数列与解析几何的综合-高中数学知识点讲解
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高中数学中的解析几何知识点总结解析几何是数学中的一个重要分支,主要研究几何图形在坐标系中的性质和关系。
在高中数学中,解析几何是一个重要的学习内容。
本文将对高中数学中的解析几何知识点进行总结,帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
一、平面直角坐标系平面直角坐标系是解析几何的基础,用来描述平面上的点和直线。
平面直角坐标系由x轴和y轴组成,它们相交于原点O。
在平面直角坐标系中,每个点都可以用有序数对(x, y)表示,其中x是该点在x轴上的坐标,y是该点在y轴上的坐标。
二、点的位置关系在平面直角坐标系中,可以根据点的坐标确定其位置关系。
1. 同一直线上的点:设A(x₁, y₁)、B(x₂, y₂)和C(x₃, y₃)是平面直角坐标系中的三个点,如果它们满足斜率相等的条件,即 (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = (y₃ - y₁) / (x₃ - x₁)那么点A、B和C在同一直线上。
2. 垂直关系:设AB和CD是平面直角坐标系中两条直线,如果它们的斜率互为负倒数,即(y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = -1 / ((y₄ - y₃) / (x₄ - x₃))那么直线AB和CD垂直。
3. 平行关系:设AB和CD是平面直角坐标系中两条直线,如果它们的斜率相等,即(y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = (y₄ - y₃) / (x₄ - x₃)那么直线AB和CD平行。
三、直线的方程在解析几何中,直线可以用不同的形式表示其方程。
常见的有点斜式、斜截式和一般式。
1. 点斜式:设直线L过坐标系中的点A(x₁, y₁)且斜率为k,那么直线L的点斜式方程为y - y₁ = k(x - x₁)2. 斜截式:设直线L与y轴相交于点B,且直线L的斜率为k,那么直线L的斜截式方程为y = kx + b3. 一般式:设直线L的方程为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数且A和B不同时为0,那么该直线L的一般式方程为Ax + By + C = 0四、直线的性质在解析几何中,对于两条直线的位置关系,有以下几个重要的性质。
高中数学知识点全总结详解1. 数列与数学归纳法数列是一组按照一定规律排列的数的序列。
数列在高中数学中占有重要地位,其研究对象包括等差数列、等比数列、数列的通项公式、数列的性质等。
数学归纳法是数学中一种重要的证明方法,用于证明当n取非负整数时,命题p(n)成立。
2. 不等式不等式是数学中的一个重要内容,包括一元一次不等式、一元二次不等式、绝对值不等式、分式不等式等。
解不等式的一般步骤包括将不等式化为关于未知数的一元一次不等式或二次不等式,解出不等式的解集。
3. 函数及其图像函数是数学中的一个重要概念,函数的定义、性质、函数的表示方法、函数的运算等是高中数学中的重要知识点。
函数的图像包括函数的平移、伸缩、翻折等变换,以及二次函数、三角函数、指数函数、对数函数等函数的特点。
4. 极限极限是高等数学中的一个重要概念,涉及到数列的极限、函数的极限等。
极限的定义、性质、计算方法是高中数学中的重要内容,对于以后学习微积分及数学分析具有重要作用。
5. 微分学微分学是高等数学中的一部分,包括导数的定义、性质、求导法则、高阶导数、隐函数求导等。
微分学在物理学、工程学、经济学等领域具有广泛的应用。
6. 积分学积分学是高等数学中的另一部分,包括定积分、不定积分、积分的性质、积分的计算等。
积分学在物理学、几何学、工程学等领域有着重要的应用。
7. 常用函数包括指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等常用函数的性质、图像、运算等。
8. 平面向量平面向量是高中数学中的重要内容,包括向量的定义、性质、向量的运算、向量的数量积、向量的夹角等。
9. 空间几何空间几何是高中数学中的一部分,包括空间直角坐标系、空间中的点、向量、直线、平面等。
10. 三角函数及其应用三角函数是高中数学中的一个重要内容,包括三角函数的定义、性质、三角函数的图像、基本初等函数的互化、三角函数的运算等。
三角函数在物理学、天文学、化学等领域有着广泛的应用。
11. 解析几何解析几何是高中数学中的一部分,包括直线的方程、圆的方程、二次曲线的方程、曲线的性质等。
高中数学数列知识点清单一、知识概述数列知识点清单①基本定义:数列就是一串按一定次序排列起来的数,比如1, 2, 3, 4, ...就是一个简单的数列。
②重要程度:数列是高中数学的重要组成部分,不仅在解析几何、函数等知识点中出现,而且是数学竞赛中的热门考点。
掌握数列的基本概念和方法,对于解决复杂的数学问题至关重要。
③前置知识:需要提前掌握一些基础的代数知识,比如加法、乘法运算,以及简单的函数概念。
④应用价值:数列在生活中有很多应用,比如金融中的利率计算、时间序列数据分析等,都是数列知识的实际应用。
二、知识体系①知识图谱:数列位于高中数学的核心位置,与函数、解析几何、不等式等多个知识点紧密相连。
②关联知识:数列与等差数列、等比数列、函数图像变化等知识点关系密切,掌握数列可以更好地理解这些知识点的内在联系。
③重难点分析:数列的难点在于理解等差数列和等比数列的通项公式和前n项和公式的推导和应用。
关键点在于理解数列的递推关系和求和的方法。
④考点分析:在考试中,数列通常出现在填空题、选择题和解答题中,考察点包括数列的定义、分类、通项公式和前n项和公式的应用等。
三、详细讲解数列按照项与项之间的关系,可以分为等差数列、等比数列和其他一般数列。
其中,等差数列和等比数列是数列中的两大重点。
【等差数列】①概念辨析:等差数列是指从第二项开始,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数d的数列。
这个常数d叫做公差。
②特征分析:等差数列的特点是相邻两项的差是固定的,因此它具有线性的变化趋势。
③分类说明:根据首项和公差的正负,等差数列可以有递增、递减或等差为零等多种情况。
④应用范围:等差数列在实际生活中应用广泛,比如楼梯台阶数量、等间隔的时间序列等。
【等比数列】①概念辨析:等比数列是指从第二项开始,每一项与它的前一项的比都等于同一个非零常数q的数列。
这个常数q叫做公比。
②特征分析:等比数列的特点是相邻两项的比是固定的,因此它具有指数变化的特点。
高中数学知识点全总结人教B版高中数学知识点全总结(人教B版)一、函数与导数1. 函数基础- 函数的概念与表示法- 函数的性质:定义域、值域、单调性、奇偶性- 函数的运算:和差、积商、复合函数- 反函数与逆函数- 分段函数与绝对值函数2. 初等函数- 幂函数、指数函数、对数函数- 三角函数:正弦、余弦、正切及其基本性质- 反三角函数:反正弦、反余弦、反正切3. 函数的极限与连续性- 极限的概念与性质- 无穷小与无穷大- 极限的运算法则- 函数的连续性与间断点4. 导数与微分- 导数的定义与几何意义- 导数的运算法则- 高阶导数- 隐函数与参数方程的导数- 微分的概念与应用5. 导数的应用- 函数的极值与最值问题- 曲线的切线与法线- 洛必达法则- 函数的单调区间- 函数的凹凸性与拐点二、平面向量与三角函数1. 向量基础- 向量的基本概念与线性运算- 向量的模、方向角与投影- 向量的数量积与向量积2. 平面三角函数- 三角函数的定义与基本关系- 三角函数的图像与性质- 三角函数的和差化积与积化和差- 三角函数的倍角公式与半角公式3. 解三角形- 三角形的边角关系- 正弦定理与余弦定理- 三角形面积的计算三、数列与数学归纳法1. 等差数列与等比数列- 数列的基本概念- 等差数列与等比数列的定义、通项公式与求和公式 - 数列的递推关系2. 数列的极限- 数列极限的概念与性质- 极限的四则运算法则- 无穷数列的极限计算3. 数学归纳法- 数学归纳法的原理- 典型的数学归纳法证明例子四、解析几何1. 直线与圆的方程- 直线的点斜式、两点式与一般式方程 - 圆的标准方程与一般方程- 直线与圆的位置关系2. 圆锥曲线- 椭圆、双曲线、抛物线的方程与性质 - 圆锥曲线的切线与法线- 圆锥曲线的参数方程3. 空间几何- 空间直角坐标系- 空间向量及其运算- 空间直线与平面的方程- 空间几何体的表面积与体积五、概率与统计1. 概率基础- 随机事件与概率的定义- 条件概率与独立事件- 全概率公式与贝叶斯公式2. 随机变量及其分布- 随机变量的概念与分类- 离散型与连续型随机变量- 概率分布与概率密度函数- 常见的分布:二项分布、正态分布、均匀分布3. 统计基础- 统计量:均值、方差、标准差- 数据的集中趋势与离散程度- 线性回归与相关分析六、数学思维与方法1. 数学证明- 证明方法:直接证明、间接证明- 证明技巧:反证法、数学归纳法2. 数学建模- 数学建模的概念与步骤- 常见的数学建模方法3. 逻辑思维与问题解决- 逻辑思维的基本规则- 问题解决的策略与方法以上总结了人教B版高中数学的主要知识点,涵盖了函数、向量、三角函数、数列、解析几何、概率统计以及数学思维方法等多个领域。
