数列 {2n } 的前 n 项和.38.已知数列 {a } 的满足 a = 1 ，前 n 项的和为 S，且 a n +1−a n = 2 (n ∈ N *) .n1（1）求 a 2 的值；na n an +1 4S n−1（2）设 b n = a na n +1−a n ，证明：数列 {b n} 是等差数列；（3）设 c n = 2b n ⋅ a n ，若 1 ≤ λ ≤ √2 ，求对所有的正整数 n 都有 2λ2 − kλ + 3√2 < c n 成立的 k 的取值范围.39.数列 {a n } 是首项与公比均为 a 的等比数列（ a > 0 ，且 a ≠ 1 ），数列 {b n } 满足 b n = a n ⋅ lg a n ． （1）求数列 {b n } 的前 n 项和 T n ； （2）若对一切 n ∈ N ∗都有b n < b n +1 ，求 a 的取值范围．40.等差数列{a n }中，其前 n 项和为 S n ， 且S n = (a n +1)22，等比数列{b n }中，其前 n 项和为 T n ， 且 T n =(b n +1 2 ，（n ∈N *）2（1）求a n ，b n ； （2）求{a n b n }的前 n 项和 M n ．n +1 41.已知函数 f （x ） = log 3（ax + b ） 的图象过点 A （2，1） 和 B （5，2 ）记 a n = 3f （n ） ， n ∈ N * ．（1）求数列{ a n }的通项公式．（2）设 b n = a n2n ， T n = b 1 + b 2 + ⋯ b n ， T n< m （ m ∈ Z ），求 m 的最小值．42.已知公比 q > 0 的等比数列 {a n } 的前 n 项和为 S n ，且 a 1 = 1, S 3 = 13 ，数列 {b n } 中， b 1 = 1, b 3 = 3 ．（1）若数列 {a n + b n } 是等差数列，求 a n , b n ； （2）在（1）的条件下，求数列 {b n } 的前 n 项和 T n ．43.已知数列{b n }是首项 b 1=1，b 4=10 的等差数列，设 b n +2=3 log 1 4a n （n ∈n *）．（1）求证：{a n }是等比数列；（2）记 c n =1 b n b n +1，求数列{c n }的前 n 项和 S n ；（3）记 d n =（3n+1）•S n ， 若对任意正整数 n ，不等式的最大值．1n +d 1 1+ n +d 2 +…+ 1n +d nm＞ 24 恒成立，求整数 m 44.已知各项均不相等的等差数列 {a n } 的前五项和 S 5 = 20 ，且 a 1, a 3, a 7 成等比数列；（1）求数列 {a n } 的通项公式； （2）若 T n 为数列 { 1a n a n +1} 的前 n 项和，且存在 n ∈ N ∗，使得T n− λa n≥ 0 成立，求实数 λ 的取值范围。

数列专题一、单选题（共20小题）1. [容易] 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．16 B．8 C．4 D．22. [容易] 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﹣5 B．a n＝3n﹣10 C．S n＝2n2﹣8n D．S n＝n2﹣2n3. [较易] 若等比数列{a n}的各项均为正数，a2＝3，4a32＝a1a7，则a5＝（）A．B．C．12 D．244. [较易] 3+33+35+…+32n+1＝（）A．（9n﹣1）B．（9n+1﹣1）C．（9n﹣1）D．（9n+1﹣1）5. [较易] 设等差数列{a n}的前n项和为S n，若S3＝9，S6＝36，则a6+a7+a8＝（）A．63 B．45 C．39 D．276. [容易] 记S n为等差数列{a n}的前n项和．若3S3＝S2+S4，a1＝2，则a5＝（）A．﹣12 B．﹣10 C．10 D．127. [较易] 已知等比数列{a n}的前n项和为S n，S4＝1，S8＝3，则a9+a10+a11+a12＝（）A．8 B．6 C．4 D．28. [容易] 等差数列{a n}的首项为1，公差不为0．若a2，a3，a6成等比数列，则{a n}前6项的和为（）A．﹣24 B．﹣3 C．3 D．89. [较易] 我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题：“远看巍巍塔七层，红光点点倍加增，共灯三百八十一，请问尖头几盏灯？”意思是：一座7层塔共挂了381盏灯，且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍，则塔的顶层共有灯（）A．1盏B．3盏C．5盏D．9盏10. [较易] 记S n为等差数列{a n}的前n项和．若a4+a5=24，S6=48，则{a n}的公差为（）A．1 B．2 C．4 D．811. [容易] 已知等差数列{a n}前9项的和为27，a10＝8，则a100＝（）A．100 B．99 C．98 D．9712. [较易] 等比数列{a n}的各项都为正数，记{a n}的前n项和为S n，若S3＝1，S5﹣S2＝4，则a1＝（）A．B．C．D．13. [容易] 已知等比数列{a n}满足a1＝3，a1+a3+a5＝21，则a3+a5+a7＝（）A．21 B．42 C．63 D．8414. [容易] 已知等比数列{a n}满足a1＝，a3a5＝4（a4﹣1），则a2＝（）A．2 B．1 C．D．15. [容易] 已知S n是等差数列{a n}的前n项和，若a1+a3+a5＝3，则S5＝（）A．5 B．7 C．9 D．1116. [较易] 已知{a n}是公差为1的等差数列，S n为{a n}的前n项和，若S8＝4S4，则a10＝（）A．B．C．10 D．1217. [容易] 等差数列{a n}的公差为2，若a2，a4，a8成等比数列，则{a n}的前n项和S n＝（）A．n（n+1）B．n（n﹣1）C．D．18. [容易] 设等比数列{a n}的前n项和为S n．若S2＝3，S4＝15，则S6＝（）A．31 B．32 C．63 D．6419. [较易] 已知{a n}是公差为3的等差数列．若a1，a2，a4成等比数列，则{a n}的前10项和S10＝（）A．165 B．138 C．60 D．3020. [较易] 已知数列{a n}是等差数列，且a9＝3，则a4+a8+2a12＝（）A．12 B．9 C．6 D．3二、填空题（共10小题）21. [较易] 记S n为等比数列{a n}的前n项和．若a1＝1，S3＝，则S4＝．22. [较易] 记S n为等比数列{a n}的前n项和．若a1＝，a42＝a6，则S5＝．23. [较易] 记S n为等差数列{a n}的前n项和．若a3＝5，a7＝13，则S10＝．24. [容易] 记S n为等差数列{a n}的前n项和．若a1≠0，a2＝3a1，则＝．25. [较易] 已知数列{a n}（n∈N*）是等差数列，S n是其前n项和．若a2a5+a8＝0，S9＝27，则S8的值是．26. [较易] 设等差数列{a n}的前n项和为S n，若a2＝﹣3，S5＝﹣10，则a5＝，S n的最小值为﹣．27. [较易] 记S n为数列{a n}的前n项和．若S n＝2a n+1，则S6＝﹣．28. [较易] 记等差数列{a n}的前n项和为S n，若a3＝0，a6+a7＝14，则S7＝．29. [较易] 设{a n}是等差数列，且a1＝3，a2+a5＝36，则{a n}的通项公式为﹣．30. [较易] 若等差数列{a n}的前5项的和为25，则a1+a5＝．三、解答题（共10小题）31. [较易] 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．32. [较易] 记S n为等差数列{a n}的前n项和．已知S9＝﹣a5．（1）若a3＝4，求{a n}的通项公式；（2）若a1＞0，求使得S n≥a n的n的取值范围．33. [较易] 设{a n}是等差数列，a1＝﹣10，且a2+10，a3+8，a4+6成等比数列．（Ⅰ）求{a n}的通项公式；（Ⅱ）记{a n}的前n项和为S n，求S n的最小值．34. [较易] 在等差数列{a n}中，已知a1+a3＝12，a2+a4＝18，n∈N*．（Ⅰ）求数列{a n}的通项公式；（Ⅱ）求a3+a6+a9+…+a3n．35. [较易] 等比数列{a n}中，a1＝1，a5＝4a3．（1）求{a n}的通项公式；（2）记S n为{a n}的前n项和．若S m＝63，求m．36. [一般] 已知数列{a n}的前n项和S n＝1+λa n，其中λ≠0．（1）证明{a n}是等比数列，并求其通项公式；（2）若S5＝，求λ．37. [一般] 已知各项都为正数的数列{a n}满足a1＝1，a n2﹣（2a n+1﹣1）a n﹣2a n+1＝0．（1）求a2，a3；（2）求{a n}的通项公式．38. [一般] 已知{a n}是公差为3的等差数列，数列{b n}满足b1＝1，b2＝，a n b n+1+b n+1＝nb n．（Ⅰ）求{a n}的通项公式；（Ⅱ）求{b n}的前n项和．39. [一般] 已知数列{a n}满足a1＝1，na n+1＝2（n+1）a n，设b n＝．（1）求b1，b2，b3；（2）判断数列{b n}是否为等比数列，并说明理由；（3）求{a n}的通项公式．40. [一般] 设数列{a n}满足a1+3a2+…+（2n﹣1）a n＝2n．（1）求{a n}的通项公式；（2）求数列{}的前n项和．数列专题参考答案一、单选题（共20小题）1.【解答】解：设等比数列{a n}的公比为q（q＞0），则由前4项和为15，且a5＝3a3+4a1，有，∴，∴，故选：C．2.【解答】解：设等差数列{a n}的公差为d，由S4＝0，a5＝5，得，∴，∴a n＝2n﹣5，，故选：A．3.【解答】解：数列{a n}是等比数列，各项均为正数，4a32＝a1a7＝，所以，所以q＝2．所以a5＝＝3×23＝24．故选：D．4.【解答】解：数列3，33，35，…，32n+1是首项为3，公比为32的等比数列；且32n+1是第n+1项；∴＝．故选：D．5.【解答】解：设等差数列{a n}的首项为a1，公差为d，由S3＝9，S6＝36，得，解得a1＝1，d＝2；∴a6+a7+a8＝3a1+18d＝3+36＝39．故选：C．6.【解答】解：∵S n为等差数列{a n}的前n项和，3S3＝S2+S4，a1＝2，∴＝a1+a1+d+4a1+d，把a1＝2，代入得d＝﹣3∴a5＝2+4×（﹣3）＝﹣10．故选：B．7.【解答】解：∵等比数列{a n}的前n项和为S n，S4＝1，S8＝3，由等比数列的性质得S4，S8﹣S4，S12﹣S8成等比数列，∴1，3﹣1＝2，S12﹣S8＝a9+a10+a11+a12成等比数列，∴a9+a10+a11+a12＝4．故选：C．8.【解答】解：∵等差数列{a n}的首项为1，公差不为0．a2，a3，a6成等比数列，∴，∴（a1+2d）2＝（a1+d）（a1+5d），且a1＝1，d≠0，解得d＝﹣2，∴{a n}前6项的和为＝＝﹣24．故选：A．9.【解答】解：设塔顶的a1盏灯，由题意{a n}是公比为2的等比数列，∴S7＝＝381，解得a1＝3．故选：B．10.【解答】解：∵S n为等差数列{a n}的前n项和，a4+a5=24，S6=48，∴，解得a1=﹣2，d=4，∴{a n}的公差为4．故选：C．11.【解答】解：∵等差数列{a n}前9项的和为27，S9＝＝＝9a5．∴9a5＝27，a5＝3，又∵a10＝8，∴d＝1，∴a100＝a5+95d＝98，故选：C．12.【解答】解：等比数列{a n}的公比设为q，各项都为正数，记{a n}的前n项和为S n，若S3＝1，S5﹣S2＝4，可得a1+a2+a3＝1，a3+a4+a5＝4，即有a1（1+q+q2）＝1，a1q2（1+q+q2）＝4，相除可得q＝2（﹣2舍去），且a1＝，故选：B．13.【解答】解：∵a1＝3，a1+a3+a5＝21，∴，∴q4+q2+1＝7，∴q4+q2﹣6＝0，∴q2＝2，∴a3+a5+a7＝＝3×（2+4+8）＝42．故选：B．14.【解答】解：设等比数列{a n}的公比为q，∵，a3a5＝4（a4﹣1），∴＝4，化为q3＝8，解得q＝2则a2＝＝．故选：C．15.【解答】解：由等差数列{a n}的性质，a1+a3+a5＝3＝3a3，解得a3＝1．则S5＝＝5a3＝5．故选：A．16.【解答】解：∵{a n}是公差为1的等差数列，S8＝4S4，∴8a1+×1＝4×（4a1+），解得a1＝．则a10＝+9×1＝．故选：B．17.【解答】解：由题意可得a42＝a2•a8，即a42＝（a4﹣4）（a4+8），解得a4＝8，∴a1＝a4﹣3×2＝2，∴S n＝na1+d，＝2n+×2＝n（n+1），故选：A．18.【解答】解：S2＝a1+a2，S4﹣S2＝a3+a4＝（a1+a2）q2，S6﹣S4＝a5+a6＝（a1+a2）q4，所以S2，S4﹣S2，S6﹣S4成等比数列，即3，12，S6﹣15成等比数列，可得122＝3（S6﹣15），解得S6＝63故选：C．19.【解答】解：{a n}是公差d为3的等差数列，若a1，a2，a4成等比数列，则a1a4＝a22，即a1（a1+9）＝（a1+3）2，解得a1＝3，又d＝3，可得S10＝10a1+×10×9d＝30+45×3＝165．故选：A．20.【解答】解：因为{a n}是等差数列，所以a4+a8+2a12＝2a6+2a12＝4a9＝12．故选：A．二、填空题（共10小题）21.【解答】解：∵等比数列{a n}的前n项和，a1＝1，S3＝，∴q≠1，＝，整理可得，，解可得，q＝﹣，则S4＝＝＝．故答案为：22.【解答】解：在等比数列中，由a42＝a6，得q6a12＝q5a1＞0，即q＞0，q＝3，则S5＝＝，故答案为：23.【解答】解：在等差数列{a n}中，由a3＝5，a7＝13，得d＝，∴a1＝a3﹣2d＝5﹣4＝1．则．故答案为：100．24.【解答】解：设等差数列{a n}的公差为d，则由a1≠0，a2＝3a1可得，d＝2a1，∴＝＝，故答案为：4．25.【解答】解：设等差数列{a n}的首项为a1，公差为d，则，解得．∴＝6×（﹣5）+15×2＝16．故答案为：16．26.【解答】解：设等差数列{a n}的前n项和为S n，a2＝﹣3，S5＝﹣10，∴，解得a1＝﹣4，d＝1，∴a5＝a1+4d＝﹣4+4×1＝0，S n＝＝﹣4n+＝（n﹣）2﹣，∴n＝4或n＝5时，S n取最小值为S4＝S5＝﹣10．故答案为：0，﹣10．27.【解答】解：S n为数列{a n}的前n项和，S n＝2a n+1，①当n＝1时，a1＝2a1+1，解得a1＝﹣1，当n≥2时，S n﹣1＝2a n﹣1+1，②，由①﹣②可得a n＝2a n﹣2a n﹣1，∴a n＝2a n﹣1，∴{a n}是以﹣1为首项，以2为公比的等比数列，∴S6＝＝﹣63，故答案为：﹣6328.【解答】解：∵等差数列{a n}的前n项和为S n，a3＝0，a6+a7＝14，∴，解得a1＝﹣4，d＝2，∴S7＝7a1+＝﹣28+42＝14．故答案为：14．29.【解答】解：∵{a n}是等差数列，且a1＝3，a2+a5＝36，∴，解得a1＝3，d＝6，∴a n＝a1+（n﹣1）d＝3+（n﹣1）×6＝6n﹣3．∴{a n}的通项公式为a n＝6n﹣3．故答案为：a n＝6n﹣3．30.【解答】解：∵等差数列{a n}的前5项的和为25，∴＝25，∴a1+a5＝25×＝10．故答案为：10．三、解答题（共10小题）31.【解答】解：（1）设等比数列的公比为q，由a1＝2，a3＝2a2+16，得2q2＝4q+16，即q2﹣2q﹣8＝0，解得q＝﹣2（舍）或q＝4．∴；（2）b n＝log2a n＝，∵b1＝1，b n+1﹣b n＝2（n+1）﹣1﹣2n+1＝2，∴数列{b n}是以1为首项，以2为公差的等差数列，则数列{b n}的前n项和．32.【解答】解：（1）根据题意，等差数列{a n}中，设其公差为d，若S9＝﹣a5，则S9＝＝9a5＝﹣a5，变形可得a5＝0，即a1+4d＝0，若a3＝4，则d＝＝﹣2，则a n＝a3+（n﹣3）d＝﹣2n+10，（2）若S n≥a n，则na1+d≥a1+（n﹣1）d，当n＝1时，不等式成立，当n≥2时，有≥d﹣a1，变形可得（n﹣2）d≥﹣2a1，又由S9＝﹣a5，即S9＝＝9a5＝﹣a5，则有a5＝0，即a1+4d＝0，则有（n﹣2）≥﹣2a1，又由a1＞0，则有n≤10，则有2≤n≤10，综合可得：n的取值范围是{n|1≤n≤10，n∈N}．33.【解答】解：（Ⅰ）∵{a n}是等差数列，a1＝﹣10，且a2+10，a3+8，a4+6成等比数列．∴（a3+8）2＝（a2+10）（a4+6），∴（﹣2+2d）2＝d（﹣4+3d），解得d＝2，∴a n＝a1+（n﹣1）d＝﹣10+2n﹣2＝2n﹣12．（Ⅱ）由a1＝﹣10，d＝2，得：S n＝﹣10n+＝n2﹣11n＝（n﹣）2﹣，∴n＝5或n＝6时，S n取最小值﹣30．34.【解答】解：（I）因为{a n}是等差数列，a1+a3＝12，a2+a4＝18，所以解得d＝3，a1＝3．则a n＝3+（n﹣1）×3＝3n，n∈N*．…………．（7分）（II）a3，a6，a9，…，a3n构成首项为a3＝9，公差为9的等差数列．则＝．…………．（13分）35.【解答】解：（1）∵等比数列{a n}中，a1＝1，a5＝4a3．∴1×q4＝4×（1×q2），解得q＝±2，当q＝2时，a n＝2n﹣1，当q＝﹣2时，a n＝（﹣2）n﹣1，∴{a n}的通项公式为，a n＝2n﹣1，或a n＝（﹣2）n﹣1．（2）记S n为{a n}的前n项和．当a1＝1，q＝﹣2时，S n＝＝＝，由S m＝63，得S m＝＝63，m∈N，无解；当a1＝1，q＝2时，S n＝＝＝2n﹣1，由S m＝63，得S m＝2m﹣1＝63，m∈N，解得m＝6．36.【解答】解：（1）∵S n＝1+λa n，λ≠0．∴a n≠0．当n≥2时，a n＝S n﹣S n﹣1＝1+λa n﹣1﹣λa n﹣1＝λa n﹣λa n﹣1，即（λ﹣1）a n＝λa n﹣1，∵λ≠0，a n≠0．∴λ﹣1≠0．即λ≠1，即＝，（n≥2），∴{a n}是等比数列，公比q＝，当n＝1时，S1＝1+λa1＝a1，即a1＝，∴a n＝•（）n﹣1．（2）若S5＝，则若S5＝1+λ[•（）4]＝，即（）5＝﹣1＝﹣，则＝﹣，得λ＝﹣1．37.【解答】解：（1）根据题意，a n2﹣（2a n+1﹣1）a n﹣2a n+1＝0，当n＝1时，有a12﹣（2a2﹣1）a1﹣2a2＝0，而a1＝1，则有1﹣（2a2﹣1）﹣2a2＝0，解可得a2＝，当n＝2时，有a22﹣（2a3﹣1）a2﹣2a3＝0，又由a2＝，解可得a3＝，故a2＝，a3＝；（2）根据题意，a n2﹣（2a n+1﹣1）a n﹣2a n+1＝0，变形可得（a n﹣2a n+1）（a n+1）＝0，即有a n＝2a n+1或a n＝﹣1，又由数列{a n}各项都为正数，则有a n＝2a n+1，故数列{a n}是首项为a1＝1，公比为的等比数列，则a n＝1×（）n﹣1＝（）n﹣1，故a n＝（）n﹣1．38.【解答】解：（Ⅰ）∵a n b n+1+b n+1＝nb n．当n＝1时，a1b2+b2＝b1．∵b1＝1，b2＝，∴a1＝2，又∵{a n}是公差为3的等差数列，∴a n＝3n﹣1，（Ⅱ）由（I）知：（3n﹣1）b n+1+b n+1＝nb n．即3b n+1＝b n．即数列{b n}是以1为首项，以为公比的等比数列，∴{b n}的前n项和S n＝＝（1﹣3﹣n）＝﹣．39.【解答】解：（1）数列{a n}满足a1＝1，na n+1＝2（n+1）a n，则：（常数），由于，故：，数列{b n}是以b1为首项，2为公比的等比数列．整理得：，所以：b1＝1，b2＝2，b3＝4．（2）数列{b n}是为等比数列，由于（常数）；（3）由（1）得：，根据，所以：．40.【解答】解：（1）数列{a n}满足a1+3a2+…+（2n﹣1）a n＝2n．n≥2时，a1+3a2+…+（2n﹣3）a n﹣1＝2（n﹣1）．∴（2n﹣1）a n＝2．∴a n＝．当n＝1时，a1＝2，上式也成立．∴a n＝．（2）＝＝﹣．∴数列{}的前n项和＝++…+＝1﹣＝．。

