2018届高考数学二轮复习专题检测(十三)数列理
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数列、不等式1.已知前n 项和S n =a 1+a 2+a 3+…+a n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1 (n =1)S n -S n -1 (n ≥2).由S n 求a n 时,易忽略n =1的情况.[问题1] 已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+1,则a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2, n =12n -1, n ≥22.等差数列的有关概念及性质(1)等差数列的判断方法:定义法a n +1-a n =d (d 为常数)或a n +1-a n =a n -a n -1(n ≥2). (2)等差数列的通项:a n =a 1+(n -1)d 或a n =a m +(n -m )d . (3)等差数列的前n 项和:S n =n (a 1+a n )2,S n =na 1+n (n -1)2d . (4)等差数列的性质①当公差d ≠0时,等差数列的通项公式a n =a 1+(n -1)·d =dn +a 1-d 是关于n 的一次函数,且斜率为公差d ;前n 项和S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+(a 1-d 2)n 是关于n 的二次函数且常数项为0.②若公差d >0,则为递增等差数列;若公差d <0,则为递减等差数列;若公差d =0,则为常数列.③当m +n =p +q 时,则有a m +a n =a p +a q ,特别地,当m +n =2p 时,则有a m +a n =2a p . ④S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等差数列.[问题2] 已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=12,S 20=17,则S 30为( ) A .15 B .20 C .25 D .30 答案 A3.等比数列的有关概念及性质(1)等比数列的判断方法:定义法a n +1a n =q (q 为常数),其中q ≠0,a n ≠0或a n +1a n =a na n -1(n ≥2).如一个等比数列{a n }共有2n +1项,奇数项之积为100,偶数项之积为120,则a n +1=56.(2)等比数列的通项:a n =a 1q n-1或a n =a m q n-m.(3)等比数列的前n 项和:当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q.易错警示:由于等比数列前n 项和公式有两种形式,为此在求等比数列前n 项和时,首先要判断公比q 是否为1,再由q 的情况选择求和公式的形式,当不能判断公比q 是否为1时,要对q 分q =1和q ≠1两种情形讨论求解.(4)等比中项:若a ,A ,b 成等比数列,那么A 叫做a 与b 的等比中项.值得注意的是,不是任何两数都有等比中项,只有同号两数才存在等比中项,且有两个,即为±ab .如已知两个正数a ,b (a ≠b )的等差中项为A ,等比中项为B ,则A 与B 的大小关系为A >B . (5)等比数列的性质当m +n =p +q 时,则有a m ·a n =a p ·a q ,特别地,当m +n =2p 时,则有a m ·a n =a 2p .[问题3] (1)在等比数列{a n }中,a 3+a 8=124,a 4a 7=-512,公比q 是整数,则a 10=________. (2)各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 5·a 6=9,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10=________. 答案 (1)512 (2)10 4.数列求和的方法(1)公式法:等差数列、等比数列求和公式; (2)分组求和法; (3)倒序相加法; (4)错位相减法; (5)裂项法;如:1n (n +1)=1n -1n +1;1n (n +k )=1k ⎝⎛⎭⎫1n -1n +k .(6)并项法.数列求和时要明确:项数、通项,并注意根据通项的特点选取合适的方法.[问题4] 数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N ,n ≥1),若a 2=1,S n 是{a n }的前n 项和,则S 21的值为________. 答案 925.在求不等式的解集、定义域及值域时,其结果一定要用集合或区间表示,不能直接用不等式表示.[问题5] 不等式-3x 2+5x -2>0的解集为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫23,16.不等式两端同时乘以一个数或同时除以一个数,必须讨论这个数的正负.两个不等式相乘时,必须注意同向同正时才能进行.[问题6] 已知a ,b ,c ,d 为正实数,且c >d ,则“a >b ”是“ac >bd ”的________条件. 答案 充分不必要7.基本不等式:a +b2≥ab (a ,b >0)(1)推广:a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥21a +1b(a ,b >0). (2)用法:已知x ,y 都是正数,则①若积xy 是定值p ,则当x =y 时,和x +y 有最小值2p ; ②若和x +y 是定值s ,则当x =y 时,积xy 有最大值14s 2.易错警示:利用基本不等式求最值时,要注意验证“一正、二定、三相等”的条件. [问题7] 已知a >0,b >0,a +b =1,则y =1a +4b 的最小值是________.答案 98.解线性规划问题,要注意边界的虚实;注意目标函数中y 的系数的正负;注意最优整数解.[问题8] 设定点A (0,1),动点P (x ,y )的坐标满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≤x ,则|P A |的最小值是________.答案22易错点1 忽视对等比数列中公比的分类讨论致误例1 设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3+S 6=S 9,则数列的公比q 是________. 错解 -1找准失分点 当q =1时,符合要求.很多考生在做本题时都想当然地认为q ≠1. 正解 ①当q =1时,S 3+S 6=9a 1,S 9=9a 1, ∴S 3+S 6=S 9成立. ②当q ≠1时,由S 3+S 6=S 9 得a 1(1-q 3)1-q +a 1(1-q 6)1-q =a 1(1-q 9)1-q∴q 9-q 6-q 3+1=0,即(q 3-1)(q 6-1)=0. ∵q ≠1,∴q 3-1≠0,∴q 6=1,∴q =-1. 答案 1或-1易错点2 忽视分类讨论或讨论不当致误例2 若等差数列{a n }的首项a 1=21,公差d =-4,求:S k =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a k |. 错解 由题意,知a n =21-4(n -1)=25-4n ,因此由a n ≥0,解得n ≤254,即数列{a n }的前6项大于0,从第7项开始,以后各项均小于0.|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a k |=(a 1+a 2+a 3+…+a 6)-(a 7+a 8+…+a k )=2(a 1+a 2+…+a 6)-(a 1+a 2+…+a 6+a 7+a 8+…+a k ) =2k 2-23k +132 所以S k =2k 2-23k +132.找准失分点 忽视了k ≤6的情况,只给出了k ≥7的情况.正解 由题意,知a n =21-4(n -1)=25-4n ,因此由a n ≥0,解得n ≤254,即数列{a n }的前6项大于0,从第7项开始,以后各项均小于0. 当k ≤6时,S k =|a 1|+|a 2|+…+|a k |=a 1+a 2+…+a k =-2k 2+23k .当k ≥7时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a k | =(a 1+a 2+a 3+…+a 6)-(a 7+a 8+…+a k )=2(a 1+a 2+…+a 6)-(a 1+a 2+…+a 6+a 7+a 8+…+a k ) =2k 2-23k +132,所以S k =⎩⎪⎨⎪⎧-2k 2+23k (k ≤6)2k 2-23k +132 (k ≥7).易错点3 忽视等比数列中的隐含条件致误例3 各项均为实数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 30=70,则S 40=________. 错解 150或-200找准失分点 数列S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30的公比q 10>0.忽略了此隐含条件,就产生了增解-200.正解 记b 1=S 10,b 2=S 20-S 10,b 3=S 30-S 20,b 4=S 40-S 30, b 1,b 2,b 3,b 4是以公比为r =q 10>0的等比数列. ∴b 1+b 2+b 3=10+10r +10r 2=S 30=70, ∴r 2+r -6=0,∴r =2或r =-3(舍去), ∴S 40=b 1+b 2+b 3+b 4=10(1-24)1-2=150.答案 150易错点4 忽视基本不等式中等号成立的条件致误例4 已知:a >0,b >0,a +b =1,求⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2的最小值.错解 由⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2=a 2+b 2+1a 2+1b 2+4 ≥2ab +2ab+4≥4ab ·1ab+4=8, 得⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2的最小值是8. 找准失分点 两次利用基本不等式,等号不能同时取到. 正解 ⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2 =a 2+b 2+1a 2+1b 2+4=(a 2+b 2)+⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2+4 =[(a +b )2-2ab ]+⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1a +1b 2-2ab +4=(1-2ab )⎝⎛⎭⎫1+1a 2b 2+4 由ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22=14,得1-2ab ≥1-12=12,且1a 2b2≥16,1+1a 2b2≥17.∴原式≥12×17+4=252(当且仅当a =b =12时,等号成立),∴⎝⎛⎭⎫a +1a 2+⎝⎛⎭⎫b +1b 2的最小值是252.1.在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7等于( ) A .10 B .18 C .20 D .28答案 C解析 因为a 3+a 8=10,所以由等差数列的性质,得a 5+a 6=10, 所以3a 5+a 7=2a 5+2a 6=20,选C.2.若1a <1b <0,则下列不等式:①a +b <ab ;②|a |>|b |;③a <b 中,正确的不等式有( )A .0个B .1个C .2个D .3个答案 B解析 由1a <1b<0,得a <0,b <0,故a +b <0且ab >0,所以a +b <ab ,即①正确; 由1a <1b<0,得⎪⎪⎪⎪1a >⎪⎪⎪⎪1b ,两边同乘|ab |,得|b |>|a |,故②错误;由①②知|b |>|a |,a <0,b <0,所以a >b ,即③错误,选B.3.已知,x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,则xy 有( )A .最小值eB .最小值 eC .最大值eD .最大值 e答案 A解析 x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,14ln x ·ln y =(14)2,即14=ln x ·ln y ≤(ln x +ln y 2)2,ln x +ln y ≥1,ln xy ≥1,故xy ≥e.4.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10∶S 5=1∶2,则S 15∶S 5等于( ) A .3∶4 B .2∶3 C .1∶2 D .1∶3答案 A解析 ∵{a n }是等比数列,∴S 5,S 10-S 5,S 15-S 10也构成等比数列, 记S 5=2k (k ≠0),则S 10=k ,可得S 10-S 5=-k , 进而得S 15-S 10=12k ,于是S 15=32k ,故S 15∶S 5=32k ∶2k =3∶4.5.把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,…循环分为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第50个括号内各数之和为( ) A .195 B .197 C .392 D .396答案 C解析 将三个括号作为一组,则由50=16×3+2,知第50个括号应为第17组的第二个括号,即第50个括号中应是两个数.又因为每组中含有6个数,所以第48个括号的最末一个数为数列{2n -1}的第16×6=96项,第50个括号的第一个数应为数列{2n -1}的第98项,即为2×98-1=195,第二个数为2×99-1=197,故第50个括号内各数之和为195+197=392.故选C.6.已知点A (m ,n )在直线x +2y -1=0上,则2m +4n 的最小值为________. 答案 2 2解析 点A (m ,n )在直线x +2y -1=0上,则m +2n =1;2m +4n =2m +22n ≥22m ·22n =22m+2n=2 2.7.已知x >0,y >0,x ,a ,b ,y 成等差数列,x ,c ,d ,y 成等比数列,则(a +b )2cd 的最小值是________.答案 4解析 由x ,a ,b ,y 成等差数列知a +b =x +y ,① 由x ,c ,d ,y 成等比数列知cd =xy ,②把①②代入(a +b )2cd 得(a +b )2cd =(x +y )2xy =x 2+y 2+2xy xy ≥4,∴(a +b )2cd的最小值为4.8.已知平面直角坐标系xOy 上的区域D 由不等式组⎩⎨⎧0≤x ≤2y ≤2x ≤2y给定.若M (x ,y )为D 上的动点,点A 的坐标为(2,1),则z =OM →·OA →的最大值为________.答案 4解析 画出可行域D ,如图中阴影部分所示,而z =OM →·OA →=2x +y , ∴y =-2x +z , 令l 0:y =-2x ,将l 0平移到过点(2,2)时, 截距z 有最大值, 故z max =2×2+2=4.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(4-a 2)x +4(x ≤6),a x -5(x >6)(a >0,a ≠1).数列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),且{a n }是单调递增数列,则实数a 的取值范围是________. 答案 (4,8)解析 ∵{a n }是单调递增数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧4-a 2>0a >1(4-a 2)×6+4<a2,⎩⎪⎨⎪⎧a <8a >1a <-7或a >4, ∴4<a <8.10.已知正项数列{a n },其前n 项和S n 满足8S n =a 2n +4a n +3,且a 2是a 1和a 7的等比中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)符号[x ]表示不超过实数x 的最大整数,记b n =[log 2(a n +34)],求b 1+b 2+b 3+…+b 2n .解 (1)由8S n =a 2n +4a n +3,①知8S n -1=a 2n -1+4a n -1+3(n ≥2,n ∈N ).② 由①-②得8a n =(a n -a n -1)(a n +a n -1)+4a n -4a n -1, 整理得(a n -a n -1-4)(a n +a n -1)=0(n ≥2,n ∈N ). ∵{a n }为正项数列, ∴a n +a n -1>0,∴a n -a n -1=4(n ≥2,n ∈N ).∴{a n }为公差为4的等差数列,由8a 1=a 21+4a 1+3,得a 1=3或a 1=1. 当a 1=3时,a 2=7,a 7=27,不满足a 2是a 1和a 7的等比中项. 当a 1=1时,a 2=5,a 7=25,满足a 2是a 1和a 7的等比中项. ∴a n =1+(n -1)4=4n -3.(2)由a n =4n -3得b n =[log 2(a n +34)]=[log 2n ],由符号[x ]表示不超过实数x 的最大整数知,当2m ≤n <2m+1时,[log 2n ]=m ,所以令S =b 1+b 2+b 3+…+b 2n =[log 21]+[log 22]+[log 23]+…+[log 22n ] =0+1+1+2+…+3+…+4+…+n -1+…+n . ∴S =1×21+2×22+3×23+4×24+(n -1)×2n -1+n ,①2S =1×22+2×23+3×24+4×25+(n -1)×2n +2n .② ①-②得-S =2+22+23+24+…+2n -1-(n -1)2n -n=2(1-2n -1)1-2-(n -1)2n -n =(2-n )2n -n -2,∴S =(n -2)2n +n +2,即b 1+b 2+b 3+…+b 2n =(n -2)2n +n +2.。
