高考数学一轮复习专题讲座3数列在高考中的常见题型与求解201711254156
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高考必考题突破讲座(三)数列、不等式及推理与证明1.数列的通项与求和数列的通项与求和是高考必考的热点题型,求通项属于基本问题,常涉及与等差、等比的定义、性质、基本量运算.求和问题关键在于分析通项的结构特征,选择合适的求和方法,常考求和方法有:错位相减法、裂项相消法、分组求和法等.2.数列与函数的综合问题数列是特殊的函数,以函数为背景的数列的综合问题体现了在知识交汇点上命题的特点,该类综合题的知识综合性强,能很好地考查逻辑推理能力和运算求解能力,因而一直是高考命题者的首选.3.数列与不等式的综合问题数列与不等式知识相结合的考查主要有三种:一是判断数列问题中的一些不等关系;二是以数列为载体,考查不等式的恒成立问题;三是考查与数列问题有关的不等式的证明.在解决这些问题时,如果是证明题要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法等.如果是解不等式问题,要使用不等式的各种不同解法,如数轴法、因式分解法等.【例1】 (2017·天津卷)已知{a n }为等差数列,前n 项和为S n (n ∈N *),{b n }是首项为2的等比数列,且公比大于0,b 2+b 3=12,b 3=a 4-2a 1,S 11=11b 4.(1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)求数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和(n ∈N *).解析 (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,q >0.由b 2+b 3=12,得b 1(q +q 2)=12,而b 1=2,所以q 2+q -6=0,解得q =2,所以b n =2n. 由b 3=a 4-2a 1,可得3d -a 1=8,① 由S 11=11b 4,可得a 1+5d =16,②联立①②,解得a 1=1,d =3,所以a n =3n -2, 故数列{a n }的通项公式为a n =3n -2, {b n }的通项公式为b n =2n.(2)设数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为T n , 由(1)知a 2n =6n -2,b 2n -1=2×4n -1,所以a 2n b 2n -1=(3n -1)×4n,故T n =2×4+5×42+8×43+…+(3n -1)×4n, 4T n =2×42+5×43+…+(3n -4)×4n +(3n -1)×4n +1,两式相减,得-3T n =2×4+3×42+3×43+…+3×4n -(3n -1)×4n +1=12×(1-4n)1-4-4-(3n -1)×4n +1=-(3n -2)×4n +1-8,所以T n =3n -23×4n +1+83.所以,数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为3n -23×4n +1+83.【例2】 已知首项为32的等比数列{a n }不是递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N *),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =S n -1S n(n ∈N *),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值.解析 (1)设等比数列{a n }的公比为q , 因为S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列, 所以S 5+a 5-S 3-a 3=S 4+a 4-S 5-a 5,即4a 5=a 3,于是q 2=a 5a 3=14.又{a n }不是递减数列,且a 1=32,所以q =-12.故a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=(-1)n -1·32n .(2)由(1)得S n=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n=⎩⎪⎨⎪⎧1+12n,n 为奇数,1-12n,n 为偶数.当n 为奇数时,S n 随n 的增大而减小,所以1<S n ≤S 1=32,故0<S n -1S n ≤S 1-1S 1=32-23=56;当n 为偶数时,S n 随n 的增大而增大,所以34=S 2≤S n <1,故0>S n -1S n ≥S 2-1S 2=34-43=-712.综上,对于n ∈N *,总有-712≤S n -1S n ≤56.所以数列{T n }最大项的值为56,最小项的值为-712.【例3】 (2016·四川卷)已知数列{a n }的首项为1,S n 为数列{a n }的前n 项和,S n +1=qS n+1,其中q >0,n ∈N *.(1)若2a 2,a 3,a 2+2成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(2)设双曲线x 2-y 2a 2n =1的离心率为e n ,且e 2=53,证明:e 1+e 2+…+e n >4n -3n3n -1.解析 (1)由已知,S n +1=qS n +1,S n +2=qS n +1+1, 两式相减得到a n +2=qa n +1,n ≥1.又由S 2=qS 1+1得到a 2=qa 1,故a n +1=qa n 对所有n ≥1都成立.所以,数列{a n }是首项为1,公比为q 的等比数列,从而a n =qn -1.由2a 2,a 3,a 2+2成等差数列,可得2a 3=3a 2+2, 即2q 2=3q +2,则(2q +1)(q -2)=0, 由已知,q >0,故q =2.所以a n =2n -1(n ∈N *).(2)由(1)可知,a n =qn -1.所以双曲线x 2-y 2a 2n=1的离心率e n =1+a 2n =1+q 2(n -1).由e 2=1+q 2=53,q >0,解得q =43.因为1+q2(k -1)>q2(k -1),所以1+q 2(k -1)>qk -1(k ∈N *).故e 1+e 2+…+e n >1+q +…+q n -1=q n -1q -1=4n -3n3n -1.1.