2018年江苏高考数学填空压轴题

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2018年江苏高考数学填空压轴题
已知集合A={x|x=2n-1,n ∈N ⁺},B={x|x=2ⁿ,n ∈N ⁺},将A ∪B 的所有元素从小到大依次排列构成一个数列{a n }.记S n 为数列{a n }的前n 项和,则使得S n >12a n+1成立的n 的最小值为 .
解:
由题意得
等差数列前n 项和:S A =2
)1(2)(11d n n na n a a n -+=+=n 2. (a 1=1,d=2) 等比数列前n 项和:S B =q
q a q q a a n n --=--1)1(111=2n+1-2. (a 1=2,q=2) S n =a 1+a 2+a 3+……+a n
=1+21+元素个A 13+22+元素个A 1275++23+元素个A 22⋅⋅⋅⋅⋅⋅+24+…+2m-1+元素个A m 22-⋅⋅⋅⋅⋅⋅+2m +… 以下分为两种情况讨论:
①若数列{a n }的前n 项和S n 中最大的项是集合B 中的元素2m 时,则有:
集合A 中的元素正好有:1+2+22+…+2m-2+1=2m-1个. 集合B 中的元素正好有:m 个.
且n=2m-1+m, a n+1=2(2m-1+1)-1=2m +1.
即Sn=1+个
13+个275++...+个22-⋅⋅⋅⋅m +21+22+ (2)
=(2m-1)2+2m+1-2
又S n >12a n+1 ,得:
(2m-1)2+2m+1-2>12(2m +1)
化简,得:(2m-1-10)2>114 ⇒ m >5
此时,n=2m-1+m>21.
②若数列{a n}的前n项和S n中最大的项是集合A中的元素且介于2m与2m+1之间,设其在2m后i位.
则有:
集合A中的元素恰好有:2m-1+i个.
集合B中的元素恰好有:m个.
且n=2m-1+m+i ,a n+1=2(2m-1+i+1)-1=2m+2i+1 .
又S n>12a n ,得:
(2m-1+i)2+2m+1-2>12(2m+2i+1)
化简得:(2m-1+i-10)2>114+4i
由①知:
∵m>5,∴2m-1+i-10>0
∴2m-1+i-10>i4
114+
2m-1>24>10-i+i4
114+
即i2+8i-78>0.⇒i>94-4>5
综上①②所述:
n=2m-1+m+i>21+5=26.
故满足题意的n的最小值为27.。