高考数列专题复习(精典版知识点+大题分类+选择题+答案详解)
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数列高考知识点大扫描第一节等差数列的概念、性质及前n 项和例1.等差数列{a n }中,69121520a a a a +++=,求S 20 [思路]等差数列前n 项和公式11()(1)22n n a a n n n S na d +-==+: 1、 由已知直接求a 1,公差d.2、 利用性质q p n m a a a a q p n m +=+⇒+=+[解题 ] 由69121520a a a a +++=,615912120a a a a a a +=+=+,得1202()20a a +=,12010a a ∴+=,120()201002n a a S +⨯∴==。
[收获] 灵活应用通项性质可使运算过程简化。
练习:1.等差数列{a n }满足121010a a a +++= ,则有()A 、11010a a +> B 、21000a a +< C 、3990a a += D 、5151a =2.等差数列中,a 3+a 7-a 10=8,a 11-a 4=4,求13S 。
3.等差数列{a n }共10项,123420a a a a +++=,12360n n n n a a a a ---+++=,求S n. [思路] 已知数列前四项和与后四项和,结合通项性质,联想S n 公式推导方法。
[解题] 已知123420a a a a +++=,12360n n n n a a a a ---+++=,又14()80n a a +=,得120n a a +=,1()201010022n n a a n S +⨯∴==⨯=,[收获] 1、重视倒加法的应用,恰当运用通项性质:q p n m a a a a q p n m +=+⇒+=+,快捷准确;1、 求出1n a a +后运用“整体代换”手段巧妙解决问题。
4.等差数列{a n }前n 项和为18 ,若1S =3, 123n n n a a a --++=, 求项数n .第2变已知前n 项和及前m 项和,如何求前n+m 项和[变题2] 在等差数列{a n }中,S n =a,S m =b,(m>n),求S n+m 的值。
新数学《数列》高考复习知识点一、选择题1.已知单调递增的等比数列{}n a 中,2616a a ⋅=,3510a a +=,则数列{}n a 的前n 项和n S =( )A .2124n -- B .1122n -- C .21n - D .122n +-【答案】B 【解析】 【分析】由等比数列的性质,可得到35,a a 是方程210160x x -+=的实数根,求得1,a q ,再结合等比数列的求和公式,即可求解. 【详解】由题意,等比数列{}n a 中,2616a a ⋅=,3510a a +=, 根据等比数列的性质,可得3516a a ⋅=,3510a a +=,所以35,a a 是方程210160x x -+=的实数根,解得352,8a a ==或358,2a a ==, 又因为等比数列{}n a 为单调递增数列,所以352,8a a ==, 设等比数列{}n a 的首项为1a ,公比为(1)q q >可得214128a q a q ⎧=⎨=⎩,解得11,22a q ==,所以数列{}n a 的前n 项和11(12)122122nn n S --==--. 故选:B . 【点睛】本题主要考查了等比数列的通项公式的基本量的运算,以及等比数列的前n 项和公式的应用,着重考查了推理与运算能力.2.将正整数20分解成两个正整数的乘积有120⨯,210⨯,45⨯三种,其中45⨯是这三种分解中两数差的绝对值最小的,我们称45⨯为20的最佳分解.当p q ⨯(p q ≤且*,p q ∈N )是正整数n 的最佳分解时我们定义函数()f n q p =-,则数列(){}5nf ()*n N ∈的前2020项的和为( )A .101051+B .1010514-C .1010512-D .101051-【答案】D 【解析】首先利用信息的应用求出关系式的结果,进一步利用求和公式的应用求出结果. 【详解】解:依题意,当n 为偶数时,22(5)550nnn f =-=; 当n 为奇数时,111222(5)5545n n n n f +--=-=⨯,所以01100920204(555)S =++⋯+,101051451-=-g ,101051=-.故选:D 【点睛】本题考查的知识要点:信息题的应用,数列的求和的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.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 .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.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 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.5.数列{a n },满足对任意的n ∈N +,均有a n +a n +1+a n +2为定值.若a 7=2,a 9=3,a 98=4,则数列{a n }的前100项的和S 100=( ) A .132 B .299C .68D .99【答案】B 【解析】 【分析】由12n n n a a a ++++为定值,可得3n n a a +=,则{}n a 是以3为周期的数列,求出123,,a a a ,即求100S . 【详解】对任意的n ∈+N ,均有12n n n a a a ++++为定值,()()123120n n n n n n a a a a a a +++++∴++-++=,故3n n a a +=,{}n a ∴是以3为周期的数列,故17298392,4,3a a a a a a ======,()()()100123979899100123133S a a a a a a a a a a a ∴=+++++++=+++L()332432299=+++=.故选:B . 【点睛】本题考查周期数列求和,属于中档题.6.如果等差数列128,,,a a a L 的各项都大于零,公差0d ≠,则正确的关系为( ) A .1845a a a a > B .1845a a a a < C .1845a a a a +>+ D .1845a a a a =【答案】B 【解析】 【分析】先根据等差中项的性质,可排除C ,再利用作差比较,即可得到答案. 【详解】根据等差数列的性质,可得1845a a a a +=+,所以C 不正确;又由218451111(7)(3)(4)120a a a a a a d a d a d d -=+-++=-<,所以1845a a a a <.故选B . 【点睛】本题主要考查了等差数列的性质,等差数列的通项公式,以及作差比较法的应用,着重考查了推理与运算能力.7.已知等差数列{}n a 中,若311,a a 是方程2210x x --=的两根,单调递减数列{}()*n b n N ∈通项公式为27n b n a n λ=+.则实数λ的取值范围是( )A .(),3-∞-B .1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C .1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .()3,-+∞【答案】B 【解析】 【分析】先求出71a =,再根据{}n b 是递减数列,得到121n λ<-+对*n N ∈恒成立,即得解. 【详解】∵311,a a 是方程220x x --=的两根,∴3112a a +=. ∵{}n a 是等差数列,∴311722a a a +==,∴71a =,∴2n b n n λ=+,又∵{}n b 是递减数列,∴10n n b b +-<对*n N ∈恒成立, 则()()()22110n n nn λλ+++-+<,∴()2110n λ++<,∴121n λ<-+对*n N ∈恒成立, ∴13λ<-.故选:B. 【点睛】本题主要考查等差中项的应用,考查数列的单调性和数列不等式的恒成立问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.8.定义“穿杨二元函数”如:(,)248n C a n a a a a =++++L 144424443个.例如:()3,436122445C =+++=.若a Z +∃∈,满足(),C a n n =,则整数n 的值为( )A .0B .1C .0或1D .不存在满足条件的n【答案】B 【解析】 【分析】由(,)248n C a n a a a a =++++L 144424443个,得()()12,2112nn C a n a a -=⨯=--,然后根据(),C a n n =结合条件分析得出答案.【详解】由(,)248n C a n a a a a =++++L 144424443个,得()()12,2112nn C a n a a -=⨯=-- 由(),C a n n =,可得()21na n -=.当0n =时,对任意a Z +∈都满足条件. 当0n ≠时, 21nna =-,由a Z +∈,当1n =时,1a =满足条件. 当2n ≥且n Z ∈时,设()21x f x x =--,则()2ln 21xf x '=-在2x ≥上单调递增.所以()()24ln 210f x f ''>=->,所以()f x 在2x ≥上单调递增. 所以()()24120f x f >=-->,即当2n ≥且n Z ∈时,恒有21n n ->.则()0,121nna =∈-这与a Z +∈不符合.所以此时不满足条件. 综上:满足条件的n 值为0或1.故选:B 【点睛】本题考查新定义,根据定义解决问题,关键是理解定义,属于中档题.9.已知数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S ,则“3152a a a >+”是“210n S -<”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】根据等比数列的通项公式与求和公式,即可判断命题间的关系. 【详解】因为数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S 若3152a a a >+,由等比数列的通项公式可得111242a a q a q >+,化简后可得()21210q a -<.因为()2210q -≥所以不等式的解集为10a < 若210n S -<当公比1q ≠±时, 210n S -<则10a <,可得3152a a a >+ 当公比1q =±时, 由210n S -<则10a <,可得3152a a a =+ 综上可知, “3152a a a >+”是“210n S -<”的充分不必要条件 故选:B 【点睛】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式的应用,在应用等比数列求和公式时,需记得讨论公比是否为1的情况,属于中档题.10.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若32S =,618S =,则106S S 等于( ) A .-3 B .5C .-31D .33【答案】D 【解析】 【分析】先由题设条件结合等比数列的前n 项和公式,求得公比q ,再利用等比数列的前n 项和公式,即可求解106S S 的值,得到答案.【详解】由题意,等比数列{}n a 中32S =,618S =,可得313366316(1)1121(1)11181a q S q q a q S q q q ---====--+-,解得2q =, 所以101105105516(1)11133(1)11a q S q q q a q S q q---===+=---. 故选:D . 【点睛】本题主要考查了等比数列的前n 项和公式的应用,其中解答中熟记等比数列的前n 项和公式,准确计算是解答的关键,着重考查了推理与计算能力.11.已知数列{}n a 的前n 项和()2*23n S n n n N=+∈,则{}na 的通项公式为( )A .21n a n =+B .21n a n =-C .41n a n =+D .41n a n =-【答案】C 【解析】 【分析】首先根据223n S n n =+求出首项1a 的值,然后利用1n n n a S S -=-求出2n ≥时n a 的表达式,然后验证1a 的值是否适合,最后写出n a 的式子即可. 【详解】因为223n S n n =+,所以,当2n ≥时,22123[2(1)3(1)]41n n n a S S n n n n n -=-=+--+-=+,当1n =时,11235==+=a S ,上式也成立, 所以41n a n =+, 故选C. 【点睛】该题考查的是有关数列的通项公式的求解问题涉及到的知识点有数列的项与和的关系,即11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,算出之后再判断1n =时对应的式子是否成立,最后求得结果.12.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.13.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14.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 .1B .2C .3D .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.15.在等比数列{}n a 中,已知259,243a a ==,那么{}n a 的前4项和为( ). A .81 B .120C .121D .192【答案】B 【解析】 【分析】 根据352a q a =求出公比,利用等比数列的前n 项和公式即可求出. 【详解】Q35227a q a ==,∴ 3q =∴ 4414(1)3(13)120113a q S q --===--.故选:B【点睛】本题主要考查了等比数列的通项公式,等比数列的前n 项和,属于中档题.16.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 . 【点睛】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.17.在等差数列{}n a 中,其前n 项和是n S ,若90S >,100S <,则在912129,,,S S S a a a ⋯中最大的是( ) A .11S a B .88S a C .55S a D .99S a 【答案】C 【解析】 【分析】由题意知5600a a >,< .由此可知569121256900...0,0,...0S S S S Sa a a a a ,,,>>><<,所以在912129...S S S a a a ,,,中最大的是55S a . 【详解】由于191109510569()10()9050222a a a a S a S a a ++====+>,()< , 所以可得5600a a >,<. 这样569121256900...0,0,...0S S S S S a a a a a ,,,>>><<, 而125125S S S a a a ⋯⋯<<<,>>>>0, , 所以在912129...S S S a a a ,,,中最大的是55S a . 故选C .【点睛】本题考查等数列的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答.属中档题.18.等差数列{}n a 中,1599a a a ++=,它的前21项的平均值是15,现从中抽走1项,余下的20项的平均值仍然是15,则抽走的项是( )A .11aB .12aC .13aD .14a 【答案】A【解析】【分析】由等差数列的性质可知5113,15a a ==,再根据前21项的均值和抽取一项后的均值可知抽取的一项的大小为15,故可确定抽走的是哪一项.【详解】因为1952a a a +=,所以539a =即53a =. 有211521S =得1115a =, 设抽去一项后余下的项的和为S ,则2015300S =⨯=,故抽取的一项的大小为11, 所以抽走的项为11a ,故选A.【点睛】一般地,如果{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,则有性质:(1)若,,,*,m n p q N m n p q ∈+=+,则m n p q a a a a +=+;(2)()1,1,2,,2k n k n n a a S k n +-+==L 且()2121n n S n a -=- ; (3)2n S An Bn =+且n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列; (4)232,,,n n n n n S S S S S --L 为等差数列.19.等比数列{}n a 共有21n +项,其中11a =,偶数项和为170,奇数项和为341,则n =( )A .3B .4C .7D .9 【答案】B【解析】由题意知1321...341n a a a ++++= ,可得3211...341340n a a a +++=-=,又因为242...170,n a a a +++= 所以321242...3402 (170)n n a a q a a a +++===+++ ,21211234117051112n n S ++-==+=- ,解得4n = ,故选B.20.数列{}n a 满足11a =,对任意的*n N ∈都有11n n a a n +=++,则122016111a a a +++=L ( ) A .20152016B .40322017C .40342017D .20162017【答案】B【解析】【分析】 首先根据题设条件,由11n n a a n +=++,可得到递推关系为11n n a a n +-=+; 接下来利用累加法可求得()12n n n a +=,从而()1211211na n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,由此就可求得122016111a a a +++L 的值. 【详解】因为111n n n a a a n a n +=++=++,所以11n n a a n +-=+,用累加法求数列{}n a 的通项得:()()1211n n n a a a a a a -=+-+⋯+-()1122n n n +=++⋯+=, 所以()1211211n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 于是1232016111111111212222320162017a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +++⋯+=-+-+⋯+-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭1 2120174032 2017⎛⎫==-⎪⎝⎭.故选:B.【点睛】本题是一道考查数列的题目,掌握数列的递推关系以及求解前n项和的方法是解答本题的关键,属于常考题.。
