高考数学一轮复习专题4.6数列与其他知识的综合运用练习(含解析)
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数列的综合应用时间:45分钟分值:100分一、选择题(每小题5分,共30分)1.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -1,则此数列的奇数项的前n 项和是()A.13(2n +1-1)B.13(2n +1-2) C.13(22n -1)D.13(22n -2) 解析:由S n =2n -1,得a n =2n -1,∴数列{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列. ∴此数列的奇数项的前n 项和为a 1[1-(q 2)n ]1-q 2=1-22n 1-4=13(22n -1).答案:C2.已知a ,b ,a +b 成等差数列,a ,b ,ab 成等比数列,且0<log m (ab )<1,则m 的取值范围是()A .(0,1)B .(1,+∞)C .(0,8)D .(8,+∞)解析:∵a ,b ,a +b 成等差数列, ∴2b =2a +b ,b =2a .① ∵a ,b ,ab 成等比数列,∴a ≠0,b ≠0,且b 2=a 2b ,b =a 2.②由①②知a2=2a,a=2,b=4,ab=8.∵0<log m(ab)=log m8<1,∴m>8.答案:D3.一套共7册的书计划每两年出一册,若出完全部,各册书公元年代之和为13958,则出齐这套书的年份是() A.1994B.1996C.1998D.2000解析:设出齐这套书的年份是x,则(x-12)+(x-10)+(x-8)+…+x=13958,∴7x-7(12+0)2=13958,x=2000.答案:D4.(2009·宁夏银川一模)已知正数组成的等差数列{a n}的前20项的和为100,那么a7·a14的最大值为() A.25B.50C.100D.不存在解析:由S20=100得a1+a20=10,∴a7+a14=10.又a7>0,a14>0,∴a7·a14≤(a7+a142)2=25.答案:A5.(2009·河南郑州一模)数列{a n}中,a1=1,a n,a n+1是方程x2-(2n+1)x+1b n=0的两个根,则数列{b n}的前n项和S n等于()A.n2n+1B.n n+1C.12n+1D.1 n+1解析:∵a n,a n+1是方程x2-(2n+1)x+1b n=0的两个根,∴a n+a n+1=2n+1,a n·a n+1=1 b n.∴b n=1a n·a n+1.又a1=1,∴a2=2,a3=3,…,a n=n.∴S n=b1+b2+…+b n=11×2+12×3+…+1n(n+1)=1-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=n n+1.答案:B6.已知数列{a n}的通项公式a n=3n2-(9+a)n+6+2a(其中a为常数),若a6与a7两项中至少有一项是a n的最小值,则实数a的取值范围是() A.[24,36]B.[27,33]C.{a|27≤a≤33,a∈N*}D.{a|24≤a≤36,a∈N*}解析:设f (x )=3x 2-(9+a )x +6+2a ,其对称轴为x =9+a 6,当112≤9+a 6≤152时,即24≤a ≤36时,a 6与a 7至少有一项是a n 的最小值. 答案:A二、填空题(每小题5分,共20分)7.有这样一首诗:“有个学生资性好,一部《孟子》三日了,每日添增一倍多,问君每日读多少?”(注:《孟子》全书共34685字,“一倍多”指一倍),由此诗知该君第二日读的字数为__________.解析:设第一日读的字数为a ,由“每日添增一倍多”得此数列是以a 为首项,2为公比的等比数列,可求得三日共读的字数为a (1-23)1-2=7a =34685,解得a =4955,∴2a =9910,即该君第二日读的字数为9910.答案:99108.在等差数列{a n }中,满足3a 4=7a 7,且a 1>0,S n 是数列{a n }前n 项的和,若S n 取得最大值,则n =__________.解析:设公差d ,由题设3(a 1+3d )=7(a 1+6d ), 所以d =-433a 1<0.解不等式a n >0,即a 1+(n -1)(-433a 1)>0,所以n <374,则n ≤9,当n ≤9时,a n >0,同理可得n ≥10时,a n <0. 故当n =9时,S n 取得最大值. 答案:99.已知数列{a n }满足a n +1a n=n +2n(n ∈N *),且a 1=1,则a n =__________.解析:本题考查利用递推公式确定数列通项公式.据已知有:n ≥2时利用累乘法得:a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a na n -1=1·31·42·53·…·n n -2·n +1n -1=n (n +1)2,又验证知a 1=1也适合,故a n =n (n +1)2.答案:n (n +1)210.设函数f (x )定义如下表,数列{x n }满足x 0=5,且对任意自然数均有x n +1=f (x n ),则x 2006的值为__________.解析:∵x 0=5,x n +1=(n ),∴x 1=f (x 0)=f (5)=2,x 2=f (x 1)=f (2)=1,x 3=f (x 2)=f (1)=4,x 4=f (x 3)=f (4)=5.从而知数列{x n }是以4为周期的数列,而x 2006=f (x 2005)=f (x 1)=f (2)=1.答案:1三、解答题(共50分)11.(15分)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3=5,S 15=225;数列{b n }是等比数列,b 3=a 2+a 3,b 2b 5=128.(1)求数列{a n }的通项a n 及数列{b n }的前8项和T 8; (2)求使得1a n -7>14成立的正整数n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知a 1+2d =5,15a 1+12×15×14d =225,即⎩⎨⎧a 1+2d =5,a 1+7d =15,解得d =2,a 1=1, 所以a n =2n -1.设等比数列{b n }的公比为q , 因为b 3=a 2+a 3,所以b 1q 2=8,因为b 2b 5=128,所以b 21q 5=128,解得q =2,b 1=2,T 8=2×(1-28)1-2=510.(2)1a n -7>14即12n -8>14, 解之得4<n <6,所以n =5.12.(15分)(2010·福建泉州一模)某城市决定对城区住房进行改造,在新建住房的同时拆除部分旧住房.第一年建新住房a m 2,第二年到第四年,每年建设的新住房比前一年增长100%,从第五年起,每年建设的新住房都比前一年减少a m 2;已知旧住房总面积为32a m 2,每年拆除的数量相同.(1)若10年后该城市住房总面积正好比改造前的住房总面积翻一番,则每年拆除的旧住房面积是多少m 2?(2)求前n (1≤n ≤10且n ∈N )年新建住房总面积S n .解:(1)10年后新建住房总面积为a +2a +4a +8a +7a +6a +5a +4a +3a +2a =42a .设每年拆除的旧住房为x m 2, 则42a +(32a -10x )=2×32a ,解得x =a ,即每年拆除的旧住房面积是a m 2. (2)设第n 年新建住房面积为a ,则a n =⎩⎨⎧2n -1a ,1≤n ≤4,(12-n )a ,5≤n ≤10.所以当1≤n ≤4时,S n =(2n -1)a ;当5≤n ≤10时,S n =a +2a +4a +8a +7a +6a +…+(12-n )a =15a +(n -4)(19-n )a 2=(23n -n 2-46)a 2,故S n =⎩⎪⎨⎪⎧(2n -1)a ,1≤n ≤4且n ∈N ,(23n -n 2-46)2a ,5≤n ≤10且n ∈N .13.(20分)(2009·江西高考)各项均为正数的数列{a n },a 1=a ,a 2=b ,且对满足m +n =p +q 的正整数m ,n ,p ,q 都有a m +a n(1+a m )(1+a n )=a p +a q(1+a p )(1+a q ).(1)当a =12,b =45时,求通项a n ;(2)证明:对任意a ,存在与a 有关的常数λ,使得对于每个正整数n ,都有1λ≤a n ≤λ.解:(1)由a m +a n (1+a m )(1+a n )=a p +a q(1+a p )(1+a q )得a 1+a n (1+a 1)(1+a n )=a 2+a n -1(1+a 2)(1+a n -1),将a 1=12,a 2=45代入上式化简得a n =2a n -1+1a n -1+2,所以1-a n 1+a n =13·1-a n -11+a n -1.故数列{1-a n 1+a n}为等比数列,从而1-a n 1+a n =13n ,即a n =3n -13n +1.可验证,a n =3n -13n +1满足题设条件.(2)由题设a m +a n(1+a m )(1+a n )的值仅与m +n 有关,记为b m +n ,则b n +1=a 1+a n(1+a 1)(1+a n )=a +a n(1+a )(1+a n )考察函数f (x )=a +x(1+a )(1+x )(x >0),则在定义域上有f (x )≥g (a )=⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧11+a ,a >112,a =1a1+a,0<a <1故对n ∈N *,b n +1≥g (a )恒成立.又b2n=2a n(1+a n)2≥g(a),注意到0<g(a)≤12,解上式得:g(a)1-g(a)+1-2g(a)=1-g(a)-1-2g(a)g(a)≤a n≤1-g(a)+1-2g(a)g(a),取λ=1-g(a)+1-2g(a)g(a),即有1λ≤a n≤λ.。
高三数学数列综合应用试题答案及解析1.已知数列{an }中,a1=2,an-an-1-2n=0(n≥2,n∈N*).(1)写出a2,a3的值(只写结果),并求出数列{an}的通项公式;(2)设bn=+++…+,若对任意的正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式t2-2mt+>bn恒成立,求实数t的取值范围.【答案】(1)a2=6,a3=12. an=n(n+1).(2)实数t的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞)【解析】解:(1)∵a1=2,an-an-1-2n=0(n≥2,n∈N*),∴a2=6,a3=12.当n≥3时,an -an-1=2n,a n-1-a n-2=2(n-1),又a3-a2=2×3,a2-a1=2×2,∴an -a1=2[n+(n-1)+…+3+2],∴an=2[n+(n-1)+…+3+2+1]=2×=n(n+1).当n=1时,a1=2;当n=2时,a2=6,也满足上式,∴数列{an }的通项公式为an=n(n+1).(2)bn=++…+=++…+=-+-+…+-=-==.令f(x)=2x+(x≥1),则f′(x)=2-,当x≥1时,f′(x)>0恒成立,∴函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,故当x=1时,f(x)min=f(1)=3,即当n=1时,(bn )max=.要使对任意的正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式t2-2mt+>bn恒成立,则需t2-2mt+>(bn )max=,即t2-2mt>0对∀m∈[-1,1]恒成立,∴,解得t>2或t<-2,∴实数t的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).2.一函数y=f(x)的图象在给定的下列图象中,并且对任意an ∈(0,1),由关系式an+1=f(a n)得到的数列{an }满足an+1>a n(n∈N*),则该函数的图象是()【答案】A【解析】由an+1>a n可知数列{a n}为递增数列,又由a n+1=f(a n)>a n可知,当x∈(0,1)时,y=f(x)的图象在直线y=x的上方,故选A.3.设函数)定义为如下数表,且对任意自然数n均有xn+1=的值为( ) A.1B.2C.4D.5【答案】D【解析】,又根据,所以有,,,, .,所以可知:,,故选D.【考点】数列的周期性4.是点集A到点集B的一个映射,且对任意,有.现对点集A中的点,,均有,点为(0,2),则线段的长度 .【答案】【解析】∵,∴,,,,,,…,根据变化规律可知,∴,,∴.【考点】1.数列的性质;2.两点间距离公式.5.传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家经常在沙滩上画点或用小石子表示数.他们研究过如图所示的三角形数:将三角形数1,3,6,10,…记为数列{an},将可被5整除的三角形数按从小到大的顺序组成一个新数列{bn},可以推测:(1)b2012是数列{an}中的第项;(2)b2k-1=.(用k表示)【答案】(1)5030(2)【解析】由以上规律可知三角形数1,3,6,10,…的一个通项公式为an=,写出其若干项有:1,3,6,10,15,21,28,36,45,55,66,78,91,105,120,…其中能被5整除的为10,15,45,55,105,120,…故b1=a4,b2=a5,b3=a9,b4=a10,b5=a14,b6=a15,….从而由上述规律可猜想:b2k =a5k= (k为正整数),b2k-1=a5k-1==,故b2012=b2×1006=a5×1006=a5030,即b2012是数列{an}中的第5030项.6.已知数列满足,则该数列的通项公式_________.【答案】【解析】∵,∴,∴,∴,,…,,∴,∴,∴.【考点】1.累加法求通项公式;2.裂项相消法求和.7.数列满足,则 .【答案】【解析】这类问题类似于的问题处理方法,在中用代换得(),两式相减得,,又,即,故.【考点】数列的通项公式.8.已知函数,记,若是递减数列,则实数的取值范围是______________.【答案】【解析】是递减数列,从开始是用式子计算,这时只要,即即可,关键是是通过二次式计算,根据二次函数的性质,应该有且,即且,解得,综上取值范围是.【考点】数列的单调性.9.已知数列{}的前n项和为,且,则使不等式成立的n的最大值为.【答案】4【解析】当时,,得,当时,,所以,所以,又因为适合上式,所以,所以,所以数列是以为首项,以4为公比的等比数列,所以,所以,即,易知的最大值为4.【考点】1.等比数列的求和公式;2.数列的通项公式.10.甲、乙两人用农药治虫,由于计算错误,在A、B两个喷雾器中分别配制成12%和6%的药水各10千克,实际要求两个喷雾器中的农药的浓度是一样的,现在只有两个容量为1千克的药瓶,他们从A、B两个喷雾器中分别取1千克的药水,将A中取得的倒入B中,B中取得的倒入A中,这样操作进行了n次后,A喷雾器中药水的浓度为,B喷雾器中药水的浓度为.(1)证明:是一个常数;(2)求与的关系式;(3)求的表达式.【答案】(1)18;(2);(3) .【解析】(1)利用n次操作后A和B的农药的和应与开始时农药的重量和相等建立等量关系,证明是一个常数;(2)借助第一问的结论和第n次后A中10千克的药水中农药的重量具有关系式,求解与的关系式;(3)根据第二问的递推关系,采用构造数列的思想进行求解.试题解析:(1)开始时,A中含有10=1.2千克的农药,B中含有10=0.6千克的农药,,A中含有千克的农药,B中含有千克的农药,它们的和应与开始时农药的重量和相等,从而(常数). 4分(2)第n次操作后,A中10千克的药水中农药的重量具有关系式:由(1)知,代入化简得① 8分(3)令,利用待定系数法可求出λ=—9,所以,可知数列是以为首项,为公比的等比数列.由①,,由等比数列的通项公式知:,所以. 12分【考点】1.数列的递推式;(2)数列的通项公式;(3)实际应用问题.11.等比数列的各项均为正数,且,则【答案】B【解析】等比数列中,所以【考点】等比数列性质及对数运算点评:等比数列中,若则,在对数运算中12.已知数列的首项为,对任意的,定义.(Ⅰ)若,(i)求的值和数列的通项公式;(ii)求数列的前项和;(Ⅱ)若,且,求数列的前项的和.【答案】(1) ,,(2) 当为偶数时,;当为奇数时,【解析】(Ⅰ) 解:(i),,………………2分由得当时,=………4分而适合上式,所以.………………5分(ii)由(i)得:……………6分……………7分…………8分(Ⅱ)解:因为对任意的有,所以数列各项的值重复出现,周期为. …………9分又数列的前6项分别为,且这六个数的和为8. ……………10分设数列的前项和为,则,当时,,……………11分当时,,…………12分当时所以,当为偶数时,;当为奇数时,. ……………13分【考点】数列的通项公式,数列的求和点评:解决的关键是对于数列的递推关系的理解和运用,并能结合裂项法求和,以及分情况讨论求和,属于中档题。
