2016年高考数学基础练习(数列五)
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2016年高考真题------数列1已知等差数列{}n a 前9项的和为27,810=a ,则=100a ( )A.100B.99C.98D.972.n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且,28,171==S a 记[]n n a b lg =,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[][].199lg 09.0==,(1)求;,,101111b b b(2)求数列{}n b 的前1000项和。
3.已知数列{}n a 的前n 项和,1n n a S λ+=其中0≠λ(1)证明:{}n a 是等比数列,并求其通项公式。
(2)若5S =3231,求λ4.已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若_______,0,66531==+=S a a a 则5.已知数列{}n a 的前n 项和{}n n b n n S ,832+=是等差数列,且.1++=n n n b b a(1)求数列{}n b 的通项公式; (2)令{}n n n n n n c b a c 求数列,)2()1(1++=+的前n 项和.n T6.记{}100...,2,1,=U .对数列{})(*∈N n a n 和U 的子集T ,若φ=T ,定义{},,...,,;021k T t t t T S ==若定义....21k t t t T a a a S +++=假如:{}6631,,=T 时,.6631a a a S T ++=现设{})(*∈N n a n 是公比为3的等比数列,且当T={}42,时,.30=T S(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)对任意正整数),1001(≤≤k k 若{},,...,2,1k T ⊆求证:;1+<k T a S(3)设,,,D C S S U D U C ≥⊆⊆求证:D D C C S S S 2≥+7.已知{}n a 是各项均为正数的等差数列,公差为d ,对任意的*∈N n ,1+n n n a a b 和是的等比中项 (1)设,,221*+∈-=N n b b c n n n 求证:数列{}n c 是等差数列。
2016年江苏省高考数学试卷一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)(2016•江苏)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B=______.2.(5分)(2016•江苏)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是______.3.(5分)(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是______.4.(5分)(2016•江苏)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是______.5.(5分)(2016•江苏)函数y=的定义域是______.6.(5分)(2016•江苏)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是______.7.(5分)(2016•江苏)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是______.8.(5分)(2016•江苏)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是______.9.(5分)(2016•江苏)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是______.10.(5分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是______.11.(5分)(2016•江苏)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是______.12.(5分)(2016•江苏)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是______.13.(5分)(2016•江苏)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是______.14.(5分)(2016•江苏)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是______.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)(2016•江苏)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.16.(14分)(2016•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.17.(14分)(2016•江苏)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?18.(16分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0及其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.19.(16分)(2016•江苏)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,求实数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.20.(16分)(2016•江苏)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)(2016•江苏)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC的中点,求证:∠EDC=∠ABD.