2016届高考数学一轮复习5.6数列综合性问题课时作业理湘教版
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2016届高考数学一轮复习 5.6数列综合性问题课时作业 理 湘教版(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题1.已知数列{a n }是首项为a 1=4的等比数列,且4a 1,a 5,-2a 3成等差数列,则其公比q 等于 ( )A.1B.-1C.1或-1【解析】 依题意有2a 5=4a 1-2a 3,即2a 1q 4=4a 1-2a 1q 2, 整理得q 4+q 2-2=0,解得q 2=1(q 2=-2舍去), 所以q=1或-1,选C. 【答案】 C2.在数列{a n }中,对任意n ∈N *,都有nn n n a a a a --+++112=k (k 为常数),则称{a n }为“等差比数列”.下面对“等差比数列”的判断: ①k 不可能为0;②等差数列一定是等差比数列; ③等比数列一定是等差比数列;④通项公式为a n =a·b n+c (a ≠0,b ≠0,1)的数列一定是等差比数列. 其中正确的判断为()A .①② B.②③ C .③④ D.①④【解析】若k =0时,则a n +2-a n +1=0,因为a n +2-a n +1可能为分母,故无意义,故k 不可能为0,①正确;若等差、等比数列为常数列,则②③错误.由定义知④正确. 【答案】D3.已知正项数列{a n }的前n 项的乘积等于T n =2614n n-⎛⎫⎪⎝⎭(n ∈N *),b n =log 2a n ,则数列{b n }的前n 项和S n 中的最大值是 ( ) A.S 6 B.S 5 C.S 4D.S 3【解析】S n =b 1+b 2+…+b n =log 2(a 1a 2…a n )=log 2T n =12n-2n 2=-2(n-3)2+18, ∴n=3时,S n 的值最大.故选D. 【答案】 D4.(2014·成都模拟)已知数列{a n }满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n∈N*,且a 5=2π.若函数f(x)=sin 2x +2cos 22x,记y n =f(a n ),则数列{yn}的前9项和为( ) A.0 B.-9 C.9 D.1【解析】由数列{an}满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n ∈N*可知该数列是等差数列,根据题意可知只要该数列中a 5=2π,数列{y n }的前9项和就能计算得到一个定值,又因为f(x)=sin 2x +1+cos x ,则可令数列{an}的公差为0,则数列{yn}的前9项和为S9=(sin 2a 1+sin 2a 2+…+sin 2a 9)+(cos a 1+cos a 2+…+cos a 9)+9=9sin 2a 5+9cos a 5+9=9sin (2×2π)+9cos2π+9=9. 【答案】C5.(2013·武汉模拟)已知定义在R 上的函数f (x )、g (x )满足)()(x g x f =a x,且f′(x )g(x )<f (x )g′(x ),)1()1(g f +25)1()1(=--g f ,若有穷数列)()(n g n f (n ∈N *)的前n 项和等于3231,则n =()A .5B .6C .7D .8【解析】令h(x)=)()(x g x f =a x,∵[]2)()()()()()(x g x g x f x g x f x h '-'='<0,∴h(x)在R上为减函数,∴0<a <1.由题知,a 1+a-1=25,解得a =21或a =2(舍去),∴nn g n f ⎪⎭⎫ ⎝⎛=21)()(.∴有穷数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧)()(n g n f 的前n 项和S n =211211212-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1-(21)n =3231,∴n =5.【答案】A6.在如图所示的程序框图中,当输出T 的值最大时,n 的值等于( )A.6B.7C.6或7D.8【解析】该程序框图的实质是输出以a 1=64为首项,21为公比的等比数列{a n }的前n 项的乘积T n =a 1a 2…a n (n =1,2,…,15),由于a 7=1,所以在T n (n =1,2,…,15)中,T 6=T 7且最大.选C. 【答案】C二、填空题7.(2013·南昌模拟)下面给出一个“直角三角形数阵”4121,4143,83,163…满足每一列成等差数列,从第三行起,每一行的数成等比数列,且每一行的公比相等,记第i 行第j 列的数为a ij (i ≥j ,i ,j ∈N *),则a 83等于.【解析】设第一列为数列{a n1},则a n1=41+(n -1)×41=4n.设第n 行第m 列为a nm =4n ×(21)m -1,∴a 83=84×(21)3-1=12. 【答案】128.设S n 为数列{a n }的前n 项和,若nnS S 2(n∈N*)是非零常数,则称该数列为“和等比数列”,若数列{c n }是首项为2,公差为d(d≠0)的等差数列,且数列c n 是“和等比数列”,则d = .【解析】由题意可知,数列{c n }的前n 项和为S n =()21n c c n +,前2n 项和为S 2n =()2221n c c n +,所以n n S S 2=()()222121nn c c n c c n ++=2+d nd nd -+42=2+ndd -+412,所以当d =4时,nnS S 2为非零常数. 【答案】49.正整数按下列方法分组:{1},{2,3,4},{5,6,7,8,9},{10,11,12,13,14,15,16},…,记第n 组中各数之和为An ;由自然数的立方构成下列数组:{03,13},{13,23},{23,33},{33,43},…,记第n 组中后一个数与前一个数的差为B n ,则A n +B n = .