高考数学一轮复习《数列的综合运用》练习题(含答案)一、单选题1.某银行设立了教育助学低息贷款,其中规定一年期以上贷款月均等额还本付息(利息按月以复利计算).如果小新同学贷款10000元,一年还清,假设月利率为0.25%,那么小新同学每月应还的钱约为( )(1.002512≈1.03) A .833B .858C .883D .9022.某企业在今年年初贷款a 万元,年利率为γ,从今年年末开始每年偿还一定金额,预计五年内还清,则每年应偿还( ) A .()()5111a γγ++-万元 B .()()55111a γγγ++-万元C .()()54111a γγγ++-万元 D .()51a γγ+万元3.一种预防新冠病毒的疫苗计划投产两月后,使成本降64%,那么平均每月应降低成本( ) A .20%B .32%C .40%D .50%4.今年元旦,市民小王向朋友小李借款100万元用于购房,双方约定年利率为5%,按复利计算(即本年利息计入次年本金生息),借款分三次等额归还,从明年的元旦开始,连续三年都是在元旦还款,则每次的还款额约是( )万元.(四舍五入,精确到整数) (参考数据:()21.05 1.1025=,()31.05 1.1576=,()41.05 1.2155=) A .36B .37C .38D .395.随着新一轮科技革命和产业变革持续推进,以数字化、网络化、智能化以及融合化为主要特征的新型基础设施建设越来越受到关注.5G 基站建设就是“新基建”的众多工程之一,截至2020年底,我国已累计开通5G 基站超70万个,未来将进一步完善基础网络体系,稳步推进5G 网络建设,实现主要城区及部分重点乡镇5G 网络覆盖.2021年1月计划新建设5万个5G 基站,以后每个月比上一个月多建设1万个,预计我国累计开通500万个5G 基站时要到( ) A .2022年12月B .2023年2月C .2023年4月D .2023年6月6.我们知道,偿还银行贷款时,“等额本金还款法”是一种很常见的还款方式,其本质是将本金平均分配到每一期进行偿还,每一期的还款金额由两部分组成,一部分为每期本金,即贷款本金除以还款期数,另一部分是利息,即贷款本金与已还本金总额的差乘以利率.自主创业的大学生张华向银行贷款的本金为48万元,张华跟银行约定,按照等额本金还款法,每个月还一次款,20年还清,贷款月利率为0.4%,设张华第n 个月的还款金额为n a 元,则n a =( )A .2192B .39128n -C .39208n -D .39288n -7.高阶等差数列是数列逐项差数之差或高次差相等的数列,中国古代许多著名的数学家对推导高阶等差数列的求和公式很感兴趣,创造并发展了名为“垛积术”的算法,展现了聪明才智.如南宋数学家杨辉在《详解九章算法.商功》一书中记载的三角垛、方垛、刍甍垛等的求和都与高阶等差数列有关.如图是一个三角垛,最顶层有1个小球,第二层有3个,第三层有6个,第四层有10个,则第30层小球的个数为( )A .464B .465C .466D .4958.某单位用分期付款方式为职工购买40套住房,总房价1150万元.约定:2021年7月1日先付款150万元,以后每月1日都交付50万元,并加付此前欠款利息,月利率1%,当付清全部房款时,各次付款的总和为( ) A .1205万元B .1255万元C .1305万元D .1360万元9.小李在2022年1月1日采用分期付款的方式贷款购买一台价值a 元的家电,在购买1个月后的2月1日第一次还款,且以后每月的1日等额还款一次,一年内还清全部贷款(2022年12月1日最后一次还款),月利率为r .按复利计算,则小李每个月应还( ) A .()()1111111ar r r ++-元 B .()()1212111ar r r ++-元C .()11111a r +元D .()12111a r +元10.在流行病学中,基本传染数0R 是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.0R 一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定.对于0R 1>,而且死亡率较高的传染病,一般要隔离感染者,以控制传染源,切断传播途径.假设某种传染病的基本传染数0R 3=,平均感染周期为7天(初始感染者传染0R 个人为第一轮传染,经过一个周期后这0R 个人每人再传染0R 个人为第二轮传染……)那么感染人数由1个初始感染者增加到1000人大约需要的天数为(参考数据:63729=,541024=)( ) A .35B .42C .49D .5611.为了更好地解决就业问题,国家在2020年提出了“地摊经济”为响应国家号召,有不少地区出台了相关政策去鼓励“地摊经济”.老王2020年6月1日向银行借了免息贷款10000元,用于进货.因质优价廉,供不应求,据测算:每月获得的利润是该月初投入资金的20%,每月底扣除生活费1000元,余款作为资金全部用于下月再进货,如此继续,预计到2021年5月底该摊主的年所得收入为( )(取()111.27.5=,()121.29=) A .32500元B .40000元C .42500元D .50000元12.某病毒研究所为了更好地研究“新冠”病毒,计划改建十个实验室,每个实验室的改建费用分为装修费和设备费,每个实验室的装修费都一样,设备费从第一到第十实验室依次构成等比数列,已知第五实验室比第二实验室的改建费用高28万元,第七实验室比第四实验室的改建费用高112万元,并要求每个实验室改建费用不能超过1100万元.则该研究所改建这十个实验室投入的总费用最多需要( ) A .2806万元B .2906万元C .3106万元D .3206万元二、填空题13.小李向银行贷款14760元,并与银行约定:每年还一次款,分4次还清所有的欠款,且每年还款的钱数都相等,贷款的年利率为0.25,则小李每年所要还款的钱数是___________元.14.从2017年到2020年期间,某人每年6月1日都到银行存入1万元的一年定期储蓄.若年利率为20%保持不变,且每年到期的存款本息均自动转为新的一年定期储蓄,到2020年6月1日,该人去银行不再存款,而是将所有存款的本息全部取回,则取回的金额为_______万元.15.银行一年定期储蓄存款年息为r ,三年定期储蓄存款年息为q ,银行为吸收长期资金,鼓励储户存三年定期的存款,那么q 的值应略大于______.16.今年“五一”期间,北京十家重点公园举行免费游园活动,北海公园免费开放一天,早晨6时30分有2人进入公园,接下来的第一个30分钟内有4人进去1人出来,第二个30分钟内有8人进去2人出来,第三个30分钟内有16人进去3人出来,第四个30分钟内有32人进去4人出来…,按照这种规律进行下去,到上午11时30分公园内的人数是____.三、解答题17.一杯100℃的开水放在室温25℃的房间里,1分钟后水温降到85℃,假设每分钟水温变化量和水温与室温之差成正比. (1)求()*n n N ∈分钟后的水温n t ;(2)当水温在40℃到55℃之间时(包括40℃和55℃),为最适合饮用的温度,则在水烧开后哪个时间段饮用最佳.(参考数据:lg 20.3≈)18.某优秀大学生毕业团队响应国家号召,毕业后自主创业,通过银行贷款等方式筹措资金,投资72万元生产并经营共享单车,第一年维护费用为12万元,以后每年都增加4万元,每年收入租金50万元.(1)若扣除投资和维护费用,则从第几年开始获取纯利润?(2)若年平均获利最大时,该团队计划投资其它项目,问应在第几年转投其它项目?19.去年某地产生的生活垃圾为20万吨,其中14万吨垃圾以填埋方式处理,6万吨垃圾以环保方式处理.预计每年生活垃圾的总量递增5%,同时,通过环保方式处理的垃圾量每年增加1.5万吨.记从今年起每年生活垃圾的总量(单位:万吨)构成数列{}n a ,每年以环保方式处理的垃圾量(单位:万吨)构成数列{}n b . (1)求数列{}n a 和数列{}n b 的通项公式;(2)为了确定处理生活垃圾的预算,请求出从今年起n 年内通过填埋方式处理的垃圾总量的计算公式,并计算从今年起5年内通过填埋方式处理的垃圾总量(精确到0.1万吨).(参考数据41.05 1.215≈,51.05 1.276≈,61.05 1.340≈)20.2020年是充满挑战的一年,但同时也是充满机遇、蓄势待发的一年.突如其来的疫情给世界带来了巨大的冲击与改变,也在客观上使得人们更加重视科技的力量和潜能.某公司一下属企业从事某种高科技产品的生产.假设该企业第一年年初有资金5000万元,并将其全部投入生产,到当年年底资金增长了50%,预计以后每年资金年增长率与第一年相同.公司要求企业从第一年开始,每年年底上缴资金(2500)t t ≤万元,并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元. (1)写出1n a +与n a 的关系式,并判断{}2n a t -是否为等比数列;(2)若企业每年年底上缴资金1500t =,第*()m m N ∈年年底企业的剩余资金超过21000万元,求m 的最小值.21.流行性感冒是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病.某市去年11月份曾发生流感,据统计,11月1日该市的新感染者有30人,以后每天的新感染者比前一天的新感染者增加50人.由于该市医疗部门采取措施,使该种病毒的传播得到控制,从11月()*1929,k k k +≤≤∈N 日起每天的新感染者比前一天的新感染者减少20人. (1)若9k =,求11月1日至11月10日新感染者总人数;(2)若到11月30日止,该市在这30天内的新感染者总人数为11940人,问11月几日,该市新感染者人数最多?并求这一天的新感染者人数.22.教育储蓄是指个人按国家有关规定在指定银行开户、存入规定数额资金、用于教育目的的专项储蓄,是一种专门为学生支付非义务教育所需教育金的专项储蓄,储蓄存款享受免征利息税的政策.若你的父母在你12岁生日当天向你的银行教育储蓄账户存入1000元,并且每年在你生日当天存入1000元,连续存6年,在你十八岁生日当天一次性取出,假设教育储蓄存款的年利率为10%.(1)在你十八岁生日当天时,一次性取出的金额总数为多少?(参考数据:71.1 1.95≈) (2)当你取出存款后,你就有了第一笔启动资金,你可以用你的这笔资金做理财投资.如果现在有三种投资理财的方案: ①方案一:每天回报40元;②方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元; ③方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番. 你会选择哪种方案?请说明你的理由.23.已知数集{}()1212,,1,2n n A a a a a a a n =≤<<≥具有性质P ;对任意的(),1i j i j n ≤≤≤,i j a a 与j ia a 两数中至少有一个属于A .(Ⅰ)分别判断数集{}1,3,4与{}1,2,3,6是否具有性质P ,并说明理由; (Ⅱ)证明:11a =,且1211112nn na a a a a a a ---+++=+++; (Ⅲ)证明:当5n =时,成等比数列。
高考数学一轮复习《数列》练习题(含答案)一、单选题1.已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其n 前项和,若4511a a +=,则8S =( ) A .36B .40C .44D .472.8,2的等差中项是( ) A .±5B .±4C .5D .43.已知等比数列{}n a 中,3464,32a a a ==,则101268a a a a --的值为( )A .2B .4C .8D .164.若2(23n a n tn t =++为常数)*n N ∈,且数列{}n a 为单调递增数列,则实数t 的取值范围为( ) A .2t <-B .2t >-C .6t <-D .6t >-5.记n S 为数列{}n a 的前n 项和.若(8)(1,2,)n a n n n =-=,则( ) A .{}n a 有最大项,{}n S 有最大项 B .{}n a 有最大项,{}n S 有最小项 C .{}n a 有最小项,{}n S 有最大项D .{}n a 有最小项,{}n S 有最小项6.数列{}n a 满足:12a =,()111n n a a +-=,n S 是{}n a 的前n 项和,则2021S =( ) A .4042 B .2021 C .20232D .202127.在等差数列{}n a 中,若6a ,7a 是方程2320x x ++=的两根,则{}n a 的前12项的和为( ) A .6B .18C .-18D .-68.早在3000年前,中华民族的祖先就已经开始用数字来表达这个世界.在《乾坤谱》中,作者对易传“大衍之数五十”进行了一系列推论,用来解释中国传统文化中的太极衍生原理,如图.该数列从第一项起依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,60,72,…,若记该数列为{}n a ,则20212020a a -=( )A .2018B .2020C .2022D .20249.已知数列{}n a 的前n 项和27n S n n =-,若35<<k a ,则k =( ) A .8B .7C .6D .510.等比数列{}n b 的前n 项之积为n T ,若456b b b =,则5T =( ) A .1B .2C .3D .411.数列{}n a 满足1a m =,2212114,4(2)2,4n n n n n a n a n a a n ---⎧<=≥⎨≥⎩,若{}n a 为等比数列,则m 的取值范围是( ) A .(1,9]B .9,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .[2,9]D .[18,)+∞12.在等差数列{}n a 中,满足4737a a =,且10,n a S >,是{}n a 前n 项的和,若n S 取得最大值,则n =( ) A .7 B .8C .9D .10二、填空题13.