最新高考数学数列题型专题汇总
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【高中数学】《数列》知识点汇总一、选择题1.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若150S >,160S <,则n S 取最大值时n 的值为( ) A .6 B .7C .8D .13【答案】C 【解析】 【分析】根据题意推导出数列{}n a 为单调递减数列,且当8n ≤时,0n a >,当9n ≥时,0n a <,由此可得出结果. 【详解】()115158151502a a S a +==>Q ,()()116168916802a a S a a +==+<,80a ∴>,90a <,所以,等差数列{}n a 的公差980d a a =-<,则数列{}n a 为单调递减数列. 当8n ≤时,0n a >,当9n ≥时,0n a <, 因此,当8n =时,n S 取最大值. 故选:C. 【点睛】本题考查利用等差数列前n 项和的最值求对应的n 的值,主要分析出数列的单调性,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.2.等差数列{}n a 中,1510a a +=,47a =,则数列{}n a 前6项和6S 为()A .18B .24C .36D .72【答案】C 【解析】 【分析】由等差数列的性质可得35a =,根据等差数列的前n 项和公式163466622a a a aS ++=⨯=⨯可得结果. 【详解】∵等差数列{}n a 中,1510a a +=,∴3210a =,即35a =,∴163465766636222a a a a S +++=⨯=⨯=⨯=, 故选C. 【点睛】本题主要考查了等差数列的性质以及等差数列的前n 项和公式的应用,属于基础题.3.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若34322128,6a a S ⋅==,则数列{}(1)nn a -的前40项和为( ) A .0 B .20 C .40 D .80【答案】B 【解析】 【分析】先由题意求出34a +a =7,然后利用等差数列的前n 项和公式表示出134a a +=,前后两式作差,求出公差,进而代入求出首项,最后即得n a n =,代入题目中{}(1)nn a -,两两组合可求新数列前40项的和. 【详解】 依题意,()133362a a S +== ,∴134a a +=,①∵3422128a a ⋅=,即342128a a +=, ∴34a +a =7,② ②-①得33d =, ∴1d =, ∴11,n a a n ==, ∴(1)(1)n n n a n -=-,∴{}(1)nn a -的前40项和40(12)(34)(3940)20S -++-++⋅⋅⋅+-+==,故选:B . 【点睛】本题考查了指数运算:同底数幂相乘,底数不变,指数相加;主要考查等差数列的前n 和公式,等差中项的性质等等,以及常见的摆动数列的有限项求和,可以采用的方法为:分组求和法,两两合并的方法等等,对学生的运算能力稍有要求,为中等难度题4.已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足6a ,43a ,5a -成等差数列,则42S S ( ) A .3 B .9 C .10 D .13【答案】C 【解析】 【分析】设{}n a 的公比为0q >,由645,3,a a a -成等差数列,可得260,0q q q --=>,解得q ,再利用求和公式即可得结果. 【详解】设各项均为正数的等比数列{}n a 的公比为0q >,Q 满足645,3,a a a -成等差数列,()2465446,6,0a a a a a q q q ∴=-∴=->, 260,0q q q ∴--=>,解得3q =,则()()4124221313131103131a S S a --==+=--,故选C. 【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式与求和公式,属于中档题. 等比数列基本量的运算是等比数列的一类基本题型,数列中的五个基本量1,,,,,n n a q n a S ,一般可以“知二求三”,通过列方程组所求问题可以迎刃而解,解决此类问题的关键是熟练掌握等比数列的有关性质和公式,并灵活应用,在运算过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算过程.5.已知公比为q 的等比数列{}n a 的首项10a >,则“1q >”是“53a 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【答案】A 【解析】 【分析】根据等比数列的性质可得530,0a a >>,若53a a >,可得21q >,然后再根据充分条件和必要条件的判断方法即可得到结果. 【详解】由于公比为q 的等比数列{}n a 的首项10a >, 所以530,0a a >>,若53a a >,则233a q a >,所以21q >,即1q >或1q <-,所以公比为q 的等比数列{}n a 的首项10a >, 则“1q >”是“53a a >”的充分不必要条件, 故选:A. 【点睛】本题主要考查了等比数列的相关性质和充分必要条件的判断方法,熟练掌握等比数列的性质是解题的关键.6.若{}n a 为等差数列,n S 是其前n 项和,且11223S π=,则6tan()a 的值为( )A B .C .3 D .3-【答案】B 【解析】 【分析】由11162a a a +=,即可求出6a 进而求出答案. 【详解】∵()11111611221123a a S a π+=== ,∴623a π=,()62tan tan 3a π⎛⎫== ⎪⎝⎭故选B. 【点睛】本题主要考查等差数列的性质,熟记等差数列的性质以及等差数列前n 项和性质即可,属于基础题型.7.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知2611203a a a a --+=,则21S 的值为( ) A .63 B .21C .63-D .21【答案】C 【解析】 【分析】根据等差数列性质,原式可变为()220616113()a a a a a +-+-=,即可求得21112163S a ==-.【详解】∵261116203a a a a a ---+=, ∴()220616113()a a a a a +-+-=, ∴113a =-,∴21112163S a ==-, 故选:C . 【点睛】此题考查等差数列性质和求和公式,需要熟练掌握等差数列基本性质,根据性质求和.8.已知数列{}n a 中,732,1a a ==,又数列11n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭是等差数列,则11a 等于( ) A .0 B .12C .23D .1-【答案】B 【解析】先根据条件得等差数列11n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭公差以及通项公式,代入解得11a .【详解】设等差数列11n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭公差为d ,则731111144,112324d d d a a =-∴=-=++, 从而31115(3)11242424n n n a a =+-⋅=+++ 11111115211242432a a =+=∴=+,选B. 【点睛】本题考查等差数列通项公式,考查基本求解能力,属基本题.9.已知等比数列{}n a 满足13a =,13521a a a ++=,则357a a a ++=( ) A .21 B .42 C .63 D .84【答案】B 【解析】由a 1+a 3+a 5=21得242421(1)21172a q q q q q ++=∴++=∴=∴ a 3+a 5+a 7=2135()22142q a a a ++=⨯=,选B.10.已知{}n a 是等差数列,1010a =,其前10项和1070S =,则其公差为( ) A .23B .32C .23-D .32-【答案】A 【解析】 【分析】根据等差数列的通项公式和前n 项和公式,列方程组求解即得. 【详解】设等差数列{}n a 的公差为d .101010,70a S ==Q ,1191010910702a d a d +=⎧⎪∴⎨⨯+=⎪⎩解得23d =. 故选:A .本题考查等差数列的通项公式和前n 项和公式,属于基础题.11.科赫曲线是一种外形像雪花的几何曲线,一段科赫曲线可以通过下列操作步骤构造得到,任画一条线段,然后把它均分成三等分,以中间一段为边向外作正三角形,并把中间一段去掉,这样,原来的一条线段就变成了4条小线段构成的折线,称为“一次构造”;用同样的方法把每条小线段重复上述步骤,得到16条更小的线段构成的折线,称为“二次构造”,…,如此进行“n 次构造”,就可以得到一条科赫曲线.若要在构造过程中使得到的折线的长度达到初始线段的1000倍,则至少需要通过构造的次数是( ).(取lg30.4771≈,lg 20.3010≈)A .16B .17C .24D .25【答案】D 【解析】 【分析】由折线长度变化规律可知“n 次构造”后的折线长度为43na ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由此得到410003n⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,利用运算法则可知32lg 2lg 3n ≥⨯-,由此计算得到结果.【详解】记初始线段长度为a ,则“一次构造”后的折线长度为43a ,“二次构造”后的折线长度为243a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,以此类推,“n 次构造”后的折线长度为43na ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 若得到的折线长度为初始线段长度的1000倍,则410003na a ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,即410003n⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,()()44lg lg lg 4lg32lg 2lg3lg1000333nn n n ⎛⎫∴==-=-≥= ⎪⎝⎭,即324.0220.30100.4771n ≥≈⨯-,∴至少需要25次构造.故选:D . 【点睛】本题考查数列新定义运算的问题,涉及到对数运算法则的应用,关键是能够通过构造原则得到每次构造后所得折线长度成等比数列的特点.12.已知{}n a 是单调递增的等比数列,满足352616,17a a a a ⋅=+=,则数列{}n a 的前n 项和n S = A .122n+ B .122n- C .1122n -+D .1122n -- 【答案】D 【解析】 【分析】由等比数列的性质和韦达定理可得26a a , 为方程217160x x -+= 的实根,解方程可得q和a 1,代入求和公式计算可得. 【详解】∵352616,17a a a a ⋅=+=,∴由等比数列的性质可得26261617a a a a ⋅=+=, ,26a a , 为方程217160x x -+= 的实根解方程可得2626116161a a a a ====,,或, , ∵等比数列{a n }单调递增,∴26116a a ==,,∴1122q a ,== ,∴()1112122122nn n S ----== 故选D . 【点睛】本题考查等比数列的求和公式,涉及等比数列的性质和一元二次方程的解法,属中档题.13.已知数列{}n a 的奇数项依次成等差数列,偶数项依次成等比数列,且11a =,22a =,347a a +=,5613a a +=,则78a a +=( )A.4B .19 C .20 D .23【答案】D 【解析】 【分析】本题首先可以设出奇数项的公差以及偶数项的公比,然后对347a a +=、5613a a +=进行化简,得出公差和公比的数值,然后对78a a +进行化简即可得出结果. 【详解】设奇数项的公差为d ,偶数项的公比为q ,由347a a +=,5613a a +=,得127d q ++=,212213d q ++=,解得2d =,2q =,所以37813271623a a d q +=++=+=,故选D .【点睛】本题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及性质等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想等,体现基础性与综合性,提升学生的逻辑推理、数学运算等核心素养,是中档题.14.等差数列{}n a 中,n S 为它的前n 项和,若10a >,200S >,210S <,则当n =( )时,n S 最大. A .8 B .9C .10D .11【答案】C 【解析】 【分析】根据等差数列的前n 项和公式与项的性质,得出100a >且110a <,由此求出数列{}n a 的前n 项和n S 最大时n 的值. 【详解】等差数列{}n a 中,前n 项和为n S ,且200S >,210S <, 即()()120201*********a a S a a +==+>,10110a a ∴+>,()1212111212102a a S a +==<,所以,110a <,则100a >,因此,当10n =时,n S 最大. 故选:C. 【点睛】本题考查了等差数列的性质和前n 项和最值问题,考查等差数列基本性质的应用,是中等题.15.已知{}n a 是公差d 不为零的等差数列,其前n 项和为n S ,若348,,a a a 成等比数列,则A .140,0a d dS >>B .140,0a d dS <<C .140,0a d dS ><D .140,0a d dS <>【答案】B 【解析】 ∵等差数列,,,成等比数列,∴,∴,∴,,故选B.考点:1.等差数列的通项公式及其前项和;2.等比数列的概念16.设首项为1的数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知121n n S S n +=+-, 现有下面四个结论①数列{}n S n +为等比数列; ②数列{}n a 的通项公式为121n n a -=-;③数列{}1n a +为等比数列;④数列{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---. 其中结论正确的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4【答案】B 【解析】 【分析】根据递推关系可得1+12()n n S n S n ++=+,可得①正确,利用等比数列求出2nn S n =-,根据前n 项和求n a ,可判断②③,计算2n S ,并分组求和可判断④. 【详解】因为121n n S S n +=+-,所以11222n n n n S n S nS n S n++++==++, 又112S +=.所以数列{}n S n +为首项是2,公比是2的等比数列,所以2nn S n +=, 则2nn S n =-.当2n ≥时,1121n n n n a S S --=-=-,但11121a -≠-,所以①正确,②③错误,因为1222n n S n +=-,所以{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---, 所以④正确. 故选:B【点睛】本题主要考查了数列的递推关系式,等比数列的证明,由n S 求数列的通项公式,属于中档题.17.在递减等差数列{}n a 中,21324a a a =-.若113a =,则数列11{}n n a a +的前n 项和的最大值为 ( ) A .24143B .1143C .2413D .613【答案】D 【解析】设公差为,0d d < ,所以由21324a a a =-,113a =,得213(132)(13)42d d d +=+-⇒=- (正舍),即132(1)152n a n n =--=- , 因为111111()(152)(132)2215213n n a a n n n n +==----- ,所以数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和等于1111116()()213213213261313n --≤--=-⨯- ,选D. 点睛:裂项相消法是指将数列的通项分成两个式子的代数和的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如1n n c a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(其中{}n a 是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列. 裂项相消法求和,常见的有相邻两项的裂项求和(如本例),还有一类隔一项的裂项求和,如1(1)(3)n n ++或1(2)n n +.18.在各项都为正数的等比数列{}n a 中,若12a =,且1564a a ⋅=,则数列1(1)(1)n n n a a a +⎧⎫⎨⎬--⎩⎭的前n 项和是( ) A .11121n +--B .1121n -+ C .1121n-+ D .1121n-- 【答案】A 【解析】由等比数列的性质可得:2153364,8a a a a ==∴=,则数列的公比:2q ===, 数列的通项公式:112n nn a a q -==,故:()()()()1112111121212121n n n n n n n n a a a +++==-------, 则数列()()111n n n a a a +⎧⎫⎪⎪⎨⎬--⎪⎪⎩⎭的前n 项和是: 1223111111111121212121212121n n n ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-++-=- ⎪ ⎪ ⎪-------⎝⎭⎝⎭⎝⎭L . 本题选择A 选项.点睛:使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.19.根据下面的程序框图,输出的S 的值为( )A .1007B .1009C .0D .-1【答案】A【解析】【分析】 按照程序框图模拟运行即可得解.【详解】1i =,1112x ==--,0(1)1S =+-=-;2i =,111(1)2x ==--, 11122S =-+=-;3i =,12112x ==-, 13222S =-+=;4i =,1112x ==--, 31(1)22S =+-=,…,由此可知,运行程序过程中,x 呈周期性变化,且周期为3, 所以输出112672110072S ⎛⎫=-++⨯-= ⎪⎝⎭. 故选A【点睛】本题主要考查程序框图和数列的周期性,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.20.已知数列11n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是公比为13的等比数列,且10a >,若数列{}n a 是递增数列,则1a 的取值范围为( ) A .(1,2)B .(0,3)C .(0,2)D .(0,1) 【答案】D【解析】【分析】先根据已知条件求解出{}n a 的通项公式,然后根据{}n a 的单调性以及10a >得到1a 满足的不等关系,由此求解出1a 的取值范围.【详解】 由已知得11111113n n a a -⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则11111113n n a a -=⎛⎫⎛⎫-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.因为10a >,数列{}n a 是单调递增数列,所以10n n a a +>>,则111111*********n n a a ->⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 化简得111110113a a ⎛⎫<-<-⎪⎝⎭,所以101a <<. 故选:D.【点睛】本题考查数列通项公式求解以及根据数列单调性求解参数范围,难度一般.已知数列单调性,可根据1,n n a a +之间的大小关系分析问题.。
