高三数学理科二轮复习 1-5-12等差数列、等比数列、数列的综合应用
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高三数学数列的综合应用【本讲主要内容】数列的综合应用等差数列与等比数列的综合问题,数列与其他数学知识的综合问题,数列在实际问题中的应用。
【知识掌握】 【知识点精析】1. 等差数列与等比数列的综合问题,主要是运用它们的性质、通项公式、前n 项和公式将已知条件转化为数学式子(方程或不等式等)。
2. 在解决数列与其他数学知识的综合问题中,应该注意思维的角度和解题途径的选择,从“数列是特殊的函数”的角度出发,运用运动变化的观点,将问题变形转换,要分清所给问题中的数列是哪种类型,与其他数学知识的关系如何,以达到解决问题的目的。
3. 用数列解决实际应用性问题,主要有增长率问题,存贷款的利息问题,几何模型中的问题等等。
要把实际应用题转化为某种数列的模型,要分清是等差数列还是等比数列,还是有递推关系的数列,分清所涉及的量是数列中的项n a ,还是各项和n S ,有时还要注意数清项数,以使问题准确解决。
【解题方法指导】例1. (2005年全国卷三)在等差数列}{n a 中,公差d ≠0,2a 是1a 与4a 的等比中项,已知数列 ,,,,,,n k k k a a a a a 2131成等比数列,求数列}{n k 的通项n k 。
解题思路分析:这是一道等差数列与等比数列的综合问题,只需依题设条件,按已知的公式列式即可。
解:依题意得41221)1(a a a d n a a n ⋅=-+=,)3()(1121d a a d a +=+∴,整理得d a d 12= 10a d d =∴≠, ,得nd a n =所以,由已知得 ,,,,,,d k d k d k d d n 213是等比数列 由d ≠0,所以数列1,3,21k k ,,…,n k ,…也是等比数列 首项为1,公比为q=3,由此得91=k等比数列{n k }的首项91=k ,公比q=3,所以)21(33911 ,,==⨯=+-n k n n n即得到数列{n k }的通项*)(31N n k n n ∈=+例2. (2005年上海卷)假设某市2004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2004年为累计的第一年)将首次不少于4750万平方米?(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%?解题思路分析:这是一道实际应用题,依题意,先分析出中低价房面积逐年增长后,每年的面积数成等差数列,首项为250(万平方米),公差为50(万平方米);而每年新建住房面积逐年增长后,每年的面积数成等比数列,首项是400(万平方米),公比为(1+8%),然后再依据题中条件列式,而第(1)问中,指的是中低价房的累计面积,所以应为数列的前n 项和;而第(2)问中,指的是该年建造的住房面积,应为数列的第n 项。
高考数学二轮复习 数列的综合应用一、知识点梳理1. 能灵活地运用等差数列、等比数列的定义、性质、通项公式、前n 项和公式解题; 2.能熟练地求一些特殊数列的通项和前n 项的和; 3.使学生系统掌握解等差数列与等比数列综合题的规律,深化数学思想方法在解题实践中的指导作用,灵活地运用数列知识和方法解决数学和实际生活中的有关问题;4.通过解决探索性问题,进一步培养学生阅读理解和创新能力,综合运用数学思想方法分析问题与解决问题的能力.5.在解综合题的实践中加深对基础知识、基本技能和基本数学思想方法的认识,沟通各类知识的联系,形成更完整的知识网络,提高分析问题和解决问题的能力.6.培养学生善于分析题意,富于联想,以适应新的背景,新的设问方式,提高学生用函数的思想、方程的思想研究数列问题的自觉性、培养学生主动探索的精神和科学理性的思维方法. 二、例题选讲1.(★)1.若互不相等的实数,,a b c 成等差数列,,,c a b 成等比数列,且310a b c ++=,则a------------------------------------------------------------------( D )A .4B .2C .-2D .-42.(★)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若S 3S 6=13,则S 6S 12为------------------( A )(A )310 (B )13 (C )18 (D )193.(★)三个数成等差数列,如果将最小数乘2,最大数加上7,所得三数之积为1000,且成等比数列,则原等差数列的公差一定是---------------------------------------------( C )A.8B.8或-15C.± 8D.±154.(★) 在各项均不为零的等差数列{}n a 中,若2110(2)n n n a a a n +--+=≥,则214n S n --=------------------------------------------------------------------------------------------(A )A.2-B.0C.1D.25.(★★)在等差数列中,前n 项的和为S n ,若S m =2n,S n =2m,(m 、n ∈N 且m ≠n),则公差d 的值为----------------------------------------------------------------------------------------( A )A.-mn n m )(4+ B.-)(4n m mn + C.-mnn m )(2+ D. -)(2n m mn +6.(★★),则满足项之和为的前,数列·设n n n-n S n a a }{)21(6=1-是的最小正整数││n n 1001<4S -( B )(A )8 (B )9 (C )10 (D )117.(★★) 正项等比数列{a n }与等差数列{b n }满足7711,b a b a ==且71a a ≠,则4a ,4b 的大小关系为---------------------------------------------------( B ) (A ) 4a =4b(B )4a <4b(C )4a >4b (D )不确定8.