数列高考复习含答案———综合训练篇一、选择题:1. 在等差数列{}n a 中,12031581=++a a a ,则1092a a -的值为 ( D )A .18B .20C .22D .242.等差数列{}n a 满足:30,8531==+S a a ,若等比数列{}n b 满足,,4311a b a b ==则5b 为( B ) A .16B .32C .64D .273.等差数列{}n a 中,,27,39963741=++=++a a a a a a 则数列{}n a 的前9项之和S 9等于 ( C )A .66B .144C .99D .2974.各项都是正数的等比数列{}n a 的公比q ≠1,且2a ,321a ,1a 成等差数列,则5443a a a a ++为(A ) A .215- B .215+ C .251- D .215+或215-5.设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若,336=S S 则=69S S( B ) A. 2 B.73 C. 83D.3 6.已知等差数列{}n a 的前n 项的和为n S ,且210S =,555S =,则过点(,)n P n a 和2(2,)()n Q n a n N *++∈的直线的一个方向向量的坐标是 ( B )A.1(2,)2B.1(,2)2-- C.1(,1)2-- D.(1,1)-- 7.设a 、b 、c 为实数,3a 、4b 、5c 成等比数列,且a 1、b 1、c 1成等差数列,则a c c a +的值为( C ) A .1594B .1594±C .1534 D .1534±8. 已知数列{}n a 的通项,1323211⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=--n n n a 则下列表述正确的是 ( A ) A .最大项为,1a 最小项为3a B .最大项为,1a 最小项不存在 C .最大项不存在,最小项为3a D .最大项为,1a 最小项为4a9.已知{}n a 为等差数列,1a +3a +5a =105,246a a a ++=99.以n S 表示{}n a 的前n 项和,则使得n S 达到最大值的n 是(B )A .21B .20C .19D .189.一系列椭圆都以一定直线l 为准线,所有椭圆的中心都在定点M ,且点M 到l 的距离为2,若这一系列椭圆的离心率组成以43为首项,31为公比的等比数列,而椭圆相应的长半轴长为a i =(i=1,2,…,n),设b n =2(2n+1)·3n -2·a n ,且C n =11+n n b b ,T n =C 1+C 2+…+C n ,若对任意n ∈N*,总有T n >90m 恒成立,则m 的最大正整数为( B )A .3B .5C .6D .9二、填空题:10.已知等差数列{}n a 前n 项和S n =-n 2+2tn ,当n 仅当n=7时S n 最大,则t 的取值范围是 (6.5,7.5) .11. 数列{}n a 的通项公式是⎪⎩⎪⎨⎧=)(2)(2为偶数为奇数n n na nn ,则数列的前2m (m 为正整数)项和是 2m+1+m 2-2 .12.已知数列{}n a 满足:434121,0,,N ,n n n n a a a a n *--===∈则2009a =________;2014a =_________.【答案】1,0【解析】本题主要考查周期数列等基础知识.属于创新题型.依题意,得2009450331a a ⨯-==,2014210071007425210a a a a ⨯⨯-====.∴应填1,0.13.在数列{}n a 和{}n b 中,b n 是a n 与a n +1的等差中项,a 1 = 2且对任意*N n ∈都有3a n +1-a n = 0,则数列{b n }的通项公式 nn b 34= . 14. 设P 1,P 2,…P n …顺次为函数)0(1>=x xy 图像上的点(如图),Q 1,Q 2,…Q n …顺次为x 轴上的点,且n n n Q P Q Q P O Q OP 122111,,-∆∆∆ ,…,均为等腰直解三角形(其中P n 为直角顶点).设Q n 的坐标为(*)0)(0,N x n ∈,则数列{a n }的通项公式为n x n 2=*)N n ∈ .三、解答题:15.已知}{n a 是等比数列,S n 是其前n 项的和,a 1,a 7,a 4成等差数列,求证:2S 3,S 6,S 12-S 6,成等比数列.15. [解法1]由已知.21,2,26361311741q q q a q a a a a a =+∴=+=+………………(2分)当66663124373124126361,2()2()2()2q S S S S a a a S a q a q a q S S q ≠-=+++=++= 时…………(4分).1)1(1)1()1()1(266616318633S S qq a S q q a q S S q =⋅--=⋅--⋅+=+=………………(8分)当,)(2,6,6,3,126612316121613S S S S a S S a S a S q =-=-===同样有时……(10分)所以,61263,,2S S S S -成等比数列.………………………………………………(12分) [解法2]由已知636131174121,2,2q q q a q a a a a a =+∴=+=+,……………(2分)当,36)12(32)(2,1231314122a a a a S S S q =-⨯=-=时∴==.36)6(232126a a S ∴=-.)(2266122S S S S 61263,,2S S S S -成等比数列.…(6分)当,221)1(2111212,1633636q q q q S S q ⋅=+=--⋅=≠时…………………………(8分) ∴61263,,2S S S S -成等比数列.……………………………………………………(11分)综上,61263,,2S S S S -成等比数列.………………………………………………(12分)16.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意自然数n 总有p a p S n n (),1(-=为常数,且q q n b b p p n n (2}{),1,0+=≠≠中有数列为常数)。
B . 3 2.在正项等比数列{a }中,已知 a 4 = 2 , a = ,则 a 5 的值为( 8= 2 , a = ,可得 8 q 4 = 8 = ,又因为 q > 0 ,所以 q = 1 2 2127B .35063C .28051D . 3502第 7 单元 数列(基础篇)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12 小题,每小题 5 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.已知等差数列{a n }的前 n 项和为 S n ,若 a 1=12,S 5=90,则等差数列{a n }公差 d =()A .2【答案】C2 C .3D .4【解析】∵a =12,S =90,∴ 5 ⨯12 + 1 5 5 ⨯ 4 2d = 90 ,解得 d=3,故选 C .n 8 1 )1 1 A . B . - C . -1 D .14 4【答案】D【解析】由题意,正项等比数列{a }中,且 a n 48 1 a 1 a 16 41,则 a = a ⋅ q = 2 ⨯ = 1 ,故选 D .5 43.在等差数列{a n}中, a 5+ a = 40 ,则 a + a + a = ( ) 13 8 9 10A .72B .60C .48D .36【答案】B【解析】根据等差数列的性质可知: a 5 + a 13 = 40 ⇒ 2a 9 = 40 ⇒ a 9 = 20 ,a + a + a = 2a + a = 3a = 60 ,故本题选 B .8 9109994.中国古代数学名著《张丘建算经》中记载:“今有马行转迟,次日减半,疾七日,行七百里”.其大意:现有一匹马行走的速度逐渐变慢,每天走的里程数是前一天的一半,连续走了7 天,共走了 700 里,则这匹马第 7 天所走的路程等于()A .700里里 里【答案】A127里【解析】设马每天所走的路程是 a 1, a 2 ,.....a 7 ,是公比为1的等比数列,a 1 - ( )7 ⎪a = a q 6= 7005.已知等差数列{a n } 的前 n 项和 S n 有最大值,且 a=10(a +a )2= 5(a + a ) = 5(a + a ) > 0 , S =2 = 11a < 0 , (a + 2d - 1)2 = (a + d - 1)(a + 4d - 1) ⎩ d = 2这些项的和为 700, S = 7 ⎛ 1 ⎫ 1 ⎝ 2 ⎭1 - 12 = 700 ⇒ a =1 64 ⨯ 700 127 ,7 1 127 ,故答案为 A .a 5< -1 ,则满足 S 6n> 0 的最大正整数 n 的值为()A .6B .7C .10D .12【答案】C【解析】设等差数列{a n } 的公差为 d ,因为等差数列{a n } 的前 n 项和 S n 有最大值,所以 d < 0 ,a又 a 5 < -1 ,所以 a 5 > 0 , a 6 < 0 ,且 a 5 + a 6 > 0 ,6 所以 S1 101 10 5 6 11 所以满足 S n > 0 的最大正整数 n 的值为 10.11(a + a )1 1166.已知等差数列{a n}的公差不为零, Sn为其前 n 项和, S 3 = 9 ,且 a 2 - 1 , a 3 - 1, a 5 - 1构成等比数列,则 S 5 = ( )A .15B . -15C .30D .25【答案】D【解析】设等差数列{a n}的公差为 d (d ≠ 0),⎧⎪3a + 3d = 9⎧a = 1 由题意 ⎨ 1 ,解得 ⎨ 1 ⎪⎩ 1 1 1.∴ S = 5 ⨯1 +5 5 ⨯ 4 ⨯ 22 = 25 .故选 D .7.在等差数列{a n } 中, a 3 , a 9 是方程 x 2 + 24 x + 12 = 0 的两根,则数列{a n } 的前 11 项和等于(A .66B .132C . -66D . -132【答案】D)S = 11⨯ (a + a ) 2 2 2 = 15 ,解得 n = 5 ,( )nC . a = 3n -1D . a =3n【解析】因为 a 3 , a 9 是方程 x 2 + 24 x + 12 = 0 的两根,所以 a 3 + a 9 = -24 ,又 a 3 + a 9 = -24 = 2a 6 ,所以 a 6 = -12 ,11⨯ 2a1 11 = 6 = -132 ,故选 D . 118.我国南宋数学家杨辉 1261 年所著的《详解九章算法》一书里出现了如图所示的表,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就,在“杨辉三角”中,第n 行的所有数字之和为 2n -1 ,若去除所有为 1 的项,依次构成数列 2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,则此数列的前 15 项和为()A .110B .114C .124D .125【答案】B【解析】由题意, n 次二项式系数对应的杨辉三角形的第 n +1行, 令 x = 1 ,可得二项展开式的二项式系数的和 2n ,其中第 1 行为 2 0 ,第 2 行为 21 ,第 3 行为 22 ,L L 以此类推,即每一行的数字之和构成首项为 1,公比为 2 的对边数列,则杨辉三角形中前 n 行的数字之和为 S = n 1- 2n1- 2 = 2n - 1,若除去所有为 1 的项,则剩下的每一行的数字的个数为1,2,3, 4,L ,可以看成构成一个首项为 1,公差为 2 的等差数列,则T =n n (n + 1)2 ,令 n (n + 1)所以前 15 项的和表示前 7 行的数列之和,减去所有的 1,即 27 - 1 - 13 = 114 ,即前 15 项的数字之和为 114,故选 B .9.已知数列{a }的前 n 项和为 S nn,满足 2S n =3a n -1 ,则通项公式 a n 等于()A . a = 2n- 1n【答案】CB . a= 2nn n: , + , + + , + + + , ,那么数列 {b }= ⎧⎨ 1 ⎩ a an n +1 ⎭n + 1 ⎭C . 4 ⨯ ⎝ 2 n + 1 ⎭D .⎝ 1 + 2 + ⋅⋅⋅ + n n2 a an (n + 1) ⎝ n n + 1 ⎭ = = = 4 ⨯ - ⎪ , ∴ S = 4 ⨯ 1 - + - + - + ⋅⋅⋅ + - = 4 ⨯ 1 - ⎪ 2 2 3 3 4 n n + 1 ⎭ ⎝ ⎝⎪ , 1 1 ⎫【解析】当 n = 1 时, 2S 1 = 3a 1 -1 ,∴ a 1 = 1 ,当 n ≥ 2 且 n ∈ N * 时, 2S n -1 = 3a n -1 - 1 ,则 2S n - 2Sn -1 = 2a n = 3a n - 1 - 3a n -1 + 1 = 3a n - 3a n -1 ,即 a n = 3an -1,∴ 数列 {a }是以1 为首项, 3 为公比的等比数列∴ a nn= 3n -1 ,本题正确选项 C . 10.已知数列 满足,且 ,则( )A .B .C .D .【答案】B【解析】利用排除法,因为,当当当当时,时,时,时, ,排除 A ;,B 符合题意;,排除 C ;,排除 D ,故选 B .11.已知数列为()1 12 1 23 1 2 34 2 3 3 4 4 45 5 5 5⋯ n ⎫ ⎬ 前 项和A .1 - 1 ⎛ n + 1B . 4 ⨯ 1 - 1 ⎫ ⎛ 1 ⎪ - 1 ⎫⎪1 1-2 n + 1【答案】B【解析】由题意可知: a =nn (n + 1)= = , n + 1 n + 1 2∴ b = 1n n n +11 4 ⎛ 1 1 ⎫ n n + 1 ⋅2 2⎛ 1 1 1 1 1 ⎛ n本题正确选项 B .1 ⎫n + 1 ⎭12.已知数列{a }满足递推关系: a , a = ,则 a 2017= (12016B . 12018D . 1=a 2 -= 1 . ⎩ a∴ 1=1}满足 a 2 q ,可设三数为 , a , aq ,可得 ⎪⎨ a⎪ q 求出 ⎨ ,公比 q 的值为 1.=3an n +1 = a 1 n a + 12 n)A .12017C .12019【答案】C【解析】∵ ana + 1 n1, a = ,∴ 1 1 1 a a n +1 n⎧ 1 ⎫∴数列 ⎨ ⎬ 是等差数列,首项为 2,公差为 1.n ⎭a2017= 2 + 2016 = 2018 ,则 a2018 .故选 C .第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4 小题,每小题5 分.13.已知等比数列{a n 1 = 12 ,且 a 2a 4 = 4(a3 - 1) ,则 a 5 = _______.【答案】8【解析】∵ a 2a 4 = 4(a 3 - 1) ,∴ a 3 = 4(a 3 -1) ,则 a 3 = 2 ,∴ a = 5 a 2 3 = a122 1 2= 8 ,故答案为 8.14.若三数成等比数列,其积为 8,首末两数之和为 4,则公比 q 的值为_______.【答案】1【解析】三数成等比数列,设公比为⎧a = 2⎩ q = 1⎧ a3 = 8 a q + aq =4 ⎩,15.在数列 {an}中,a 1= 1 , an 3 + a n(n ∈ N *)猜想数列的通项公式为________.=3a4 3 + a 53 + a 6 3a 3a 32 数列的通项公式为 a = 3n + 2 n + 2+ = (m + n) + ⎪ = 10 + + ⎪ ≥ 10 + 2 ⋅ ⎪⎪ = 2 , n m ⎭ 8 ⎝ n m ⎭【答案】3n + 2【解析】由 an 3 + a n, a = 1 ,可得 a = 1 2 3a 1 3 + a 13 3 3= , a = = , a == ,……,∴ 猜想 3 4 2 33,本题正确结果 .n16.已知正项等比数列{a n } 满足 2a 5 + a 4 = a 3 ,若存在两项 a m , a n ,使得 8 a m a n = a 1 ,则9 1+ 的最小值 mn为__________.【答案】2【解析】Q 正项等比数列{a n } 满足 2a 5 + a 4 = a 3 ,∴ 2a 1q 4 +a 1q 3 =a 1q 2 ,整理得 2q 2 +q - 1 = 0 ,又 q > 0 ,解得 q = 12,Q 存在两项 a , a 使得 8 a ⋅ a = a ,∴ 64a 2 q m +n -2 = a 2 ,整理得 m + n = 8 ,m nmn111∴则 9 1 1 ⎛ 9 1 ⎫ 1 ⎛ m 9n ⎫ 1 ⎛ m 9n ⎫ m n 8 ⎝ m n ⎭ 8 ⎝9 1 m 9n+ 的最小值为 2,当且仅当 = 取等号,但此时 m , n ∉ N * .m n n m又 m + n = 8 ,所以只有当 m = 6 , n = 2 时,取得最小值是 2.故答案为 2.三、解答题:本大题共6 个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(10 分)已知等差数列{a n(1)求 {a}的通项公式;n}的公差不为 0, a 1= 3 ,且 a , a , a 成等比数列.2 4 7(2)求 a 2 + a 4 + a 6 + L + a 2n .