数列题型一、数列的综合问题【例1】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 (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.故等比数列{a n }的通项公式为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.【分析】解决等差数列与等比数列的综合问题,既要善于综合运用等差数列与等比数列的相关知识求解,更要善于根据具体问题情境具体分析,寻找解题的突破口.【即时应用】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 (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. 题型二、数列的通项、求和求和要善于分析通项的结构特征,选择合适的求和方法.常用求和方法有:错位相减法、裂项相消法、分组求和法等.【例2】设等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,已知b 1=a 1,b 2=2,q =d ,S 10=100.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)当d >1时,记c n =a n b n,求数列{c n }的前n 项和T n . (1)解 由题意有⎩⎨⎧10a 1+45d =100,a 1d =2, 即⎩⎨⎧2a 1+9d =20,a 1d =2,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9,d =29. 故⎩⎨⎧a n =2n -1,b n =2n -1或⎩⎪⎨⎪⎧a n =19(2n +79),b n =9·⎝ ⎛⎭⎪⎫29n -1. (2)解 由d >1,知a n =2n -1,b n =2n -1,故c n =2n -12n -1, 于是T n =1+32+522+723+924+…+2n -12n -1,① 12T n =12+322+523+724+925+…+2n -12n .②①-②可得12T n =2+12+122+…+12n -2-2n -12n =3-2n +32n ,故T n =6-2n +32n -1. 【分析】用错位相减法解决数列求和的模板第一步:(判断结构)若数列{a n ·b n }是由等差数列{a n }与等比数列{b n }(公比q )的对应项之积构成的,则可用此法求和.第二步:(乘公比)设{a n ·b n }的前n 项和为T n ,然后两边同乘以q .第三步:(错位相减)乘以公比q 后,向后错开一位,使含有q k (k ∈N *)的项对应,然后两边同时作差. 第四步:(求和)将作差后的结果求和,从而表示出T n .【即时应用】设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,a 2=2,且a n +2=3S n -S n +1+3,n ∈N *.(1)证明:a n +2=3a n ;(2)求S 2n .(1)证明 由条件,对任意n ∈N *,有a n +2=3S n -S n +1+3,因而对任意n ∈N *,n ≥2,有a n +1=3S n -1-S n +3.两式相减,得a n +2-a n +1=3a n -a n +1,即a n +2=3a n ,n ≥2.又a 1=1,a 2=2,所以a 3=3S 1-S 2+3=3a 1-(a 1+a 2)+3=3a 1,故对一切n ∈N *,a n +2=3a n .(2)解 由(1)知,a n ≠0,所以a n +2a n=3.于是数列{a 2n -1}是首项a 1=1,公比为3的等比数列;数列{a 2n }是首项a 2=2,公比为3的等比数列.因此a 2n -1=3n -1,a 2n =2×3n -1.于是S 2n =a 1+a 2+…+a 2n=(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=(1+3+…+3n -1)+2(1+3+…+3n -1)=3(1+3+…+3n -1)=32(3n -1).题型三、数列的综合应用3.1 数列与函数的综合问题【例3】 设等差数列{a n }的公差为d ,点(a n ,b n )在函数f (x )=2x 的图象上(n ∈N *).(1)若a 1=-2,点(a 8,4b 7)在函数f (x )的图象上,求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)若a 1=1,函数f (x )的图象在点(a 2,b 2)处的切线在x 轴上的截距为2-1ln 2,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 的前n 项和T n . 解 (1)由已知,b 7=2a 7,b 8=2a 8=4b 7,有2a 8=4×2a 7=2a 7+2,解得d =a 8-a 7=2.所以,S n =na 1+n (n -1)2d =-2n +n (n -1)=n 2-3n . (2)函数f (x )=2x 在(a 2,b 2)处的切线方程为y -2a 2=(2a 2ln 2)(x -a 2),它在x 轴上的截距为a 2-1ln 2.由题意知,a 2-1ln 2=2-1ln 2,解得a 2=2.所以,d =a 2-a 1=1.从而a n =n ,b n =2n ,所以T n =12+222+323+…+n -12n -1+n 2n , 2T n =11+22+322+…+n 2n -1 因此,2T n -T n =1+12+122+…+12n -1-n 2n =2-12n -1-n 2n =2n +1-n -22n. 所以,T n =2n +1-n -22n. 热点3.2 数列与不等式的综合问题【例4】 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 n 3·2n -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 (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,+∞.。
数列百通通项公式求法 (一)转化为等差与等比1、已知数列{}n a 满足11a =,n a =,n N *∈2≤n ≤8),则它的通项公式n a 什么2.已知{}n a 是首项为2的数列,并且112n n n n a a a a ---=,则它的通项公式n a 是什么3.首项为2的数列,并且231n n a a -=,则它的通项公式n a 是什么4、已知数列{}n a 中,10a =,112n na a +=-,*N n ∈.求证:11n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列;并求数列{}n a 的通项公式;5.已知数列{}n a 中,13a =,1222n n a a n +=-+,如果2n n b a n =-,求数列{}n a 的通项公式(二)含有n S 的递推处理方法1)知数列{a n }的前n 项和S n 满足log 2(S n +1)=n +1,求数列{a n }的通项公式.2.)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,2(2)8n n a S +=则,数列n a3)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,111,0,4n n n n a S S a a -=-≠=则,数列na4)12323...(1)(2)n a a a na n n n +++=++求数列n a(三) 累加与累乘(1)如果数列{}n a 中111,2nn n a a a -=-=(2)n ≥求数列n a(2)已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式(3) 12+211,2,=32n n n a a a a a +==-,求此数列的通项公式.(4)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,211,2n n S n a a ==则,数列n a(四)一次函数的递推形式1. 若数列{}n a 满足1111,12n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a2 .若数列{}n a 满足1111,22n n n a a a -==+ (2)n ≥,数列n a(五)分类讨论(1)2123(3),1,7n n a a n a a -=+≥==,求数列n a(2)1222,(3)1,3nn a n a a a -=≥==,求数列n a(六)求周期16 (1) 121,41nn na a a a ++==-,求数列2004a(2)如果已知数列11n n n a a a +-=-,122,6a a ==,求2010a拓展1:有关等和与等积(1)数列{n a }满足01=a ,12n n a a ++=,求数列{a n }的通项公式(2)数列{n a }满足01=a ,12n n a a n ++=,求数列{a n }的通项公式(3).已知数列满足}{n a )(,)21(,3*11N n a a a n n n ∈=⋅=+,求此数列{a n }的通项公式.拓展2 综合实例分析1已知数列{a n }的前n 项和为n S ,且对任意自然数n ,总有()1,0,1n n S p a p p =-≠≠(1)求此数列{a n }的通项公式(2)如果数列{}n b 中,11222,,n b n q a b a b =+=<,求实数p 的取值范围2已知整数列{a n }满足31223341 (3)n n n n a a a a a a a a --+++=,求所有可能的n a3已知{}n a 是首项为1的正项数列,并且2211(1)0(1,2,3,)n n n n n a na a a n +++-+==L ,则它的通项公式n a 是什么4已知{}n a 是首项为1的数列,并且134n n n a a a +=+,则它的通项公式n a 是什么5、数列{}n a 和{}n b 中,1,,+n n n a b a 成等差数列,n b ,1+n a ,1+n b 成等比数列,且11=a ,21=b ,设nn n b a c =,求数列{}n c 的通项公式。
数列求和与递推综合归类目录重难点题型归纳 1【题型一】等差与等比型累加法 1【题型二】换元型累加、累积法 3【题型三】周期数列型递推 4【题型四】二阶等比数列型递推 6【题型五】分式型求递推 7【题型六】前n 项积型递推 8【题型七】“和”定值型递推 9【题型八】分段型等差等比求和 11【题型九】函数中心型倒序求和 12【题型十】分组求和型 14【题型十一】错位相减型求和 16【题型十二】正负相间型求和 19【题型十三】无理根式型裂项相消求和 20【题型十四】指数型裂项相消 22【题型十五】等差指数混合型裂项 23【题型十六】裂和型裂项相消 26【题型十七】分离常数型裂项 27好题演练29重难点题型归纳重难点题型归纳题型一等差与等比型累加法【典例分析】1.(等差累加法)已知数列a n 中,已知a 1=2,a n +1-a n =2n ,则a 50等于()A.2451B.2452C.2449D.24502.(等比累加法)已知数列a n 满足a 1=2,a n +1-a n =2n ,则a 9=()A.510B.512C.1022D.10242024年高考数学专项复习数列求和与递推综合归类 (解析版)【技法指引】对于递推公式为a n -a n -1=f n ,一般利用累加法求出数列的通项公式;累乘法:若在已知数列中相邻两项存在:a na n -1=g (n )(n ≥2)的关系,可用“累乘法”求通项.【变式演练】1.已知数列a n n ∈N * 是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2 的第5项恰好构成等比数列,则数列a n 的通项公式为()A.a n =2n -1B.a n =2n +1C.a n =n -1D.a n =n +12.已知数列a n 中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n ,则a n 的通项公式为.题型二换元型累加、累积法【典例分析】1.已知数列a n 满足:a 1=13,(n +1)a n +1-na n =2n +1,n ∈N *,则下列说法正确的是()A.a n +1≥a nB.a n +1≤a nC.数列a n 的最小项为a 3和a 4D.数列a n 的最大项为a 3和a 4【变式演练】1.(换元对数累加法)在数列a n 中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln 1+1n ,则a n =()A.a 8B.2+n -1 ln nC.1+n +ln nD.2n +n ln n2.已知数列a n 满足a 1=32,a n =n n -1a n -1-n2n .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n 的前n 项和为S n ,求满足S n <12的所有正整数n 的取值集合.【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=1+a n1-a n,(n∈N*),则a1⋅a2⋅a3⋅⋯a2009⋅a2010=_________.【变式演练】1.数列{a n}中,a1=1,a2=3,a n+1=a n-a n-1(n≥2,n∈N*),那么a2019=()A.1B.2C.3D.-32.数列a n的首项a1=3,且a n=2-2a n-1n≥2,则a2021=()A.3B.43C.12D.-2题型四【二阶等比数列型递推【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,且a n=2a n-1-1(n≥2,n∈N+),则a n=______________【变式演练】1.已知数列a n中,a1=1,a n=3a n-1+4(n∈N∗且n≥2),则数列a n通项公式a n为() A.3n-1 B.3n+1-2 C.3n-2 D.3n2.已知数列{a n}满足:a n+1=2a n-n+1(n∈N*),a1=3.(1)证明数列b n=a n-n(n∈N*)是等比数列,并求数列{a n}的通项;(2)设c n=a n+1-a na n a n+1,数列{c n}的前n项和为{S n},求证:S n<1.【典例分析】1.在数列{a n}中,a1=1,a n+1=2a na n+2(n∈N*),则22019是这个数列的第________________项.【变式演练】1.已知数列a n满足a1=1,a n+1=2a na n+2.记C n=2na n,则数列Cn的前n项和C1+C2+...+Cn=.2.数列a n满足:a1=13,且na n=2a n-1+n-1a n-1(n∈N*,n≥2),则数列a n的通项公式是a n=.题型六前n项积型递推【典例分析】1.设等比数列a n的公比为q,其前n项和为S n,前n项积为T n,并且满足条件a1>1,a7a8>1,a7-1a8-1<0.则下列结论正确的是(多选题)A.0<q<1B.a7a9<1C.T n的最大值为T7D.S n的最大值为S7【技法指引】类比前n项和求通项过程来求数列前n项积:1.n=1,得a12.n≥2时,a n=T n T n-1所以a n=T1,(n=1) T nT n-1,(n≥2)【变式演练】1.若数列a n满足a n+2=2⋅a n+1a n(n∈N*),且a1=1,a2=2,则数列a n的前2016项之积为()A.22014B.22015C.22016D.220172.设等比数列a n的公比为q,其前n项和为S n,前n项积为T n,并满足条件a1>1,且a2020a2021> 1,a2020-1a2021-1<0,下列结论正确的是(多选题)A.S2020<S2021B.a2020a2022-1<0C.数列T n无最大值 D.T2020是数列T n中的最大值题型七“和”定值型递推【典例分析】1.若数列a n满足a n+2a n+1+a n+1a n=k(k为常数),则称数列a n为等比和数列,k称为公比和,已知数列a n是以3为公比和的等比和数列,其中a1=1,a2=2,则a2019=______.【变式演练】1.已知数列{a n}满足a n+a n+1=12(n∈N*),a2=2,S n是数列{a n}的前n项和,则S21为()A.5B.72C.92D.1322.知数列{a n}满足:a n+1+a n=4n-3(n∈N*),且a1=2,则a n=.题型八分段型等差等比求和【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=32a n,n为奇数2a n,n为偶数 .(1)记b n=a2n,写出b1,b2,并求数列b n的通项公式;(2)求a n的前12项和.【变式演练】1.已知数列a n满足a1=1,a n+1=a n+1,n=2k-1, a n,n=2k.(1)求a2,a5的值;(2)求a n的前50项和S50.题型九函数中心型倒序求和【典例分析】1.已知A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 是函数f (x )=2x 1-2x,x ≠12-1,x =12的图象上的任意两点(可以重合),点M为AB 的中点,且M 在直线x =12上.(1)求x 1+x 2的值及y 1+y 2的值;(2)已知S 1=0,当n ≥2时,S n =f 1n +f 2n +f 3n +⋯+f n -1n,求S n ;(3)若在(2)的条件下,存在n 使得对任意的x ,不等式S n >-x 2+2x +t 成立,求t 的范围.【变式演练】2.