高中数学数列压轴题练习(江苏)及详解

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高中数学数列压轴题练习(江苏)及详解 1.已知数列是公差为正数的等差数列,其前n项和为,且•,

(Ⅰ)求数列的通项公式; (Ⅱ)数列满足, ①求数列的通项公式; ②是否存在正整数m,,使得,,成等差数列?若存在,求出m,n的值;若不存在,请说明理由.

解:(I)设数列的公差为d,则 由•,,得, 计算得出 或(舍去). ;

(Ⅱ)①,, ,

, 即,,,, 累加得:, 也符合上式. 故,. ②假设存在正整数m、,使得,,成等差数列, 则

又,,, ,即, 化简得: 当,即时,,(舍去); 当,即时,,符合题意. 存在正整数,,使得,,成等差数列. 解析 (Ⅰ)直接由已知列关于首项和公差的方程组,求解方程组得首项和公差,代入等差数列的通项公式得答案;

(Ⅱ)①把数列的通项公式代入,然后裂项,累加后即可求得数列的通项公式; ②假设存在正整数m、,使得,,成等差数列,则.由此列关于m的方程,求计算得出答案. 2.在数列中,已知, (1)求证:数列为等比数列; (2)记,且数列的前n项和为,若为数列中的最小项,求的取值范围. 解:(1)证明:,

又, ,,

故, 是以3为首项,公比为3的等比数列 (2)由(1)知道,,

若为数列中的最小项,则对有恒成立,

即对恒成立

当时,有; 当时,有⇒; 当时,恒成立, 对恒成立. 令,则对恒成立,

在时为单调递增数列. ,即 综上, 解析

(1)由,整理得:.由,

,可以知道是以3为首项,公比为3的等比数列; (2)由(1)求得数列通项公式及前n项和为,由为数列中的最

小项,则对有恒成立,分类分别求得当时和当的取值范围,

当时,,利用做差法,根据函数的单调性,即可求得的取值范围.

3.在数列 中,已知 , , ,设 为 的前n项和. (1)求证:数列 是等差数列; (2)求 ; (3)是否存在正整数p,q, ,使 , , 成等差数列?若存在,求出p,q,r的值;若不存在,说明理由.

(1)证明:由,, 得到, 则

又, , 数列是以1为首项,以-2为公差的等差数列; (2)由(1)可以推知:,

所以,, 所以,① ,② ①-②,得

, , , 所以 (3)假设存在正整数p,q,,使,,成等差数列. 则,

即 因为当时,, 所以数列单调递减. 又, 所以且q至少为2,

所以, ①当时,, 又, 所以,等式不成立. ②当时,,

所以 所以, 所以,(数列单调递减,解唯一确定). 综上可以知道,p,q,r的值分别是1,2,3. 解析 (1)把给出的数列递推式,,变形后得到新数列,该数列是以1为首项,以-2为公差的等差数列; (2)由(1)推出的通项公式,利用错位相减法从而求得求; (3)根据等差数列的性质得到,从而推知p,q,r的值. 4.已知n为正整数,数列 满足 , ,设数

列 满足 (1)求证:数列 为等比数列; (2)若数列 是等差数列,求实数t的值; (3)若数列 是等差数列,前n项和为 ,对任意的 ,均存在 ,使得 成立,求满足条件的所有整数 的值.

(1)证明:数列满足,,

•,•, 数列为等比数列,其首项为,公比为2; (2)解:由(1)可得:•, , 数列是等差数列,,

, 计算得出或12. 时,,是关于n的一次函数,因此数列是等差数列.