高中数学解析几何与数列的应用与推理解析几何和数列是高中数学中重要的两个概念和方法,它们在数学领域及实际问题中有着广泛的应用与推理。
本文将从几何的角度出发,探讨解析几何与数列的应用与推理。
一、解析几何的应用解析几何是通过代数方法来研究几何图形的一门数学分支。
在解析几何中,我们可以通过点、直线、曲线的坐标表示,由此可以推导出一系列几何性质。
下面将分别从直线、圆和曲线三个方面来说明解析几何的应用。
1. 直线的解析几何应用在平面直角坐标系中,直线的表示方式为y=ax+b,其中a为斜率,b为截距。
通过解析几何的方法,我们可以轻松求解直线的斜率、截距、交点等问题。
此外,直线的解析几何应用还包括直线的方程转化、直线与圆的关系等问题。
2. 圆的解析几何应用在平面直角坐标系中,圆的表示方式为(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2,其中(a,b)为圆心坐标,r为半径。
通过解析几何的方法,我们可以求解圆的圆心坐标、半径、与直线的关系等问题。
此外,圆的解析几何应用还包括圆的方程转化、圆与圆的关系等问题。
3. 曲线的解析几何应用曲线是解析几何中一个相对复杂的概念,常见的曲线包括抛物线、双曲线、椭圆等。
通过解析几何的方法,我们可以求解曲线的方程、拐点、渐近线等问题。
此外,曲线的解析几何应用还包括曲线与直线的交点、曲线与圆的关系等问题。
二、数列的应用与推理数列是按照一定规律排列的一组数,它在数学和实际问题中有着重要的应用与推理。
下面将从等差数列、等比数列和斐波那契数列三个方面来说明数列的应用与推理。
1. 等差数列的应用与推理等差数列是指数列中相邻两项之差都相等的数列。
通过等差数列的应用与推理,我们可以求解等差数列的通项公式、前n项和等问题。
此外,等差数列的应用与推理还包括等差数列与几何图形的关系等问题。
2. 等比数列的应用与推理等比数列是指数列中相邻两项之比都相等的数列。
通过等比数列的应用与推理,我们可以求解等比数列的通项公式、前n项和等问题。
高中数学知识点大全(二)一、数列1. 数列的概念:数列是按照一定顺序排列的一列数。
数列中每个数称为数列的项。
2. 常见数列:(1)等差数列:从第二项起,每一项与前一项的差等于常数d,称为等差数列。
(2)等比数列:从第二项起,每一项与前一项的比等于常数q,称为等比数列。
(3)斐波那契数列:从第三项起,每一项等于前两项之和。
3. 数列的通项公式:数列的第n项可以表示为一个关于n 的函数,称为数列的通项公式。
4. 数列的前n项和:数列的前n项和是指数列的前n项相加的结果。
5. 数列的求和公式:(1)等差数列的求和公式:S_n = n(a_1 + a_n) / 2,其中S_n表示前n项和,a_1表示首项,a_n表示第n项。
(2)等比数列的求和公式:S_n = a_1 (1 q^n) / (1 q),其中q≠1。
6. 数列的极限:(1)数列的收敛:若数列{a_n}的项趋于某一确定的数A,则称数列{a_n}收敛于A。
(2)数列的发散:若数列{a_n}的项不趋于某一确定的数,则称数列{a_n}发散。
二、平面向量1. 向量的概念:向量是有大小和方向的量。
2. 向量的表示方法:(1)几何表示:用箭头表示向量,箭头指向表示向量方向,箭头长度表示向量大小。
(2)坐标表示:在直角坐标系中,向量可以表示为起点到终点的坐标差。
3. 向量的运算:(1)向量加法:两个向量相加,等于这两个向量的模长相加,方向与这两个向量相同。
(2)向量减法:两个向量相减,等于这两个向量的模长相减,方向与第一个向量相同,与第二个向量相反。
(3)向量数乘:向量与实数相乘,等于这个向量的模长乘以实数,方向与原向量相同。
(4)向量的点积:两个向量的点积等于这两个向量的模长乘积与它们夹角的余弦值。
(5)向量的叉积:两个向量的叉积等于这两个向量的模长乘积与它们夹角的正弦值,方向垂直于这两个向量所在的平面。
4. 向量的性质:(1)向量加法满足交换律和结合律。
立体几何、解析几何、数列公式和结论
立体几何是研究空间中物体的形状、大小、位置关系等的数学学科。
它包括了点、线、面、体等概念以及与它们相关的性质和定理。
常见的内容包括立体的体积、表面积、几何体的投影等。
解析几何是运用代数的方法研究几何问题的数学学科。
它将几何
问题转化为代数方程的形式,通过求解方程,推导几何对象的性质。
解析几何主要研究平面几何和空间几何。
平面几何主要研究平面上的点、直线、曲线等几何对象,而空间几何则包括了空间中的点、直线、平面、曲面等几何对象。
数列公式和结论是指数列中各项之间的关系及其推导的结论。
数
列是一组按照一定规律排列的数,其中每个数称为数列的项。
数列公
式指的是根据数列的前几项或其中某些特殊性质,得出数列项之间的
关系式。
数列结论则是通过数列的公式,推导出数列的性质、求和公
式等等。
在几何学的拓展中,除了立体几何和解析几何外,还有其他几何
学的分支,如非欧几何学、微分几何学、拓扑学等等。
非欧几何学是
在传统几何学的基础上,对欧几里得公理系统进行了扩展,考察了不满足欧几里得公理的几何性质。
微分几何学研究了曲线、曲面及其在更高维度空间中的推广的几何性质,结合了微分方程和流形理论。
拓扑学研究了空间的形状和连续变化的性质,关注于点集和集合之间的关系。
总之,立体几何、解析几何、数列公式和结论是数学中重要的几何和代数概念,它们在数学学科的发展中起到了重要作用。
此外,我们还可以进一步拓展几何学的其他相关领域,如非欧几何学、微分几何学和拓扑学等,来深入研究各种几何问题。
高中数学必修一知识点总结归纳引言高中数学必修一通常涵盖了代数、函数、几何等多个基础数学领域,为学生进一步学习数学打下坚实的基础。
一、代数基础1.1 集合论概念:集合的表示、子集、并集、交集、补集。
1.2 逻辑用语逻辑连接词:与、或、非、蕴含、当且仅当。
1.3 不等式解法:一元一次不等式、一元二次不等式的解法。
二、函数2.1 函数的概念定义:函数的定义、定义域、值域。
2.2 函数的性质性质:单调性、奇偶性、周期性、有界性。
2.3 反函数概念:反函数的定义、性质及求法。
2.4 复合函数运算:复合函数的定义、运算法则。
2.5 函数图像绘制:函数图像的绘制方法和变换规律。
三、解析几何3.1 坐标系统介绍:直角坐标系、极坐标系的基本概念。
3.2 直线的方程形式:直线的点斜式、斜截式、一般式。
3.3 圆的方程形式:圆的标准方程、一般方程。
3.4 圆锥曲线类型:椭圆、双曲线、抛物线的方程和性质。
四、算法初步4.1 算法的概念定义:算法的定义、特征。
4.2 程序框图绘制:程序框图的绘制方法,如顺序结构、条件结构、循环结构。
4.3 算法案例分析:常见算法问题的解决步骤,如排序、查找。
五、统计5.1 随机事件与概率概念:随机事件的定义、概率的计算方法。
5.2 概率的性质总结:概率的基本性质,如非负性、规范性、加法法则。
5.3 统计初步指标:均值、中位数、众数、方差、标准差的计算与意义。
5.4 统计图类型:条形图、直方图、饼图的绘制与解读。
六、数列6.1 等差数列公式:等差数列的通项公式、求和公式。
6.2 等比数列公式:等比数列的通项公式、求和公式。
6.3 数列的极限概念:数列极限的定义、无穷等比数列的极限。
6.4 数列的应用案例:数列在实际问题中的应用,如分期付款、人口增长模型。
七、推理与证明7.1 推理的概念定义:推理的定义、日常生活中的推理应用。
7.2 证明的方法步骤:直接证明、间接证明、反证法的一般步骤。
7.3 证明的策略技巧:构造法、归纳法、演绎法在证明中的应用。