已知a n 为等比数列,且a 1a 2021=1,若f x =21+x2,求f a 1 +f a 2 +f a 3 +⋯+f a 2021 的值.题型十分组求和型【典例分析】1.已知等比数列a n 的公比大于1,a 2=6,a 1+a 3=20.(1)求a n 的通项公式;(2)若b n =a n +1log 3a n +12log 3a n +22,求b n 的前n 项和T n .【技法指引】对于a n +b n 结构,利用分组求和法【变式演练】1.设S n 为数列a n 的前n 项和,已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3n ∈N *,若数列b n 满足b 1=2,b 2=4,b 2n +1=b n b n +2n ∈N *(1)求数列a n 和b n 的通项公式;(2)设c n =1S n,n =2k -1,k ∈N * b n,n =2k ,k ∈N *求数列c n 的前n 项的和T n .【典例分析】1.已知数列a n 满足a 1=2,且a n +1-3 ⋅a n +1 +4=0,n ∈N *.(1)求证:数列1a n -1是等差数列;(2)若数列b n 满足b n =2n +1a n -1,求b n 的前n 项和.【技法指引】对于a n b n 结构,其中a n 是等差数列,b n 是等比数列,用错位相减法求和;思维结构结构图示如下【变式演练】1.已知等比数列a n 的首项a 1=1,公比为q ,b n 是公差为d d >0 的等差数列,b 1=a 1,b 3=a 3,b 2是b 1与b 7的等比中项.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n 的前n 项和为S n ,数列c n 满足nc n =a 2n S n ,求数列c n 的前n 项和T n .【典例分析】1.已知数列a n各项均为正数,且a1=2,a n+12-2a n+1=a n2+2a n.(1)求a n的通项公式(2)设b n=-1n a n,求b1+b2+b1+⋯+b20.【变式演练】1.设等差数列a n的前n项和为S n,已知a3+a5=8,S3+S5=10. (1)求a n的通项公式;(2)令b n=(-1)n a n,求数列b n的前n项和T n.题型十三无理根式型裂项相消求和【典例分析】1.设数列a n的前n项和为S n,且满足2S n=3a n-3.(1)求数列a n的通项公式:(2)若b n=a n3,n为奇数1log3a n+log3a n+2,n为偶数,求数列和b n 的前10项的和.【变式演练】1.设数列a n的前n项和S n满足2S n=na n+n,n∈N+,a2=2,(1)证明:数列a n是等差数列,并求其通项公式﹔(2)设b n=1a n a n+1+a n+1a n,求证:T n=b1+b2+⋯+b n<1.题型十四指数型裂项相消【典例分析】1.已知数列a n 的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1.(1)求a n ;(2)设b n =a n a n +1-1 ⋅a n +2-1 ,求数列b n 的前n 项和T n .【变式演练】1.数列a n 满足:a 1+2a 2+3a 3+⋅⋅⋅+n -1 a n -1=2+n -2 ⋅2n n ≥2 .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n =a n a n -1 a n +1-1,T n 为数列b n 的前n 项和,若T n <m 2-3m +3恒成立,求实数m 的取值范围.题型十五等差指数混合型裂项【典例分析】1.已知数列a n 满足S n =n a 1+a n 2,其中S n 是a n 的前n 项和.(1)求证:a n 是等差数列;(2)若a 1=1,a 2=2,求b n =2n 1-a n a n a n +1的前n 项和T n .【变式演练】2.已知等比数列a n 的各项均为正数,2a 5,a 4,4a 6成等差数列,且满足a 4=4a 23,数列S n 的前n 项之积为b n ,且1S n +2b n=1.(1)求数列a n 和b n 的通项公式;(2)设d n =b n +2⋅a n b n ⋅b n +1,若数列d n 的前n 项和M n ,证明:730≤M n <13.【典例分析】1.已知数列a n 的满足a 1=1,a m +n =a m +a n m ,n ∈N * .(1)求a n 的通项公式;(2)记b n =(-1)n ⋅2n +1a n a n +1,数列b n 的前2n 项和为T 2n ,证明:-1<T 2n ≤-23.【技法指引】正负相间型裂和,裂项公式思维供参考:-1 n ⋅pn +q kn +b k (n +1)+b=-1 n ⋅t 1kn +b +1k (n +1)+b【变式演练】1.记正项数列a n 的前n 项积为T n ,且1a n =1-2T n .(1)证明:数列T n 是等差数列;(2)记b n =-1 n ⋅4n +4T n T n +1,求数列b n 的前2n 项和S 2n .【典例分析】1.已知等差数列a n 的前n 项和为S n ,若S 8=4a 4+20,且a 5+a 6=11.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =n 2+n +1a n a n +1,求b n 的前n 项和T n .【变式演练】1.已知等差数列a n 的通项公式为a n =2n -c c <2 ,记数列a n 的前n 项和为S n n ∈N * ,且数列S n 为等差数列.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列4S n a n a n +1的前n 项和为T n n ∈N * ,求T n 的通项公式.好题演练好题演练1.(山东省泰安市2023届高三二模数学试题)已知数列a n 的前n 项和为S n ,a 1=2,a n ≠0,a n a n +1=4S n .(1)求a n ;(2)设b n =-1 n ⋅3n -1 ,数列b n 的前n 项和为T n ,若∀k ∈N *,都有T 2k -1<λ<T 2k 成立,求实数λ的范围.2.(2023·全国·模拟预测)已知正项数列a n 满足a 1=1,a n +1a n =1+1n.(1)求证:数列a 2n 为等差数列;(2)设b n =1a 2n a n +1+a n a 2n +1,求数列b n 的前n 项和T n .3.(2023·全国·学军中学校联考二模)设数列a n 满足a n +1=3a n -2a n -1n ≥2 ,a 1=1,a 2=2.(1)求数列a n 的通项公式;(2)在数列a n 的任意a k 与a k +1项之间,都插入k k ∈N * 个相同的数(-1)k k ,组成数列b n ,记数列b n 的前n 项的和为T n ,求T 27的值.4.(2023·全国·长郡中学校联考二模)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n =S n +S n -1(n ∈N *且n ≥2).(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n +22n a n a n +1 的前n 项和为T n ,求证:T n <1.5.(2023·四川攀枝花·统考三模)已知等差数列a n的公差为d d≠0,前n项和为S n,现给出下列三个条件:①S1,S2,S4成等比数列;②S4=32;③S6=3a6+2.请你从这三个条件中任选两个解答下列问题.(1)求数列a n的通项公式;(2)若b n-b n-1=2a n n≥2,且b1=3,设数列1b n的前n项和为Tn,求证:13≤T n<12.6.(2023春·江西抚州·高二金溪一中校联考期中)已知数列a n满足a1=2,a n+1= 2a n+2,n为奇数,1 2a n+1,n为偶数.(1)记b n=a2n,证明:数列b n为等差数列;(2)若把满足a m=a k的项a m,a k称为数列a n中的重复项,求数列a n的前100项中所有重复项的和.7.(河北省2023届高三下学期大数据应用调研联合测评(Ⅲ)数学试题)已知数列a n 满足:a 1=12,3a n +1a n =1+a n +11+a n.(1)求证:1a n +1 是等比数列,并求出数列a n 的通项公式;(2)设b n =3n ⋅a n a n +1,求数列b n 的前n 项和S n .8.(2023·全国·模拟预测)已知数列a n 的前n 项和S n 满足S n =n 2-1+a n .(1)求a 1及a n ;(2)令b n =4S n a n a n +1,求数列b n 的前n 项和T n .数列求和与递推综合归类目录重难点题型归纳 1【题型一】等差与等比型累加法 1【题型二】换元型累加、累积法 3【题型三】周期数列型递推 4【题型四】二阶等比数列型递推 6【题型五】分式型求递推 7【题型六】前n项积型递推 8【题型七】“和”定值型递推 9【题型八】分段型等差等比求和 11【题型九】函数中心型倒序求和 12【题型十】分组求和型 14【题型十一】错位相减型求和 16【题型十二】正负相间型求和 19【题型十三】无理根式型裂项相消求和 20【题型十四】指数型裂项相消 22【题型十五】等差指数混合型裂项 23【题型十六】裂和型裂项相消 26【题型十七】分离常数型裂项 27好题演练 29重难点题型归纳重难点题型归纳题型一等差与等比型累加法【典例分析】1.(等差累加法)已知数列a n中,已知a1=2,a n+1-a n=2n,则a50等于()A.2451B.2452C.2449D.2450【答案】B【详解】由a n+1-a n=2n得:a n-a n-1=2n-1,a n-1-a n-2=2n-2,⋯⋯,a3-a2=2×2,a2-a1=2×1,各式相加可得:a n-a1=2×1+2+⋅⋅⋅+n-1=2×n n-12=n n-1,又a1=2,∴a n=2+n n-1=n2-n+2,∴a50=2500-50+2=2452.故选:B.2.(等比累加法)已知数列a n满足a1=2,a n+1-a n=2n,则a9=()A.510B.512C.1022D.1024【答案】B【详解】由a1=2,a n+1-a n=2n得a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,⋮a n -a n -1=2n -1,以上各式相加得,a n -a 1=2+22+⋯+2n -1=21-2n -11-2=2n -2,所以a n =2n -2+a 1=2n ,所以a 9=29=512.故选:B .【技法指引】对于递推公式为a n -a n -1=f n ,一般利用累加法求出数列的通项公式;累乘法:若在已知数列中相邻两项存在:a na n -1=g (n )(n ≥2)的关系,可用“累乘法”求通项.【变式演练】1.已知数列a n n ∈N * 是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2 的第5项恰好构成等比数列,则数列a n 的通项公式为()A.a n =2n -1B.a n =2n +1C.a n =n -1D.a n =n +1【答案】A【分析】根据题意设a n =1+n -1 d ,所以a 2n =1+2n -1 d ,a n 2=1+n 2-1 d ,所以1,1+3d ,1+24d 构成等比数列,即1+3d 2=1×1+24d ,求出d 即可求解.【详解】设等差数列a n 的公差为d d >0 ,所以a n =1+n -1 d ,所以a 2n =1+2n -1 d ,a n 2=1+n 2-1 d ,又a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2的第5项恰好构成等比数列,即1,1+3d ,1+24d 构成等比数列,所以1+3d 2=1×1+24d ,解得d =2,d =0(舍去),所以a n =2n -1.故选:A .2.已知数列a n 中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n ,则a n 的通项公式为.【答案】a n =n n +12【分析】由S n =n +23a n ,变形可得则S n -1=n +13a n -1,两式相减变形可得a n a n -1=n +1n -1,又由a n =a n a n -1 ×a n -1a n -2 ×⋯⋯×a2a 1×a 1,计算可得a n =n (n +1)2,验证a 1即可得答案.【详解】根据题意,数列{a n }中,a 1=1,S n =n +23a n (n ∈N *),S n =n +23a n ①,S n -1=n +13a n -1②,①-②可得:a n =(n +2)a n 3-(n +1)a n -13,变形可得:a n a n -1=n +1n -1,则a n =a n a n -1 ×a n -1a n -2 ×⋯⋯×a 2a 1×a 1=n +1n -1 ×n n -2 ×⋯⋯×31 ×1=n (n +1)2;n =1时,a 1=1符合a n =n (n +1)2;故答案为:a n =n (n +1)2.题型二换元型累加、累积法【典例分析】1.已知数列a n 满足:a 1=13,(n +1)a n +1-na n =2n +1,n ∈N *,则下列说法正确的是()A.a n +1≥a nB.a n +1≤a nC.数列a n 的最小项为a 3和a 4D.数列a n 的最大项为a 3和a 4【答案】C【详解】令b n =na n ,则b n +1-b n =2n +1,又a 1=13,所以b 1=13,b 2-b 1=3,b 3-b 2=5,⋯,b n -b n -1=2n -1,所以累加得b n =13+n -1 3+2n -1 2=n 2+12,所以a n =b n n =n 2+12n =n +12n,所以a n +1-a n =n +1 +12n +1-n +12n =n -3 n +4 n n +1,所以当n <3时,a n +1<a n ,当n =3时,a n +1=a n ,即a 3=a 4,当n >3时,a n +1>a n ,即a 1>a 2>a 3=a 4<a 5<⋯<a n ,所以数列a n 的最小项为a 3和a 4,故选:C .【变式演练】1.(换元对数累加法)在数列a n 中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln 1+1n ,则a n =()A.a 8B.2+n -1 ln nC.1+n +ln nD.2n +n ln n【答案】D【详解】由题意得,a n +1n +1=a n n +ln n +1n ,则a n n =a n -1n -1+ln n n -1,a n -1n -1=a n -2n -2+lnn -1n -2⋯,a 22=a 11+ln 21,由累加法得,a n n =a 11+ln n n -1+ln n -1n -2⋯+ln 21,即a n n =a 1+ln n n -1⋅n -1n -2⋅⋯⋅21,则an n=2+ln n ,所以a n =2n +n ln n ,故选:D2.已知数列a n 满足a 1=32,a n =n n -1a n -1-n 2n .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n 的前n 项和为S n ,求满足S n <12的所有正整数n 的取值集合.【答案】(1)a n =n +n2n ;(2)1,2,3,4 .【详解】(1)因为a n =n n -1a n -1-n 2n ,所以a n n -a n -1n -1=-12n .因为a 22-a 11=-122,a33-a 22=-123,⋯,a n n -a n -1n -1=-12n ,所以a n n -a 11=-122+123+⋯+12n=-1221-12 n -11-12=12n-12,于是a n=n+n 2n .当n=1时,a1=1+12=32,所以a n=n+n2n.(2)因为S n-S n-1=a n=n+n2n >0,所以S n是递增数列.因为a1=1+12=32,a2=2+24=52,a3=3+323=278,a4=4+424=174,a5=5+525=16532,所以S1=32,S2=4,S3=598,S4=938<12,S5=53732>12,于是所有正整数n的取值集合为1,2,3,4.题型三周期数列型递推【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=1+a n1-a n,(n∈N*),则a1⋅a2⋅a3⋅⋯a2009⋅a2010=_________.【答案】-6【解析】由已知有a2=1+a11-a1=-3,a3=1-31+3=-12,a4=1-121+12=13,a5=1+131-13=2,所以a5=a1=2,所以数列a n是周期数列,且周期为4,a1a2a3a4=a5a6a7a8=⋯=a2005a2006a2007a2008=1,而a2009a2010= a1a2=2×(-3)=-6,所以a1a2a3⋯a2010=-6。
高考数列题型总结(优秀范文五篇)第一篇:高考数列题型总结数列1.2.3.4.5.6.坐标系与参数方程 1.2.34..5.6.(1)(2)第二篇:数列综合题型总结数列求和1.(分组求和)(x-2)+(x2-2)+…+(xn-2)2.(裂相求和)++Λ+1⨯44⨯7(3n-2)(3n+1)3.(错位相减)135+2+3+222+2n-12n1⨯2+2⨯22+3⨯23+Λ+n⨯2n4.(倒写相加)1219984x)+f()+Λ+f()=x 求值设f(x),求f(1999199919994+25.(放缩法)求证:1+数列求通项6.(Sn与an的关系求通项)正数数列{an},2Sn=an+1,求数列{an}的通项公式。
7.(递推公式变形求通项)已知数列{an },满足,a1=1,8.累乘法an+1=5an求{an }的通项公式 5+an11++2232+1<2n2数列{an}中,a1=122,前n项的和Sn=nan,求an+1.2222a=S-S=na-(n-1)a⇒(n-1)a=(n-1)an-1 nnn-1nn-1n解:⇒∴∴an=ann-1=an-1n+1,anan-1a2n-1n-2111⋅Λ⋅a1=⋅Λ⨯=an-1an-2a1n+1n32n(n+1)an+1=1 (n+1)(n+2)9累加法第三篇:数列题型及解题方法归纳总结文德教育知识框架⎧列⎧数列的分类⎪数⎪⎪⎨数列的通项公式←函数⎪的概念角度理解⎪⎪⎩数列的递推关系⎪⎪⎧⎧等差数列的定义an-an-1=d(n≥2)⎪⎪⎪⎪⎪等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d⎪⎪⎪等差数列⎪⎨n⎪⎪⎪等差数列的求和公式Sn=2(a1+an)=na1+n(n-1)d⎪⎪⎪⎪⎪2⎪⎩等差数列的性质an+am=ap+aq(m+n=⎪⎪p+q)⎪两个基⎪⎧等比数列的定义an=q(n≥⎪本数列⎨⎪⎪a2)n-1⎪⎪⎪⎪⎪⎪等比数列的通项公式an-1⎪n=a1q数列⎪⎪等比数列⎨⎨⎧a1-anq=aqn1(1-)⎪⎪⎪等比数列的求和公式S(q≠1)n=⎪⎨1-q1-q⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩na1(q=1)⎪⎪⎪⎩等比数列的性质anam=apaq(m+n=p+q)⎪⎩⎪⎧公式法⎪⎪分组求和⎪⎪⎪⎪错位相减求和⎪数列⎪⎪求和⎨裂项求和⎪⎪倒序相加求和⎪⎪⎪⎪累加累积⎪⎪⎩归纳猜想证明⎪⎪⎪数列的应用⎧分期付款⎨⎩⎩其他掌握了数列的基本知识,特别是等差、等比数列的定义、通项公式、求和公式及性质,掌握了典型题型的解法和数学思想法的应用,就有可能在高考中顺利地解决数列问题。