数列（专题练习）（一）等差数列1.设等差数列{a n }的前n 项和是S n ，公差d 不等于零．若a 1，a 2，a 5成等比数列，则（ ）A ．a 1d ＞0，dS 3＞0B ．a 1d ＞0，dS 3＜0C ．a 1d ＜0，dS 3＞0D ．a 1d ＜0，dS 3＜0 2.记等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 6=16，S 5=35，则{a n }的公差为（ ）A ．-3B ．-2C ．3D ．2 3.已知数列{a n }满足2a n+1=a n +a n+2．若a 7+a 5=12，且a 7=7，则a 8=（ ）A ．6B ．12C ．10D ．84.我国明代珠算家程大位的名著《直指算法统宗》中有如下问题今有白米一百八十石，令三人从上及和减率分之，只云甲多丙米三十六石，问：各该若干？”其意思为：“今有白米一百八十石，甲、乙、丙三人来分，他们分得的白米数构成等差数列，只知道甲比丙多分三十六石，那么三人各分得多少白米？”请问甲应该分得白米为（ ）A ．96石B ．78石C ．60石D ．42石 5.在a ，b 中插入n 个数，使它们和a 、b 组成等差数列a ，a 1，a 2，…a n ，b ，则a 1+a 2+…+a n =（ ） A ．n （a+b ） B ．2b a n ）（+ C ．2b a 1n ））（（++ D ．2b a 2n ））（（++ 6.在等差数列{a n }中，a 1011=5，a 1+2a 4=9则a 2019=（ ）A ．9B ．8C ．7D ．6 7.数列{a n }满足a n +a n+2＝2a n+1(n∈N*)，且a 1+a 2+a 3=9，a 4=8，则a 5=（ ） A ．221 B ．9 C ．217D ．7 8.已知等差数列{a n }的公差为d ，若b n ＝2an ，且b 1+b 3=17，b 2+b 4=68，则d=（ ）A ．1B ．2C ．3D ．49.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，首项a 1＞0，公差d ＜0，a 10•S 21＜0，则S n 最大时，n 的值为（ ） A ．11 B ．10 C ．9 D ．810.已知数列{a n }、{b m }的通项公式分别为a n =4n -2（1≤n≤100，n∈N *），b m =6m -4（m∈N*），由这两个数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新的数列，求新数列的各项和（ ）A ．6788B ．6800C ．6812D ．6824 11.已知函数f （x ）（x∈R ）满足f （2-x ）=2-f （x ），若函数y=1-x 1x +与y=f （x ）图象的交点为（x 1，y 1），（x 2，y 2），…，（x m ，y m ），则∑=+m1i i i y x ）（=（ ）A ．0B ．mC ．2mD ．4m 12.等差数列a 1，a 2…，a n (n∈N *)，满足|a 1|+|a 2|+…+|a n |=|a 1+1|+|a 2+1|+…+|a n +1|=|a 1+2|+|a 2+2|+…+|a n +2|=|a 1+3|+|a 2+3|+…+|a n +3|=2010，则（ ） A ．n 的最大值是50 B ．n 的最小值是50 C ．n 的最大值是51 D ．n 的最小值是5113.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__________． 14.已知数列{a n }与{na 2n }均为等差数列（n∈N*），且a 1=1，则a 10=__________．15.若数列{a n }满足a 1=2，a n+1=a n -2，则a 2019=__________．16.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ，若1n 22-n 3n n +=T S ，则99b a=__________．17.设{a n }是等差数列，a 1=-10，且a 2+10，a 3+8，a 4+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．18.在等差数列{a n }中，已知a 1+a 3=12，a 2+a 4=18，n∈N *． （1）求数列{a n }的通项公式； （2）求a 3+a 6+a 9+…+a 3n ．19.等差数列{a n }中，公差d ＜0，a 2+a 6=-8，a 3a 5=7． （1）求{a n }的通项公式；（2）记T n 为数列{b n }前n 项的和，其中b n =|a n |，n∈N *，若T n ≥1464，求n 的最小值．20.在等差数列{a n }中，a 15+a 16+a 17=-45，a 9=-36，S n 为其前n 项和． （1）求S n 的最小值，并求出相应的n 值；（2）求T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |．21.设{a n }为递增等差数列，S n 为其前n 项和，满足a 1a 3-a 5=S 10，S 11=33． （1）求数列{a n }的通项公式a n 及前n 项和S n ；（2）试求所有的正整数m ，使2m 3m 1m a aa +++为正整数．22.数列{a n }的前n 项和记为S n ，a 1=1，a n+1=2S n +1（n≥1）． （1）求a 2，a 3；（2）求数列{a n }的通项公式；（3）等差数列{b n }的前n 项和T n 有最大值，且T 3=15，又a 1+b 1，a 2+b 2，a 3+b 3成等比数列，求T n ．（二）等比数列1.在等比数列{a n }中，a 4、a 12是方程x 2+3x+1=0的两根，则a 8=（ ）A ．1B ．-1C ．±1D ．±32.已知等比数列{a n }的各项均为正数，且a 1008a 1011+a 1009a 1010=8，则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 2018等于（ ） A ．2016 B ．2017 C ．2018 D ．20193.正项等比数列{a n }中，存在两项a m ，a n ，使得n m a a ＝1a 3，且a 7=a 6+6a 5，则n4m 1+的最小值是（ ） A ．3 B ．23 C ．625 D ．37 4.若a ，b 是方程x 2-px+q=0（p ＜0，q ＞0）的两个根，且a ，b ，2这三个数可适当排序后成等差数列，也可适当排序后成等比数列，则p+q 的值为（ ）A ．-4B ．-3C ．-2D ．-1 5.已知数列{a n }是公比为2的正项等比数列，若a m ，a n 满足2a n ＜a m ＜1024a n ，则（m -1）2+n 的最小值为（ ） A ．3 B ．5 C ．6 D ．10 6.已知各项为正的等比数列{a n }，其公比为q ，且对任意n∈N *有a n+2=a n+1+2a n ，则q=（ ） A ．2 B ．23C ．2D ．1 7.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，则下列等式中一定成立的是（ ）A ．S n +S 2n =S 3nB ．S 22n =S n S 3nC ．S 22n =S n +S 2n -S 3nD ．S 2n +S 22n =S n （S 2n +S 3n ）8.《九章算术》中有如下问题：今有蒲生一日，长三尺，莞生一日，长1尺．蒲生日自半，莞生日自倍．问几何日而长等？意思是：今有蒲第一天长高3尺，莞第一天长高1尺，以后蒲每天长高前一天的一半，莞每天长高前一天的2倍．若蒲、莞长度相等，则所需时间为（ ）（结果精确到0.1．参考数据：lg2=0.3010，lg3=0.4771．）A ．2.2天B ．2.4天C ．2.6天D ．2.8天 9.一个放射性物质不断衰变为其他物质，每经过一年就有43的质量发生衰变．若该物质余下质量不超过原有的1%，则至少需要的年数是（ ）A ．6B ．5C ．4D ．3 10.设{a n }为等比数列，给出四个数列：∈{2a n }；∈{a n2}；∈{2a n }；∈{log 2|a n |}，一定为等比数列的是（ ） A ．∈∈ B ．∈∈ C ．∈∈ D ．∈∈11.记S n 为数列{a n }的前n 项和；已知{a n }和{S n -k}（k 为常数）均为等比数到，则k 的值可能为（ ） A ．a 1 B ．a 2 C ．a 3 D ．a 1+a 3 12.若存在等比数列{a n }，使得a 1（a 2+a 3）=6a 1-9，则公比q 的最大值为（ ）A ．451+ B ．251+ C ．451-+ D ．251-+ 13.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，则下列结论中一定成立的（ ）A ．若a 5＞0，则S 2019＜0B ．若a 5＞0，则S 2019＞0C ．若a 6＞0，则S 2018＜0D ．若a 6＞0，则S 2018＞014.已知无穷等比数列{a n }满足：对任意的n∈N *，sin a n =1，则数列{a n }公比q 的取值集合为__________．15.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ．若S 9=S 3+2S 6，则S 6+31S 取得最小值时，S 9的值为__________．16.设S n 是等比数列{a n }的前n 项的和，若63a a ＝−21，则63S S =__________． 17.设无穷等比数列{a n }的公比为q ，若{a n }的各项和等于q ，则首项a 1的取值范围是__________．18.已知单调递增的等比数列{a n }满足：a 2+a 3+a 4=28，且a 3+2是a 2，a 4的等差中项． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）若b n =a n log 21a n ，S n =b 1+b 2+b 3+…+b n ，对任意正整数n ，S n +（n+m ）a n+1＜0恒成立，试求m 的取值范围．19.设数列{a n }的首项a 1为常数，且a n+1=3n -2a n （n∈N *）．（1）判断数列{a n −53n}是否为等比数列，请说明理由；（2）S n 是数列{a n }的前n 项的和，若{S n }是递增数列，求a 1的取值范围．20.已知数列{a n }的前n 项和S n =n （n+1）+2，其中n∈N *． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）若a 2，a k+2，a 3k+2（k∈N *）为等比数列{b n }的前三项，求数列{b n }的通项公式．21.已知数列{a n }，{b n }的前n 项和分别为S n ，T n ，b n −a n ＝2n +1，且S n +T n ＝2n+1+n 2−2． （1）求T n -S n ； （2）求数列{nn2b }的前n 项和R n ．22.已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且满足S n =2a n -n ，（n∈N *） （1）证明：{a n +1}是等比数列；并求数列{a n }的通项公式； （2）若b n =（2n+1）a n +2n+1，求数列{b n }的前n 项和为T n ；（3）若c n =3n +（-1）n -1λ•（a n +1）（λ为非零常数，n∈N *），问是否存在整数λ，使得对任意n∈N *，都有c n+1＞c n ？专题（三）数列的递推式1.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=21时，a 10＞10 B ．当b=41时，a 10＞10 C ．当b=-2时，a 10＞10 D ．当b=-4时，a 10＞102.在数列{a n }中，a 1=-41，a n =1-1-a 1n （n ＞1），则a 2019的值为（ ） A ．41-B ．54C ．5D ．以上都不对 3.在数列{a n }中，已知a 1=1，a n+1-a n =2n ，则a n =（ ）A ．2n -1B ．2n -1C ．2n+1-3D ．2n+1-1 4.已知数列{a n }满足a 1＝21，a n+1＝a n +nn 12+，则a n =（ ） A ．n 1-23 B ．2-1n 3+ C ．1−1n 1+ D ．n123+5.已知等比数列{a n }满足：a 1=4，S n =pa n+1+m （p ＞0），则p −m 1取最小值时，数列{a n }的通项公式为（ ）A ．a n =4•3n -1B ．a n =3•4n -1C ．a n =2n+1D ．a n =4n 6.数列{a n }满足a n+2=a n+1+2a n ，且a 1=1，a 2=2，则a 6=（ ）A ．24B ．25C ．26D ．277.已知数列{a n }满足（n+1）a n =na n+1，a 2=4，等比数列{b n }满足b 1=a 1，b 2=a 2，则{b n }的前6项和为（ ） A ．-63 B ．-126 C ．63 D ．126 8.各项均正的数列{a n }满足a 1=4，a n+1＝2a n +2n+1，则a n 等于（ ）A ．n •2n -1B ．（n+1）•2nC ．n •2n+1D ．（n -1）•2n 9.已知S n 是数列{a n }的前n 项和，且S n+1=S n +a n +1，a 2+a 6=10，则S 7=（ ）A ．20B ．25C ．30D ．35 10.已知数列{a n }满足2a n ≤a n -1+a n+1（n ∈N *，n ≥2），则（ ）A ．a 5≤4a 2-3a 1B ．a 2+a 7≤a 3+a 6C ．3（a 7-a 6）≥a 6-a 3D ．a 2+a 3≥a 6+a 711.设数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1=2，a n +a n+1=2n （n ∈N *），则S 13=（ ）A ．34213-B ．32213+C ．34214-D ．32214+12.若数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1=1，a 2=2，（S n +1）（S n+2+1）=（S n+1+1）2，则S n =（ ）A ．21n n ）（+ B ．2n+1 C ．2n -1 D ．2n+1+1专题（四）数列与三角、向量综合1.在平面四边形ABCD 中，∈ACD 面积是∈ABC 面积的2倍，数列{a n }满足a 1=3，且CA =（a n+1-3）CB +（a n -2）CD ，则a 5=（ ）A ．31B ．33C ．63D ．652.已知数列{a n }为等差数列，且满足OA =a 1OB +a 2107OC ，若AB =λAC （λ∈R ），点O 为直线BC 外一点，则a 1009=（ ）A ．3B ．2C ．1D ．21 3.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，设A （a 1009，1），B （2，-1），C （2，2）为坐标平面上三点，O 为坐标原点，若向量OA 与OB 在向量OC 方向上的投影相同，则S 2017为（ ） A ．-2016 B ．-2017 C ．2017 D ．04.如图，已知点E 为平行四边形ABCD 的边AB 上一点，AE =2EB ，F n （n ∈N *）为边DC 上的一列点，连接AF n 交BD 于G n ，点G n （n ∈N *）满足D G n =31a n+1A G n -（3a n +2）E G n ，其中数列{a n }是首项为1的正项数列，则a 4的值为（ ）A ．45B ．51C ．53D ．615.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若OB =a 7OA +a 2006OC ，且A 、B 、C 三点共线（该直线不过点O ），则S 2012等于（ ）A ．1006B ．2012C ．22012D ．2-2012 6.设a k ＝(cos6πk ，sin 6πk +cos 6πk )，k∈Z ，则a 2015 • a 2016 =（ ） A ．3 B ．213-C ．132-D ．2 7.在等差数列{a n }中，a n ≠0（n ∈N *）．角α顶点在坐标原点，始边与x 轴正半轴重合，终边经过点（a 2，a 1+a 3），则ααααcos sin cos 2sin -+=（ ）A ．5B ．4C ．3D ．28.已知函数f （x ）=sin （ωx+φ）（ω＞0，|φ|＜2π）的部分图象如图，则∑=20191n 6n ）（πf =（ ）A ．-1B ．21C ．0D ．19.设等差数列{a n }满足）（）（）（65247274sin cos sin cos sin a a a a a a +-=1，公差d∈（-1，0），则d=（ ）A ．-4π B ．-5π C ．-6π D ．-7π10.平面直角坐标系中，O 为坐标原点，已知两点A （3，1），B （-1，3）若点C 满足OC ＝a 1OA +a 2012OB ，其中{a n }为等差数列，且a 1006+a 1007=1，则点C 的轨迹方程为（ ）A ．3x+2y -11=0B ．（x -1）2+（y -2）2=5C ．2x -y=0D ．x+2y -5=011.将向量a 1=（x 1，y 1），a 2=（x 2，y 2），…a n =（x n ，y n ）组成的系列称为向量列{a n }，并定义向量列{a n }的前n 项和S n ＝a 1+a 2+…+a n ．如果一个向量列从第二项起，每一项与前一项的差都等于同一个向量，那么称这样的向量列为等差向量列．若向量列{a n }是等差向量列，那么下述四个向量中，与S 21一定平行的向量是（ ）A ．a 10B ．a 11C ．a 20D ．a 21 12.设函数f （x ）=2x -cosx ，{a n }是公差为8π的等差数列，f （a 1）+f （a 2）+…+f （a 5）=5π，则[f(a 3)]2−a 2a 3=（ ）A ．0B ．161π2 C ．81π2 D ．1613π2 13.已知A ，B ，C 为∈ABC 的三个内角，向量m 满足|m |＝26，且m ＝(2sin 2C B +，cos 2CB -)，若A 最大时，动点P 使得|PB |，|BC |，|PC |||BC PA 的最大值是__________．14.已知点集L ＝{(x ，y)|y ＝m •n }，其中m ＝(x−2b ，2)，n ＝(1，b+1)，点P n （a n ，b n ）∈L ，P 1=L∩{（x ，y ）|x=1}，且a n+1-a n =1，则数列{b n }的通项公式为__________．15.已知向量a ，b 满足a =（-2sinx ，3（cosx+sinx ）），b=（cosx ，cosx -sinx ），函数f （x ）=a •b （x∈R ）． （1）求f （x ）的单调区间； （2）已知数列a n ＝n 2f(24112n ππ-)(n∈N *)，求{a n }前2n 项和为S 2n ．16.在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且a -b sin -sin 3C B =csin +sin BA ．（1）求角A 的大小；（2）若等差数列{a n }的公差不为零，a 1sinA=1，且a 2，a 4，a 8成等比数列；若b n =1n n a a 1+，求数列{b n }的前n 项和S n ．专题（五）数列求和1.已知数列{a n }满足：a n ≠1，a n+1=2-n a 1（n∈N *），数列{b n }中，b n =1a 1n -，且b 1，b 2，b 4成等比数列； （1）求证：{b n }是等差数列； （2）S n 是数列{b n }的前n 项和，求数列{n1S }的前n 项和T n ．2.在数列{a n }中，a 1＝23，a n+1＝4a n −））（（2n 1n n 8n 3+++(n ∈N *)． （1）设b n ＝a n −）（1n n 1+，求证：数列{b n }是等比数列；（2）求数列{a n }的前n 项和S n ．3.已知正项数列{a n }的前n 和为S n ，且2a 1S n ＝a n 2+a n ． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）若b n ＝(31)n •a n ，求数列{b n }的前n 项和T n ．4.设{a n }是首项为a ，公差为d 的等差数列（d ≠0），S n 是前n 项和．记b n =cn n 2n+S ，n ∈N *，其中c 为实数． （1）若数列{c n }满足c n =nnS ，证明：数列{c n }等差数列； （2）若c=0，且b 1，b 2，b 4成等比数列，证明：S nk =n 2S k （k ，n ∈N *）； （3）若{b n }是等差数列，证明：c=0．。