【答案】(1) a n = n + 2 ;(2) n 2 + 3n .【解析】(1)Q a 2 , a 4 , a 7成等比数列,∴a42= a a ,2 7即 (a 1 + 3d )2 = (a 1 + d )(a 1 + 6d ) ,化简得 (a 1 - 3d )d = 0 ,∵公差 d ≠ 0 ,∴ a 1 = 3d ,6=n (a +a ) (2)若b= 4 { ⎪ 12 由题意得 ⎨,则 ⎨ , ⎩ 7 ⎪(a + 6d )2 = (a + d )(a + 21d )⎩ 1化简得 ⎨⎧a + 2d = 7(2)证明: b = 42n (2n + 4) n (n + 2) 2 ⎝ n n + 2 ⎭ - + - + - + L +⎪1 + - - = - ⎪ < . ⎪Q a = 3 ,∴ d = 1,∴ a = a + (n - 1)d = n + 2 .1 n1(2)由(1)知 a 2n = 2n + 2 ,故{a 2n } 是首项为 4、公差为 2 的等差数列,所以 a + a + a + L + a2 4 6 n (4 + 2n + 2)2 2n = = n 2 + 3n . 2 218.(12 分)已知公差不为零的等差数列{a n } 满足 S 5 = 35 ,且 a 2 , a 7 , a 22 成等比数列.(1)求数列{a n } 的通项公式;n nn(a - 1)(a + 3) ,且数列 b n }的前 n 项和为 T n ,求证: T < 3n 4.【答案】(1) a n = 2n + 1;(2)见详解.【解析】(1)设等差数列{a n } 的公差为 d ( d ≠ 0 ),⎧ 5 ⨯ 4⎧S = 355a + d = 35 5a 2 = a a2 221 11 ⎩2a 1 = 3d ⎧a = 3 ,解得 ⎨ 1⎩d = 2,所以 a = 3 + 2 (n -1) = 2n +1. nn nn(a -1)(a + 3) =4 11⎛1 1 ⎫ = = - ⎪ ,所以 T = n 1 ⎛ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ⎫- + - 2 ⎝ 1 3 2 4 3 5 n - 1 n + 1 n n + 2 ⎭= 1 ⎛ 1 1 1 ⎫ 3 1 ⎛ 1 1 ⎫ 3 + 2 ⎝ 2 n + 1 n + 2 ⎭ 4 2 ⎝ n + 1 n + 2 ⎭ 419.(12 分)已知数列{a n}的前 n 项和为 Sn且 S = 2a - 1 (n ∈ N * ) .n n(1)求数列{a n}的通项公式;(2)求数列{na n}的前 n 项和 T n.【答案】(1) a = 2n- 1 ;(2) T = n ⋅ 2n - 2n + 1 .nn【解析】(1)因为 S = 2a - 1 ,当 n ≥ 2 时, S = 2a - 1 ,7= 2a + 1 , n ∈ N * .+1),数列 ⎨ 15 ≤ T n < ; 即 a ∴ 数列 {a }的通项公式为 a = 2n - 1 n ∈ N * .(2n + 1)(2n + 3) 2⎝ 2n + 1 2n + 3⎪⎭ , - ⎪ + - ⎪ +⋅⋅⋅+⎪⎥ 2 ⎢⎣⎝ 3 5 ⎭ ⎝ 5 7 ⎭ ⎝ 2n + 2n + 3 ⎭⎦ 6 4n + 6整理可得 a n = 2a n -1 ,Q a = S = 2a - 1 ,解得 a = 1 ,1 111所以数列 {a n}为首项为1 ,公比为 2 的等比数列,∴a = 2n -1 .n(2)由题意可得:T = 1⨯ 20 + 2 ⨯ 21 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n ,n所以 2T = 1⨯ 21 + 2 ⨯ 22 + ⋅⋅⋅ + (n - 1)2n -1 + n ⋅ 2n ,n两式相减可得 -T = 1 + 21 + 22 + ⋅⋅⋅+ 2n -1 - n ⋅ 2n = n∴ T = n ⋅ 2n - 2n + 1 .n1 - 2n 1 - 2- n ⋅ 2n = 2n - 1 - n ⋅ 2n ,20.(12 分)已知数列{a n}满足 a 1= 1 , an +1n(1)求证数列{a n +1}是等比数列,并求数列{a n } 的通项公式;(2)设 b = log (a n 2 2n +1 ⎧ 1 ⎫ 1 1b b ⎬ 的前 n 项和 T n ,求证:6 ⎩ n n +1 ⎭.【答案】(1)证明见解析, a = 2n - 1(n ∈ N * )(2)见解析. n【解析】(1)由 an +1 = 2a n + 1 ,得 a n +1 + 1 = 2 (a + 1),n+ 1n +1 a + 1n= 2 ,且 a + 1 = 2 ,1∴ 数列 {a +1}是以 2 为首项, 2 为公比的等比数列,n∴ a + 1 = 2 ⨯ 2n -1 = 2n ,n( )nn(2)由(1)得: b = logn2(a2n +1+ 1) = log (22n +1- 1 + 1)= 2n + 1 ,2∴1b bn n +11 1 ⎛ 1 1 ⎫ = = -∴T = n1 ⎡⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫⎤ 1 1 - = - (n ∈ N * ),8又 0 < 1即 1n (2)设数列满足 b = a sin a π2的前 项和 .⎪⎩n,2 3 L 2 3 L 2 (a + 4) = S + S 2a = d + 4 d = 2 ⎪ ⎩= asin n π + ⎪ = a cos (n π ) , 2 ⎭ ⎝n +1,2n -1,⎪⎩n, 2 3 L 2 3 L a ⋅ a1 1 1 1 1 1 1≤ ,∴- ≤- < 0 ,∴ ≤ - < ,4n + 6 10 10 4n + 6 15 6 4n + 6 61≤ T < .15 621.(12 分)已知等差数列的前 项和为 ,且 是 与 的等差中项.(1)求的通项公式;n ,求n n【答案】(1)⎧⎪- (n + 2), ;(2) T = ⎨n n = 2k - 1(k = 1,,, ) n = 2k (k = 1,,, ) .⎧a = 7⎧a + 2d = 7 ⎧a = 3 【解析】(1)由条件,得 ⎨ 3 ,即 ⎨ 1 , ⎨ 1⎪715⎩1⎩,所以{a n }的通项公式是(2)由(1)知, b = a sinnn.(2n + 1)π 2n n⎛ π ⎫(1)当 n = 2k -1 (k =1,2,3,…)即 n 为奇数时, b = -a , b nnn +1= aT = -a + a - a + L + a n 1 2 3 n -1 - a = -a + (-2) n - 1= -n - 2 ;n 1(2)当 n = 2k (k =1,2,3,…):即 n 为偶数时, b = a , bnnn -1= -aT = -a + a - a +⋯- a n 1 2 3 n -1+ a = 2 ⋅ n n 2= n ,⎧⎪- (n + 2), 综上所述, T = ⎨n22.(12 分)设正项数列n = 2k - 1(k = 1,,, ) n = 2k (k = 1,,, ) .的前 n 项和为 ,已知 .(1)求证:数列 是等差数列,并求其通项公式;(2)设数列的前 n 项和为 ,且 b = 4n nn +1,若对任意 都成立,求实数 的取值范围.9(2)由(1)可得 b = 1 n (n + 1) n n + 1∴ T = 1 - ⎪ + - ⎪ + L + - ⎛ 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫ ⎛ 1 1 ⎫1 n = 1 -= , ⎪ 2 ⎭ ⎝ 2 3 ⎭⎝ n n + 1 ⎭n + 1 n + 1⎝,即 nλ < n + (-1)n ⋅ 2 对任意⎢⎣ ⎥⎦n 恒成立,令 f (n ) = (n + 2)(n + 1)Q f (n + 1)- f (n ) = n (n + 1)- 2②当 为奇数时, λ < (n - 2)(n + 1)又 (n - 2)(n + 1)= n - - 1 ,易知:f (n ) = n - 在【答案】(1)见证明,【解析】(1)证明:∵;(2),且.,当当即时,时,有,解得 .,即.,于是,即.∵ ,∴为常数,∴数列是 为首项, 为公差的等差数列,∴.1 1= - ,nnn + 1都成立⎡ n (n + 1)+ (-1)n ⋅ 2 (n + 1)⎤⇔ λ <⎢⎥ nmin(n ∈ N *),①当 为偶数时, λ < (n + 2)(n + 1) = n + 2+ 3 ,n nn (n + 1) > 0 ,在 上为增函数,;n 恒成立,2 2 n n n为增函数,,102⨯ 4 ⨯ 3 = 0 ⎧a = -3 ⎪S 4 = 4a 1 + ⎪⎩a = a + 4d = 516 4⎩q3 (a + a + a ) = 120 ∴由①②可知:,综上所述 的取值范围为.第 7 单元 数列(提高篇)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12 小题,每小题 5 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.记 S 为等差数列{a } 的前 n 项和.已知 S = 0 , a = 5 ,则()n n45A . a n = 2n - 5B . a n = 3n - 10C . S = 2n 2 - 8nD . S = 1n nn 2 - 2n【答案】A2.已知等比数列{a }中, a n 3 ⋅ a = 20 , a = 4 ,则 a 的值是( )13 6 10A .16B .14C .6D .5【答案】D【解析】由等比数列性质可知 a ⋅ a = a 2 = 20 ,3138由 a 6 = 4 ,得 q 4= a 2 8 = a 2620 5= ,∴ a = a q 4 = 5 ,本题正确选项 D .10 63.等比数列{a } 中, a + a + a = 30 , a + a + a = 120 ,则 a + a + a = ( )n123456789A .240B .±240C .480D .±480【答案】C【解析】设等比数列{a } 中的公比为 q ,由 a + a + a = 30 , a + a + a = 120 ,n 1 2 3 4 5 6⎧ 得 ⎨a + a + a = 301 2 31 2 3,解得 q 3 = 4 ,∴ a + a + a = q 3 (a + a + a ) = 480.7 8 9 4 5 6112 , N = 4.我国古代的《洛书》中记载着世界上最古老的一个幻方:如图,将1,2,…,9 填入3 ⨯ 3 的方格内,使三行,三列和两条对角线上的三个数字之和都等于 15.一般地,将连续的正整数1,2,3,L , n 2 填入 n ⨯ n 个方格中,使得每行,每列和两条对角线上的数字之和都相等,这个正方形叫做n 阶幻方.记 n 阶幻方的对角线上的数字之和为 N n ,如图三阶幻方的 N 3 = 15 ,那么 N 9 的值为()A .369B .321C .45D .41【答案】A【解析】根据题意可知,幻方对角线上的数成等差数列,根据等差数列的性质可知对角线的两个数相加正好等于1 + n 2,根据等差数列的求和公式 S = n (1+ n 2 ) 9 9 ⨯ (1+ 92 ) 2 = 369 ,故选 A .5.已知 1, a 1 , a 2 ,9 四个实数成等差数列,1, b 1 , b 2 , b 3 ,9 五个数成等比数列,则b 2 (a 2 - a 1 ) = ( A .8 B .-8 C .±8 D .98【答案】A)【解析】由 1, a 1 , a 2 ,9 成等差数列,得公差 d = a 2 - a 1 = 9 - 1 84 - 1 = 3 ,由 1, b , b , b ,9 成等比数列,得 b 2 = 1⨯ 9 ,∴ b = ±3 ,12322当 b = -3 时,1, b , -3 成等比数列,此时 b 2 = 1⨯ (-3) 无解,2 11所以 b = 3 ,∴ b (a - a 2 2 2 1 ) = 3 ⨯ 8= 8 .故选 A .36.已知数列{a n }是公比不为 1 的等比数列, S n为其前 n 项和,满足 a = 2 ,且16a , 9a , 2a2 1 4 7成等差数列,则 S = ()3A . 5B .6C .7D .9【答案】C【解析】数列{a n } 是公比 q 不为 l 的等比数列,满足 a 2 = 2 ,即 a 1q = 2 ,122 ⨯ 2 + 3)⨯ 2 ; 2 ⨯ 2 + 4 )⨯3 ;22- 5 =,且 A n =7n + 45a7= (10B .172C . 143A . 93【解析】因为 7 = 7 = a + a a 2a A = 13 = 7 ⨯13 + 45 = 17 1 13 2 且16a , 9a , 2a 成等差数列,得18a = 16a + 2a ,即 9a q 3 = 8a + a q 6 ,1 47417111解得 q = 2,a = 1 ,则 S = 1 3 1 - 23 1 - 2= 7 .故选 C .7.将石子摆成如图的梯形形状,称数列 5,9,14,20,L ,为“梯形数”.根据图形的构成,此数列的第 2016 项与 5 的差,即 a 2016- 5 = ()A . 2018⨯ 2014B . 2018⨯ 201C .1011⨯ 2015D .1010⨯ 2012【答案】C【解析】由已知的图形我们可以得出图形的编号与图中石子的个数之间的关系为:n =1 时, a = 2 + 3 = 11(n =2 时, a = 2 + 3 + 4 = 2…,由此我们可以推断:1 (a = 2 + 3 + L + (n + 2 ) = 1n⎡⎣2 + (n + 2)⎤⎦ ⨯ (n + 1),∴ a 1⨯ ⎡⎣2 + (2016 + 2)⎤⎦ ⨯ (2016 + 1)- 5 = 1011⨯ 2015 .故选 C .20168.已知两个等差数列{a }和 {b }的前 n 项和分别为 A 和 BnnnnB n + 3 b n 7)17D .15【答案】B771131313(a + a )1 131 13= 2 b 2b b + b 13(b + b ) B 13 + 3 2,故答案选 B .9.已知数列{ }的前 n 项和为 , , ( ),则 ( )A.32B.64C.128D.25613,∴ S B .C . 1a - 1 a - 1,n⎧B . 2019 ) =+ = + = + =2 ,1 1 + 1 + a 2a 2【答案】B【解析】由,得,又,∴- 1 n +1 S - 1n= 2 ,即数列{则∴10.数列1}是以 1 为首项,以 2 为公比的等比数列,,则 ..故选 B .满足: ,若数列 是等比数列,则 的值是()A .1 【答案】B2 D .【解析】数列为等比数列 ⇒ a- 1λa - 2上式恒成立,可知 ⎨λ =q⎩-2 = -q⇒ λ = 2 ,本题正确选项 B .11.已知函数 f (x ) =2( 1 + x 2x ∈ R ),若等比数列满足 a a1 2019= 1 ,则A .2019【答案】A ( )2 C .2D . 1 2【解析】∴ f (a )+ f (a12019,1 + a2 1 + a 2 1 + a 2 1 + a 21 2019 1 1 1为等比数列,则,14b b3B . 16 C . 115D . 2b b= = - ⎭ 数列 的前 项和 T = - + - ⎪ ⎪ , 2 ⎝ 3 5 5 72n + 1 2n + 3 ⎭ 2 ⎝ 3 2n + 3 ⎭可得 λ ≤ 12,即12.已知是公比不为 1 的等比数列,数列.满足: , , 成等比数列,c =1n2n 2n +2,若数列的前 项和对任意的恒成立,则 的最大值为( )A .115【答案】C【解析】由 , ,成等比数列得 a 2 =a a ,2 2nb n又是公比不为 1 的等比数列,设公比为 q ,则 a 2 q2b n-2 = a 2 q 2n ,整理得 b = n + 1,c =111n n2n 2n +21 1 ⎛ 1 1 ⎫ (2n + 1)(2n + 3)2 ⎝ 2n + 1 2n +3 ⎪ ,1 ⎛ 1 1 1 11 1 ⎫ 1 ⎛ 1 1 ⎫+ ⋅⋅⋅ +- = - n数列 是单调递增数列,则当 n =1 时取到最小值为1151 ,即 的最大值为,故选 C .1515,第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4 小题,每小题5 分.13.已知{a n } 是等差数列, a 2 + a 4 + a 6 + a 8 = 16 ,则 S 9 = _________.【答案】36【解析】{a n } 是等差数列, a 2 + a 4 + a 6 + a 8 = 16 , a 2 + a 8 = a 4 + a 6 = 2a 5 ,得出 a 5 = 4 ,又由 S = 9 ⋅ (a 1 + a 9 )9 = 9a = 36 .514.在数列 {a }中, a n 1= 1,an +1- a = 2n + 1 ,则数列的通项 a = ________.n n15x【答案】 n 2【解析】当 n ≥ 2 时,a = (a - a ) + (ann n -1n -1- a n -2) + (an -2- a n -3) + L + (a - a ) + (a - a ) + a ,3 2 2 1 1⇒ a = (2n - 1) + (2n - 3) + (2 n - 5) + L + 5 + 3 + 1 = n当 n = 1 , a 也适用,所以 a = n 2 .1nn (2n - 1 + 1) 2= n 2 ,15.设数列{a n } 的前 n 项和为 S n ,且 ∀n ∈ N *, a n +1a = ________.n【答案】 n - 6(n ∈ N * ) (答案不唯一)> a , S ≥ S .请写出一个满足条件的数列{a } 的通项公式n n 6 n【解析】 ∀n ∈ N * , a n +1> a ,则数列{a } 是递增的, ∀n ∈ N * , S ≥ S ,即 S 最小,n n n 6 6只要前 6 项均为负数,或前 5 项为负数,第 6 项为 0,即可,所以,满足条件的数列{a n } 的一个通项公式 a n = n - 6(n ∈ N * ) (答案不唯一).16.已知函数 f ( x ) = x 2 cosπx2,数列 {a }中, a = f (n )+ f (n + 1)(n ∈ N * ) ,则数列{a }的n n n前 40 项之和 S 40 = __________.