每周一测高考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆1.某工厂甲、乙、丙、丁四个车间生产了同一种产品共计2800件,现要用分层抽样的方法从中抽取140件进行质量检测,且甲、丙两个车间共抽取的产品数量为60,则乙、丁两车间生产的产品共有A.1000件B.1200件C.1400件D.1600件2.一支田径队有男运动员40人,女运动员30人,要从全体运动员中抽取一个容量为28的样本来研究一个与性别有关的指标,则抽取的男运动员人数为A.20 B.18C.16 D.123.采用系统抽样方法从1 000人中抽取50人做问卷调查,为此将他们随机编号为1,2,…,1 000,适当分组后在第一组采用简单随机抽样的方法抽到的号码为8.抽到的50人中,编号落入区间[1,400]的人做问卷A,编号落入区间[401,750]的人做问卷B,其余的人做问卷C,则抽到的人中,做问卷C的人数为A.12 B.13C.14 D.154.已知点,动点满足,则点的轨迹为A.直线B.圆C.椭圆D.双曲线5.雅礼中学教务处采用系统抽样方法,从学校高三年级全体1 000名学生中抽50名学生做学习状况问卷调查.现将1 000名学生从1到1 000进行编号,求得间隔数k=20,即分50组每组20人.在第一组中随机抽取一个号,如果抽到的是17号,则第8组中应抽取的号码是A.177 B.157C.417 D.3676.已知点M(-3,2)是坐标平面内一定点,若抛物线y2=2x的焦点为F,点Q是该抛物线上的一动点,则|MQ|-|QF|的最小值是A.72B.3C.52D.27.已知抛物线的焦点为,准线,点在抛物线上,点在准线上,若,且直线的斜率,则的面积为A.B.C.D.8.设为抛物线的焦点,过点的直线交抛物线于两点,点为线段的中点,若=,则A.B.C.D.9.已知椭圆的一条弦所在的直线方程是弦的中点坐标是则椭圆的离心率是A.B.C .D .10.已知F 是双曲线C :1322=-y x 的右焦点,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,点A 的坐标是(1,3),则△APF 的面积为 A .13B .1 2C .2 3D .3 211.直线与抛物线交于两点,若,则 .12.如图是某班8位学生诗词比赛得分的茎叶图,那么这8位学生得分的众数和中位数分别为 .13.为组织好“市九运会”,组委会征集了800名志愿者,现对他们的年龄抽样统计后,得到如图所示的频率分布直方图,但是年龄在[25,30)内的数据不慎丢失,依据此图可得:(1)年龄在[25,30)内对应小长方形的高度为 ; (2)这800名志愿者中年龄在[25,35)内的人数为 .14.已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点,若3PF QF =,则QF =_______________.15.随着技发展,手机成了人们日常生活中必不可少的通信工具,现在的中学生几乎都拥有了属于自己的手机了.为了调查某地区高中生一周使用手机的频率,某机构随机调查了该地区100名高中生某一周使用手机的时间(单位:小时),所取样本数据分组区间为,由此得到如图所示的频率分布直方图.(1)求的值并估计该地区高中生一周使用手机时间的平均值;(2)从使用手机时间在的四组学生中,用分层抽样方法抽取13人,则每层各应抽取多少人?学#16.已知抛物线上一点到焦点的距离为.(l)求抛物线的方程;(2)抛物线上一点的纵坐标为1,过点的直线与抛物线交于两个不同的点(均与点不重合),设直线的斜率分别为求证为定值.17.已知椭圆的右顶点与抛物线的焦点重合,椭圆的离心率为,过椭圆的右焦点且垂直于轴的直线截抛物线所得的弦长为.(1)求椭圆和抛物线的方程;(2)过点的直线与交于两点,点关于轴的对称点为,证明:直线恒过一定点.18.设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,离心率为12.已知A 是抛物线22(0)y px p =>的焦点,F 到抛物线的准线l 的距离为12. (1)求椭圆的方程和抛物线的方程;(2)设l 上两点P ,Q 关于x 轴对称,直线AP 与椭圆相交于点B (B 异于点A ),直线BQ 与x 轴相交于点D .若APD △的面积为6,求直线AP 的方程.1.【答案】D【解析】分层抽样中每件产品被抽到的可能性一样.由题知,乙、丁两车间生产的产品共有件.故选D .2.【答案】C【解析】因为田径队男运动员40人,女运动员30人,所以这支田径队共有40+30=70人,用分层抽样的方法从该队的全体运动员中抽取一个容量为28的样本,所以每个个体被抽到的概率是,因为田径队有男运动员40人,所以男运动员要抽取人,故选C.5.【答案】B【解析】根据系统抽样的特点,可知抽取出的编号成首项为17,公差为20的等差数列,所以第8组中应抽取的号码是17+(8-1)×20=157.6.【答案】C【解析】抛物线的准线方程为x=12,当MQ∥x轴时,|MQ|-|QF|取得最小值,此时|MQ|-|QF|=|2+3|-|2+12|=52.7.【答案】C【解析】因为准线,所以p= 3,则抛物线方程为,点F(),又直线的斜率,所以点A(),又因为点在抛物线上,点在准线上,且,所以点M(),则的面积为.8.【答案】D【解析】由题意设直线l的方程为my=x+1,联立my=x+1与,得到y2-4my+4=0, =16m2-16=16(m2-1)>0.设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0).∴y1+y2=4m,∴y0=2m,∴x0=my0-1=2m2-1.∴Q(2m2-1,2m),由抛物线C:y2=4x得焦点F(1,0).∵=,∴=,得m2=2,则====.9.【答案】C【解析】设则,,两式相减,化简可得所以则e=.11.【答案】【解析】由消去y,整理得=,∵直线与抛物线交于A,B两点,∴,解得.设,则.∵==,∴==,∴k2=3,=.检验知满足条件.12.【答案】93,92【解析】依题意,结合茎叶图,将题中的数由小到大依次排列得到:86,86,90,91,93,93,93,96,因此这8位学生得分的众数是93,中位数是=92.14.【答案】83【解析】设Q 到l 的距离为d ,则QF d =,因为3PF QF =,所以2PQ d =,所以直线PF 的斜率为3±,因为(2,0)F ,所以直线PF 的方程为3(2)y x =±-,与28y x =联立可得23x =或6x =(舍去),所以83QF d ==. 15.【解析】(1)由于小矩形的面积之和为1,则,由此可得.该地区高中生一周使用手机时间的平均值为.(2)使用手机时间在的学生有人,使用手机时间在的学生有人,使用手机时间在的学生有人,使用手机时间在的学生有人,故用分层抽样法从使用手机时间在的四组学生中抽样,抽取人数分别为.16.【解析】 (1)由抛物线的定义可知则由点在抛物线上,则∴则由则∴抛物线的方程为. 学¥(2)∵点在抛物线上,且.∴,∴设过点的直线的方程为即代入得设则所以===.(2)依题意,可知直线的斜率不为0,可设,联立,得,设,则,,得或 根据根与系数的关系,得, 所以直线的斜率=, 可得直线的方程为=, 即== 所以当或时,直线恒过定点.18. 【解析】(1)设F 的坐标为(,0)c -. 依题意,12c a =,2p a =,12a c -=,解得1a =,12c =,2p =,于是22234b ac =-=. 所以椭圆的方程为22413y x +=,抛物线的方程为24y x =. (2)设直线AP 的方程为1(0)x my m =+≠,与直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m -. 将1x my =+与22413y x +=联立,消去x 整理得22(34)60m y my ++=,解得0y =或2634m y m -=+. 由点B 异于点A ,可得点222346(,)3434m m B m m -+-++. 由2(1,)Q m -,可得直线BQ 的方程为22262342()(1)(1)()03434m m x y m m m m--+-+-+-=++, 令0y =,解得222332m x m -=+,故2223(,0)32m D m -+,所以2222236||13232m m AD m m -=-=++.又APD △的面积为62,故221626232||2m m m ⨯⨯=+, 整理得2326||20m m -+=,解得6||m =,所以6m =±. 所以,直线AP 的方程为3630x y +-=或3630x y --=.。
2018届高三第二轮复习——数列第1讲等差、等比考点【高 考 感 悟】从近三年高考看,高考命题热点考向可能为:1.必记公式(1)等差数列通项公式:a n =a 1+(n -1)d .(2)等差数列前n 项和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d2.(3)等比数列通项公式:a n a 1q n -1.(4)等比数列前n 项和公式: S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1(q =1)a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q (q ≠1).(5)等差中项公式:2a n =a n -1+a n +1(n ≥2). (6)等比中项公式:a 2n =a n -1·a n +1(n ≥2).(7)数列{a n }的前n 项和与通项a n 之间的关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1)S n -S n -1(n ≥2).2.重要性质(1)通项公式的推广:等差数列中,a n =a m +(n -m )d ;等比数列中,a n =a m q n -m .(2)增减性:①等差数列中,若公差大于零,则数列为递增数列;若公差小于零,则数列为递减数列. ②等比数列中,若a 1>0且q >1或a 1<0且0<q <1,则数列为递增数列;若a 1>0且0<q <1或a 1<0且q >1,则数列为递减数列. 3.易错提醒(1)忽视等比数列的条件:判断一个数列是等比数列时,忽视各项都不为零的条件. (2)漏掉等比中项:正数a ,b 的等比中项是±ab ,容易漏掉-ab .【 真 题 体 验 】1.(2015·新课标Ⅰ高考)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S 8=4S 4,则a 10=( )A.172B.192C .10D .12 2.(2015·新课标Ⅱ高考)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1 C.12 D.183.(2015·浙江高考)已知{a n }是等差数列,公差d 不为零.若a 2,a 3,a 7成等比数列,且2a 1+a 2=1,则a 1=__________,d =________.4.(2016·全国卷1)已知{}n a 是公差为3的等差数列,数列{}n b 满足12111==3n n n n b b a b b nb +++=1,,,. (I )求{}n a 的通项公式;(II )求{}n b 的前n 项和.【考 点 突 破 】考点一、等差(比)的基本运算1.(2015·湖南高考)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________.2.(2015·重庆高考)已知等差数列{a n }满足a 3=2,前3项和S 3=92.(1)求{a n }的通项公式;(2)设等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 4=a 15,求{b n }的前n 项和T n .考点二、等差(比)的证明与判断【典例1】( 2017·全国1 )记S n 为等比数列{}n a 的前n 项和,已知S 2=2,S 3=-6.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列。
高考数学二轮复习专题过关检测—数列一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2021·内蒙古包头一模)在数列{a n }中,a 1=2,a n+1-a n -2=0,则a 5+a 6+…+a 14=( ) A.180B.190C.160D.1202.(2021·北京朝阳期末)已知等比数列{a n }的各项均为正数,且a 3=9,则log 3a 1+log 3a 2+log 3a 3+log 3a 4+log 3a 5=( ) A.52B.53C.10D.153.(2021·湖北荆州中学月考)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S10S 5=12,则S15S 5=( )A.12B.13C.23D.344.(2021·北京师大附属中学模拟)我国明代著名乐律学家明宗室王子朱载堉在《律学新说》中提出十二平均律,即是现代在钢琴的键盘上,一个八度音程从一个c 键到下一个c 1键的8个白键与5个黑键(如图),从左至右依次为:c ,#c ,d ,#d ,e ,f ,#f ,g ,#g ,a ,#a ,b ,c 1的音频恰成一个公比为√212的等比数列的原理,也即高音c 1的频率正好是中音c 的2倍.已知标准音a 的频率为440 Hz,则频率为220√2 Hz 的音名是( )A.dB.fC.eD.#d5.(2021·四川成都二诊)已知数列{a n}的前n项和S n=n2,设数列{1a n a n+1}的前n项和为T n,则T20的值为()A.1939B.3839C.2041D.40416.(2021·河南新乡二模)一百零八塔位于宁夏吴忠青铜峡市,是始建于西夏时期的喇嘛式实心塔群,是中国现存最大且排列最整齐的喇嘛塔群之一.一百零八塔,因塔群的塔数而得名,塔群随山势凿石分阶而建,由下而上逐层增高,依山势自上而下各层的塔数分别为1,3,3,5,5,7,…,该数列从第5项开始成等差数列,则该塔群最下面三层的塔数之和为()A.39B.45C.48D.517.(2021·陕西西安铁一中月考)在1到100的整数中,除去所有可以表示为2n(n∈N*)的整数,则其余整数的和是()A.3 928B.4 024C.4 920D.4 9248.已知函数f(n)={n2,n为奇数,-n2,n为偶数,且a n=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100等于()A.0B.100C.-100D.10 200二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.(2021·辽宁沈阳三模)已知等比数列{a n}的前n项和S n=4n-1+t,则()A.首项a1不确定B.公比q=4C.a2=3D.t=-1410.(2021·山东临沂模拟)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,公差d=1.若a1+3a5=S7,则下列结论一定正确的是()A.a5=1B.S n的最小值为S3C.S1=S6D.S n存在最大值11.已知数列{a n}是等差数列,其前30项和为390,a1=5,b n=2a n,对于数列{a n},{b n},下列选项正确的是() A.b10=8b5 B.{b n}是等比数列C.a1b30=105D.a3+a5+a7a2+a4+a6=20919312.(2021·广东广州一模)在数学课堂上,教师引导学生构造新数列:在数列的每相邻两项之间插入此两项的和,形成新的数列,再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列.将数列1,2进行构造,第1次得到数列1,3,2;第2次得到数列1,4,3,5,2;……第n(n∈N*)次得到数列1,x1,x2,x3,…,x k,2.