已知数列{}n a 为等差数列,10a <且1231990a a a a ++++=,设()12n n n n b a a a n *++=∈N ,当{}n b 的前n 项和n S 最小时,n 的值组成的集合为______.14.已知数列{}n a 中各项是从1、0、-1这三个整数中取值的数列,n S 为其前n 项和,定义()21n n b a =+,且数列{}n b 的前n 项和为n T ,若30301,51S T =-=,则数列{}n a 的前30项中0的个数为_______个.15.已知等比数列{}n a 的各项均为正数,且1212222016,log log log n n n a a a a a +⋅=+++=______.16.n S 是等比数列{}n a 的前n 项和,若131n n S a -=⋅+(*n N ∈),则a =______.17.已知数列{}n a 满足11a =,21n nn a a a +=+,数列{}n b 的前n 项和n S ,1n n n a b a +=.若()100S k k Z <∈,则k 的最小值为_______________.三、解答题18.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{a n }为等差数列,a 1=12,d =-2. (1)求S n ,并画出{S n }(1≤n ≤13)的图象;(2)分别求{S n }单调递增、单调递减的n 的取值范围,并求{S n }的最大(或最小)的项; (3){S n }有多少项大于零?19.已知等差数列{}n a 满足37a =,616a =. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若当2n ≥时,113n n b b a -=,且13b =,求使0n b >的最大正整数n 的值.20.设{}n a 是各项都为正数的单调递增数列,已知19a =,且n a 满足关系式:19n n a a ++=+*n ∈N .(1)求{}n a 的通项公式; (2)若99n n b a n=+,求数列{}n b 的前n 项和n S .21.已知n S 是公差不为零的等差数列{}n a 的前n 项和,已知1055S =,且2a ,4a ,8a 成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若nn S b n=,求371141n b b b b -+++⋅⋅⋅+的值.22.已知数列{}n a 满足12n n a a +=+,n *∈N ,且2a ,5a ,14a 构成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设12nn n b a +=,求数列{}n b 的前n 项和n S .23.设等差数列{}n a 公差为d ,等比数列{}n b 公比为q ,已知d q =,111a b +=,221a b +=,431a b +=.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式; (2)求数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .(3)求数列211n n n n a a a b +++⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .24.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,0n a >,22=,n n n S a a n N *+∈. (1)求{}n a 的通项公式; (2)记22n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T .25.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足*21()n n S a n =-∈N ,数列{}n b 满足*1(1)(1)()n n nb n b n n n N +-+=+∈,且11b =.(1)证明数列n b n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,并求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若12214(1)(1)(32log )(32log )n n n n n c a a -++=-++,求数列{}n c 的前2n 项和2n T ;(3)若n n d a ={}n d的前n 项和为n D ,对任意的*n N ∈,都有n n D nS a ≤-,求实数a 的取值范围。
数列的综合运用考点一等差数列与等比数列的综合问题例 1、在等比数列 { a n}( n∈N * )中, a1>1,公比 q>0 ,设 b n= log 2a n,且 b1+ b3+b5=6,b1b3b5= 0.(1)求证:数列{ b n} 是等差数列;(2) 求{ b n} 的前n 项和S n及 { a n} 的通项a n.考点二等差数列与等比数列的实质应用例 2、一位少儿园老师给班上k(k≥3) 个小朋友分糖果.她发现糖果盒中原有糖果数为a0,就先从别处抓 2 块糖加入盒中,而后把盒内糖果的1分给第一个小朋友;再从别处抓22 块糖加入盒中,而后把盒内糖果的13 分给第二个小朋友;,此后她老是在分给一个小朋友后,就从别处抓 2 块糖放入盒中,而后把盒内糖果的1分给第n+ 1n( n= 1,2,3,, k)个小朋友,分给第 n 个小朋友后 (未加入 2 块糖果前 )盒内剩下的糖果数为a n.(1)当 k= 3, a0= 12 时,分别求 a1, a2, a3;(2)请用 a n-1表示 a n,并令 b n=(n+1)a n,求数列{ b n}的通项公式;(3)能否存在正整数 k(k≥ 3)和非负整数 a0,使得数列{ a n} (n≤ k)成等差数列?假如存在,恳求出全部的 k 和 a0;假如不存在,请说明原因.考点三数列与不等式例 3、设数列 { a n} 的前 n 项和为 S n,已知 a1= a2= 1, b n= nS n+(n+2)a n,数列 { b n} 是公差为 d 的等差数列, n∈N * .(1) 求 d 的值;(2)求数列 { a n} 的通项公式;22n+ 1★(3) 求证: (a1a2· ·a n) ·(S1S2· ·S n)<n+1 n+2 .考点四数列与函数例 4、已知函数 f(x)=( x-1)2,g(x)= 10(x- 1),数列 { a n} 知足 a1= 2,(a n+1- a n)g(a n)+ f(a n)= 0,9b n=10(n+ 2)(a n- 1).(1)求证:数列 { a n- 1} 是等比数列;(2)当 n 取何值时, b n取最大值?并求出最大值;★(3)若 t m< t m+1对随意 m∈ N *恒成立,务实数t 的取值范围.b m b m+ 1数列的综合运用 ( 作业 )1. 已知等差数列{ a n } 的公差为- 2,且 a 1, a 3, a 4 成等比数列,则 a 20= ________.2.设等差数列 { a n } 的公差 d ≠0,a 1= 4d ,若 a k 是 a 1 与 a 2k 的等比中项, 则 k 的值为 ________.3.设 S n 是等比数列 { a n } 的前 n 项和, S 3, S 9, S 6 成等差数列,且 a 2+ a 5= 2a m ,则 m =________.4.某住所小区计划植树许多于100 棵,若第一天植2 棵,此后每日植树的棵数是前一天的 2 倍,则需要的最少天数n(n ∈ N * )等于 ________.5.某公司在第 1 年初购置一台价值为 120 万元的设施M ,M 的价值在使用过程中逐年减 少.从第 2 年到第 6 年,每年初 M 的价值比上年初减少 10 万元;从第 7 年开始,每年初 M的价值为上年初的75%. 则第 n 年初 M 的价值 a n = ________.6.植树节某班 20 名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米.开始时需将树苗集中搁置在某一树坑旁边.使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往 返所走的行程总和最小,这个最小值为________米.7.设数列 { a } 中,若 a= a + a*),则称数列 { a } 为“凸数列”,已知数列 { b }(n ∈ Nnn +1nn +2nn为“凸数列”,且b 1= 1, b 2=- 2,则数列 { b n } 的前 2 013 项和为 ________.n2+n 的数列 { a n }1234 5n > a n + 1对 n ≥ 88.通项公式为 a = an,若知足 a <a <a < a < a ,且 a恒成立,则实数 a 的取值范围是 ________.9.将正偶数摆列以下表,此中第i 行第 j 个数表示为 a(i , j ∈ N ),比如 a = 18,若 aij*43ij= 2 014,则 i + j________.246810121416182010.三个互不相等的实数成等差数列,适合互换这三个数的地点后, 变为一个等比数列,则此等比数列的公比是 ________.11.设数列 { a n } 的前 n 项和为 S n,知足 a n+ S n= An2+ Bn+ 1(A≠ 0).(1) 若 a1=3, a2=9,求证数列 { a n-n} 是等比数列,并求数列{ a n} 的通项公式;24B- 1(2)已知数列 { a n} 是等差数列,求的值.A12.已知数列 { a n} 中,a1=2,a2= 4,a n+1= 3a n- 2a n-1(n≥ 2,n∈ N* ).(1) 证明数列 { a n+1- a n} 是等比数列,并求出数列{ a n } 的通项公式;2a n-1(2)记 b n=( n∈N * ),数列 { b n} 的前 n 项和为 S n,求使 S n>2 013 成立的 n 的最小值. a n13.已知数列{ a n} 的前n 项和为S n.(1) 若数列{ a n} 是等比数列,知足2a1+a3= 3a2,a3+ 2 是a2,a4的等差中项,求数列{ a n}的通项公式;(2)能否存在等差数列 { a n} ,使对随意 n∈N*,都有 a n·S n= 2n2(n+ 1)?若存在,恳求出全部知足条件的等差数列;若不存在,请说明原因.14.已知数列 { a n} 中, a1= 2,n∈ N*, a n> 0,数列 { a n} 的前 n 项和为 S n,且知足2.a n+1=S n+1+S n-2(1)求 { S n} 的通项公式.(2)设 { b k} 是数列 { S n} 中按从小到大次序构成的整数数列.①求 b3;②若存在 N(N∈N * ),当 n≤ N 时,使得在数列{ S n} 中,数列 { b k} 有且只有20 项,求 N 的取值范围.数列的综合运用考点一等差数列与等比数列的综合问题例 1、在等比数列 { a n}( n∈N * )中, a1>1,公比 q>0 ,设 b n= log 2a n,且 b1+ b3+b5=6,b1b3b5= 0.(1)求证:数列{ b n} 是等差数列;(2) 求{ b n} 的前n 项和S n及 { a n} 的通项a n.解: (1) 证明:∵b n= log 2a n,a n+1∴b n+1- b n= log 2a n= log 2q 为常数,∴数列{ b n} 为等差数列且公差2 d= log q.(2)设数列 { b n} 的公差为 d,∵b1+ b3+ b5= 6,∴b3= 2. ∵a1>1,∴b1= log 2a1>0.∵b1b3 b5= 0,∴b5= 0.b1+ 2d= 2,b1= 4,∴解得b + 4d=0,d=- 1.1n n- 1× (-1)=9n- n2n.∴S = 4n+22log2q=- 1,q=1 2,∵∴log2a1= 4, a = 16.1∴a n= 25-n(n∈N* ).考点二等差数列与等比数列的实质应用例 2、一位少儿园老师给班上k(k≥3) 个小朋友分糖果.她发现糖果盒中原有糖果数为a0,就先从别处抓 2 块糖加入盒中,而后把盒内糖果的12分给第一个小朋友;再从别处抓2 块糖加入盒中,而后把盒内糖果的1 分给第二个小朋友;,此后她老是在分给一个小朋友后,就3从别处抓 2 块糖放入盒中,而后把盒内糖果的1分给第n+ 1n( n= 1,2,3,, k)个小朋友,分给第 n 个小朋友后(未加入 2 块糖果前)盒内剩下的糖果数为a n.(1) 当k= 3, a0= 12 时,分别求a1, a2, a3;(2)请用 a n-1表示 a n,并令 b n=(n+1)a n,求数列{ b n}的通项公式;(3)能否存在正整数 k(k≥ 3)和非负整数 a0,使得数列{ a n} (n≤ k)成等差数列?假如存在,恳求出全部的 k 和 a0;假如不存在,请说明原因.解: (1)当 k= 3, a0=12 时,1a1= (a0+ 2)-2(a0+2) =7,1a2= (a1+ 2)-3(a1+2) =6,1a3= (a2+ 2)-4(a2+2) =6.(2)由题意知1n a n= (a n-1+2) -(a n-1+ 2)=n+ 1(a n-1+ 2),n+ 1即( n+ 1)a n= n(a n-1+ 2)= na n-1+ 2n.因为 b n= (n+ 1)a n,所以 b n- b n-1= 2n,b n-1- b n-2= 2n-2,b1- b0= 2.2+2n n累加得 b n- b0==n(n+1).2又 b0= a0,所以 b n=n( n+ 1)+ a0.a0(3) 由 b n= n(n+1)+ a0,得 a n= n+.n+ 1若存在正整数k(k≥ 3)和非负整数 a 0,使得数列 { a n}( n≤ k)成等差数列,则a1+ a3= 2a2,即(1 +a20)+3+a40= 2(2+a30 ),解得 a0= 0,当 a0= 0n=n,对随意正整数n时, a k(k≥ 3) ,有 { a }( n≤ k)成等差数列.[类题通法 ]解数列应用题的建模思路从实质出发,经过抽象归纳成立数学模型,经过对模型的分析,再返回实质中去,其思路框图为:考点三数列与不等式例 3、设数列 { a n } 的前 n 项和为 S n ,已知 a 1= a 2= 1, b n = nS n +(n +2)a n ,数列 { b n } 是公差为 d 的等差数列, n ∈N * .(1) 求 d 的值;(2) 求数列 { a n } 的通项公式;(3) 求证:22n +1(a 1a 2· ·a n ) ·(S 1S 2· ·S n )< n + 1 n + 2 .解: (1) 因为 a 1= a 2= 1,所以 b 1= S 1+ 3a 1=4, b 2= 2S 2+ 4a 2= 8,所以 d = b 2- b 1= 4.(2) 因为数列 { b n } 是等差数列,所以 b n = 4n , 所以 nS n + (n + 2)a n = 4n ,即 n + 2S n +n a n = 4.①n + 1当 n ≥ 2 时, S n -1+ a n - 1= 4. ② n - 1由①-②得 (S n)+ n + 2n + 1n -1n nn - 1- S a -a= 0.n - 1所以 a n + n + 2 n n + 1 n -1,即 a n = 1 nn =· .n - 1a n - 1 2n - 1则a 2= 1 2, a 3= 1 3, ,a n = 1 na 1 ··a n - 1· .2 1 a 2 2 2 2n - 1以上各式两边分别相乘,得a n=1·n.a 1 2n -1因为 a 1= 1,所以 a n =n.2n -1n + 2(3) 证明:因为 S n + n a n = 4, a n > 0, S n > 0,所以S n n +2 n S + n + 2n a= 2.nn· n a ≤2则 0< a n nn1 2 n1 2nn1× 2S ≤4·.