专题7.5 数列的综合应用(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.数列与传统数学文化、实际问题相结合,考查等差、等比数列的基本运算,凸显数学建模的核心素养. 2.数列与新定义问题相结合,考查转化、迁移能力,凸显数学抽象的核心素养.3.数列与函数、不等式、解析几何等相结合,考查学生综合分析解决问题的能力,凸显逻辑推理的核心素养.【知识点展示】(一)数列与函数数列与函数的综合问题主要有以下两类:(1)已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题;(2)已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法对式子化简变形.(二)数列与不等式1.数列型不等式的证明常用到“放缩法”,一是在求和中将通项“放缩”为“可求和数列”;二是求和后再“放缩”.放缩法常见的放缩技巧有: (1)1k 2<1k 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k +1.(2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k . (3)2(n +1-n )<1n<2(n -n -1).2.数列中不等式恒成立的问题数列中有关项或前n 项和的恒成立问题,往往转化为数列的最值问题;求项或前n 项和的不等关系可以利用不等式的性质或基本不等式求解.(三)解答数列实际应用问题的步骤(1)确定模型类型:理解题意,看是哪类数列模型,一般有等差数列模型、等比数列模型、简单递推数列模型.基本特征如下:等差数列模型:均匀增加或者减少等比数列模型:指数增长或减少,常见的是增产率问题、存款复利问题简单递推数列模型:指数增长的同时又均匀减少.如年收入增长率为20%,每年年底要拿出a(常数)作为下年度的开销,即数列{}1 1.2n n n a a a a +满足=-(2)准确解决模型:解模就是根据数列的知识,求数列的通项、数列的和、解方程(组)或者不等式(组)等,在解模时要注意运算准确.(3)给出问题的回答:实际应用问题最后要把求解的数学结果化为对实际问题的答案,在解题中不要忽视了这点.【常考题型剖析】题型一:数列与函数的综合例1.(2021·河南·睢县高级中学高三阶段练习(理))已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( ) A .13n -B .12n -C .21n -D .32n -例2.(2023·全国·高三专题练习)设函数()12ln x f x x -=+,11a =,()*21N 1,23n n a f f n f f n n n n n -⎛⎫=+++⋅ ⎪⋅⋅+∈≥ ⎪⎝⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎭.则数列{}n a 的前n 项和n S =______. 例3.(2017·上海·高考真题)根据预测,某地第n *()n ∈N 个月共享单车的投放量和损失量分别为n a 和n b (单位:辆),其中4515,1310470,4n n n a n n ⎧+≤≤=⎨-+≥⎩,5n b n =+,第n 个月底的共享单车的保有量是前n 个月的累计投放量与累计损失量的差.(1)求该地区第4个月底的共享单车的保有量;(2)已知该地共享单车停放点第n 个月底的单车容纳量24(46)8800n S n =--+(单位:辆). 设在某月底,共享单车保有量达到最大,问该保有量是否超出了此时停放点的单车容纳量?【温馨提醒】解题时要注意数列与函数的内在联系,灵活运用函数的思想方法求解,在问题的求解过程中往往会遇到数列的求和、和的最值,利用函数性质或不等式性质求解较为常规. 题型二:数列与不等式的综合例4.(2021·浙江·高考真题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,194a =-,且1439n n S S +=-.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈,记{}n b 的前n 项和为n T ,若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,求实数λ的取值范围.例5.(2021·天津·高考真题)已知{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64.{}n b 是公比大于0的等比数列,1324,48b b b =-=. (I )求{}n a 和{}n b 的通项公式;(II )记2*1,n n nc b b n N =+∈,(i )证明{}22nn c c -是等比数列;(ii )证明)*nk n N =∈ 例6.(2021·全国·高考真题(文))设{}n a 是首项为1的等比数列,数列{}n b 满足3nn na b =.已知1a ,23a ,39a 成等差数列.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和.证明:2nn S T <. 【温馨提醒】数列与不等式的结合,除应熟练掌握数列的通项公式、求和公式,关于不等式证明、不等式恒成立问题的处理方法亦应灵活运用. 题型三:数列与实际应用问题例7.【多选题】(2022·全国·高三专题练习)参加工作5年的小郭,因工作需要向银行贷款A 万元购买一台小汽车,与银行约定:这A 万元银行贷款分10年还清,贷款的年利率为r ,每年还款数为X 万元,则( )A .()1011ArX r =+- B .小郭第3年还款的现值为()31Xr +万元C .小郭选择的还款方式为“等额本金还款法”D .小郭选择的还款方式为“等额本息还款法”例8.(2021·全国·高三专题练习)某集团公司有一下属企业A 从事一种高科技产品的生产.A 企业第一年年初有资金2000万元,将其投入生产,到当年年底资金增长了40%,预计以后每年资金年增长率与第一年的相同.集团公司要求A 企业从第一年开始,每年年底上缴资金t 万元(800t <),并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底A 企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元.则( ) A .22800a t =- B .175n n a a t +=-C .1n n a a +>D .当400t =时,33800a >【总结提升】1.与实际应用相结合的题型也是高考命题的动向,这类问题的特点是通过现实生活的事例考查书本知识,解决这类问题的关键是耐心读题、仔细理解题,只有吃透题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答.2.等比数列最值有关问题的解题思路:求解此类问题的常用思路是根据题目所给条件建立关于变量n 的函数关系进行求解.有时也注意基本不等式的应用.题型四:数列的“新定义”问题例9.(2022·全国·高三专题练习)对于数列{}n a ,定义11222-=+++n n n A a a a 为数列{}n a 的“加权和”,已知某数列{}n a 的“加权和”12n n A n +=⋅,记数列{}+n a pn 的前n 项和为n T ,若5≤n T T 对任意的N n *∈恒成立,则实数p 的取值范围为( ) A .127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦B .167,73⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .512,25⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .169,74⎡⎤--⎢⎥⎣⎦例10.(2022·江西抚州·高二阶段练习(理))对大于1的自然数m 的三次幂可用奇数进行以下形式的“分裂”:3325⎧⎨⎩,3739,11⎧⎪⎨⎪⎩,3131541719⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,…仿此,若3m 的“分裂数”中有一个是1111,则m 的值为( ) A .32 B .33 C .34 D .35例11.(2022·河南开封·高二期末(理))若数列{}n a 中不超过()f m 的项数恰为()*,m b n m ∈N ,则称数列{}m b 是数列{}n a 的生成数列,称相应的函数()f m 是数列{}n a 生成{}m b 的控制函数.已知2n n a =,()f m m =,记数列{}m b 的前m 项和为m S ,则63S =( ) A .258B .264C .642D .636例12.(2022·全国·高三专题练习)定义:对于任意一个有穷数列,第一次在其每相邻的两项间都插人这两项的和,得到的新数列称之为一阶和数列,如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和称之为二阶和数列,以此类推可以得到n 阶和数列,如{1,5}的一阶和数列是{1,6,5},设它的n 阶和数列各项和为n S .(1)试求{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,并猜想n S 的通项公式(无需证明); (2)若()()311log 3log 33n n n c S S +=--⋅-,求{}n c 的前n 项和n T ,并证明:1126n T -<≤-.【温馨提醒】立足于“转化”,将新定义问题转化成等差数列、等比数列问题求解. 