求数列通项专题题型一：定义法（也叫公式法）直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法，这种方法适应于已知数列类型的题目例：等差数列}a {n 是递增数列，前n 项和为n S ，且931a ,a ,a 成等比数列，255a S =．求数列}a {n 的通项。

解：设数列}a {n 公差为)0d (d > ∵931a ,a ,a 成等比数列，∴9123a a a =，即)d 8a (a )d 2a (1121+=+，得d a d 12= ∵0d ≠，∴d a 1=………①∵255S a = ∴211)d 4a (d 245a 5+=⋅⨯+…………②由①②得：53a 1=，53d = ∴n 5353)1n (53a n =⨯-+=题型二：已知的关系求通项公式(或)n n S a 与()n n S f a =这种类型一般利用与消去⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-)2()1(11n S S n S a n n n )()(11---=-=n n n n n a f a f S S a n S )2(≥n 或与消去进行求解。

)(1--=n n n S S f S )2(≥n n a 例：（1）已知数列的前项和，求数列的通项公式}{n a n 22+=n S n }{n a 解：当时，；1=n 311==S a 当时，； 2≥n 122)1(2221-=---+=-=-n n n S S a n n n ⎩⎨⎧≥-==∴)2(12)1(3n n n a n （2）已知数列的前项和满足，求数列的通项公式}{n a n n S 1)1(log 2+=+n S n }{n a 解：由，得，1)1(log 2+=+n S n 121-=+n n S ⎩⎨⎧≥==∴)2(2)1(3n n a nn 练习：1、已知数列{}的前n 项和为, 求.n a 32nn S =-n a 2、数列的前n 项和为，，，求的通项公式{}n a n S 11=a )(1121≥+=+n S a n n {}n a题型三：形如用累加法（也叫逐差求和法）：)(1n f a a n n +=+（1）若f(n)为常数,即：,此时数列为等差数列，则=.d a a n n =-+1n a d n a )1(1-+（2）若f(n)为n 的函数时，用累加法. 方法如下： 由 得：)(1n f a a n n =-+时，，2≥n )1(1-=--n f a a n n ，)2(21-=---n f a a n n )2(23f a a =-以上各式相加得)1(12f a a =- 即：.)1()2()2()1(1f f n f n f a a n +++-+-=- ∑-=+=111)(n k n k f a a 为了书写方便，也可用横式来写：时，，2≥n )1(1-=--n f a a n n ∴112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=--- =.1)1()2()2()1(a f f n f n f ++++-+- 例1：已知数列{a n }中，a 1=1，对任意自然数n 都有11(1)n n a a n n -=++，求n a ．解：由已知得11(1)n n a a n n --=+，121(1)n n a a n n ---=-，……，32134a a -=⨯，21123a a -=⨯，以上式子累加，利用111(1)1n n n n =-++得 n a -1a =1111...23(2)(1)(1)(1)n n n n n n ++++⨯---+=1121n -+， 3121n a n ∴=-+例2：已知数列满足，求数列的通项公式。

数列不等式(典型题型归类训练)目录一、典型题型题型一：数列不等式恒成立题型二：数列不等式能成立(有解)问题二、专题 数列不等式专项训练一、 典型题型题型一：数列不等式恒成立1(23-24高二下·河南南阳·期中)记数列a n 的前n 项和为S n ，已知a 1=-1，且a n +1+-1 n ⋅a n =8-2n ．(1)令b n =a 2n ，求数列b n 的通项公式；(2)若对于任意的n ∈ℕ*,2n +1⋅λ-6n +1+S 2n +1≥0恒成立，求实数λ的取值范围．【答案】(1)b n =9-4n (2)98,+∞．【分析】(1)分类讨论n 是奇数和偶数，利用递推公式计算即可；(2)先利用等差数列求和公式分组求和，再分离参数，令c n =n 22n ，判定其单调性，计算即可.【详解】(1)令n =2k -1，则a 2k -a 2k -1=10-4k ①，令n =2k ，则a 2k +1+a 2k =8-4k ②，②-①，得a 2k +1+a 2k -1=-2，又因为a 1=-1，所以可得a 2k -1=-1，代入①式，得a 2k =9-4k ，所以b n =9-4n ．(2)S 2n +1=S 奇 +S 偶 ，其中S 奇=-1 ⋅n +1 =-n +1 ，S 偶=b 1+b 2+⋯+b n =5n +n n -12×-4 =7n -2n 2，所以S 2n +1=-2n 2+6n -1．由2n +1⋅λ-6n +1+S 2n +1≥0，可得λ≥n 22n 恒成立．设c n =n 22n ，则c n +1-c n =n +1 22n +1-n 22n =-n 2+2n +12n +1，当1-2<n<1+2，即n=1,2时，c n+1-c n>0,c n<c n+1，当n>1+2，即n≥3时，c n+1-c n<0,c n>c n+1，所以c1<c2<c3>c4>c5>⋯，故c nmax=c3=98，所以λ≥98，即实数λ的取值范围为98,+∞．2(2024·广东韶关·二模)记R上的可导函数f x 的导函数为f x ，满足x n+1=x n-f x nf x nn∈N*的数列x n称为函数f x 的“牛顿数列”.已知数列x n为函数f x =x2-x的牛顿数列，且数列a n满足a1=2,a n=lnx nx n-1,x n>1.(1)求a2；(2)证明数列a n是等比数列并求a n；(3)设数列a n的前n项和为S n，若不等式(-1)n⋅tS n-14≤S2n对任意的n∈N∗恒成立，求t的取值范围.【答案】(1)4(2)证明见解析，a n=2n(3)-9≤t≤253【分析】(1)求出导函数，化简数列递推式，根据对数运算及递推式求解即可；(2)对递推式变形结合对数运算求得a n+1a n=2，利用等比数列定义即可证明，代入等比数列通项公式求解通项公式；(3)先利用等比数列求和公式求和，再把恒成立问题转化为(-1)n⋅t≤S n+14S n对任意的n∈N∗恒成立，令g x =x+14x，x∈0,+∞，利用导数研究函数的单调性，然后根据单调性求解函数最值，根据n的奇偶性分别求解范围即可.【详解】(1)因为f x =x2-x，则f x =2x-1，从而有x n+1=x n-f x nf x n=x n-x2n-x n2x n-1=x2n2x n-1，由a1=2,a n=lnx nx n-1，则2=lnx1x1-1，则x1x1-1=e2，解得x1=e2e2-1则有x2=x212x1-1=e4e4-1，所以a2=lnx2x2-1=2lnx1x1-1=4；(2)由x n+1=x2n2x n-1，则x n+1x n+1-1=x2n2x n-1x2n2x n-1-1=x2nx2n-2x n+1=x nx n-12，所以a n+1=lnx n+1x n+1-1=lnx nx n-12=2ln x n xn-1=2a n(x n>1)，故a n+1a n=2(非零常数)，且a1=2≠0，所以数列a n是以2为首项，2为公比的等比数列，所以a n=2×2n-1=2n；(3)由等比数列的前n项和公式得：S n=21-2n1-2=2n+1-2，因为不等式(-1)n⋅tS n-14≤S n2对任意的n∈N∗恒成立，又S n>0且S n单调递增，所以(-1)n⋅t≤S n+14S n对任意的n∈N∗恒成立，令g x =x+14x，x∈0,+∞，则g x =1-14x2=x2-14x2，当x∈0,14时，g x <0，g x 是减函数，当x∈14,+∞时，g x >0，g x 是增函数，又2=S1<14<S2=6，且g2 =9，g6 =253，g6 <g2 ，则g x min=g6 =253，当n为偶数时，原式化简为t≤S n+14S n，所以当n=2时，t≤253；当n为奇数时，原式化简为-t≤S n+14S n，所以当n=1时，-t≤9，所以t≥-9；综上可知，-9≤t≤25 3 .3(23-24高二下·贵州贵阳·期中)已知数列a n满足：a n+1=13a n+13n+1，且a1=-23.设a n 的前n项和为T n，b n=3n⋅a n.(1)证明：b n是等差数列；(2)求T n；(3)若不等式T n+34≤ta n对n∈N*恒成立，求实数t的取值范围.【答案】(1)证明见解析(2)T n=-34-n2-34⋅13 n(3)-12≤t≤-18【分析】(1)根据等差数列的定义证明(2)由已知得a n=b n3n=13n⋅n-3，再通过错位相减法求解出T n；(3)不等式化简为t n-3≥3-2n4，把问题转化为t n-3≥3-2n4对n∈N*恒成立，然后分别求出当1≤n<3、n=3和n>3时，t满足的条件即可【详解】(1)因为b n=3n⋅a n，所以b n+1=3n+1⋅a n+1，b n+1-b n=3n+1⋅a n+1-3n⋅a n=3n+113a n+13 n+1-3n⋅a n=1，且b1=-2，所以b n是以-2为首项，且公差为1的等差数列，即b n=n-3.(2)由(1)知，b n=n-3，所以a n=b n3n=13n⋅n-3.则T n=-2⋅131+-1 ⋅13 2+0⋅13 3+⋯+n-4⋅13n-1+n-3⋅13n，于是13T n=-2⋅132+-1 ⋅13 3+0⋅13 4+⋯+n-4⋅13n+n-3⋅13n+1，两式相减得23T n =-23+132+133+134+⋯+13n-n -3 ⋅13n +1=-23+191-13 n -11-13-n -3 ⋅13n +1=-12-n 3-12 ⋅13n，因此T n =-34-n 2-34 ⋅13n.(3)由T n +34≤ta n ，得-n 2-34 ⋅13 n ≤t n -3 ⋅13n ，依题意，t n -3 ≥3-2n4对n ∈N *恒成立，当1≤n <3时，t ≤3-2n 4n -3 =-12-34×1n -3,-12-34×1n -3≥-18，则t ≤-18；当n =3时，不等式恒成立；当n >3时，t ≥3-2n 4n -3=-12-34×1n -3,-12-34×1n -3<-12，则t ≥-12，于是-12≤t ≤-18，综上,实数t 的取值范围是-12≤t ≤-18.4(23-24高二下·吉林长春·阶段练习)设正项数列a n 的前n 项之和b n =a 1+a 2+⋯+a n ，数列b n 的前n 项之积c n =b 1b 2⋯b n ，且b n +c n =1.(1)求证：1c n为等差数列，并分别求a n ､b n 的通项公式；(2)设数列a n ⋅b n +1 的前n 项和为S n ，不等式S n >1λ+λ-136对任意正整数n 恒成立，求正实数λ的取值范围.【答案】(1)证明见解析，a n =1n n +1，b n =nn +1(2)12<λ<2【分析】(1)利用已知关系可得b n =c n c n -1，代入b n +c n =1，化简可证1c n 为等差数列，从而求得a n ，b n的通项公式；(2)由(1)得a n ⋅b n +1=1n n +2，利用裂项相消可得S n =34-121n +1+1n +2 ，利用数列的单调性求出S n ≥S 1=13，解不等式即可求出正实数λ的取值范围.【详解】(1)由题意知：当n ≥2时，b n =c n c n -1，代入b n +c n =1得cn c n -1+c n =1，所以1c n -1c n -1=1.由b 1=c 1b 1+c 1=1，得b 1=c 1=12，所以1c n是以2为首项，1为公差的等差数列，所以1c n=n+1，c n=1n+1，b n=1-c n=nn+1，当n≥2时，a n=b n-b n-1=nn+1-n-1n=1n n+1，当n=1时，a1=b1=12也符合上式，所以a n=1n n+1.(2)由(1)得a n⋅b n+1=1n n+1⋅n+1n+2=1n n+2，所以S n=11×3+12×4+13×5+⋯+1n-1n+1+1n n+2=121-13+12-14+13-15+⋯+1n-1-1n+1+1n-1n+2=34-121n+1+1n+2.显然S n单调递增，所以S n≥S1=1 3 .由题意得1λ+λ-136<13，即1λ+λ<52，又λ>0，所以λ的取值范围为12<λ<2.5(2024·湖南·二模)已知a n是各项都为正数的等比数列，数列b n满足：b n=2log2a n+1，且b1= 1，b4=7.(1)求数列a n,b n的通项公式；(2)若对任意的n∈N*都有2λa n≥b n-2，求实数λ的取值范围.【答案】(1)a n=2n-1；b n=2n-1(2)λ≥38【分析】(1)利用题设条件求得a1,a4，再利用等比数列的通项公式求得a n，进而求得b n；(2)将问题转化为λ≥2n-32n 恒成立，再利用作差法求得f(n)=2n-32n的最大值，从而得解.【详解】(1)因为b n=2log2a n+1，b1=1，b4=7，所以b1=1=2log2a1+1，则a1=1，b4=7=2log2a4+1，则a4=8，因为a n是各项都为正数的等比数列，所以q3=a4a1=8，即q=2，所以a n=2n-1，则b n=2log2a n+1=2n-1+1=2n-1.(2)因为2λa n≥b n-2恒成立，所以λ≥b n-22a n=2n-32n恒成立，设f(n)=2n-32nn∈N*，则f n+1-f n =2n-12n+1-2n-32n=5-2n2n+1，当n≤2时，f(n+1)-f(n)>0，则f(3)>f(2)>f(1)；当n ≥3时，f (n +1)-f (n )<0，则f (3)>f (4)>f (5)>⋯；所以f (n )max =f (3)=38，则λ≥38.6(23-24高二上·山东烟台·期末)设数列a n ，b n 的前n 项和分别为S n ，T n ，a 1=-2，b 1=1，且4S n +1=3S n -8，b n +1=43b n -2a n +1(n ∈N *).(1)求a n 的通项公式，并证明：34n -1b n 是等差数列；(2)若不等式(6nλ-54)43n-(n +3)(T n -9)≤0对任意的n ∈N *恒成立，求实数λ的取值范围.【答案】(1)a n =-2×34n -1，证明见解析；(2)(-∞,3].【分析】(1)根据给定条件，结合a n =S n -S n -1(n ≥2)求出a n 的通项，再利用等差数列的定义推理即得.(2)利用错位相减法求和得，T n =(3n -9)43n+9，由给定不等式得，λ≤n 2+92n =n 2+92n ，再求出n2+92n的最小值即可.【详解】(1)数列a n 中，4S n +1=3S n -8，当n ≥2时，4S n =3S n -1-8，两式相减得，a n +1=34a n，又4S 2=3S 1-8，即4(a 1+a 2)=3a 1-8，而a 1=-2，解得a 2=-32，则a 2=34a 1，所以数列a n 为等比数列，a n =-2×34n -1；由b n +1=43b n -2a n +1，b 1=1，得b n +1=43b n +134n⇒34nb n +1-34n -1b n =1，因此数列34n -1b n 是以34b 1=1为首项、1为公差的等差数列.(2)由(1)得，34n -1b n =1+(n -1)×1=n ，即b n =n 43n -1，则T n =1×43+2×431+3×432+⋯+n ×43n -1，于是43T n =1×431+2×432+3×433+⋯+(n -1)×43r -1+n ×43n，两式相减得，-13T n =43+431+432+433+⋯+43n -1-n 43n=343n-1-n 43n，因此T n =(3n -9)43n+9，又(6nλ-54)43n-(n +3)(T n -9)≤0，即(6nλ-54)43n≤(n +3)(3n -9)43n，于是λ≤n 2+92n =n 2+92n ，而n 2+92n ≥2n 2⋅92n=3，当且仅当n =3时等号成立，则λ≤3，所以实数λ的取值范围为(-∞,3].【点睛】思路点睛：涉及数列不等式恒成立问题，可以变形不等式，分离参数，借助函数思想求解即可.题型二：数列不等式能成立(有解)问题1(2024·云南·一模)已知a n 为等比数列，记S n ､T n 分别为数列a n ､b n 的前n 项和，S 5=62，S 10=2046,2T n =nb n +n ,b 2=3.(1)求a n ､b n 的通项公式；(2)是否存在整数c ，使b 1a 1+b 2a 2+⋯+bn a n<c 对任意正整数n 都成立？若存在，求c 的最小值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n =2n ，b n =2n -1；(2)存在，c 的最小值为3.【分析】(1)利用等比数列求和公式得首项和公比的方程组，得a n =2n ，利用数列的和与通项的关系得n -1 b n +1=nb n -1，结合nb n +2=n +1 b n +1-1得b n 是等差数列即可求解；(2)错位相减法求和得C n =b 1a 1+b 2a 2+⋯+bn a n，再利用数列性质求最值即可求解.【详解】(1)设等比数列a n 的公比为q ，根据已知得q ≠1，且S 5=a 11-q 51-q =62S 10=a 11-q 101-q =2046解方程组得a 1=2,q =2.∴a n 的通项公式为a n =a 1q n -1=2×2n -1=2n .∵2T n =nb n +n ，∴2T 1=2b 1=b 1+1，解得b 1=1，且2T n +1=n +1 b n +1+n +1.∴2T n +1-2T n =n +1 b n +1+n +1-nb n -n ，即2b n +1=n +1 b n +1+n +1-nb n -n .∴n -1 b n +1=nb n -1且nb n +2=n +1 b n +1-1，则nb n +2-n -1 b n +1=n +1 b n +1-nb n ，整理得b n +2+b n =2b n +1，故b n 是以1为首项，2为公差的等差数列，故b n =1+2n -1 =2n -1.∴b n 的通项公式为b n =2n -1.(2)设C n =b 1a 1+b 2a 2+⋯+b n a n =12+322+⋯+2n -12n ，则12C n =122+323+⋯+2n -12n +1.∴C n -12C n =12C n =12+222+223+⋯+22n -2n -12n +1=12+2×14×1-12n-11-12-2n-12n+1，∴C n=3-2n+32n.∵C n=3-2n+32n <3恒成立，且C4=3-1116>2,∴存在整数c，使b1a1+b2a2+⋯+b na n<c对任意正整数n都成立，且c的最小值为3.2(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知正项数列a n的前n项和为S n，且2S n=a n+1；数列b n是单调递增的等比数列，公比为q，且b2，b4的等差中项为10；b1，b5的等比中项为8．