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(10分)(2016•江苏)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.24.(2016•江苏)设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.附加题【必做题】25.(10分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px(p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.26.(10分)(2016•江苏)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC +(n+1)C=(m+1)C.2016年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)(2016•江苏)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B={﹣1,2} .【分析】根据已知中集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},结合集合交集的定义可得答案.【解答】解:∵集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},∴A∩B={﹣1,2},故答案为:{﹣1,2}【点评】本题考查的知识点是集合的交集及其运算,难度不大,属于基础题.2.(5分)(2016•江苏)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是5.【分析】利用复数的运算法则即可得出.【解答】解:z=(1+2i)(3﹣i)=5+5i,则z的实部是5,故答案为:5.【点评】本题考查了复数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.3.(5分)(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是2.【分析】确定双曲线的几何量,即可求出双曲线﹣=1的焦距.【解答】解:双曲线﹣=1中,a=,b=,∴c==,∴双曲线﹣=1的焦距是2.故答案为:2.【点评】本题重点考查了双曲线的简单几何性质,考查学生的计算能力,比较基础.4.(5分)(2016•江苏)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是0.1.【分析】先求出数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数,由此能求出该组数据的方差.【解答】解:∵数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数为:=(4.7+4.8+5.1+5.4+5.5)=5.1,∴该组数据的方差:S2=[(4.7﹣5.1)2+(4.8﹣5.1)2+(5.1﹣5.1)2+(5.4﹣5.1)2+(5.5﹣5.1)2]=0.1.故答案为:0.1.【点评】本题考查方差的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意方差计算公式的合理运用.5.(5分)(2016•江苏)函数y=的定义域是[﹣3,1] .【分析】根据被开方数不小于0,构造不等式,解得答案.【解答】解:由3﹣2x﹣x2≥0得:x2+2x﹣3≤0,解得:x∈[﹣3,1],故答案为:[﹣3,1]【点评】本题考查的知识点是函数的定义域,二次不等式的解法,难度不大,属于基础题.6.(5分)(2016•江苏)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是9.【分析】根据已知的程序框图可得,该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量a的值,模拟程序的运行过程,可得答案.【解答】解:当a=1,b=9时,不满足a>b,故a=5,b=7,当a=5,b=7时,不满足a>b,故a=9,b=5当a=9,b=5时,满足a>b,故输出的a值为9,故答案为:9【点评】本题考查的知识点是程序框图,当循环次数不多,或有规律可循时,可采用模拟程序法进行解答.7.(5分)(2016•江苏)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.【分析】出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,由此利用对立事件概率计算公式能求出出现向上的点数之和小于10的概率.【解答】解:将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,基本事件总数为n=6×6=36,出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,出现向上的点数之和不小于10包含的基本事件有:(4,6),(6,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6),共6个,∴出现向上的点数之和小于10的概率:p=1﹣=.故答案为:.【点评】本题考查概率的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对立事件概率计算公式的合理运用.8.(5分)(2016•江苏)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是20.【分析】利用等差数列的通项公式和前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出a9的值.【解答】解:∵{a n}是等差数列,S n是其前n项和,a1+a22=﹣3,S5=10,∴,解得a1=﹣4,d=3,∴a9=﹣4+8×3=20.故答案为:20.【点评】本题考查等差数列的第9项的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用.9.(5分)(2016•江苏)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是7.【分析】画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象即可得到答案.