记a n=1+x1+x2+…+x k+2,数列{a n}的前n项和为S n,则()A.k+1=2nB.a n+1=3a n-3C.a n =32(n 2+3n )D.S n =34(3n+1+2n-3) 三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.(2021·山西太原检测)在等差数列{a n }中,若a 2,a 2 020为方程x 2-10x+16=0的两根,则a 1+a 1 011+a 2 021等于 .14.(2021·江苏如东检测)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -2,则数列{log 2a n }的前n 项和T n = .15.将数列{2n-1}与{3n-2}的公共项从小到大排列得到数列{a n },则{a n }的前n 项和为 .16.(2021·新高考Ⅰ,16)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20 dm ×12 dm 的长方形纸,对折1次共可以得到10 dm ×12 dm,20 dm ×6 dm 两种规格的图形,它们的面积之和S 1=240 dm 2,对折2次共可以得到5 dm ×12 dm,10 dm ×6 dm,20 dm ×3 dm 三种规格的图形,它们的面积之和S 2=180 dm 2,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 次,那么∑k=1nS k =dm 2.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(10分)(2021·海南海口模拟)已知正项等比数列{a n },a 4=116,a 5a 7=256. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{|log 2a n |}的前n 项和.18.(12分)(2021·全国甲,理18)已知数列{a n}的各项均为正数,记S n为{a n}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{a n}是等差数列;②数列{√S n}是等差数列;③a2=3a1.19.(12分)(2021·山东济宁二模)已知数列{a n}是正项等比数列,满足a3是2a1,3a2的等差中项,a4=16.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若b n=(-1)n log2a2n+1,求数列{b n}的前n项和T n.20.(12分)(2021·山东临沂一模)在①S nn =a n+12,②a n+1a n=2S n,③a n2+a n=2S n这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答该问题.已知正项数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,且满足.(1)求a n;(2)若b n=(a n+1)·2a n,求数列{b n}的前n项和T n.21.(12分)(2021·山东泰安一中月考)为了加强环保建设,提高社会效益和经济效益,某市计划用若干年更换1万辆燃油型公交车,每更换一辆新车,则淘汰一辆旧车,更换的新车为电力型车和混合动力型车.今年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F (n );(2)若该市计划用7年的时间完成全部更换,求a 的最小值.22.(12分)(2021·广东广州检测)已知数列{a n }满足a 1=23,且当n ≥2时,a 1a 2…a n-1=2a n-2.(1)求证:数列{11−a n}是等差数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)记T n =12a 1a 2…a n ,S n =T 12+T 22+…+T n 2,求证:当n ∈N *时,a n+1-23<S n .答案及解析1.B 解析 因为a n+1-a n =2,a 1=2,所以数列{a n }是首项为2,公差为2的等差数列.所以a n =2+(n-1)×2=2n.设{a n }的前n 项和为S n ,则S n =n(2+2n)2=n 2+n.所以a 5+a 6+…+a 14=S 14-S 4=190.2.C 解析 因为等比数列{a n }的各项均为正数,且a 3=9,所以log 3a 1+log 3a 2+log 3a 3+log 3a 4+log 3a 5=log 3(a 1a 2a 3a 4a 5)=log 3(a 35)=log 3(95)=log 3(310)=10.3.D 解析 由题意可知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列.∵S 10S 5=12,∴设S 5=2k ,S 10=k ,k ≠0,∴S 10-S 5=-k ,∴S 15-S 10=k2,∴S 15=3k2,∴S 15S 5=3k22k =34. 4.D 解析 因为a 的音频是数列的第10项,440=220√2×212=220√2×(2112)10−4,所以频率为220√2 Hz 是该数列的第4项,其音名是#d.5.C 解析 当n=1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n-1=n 2-(n-1)2=2n-1.而a 1=1也符合a n =2n-1,所以a n =2n-1.所以1an a n+1=1(2n-1)(2n+1)=12(12n-1-12n+1),所以T n =12(1−13+13-15+⋯+12n-1-12n+1)=121-12n+1=n2n+1,所以T 20=202×20+1=2041. 6.D 解析 设该数列为{a n },依题意,可知a 5,a 6,…成等差数列,且公差为2,a 5=5.设塔群共有n 层,则1+3+3+5+5(n-4)+(n-4)(n-5)2×2=108,解得n=12.故最下面三层的塔数之和为a 10+a 11+a 12=3a 11=3×(5+2×6)=51.7.D 解析 由2n ∈[1,100],n ∈N *,可得n=1,2,3,4,5,6,所以21+22+23+24+25+26=2×(1−26)1−2=126.又1+2+3+ (100)100×1012=5 050,所以在1到100的整数中,除去所有可以表示为2n (n ∈N *)的整数,其余整数的和为5 050-126=4 924.8.B 解析 由已知得当n 为奇数时,a n =n 2-(n+1)2=-2n-1,当n 为偶数时,a n =-n 2+(n+1)2=2n+1.所以a 1+a 2+a 3+…+a 100=-3+5-7+…+201=(-3+5)+(-7+9)+…+(-199+201)=2×50=100.9.BCD 解析 当n=1时,a 1=S 1=1+t ,当n ≥2时,a n =S n -S n-1=(4n-1+t )-(4n-2+t )=3×4n-2.由数列{a n }为等比数列,可知a 1必定符合a n =3×4n-2, 所以1+t=34,即t=-14.所以数列{a n }的通项公式为a n =3×4n-2,a 2=3, 数列{a n }的公比q=4.故选BCD . 10.AC 解析 由已知得a 1+3(a 1+4×1)=7a 1+7×62×1,解得a 1=-3.对于选项A,a 5=-3+4×1=1,故A 正确.对于选项B,a n =-3+n-1=n-4,因为a 1=-3<0,a 2=-2<0,a 3=-1<0,a 4=0,a 5=1>0,所以S n 的最小值为S 3或S 4,故B 错误.对于选项C,S6-S1=a2+a3+a4+a5+a6=5a4,又因为a4=0,所以S6-S1=0,即S1=S6,故C正确.对于选项D,因为S n=-3n+n(n-1)2=n2-7n2,所以S n无最大值,故D错误.11.BD解析设{a n}的公差为d,由已知得30×5+30×29d2=390,解得d=1629.∴a n=a1+(n-1)d=16n+12929.∵b n=2a n,∴b n+1b n =2a n+12a n=2a n+1-a n=2d,故数列{b n}是等比数列,B选项正确.∵5d=5×1629=8029≠3,∴b10b5=(2d)5=25d≠23,∴b10≠8b5,A选项错误.∵a30=a1+29d=5+16=21,∴a1b30=5×221>105,C选项错误.∵a4=a1+3d=5+3×1629=19329,a5=a1+4d=5+4×1629=20929,∴a3+a5+a7a2+a4+a6=3a53a4=a5a4=209193,D选项正确.12.ABD解析由题意,可知第1次得到数列1,3,2,此时k=1,第2次得到数列1,4,3,5,2,此时k=3,第3次得到数列1,5,4,7,3,8,5,7,2,此时k=7,第4次得到数列1,6,5,9,4,11,7,10,3,11,8,13,5,12,7,9,2,此时k=15,……第n次得到数列1,x1,x2,x3,…,x k,2,此时k=2n-1,所以k+1=2n,故A项正确.当n=1时,a 1=1+3+2=6,当n=2时,a 2=a 1+2a 1-3=3a 1-3,当n=3时,a 3=a 2+2a 2-3=3a 2-3,……所以a n+1=3a n -3,故B 项正确. 由a n+1=3a n -3,得a n+1-32=3(a n -32),又a 1-32=92,所以{a n -32}是首项为92,公比为3的等比数列,所以a n -32=92×3n-1=3n+12,即a n =3n+12+32,故C 项错误.S n =(322+32)+(332+32)+…+(3n+12+32)=343n+1+2n-3,故D 项正确.13.15 解析 因为a 2,a 2 020为方程x 2-10x+16=0的两根,所以a 2+a 2 020=10.又{a n }为等差数列,所以a 1+a 2 021=a 2+a 2 020=2a 1 011=10,即a 1 011=5. 所以a 1+a 1 011+a 2 021=3a 1 011=15. 14.n(n+1)2解析 因为S n =2a n -2,所以当n ≥2时,S n-1=2a n-1-2,两式相减,得a n =2a n -2a n-1,即a n =2a n-1.当n=1时,可得a 1=2,所以数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列,所以a n =2n . 所以log 2a n =n ,所以T n =n(n+1)2.15.3n 2-2n 解析 数列{2n-1}的项均为奇数,数列{3n-2}的所有奇数项均为奇数,所有偶数项均为偶数,并且显然{3n-2}中的所有奇数均能在{2n-1}中找到,所以{2n-1}与{3n-2}的所有公共项就是{3n-2}的所有奇数项,这些项从小到大排列得到的新数列{a n }是以1为首项,以6为公差的等差数列.所以{a n }的前n 项和为S n =n×1+n(n-1)2×6=3n 2-2n.16.5 240(3−n+32n) 解析 对折3次共可以得到52 dm ×12 dm,5 dm ×6 dm,10 dm ×3 dm,20dm ×32dm 四种规格的图形,面积之和S 3=4×30=120 dm 2;对折4次共可以得到54 dm ×12 dm,52dm ×6 dm,5 dm ×3 dm,10 dm ×32dm,20 dm ×34dm 五种规格的图形,S 4=5×15=75 dm 2.可以归纳对折n 次可得n+1种规格的图形,S n =(n+1)·2402ndm 2.则∑k=1nS k =S 1+S 2+…+S n =240221+322+423+…+n+12n . 记T n =221+322+423+…+n+12n , ① 则12T n =222+323+…+n2n +n+12n+1.②①与②式相减,得T n -12T n =12T n =221+122+123+…+12n −n+12n+1=32−n+32n+1. 故T n =3-n+32n .故∑k=1nS k =240·T n =240(3−n+32n).17.解 (1)设正项等比数列{a n }的公比为q (q>0).由等比数列的性质可得a 5a 7=a 62=256,因为a n >0,所以a 6=16.所以q 2=a6a 4=256,即q=16.所以a n =a 6q n-6=16×16n-6=16n-5. (2)由(1)可知log 2a n =log 216n-5=4n-20,设b n =|log 2a n |=|4n-20|,数列{b n }的前n 项和为T n . ①当n ≤5,且n ∈N *时,T n =n(16+20-4n)2=18n-2n 2;②当n ≥6,且n ∈N *时,T n =T 5+(4+4n-20)(n-5)2=18×5-2×52+(2n-8)(n-5)=2n 2-18n+80.综上所述,T n={18n-2n2,n≤5,且n∈N*,2n2-18n+80,n≥6,且n∈N*.18.证明若选①②⇒③,设数列{a n}的公差为d1,数列{√S n}的公差为d2.∵当n∈N*时,a n>0,∴d1>0,d2>0.∴S n=na1+n(n-1)d12=d12n2+(a1-d12)n.又√S n=√S1+(n-1)d2,∴S n=a1+d22(n-1)2+2√a1d2(n-1)=d22n2+(2√a1d2-2d22)n+d22-2√a1d2+a1,∴d12=d22,a1-d12=2√a1d2-2d22,d22-2√a1d2+a1=0,∴d22=d12,d2=√a1,即d1=2a1,∴a2=a1+d1=3a1.若选①③⇒②,设等差数列{a n}的公差为d.因为a2=3a1,所以a1+d=3a1,则d=2a1,所以S n=na1+n(n-1)2d=na1+n(n-1)a1=n2a1,所以√S n−√S n-1=n√a1-(n-1)√a1=√a1.所以{√S n}是首项为√a1,公差为√a1的等差数列.若选②③⇒①,设数列{√S n}的公差为d,则√S2−√S1=d,即√a1+a2−√a1=d.∵a2=3a1,∴√4a1−√a1=d,即d=√a1,∴√S n=√S1+(n-1)d=√a1+(n-1)√a1=n√a1,即S n =n 2a 1,当n ≥2时,a n =S n -S n-1=n 2a 1-(n-1)2a 1=(2n-1)a 1, 当n=1时,a 1符合式子a n =(2n-1)a 1,∴a n =(2n-1)a 1,n ∈N *,∴a n+1-a n =2a 1, 即数列{a n }是等差数列.19.解 (1)设正项等比数列{a n }的公比为q (q>0).因为a 3是2a 1,3a 2的等差中项,所以2a 3=2a 1+3a 2,即2a 1q 2=2a 1+3a 1q ,因为a 1≠0,所以2q 2-3q-2=0,解得q=2或q=-12(舍去).所以a 4=a 1q 3=8a 1=16,解得a 1=2.所以a n =2×2n-1=2n . (2)由(1)可知a 2n+1=22n+1,所以b n =(-1)n log 2a 2n+1=(-1)n log 222n+1=(-1)n (2n+1), 所以T n =(-1)1×3+(-1)2×5+(-1)3×7+…+(-1)n (2n+1), -T n =(-1)2×3+(-1)3×5+(-1)4×7+…+(-1)n+1·(2n+1), 所以2T n =-3+2[(-1)2+(-1)3+…+(-1)n]-(-1)n+1(2n+1)=-3+2×1−(−1)n-12+(-1)n (2n+1)=-3+1-(-1)n-1+(-1)n (2n+1)=-2+(2n+2)(-1)n ,所以T n =(n+1)(-1)n -1. 20.解 (1)若选①,则2S n =na n+1.当n=1时,2S 1=a 2,又S 1=a 1=1,所以a 2=2. 当n ≥2时,2S n-1=(n-1)a n ,所以2a n =na n+1-(n-1)a n ,即(n+1)a n =na n+1,所以an+1n+1=a n n(n ≥2).又a 22=1,所以当n ≥2时,an n =1,即a n =n.又a 1=1符合上式,所以a n =n.若选②,则当n=1时,2S 1=a 2a 1,可得a 2=2. 当n ≥2时,2S n-1=a n a n-1,可得2a n =a n a n+1-a n a n-1. 由a n >0,得a n+1-a n-1=2.又a 1=1,a 2=2,所以{a 2n }是首项为2,公差为2的等差数列,{a 2n-1}是首项为1,公差为2的等差数列,所以a n =n.若选③,因为a n 2+a n =2S n ,所以当n ≥2时,a n-12+a n-1=2S n-1,两式相减得a n 2+a n -a n-12-a n-1=2a n ,即(a n +a n-1)(a n -a n-1-1)=0.由a n >0,得a n -a n-1-1=0,即a n -a n-1=1,所以{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,所以a n =n.(2)由(1)知b n =(n+1)·2n ,所以T n =2×2+3×22+4×23+…+(n+1)·2n , 2T n =2×22+3×23+4×24+…+(n+1)·2n+1, 两式相减,得-T n =4+22+23+ (2)-(n+1)·2n+1=4+4(1−2n-1)1−2-(n+1)·2n+1=4-4+2n+1-(n+1)·2n+1=-n·2n+1,所以T n =n·2n+1.21.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,数列{a n }是首项为128,公比为1+50%=32的等比数列,数列{b n }是首项为400,公差为a 的等差数列.所以数列{a n }的前n 项和S n =128×[1−(32)n ]1−32=256[(32)n-1],数列{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F (n )=S n +T n =256[(32)n-1]+400n+n(n-1)2a.(2)若用7年的时间完成全部更换,则F (7)≥10 000, 即256[(32)7-1]+400×7+7×62a ≥10 000,即21a ≥3 082,所以a ≥3 08221.又a ∈N *,所以a 的最小值为147.22.证明 (1)因为当n ≥2时,a 1a 2…a n-1=2a n-2,所以a 1a 2…a n =2an+1-2,两式相除,可得a n =1a n+1-11a n-1,所以11−a n=a n+11−a n+1=11−an+1-1,所以11−an+1−11−a n=1(n ≥2).又a 1=23,所以a 2=34,11−a 1=3,11−a 2=4,所以11−a 2−11−a 1=1,所以11−an+1−11−a n=1(n ∈N *),所以数列{11−a n}是首项为3,公差为1的等差数列.所以11−a n=3+(n-1)×1=n+2,所以a n =n+1n+2.(2)因为T n =12a 1a 2…a n =12×23×34×…×n+1n+2=1n+2,所以T n 2=1(n+2)2>1(n+2)(n+3)=1n+2−1n+3,所以S n=T12+T22+…+T n2>13−14+14−15+…+1n+2−1n+3=13−1n+3=1-1n+3−23=n+2 n+3−23=a n+1-23,所以当n∈N*时,a n+1-23<S n.。