题型五:数列与解析几何例12.(2021·浙江·高考真题)已知,R,0a b ab ∈>,函数()2R ()f x ax b x =+∈.若(),(),()f s t f s f s t -+成等比数列,则平面上点(),s t 的轨迹是( ) A .直线和圆B .直线和椭圆C .直线和双曲线D .直线和抛物线例13.(2017山东,理19)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2 (Ⅰ)求数列{x n }的通项公式;(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2)…P n+1(x n+1, n+1)得到折线P 1 P 2…P n+1,求由该折线与直线y=0,11n x x x x +==,所围成的区域的面积.题型六:数列与传统文化例14.(2022·云南师大附中模拟预测(理))《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中第三章“衰分”有如下问题:“今有大夫、不更、簪裹、上造、公士,凡五人,共出百钱.欲令高爵出少,以次渐多,问各几何?”意思是:“有大夫、不更、簪裏、上造、公士(爵位依次变低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若不更出17钱,则公士出的钱数为( ) A .10B .14C .23D .26例15.(2022·山东青岛·一模)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金n T几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的12,第2关收税金为剩余金的13,第3关收税金为剩余金的14,第4关收税金为剩余金的15,第5关收税金为剩余金的16,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为a 斤,设()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,则()f a =( )A .5-B .7C .13D .26例16.(2017·全国·高考真题(理))我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A .1盏 B .3盏 C .5盏 D .9盏【总结提升】理解题意,构造数列,应用数列模型解题.专题7.5 数列的综合应用(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.数列与传统数学文化、实际问题相结合,考查等差、等比数列的基本运算,凸显数学建模的核心素养. 2.数列与新定义问题相结合,考查转化、迁移能力,凸显数学抽象的核心素养.3.数列与函数、不等式、解析几何等相结合,考查学生综合分析解决问题的能力,凸显逻辑推理的核心素养.【知识点展示】(一)数列与函数数列与函数的综合问题主要有以下两类:(1)已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题;(2)已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法对式子化简变形.(二)数列与不等式1.数列型不等式的证明常用到“放缩法”,一是在求和中将通项“放缩”为“可求和数列”;二是求和后再“放缩”.放缩法常见的放缩技巧有: (1)1k 2<1k 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k +1.(2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k . (3)2(n +1-n )<1n<2(n -n -1).2.数列中不等式恒成立的问题数列中有关项或前n 项和的恒成立问题,往往转化为数列的最值问题;求项或前n 项和的不等关系可以利用不等式的性质或基本不等式求解.(三)解答数列实际应用问题的步骤(1)确定模型类型:理解题意,看是哪类数列模型,一般有等差数列模型、等比数列模型、简单递推数列模型.基本特征如下:等差数列模型:均匀增加或者减少等比数列模型:指数增长或减少,常见的是增产率问题、存款复利问题简单递推数列模型:指数增长的同时又均匀减少.如年收入增长率为20%,每年年底要拿出a(常数)作为下年度的开销,即数列{}1 1.2n n n a a a a +满足=-(2)准确解决模型:解模就是根据数列的知识,求数列的通项、数列的和、解方程(组)或者不等式(组)等,在解模时要注意运算准确.(3)给出问题的回答:实际应用问题最后要把求解的数学结果化为对实际问题的答案,在解题中不要忽视了这点.【常考题型剖析】题型一:数列与函数的综合例1.(2021·河南·睢县高级中学高三阶段练习(理))已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( ) A .13n - B .12n -C .21n -D .32n -【答案】C 【解析】 【分析】由奇偶性定义可判断出()f x 为偶函数,由此可确定唯一零点为0x =,从而得到递推关系式;利用递推关系式可证得数列{}1n a +为等比数列,由等比数列通项公式可推导得到n a . 【详解】()()()()()()4411cos 221cos221n n n n f x x a x a x a x a f x ++-=-+--+=+-+=,()f x ∴为偶函数,图象关于y 轴对称,()f x ∴的零点关于y 轴对称,又()f x 有唯一零点,()f x ∴的零点为0x =,即()()10210n n f a a +=-+=,121n n a a +∴=+,即()1121n n a a ++=+,又112a +=,∴数列{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列,12n n a ∴+=,则21n n a =-.故选:C. 【点睛】关键点点睛:本题考查函数与数列的综合应用问题;解题关键是能够根据奇偶性的性质确定函数的唯一零点为0x =,从而结合零点确定数列的递推关系式,由递推关系式证得数列{}1n a +为等比数列. 例2.(2023·全国·高三专题练习)设函数()12ln x f x x -=+,11a =,()*21N 1,23n n a f f n f f n n n n n -⎛⎫=+++⋅ ⎪⋅⋅+∈≥ ⎪⎝⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎭.则数列{}n a 的前n 项和n S =______. 【答案】2n n 1-+ 【解析】 【分析】由题设11()()4n f f n n-+=,讨论n 的奇偶性求{}n a 的通项公式,再求n S . 【详解】由题设,111()()4ln(1)ln 41n f f n n n n -+=+-+=-, 所以()()**14121,2,N 221421,21,N 2n n f n n k k a n n n k k ⎧⎛⎫⎛⎫⨯-+=-=∈ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭=⎨-⎪⨯=-=+∈⎪⎩,即2(1)n a n =-且n ≥ 2, 当1n =时,11S =,当2n ≥时,21242(1)1n S n n n =+++⋅⋅⋅+-=+-,所以21n S n n =-+,n *∈N故答案为:2n n 1-+.例3.(2017·上海·高考真题)根据预测,某地第n *()n ∈N 个月共享单车的投放量和损失量分别为n a 和n b (单位:辆),其中4515,1310470,4n n n a n n ⎧+≤≤=⎨-+≥⎩,5n b n =+,第n 个月底的共享单车的保有量是前n 个月的累计投放量与累计损失量的差.(1)求该地区第4个月底的共享单车的保有量;(2)已知该地共享单车停放点第n 个月底的单车容纳量24(46)8800n S n =--+(单位:辆). 设在某月底,共享单车保有量达到最大,问该保有量是否超出了此时停放点的单车容纳量? 【答案】(1)935;(2)见解析. 【解析】 【详解】试题分析:(1)计算{}n a 和{}n b 的前4项和的差即可得出答案;(2)令n n a b ≥得出42n ≤,再计算第42个月底的保有量和容纳量即可得出结论. 试题分析:(1)()()1234123496530935a a a a b b b b +++-+++=-=(2)10470542n n n -+>+⇒≤,即第42个月底,保有量达到最大()()()()12341234420503864742965878222a a a ab b b b ⎡⎤+⨯+⨯+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+=+-=⎢⎥⎣⎦()2424424688008736S =--+=,∴此时保有量超过了容纳量.