(2018·河北石家庄二模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-4,S m =0,S m +2=14(m ≥2,且m ∈N *).(1)求m 的值;(2)若数列{b n }满足a n2=log 2b n (n ∈N *),求数列{(a n +6)·b n }的前n 项和.解析 (1)因为S m -1=-4,S m =0,S m +2=14, 所以a m =S m -S m -1=4,a m +1+a m +2=S m +2-S m =14, 设数列{a n }的公差为d ,则2a m +3d =14,所以d =2. 因为S m =a 1+a m2×m =0,所以a 1=-a m =-4,所以a m =-4+2(m -1)=4,解得m =5. (2)由(1)知a n =-4+2(n -1)=2n -6, 所以n -3=log 2b n ,即b n =2n -3,所以(a n +6)·b n =2n ·2n -3=n ·2n -2.设数列{(a n +6)·b n }的前n 项和为T n , 则T n =1×12+2×1+3×2+…+n ·2n -2,①所以2T n =1×1+2×2+3×22+…+n ·2n -1,②①-②,得-T n =12+1+2+…+2n -2-n ·2n -1=12(1-2n )1-2-n ·2n -1=(1-n )·2n -1-12.所以T n =(n -1)·2n -1+12. 2.在等差数列{a n }中,a 2=6,a 3+a 6=27. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列{a n }的前n 项和为S n ,且T n =S n3·2n -1,若对于一切正整数n ,总有T n ≤m 成立,求实数m 的取值范围.解析 (1)设公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =6,2a 1+7d =27,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =3,∴a n =3n .(2)∵S n =3(1+2+3+…+n )=32n (n +1),∴T n =n (n +1)2n ,T n +1=(n +1)(n +2)2n +1, ∴T n +1-T n =(n +1)(n +2)2n +1-n (n +1)2n =(n +1)(2-n )2n +1,∴当n ≥3时,T n >T n +1,且T 1=1<T 2=T 3=32,∴T n 的最大值是32,故实数m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. 3.(2018·山东济南模拟)已知数列{a n }是公差不为零的等差数列,其前n 项和为S n ,满足S 5-2a 2=25,且a 1,a 4,a 13恰为等比数列{b n }的前三项.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)设T n 是数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和,是否存在k ∈N *,使得等式1-2T k =1b k成立?若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d (d ≠0), ∴⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎪⎫5a 1+5×42d -2(a 1+d )=25,(a 1+3d )2=a 1(a 1+12d ),解得a 1=3,d =2,∴a n =2n +1.∵b 1=a 1=3,b 2=a 4=9,∴等比数列{b n }的公比q =3, ∴b n =3n.(2)不存在.理由如下: ∵1a n a n +1=1(2n +1)(2n +3)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3,∴T n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫13-12n +3, ∴1-2T k =23+12k +3(k ∈N *),易知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫12k +3为单调递减数列,∴23<1-2T k ≤1315,又1b k =13k ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,13, ∴不存在k ∈N *,使得等式1-2T k =1b k成立.高考必考题突破讲座(三) 数列、不等式及推理与证明[解密考纲]数列、不等式是高中数学的主干知识,涉及函数思想的渗透和逻辑推理及数学运算.高考中常以数列的计算、推理和不等式的放缩变形为载体,考查学生的逻辑推理和运算能力.1.(2018·湖南长沙统考)已知数列{a n }为等差数列,其中a 2+a 3=8,a 5=3a 2.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)记b n =2a n a n +1,设b n 的前n 项和为S n .求最小的正整数n ,使得S n >2 0162 017. 解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+3d =8,a 1+4d =3a 1+3d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,故{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *. (2)因为b n =2a n a n +1=12n -1-12n +1, 所以S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫11-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=1-12n +1,令1-12n +1>2 0162 017,解得n >1 008,故取n =1 009. 2.(2018·江西南昌模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n .解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 由S 3+S 4=S 5,得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, 所以3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. (2)由(1)可得b n =(-1)n -1·(2n -1).