12+4分项练7 数 列1.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m 等于( ) A .3 B .4 C .5 D .6答案 C解析 a m =2,a m +1=3,故d =1, 因为S m =0,故ma 1+m (m -1)2d =0,故a 1=-m -12.因为a m +a m +1=5, 故a m +a m +1=2a 1+(2m -1)d =-(m -1)+2m -1=5, 得m =5.2.(2017·湖南省衡阳市联考)已知数列{a n }为等比数列,且a 3=-4,a 7=-16,则a 5等于( ) A .8 B .-8 C .64 D .-64 答案 B解析 由等比数列的通项公式和性质可得a 7a 3=q 4,q 4=4,q 2=2,所以a 5=a 3·q 2=-4×2=-8.3.(2017届浙江省嘉兴市第一中学适应性考试)已知数列{a n }中的任意一项都为正实数,且对任意m ,n ∈N *,有a m ·a n =a m +n ,如果a 10=32,则a 1的值为( ) A .-2 B .2C. 2 D .- 2答案 C解析 令m =1,则a n +1a n =a 1,所以数列{a n }是以a 1为首项,公比为a 1的等比数列,从而a n =a n 1,因为a 10=32,所以a 1= 2.4.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是( ) A .15 B .20 C .26 D .30 答案 C解析 d =a 5-a 15-1=-3,所以通项公式a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,当⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,即前4项和最大,S 4=4×11+4×32×(-3)=26,故选C.5.(2017届河北省衡水中学押题卷)已知数列a 1=1,a 2=2,且a n +2-a n =2-2·(-1)n ,n ∈N *,则S 2 017的值为( )A .2 016×1 010-1B .1 009×2 017C .2 017×1 010-1D .1 009×2 016 答案 C解析 由递推公式,可得当n 为奇数时,a n +2-a n =4,数列{a n }的奇数项是首项为1,公差为4的等差数列, 当n 为偶数时,a n +2-a n =0,数列{a n }的偶数项是首项为2,公差为0的等差数列, S 2 017=(a 1+a 3+…+a 2 017)+(a 2+a 4+…+a 2 016) =1 009+12×1 009×1 008×4+1 008×2=2 017×1 010-1.6.(2017届天津市耀华中学二模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 21=42,若记b n =2119132a a a --,则数列{b n }( )A .是等差数列但不是等比数列B .是等比数列但不是等差数列C .既是等差数列又是等比数列D .既不是等差数列又不是等比数列 答案 C解析 S 21=42=21(a 1+a 21)2=21(a 9+a 13)2=21×2a 112,∴a 9+a 13=4,a 11=2, ∴a 211-a 9-a 13=0, ∴b n =20=1,∴数列{b n }既是等差数列又是等比数列, 故选C.7.(2017届湖南省株洲市一模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,2S n =a n +1-1,则S n 等于( )A .2n -1 B .2n -1C .3n -1 D.12(3n -1)答案 D解析 因为a 1=1,2S n =a n +1-1, 所以2S n -1=a n -1,n ≥2,两式相减有2S n -2S n -1=a n +1-a n ,n ≥2, 所以a n +1=3a n ,n ≥2,由2S 1=2=a 2-1得,a 2=3,所以a 2=3a 1, 则数列{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以S n =1-3n 1-3=12(3n-1),故选D.8.(2017届山西省太原市三模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n +3) (n ∈N *)在函数 y =3×2x 的图象上,等比数列{b n }满足b n +b n +1=a n (n ∈N *),其前n 项和为T n ,则下列结论正确的是( )A .S n =2T nB .T n =2b n +1C .T n >a nD .T n <b n +1 答案 D解析 由题意可得,S n +3=3×2n ,S n =3×2n -3,由等比数列前n 项和的特点可得数列{a n }是首项为3,公比为2的等比数列,数列的通项公式a n =3×2n -1,设b n =b 1q n -1,则b 1q n -1+b 1q n =3×2n -1,解得b 1=1,q =2,所以数列{b n }的通项公式b n =2n -1,由等比数列求和公式得T n =2n -1,考查所给的选项, S n =3T n ,T n =2b n -1,T n <a n ,T n <b n +1, 所以A ,B ,C 错误. 故选D.9.(2017届湖南省常德市一模)《张邱建算经》是中国古代数学史上的杰作,该书中有首古民谣记载了一数列问题:“南山一棵竹,竹尾风割断,剩下三十节,一节一个圈.头节高五寸①,头圈一尺三②.逐节多三分③,逐圈少分三④.一蚁往上爬,遇圈则绕圈.爬到竹子顶,行程是多远?”(注释:①第一节的高度为0.5尺;②第一圈的周长为1.3尺;③每节比其下面的一节多0.03尺;④每圈周长比其下面的一圈少0.013尺) 问:此民谣提出的问题的答案是( )A .72.705尺B .61.395尺C .61.905尺D .73.995尺 答案 B解析 因为每竹节间的长相差0.03尺,设从地面往上,每节竹长为a 1,a 2,a 3,…,a 30,所以{a n }是以a 1=0.5为首项,以d 1=0.03为公差的等差数列, 由题意知竹节圈长,上一圈比下一圈少0.013尺, 设从地面往上,每节圈长为b 1,b 2,b 3,…,b 30,由{b n }是以b 1=1.3为首项,d =-0.013为公差的等差数列, 所以一蚂蚁往上爬,遇圈则绕圈,爬到竹子项,行程是 S 30=⎝⎛⎭⎫30×0.5+30×292×0.03+⎝⎛⎭⎫30×1.3+30×292×(-0.013)=61.395, 故选B.10.(2017·湖北省襄阳四中适应性考试)若数列{a n },{b n }的通项公式分别为a n =(-1)n +2 016·a ,b n =2+(-1)n+2 017n,且a n <b n 对任意n ∈N *恒成立,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫-1,12 B .[-1,1) C .[-2,1) D.⎣⎡⎭⎫-2,32 答案 D解析 a n <b n ,可得(-1)n +2 016·a <2+(-1)n+2 017n,若n 是偶数,不等式等价于a <2-1n恒成立,可得a <2-12=32,若n 是奇数,不等式等价于-a <2+1n ,即-a ≤2,a ≥-2,所以-2≤a <32.综上可得实数a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫-2,32,故选D. 11.(2017届吉林省吉林大学附属中学模拟)公差不为零的等差数列{a n }的首项为1,且a 2,a 5,a 14依次构成等比数列,则对一切正整数n ,1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1的值为( )A.12B.35 C.49 D.512 答案 C解析 设公差为d ,∵a 2,a 5,a 14构成等比数列, ∴a 25=a 2·a 14,即(1+4d )2=(1+d )·(1+13d ), 化简得d 2-2d =0,∵公差不为0,∴公差d =2.∴数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =1+(n -1)×2=2n -1, 1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1 =11×3+13×5+…+1(2n -1)(2n +1)=12⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1 =12⎝⎛⎭⎫1-12n +1<12. 据此可排除A ,B 选项;方程12⎝⎛⎭⎫1-12n +1=512没有正整数解,当n =4时,12⎝⎛⎭⎫1-12n +1=49.故选C.12.(2017·武汉调研)已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=13,若a n (a n -1+2a n +1)=3a n -1·a n +1 (n ≥2,n ∈N *),则数列{a n }的通项a n 等于( ) A.12n -1 B.12n -1 C.13n -1 D.12n -1+1答案 B解析 ∵a n ·a n -1+2a n ·a n +1=3a n -1·a n +1, ∴1a n +1+2a n -1=3a n ,1a n +1-1a n =2⎝⎛⎭⎫1a n -1a n -1, 则1a n +1-1a n 1a n -1a n -1=2, 数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1-1a n 是首项为2,公比为2的等比数列, 1a n +1-1a n=2×2n -1=2n , 利用叠加法,1a 1+⎝⎛⎭⎫1a 2-1a 1+⎝⎛⎭⎫1a 3-1a 2+…+⎝⎛⎭⎫1a n -1a n -1=1+2+22+…+2n -1,n ≥2, 1a n =2n-12-1=2n -1,n ≥2,当n =1时,1a 1=1=21-1,∴1a n =2n -1,则a n =12n -1.故选B.13.(2017届湖南省长沙市雅礼中学模拟)中国历法推测遵循以测为辅、以算为主的原则.例如《周髀算经》和《易经》里对二十四节气的晷影长的记录中,冬至和夏至的晷影长是实测得到的,其他节气的晷影长则是按照等差数列的规律计算得出的.下表为《周髀算经》对二十四节气晷影长的记录,其中115.146寸表示115寸146分(1寸=10分).已知《易经》中记录的冬至晷影长为130.0寸,夏至晷影长为14.8寸,那么《易经》中所记录的惊蛰的晷影长应为________寸. 答案 82解析 由题设等差数列的首项a 1=130,a 13=14.8,则公差d =a 1-a 131-13=-9.6,所以a 6=a 1+5d =130-9.6×5=82.14.若数列{}a n 是正项数列,且a 1+a 2+…+a n =n 2+3n ,则a 12+a 23+…+a nn +1=________. 答案 2n 2+6n解析 由a 1+a 2+…+a n =n 2+3n ,得a 1+a 2+…+a n -1=(n -1)2+3(n -1),n ≥2,两式相减,可得a n =2n +2,n ≥2,当n =1时也成立.则a n =(2n +2)2,有a nn +1=(2n +2)2n +1=4n +4,其前n 项和a 12+a 23+…+a nn +1=4[2+3+4+…+(n +1)]=4×n (n +3)2=2n 2+6n .15.(2017届四川省南充市三诊)已知数列{a n }满足a n +1=3a n +2,若首项a 1=2,则数列{a n }的前n 项和S n =____________. 答案 3n +1-32-n解析 因为a n +1+1=3(a n +1),所以a n +1+1a n +1=3,所以数列{a n +1}是首项为3,公比为3的等比数列,a n +1=3·3n -1=3n ,可得a n =3n -1,那么数列{a n }的前n 项和分为:{3n}的前n 项和3(1-3n )1-3=3n +1-32,数列{1}的前n 项和n ,所以S n =3n +1-32-n .16.(2017届陕西省西安市铁一中学模拟)数列{a n }满足a 1=43,a n +1=a 2n -a n +1 (n ∈N *),则1a 1+1a 2+…+1a 2 017的整数部分是________. 答案 2解析 因为a 1=43,a n +1=a 2n -a n +1 (n ∈N *), 所以a n +1-a n =(a n -1)2>0⇒a n +1>a n ,数列{a n }单调递增, 所以a n +1-1=a n (a n -1)>0, 所以1a n +1-1=1a n (a n -1)=1a n -1-1a n ,所以1a n =1a n -1-1a n +1-1,所以S n =1a 1+1a 2+…+1a n=⎝⎛⎭⎫1a 1-1-1a 2-1+⎝⎛⎭⎫1a 2-1-1a 3-1+…+⎝⎛⎭⎫1a n -1-1a n +1-1=1a 1-1-1a n +1-1, 所以m =S 2 017=3-1a 2 018-1,因为a 1=43,所以a 2=⎝⎛⎭⎫432-43+1=139, a 3=⎝⎛⎭⎫1392-139+1=13381, a 4=⎝⎛⎭⎫133812-13381+1>2,…,所以a2 018>a2 017>a2 016>…>a4>2,所以a2 018-1>1,所以0<1a2 018-1<1,所以2<3-1a2 018-1<3,因此m的整数部分是2.。
专题03直击函数压轴题中零点问题、解答题21•已知函数 f x = Inx a x - i a 0 . (1)讨论f x 的单调性;3(2) 若f (x )在区间(0,1 )内有唯一的零点x 0,证明:e 2 <x 0 <e ,. 【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(1 )求出函数的导数,通过讨论 a 的范围,求出函数的单调区间即可; (2 )依题可知f 1=0,若f (x )在区间(0,1 )内有唯一的零点x 0,由(1)可知a a 2,且 x ° =为 0,-,于是:lnx 0 a x 0 -1 i =0 ①,2ax 02-2ax 0 1=0 ②2由①②得lnx 0 -生=0,设g (x )= Inx -口 , (x € (0,1)),求出函数的导数,根据函数的单调性证明 2x ° 2x即可.试题解析:① 当0 5兰2时,y = f[x )^ (A g )上单调递増② 当GA2时』设2a^-2ax+\=Q 的两个根为耳花(0<码C* <花“且a — ^a 1 —2a a + —2a 西= > ^3 =lalay = /(x )在(Q 西)丄冷+«>)单调递増,在(坷也)单调递减.(2)依题可知f 1 =0,若f X 在区间0,1内有唯一的零点x 0,由(1)可知a 2,⑴ r (x )=—2ax+lx冃-'1 ;且X。