所以 (a a · ·a ) ·(S S· ·S )≤4·.③n + 2n + 1 n +2因为 n = 1 时, S n n + 2≠ na,所以③式等号取不到.22 n +1则( a 1a 2· ·a n ) ·(S 1S 2· ·S n )< .n + 1 n + 2 [类题通法 ]数列与不等式相联合问题的办理方法解决数列与不等式的综合问题时,假如是证明题要灵巧选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、剖析法、放缩法等;假如是解不等式问题要使用不等式的各样不一样解法,如列表法、因式分解法、穿根法等.总之解决这种问题把数列和不等式的知识奇妙联合起来综合办理就行了.考点四数列与函数例 4、已知函数 f(x)=( x -1)2 ,g(x)= 10(x - 1),数列 { a n } 知足 a 1= 2,(a n + 1- a n )g(a n )+ f(a n )= 0,9b n = 10(n + 2)(a n - 1).(1) 求证:数列 { a n - 1} 是等比数列;(2) 当 n 取何值时, b n 取最大值?并求出最大值;(3)若t m<t m +1对随意m ∈N * 恒成立,务实数 t 的取值范围.b m b m + 1解: (1) 证明:因为 (a n +1- a n )g( a n )+ f(a n )= 0,f(a n )= (a n -1) 2, g(a n )= 10(a n - 1),所以 10(a n+1- a n)(a n- 1)+ (a n- 1)2= 0,整理得 (a n- 1)[10( a n+1- a n)+ a n- 1]= 0,所以 a n= 1n+ 1nn-1=0② .①或 10(a- a )+ a由①得数列 { a n} 是各项为 1的常数列,而1n+ 1- 1)=a = 2,不合题意.由②整理得10(a9(a n- 1),又 a1- 1= 1,9所以 { a n- 1} 是首项为1,公比为10的等比数列.(2)由 (1)可知 a n- 1= ( 9)n-1, n∈N*,10所以 b n=109(n+ 2)(a n- 1)= (n+ 2)(109)n> 0,9 nb n+1n+ 3+ 11091所以b n=n+ 29 n=10(1+n+2).10当 n= 7 时,b= 1,即 b788=b ;b7当 n< 7 时,b n+1> 1,即 b n+1> b n;b nb当 n> 7 时,n+1< 1,即 b n+1nb n< b .所以当 n=7 或 8 时, b n获得最大值,最大值为8798 b=b =107.t m t m+11-10t<0.(*)<得 t m9 m+3(3) 由b m b m+1m+ 2由题意知, (*) 式对随意m∈N*恒成立.①当 t= 0时, (*) 式明显不行立,所以t= 0 不合题意;②当 t< 0时,由 1 -10t> 0可知 t m< 0(m∈N * ),m+29 m+ 3而当 m 为偶数时, t m > 0, 所以 t < 0 不合题意;③当 t > 0 时,由 t m > 0(m ∈N *)知,1-10t< 0,m + 2 9 m +39 m + 3所以 t >(m ∈N * ).10 m +29 m + 3令 h(m)=(m ∈N * ).10 m + 29 m + 4 9 m + 3因为 h(m + 1)- h(m)= -10 m + 3 10 m + 2 9< 0,=-10 m + 2 m + 3所以 h(1) > h(2)> h(3)> > h(m - 1)> h(m) ,6所以 h(m)的最大值为h(1) = 5.6所以实数 t 的取值范围是 (5,+ ∞ ).数列的综合运用 ( 作业 )1. 已知等差数列{ a n } 的公差为- 2,且 a 1, a 3, a 4 成等比数列,则 a 20= ____ -30____.分析: 设 {an} 的首项为 a ,则 a , a - 4, a - 6 成等比数列,则 (a - 4)2= a(a - 6),解得 a= 8.又公差 d =- 2,所以 a 20=a + 19d =8+ 19× (- 2)=- 30.2.设等差数列 { a n } 的公差 d ≠0,a 1= 4d ,若 a k 是 a 1 与 a 2k 的等比中项, 则 k 的值为 ________.分析:由条件知 a n = a 1+* 2(n - 1)d =4d + (n - 1)d = (n + 3)d ,即 a n = (n + 3)d(n ∈N ).又 a k =1 2k 22= 4d ·(2k + 3)d ,且 d ≠ 0,所以 (k + 3)2=4(2k + 3),即 k 2- 2k - 3=0,解a ·a ,所以 (k + 3) d得 k = 3 或 k =- 1(舍去 ).答案: 33.设 S 是等比数列n的前 n 项和, S , S , S 成等差数列,且a + a = 2a ,则 m =n39625m{ a }________.分析:设等比数列 { an}a1 1-q9a1 1- q3936得 2·=+的公比为 q,明显 q≠ 1.由 2S = S+ S1-q1- qa1 1- q611 4=2a1m-1,即,所以 2q9=q3+ q6,即 1+q3=2q625=2a m1- q.因为 a+ a,所以 a q+ a q q1+ q3= 2q m-2,所以 m- 2= 6,所以 m= 8.4.某住所小区计划植树许多于100 棵,若第一天植 2 棵,此后每日植树的棵数是前一天的 2 倍,则需要的最少天数n(n∈ N* )等于 ________.分析:设每日植树的棵数构成的数列为{ a n} ,由题意可知它是等比数列,且首项为2,公比为 2,2 1- 2n所以由题意可得≥ 100,即 2n≥ 51,1-2而 25= 32,26= 64,n∈N*,所以 n≥ 6.答案: 65.某公司在第 1 年初购置一台价值为120 万元的设施 M ,M 的价值在使用过程中逐年减少.从第 2 年到第 6 年,每年初 M 的价值比上年初减少 10 万元;从第7 年开始,每年初 M 的价值为上年初的75%. 则第 n 年初 M 的价值 a n= ________.分析:当 n≤ 6 时,数列 { a n } 是首项为120,公差为- 10 的等差数列,a n= 120- 10(n- 1)=130- 10n;当 n≥ 7 时,数列 { a n} 是以 a6为首项,34为公比的等比数列,又 a6= 70,所以 a n= 70×34n-6.130- 10n,n≤ 6,答案: a n=3-70×4n6, n≥ 76.植树节某班20 名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米.开始时需将树苗集中搁置在某一树坑旁边.使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的行程总和最小,这个最小值为________米.分析:当放在最左边坑时, 行程和为 2× (0+ 10+20++ 190);当放在左边第 2 个坑时,行程和为 2× (10+0+ 10+ 20+ + 180)(减少了 360 米 ) ;当放在左边第 3 个坑时,行程和为2× (20+ 10+ 0+ 10+ 20+ + 170)( 减少了 680 米 );挨次进行,明显当放在中间的第 10、11个坑时,行程和最小,为2× (90+ 80+ + 0+10+ 20+ + 100)= 2 000 米.7.设数列 { a } 中,若 a= a + a* ),则称数列 { a } 为“凸数列”,已知数列 { b }(n ∈ Nnn +1 nn +2nn为“凸数列”,且 b 1= 1, b 2=- 2,则数列 { b n } 的前 2 013 项和为 ________.分析: 由 “凸数列 ”的定义, 可知, b 1=1,b 2=- 2,b 3=- 3,b 4 =- 1,b 5= 2,b 6= 3,b 7= 1,b 8=- 2, ,故数列 { b n } 是周期为 6 的周期数列,又 b 1+ b 2+ b 3 + b 4+ b 5+ b 6= 0,故数列 { b n }的前 2013 2 013 1 23项和 S = b + b + b = 1- 2- 3=- 4.8.通项公式为 n 2+n 的数列 { a n } 12 345n> a n + 1 对 n ≥ 8 a = an,若知足 a <a <a < a < a ,且 a 恒成立,则实数 a 的取值范围是 ________.分析: 因为 a 1< a 2< a 3<a 4<a 5,即 a + 1<4a + 2<9a + 3< 16a + 4< 25a + 5,所以 a >- 1.9 因为 a n n + 1对 n ≥ 8 恒成立,即 an 2+ n > a(n + 1)2+ (n + 1),所以 a <-1> a因为 2n2n + 1+ 1≥ 17,所以-1 ≥-1112n + 117.要使得 a <- 2n +1对 n ≥8 恒成立,则 a<-17.1 1 综上,-9< a <- 17.11答案: (- 9,- 17)9.将正偶数摆列以下表,此中第i 行第 j 个数表示为 a ij (i , j ∈ N * ),比如 a 43= 18,若 a ij= 2 014,则 i + j________.2468101214161820分析: 正偶数数列 {2 n} ,则 a ij = 2 014 为正偶数数列的第 1 007 项,设 a ij 在第 i 行,前 ii i - 1i i + 1i i - 1< 1 007≤ i i +1-1 行共有2 个正偶数,前 i 行共有 2个正偶数,于是有2 2 ,i ∈N *,得 i =45,前 i - 1 行有 990 个数,则 a ij = 2 014 是第 45 行第 17 个数,即 j = 17,所以 i+ j = 62.10.三个互不相等的实数成等差数列,适合互换这三个数的地点后, 变为一个等比数列,则此等比数列的公比是________.分析: 设这三个数分别为 a - d , a , a + d(d ≠ 0),因为 d ≠ 0,所以 a - d , a ,a + d 或 a+ d ,a , a -d 不行能成等比数列.若a - d ,a + d ,a 或 a ,a + d ,a - d 成等比数列,则 (a +d)2= a(a - d),即 d =- 3a ,此时 q =a1或 q=a -3a=- =- 2;若 a ,a - d , a + d 或 aa - 3a 2 aa - 3aa+ d ,a - d ,a 成等比数列, 则 (a - d)2= a(a + d),即 d = 3a ,此时, q =a =- 2 或 q =a - 3a11=- 2.故 q =- 2 或- 2.nnnn2+Bn + 1(A ≠ 0).11. (2014 苏·州质检 )设数列 { a } 的前 n 项和为 S ,知足 a + S = An13, a 29,求证数列 { a n-n} 是等比数列,并求数列 n(1) 若 a =2= 4{ a } 的通项公式;(2) 已知数列 n是等差数列,求B - 1的值.{ a }A解: (1) 证明:分别令 n = 1,2,2a 1= A + B + 1,代入条件得2a 2+ a 1= 4A + 2B + 1.A = 1,又 a 1= 3, a 2 = 9,解得22 43B = 2.所以 a nn12+3①+ S = 2n 2n + 1,则 a n+1+ S n+1=1(n+1) 2+3(n+ 1)+ 1. ②22②-①得2a n+1- a n= n+ 2.1则 a n+1- (n+ 1)=2(a n- n).1≠ 0,因为 a1- 1=211所以数列 { a n- n} 是首项为2,公比为2的等比数列.11所以 a n- n=2n,则 a n= n+2n.(2) 因为数列 { a n} 是等差数列,所以设a n= dn+ c,则S n=n d+c+dn+c=dn2+c+dn.222所以 a n n d2+c+3d+ S =2n2 n+ c.d3d B-1所以 A=2, B= c+2, c= 1.所以A= 3.12.已知数列 { a n} 中,a1=2,a2= 4,a n+1= 3a n-2a n-1(n≥ 2,n∈ N *).(1) 证明数列{ a n+1- a n} 是等比数列,并求出数列{ a n } 的通项公式;2a n-1(2)记 b n=( n∈N * ),数列 { b n} 的前 n 项和为 S n,求使 S n>2 013 成立的 n 的最小值. a n解: (1) 证明∵a n+1= 3a n- 2a n-1(n≥ 2, n∈N* ),∴a n+1- a n= 2(a n- a n-1)(n≥ 2, n∈N *).∵a1= 2, a2= 4,∴a2- a1= 2≠ 0,∴a n- a n-1≠ 0(n≥ 2,n∈N* ) ,故数列 { a n+1- a n} 是首项为2,公比为 2 的等比数列,∴a n+1- a n= 2n,∴a n= ( a n- a n-1)+ (a n-1- a n-2)+ (a n-2- a n-3) ++(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+2n-3+ +21+ 2=2× 1-2n -1+ 2= 2n (n ≥ 2,n ∈N *),1- 2又 a 1= 2 也知足上式,∴ a n =2n ( n ∈N * ).2 a - 11 11(2) 由 (1)知 b n =n=2 1- a n = 2 1- 2n = 2- n -1( n ∈N *),a n21n1+ 11 +12+ + n11- 2n = 2n - 2 1- 1n1 1,∴S = 2n -2 22 -1= 2n -1 2 = 2n -2+ n-21- 2 由 S n >2 01311 2 015得, 2n - 2+ 2n -1>2 013,即 n +2n > 2 ,∵n ∈N *,∴n +1n 的值随 n 的增大而增大,2∴n 的最小值为 1 008.13. (2014 ·州模拟扬 )已知数列 { a n } 的前 n 项和为 S n .(1) 若数列 { a n } 是等比数列,知足 2a 1+a 3= 3a 2,a 3+ 2 是 a 2,a 4 的等差中项,求数列{ a n }的通项公式;(2) 能否存在等差数列 { a n } ,使对随意 n ∈N * ,都有 a n ·S n = 2n 2(n + 1)?若存在,恳求出全部知足条件的等差数列;若不存在,请说明原因.解: (1) 设等比数列 { a n } 的首项为 a 1 ,公比为 q ,2a 1+ a 3= 3a 2,依题意有a 2+ a 4= 2 a 3+ 2 ,a 1 2+ q 21 ①= 3a q ,即32+4.a 1q + q 1②= 2a q由①得 q 2- 3q + 2= 0,解得 q = 1 或 q = 2.当 q = 1 时,不合题意,舍去;当 q = 2 时,代入②得 a 1= 2,所以 a n = 2·2n - 1= 2n .(2) 假定存在知足条件的数列 { a n } ,设此数列的公差为d.法一: [a1+ (n- 1)d]n n-1= 2n2(n+ 1),a n+d12d2322312即2 n2+2a1d- d n +a1-2a1d+2d= 2n2+ 2n对任意 n ∈N*恒成立,则d22=2,3a1d- d2=2,22312a1-2a1d+2d= 0,解得d= 2,d=- 2,n或此时 a n= 2n=- 2n.a = 2 a =- 2.