【温馨提醒】解题时要注意数列与函数的内在联系,灵活运用函数的思想方法求解,在问题的求解过程中往往会遇到数列的求和、和的最值,利用函数性质或不等式性质求解较为常规. 题型二:数列与不等式的综合例4.(2021·浙江·高考真题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,194a =-,且1439n n S S +=-.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈,记{}n b 的前n 项和为n T ,若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,求实数λ的取值范围.【答案】(1)33()4nn a =-⋅;(2)31λ-≤≤.【解析】【分析】(1)由1439n n S S +=-,结合n S 与n a 的关系,分1,2n n =≥讨论,得到数列{}n a 为等比数列,即可得出结论;(2)由3(4)0n n b n a +-=结合(1)的结论,利用错位相减法求出n T ,n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,分类讨论分离参数λ,转化为λ与关于n 的函数的范围关系,即可求解. 【详解】(1)当1n =时,1214()39a a a +=-,229272749,4416a a =-=-∴=-, 当2n ≥时,由1439n n S S +=-①, 得1439n n S S -=-②,①-②得143n n a a += 122730,0,164n n n a a a a +=-≠∴≠∴=, 又213,{}4n a a a =∴是首项为94-,公比为34的等比数列, 1933()3()444n n n a -∴=-⋅=-⋅;(2)由3(4)0n n b n a +-=,得43(4)()34n n n n b a n -=-=-, 所以234333333210(4)44444nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯⨯++-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎝+⎭⎭,2413333333321(5)(4)444444nn n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯++-⋅+-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得234113333333(4)4444444nn n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯++++--⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1193116493(4)34414n n n -+⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-+-- ⎪⎝⎭-111993334(4)44444n n n n n +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+---⋅=-⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以134()4n n T n +=-⋅,由n n T b λ≤得1334()(4)()44n nn n λ+-⋅≤-⋅恒成立,即(4)30n n λ-+≥恒成立,4n =时不等式恒成立;4n <时,312344n n n λ≤-=----,得1λ≤; 4n >时,312344n n n λ≥-=----,得3λ≥-; 所以31λ-≤≤.【点睛】易错点点睛:(1)已知n S 求n a 不要忽略1n =情况;(2)恒成立分离参数时,要注意变量的正负零讨论,如(2)中(4)30n n λ-+≥恒成立,要对40,40,40n n n -=->-<讨论,还要注意40n -<时,分离参数不等式要变号.例5.(2021·天津·高考真题)已知{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64.{}n b 是公比大于0的等比数列,1324,48b b b =-=. (I )求{}n a 和{}n b 的通项公式;(II )记2*1,n n nc b b n N =+∈,(i )证明{}22nn c c -是等比数列;(ii )证明)*nk n N =∈ 【答案】(I )21,n a n n N *=-∈,4,n n N b n *=∈;(II )(i )证明见解析;(ii )证明见解析.【解析】 【分析】(I )由等差数列的求和公式运算可得{}n a 的通项,由等比数列的通项公式运算可得{}n b 的通项公式;(II )(i )运算可得2224nn n c c =⋅-,结合等比数列的定义即可得证;(ii )放缩得21222422n n n n n a n c a c +<-⋅,进而可得112n n k k k-==,结合错位相减法即可得证. 【详解】(I )因为{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64. 所以12818782642a a a a ⨯++⋅⋅⋅+=+⨯=,所以11a =, 所以()12121,n n n n N a a *=+-=-∈;设等比数列{}n b 的公比为(),0q q >,所以()221321484q b b b q q b q ==-=--,解得4q =(负值舍去), 所以114,n n n b q n N b -*==∈;(II )(i )由题意,221441n n nn n b c b =++=,所以22224211442444n n nn nnn c c ⎛⎫⎛⎫=+-+=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-,所以220nn c c ≠-,且212222124424n n n n nn c c c c +++⋅==⋅--, 所以数列{}22nn c c -是等比数列; (ii )由题意知,()()22122222121414242222n n n n n n n n n a n n c c a +-+-==<-⋅⋅⋅,12n n-,所以112nn k k k k-==, 设10121112322222nn k n k k nT --===+++⋅⋅⋅+∑, 则123112322222n n n T =+++⋅⋅⋅+, 两式相减得21111111122121222222212nn n n nn n n n T -⎛⎫⋅- ⎪+⎝⎭=+++⋅⋅⋅+-=-=--, 所以1242n n n T -+=-,所以1112422nn k n k k n --==+⎫-<⎪⎭ 例6.(2021·全国·高考真题(文))设{}n a 是首项为1的等比数列,数列{}n b 满足3nn na b =.已知1a ,23a ,39a 成等差数列.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和.证明:2nn S T <. 【答案】(1)11()3n n a -=,3n nn b =;(2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)利用等差数列的性质及1a 得到29610q q -+=,解方程即可;(2)利用公式法、错位相减法分别求出,n n S T ,再作差比较即可. 【详解】(1)因为{}n a 是首项为1的等比数列且1a ,23a ,39a 成等差数列,所以21369a a a =+,所以211169a q a a q =+,即29610q q -+=,解得13q =,所以11()3n n a -=,所以33n n n na nb ==. (2)[方法一]:作差后利用错位相减法求和211213333n n n n nT --=++++,012111111223333-⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭n n S , 230121123111112333323333n n n n S n T -⎛⎫⎛⎫-=++++-++++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭012111012222333---++++111233---+n nn n .