= Xi 0, .2十□ 2于疋:lnx0 a x0 -1 0 ①22ax o - 2ax o 1=0 ②x —1 X —1由①②得inx0- 0,设g x =1 nx , [0,1 ,2 x° 2 x2x ,,因此g x在i。
,1上单调递减,则g x二2x I 2丿3f 3、勺」p ~2' e —4 j A e —3 _又g e 2 = --------- >0, g (e )=-------------------- <0l丿2 23根据零点存在定理,故e 2::: x0::: e」.点睛:本题考查了函数的单调性,零点问题,考查导数的应用以及不等式的证明,零点存在性定理,考查分类讨论思想,转化思想,构造函数的解题方法22.设函数f(x) = x + bx—1(b€ R).(1)当b= 1时证明:函数f (x)在区间(2)若当x€ [1,2],不等式f(x)<1有解.求实数b的取值范围.【答案】(1)见解析;(2) -::,1【解析】试题分析:(1 )先根据对称轴与定义区间位置关系确定函数f(x)在区间-,1单调性,再根据区12丿间端点函数值异号,结合零点存在定理确定零点个数(2)先分离变量化为对应函数最值问题:b:::^-X ,x再根据函数单调性确定函数最小值,即得实数b的取值范围.试题解析:(1)由得・丁£]二份+扌一1=-*0, /ti )=i ;+i-i=i>0j *Jti )<Oj 所以函数心)在区间(右D 內存在零点.又由二次函数的團象,可知少)二r+x —i 在(右D 上单调遥魯 从而函数心)在区间(占D 内存在唯一零点.⑵ 由题意可知x 2+ bx — 1<1在区间[1,2]上有解,所以 b 厶-? x 在区间[1,2]上有解.XX令g (x ) = — x ,可得g (x )在区间[1,2]上递减,X所以b <g (X )max = g (1) = 2— 1= 1 ,从而实数b 的取值范围为(一8, 1).方法2.由题意可知分+址一25在区间[1,2]±有解.令g (X )=J^ + bx-2?则等价于gh )在区间丄2]上的最小值小于0. 当-茹2即底-4时,訴)在丄刃上递獄=2b+2<Q,即 0<-「所以 冥一4』当1< —*2即— 46—2时,咖在山-刽上递氟 在| 二訓)丽=g (-》=(护一耳_2= _”2<0恒成立.所汉_4<风_ 2; 当-冷即於一2时“曲)在12]上递増,二宮⑴=心一 1<0即Ml,所以一20<1・综上可得 &W — 4 或一4<ft<—2 或一 2^b<l }所b<l ? 从而实数A 的取值范围为(一8, 1),点睛:利用零点存在性定理不仅要求函数的图象在区间 [a , b ]上是连续不断的曲线,且 f (a ) • f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质 (如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点增应『二-± ■2b-2f_ 23•已知函数 f x 二 ax mx m 「1 a = 0 • (1 )若f -1 =0,判断函数f x 的零点个数;(2)若对任意实数 m ,函数f x 恒有两个相异的零点,求实数 a 的取值范围;(3)已知 X iX • RR 且 % ::: X 2, f X i= f X 2 ,求证:方程 在区间X i ,X 2上有实数根•【答案】⑴见解析;⑵0 :: a < 1;⑶见解析.⑴:f -1 =0, a-m m-1 =0, a =12f x 二 x mx m T2 2:二m -4 m-1 二 m-2 ,当m=2时,厶=0,函数f x 有一个零点; 当m=2时,二0,函数f x 有两个零点⑵已知则A = m 1 —4a\ m — l}>Q 对于冊e R t 旦成立,即訝『一4o 初+4” 恒成立$所以川=16/-1&1<0, 从而解得O< a<l.⑶设 g X = f X || f X 1 f X 2,1 - _ 1 _ 则 g X1 ;= f x l --||fX ! • f X 2 || f X ! - f X 2f x=2L f x if x2【解析】试题分析:(1)利用判别式定二次函数的零点个数:(2)零点个数问题转化为图象交点个数问题,即试题解析:1 - _ 1 _ g X2 = f X- -- f X1 f X- = - ||f X- -f x1:f X1 = f X1 - ¥ g X1 g X^ - - 4 || f X1 - f X-..O'-g X =0在区间X1, X-上有实数根,1 _ 即方程f X f X1f X2计在区间X1'X2上有实数根•点睛:已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.24•已知函数f x]=a Inx-bx图象上一点P 2, f 2处的切线方程为y - -3x • 2ln2 - 2 .(1)求a, b的值;⑵若方程f xi亠m=0在1,e内有两个不等实根,求m的取值范围(其中_ee =2.71828| ||为自然对数的底).1 【答案】(1)a=2, b=1.(2) 「::m 22.e【解析】试题分析:本题考查函数与方程,函数与导数的综合应用. (1)根据导数的几何意义,得出两个方程,然后求解. 先利用导数研究函数h(x)=f (x)+ m=2lnx - x2+ m的单调性,根据单调性与极值点确定关系然后求解.试题解析:(1)',' f I A ) = -olnx — Eu 1 jt\ f r (x} = — -2bx 9xf (2) = aln2r4b =~6 + 2In2+ 2ci =2解得J i - D = 1(2)由(1 )得 f (x )=2l nx - x 2, 令 h ( x )=f ( x )+ m =2lnx - x +m ,222(1—x )则 h x = — - 2x =xx令 h '( x )=0,得 x =1(x =- 1 舍去)•故当x € 1,1时,h '( x ) > 0, h (x )单调递增;H e当 x € (1 , e ]时,h '( x ) v 0, h (x )单调递减. •••方程h (x )=0在 丄,e 内有两个不等实根,IL e『1 ) 1 h _ = —2 —右+m 兰0 2丿 ej1••• { h 1 = -1 m 0 ,解得 1 :: me h e = 2「e m 空0(11•实数m 的取值范围为11,-2 2 .\ e」点睛:根据函数零点求参数取值或范围的方法 (1 )利用零点存在的判定定理构建不等式求解;(2 )分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解,如果涉及由几个零点时,还需考虑函数的图象与参 数的交点个数;(3 )利用方程根的分布求解,转化为不等式问题.由题意得{(4 )转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等式求解5•已知函数f x二e x-ax-1,其中e为自然对数的底数, a R(I )若a = e,函数g x = 2 - e x①求函数h x = f x -g x的单调区间f f x x 兰m②若函数F x;={ 的值域为R,求实数m的取值范围g(x ),x>m(II )若存在实数X i,X2 w 0,2】,使得f (X i )= f (刈),且X i -X2 31,求证:e—1兰a兰e2—e【答案】(1)①详见解析②实数m的取值范围是0,丄 ;(2) e-仁a^e2-e;IL e-2【解析】试題分析:⑴①求出函数的导数,解关干导函数的不等式,求出函数的单调区间即可, ②求岀函数的导数」通过讨论桝的范围得到函数的值域,从而确定加的具体范围即可,(R求出函数/■(刘的导数,得到a>0 在(加]道减在)递増,设O< Jq <X| <2 ,则有0<^<^<^<2,根1®函数的单调性得到关于滞的不等式组,解出即可.试题解析:(1 )当a=e时,f x 二e X-ex-1.①h x = f x -g x =e X-2x-1,h'x =e X-2.由h' x 0得x ln2,由h' x 0 得x : ln2 .所以函数h x的单调增区间为In2, •::,单调减区间为-二,1 n2 .②f ' x = e x _ e当x <1时,f' x :::0,所以f x在区间」:,1上单调递减;当x 1时,f' x 0,所以f x在区间1,匸:上单调递增.g x = 2 -e x在m, 上单调递减,值域为-::,2 - e m ,因为F x的值域为R,所以e m-em-仁2 _e)m ,即e m-2m <0.(*)由①可知当m<Q时》h(m)-e n-2m-l>h(O)=Q f故0不成立-因为*(用)在(0>2)上单调递冰在(加2:1)上单调递聲且应(0)= 0旳(1)="3<0 所以当0兰用51时,A(m)<0恒成立,因此0<m<l.2°当初Al时,/(刘在(Y M)上单调递减,在(I曲上单调递増,所叹函数f(x) = ^-^c-l在{toe)上的值域为|>(1丄如),即[7他)・^(x) = (2-e)jc在(观+x)上单调递减,值域为(Y\(2-总)酬). 因为F(刃的值域为左,所以一丄(2-町乩即兰丄.总一2综合T,2°可知,实数用的取值范围是k-!-・_ 左一2.(2)f' x 二e x-a •若a岂0时,f' x • 0 ,此时f x在R上单调递增•由f(X i )= f(X2 )可得人=X2,与X i —X2色1相矛盾,同样不能有x1,x2 !jna, •::.不妨设0三为:::x2込2,则有0込捲:::Ina :::x2込2.因为f x在X i,lna上单调递减,在Ina,X2上单调递增,且f为=f X2 ,所以当x^i^x三x2时,f x - f捲=f x2.由0兰为v x2兰2,且捲一x2岸1,可得1e Ix1, x2 ]故f 1 岂f % A f X2 .又f x在」:,ln a 1单调递减,且0 一X, :::Ina,所以f %乞f 0,所以f 1岂f 0,同理f 1乞f 2 •e - a -1 — 0, 2即{2解得e -1乞a乞e2「e「1 ,e -a -仁e -2a -2,所以e —1乞a乞e2-e.点睛:本题考查函数的单调性极值及恒成立问题,涉及函数不等式的证明,综合性强,难度大,属于难题.处理导数大题时,注意分层得分的原则,力争第一二问答对,第三问争取能写点,一般涉及求函数单调性及极值时,比较容易入手,求导后注意分类讨论,对于恒成立问题一般要分离参数,然后利用函数导数求函数的最大值或最小值,对于含有不等式的函数问题,一般要构造函数,利用函数的单调性来解决,但涉及技巧比较多,需要多加体会.x6 .已知函数f x X _ ax 1.e(1 )当a =1时,求y = f x在x 1-1,1吐的值域;(2)试求f x的零点个数,并证明你的结论.【答案】(1) l2-e,11 (2)当a乞0时,f x只有一个零点;当a 0时,f x有两个零点.【解析】试题分析:⑴当4=1时,»)二电-Q+1,则门©二今一1二£(町,而丈(力=需小e e e在卜1」]上恒成立,所以g(x)=/(x)®[-l1l]±递减,由f⑼",可得当xe(-lO)时,,才㈤递增*当就时/(刈递;咸,所以=/(<>)= ^ ttK/f-lJ./fl)的大小可得f(x)^f(-l) = 2-^进而可得结果;1 1(2)原方程等价于e x…一…a=0实根的个数,原命题也等价于h x i = e x…一…a在x「「「0)-(0,=x x上的零点个数,讨论a = 0, a :::0, a 0,三种情况,分别利用导数研究函数的单调性,结合函数图象与零点存在定理可得结果•x 1 — x试题解析:(1)当a=1 时,fx x _ax 1,则f x x 1二gx ,e e而g x = J2:::0在1-1,11上恒成立,所以g x二「x在〔-1,11上递减,ef X max 二f -1 =2e—1 0, f X min 二f 1」X0,所以「x在〔-1,11上存在唯一的X。
高考数学二轮复习 专题3 数列 第一讲 等差数列与等比数列 理第一讲 等差数列与等比数列1.等差数列的定义.数列{a n }满足a n +1-a n =d (其中n∈N *,d 为与n 值无关的常数)⇔{a n }是等差数列. 2.等差数列的通项公式.若等差数列的首项为a 1,公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *). 3.等差中项.若x ,A ,y 成等差数列,则A =x +y2,其中A 为x ,y 的等差中项.4.等差数列的前n 项和公式.若等差数列首项为a 1,公差为d ,则其前n 项和S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d2.1.等比数列的定义. 数列{a n }满足a n +1a n=q (其中a n ≠0,q 是与n 值无关且不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列.2.等比数列的通项公式.若等比数列的首项为a 1,公比为q ,则a n =a 1·q n -1=a m ·qn -m(n ,m ∈N *).3.等比中项.若x ,G ,y 成等比数列,则G 2=xy ,其中G 为x ,y 的等比中项,G 值有两个. 4.等比数列的前n 项和公式.设等比数列的首项为a 1,公比为q ,则S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)若一个数列从第二项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.(×)(2)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.(√) (3)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.(×) (4)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.(×) (5)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .(×) (6)1+b +b 2+b 3+b 4+b 5=1-b51-b.(×)1.在等差数列{a n }中,a 2=1,a 4=5,则数列{a n }的前5项和S 5=(B ) A .7 B .15 C .20 D .25解析:2d =a 4-a 2=5-1=4⇒d =2,a 1=a 2-d =1-2=-1,a 5=a 2+3d =1+6=7,故S 5=(a 1+a 5)×52=6×52=15.2. (2015·北京卷)设{a n }是等差数列,下列结论中正确的是(C ) A .若a 1+a 2>0,则a 2+a 3>0 B .若a 1+a 3<0,则a 1+a 2<0 C .若0<a 1<a 2,则a 2>a 1a 3 D .若a 1<0,则(a 2-a 1)(a 2-a 3)>0解析:设等差数列{a n}的公差为d,若a1+a2>0,a2+a3=a1+d+a2+d=(a1+a2)+2d,由于d正负不确定,因而a2+a3符号不确定,故选项A错;若a1+a3<0,a1+a2=a1+a3-d=(a1+a3)-d,由于d正负不确定,因而a1+a2符号不确定,故选项B错;若0<a1<a2,可知a1>0,d>0,a2>0,a3>0,∴a22-a1a3=(a1+d)2-a1(a1+2d)=d2>0,∴a2>a1a3,故选项C正确;若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)=d·(-d)=-d2≤0,故选项D错.3.(2015·新课标Ⅱ卷)已知等比数列{a n}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=(B)A.21 B.42C.63 D.84解析:∵ a1=3,a1+a3+a5=21,∴ 3+3q2+3q4=21.∴ 1+q2+q4=7.解得q2=2或q2=-3(舍去).∴a3+a5+a7=q2(a1+a3+a5)=2×21=42.故选B.4.等差数列{a n}的公差不为零,首项a1=1,a2是a1和a5的等比中项,则数列的前10项之和是(B)A.90 B.100C.145 D.190解析:设公差为d,则(1+d)2=1·(1+4d).∵d≠0,解得d=2,∴S10=100.一、选择题1.已知等差数列{a n}中,前n项和为S n,若a3+a9=6,则S11=(B)A.12 B.33 C.66 D.99解析:∵{a n}为等差数列且a3+a9=6,∴a 6+a 6=a 3+a 9=6. ∴a 6=3. ∴S 11=a 1+a 112×11=a 6+a 62×11=11a 6=11×3=33.2.在等比数列{a n }中,若a 1+a 2=20,a 3+a 4=40,则数列{a n }的前6项和S 6=(B ) A .120 B .140 C .160 D .180 解析:∵{a n }为等比数列,∴a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6为等比数列. ∴(a 3+a 4)2=(a 1+a 2)(a 5+a 6). 即a 5+a 6=(a 3+a 4)2a 1+a 2=40220=80.∴S 6=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=20+40+80=140.3.