或 a11故存在等差数列{ a n } ,使对随意n∈N*,都有 a n·S n= 2n2(n+ 1),此中 a n=2n 或 a n=- 2n.法二:令 n= 1, a2= 4 得 a =±2,1121 2令 n= 2 得 a2-24= 0,+ a a①当 a1= 2 时, a2= 4 或 a2=- 6,若 a2= 4,则 d= 2, a n= 2n, S n= n(n+ 1),对随意 n∈N *,都有 a n·S n= 2n2 (n+ 1);若 a2=- 6,则 d=- 8,a3=- 14, S3=- 18,不知足 a3·S3= 2× 32× (3+ 1),舍去.②当 a1=- 2 时, a2=- 4 或 a2= 6,若 a2=- 4,则 d=- 2,a n=- 2n,S n=- n(n+ 1),对随意 n∈N*,都有 a n·S n= 2n2(n+1);若 a2= 6,则 d= 8, a3= 14, S3= 18,不知足 a3·S3= 2× 32× (3+ 1),舍去.综上所述,存在等差数列 { a n} ,使对随意 n∈N *,都有 a n·S n=2n2( n+ 1),此中 a n= 2n 或a n=- 2n.14.(2014 ·锡模拟无 )已知数列 { a n} 中,a1= 2,n∈N *,a n> 0,数列 { a n} 的前 n 项和为 S n,2且知足a n+1=S n+1+S n-2.(1)求 { S n} 的通项公式.(完好版)高考复习:数列的综合运用含分析答案(教师版+学生版)(2)设 { b k} 是数列 { S n} 中按从小到大次序构成的整数数列.①求 b3;②若存在 N(N∈N * ),当 n≤ N 时,使得在数列 { S n} 中,数列 { b k} 有且只有 20 项,求 N 的取值范围.解: (1) 因为 a n+1= S n+1-S n,所以 (S n+1- S n)( S n+1+ S n- 2)= 2,22即 S n+1n n+ 1n所以 (S n+1- 1)2- (S n- 1)2=2,且 (S1- 1)2= 1,所以 {( S n- 1)2} 是首项为 1,公差为 2 的等差数列,所以 S n= 1+2n- 1.(2)①当 n= 1 时, S1= 1+ 1=2= b1;当 n= 5 时, S5= 1+ 3=4= b2;当 n= 13 时, S13=1+ 5= 6= b3.②因为 2n- 1 是奇数, S n= 1+2n- 1为有理数,则 2n- 1=2k- 1,所以 n= 2k2- 2k+ 1.当 k= 20 时, n= 761;当 k= 21 时, n= 841.所以存在 N∈[761,840] (N∈N * ),当 n≤ N 时,使得在 { S n} 中,数列 { b k} 有且只有20 项.。
自主梳理1.数列的综合应用数列的综合应用一是指综合运用数列的各种知识和方法求解问题,二是数列与其他数学内容相联系的综合问题.解决此类问题应注意数学思想及方法的运用与体会.(1)数列是一种特殊的函数,解数列题要注意运用方程与函数的思想与方法.(2)转化与化归思想是解数列有关问题的基本思想方法,复杂的数列问题经常转化为等差、等比数列或常见的特殊数列问题.(3)由特殊到一般及由一般到特殊的思想是解决数列问题的重要思想.已知数列的前若干项求通项,由有限的特殊事例推测出一般性的结论,都是利用此法实现的.(4)分类讨论思想在数列问题中常会遇到,如等比数列中,经常要对公比进行讨论;由S n 求a n 时,要对__________进行分类讨论.2.数列的实际应用数列的应用问题是中学数学教学与研究的一个重要内容,解答应用问题的核心是建立数学模型.(1)建立数学模型时,应明确是等差数列模型、等比数列模型,还是递推数列模型,是求a n 还是求S n .(2)分期付款中的有关规定①在分期付款中,每月的利息均按复利计算; ②在分期付款中规定每期所付款额相同; ③在分期付款时,商品售价和每期所付款额在贷款全部付清前会随时间的推移而不断增值;④各期付款连同在最后一次付款时所生的利息之和,等于商品售价及从购买时到最后一次付款的利息之和.自我检测1.若S n 是等差数列{a n }的前n 项和,且S 8-S 3=10,则S 11的值为________.2.在等比数列{a n }中,a n >a n +1,且a 7·a 11=6,a 4+a 14=5,则a 6a 16=________.3.“嫦娥奔月,举国欢庆”,据科学计算,运载“神六”的“长征二号”系列火箭,在点火第一秒钟通过的路程为2 km ,以后每秒钟通过的路程都增加2 km ,在达到离地面240 km 的高度时,火箭与飞船分离,则这一过程需要的时间大约是________秒.学生姓名 教师姓名班主任 日期时间段年级课时教学内容 数列的综合应用教学目标 1.通过构造等差、等比数列模型,运用数列的公式、性质解决简单实际问题. 2.对数列与其他知识综合性的考查也高于考试说明的要求,另外还要注重数列在生产、生活中的应用. 重点 数列中通项和前n 项和方法 难点同上4.已知数列{a n }的通项为a n =nn 2+58,则数列{a n }的最大项为第________项.5.设数列{a n },{b n }都是正项等比数列,S n ,T n 分别为数列{lg a n }与{lg b n }的前n 项和,且S n T n =n 2n +1,则log b 5a 5=________.探究点一 等差、等比数列的综合问题例1 设{a n }是公比大于1的等比数列,S n 为数列{a n }的前n 项和.已知S 3=7,且a 1+3,3a 2,a 3+4构成等差数列.(1)求数列{a n }的通项;(2)令b n =ln a 3n +1,n =1,2,…,求数列{b n }的前n 项和T n .变式迁移1 假设a 1,a 2,a 3,a 4是一个等差数列,且满足0<a 1<2,a 3=4.若b n =2a n (n =1,2,3,4).给出以下命题:(1)数列{b n }是等比数列;(2)b 2>4;(3)b 4>32;(4)b 2b 4=256.其中正确命题的个数为________.探究点二 数列与方程、函数、不等式的综合问题例2 已知函数f (x )=2x +33x,数列{a n }满足a 1=1,a n +1=f ⎝⎛⎭⎫1a n ,n ∈N *, (1)求数列{a n }的通项公式;(2)令T n =a 1a 2-a 2a 3+a 3a 4-a 4a 5+…-a 2n a 2n +1,求T n ;(3)令b n =1a n -1a n(n ≥2),b 1=3,S n =b 1+b 2+…+b n ,若S n <m -2 0012对一切n ∈N *成立,求最小正整数m .变式迁移2已知单调递增的等比数列{a n}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中项.(1)求数列{a n}的通项公式;log a n,S n=b1+b2+…+b n,对任意正整数n,S n+(n+m)a n+1<0恒成立,(2)若b n=a n12试求m的取值范围.探究点三数列在实际问题中的应用例3(2010·福州模拟)有一个下岗职工,1月份向银行贷款10 000元,作为启动资金开店,每月月底获得的利润是该月月初投入资金的20%,每月月底需缴纳所得税为该月月利润的10%,每月的生活费为300元,余款作为资金全部投入下个月的经营,如此继续,问到这年年底这个职工有多少资金?若贷款年利息为25%,问这个职工还清银行贷款后纯收入多少元?变式迁移3 假设某市2011年新建住房400万平方米,其中有250万平方米是中低价房,预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么,到哪一年底,(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2011年为累计的第一年)将首次不少于4 750万平方米?(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%?(参考数据:1.084≈1.36,1.085≈1.47,1.086≈1.59)一、填空题1.已知等比数列{}a n 中,各项都是正数,且a 1,12a 3,2a 2成等差数列,则a 9+a 10a 7+a 8的值为________.2.数列{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 6=b 7,则下列关系正确的是______(填序号).①a 3+a 9≤b 4+b 10; ②a 3+a 9≥b 4+b 10; ③a 3+a 9≠b 4+b 10;④a 3+a 9与b 4+b 10的大小不确定.3.有限数列A :a 1,a 2,…,a n ,S n 为其前n 项和,定义S 1+S 2+…+S nn为A 的“凯森和”,若有99项的数列a 1,a 2,…,a 99的“凯森和”为1 000,则有100项的数列1,a 1,a 2,…,a 99的“凯森和”为________.4.有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒钟末能在杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个,现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要________秒.5.已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,且a n ,a n +1是函数f (x )=x 2-b n x +2n 的两个零点,则b 10=________.6.若数列{a n }的通项公式a n =5⎝⎛⎭⎫252n -2-4⎝⎛⎭⎫25n -1,数列{a n }的最大项为第x 项,最小项为第y 项,则x +y =________.7.函数y =x 2(x >0)的图象在点(a k ,a 2k )处的切线与x 轴的交点的横坐标为a k +1,其中k ∈N *,a 1=16,则a 1+a 3+a 5=________.8.把正整数按一定的规则排成了如图所示的三角形数表.设a ij (i ,j ∈N *)是位于这个三角形数表中从上往下数第i 行、从左往右数第j 个数,如a 42=8.若a ij =2 009,则i 与j 的和为________.1 2 4 3 5 7 6 8 10 12 9 11 13 15 17 14 16 18 20 22 24 ……………………………………二、解答题9.已知点(1,13)是函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)的图象上一点,等比数列{a n }的前n 项和为f (n )-c ,数列{b n }(b n >0)的首项为c ,且前n 项和S n 满足S n -S n -1=S n +S n -1(n ≥2).(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)若数列{1b n b n +1}的前n 项和为T n ,问满足T n >1 0002 009的最小正整数n 是多少?10.沿海地区甲公司响应国家开发西部的号召,对西部地区乙企业进行扶持性技术改造.乙企业的经营现状是:每月收入为45万元,但因设备老化,从下月开始需付设备维修费,第一个月为3万元,以后每月递增2万元.甲公司决定投资400万元扶持改造乙企业.据预测,改造后乙企业第一个月收入为16万元,在以后的4个月中,每月收入都比上个月增长50%,而后每个月收入都稳定在第5个月的水平上.若设备改造时间可忽略不计,那么从下个月开始至少经过多少个月,改造后的乙企业的累计总收益多于仍按现状生产所带来的总收益?11.已知函数f (x )满足f (x +y )=f (x )·f (y )且f (1)=12.(1)当n ∈N *时,求f (n )的表达式; (2)设a n =n ·f (n ),n ∈N *,求证:a 1+a 2+a 3+…+a n <2;(3)设b n =(9-n )f (n +1)f (n ),n ∈N *,S n 为{b n }的前n 项和,当S n 最大时,求n 的值.。
第五节 数列的综合应用数列的综合应用能在具体的问题情境中,识别数列的等差关系或等比关系,抽象出数列的模型,并能用有关知识解决相应的问题.知识点 数列的实际应用问题 数列应用题常见模型(1)等差模型:如果增加(或减少)的量是一个固定量时,该模型是等差模型,增加(或减少)的量就是公差. (2)等比模型:如果后一个量与前一个量的比是一个固定的数时,该模型是等比模型,这个固定的数就是公比.(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的关系不固定,随项的变化而变化时,应考虑是a n 与a n +1的递推关系,还是前n 项和S n 与S n +1之间的递推关系.必备方法 解答数列应用题的步骤: (1)审题——仔细阅读材料,认真理解题意.(2)建模——将已知条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题,弄清该数列的结构和特征. (3)求解——求出该问题的数学解.(4)还原——将所求结果还原到原实际问题中. 具体解题步骤用框图表示如下:[自测练习]1.有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒钟杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个,现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要( )A .6秒钟B .7秒钟C .8秒钟D .9秒钟解析:设至少需要n 秒钟,则1+21+22+…+2n -1≥100, ∴1-2n 1-2≥100,∴n ≥7.答案:B2.一个凸多边形的内角成等差数列,其中最小的内角为2π3,公差为π36,则这个多边形的边数为________. 解析:由于凸n 边形的内角和为(n -2)π, 故2π3n +n (n -1)2×π36=(n -2)π. 化简得n 2-25n +144=0.解得n =9或n =16(舍去). 答案:93.某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一天植2棵,以后每天植树的棵数是前一天的2倍,则需要的最少天数n (n ∈N *)等于________.解析:每天植树的棵数构成以2为首项,2为公比的等比数列,其前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q =2(1-2n )1-2=2n +1-2.由2n +1-2≥100,得2n +1≥102.由于26=64,27=128,则n +1≥7,即n ≥6.答案:6考点一 等差、等比数列的综合应用|在数列{a n }中,a 1=2,a 2=12,a 3=54,数列{a n +1-3a n }是等比数列.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n -1是等差数列;(2)求数列{a n }的前n 项和S n .[解] (1)证明:∵a 1=2,a 2=12,a 3=54, ∴a 2-3a 1=6,a 3-3a 2=18. 又∵数列{a n +1-3a n }是等比数列, ∴a n +1-3a n =6×3n -1=2×3n ,∴a n +13n -a n3n -1=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n -1是等差数列.