(1)求a n，b n的通项公式；(2)设c n=a n,n为奇数1b n,n为偶数，T n为数列c n 的前n项和，若存在n∈N*使得T2n-2n2+n≥λb n成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n-1,b n=2n(2)18【分析】(1)利用a n与S n的关系可得a n，利用等比数列性质及等差中项、等比中项性质可得b n；(2)分组求和可得T2n，可将原不等式转化为λ≤1312n-18n，计算即可得.【详解】(1)由2S n=a n+1可得4S n=a n+12，当n≥2时，4S n-1=a n-1+12，两式相减得4a n=a n2-a n-12+2a n-a n-1，∴a2n-a2n-1=2a n+a n-1，即a n+a n-1a n-a n-1=2a n+a n-1.∵a n>0，∴a n-a n-1=2(n≥2)，即可得a n是等差数列．由2S1=a1+1，得2a1=a1+1,∴a1=1，即a n=1+(n-1)×2=2n-1．由题意得b2+b4=20b1b5=64，即b2+b4=20b2b4=64，解得b2=4b4=16或b2=16b4=4，∵b n是递增的等比数列，∴b2=4b4=16，所以b1q=4b1q3=16，得b1=2q=2，∴b n=2×2n-1=2n，即a n=2n-1,b n=2n；(2)由(1)得：T2n=a1+a3+⋯+a2n-1+b2+b4+⋯+b2n=2n2-n+131-14n若存在n∈N*使得T2n-2n2+n≥λb n成立，等价于存在n∈N*使得λ≤1312n-18n能成立，设d n=1312n-18n，则d n-d n-1=1312n-18n-1312n-1-18n-1=1378n-12n<0，∴d n是递减数列，故d n的最大值为d1=1 8，因此λ的最大值为1 8 .3(2024·云南曲靖·一模)已知数列a n的前n项和为S n，且S n=2a n-n．(1)求数列a n的通项公式；(2)若数列b n满足b n=a n+1a n a n+1，其前n项和为T n，求使得T n>20232024成立的n的最小值．【答案】(1)a n=2n-1；(2)10.【分析】(1)根据a n,S n关系及递推式可得a n+1=2(a n-1+1)，结合等比数列定义写出通项公式，即可得结果；(2)应用裂项相消法求T n，由不等式能成立及指数函数性质求得n≥10，即可得结果.【详解】(1)当n≥2时，a n=S n-S n-1=(2a n-n)-(2a n-1-n+1)=2(a n-a n-1)-1，所以a n=2a n-1+1，则a n+1=2(a n-1+1)，而a1=S1=2a1-1⇒a1=1，所以a1+1=2，故{a n+1}是首项、公比都为2的等比数列，所以a n+1=2n⇒a n=2n-1.(2)由b n=a n+1a n a n+1=2n(2n-1)(2n+1-1)=12n-1-12n+1-1，所以T n=1-13+13-17+17-115+⋯+12n-1-12n+1-1=1-12n+1-1，要使T n=1-12n+1-1>20232024，即12n+1-1<12024⇒2n+1>2025，由210<2025<211且n∈N*，则n+1≥11⇒n≥10.所以使得T n>20232024成立的n的最小值为10.4(23-24高三上·山东·阶段练习)已知正项数列a n的前n项和为S n，2S n=a n+1；数列b n是递增的等比数列，公比为q，且b2，b4的等差中项为10，b1，b5的等比中项为8．(1)求a n，b n的通项公式；(2)设c n=-a n,n为奇数3b n,n为偶数，T n为c n 的前n项和，若T2n+2n2-n+3≥λb n能成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n-1，b n=2n(2)158【分析】(1)利用S n,a n的关系式即可求得a n是等差数列，可得a n=2n-1；再利用等比数列定义即可求得b 1=2,q =2，可得b n =2n ；(2)采用分组求和并利用等差、等比数列前n 项和公式即可求得T 2n =-2n 2+n +1-14n，不等式能成立等价于λ≤4×12n-18nmax ，利用单调性可求得λ≤158.【详解】(1)由2S n =a n +1可得4S n =a n +1 2，当n ≥2时，4S n -1=a n -1+1 2，两式相减得4a n =a n 2-a n -12+2a n -a n -1 ，∴a n 2-a 2n -1=2a n +a n -1 ，即a n +a n -1 a n -a n -1 =2a n +a n -1 ．∵a n >0，∴a n -a n -1=2(n ≥2)，即可得a n 是等差数列．由2S 1=a 1+1，得2a 1=a 1+1，∴a 1=1，即a n =1+n -1 ×2=2n -1．由题意得b 2+b 4=20b 1b 5=64，即b 2+b 4=20b 2b 4=64，解得b 2=4b 4=16 或b 2=16b 4=4 ．∵b n 是递增的等比数列，∴b 2=4b 4=16，所以b 1q =4b 1q 3=16 ，得b 1=2q =2，∴b n =2×2n -1=2n ．所以a n 和b n 的通项公式为a n =2n -1，b n =2n ．(2)由(1)得：T 2n =-a 1+a 3+a 5+⋯+a 2n -1 +b 2+b 4+b 6+⋯+b 2n =-1+5+9+⋯+4n -3 +3122+124+126+⋯+122n=-1+4n -3 n2+3141-14n1-14=-2n 2+n +1-14n．T 2n +2n 2-n +3≥λb n 能成立，等价于4-14n ≥λ×2n 能成立，化简得λ≤4×12n-18n能成立，即λ≤4×12n-18nmax．设d n =4×12n-18n，则d n +1-d n =4×12n +1-18n +1-4×12n+18n=-2×12n+78×18n=12n78×14n-2<0，∴d n 是递减数列，故d n 的最大值为d 1=158．∴λ≤158，因此λ的最大值为158．5(23-24高三上·河北张家口·阶段练习)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ，且a n =12S n+1n∈N*．数列b n的前n项和为T n，数列c n的前n项和为A n，数列b n=2na n-a n n∈N*,c n+1n n+1=1a n，n∈N*．(1)求数列a n的通项公式及T n；(2)若对任意n∈N*，存在x0∈-1,1使得A n≤2x0-m成立，求实数m的取值范围．【答案】(1)a n=2n,n∈N*；T n=6+2n-3⋅2n+1；(2)-∞,14980．【分析】(1)利用S n,a n的关系式可求得数列a n的通项公式为a n=2n,n∈N*，由错位相减法求和即可得T n =6+2n-3⋅2n+1；(2)易知A n=1n+1-12n，由数列的函数特性可知A n≤A4=15-116=1180，根据题意只需满足2-m≥1180即可求得m≤149 80.【详解】(1)由a n=12S n+1n∈N*，可得S n=2a n-2n∈N*,当n=1时，a1=S1=2a1-2，得a1=2；当n≥2时，a n=S n-S n-1=2a n-2-2a n-1+2，即a n=2a n-1，可得a n是以a1=2为首项，2为公比的等比数列，所以a n=2n,n∈N*；当n=1时，a1=2符合a n=2n，所以数列a n的通项公式为a n=2n,n∈N*；b n=2na n-a n=2n-1a n=2n-1⋅2n，则数列b n的前n项和为T n=1⋅2+3⋅22+5⋅23+⋅⋅⋅+2n-1⋅2n，2T n=1⋅22+3⋅23+5⋅24+⋅⋅⋅+2n-1⋅2n+1，相减可得：-T n=2+222+23+⋅⋅⋅+2n-2n-1⋅2n+1=2+2⋅41-2n-11-2-2n-1⋅2n+1=-6+2n+2-2n-1⋅2n+1所以T n=6+2n-3⋅2n+1；(2)由c n+1n n+1=1a n,n∈N*得c n=12n-1n-1n+1，可得A n=12+14+⋅⋅⋅+12n-1-12+12-13+⋅⋅⋅+1n-1n+1=121-12n1-12-1-1n+1=1n+1-12n，由c1=0,c2>0,c3>0,c4>0，当n≥5时，2n>n n+1，即有c n<0，可得A n≤A4=15-116=1180，又x∈-1,1时，y=2x-m的最大值为2-m，对任意n∈N*，存在x0∈-1,1，使得A n≤2x0-m成立，即2-m ≥1180即可，解得m ≤14980；所以实数m 的取值范围为-∞,14980二、 专题 数列不等式专项训练1(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)设数列a n 的前n 项和为S n ，已知a 1=5，a 2=25，S n +1+5S n -1=6S n n ≥2 ，T n 是数列2log 5a n -1 的前n 项和．(1)求数列a n 的通项公式；(2)求满足1-1T 21-1T 31-1T 4⋯1-1T n1-1T n +1≥10232025的最大正整数n 的值．【答案】(1)a n =5n (2)95【分析】(1)利用S n -S n -1=a n 得到数列a n 是等比数列，根据等比数列的通项公式求解；(2)先求出b n ，进而可得T n ，求出1-1T n +1代入不等式左边整理化简，然后解不等式即可.【详解】(1)因为S n +1+5S n -1=6S n n ≥2 ，所以S n +1-S n =5S n -5S n -1，即a n +1=5a n ，又a 2=25=5a 1≠0，所以数列a n 是以5为首项，5为公比的等比数列，所以a n =5n ；(2)由(1)得2log 5a n -1=2log 55n -1=2n -1，所以T n =1+2n -1 n2=n 2，则1-1T n +1=1-1n +1 2=n ⋅n +2 n +12，则1-1T 21-1T 31-1T 4⋯1-1T n1-1T n +1=1×322×2×432×3×542×⋯×n -1 n +1 n 2×n n +2 n +1 2=n +22n +1 ，所以n +22n +1≥10232025，又n ∈N ∗，解得n ≤95，所以正整数n 的最大值为95.2(2024·四川南充·二模)在数列a n 中，S n 是其前n 项和，且3S n -a n =64．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若∀n ∈N +，λ-1<S n ≤4λ+4恒成立，求λ的取值范围．【答案】(1)a n =32×-12n -1(2)7,17【分析】(1)由a n =S 1,n =1S n -S n -1,n ≥2，作差得到a n =-12a n -1，从而得到a n 是以32为首项，-12为公比的等比数列，即可求出其通项公式；(2)由(1)求出S n ，再根据指数函数的性质求出S n 的最值，即可得解.【详解】(1)因为3S n -a n =64，当n =1时，3S 1-a 1=64，解得a 1=32；当n ≥2时，3S n -1-a n -1=64，所以3S n -a n -3S n -1+a n -1=0，所以a n =-12a n -1；所以a n 是以32为首项，-12为公比的等比数列，所以a n =32×-12n -1.(2)由(1)可得S n =a n +643=6431--12n=6431-12 n,n 为偶数6431+12 n,n 为奇数，又y =12x在R 上单调递减，则y =-12x在R 上单调递增，所以当n 为偶数时，6431-12n≥6431-122=16，当n 为奇数时，6431+12n≤6431+12=32，所以当n =1时S n 取得最大值为32，当n =2时S n 取得最小值为16，因为∀n ∈N +，λ-1<S n ≤4λ+4恒成立，所以λ-1<1632≤4λ+4，解得7≤λ<17，所以λ的取值范围为7,17 .3(2024·全国·模拟预测)已知数列a n 的前n 项和为S n ，且a 2=3,2S n =n a n +2 ．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若存在n ∈N *，使得1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1≥λa n +1成立，求实数λ的取值范围．【答案】(1)a n =n +1；(2)-∞,116．【分析】(1)当n =1时，求得a 1=2，当n ≥3时，得到2S n -1=n -1 a n -1+2 ，两式相减化简得到a nn -1-a n -1n -2=-21n -2-1n -1，结合叠加法，即可求得数列a n 的通项公式；(2)由(1)得到1a n a n +1=1n +1-1n +2，求得1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-1n +2，解法1：根据题意，转化为λ≤n 2n +2 2，结合n 2n +2 2=12n +4n +4 ，结合基本不等式，即可求解；解法2：根据题意，转化为λ≤12n +2-1n +22，结合二次函数的性质，即可求解.【详解】(1)解：当n =1时，2S 1=2a 1=a 1+2，解得a 1=2，当n ≥3时，2S n =n a n +2 ,2S n -1=n -1 a n -1+2 ，两式相减可得，n -2 a n -n -1 a n -1=-2，则a n n -1-a n -1n -2=-21n -2-1n -1 ,a n -1n -2-a n -2n -3=-21n -3-1n -2 ,⋯，a 32-a 21=-21-12叠加可得，a n n -1-a 21=4-2nn -1，则a n =n +1，而n =1,2时也符合题意，所以数列a n 的通项公式为a n =n +1．(2)解：由(1)知a n =n +1，可得1a n a n +1=1n +1 n +2=1n +1-1n +2，故1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-13+13-14+⋯+1n +1-1n +2=n2n +2；解法1：由1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1≥λa n +1，可得n2n +2≥λn +2 ，即λ≤n 2n +2 2，即则λ≤n 2n +2 2 max ，又由n 2n +2 2=12n +4n +4≤116，当且仅当n =2时取等号，故实数λ的取值范围为-∞,116．解法2：由1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-1n +2≥λn +2 ，可得λ≤12n +2 -1n +22=-1n +2-14 2+116，当n +2=4，即n =2时，12n +2 -1n +2 2max=116，则λ≤116，故实数λ的取值范围为-∞,116．4(23-24高二下·云南玉溪·阶段练习)已知S n 是等差数列a n 的前n 项和，且a 2=3,S 5=25．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若对任意n ∈N *,m ≥a 131+a 232+⋅⋅⋅+a n3n ，求m 的最小整数值．【答案】(1)a n =2n -1(2)1【分析】(1)根据等差数列的通项公式及求和公式列出方程组求解即可；(2)根据错位相减法求出和，即可得解.【详解】(1)设a n 的公差为d ，因为a 2=3,S 5=25，所以a 1+d =35a 1+10d =25，解得a 1=1d =2 ，所以an =2n -1；(2)因为a n=2n-1，所以a n3n=2n-13n，令T n=a131+a232+⋅⋅⋅+a n3n=13+332+533+⋅⋅⋅+2n-13n，所以13T n=132+333+534+⋅⋅⋅+2n-13n+1，两式相减得23T n=13+232+⋅⋅⋅+23n-2n-13n+1=231-13n1-13-13-2n-13n+1=23-2n+23n+1，所以T n=1-n+1 3n．因为n+13n>0，所以T n<1，所以m≥1，故m的最小整数值为1．5(2024高三·全国·专题练习)已知数列a n的前n项和为S n，且关于x的方程nx2+2S n x+n+ 1=0，n∈N*有两个相等的实数根．(1)求a n的通项公式；(2)若b n=a n+1⋅2a n，数列b n的前n项和为T n，且T n≥4nλ对任意的n∈N*恒成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n(2)3【分析】(1)利用方程有等根可知判别式为0，求出S n=n2+n，根据a n,S n关系即可得出通项公式；(2)利用错位相减法求出T n，再分离参数后求解即可.【详解】(1)由关于x的方程nx2+2S n x+n+1=0，n∈N*有两个相等的实数根，可得Δ=4S n-4n n+1=0，即S n=n2+n，n∈N*，当n=1时，a1=S1=2．当n≥2时，a n=S n-S n-1=n2+n-n-12-n-1=2n．当n=1时，上式也成立，所以a n=2n．(2)由(1)可知，b n=a n+1⋅2a n=2n+1⋅4n，T n=3×41+5×42+⋅⋅⋅+2n+1⋅4n，①4T n=3×42+5×43+⋅⋅⋅+2n+1⋅4n+1，②①-②得：-3T n=3×41+2×42+⋅⋅⋅+2×4n-2n+1×4n+1=12+2×161-4n-11-4-2n+1⋅4n+1=-8n+43×4n+43，所以T n=83n+49⋅4n-49．又T n≥4nλ对任意的n∈N*恒成立，即83n+49⋅4n-49≥λ4n对任意的n∈N*恒成立，故λ≤83n+49-49×4nmin，因为数列83n +49 -49×4n 在n ∈N *时单调递增，所以83n +49-49×4nmin=3，当且仅当n =1时取得最小值．所以实数λ的最大值为3．6(2024·天津红桥·一模)已知S n 为数列a n 的前n 项和，且满足S n =2a n +r ，其中r ∈R ，且r ≠0．(1)求数列a n 的通项公式；(2)设b n =(-1)n +1S n r ，若对任意的n ∈N *，都有2n -1i =1b i <m <2ni =1b i ，求实数m 的取值范围．【答案】(1)a n =-r ⋅2n -1(2)-1<m <2【分析】(1)利用a n ,S n 的关系式求解即可；(2)由题意有2n -1i =1b imax<m <2ni =1b imin，利用分组求和法分别求出2n -1i =1b i ,2ni =1b i ，再根据数列的单调性分别求出2n -1i =1b imax,2n i =1b imin，即可得解.【详解】(1)由S n =2a n +r ，当n =1时，a 1=S 1=2a 1+r ，所以a 1=-r ≠0，当n ≥2时，a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1，所以a n =2a n -1，所以数列a n 是以2为公比的等比数列，所以a n =-r ⋅2n -1；(2)由(1)得S n =-r 1-2n1-2=r 1-2n ，则b n =(-1)n +1Sn r=(-1)n +11-2n =(-1)n +1+-2 n ，故2n -1i =1b i =b 1+b 2+⋯+b 2n -1=1+-21--2 2n -1 1--2 =--2 2n +13，2ni =1b i =b 1+b 2+⋯+b 2n =0+-21--2 2n 1--2 =--2 2n +1-23，而2n -1i =1b i =--2 2n +13=-4n +13随n 的增大而减小，所以2n -1i =1b imax =-41+13=-1，2ni =1b i =--2 2n +1-23=2⋅4n -23随n 的增大而增大，所以2ni =1b imin=2×41-23=2，因为对任意的n ∈N *，都有2n -1i =1b i <m <2ni =1b i ，所以-1<m <2.7(23-24高二下·湖南长沙·开学考试)已知a n 为等差数列，b n 为等比数列，a 1=b 1=1，a 5=5a 4-a 3 ，b 5=4b 4-b 3 .