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n -1,则a 3+a 17=(C ) A .15 B .17 C .34 D .398 解析:∵S n =n 2-2n -1, ∴a 1=S 1=12-2-1=-2. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-2n -1-[(n -1)2-2(n -1)-1] =n 2-(n -1)2+2(n -1)-2n -1+1 =n 2-n 2+2n -1+2n -2-2n =2n -3.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-2,n =1,2n -3,n ≥2.∴a 3+a 17=(2×3-3)+(2×17-3)=3+31=34. 4.(2014·陕西卷)原命题为“若a n +a n +12<a n ,n ∈N *,则{a n }为递减数列”,关于逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是(A )A .真,真,真B .假,假,真C .真,真,假D .假,假,假 解析:由a n +a n +12<a n ⇒a n +1<a n ⇒{a n }为递减数列,所以原命题为真命题;逆命题:若{a n }为递减数列,则a n +a n +12<a n ,n ∈N +;若{a n }为递减数列,则a n +1<a n ,即a n +a n +12<a n ,所以逆命题为真;否命题:若a n +a n +12≥a n ,n ∈N +,则{a n }不为递减数列;由a n +a n +12≥a n ⇒a n ≤a n +1⇒{a n }不为递减数列,所以否命题为真;因为逆否命题的真假为原命题的真假相同,所以逆否命题也为真命题. 故选A.5.某棵果树前n 年的总产量S n 与n 之间的关系如图所示,从目前记录的结果看,前m 年的年平均产量最高,m 的值为(C )A .5B .7C .9D .11解析:由图可知6,7,8,9这几年增长最快,超过平均值,所以应该加入m =9,因此选C.二、填空题6.(2015·安徽卷)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于27.解析:由a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),可知数列{a n }是首项为1,公差为12的等差数列,故S 9=9a 1+9×(9-1)2×12=9+18=27.7.设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则q =32. 解析:将S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2两个式子全部转化成用a 1,q 表示的式子,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =3a 1q +2,a 1+a 1q +a 1q 2+a 1q 3=3a 1q 3+2,两式作差得:a 1q 2+a 1q 3=3a 1q (q 2-1),即:2q 2-q -3=0,解得q =32或q =-1(舍去).8.(2014·广东卷)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1a 5=4,则log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=5.解析:由题意知a 1a 5=a 23=4,且数列{a n }的各项均为正数,所以a 3=2, ∴a 1a 2a 3a 4a 5=(a 1a 5)·(a 2a 4)·a 3=(a 23)2·a 3=a 53=25,∴log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=log 2(a 1a 2a 3a 4a 5)=log 225=5. 三、解答题9.已知数列{a n }满足,a 1=1,a 2=2,a n +2 =a n +a n +12,n ∈N *.(1)令b n =a n +1-a n ,证明:{b n }是等比数列; (2)求{a n }的通项公式. 解析:(1)b 1=a 2-a 1=1, 当n ≥2时,b n =a n +1-a n =a n -1+a n2-a n =-12(a n -a n -1)=-12b n -1,所以{b n }是以1为首项,-12为公比的等比数列.(2)由(1)知b n =a n +1-a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1,当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -2=1+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -11-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=1+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1, 当n =1时,53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-121-1=1=a 1.所以a n =53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1(n ∈N *).10.(2015·安徽卷)已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)由题设知a 1·a 4=a 2·a 3=8,又a 1+a 4=9,可解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,a 4=1(舍去). 由a 4=a 1q 3得公比q =2,故a n =a 1qn -1=2n -1.(2)S n =a 1(1-q n )1-q=2n-1.又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 1-1S 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 2-1S 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S n -1S n +1=1S 1-1S n +1=1-12n +1-1.。
2018届高三第二轮复习——数列第1讲等差、等比考点【高 考 感 悟】从近三年高考看,高考命题热点考向可能为:1.必记公式(1)等差数列通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)等差数列前n 项和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d2.(3)等比数列通项公式:a n a 1qn -1.(4)等比数列前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1(q =1)a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q (q ≠1).(5)等差中项公式:2a n =a n -1+a n +1(n ≥2). (6)等比中项公式:a 2n =a n -1·a n +1(n ≥2). (7)数列{a n }的前n 项和与通项a n 之间的关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1)S n -S n -1(n ≥2).2.重要性质(1)通项公式的推广:等差数列中,a n =a m +(n -m )d ;等比数列中,a n =a m qn -m.(2)增减性:①等差数列中,若公差大于零,则数列为递增数列;若公差小于零,则数列为递减数列. ②等比数列中,若a 1>0且q >1或a 1<0且0<q <1,则数列为递增数列;若a 1>0且0<q <1或a 1<0且q >1,则数列为递减数列. 3.易错提醒(1)忽视等比数列的条件:判断一个数列是等比数列时,忽视各项都不为零的条件. (2)漏掉等比中项:正数a ,b 的等比中项是±ab ,容易漏掉-ab .【 真 题 体 验 】1.(2015·新课标Ⅰ高考)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S 8=4S 4,则a 10=( )A.172 B.192C .10D .12 2.(2015·新课标Ⅱ高考)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1 C.12 D.183.(2015·浙江高考)已知{a n }是等差数列,公差d 不为零.若a 2,a 3,a 7成等比数列,且2a 1+a 2=1,则a 1=__________,d =________.4.(2016·全国卷1)已知{}n a 是公差为3的等差数列,数列{}n b 满足12111==3n n n n b b a b b nb +++=1,,,. (I )求{}n a 的通项公式;(II )求{}n b 的前n 项和.【考 点 突 破 】考点一、等差(比)的基本运算1.(2015·湖南高考)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________.2.(2015·重庆高考)已知等差数列{a n }满足a 3=2,前3项和S 3=92.(1)求{a n }的通项公式;(2)设等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 4=a 15,求{b n }的前n 项和T n .考点二、等差(比)的证明与判断【典例1】( 2017·全国1 )记S n 为等比数列{}n a 的前n 项和,已知S 2=2,S 3=-6.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列。
高考数学二轮复习常考题型大通关(全国卷理数)解答题:数列1.等比数列{}n a 中,已知142,16a a ==(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若35,a a 分别为等差数列{}n b 的第3项和第5项,试求数列{}n b 的通项公式及前n 项和n S 。
2.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足:3576,24a a a =+=.(1)求等差数列{}n a 的通项公式;(2)求数列1{}nS 的前n 项和n T .3.已知数列{}n a 和{}n b 满足112,1a b ==,()12N n n a a n *+=∈,()12311111N 23n n b b b b b n n *+++++=-∈ .(1)求n a 与n b ;(2)记数列{}n n a b 的前n 项和为n T ,求n T .4.已知等差数列{}n a 满足36a =,前7项和为749S =.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b 满足()33n n n b a =-⋅,求{}n b 的前n 项和n T .5.已知{}n a 是递增的等比数列,11a =,且22a 、332a 、4a 成等差数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设21231log log n n n b a a ++=⋅,n *∈N ,求数列{}n b 的前n 项和n S .6.已知公差不为0的等差数列{}n a 的前3项和39S =,且125,,a a a 成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式.(2)设n T 为数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和,求证12n T <.7.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,等比数列{}n b 的前n 项和为n T .若113a b ==,42a b =,4212S T -=.(1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b +的前n 项和.8.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,()112,2*n n a a S n N +==+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令112(1)(1)n n n n b a a -+=--,求数列{}n b 的前n 项和n T ,求证:12n T <.答案以及解析1.答案:(1)设{}n a 的公比为q ,由已知得3162q =,解得2q =,∴112.n n n a a q -==(2)由(1)得358,32a a ==,则358,32b b ==,设{}n b 的公差为d ,则有1128432b d b d +=⎧⎨+=⎩解得11612b d =-⎧⎨=⎩∴1612112)2(8n b n n =+--=-,∴数列{}n b 的前n 项和2(161228)6222n n n S n n -+-==-.2.答案:(1设等差数列{}n a 的首项为1a 、公差为d ,3576,24a a a =+= ,()()111264624a d a d a d +=⎧∴⎨+++=⎩,解得:122d a =⎧⎨=⎩,(2122)n a n n ∴=+-⨯=;(2由(1)得:()1(22)(1)22n n n a a n n S n n ++===+,所以1211111111 11223(1)(1)n n n T S S S S n n n n =++++=++++-⨯⨯-+ 11111111112233411n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 1111n n n =-=++.3.答案:(1)由112,2n n a a a +==,知0n a ≠,故12n n a a +=,即{}n a 是以2为首项,2为公比的等比数列,得()2N n n a n *=∈.由题意知,当1n =时,121b b =-,故22b =.当2n ≥时,11n n n b b b n +=-,整理得11n n b b n n +=+,所以n b n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以1为首项,1为公比的等比数列,即1n b n =,所以()N n b n n *=∈.(2)由(1)知2n n n a b n =⋅.因此231222322n n T n =⋅+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅,①23412222322n n T n +=+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅,②①-②得23122222n n n T n +-=+++⋅⋅⋅+-⋅.故()()1122N n n T n n +*=-+∈.4.答案:(1)由()177477492a a S a ⨯+===,得47a =,因为36a =,所以11.4d a ==,故3n a n =+.(2)()333n n n n b a n =-⋅=⋅,所以1231323333n n T n =⨯+⨯+⨯+⋯+⨯①23131323(1)33n n n T n n +=⨯+⨯+⋯+-⨯+⨯②由①-②得1231133233333313n n n n n T n n +++--=++++-⨯=-⨯- ,所以1(21)334n n n T +-⨯+=.5.答案:(1)设数列{}n a 的公比为q ,由题意及11a =,知1q >.22a 、332a 、4a 成等差数列成等差数列,34232a a a ∴=+,2332q q q ∴=+,即2320q q -+=,解得2q =或1q =(舍去),2q ∴=.∴数列{}n a 的通项公式为1112n n n a a q --==;(2)()212311111log log 222n n n b a a n n n n ++⎛⎫===- ⎪⋅++⎝⎭ ,11111111111232435112n S n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=-+-+-+⋅⋅⋅+-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦.()()13113232212431114122221n n n n n n n ⎛⎫=-+ ⎪++⎝⎭+⎛⎫=--=- ⎪++++⎝⎭.6.答案:(1)由3S 9=得13a d +=①;125,,,a a a 成等比数列得:()()21114a a d a d +=+②;联立①②得11,2a d ==;故21n a n =-.(2)111111(21)(21)22121n n a a n n n n +⎛⎫==- ⎪-+-+⎝⎭ 11111111111233521212212n T n n n ⎛⎫⎛⎫∴=-+-+⋯+-=-< ⎪ ⎪-++⎝⎭⎝⎭.7.答案:(1)由1142,a b a b ==,则()()421234122312S T a a a a b b a a -=+++-+=+=,设等差数列{}n a 的公差为d ,则231236312a a a d d +=+=+=,所以2d =.所以32(1)21n a n n =+-=+.设等比数列{}n b 的公比为q ,由题249b a ==,即2139b b q q ===,所以3q =.所以3n n b =;(2)(21)3n n n a b n +=++,所以{}n n a b +的前n 项和为()()1212n n a a a b b b +++++++ ()2(3521)333n n =++++++++ ()()313331(321)(2)2132n n n n n n --++=+=++-8.答案:(1)()12,*n n a S n N +=+∈,①当1n =时,212a S =+,即24a =,当2n ≥时,12n n a S -=+,②由①-②可得11n n n n a a S S +--=-,即12n n a a +=,∴2222,2n n n a a n -=⨯=≥当1n =时,1122a ==,满足上式,∴()2n n a n N *=∈(2)由(1)得1112111()(21)(21)22121n n n n n n b -++==-----∴1111111111(1)(1)23372121221n n n n T ++=-+-++-=---- ∴12n T <。