(2)由(1)知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n -1是等差数列,∴a n 3n -1=a 130+(n -1)×2=2n , ∴a n =2n ×3n -1.∵S n =2×1×30+2×2×31+…+2n ×3n -1,∴3S n =2×1×3+2×2×32+…+2n ×3n .∴S n -3S n =2×1×30+2×1×3+…+2×1×3n -1-2n ×3n=2×1-3n1-3-2n ×3n=3n -1-2n ×3n , ∴S n =⎝⎛⎭⎫n -12×3n +12.等差数列、等比数列综合问题的解题策略(1)分析已知条件和求解目标,为最终解决问题设置中间问题,例如求和需要先求出通项、求通项需要先求出首项和公差(公比)等,确定解题的顺序.(2)注意细节:在等差数列与等比数列综合问题中,如果等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于1的可能,在数列的通项问题中第一项和后面的项能否用同一个公式表示等,这些细节对解题的影响也是巨大的.1.(2016·贵州七校联考)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,S n 为数列{a n }的前n 项和,a 1=b 1=1,且b 3S 3=36,b 2S 2=8(n ∈N *).(1)求a n 和b n ;(2)若a n <a n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和T n .解:(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧q 2(3+3d )=36,q (2+d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =2q =2或⎩⎪⎨⎪⎧d =-23,q =6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a n =2n -1,b n =2n -1,或⎩⎪⎨⎪⎧a n =13(5-2n ),b n =6n -1.(2)若a n <a n +1,由(1)知a n =2n -1, ∴1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,∴T n =12⎝⎛⎭⎫1-13+13-15+…+12n -1-12n +1=n 2n +1.考点二 数列的实际应用问题|为了加强环保建设,提高社会效益和经济效益,长沙市计划用若干时间更换一万辆燃油型公交车,每更换一辆新车,则淘汰一辆旧车,替换车为电力型和混合动力型车.今年初投入了电力型公交车128辆,混合动力型公交车400辆;计划以后电力型车每年的投入量比上一年增加50%,混合动力型车每年比上一年多投入a 辆.(1)求经过n 年,该市被更换的公交车总数S (n ); (2)若该市计划7年内完成全部更换,求a 的最小值.[解] (1)设a n ,b n 分别为第n 年投入的电力型公交车、混合动力型公交车的数量.依题意,得{a n }是首项为128,公比为1+50%=32的等比数列,{b n }是首项为400,公差为a 的等差数列.所以{a n }的前n 项和S n =128×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫32n 1-32=256⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫32n -1, {b n }的前n 项和T n =400n +n (n -1)2a . 所以经过n 年,该市被更换的公交车总数为S (n )=S n +T n =256⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫32n -1+400n +n (n -1)2a . (2)若计划7年内完成全部更换,则S (7)≥10000,所以256⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫327-1+400×7+7×62a ≥10000, 即21a ≥3082,所以a ≥1461621.又a ∈N *,所以a 的最小值为147.解决数列应用题一个注意点解决数列应用问题,要明确问题属于哪一种类型,即明确是等差数列问题还是等比数列问题,要求a n 还是S n ,特别是要弄清项数.2.某工业城市按照“十二五”(2011年至2015年)期间本地区主要污染物排放总量控制要求,进行减排治污.现以降低SO 2的年排放量为例,原计划“十二五”期间每年的排放量都比上一年减少0.3万吨,已知该城市2011年SO 2的年排放量约为9.3万吨.(1)按原计划,“十二五”期间该城市共排放SO 2约多少万吨?(2)该城市为响应“十八大”提出的建设“美丽中国”的号召,决定加大减排力度.在2012年刚好按原计划完成减排任务的条件下,自2013年起,SO 2的年排放量每年比上一年减少的百分率为p ,为使2020年这一年SO 2的年排放量控制在6万吨以内,求p 的取值范围.⎝ ⎛⎭⎪⎫参考数据:823≈0.9505,923≈0.9559解:(1)设“十二五”期间,该城市共排放SO 2约y 万吨,依题意,2011年至2015年SO 2的年排放量构成首项为9.3,公差为-0.3的等差数列, 所以y =5×9.3+5×(5-1)2×(-0.3)=43.5(万吨).所以按原计划“十二五”期间该城市共排放SO 2约43.5万吨. (2)由已知得,2012年的SO 2年排放量为9.3-0.3=9(万吨),所以2012年至2020年SO 2的年排放量构成首项为9,公比为1-p 的等比数列. 由题意得9×(1-p )8<6,由于0<p <1, 所以1-p <823,所以1-p <0.9505,解得p >4.95%.所以SO 2的年排放量每年减少的百分率p 的取值范围为(4.95%,1).考点三 数列与不等式的综合问题|(2015·高考浙江卷)已知数列{a n }满足a 1=12且a n +1=a n -a 2n (n ∈N *). (1)证明:1≤a na n +1≤2(n ∈N *);(2)设数列{a 2n }的前n 项和为S n ,证明:12(n +2)≤S n n ≤12(n +1)(n ∈N *). [证明] (1)由题意得a n +1-a n =-a 2n ≤0,即a n +1≤a n , 故a n ≤12.由a n =(1-a n -1)a n -1得a n =(1-a n -1)(1-a n -2)…(1-a 1)a 1>0. 由0<a n ≤12得a n a n +1=a n a n -a 2n =11-a n ∈[1,2],即1≤a na n +1≤2. (2)由题意得a 2n =a n -a n +1, 所以S n =a 1-a n +1.① 由1a n +1-1a n =a n a n +1和1≤a n a n +1≤2得1≤1a n +1-1a n ≤2, 所以n ≤1a n +1-1a 1≤2n ,因此12(n +1)≤a n +1≤1n +2(n ∈N *).②由①②得12(n +2)≤S n n ≤12(n +1)(n ∈N *).数列与不等式相结合问题的处理方法解决数列与不等式的综合问题时,如果是证明题要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等;如果是解不等式问题要使用不等式的各种不同解法,如列表法、因式分解法等.3.(2016·云南一检)在数列{a n }中,a 1=35,a n +1=2-1a n ,设b n =1a n -1,数列{b n }的前n 项和是S n .(1)证明数列{b n }是等差数列,并求S n ; (2)比较a n 与S n +7的大小.解:(1)∵b n =1a n -1,a n +1=2-1a n ,∴b n +1=1a n +1-1=1a n -1+1=b n +1,∴b n +1-b n =1,∴数列{b n }是公差为1的等差数列. 由a 1=35,b n =1a n -1得b 1=-52,∴S n =-5n 2+n (n -1)2=n 22-3n .(2)由(1)知:b n =-52+n -1=n -72.由b n =1a n -1得a n =1+1b n =1+1n -72.∴a n -S n -7=-n 22+3n -6+1n -72.∵当n ≥4时,y =-n 22+3n -6是减函数,y =1n -72也是减函数,∴当n ≥4时,a n -S n -7≤a 4-S 4-7=0.又∵a 1-S 1-7=-3910<0,a 2-S 2-7=-83<0,a 3-S 3-7=-72<0,∴∀n ∈N *,a n -S n -7≤0, ∴a n ≤S n +7.6.数列的综合应用的答题模板【典例】 (12分)(2015·高考四川卷)设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求使得|T n -1|<11000成立的n 的最小值.[思路点拨] 由S n =2a n -a 1,得a 2=2a 1,a 3=4a 1,再通过a 1,a 2+1,a 3成等差数列确定首项a 1=2是解决(1)的切入点;由(1)知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为12,公比为12的等比数列,所以T n =1-12n ,然后解不等式即可.[规范解答] (1)由已知S n =2a n -a 1,有 a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1(n ≥2), 即a n =2a n -1(n ≥2).所以a =2. 从而a 2=2a 1,a 3=2a 2=4a 1.(2分)又因为a 1,a 2+1,a 3成等差数列,即a 1+a 3=2(a 2+1). 所以a 1+4a 1=2(2a 1+1),解得a 1=2.所以,数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 故a n =2n .(6分) (2)由(1)得1a n =12n .所以T n =12+122+…+12n =12⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12=1-12n .(8分)由|T n -1|<11000,得⎪⎪⎪⎪1-12n -1<11000,即2n >1000. 因为29=512<1000<1024=210, 所以n ≥10.(10分) 于是,使|T n -1|<11000成立的n 的最小值为10.(12分) [模板形成][跟踪练习] (2015·湖北七市联考)数列{a n }是公比为12的等比数列,且1-a 2是a 1与1+a 3的等比中项,前n 项和为S n ;数列{b n }是等差数列,b 1=8,其前n 项和T n 满足T n =nλ·b n +1(λ为常数,且λ≠1).(1)求数列{a n }的通项公式及λ的值; (2)比较1T 1+1T 2+1T 3+…+1T n 与12S n 的大小.解:(1)由题意得(1-a 2)2=a 1(a 3+1),即⎝⎛⎭⎫1-12a 12=a 1⎝⎛⎭⎫14a 1+1, 解得a 1=12,∴a n =⎝⎛⎭⎫12n . 设{b n }的公差为d ,又⎩⎪⎨⎪⎧ T 1=λb 2,T 2=2λb 3,即⎩⎪⎨⎪⎧8=λ(8+d ),16+d =2λ(8+2d ),解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,d =8或⎩⎪⎨⎪⎧λ=1,d =0(舍),∴λ=12.(2)由(1)知S n =1-⎝⎛⎭⎫12n, ∴12S n =12-⎝⎛⎭⎫12n +1≥14,① 又T n =4n 2+4n ,1T n =14n (n +1)=14⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,∴1T 1+1T 2+…+1T n=14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1 =14⎝⎛⎭⎫1-1n +1<14,② 由①②可知1T 1+1T 2+…+1T n <12S n .A 组 考点能力演练1.(2015·杭州二模)在正项等比数列{a n }中,22为a 4与a 14的等比中项,则2a 7+a 11的最小值为( ) A .16 B .8 C .6D .4解析:因为{a n }是正项等比数列,且22为a 4与a 14的等比中项,所以a 4a 14=8=a 7a 11,则2a 7+a 11=2a 7+8a 7≥22a 7·8a 7=8,当且仅当a 7=2时,等号成立,所以2a 7+a 11的最小值为8,故选择B.答案:B2.(2016·宝鸡质检)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有一道这样的题目:把100个面包分给5个人,使每个人所得成等差数列,且使较大的三份之和的17是较小的两份之和,问最小的一份为( )A.53B.103C.56D.116解析:由100个面包分给5个人,每个人所得成等差数列,可知中间一人得20块面包,设较大的两份为20+d,20+2d ,较小的两份为20-d,20-2d ,由已知条件可得17(20+20+d +20+2d )=20-d +20-2d ,解得d=556,∴最小的一份为20-2d =20-2×556=53,故选A. 答案:A3.(2016·豫南十校联考)设f (x )是定义在R 上的恒不为零的函数,且对任意的x ,y ∈R ,都有f (x )·f (y )=f (x +y ).若a 1=12,a n =f (n )(n ∈N *),则数列{a n }的前n 项和S n 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫12,2B.⎣⎡⎦⎤12,2 C.⎣⎡⎭⎫12,1D.⎣⎡⎦⎤12,1解析:在f (x )·f (y )=f (x +y )中令x =n ,y =1,得f (n +1)=f (n )f (1),又a 1=12,a n =f (n )(n ∈N *),则a n +1=12a n ,所以数列{a n }是首项和公比都是12的等比数列,其前n 项和S n =12×⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12=1-12n ∈⎣⎡⎭⎫12,1,故选择C. 答案:C4.已知在等差数列{a n }中,a 1>0,d >0,前n 项和为S n ,等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 4=a 4,前n 项和为T n ,则( )A .S 4>T 4B .S 4<T 4C .S 4=T 4D .S 4≤T 4解析:法一:设等比数列{b n }的公比为q ,则由题意可得q >1,数列{b n }单调递增,又S 4-T 4=a 2+a 3-(b 2+b 3)=a 1+a 4-a 1q -a 4q =a 1(1-q )+a 4⎝⎛⎭⎫1-1q =q -1q (a 4-a 1q )=q -1q(b 4-b 2)>0,所以S 4>T 4. 法二:不妨取a n =7n -4,则等比数列{b n }的公比q =3a 4a 1=2,所以S 4=54,T 4=b 1(1-q 4)1-q =45,显然S 4>T 4,选A.答案:A5.