2014年高考数学分类汇编(高考真题+模拟新题)数列 理
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D单元 数列 D1 数列的概念与简单表示法 17.、、[2014·江西卷] 已知首项都是1的两个数列{an},{bn}(bn≠0,n∈N*)满足anbn+1-an+1bn+2bn
+1bn=0.
(1)令cn=anbn,求数列{cn}的通项公式; (2)若bn=3n-1,求数列{an}的前n项和Sn. 17.解:(1)因为anbn+1-an+1bn+2bn+1bn=0,bn≠0(n∈N*),所以an+1bn+1-anbn=2,即cn+1-cn=2, 所以数列{cn}是以c1=1为首项,d=2为公差的等差数列,故cn=2n-1. (2)由bn=3n-1,知an=(2n-1)3n-1,于是数列{an}的前n项和Sn=1×30+3×31+5×32+…+(2n-1)×3n-1,3Sn=1×31+3×32+…+(2n-3)×3n-1+(2n-1)×3n,将两式相减得-2Sn=1+2×(31+32+…+3n-1)-(2n-1)×3n=-2-(2n-2)×3n, 所以Sn=(n-1)3n+1. 17.、[2014·新课标全国卷Ⅰ] 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数. (1)证明:an+2-an=λ. (2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由. 17.解:(1)证明:由题设,anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1, 两式相减得an+1(an+2-an)=λan+1. 因为an+1≠0,所以an+2-an=λ. (2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得 a2=λ-1, 由(1)知,a3=λ+1. 若{an}为等差数列,则2a2=a1+a3,解得λ=4,故an+2-an=4. 由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列, a2n-1=4n-3;
{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1. 所以an=2n-1,an+1-an=2. 因此存在λ=4,使得数列{an}为等差数列. 17.、、[2014·新课标全国卷Ⅱ] 已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1.
(1)证明an+12是等比数列,并求{an}的通项公式;
(2)证明1a1+1a2+…+1an<32. 17.解:(1)由an+1=3an+1得an+1+12=3an+12. 又a1+12=32,所以an+12是首项为32,公比为3的等比数列,所以an+12=3n2,因此数列{an}的通项公式为an=3n-12. (2)证明:由(1)知1an=23n-1. 因为当n≥1时,3n-1≥2×3n-1, 所以13n-1≤12×3n-1,即1an=23n-1≤13n-1.
于是1a1+1a2+…+1an≤1+13+…+13n-1=321-13n<32. 所以1a1+1a2+…+1an<32. 22.,,[2014·重庆卷] 设a1=1,an+1=a2n-2an+2+b(n∈N*). (1)若b=1,求a2,a3及数列{an}的通项公式. (2)若b=-1,问:是否存在实数c使得a2n22.解:(1)方法一:a2=2,a3=2+1. 再由题设条件知 (an+1-1)2=(an-1)2+1. 从而{(an-1)2}是首项为0,公差为1的等差数列, 故(an-1)2=n-1,即an=n-1+1(n∈N*). 方法二:a2=2,a3=2+1. 可写为a1=1-1+1,a2=2-1+1,a3=3-1+1.因此猜想an=n-1+1. 下面用数学归纳法证明上式. 当n=1时,结论显然成立. 假设n=k时结论成立,即ak=k-1+1,则 ak+1=(ak-1)2+1+1=(k-1)+1+1=(k+1)-1+1,
这就是说,当n=k+1时结论成立. 所以an=n-1+1(n∈N*). (2)方法一:设f(x)=(x-1)2+1-1,则an+1=f(an).
令c=f(c),即c=(c-1)2+1-1,解得c=14. 下面用数学归纳法证明命题 a2n2n+1<1.
当n=1时,a2=f(1)=0,a3=f(0)=2-1,所以a2<14假设n=k时结论成立,即a2k易知f(x)在(-∞,1]上为减函数,从而 c=f(c)>f(a2k+1)>f(1)=a2,即
1>c>a2k+2>a2. 再由f(x)在(-∞,1]上为减函数,得c=f(c)故c
综上,存在 c=14使a2n方法二:设f(x)=(x-1)2+1-1,则an+1=f(an). 先证:0≤an≤1(n∈N*). ① 当n=1时,结论明显成立. 假设n=k时结论成立,即0≤ak≤1. 易知f(x)在(-∞,1]上为减函数,从而 0=f(1)≤f(ak)≤f(0)=2-1<1. 即0≤ak+1≤1.这就是说,当n=k+1时结论成立.故①成立. 再证:a2n当n=1时,a2=f(1)=0,a3=f(a2)=f(0)=2-1,所以a2假设n=k时,结论成立,即a2k由①及f(x)在(-∞,1]上为减函数,得 a2k+1=f(a2k)>f(a2k+1)=a2k+2,
a2(k+1)=f(a2k+1)2(k+1)+1.