2023年全国各省份高考数学真题数列汇总一、单选题二、填空题8.(2023年全国乙卷(理数)第15题)已知{}n a 为等比数列,24536a a a a a =,9108a a =-,则7a =______.9.(2023年全国甲卷(文数)第13题)记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若6387S S =,则{}n a 的公比为________.10.(2023年北京卷第14题)我国度量衡的发展有着悠久的历史,战国时期就已经出现了类似于砝码的、用来测量物体质量的“环权”.已知9枚环权的质量(单位:铢)从小到大构成项数为9的数列{}n a ,该数列的前3项成等差数列,后7项成等比数列,且1591,12,192a a a ===,则7a =___________;数列{}n a 所有项的和为____________.三、解答题15.(2023年北京卷第21题)已知数列{}{},n n a b 的项数均为m (2)m >,且,{1,2,,},n n a b m ∈ {}{},n n a b 的前n 项和分别为,n n A B ,并规定000A B ==.对于{}0,1,2,,k m ∈ ,定义{}max ,{0,1,2,,}k i k r iB A i m =≤∈∣ ,其中,max M 表示数集M 中最大的数.(1)若1231232,1,3,1,3,3a a a b b b ======,求0123,,,r r r r 的值;(2)若11a b ≥,且112,1,2,,1,j j j r r r j m +-≤+=- ,求n r ;(3)证明:存在{},,,0,1,2,,p q s t m ∈ ,满足,,p q s t >>使得t p s q A B A B +=+.16.(2023年天津卷第19题)已知{}n a 是等差数列,255316,4a a a a +=-=.(1)求{}n a 的通项公式和1212n n ii a --=∑.(2)已知{}n b 为等比数列,对于任意*N k ∈,若1221k k n -≤≤-,则1k n k b a b +<<,(Ⅰ)当2k ≥时,求证:2121kk k b -<<+;(Ⅱ)求{}n b 的通项公式及其前n 项和.a-【详解】由题意可得:当1n =时,2122a a =+,即1122a q a =+,①当2n =时,()31222a a a =++,即()211122a q a a q =++,②联立①②可得12,3a q ==,则34154a a q ==.故选:C.二、填空题三、解答题为奇数反证:假设满足11n n r r +->的最小正整数为11j m ≤≤-,当i j ≥时,则12i i r r +-≥;当1i j ≤-时,则11i i r r +-=,则()()()112100m m m m m r r r r r r r r ---=-+-+⋅⋅⋅+-+()22m j j m j ≥-+=-,又因为11j m ≤≤-,则()2211m r m j m m m m ≥-≥--=+>,假设不成立,故11n n r r +-=,即数列{}n r 是以首项为1,公差为1的等差数列,所以01,n r n n n =+⨯=∈N .(3)(ⅰ)若mmA B ≥,构建,1n n n r S A B n m =-≤≤,由题意可得:0n S ≥,且n S 为整数,反证,假设存在正整数K ,使得K S m ≥,则1,0K K K r K r A B m A B +-≥-<,可得()()111K K K K K r r r K r K r b B B A B A B m +++=-=--->,这与{}11,2,,K r b m +∈⋅⋅⋅相矛盾,故对任意1,n m n ≤≤∈N ,均有1n S m ≤-.①若存在正整数N ,使得0N N N r S A B =-=,即N Nr A B =,可取0,,N r p q N s r ====,使得p s q r B B A A +=+;②若不存在正整数N ,使得0NS =,因为{}1,2,1n S m m ∈⋅⋅⋅-,且1n m ≤≤,所以必存在1X Y m ≤<≤,使得X Y S S =,即X Y X r Y r A B A B -=-,可得Y X X r Y r A B A B +=+,可取,,,Y X p X s r q Y r r ====,使得p s q r B B A A +=+;(ⅱ)若m m A B <,构建,1n n r n S B A n m =-≤≤,由题意可得:0n S ≤,且n S 为整数,反证,假设存在正整数K ,使得K S m ≤-,则1,0K K r K r K B A m B A +-≤-->,可得()()111K K K K K r r r r K r K b B B B A B A m +++=-=--->,这与{}11,2,,K r b m +∈⋅⋅⋅相矛盾,故对任意1,n m n ≤≤∈N ,均有1n S m ≥-.①若存在正整数N ,使得0N N r N S B A =-=,即N Nr A B =,可取0,,N r p q N s r ====,使得p s q r B B A A +=+;②若不存在正整数N ,使得0NS =,因为{}1,2,,1n S m ∈--⋅⋅⋅-,且1n m ≤≤,。
专题六数列--2020-2023高考真题数学专题分类汇编真题卷题号考点考向2023新课标1卷7等差数列等差数列的判定、等差数列的性质20等差数列求等差数列的通项公式及基本量计算2023新课标2卷8等比数列等比数列的性质18等差数列、数列的综合应用求等差数列的通项公式及前n 项和、数列的综合应用(不等式证明)2022新高考1卷17数列的通项公式、数列求和由递推公式求通项公式、裂项相消法求和2022新高考2卷17等差数列、等比数列等差、等比数列的通项公式2021新高考1卷16数列的实际应用错位相减法求和17数列的通项公式、数列求和由递推公式求通项公式、公式法求和2021新高考2卷12等比数列数列的新定义问题17等差数列求等差数列的通项公式、等差数列求和2020新高考1卷14等差数列等差数列的性质、等差数列求和18等比数列、数列求和求等比数列的通项公式、数列求和2020新高考2卷15等差数列求等差数列的通项公式、等差数列求和18等比数列求等比数列的通项公式、等比数列求和【2023年真题】1.(2023·新课标I 卷第7题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,设甲:{}n a 为等差数列:乙:{}n sn为等差数列,则()A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件【答案】C 【解析】【分析】本题考查等差数列的判定、等差数列前n 项和、充分必要条件的判定,属于中档题.结合等差数列的判断方法,依次证明充分性、必要性即可.【解答】解:方法1:为等差数列,设其首项为1a ,公差为d ,则1(1)2n n n S na d -=+,111222n S n d d a d n a n -=+=+-,112n n S S dn n +-=+,故{}nS n为等差数列,则甲是乙的充分条件,,反之,{}n Sn为等差数列,即111(1)1(1)(1)n n n n n n S S nS n S na S n n n n n n +++-+--==+++为常数,设为t 即1(1)n nna S t n n +-=+,故1(1)n n S na t n n +=-⋅+故1(1)(1)n n S n a t n n -=--⋅-,2n 两式相减有:11(1)22n n n n n a na n a tn a a t ++=---⇒-=,对1n =也成立,故{}n a 为等差数列,则甲是乙的必要条件,故甲是乙的充要条件,故选.C 方法2:因为甲:{}n a 为等差数列,设数列{}n a 的首项1a ,公差为.d 即1(1)2n n n S na d -=+,则11(1)222n S n d da d n a n -=+=+-,故{}n S n为等差数列,即甲是乙的充分条件.反之,乙:{}n S n为等差数列.即11n n S S D n n +-=+,1(1).n SS n D n =+-即1(1).n S nS n n D =+-当2n 时,11(1)(1)(2).n S n S n n D -=-+--上两式相减得:112(1)n n n a S S S n D -=-=+-,所以12(1).n a a n D =+-当1n =时,上式成立.又1112(2(1))2n n a a a nD a n D D +-=+-+-=为常数.所以{}n a 为等差数列.则甲是乙的必要条件,故甲是乙的充要条件,故选C .2.(2023·新课标II 卷第8题)记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和,若45S =-,6221S S =,则8S =()A.120B.85C.85- D.120-【答案】C 【解析】【分析】本题考查等比数列的基本性质,属于中档题.利用等比数列前n 项和之间差的关系可知2S ,42S S -,64S S -,86S S -成等比数列,列出关系式计算即可得解.【解答】解:2S ,42S S -,64S S -,86S S -成等比数列,242224264264262(1)55(21)521S S q S q S S S q S S q S S S⎧-=⎧+=-⎪-==+⇒⎨⎨-=⎩⎪=⎩从而计算可得24681,5,21,85S S S S =-=-=-=-故选.C 3.(2023·新课标I 卷第20题)设等差数列{}n a 的公差为d ,且 1.d >令2n nn nb a +=,记n S ,n T 分别为数列{}{},n n a b 的前n 项和.(1)若21333a a a =+,3321S T +=,求{}n a 的通项公式;(2)若{}n b 为等差数列,且999999S T -=,求.d【答案】解:因为21333a a a =+,故3132d a a d ==+,即1a d =,故n a nd =,所以21n n n n b nd d++==,(1)2n n n d S +=,(3)2n n n T d +=,又3321S T +=,即34362122d d ⨯⨯+=,即22730d d -+=,故3d =或1(2d =舍),故{}n a 的通项公式为:3.n a n =(2)方法一:(基本量法)若{}n b 为等差数列,则2132b b b =+,即11123123422a d a a d⨯⨯⨯⨯=+++,即2211320a a d d -+=,所以1a d =或12;a d =当1a d =时,n a nd =,1n nb d +=,故(1)2n n n d S +=,(3)2n n n T d+=,又999999S T -=,即99100991029922d d ⋅⋅-=,即250510d d --=,所以5150d =或1(d =-舍);当12a d =时,(1)n a n d =+,n n b d =,故(3)2n n n d S +=,(1)2n n n T d+=,又999999S T -=,即99102991009922d d ⋅⋅-=,即251500d d --=,所以50(51d =-舍)或1(d =舍);综上:51.50d =方法二:因为{}n a 为等差数列且公差为d ,所以可得1n a dn a d =+-,则211(1)n n n n nb dn a d dn a d++⋅==+-+-解法一:因为{}n b 为等差数列,根据等差数列通项公式可知n b 与n 的关系满足一次函数,所以上式中的分母“1dn a d +-”需满足10a d -=或者11da d=-,即1a d =或者12;a d =解法二:由211(1)n n n n nb dn a d dn a d++⋅==+-+-可得,112b a =,216b a d =+,31122b a d =+,因为{}n b 为等差数列,所以满足1322b b b +=,即111212622a a d a d+=⋅++,两边同乘111()(2)a a d a d ++化简得2211320a a d d -+=,解得1a d =或者12;a d =因为{}n a ,{}nb 均为等差数列,所以995099S a =,995099T b =,则999999S T -=等价于50501a b -=,①当1a d =时,n a dn =,1(1)n b n d =+,则505051501a b d d-=-=,得250510(5051)(1)0d d d d --=⇒-+=,解得5150d =或者1d =-,因为1d >,所以51;50d =②当12a d =时,(1)n a d n =+,1n b n d =,则505050511a b d d-=-=,化简得251500(5150)(1)0d d d d --=⇒+-=,解得5051d =-或者1d =,因为1d >,所以均不取;综上所述,51.50d =【解析】本题第一问考查数列通项公式的求解,第二问考查等差数列有关性质,等差数列基本量的求解,计算量较大,为较难题.4.(2023·新课标II 卷第18题)已知为等差数列,,记n S ,n T 分别为数列,的前n 项和,432S =,316.T =(1)求的通项公式;(2)证明:当5n >时,n S .n T >【答案】解:(1)设数列的公差为d ,由题意知:,即,解得52(1)2 3.n a n n ∴=+-=+(2)由(1)知23n a n =+,,212121n n b b n -+=+,当n 为偶数时,当n 为奇数时,22113735(1)(1)4(1)652222n n n T T b n n n n n ++=-=+++-+-=+-,∴当n 为偶数且5n >时,即6n 时,22371(4)(1)022222n n n nT S n n n n n n -=+-+=-=->,当n 为奇数且5n >时,即7n 时,22351315(4)5(2)(5)0.22222n n T S n n n n n n n n -=+--+=--=+->∴当5n >时,n S .n T >【解析】本题考查了等差数列的通项公式、前n 项和公式等.(1)由已知432S =,316T =,根据等差数列的前n 项和公式展开,即可得出等差数列的首项15a =,公差2d =,进而得出通项公式2 3.n a n =+(2)由(1)知23n a n =+,可得(4)n S n n =+,数列的通项公式,进而212121n n b b n -+=+,分两情况讨论,当n 为偶数时,n T 中含有偶数项,相邻两项两两一组先求和,得出237.22n T n n =+当n 为奇数时,1n +为偶数,此时11.n n n T T b ++=-最后只需证明0n n T S ->即可.【2022年真题】5.(2022·新高考I 卷第17题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知11a =,n n S a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为13的等差数列.(1)求{}n a 的通项公式;(2)证明:121112.na a a +++< 【答案】解:1112(1)(1)33n n S S n n a a +=+-=,则23n n n S a +=①,1133n n n S a +++∴=②;由②-①得:111322;33n n n n n a n n n a a a a n++++++=-⇒=∴当2n 且*n N ∈时,13211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⋅⋅ 1543(1)(1)1232122n n n n n n n a n n +++=⋅⋅⋅=⇒=-- ,又11a =也符合上式,因此*(1)();2n n n a n N +=∈1211(2)2((1)1n a n n n n ==-++,1211111111112(2(12122311n a a a n n n ∴+++=-+-++-=-<++ ,即原不等式成立.【解析】本题考查了数列与不等式,涉及裂项相消法求和、等差数列的通项公式、根据数列的递推公式求通项公式等知识,属中档题.(1)利用11n n n a S S ++=-进行求解然后化简可求出{}n a 的通项公式;(2)由(1)可求出1112()1n a n n =-+,然后再利用裂项相消法求和可得.6.(2022·新高考II 卷第17题)已知{}n a 为等差数列,{}n b 为公比为2的等比数列,且223344.a b a b b a -=-=-(1)证明:11;a b =(2)求集合1{|,1500}k m k b a a m =+中元素个数.【答案】解:(1)设等差数列{}n a 公差为d由2233a b a b -=-,知1111224a d b a d b +-=+-,故12d b =由2244a b b a -=-,知111128(3)a d b b a d +-=-+,故11124(3);a d b d a d +-=-+故1112a d b d a +-=-,整理得11a b =,得证.(2)由(1)知1122d b a ==,由1k m b a a =+知:11112(1)k b a m d a -⋅=+-⋅+即111112(1)2k b b m b b -⋅=+-⋅+,即122k m -=,因为1500m ,故1221000k -,解得210k ,故集合1{|,1500}k m k b a a m =+中元素的个数为9个.【解析】本题考查等差、等比数列的通项公式,解指数不等式,集合中元素的个数问题,属于中档题.【2021年真题】7.(2021·新高考II 卷第12题)(多选)设正整数010112222k k k k n a a a a --=⋅+⋅++⋅+⋅ ,其中{}0,1i a ∈,记()01k n a a a ω=+++ ,则()A.()()2n n ωω= B.()()231n n ωω+=+C.()()8543n n ωω+=+ D.()21nnω-=【答案】ACD 【解析】【分析】本题重在对新定义进行考查,合理分析所给条件是关键,属于拔高题.利用()n ω的定义可判断ACD 选项的正误,利用特殊值法可判断B 选项的正误.【解答】解:对于A 选项,010112222k k k k n a a a a --=⋅+⋅++⋅+⋅ ,,则12101122222kk k k n a a a a +-=⋅+⋅++⋅+⋅ ,,A 选项正确;对于B 选项,取2n =,012237121212n +==⋅+⋅+⋅,,而0120212=⋅+⋅,则()21ω=,即,B 选项错误;对于C 选项,34302340101852225121222k k n a a a a a ++=⋅+⋅++⋅+=⋅+⋅+⋅+⋅+ 32k k a ++⋅,所以,,23201230101432223121222k k n a a a a a ++=⋅+⋅++⋅+=⋅+⋅+⋅+⋅+ 22k k a ++⋅,所以,,因此,,C 选项正确;对于D 选项,01121222n n --=+++ ,故,D 选项正确.