【答案】1680【解析】函数 f (x ) = x 2 cos π 2且数列 {a }中, a = f (n )+ f (n +1),n n可得 a = f (1)+ f (2) = 0 - 4 = -4 ; a = f (2)+ f (3) = -4 + 0 = -4 ;12a = f (3)+ f (4) = 0 +16 = 16 ; a = f (4)+ f (5) = 16 ;3 4a = f (5)+ f (6) = 0 - 36 = -36 ; a = f (6)+ f (7) = -36 ;…,5 6可得数列 {a n 即有数列 {a n}为 -4 , -4 , 16 ,16 , -36 , -36 , 64 , 64 , -100 , -100 ,…, }的前 40 项之和:S = (-4 - 4 +16 +16)+ (-36 - 36 + 64 + 64)+ (-100 -100 +144 +144)+ 40⋅⋅⋅+ (-1444 -1444 +1600 +1600) = 24 + 56 + 88 +⋅⋅⋅+ 31216= ⨯10 ⨯ (24 + 312 ) = 1680 , ( a b a 1 - 22n 2 + n (n ∈ N * ).2 2 222212本题正确结果1680 .三、解答题:本大题共6 个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.10 分)已知数列{a n}是等比数列,数列 {b }是等差数列,且满足: n 1= b = 1 , + b = 4a , - 3b = -5 .1 2 3 2 3 2(1)求数列{a n }和 {b }的通项公式;n(2)设 c n = a n + b n ,求数列 {c n}的前 n 项和 S n .【答案】(1) a = 2n -1 , n ∈ N * , b = 2n - 1,n ∈ N * ;(2) S = 2n + n 2 - 1 .nn n【解析】(1)设 {an}的公比为 q , {b }的公差为 d ,由题意 q > 0 ,n⎧(1+ d ) + (1+ 2d ) = 4q ⎧-4q + 3d = -2由已知,有 ⎨ ,即 ⎨⎩q 2 - 3(1+ d ) = -5 ⎩ q 2 - 3d = -2⇒ q 2 - 4q + 4 = 0 ⇒ d = q = 2 ,所以 {a n }的通项公式为 an= 2n -1 , n ∈ N * , {b }的通项公式为 b = 2n - 1,n ∈ N * .n n(2) c = a + b = 2n -1 + 2n - 1 ,分组求和,分别根据等比数列求和公式与等差数列求和公式得到nnn1 - 2nn (1+ 2n - 1)S =+= 2n + n 2 - 1 .n18.(12 分)己知数列{a }的前 n 项和为 S n(1)求 {a}的通项公式;nn且 S = n 1 12 2(2)设 b n =1a an n +1,求数列 {b n}的前 100 项和.【答案】(1) a n = n ;(2) T100 =100 101.【解析】(1)当 n ≥ 2 时, S =n两式相减得 a n = S n - S n -1 = n , n 2 + n , S = (n - 1)2 + (n - 1)= n 2 + n- n ,17当 n =1时, a = S = + = 1,满足 a = n ,\ a = n . 2 2骣 1 骣 1 骣1 1 1 1 1001 - + - +L + - +2 = - , n +1 =2 n∈ N * ). ⎧⎬(2)若数列{b }满足: ba + 1 3n4 4 == 3 +n⎩ a n +1⎭a + 1 = 3n ,所以 a =1 - 1 . 3n ( )⇒ S = 2n - 144(2)令 b = 2n + 1,求数列 {b }的前 n 项和 T 及 T 的最小值.a + 2 nn1 11 1 n n(2)由(1)可知 b n =1 1 1= - ,n (n + 1) n n + 1所以数列 {b n}的前 100 项和 T100= b +b +?1 2b100= 琪 琪 琪 琪 - = 1 - = .桫 2桫 3 ? 99 100100 101 101 10119.(12 分)已知数列{a }满足: a n 1 3a -2a n - 3 ( 3a + 4 n(1)证明数列 ⎨ 1 ⎫ 为等差数列,并求数列{a n }的通项公式;⎩ a n + 1⎭nn =3n (n ∈ N * ),求 {b }的前 n 项和 S . nn n【答案】(1)证明见解析, a = n1 2n - 1 9- 1;(2) S = ⨯ 3n +2 + .n【解析】(1)因为 an +1+ 1 = -2a - 3 a + 1 1 3a + 4 1 n + 1 = n ,所以 , 3a + 4 3a + 4 a + 1 a a + 1 n n n +1 n +1 n⎧ 1 ⎫所以 ⎨ ⎬ 是首项为 3,公差为 3 的等差数列,所以n1 n(2)由(1)可知: a =n 1 3n- 1,所以由 b = n 3n a + 1 nn ∈ N * ⇒ b = n ⋅ 3n +1 , nS = 1 ⨯ 32 + 2 ⨯ 33 + L + (n - 1) ⨯ 3n + n ⨯ 3n +1 ①;n3S = 1 ⨯ 33 + 2 ⨯ 34 + L + (n - 1) ⨯ 3n +1 + n ⨯ 3n +2 ②,n①-②得 -2S = 32 + 33 + L + 3n +1 - n ⨯ 3n +2 = n 32 (3n - 1)3 - 1 - n ⨯ 3n +2n9⨯ 3n +2+ .20.(12 分)已知数列{a n}的前 n 项和为 Sn,且 S n = 2a n - 2n -1 .(1)求数列{a n}的通项公式;n nn185 ⨯ 2n -1 (2)Q b = 2n + 1 1 1 1 ⎛ 3 5 7 2n + 1 ⎫ ,则 T n = ⎪ , a + 2 52n -1 5 ⎝ 20 21 22 2n -1 ⎭ T = ⎪ 两式作差得 1 - T = ⨯ ⎢3 + ⎛ 1 ⎫ 1 ⎡ ⎛ 2 2 2 ⎫ 2n + 1⎤ 2n + 5 + +⋅⋅⋅+ - = 1 -2n ⎥⎦ ⎝ 2 ⎭ n 5 ⎣21 22 2n -1 ⎭ 5 ⨯ 2n 5 ⨯ 2n -1 5 ⨯ 2n 5 ⨯ 2n -1 5 ⨯ 2n 5 ⎧( ⎧ n - 1)2n + , n 是奇数 3 - 3n ⎪b n = 2 2 , n 是奇数2 , b = ⎨ ;(2) T = ⎨ .3n ⎪(n - 1)2n + 1 + , n 是偶数 n -2 ⎪b = 2 2 , n 是偶数n n【答案】(1)a = 5 ⨯ 2n -1- 2 (n ∈ N *);(2) T = 2 - 2n +5 3,最小值 . 5【解析】(1)当 n =1 时, a 1 = S 1 = 2a 1 - 2 - 1 ,解得 a 1 = 3 ,当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n -1 = 2a n - 2a n -1 - 2 ,解得 a n = 2 a n -1 + 2 .则 a + 2 = 2 (an n -1+ 2),故 {a n + 2}是首项为 a 1 + 2 = 5 ,公比为 2 的等比数列,∴ a = 5 ⨯ 2n -1 - 2 (n ∈ N * ). n = ⨯ (2n + 1)⨯ + + + ⋅⋅⋅ +nn1 1 ⎛2 n 5 ⎝3 5 7 2n - 1 2n + 1 ⎫+ + + ⋅⋅⋅ + +21 22 23 2n -1 2n ⎭⎪ ⎪⎝,所以 T = 2 - n 2n + 5 5 ⨯ 2n -1,2n + 5 2n + 7 2n + 5 -2n - 3令 c = ,有 c - c =- = < 0 ,对 n ∈ N * 恒成立, n n +1 n则数列{c n }是递减数列,故{T n } 为递增数列,则 (T n )min 3= T = . 121.(12 分)已知正项数列且.的前 项和为 ,且 , ,数列 满足 ,(1)求数列(2)令【答案】(1), 的通项公式;,求数列 的前 项和 .n +1 ⎪⎪ n n⎩ n ⎪⎩ 2【解析】(1)当时, ,即 ,,19⎧⎪S + S = a 2 由 ⎨ ,可得= a 2 (n ≥ 2) ,⎪⎩ n由 ⎨ 两式相除,得 n +1 = 2 (n ≥ 2 ),⎧b b = 2n b⎪⎩b n -1b n = 2n -1 (n ≥ 2)综上:b = ⎨ n ⎪b = 2 n -22 , n 是偶数 ⎩ ⎧ 3n ⎪⎪ 2 , 的前 项和为 B ,∴ B = ⎨ , -3n + 1 ⎪ , n 是奇数 ⎧(n - 1)2n + , n 是奇数 ⎪⎪ 2综上: T = ⎨ .3n ⎪(n - 1)2n + 1 + , n 是偶数n +1 n n +1 S + S n -1 n即,又是公差为 ,首项为 的等差数列,,由题意得:,n n +1 b n -1是奇数时,是公比是 ,首项 的等比数列,∴ b = 2nn +1 2 ,同理 是偶数时是公比是 ,首项的等比数列,∴ b = 2nn -2 2 ,n ⎧ n +1⎪b = 2 2 , n 是奇数n.(2)令,即 ,⎧⎪ A = 1⋅ 20 + 2 ⋅ 21 + 3 ⋅ 22 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n -1的前 项和为 ,则 ⎨ n⎪⎩2 A n = 1⋅ 21 + 2 ⋅ 22 + 3 ⋅ 23 + ⋅⋅⋅ + n ⋅ 2n,两式相减得 - A = 20 + 21 + 22 + 2n -1 - n ⋅ 2n = n,1 - 2n 1 - 2- n ⋅ 2n ,令n n⎪⎩ 2n 是偶数3 - 3nn⎪⎩ 220ln 22 ln 32 ln n 2 (n - 1)(2n + 1) (当 x ≥ a 时, f '( x ) = 1 - = ,此时要考虑 a 与 1 的大小.(2)由(1)可知当 a = 1 , x > 1 时, x -1 - ln x > 0 ,即 ln x > 1 - x ,所以 ln x = n - 1 - = n - 1 - - ⎪ < n - 1 - + + L + ⎝ 2 n 2 ⎭ ⎝ 2 ⨯ 3 3 ⨯ 4 n(n + 1) ⎭ 1 ⎫ n - 1 = (n - 1) - n + 1 ⎭ 2(n + 1) ⎛ 122.(12 分)已知函数 f ( x ) =| x - a | - ln x(a > 0) .(1)讨论 f ( x ) 的单调性;(2)比较 + +⋯+ 与 的大小 n ∈ N * 且 n > 2) ,并证明你的结论.22 32 n 2 2(n + 1)【答案】(1)见解析;(2)见解析.⎧ x - ln x - a, 【解析】(1)函数 f ( x ) 可化为 f ( x ) = ⎨⎩a - x - ln x,x ≥ a0 < x < a ,当 0 < x < a 时, f '( x ) = -1 - 1 x< 0 ,从而 f ( x ) 在 (0, a) 上总是递减的,1 x - 1x x①若 a ≥ 1 ,则 f '( x ) ≥ 0 ,故 f ( x ) 在 [a, +∞ ) 上递增;②若 0 < a < 1 ,则当 a ≤ x < 1 时, f '( x ) < 0 ;当 x > 1 时, f '( x ) > 0 ,故 f ( x ) 在 [a,1) 上递减,在 (1, +∞) 上递增,而 f ( x ) 在 x = a 处连续,所以当 a ≥ 1 时, f ( x ) 在 (0, a) 上递减,在[a, +∞ ) 上递增;当 0 < a < 1 时, f ( x ) 在 (0,1) 上递减,在[1, +∞ ) 上递增.1< 1 - .x x所以 ln 22 ln 32 ln n 2 1 1 1+ + L + < 1 - + 1 - + L 1 -22 32 n 2 22 32 n 2⎛ 1 1 + ⎝ 22 32 + L + 1 ⎫ 1 1 ⎫ ⎛ 1 ⎪ ⎪2n 2 - 2 - n + 1 (n - 1)(2n + 1) = = .2(n + 1) 2(n + 1)21。
第五章 数列5.1数列基础 5.1.1数列的概念一、知识点1. 定义:按照一定顺序排列的一列数成为数列。
2. 项:数列中的每一个数都称为这个数列的项,各项依次称为这个数列的第1项(或首项) ,第2项,…,第n 项 ,n a a a a ,......,,321,-1a 首项。
3. 通项:因为数列从首项起,每一项都与正整数对应,所以数列的一般形式可以写成n a a a a ,......,,321…,其中n a 表示数列的第n 项(也称n 为n a 的序号,其中n 为正整数,即n ∈N+),n a 称为数列的通项.此时,一般将整个数列简记为{an} ,这里的小写字母a 也可以换成其他小写英文字母.4. 通项公式:一般地,如果数列的第n 项n a 与n 之间的关系可以用 n a =f(n) 来表示,其中f (n)是关于n 的不含其他未知数的表达式,则称上述关系式为这个数列的一个通项公式 .不是所有的数列都能写出通项公式,如果数列有通项公式,那么通项公式的表达式不一定唯一.5. 与函数的关系:数列{n a }可以看成定义域为正整数集的子集的函数,数列中的数就是自变量从小到大依次取正整数值时对应的函数值,而数列的通项公式也就是相应函数的解析式.数列也可以用平面直角坐标系中的点来直观地表示.6. 分类:1)有穷数列:项数有限个2)无穷数列:项数无限个3)增数列:从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列 4)减数列:从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列 5)常数列:各项都相等6)摆动数列:时而增大时而减小二、典型题典型题一 数列定义的理解1.有下面四个结论,其中正确的为( ) ①数列的通项公式是唯一的;②数列可以看成是一个定义在正整数集或其子集上的函数; ③若用图像表示数列,则其图像是一群孤立的点; ④每个数列都有通项公式. A.①② B.②③ C.③④ D.①④2.在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55中,x 等于( ) A.11B.12C.13D.143.(2020甘肃兰州高二期中)下列数列中,既是递增数列又是无穷数列的是( ) A.-1,-2,-3,-4,…B.-1,-,…C.-1,-2,-4,-8,…D.1,,…,典型题二 求数列的通项公式4.若数列{a n }的前4项依次是2,0,2,0,则这个数列的通项公式不可能是( ) A.a n =1+(-1)n+1B.a n =1-cos nπC.a n =2sin2D.a n =1+(-1)n-1+(n-1)(n-2)5.已知数列{a n }的通项公式为n n a n -=2,则下列各数中不是数列中的项是( )A.2B.40C.56D.906.(2020辽宁沈阳东北育才学校高二期中)如图是谢尔宾斯基三角形,在所给的四个三角形图案中,黑色的小三角形个数依次构成数列{a n }的前4项,则{a n }的通项公式可以是( )A.a n =3n-1B.a n =2n-1C.a n =3nD.a n =2n-17.已知数列{a n }的通项公式为13+=n na n ,那么这个数列是( ) A.递增数列B.递减数列C.摆动数列D.常数列 8.写出下列数列的一个通项公式.(1)-,…;(2),…;(3)7,77,777,7 777,….典型题三 数列的单调性9.在数列{a n }中,a n =n 2-kn(n ∈N +),且{a n }是递增数列,求实数k 的取值范围.10.(2020北京第十一中学高三一模)数列{a n }的一个通项公式为a n =|n-c|(n ∈N +),则“c<2”是“{a n }为递增数列”的( ) A.必要不充分条件 B.充要条件 C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件 11.数列{a n }的通项公式为nan a n +=。
高考数学数列复习题集附答案高考数学数列复习题集附答案1. 数列基本概念数列是数学中重要的概念之一,在高考数学中也占有重要的地位。
数列是按照一定的规律排列的一系列数的集合。
在数列中,每个数称为该数列的项,而规律则决定了数列的特征。
在高考中,数列的考查形式多样,掌握数列的基本概念对于解题至关重要。
2. 等差数列等差数列是一种常见的数列形式,在解题中经常出现。
等差数列的特点是每一项与前一项之差都相等。
假设等差数列的首项为a₁,公差为d,第n项为aₙ,则数列的通项公式是aₙ = a₁ + (n-1)d。
在考试中,理解等差数列的通项公式以及应用等差数列的性质解题是必要的。
3. 等比数列等比数列是另一种常见的数列形式,也经常出现在高考数学试题中。
等比数列的特点是每一项与前一项之比都相等。
假设等比数列的首项为a₁,公比为q,第n项为aₙ,则数列的通项公式是aₙ = a₁ * q^(n-1)。
了解等比数列的通项公式、性质以及应用等比数列解题的方法对于解答高考试题非常关键。
4. 递推数列递推数列是数列中常见的一种类型,其中每一项通过前一项计算得出。
递推数列的求解常常需要列出前几项进行观察。
在解题时,可以通过观察数列的规律,推导出数列的通项公式,从而求解特定项。
练习题:1. 给定等差数列的首项a₁ = 3,公差d = 2,求该等差数列的第10项。
答:根据等差数列的通项公式,第10项的计算公式为 a₁₀ = a₁ + (n-1)d = 3 + (10-1)2 = 21。
2. 给定等比数列的首项a₁ = 2,公比q = 3,求该等比数列的第5项。
答:根据等比数列的通项公式,第5项的计算公式为 a₅ = a₁ *q^(n-1) = 2 * 3^(5-1) = 162。
3. 已知递推数列的前两项分别为a₁ = 1,a₂ = 2,且每一项都等于前两项之和,求该递推数列的第6项。
答:观察数列的前几项,发现每一项都等于前两项的和,即aₙ =aₙ₋₁ + aₙ₋₂。