设0121111101212222Γ3333------=++++n n n , ⑧ 则1231111012112222Γ33333-----=++++n nn . ⑨由⑧-⑨得1121113312111113322Γ13233332313--⎛⎫--- ⎪⎛⎫⎝⎭=-++++-=-+- ⎪⎝⎭-n n n n n n n . 所以211312Γ432323----=--=-⨯⨯⨯n n n n n n . 因此10232323--=-=-<⨯⨯n n n n nS n n nT . 故2nn S T <. [方法二]【最优解】:公式法和错位相减求和法证明:由(1)可得11(1)313(1)12313n n n S ⨯-==--, 211213333n n nn n T --=++++,①231112133333n n n n nT +-=++++,② ①-②得23121111333333n n n n T +=++++- 1111(1)1133(1)1323313n n n n n n ++-=-=---,所以31(1)4323n n nnT =--⋅,所以2n n S T -=3131(1)(1)043234323n n n nn n ----=-<⋅⋅,所以2nn S T <. [方法三]:构造裂项法由(Ⅰ)知13⎛⎫= ⎪⎝⎭n n b n ,令1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭n n c n ,且1+=-n n n b c c ,即1111()[(1)]333αβαβ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭n n n n n n ,通过等式左右两边系数比对易得33,24αβ==,所以331243nn c n ⎛⎫⎛⎫=+⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.则12113314423nn n n n T b b b c c +⎛⎫⎛⎫=+++=-=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,下同方法二.[方法四]:导函数法 设()231()1-=++++=-n nx x f x x x x x x,由于()()()()()()1221'111'11(1)'1(1)1n n n n nx x x x x x x x nx n x x x x +⎡⎤⎡⎤⎡⎤----⨯--+-+⎣⎦⎣⎦⎢⎥==---⎢⎥⎣⎦, 则12121(1)()123(1)+-+-+=++++='-n nn nx n x f x x x nxx .又1111333-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n n n b n n ,所以2112311111233333n n n T b b b b n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++++=+⨯+⨯++⋅=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦12111(1)11133333113n nn n f +⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⋅=⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭'13113311(1)4334423n nnn n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦,下同方法二. 【整体点评】本题主要考查数列的求和,涉及到等差数列的性质,错位相减法求数列的和,考查学生的数学运算能力,是一道中档题,其中证明不等式时采用作差法,或者作商法要根据式子得结构类型灵活选择,关键是要看如何消项化简的更为简洁.(2)的方法一直接作差后利用错位相减法求其部分和,进而证得结论;方法二根据数列的不同特点,分别利用公式法和错位相减法求得,n n S T ,然后证得结论,为最优解;方法三采用构造数列裂项求和的方法,关键是构造1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ,使1+=-n n n b c c ,求得n T 的表达式,这是错位相减法的一种替代方法,方法四利用导数方法求和,也是代替错位相减求和法的一种方法. 【温馨提醒】数列与不等式的结合,除应熟练掌握数列的通项公式、求和公式,关于不等式证明、不等式恒成立问题的处理方法亦应灵活运用. 题型三:数列与实际应用问题例7.【多选题】(2022·全国·高三专题练习)参加工作5年的小郭,因工作需要向银行贷款A 万元购买一台小汽车,与银行约定:这A 万元银行贷款分10年还清,贷款的年利率为r ,每年还款数为X 万元,则( ) A .()1011ArX r =+- B .小郭第3年还款的现值为()31Xr +万元C .小郭选择的还款方式为“等额本金还款法”D .小郭选择的还款方式为“等额本息还款法” 【答案】BD 【解析】 【分析】因为小郭每年还款钱数相等,所以小郭选择为“等额本息还款法”,所以利用等比数列前n 项和公式求出X ,再设小郭第3年还款的现值为y ,根据复利规则求出y . 【详解】解:小郭与银行约定,每年还一次欠款,并且每年还款的钱数都相等,∴小郭靖选择的还款方式为“等额本息还款法”,故D 正确,C 错误, 设每年应还X 元,还款10次,则该人10年还款的现金与利息和为29[1(1)(1)(1)]X r r r +++++⋯++, 银行贷款A 元10年后的本利和为10(1)A r +.2910[1(1)(1)(1)](1)X r r r A r ∴+++++⋯++=+, ∴10101[1(1)](1)1(1)r X A r r ⨯-+⋅=+-+, 即1010(1)(1)1Ar r X r +=+-,故A 错误.设小郭第三年还款的现值为y ,则3(1)y r X ⋅+=,所以()31Xy r =+,故B 正确;例8.(2021·全国·高三专题练习)某集团公司有一下属企业A 从事一种高科技产品的生产.A 企业第一年年初有资金2000万元,将其投入生产,到当年年底资金增长了40%,预计以后每年资金年增长率与第一年的相同.集团公司要求A 企业从第一年开始,每年年底上缴资金t 万元(800t <),并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底A 企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元.则( ) A .22800a t =- B .175n n a a t +=-C .1n n a a +>D .当400t =时,33800a >【答案】BC 【解析】先求得第一年年底剩余资金1a ,第二年底剩余资金2a ,即可判断A 的正误;分析总结,可得1n a +与n a 的关系,即可判断B 的正误;根据题意,求得n a 的表达式,利用作差法即可比较1n a +与n a 的大小,即可判断C 的正误,代入400t =,即可求得3a ,即可判断D 的正误,即可得答案. 【详解】第一年年底剩余资金12000(140%)2800a t t =⨯+-=-,第二年底剩余资金211712(140%)392055a a t a t t =⨯+-=-=-,故A 错误;第三年底剩余资金3227109(140%)5488525t a a t a t =⨯+-=-=-,⋅⋅⋅ 所以第n +1年年底剩余资金为17(140%)5n n n a a t a t +=⨯+-=-,故B 正确;因为212277777()()55555n n n n a a t a t t a t t ---=-=--=--12217777()[1()()]5555n n a t --=-+++⋅⋅⋅+117[1()]75()(2800)7515n n t t ---=---=11757()(2800)[()1]525n n t t -----=1775()(2800)522n t t --+,所以111722775277[()(2800)]()(2800)555522552n n n n n n n t t t a a a t a a t t --+-=--=-=-+-=-, 因为800t <,所以7280002t->, 所以11277()(2800)0552n n n ta a -+-=->,即1n n a a +>,故C 正确;当400t =时,310910940054885488374438002525t a ⨯=-=-=<,故D 错误;【总结提升】1.与实际应用相结合的题型也是高考命题的动向,这类问题的特点是通过现实生活的事例考查书本知识,解决这类问题的关键是耐心读题、仔细理解题,只有吃透题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答.2.