这就是说,当n=k+1时②成立.所以②对一切n∈N*成立. 由②得a2n即(a2n+1)2因此a2n<14. ③ 又由①②及f(x)在(-∞,1]上为减函数,得f(a2n)>f(a2n+1),即a2n+1>a2n+2. 所以a2n+1>a22n+1-2a2n+1+2-1,解得a2n+1>14. ④
综上,由②③④知存在c=14使a2n
D2 等差数列及等差数列前n项和 12.、[2014·安徽卷] 数列{an}是等差数列,若a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q=________. 12.1 [解析] 因为数列{an}是等差数列,所以a1+1,a3+3,a5+5也成等差数列.又 a1+1,a3+3,a5+5构为公比为q的等比数列,所以a1+1,a3+3,a5+5为常数列,故q=1.
12.[2014·北京卷] 若等差数列{an}满足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,则当n=________时,{an}的前n项和最大. 12.8 [解析] ∵a7+a8+a9=3a8>0,a7+a10=a8+a9<0,∴a8>0,a9<0,∴n=8时,数列{an}的前n项和最大. 3.[2014·福建卷] 等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,S3=12,则a6等于( ) A.8 B.10 C.12 D.14
3.C [解析] 设等差数列{an}的公差为d,由等差数列的前n项和公式,得S3=3×2+3×22d=12,解得d=2, 则a6=a1+(6-1)d=2+5×2=12. 18.、、[2014·湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式. (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由. 18.解:(1)设数列{an}的公差为d, 依题意得,2,2+d,2+4d成等比数列, 故有(2+d)2=2(2+4d), 化简得d2-4d=0,解得d=0或d=4. 当d=0时,an=2; 当d=4时,an=2+(n-1)·4=4n-2. 从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2. (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800, 此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.
当an=4n-2时,Sn=n[2+(4n-2)]2=2n2. 令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0, 解得n>40或n<-10(舍去), 此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41. 综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n; 当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41. 20.、[2014·湖南卷] 已知数列{an}满足a1=1,|an+1-an|=pn,n∈N*. (1)若{an}是递增数列,且a1,2a2,3a3成等差数列,求p的值;
(2)若p=12,且{a2n-1}是递增数列,{a2n}是递减数列,求数列{an}的通项公式. 20.解:(1)因为{an}是递增数列,所以an+1-an=|an+1-an|=pn.而a1=1,因此 a2=p+1,a3=p2+p+1.又a1,2a2,3a3成等差数列,所以4a2=a1+3a3,因而3p2-p=0,解得p=13或p=0. 当p=0时,an+1=an,这与{an}是递增数列矛盾,故p=13. (2)由于{a2n-1}是递增数列,因而a2n+1-a2n-1>0,于是(a2n+1-a2n)+(a2n-a2n-1)>0.① 因为122n<122n-1,所以|a2n+1-a2n|<|a2n-a2n-1|.②
由①②知,a2n-a2n-1>0,因此a2n-a2n-1=122n-1=(-1)2n22n-1.③ 因为{a2n}是递减数列,同理可得,a2n+1-a2n<0,故a2n+1-a2n=-122n=(-1)2n+122n.④ 由③④可知,an+1-an=(-1)n+12n.
于是an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+12-122+…+(-1)n2n-1=1+12·1--12n-11+12=43
+13·(-1)n2n-1. 故数列{an}的通项公式为an=43+13·(-1)n2n-1. 8.[2014·辽宁卷] 设等差数列{an}的公差为d.若数列{2a1an}为递减数列,则( ) A.d<0 B.d>0 C.a1d<0 D.a1d>0
8.C [解析] 令bn=2a1an,因为数列{2a1an}为递减数列,所以bn+1bn=2a1an+12a1an=2a1(an+1-an)=2a1d<1,所得a1d<0. 18.、[2014·全国卷] 等差数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=10,a2为整数,且Sn≤S4. (1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=1anan+1,求数列{bn}的前n项和Tn. 18.解:(1)由a1=10,a2为整数知,等差数列{an}的公差d为整数. 又Sn≤S4,故a4≥0,a5≤0, 于是10+3d≥0,10+4d≤0,
解得-103≤d≤-52, 因此d=-3. 故数列{an}的通项公式为an=13-3n.
(2)bn=1(13-3n)(10-3n)=13110-3n-113-3n.于是Tn=b1+b2+…+bn=1317-110+