∴T 2n =1-3+5-7+…+(2n -3)-(2n -1) =(-2)×n =-2n .3.(2018·东北三省四校模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d ≠0,且S 3+S 5=50,a 1,a 4,a 13成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 是首项为1,公比为3的等比数列,求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3×22d +5a 1+4×52d =50,(a 1+3d )2=a 1(a 1+12d ),解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2,∴a n =2n +1.(2)∵b n a n=3n -1,∴b n =a n ·3n -1=(2n +1)·3n -1,∴T n =3+5×3+7×32+…+(2n +1)×3n -1,3T n =3×3+5×32+…+2×3n -1+(2n +1)×3n,两式相减,得-2T n =3+2×3+2×32+…+2×3n -1-(2n +1)×3n=3+2×3(1-3n -1)1-3-(2n +1)×3n =-2n ×3n ,∴T n =n ·3n.4.已知二次函数y =f (x )的图象经过坐标原点,其导函数为f ′(x )=6x -2,数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =3a n a n +1,试求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)设二次函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b .由于f ′(x )=6x -2,得a =3,b =-2,所以f (x )=3x 2-2x . 又因为点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上, 所以S n =3n 2-2n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n -[3(n -1)2-2(n -1)]=6n -5; 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1=6×1-5,也适合上式, 所以a n =6n -5(n ∈N *). (2)由(1)得b n =3a n a n +1=3(6n -5)[6(n +1)-5] =12·⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1,故T n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-17+⎝ ⎛⎭⎪⎫17-113+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1 =12⎝⎛⎭⎪⎫1-16n +1=3n 6n +1. 5.已知数列{a n }满足a 1=3,a n +1+1-a n +1=1,n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2n 2+n a n,数列{b n }的前n 项和为S n ,求使S n <-4的最小自然数n .解析 (1)由a n +1+1-a n +1=1,n ∈N *,知数列{a n +1}是以2为首项,1为公差的等差数列, 所以a n +1=2+n -1=n +1,所以a n =n 2+2n , 故数列{a n }的通项公式为a n =n 2+2n .(2)b n =log 2n 2+n n 2+2n =log 2n +1n +2=log 2(n +1)-log 2(n +2),则S n =b 1+b 2+…+b n =log 22-log 23+log 23-log 24+…+log 2(n +1)-log 2(n +2)=1-log 2(n +2),由S n <-4,得1-log 2(n +2)<-4,解得n >30, 故满足S n <-4的最小自然数n 为31.6.设a 1,a 2,a 3,a 4是各项均为正数且公差为d (d ≠0)的等差数列. (1)求证:2a 1,2a 2,2a 3,2a 4依次成等比数列;(2)是否存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次成等比数列?并说明理由.解析 (1)因为2a n +12a n=2a n +1-a n =2d(n =1,2,3)是同一个常数,所以2a 1,2a 2,2a 3,2a 4依次构成等比数列.(2)假设存在a 1,d 满足条件.令a 1+d =a ,则a 1,a 2,a 3,a 4分别为a -d ,a ,a +d ,a +2d (a >d ,a >-2d ,d ≠0).假设存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列, 则a 4=(a -d )(a +d )3,且(a +d )6=a 2(a +2d )4, 令t =da,则1=(1-t )(1+t )3, 且(1+t )6=(1+2t )4⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<t <1,t ≠0, 化简得t 3+2t 2-2=0(*),且t 2=t +1. 将t 2=t +1代入(*)式,t (t +1)+2(t +1)-2=t 2+3t =t +1+3t =4t +1=0,则t =-14.显然t =-14不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列.。