等比数列最值有关问题的解题思路:求解此类问题的常用思路是根据题目所给条件建立关于变量n 的函数关系进行求解.有时也注意基本不等式的应用.题型四:数列的“新定义”问题例9.(2022·全国·高三专题练习)对于数列{}n a ,定义11222-=+++n n n A a a a 为数列{}n a 的“加权和”,已知某数列{}n a 的“加权和”12n n A n +=⋅,记数列{}+n a pn 的前n 项和为n T ,若5≤n T T 对任意的N n *∈恒成立,则实数p 的取值范围为( ) A .127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦B .167,73⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .512,25⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .169,74⎡⎤--⎢⎥⎣⎦【答案】A 【解析】 【分析】根据n A 与n a 的关系求出n a ,再根据等差数列的求和公式求出n T ,将5≤n T T 化为216(5)06+⎛⎫-+≤ ⎪+⎝⎭n n p n 对任意的n *∈N 恒成立,分类讨论n 可求出结果. 【详解】 由1112222n n n n A a a a n -+=+++=⋅,∴2n ≥时,212122(1)2n n n a a a n --+++=-⋅,∴1122(1)2-+⋅=⋅--⋅n n n n a n n ,∴22n a n =+,1n =时,14a =也成立,∴22n a n =+,∴数列{}+n a pn 的前n 项和为:12(12)n n T a a a p n =+++++++2(422)(1)(1)3222++++=+⋅=++⋅n n n n n n p n n p ,∵5≤n T T 对任意的n *∈N 恒成立,∴225(1)56353522+⨯++⋅≤=+⨯+⨯n n n n p T p , 即225335(1)5(51)022p pn n n n -+-⨯++-⨯⨯+≤, 即22225335(5)(5)022p p n n n n -+-⨯+-+-≤,即5(5)(53)0222pn p p n n -+++++≤, 即(6)(5)(8)02p n n n +-++≤, 即216(5)06+⎛⎫-+≤ ⎪+⎝⎭n n p n 对任意的n *∈N 恒成立,当14n ≤≤时,2164266+-≤=+++n p n n 对任意的n *∈N 恒成立, 因为4412226465n +≥+=++,∴125-≤p ,所以125p ≥-,当5n =时,216(5)06n n p n +⎛⎫-+= ⎪+⎝⎭恒成立,R p ∈,当6n ≥时,2164266+-≥=+++n p n n 对任意的n *∈N 恒成立, 因为447226663n +≤+=++,∴73-≥p ,所以73p ≤-,综上可得:实数p 的取值范围为127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦.故选:A .例10.(2022·江西抚州·高二阶段练习(理))对大于1的自然数m 的三次幂可用奇数进行以下形式的“分裂”:3325⎧⎨⎩,3739,11⎧⎪⎨⎪⎩,3131541719⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,…仿此,若3m 的“分裂数”中有一个是1111,则m 的值为( ) A .32B .33C .34D .35【答案】B 【解析】 【分析】根据分裂数的定义,求出从32到()31m -、从32到3m 分裂数个数,再根据所有分裂数成等差数列求出1111对应的位置,进而根据不等式求m 值. 【详解】由题意,对于332,...,m ,它们依次对应2、3、…、m 个分裂数,则从32到()31m -各分裂数个数的和为(2)(1)2m m -+,从32到3m 各分裂数个数和为(1)(2)2m m -+,又332,...,m 的分裂数{}n a ,构成首项为3,公差为2的等差数列,所以21n a n =+,令211111n +=,可得555n =,所以(2)(1)(1)(2)55522m m m m -+-+<≤,当32m =时,(1)(2)5275552m m -+=<不符合; 当33m =时,(1)(2)5605552m m -+=>,(2)(1)5275552m m -+=<符合; 当34m =时,(2)(1)5605552m m -+=>不符合; 综上,33m =. 故选:B例11.(2022·河南开封·高二期末(理))若数列{}n a 中不超过()f m 的项数恰为()*,m b n m ∈N ,则称数列{}m b 是数列{}n a 的生成数列,称相应的函数()f m 是数列{}n a 生成{}m b 的控制函数.已知2n n a =,()f m m =,记数列{}m b 的前m 项和为m S ,则63S =( ) A .258 B .264 C .642 D .636【答案】A 【解析】 【分析】分析可知对任意的N k *∈,当)12,2k k m +⎡∈⎣,满足2nn a m =≤的项数为k ,即m b k =,满足条件的m 的个数为1222k k k +-=,进而可求得63S 的值.【详解】因为562632<<,由题中定义,对任意的N k *∈,当)12,2k k m +⎡∈⎣, 满足2nn a m =≤的项数为k ,即m b k =,满足条件的m 的个数为1222k k k +-=,当1m =时,0m b =,当)122,2m ⎡∈⎣时,1m b =,此时满足条件的m 的个数为12,当)232,2m ⎡∈⎣时,2m b =,此时满足条件的m 的个数为22,当)562,2m ⎡∈⎣时,5m b =,此时满足条件的m 的个数为52, 因此,01234563021222324252258S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.故选:A.例12.(2022·全国·高三专题练习)定义:对于任意一个有穷数列,第一次在其每相邻的两项间都插人这两项的和,得到的新数列称之为一阶和数列,如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和称之为二阶和数列,以此类推可以得到n 阶和数列,如{1,5}的一阶和数列是{1,6,5},设它的n 阶和数列各项和为n S .(1)试求{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,并猜想n S 的通项公式(无需证明);(2)若()()311log 3log 33n n n c S S +=--⋅-,求{}n c 的前n 项和n T ,并证明:1126n T -<≤-. 【答案】(1)21263=+⨯S ,()12312633=+⨯+S ,133n n S +=+ (2)1122=-+n T n ,证明见解析 【解析】【分析】(1)根据定义求出{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,由此归纳出n S ,(2)由(1)化简n c ,再由裂项相消法求其前n 项和,并完成证明.(1)由题意得,116512S =++=,217611512181263S =++++=+=+⨯,()2123187136171116512185412636312633S =++++++++=++=+⨯+⨯=+⨯+,41981572013196231728112716215S =++++++++++++++++121854162=+++2312636363=+⨯+⨯+⨯()123126333=+⨯++, …()12311263333(1)n n S n -=+⨯++++≥,由等比数列的前n 项和公式可得,()113131263313n n n S -+-=+⨯=+-, 所以{}n S 的通项公式133n n S +=+.(2)由于133n n S +=+,所以()()33111111log 3log 31221n n n c S S n n n n +⎛⎫=-=--=- ⎪-⋅-++++⎝⎭, 则1111111132432122n T n n n =-+-++-=-+++, 因为n *∈N ,所以102n >+,所以111222n ->-+, 又n T 随n 的增大而减小,所以当1n =时,n T 取得最大值16-,故1126n T -<≤-. 【温馨提醒】立足于“转化”,将新定义问题转化成等差数列、等比数列问题求解.题型五:数列与解析几何例12.(2021·浙江·高考真题)已知,R,0a b ab ∈>,函数()2R ()f x ax b x =+∈.