高中数学《数列》知识点归纳一、选择题1.已知数列{}n a 的前n 项和为212343n S n n =++(*N n ∈),则下列结论正确的是( )A .数列{}n a 是等差数列B .数列{}n a 是递增数列C .1a ,5a ,9a 成等差数列D .63S S -,96S S -,129S S -成等差数列【答案】D 【解析】 【分析】由2*123()43n S n n n N =++∈,2n …时,1n n n a S S -=-.1n =时,11a S =.进而判断出正误. 【详解】解:由2*123()43n S n n n N =++∈,2n ∴…时,2211212153[(1)(1)3]4343212n n n a S S n n n n n -=-=++--+-+=+.1n =时,114712a S ==,1n =时,15212n a n =+,不成立.∴数列{}n a 不是等差数列.21a a <,因此数列{}n a 不是单调递增数列.5191547154322(5)(9)021*******a a a --=⨯⨯+--⨯+=-≠,因此1a ,5a ,9a 不成等差数列.631535(456)32124S S -=⨯+++⨯=.961553(789)32124S S -=⨯+++⨯=.1291571(101112)32124S S -=⨯+++⨯=.Q53235710444⨯--=, 63S S ∴-,96S S -,129S S -成等差数列.故选:D . 【点睛】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式、数列递推关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.2.已知数列{}n a 为等比数列,前n 项和为n S ,且12a =,1n n b a =+,若数列{}n b 也是等比数列,则n S =( ) A .2n B .31n - C .2n D .31n -【答案】C 【解析】 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,写出,n n a b .由数列{}n b 是等比数列,得2213b b b =,求出q ,即求n S . 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,112,2n n a a q -=∴=Q ,121n n b q -∴=+,13b ∴=,221b q =+,2321b q =+,{}n b Q 也是等比数列, 2213b b b ∴=,即()()2221321q q +=+解得1q =,2,2n n a S n ∴=∴=. 故选:C . 【点睛】本题考查等比数列的性质,属于基础题.3.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.4.“中国剩余定理”又称“孙子定理”.1852年,英国来华传教士伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得到的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将1到2019这2019个数中,能被3除余2且被5整除余2的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列{}n a ,则此数列所有项中,中间项的值为( ) A .992 B .1022C .1007D .1037【答案】C 【解析】 【分析】首先将题目转化为2n a -即是3的倍数,也是5的倍数,也即是15的倍数.再写出{}n a 的通项公式,算其中间项即可. 【详解】将题目转化为2n a -即是3的倍数,也是5的倍数,也即是15的倍数. 即215(1)n a n -=-,1513n a n =-当135n =,135151351320122019a =⨯-=<, 当136n =,136151361320272019a =⨯-=>, 故1,2,n =……,135数列共有135项.因此数列中间项为第68项,681568131007a =⨯-=. 故答案为:C . 【点睛】本题主要考查数列模型在实际问题中的应用,同时考查了学生的计算能力,属于中档题.5.设{a n }为等比数列,{b n }为等差数列,且S n 为数列{b n }的前n 项和.若a 2=1,a 10=16且a 6=b 6,则S 11=( ) A .20 B .30C .44D .88【答案】C【分析】设等比数列{a n }的公比为q ,由a 2=1,a 10=16列式求得q 2,进一步求出a 6,可得b 6,再由等差数列的前n 项和公式求解S 11. 【详解】设等比数列{a n }的公比为q ,由a 2=1,a 10=16, 得810216a q a ==,得q 2=2. ∴4624a a q ==,即a 6=b 6=4,又S n 为等差数列{b n }的前n 项和, ∴()1111161111442b b S b+⨯===.故选:C. 【点睛】本题考查等差数列与等比数列的通项公式及性质,训练了等差数列前n 项和的求法,是中档题.6.已知数列}{n a 为等比数列,n S 是它的前n 项和,若2312a a a ⋅=,且4a 与72a 的等差中项为54,则5S =( ). A .35 B .33C .31D .29【答案】C 【解析】试题分析:由题意得,设等比数列的公比为q ,则2231112a a a q a q a =⋅=,所以42a =,又3474452224a a a a q +=+=⨯,解得11,162q a ==,所以5515116(1())(1)2311112a q S q --===--,故选C . 考点:等比数列的通项公式及性质.7.在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数取出.先取1;再取1后面两个偶数2,4;再取4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再取9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再取此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直取下去,得到一个新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个新数列中,由1开始的第2 019个数是( ) A .3 971B .3 972C .3 973D .3 974【解析】 【分析】先对数据进行处理能力再归纳推理出第n 组有n 个数且最后一个数为n 2,则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,运算即可得解.【详解】解:将新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,分组为(1),(2,4),(5,7,9,),(10,12,14,16),(17,19,21,23,25)… 则第n 组有n 个数且最后一个数为n 2, 则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,设第2019个数在第n 组中,则()()120192120192n n n n ⎧+≥⎪⎪⎨-⎪⎪⎩<,解得n =64,即第2019个数在第64组中,则第63组最后一个数为632=3969,前63组共1+2+3+…+63=2016个数,接着往后找第三个偶数则由1开始的第2019个数是3974, 故选:D . 【点睛】本题考查了对数据的处理能力及归纳推理能力,考查等差数列前n 项和公式,属中档题.8.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1231112a a a ++=,22a =,则3S =( ) A .10 B .7C .8D .4【答案】C 【解析】 【分析】根据等比数列的性质可将已知等式变为12332224a a a S a ++==,解方程求得结果. 【详解】 由题意得:13123321231322111124a a a a a S a a a a a a a +++++=+=== 38S ∴= 本题正确选项:C 【点睛】本题考查等比数列性质的应用,关键是能够根据下角标的关系凑出关于3S 的方程,属于基础题.9.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若23109a a a ++=,则9S =( ) A .3 B .9C .18D .27【答案】D 【解析】设等差数列{}n a 的首项为1a ,公差为d . ∵23109a a a ++=∴13129a d +=,即143a d += ∴53a = ∴1999()272a a S ⨯+== 故选D.10.在数列{}n a 中,1112,1n na a a +=-=-,则2016a 的值为A .-2B .13 C .12 D .32【答案】B 【解析】由111n na a +=-,得2111111111n n n na a a a ++=-=-=--. 所以32111111n n n na a a a ++=-=-=-. 即数列{}n a 以3为周期的周期数列. 所以2016311113a a a ===-. 故选B.点睛:数列的递推关系是给出数列的一种方法,根据给出的初始值和递推关系可以依次写出这个数列的各项,由递推关系求数列的通项公式,常用的方法有:①求出数列的前几项,再归纳猜想出数列的一个通项公式;②将已知递推关系式整理、变形,变成等差、等比数列,或用累加法、累乘法、迭代法求通项,本题是通过迭代得到了数列的周期性.11.在等差数列{}n a 中,3a ,15a 是方程2650x x -+=的根,则17S 的值是( ) A .41 B .51C .61D .68【答案】B 【解析】 【分析】由韦达定理得3156a a +=,由等差数列的性质得117315a a a a +=+,再根据等差数列的前n 项和公式求17S . 【详解】在等差数列{}n a 中,3a ,15a 是方程2650x x -+=的根,3156a a ∴+=.()()11731517171717651222a a a a S ++⨯∴====. 故选:B . 【点睛】本题考查等差数列的性质和前n 项和公式,属于基础题.12.执行如图所示的程序框图,若输出的S 为154,则输入的n 为( )A .18B .19C .20D .21【答案】B 【解析】 【分析】找到输出的S 的规律为等差数列求和,即可算出i ,从而求出n . 【详解】由框图可知,()101231154S i =+++++⋯+-= , 即()1231153i +++⋯+-=,所以()11532i i -=,解得18i =,故最后一次对条件进行判断时18119i =+=,所以19n =. 故选:B【点睛】本题考查程序框图,要理解循环结构的程序框图的运行,考查学生的逻辑推理能力.属于简单题目.13.等比数列{n a }的前n 项和为n S ,若103010,30,S S ==则20S = A .10 B .20 C .20或-10 D .-20或10【答案】B 【解析】 【分析】由等比数列的性质可得,S 10,S 20﹣S 10,S 30﹣S 20成等比数列即(S 20﹣S 10)2=S 10•(S 30﹣S 20),代入可求. 【详解】由等比数列的性质可得,S 10,S 20﹣S 10,S 30﹣S 20成等比数列,且公比为10q∴(S 20﹣S 10)2=S 10•(S 30﹣S 20)即()()22020101030S S -=- 解20S =20或-10(舍去) 故选B . 【点睛】本题主要考查了等比数列的性质(若S n 为等比数列的前n 项和,且S k ,S 2k ﹣S k ,S 3k ﹣S 2k 不为0,则其成等比数列)的应用,注意隐含条件的运用14.已知数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S ,则“3152a a a >+”是“210n S -<”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】根据等比数列的通项公式与求和公式,即可判断命题间的关系. 【详解】因为数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S 若3152a a a >+,由等比数列的通项公式可得111242a a q a q >+,化简后可得()21210q a -<.因为()2210q -≥所以不等式的解集为10a < 若210n S -<当公比1q ≠±时, 210n S -<则10a <,可得3152a a a >+当公比1q =±时, 由210n S -<则10a <,可得3152a a a =+ 综上可知, “3152a a a >+”是“210n S -<”的充分不必要条件 故选:B 【点睛】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式的应用,在应用等比数列求和公式时,需记得讨论公比是否为1的情况,属于中档题.15.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.16.已知{}n a 为等差数列,135105a a a ++=,24699a a a ++=,则20a 等于( ). A .1- B .1 C .3 D .7【答案】B 【解析】 【分析】利用等差数列的通项公式,列出方程组,求出首项和公差,由此能求出20a . 【详解】解:{}n a Q 为等差数列,135105a a a ++=,24699a a a ++=, 13533105a a a a ∴++==,2464399a a a a ++==, 335a ∴=,433a =,4333352d a a =-=-=-,13235439a a d =-=+=, 20139391921a a d ∴=+=-⨯=.故选:B 【点睛】本题考查等差数列的第20项的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用.17.正项等比数列{}n a 中的1a 、4039a 是函数()3214633f x x x x =-+-的极值点,则2020a =( )A .1-B .1CD .2【答案】B 【解析】 【分析】根据可导函数在极值点处的导数值为0,得出140396a a =,再由等比数列的性质可得. 【详解】解:依题意1a 、4039a 是函数()3214633f x x x x =-+-的极值点,也就是()2860f x x x '=-+=的两个根∴140396a a =又{}n a 是正项等比数列,所以2020a =∴20201a==.故选:B【点睛】本题主要考查了等比数列下标和性质以应用,属于中档题.18.已知等差数列{}n a中,首项为1a(10a≠),公差为d,前n项和为nS,且满足15150a S+=,则实数d的取值范围是()A.[;B.(,-∞C.)+∞D.(,)-∞⋃+∞【答案】D【解析】【分析】由等差数列的前n项和公式转化条件得11322ada=--,再根据1a>、1a<两种情况分类,利用基本不等式即可得解.【详解】Q数列{}na为等差数列,∴1515455102a d dS a⨯=+=+,∴()15112155015a S a a d+++==,由10a≠可得11322ada=--,当10a>时,1111332222a ada a⎛⎫=--=-+≤-=⎪⎝⎭1a时等号成立;当10a<时,11322ada=--≥=1a=立;∴实数d的取值范围为(,)-∞⋃+∞.故选:D.【点睛】本题考查了等差数列前n项和公式与基本不等式的应用,考查了分类讨论思想,属于中档题.19.数列{}n a 满足11a =,对任意的*n N ∈都有11n n a a n +=++,则122016111a a a +++=L ( ) A .20152016 B .40322017C .40342017D .20162017【答案】B 【解析】 【分析】首先根据题设条件,由11n n a a n +=++,可得到递推关系为11n n a a n +-=+; 接下来利用累加法可求得()12n n n a +=,从而()1211211na n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,由此就可求得122016111a a a +++L 的值. 【详解】因为111n n n a a a n a n +=++=++, 所以11n n a a n +-=+, 用累加法求数列{}n a 的通项得:()()1211n n n a a a a a a -=+-+⋯+-()1122n n n +=++⋯+=, 所以()1211211n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 于是1232016111111111212222320162017a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +++⋯+=-+-+⋯+-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 121201*********⎛⎫==- ⎪⎝⎭. 故选:B. 【点睛】本题是一道考查数列的题目,掌握数列的递推关系以及求解前n 项和的方法是解答本题的关键,属于常考题.20.执行如图所示的程序框图,若输入,则输出的S 的值是A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】本题首先可以通过程序框图明确输入的数值以及程序框图中所包含的关系式,然后按照程序框图所包含的关系式进行循环运算,即可得出结果.【详解】由程序框图可知,输入,,,第一次运算:,;第二次运算:,;第三次运算:,;第四次运算:,;第五次运算:,;第六次运算:,;第七次运算:,;第八次运算:,;第九次运算:,;第十次运算:,,综上所述,输出的结果为,故选B.【点睛】本题考查程序框图的相关性质,主要考查程序框图的循环结构以及裂项相消法的使用,考查推理能力,提高了学生从题目中获取信息的能力,体现了综合性,提升了学生的逻辑推理、数学运算等核心素养,是中档题.。
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生新的解题方法,这种思维方法的特点就是“构造”。
若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式,此类题通常较难,但使用构造法往往给人耳目一新的感觉。