高考必考题突破讲座(三)数列、不等式及推理与证明[解密考纲]数列、不等式是高中数学的主干知识,涉及函数思想的渗透和逻辑推理及数学运算.高考中常以数列的计算、推理和不等式的放缩变形为载体,考查学生的逻辑推理和运算能力.1.(2018·湖南长沙统考)已知数列{a n }为等差数列,其中a 2+a 3=8,a 5=3a 2. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)记b n =2a n a n +1,设b n 的前n 项和为S n .求最小的正整数n ,使得S n >2 0162 017. 解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+3d =8,a 1+4d =3a 1+3d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,故{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *. (2)因为b n =2a n a n +1=12n -1-12n +1, 所以S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫11-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1 =1-12n +1,令1-12n +1>2 0162 017,解得n >1 008,故取n =1 009. 2.(2018·江西南昌模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n .解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 由S 3+S 4=S 5,得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, 所以3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. (2)由(1)可得b n =(-1)n -1·(2n -1).∴T 2n =1-3+5-7+…+(2n -3)-(2n -1) =(-2)×n =-2n .3.(2018·东北三省四校模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d ≠0,且S 3+S 5=50,a 1,a 4,a 13成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 是首项为1,公比为3的等比数列,求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3×22d +5a 1+4×52d =50,a 1+3d 2=a 1a 1+12d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2,∴a n =2n +1.(2)∵b n a n=3n -1,∴b n =a n ·3n -1=(2n +1)·3n -1,∴T n =3+5×3+7×32+…+(2n +1)×3n -1,3T n =3×3+5×32+…+2×3n -1+(2n +1)×3n,两式相减,得-2T n =3+2×3+2×32+…+2×3n -1-(2n +1)×3n=3+2×31-3n -11-3-(2n +1)×3n=-2n ×3n,∴T n =n ·3n.4.已知二次函数y =f (x )的图象经过坐标原点,其导函数为f ′(x )=6x -2,数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =3a n a n +1,试求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)设二次函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b .由于f ′(x )=6x -2,得a =3,b =-2,所以f (x )=3x 2-2x . 又因为点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上, 所以S n =3n 2-2n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n -[3(n -1)2-2(n -1)]=6n -5; 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1=6×1-5,也适合上式, 所以a n =6n -5(n ∈N *). (2)由(1)得b n =3a n a n +1=3n -n +-5]=12·⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1,故T n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-17+⎝ ⎛⎭⎪⎫17-113+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1 =12⎝⎛⎭⎪⎫1-16n +1=3n 6n +1. 5.已知数列{a n }满足a 1=3,a n +1+1-a n +1=1,n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2n 2+na n,数列{b n }的前n 项和为S n ,求使S n <-4的最小自然数n .解析 (1)由a n +1+1-a n +1=1,n ∈N *,知数列{a n +1}是以2为首项,1为公差的等差数列, 所以a n +1=2+n -1=n +1,所以a n =n 2+2n , 故数列{a n }的通项公式为a n =n 2+2n .(2)b n =log 2n 2+n n 2+2n =log 2n +1n +2=log 2(n +1)-log 2(n +2),则S n =b 1+b 2+…+b n =log 22-log 23+log 23-log 24+…+log 2(n +1)-log 2(n +2)=1-log 2(n +2),由S n <-4,得1-log 2(n +2)<-4,解得n >30, 故满足S n <-4的最小自然数n 为31.6.设a 1,a 2,a 3,a 4是各项均为正数且公差为d (d ≠0)的等差数列. (1)求证:2a 1,2a 2,2a 3,2a 4依次成等比数列;(2)是否存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次成等比数列?并说明理由.解析 (1)因为2a n +12a n=2a n +1-a n =2d(n =1,2,3)是同一个常数,所以2a 1,2a 2,2a 3,2a 4依次构成等比数列.(2)假设存在a 1,d 满足条件.令a 1+d =a ,则a 1,a 2,a 3,a 4分别为a -d ,a ,a +d ,a +2d (a >d ,a >-2d ,d ≠0).假设存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列, 则a 4=(a -d )(a +d )3,且(a +d )6=a 2(a +2d )4, 令t =da,则1=(1-t )(1+t )3, 且(1+t )6=(1+2t )4⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<t <1,t ≠0, 化简得t 3+2t 2-2=0(*),且t 2=t +1. 将t 2=t +1代入(*)式,t (t +1)+2(t +1)-2=t 2+3t =t +1+3t =4t +1=0,则t =-14.显然t =-14不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列.。