正项等比数列{a n }满足:a 3=a 2+2a 1,若存在a m ,a n ,使得a m ·a n =16a 21,m ,n ∈N *,则1m +9n 的最小值为( )A .2B .16 C.114D.32解析:设数列{a n }的公比为q ,a 3=a 2+2a 1⇒q 2=q +2⇒q =2,∴a n =a 1·2n -1,a m ·a n =16a 21⇒a 21·2m+n -2=16a 21⇒m +n =6,∵m ,n ∈N *,∴(m ,n )可取的数值组合为(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),计算可得,当m=2,n =4时,1m +9n 取最小值114.答案:C6.(2016·兰州双基)等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =________. 解析:由题意,得(a 1+3×2)2=(a 1+2)(a 1+7×2),解得a 1=2,所以S n =2n +n (n -1)2×2=n 2+n .答案:n 2+n7.(2015·高考湖南卷)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 =________. 解析:由3S 1,2S 2,S 3成等差数列,得4S 2=3S 1+S 3,即3S 2-3S 1=S 3-S 2,则3a 2=a 3,得公比q =3,所以a n =a 1q n -1=3n -1.答案:3n -18.从盛满2升纯酒精的容器里倒出1升纯酒精,然后填满水,再倒出1升混合溶液后又用水填满,以此继续下去,则至少应倒________次后才能使纯酒精体积与总溶液的体积之比低于10%.解析:设倒n 次后纯酒精与总溶液的体积比为a n , 则a n =⎝⎛⎭⎫12n,由题意知⎝⎛⎭⎫12n <10%, ∴n ≥4. 答案:49.已知f (x )=2sin π2x ,集合M ={x ||f (x )|=2,x >0},把M 中的元素从小到大依次排成一列,得到数列{a n },n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =1a 2n +1,设数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:T n <14.解:(1)∵|f (x )|=2,∴π2x =k π+π2,k ∈Z ,x =2k +1,k ∈Z .又∵x >0,∴a n =2n -1(n ∈N *).(2)∵b n =1a 2n +1=1(2n +1)2=14n 2+4n +1<14n 2+4n =14⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,∴T n =b 1+b 2+…+b n <14⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=14-14(n +1)<14, ∴T n <14得证.10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 1=12,a n =-2S n ·S n -1(n ≥2).(1)求数列{a n }的通项公式a n ; (2)求证:S 21+S 22+…+S 2n ≤12-14n . 解:(1)∵a n =-2S n ·S n -1(n ≥2), ∴S n -S n -1=-2S n ·S n -1.两边同除以S n ·S n -1,得1S n -1S n -1=2(n ≥2),∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=1a 1=2为首项,以d =2为公差的等差数列, ∴1S n =1S 1+(n -1)·d =2+2(n -1)=2n , ∴S n =12n. 将S n =12n代入a n =-2S n ·S n -1, 得a n=⎩⎨⎧ 12, (n =1),12n -2n 2,(n ≥2).(2)证明:∵S 2n =14n 2<14n (n -1)=14⎝⎛⎭⎫1n -1-1n (n ≥2), S 21=14, ∴当n ≥2时,S 21+S 22+…+S 2n=14+14×2×2+…+14·n ·n<14+14⎝⎛⎫1-12+…+14⎝⎛⎭⎫1n -1-1n =12-14n; 当n =1时,S 21=14=12-14×1. 综上,S 21+S 22+…+S 2n ≤12-14n. B 组 高考题型专练1.(2015.高考浙江卷)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=2,b 1=1,a n +1=2a n (n ∈N *),b 1+12b 2+13b 3+ (1)b n =b n +1-1(n ∈N *).(1)求a n 与b n ;(2)记数列{a n b n }的前n 项和为T n ,求T n .解:(1)由a 1=2,a n +1=2a n ,得a n =2n (n ∈N *).由题意知:当n =1时,b 1=b 2-1,故b 2=2.当n ≥2时,1n b n =b n +1-b n ,整理得b n +1n +1=b n n, 所以b n =n (n ∈N *).(2)由(1)知a n b n =n ·2n ,因此,T n =2+2×22+3×23+…+n ·2n ,2T n =22+2×23+3×24+…+n ·2n +1, 所以T n -2T n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1. 故T n =(n -1)2n +1+2(n ∈N *). 2.(2015·高考安徽卷)设n ∈N *,x n 是曲线y =x 2n +2+1在点(1,2)处的切线与x 轴交点的横坐标. (1)求数列{x n }的通项公式;(2)记T n =x 21x 23…x 22n -1,证明:T n ≥14n . 解:(1)y ′=(x 2n +2+1)′=(2n +2)x 2n +1,曲线y =x 2n +2+1在点(1,2)处的切线斜率为2n +2,从而切线方程为y -2=(2n +2)(x -1).令y =0,解得切线与x 轴交点的横坐标x n =1-1n +1=n n +1. 所以数列{x n }的通项公式x n =n n +1. (2)证明:由题设和(1)中的计算结果知T n =x 21x 23…x 22n -1=⎝⎛⎭⎫122⎝⎛⎭⎫342…⎝⎛⎭⎫2n -12n 2. 当n =1时,T 1=14. 当n ≥2时,因为x 22n -1=⎝⎛⎭⎫2n -12n 2=(2n -1)2(2n )2>(2n -1)2-1(2n )2=2n -22n =n -1n , 所以T n >⎝⎛⎫122×12×23×…×n -1n =14n. 综上可得对任意的n ∈N *,均有T n ≥14n. 3.(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +1.(1)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +12是等比数列,并求{a n }的通项公式; (2)证明:1a 1+1a 2+…+1a n <32. 证明:(1)由a n +1=3a n +1得a n +1+12=3⎝⎛⎭⎫a n +12. 又a 1+12=32, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +12是首项为32,公比为3的等比数列. 所以a n +12=3n 2, 因此{a n }的通项公式为a n =3n -12. (2)由(1)知1a n =23n -1.因为当n ≥1时,3n -1≥2×3n -1, 所以13n -1≤12×3n -1. 于是1a 1+1a 2+…+1a n ≤1+13+…+13n 1 =32⎝⎛⎭⎫1-13n <32. 所以1a 1+1a 2+…+1a n <32.。
个性化辅导授课教案学员姓名 : 辅导类型(1对1、小班): 年 级: 辅 导 科 目 : 学 科 教 师 : 课 题课 型 □ 预习课 □ 同步课 □ 复习课 □ 习题课 授课日期及时段年 月 日 时间段教 学 内 容数列一、数列的概念及其表示【重点知识梳理】 1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项. 2.数列的分类分类原则类型 满足条件 按项数分类有穷数列项数有限无穷数列项数无限 按项与项间 的大小关系分类 递增数列 a n +1>a n其中n ∈N *递减数列 a n +1<a n 常数列 a n +1=a n按其他标准分类有界数列存在正数M ,使|a n |≤M摆动数列从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列3.数列的表示法数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 4.数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.5.已知数列{a n }的前n 项和S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1 (n =1),S n -S n -1 (n ≥2).法四 同法二得d =-18a 1<0,又S 5=S 12,得a 6+a 7+a 8+a 9+a 10+a 11+a 12=0, ∴7a 9=0,∴a 9=0,∴当n =8或9时,S n 有最大值.(2)设数列{}n a 的前n 项和2n S n =,则______10=a规律方法 求等差数列前n 项和的最值,常用的方法: (1)利用等差数列的单调性,求出其正负转折项; (2)利用性质求出其正负转折项,便可求得和的最值;(3)将等差数列的前n 项和S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)看作二次函数,根据二次函数的性质求最值. 【变式探究】 (1)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是( )A .5B .6C .7D .8(2)设数列{a n }是公差d <0的等差数列,S n 为前n 项和,若S 6=5a 1+10d ,则S n 取最大值时,n 的值为( ) A .5 B .6 C .5或6 D .11 3.等差数列的判定方法(1)定义法:若d a a d a a n n n n =-=-+-11或(常数+∈N n )⇔{}n a 是等差数列 (2)等差中项法:数列{}n a 是等差数列⇔)2(211>+=+-n a a a n n n ⇔212+++=n n n a a a (3)数列{}n a 是等差数列⇔b kn a n +=(其中k,b 是常数) (4)数列{}n a 是等差数列⇔Bn An S n +=2(其中A,B 是常数) 4.等差数列的证明方法(1)定义法:若d a a n n =--1或d a a n n =-+1(常数*∈N n )⇔ {}n a 是等差数列.(2)等差中项法:),2(211++-∈≥+=N n n a a a n n n例题:【例2】若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0, 得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1).当n =1时,a 1=12不适合上式.规律方法 证明数列{a n }是等比数列常用的方法:一是定义法,证明a na n -1=q (n ≥2,q 为常数);二是等比中项法,证明a 2n =a n -1·a n +1.若判断一个数列不是等比数列,则只需举出反例即可,也可以用反证法.5.等比数列及其前n 项和性质(1)当1≠q 时,①等比数列通项公式n nn n B A q qa q a a ⋅===-111(0≠⋅B A )是关于n 的带有系数的类指数函数,底数为公比q .②前n 项和()''1111111A B A B A A q qaq a q q a S n n n n n -=⋅-=---=--=,系数和常数项是互为相反数的类指数函数,公比为q .(2)对任何+∈N n m ,,在等比数列中有m n m n q a a -=.注:当q=1时就得到了等比数列的通项公式,因此这个公式更具有一般性.(3)若q p n m +=+()+∈N q p n m ,,,,则q p n m a a a a ⋅=⋅.特别地,当p n m 2=+时,得2q n m a a a =⋅.注:1121a a a a a a n n n ⋅==⋅=⋅- (4)数列{}{}n n b a ,为等比数列,则数列{}{}{}⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅⋅⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n n n n n n b a b a k a a k a k ,,,,2(k 为非零常数)均为等比数列. (5)数列{}n a 为等比数列,每个k (+∈N k )项取出一项( k m k m k m m a a a a 32,,,+++)仍为等比数列. (6)如果{}n a 是各项均为正的等比数列,则数列{}n a a log 是等差数列.【例题】 (1)公比为2的等比数列{a n }的各项都是正数,且a 3a 11=16,则log 2a 10=( ) A .4 B .5 C .6 D .7(2)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q =________.【解析】(1)法一 由等比中项的性质得a 3a 11=a 27=16,又数列{a n }各项为正,所以a 7=4.所以a 10=a 7×q 3=32.所以log 2a 10=5.规律方法 (1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ”,可以减少运算量,提高解题速度.(2)在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.【变式探究】 (1)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为( ) A .-3 B .±3 C .-3 3 D .±3 3(2)已知各项均为正数的等比数列{a n }中,a 1a 2a 3=5,a 7a 8a 9=10,则a 4a 5a 6等于( ) A .5 2 B .7 C .6 D .4 2(7)若{}n a 为等比数列,则数列 ,,,232m m m m m S S S S S --成等比数列.(8)若{}n a 为等比数列,则数列n a a a ⋅⋅⋅ 21,n n n a a a 221⋅⋅⋅++ ,n n n a a a 32212⋅⋅⋅++ 成等比数列. (9)①当q>1时,{}{}为递减数列则为递增数列则n n a a a a ,0;,011<>. ② 当0<q<1时,{}{}为递增数列则为递减数列则n n a a a a ,0;,011<>. ③当q=1时,该数列为常数列(此时数列也为等差数列) ④当q<0时,该数列为摆动数列.(10)在等比数列{}n a 中,当项数为2n (+∈N n )时,qS S 1=偶奇,其中pqt -=1,再利用换元法转化为等比数列求解。