1)构造等差数列或等比数列由于等差数列与等比数列的通项公式显然,对于一些递推数列问题,若能构造等差数列或等比数列,无疑是一种行之有效的构造方法。
2)构造差式与和式解题的基本思路就是构造出某个数列的相邻两项之差,然后采用迭加的方法就可求得这一数列的通项公式.3)构造商式与积式构造数列相邻两项的商式,然后连乘也是求数列通项公式的一种简单方法。
4)构造对数式或倒数式有些数列若通过取对数,取倒数代数变形方法,可由复杂变为简单,使问题得以解决.四、典型例题分析【题型5】 构造法:1)构造等差数列或等比数列例5 设各项均为正数的数列的前n 项和为,对于任意正整数n ,都有等式:{}n a n S 成立,求的通项.n n n S a a 422=+{}n a n a 解:,n n n S a a 422=+⇒112142---=+n n n S a a ∴nn n n n n n a S S a a a a 4)(42211212=-=-+----,∵,∴。
高中数学数列多选题知识点-+典型题含答案一、数列多选题1.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,0n a ≠,且202021111212a a ++≤+( )A .若数列{}n a 为等差数列,则20210S ≥B .若数列{}n a 为等差数列,则10110a ≤C .若数列{}n a 为等比数列,则20200T >D .若数列{}n a 为等比数列,则20200a <【答案】AC 【分析】由不等关系式,构造11()212xf x =-+,易得()f x 在R 上单调递减且为奇函数,即有220200a a +≥,讨论{}n a 为等差数列、等比数列,结合等差、等比的性质判断项、前n 项和或积的符号即可. 【详解】 由202021111212a a ++≤+,得2020211110212212a a +-+-≤+, 令11()212x f x =-+,则()f x 在R 上单调递减,而1121()212212xx x f x --=-=-++, ∴12()()102121xx x f x f x -+=+-=++,即()f x 为奇函数,∴220200a a +≥,当{}n a 为等差数列,22020101120a a a +=≥,即10110a ≥,且2202020212021()02a a S +=≥,故A 正确,B 错误;当{}n a 为等比数列,201820202a a q=,显然22020,a a 同号,若20200a <,则220200a a +<与上述结论矛盾且0n a ≠,所以前2020项都为正项,则202012020...0T a a =⋅⋅>,故C 正确,D 错误. 故选:AC. 【点睛】关键点点睛:利用已知构造函数,并确定其单调性和奇偶性,进而得到220200a a +≥,基于该不等关系,讨论{}n a 为等差、等比数列时项、前n 项和、前n 项积的符号.2.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若831a =,10210S =,则( ) A .19919S a = B .数列{}22na 是公比为8的等比数列C .若()1nn n b a =-⋅,则数列{}n b 的前2020项和为4040D .若11n n n b a a +=,则数列{}n b 的前2020项和为202024249【答案】CD 【分析】由等差数列性质可判断A ;结合已知条件可求出等差数列的公差,从而可求出通项公式以及22n a ,结合等比数列的定义可判断B ;写出n b ,由定义写出2020T 的表达式,进行分组求和即可判断C ;11144143n b n n ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭,裂项相消即可求和.【详解】由等差数列的性质可知,191019S a =,故A 错误;设{}n a 的公差为d ,则有811017311045210a a d S a d =+=⎧⎨=+=⎩,解得13a =,4d =,故41n a n =-,28122na n -=, 则数列{}22n a是公比为82的等比数列,故B 错误;若()()()1141n nn n b a n =-⋅=-⋅-,则{}n b 的前2020项20203711158079410104040T =-+-+-⋅⋅⋅+=⨯=,故C 正确; 若()()1111414344143n b n n n n ⎛⎫==- ⎪-+-+⎝⎭,则{}n b 的前2020项和2020111111120204377118079808324249T ⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+-=⎪⎝⎭,故D 正确. 故选:CD . 【点睛】 方法点睛:求数列的前n 项和常见思路有:1、对于等差和等比数列,直接结合求和公式求解;2、等差数列±等比数列时,常采取分组求和法;3、等差数列⨯等比数列时,常采取错位相减法;4、裂项相消法.3.两个等差数列{}n a 和{}n b ,其公差分别为1d 和2d ,其前n 项和分别为n S 和n T ,则下列命题中正确的是( ) A.若为等差数列,则112da =B .若{}n n S T +为等差数列,则120d d +=C .若{}n n a b 为等差数列,则120d d ==D .若*n b N ∈,则{}n b a 也为等差数列,且公差为12d d +【答案】AB 【分析】对于A,利用=对于B ,利用()2211332S T S T S T +=+++化简可得答案; 对于C ,利用2211332a b a b a b =+化简可得答案; 对于D ,根据112n n b b a a d d +-=可得答案. 【详解】 对于A,因为为等差数列,所以=即== 化简得()21120d a -=,所以112d a =,故A 正确;对于B ,因为{}n n S T +为等差数列,所以()2211332S T S T S T +=+++, 所以()11121111122223333a d b d a b a d b d +++=+++++, 所以120d d +=,故B 正确;对于C ,因为{}n n a b 为等差数列,所以2211332a b a b a b =+, 所以11121111122()()(2)(2)a d b d a b a d b d ++=+++, 化简得120d d =,所以10d =或20d =,故C 不正确;对于D ,因为11(1)n a a n d =+-,且*n b N ∈,所以11(1)n b n a a b d =+-()112111a b n d d =++--⎡⎤⎣⎦,所以()()1111211n b a a b d n d d =+-+-,所以()()()11111211112111n n b b a a a b d nd d a b d n d d +-=+-+-----12d d =, 所以{}n b a 也为等差数列,且公差为12d d ,故D 不正确. 故选:AB 【点睛】关键点点睛:利用等差数列的定义以及等差中项求解是解题关键.4.设数列{}{},n n a b 的前n 项和分别为,n n S T ,1121,n n n S S S n++==,且212n n n n a b a a ++=,则下列结论正确的是( ) A .20202020a = B .()12n n n S += C .()112n b n n =-+D .1334n T n ≤-< 【答案】ABD 【分析】可由累乘法求得n S 的通项公式,再由()12n n n S +=得出n a n =,代入212n n n n a b a a ++=中可得()112n b n n =++.由裂项相消法求出n T ,利用数列的单调性证明1334n T n ≤-<.【详解】由题意得,12n n S n S n++=, ∴当2n ≥时,121121112n n n n n S S S n n S S S S S n n ---+=⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅--()13112n n +⋅=,且当1n =时也成立, ∴ ()12n n n S +=,易得n a n =,∴ 20202020a =,故,A B 正确; ∴ ()()()211111112222n n b n n n n n n +⎛⎫==+=+- ⎪+++⎝⎭,∴11111111111111112324351122212n T n n n n n n n n ⎛⎫⎛⎫=+-+-+-++-+-=++-- ⎪ ⎪-++++⎝⎭⎝⎭3111342124n n n n ⎛⎫=+-+<+ ⎪++⎝⎭, 又n T n -随着n 的增加而增加, ∴1113n T n T -≥-=,∴1334n T n ≤-<,C 错误,D 正确, 故选:ABD. 【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.5.已知等差数列{}n a 中,59a a =,公差0d >,则使得前n 项和n S 取得最小值的正整数n 的值是( ) A .5 B .6C .7D .8【答案】BC 【分析】分析出数列{}n a 为单调递增数列,且70a =,由此可得出结论. 【详解】在等差数列{}n a 中,59a a =,公差0d >,则数列{}n a 为递增数列,可得59a a <,59a a ∴=-,可得5975202a a a a +==>,570a a ∴<=,所以,数列{}n a 的前6项均为负数,且70a =, 因此,当6n =或7时,n S 最小. 故选:BC. 【点睛】方法点睛:本题考查等差数列前n 项和最大值的方法如下:(1)利用n S 是关于n 的二次函数,利用二次函数的基本性质可求得结果; (2)解不等式0n a ≥,解出满足此不等式的最大的n 即可找到使得n S 最小.6.设数列{}n a 的前n 项和为*()n S n N ∈,关于数列{}n a ,下列四个命题中正确的是( )A .若1*()n n a a n N +∈=,则{}n a 既是等差数列又是等比数列B .若2n S An Bn =+(A ,B 为常数,*n N ∈),则{}n a 是等差数列C .若()11nn S =--,则{}n a 是等比数列D .若{}n a 是等差数列,则n S ,2n n S S -,*32()n n S S n N -∈也成等差数列【答案】BCD 【分析】利用等差等比数列的定义及性质对选项判断得解. 【详解】选项A: 1*()n n a a n N +∈=,10n n a a +∴-=得{}n a 是等差数列,当0n a =时不是等比数列,故错; 选项B:2n S An Bn =+,12n n a a A -∴-=,得{}n a 是等差数列,故对;选项C: ()11nn S =--,112(1)(2)n n n n S S a n --∴-==⨯-≥,当1n =时也成立,12(1)n n a -∴=⨯-是等比数列,故对;选项D: {}n a 是等差数列,由等差数列性质得n S ,2n n S S -,*32()n n S S n N -∈是等差数列,故对; 故选:BCD 【点睛】熟练运用等差数列的定义、性质、前n 项和公式是解题关键.7.在n n n A B C (1,2,3,n =)中,内角,,n n n A B C 的对边分别为,,n n n a b c ,n n n A B C 的面积为n S ,若5n a =,14b =,13c =,且222124n n n a c b ++=,222124n n n a b c ++=,则( ) A .n n n A B C 一定是直角三角形B .{}n S 为递增数列C .{}n S 有最大值D .{}n S 有最小值【答案】ABD 【分析】先结合已知条件得到()222211125=252n n n n b c b c +++-+-,进而得到22225=n n n b c a +=,得A 正确,再利用面积公式得到递推关系1221875=644n n S S ++,通过作差法判定数列单调性和最值即可. 【详解】 由222124n n n a c b ++=,222124n n n a b c ++=得,222222112244n n n n n n a c a b bc+++++=+()2221122n n n a b c =++()2225122n n b c =++,故()222211125=252n n n n b c b c +++-+-, 又221125=0b c +-,22250n n b c ∴+-=,22225=n n n b c a ∴+=,故n n n A B C 一定是直角三角形,A 正确;n n n A B C 的面积为12n n n S b c =,而()4222222222221124224416n n n n n n n n n n n n a b c a b c a c a b b c +++++++=⨯=, 故()42222222222111241875161875==1616641n n n n n n n n n n n a b c a b bS S c c S +++++++==+,故22212218751875==6446434n n n n n S S SS S +-+--,又22125=244n n n n n b c b c S +=≤(当且仅当=n n b c 22121875=06344n n n S SS +∴--≥,又由14b =,13c =知n n b c ≠不是恒成立,即212n n S S +>,故1n n S S +>,故{}n S 为递增数列,{}n S 有最小值16=S ,无最大值,故BD 正确,C 错误. 故选:ABD. 【点睛】本题解题关键是利用递推关系得到()222211125=252n n n n b c b c +++-+-,进而得到22225=n n n b c a +=,再逐步突破.数列单调性常用作差法判定,也可以借助于函数单调性判断.8.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,218a =,512a =,则下列选项正确的是( ) A .2d =- B .122a =C .3430a a +=D .当且仅当11n =时,n S 取得最大值【答案】AC 【分析】先根据题意得等差数列{}n a 的公差2d =-,进而计算即可得答案. 【详解】解:设等差数列{}n a 的公差为d ,则52318312a a d d =+=+=,解得2d =-.所以120a =,342530a a a a +=+=,11110201020a a d =+=-⨯=, 所以当且仅当10n =或11时,n S 取得最大值. 故选:AC 【点睛】本题考查等差数列的基本计算,前n 项和n S 的最值问题,是中档题. 等差数列前n 项和n S 的最值得求解常见一下两种情况:(1)当10,0a d ><时,n S 有最大值,可以通过n S 的二次函数性质求解,也可以通过求满足10n a +<且0n a >的n 的取值范围确定;(2)当10,0a d <>时,n S 有最小值,可以通过n S 的二次函数性质求解,也可以通过求满足10n a +>且0n a <的n 的取值范围确定;二、平面向量多选题9.如图,A 、B 分别是射线OM 、ON 上的点,下列以O 为起点的向量中,终点落在阴影区域内的向量是( )A .2OA OB + B .1123OA OB +C .3143OA OB + D .3145OA OB + 【答案】AC 【分析】利用向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于:OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1.据此即可判断出答案. 【详解】由向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于: OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1. 证明如下:如图所示,点P 是阴影区域内的任意一点,过点P 作PE //ON ,PF //OM ,分别交OM ,ON 于点E ,F ;PE 交AB 于点P ′,过点P ′作P ′F ′//OM 交ON 于点F ′,则存在唯一一对实数(x ,y ),(u ′,v ′),使得OP xOE yOF u OA v OB ''''=+=+,且u ′+v ′=1,u ′,v ′唯一;同理存在唯一一对实数x ′,y ′使得OP x OE y OF uOA vOB =+=+'', 而x ′=x ,y ′>y ,∴u =u ′,v >v ′,∴u +v >u ′+v ′=1,对于A ,∵1+2>1,根据以上结论,∴点P 位于阴影区域内,故A 正确; 对于B ,因为11123+<,所以点P 不位于阴影区域内,故B 不正确; 对于C ,因为311314312+=>,所以点P 位于阴影区域内,故C 正确; 对于D ,因为311914520+=<,所以点P 不位于阴影区域内,故D 不正确; 故选:AC. 【点睛】关键点点睛:利用结论:①点P 在直线AB 上等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1;②点P 位于阴影区域内等价于OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1求解是解题的关键.10.已知正三角形ABC 的边长为2,设2AB a =,BC b =,则下列结论正确的是( ) A .1a b +=B .a b ⊥C .()4a b b +⊥D .1a b ⋅=-【答案】CD 【分析】分析知1a =,2=b ,a 与b 的夹角是120︒,进而对四个选项逐个分析,可选出答案. 【详解】分析知1a =,2=b ,a 与b 的夹角是120︒. 由12cos12010a b ︒⋅=⨯⨯=-≠,故B 错误,D 正确;由()22221243a ba ab b +=+⋅+=-+=,所以3a b +=,故A 错误; 由()()2144440a b b a b b +⋅=⋅+=⨯-+=,所以()4a b b +⊥,故C 正确.故选:CD 【点睛】本题考查正三角形的性质,考查平面向量的数量积公式的应用,考查学生的计算求解能力,属于中档题.。