故选.ACD 8.(2021·新高考I 卷第16题)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折.规格为20dm 12dm ⨯的长方形纸,对折1次共可以得到10dm 12dm ⨯,20dm 6dm ⨯两种规格的图形,它们的面积之和21240dm S =,对折2次共可以得到5dm 12dm ⨯,10dm 6dm ⨯,20dm 3dm ⨯三种规格的图形,它们的面积之和22180dm S =,以此类推.则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为____________________;如果对折*()n n N ∈次,那么12n S S S ++= __________2dm .【答案】5;3240(3)2nn +⨯-【解析】【分析】本题考查实际生活中的数列问题,由特殊到一般的数学思想.根据题设列举,可以得到折叠4次时会有五种规格的图形.由面积的变化关系得到面积通项公式,从而由错位相减法得到面积和.【解答】解:对折3次时,可以得到2.512dm dm ⨯,56dm dm ⨯,103dm dm ⨯,20 1.5dm dm ⨯四种规格的图形.对折4次时,可以得到2.56dm dm ⨯,1.2512dm dm ⨯,53dm dm ⨯,10 1.5dm dm ⨯,200.75dm dm ⨯五种规格的图形.对折3次时面积之和23120S dm =,对折4次时面积之和2475S dm =,即12402120S ==⨯,2180360S ==⨯,3120430S ==⨯,475515S ==⨯,……得折叠次数每增加1,图形的规格数增加1,且()*12401,2nn S n n N ⎛⎫=+⨯∈ ⎪⎝⎭,121111240[234(1)]2482n n S S S n ∴++=⨯⨯+⨯+⨯++⋅+ 记231242n n n T +=+++ ,则112312482n n n T ++=+++ ,11111111()224822n n n n n n T T T ++-==++++- 113113322222n n n n n ++++=--=-,得332n nn T +=-,123240(32n nn S S S +∴++=⨯-,故答案为5;3240(3).2n n +⨯-9.(2021·新高考I 卷第17题)已知数列{}n a 满足11a =,,(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】解:⑴12b a =,且21+1=2a a =,则1=2b ,24b a =,且4321215a a a =+=++=,则25b =;1222121213n n n n n b a a a b +++==+=++=+,可得13n n b b +-=,故{}n b 是以2为首项,3为公差的等差数列;故()21331n b n n =+-⨯=-.(2)数列{}n a 的前20项中偶数项的和为2418201210109=102+3=1552a a a ab b b ⨯++++=+++⨯⨯ ,又由题中条件有211a a =+,431a a =+, ,20191a a =+,故可得n a 的前20项的和【解析】本题考查了数列递推关系式运用,等差数列通项公式求法,数列求和,考查了分析和运算能力,属于中档题.(1)结合题干给的递推关系,可以快速的算出1b 和2b ,同时利用1222121213n n n n n b a a a b +++==+=++=+可判断出数列n b 为等差数列,即可求出数列通项公式;(2)n a 的前20项的和可分组求和,求出其对应的偶数项的和,再结合奇数项与偶数项的关系求解即可.10.(2021·新高考II 卷第17题)记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和,若35a S =,244.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】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22433()()a a a d a d d =-+=-,412343333(2)()()2S 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:*3(3)26().n a a n d n n N =+-=-∈(2)由数列的通项公式可得1264a =-=-,则2(1)(4)252n n n S n n n -=⨯-+⨯=-,则不等式n n S a >即2526n n n ->-,整理可得(1)(6)0n n -->,解得1n <或6n >,又n 为正整数,故n 的最小值为7.【解析】本题考查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.(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.【2020年真题】11.(2020·新高考I 卷第14题、II 卷第15题)将数列{21}n -与{32}n -的公共项从小到大排列得到数列{n a },则{}n a 的前n 项和为__________.【答案】232n n-【解析】【分析】本题考查数列的特定项与性质以及等差数列求和.利用公共项构成首项为1,公差为6的等差数列,利用求和公式即可求出答案.【解答】解:数列{21}n -的首项是1,公差为2的等差数列;数列{32}n -的首项是1,公差为3的等差数列;公共项构成首项为1,公差为6的等差数列;故{}n a 的前n 项和S n 为:.故答案为232.n n -12.(2020·新高考I 卷第18题)已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8.a 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100.S 【答案】解:(1)设等比数列的公比为q ,且1q >,2420a a += ,38a =,,解得舍)或,∴数列{}n a 的通项公式为2;n n a =(2)由(1)知12a =,24a =,38a =,416a =,532a =,664a =,7128a =,则当1m =时,10b =,当2m =时,21b =,以此类推,31b =,45672b b b b ====,815...3b b ===,1631...4b b ===,3263...5b b ===,64100...6b b ===,10012100...S b b b ∴=+++0122438416532637480.=+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=【解析】本题考查了数列求和及等比数列通项公式,属中档题.(1)根据等比数列通项公式列出方程,求出首项和公比,即可求出通项公式;(2)根据等比数列通项公式,归纳数列{}m b 的规律,从而求出其前100项和.13.(2020·新高考II 卷第18题)已知公比大于1的等比数列{}n a 满足2420a a +=,38.a =(1)求{}n a 的通项公式;(2)求1223a a a a -+…11(1).n n n a a -++-【答案】解:(1)设等比数列{}n a 的公比为(1)q q >,则32411231208a a a q a q a a q ⎧+=+=⎨==⎩,1q > ,122a q =⎧∴⎨=⎩,1222.n n n a -∴=⋅=1223(2)a a a a -+ (11)(1)n n n a a -++-35792222=-+-+…121(1)2n n -++-⋅,322322[1(2)]82(1).1(2)55n n n +--==----【解析】本题考查等比数列的通项公式,前n 项求和公式,考查转化思想和方程思想,属于基础题.(1)根据题意,列方程组32411231208a a a q a q a a q ⎧+=+=⎨==⎩,解得1a 和q ,然后求出{}n a 的通项公式;(2)根据条件,可知12a a ,23a a -,…11(1)n n n a a -+-,是以32为首项,22-为公比的等比数列,由等比数列求和公式,即可得出答案.。
数列考查的九个热点热点题型速览热点一等差数列的基本计算热点二等比数列的基本计算热点三等差数列与等比数列的综合计算热点四数列与函数的交汇热点五数列与不等式交汇热点六数列与解析几何交汇热点七数列与概率统计交汇热点八等差数列、等比数列的判断与证明热点九数列中的“新定义”问题热点一等差数列的基本计算1(2023春·河南开封·高三通许县第一高级中学校考阶段练习)已知等差数列a n 为递增数列,S n 为其前n 项和,a 3+a 7=34,a 4⋅a 6=280,则S 11=()A.516B.440C.258D.2202(2022秋·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考期中)某种卷筒卫生纸绕在圆柱形盘上,空盘时盘芯直径为60mm ,满盘时直径为120mm ,已知卫生纸的厚度为0.1mm ,则满盘时卫生纸的总长度大约( )(π≈3.14,精确到1m )A.65mB.85mC.100mD.120m3(2020·全国高考真题(理))北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)()A.3699块B.3474块C.3402块D.3339块2024年高考数学专项复习数列考查的九个热点(解析版)4(2022·全国·统考高考真题)记S n为等差数列a n的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=.【规律方法】1.等差数列中的基本量a1,a n,d,n,S n,“知三可求二”,在求解过程中主要运用方程思想.要注意使用公式时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意运用整体代换思想,使运算更加便捷.2. 在等差数列{a n}中,若出现a m-n,a m,a m+n等项时,可以利用等差数列的性质将其转化为与a m有关的条件;若求a m项,可由a m=12(a m-n+a m+n)转化为求a m-n,a m+n或a m-n+a m+n的值.3.数列的基本计算,往往以数学文化问题为背景.热点二等比数列的基本计算5(2020·全国·统考高考真题)设{a n}是等比数列,且a1+a2+a3=1,a2+a3+a4=2,则a6+a7+a8= ()A.12B.24C.30D.326(2023·广东揭阳·惠来县第一中学校考模拟预测)在《增减算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关”.其大意是:有人要去某关口,路程为378里,第一天健步行走,从第二天起由于脚痛,每天走的路程都为前一天的一半,一共走了六天,才到目的地.则此人后3天共走的里程数为()A.6B.12C.18D.427(2023·全国高考真题)已知a n为等比数列,a2a4a5=a3a6,a9a10=-8,则a7=.【规律方法】1.等比数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公比q,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解.2.等比数列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,a n,q,n,S n,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.3.根据题目特点,可选用等比数列的性质.热点三等差数列与等比数列的综合计算8(2019·北京·高考真题)设{an}是等差数列,a1=-10,且a2+10,a3+8,a4+6成等比数列.(Ⅰ)求{an}的通项公式;(Ⅱ)记{an}的前n项和为Sn,求Sn的最小值.9(2022·全国·统考高考真题)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.10(2023·天津·统考高考真题)已知a n是等差数列,a2+a5=16,a5-a3=4.(1)求a n的通项公式和2n-1i=2n-1a i .(2)已知b n为等比数列,对于任意k∈N*,若2k-1≤n≤2k-1,则b k<a n<b k+1,(Ⅰ)当k≥2时,求证:2k-1<b k<2k+1;(Ⅱ)求b n 的通项公式及其前n 项和.热点四数列与函数的交汇11(2018·浙江·高考真题)已知a 1,a 2,a 3,a 4成等比数列,且a 1+a 2+a 3+a 4=ln (a 1+a 2+a 3).若a 1>1,则A.a 1<a 3,a 2<a 4B.a 1>a 3,a 2<a 4C.a 1<a 3,a 2>a 4D.a 1>a 3,a 2>a 412(2023秋·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)如图1所示,古筝有多根弦,每根弦下有一个雁柱,雁柱用于调整音高和音质.图2是根据图1绘制的古筝弦及其雁柱的简易平面图.在图2中,每根弦都垂直于x 轴,相邻两根弦间的距离为1,雁柱所在曲线的方程为y =1.1x ,第n 根弦(n ∈N ,从左数首根弦在y 轴上,称为第0根弦)分别与雁柱曲线和直线l :y =x +1交于点A n x n ,y n 和B n x n,y n,则20n =0y n y n=.(参考数据:取1.122=8.14.)13(2023秋·福建厦门·高三厦门一中校考阶段练习)已知数列a n 满足a 1>0,a n +1=log 2a n ,n =2k -1,k ∈N ∗2a n+2,n =2k ,k ∈N ∗.(1)判断数列a 2n -1 是否是等比数列?若是,给出证明;否则,请说明理由;(2)若数列a n 的前10项和为361,记b n =1log 2a 2n +1 ⋅a 2n +2,数列b n 的前n 项和为T n ,求证:T n <12.14(2023·全国·高三专题练习)已知A x 1,y 2 、B x 2,y 2 是函数f x =2x 1-2x ,x ≠12-1,x =12的图象上的任意两点,点M 在直线x =12上,且AM =MB .(1)求x 1+x 2的值及y 1+y 2的值;(2)已知S 1=0,当n ≥2时,S n =f 12 +f 2n +f 3n +⋅⋅⋅+f n -1n,设a n =2Sn,T n 数列a n 的前n 项和,若存在正整数c ,m ,使得不等式T m -c T m +1-c <12成立,求c 和m 的值;热点五数列与不等式交汇15(2022·浙江·统考高考真题)已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=a n -13a 2n n ∈N ∗,则()A.2<100a 100<52 B.52<100a 100<3 C.3<100a 100<72 D.72<100a 100<416(2023·浙江嘉兴·统考模拟预测)如图,在一个单位正方形中,首先将它等分成4个边长为12的小正方形,保留一组不相邻的2个小正方形,记这2个小正方形的面积之和为S 1;然后将剩余的2个小正方形分别继续四等分,各自保留一组不相邻的2个小正方形,记这4个小正方形的面积之和为S 2.以此类推,操作n 次,若S 1+S 2+⋅⋅⋅+S n ≥20232024,则n 的最小值是()A.9B.10C.11D.1217(2023秋·四川绵阳·高三绵阳中学校考阶段练习)已知等差数列a n 的前n 项和为S n ,且S 4=4S 2,a 3n =3a n +2n ∈N *(1)求a n 的通项公式,(2)设b n =1a n a n +1,且b n 的前n 项和为T n ,证明,13≤T n <12.18(2022·全国·统考高考真题)记S n 为数列a n 的前n 项和,已知a 1=1,S n a 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<2.19(2021·全国·统考高考真题)设a n 是首项为1的等比数列,数列b n 满足b n =na n3.已知a 1,3a 2,9a 3成等差数列.(1)求a n 和b n 的通项公式;(2)记S n 和T n 分别为a n 和b n 的前n 项和.证明:T n <S n2.20(2023·河南郑州·统考模拟预测)已知数列a n 与b n 的前n 项和分别为A n 和B n ,且对任意n ∈N *,a n +1-a n =32b n +1-b n 恒成立.(1)若A n =3n 2+3n2,b 1=2,求B n ;(2)若对任意n ∈N *,都有a n =B n 及b 2a 1a 2+b 3a 2a 3+b 4a 3a 4+⋯+b n +1a n a n +1<13恒成立,求正整数b 1的最小值.21(2023秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知a n 为等差数列,b n 为等比数列,b 1=2a 1=2,a 5=5a 4-a 3 ,b 5=4b 4-b 3 ,数列c n 满足c n =1a n a n +2,n 为奇数b n,n 为偶数.(1)求a n 和b n 的通项公式;(2)证明:2ni =1c i ≥133.热点六数列与解析几何交汇22(2022·全国·统考高考真题)图1是中国古代建筑中的举架结构,AA ,BB ,CC ,DD 是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中DD 1,CC 1,BB 1,AA 1是举,OD 1,DC 1,CB 1,BA 1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为DD 1OD 1=0.5,CC 1DC 1=k 1,BB 1CB 1=k 2,AA 1BA 1=k 3.已知k 1,k 2,k 3成公差为0.1的等差数列,且直线OA 的斜率为0.725,则k 3=()A.0.75B.0.8C.0.85D.0.923(重庆·高考真题)设A x 1,y 1 ,B 4,95 ,C x 2,y 2 是右焦点为F 的椭圆x 225+y 29=1上三个不同的点,则“|AF |,|BF |,|CF |成等差数列”是“x 1+x 2=8”的()A.充要条件B.必要而不充分条件C.充分而不必要条件D.既不充分也不必要条件24(2021·浙江·统考高考真题)已知a ,b ∈R ,ab >0,函数f x =ax 2+b (x ∈R ).若f (s -t ),f (s ),f (s +t )成等比数列,则平面上点s ,t 的轨迹是()A.直线和圆B.直线和椭圆C.直线和双曲线D.直线和抛物线热点七数列与概率统计交汇25(2023秋·江西·高三校联考阶段练习)甲同学现参加一项答题活动,其每轮答题答对的概率均为13,且每轮答题结果相互独立.若每轮答题答对得5分,答错得0分,记第i 轮答题后甲同学的总得分为X i ,其中i =1,2,⋅⋅⋅,n .(1)求E X 99 ;(2)若乙同学也参加该答题活动,其每轮答题答对的概率均为23,并选择另一种答题方式答题:从第1轮答题开始,若本轮答对,则得20分,并继续答题;若本轮答错,则得0分,并终止答题,记乙同学的总得分为Y .