高三数学等差数列试题答案及解析

  • 格式:docx
  • 大小:1.59 MB
  • 文档页数:33

高三数学等差数列试题答案及解析1. 在等差数列中,,公差为,前项和为,当且仅当时取最大值,则的取值范围_________. 【答案】【解析】由题意得:,所以,即【考点】等差数列性质2. 已知数列是等差数列,且,那么数列的前11项和等于( )A .22B .24C .44D .48【答案】A【解析】由等差数列的性质可知,则.故A 正确.【考点】1等差数列的性质;2等差数列的前项和公式.3. 设等差数列{a n }的首项a 1为a ,公差d =2,前n 项和为S n . (1) 若当n=10时,S n 取到最小值,求的取值范围; (2) 证明:n ∈N*, S n ,S n +1,S n +2不构成等比数列. 【答案】见解析【解析】(1)解:由题意可知,所以(2)证明:采用反证法.不失一般性,不妨设对某个m ∈N*,S m ,S m +1,S m +2构成等比数列,即.因此 a 2+2ma +2m(m +1)=0, 要使数列{a n }的首项a 存在,上式中的Δ≥0.然而 Δ=(2m)2-8m(m +1)=-4m (2+m)<0,矛盾.所以,对任意正整数n ,S n ,S n +1,S n +2都不构成等比数列.4. 设数列{a n }是等差数列,若a 3+a 4+a 5=12,则a 1+a 2+…+a 7=( ) A .14 B .21 C .28 D .35【答案】C【解析】由a 3+a 4+a 5=12得a 4=4, 所以a 1+a 2+a 3+…+a 7==7a 4=28.5. 已知函数, 数列满足.(1)求数列的通项公式;(2)令,若对一切成立,求最小正整数m .【答案】(1);(2).【解析】(1)由可知数列为等差数列,易求得通项公式;(2)由第(1)的结果所以可用拆项法求和进而求得的最小值.解:(1)是以为公差,首项的等差数列(2)当时,当时,上式同样成立即对一切成立,又随递增,且,【考点】1、等差数列通项公式;2、拆项法求特列数列的前项和;3、含参数的不等式恒成立问题.6.设是等差数列的前项和,,则的值为()A.B.C.D.【答案】D【解析】由已知得:,.故选D.【考点】1.等差数列的和;2.等差数列的性质.7.已知是递增的等差数列,,为其前项和,若成等比数列,则 .【答案】70【解析】因为数列为等差数列,所以且,因为成等比数列,所以,因为数列是递增的,所以,即,则,再根据等差数列前n项和的公式可得.故填70.【考点】等差数列等比中项前n项和8.等差数列的前项和为,若,则【答案】6【解析】因为为等差数列,所以根据等差数列的性质(下脚标之和相等对应项之和相等)可得,再根据等差数列的前n项和公式可得,故填6.【考点】等差数列前n项和9.在数列中,其前项和为,满足.(1)求数列的通项公式;(2)设(为正整数),求数列的前项和.【答案】(1) .(2).【解析】(1)根据,计算验证当时,,明确数列是为首项、公差为的等差数列即得所求. (2)由(1)知:利用“裂项相消法”、“错位相减法”求和.试题解析:(1)由题设得:,所以所以 2分当时,,数列是为首项、公差为的等差数列故. 5分(2)由(1)知: 6分9分设则两式相减得:整理得: 11分所以 12分【考点】等差数列的通项公式,“裂项相消法”,“错位相减法”.10.已知等差数列{an }中,a2+a4=10,a5=9,数列{bn}中,b1=a1,bn+1=bn+an.(1)求数列{an }的通项公式,写出它的前n项和Sn.(2)求数列{bn}的通项公式.(3)若cn =,求数列{cn}的前n项和Tn.【答案】(1) an =2n-1,Sn= n2 (2) bn=n2-2n+2 (3) Tn= =【解析】(1)设{an }的公差为d,由题意得a1=1,d=2,所以an =2n-1,Sn=na1+d=n2.(2)b1=a1=1,bn+1=bn+an=bn+2n-1,所以b2=b1+1,b3=b2+3=b1+1+3,b n =b1+1+3+…+(2n-3)=1+(n-1)2=n2-2n+2(n≥2).又n=1时n2-2n+2=1=b1,所以数列{bn }的通项公式为bn=n2-2n+2.(3)cn===-,Tn =c1+c2+…+cn=(-)+(-)+…+(-)=1-=.11.已知数列为等差数列,且.(1)求数列的通项公式;(2)求证:.【答案】(1) ;(2)参考解析【解析】(1)因为数列为等差数列,且,通过这些条件列出相应的方程即可求出等差数列的首项和公差,从而求出数列的通项公式,即可求出数列的通项公式,本小题的关键是对一个较复杂的数列的理解,对数式的运算也是易错点. (2)因为由(1)的到数列的通项公式,根据题意需要求数列前n项和公式,所以通过计算可求出通项公式,再利用等比数列的求和公式,即可得到结论.试题解析:(1)设等差数列的公差为d,由得所以d=1;所以即.