【解答】解:画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象如下:由图可知,共7个交点.故答案为:7.【点评】本题考查正弦函数与余弦函数的图象,作出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象是关键,属于中档题.10.(5分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.【分析】设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程求得B,C的坐标,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合离心率公式,计算即可得到所求值.【解答】解:设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程可得x=±a=±a,可得B(﹣a,),C(a,),由∠BFC=90°,可得k BF•k CF=﹣1,即有•=﹣1,化简为b2=3a2﹣4c2,由b2=a2﹣c2,即有3c2=2a2,由e=,可得e2==,可得e=,故答案为:.【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,考查化简整理的运算能力,属于中档题.11.(5分)(2016•江苏)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是﹣.【分析】根据已知中函数的周期性,结合f(﹣)=f(),可得a值,进而得到f(5a)的值.【解答】解:f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,∴f(﹣)=f(﹣)=﹣+a,f()=f()=|﹣|=,∴a=,∴f(5a)=f(3)=f(﹣1)=﹣1+=﹣,故答案为:﹣【点评】本题考查的知识点是分段函数的应用,函数的周期性,根据已知求出a值,是解答的关键.12.(5分)(2016•江苏)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是[,13].【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,结合两点间的距离公式以及点到直线的距离公式进行求解即可.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域,设z=x2+y2,则z的几何意义是区域内的点到原点距离的平方,由图象知A到原点的距离最大,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离最小,由得,即A(2,3),此时z=22+32=4+9=13,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离d==,则z=d2=()2=,故z的取值范围是[,13],故答案为:[,13].【点评】本题主要考查线性规划的应用,涉及距离的计算,利用数形结合是解决本题的关键.13.(5分)(2016•江苏)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.【分析】由已知可得=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,=+2,=﹣+2,结合已知求出2=,2=,可得答案.【解答】解:∵D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,∴=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,∴•=2﹣2=﹣1,•=92﹣2=4,∴2=,2=,又∵=+2,=﹣+2,∴•=42﹣2=,故答案为:【点评】本题考查的知识是平面向量的数量积运算,平面向量的线性运算,难度中档.14.(5分)(2016•江苏)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是8.【分析】结合三角形关系和式子sinA=2sinBsinC可推出sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,进而得到tanB+tanC=2tanBtanC,结合函数特性可求得最小值.【解答】解:由sinA=sin(π﹣A)=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC,sinA=2sinBsinC,可得sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,①由三角形ABC为锐角三角形,则cosB>0,cosC>0,在①式两侧同时除以cosBcosC可得tanB+tanC=2tanBtanC,又tanA=﹣tan(π﹣A)=﹣tan(B+C)=﹣②,则tanAtanBtanC=﹣•tanBtanC,由tanB+tanC=2tanBtanC可得tanAtanBtanC=﹣,令tanBtanC=t,由A,B,C为锐角可得tanA>0,tanB>0,tanC>0,由②式得1﹣tanBtanC<0,解得t>1,tanAtanBtanC=﹣=﹣,=()2﹣,由t>1得,﹣≤<0,因此tanAtanBtanC的最小值为8,当且仅当t=2时取到等号,此时tanB+tanC=4,tanBtanC=2,解得tanB=2+,tanC=2﹣,tanA=4,(或tanB,tanC互换),此时A,B,C均为锐角.【点评】本题考查了三角恒等式的变化技巧和函数单调性知识,有一定灵活性.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)(2016•江苏)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.【分析】(1)利用正弦定理,即可求AB的长;(2)求出cosA、sinA,利用两角差的余弦公式求cos(A﹣)的值.【解答】解:(1)∵△ABC中,cosB=,∴sinB=,∵,∴AB==5;(2)cosA=﹣cos(C+B)=sinBsinC﹣cosBcosC=﹣.∵A为三角形的内角,∴sinA=,∴cos(A﹣)=cosA+sinA=.【点评】本题考查正弦定理,考查两角和差的余弦公式,考查学生的计算能力,属于基础题.16.(14分)(2016•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.