证明:当i >24时,E X i >E Y .26(2023秋·湖北荆州·高三沙市中学校考阶段练习)在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,点A 处有一只小蚂蚁,每次随机等可能地沿各条棱或侧面对角线向另一顶点移动,设小蚂蚁移动n 次后仍在底面ABC 的顶点处的概率为P n .(1)求P1,P2的值.(2)求P n.27(2019·全国·高考真题(理))为了治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验.试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验.对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药.一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验.当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效.为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得-1分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得-1分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X.(1)求X的分布列;(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,p i(i=0,1,⋯,8)表示“甲药的累计得分为i时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则p0=0,p8=1,p i=ap i-1+bp i+cp i+1(i=1,2,⋯,7),其中a=P(X=-1),b=P(X=0),c=P(X=1).假设α=0.5,β=0.8.(i)证明:{p i+1-p i}(i=0,1,2,⋯,7)为等比数列;(ii)求p4,并根据p4的值解释这种试验方案的合理性.热点八等差数列、等比数列的判断与证明28【多选题】(2022·广东茂名·模拟预测)已知数列a n的前n项和为S,a1=1,S n+1=S n+2a n+1,数列2na n⋅a n+1的前n项和为Tn,n∈N*,则下列选项正确的为()A.数列a n+1是等比数列 B.数列a n+1是等差数列C.数列a n的通项公式为a n=2n-1 D.T n>129(2021·全国·统考高考真题)记S n为数列a n的前n项和,b n为数列S n的前n项积,已知2S n+1b n=2.(1)证明:数列b n是等差数列;(2)求a n的通项公式.热点九数列中的“新定义”问题30(2020·全国·统考高考真题)0-1周期序列在通信技术中有着重要应用.若序列a1a2⋯a n⋯满足a i∈{0,1}(i=1,2,⋯),且存在正整数m,使得a i+m=a i(i=1,2,⋯)成立,则称其为0-1周期序列,并称满足a i+m=a i(i=1,2,⋯)的最小正整数m为这个序列的周期.对于周期为m的0-1序列a1a2⋯a n⋯,C(k)=1 mmi=1a i a i+k(k=1,2,⋯,m-1)是描述其性质的重要指标,下列周期为5的0-1序列中,满足C(k)≤15(k=1,2,3,4)的序列是()A.11010⋯B.11011⋯C.10001⋯D.11001⋯31【多选题】(2023秋·湖南长沙·高三周南中学校考阶段练习)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数,他们根据沙粒或小石子所排列的形状,把数分成许多类,如图中第一行图形中黑色小点个数:1,3,6,10,⋯称为三角形数,第二行图形中黑色小点个数:1,4,9,16,⋯称为正方形数,记三角形数构成数列a n,正方形数构成数列b n,则下列说法正确的是()A.1b 1+1b 2+1b 3+⋯+1b n<2;B.1225既是三角形数,又是正方形数;C.10i =11b i +1-a i +1=95;D.∀m ∈N *,m ≥2总存在p ,q ∈N *,使得b m =a p +a q 成立;32(2022秋·山东·高三校联考阶段练习)若项数为n 的数列a n 满足:a i =a n +1-i i =1,2,3,⋯,n 我们称其为n 项的“对称数列”.例如:数列1,2,2,1为4项的“对称数列”;数列1,2,3,2,1为5项的“对称数列”.设数列c n 为2k +1项的“对称数列”,其中c 1,c 2⋯c k +1是公差为2的等差数列,数列c n 的最大项等于8,记数列c n 的前2k +1项和为S 2k +1,若S 2k +1=32,则k =.数列考查的九个热点热点题型速览热点一等差数列的基本计算热点二等比数列的基本计算热点三等差数列与等比数列的综合计算热点四数列与函数的交汇热点五数列与不等式交汇热点六数列与解析几何交汇热点七数列与概率统计交汇热点八等差数列、等比数列的判断与证明热点九数列中的“新定义”问题热点一等差数列的基本计算1(2023春·河南开封·高三通许县第一高级中学校考阶段练习)已知等差数列a n 为递增数列,S n 为其前n 项和,a 3+a 7=34,a 4⋅a 6=280,则S 11=()A.516 B.440C.258D.220【答案】D【分析】根据给定条件,利用等差数列性质求出a 4,a 6,再利用前n 项和公式求解作答.【详解】等差数列a n 为递增数列,则a 4<a 6,由a 3+a 7=34,得a 4+a 6=34,而a 4⋅a 6=280,解得a 4=14,a 6=20,所以S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6=220.故选:D2(2022秋·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考期中)某种卷筒卫生纸绕在圆柱形盘上,空盘时盘芯直径为60mm ,满盘时直径为120mm ,已知卫生纸的厚度为0.1mm ,则满盘时卫生纸的总长度大约( )(π≈3.14,精确到1m )A.65m B.85mC.100mD.120m【答案】B【分析】依题意,可以把绕在盘上的卫生纸长度,近似看成300个半径成等差数列的圆周长,然后分别计算各圆的周长,再借助等差数列前n 项和公式求总和即可.【详解】因为空盘时盘芯直径为60mm ,则半径为30mm ,周长为2π×30=60πmm ,又满盘时直径为120mm ,则半径为60mm ,周长为2π×60=120πmm ,又因为卫生纸的厚度为0.1mm ,则60-300.1=300,即每一圈周长成等差数列,项数为300,于是根据等差数列的求和公式,得:S300=300×60π+120π2=27000πmm ,又27000πmm≈84780mm≈85m,即满盘时卫生纸的总长度大约为85m,故选:B.3(2020·全国高考真题(理))北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)()A.3699块B.3474块C.3402块D.3339块【答案】C【解析】设第n环天石心块数为a n,第一层共有n环,则a n是以9为首项,9为公差的等差数列,a n=9+n-1×9=9n,设S n为a n的前n项和,则第一层、第二层、第三层的块数分别为S n,S2n-S n,S3n-S2n,因为下层比中层多729块,所以S3n-S2n=S2n-S n+729,即3n9+27n2-2n9+18n2=2n9+18n2-n9+9n2+729即9n2=729,解得n=9,所以S3n=S27=279+9×272=3402.故选:C4(2022·全国·统考高考真题)记S n为等差数列a n的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=.【答案】2【分析】转化条件为2a1+2d=2a1+d+6,即可得解.【详解】由2S3=3S2+6可得2a1+a2+a3=3a1+a2+6,化简得2a3=a1+a2+6,即2a1+2d=2a1+d+6,解得d=2.故答案为:2.【规律方法】1.等差数列中的基本量a1,a n,d,n,S n,“知三可求二”,在求解过程中主要运用方程思想.要注意使用公式时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意运用整体代换思想,使运算更加便捷.2. 在等差数列{a n}中,若出现a m-n,a m,a m+n等项时,可以利用等差数列的性质将其转化为与a m有关的条件;若求a m 项,可由a m =12(a m -n +a m +n)转化为求a m -n ,a m +n 或a m -n +a m +n 的值.3.数列的基本计算,往往以数学文化问题为背景.热点二等比数列的基本计算5(2020·全国·统考高考真题)设{a n }是等比数列,且a 1+a 2+a 3=1,a 2+a 3+a 4=2,则a 6+a 7+a 8=()A.12B.24C.30D.32【答案】D【分析】根据已知条件求得q 的值,再由a 6+a 7+a 8=q 5a 1+a 2+a 3 可求得结果.【详解】设等比数列a n 的公比为q ,则a 1+a 2+a 3=a 11+q +q 2 =1,a 2+a 3+a 4=a 1q +a 1q 2+a 1q 3=a 1q 1+q +q 2 =q =2,因此,a 6+a 7+a 8=a 1q 5+a 1q 6+a 1q 7=a 1q 51+q +q 2 =q 5=32.故选:D .6(2023·广东揭阳·惠来县第一中学校考模拟预测)在《增减算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关”.其大意是:有人要去某关口,路程为378里,第一天健步行走,从第二天起由于脚痛,每天走的路程都为前一天的一半,一共走了六天,才到目的地.则此人后3天共走的里程数为()A.6B.12C.18D.42【答案】D【分析】设第n n ∈N ∗ 天走a n 里,其中1≤n ≤6,由题意可知,数列a n 是公比为12的等比数列,利用等比数列的求和公式求出a 1的值,然后利用等比数列的求和公式可求得此人后3天共走的里程数.【详解】设第n n ∈N ∗ 天走a n 里,其中1≤n ≤6,由题意可知,数列a n 是公比为12的等比数列,所以,a 11-12 6 1-12=6332a 1=378,解得a 1=378×3263=192,所以,此人后三天所走的里程数为a 4+a 5+a 6=192×181-1231-12=42.故选:D .7(2023·全国高考真题)已知a n 为等比数列,a 2a 4a 5=a 3a 6,a 9a 10=-8,则a 7=.【答案】-2【分析】根据等比数列公式对a 2a 4a 5=a 3a 6化简得a 1q =1,联立a 9a 10=-8求出q 3=-2,最后得a 7=a 1q ⋅q 5=q 5=-2.【解析】设a n 的公比为q q ≠0 ,则a 2a 4a 5=a 3a 6=a 2q ⋅a 5q ,显然a n ≠0,则a 4=q 2,即a 1q 3=q 2,则a 1q =1,因为a 9a 10=-8,则a 1q 8⋅a 1q 9=-8,则q 15=q 5 3=-8=-2 3,则q 3=-2,则a 7=a 1q ⋅q 5=q 5=-2,故答案为:-2.【规律方法】1.等比数列运算问题的一般求法是设出首项a 1和公比q ,然后由通项公式或前n 项和公式转化为方程(组)求解.2.等比数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,q ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.3.根据题目特点,可选用等比数列的性质.热点三等差数列与等比数列的综合计算8(2019·北京·高考真题)设{an }是等差数列,a 1=-10,且a 2+10,a 3+8,a 4+6成等比数列.(Ⅰ)求{an }的通项公式;(Ⅱ)记{an }的前n 项和为Sn ,求Sn 的最小值.【答案】(Ⅰ)a n =2n -12;(Ⅱ)-30.【分析】(Ⅰ)由题意首先求得数列的公差,然后利用等差数列通项公式可得a n 的通项公式;(Ⅱ)首先求得S n 的表达式,然后结合二次函数的性质可得其最小值.【详解】(Ⅰ)设等差数列a n 的公差为d ,因为a 2+10,a 3+8,a 4+6成等比数列,所以(a 3+8)2=(a 2+10)(a 4+6),即(2d -2)2=d (3d -4),解得d =2,所以a n =-10+2(n -1)=2n -12.(Ⅱ)由(Ⅰ)知a n =2n -12,所以S n =-10+2n -122×n =n 2-11n =n -112 2-1214;当n =5或者n =6时,S n 取到最小值-30.9(2022·全国·统考高考真题)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a 4,a 7,a 9成等比数列,求S n 的最小值.【答案】(1)证明见解析;(2)-78.【分析】(1)依题意可得2S n +n 2=2na n +n ,根据a n =S 1,n =1S n-Sn -1,n ≥2,作差即可得到a n -a n -1=1,从而得证;(2)法一:由(1)及等比中项的性质求出a 1,即可得到a n 的通项公式与前n 项和,再根据二次函数的性质计算可得.【详解】(1)因为2S nn+n =2a n +1,即2S n +n 2=2na n +n ①,当n ≥2时,2S n -1+n -1 2=2n -1 a n -1+n -1 ②,①-②得,2S n +n 2-2S n -1-n -1 2=2na n +n -2n -1 a n -1-n -1 ,即2a n +2n -1=2na n -2n -1 a n -1+1,即2n -1 a n -2n -1 a n -1=2n -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)[方法一]:二次函数的性质由(1)可得a 4=a 1+3,a 7=a 1+6,a 9=a 1+8,又a 4,a 7,a 9成等比数列,所以a 72=a 4⋅a 9,即a 1+6 2=a 1+3 ⋅a 1+8 ,解得a 1=-12,所以a n=n-13,所以S n=-12n+n n-12=12n2-252n=12n-2522-6258,所以,当n=12或n=13时,S nmin=-78.[方法二]:【最优解】邻项变号法由(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+62=a1+3⋅a1+8,解得a1=-12,所以a n=n-13,即有a1<a2<⋯<a12<0,a13=0.则当n=12或n=13时,S nmin=-78.【整体点评】(2)法一:根据二次函数的性质求出S n的最小值,适用于可以求出S n的表达式;法二:根据邻项变号法求最值,计算量小,是该题的最优解.10(2023·天津·统考高考真题)已知a n是等差数列,a2+a5=16,a5-a3=4.(1)求a n的通项公式和2n-1i=2n-1a i .(2)已知b n为等比数列,对于任意k∈N*,若2k-1≤n≤2k-1,则b k<a n<b k+1,(Ⅰ)当k≥2时,求证:2k-1<b k<2k+1;(Ⅱ)求b n的通项公式及其前n项和.【答案】(1)a n=2n+1,2n-1i=2n-1a i=3⋅4n-1;(2)(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)b n=2n,前n项和为2n+1-2.【分析】(1)由题意得到关于首项、公差的方程,解方程可得a1=3,d=2,据此可求得数列的通项公式,然后确定所给的求和公式里面的首项和项数,结合等差数列前n项和公式计算可得2n-1i=2n-1a i=3⋅4n-1.(2)(Ⅰ)利用题中的结论分别考查不等式两侧的情况,当2k-1≤n≤2k-1时,b k<a n,取n=2k-1,当2k-2≤n≤2k-1-1时,a n<b k,取n=2k-1-1,即可证得题中的不等式;(Ⅱ)结合(Ⅰ)中的结论,利用极限思想确定数列的公比,进而可得数列的通项公式,最后由等比数列前n 项和公式即可计算其前n项和.【详解】(1)由题意可得a2+a5=2a1+5d=16a5-a3=2d=4,解得a1=3d=2,则数列a n的通项公式为a n=a1+n-1d=2n+1,求和得2n-1i=2n-1a i=2n-1i=2n-12i+1=22n-1i=2n-1i+2n-1-2n-1+1=22n-1+2n-1+1+2n-1+2+⋯+2n-1+2n-1=22n-1+2n-1⋅2n-12+2n-1=3⋅4n-1.(2)(Ⅰ)由题意可知,当2k-1≤n≤2k-1时,b k<a n,取n=2k-1,则b k<a2k-1=2×2k-1+1=2k+1,即b k<2k+1,当2k-2≤n≤2k-1-1时,a n<b k,取n=2k-1-1,此时a n=a2k-1-1=22k-1-1+1=2k-1,据此可得2k-1<b k,综上可得:2k-1<b k<2k+1.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:2k-1<bk<2k+1,2k+1-1<b k+1<2k+1+1则数列b n的公比q满足2k+1-12k+1=2-32k+1<q=b k+1b k<2k+1+12k-1=2+32k-1,当k∈N*,k→+∞时,2-3 2k+1→2,2+32k-1→2,所以q=2,所以2k-1<b12k-1<2k+1,即2k-12k-1=2-12k-1<b1<2k+12k-1=2+12k-1,当k∈N*,k→+∞时,2-1 2k-1→2,2+12k-1→2,所以b1=2,所以数列的通项公式为b n=2n,其前n项和为:S n=2×1-2n1-2=2n+1-2.热点四数列与函数的交汇11(2018·浙江·高考真题)已知a1,a2,a3,a4成等比数列,且a1+a2+a3+a4=ln(a1+a2+a3).若a1>1,则A.a1<a3,a2<a4B.a1>a3,a2<a4C.a1<a3,a2>a4D.a1>a3,a2>a4【答案】B【分析】先证不等式x≥ln x+1,再确定公比的取值范围,进而作出判断.【详解】令f(x)=x-ln x-1,则f (x)=1-1x,令f(x)=0,得x=1,所以当x>1时,f (x)>0,当0<x<1时,f (x)<0,因此f(x)≥f(1)=0,∴x≥ln x+1,若公比q>0,则a1+a2+a3+a4>a1+a2+a3>ln(a1+a2+a3),不合题意;若公比q≤-1,则a1+a2+a3+a4=a1(1+q)(1+q2)≤0,但ln(a1+a2+a3)=ln[a1(1+q+q2)]>ln a1>0,即a1+a2+a3+a4≤0<ln(a1+a2+a3),不合题意;因此-1<q<0,q2∈(0,1),∴a1>a1q2=a3,a2<a2q2=a4<0,选B.【点睛】构造函数对不等式进行放缩,进而限制参数取值范围,是一个有效方法.如x≥ln x+1,e x≥x+1,e x≥x2+1(x≥0).12(2023秋·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)如图1所示,古筝有多根弦,每根弦下有一个雁柱,雁柱用于调整音高和音质.