若(),(),()f s t f s f s t -+成等比数列,则平面上点(),s t 的轨迹是( )A .直线和圆B .直线和椭圆C .直线和双曲线D .直线和抛物线【答案】C 【解析】【分析】首先利用等比数列得到等式,然后对所得的等式进行恒等变形即可确定其轨迹方程.【详解】由题意得2()()[()]f s t f s t f s -+=,即()2222()()a s t b a s t b as b ⎡⎤⎡⎤-+++=+⎣⎦⎣⎦, 对其进行整理变形:()()()22222222asat ast b as at ast b as b +-++++=+, ()()222222(2)0as at b ast as b++--+=, ()2222222240as at b at a s t ++-=, 222242220a s t a t abt -++=,所以22220as at b -++=或0=t ,其中2212s t b b a a-=为双曲线,0=t 为直线.故选:C.例13.(2017山东,理19)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2(Ⅰ)求数列{x n }的通项公式;(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2)…P n+1(x n+1, n+1)得到折线P 1 P 2…P n+1,求由该折线与直线y=0,11n x x x x +==,所围成的区域的面积.【答案】(I)(II )(II )过……向轴作垂线,垂足分别为……, 由(I)得记梯形的面积为.由题意, 所以 ……+n T 12.n n x -=(21)21.2n n n T -⨯+=123,,,P P P 1n P +x 123,,,Q Q Q 1n Q +111222.n n n n n x x --+-=-=11n n n n P P Q Q ++n b 12(1)2(21)22n n n n n b n --++=⨯=+⨯123n T b b b =+++n b=……+ ①又……+ ②①-②得= 所以题型六:数列与传统文化 例14.(2022·云南师大附中模拟预测(理))《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中第三章“衰分”有如下问题:“今有大夫、不更、簪裹、上造、公士,凡五人,共出百钱.欲令高爵出少,以次渐多,问各几何”意思是:“有大夫、不更、簪裏、上造、公士(爵位依次变低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若不更出17钱,则公士出的钱数为( )A .10B .14C .23D .26【答案】D【解析】【分析】设大夫、不更、簪裹、上造、公士所出的钱数依次构成等差数列{}n a ,根据217a =,前5项和为100求解.【详解】解:设大夫、不更、簪裹、上造、公士所出的钱数依次排成一列,构成数列{}n a .由题意可知,等差数列{}n a 中217a =,前5项和为100,设公差为(0)d d >,前n 项和为n S ,则535100S a ==,解得320a =,所以323d a a , 所以公士出的钱数为532202326a a d =+=+⨯=,故选:D .例15.(2022·山东青岛·一模)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金101325272-⨯+⨯+⨯+32(21)2(21)2n n n n ---⨯++⨯0122325272n T =⨯+⨯+⨯+21(21)2(21)2n n n n ---⨯++⨯121132(22......2)(21)2n n n T n ----=⨯++++-+⨯1132(12)(21)2.212n n n ---+-+⨯-(21)21.2n n n T -⨯+=几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的12,第2关收税金为剩余金的13,第3关收税金为剩余金的14,第4关收税金为剩余金的15,第5关收税金为剩余金的16,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为a 斤,设()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,则()f a =( ) A .5-B .7C .13D .26【答案】C 【解析】【分析】 根据题意求得每次收的税金,结合题意得到111111223344556a a a a a ++++=⨯⨯⨯⨯,求得a 的值,代入函数的解析式,即可求解.【详解】由题意知:这个人原来持金为a 斤,第1关收税金为:12a 斤;第2关收税金为111(1)3223a a ⋅-⋅=⋅⨯斤; 第3关收税金为1111(1)42634a a ⋅--⋅=⋅⨯斤, 以此类推可得的,第4关收税金为145a ⋅⨯斤,第5关收税金为156a ⋅⨯斤, 所以111111223344556a a a a a ++++=⨯⨯⨯⨯, 即1111111111(1)(1)12233445566a a -+-+-+-+-⋅=-⋅=,解得65a =, 又由()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,所以66()1011355f =⨯+=. 故选:C.例16.(2017·全国·高考真题(理))我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏【答案】B【解析】【详解】。
高中数学数列知识点归纳摘要:一、数列的定义与性质二、等差数列的定义与性质三、等比数列的定义与性质四、求数列通项公式的常用方法五、求数列前n 项和的常用方法六、数列知识点在高考中的应用正文:高中数学数列知识点归纳数列是高中数学中的一个重要知识点,也是历年高考的重点考查内容之一。
数列试题通常会出现在数列的知识、函数知识、不等式的知识和解析几何知识等的交汇点处命题,从而使数列试题呈现综合性强、立意新、角度新、难度大的特点。
在此,我们将对高中数学数列知识点进行归纳总结。
一、数列的定义与性质数列是一种特殊的函数,其定义域和值域均为正整数集。
数列可以看作一个定义域为正整数集n 或其有限子集1,2,3,,n 的函数,其中的1,2,3,,n 不能省略。
数列的性质包括:有界性、单调性、凸性、凹性等。
二、等差数列的定义与性质等差数列是指一个数列,其中任意两项之差等于一个常数d。
等差数列的定义可以用如下公式表示:an - an-1 = d。
等差数列的性质包括:公差为常数、通项公式为等差数列的定义与性质、前n 项和公式为:sn = n/2 * (a1 + an) 等。
三、等比数列的定义与性质等比数列是指一个数列,其中任意两项之比等于一个常数q。
等比数列的定义可以用如下公式表示:an / an-1 = q。
等比数列的性质包括:公比为常数、通项公式为:an = a1 * q^(n-1)、前n 项和公式为:sn = a1 * (1 -q^n) / (1 - q) 等。
四、求数列通项公式的常用方法求数列通项公式的常用方法包括:观察法、公式法、数学归纳法等。
观察法是根据数列的特征直接猜出通项公式;公式法是利用数列的性质和公式推导出通项公式;数学归纳法是利用数学归纳法证明通项公式的正确性。
五、求数列前n 项和的常用方法求数列前n 项和的常用方法包括:求和公式法、分组求和法、裂项相消法等。
求和公式法是根据数列的性质和公式直接求出前n 项和;分组求和法是将数列分组求和,从而简化求和过程;裂项相消法是将数列中的项进行裂项处理,以消除某些项,从而简化求和过程。
数列与解析几何的综合
1.数列与解析几何的综合
【知识点的知识】
函数、数列、解析几何作为高中数学的主要躯干,蕴含着诸多的数学思想和方法(数形结合、函数与方程、转化和归纳等),因而一直是高考的重点.尤其是它们互相之间及和其他数学知识(如复数、向量等)之间的互相渗透、互相联系,更为高考命题带来广阔的空间.而传统的章节复习法使学生分散地学习知识,对各个章节的联系和渗透考虑较少,从而造成对一些综合题心存胆怯.近几年高考中常见的函数﹣数列﹣解析几何综合题就是其中的典型.
【解题方法点拨】
事实上,无论是函数、数列还是解析几何中的曲线(包括复数、向量),都表现出数和形两种状态,数列是一个特殊的函数;函数的图象(解析式)则可看作解析几何中一种特殊的形(方程);而复数、向量的坐标顺理成章地使它们与函数、数列及解析几何发生联系.解函数﹣数列﹣解析几何综合题首先是建立在对数学基本概念理解的基础上,然后抓住概念间内在的联系,将问题转化为较熟悉的数学问题予以解决,当然这也离不开对各章节内部的扎实基本功.
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