【分析】(1)通过证明DE∥AC,进而DE∥A1C1,据此可得直线DE∥平面A1C1F1;(2)通过证明A1F⊥DE结合题目已知条件A1F⊥B1D,进而可得平面B1DE⊥平面A1C1F.【解答】解:(1)∵D,E分别为AB,BC的中点,∴DE为△ABC的中位线,∴DE∥AC,∵ABC﹣A1B1C1为棱柱,∴AC∥A1C1,∴DE∥A1C1,∵A1C1⊂平面A1C1F,且DE⊄平面A1C1F,∴DE∥A1C1F;(2)∵ABC﹣A1B1C1为直棱柱,∴AA1⊥平面A1B1C1,∴AA1⊥A1C1,又∵A1C1⊥A1B1,且AA1∩A1B1=A1,AA1、A1B1⊂平面AA1B1B,∴A1C1⊥平面AA1B1B,∵DE∥A1C1,∴DE⊥平面AA1B1B,又∵A1F⊂平面AA1B1B,∴DE⊥A1F,又∵A1F⊥B1D,DE∩B1D=D,且DE、B1D⊂平面B1DE,∴A1F⊥平面B1DE,又∵A1F⊂平面A1C1F,∴平面B1DE⊥平面A1C1F.【点评】本题考查直线与平面平行的证明,以及平面与平面相互垂直的证明,把握常用方法最关键,难度不大.17.(14分)(2016•江苏)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?【分析】(1)由正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍,可得PO1=2m时,O1O=8m,进而可得仓库的容积;(2)设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=•m,代入体积公式,求出容积的表达式,利用导数法,可得最大值.【解答】解:(1)∵PO1=2m,正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.∴O1O=8m,∴仓库的容积V=×62×2+62×8=312m3,(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=•m,则仓库的容积V=×(•)2•x+(•)2•4x=x3+312x,(0<x<6),∴V′=﹣26x2+312,(0<x<6),当0<x<2时,V′>0,V(x)单调递增;当2<x<6时,V′<0,V(x)单调递减;故当x=2时,V(x)取最大值;即当PO1=2m时,仓库的容积最大.【点评】本题考查的知识点是棱锥和棱柱的体积,导数法求函数的最大值,难度中档.18.(16分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0及其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.【分析】(1)设N(6,n),则圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,从而得到|7﹣n|=|n|+5,由此能求出圆N的标准方程.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d=,由此能求出直线l的方程.(3)=,即||=,又||≤10,得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,由此能求出实数t的取值范围.【解答】解:(1)∵N在直线x=6上,∴设N(6,n),∵圆N与x轴相切,∴圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,又圆N与圆M外切,圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0,即圆M:((x﹣6)2+(x﹣7)2=25,∴|7﹣n|=|n|+5,解得n=1,∴圆N的标准方程为(x﹣6)2+(y﹣1)2=1.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d==,则|BC|=2=2,BC=2,即2=2,解得b=5或b=﹣15,∴直线l的方程为:y=2x+5或y=2x﹣15.(3)=,即,即||=||,||=,又||≤10,即≤10,解得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,此时,||≤10,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,必然与圆交于P、Q两点,此时||=||,即,因此实数t的取值范围为t∈[2﹣2,2+2],.【点评】本题考查圆的标准方程的求法,考查直线方程的求法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意圆的性质的合理运用.19.(16分)(2016•江苏)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,求实数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.【分析】(1)①利用方程,直接求解即可.②列出不等式,利用二次函数的性质以及函数的最值,转化求解即可.(2)求出g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,求出函数的导数,构造函数h(x)=+,求出g(x)的最小值为:g(x0).同理①若g(x0)<0,g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,利用函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,推出g(x0)=0,然后求解ab=1.【解答】解:函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①方程f(x)=2;即:=2,可得x=0.②不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,即≥m()﹣6恒成立.令t=,t≥2.不等式化为:t2﹣mt+4≥0在t≥2时,恒成立.可得:△≤0或即:m2﹣16≤0或m≤4,∴m∈(﹣∞,4].实数m的最大值为:4.