图2是根据图1绘制的古筝弦及其雁柱的简易平面图.在图2中,每根弦都垂直于x轴,相邻两根弦间的距离为1,雁柱所在曲线的方程为y=1.1x,第n根弦(n∈N,从左数首根弦在y轴上,称为第0根弦)分别与雁柱曲线和直线l:y=x+1交于点A n x n,y n和B n x n ,y n,则20n=0y n y n=.(参考数据:取1.122=8.14.)【答案】914【分析】根据题意可得y n =n +1,y n=1.1n ,进而利用错位相减法运算求解.【详解】由题意可知:y n =n +1,y n =1.1n ,则20n =0y n y n=20n =0n +1 1.1n =1×1.10+2×1.11+⋯+20×1.119+21×1.120,可得1.1×20n =0y n y n =1×1.11+2×1.12+⋯+20×1.120+21×1.121,两式相减可得:-0.1×20n =0y n y n=1.10+1.11+⋯+1.120-21×1.121=1-1.1211-1.1-21×1.121=1-1.121+0.1×21×1.121-0.1=1+1.122-0.1=1+8.14-0.1=-91.4,所以20n =0y n y n=914.故答案为:914.13(2023秋·福建厦门·高三厦门一中校考阶段练习)已知数列a n 满足a 1>0,a n +1=log 2a n ,n =2k -1,k ∈N ∗2a n+2,n =2k ,k ∈N ∗.(1)判断数列a 2n -1 是否是等比数列?若是,给出证明;否则,请说明理由;(2)若数列a n 的前10项和为361,记b n =1log 2a 2n +1 ⋅a 2n +2,数列b n 的前n 项和为T n ,求证:T n <12.【答案】(1)数列a 2n -1 成等比数列,证明见解析(2)证明见解析【分析】(1)推导出a 2n +1=2a 2n +2=2log 2a 2n -1+2=4a 2n -1,得到结论;(2)先得到a 2n -1=a 1⋅4n -1,a 2n =2(n -1)+log 2a 1,从而得到S 10=341a 1+5log 2a 1+20,令f (x )=341x +5log 2x +20,得到函数单调递增,且由特殊点函数值得到a 1=1,b n =14n2,求出T 1=14<74,当n ≥2时,利用裂项相消法求和,得到T n <12.【详解】(1)数列a 2n -1 成等比数列,证明如下:根据a n +1=log 2a n ,n =2k -1,k ∈N ∗2a n+2,n =2k ,k ∈N ∗得,a 2n +1=2a 2n +2=2log 2a 2n -1+2=22a 2n -1=4a 2n -1;∵a 1>0,∴a 2n -1>0,a2n +1a 2n -1=4,即数列a 2n -1 成等比数列.(2)由(1)得,a 2n -1=a 1⋅4n -1,a 2n =log 2a 2n -1=2(n -1)+log 2a 1,故S 10=a 140+41+42+43+44 +5log 2a 1+2×(0+1+2+3+4)=341a 1+5log 2a 1+20,由S 10=361,得341a 1+5log 2a 1+20=361.令f (x )=341x +5log 2x +20,当x >0时,f (x )=341x +5log 2x +20单调递增,且f (1)=361=f a 1 ,故a 1=1,a 2n +1=4n =22n ,a 2n +2=log 2a 1+2n =2n ,∴b n =1log 2a 2n +1 ⋅a 2n +2=14n 2,T 1=b 1=14<12,当n ≥2时,b n =14n2<14(n -1)n =141n -1-1n∴T n =b 1+b 2+⋯+b n <141+1-12+12-13+⋯+1n -1-1n=142-1n <14×2=12,综上,知T n <1214(2023·全国·高三专题练习)已知A x 1,y 2 、B x 2,y 2 是函数f x =2x 1-2x,x ≠12-1,x =12的图象上的任意两点,点M 在直线x =12上,且AM =MB .(1)求x 1+x 2的值及y 1+y 2的值;(2)已知S 1=0,当n ≥2时,S n =f 12 +f 2n +f 3n +⋅⋅⋅+f n -1n,设a n =2Sn,T n 数列a n 的前n 项和,若存在正整数c ,m ,使得不等式T m -c T m +1-c <12成立,求c 和m 的值;【答案】(1)x 1+x 2=1,y 1+y 2=-2(2)存在,c =1,m =1【分析】(1)根据点M 在直线x =12上,设M 12,y M ,利用AM =MB ,可得x 1+x 2=1,分类讨论:①x 1=12,x 2=12;②x 1≠12时,x 2≠12,利用函数解析式,可求y 1+y 2的值;(2)由(1)知,当x 1+x 2=1时,y 1+y 2=-2,∴f k n +f n -kn=-2,代入k =0,1,2,⋯,n -1,利用倒序相加法可得S n =1-n ,从而可得数列a n 的通项与前n 项和,利用T m -c T m +1-c <12化简即可求得结论.【详解】(1)根据点M 在直线x =12上,设M 12,y M ,则AM =12-x 1,y M -y 1 ,MB =x 2-12,y 2-y M ,∵AM =MB ,∴x 1+x 2=1.①当x 1=12时,x 2=12,y 1+y 2=f x 1 +f x 2 =-1-1=-2;②当x 1≠12时,x 2≠12,y 1+y 2=2x 11-2x 1+2x 21-2x 2=2x 11-2x 2 +2x 21-2x 1 1-2x 1 1-2x 2 =2(x 1+x 2)-8x 1x 21-2(x 1+x 2)+4x 1x 2=2(1-4x 1x 2)4x 1x 2-1=-2;综合①②得,y 1+y 2=-2.(2)由(1)知,当x 1+x 2=1时,y 1+y 2=-2.∴f k n +f n -k n=-2,k =0,1,2,⋯,n -1,∴n ≥2时,S n =f 1n +f 2n +f 3n +⋯+f n -1n①S n =f n -1n +f n -2n +f n -3n +⋯+f 1n ②①+②得,2S n =-2(n -1),则S n =1-n .又n =1时,S 1=0满足上式,∴S n =1-n .∴a n =2S n=21-n ,∴T n =1+12+⋯+12n -1=1×1-12 n1-12=2-22n.∵T m -c T m +1-c <12,∴2T m -c -T m +1-c 2T m +1-c<0,∴c -2T m -T m +1c -T m +1<0,∵Tm +1=2-12m ,2T m -T m +1=4-42m -2+12m =2-32m ,∴12≤2-32m <c <2-12m <2,c ,m 为正整数,∴c =1,当c =1时,2-32m<12-12m >1,∴1<2m <3,∴m =1.【点评】作为高考热点,数列与函数的交汇问题,等差数列易于同二次函数结合,研究和的最值问题,而等比数列易于同指数函数结合,利用指数函数的单调性解决问题,递推、通项问题往往与函数的单调性、周期性相结合.热点五数列与不等式交汇15(2022·浙江·统考高考真题)已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=a n -13a 2n n ∈N ∗,则()A.2<100a 100<52 B.52<100a 100<3 C.3<100a 100<72 D.72<100a 100<4【答案】B【分析】先通过递推关系式确定a n 除去a 1,其他项都在0,1 范围内,再利用递推公式变形得到1a n +1-1a n =13-a n >13,累加可求出1a n >13(n +2),得出100a 100<3,再利用1a n +1-1a n =13-a n<13-3n +2=131+1n +1 ,累加可求出1a n -1<13n -1 +1312+13+⋯+1n ,再次放缩可得出100a 100>52.【详解】∵a 1=1,易得a 2=23∈0,1 ,依次类推可得a n ∈0,1由题意,a n +1=a n 1-13a n ,即1a n +1=3a n 3-a n=1a n +13-a n ,∴1a n +1-1a n =13-a n >13,即1a 2-1a 1>13,1a 3-1a 2>13,1a 4-1a 3>13,⋯,1a n -1a n -1>13,(n ≥2),累加可得1a n -1>13n -1 ,即1a n >13(n +2),(n ≥2),∴a n <3n +2,n ≥2 ,即a 100<134,100a 100<10034<3,又1a n +1-1a n =13-a n <13-3n +2=131+1n +1 ,(n ≥2),∴1a 2-1a 1=131+12 ,1a 3-1a 2<131+13 ,1a 4-1a 3<131+14 ,⋯,1a n -1a n -1<131+1n,(n≥3),累加可得1a n -1<13n -1 +1312+13+⋯+1n ,(n ≥3),∴1a 100-1<33+1312+13+⋯+1100 <33+1312×4+16×96 <39,即1a 100<40,∴a 100>140,即100a 100>52;综上:52<100a 100<3.故选:B .16(2023·浙江嘉兴·统考模拟预测)如图,在一个单位正方形中,首先将它等分成4个边长为12的小正方形,保留一组不相邻的2个小正方形,记这2个小正方形的面积之和为S 1;然后将剩余的2个小正方形分别继续四等分,各自保留一组不相邻的2个小正方形,记这4个小正方形的面积之和为S 2.以此类推,操作n 次,若S 1+S 2+⋅⋅⋅+S n ≥20232024,则n 的最小值是()A.9B.10C.11D.12【答案】C【分析】由题意可知操作n 次时有2n 个边长为12n 的小正方形,即S n =2n ×12n2=12n,结合等比数列前n 项和解不等式即可.【详解】由题意可知操作1次时有21=2个边长为121=12的小正方形,即S 1=21×1212=121=12,操作2次时有22=4个边长为122=14的小正方形,即S 2=22×122 2=122=14,操作3次时有23=8个边长为123=18的小正方形,即S 3=23×1232=123=18,以此类推可知操作n 次时有2n 个边长为12n 的小正方形,即S n =2n ×12n2=12n ,由等比数列前n 项和公式有S 1+S 2+⋅⋅⋅+S n =12+12 2+⋅⋅⋅+12 n =12×1-12 n1-12=1-12 n,从而问题转换成了求1-12 n ≥20232024不等式的最小正整数解,将不等式变形为12 n ≤12024,注意到12 10=11024>12024,1211=12048<12024,且函数y =12x在R 上单调递减,所以n 的最小值是11.故选:C .17(2023秋·四川绵阳·高三绵阳中学校考阶段练习)已知等差数列a n 的前n 项和为S n ,且S 4=4S 2,a 3n =3a n +2n ∈N *(1)求a n 的通项公式,(2)设b n =1a n a n +1,且b n 的前n 项和为T n ,证明,13≤T n <12.【答案】(1)a n =2n -1(2)证明见解析【分析】(1)利用等差数列的通项公式以及前n 项和公式,列方程求解首项和公差,即得答案;(2)由(1)结论可得b n =1a n a n +1的表达式,利用裂项求和可得T n 表达式,即可证明结论.【详解】(1)设a n 的公差为d ,由S 4=4S 2得,4a 1+6d =42a 1+d ,解得d =2a 1,∵a 3n =3a n +2,即a 1+3n -1 d =3a 1+n -1 d +2,∴2d =2a 1+2,结合d =2a 1,∴d =2,a 1=1,∴a n =1+2n -1 =2n -1;(2)证明:由b n =12n -1 2n +1=1212n -1-12n +1 .∴T n =b 1+b 2+⋯+b n =121-13+13-15+⋯+12n -1-12n +1,即∴T n =121-12n +1 ,又T n 随着n 的增大增大,当n =1时,T n 取最小值为T 1=13,又n →+∞时,12n +1>0,且无限趋近于0,故T n =121-12n +1 <12,故13≤T n <12.18(2022·全国·统考高考真题)记S n 为数列a n 的前n 项和,已知a 1=1,S n a 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 +12(2)见解析【分析】(1)利用等差数列的通项公式求得S n a n =1+13n -1 =n +23,得到S n =n +2 a n 3,利用和与项的关系得到当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n +2 a n 3-n +1 a n -13,进而得:a n a n -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 =21-1n +1 ,进而证得.【详解】(1)∵a 1=1,∴S 1=a 1=1,∴S1a 1=1,又∵S n a n 是公差为13的等差数列,∴S n a n =1+13n -1 =n +23,∴S n =n +2 a n 3,∴当n ≥2时,S n -1=n +1 a n -13,∴a n =S n -S n -1=n +2 a n 3-n +1 a n -13,整理得:n -1 a n =n +1 a n -1,即a na n-1=n+1n-1,∴a n=a1×a2a1×a3a2×⋯×a n-1a n-2×a na n-1=1×31×42×⋯×nn-2×n+1n-1=n n+12,显然对于n=1也成立,∴a n的通项公式a n=n n+12;(2)1a n =2n n+1=21n-1n+1,∴1 a1+1a2+⋯+1a n=21-12+12-13+⋯1n-1n+1=21-1n+1<219(2021·全国·统考高考真题)设a n是首项为1的等比数列,数列b n满足b n=na n3.已知a1,3a2,9a3成等差数列.(1)求a n和b n的通项公式;(2)记S n和T n分别为a n和b n的前n项和.证明:T n<S n 2.【答案】(1)a n=13n-1,b n=n3n;(2)证明见解析.【分析】(1)利用等差数列的性质及a1得到9q2-6q+1=0,解方程即可;(2)利用公式法、错位相减法分别求出S n,T n,再作差比较即可.【详解】(1)因为a n是首项为1的等比数列且a1,3a2,9a3成等差数列,所以6a2=a1+9a3,所以6a1q=a1+9a1q2,即9q2-6q+1=0,解得q=13,所以a n=13n-1,所以b n=na n3=n3n.(2)[方法一]:作差后利用错位相减法求和T n=13+232+⋯+n-13n-1+n3n,S n 2=12130+131+132+⋯+13n-1 ,T n-S n2=13+232+333+⋯+n3n-12130+131+132+⋯+13n-1 =0-1230+1-1231+2-1232+⋯+n-1-123n-1+n3n.设Γn=0-1230+1-1231+2-1232+⋯+n-1-123n-1, ⑧则13Γn=0-1231+1-1232+2-1233+⋯+n-1-123n. ⑨由⑧-⑨得23Γn=-12+131+132+⋯+13n-1-n-323n=-12+131-13n-11-13-n-323n.所以Γn=-14×3n-2-n-322×3n-1=-n2×3n-1.因此T n-S n2=n3n-n2×3n-1=-n2×3n<0.故T n<S n 2.[方法二]【最优解】:公式法和错位相减求和法证明:由(1)可得S n=1×1-13n1-13=321-13n,T n=13+232+⋯+n-13n-1+n3n,①1 3T n=132+233+⋯+n-13n+n3n+1,②①-②得23T n=13+132+133+⋯+13n-n3n+1=131-13n1-13-n3n+1=121-13n-n3n+1,所以T n=341-13n-n2⋅3n,所以T n-S n2=341-13n-n2⋅3n-341-13n=-n2⋅3n<0,所以T n<S n 2 .[方法三]:构造裂项法由(Ⅰ)知b n=n13n,令c n=(αn+β)13 n,且b n=c n-c n+1,即n13 n=(αn+β)13 n-[α(n+1)+β]13n+1,通过等式左右两边系数比对易得α=32,β=34,所以c n=32n+34 ⋅13 n.则T n=b1+b2+⋯+b n=c1-c n+1=34-34+n2 13 n,下同方法二.[方法四]:导函数法设f(x)=x+x2+x3+⋯+x n=x1-x n1-x,由于x1-x n1-x'=x1-x n'1-x-x1-x n×1-x'1-x2=1+nx n+1-(n+1)x n(1-x)2,则f (x)=1+2x+3x2+⋯+nx n-1=1+nx n+1-(n+1)x n(1-x)2.又b n=n13n=13n13 n-1,所以T n=b1+b2+b3+⋯+b n=131+2×13+3×132+⋯+n⋅13n-1 =13⋅f 13 =13×1+n13n+1-(n+1)13 n1-132=341+n13n+1-(n+1)13n =34-34+n213 n,下同方法二.20(2023·河南郑州·统考模拟预测)已知数列a n与b n的前n项和分别为A n和B n,且对任意n∈N*,a n +1-a n =32b n +1-b n 恒成立.(1)若A n =3n 2+3n2,b 1=2,求B n ;(2)若对任意n ∈N *,都有a n =B n 及b 2a 1a 2+b 3a 2a 3+b 4a 3a 4+⋯+b n +1a n a n +1<13恒成立,求正整数b 1的最小值.【答案】(1)n (n +1);(2)3【分析】(1)利用a n ,S n 求通项公式,再求证{b n }是首项、公差均为2的等差数列,进而求B n ;(2)由题设易得b n +1=3b n ,等比数列前n 项和公式求B n ,进而可得b n +1a n a n +1=1B n -1B n +1,裂项相消法化简已知不等式左侧,得b 1>31-23n +1-1恒成立,进而求最小值.【详解】(1)由题设,a n =A n -A n -1=32[n 2+n -(n -1)2-n +1]=3n 且n ≥2,而a 1=A 1=3,显然也满足上式,故a n =3n ,由a n +1-a n =32b n +1-b n ⇒b n +1-b n =2,又b 1=2,所以{b n }是首项、公差均为2的等差数列.综上,B n =2×(1+...+n )=n (n +1).(2)由a n =B n ,a n +1-a n =32b n +1-b n ,则B n +1-B n =b n +1=32(b n +1-b n ),所以b n +1=3b n ,而b 1≥1,故bn +1b n=3,即{b n }是公比为3的等比数列.所以B n =b 1(1-3n )1-3=b 12(3n -1),则B n +1=b12(3n +1-1),b n +1a n a n +1=B n +1-B n B n +1B n =1B n -1B n +1,而b 2a 1a 2+b 3a 2a 3+b 4a 3a 4+⋯+b n +1a n a n +1<13,所以1B 1-1B 2+1B 2-1B 3+...+1B n -1B n +1=1B 1-1B n +1=1b 1-2b 1(3n +1-1)<13,所以1b 11-23n +1-1 <13⇒b 1>31-23n +1-1对n ∈N *都成立,所以1-23n +1-1<1,故b 1≥3,则正整数b 1的最小值为3.21(2023秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知a n 为等差数列,b n 为等比数列,b 1=2a 1=2,a 5=5a 4-a 3 ,b 5=4b 4-b 3 ,数列c n 满足c n =1a n a n +2,n 为奇数b n,n 为偶数.(1)求a n 和b n 的通项公式;(2)证明:2ni =1c i ≥133.【答案】(1)a n =n ;b n =2n (2)证明见解析【分析】(1)设等差数列a n 的公差为d ,等比数列b n 的公比为q ,根据题意列式求d ,q ,进而可得结果;(2)利用分组求和以及裂项相消法求得T n =-14n +2+4n +13-56,进而根据数列单调性分析证明.【详解】(1)设等差数列a n 的公差为d ,等比数列b n 的公比为q ,由a 1=1,a 5=5a 4-a 3 ,可得1+4d =5d ,解得d =1。