(1)求a n 和b n 的通项公式；(2)求数列1a n ⋅a n +2的前n 项和T n ；(3)记d n =3n -2⋅(-1)n λb n (λ∈R )，对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n ，求λ的取值范围.【答案】(1)a n =n ，b n =2n -1(2)34-12n +2-12n +4(3)-32,1 【分析】(1)根据等比数列和等差数列的通项公式求出公比和公差，即可求解；(2)利用裂项相消即可求和；(3)由d n +1>d n 恒成立，得到3n -1>(-2)n -1λ恒成立，分离参数，分别讨论n 为奇数和偶数时λ的范围，从而得到答案.【详解】(1)因为a n 为等差数列，且a 1=1，a 5=5a 4-a 3 ，所以a 1+4d =5a 1+3d -a 1-2d ，解得：d =1，即a n =n ；因为b n 为等比数列，且b 1=1，b 5=4b 4-b 3 ，所以b 1q 4=4b 1q 3-b 1q 2 ，解得：q =2，即b n =2n -1(2)由(1)可知1a n ⋅a n +2=1n (n +2)=121n -1n +2 ，所以T n =121-13 +1212-14 +1213-15 +1214-16 +⋯121n -1-1n +1+121n -1n +2 =121+12-1n +1-1n +2 所以T n =34-12n +2-12n +4(3)由(1)得d n =3n -2⋅(-1)n λb n =3n -(-2)n λ，由于对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n ，即3n +1-(-2)n +1λ>3n -(-2)n λ，则3n -1>(-2)n -1λ恒成立，当n 为奇数时，则λ<32n -1恒成立，由于32n -1≥1，故当λ<1时，对所有奇数n 恒有d n +1>d n ；当n 为偶数时，则λ>-32n -1恒成立，由于32n -1≥32，则-32n -1≤-32，即当λ>-32时，对所有偶数n 恒有d n +1>d n ；综上，当λ∈-32,1 时，对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n8(23-24高三下·湖南湘潭·阶段练习)设各项都不为0的数列a n 的前n 项积为T n ，T n =2n n -12⋅a n，a1=2.(1)求数列a n的通项公式；(2)保持数列a n中的各项顺序不变，在每两项a k与a k+1之间插入一项2a k+1-a k(其中k=1,2,3,⋅⋅⋅)，组成新的数列b n，记数列b n的前n项和为S n，若S n>2023，求n的最小值.【答案】(1)a n=2n(2)17【分析】(1)利用a n与T n的关系得到a n-1=2n-1，再检验a1即可得解；(2)利用并项求和法与等比数列的求和公式求得S2n，再依次求得S16,S18,S17，从而得解.【详解】(1)因为T n=2n n-12⋅a n，当n≥2时，T n-1=2(n-1)(n-2)2⋅a n-1，两式相除可得a n=2n-1a na n-1，因为a n≠0，所以a n-1=2n-1，又a1=2，所以a n=2n.(2)依题意，S2n=a1+2a2-a1+a2+2a3-a2+⋯+a n+2a n+1-a n=a1+a2+⋯+a n+2a2-a1+a3-a2+⋯+a n+1-a n=a1+a2+⋯+a n+2a n+1-a1=a1+a2+⋯+a n+2a n+1-2a1=21-2n1-2+2n+2-4=3⋅2n+1-6，易知S2n随着n增大而增大，当n=8时，S16=3⋅28+1-6=1530<2023，当n=9时，S18=3⋅29+1-6=3066>2023，而S17=S16+b17=S16+a9=1530+512=2042>2023,综上，n的最小值为17.9(2014高一·全国·竞赛)对于给定的m,n∈N*，若m≥n，定义C n m=m m-1⋯m-n+1n n-1⋯2×1.已知数列a n满足a1=1，当n≥2时，C2n S n+1=n-13n+22S n-n2-1S n-1，其中S n为数列a n的前n项和.(1)求a n的通项公式；(2)计算数列a n的前n项和S n，是否存在k∈N*，使得任意n≥k，都有S n>2014？若存在，求出k的最小值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n=n⋅2n-1(2)存在，9【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n-Sn -1,n ≥2求出a n +1a n =2n +1 n，利用累乘法求出答案；(2)错位相减法求和得到S n =n -1 ⋅2n +1，结合单调性求出答案.【详解】(1)根据C n m 的定义可得C 2n =n n -1 2，而n -1 3n +2 2=n 2-1+C 2n ，∴C 2n S n +1=n -1 3n +22S n -n 2-1 S n -1=C 2n S n +n 2-1 S n -S n -1 ，∴C 2n S n +1-S n=n 2-1 S n -S n -1 ，即a n +1a n =n 2-1C 2n=2n +1 n .已知a 1=1，利用“迭乘”原理得a n +1=a n +1a n ⋅a n a n -1⋅⋯⋅a 2a 1⋅a 1=2n +1 n ⋅2n n -1⋅⋅⋅⋅⋅2×21⋅1=n +1 ⋅2n .故通项公式a n =n ⋅2n -1，经检验当n =1时，也满足此式，综上，通项公式为a n =n ⋅2n -1；(2)存在k =9.理由如下：由(1)知S n =a 1+a 2+⋯+a n =1+2×21+3×22+⋯+n ⋅2n -1，①2S n =2+2×22+3×23+⋯+n -1 ⋅2n -1+n ⋅2n ，②用②-①可得S n =-1-2+22+23+⋯ +2n -1+n ⋅2n -1=-1-21-2n -11-2+n ⋅2n -1=n -1 ⋅2n +1.显然S n 是单调递增的，又S 8=1793,S 9=4097，故存在k =9，使得任意n ≥k ，都有S n >2014.10(23-24高三下·重庆·阶段练习)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ，且满足a 1=1，2S n =a n a n +1，数列b n 为正项等比数列，b 2=a 4且b 2,3b 1,b 3依次成等差数列.(1)求a n ,b n 的通项公式；(2)设c n =1a n b n，c n 的前n 项和为T n ，问是否存在正整数k 使得k 24<T n <k +124n ≥4 成立，若存在，求出k 的值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n =n ，b n =2n (2)存在，k =16【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n-Sn -1,n ≥2，作差得到a n +1-a n -1=2，从而得到a n 的奇数项、偶数项分别为等差数列，从而求出其通项公式，设等比数列b n 的公比为q ，利用等差中项的性质及等比数列通项公式求出q ，即可求出b n 的通项公式；(2)由(1)可得c n =1n ×2n ，则T n =12+12×22+13×23+⋯+1n ×2n ，利用放缩法证明T n <1724，即可得解.【详解】(1)因为a 1=1，2S n =a n a n +1，当n =1时，2S1=a 1a 2，所以a 2=2；当n≥2时，2S n-1=a n a n-1，所以2S n-2S n-1=a n a n+1-a n a n-1，即2a n=a n a n+1-a n-1．∵a n>0，可得a n+1-a n-1=2n≥2，所以a n的奇数项是以1为首项，2为公差的等差数列，偶数项是以2为首项，2为公差的等差数列，所以a2n-1=2n-1，a2n=2n，综上可得a n=n；设等比数列b n的公比为q，因为b2,3b1,b3依次成等差数列，所以b2+b3=6b1，∴b21+q=6b2q，所以q2+q-6=0，解得q=2或q=-3．因为b n为正项等比数列，故q=2，由b2=a4=4，则b1=b2q=2，所以b n=2n．(2)由(1)可得c n=1a nb n =1n×2n，所以T n=12+12×22+13×23+⋯+1n×2n，则T3=12+12×22+13×23=1624，当n=4时，T4=12+12×22+13×23+14×24>T3=1624；当n>4时，T n=12+12×22+13×23+14×24+⋯+1n×2n<12+12×22+13×23+13×24+⋯+13×2n=16 24+13124+125+⋯+12n=16 24+13×1241-12n-31-12=16 24+13181-12n-3<1724．所以存在k=16，使得k24<T n<k+124n≥4．。

高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题23数列的基本知识与概念【考点预测】1．数列的概念（1）数列的定义：按照一定顺序排列的一列数称为数列，数列中的每一个数叫做这个数列的项．（2）数列与函数的关系：从函数观点看，数列可以看成以正整数集N *（或它的有限子集{}12n ⋯，，，）为定义域的函数()n a f n =当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值．（3）数列有三种表示法，它们分别是列表法、图象法和通项公式法．2．数列的分类（1）按照项数有限和无限分：（2）按单调性来分：111()n n n nn n a a a a a a C +++≥⎧⎪≥⎪⎨==⎪⎪⎩递增数列：递减数列： ，常数列：常数摆动数列 3．数列的两种常用的表示方法（1）通项公式：如果数列{}n a 的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示，那么这个公式叫做这个数列的通项公式．（2）递推公式：如果已知数列{}n a 的第1项（或前几项），且从第二项（或某一项）开始的任一项与它的前一项（或前几项）间的关系可以用一个公式来表示，那么这个公式就叫做这个数列的递推公式．【方法技巧与总结】（1）若数列{}n a 的前n 项和为n S ，通项公式为n a ，则1112n n n S n a S S n n N*-=⎧⎪=⎨-≥∈⎪⎩ ， ， ，注意：根据n S 求n a 时，不要忽视对1n =的验证．（2）在数列{}n a 中，若n a 最大，则11n n n n a a a a -+≥⎧⎨≥⎩ ， 若n a 最小，则11.n n nn a a a a -+≤⎧⎨≤⎩【题型归纳目录】题型一：数列的周期性题型二：数列的单调性题型三：数列的最大（小）项题型四：数列中的规律问题题型五：数列的最值问题【典例例题】题型一：数列的周期性例1．已知无穷数列{}n a 满足()21N n n n a a a x *++=-∈，且11a =，2a x =()x ∈Z ，若数列{}n a 的前2020项中有100项是0，则下列哪个不能是x 的取值（）A ．1147B ．1148C ．1142-D ．1143-例2．若[]x 表示不超过x 的最大整数（如[]2.52=，[]44=，[]2.53-=-），已知2107n n a ⎡⎤=⨯⎢⎥⎣⎦，11b a =，()*110,2n n n b a a n n -=-∈≥N ，则2019b =（）A ．2B ．5C ．7D ．8例3．数列{}n a 满足12a =，111nn na a a ++=-，其前n 项积为n T ，则10T 等于（）A ．16B ．16-C ．6D ．6-例4．若数列{}n a 满足1222a a ==，且21n n n a a a ++=-，则{}n a 的前100项和为（）A ．67B ．68C ．134D ．167例5．数列{}n a 满足112,0,2121,1,2n n n n n a a a a a +⎧≤<⎪⎪=⎨⎪-≤<⎪⎩若125a =，则2021a 等于（）A ．15B ．25C ．35D ．45例6．已知数列{}n a 满足，()()111122,32n n n n n a a a a a ----⎧-+>⎪=⎨-⎪⎩ *(,1)n N n ∈>，若1(2,3)a ∈且记数列{}n a 的前n 项和为n S ，若2019=m S ，则2019S 的值为（）A ．60572B ．3028C ．60552D ．3029例7．（2022·广东汕头·三模）已知数列{}n a 中，114a =-，当1n >时，111n n a a -=-，则2022a =（）A ．14-B ．45C ．5D ．45-例8．（2022·河北·沧县中学高三阶段练习）已知数列{}n a 中，()1112n n n a a a n --=⋅+≥，12a =，则10a 等于（）A ．12-B ．12C ．-1D ．2题型二：数列的单调性例9．（2022·四川达州·二模（理））已知单调递增数列{}n a 满足9,102121,109n n m n a m n n -⎧≥⎪=⎨⎛⎫+-< ⎪⎪⎝⎭⎩，则实数m 的取值范围是（）A ．[)12,+∞B ．()1,12C ．()1,9D ．[)9,+∞例10．（2022·河南·温县第一高级中学高三阶段练习（文））已知函数()()633,7,7x a x x f x a x -⎧--≤=⎨>⎩，若数列{}n a 满足()()*n a f n n N =∈且{}n a 是递增数列，则实数a 的取值范围是（）A ．9,34⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．9,34⎡⎫⎪⎢⎣⎭C ．()2,3D ．[)2,3例11．（2022·浙江·高三专题练习）已知数列{}n a 的首项为11a =，2a a =，且121(2,)n n a a n n n N *++=+≥∈，若数列{}n a 单调递增，则a 的取值范围为（）A ．12a <<B ．23a <<C ．3522a <<D ．1322a <<例12．（2022·全国·高三专题练习）已知等比数列{}n a 前n 项和n S 满足113n n S A +=-⋅（A R ∈），数列{}n b 是递增的，且2n b An Bn =+，则实数B 的取值范围为（）A ．2,3⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭B ．[)1,-+∞C ．()1,-+∞D ．1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭例13．（2022·全国·高三专题练习（理））已知数列{}n a 满足()712,83,8n n a n n a n a n *-⎧⎛⎫-+>⎪ ⎪=∈⎝⎭⎨⎪≤⎩N ，若对于任意n *∈N 都有1n n a a +>，则实数a 的取值范围是（）A ．10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭例14．（2022·全国·高三专题练习）设数列{}n a 的通项公式为2n a n bn =+，若数列{}n a 是单调递增数列，则实数b 的取值范围为（）A ．(2,)-+∞B ．[2,)-+∞C ．(3,)-+∞D ．(,3)-∞-【方法技巧与总结】解决数列的单调性问题的3种方法作差比较法根据1n n a a ＋－的符号判断数列{}n a 是递增数列、递减数列或是常数列作商比较法根据1(>0<0)n n n na a a a +或与1的大小关系进行判断数形结合法结合相应函数的图象直观判断题型三：数列的最大（小）项例15．已知数列{}n a 的首项为1，且()()*111n n n a a n n ++=∈+N ，则na的最小值是（）A ．12B ．1C ．2D ．3例16．已知数列{}n a 满足110a =，12n na a n+-=，则n a n 的最小值为（）A ．-1B ．112C ．163D ．274例17．已知数列{}n a 的前n 项和n S ，且2(1)n n S a n -=-，22na nn b S =，则数列{}n b 的最小项为（）A ．第3项B ．第4项C ．第5项D ．第6项例18．已知数列{}n a 的前n 项和2212,n S n n =-数列{||}n a 的前n 项和,n T 则nT n的最小值____例19．数列，1n =，2， ，中的最小项的值为__________．【方法技巧与总结】求数列的最大项与最小项的常用方法（1）将数列视为函数()f x 当x ∈N *时所对应的一列函数值，根据f （x ）的类型作出相应的函数图象，或利用求函数最值的方法，求出()f x 的最值，进而求出数列的最大（小）项．（2）通过通项公式n a 研究数列的单调性，利用11()2n n nn a a a n a -+≥⎧⎨≥⎩≥，确定最大项，利用11()2n n nn a a a n a -+≤⎧⎨≤⎩≥，确定最小项．（3）比较法：若有1()()10n n a a f n f n -=+->＋或0n a >时11n na a +>，则1n n a a ＋＞，则数列{}n a 是递增数列，所以数列{}n a 的最小项为1(1)a f =；若有1()()10n n a a f n f n =-+-<＋或0n a >时11n na a +<，则1n n a a <＋，则数列{}n a 是递减数列，所以数列{}n a 的最大项为1(1)a f =．题型四：数列中的规律问题例20．蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师，单个蜂巢可以近似地看作是一个正六边形，如图为一组蜂巢的截面图．其中第一个图有1个蜂巢，第二个图有7个蜂巢，第三个图有19个蜂巢，按此规律，以()f n 表示第n 幅图的蜂巢总数，则(4)f =（）；()f n =（）．A ．352331n n +-B ．362331n n -+C ．372331n n -+D ．382331n n +-例21．由正整数组成的数对按规律排列如下：()1,1，()1,2，()2,1，()1,3，()2,2，()3,1，()1,4，()2,3，()3,2，()4,1，()1,5，()2,4，⋅⋅⋅．若数对(),m n 满足()22222021m n -⋅-=，,m n N *∈，则数对(),m n 排在（）A ．第386位B ．第193位C ．第348位D ．第174位例22．已知“整数对”按如下规律排列：()()()()()1,11,22,11,32,2，，，，，()()()3,11,42,3，，()3,2，，()4,1，…，则第68个“整数对”为（）A ．()1,12B ．()3,10C ．()2,11D ．()3,9例23．将正整数排列如下：123456789101112131415……则图中数2020出现在A ．第64行3列B ．第64行4列C ．第65行3列D ．第65行4列题型五：数列的最值问题例24．（2022·北京市第十二中学高三期中）已知数列{}n a 满足32n a n n=+，则数列{}n a 的最小值为（）A ．343B ．575C ．D ．12例25．（2022·全国·高三专题练习）已知数列{}n a ，2141n n a n n -=+-，则下列说法正确的是（）A ．此数列没有最大项B ．此数列的最大项是3aC ．此数列没有最小项D ．此数列的最小项是2a 例26．（2022·河南·高三阶段练习（理））在数列{}n a 中，11a =，1n n a a n --=（N n +∈，2n ≥），则11n a n ++的最小值是（）A ．12B ．34C ．1D ．32例27．（2022·辽宁·高三阶段练习）若数列{}n a 满足24122,n nn n n a T a a a -==⋅⋅⋅，则n T 的最小值为（）A ．