(2)g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,g′(x)=a x lna+b x lnb=a x[+]lnb,0<a<1,b>1可得,令h(x)=+,则h(x)是递增函数,而,lna<0,lnb>0,因此,x0=时,h(x0)=0,因此x∈(﹣∞,x0)时,h(x)<0,a x lnb>0,则g′(x)<0.x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,a x lnb>0,则g′(x)>0,则g(x)在(﹣∞,x0)递减,(x0,+∞)递增,因此g(x)的最小值为:g(x0).①若g(x0)<0,x<log a2时,a x>=2,b x>0,则g(x)>0,因此x1<log a2,且x1<x0时,g(x1)>0,因此g(x)在(x1,x0)有零点,则g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,g(x)的最小值为g(x0),可得g(x0)=0,由g(0)=a0+b0﹣2=0,因此x0=0,因此=0,﹣=1,即lna+lnb=0,ln(ab)=0,则ab=1.可得ab=1.【点评】本题考查函数与方程的综合应用,函数的导数的应用,基本不等式的应用,函数恒成立的应用,考查分析问题解决问题的能力.20.(16分)(2016•江苏)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.【分析】(1)根据题意,由S T的定义,分析可得S T=a2+a4=a2+9a2=30,计算可得a2=3,进而可得a1的值,由等比数列通项公式即可得答案;(2)根据题意,由S T的定义,分析可得S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1,由等比数列的前n项和公式计算可得证明;(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,进而分析可以将原命题转化为证明S C≥2S B,分2种情况进行讨论:①、若B=∅,②、若B≠∅,可以证明得到S A≥2S B,即可得证明.【解答】解:(1)当T={2,4}时,S T=a2+a4=a2+9a2=30,因此a2=3,从而a1==1,故a n=3n﹣1,(2)S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1=<3k=a k+1,(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,分析可得S C=S A+S C∩D,S D=S B+S C∩D,则S C+S C∩D﹣2S D=S A﹣2S B,因此原命题的等价于证明S C≥2S B,由条件S C≥S D,可得S A≥S B,①、若B=∅,则S B=0,故S A≥2S B,②、若B≠∅,由S A≥S B可得A≠∅,设A中最大元素为l,B中最大元素为m,若m≥l+1,则其与S A<a i+1≤a m≤S B相矛盾,因为A∩B=∅,所以l≠m,则l≥m+1,S B≤a1+a2+…a m=1+3+32+…+3m﹣1=≤=,即S A≥2S B,综上所述,S A≥2S B,故S C+S C∩D≥2S D.【点评】本题考查数列的应用,涉及新定义的内容,解题的关键是正确理解题目中对于新定义的描述.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)(2016•江苏)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC的中点,求证:∠EDC=∠ABD.【分析】依题意,知∠BDC=90°,∠EDC=∠C,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,可得∠ABD=∠C,从而可证得结论.【解答】解:由BD⊥AC可得∠BDC=90°,因为E为BC的中点,所以DE=CE=BC,则:∠EDC=∠C,由∠BDC=90°,可得∠C+∠DBC=90°,由∠ABC=90°,可得∠ABD+∠DBC=90°,因此∠ABD=∠C,而∠EDC=∠C,所以,∠EDC=∠ABD.【点评】本题考查三角形的性质应用,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,证得∠ABD=∠C是关键,属于中档题.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(10分)(2016•江苏)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.【分析】依题意,利用矩阵变换求得B=(B﹣1)﹣1==,再利用矩阵乘法的性质可求得答案.【解答】解:∵B﹣1=,∴B=(B﹣1)﹣1==,又A=,∴AB==.【点评】本题考查逆变换与逆矩阵,考查矩阵乘法的性质,属于中档题.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.【分析】分别化直线与椭圆的参数方程为普通方程,然后联立方程组,求出直线与椭圆的交点坐标,代入两点间的距离公式求得答案.【解答】解:由,由②得,代入①并整理得,.由,得,两式平方相加得.联立,解得或.∴|AB|=.【点评】本题考查直线与椭圆的参数方程,考查了参数方程化普通方程,考查直线与椭圆位置关系的应用,是基础题.24.(2016•江苏)设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.【分析】运用绝对值不等式的性质:|a+b|≤|a|+|b|,结合不等式的基本性质,即可得证.【解答】证明:由a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,可得|2x+y﹣4|=|2(x﹣1)+(y﹣2)|≤2|x﹣1|+|y﹣2|<+=a,则|2x+y﹣4|<a成立.【点评】本题考查绝对值不等式的证明,注意运用绝对值不等式的性质,以及不等式的简单性质,考查运算能力,属于基础题.附加题【必做题】25.(10分)(2016•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px(p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.【分析】(1)求出抛物线的焦点坐标,然后求解抛物线方程.(2):①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),通过抛物线方程,求解k PQ,通过P,Q关于直线l对称,点的k PQ=﹣1,推出,PQ的中点在直线l上,推出=2﹣p,即可证明线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②利用线段PQ中点坐标(2﹣p,﹣p).