第六讲 数列与其他知识的综合考向一 数列与三角【例1】在等差数列{a n }中,若a 7=π2,则sin 2a 1+cos a 1+sin 2a 13+cos a 13=________.【答案】 0【解析】 根据题意可得a 1+a 13=2a 7=π,2a 1+2a 13=4a 7=2π,所以有sin 2a 1+cos a 1+sin 2a 13+cos a 13=sin 2a 1+sin(2π-2a 1)+cos a 1+cos(π-a 1)=0. 【举一反三】1.设等差数列{a n }的公差为π9,前8项和为6π,记tan π9=k ,则数列{}tan a n tan a n +1的前7项和是________. 【答案】 11-7k2k 2-1【解析】 等差数列{a n }的公差d 为π9,前8项和为6π,可得8a 1+12×8×7×π9=6π,解得a 1=1336π,tan a n tan a n +1=tan a n +1-tan a n tan (a n +1-a n )-1=tan a n +1-tan a ntan d -1,又tan d =tan π9=k ,则数列{tan a n tan a n +1}的前7项和为1k(tan a 8-tan a 7+tan a 7-tan a 6+…+tan a 2-tan a 1)-7=1k (tan a 8-tan a 1)-7=1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫tan 4136π-tan 1336π-7=1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫tan 536π-tan 1336π-7 =1k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-π9-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+π9-7=1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-k 1+k -1+k 1-k -7=11-7k 2k 2-1. 2.已知等差数列{a n },a 5=π.若函数f (x )=sin 2x+1,记y n =f (a n ),则数列{y n }的前9项和为 . 【答案】9【解析】由题意,得y n =sin(2a n )+1,所以数列{y n }的前9项和为sin 2a 1+sin 2a 2+sin 2a 3+…+sin 2a 8+sin 2a 9+9.由a 5=π,得sin 2a 5=0.∵a 1+a 9=2a 5=π,∴2a 1+2a 9=4a 5=2π,∴2a 1=2π-2a 9,∴sin 2a 1=sin π =-sin 2a 9.由倒序相加可得(sin 2a 1+sin 2a 2+sin 2a 3+…+sin 2a 8+sin 2a 9+sin 2a 1+sin 2a 2+sin 2a 3+…+sin 2a 8+sin 2a 9)=0,∴y 1+y 2+y 3+…+y 8+y 9=9.考向二 数列与向量【例2】设数列{a n }满足a 2+a 4=10,点P n (n ,a n )对任意的n ∈N *,都有向量P n P n +1――→=(1,2),则数列{a n }的前n 项和S n =________.【答案】n 2【解析】∵P n (n ,a n ),∴P n +1(n +1,a n +1),∴P n P n +1――→=(1,a n +1-a n )=(1,2),∴a n +1-a n =2, ∴数列{a n }是公差d 为2的等差数列.又由a 2+a 4=2a 1+4d =2a 1+4×2=10,解得a 1=1, ∴S n =n +n n -12×2=n 2.【举一反三】1.在平面直角坐标系xOy 中,直线 经过坐标原点, 是 的一个法向量 已知数列 满足:对任意的正整数n ,点 均在 上,若 ,则 的值为______. 【答案】-2【解析】直线经过坐标原点, 是 的一个法向量, 可得直线 的斜率为 , 即有直线 的方程为 ,点 均在 上,可得 , 即有,则数列 为公比q 为的等比数列, 可得 . 故答案为: .2.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB →=a 1OA →+a 200·OC →,且A ,B ,C 三点共线(该直线不过原点O ),则S 200=________. 【答案】 100【解析】因为A ,B ,C 三点共线(该直线不过原点O ),所以a 1+a 200=1, 所以S 200=200a 1+a 2002=100.考向四 数列与函数【例4】已知数列{a n }的通项公式为a n =-8⎝ ⎛⎭⎪⎫18n +9⎝ ⎛⎭⎪⎫14n -3⎝ ⎛⎭⎪⎫12n (其中n ∈N *),若第m 项是数列{a n }中的最小项,则a m =________. 【答案】 -516【解析】 令⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=t ,由a n =-8⎝ ⎛⎭⎪⎫18n +9⎝ ⎛⎭⎪⎫14n -3⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,得a n =-8t 3+9t 2-3t . 设f (t )=-8t 3+9t 2-3t ,则f ′(t )=-24t 2+18t -3=-3(2t -1)(4t -1). ∵0<t =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ≤12,且当0<t <14时,f ′(t )<0,当14<t <12时,f ′(t )>0, ∴f (t )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14上单调递减,在⎝ ⎛⎦⎥⎤14,12上单调递增. ∴当t =14,即n =2时,a n 最小,∴a m =a 2=-8×⎝ ⎛⎭⎪⎫182+9×⎝ ⎛⎭⎪⎫142-3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122=-516,即a m =-516.【举一反三】1.已知函数f (x )是R 上的单调递增函数且为奇函数,数列{a n }是等差数列,a 3>0,则f (a 1)+f (a 3)+f (a 5)的值( )A .恒为正数B .恒为负数C .恒为0D .可以为正数也可以为负数 【答案】A【解析】因为函数f (x )是R 上的奇函数,所以f (0)=0,又f (x )是R 上的增函数,所以当x >0时,有f (x )>f (0)=0,当x <0时,有f (x )<f (0)=0,因为a 3>0,所以f (a 3)>0.因为数列{a n }是等差数列,所以a 1+a 52=a 3>0⇒a 1+a 5>0⇒a 1>-a 5⇒f (a 1)>f (-a 5),又f (-a 5)= -f (a 5),所以f (a 1)+f (a 5)>0,故f (a 1)+f (a 3)+f (a 5)=[f (a 1)+f (a 5)]+f (a 3)>0.2.若数列{a n }是公差为2的等差数列,数列{b n }满足b 1=1,b 2=2,且a n b n +b n =nb n +1. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)设数列{c n }满足c n =a n +1b n +1,数列{c n }的前n 项和为T n ,若不等式(-1)n λ<T n +n 2n -1对一切n ∈N *恒成立,求实数λ的取值范围. 【答案】见解析【解析】(1)∵数列{b n }满足b 1=1,b 2=2,且a n b n +b n =nb n +1. ∴n =1时,a 1+1=2,解得a 1=1. 又数列{a n }是公差为2的等差数列, ∴a n =1+2(n -1)=2n -1. ∴2nb n =nb n +1,化为2b n =b n +1,∴数列{b n }是首项为1,公比为2的等比数列. ∴b n =2n -1.(2)由数列{c n }满足c n =a n +1b n +1=2n 2n =n2n -1, 数列{c n }的前n 项和为T n =1+22+322+…+n2n -1,∴12T n =12+222+…+n -12n -1+n 2n , 两式作差,得∴12T n =1+12+122+…+12n -1-n2n =1-12n1-12-n 2n =2-n +22n,∴T n =4-n +22n -1.不等式(-1)nλ<T n +n2n -1,化为(-1)nλ<4-22n -1,n =2k (k ∈N *)时,λ<4-22n -1,取n =2,∴λ<3. n =2k -1(k ∈N *)时,-λ<4-22n -1,取n =1,∴λ>-2.综上可得:实数λ的取值范围是(-2,3).1.已知数列{a n }满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n ∈N *,且a 5=π2,若函数f (x )=sin 2x +2cos 2x 2,记y n =f (a n ),则数列{y n }的前9项和为( )A .0B .-9C .9D .1【答案】C【解析】由已知可得,数列{a n }为等差数列,f (x )=sin 2x +cos x +1,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=1.∵f (π-x )=sin(2π-2x )+cos(π-x )+1=-sin 2x -cos x +1,∴f (π-x )+f (x )=2,∵a 1+a 9=a 2+a 8=…=2a 5=π,∴f (a 1)+…+f (a 9)=2×4+1=9,即数列{y n }的前9项和为9.2.等差数列{a n }中的a 1,a 4 033是函数f (x )=13x 3-4x 2+6x -1的极值点,则log 2a 2 017=( )A.2B.3C.4D.5【答案】 A【解析】 因为f ′(x )=x 2-8x +6,依题意,a 1,a 4 033是方程f ′(x )=x 2-8x +6=0的两根, ∴a 1+a 4 033=8,则a 2 017=4,故log 2a 2 017=log 24=2.3.已知函数f (x )在R 上的图象是连续不断的一条曲线,当x >0时,f (x )<2,对任意的x ,y ∈R ,f (x )+f (y )=f (x +y )+2成立,若数列{a n }满足a 1=f (0),且f (a n +1)=f ⎝⎛⎭⎪⎫a n a n +3,n ∈N *,则a 2 018的值为( ) A .2 B.62×32 017-1 C.22×32 017-1D.22×32 016-1【答案】【解析】令x =y =0得f (0)=2,所以a 1=2.设x 1,x 2是R 上的任意两个数,且x 1<x 2, 则x 2-x 1>0,因为当x >0时,f (x )<2,所以f (x 2-x 1)<2,即f (x 2)=f (x 2-x 1+x 1)=f (x 2-x 1)+f (x 1)-2<2+f (x 1)-2=f (x 1), 所以f (x )在R 上是减函数. 因为f (a n +1)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n a n +3,所以a n +1=a na n +3,即1a n +1=3a n+1, 所以1a n +1+12=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n +12,因为1a 1+12=1, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +12是以1为首项,3为公比的等比数列,所以1a n +12=3n -1,即a n =22×3n -1-1. 所以a 2 018=22×32 017-1.4.若数列{}n a 对任意2()n n N ≥∈满足()()11220n n n n a a a a -----=,下面给出关于数列{}n a 的四个命题:①{}n a 可以是等差数列,②{}n a 可以是等比数列;③{}n a 可以既是等差又是等比数列;④{}n a 可以既不是等差又不是等比数列;则上述命题中,正确的个数为( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个【答案】B 【解析】∵数列{a n }对任意n ≥2(n ∈N )满足(a n ﹣a n ﹣1﹣2)(a n ﹣2a n ﹣1)=0,∴a n ﹣a n ﹣1=2,或a n =2a n ﹣1, ∴①{a n }可以是公差为2的等差数列,正确; ②{a n }可以是公比为2的等比数列,正确;③若{a n }既是等差又是等比数列,即此时公差为0,公比为1,由①②得,③错误; ④{a n }可以既不是等差又不是等比数列,错误; 故选:B .5.已知数列 ,,若该数列是递减数列,则实数λ的取值范围是( ) A .(-∞,6) B .(-∞,4] C .(-∞,5) D .(-∞,3] 【答案】B【解析】数列{a n }的通项公式是关于n (n ∈N *)的二次函数, 若数列是递减数列,则,即λ≤4. 本题选择B 选项. 6.数列a n =1n (n +1),其前n 项之和为910,则在平面直角坐标系中,直线(n +1)x +y +n =0在y 轴上的截距为( ) A.-10 B.-9 C.10D.9【答案】B【解析】 由于a n =1n (n +1)=1n -1n +1.∴S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=1-1n +1.因此1-1n +1=910,所以n =9. 所以直线方程为10x +y +9=0.令x =0,得y =-9,所以在y 轴上的截距为-9.7.对于数列{a n },定义数列{a n +1-a n }为数列{a n }的“差数列”,若a 1=2,数列{a n }的“差数列”的通项公式为a n +1-a n =2n,则数列{a n }的前n 项和S n =( ) A.2 B.2nC.2n +1-2 D.2n -1-2【答案】 C【解析】 因为a n +1-a n =2n,所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+22+2+2=2-2n1-2+2=2n -2+2=2n ,所以S n =2-2n +11-2=2n +1-2.8.数1,m ,9成等比数列,则圆锥曲线的离心率为______. 【答案】或2.【解析】 ,m ,9构成一个等比数列, ,则 .当 时,圆锥曲线是椭圆,它的离心率是; 当 时,圆锥曲线 是双曲线,它的离心率是.则离心率为或2.故答案为:或2.9.已知[x]表示不超过x的最大整数,例如:[2.3]=2,[-1.5]=-2.在数列{a n}中,a n=[lg n],n∈N+,记S n为数列{a n}的前n项和,则S2 018=________.【答案】 4 947【解析】当1≤n≤9时,a n=[lg n]=0.当10≤n≤99时,a n=[lg n]=1.当100≤n≤999时,a n=[lg n]=2.当1 000≤n≤2 018时,a n=[lg n]=3.故S2 018=9×0+90×1+900×2+1 019×3=4 947.10.已知方程(x2-mx+2)(x2-nx+2)=0的四个根组成一个首项为的等比数列,则|m-n|=_______. 【答案】【解析】方程①或②设方程①两根为,,方程②两根为,,则,,,,方程的四个根组成一个首项为的等比数列,令,则,所以只能为数列的第四项(若为第2项时,则分别为32,256,与矛盾,若为第3项时,同理得到矛盾。