2017高考数列专题复习(精典版知识点+大题分类+选择题+答案详解)(word 版可编辑修改)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017高考数列专题复习(精典版知识点+大题分类+选择题+答案详解)(word版可编辑修改))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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生新的解题方法,这种思维方法的特点就是“构造”。
若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式,此类题通常较难,但使用构造法往往给人耳目一新的感觉。
1)构造等差数列或等比数列由于等差数列与等比数列的通项公式显然,对于一些递推数列问题,若能构造等差数列或等比数列,无疑是一种行之有效的构造方法。
2)构造差式与和式解题的基本思路就是构造出某个数列的相邻两项之差,然后采用迭加的方法就可求得这一数列的通项公式.3)构造商式与积式构造数列相邻两项的商式,然后连乘也是求数列通项公式的一种简单方法。
4)构造对数式或倒数式有些数列若通过取对数,取倒数代数变形方法,可由复杂变为简单,使问题得以解决.四、典型例题分析【题型5】 构造法:1)构造等差数列或等比数列例5 设各项均为正数的数列的前n 项和为,对于任意正整数n ,都有等式:{}n a n S 成立,求的通项.n n n S a a 422=+{}n a n a 解:,n n n S a a 422=+⇒112142---=+n n n S a a ∴nn n n n n n a S S a a a a 4)(42211212=-=-+----,∵,∴。
专题讲座3 数列在高考中的常见题型与求解策略1.(2016·辽宁省五校联考)抛物线x 2=12y 在第一象限内图像上一点(a i ,2a 2i )处的切线与x轴交点的横坐标记为a i +1,其中i ∈N *,若a 2=32,则a 2+a 4+a 6等于( ) A .64 B .42 C .32 D .21解析:选B.令y =f (x )=2x 2,则切线斜率k =f ′(a i )=4a i ,切线方程为y -2a 2i =4a i (x -a i ),令y =0得x =a i +1=12a i ,由a 2=32得:a 4=8,a 6=2,所以a 2+a 4+a 6=42.2.(2014·高考辽宁卷)设等差数列{a n }的公差为d .若数列{2a 1a n }为递减数列,则( ) A .d <0 B .d >0 C .a 1d <0 D .a 1d >0 解析:选C.设b n =2a 1a n ,则b n +1=2a 1a n +1,由于{2a 1a n }是递减数列,则b n >b n +1,即2a 1a n >2a 1a n+1.因为y =2x是单调增函数,所以a 1a n >a 1a n +1,所以a 1a n -a 1(a n +d )>0,所以a 1(a n -a n -d )>0,即a 1(-d )>0,所以a 1d <0.3.在等比数列{a n }中,若a n >0,且a 1·a 2·…·a 7·a 8=16,则a 4+a 5的最小值为________.解析:由等比数列性质得,a 1a 2…a 7a 8=(a 4a 5)4=16,又a n >0,所以a 4a 5=2.再由基本不等式,得a 4+a 5≥2a 4a 5=2 2.所以a 4+a 5的最小值为2 2. 答案:2 24.(2016·南昌调研测试卷)一牧羊人赶着一群羊通过6个关口,每过1个关口,守关人将拿走当时羊的一半,然后退还1只给牧羊人,过完这些关口后,牧羊人只剩下2只羊,则牧羊人在过第1个关口前有________只羊.解析:记此牧羊人通过第1个关口前、通过第2个关口前、…、通过第6个关口前,剩下的羊的只数组成数列{a n }(n =1,2,3,4,5,6),则由题意得a 2=12a 1+1,a 3=12a 2+1,…,a 6=12a 5+1,而12a 6+1=2,解得a 6=2,因此代入得a 5=2,a 4=2,…,a 1=2.答案:25.(2016·南昌调研测试卷)设数列{a n }的前n 项和为S n ,4S n =a 2n +2a n -3,且a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列,当n ≥5时,a n >0. (1)求证:当n ≥5时,{a n }成等差数列; (2)求{a n }的前n 项和S n .解:(1)证明:由4S n =a 2n +2a n -3,4S n +1=a 2n +1+2a n +1-3,得4a n +1=a 2n +1-a 2n +2a n +1-2a n , 即(a n +1+a n )(a n +1-a n -2)=0. 因为当n ≥5时,a n >0, 所以a n +1-a n =2,所以当n ≥5时,{a n }成等差数列.(2)由4a 1=a 21+2a 1-3, 得a 1=3或a 1=-1,又a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列, 所以a n +1+a n =0(n ≤5), q =-1, 而a 5>0,所以a 1>0,从而a 1=3,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(-1)n -1,1≤n ≤4,2n -7,n ≥5,所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧32[1-(-1)n ],1≤n ≤4,n 2-6n +8,n ≥5.6.