12+4分项练3 函数的图象与性质1.已知定义在R 上的函数f (x )=2|x-m |-1(m 为实数)为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .c <a <b C .a <c <b D .c <b <a 答案 B解析 由函数f (x )=2|x-m |-1为偶函数,得m =0,∴f (x )=2|x |-1,当x >0时,f (x )为增函数,log 0.53=-log 23,∴log 25>|-log 23|>0, ∴b =f (log 25)>a =f (log 0.53)>c =f (2m )=f (0), 故选B.2.(2017届安徽省巢湖市柘皋中学模拟)下列函数中,与函数y =x 3的单调性和奇偶性一致的函数是( ) A .y =xB .y =tan xC .y =x +1xD .y =e x -e -x答案 D解析 函数y =x 3既是奇函数也是R 上的增函数,对照各选项:y =x 为非奇非偶函数,排除A ;y =tan x 为奇函数,但不是R 上的增函数,排除B ;y =x +1x 为奇函数,但不是R 上的增函数,排除C ;y =e x -e -x 为奇函数,且是R 上的增函数,故选D.3.(2017届河北省唐山市模拟)函数f (x )=e x +1x (e x -1)(其中e 为自然对数的底数)的图象大致为( )答案 A解析 f (-x )=e -x +1(-x )(e -x -1)=e x +1(-x )(1-e x )=e x +1x (e x -1)=f (x ), 所以f (x )为偶函数,图象关于y 轴对称, 又当x →+∞时,f (x )→0,故选A.4.已知定义域为R 的奇函数f (x )满足f (3-x )+f (x )=0,且当x ∈⎝⎛⎭⎫-32,0时,f (x )=log 2(2x +7),则f (2 017)等于( ) A .-2B .log 23C .3D .-log 25 答案 D解析 因为奇函数f (x )满足f (3-x )+f (x )=0, 所以f (x )=-f (3-x )=f (x -3),即周期为3, 所以f (2 017)=f (1)=-f (-1)=-log 25,故选D.5.(2017·天津市第一中学月考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-|x +1|,x <1,x 2-4x +2,x ≥1,则函数g (x )=2|x |f (x )-2的零点个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-|x +1|,x <1,x 2-4x +2,x ≥1的图象如图,由g (x )=2|x |f (x )-2=0可得f (x )=22|x |,则问题化为函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-|x +1|,x <1,x 2-4x +2,x ≥1与函数y =22|x |=21-|x |的图象的交点的个数问题.结合图象可以看出两函数图象的交点只有两个,故选B.6.(2017届浙江省嘉兴一中适应性考试)设函数f (x )=(x -a )|x -a |+b ,a ,b ∈R ,则下列叙述中正确的序号是( )①对任意实数a ,b ,函数y =f (x )在R 上是单调函数; ②对任意实数a ,b ,函数y =f (x )在R 上都不是单调函数; ③对任意实数a ,b ,函数y =f (x )的图象都是中心对称图形; ④存在实数a ,b ,使得函数y =f (x )的图象不是中心对称图形. A .①③ B .②③ C .①④ D .③④ 答案 A解析 考虑y =x |x |,函数f (x )=(x -a )|x -a |+b 的图象是由它平移得到的,因此,其单调性和对称性不变.7.(2017届河南省息县第一高级中学适应性考试)若函数f (x )=t e x -t -2e x -1·ln 1+x 1-x +x 2+1是偶函数,则实数t 等于( ) A .-2 B .2C .1D .-1答案 D解析 由⎩⎪⎨⎪⎧1+x 1-x >0,e x -1≠0知定义域为(-1,0)∪(0,1), 令g (x )=ln 1+x 1-x ,h (x )=t e x -t -2e x -1,则g (-x )=ln 1-x 1+x =-ln 1+x1-x =-g (x ),∴g (x )=ln1+x1-x 是奇函数, 则h (x )=t e x -t -2e x -1=t -2e x -1是奇函数,由h (x )+h (-x )=0,即t -2e x -1+t -2e -x -1=0,整理得2t -2e x -1-2e x1-e x=0,解得t =-1,故选D.8.(2017届江西省重点中学联考)已知函数f (x )=x 3+1,g (x )=2(log 2x )2-2log 2x +t -4,若函数F (x )=f (g (x ))-1在区间[1,22]上恰有两个不同的零点,则实数t 的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤52,4 B.⎣⎡⎭⎫52,92 C.⎣⎡⎭⎫4,92 D.⎣⎡⎦⎤4,92 答案 C解析 设u =g (x ),则F (x )=f (u )-1=0,即f (u )-1=0,则u =0,所以问题转化为g (x )=0在区间[1,22]上恰有两个不同的根,即2(log 2x )2-2log 2x +t -4=0在区间[1,22]上恰有两个不同的根,设v =log 2x ,则v ∈⎣⎡⎦⎤0,32,则问题转化为2v 2-2v +t -4=0在区间⎣⎡⎦⎤0,32上有两个不同的根,结合二次函数图象可知,应满足⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-8(t -4)>0,t -4≥0,2×94-2×32+t -4≥0.解得4≤t <92,故选C.9.(2017届福建省宁德市质量检查)已知函数f (x )是定义域为R 的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=log 2(x +1)+2x -a ,则满足f (x 2-3x -1)+9<0的实数x 的取值范围是( ) A .(-2,-1) B .(-1,0) C .(0,1) D .(1,2)答案 D解析 因为f (0)=log 2(0+1)+20-a =0,所以a =1. 由题意可知,当x <0时,f (x )=-log 2(-x +1)-2-x +1.又分析知f (x )在R 上单调递增, 所以若f (x )+9<0,则f (x )<-9=f (-3), 所以x <-3.又因为f (x 2-3x -1)+9<0, 所以x 2-3x -1<-3,解得1<x <2.故选D.10.已知函数f (x )=e x 2-ae x ,对于任意的x 1,x 2∈[1,2],且x 1≠x 2,[|f (x 1)|-|f (x 2)|](x 1-x 2)>0恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤-e 24,e 24 B.⎣⎡⎦⎤-e 22,e 22 C.⎣⎡⎦⎤-e 23,e23 D .[-e 2,e 2] 答案 B解析 设任意的x 1,x 2∈[1,2],且x 1<x 2,由[|f (x 1)|-|f (x 2)|](x 1-x 2)>0,则函数y =|f (x )|为增函数,当a ≥0,f (x )在[1,2]上是增函数,则f (1)≥0,解得0≤a ≤e 22,当a <0时,|f (x )|=f (x ),令e x 2=-ae x ,解得x =ln -2a ,对勾函数的单调递增区间为[ln -2a ,+∞),故ln -2a ≤1,解得-e 22≤a <0,综上可知,a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤-e 22,e 22,故选B.11.(2017·湖北省武汉市调研)已知函数f (x )=e x +a ·e -x +2(a ∈R ,e 为自然对数的底数),若g (x )=f (x )与y =f (f (x ))的值域相同,则a 的取值范围是( ) A .a <0B .a ≤-1C .0<a ≤4D .a <0或0<a ≤4 答案 A解析 方法一 排除法:当a =1时,令e x =t >0,f (t )=t +1t +2≥4,当且仅当t =1时“=”成立,值域为[4,+∞),f (f (t ))在[4,+∞)上为增函数,值域为⎣⎡⎭⎫254,+∞,不合题意舍去,排除C 和D ;当a =-12时,f (x )=t -12t +2,f ′(x )=1+12t 2>0,函数在(0,+∞)上单调递增,值域为R ,f (f (x ))的值域也为R ,符合题意,排除B ,故选A. 方法二 当a <0时,令t =e x >0,f (t )=t +at+2,f ′(t )=1-a t 2=t 2-at2>0,f (x )的值域为R ,y =f (f (x ))的值域也是R ,符合题意,故选A.12.(2017届河北省衡水中学押题卷)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)=2f (x ),且当x ∈[2,4]时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x ,2≤x ≤3,x 2+2x ,3<x ≤4,g (x )=ax +1,对∀x 1∈[-2,0],∃x 2∈[-2,1],使得g (x 2)=f (x 1),则实数a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,-18∪⎣⎡⎭⎫18,+∞ B.⎣⎡⎭⎫-14,0∪⎝⎛⎦⎤0,18 C .(0,8]D.⎝⎛⎦⎤-∞,-14∪⎣⎡⎭⎫18,+∞ 答案 D解析 由题知问题等价于函数f (x )在[-2,0]上的值域是函数g (x )在[-2,1]上的值域的子集.当x ∈[2,4]时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -2)2+4,2≤x ≤3,x +2x ,3<x ≤4,由二次函数及对勾函数的图象及性质,得f (x )∈⎣⎡⎦⎤3,92,由f (x +2)=2f (x ),可得f (x )=12f (x +2)=14f (x +4),当x ∈[-2,0]时,x +4∈[2,4].则f (x )在[-2,0]上的值域为⎣⎡⎦⎤34,98.当a >0时,g (x )∈[-2a +1,a +1],则有⎩⎨⎧-2a +1≤34,a +1≥98,解得a ≥18;当a =0时,g (x )=1,不符合题意;当a <0时,g (x )∈[a +1,-2a +1],则有⎩⎨⎧a +1≤34,-2a +1≥98,解得a ≤-14.综上所述,可得a 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-14∪⎣⎡⎭⎫18,+∞.故选D.13.(2017·湛江二模)函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -2的定义域是____________.答案 (-∞,-1]解析 由⎝⎛⎭⎫12x -2≥0,得2-x≥2,即-x ≥1,x ≤-1, 所以函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -2的定义域是(-∞,-1].14.(2017届湖南省株洲市一模)某市家庭煤气的使用量x (m 3)和煤气费f (x )(元)满足关系f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧C ,0<x ≤A ,C +B (x -A ),x >A ,已知某家庭今年前三个月的煤气费如下表:若四月份该家庭使用了 答案 11.5解析 由题设可得x =C =4≤A ,且⎩⎪⎨⎪⎧4+(25-A )B =14,4+(35-A )B =19⇒⎩⎪⎨⎪⎧A =5,B =12,故f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,0<x ≤5,4+12(x -5),x >5,则f (20)=4+12(20-5)=11.5.15.已知函数f (x )=2x ,g (x )=x 2+ax (其中a ∈R ).对于不相等的实数x 1,x 2,设m =f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2,n =g (x 1)-g (x 2)x 1-x 2.现有如下命题:①对于任意不相等的实数x 1,x 2,都有m >0;②对于任意的a 及任意不相等的实数x 1,x 2,都有n >0; ③对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =n ; ④对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =-n . 其中的真命题是________.(写出所有真命题的序号) 答案 ①④解析 ①中,由于指数函数为单调递增函数,所以m =f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,①正确;②中,由二次函数的单调性可知g (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,-a 2上单调递减,在⎝⎛⎭⎫-a 2,+∞上单调递增, 所以n =g (x 1)-g (x 2)x 1-x 2>0不一定成立,②不正确;③中,由m =n ,可得f (x 1)-f (x 2)=g (x 1)-g (x 2), 即为g (x 1)-f (x 1)=g (x 2)-f (x 2),设h (x )=x 2+ax -2x ⇒h ′(x )=2x +a -2x ln 2,当直线2x +a 与曲线2x ln 2相切或相离时,h ′(x )≤0,h (x )单调递减,对于此时的a ,不存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =n ,③不正确; ④中,由于m =-n ,可得f (x 1)-f (x 2)=-[g (x 1)-g (x 2)], 即为g (x 1)+f (x 1)=g (x 2)+f (x 2),设t (x )=x 2+ax +2x ⇒t ′(x )=2x +a +2x ln 2,对于任意的a ,t ′(x )不恒大于0或小于0,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =-n ,④正确.故填①④.16.(2017·甘肃省西北师范大学附属中学诊断)若函数f (x )对定义域内的任意x 1,x 2,当f (x 1)=f (x 2)时,总有x 1=x 2,则称函数f (x )为单纯函数,例如函数f (x )=x 是单纯函数,但函数f (x )=x 2不是单纯函数,下列命题:①函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x ≥2,x -1,x <2是单纯函数;②当a >-2时,函数f (x )=x 2+ax +1x 在(0,+∞)上是单纯函数;③若函数f (x )为其定义域内的单纯函数,x 1≠x 2,则f (x 1)≠f (x 2);④若函数f (x )是单纯函数且在其定义域内可导,则在其定义域内一定存在x 0使其导数f ′(x 0)=0,其中正确的命题为________.(填上所有正确命题的序号) 答案 ①③解析 由题设中提供的“单纯函数”的定义可知:当函数是单调函数时,该函数必为单纯函数.因为当x ≥2时,f (x )=log 2x 单调,当x <2时,f (x )=x -1单调,结合f (x )的图象可知f (x )是单纯函数,故命题①正确;对于命题②,由于f (x )=x +1x +a 不单调,故不是单纯函数,故命题②错误;此命题是单纯函数定义的逆否命题,故当x 1≠x 2时,f (x 1)≠f (x 2),即命题③正确;对于命题④,例如,f (x )=x 是单纯函数,但在定义域内不存在x 0使f ′(x 0)=0,故④错误,答案为①③.。