92-B ．102-C ．112-D ．122-例28．（2022·全国·高三专题练习）若数列{}n a 满足113a =，1n n n a a +-=，则na n的最小值为（）A ．235B ．143C 12D ．13例29．（2022·全国·高三专题练习）设221316n a n n =-+-，则数列{}n a 中最大项的值为（）A ．134B ．5C ．6D ．132例30．（2022·浙江·高三专题练习）已知数列{}n a 的通项公式为211n aa n n n=-+，5a 是数列{}n a 的最小项，则实数a 的取值范围是（）A ．[]40,25--B ．[]40,0-C ．[]25,25-D ．[]25,0-【过关测试】一、单选题1．（2022·陕西·交大附中模拟预测（理））函数()f x 定义如下表，数列{}()N n x n ∈满足02x =，且对任意的自然数n 均有()1n n x f x +=，则2022x =（）x 12345()f x 51342A ．1B ．2C ．4D ．52．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测（理））大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论，主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理．数列中的每一项，都代表太极衍生过程中曾经经历过的两仪数量总和，其中一列数如下：0，2，4，8，12，18，24，32，40，50，……．按此规律得到的数列记为{}n a ，其前n 项和为n S ，给出以下结论：①22122n a n n -=-；②182是数列{}n a 中的项；③21210a =；④当n 为偶数时，()2122n n n S S S n n *++-+=+∈N ．其中正确的序号是（）A ．①②B ．②③C ．①④D ．③④3．（2022·河南·模拟预测（理））观察数组()2,2，()3,4，()4,8，()5,16，()6,32，…，根据规律，可得第8个数组为（）A ．()9,128B ．()10,128C ．()9,256D ．()10,2564．（2022·吉林长春·模拟预测（理））已知数列{}n a 满足()()11120n n a a +-++=，112a =，则数列{}n a 的前2022项积为（）A ．16-B ．23C ．6-D ．325．（2022·江西·临川一中模拟预测（理））已知数列{}n a 满足()1112,21*+-==∈-n n n a a a n N a ，则2022=a （）A ．13B ．1C ．2D ．526．（2022·全国·高三专题练习）已知数列{}n a 的通项公式为n aa n n=+，则“21a a >”是“数列{}n a 单调递增”的（）A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件7．（2022·全国·高三专题练习）已知数列{}n a 满足()2**2,5,,1,5,.n n tn n n a t n n n ⎧-+≤∈⎪=⎨->∈⎪⎩N N 且数列{}n a 是单调递增数列，则t 的取值范围是（）A ．919,24⎛⎫⎪⎝⎭B ．9,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C ．()5,+∞D ．(]1,48．（2022·全国·高三专题练习）若数列{an }的前n 项和Sn ＝n 2－10n (n ∈N *)，则数列{nan }中数值最小的项是（）A ．第2项B ．第3项C ．第4项D ．第5项9．（2022·上海普陀·二模）数列{}n a 的前n 项的和n S 满足*1(N )n n S S n n ++=∈，则下列选项中正确的是（）A ．数列{}1n n a a ++是常数列B ．若113a <，则{}n a 是递增数列C ．若11a =-，则20221013S =D ．若11a =，则{}n a 的最小项的值为1-10．（2022·北京四中三模）已知数列{n a }的通项为22n a n n λ=-，则“0λ<”是“*n ∀∈N ，1n n a a +>”的（）A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件二、多选题11．（2022·河北·衡水第一中学高三阶段练习）大衍数列，来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论．主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理．数列中的每一项，都代表太极衍生过程中，曾经经历过的两仪数量总和，是中国传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题．其前10项依次是0，2，4，8，12，18，24，32，40，50，…，则下列说法正确的是（）A ．此数列的第20项是200B ．此数列的第19项是180C ．此数列偶数项的通项公式为222n a n=D ．此数列的前n 项和为(1)n S n n =⋅-12．（2022·全国·高三专题练习）若数列{}n a 满足1112,012,1321,12n n n n n a a a a a a +⎧⎪⎪==⎨⎪-<<⎪⎩ ，则数列{}n a 中的项的值可能为（）A ．13B ．2C ．23D ．4513．（2022·全国·高三专题练习）下列四个选项中，不正确的是（）A ．数列2345,,,3456，⋯的一个通项公式是1n n a n =+B ．数列的图象是一群孤立的点C ．数列1，1-，1，1-，⋯与数列1-，1，1-，1，⋯是同一数列D ．数列11,24，⋯，12n是递增数列14．（2022·全国·高三专题练习）已知n S 是{}n a 的前n 项和，12a =，()1112n n a n a -=-≥，则下列选项错误的是（）A ．20212a =B ．20211012S =C ．331321n n n a a a ++⋅⋅=D ．{}n a 是以3为周期的周期数列15．（2022·全国·高三专题练习）若数列{an }满足112,2712,62n n n n n a a a a a +⎧≤⎪⎪=⎨⎪->⎪⎩，123a =，则数列{an }中的项的值可能为（）A ．19B ．16C ．13D ．4316．（2022·全国·高三专题练习）已知数列{}n a 满足112a =-，111n n a a +=-，则下列各数是{}n a 的项的有（）A ．2-B ．23C ．32D ．317．（2022·全国·高三专题练习（文））南宋杨辉在他1261年所著的《详解九章算术》一书中记录了一种三角形数表，称之为“开方作法本源”图，即现在著名的“杨辉三角”.如图是一种变异的杨辉三角，它是将数列{}n a 各项按照上小下大，左小右大的原则写成的，其中{}n a 是集合{}220,,s ts t s t Z +≤<∈且中所有的数从小到大排列的数列，即13a =，25a =，36a =，49a =，510a =，…，则下列结论正确的是（）A ．第四行的数是17，18，20，24B ．()11232-+=⋅n n n a C ．()11221n n a n +=+D ．10016640a =18．（2022·全国·高三专题练习）如图所示的数表中，第1行是从1开始的正奇数，从第2行开始每个数是它肩上两个数之和．则下列说法正确的是（）A ．第6行第1个数为192B ．第10行的数从左到右构成公差为102的等差数列C ．第10行前10个数的和为9952⨯D ．数表中第2021行第2021个数为202060612⨯19．（2022·河北·石家庄实验中学高三开学考试）大衍数列，来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.数列中的每一项，都代表太极衍生过程中，曾经经历过的两仪数量总和，是中国传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题.其前10项依次是0，2，4，8，12，18，24，32，40，50，…，则下列说法正确的是（）A ．此数列的第20项是200B ．此数列的第19项是182C ．此数列偶数项的通项公式为222n a n=D ．此数列的前n 项和为(1)n S n n =⋅-20．（2022·福建漳州·三模）已知数列{n a }的前n 项和为211n S n n =-，则下列说法正确的是（）．A ．{}n a 是递增数列B ．{}n a 是递减数列C ．122n a n=-D ．数列{}n S 的最大项为5S 和6S 21．（2022·湖南·长沙一中高三阶段练习）对于正整数n ，()n ϕ是小于或等于n 的正整数中与n 互质的数的数目．函数()n ϕ以其首名研究者欧拉命名，称为欧拉函数，例如()96ϕ=（1，2，4，5，7，8与9互质），则（）A ．若n 为质数，则()1n n ϕ=-B ．数列(){}n ϕ单调递增C ．数列()2n n ϕ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前5项和等于72D ．数列(){}3nϕ为等比数列三、填空题22．（2022·北京·人大附中模拟预测）能说明命题“若无穷数列{}n a 满足()111,2,3,n na n a +>= ，则{}n a 为递增数列”为假命题的数列{}n a 的通项公式可以为n a =__________．23．（2022·陕西·宝鸡中学模拟预测）写出一个符合下列要求的数列{}n a 的通项公式：①{}n a 是无穷数列；②{}n a 是单调递减数列；③20n a -<<.这个数列的通项可以是__________.24．（2022·海南·模拟预测）写出一个同时具有下列性质①②③的数列{}n a 的通项公式：n a =__________．①10n n a a +<；②数列{}n a 是单调递减数列；③数列{}2nn a 是一个等比数列．25．（2022·江西·临川一中模拟预测（文））已知23n a n n =+，若2nn a λ≤对于任意*n ∈N 恒成立，则实数λ的取值范围是_______．26．（2022·天津市新华中学高三期末）在数列{}n a 中，()71()8n n a n =+，则数列{}n a 中的最大项的n =________.27．（2022·山西·模拟预测（理））数列{}n a 中，已知11a =，20a >，()*21n n n a a a n ++=-∈N ，则2022a 的取值范围是___________.28．（2022·四川成都·三模（理））已知数列{}n a 满足13a =，122n n n a a a ++=，则2022a 的值为______．29．（2022·全国·模拟预测）在数列{}na 中，11a =，1,231,nn n n n a a a a a +⎧⎪=⎨⎪+⎩为偶数为奇数，则1232021a a a a ++++= ___．。

专题13 数列（解答题）1．【2022年全国甲卷】记S n为数列{a n}的前n项和．已知2S nn+n=2a n+1．(1)证明：{a n}是等差数列；(2)若a4,a7,a9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+n2=2na n+n，根据a n={S1,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a1，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 nn+n=2a n+1，即2S n+n2=2na n+n①，当n≥2时，2S n−1+(n−1)2=2(n−1)a n−1+(n−1)②，①−②得，2S n+n2−2S 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a4=a1+3，a7=a1+6，a9=a1+8，又a4，a7，a9成等比数列，所以a72=a4⋅a9，即(a1+6)2=(a1+3)⋅(a1+8)，解得a1=−12，所以a n=n−13，所以S n=−12n+n(n−1)2=12n2−252n=12(n−252)2−6258，所以，当n=12或n=13时(S n)min=−78．2．【2022年新高考1卷】记S n为数列{a n}的前n项和，已知a1=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×…×n n−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)1a n=2n (n+1)=2(1n −1n+1),∴1a 1+1a 2+⋯+1a n=2[(1−12)+(12−13)+⋯(1n −1n+1)]=2(1−1n+1)<23．【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a 2−b 2=a 3−b 3=b 4−a 4． (1)证明：a 1=b 1；(2)求集合{k |b k =a m +a 1,1≤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，{a 1+d −2b 1=a 1+2d −4b 1a 1+d −2b 1=8b 1−(a 1+3d ) ，即可解得，b 1=a 1=d2，所以原命题得证． (2)由（1）知，b 1=a 1=d2，所以b k =a m +a 1⇔b 1×2k−1=a 1+(m −1)d +a 1，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 +a 1,1≤m ≤500}中的元素个数为10−2+1=9．4．【2021年甲卷文科】记n S 为数列{}n a 的前n 项和，已知210,3n a a a >=，且数列{}n S 是等差数列，证明：{}n a 是等差数列. 【答案】证明见解析. 【解析】 【分析】21S S {}n S 的公差d ，进一步写出{}n S 的通项，从而求出{}n a 的通项公式，最终得证. 【详解】∵数列{}n S 是等差数列，设公差为d 212111a a a a S S +111(1)n S a n a a n =-，()n *∈N∴12n S a n =，()n *∈N∴当2n ≥时，()221111112n n n a S S a n a n a n a -=-=--=- 当1n =时，11121=a a a ⨯-，满足112n a a n a =-， ∴{}n a 的通项公式为112n a a n a =-，()n *∈N ∴()()111111221=2n n a a a n a a n a a --=----⎡⎤⎣⎦ ∴{}n a 是等差数列. 【点睛】在利用1n n n a S S -=-求通项公式时一定要讨论1n =的特殊情况.5．【2021年甲卷理科】已知数列{}n a 的各项均为正数，记n S 为{}n a 的前n 项和，从下面①②③中选取两个作为条件，证明另外一个成立．①数列{}n a 是等差数列：②数列{}n S 是等差数列；③213a a =． 注：若选择不同的组合分别解答，则按第一个解答计分． 【答案】证明过程见解析 【解析】 【分析】n S ,n n a S 的关系求出n a ，利用{}n a 是等差数列可证213a a =；也可分别设出公差，写出各自的通项公式后利用两者的关系，对照系数，得到等量关系，进行证明.n S 选②③作条件证明①时，n S an b =+，结合,n n a S 的关系求出n a ，根据213a a =可求b ，然后可证{}n a 是等差数列；也可利用前两项的差求出公差，然后求出通项公式，进而证明出结论. 【详解】选①②作条件证明③：[方法一]：待定系数法+n a 与n S 关系式 (0)n S an b a =+>，则()2n S an b =+， 当1n =时，()211a S a b ==+；当2n ≥时，()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+；因为{}n a 也是等差数列，所以()()222a b a a a b +=-+，解得0b =；所以()221n a a n =-，21a a =，故22133a a a ==.[方法二] ：待定系数法设等差数列{}n a 的公差为d ，等差数列{}n S 的公差为1d ， 11(1)n S a n d -，将1(1)2n n n S na d -=+11(1)n S a n d -， 化简得())222221111111222d d n a n d n a d d n a d ⎛⎫+-=+-+⎪⎝⎭对于n +∀∈N 恒成立．则有2121111112,2440,d d a d a d d a d ⎧=⎪⎪-=-⎨=，解得111,2d a d a =．所以213a a =．选①③作条件证明②：因为213a a =，{}n a 是等差数列， 所以公差2112d a a a =-=， 所以()21112n n n S na d n a -=+=1n S a n =， )11111n n S S a n a n a +=+ 所以{}n S 是等差数列. 选②③作条件证明①： [方法一]：定义法(0)n S an b a =+>，则()2n S an b =+， 当1n =时，()211a S a b ==+；当2n ≥时，()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+；因为213a a =，所以()()2323a a b a b +=+，解得0b =或43a b =-； 当0b =时，()221,21n a a a a n ==-，当2n ≥时，2-1-2n n a a a =满足等差数列的定义，此时{}n a 为等差数列； 当43a b =-4=3n S an b an a =+-103aS =-<不合题意，舍去. 综上可知{}n a 为等差数列. [方法二]【最优解】：求解通项公式因为213a a =11S a =21212S a a a +{}n S 也为等差数列，所以公差1211d S S a ()1111n S a n d n a -=21n S n a =，当2n ≥时，()()221111121n n n a S S n a n a n a -=-=--=-，当1n =时，满足上式，故{}n a 的通项公式为()121n a n a =-，所以()1123n a n a -=-，112n n a a a --=，符合题意.【整体点评】这类题型在解答题中较为罕见，求解的关键是牢牢抓住已知条件，结合相关公式，逐步推演，选①②时，法一：利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数，直接设出(0)n S an b a =+>，平方后得到n S 的关系式，利用11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩得到{}n a 的通项公式，进而得到213a a =，是选择①②证明③的通式通法；法二：分别设出{}n a 与{}n S 的公差，写出各自的通项公式后利用两者的关系，对照系数，得到等量关系11d a =12d a =，进而得到213a a =；选①③时，按照正常的思维求出公差，表示出n S n S 进行证明；选②③时，法一：利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数，直接设出(0)n S an b a =+>，结合,n n a S 的关系求出n a ，根据213a a =可求b ，然后可证{}n a 是等差数n S 1211d S S a ==nS 的通项公式，利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩，求出{}n a 的通项公式，进而证明出结论.6．【2021年乙卷文科】设{}n a 是首项为1的等比数列，数列{}n b 满足3nn na b =．已知1a ，23a ，39a 成等差数列．