(★★)设函数1)(22+++-=x x n x x x f (∈x R ,且21-≠n x ,∈x N *),)(x f 的最小值为n a ,最大值为n b ,记)1)(1(n n n b a c --=,则数列}{n c ------ ------------------------------( C ) (A )是公差不为0的等差数列 (B )是公比不为1的等比数列 (C )是常数列 (D )不是等差数列,也不是等比数列9.(★★★) 三角形三个边长组成等差数列,周长为36,内切圆周长为6π,则此三角形是-----------------------------------------------------------------( D )A .正三角形B .等腰直角三角形C .等腰三角形,但不是直角三角形D .直角三角形,但不是等腰三角形10.(★★★)设)(x f 是定义在R 上恒不为0的函数,对任意R y x ∈,,都有)()().(y x f y f x f +=,若)(,211n f a a n ==(n 为常数),则数列}{n a 的前n 项和n S 的取值范围是---------------------------------------------------------------------------------------( D )A .)2,21[ B .]2,21[ C .]1,21[ D .)1,21[11.(★)等差数列{a n }的前10项中,项数为奇数的各项之和为125,项数为偶数的各项之和为15,则首项a 1=_113_,公差d =__-22__.12.(★)正项等比数列{}n a 的首项512a -=,其前11项的几何平均数为52,若前11项中抽取一项后的几何平均数仍是52,则抽取一项的项数为_6 .13.(★)设数列{}n a 满足1236,4,3a a a ===,且数列1{}()n n a a n N *+-∈是等差数列,求数列{}n a 的通项公式27182n n n a -+=(n ∈N *).15.设()442xx f x =+,利用课本中推导等差数列前n 项和方法,求121111f f ++⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭…1011f +⎛⎫⎪⎝⎭的值为 5 .14.(★★)在等差数列}{n a 与等比数列{}n b 中,)3,2,1(0,0121211 =>=>=++n b a b a n n 则11++n n b a 与 的大小关系是11++≥n n b a .15.(★★)等差数列}{n a 的前n 项和为S n ,且,.26,825324n S T a a a a nn ==+=-记如果存在正整数M ,使得对一切正整数n ,M T n ≤都成立,则M 的最小值是 2 。
高考专题训练十二等差数列、等比数列、数列的综合应用班级______ 姓名_______ 时间:45分钟 分值:75分 总得分______一、选择题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项填在答题卡上.1.(2011·上海)设{a n }是各项为正数的无穷数列,A i 是边长为a i ,a i +1的矩形的面积(i =1,2,…).则{A n }为等比数列的充要条件是( )A .{a n }是等比数列B .a 1,a 3,…,a 2n -1,…或a 2,a 4,…,a 2n ,…是等比数列C .a 1,a 3,…,a 2n -1,…或a 2,a 4,…,a 2n ,…均是等比数列D .a 1,a 3,…,a 2n -1,…或a 2,a 4,…,a 2n ,…均是等比数列,且公比相同解析:依题意有A i =a i a i +1 ∴A n =a n a n +1,∴A n +1=a n +1a n +2{A n }为等比数列⇔A n +1A n =q (q >0),q 为常数∵A n +1A n =a n +1a n +2a n a n +1=a n +2a n=q . ∴a 1,a 3,a 5…a 2n +1…和a 2,a 4…a 2n …都成等比数列且公比相同. 答案:D2.如果等差数列{a n }中a 3+a 4+a 5=12,那么a 1+a 2+…+a 7=( )A .14B .21C .28D .35解析:本小题主要考查等差数列的性质,前n 项和的求法以及转化的数学思想.由等差数列的性质知,a 3+a 4+a 5=3a 4=12⇒a 4=4,故a 1+a 2+a 3+…+a 7=(a 1+a 7)+(a 2+a 6)+(a 3+a 5)+a 4=7a 4=28.答案:C3.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,S 9=45,则数列{a n }的公差为( )A .-1B .1C .2D.12解析:记等差数列{a n }的公差为d ,依题意得,S 9=9a 1+9×82d=9+36d =45,解得d =1,选B.答案:B4.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=4,S 10=110,则S n +64a n的最小值为( )A .7 B.152 C .8D.172解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则a 1+d =4,10a 1+10×92d =110,∴a 1=d =2,于是a n =2n ,S n =n 2+n ,∴S n +64a n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫n +64n +12≥8+12=172(当且仅当n =8时取“=”),选D.答案:D5.已知数列{a n }的通项公式为a n =2n +1.令b n =1n(a 1+a 2+…+a n ),则数列{b n }的前10项和T 10=( )A .70B .75C .80D .85解析:因为a n =2n +1,所以数列{a n }是个等差数列,其首项a 1=3,其前n 项和S n =a 1+a 2+…+a n =n (a 1+a n )2=n (3+2n +1)2=n 2+2n ,所以b n =1n ×S n =1n ×(n 2+2n )=n +2,故数列{b n }也是一个等差数列,其首项为b 1=3,公差为d =1,所以其前10项和T 10=10b 1+10×92=10×3+45=75,故选B.