专题检测(十三) 数 列A 卷——夯基保分专练一、选择题1.(2017·武汉调研)设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则a 1=( )A .-2B .-1 C.12D .23解析:选B 由S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2, 得a 3+a 4=3a 4-3a 2,即q +q 2=3q 2-3, 解得q =-1(舍去)或q =32,将q =32代入S 2=3a 2+2中,得a 1+32a 1=3×32a 1+2,解得a 1=-1.2.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n =x ·3n -1-16,则x 的值为( ) A.13 B .-13C.12D .-12解析:选 C 当n =1时,a 1=S 1=x -16,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=⎝⎛⎭⎪⎫x ·3n -1-16-⎝⎛⎭⎪⎫x ·3n -2-16=x ·(3n -1-3n -2)=2x ·3n -2,∵{a n}是等比数列,∴a 1=2x ·31-2=23x =x -16,∴x =12. 3.公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 4是a 3与a 7的等比中项,S 8=32,则S 10等于( )A .18B .24C .60D .90解析:选C 设数列{a n }的公差为d (d ≠0),由a 24=a 3a 7,得(a 1+3d )2=(a 1+2d )(a 1+6d ),故2a 1+3d =0,再由S 8=8a 1+28d =32,得2a 1+7d =8,则d =2,a 1=-3,所以S 10=10a 1+45d =60.4.已知等差数列{a n }的公差为d ,关于x 的不等式dx 2+2a 1x ≥0的解集为[0,9],则使数列{a n }的前n 项和S n 最大的正整数n 的值是( )A .4B .5C .6D .7解析:选B ∵关于x 的不等式dx 2+2a 1x ≥0的解集为[0,9],∴0,9是一元二次方程dx 2+2a 1x =0的两个实数根,且d <0,∴-2a 1d =9,a 1=-9d 2.∴a n =a 1+(n -1)d =⎝⎛⎭⎪⎫n -112d ,可得a 5=-12d >0,a 6=12d <0.∴使数列{a n }的前n 项和S n 最大的正整数n 的值是5.5.(2018届高三·广东五校联考)数列{a n }满足a 1=1,且a n +1=a 1+a n +n (n ∈N *),则1a 1+1a 2+…+1a 2 016的值为( )A.4 0322 017 B.4 0282 015 C.2 0152 016D.2 0142 015解析:选A 由a 1=1,a n +1=a 1+a n +n 可得a n +1-a n =n +1,利用累加法可得a n -a 1=n -n +2,所以a n =n 2+n2,所以1a n =2n 2+n =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 故1a 1+1a 2+…+1a 2 016=2⎝ ⎛1-12+12-13+…+12 016⎭⎪⎫-12 017=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12 017=4 0322 017. 6.设无穷等差数列{a n }的前n 项和为S n .若首项a 1=32,公差d =1,则满足S k 2=(S k )2的正整数k 的值为( )A .7B .6C .5D .4解析:选D 法一:由题意知,S k 2=k2a 1+a k 22=k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫32+32+k 2-12=k 2k 2+2,S k =k a 1+a k2=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+32+k -12=k k +2,因为S k 2=(S k )2,所以k 2k 2+2=k 2k +24,得k =4.法二:不妨设S n =An 2+Bn ,则S k 2=A (k 2)2+Bk 2,S k =Ak 2+Bk ,由S k 2=(S k )2得k 2(Ak 2+B )=k 2(Ak +B )2,考虑到k 为正整数,从而Ak 2+B =A 2k 2+2ABk +B 2,即(A 2-A )k 2+2ABk +(B 2-B )=0,又A =d 2=12,B =a 1-d 2=1,所以14k 2-k =0,又k ≠0,从而k =4.二、填空题7.(2017·长沙模拟)等比数列{a n }的公比为-2,则ln(a 2 017)2-ln(a 2 016)2=________. 解析:因为a n a n -1=-2(n ≥2),故⎝ ⎛⎭⎪⎫a n a n -12=2,从而ln(a 2 017)2-ln(a 2 016)2=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2 017a 2 0162=ln 2.答案:ln 28.(2018届高三·福建八校联考)在数列{}a n 中,n ∈N *,若a n +2-a n +1a n +1-a n=k (k 为常数),则称{}a n 为“等差比数列”,下列是对“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“等差比数列”中可以有无数项为0. 其中所有正确判断的序号是________.解析:由等差比数列的定义可知,k 不为0,所以①正确,当等差数列的公差为0,即等差数列为常数列时,等差数列不是等差比数列,所以②错误;当{}a n 是等比数列,且公比q =1时,{}a n 不是等差比数列,所以③错误;数列0,1,0,1,…是等差比数列,该数列中有无数多个0,所以④正确.答案:①④9.(2017·福建质检)已知数列{a n }满足a 1=-40,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n ,则a n取最小值时n 的值为_______.解析:由na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n =2n (n +1), 两边同时除以n (n +1),得a n +1n +1-a nn=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为-40、公差为2的等差数列, 所以a n n=-40+(n -1)×2=2n -42, 所以a n =2n 2-42n ,对于二次函数f (x )=2x 2-42x ,在x =-b 2a =--424=10.5时,f (x )取得最小值,因为n 取正整数,且10和11到10.5的距离相等, 所以n 取10或11时,a n 取得最小值. 答案:10或11 三、解答题10.(2017·全国卷Ⅰ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.已知S 2=2,S 3=-6. (1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列. 解:(1)设{a n }的公比为q .由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+q =2,a 1+q +q2=-6.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,q =-2.故{a n }的通项公式为a n =(-2)n. (2)由(1)可得S n =---n]1--=-23+(-1)n 2n +13.由于S n +2+S n +1=-43+(-1)n 2n +3-2n +23=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤-23+-n2n +13=2S n,故S n +1,S n ,S n +2成等差数列.11.已知等差数列{a n }的首项为a 1(a 1≠0),公差为d ,且不等式a 1x 2-3x +2<0的解集为(1,d ).(1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{b n }满足b n -a n =1n 2+n,求数列{b n }的前n 项和S n . 解:(1)由不等式a 1x 2-3x +2<0的解集为(1,d ),可得a 1>0且1,d 为方程a 1x 2-3x +2=0的两根,即有1+d =3a 1,d =2a 1,解得a 1=1,d =2,则数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =2n -1. (2)b n -a n =1n 2+n =1n -1n +1,即b n =a n +1n -1n +1=2n -1+1n -1n +1, 则数列{b n }的前n 项和S n =(1+3+…+2n -1)+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=12n (1+2n -1)+1-1n +1=n 2+n n +1. 12.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且6S n =3n +1+a (n ∈N *).(1)求a 的值及数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(1-an )log 3(a 2n ·a n +1),求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和T n .解:(1)∵6S n =3n +1+a (n ∈N *),①∴当n =1时,6S 1=6a 1=9+a , 当n ≥2时,6S n -1=3n+a , ②①-②得,6a n =2×3n , 即a n =3n -1,∵{a n }是等比数列,∴a 1=1,则9+a =6,得a =-3, ∴数列{a n }的通项公式为a n =3n -1(n ∈N *).(2)由(1)得b n =(1-an )log 3(a 2n ·a n +1)=(3n -2)(3n +1), ∴T n =1b 1+1b 2+…+1b n=11×4+14×7+…+1n -n +=13⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14+14-17+…+13n -2-13n +1=n 3n +1. B 卷——大题增分专练1.新定义运算:⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b c d =ad -bc ,若数列{a n }满足a 1=23,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a n +1 n a n n +1=0.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足:b n =a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)因为⎪⎪⎪⎪⎪⎪a n +1 n a n n +1=0,所以(n +1)a n +1=na n ,所以数列{na n }是常数列,因为a 1=23,所以na n =23,所以a n =23n .(2)因为b n =a n a n +1, 所以b n =49nn +=49⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 所以T n =49⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=49⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1=4n n +,所以T n =4nn +.2.已知数列{b n }满足3(n +1)b n =nb n +1,且b 1=3. (1)求数列{b n }的通项公式;(2)已知a n b n =n +12n +3,求证:56≤1a 1+1a 2+…+1a n<1.解:(1)因为3(n +1)b n =nb n +1, 所以b n +1b n =n +n.因此,b 2b 1=3×21,b 3b 2=3×32,b 4b 3=3×43,…,b n b n -1=3×n n -1,上面式子累乘可得b nb 1=3n -1×n ,因为b 1=3,所以b n =n ·3n.(2)证明:因为a n b n =n +12n +3,所以a n =n n +2n +3·3n.因为1a n =2n +3n n +·13n =n +-n n n +·13n=⎝ ⎛⎭⎪⎫3n -1n +113n=1n ·13n -1-1n +1·13n , 所以1a 1+1a 2+…+1a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1·130-12·131+⎝ ⎛ 12·131-⎭⎪⎫13·132+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ·13n -1-1n +1·13n =1-1n +1·13n . 因为n ∈N *,所以0<1n +1·13n ≤16, 所以56≤1-1n +1·13n <1,所以56≤1a 1+1a 2+…+1a n<1.3.(2017·河南焦作二模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n =2S n +1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(2n -1)·a n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)当n =1时,a 1=2S 1+1=2a 1+1,解得a 1=-1. 当n ≥2时,由a n =2S n +1,得a n -1=2S n -1+1, 两式相减得a n -a n -1=2a n ,化简得a n =-a n -1, 所以数列{a n }是首项为-1,公比为-1的等比数列, 则可得a n =(-1)n.(2)由(1)得b n =(2n -1)·(-1)n,当n 为偶数时,T n =-1+3-5+7-9+11-…+(2n -1)=2×n2=n ,当n 为奇数时,n +1为偶数,T n =T n +1-b n +1=(n +1)-(2n +1)=-n . 所以数列{b n }的前n 项和T n =(-1)n ·n .4.(2017·山东高考)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2. (1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1,1),P 2(x 2,2),…,P n +1(x n +1,n +1)得到折线P 1P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .解:(1)设数列{xn }的公比为q ,由已知得q >0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 1q =3,x 1q 2-x 1q =2.所以3q 2-5q -2=0.因为q >0,所以q =2,x 1=1, 因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,…,Q n +1. 由(1)得x n +1-x n =2n-2n -1=2n -1,记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n , 由题意得b n =n +n +2×2n -1=(2n +1)×2n -2,所以T n =b 1+b 2+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2.① 又2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1.②①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+-2n -11-2-(2n +1)×2n -1.所以T n =n -n+12.。