（1）求{}n a 和{}n b 的通项公式；（2）记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和．证明：2nn S T <． 【答案】（1）11()3n n a -=，3n nn b =；（2）证明见解析. 【解析】 【分析】（1）利用等差数列的性质及1a 得到29610q q -+=，解方程即可； （2）利用公式法、错位相减法分别求出,n n S T ，再作差比较即可. 【详解】（1）因为{}n a 是首项为1的等比数列且1a ，23a ，39a 成等差数列，所以21369a a a =+，所以211169a q a a q =+，即29610q q -+=，解得13q =，所以11()3n n a -=，所以33n n n na nb ==. （2）[方法一]：作差后利用错位相减法求和211213333n n n n nT --=++++，012111111223333-⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭n n S ， 230121123111112333323333n n n n S n T -⎛⎫⎛⎫-=++++-++++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭012111012222333---++++111233---+n n n n ．设0121111101212222Γ3333------=++++n n n ， ⑧ 则1231111012112222Γ33333-----=++++n nn ． ⑨由⑧-⑨得1121113312111113322Γ13233332313--⎛⎫--- ⎪⎛⎫⎝⎭=-++++-=-+- ⎪⎝⎭-n n n n n n n ．所以211312Γ432323----=--=-⨯⨯⨯n n n n n n ． 因此10232323--=-=-<⨯⨯n n n n n S n n nT ． 故2nn S T <． [方法二]【最优解】：公式法和错位相减求和法证明：由（1）可得11(1)313(1)12313n n n S ⨯-==--，211213333n n nn nT --=++++，① 231112133333n n n n nT +-=++++，② ①-②得23121111333333n n n n T +=++++- 1111(1)1133(1)1323313n n n n n n ++-=-=---，所以31(1)4323n n nnT =--⋅，所以2n n S T -=3131(1)(1)043234323n n n n n n ----=-<⋅⋅， 所以2nn S T <. [方法三]：构造裂项法由（Ⅰ）知13⎛⎫= ⎪⎝⎭n n b n ，令1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ，且1+=-n n n b c c ，即1111()[(1)]333αβαβ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭nnn n n n ，通过等式左右两边系数比对易得33,24αβ==，所以331243nn c n ⎛⎫⎛⎫=+⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭．则12113314423nn n n n T b b b c c +⎛⎫⎛⎫=+++=-=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，下同方法二．[方法四]：导函数法 设()231()1-=++++=-n nx x f x x x x x x，由于()()()()()()1221'111'11(1)'1(1)1n n n n nx x x x x x x x nx n x x x x +⎡⎤⎡⎤⎡⎤----⨯--+-+⎣⎦⎣⎦⎢⎥==---⎢⎥⎣⎦， 则12121(1)()123(1)+-+-+=++++='-n nn nx n x f x x x nxx ．又1111333-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n n n b n n ，所以2112311111233333n n n T b b b b n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++++=+⨯+⨯++⋅=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦12111(1)11133333113n nn n f +⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⋅=⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭' 13113311(1)4334423n nnn n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦，下同方法二． 【整体点评】本题主要考查数列的求和，涉及到等差数列的性质，错位相减法求数列的和，考查学生的数学运算能力，是一道中档题，其中证明不等式时采用作差法，或者作商法要根据式子得结构类型灵活选择，关键是要看如何消项化简的更为简洁.（2）的方法一直接作差后利用错位相减法求其部分和，进而证得结论；方法二根据数列的不同特点，分别利用公式法和错位相减法求得,n n S T ,然后证得结论,为最优解；方法三采用构造数列裂项求和的方法，关键是构造1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ，使1+=-n n n b c c ，求得n T 的表达式，这是错位相减法的一种替代方法，方法四利用导数方法求和，也是代替错位相减求和法的一种方法.7．【2021年乙卷理科】记n S 为数列{}n a 的前n 项和，n b 为数列{}n S 的前n 项积，已知212n nS b +=． （1）证明：数列{}n b 是等差数列; （2）求{}n a 的通项公式．【答案】（1）证明见解析；（2）()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩. 【解析】 【分析】 （1）由已知212n n S b +=得221n n n b S b =-,且0n b ≠，取1n =,得132b =,由题意得1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---,消积得到项的递推关系111221n n n n b bb b +++=-,进而证明数列{}n b 是等差数列;（2）由（1）可得n b 的表达式,由此得到n S 的表达式,然后利用和与项的关系求得()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.【详解】 （1）[方法一]：由已知212n n S b +=得221n n n b S b =-,且0n b ≠，12n b ≠, 取1n =,由11S b =得132b =, 由于n b 为数列{}n S 的前n 项积， 所以1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---, 所以1121121222212121n n n b b b b b b b +++⋅⋅⋅⋅=---， 所以111221n n n nb bb b +++=-,由于10n b +≠ 所以12121n n b b +=-，即112n n b b +-=,其中*n N ∈所以数列{}n b 是以132b =为首项，以12d =为公差等差数列; [方法二]【最优解】： 由已知条件知1231-⋅=⋅⋅⋅⋅n n n b S S S S S ①于是11231(2)--=⋅⋅⋅⋅≥n n b S S S S n ． ②由①②得1nn n b S b -=． ③又212n nS b +=， ④ 由③④得112n n b b --=． 令1n =，由11S b =，得132b =． 所以数列{}n b 是以32为首项，12为公差的等差数列． [方法三]： 由212n n S b +=，得22=-nn n S b S ，且0n S ≠，0n b ≠，1n S ≠． 又因为111--=⋅⋅=⋅n n n n n b S S S S b ，所以1122-==-n n n n b b S S ，所以()1111(2)2222212---=-==≥---n n n n n n n S S b b n S S S ．在212n n S b +=中，当1n =时，1132==b S ． 故数列{}n b 是以32为首项，12为公差的等差数列． [方法四]：数学归纳法 由已知212n n S b +=，得221n n n b S b =-，132b =，22b =，352=b ，猜想数列{}n b 是以32为首项，12为公差的等差数列，且112n b n =+． 下面用数学归纳法证明． 当1n =时显然成立．假设当n k =时成立，即121,21+=+=+k k k b k S k ．那么当1n k =+时，11112++⎛⎫==+ ⎪⎝⎭k k k b b S k 331(1)1222k k k k ++⋅==+++． 综上，猜想对任意的n ∈N 都成立．即数列{}n b 是以32为首项，12为公差的等差数列． （2）由（1）可得，数列{}n b 是以132b =为首项，以12d =为公差的等差数列， ()3111222n n b n ∴=+-⨯=+, 22211n n n b n S b n+==-+,当n =1时，1132a S ==, 当n ≥2时,()121111n n n n n a S S n n n n -++=-=-=-++,显然对于n =1不成立, ∴()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩. 【整体点评】 （1）方法一从212n n S b +=得221n n n b S b =-，然后利用n b 的定义，得到数列{}n b 的递推关系，进而替换相除消项得到相邻两项的关系，从而证得结论； 方法二先从n b 的定义，替换相除得到1nn n b S b -=，再结合212n n S b +=得到112n n b b --=，从而证得结论，为最优解； 方法三由212n n S b +=，得22=-n n n S b S ，由n b 的定义得1122-==-n n n n b b S S ，进而作差证得结论；方法四利用归纳猜想得到数列112n b n =+，然后利用数学归纳法证得结论． （2）由（1）的结论得到112n b n =+，求得n S 的表达式,然后利用和与项的关系求得{}n a 的通项公式；8．【2021年新高考1卷】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】（1）122,5,31n b b b n ===-；（2）300. 【解析】【分析】(1)方法一：由题意结合递推关系式确定数列{}n b 的特征，然后求和其通项公式即可； (2)方法二：分组求和，结合等差数列前n 项和公式即可求得数列的前20项和. 【详解】解：（1）[方法一]【最优解】：显然2n 为偶数，则21222212,1n n n n a a a a +++=+=+， 所以2223n n a a +=+，即13n n b b +=+，且121+12b a a ===， 所以{}n b 是以2为首项，3为公差的等差数列， 于是122,5,31n b b b n ===-． [方法二]：奇偶分类讨论由题意知1231,2,4a a a ===，所以122432,15b a b a a ====+=． 由11n n a a +-=（n 为奇数）及12n n a a +-=（n 为偶数）可知， 数列从第一项起，若n 为奇数，则其后一项减去该项的差为1， 若n 为偶数，则其后一项减去该项的差为2．所以*23()n n a a n N +-=∈，则()11331n b b n n =+-⨯=-．[方法三]：累加法由题意知数列{}n a 满足*113(1)1,()22nn n a a a n +-==++∈N ．所以11213(1)11222b a a -==++=+=，322433223(1)3(1)11212352222b a a a a a --==++=+=+++=++=+=，则222121222111()()()121221+n n n n n n b a a a a a a a a a ---==-+-+-+=+++++++12(1)131n n n =+-+=-⨯．所以122,5b b ==，数列{}n b 的通项公式31n b n =-． （2）[方法一]：奇偶分类讨论 20123201351924620++++++++()()S a a a a a a a a a a a a =+=+++1231012310(1111)b b b b b b b b =-+-+-++-+++++110()102103002b b +⨯=⨯-=． [方法二]：分组求和由题意知数列{}n a 满足12212121,1,2n n n n a a a a a -+==+=+， 所以2122123n n n a a a +-=+=+．所以数列{}n a 的奇数项是以1为首项，3为公差的等差数列；同理，由2221213n n n a a a ++=+=+知数列{}n a 的偶数项是以2为首项，3为公差的等差数列． 从而数列{}n a 的前20项和为： 201351924260()()S a a a a a a a a =+++++++++1091091013102330022⨯⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=． 【整体点评】(1)方法一：由题意讨论{}n b 的性质为最一般的思路和最优的解法；方法二：利用递推关系式分类讨论奇偶两种情况，然后利用递推关系式确定数列的性质； 方法三：写出数列{}n a 的通项公式，然后累加求数列{}n b 的通项公式，是一种更加灵活的思路.(2)方法一：由通项公式分奇偶的情况求解前n 项和是一种常规的方法；方法二：分组求和是常见的数列求和的一种方法，结合等差数列前n 项和公式和分组的方法进行求和是一种不错的选择.9．【2021年新高考2卷】记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和，若35244,a S a a S ==． （1）求数列{}n a 的通项公式n a ； （2）求使n n S a >成立的n 的最小值． 【答案】(1)26n a n =-；(2)7. 【解析】 【分析】(1)由题意首先求得3a 的值，然后结合题意求得数列的公差即可确定数列的通项公式；(2)首先求得前n 项和的表达式，然后求解二次不等式即可确定n 的最小值. 【详解】(1)由等差数列的性质可得：535S a =，则：3335,0a a a =∴=，设等差数列的公差为d ，从而有：()()22433a a a d a d d =-+=-，()()()41234333322S a a a a a d a d a a d d =+++=-+-++-=-， 从而：22d d -=-，由于公差不为零，故：2d =， 数列的通项公式为：()3326n a a n d n =+-=-.(2)由数列的通项公式可得：1264a =-=-，则：()()214252n n n S n n n -=⨯-+⨯=-，则不等式n n S a >即：2526n n n ->-，整理可得：()()160n n -->， 解得：1n <或6n >，又n 为正整数，故n 的最小值为7. 【点睛】等差数列基本量的求解是等差数列中的一类基本问题，解决这类问题的关键在于熟练掌握等差数列的有关公式并能灵活运用.10．【2020年新课标1卷理科】设{}n a 是公比不为1的等比数列，1a 为2a ，3a 的等差中项． （1）求{}n a 的公比；（2）若11a =，求数列{}n na 的前n 项和．【答案】（1）2-；（2）1(13)(2)9nn n S -+-=. 【解析】 【分析】（1）由已知结合等差中项关系，建立公比q 的方程，求解即可得出结论；（2）由（1）结合条件得出{}n a 的通项，根据{}n na 的通项公式特征，用错位相减法，即可求出结论. 【详解】（1）设{}n a 的公比为q ，1a 为23,a a 的等差中项，212312,0,20a a a a q q =+≠∴+-=，1,2q q ≠∴=-；（2）设{}n na 的前n 项和为n S ，111,(2)n n a a -==-，21112(2)3(2)(2)n n S n -=⨯+⨯-+⨯-++-，①23121(2)2(2)3(2)(1)(2)(2)n n n S n n --=⨯-+⨯-+⨯-+--+-，②①-②得，2131(2)(2)(2)(2)n n n S n -=+-+-++---1(2)1(13)(2)(2)1(2)3n n n n n ---+-=--=--， 1(13)(2)9nn n S -+-∴=. 【点睛】本题考查等比数列通项公式基本量的计算、等差中项的性质，以及错位相减法求和，考查计算求解能力，属于基础题.11．【2020年新课标3卷理科】设数列{an }满足a 1=3，134n n a a n +=-． （1）计算a 2，a 3，猜想{an }的通项公式并加以证明； （2）求数列{2nan }的前n 项和Sn ．【答案】（1）25a =，37a =，21n a n =+，证明见解析；（2）1(21)22n n S n +=-⋅+.【解析】 【分析】（1）方法一：（通性通法）利用递推公式得出23,a a ，猜想得出{}n a 的通项公式，利用数学归纳法证明即可；（2）方法一：（通性通法）根据通项公式的特征，由错位相减法求解即可． 【详解】 （1）［方法一］【最优解】：通性通法由题意可得2134945a a =-=-=，32381587a a =-=-=，由数列{}n a 的前三项可猜想数列{}n a 是以3为首项，2为公差的等差数列，即21n a n =+．证明如下：当1n =时，13a =成立；假设()n k k *=∈N 时，21k a k =+成立.那么1n k =+时，1343(21)4232(1)1k k a a k k k k k +=-=+-=+=++也成立. 则对任意的*n N ∈，都有21n a n =+成立； ［方法二］：构造法由题意可得2134945a a =-=-=，32381587a a =-=-=．由123,5a a ==得212a a -=．134n n a a n +=-，则134(1)(2)n n a a n n -=--≥，两式相减得()1134n n n n a a a a +--=--．令1n n n b a a +=-，且12b =，所以134n n b b -=-，两边同时减去2，得()1232n n b b --=-，且120b -=，所以20n b -=，即12n n a a +-=，又212a a -=，因此{}n a 是首项为3，公差为2的等差数列，所以21n a n =+． ［方法三］：累加法由题意可得2134945a a =-=-=，32381587a a =-=-=． 由134n n a a n +=-得1114333n n n n n a a n +++-=-，即2121214333a a -=-⨯，3232318333a a -=-⨯， (111)4(1)(2)333n n nn n a a n n ---=--⨯≥．以上各式等号两边相加得1123111412(1)33333n n n a a n ⎡⎤-=-⨯+⨯++-⨯⎢⎥⎣⎦，所以1(21)33n n n a n =+⋅．所以21(2)n a n n =+≥．当1n =时也符合上式．综上所述，21n a n =+．［方法四］：构造法21322345,387a a a a =-==-=，猜想21n a n =+．由于134n n a a n +=-，所以可设()1(1)3n n a n a n λμλμ++++=++，其中,λμ为常数．