答案:B6.(2011·湖北省部分重点中学高三联考)a 1、a 2、a 3、a 4是各项不为零的等差数列且公差d ≠0,若将此数列删去某一项得到的数列(按原来的顺序)是等比数列,则a 1d的值为( )A .-4或1B .1C .4D .4或-1解析:若删去a 1,则a 2a 4=a 23,即(a 1+d )(a 1+3d )=(a 1+2d )2,化简得d =0,不合题意;若删去a 2,则a 1a 4=a 23,即a 1(a 1+3d )=(a 1+2d )2,化简可得a 1d=-4;若删去a 3,则a 1a 4=a 22,即a 1(a 1+3d )=(a 1+d )2,化简可得a 1d=1;若删去a 4,则a 1a 3=a 22,即a 1(a 1+2d )=(a 1+d )2,化简可得d =0,不符合题意.故选A.答案:A二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上.7.(2011·陕西)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放置在某一树坑旁边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,这个最小值为________米.解析:设放在第x 个坑旁边,由题意得S =20[(x -1)+(x -2)+…+1+1+0+1+2+…+(20-x )]=20⎣⎢⎡⎦⎥⎤(1+x -1)(x -1)2+(1+20-x )(20-x )2 =20(x 2-21x +210)由S ′=20(2x -21)=0,得x =10.5, 知x =10或 11时,S 最小值为2000. 答案:20008.(2011·广东)等差数列{a n }前9项的和等于前4项的和.若a 1=1,a k +a 4=0,则k =________.解析:由S 9=S 4及a 1=1,得9+36d =4+6d , d =-16.由a k +a 4=0得2a 1+(k +2)d =0. ∴2-k +26=0,k =10.答案:109.(2011·湖南)设S n 是等差数列{a n }(n ∈N *)的前n 项和,且a 1=1,a 4=7,则S 5=________.解析:∵a 1=1,a 4=1+3d =7,∴d =2, ∴S 5=5a 1+5×42d =5+10×2=25.答案:2510.(2011·湖北)《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为________升.解析:令最上面一节为a 1则⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 2+a 3+a 4=3a 7+a 8+a 9=4,⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =33a 1+21d =4,⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1322d =766.∴a 5=a 1+4d =6766.答案:6766三、解答题:本大题共2小题,共25分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.11.(12分)(2011·课标)等比数列{a n }的各项均为正数,且2a 1+3a 2=1,a 23=9a 2a 6.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和.解:(1)设数列{a n }的公比为q .由a 23=9a 2a 6得a 23=9a 24,所以q 2=19. 由条件可知q >0,故q =13.由2a 1+3a 2=1得2a 1+3a 1q =1,所以a 1=13.故数列{a n }的通项公式为a n =13n .(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n=-(1+2+…+n ) =-n (n +1)2.故1b n =-2n (n +1)=-2⎝⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 1b 1+1b 2+…+1b n =-2⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13⎦⎥⎤+…+⎝⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=-2nn +1. 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和为-2n n +1. 12.(13分)(2011·安徽)在数1和100之间插入n 个实数,使得这n +2个数构成递增的等比数列,将这n +2个数的乘积记作T n ,再令a n =lg T n ,n ≥1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =tan a n ·tan a n +1,求数列{b n }的前n 项和S n .解:(1)设t 1,t 2,…,t n +2构成等比数列,其中t 1=1,t n +2=100,则T n =t 1·t 2·…·t n +1·t n +2, ① T n =t n +2·t n +1·…t 2·t 1, ② ①×②并利用t i t n +3-i =t 1t n +2=102(1≤i ≤n +2),得 T 2n =(t 1t n +2)·(t 2t n +1)·…·(t n +1t 2)·(t n +2t 1)=102(n +2). ∴a n =lg T n =n +2,n ≥1.(2)由题意及(1)中计算结果,知 b n =tan(n +2)·tan(n +3),n ≥1.另一方面,利用tan1=tan[(k +1)-k ]=tan (k +1)-tan k1+tan (k +1)·tan k,得tan(k+1)·tan k=tan(k+1)-tan ktan1-1.所以S n=nk=1b k=n+2k=3tan(k+1)·tan k=n+2k=3⎝⎛⎭⎪⎫tan(k+1)-tan ktan1-1=tan(n+3)-tan3tan1-n.。