高考数学数列多选题知识点总结含答案一、数列多选题1.已知数列{},{}n n a b 均为递增数列,{}n a 的前n 项和为,{}n n S b 的前n 项和为,n T 且满足*112,2()n n n n n a a n b b n N +++=⋅=∈,则下列结论正确的是( )A .101a << B.11b <<C .22n n S T <D .22n n S T ≥【答案】ABC 【分析】利用数列单调性及题干条件,可求出11,a b 范围;求出数列{},{}n n a b 的前2n 项和的表达式,利用数学归纳法即可证明其大小关系,即可得答案. 【详解】因为数列{}n a 为递增数列, 所以123a a a <<,所以11222a a a <+=,即11a <, 又22324a a a <+=,即2122a a =-<, 所以10a >,即101a <<,故A 正确; 因为{}n b 为递增数列, 所以123b b b <<,所以21122b b b <=,即1b <又22234b b b <=,即2122b b =<, 所以11b >,即11b <<,故B 正确;{}n a 的前2n 项和为21234212()()()n n n S a a a a a a -=++++⋅⋅⋅++= 22(121)2[13(21)]22n n n n +-++⋅⋅⋅+-==,因为12n n n b b +⋅=,则1122n n n b b +++⋅=,所以22n n b b +=,则{}n b 的2n 项和为13212422()()n n n b b b b b b T -=++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=1101101122(222)(222)()(21)n n nb b b b --++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=+-1)1)n n>-=-,当n =1时,222,S T =>,所以22T S >,故D 错误; 当2n ≥时假设当n=k时,21)2k k ->21)k k ->, 则当n=k +11121)21)21)2k k k k k ++-=+-=->2221(1)k k k >++=+所以对于任意*n N ∈,都有21)2k k ->,即22n n T S >,故C 正确 故选:ABC 【点睛】本题考查数列的单调性的应用,数列前n 项和的求法,解题的关键在于,根据数列的单调性,得到项之间的大小关系,再结合题干条件,即可求出范围,比较前2n 项和大小时,需灵活应用等差等比求和公式及性质,结合基本不等式进行分析,考查分析理解,计算求值的能力,属中档题.2.(多选题)数列{}n a 满足()2*1n n n a a a n N+=-+∈,110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则以下说法正确的为( ) A .10n n a a +<<B .22221231n a a a a a +++⋅⋅⋅+<C .对任意正数b ,都存在正整数m 使得12311111111mb a a a a +++⋅⋅⋅+>----成立 D .11n a n <+ 【答案】ABCD 【分析】对于A ,结合二次函数的特点可确定正误;对于B ,将原式化简为111n a a a +-<,由10n a +>得到结果; 对于C ,结合1a 范围和A 中结论可确定12111111nn a a a ++⋅⋅⋅+>---,由此判断得到结果;对于D ,利用数学归纳法可证得结论. 【详解】对于A ,2211124n n n n a a a a +⎛⎫=-+=--+ ⎪⎝⎭,若10,2n a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则110,4n a +⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, 又110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,可知0n a >,10n a +>, 又210n n n a a a +-=-<,10n n a a +∴<<,A 正确; 对于B ,由已知得:21n n n a a a +=-,()()()2221212231111n n n n a a a a a a a a a a a a ++∴++⋅⋅⋅+=-+-+⋅⋅⋅+-=-<,B 正确;对于C ,由110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭及A 中结论得:1112na <-<,1121n a <<-,12111111nn a a a ∴++⋅⋅⋅+>---,显然对任意的正数b ,在在正整数m ,使得m b >,此时12311111111mb a a a a +++⋅⋅⋅+>----成立,C 正确; 对于D ,(i )当1n =时,由已知知:112a <成立, (ii )假设当()n k k N*=∈时,11nan <+成立, 则222111112411n nn n a a a a n n +⎛⎫⎛⎫=-+=--+<-+ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭, 又()()()221111012121n n n n n -+-=-<+++++,即()2111121n n n -+<+++, 112n a n +∴<+, 综上所述:当n *∈N 时,112n a n +<+,D 正确. 故选:ABCD. 【点睛】关键点点睛:本题考查数列与不等式的综合应用问题,关键在于能够熟练应用不等式的性质与函数的性质进行化简辨析,同时对于数列中的不等式证明问题,可采用数学归纳法进行证明.3.设数列{}n a 前n 项和n S ,且21n n S a =-,21log n n b a +=,则( ) A .数列{}n a 是等差数列 B .12n n aC .22222123213n na a a a -++++= D .122334111111n n b b b b b b b b +++++< 【答案】BCD 【分析】利用n S 与n a 的关系求出数列{}n a 的通项公式,可判断AB 选项的正误;利用等比数列的求和公式可判断C 选项的正误;利用裂项求和法可判断D 选项的正误. 【详解】对任意的n *∈N ,21n n S a =-.当1n =时,11121a S a ==-,可得11a =; 当2n ≥时,由21n n S a =-可得1121n n S a --=-, 上述两式作差得122n n n a a a -=-,可得12n n a a -=,所以,数列{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,11122n n n a --∴=⨯=,A 选项错误,B选项正确;()221124n n na --==,所以,22221231441143nn n a a a a --==-++++,C 选项正确; 212log log 2n n n b a n +===,()1111111n n b b n n n n +==-++, 所以,12233411111111111111112233411n n b b b b b b b b n n n +++++=-+-+-++-=-<++, D 选项正确. 故选:BCD. 【点睛】方法点睛:数列求和的常用方法:(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;(2)对于{}n n a b 型数列,其中{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,利用错位相减法求和;(3)对于{}n n a b +型数列,利用分组求和法;(4)对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭型数列,其中{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,利用裂项相消法求和.4.下列说法正确的是( )A .若{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,则k S ,2k k S S -,32k k S S -,…仍为等差数列()k N *∈B .若{}n a 为等比数列,n S 为其前n 项和,则k S ,2k k S S -,32k k S S -,仍为等比数列()k N *∈C .若{}n a 为等差数列,10a >,0d <,则前n 项和n S 有最大值D .若数列{}n a 满足21159,4n n n a a a a +=-+=,则121111222n a a a +++<--- 【答案】ACD 【分析】根据等差数列的定义,可判定A 正确;当1q =-时,取2k =,得到20S =,可判定B 错误;根据等差数列的性质,可判定C 正确;化简得到1111233n n n a a a +=----,利用裂项法,可判定D 正确. 【详解】对于A 中,设数列{}n a 的公差为d , 因为12k k S a a a =+++,2122k k k k k S S a a a ++-=+++,3221223k k k k k S S a a a ++-=+++,,可得()()()()22322k k k k k k k S S S S S S S k d k N *--=---==∈,所以k S ,2k k S S -,32k k S S -,构成等差数列,故A 正确;对于B 中,设数列{}n a 的公比为()0q q ≠,当1q =-时,取2k =,此时2120S a a =+=,此时不成等比数列,故B 错误; 对于C 中,当10a >,0d <时,等差数列为递减数列, 此时所有正数项的和为n S 的最大值,故C 正确;对于D 中,由2159n nn a a a +=-+,可得()()2135623n n n n n a a a a a +-=-+=-⋅-, 所以2n a ≠或3n a ≠, 则()()1111132332n n n n n a a a a a +==------,所以1111233n n n a a a +=----, 所以1212231111111111222333333n n n a a a a a a a a a ++++=-+-++---------- 1111111333n n a a a ++=-=----. 因为14a =,所以2159n nn n a a a a +=-+>,可得14n a +>,所以11113n a +-<-,故D 正确.故选:ACD 【点睛】方法点睛:由2159n nn a a a +=-+,得到()()2135623n n n n n a a a a a +-=-+=-⋅-,进而得出1111233n n n a a a +=----,结合“裂项法”求解是解答本题的难点和关键.5.设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,且12a =,38a =则( ) A .512a = B .公差3d =C .()261n S n n =+D .数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为64nn + 【答案】BCD 【分析】根据已知条件求出等差数列{}n a 的通项公式和前n 项和公式,即可判断选项A 、B 、C ,再利用裂项求和即可判断选项D. 【详解】因为数列{}n a 是等差数列,则312228a a d d =+=+=,解得:3d =,故选项B 正确; 所以()21331n a n n =+-⨯=-,对于选项A :535114a =⨯-=,故选项A 不正确;对于选项C :()()2222132612n n S n n n ++-⨯⎡⎤⎣⎦=⨯=+,所以故选项C 正确; 对于选项D :()()111111313233132n n a a n n n n +⎛⎫==- ⎪-+-+⎝⎭, 所以前n 项和为111111111325588113132n n ⎛⎫-+-+-++-⎪-+⎝⎭()611132322324n n n n n ⎛⎫=-== ⎪++⎝⎭+,故选项D 正确, 故选:BCD. 【点睛】方法点睛:数列求和的方法(1)倒序相加法:如果一个数列{}n a 的前n 项中首末两端等距离的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和即可以用倒序相加法(2)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可以用错位相减法来求;(3)裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,在求和时,中间的一些项可相互抵消,从而求得其和;(4)分组转化法:一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组转换法分别求和再相加减;(5)并项求和法:一个数列的前n 项和可以两两结合求解,则称之为并项求和,形如()()1nn a f n =-类型,可采用两项合并求解.6.将()23nn ≥个数排成n 行n 列的一个数阵,如图:11a 12a 13a ……1n a21a 22a 23a ……2n a 31a 32a 33a ……3n a……1n a 2n a 3n a ……nn a该数阵第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中0m >).已知113a =,61131a a =+,记这2n 个数的和为S .下列结论正确的有( )A .2m =B .767132a =⨯C .()1212j ij a i -=+⨯D .()()221nS n n =+-【答案】ACD 【分析】由题中条件113a =,61131a a =+,得23531m m +=+解得m 的值可判断A ;根据第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列可判断BC ;由等差数列、等比数列的前n 项和公式可判断D. 【详解】由113a =,61131a a =+,得23531m m +=+,所以2m =或13m =-(舍去),A 正确;()666735132a m m =+=⨯,B 错误;()()112132212j j ij a i i --=-+⨯=+⨯⎡⎤⎣⎦,C 正确;()()()111212122212n n n n nn S a a a a a a a a a =++++++++++++1121(12)(12)(12)121212n n n nn a a a ---=+++--- ()()()11211332(1)21212n nn n a a a n ++-⎛⎫=+++-=⨯- ⎪⎝⎭()()221n n n =+-,D 正确.故选:ACD. 【点睛】方法点睛:本题考查了分析问题、解决问题的能力,解答的关键是利用等比数列、等差数列的通项公式、求和公式求解,考查了学生的推理能力、计算能力.7.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,公差为d .已知312a =,120S >,70a <则( ) A .60a >B .数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是递增数列C .0n S <时,n 的最小值为13D .数列n n S a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭中最小项为第7项【答案】ACD 【分析】 由已知得()()612112712+12+220a a a a S ==>,又70a <,所以6>0a ,可判断A ;由已知得出2437d -<<-,且()12+3n a n d =-,得出[]1,6n ∈时,>0n a ,7n ≥时,0n a <,又()1112+3n a n d =-,可得出1na 在1,6n n N上单调递增,1na 在7n nN ,上单调递增,可判断B ;由()313117713+12203213a a a S a ⨯==<=,可判断C ;判断 n a ,n S 的符号, n a 的单调性可判断D ; 【详解】由已知得311+212,122d a a a d ===-,()()612112712+12+220a a a a S ==>,又70a <,所以6>0a ,故A 正确;由7161671+612+40+512+3>0+2+1124+7>0a a d d a a d d a a a d d ==<⎧⎪==⎨⎪==⎩,解得2437d -<<-,又()()3+312+3n a n d n d a =-=-,当[]1,6n ∈时,>0n a ,7n ≥时,0n a <,又()1112+3n a n d =-,所以[]1,6n ∈时,1>0na ,7n ≥时,10n a <,所以1na 在1,6nn N上单调递增,1na 在7nn N,上单调递增,所以数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭不是递增数列,故B 不正确;由于()313117713+12203213a a a S a ⨯==<=,而120S >,所以0n S <时,n 的最小值为13,故C 选项正确 ;当[]1,6n ∈时,>0n a ,7n ≥时,0n a <,当[]1,12n ∈时,>0n S ,13n ≥时,0n S <,所以当[]7,12n ∈时,0n a <,>0n S ,0nnS a <,[]712n ∈,时,n a 为递增数列,n S 为正数且为递减数列,所以数列n n S a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭中最小项为第7项,故D 正确;【点睛】本题考查等差数列的公差,项的符号,数列的单调性,数列的最值项,属于较难题.8.已知数列{}n a 中,112a =,且()11n n n a a a +=+,n *∈N ,则以下结论正确的是( ) A .11111n n n a a a +=-+ B .{}n a 是单调递增数列 C .211011111111a a a a +++>+++ D .若1212120111n n a a aa a a ⎡⎤+++=⎢⎥+++⎣⎦,则122n =([]x 表示不超过x 的最大整数) 【答案】ABD 【分析】利用裂项法可判断A 选项的正误;利用数列单调性的定义可判断B 选项的正误;利用裂项求和法可判断C 选项的正误;求出1212111nn a a aa a a ++++++的表达式,可判断D 选项的正误. 