高中数学--数列大题专项训练(含详解)一、解答题(本大题共16小题,共192.0分)1.已知{}n a 是等比数列,满足12a =,且2a ,32a +,4a 成等差数列,数列{}n b 满足*1231112()23n b b b b n n N n+++⋅⋅⋅+=∈(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设(1)()n n n n c a b =--,求数列{}n c 的前2n 项和2.n S 2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且233.n n S a +=(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若32log n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和.n T 3.在数列{}n a 中,111,(1n n n a a a c c a +==⋅+为常数,*)n N ∈,且1a ,2a ,5a 成公比不为1的等比数列.(1)求证:数列1{}na 是等差数列;(2)求c 的值;(3)设1n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和.n S4.在ABC 中,已知三内角A ,B ,C 成等差数列,且11sin().214A π+=()Ⅰ求tan A 及角B 的值;()Ⅱ设角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且5a =,求b ,c 的值.5.在数列{}n a 中,11a =,11(1)(1)2nn n a a n n +=+++⋅(1)设n n a b n=,求数列{}n b 的通项公式(2)求数列{}n a 的前n 项和nS 6.已知数列的各项均为正数,前项和为,且()Ⅰ求证数列是等差数列;()Ⅱ设求7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且22n n a a S S =+对一切正整数n 都成立.(1)求1a ,2a 的值;(2)设10a >,数列110lg n a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,当n 为何值时,n T 最大?并求出n T 的最大值.8.已知等差数列{}n a 的前四项和为10,且2a ,3a ,7a 成等比数列.(1)求通项公式na (2)设2n a nb =,求数列n b 的前n 项和.n S 9.已知在数列{}n a 中,13a =,1(1)1n n n a na ++-=,*.n N ∈(1)证明数列{}n a 是等差数列,并求n a 的通项公式;(2)设数列11{}n n a a +的前n 项和为n T ,证明:1.(126n T <分)10.已知函数2(1)4f x x +=-,在等差数列{}n a 中,1(1)a f x =-,232a =-,3().a f x =(1)求x 的值;(2)求数列{}n a 的通项公式.n a 11.已知数列{}n a 是公比大于1的等比数列,1a ,3a 是函数2()109f x x x =-+的两个零点.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足3log n n b a n =+,求数列{}n b 的前n 项和n S 。
1.高考数学数列题型专题汇总1一、选择题21、已知无穷等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和为n S ,且S S n n =∞→lim .下列3 条件中,使得()*∈<N n S S n 2恒成立的是( ) 4(A )7.06.0,01<<>q a (B )6.07.0,01-<<-<q a 5(C )8.07.0,01<<>q a (D )7.08.0,01-<<-<q a 6【答案】B78 2、已知等差数列{}n a 前9项的和为27,10=8a ,则100=a9(A )100 (B )99 (C )98 (D )9710【答案】C 1112 3、定义“规范01数列”{a n }如下:{a n }共有2m 项,其中m 项为0,m 13 项为1,且对任意2k m ≤,12,,,k a a a 中0的个数不少于1的个数.若m =4,14 则不同的“规范01数列”共有15(A )18个(B )16个(C )14个(D )12个16【答案】C 17182.4、如图,点列{A n },{B n }分别在某锐角的两边上,且19 1122,,n n n n n n A A A A A A n ++++=≠∈*N ,201122,,n n n n n n B B B B B B n ++++=≠∈*N ,(P Q P Q ≠表示点与不重合). 21若1n n n n n n n d A B S A B B +=,为△的面积,则2223 A .{}n S 是等差数列 B .2{}n S 是等差数列 24C .{}n d 是等差数列D .2{}n d 是等差数列 25【答案】A 2627 28 2930 二、填空题311、已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则32 6=S _______..33【答案】6 34352、无穷数列{}n a 由k 个不同的数组成,n S 为{}n a 的前n 项和.若对任意363.*∈N n ,{}3,2∈n S ,则k 的最大值为________.37【答案】4383、设等比数列{}n a 满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2a n 的最大值39 为 . 40【答案】64 4142 4、设数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则a 1= ,43 S 5= .44【答案】1 121 45 4647 三、解答题481、设数列A :1a ,2a ,…N a (N ≥).如果对小于n (2n N ≤≤)的每个正整49 数k 都有k a <n a ,则称n 是数列A 的一个“G 时刻”.记“)(A G 是数列A 的所50 有“G 时刻”组成的集合.51(1)对数列A :-2,2,-1,1,3,写出)(A G 的所有元素;52(2)证明:若数列A 中存在n a 使得n a >1a ,则∅≠)(A G ;53(3)证明:若数列A 满足n a -1n a - ≤1(n=2,3, …,N),则)(A G 的元素个54 数不小于N a -1a .554.5657 如果∅≠i G ,取i i G m min =,则对任何i i m n k i a a a m k <≤<≤,1. 58从而)(A G m i ∈且1+=i i n m .59又因为p n 是)(A G 中的最大元素,所以∅=p G .6061625.2、已知数列{}n a 的前n 项和S n =3n 2+8n ,{}n b 是等差数列,且1.n n n a b b +=+63(Ⅰ)求数列{}n b 的通项公式;64(Ⅱ)令1(1).(2)n n n n n a c b ++=+ 求数列{}n c 的前n 项和T n .65【解析】(Ⅰ)因为数列{}n a 的前n 项和n n S n 832+=, 66所以111=a ,当2≥n 时,6756)1(8)1(383221+=----+=-=-n n n n n S S a n n n ,68又56+=n a n 对1=n 也成立,所以56+=n a n .69又因为{}n b 是等差数列,设公差为d ,则d b b b a n n n n +=+=+21. 70当1=n 时,d b -=1121;当2=n 时,d b -=1722,71解得3=d ,所以数列{}n b 的通项公式为132+=-=n da b n n . 72(Ⅱ)由1112)33()33()66()2()1(+++⋅+=++=++=n nn n n n n n n n n b a c , 73于是14322)33(2122926+⋅+++⋅+⋅+⋅=n n n T , 74两边同乘以2,得7521432)33(2)3(29262++⋅++⋅++⋅+⋅=n n n n n T ,76两式相减,得776.214322)33(23232326++⋅+-⋅++⋅+⋅+⋅=-n n n n T782222)33(21)21(2323+⋅+---⋅+⋅=n n n79222232)33()21(2312++⋅=⋅++-⋅+-=n n n n n n T .8081 3、若无穷数列{}n a 满足:只要*(,)p q a a p q N =∈,必有11p q a a ++=,则称{}n a 具82 有性质P .83(1)若{}n a 具有性质P ,且12451,2,3,2a a a a ====,67821a a a ++=,求3a ;84(2)若无穷数列{}n b 是等差数列,无穷数列{}n c 是公比为正数的等比数列,85 151b c ==,5181b c ==,n n n a b c =+判断{}n a 是否具有性质P ,并说明理由;86(3)设{}n b 是无穷数列,已知*1sin ()n n n a b a n N +=+∈.求证:“对任意1,{}n a a 87 都具有性质P ”的充要条件为“{}n b 是常数列”. 88【解析】89试题分析:(1)根据已知条件,得到678332a a a a ++=++,结合67821a a a ++=90 求解.91(2)根据{}n b 的公差为20,{}n c 的公比为13,写出通项公式,从而可得92 520193n n n n a b c n -=+=-+.93通过计算1582a a ==,248a =,63043a =,26a a ≠,即知{}n a 不具有性质P . 94(3)从充分性、必要性两方面加以证明,其中必要性用反证法证明.957.试题解析:(1)因为52a a =,所以63a a =,743a a ==,852a a ==. 96于是678332a a a a ++=++,又因为67821a a a ++=,解得316a =.97(2){}n b 的公差为20,{}n c 的公比为13,98所以()12012019n b n n =+-=-,1518133n n n c --⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭.99520193n n n n a b c n -=+=-+.1001582a a ==,但248a =,63043a =,26a a ≠, 101所以{}n a 不具有性质P . 102(3)[证]充分性:103当{}n b 为常数列时,11sin n n a b a +=+.104对任意给定的1a ,只要p q a a =,则由11sin sin p q b a b a +=+,必有11p q a a ++=. 105充分性得证. 106必要性:107用反证法证明.假设{}n b 不是常数列,则存在k *∈N , 108使得12k b b b b ==⋅⋅⋅==,而1k b b +≠.109下面证明存在满足1sin n n n a b a +=+的{}n a ,使得121k a a a +==⋅⋅⋅=,但21k k a a ++≠.1108.设()sin f x x x b =--,取m *∈N ,使得m b π>,则111()0f m m b ππ=->,()0f m m b ππ-=--<,故存在c 使得()0f c =. 112取1a c =,因为1sin n n a b a +=+(1n k ≤≤),所以21sin a b c c a =+==, 113依此类推,得121k a a a c +==⋅⋅⋅==.114但2111sin sin sin k k k k a b a b c b c ++++=+=+≠+,即21k k a a ++≠. 115所以{}n a 不具有性质P ,矛盾. 116必要性得证.117综上,“对任意1a ,{}n a 都具有性质P ”的充要条件为“{}n b 是常数列”. 118119 4、已知数列{n a }的首项为1,n S 为数列{n a }的前n 项和,11n n S qS +=+ ,120 其中q>0,*n N ∈ .121(I )若2322,,2a a a + 成等差数列,求a n 的通项公式;122(ii)设双曲线2221ny x a -= 的离心率为n e ,且253e = ,证明:123121433n nn n e e e --++⋅⋅⋅+>.124【答案】(Ⅰ)1=n n a q ;(Ⅱ)详见解析. 125解析:(Ⅰ)由已知,1211,1,nnnnS qS S qS 两式相减得到21,1nn a qa n.1269.又由211S qS 得到21a qa ,故1nn a qa 对所有1n 都成立.127所以,数列{}n a 是首项为1,公比为q 的等比数列. 128从而1=n n a q .129由2322+2a a a ,,成等比数列,可得322=32a a ,即22=32,q q ,则(21)(2)0q+q,130 由已知,0q ,故 =2q .131所以1*2()n na n N .132(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,1n na q .133所以双曲线2221n y xa 的离心率 22(1)11nn n e a q .134由2513q q 解得43q . 135因为2(1)2(1)1+kkq q 1*k q kN (). 136于是11211+1n n nq e e e q qq , 137故1231433n nn e e e . 138139 5、已知{}n a 是各项均为正数的等差数列,公差为d ,对任意的140 ,b n n N ∈*是n a 和1n a +的等比中项.14110.(Ⅰ)设22*1,n n n c b b n N +=-∈,求证:{}n c 是等差数列;142(Ⅱ)设 ()22*11,1,nnn n k a d T b n N ===-∈∑,求证:2111.2nk k T d =<∑143【解析】⑴22112112n n n n n n n n C b b a a a a d a +++++=-=-=⋅144 21212()2n n n n C C d a a d +++-=-=为定值.145∴{}n C 为等差数列146⑵2213211(1)nk n k n k T b C C C -==-=++⋅⋅⋅+∑21(1)42n n nC d -=+⋅212(1)nC d n n =+-(*)147由已知22212123122122()4C b b a a a a d a d a d d =-=-=⋅=+= 148将214C d =代入(*)式得22(1)n T d n n =+149∴2111112(1)nnk k kT d k k ===+∑∑150212d<,得证 151 6、n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且17=128.a S =,记[]=lg n n b a ,其中[]x 152 表示不超过x 的最大整数,如[][]0.9=0lg99=1,.153(Ⅰ)求111101b b b ,,;154(Ⅱ)求数列{}n b 的前1 000项和. 155 【解析】⑴设 {}n a 的公差为d ,74728S a ==,15611.∴44a =,∴4113a a d -==,∴1(1)n a a n d n =+-=. 157 ∴[][]11lg lg10b a ===,[][]1111lg lg111b a ===,[][]101101101lg lg 2b a ===.158 ⑵ 记{}n b 的前n 项和为n T ,则1000121000T b b b =++⋅⋅⋅+159 [][][]121000lg lg lg a a a =++⋅⋅⋅+. 160当0lg 1n a <≤时,129n =⋅⋅⋅,,,;161 当1lg 2n a <≤时,101199n =⋅⋅⋅,,,;162 当2lg 3n a <≤时,100101999n =⋅⋅⋅,,,;163 当lg 3n a =时,1000n =.164 ∴1000091902900311893T =⨯+⨯+⨯+⨯=.165 7、已知数列{}n a 的前n 项和1n n S a λ=+,其中0λ≠.166 (I )证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式;167 (II )若53132S =,求λ. 168 【解析】16912.170171 8、设数列{}n a 满足112n n a a +-≤,n *∈N . 172(I )证明:()1122n n a a -≥-,n *∈N ;173 (II )若32nn a ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,n *∈N ,证明:2n a ≤,n *∈N . 17413.175 (II )任取n *∈N ,由(I )知,对于任意m n >, 1761121112122222222n m n n n n m m n m n n n n m m a a a a a a a a +++-+++-⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 177 ********n n m +-≤++⋅⋅⋅+ 178 112n -<, 179 故 180 11222m n n n m a a -⎛⎫<+⋅ ⎪⎝⎭ 181 11132222m n n m -⎡⎤⎛⎫≤+⋅⋅⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 182 3224m n ⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭. 18314. 从而对于任意m n ,均有184185。