【解析】由题意知,前n 组共有1+3+5+…+(2n -1)=n 2个数,所以第n -1组的最后一个数为(n -1)2,第n 组的第一个数为(n -1)2+1,第n 组共有2n -1个数,所以根据等差数列的前n 项和公式可得A n=()[]()[]21211122-+-++-n n n (2n -1)=[(n -1)2+n ](2n -1),而B n =n 3-(n -1)3,所以A n +B n =2n 3. 【答案】2n 310.数列{n a }满足条件:11a =,且对n ≥2时,2111n n n a n a n a +⎧⎪⎪=⎨⎪⎪⎩-(为偶数)(为奇数),已知32n a =,则正整数n = .【解析】 依题意0n a >,且当n 为偶数时,1n a >,而当n 为大于1的奇数时,111n n a a =<-,∵312n a =>,∴所求n 必为偶数,∴2312n n a a ==+,∴2112n a =<,∴2n 必为奇数,∴212112n na a ==-,∴1221n a =>-,∴12n -为偶数,∴122n a =- 241n a =+-,∴241n a =-,由以上可知214n a a =-当且仅当214n =-时成立,∴n=6. 【答案】 6三、解答题11.(2014·惠州调研)已知数列{a n }中,a 1=2,a n -an -1-2n =0(n≥2,n∈N*). (1)写出a 2,a 3的值(只写结果),并求出数列{a n }的通项公式;(2)设b n =n n n n a a a a 23211111+++++++ ,若对任意的正整数n ,当m∈[-1,1]时,不等式t 2-2mt +61>b n 恒成立,求实数t 的取值范围. 【解析】(1)∵a 1=2,a n -a n -1-2n =0(n ≥2,n ∈N*), ∴a 2=6,a 3=12.当n ≥3时,a n -a n -1=2n ,a n -1-a n -2=2(n -1), 又a 3-a 2=2×3,a 2-a 1=2×2, ∴a n -a 1=2[n +(n -1)+…+3+2], ∴a n =2[n +(n -1)+…+3+2+1]=2×()21+n n =n(n +1). 当n =1时,a 1=2;当n =2时,a 2=6,也满足上式, ∴数列{a n }的通项公式为a n =n(n +1).(2)b n =nn n n a a a a 23211111+++++++ =()()()()()1221321211+++++++n n n n n n=1212131212111+-+++-+++-+n n n n n n =.3121132121112+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++=+-+n n n n n n n令f(x)=2x +x 1(x ≥1),则f ′(x)=2-21x, 当x ≥1时,f ′(x)>0恒成立, ∴函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,故当x =1时,f(x)min =f(1)=3,即当n =1时,(b n )max =61. 要使对任意的正整数n ,当m ∈[-1,1]时,不等式t 2-2mt +61>b n 恒成立,则需t 2-2mt +61>(b n )max =61, 即t 2-2mt>0m ∈[-1,1]恒成立,∴t 2-2t>0,t 2+2t>0,解得t>2或t<-2,∴实数t 的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).12.(2013·苏北四市调研二)设S n 为数列{a n }的前n 项和,若nnS S 2(n ∈N*)是非零常数,则称该数列为“和等比数列”.(1)若数列{2b n }是首项为2,公比为4的等比数列,试判断数列{b n }是否为“和等比数列”; (2)若数列{c n }是首项为c 1,公差为d (d ≠0)的等差数列,且数列{c n }是“和等比数列”,试探究d 与c 1之间的关系.【解析】(1)因为数列{2b n }是首项为2,公比为4的等比数列,所以2b n =2·4n -1=22n -1,因此,b n =2n -1,设数列{b n }前n 项和为T n ,则T n =n 2,T 2n =4n 2,所以nn T T 2=4.因此数列{b n }是“和等比数列”.(2)设数列{c n }的前n 项和为R n ,且nn R R 2=k(k ≠0),则由{c n }是等差数列,得R n =nc 1+2n(n-1)d ,R 2n =2nc 1+22n(2n-1)d ,所以nn R R 2=d2n(n-1)+nc d 22n(2n-1)+2nc 11=k.对于n ∈N *都成立,化简得(k -4)d n +(k -2)(2c 1-d)=0,则有⎩⎨⎧-d)=0(k-2)(2c (k-4)d=0,1.因为d ≠0,所以k =4,d =2c 1. 因此,d 与c 1之间的等量关系为d =2c 1.13.已知数列{x n }满足:x 1=1,x n +1=41n n x x ++ (n∈N*). (1)是否存在m ∈N *,使x m =2?证明你的结论; (2)试比较x n 与2的大小;(3)设a n =|x n -2|,数列{a n }的前n 项和为S n ,求证:S n ≤2-21-n.【解析】 (1)假设存在m ∈N *,使得x m =2,则x m =1141m m x x --++ =2,解得x m-1=2,依次类推得x 1=2矛盾,故这样的m 不存在;(2)当n ≥2时,x n+1-2=41n n x x ++ -2=(2)1n n x x --+, 又x n+1=1+31n x +,由x 1=1及数学归纳法可推得x n >1,故x n+1>2,从而x n+1-2与x n-2正负相异,由于x1=1<2,∴可得x2k>2,x2k-1<2(k∈N*);(3)由上知x n+1≥2,∴|x n+1-2|=|2|1nnxx-+≤12|x n-2|,∴a n≤12a n-1≤…≤212n-⎛⎫⎪⎝⎭a2≤112n-⎛⎫⎪⎝⎭a1=112n-⎛⎫⎪⎝⎭,∴S n≤1+12+212⎛⎫⎪⎝⎭+…+112n-⎛⎫⎪⎝⎭=11212n⎛⎫- ⎪⎝⎭-=2-21-n.。