整理得1322n n a a n λμλ+=++-．故24,20λμλ=--=，解得2,1λμ=-=-．所以()112(1)13(21)3211n n n a n a n a +-+-=--=⋅⋅⋅=-⨯-．又130a -=，所以{}21n a n --是各项均为0的常数列，故210n a n --=，即21n a n =+．（2）由（1）可知，2(21)2n nn a n ⋅=+⋅［方法一］：错位相减法231325272(21)2(21)2n n n S n n -=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅，① 23412325272(21)2(21)2n n n S n n +=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅，②由①-②得：()23162222(21)2n n n S n +-=+⨯+++-+⋅()21121262(21)212n n n -+-=+⨯-+⋅⨯-1(12)22n n +=-⋅-，即1(21)22n n S n +=-⋅+.［方法二］【最优解】：裂项相消法112(21)2(21)2(23)2n n n n n n n a n n n b b ++=+=---=-，所以231232222n n nS a a a a =++++()()()()2132431n n b b b b b b b b +=-+-+-++-11n b b +=-1(21)22n n +=-+．［方法三］：构造法当2n ≥时，1(21)2n n n S S n -=++⋅，设11()2[(1)]2n n n n S pn q S p n q --++⋅=+-+⋅，即122nn n pn q p S S ----=+⋅，则2,21,2pq p -⎧=⎪⎪⎨--⎪=⎪⎩，解得4,2p q =-=．所以11(42)2[4(1)2]2n n n n S n S n --+-+⋅=+--+⋅，即{}(42)2n n S n +-+⋅为常数列，而1(42)22S +-+⋅=，所以(42)22n n S n +-+⋅=．故12(21)2n n S n +=+-⋅．［方法四］：因为12(21)2222422n n n n n nn a n n n -=+=⋅+=⋅+，令12n n b n -=⋅，则()()231()0,11n n x x f x x x x x x x-=++++=≠-，()121211(1)()1231(1)nn n n x x nx n x f x x x nx x x +-'⎡⎤-+-+=++++==⎢⎥--⎢⎥⎣⎦'， 所以12n b b b +++21122322n n -=+⋅+⋅++⋅1(2)12(1)2n nf n n +==+-+'⋅．故234(2)2222nn S f =++'+++()1212412(1)212n n nn n +-⎡⎤=+⋅-++⎣⎦-1(21)22n n +=-+．【整体点评】（1）方法一：通过递推式求出数列{}n a 的部分项从而归纳得出数列{}n a 的通项公式，再根据数学归纳法进行证明，是该类问题的通性通法，对于此题也是最优解； 方法二：根据递推式134n n a a n +=-，代换得134(1)(2)n n a a n n -=--≥，两式相减得()1134n n n n a a a a +--=--，设1n n n b a a +=-，从而简化递推式，再根据构造法即可求出n b ，从而得出数列{}n a 的通项公式； 方法三：由134n n a a n +=-化简得1114333n n n n n a a n+++-=-，根据累加法即可求出数列{}n a 的通项公式； 方法四：通过递推式求出数列{}n a 的部分项，归纳得出数列{}n a 的通项公式，再根据待定系数法将递推式变形成()1(1)3n n a n a n λμλμ++++=++，求出,λμ，从而可得构造数列为常数列，即得数列{}n a 的通项公式． （2）方法一：根据通项公式的特征可知，可利用错位相减法解出，该法也是此类题型的通性通法； 方法二：根据通项公式裂项，由裂项相消法求出，过程简单，是本题的最优解法；方法三：由2n ≥时，1(21)2nn n S S n -=++⋅，构造得到数列{}(42)2n n S n +-+⋅为常数列，从而求出；方法四：将通项公式分解成12(21)2222422n n n n n nn a n n n -=+=⋅+=⋅+，利用分组求和法分别求出数列{}{}12,2n n n -⋅的前n 项和即可，其中数列{}12n n -⋅的前n 项和借助于函数()()231()0,11n n x x f x x x x x x x-=++++=≠-的导数，通过赋值的方式求出，思路新颖独特，很好的简化了运算．12．【2020年新课标3卷文科】设等比数列{an }满足124a a +=，318a a -=． （1）求{an }的通项公式；（2）记n S 为数列{log 3an }的前n 项和．若13m m m S S S +++=，求m ． 【答案】（1）13-=n n a ；（2）6m =. 【解析】【分析】（1）设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意，列出方程组，求得首项和公比，进而求得通项公式；（2）由（1）求出3{log }n a 的通项公式，利用等差数列求和公式求得n S ，根据已知列出关于m 的等量关系式，求得结果. 【详解】（1）设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意，有1121148a a q a q a +=⎧⎨-=⎩，解得113a q =⎧⎨=⎩，所以13-=n n a ；（2）令313log log 31n n n b a n -===-， 所以(01)(1)22n n n n n S +--==， 根据13m m m S S S +++=，可得(1)(1)(2)(3)222m m m m m m -++++=， 整理得2560m m --=，因为0m >，所以6m =， 【点睛】本题考查等比数列通项公式基本量的计算，以及等差数列求和公式的应用，考查计算求解能力，属于基础题目.13．【2020年新高考1卷（山东卷）】已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8a a a +==． （1）求{}n a 的通项公式；（2）记m b 为{}n a 在区间*(0,]()m m ∈N 中的项的个数，求数列{}m b 的前100项和100S ． 【答案】（1）2n n a =；（2）100480S =. 【解析】 【分析】（1）利用基本元的思想，将已知条件转化为1,a q 的形式，求解出1,a q ，由此求得数列{}n a 的通项公式.（2）方法一：通过分析数列{}m b 的规律，由此求得数列{}m b 的前100项和100S .【详解】（1）由于数列{}n a 是公比大于1的等比数列，设首项为1a ，公比为q ，依题意有31121208a q a q a q ⎧+=⎨=⎩，解得解得12,2a q ==，或1132,2a q ==(舍)， 所以2n n a =，所以数列{}n a 的通项公式为2n n a =. （2）［方法一］：规律探索由于123456722,24,28,216,232,264,2128=======，所以 1b 对应的区间为(0,1]，则10b =；23,b b 对应的区间分别为(0,2],(0,3]，则231b b ==，即有2个1；4567,,,b b b b 对应的区间分别为(0,4],(0,5],(0,6],(0,7]，则45672b b b b ====，即有22个2； 8915,,,b b b 对应的区间分别为(0,8],(0,9],,(0,15]，则89153b b b ====，即有32个3；161731,,,b b b 对应的区间分别为(0,16],(0,17],,(0,31]，则1617314b b b ====，即有42个4； 323363,,,b b b 对应的区间分别为(0,32],(0,33],,(0,63]，则3233635b b b ====，即有52个5； 6465100,,,b b b 对应的区间分别为(0,64],(0,65],,(0,100]，则64651006b b b ====，即有37个6．所以23451001222324252637480S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．［方法二］【最优解】：由题意，2n m ≤，即2log n m ≤，当1m =时，10b =．当)12,21k k m +⎡∈-⎣时，,m b k k *=∈N ，则()()()()1001234573233636465100S b b b b b b b b b b b b =++++++++++++++0122438416532637480=+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．［方法三］：由题意知)1,2,2k k m b k m +⎡=∈⎣，因此，当1m =时，10b =；[2,4)m ∈时，1m b =；[4,8)m ∈时，2m b =；[8,16)m ∈时，3m b =；[16,32)m ∈时，4m b =；[32,64)m ∈时，5m b =；[64,128)m ∈时，6m b =．所以1001234100S b b b b b =+++++ 0(11)(222)(666)=++++++++++0122438416532637480=+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．所以数列{}n b 的前100项和100480S =． 【整体点评】（2）方法一：通过数列{}n a 的前几项以及数列{}m b 的规律可以得到12100,,,b b b 的值，从而求出数列{}m b 的前100项和，这是本题的通性通法；方法二：通过解指数不等式可得数列{}m b 的通项公式，从而求出数列{}m b 的前100项和，是本题的最优解；方法三，是方法一的简化版．14．【2020年新高考2卷（海南卷）】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112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-.【答案】（1）2nn a =；（2）2382(1)55n n +-- 【解析】 【分析】(1)由题意得到关于首项、公比的方程组，求解方程组得到首项、公比的值即可确定数列的通项公式；(2)首先求得数列(){}111n n n a a -+-的通项公式，然后结合等比数列前n 项和公式求解其前n 项和即可. 【详解】(1) 设等比数列{}n a 的公比为q (q >1)，则32411231208a a a q a q a a q ⎧+=+=⎨==⎩， 整理可得：22520q q -+=， 11,2,2q q a >==，数列的通项公式为：1222n nn a -=⋅=.(2)由于：()()()1121111122112n n n n n n n n a a --++-+=-⨯⨯=--，故：112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-35791212222(1)2n n -+=-+-+⋯+-⋅()()3223221282(1)5512nn n +⎡⎤--⎢⎥⎣⎦==----. 【点睛】等比数列基本量的求解是等比数列中的一类基本问题，解决这类问题的关键在于熟练掌握等比数列的有关公式并能灵活运用，等差数列与等比数列求和公式是数列求和的基础. 15．【2019年新课标1卷文科】记Sn 为等差数列{an }的前n 项和，已知S 9=－a 5． （1）若a 3=4，求{an }的通项公式；（2）若a 1>0，求使得Sn ≥an 的n 的取值范围． 【答案】（1）210n a n =-+； （2）110()n n *≤≤∈N . 【解析】 【分析】（1）首项设出等差数列的首项和公差，根据题的条件，建立关于1a 和d 的方程组，求得1a 和d 的值，利用等差数列的通项公式求得结果；（2）根据题意有50a =，根据10a >，可知0d <，根据n n S a >，得到关于n 的不等式，从而求得结果. 【详解】（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 【点睛】该题考查的是有关数列的问题，涉及到的知识点有等差数列的通项公式，等差数列的求和公式，在解题的过程中，需要认真分析题意，熟练掌握基础知识是正确解题的关键.16．【2019年新课标2卷理科】已知数列{an }和{bn }满足a 1=1，b 1=0，1434n n n a a b +-=+ ，1434n n n b b a +-=-.（1）证明：{an +bn }是等比数列，{an –bn }是等差数列； （2）求{an }和{bn }的通项公式. 【答案】（1）见解析；（2）1122nn a n，1122nnb n．【解析】 【分析】(1)可通过题意中的1434n n n a a b +-=+以及1434n n n b b a +-=-对两式进行相加和相减即可推导出数列{}n n a b +是等比数列以及数列{}n n a b -是等差数列；(2)可通过(1)中的结果推导出数列{}n n a b +以及数列{}n n a b -的通项公式，然后利用数列{}n n a b +以及数列{}n n a b -的通项公式即可得出结果．【详解】(1)由题意可知1434n n n a a b +-=+，1434n n n b b a +-=-，111a b ，111a b -=， 所以1144323442n n n n n n n n a b a b b a a b ，即1112n n n n a b a b ，n n 22n n 因为11443434448n n n n n n n n a b a b b a a b ，所以112n n n n a b a b ，数列{}n n a b -是首项1、公差为2的等差数列，21n na b n ．(2)由(1)可知，112n n n a b ，21n na b n ，所以111222nnn n n na ab a b n，111222nn n n n nb a b a b n．【点睛】本题考查了数列的相关性质，主要考查了等差数列以及等比数列的相关证明，证明数列是等差数列或者等比数列一定要结合等差数列或者等比数列的定义，考查推理能力，考查化归与转化思想，是中档题．17．【2019年新课标2卷文科】已知{}n a 是各项均为正数的等比数列，1322,216a a a ==+. （1）求{}n a 的通项公式；（2）设2log n n b a =，求数列{}n b 的前n 项和.【答案】（1）212n n a -=；（2）2n S n =.【解析】 【分析】(1)本题首先可以根据数列{}n a 是等比数列将3a 转化为21a q ，2a 转化为1a q ，再然后将其带入32216a a 中，并根据数列{}n a 是各项均为正数以及12a =即可通过运算得出结果；(2)本题可以通过数列{}n a 的通项公式以及对数的相关性质计算出数列{}n b 的通项公式，再通过数列{}n b 的通项公式得知数列{}n b 是等差数列，最后通过等差数列求和公式即可得出结果． 【详解】(1)因为数列{}n a 是各项均为正数的等比数列，32216a a ，12a =， 所以令数列{}n a 的公比为q ，2231=2a a q q ，212a a qq ，所以22416q q =+，解得2q =-(舍去)或4，n n (2)因为2log n n b a =，所以21n b n =-，+121n b n ，12n nb b ， 所以数列{}n b 是首项为1、公差为2的等差数列，21212n n S nn ．【点睛】本题考查数列的相关性质，主要考查等差数列以及等比数列的通项公式的求法，考查等差数列求和公式的使用，考查化归与转化思想，考查计算能力，是简单题．18．【2018年新课标1卷文科】已知数列{}n a 满足11a =，()121n n na n a +=+，设nn a b n=． （1）求123b b b ，，；（2）判断数列{}n b 是否为等比数列，并说明理由； （3）求{}n a 的通项公式．【答案】（1）11b =，22b =，34b =；（2）{}n b 是首项为1，公比为2的等比数列．理由见解析；（3）12n n a n -=⋅.【解析】 【分析】（1）根据题中条件所给的数列{}n a 的递推公式()121n n na n a +=+，将其化为()121n n n a a n++=，分别令1n =和2n =，代入上式求得24a =和312a =，再利用nn a b n=，从而求得11b =，22b =，34b =；（2）利用条件可以得到121n na a n n+=+，从而 可以得出12n n b b +=，这样就可以得到数列{}n b 是首项为1，公比为2的等比数列； （3）借助等比数列的通项公式求得12n na n-=，从而求得12n n a n -=⋅. 【详解】（1）由条件可得()121n n n a a n++=．将1n =代入得，214a a =，而11a =，所以，24a =． 将2n =代入得，323a a =，所以，312a =．从而11b =，22b =，34b =；（2）{}n b 是首项为1，公比为2的等比数列． 由条件可得121n na a n n+=+，即12n n b b +=，又11b =， 所以{}n b 是首项为1，公比为2的等比数列； （3）由（2）可得11122n n nn a b n--==⨯=，所以12n n a n -=⋅． 【点睛】该题考查的是有关数列的问题，涉及到的知识点有根据数列的递推公式确定数列的项，根据不同数列的项之间的关系，确定新数列的项，利用递推关系整理得到相邻两项之间的关系确定数列是等比数列，根据等比数列通项公式求得数列{}n b 的通项公式，借助于{}n b 的通项公式求得数列{}n a 的通项公式，从而求得最后的结果.19．【2018年新课标2卷理科】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和，已知17a =-，315S =-． （1）求{}n a 的通项公式； （2）求n S ，并求n S 的最小值．【答案】（1）an =2n –9，（2）Sn =n 2–8n ，最小值为–16． 【解析】 【详解】分析：（1）根据等差数列前n 项和公式，求出公差，再代入等差数列通项公式得结果，（2）根据等差数列前n 项和公式得n S 的二次函数关系式，根据二次函数对称轴以及自变量为正整数求函数最值.详解：（1）设{an }的公差为d ，由题意得3a 1+3d =–15． 由a 1=–7得d =2．所以{an }的通项公式为an =2n –9． （2）由（1）得Sn =n 2–8n =（n –4）2–16． 所以当n =4时，Sn 取得最小值，最小值为–16．点睛：数列是特殊的函数，研究数列最值问题，可利用函数性质，但要注意其定义域为正整数集这一限制条件.20．【2018年新课标3卷理科】等比数列{}n a 中，15314a a a ==，． （1）求{}n a 的通项公式；（2）记n S 为{}n a 的前n 项和．若63m S =，求m ． 【答案】（1）()12n n a -=-或12n n a -= .（2）6m =. 【解析】 【详解】分析：（1）列出方程，解出q 可得；（2）求出前n 项和，解方程可得m ．详解：（1）设{}n a 的公比为q ，由题设得1n n a q -=．由已知得424q q =，解得0q =（舍去），2q =-或2q =． 故()12n n a -=-或12n n a -=．（2）若()12n n a -=-，则()123nn S --=．由63m S =得()2188m-=-，此方程没有正整数解．若12n n a -=，则21nn S =-．由63m S =得264m =，解得6m =．综上，6m =．点睛：本题主要考查等比数列的通项公式和前n 项和公式，属于基础题．。