【详解】在数列{}n a 中,112a =,且()11n n n a a a +=+,n *∈N ,则()21110a a a =+>,()32210a a a =+>,,依此类推,可知对任意的n *∈N ,0n a >.对于A 选项,()()()111111111n n n n n n n n n a a a a a a a a a ++-===-+++,A 选项正确; 对于B 选项,210n n n a a a +-=>,即1n n a a +>,所以,数列{}n a 为单调递增数列,B 选项正确;对于C 选项,由A 选项可知,11111n n n a a a +=-+, 所以,1212231011111110111111111111111a a a a a a a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++=-+-++-=-< ⎪ ⎪⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭,C 选项错误; 对于D 选项,12122311111111111111111n n n n a a a a a a a a a a a ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++=-+-++-=- ⎪ ⎪⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以,()()()12121212111111111111n nn n a a a a a a a a a a a a +-+++=+++++++++-+-+121111111112111n n n n n n a a a a a a ++⎛⎫⎛⎫=-+++=--=-+ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭,由112a =,且()11n n n a a a +=+得234a =,32116a =,又{}n a 是单调递增数列,则3n ≥时,1n a >,则101na <<, 从而1122120n n n a +⎡⎤-=-=⎢⎥⎣⎦+,得122n =,D 选项正确. 故选:ABD. 【点睛】方法点睛:数列求和的常用方法:(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;(2)对于{}n n a b 型数列,其中{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,利用错位相减法求和;(3)对于{}n n a b +型数列,利用分组求和法;(4)对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭型数列,其中{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,利用裂项相消法求和.二、平面向量多选题9.下列命题中真命题的是( )A .向量a 与向量b 共线,则存在实数λ使a =λb (λ∈R )B .a ,b 为单位向量,其夹角为θ,若|a b -|>1,则3π<θ≤πC .A 、B 、C 、D 是空间不共面的四点,若AB •AC =0,AC •AD =0,AB •AD =0则△BCD 一定是锐角三角形D .向量AB ,AC ,BC 满足AB AC BC =+,则AC 与BC 同向 【答案】BC 【分析】对于A :利用共线定理判断 对于B :利用平面向量的数量积判断 对于C :利用数量积的应用判断 对于D :利用向量的四则运算进行判断 【详解】对于A :由向量共线定理可知,当0b =时,不成立.所以A 错误. 对于B :若|a b -|>1,则平方得2221a a b b -⋅+>,即12a b ⋅<,又1||2a b a b cos cos θθ⋅=⋅=<,所以3π<θ≤π,即B 正确.对于C :()()220BC BD AC AB AD AB AC AD AC AB AB AD AB AB ⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+=>,0||BC BD cosB BC BD ⋅=⋅>,即B 为锐角,同理A ,C 也为锐角,故△BCD 是锐角三角形,所以C 正确.对于D :若AB AC BC =+,则AB AC BC CB -==,所以0CB =,所以则AC 与BC 共线,但不一定方向相同,所以D 错误. 故选:BC.【点睛】(1)多项选择题是2020年高考新题型,需要要对选项一一验证;(2)要判断一个命题错误,只需举一个反例就可以;要证明一个命题正确,需要进行证明.10.已知ABC 是边长为2的等边三角形,D 是边AC 上的点,且2AD DC =,E 是AB 的中点,BD 与CE 交于点O ,那么( )A .0OE OC +=B .1AB CE ⋅=-C .3OA OB OC ++=D .13DE = 【答案】AC【分析】建立平面直角坐标系,结合线段位置关系以及坐标形式下模长的计算公式逐项分析.【详解】建立平面直角坐标系如下图所示:取BD 中点M ,连接ME ,因为,M E 为,BD BA 中点,所以1//,2ME AD ME AD =,又因为12CD AD =, 所以//,ME CD ME CD =,所以易知EOM COD ≅,所以O 为CE 中点, A .因为O 为CE 中点,所以0OE OC +=成立,故正确;B .因为E 为AB 中点,所以AB CE ,所以0AB CE ⋅=,故错误;C .因为()()(,1,0,1,0,O A B C ⎛- ⎝⎭,所以1,1,0,0,2222OA OB OC ⎛⎛⎫⎛⎛++=-+--+=- ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以32OA OB OC ++=,故正确;D .因为()1,,0,033D E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,所以1,33DE ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭,所以133DE =,故错误, 故选:AC.【点睛】关键点点睛:对于规则的平面图形(如正三角形、矩形、菱形等)中的平面向量的数量积和模长问题,采用坐标法计算有时会更加方便.。
文科数列专题复习一、等差数列与等比数列1.基本量的思想:常设首项、(公差)比为基本量,借助于消元思想及解方程组思想等。
转化为“基本量”是解决问题的基本方法。
2.等差数列与等比数列的联系1)若数列{}n a 是等差数列,则数列}{n aa 是等比数列,公比为da ,其中a 是常数,d是{}n a 的公差。
(a>0且a ≠1);2)若数列{}n a 是等比数列,且0n a >,则数列{}log a n a 是等差数列,公差为log a q ,其中a 是常数且0,1a a >≠,q 是{}n a 的公比。
3)若{}n a 既是等差数列又是等比数列,则{}n a 是非零常数数列。
3.等差与等比数列的比较4、典型例题分析【题型1】等差数列与等比数列的联系例1 (文16)已知{a n}是公差不为零的等差数列,a1=1,且a1,a3,a9成等比数列.(Ⅰ)求数列{a n}的通项;(Ⅱ)求数列{2an}的前n项和S n.解:(Ⅰ)由题设知公差d≠0,由a1=1,a1,a3,a9成等比数列得121d+=1812dd++,解得d=1,d=0(舍去),故{a n}的通项a n=1+(n-1)×1=n. (Ⅱ)由(Ⅰ)知2m a=2n,由等比数列前n项和公式得S m=2+22+23+…+2n=2(12)12n--=2n+1-2.小结与拓展:数列{}n a是等差数列,则数列}{n a a是等比数列,公比为d a,其中a是常数,d是{}n a的公差。
(a>0且a≠1).【题型2】与“前n项和Sn与通项an”、常用求通项公式的结合例2 已知数列{a n}的前三项与数列{b n}的前三项对应相同,且a1+2a2+22a3+ (2)-1an=8n对任意的n∈N *都成立,数列{bn+1-b n}是等差数列.求数列{a n}与{b n}的通项公式。
解:a1+2a2+22a3+…+2n-1a n=8n(n∈N*) ①当n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2a n-1=8(n-1)(n∈N*) ②①-②得2n-1a n=8,求得a n=24-n,在①中令n=1,可得a1=8=24-1,∴a n=24-n(n∈N*).由题意知b1=8,b2=4,b3=2,∴b2-b1=-4,b3-b2=-2,∴数列{b n+1-b n}的公差为-2-(-4)=2,∴b n+1-b n=-4+(n-1)×2=2n-6,法一(迭代法)b n=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(b n-b n-1)=8+(-4)+(-2)+…+(2n-8)=n2-7n+14(n∈N*).法二(累加法)即b n -b n -1=2n -8, b n -1-b n -2=2n -10, …b 3-b 2=-2, b 2-b 1=-4, b 1=8,相加得b n =8+(-4)+(-2)+…+(2n -8)=8+(n -1)(-4+2n -8)2=n 2-7n +14(n∈N *).小结与拓展:1)在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项a n 的关系为:⎩⎨⎧∈≥-===-)N n ,2( )1(111n S S n S a a n n n .是重要考点;2)韦达定理应引起重视;3)迭代法、累加法及累乘法是求数列通项公式的常用方法。
【题型3】 中项公式与最值(数列具有函数的性质)例3 (文)在等比数列{a n }中,a n >0 (n ∈N *),公比q ∈(0,1),且a 1a 5 + 2a 3a 5 +a2a 8=25,a 3与a s 的等比中项为2。
(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2 a n ,数列{b n }的前n 项和为S n 当1212n S S S n++•••+最大时,求n 的值。
解:(1)因为a 1a 5 + 2a 3a 5 +a 2a 8=25,所以,23a + 2a 3a 5 +25a =25又a n >o ,…a 3+a 5=5 又a 3与a 5的等比中项为2,所以,a 3a 5=4 而q ∈(0,1),所以,a 3>a 5,所以,a 3=4,a 5=1,12q =,a 1=16,所以, 1511622n n n a --⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭(2)b n =log 2 a n =5-n ,所以,b n +1-b n =-1,所以,{b n }是以4为首项,-1为公差的等差数列。
所以,(9),2n n n S -=92n S nn -= 所以,当n ≤8时,n S n >0,当n =9时,n S n =0,n >9时,n Sn<0,当n =8或9时,1212n S S S n++•••+最大。
小结与拓展:1)利用配方法、单调性法求数列的最值;2)等差中项与等比中项。
二、数列的前n 项和1.前n 项和公式Sn 的定义: S n =a 1+a 2+…a n 。
2.数列求和的方法(1)(1)公式法:1)等差数列求和公式;2)等比数列求和公式;3)可转化为等差、等比数列的数列;4)常用公式:1nk k ==∑12123(1)n n n ++++=+;21nk k==∑222216123(1)(21)n n n n ++++=++;31n k k ==∑33332(1)2123[]n n n +++++=;1(21)n k k =-=∑2n 1)-(2n ...531=++++。
(2)分组求和法:把数列的每一项分成多个项或把数列的项重新组合,使其转化成等差数列或等比数列,然后由等差、等比数列求和公式求解。
(3)倒序相加法:如果一个数列{a n },与首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一常数,那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法。
如:等差数列的前n 项和即是用此法推导的。
(4)裂项相消法:即把每一项都拆成正负两项,使其正负抵消,只余有限几项,可求和。
适用于⎭⎬⎫⎩⎨⎧+1n n a a c 其中{n a }是各项不为0的等差数列,c 为常数;部分无理数列、含阶乘的数列等。
如:1)11n n aa +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭和⎧⎫(其中{}n a 等差)可裂项为:111111()n n n n a a d aa ++=-⋅;21d=。
(根式在分母上时可考虑利用分母有理化,因式相消 求和) 常见裂项公式:(1)111(1)1n n nn ++=-;(2)1111()()n n k k nn k++=-;(3)1111(1)(1)2(1)(1)(2)[]n n n n n n n -++++=-;(4)11(1)!!(1)!n n n n ++=-(5)常见放缩公式:212==.3.典型例题分析【题型1】 公式法例1 等比数列{}n a 的前n项和S n=2n-p ,则2232221n a a a a ++++ =________.解:1)当n=1时,p -2a 1=;2)当2n ≥时,1-n 1-n n1-n n n 2p)-(2-p)-(2S -S a ===。
因为数列{}n a 为等比数列,所以1p 12p -2a 1-11=⇒===从而等比数列{}n a 为首项为1,公比为2的等比数列。
故等比数列{}2n a 为首项为1,公比为4q 2=的等比数列。
1)-(4314-1)4-1(1nn 2232221==++++na a a a小结与拓展:1)等差数列求和公式;2)等比数列求和公式;3)可转化为等差、等比数列 的数列;4)常用公式:(见知识点部分)。
5)等比数列的性质:若数列{}n a 为等比数列,则数列{}2n a 及⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1也为等比数列,首项分别为21a 、1a 1,公比分别为2q 、q1。
【题型2】 分组求和法例2 (文18)数列{}n a 中,11a =,且点1(, )n n a a +()n *∈N 在函数()2f x x =+的图象上.求数列{}n a 的通项公式解:∵点1(, )n n a a +在函数()2f x x =+的图象上,∴12n n a a +=+。
∴12n n a a +-=,即数列}{n a 是以11a =为首项,2为公差的等差数列,∴1(1)221n a n n =+-⨯=-。
【题型3】 裂项相消法例3 (文19改编)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,141n n S a +=+,设12n n n b a a +=-.(Ⅰ)证明数列{}n b 是等比数列;(Ⅱ)数列{}n c 满足21log 3n n c b =+*()n ∈N ,求1223341n n n T c c c c c c c c +=++++。
证明:(Ⅰ)由于141n n S a +=+, ① 当2n ≥时,141n n S a -=+. ②① -②得 1144n n n a a a +-=-. 所以 1122(2)n n n n a a a a +--=-. 又12n n n b a a +=-, 所以12n n b b -=.因为11a =,且12141a a a +=+,所以21314a a =+=.所以12122b a a =-=.故数列{}n b 是首项为2,公比为2的等比数列. 解:(Ⅱ)由(Ⅰ)可知2n n b =,则211log 33n n c b n ==++(n ∈*N ). 1223341n n n T c c c c c c c c +=++++1111455667(3)(4)n n =++++⨯⨯⨯++1144n =-+4(4)n n =+. 小结与拓展:裂项相消法是把每一项都拆成正负两项,使其正负抵消,只余有限几项,可求和。
它适用于⎭⎬⎫⎩⎨⎧+1n n a a c 其中{n a }是各项不为0的等差数列,c 为常数;部分无理数列、含阶乘的数列等。
4.数列求和的方法(2)(5)错位相减法:适用于差比数列(如果{}n a 等差,{}n b 等比,那么{}n n a b 叫做差比数列)即把每一项都乘以{}n b 的公比q ,向后错一项,再对应同次项相减,转化为等比数列求和。
如:等比数列的前n 项和就是用此法推导的. (6)累加(乘)法(7)并项求和法:一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)nf(n)类型,可采用两项合并求。
5.典型例题分析【题型4】 错位相减法例4 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n前n 项的和.解:由题可知{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++= ①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ② (设制错位) ①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS (错位相减)1122212+---=n n n∴ 1224-+-=n n n S【题型5】 并项求和法例5 求100S =1002-992+982-972+…+22-12解:100S =1002-992+982-972+…+22-12=(100+ 99)+(98+97)+…+(2+1)=5050.6.归纳与总结以上一个8种方法虽然各有其特点,但总的原则是要善于改变原数列的形式结构,使其能进行消项处理或能使用等差数列或等比数列的求和公式以及其它已知的基本求和公式来解决,只要很好地把握这一规律,就能使数列求和化难为易,迎刃而解。