(2)证明:所以 .【考点】1.对数的运算.2.等差数列的性质.3.等比数列的性质.4.构造转化的思想.12.已知函数y=an x2(an≠0,n∈N*)的图像在x=1处的切线斜率为2an-1+1(n≥2,n∈N*),且当n=1时其图像过点(2,8),则a7的值为()A.B.7 C.5D.6【答案】C【解析】由题知y′=2an x,∴2an=2an-1+1(n≥2,n∈N*),∴a n-a n-1=.又n=1时其图像过点(2,8),∴a1×22=8,得a1=2,∴{an}是首项为2,公差为的等差数列, an=+,得a7=5.13.若Sn 是等差数列{an}的前n项和,且S8-S4=12,则S12的值为()A.64B.44C.36D.22【答案】C【解析】由S8-S4=12得a5+a8=a6+a7=a1+a12=6,则S12=×(a1+a12)=3614.已知数列{an }是公差为2的等差数列,且a1,a2,a5成等比数列,则数列{an}的前5项和S5=()A.20B.30C.25D.40【答案】C【解析】由数列{an }是公差为2的等差数列,得an=a1+(n-1)·2,又因为a1,a2,a5成等比数列,所以a1·a5=,即a1·(a1+8)=(a1+2)2,解得a1=1,所以S5=5a1+·d=5×1+20=2515.已知公差不为零的等差数列{an }的前4项和为10,且a2,a3,a7成等比数列.(1)求通项公式an;(2)设bn =2an,求数列{bn}的前n项和Sn.【答案】(1)an=3n-5(n∈N*).(2)【解析】(1)由题意知,解得所以an=3n-5(n∈N*).(2)∵bn =2an=23n-5=·8n-1,∴数列{bn}是首项为,公比为8的等比数列,所以Sn=16.已知{}为等差数列,若,,则________.【答案】20【解析】由题意可知,,则等差数列{}的公差,又因为.【考点】等差中项的应用.17.已知等差数列{an }的前n项和为Sn,满足a13=S13=13,则a1=().A.-14B.-13C.-12D.-11【答案】D【解析】在等差数列中,,所以a1+a13=2,即a1=2-a13=2-13=-11.18.设1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,a2、a4、a6成公差为1的等差数列,则q的取值范围是________.【答案】【解析】∵a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,又a1=1,∴a3=q,a5=q2,a7=q3.又a2,a4,a 6成公差为1的等差数列,∴a4=a2+1,a6=a2+2.由1=a1≤a2≤a3≤…≤a7,即有解得19.设各项均为正数的数列的前项和为,满足且恰好是等比数列的前三项.(Ⅰ)求数列、的通项公式;(Ⅱ)记数列的前项和为,若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)根据数列的通项与数列前项和的关系,由,得;两式相减得数列的递推公式,从而得出数列通项公式.由此可求以确定等比数列的首项和公比,进而得到数列的通项公式.(Ⅱ)由(Ⅰ)的结果求,把变形为,,所以不小于的最大值.只需探究数列的单调性求其最大值即可.试题解析:(Ⅰ)当时,,, 2分当时,是公差的等差数列.构成等比数列,,,解得, 3分由条件可知, 4分是首项,公差的等差数列.数列的通项公式为. 5分,数列的通项公式为 6分(Ⅱ) ,对恒成立对恒成立, 9分令,,当时,,当时,,. 12分【考点】1、等差数列;等比数列的通项公式和前项和.2、参变量范围的求法.20.设Sn 为等差数列{an}的前n项和,已知S5=5,S9=27,则S7= .【答案】【解析】研究特殊数列:等差数列的通法为根据方程组求出其首项及公差.由及解得【考点】等差数列前n项和.21.在数列中,前n项和为,且.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)设,数列前n项和为,求的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)已知前项和公式求,则.由此可得数列的通项公式.(Ⅱ)由等差数列与等比数列的积或商构成的新数列,求和时用错位相消法.在本题中用错位相消法可得.这也是一个数列,要求数列的范围,首先考查数列的单调性,而考查数列的单调性,一般是考查相邻两项的差的符号.作差易得,所以这是一个递增数列,第一项即为最小值.递增数列有可能无限增大,趋近于无穷大.本题中由于,所以.由此即得的取值范围.试题解析:(Ⅰ)当时,;当时,,经验证,满足上式.故数列的通项公式. 4分(Ⅱ)可知,则,两式相减,得,所以. 8分由于,则单调递增,故,又,故的取值范围是 12分【考点】1、等差数列与等比数列;2、错位相消法求和;3、数列的范围.22.由函数确定数列,.