时,,,不是关于n的一次函数, 因此数列不是等差数列. 综上可得;

(3)解:由(2)得, 对任意的,均存在,使得成立,

即有••, 化简可得, 当,,,对任意的,符合题意; 当,,当时,

, 对任意的,不符合题意. 综上可得,当,,对任意的,均存在, 使得成立. 解析 (1)根据题意整理可得,•,再由等比数列的定义即可得证; (2)运用等比数列的通项公式和等差数列中项的性质,可得,解方程可得t,对t的值,检验即可得到所求值;

(3)由(2)可得,对任意的,均存在,使得成立,即有••,讨论为偶数和奇数,化简整理,即可得到所求值. 5.已知常数 ,数列 满足 , (1)若 , , ①求 的值; ②求数列 的前n项和 ; (2)若数列 中存在三项 , , 依次成等差数

列,求 的取值范围. 解:(1)①, , , , ②,, 当时,, 当时,,即从第二项起,数列是以1为首项,以3为公比的等比数列, 数列的前n项和,, 显然当时,上式也成立,

; (2), ,即单调递增.

(i)当时,有,于是, , 若数列中存在三项,,依次成等差数列,则有, 即

,.因此不成立.因此此时数列中不存在三项,,依次成等差数列.

当时,有.此时 于是当时,.从而 若数列中存在三项,,依次成等差数列,则有, 同(i)可以知道:.于是有,

,是整数,.于是,即.与矛盾. 故此时数列中不存在三项,,依次成等差数列.

当时,有 于是

此时数列中存在三项,,依次成等差数列. 综上可得: 解析

(1)①,可得,同理可得, ②,,当时,,当时,,即从第二项起,数列是以1为首项,以3为公比的等比数列,利用等比数列的求和公式即可得出 (2),可得,即单调递增.

(i)当时,有,于是,可得,.利用反证法即可得出不存在.

当时,有.此时.于是当时,.从而.假设存在,同(i)可以知道:.得出矛盾,因此不存在. 当时,有.于是.即可得出结论. 6.已知两个无穷数列 和 的前n项和分别为 , , , ,对任意的 ,都有 (1)求数列 的通项公式; (2)若 为等差数列,对任意的 ,都有 .证明: ;

(3)若 为等比数列, , ,求满足 的n值.

解:(1)由,得, 即,所以 由,,可以知道 所以数列是以1为首项,2为公差的等差数列. 故的通项公式为, (2)证法一:设数列的公差为d,

则, 由(1)知, 因为,所以, 即恒成立, 所以,即, 又由,得, 所以

所以,得证. 证法二:设的公差为d,假设存在自然数,使得, 则,即, 因为,所以

所以, 因为,所以存在,当时,恒成立. 这与“对任意的,都有”矛盾! 所以,得证. (3)由(1)知,.因为为等比数列, 且,, 所以是以1为首项,3为公比的等比数列.

所以, 则, 因为,所以,所以 而,所以,即 当,2时,式成立; 当时,设, 则

, 所以, 故满足条件的n的值为1和2. 解析 (1)运用数列的递推式和等差数列的定义和通项公式,即可得到所求; (2)方法一、设数列的公差为d,求出,.由恒成立思想可得,求出,判断符号即可得证; 方法二、运用反证法证明,设的公差为d,假设存在自然数,使得,推理可得,作差,推出大于0,即可得证;

(3)运用等差数列和等比数列的求和公式,求得,,化简,推出小于3,结合等差数列的通项公式和数列的单调性,即可得到所求值.

7.已知数列 , 都是单调递增数列,若将这两个数列的项按由小到大的顺序排成一列(相同的项视为一项),则得到一个新数列 (1)设数列 , 分别为等差、等比数列,若 , , ,求 ; (2)设 的首项为1,各项为正整数, ,若新数列 是等差数列,求数列 的前n项和 ; (3)设 是不小于2的正整数), ,是否存在等差数列 ,使得对任意的 ,在 与 之间数列 的项数总是 若存在,请给出一个满足题意的等差数列 ;若不存在,请说明理由. 解:(1)设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q,

根据题意得,,计算得出或3,因数列,单调递增,

所以,, 所以,, 所以, 因为,,,

(2)设等差数列的公差为d,又,且, 所以,所以 因为是中的项,所以设,即

当时,计算得出,不满足各项为正整数; 当时,,此时,只需取,而等比数列的项都

是等差数列,中的项,所以; 当时,,此时,只需取,

由,得,是奇数, 是正偶数,m有正整数解,