(2015·高考山东卷)已知数列{a n }是首项为正数的等差数列,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ·a n +1的前n 项和为n2n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(a n +1)·2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)设数列{a n }的公差为d ,令n =1,得1a 1a 2=13,所以a 1a 2=3.①令n =2,得1a 1a 2+1a 2a 3=25,所以a 2a 3=15.②由①②解得a 1=1,d =2, 所以a n =2n -1. 经检验,符合题意.(2)由(1)知b n =2n ·22n -1=n ·4n,所以T n =1·41+2·42+…+n ·4n,所以4T n =1·42+2·43+…+n ·4n +1,两式相减,得-3T n =41+42+…+4n -n ·4n +1=4(1-4n)1-4-n ·4n +1=1-3n 3×4n +1-43,所以T n =3n -19×4n +1+49=4+(3n -1)4n +19.1.为了加强环保建设,提高社会效益和经济效益,北京市计划用若干时间更换一万辆燃油型公交车,每更换一辆新车,则淘汰一辆旧车,替换车为电力型和混合动力型车.今年初投入了电力型公交车128辆,混合动力型公交车400辆;计划以后电力型车每年的投入量比上一年增加50%,混合动力型车每年比上一年多投入a 辆. (1)求经过n 年,该市被更换的公交车总数S (n ); (2)若该市计划7年内完成全部更换,求a 的最小值.解:(1)设a n ,b n 分别为第n 年投入的电力型公交车、混合动力型公交车的数量.依题意,得{a n }是首项为128,公比为1+50%=32的等比数列,{b n }是首项为400,公差为a的等差数列.所以{a n }的前n 项和S n =128×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫32n 1-32=256⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1,{b n }的前n 项和T n =400n +n (n -1)2a .所以经过n 年,该市被更换的公交车总数为S (n )=S n +T n =256⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1+400n +n (n -1)2a .(2)若计划7年内完成全部更换,则S (7)≥10 000,所以256⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫327-1+400×7+7×62a ≥10 000,即21a ≥3 082,所以a ≥1461621.又a ∈N *,所以a 的最小值为147.2.(2015·高考广东卷)数列{a n }满足:a 1+2a 2+…+na n =4-n +22n -1,n ∈N *.(1)求a 3的值;(2)求数列{a n }的前n 项和T n ;(3)令b 1=a 1,b n =T n -1n +⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+13+…+1n a n (n ≥2).证明:数列{b n }的前n 项和S n 满足S n <2+2ln n .解:(1)令n =1⇒a 1=1;令n =2⇒a 1+2a 2=2⇒a 2=12;令n =3⇒a 1+2a 2+3a 3=4-54⇒a 3=14.(2)当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=4-n +12n -2,①a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1+na n =4-n +22n -1.②②-①,得na n =n +12n -2-n +22n -1=n2n -1,所以a n =12n -1.又因为当n =1时,a 1=1也适合a n =12,所以a n =12n -1(n ∈N *),易证数列{a n }是等比数列,首项a 1=1,公比q =12.所以数列{a n }的前n 项和T n =a 1(1-q n)1-q =2-12n -1.(3)证明:因为 b 1=a 1=1,所以S 1<2+2ln 1成立.又因为 b 2=a 12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12a 2,b 3=a 1+a 23+(1+12+13)a 3,…,b n =a 1+a 2+…+a n -1n +⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+…+1n a n ,所以数列{b n }的前n 项和S n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+…+1n a 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+…+1n a 2+…+(1+12+…+1n )a n=(1+12+…+1n)(a 1+a 2+…+a n )=(1+12+…+1n )⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12n -1<2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+…+1n ,构造函数h (x )=ln 1x -1x+1,x >0,h ′(x )=1-xx2,令h ′(x )>0,解得0<x <1; 令h ′(x )<0,解得x >1,所以h (x )=ln 1x -1x+1,x >0在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 所以h (x )≤h (1)=0,所以ln 1x -1x+1≤0,x >0(仅当x =1时取等号),即ln x ≥1-1x.又因为ln n =lnnn -1+ln n -1n -2+…+ln 2>⎝ ⎛⎭⎪⎫1-n -1n +⎝ ⎛⎭⎪⎫1-n -2n -1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12 =12+13+…+1n, 所以2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+…+1n <2+2ln n ,所以S n <2+2ln n .。