若函数能确定数列,,则称数列是数列的“反数列”.(1)若函数确定数列的反数列为,求;(2)对(1)中的,不等式对任意的正整数恒成立,求实数的取值范围;(3)设(为正整数),若数列的反数列为,与的公共项组成的数列为(公共项为正整数),求数列的前项和.【答案】(1);(2);(3)【解析】(1)本题实质是求函数的反函数;(2)不等式恒成立,因此小于不等式左边的最小值,所以我们一般想办法求左边这个和,然而由(1)知,这个和求不出,那么我们只能从另一角度去思考,看的单调性,这里只要作差就可得出是递增数列,所以的最小值是,问题解决;(3)看起来很复杂,实质上由于和取值只能是0和1,因此我们按的奇偶性分类讨论,问题就简化了,例如当为奇数时,,则,就可求出,从而求出的前项和了.试题解析:(1),则;4分(2)不等式化为:,5分设,因为,所以单调递增, 7分则.因此,即.因为,所以,得. 10分(3)当为奇数时,,. 11分由,则,即,因此, 13分所以 14分当为偶数时,,. 15分由得,即,因此, 17分所以 18分【考点】(1)反函数;(2)数列的单调性;(3)分类讨论,等差数列与等比数列的前项和.23.(本小题满分13分)已知等比数列满足.(1)求数列的前15项的和;(2)若等差数列满足,,求数列的前项的和【答案】(1);(2)110【解析】(1)由等比数列满足.列出两个关于首项与公比的方程,通过解方程组可求出首项与公比.从而通过等比数列的前项和的公式求出前15项的和.本小题解出公比有两个值代入验算舍去一个.(2)由于等差数列满足,,由(1)可得数列的通项公式.从而得到数列的通项公式.即可求出等差数列的前10项和.试题解析:(1)设等比数列的公比为,由得,由得两式作比可得,(不符合题意舍去),所以,把代入②解得,由等比数列求和公式得7分(2)由(I)可得,设等差数列的公差为,则=2由等差数列求和公式得 13分【考点】1.待定系数法.2.等比数列前项和.3.等差数列的前项和.24.已知数列前n项和为,首项为,且成等差数列.(1)求数列的通项公式;(2)数列满足,求证:【答案】(1)数列的通项公式;(2) ,,.【解析】(1)有等差数列的等差中项有,再根据可建立的关系,,由等比数列的定义可知数列是以为首项,以2为公比的等比数列,.(2)由(1)中可写出,则,再利用裂项求和的方法有.试题解析:(1)成等差数列,,当时,,当时,,两式相减得:∴数列是以为首项,以2为公比的等比数列,所以 .(2).【考点】1、等差中项;2、数列中求通项;3等比数列的定义;4、裂项相消求和;5、放缩法证明不等式.25.已知数列满足:,,(其中为非零常数,).(1)判断数列是不是等比数列?(2)求;(3)当时,令,为数列的前项和,求.【答案】(1)数列是等比数列;(2),;(3).【解析】(1)将数列的递推式进行变形得,从而利用定义得到数列是等比数列;(2)在(1)的基础上先求出数列的通项公式,再利用累乘法求数列的通项公式;(3)在(2)的基础上,将代入数列的通项公式,从而求出数列的通项公式,并根据数列的通项公式,对、以及进行三种情况的分类讨论,前两种情况利用等差数列求和即可,在最后一种情况下利用错位相减法求数列的前项和,最后用分段的形式表示数列的前项和.试题解析:(1)由,得.令,则,.,,(非零常数),数列是等比数列.(2)数列是首项为,公比为的等比数列,,即.当时,,满足上式,.(3),当时,.,①②当,即时,①②得:,即.而当时,,当时,.综上所述,【考点】1.定义法证明等比数列;2.累乘法求数列通项;3.等差数列求和;4.错位相减法求和26.设等差数列的前项和为,若,,则等于()A.180B.90C.72D.100【答案】B【解析】因为2=9+11=20,所以,=9=90,故选B.【考点】等差数列的性质和前n项和27.已知函数对任意的实数都有,且,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由已知可得,可得为一等差数列,又,则,即,故选B.【考点】等差数列的定义28.已知等差数列的前项和是,则使的最小正整数等于【答案】2014【解析】设等差数列的公差为,∵前项和是,又∵,∴,解得,∴,由,可得,故最小正整数为.【考点】等差数列的前项和,等差数列的通项公式.29.在等差数列中,若,则的值为 ( )A.20B.22C.24D.28【答案】C【解析】由得,.【考点】等差数列.30.已知等差数列中,,记数列的前项和为,若,对任意的成立,则整数的最小值为( )A.5B.4C.3D.2【答案】B【解析】在等差数列中,∵,∴,解得,∴.∵,∴数列是递减数列,数列的最大项为,∵,又∵是整数,∴的最小值为4,选B.【考点】等差数列的通项公式,数列的单调性.31.已知数列,分别为等比,等差数列,数列的前n项和为,且,,成等差数列,,数列中,,(Ⅰ)求数列,的通项公式;(Ⅱ)若数列的前n项和为,求满足不等式的最小正整数。