推出,得到关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,列出不等式即可求出p的范围.【解答】解:(1)∵l:x﹣y﹣2=0,∴l与x轴的交点坐标(2,0),即抛物线的焦点坐标(2,0).∴,∴抛物线C:y2=8x.(2)证明:①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则:,即:,k PQ==,又∵P,Q关于直线l对称,∴k PQ=﹣1,即y1+y2=﹣2p,∴,又PQ的中点在直线l上,∴==2﹣p,∴线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②因为Q中点坐标(2﹣p,﹣p).∴,即∴,即关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,∴△>0,(2p)2﹣4(4p2﹣4p)>0,∴p∈.【点评】本题考查抛物线方程的求法,直线与抛物线的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力.26.(10分)(2016•江苏)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC +(n+1)C=(m+1)C.【分析】(1)由已知直接利用组合公式能求出7的值.(2)对任意m∈N*,当n=m时,验证等式成立;再假设n=k(k≥m)时命题成立,推导出当n=k+1时,命题也成立,由此利用数学归纳法能证明(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【解答】解:(1)7=﹣4×=7×20﹣4×35=0.证明:(2)对任意m∈N*,①当n=m时,左边=(m+1)=m+1,右边=(m+1)=m+1,等式成立.②假设n=k(k≥m)时命题成立,即(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+k+(k+1)=(m+1),当n=k+1时,左边=(m+1)+(m+2)+(m+3)++(k+1)+(k+2)=,右边=∵=(m+1)[﹣]=(m+1)×[k+3﹣(k﹣m+1)]=(k+2)=(k+2),∴=(m+1),∴左边=右边,∴n=k+1时,命题也成立,∴m,n∈N*,n≥m,(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【点评】本题考查组合数的计算与证明,是中档题,解题时要认真审题,注意组合数公式和数学归纳法的合理运用.祝福语祝你考试成功!。
专题30数列求和5题型分类数列求和的几种常用方法1.公式法直接利用等差数列、等比数列的前n项和公式求和.(1)等差数列的前n项和公式:S n=n(a1+a n)2=na1+n(n-1)2d.(2)等比数列的前n项和公式:S n1,=a1(1-q n)1-q,q≠1.2.分组求和法与并项求和法(1)分组求和法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.(2)并项求和法一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n=(-1)n f(n)类型,可采用两项合并求解.3.错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求,如等比数列的前n 项和公式就是用此法推导的.4.裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.常见的裂项技巧(1)1n (n +1)=1n -1n +1.(2)1n (n +2)=(3)1(2n -1)(2n +1)=(4)1n +n +1=n +1-n .(5)1n (n +1)(n +2)=121n (n +1)-1(n +1)(n +2).常用结论常用求和公式(1)1+2+3+4+…+n =n (n +1)2.(2)1+3+5+7+…+(2n -1)=n 2.(3)12+22+32+…+n 2=n (n +1)(2n +1).(4)13+23+33+…+n 3=n (n +1)22.(一)分组求和(1)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.(2)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{c n }的前n 项和.(二)错位相减法求和(1)如果数列{a n}是等差数列,{b n}是等比数列,求数列{a n·b n}的前n项和时,常采用错位相减法.(2)错位相减法求和时,应注意:①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“S n-qS n”的表达式.②应用等比数列求和公式时必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式S n=na1.b(三)裂项相消法的原则及规律(1)裂项原则一般是前面裂几项,后面就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.(2)消项规律消项后前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项.2(四)倒序相加法将一个数列倒过来排列,当它与原数列相加时,若有规律可循,并且容易求和,则这样的数列求和时可用倒序相加法(等差数列前n项和公式的推导即用此方法).一、单选题1.(2024高二上·陕西西安·阶段练习)数列9,99,999,…的前n 项和为A .109(10n -1)+n B .10n -1C .109(10n -1)D .109(10n -1)-n 2.(2024高二下·湖北·阶段练习)高斯(Gauss )被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称.小学进行123100++++L 的求和运算时,他这样算的:1100101+=,299101+=,…,5051101+=,共有50组,所以501015050⨯=,这就是著名的高斯算法,课本上推导等差数列前n 项和的方法正是借助了高斯算法.已知正数数列{}n a 是公比不等于1的等比数列,且120231a a =,试根据以上提示探求:若24()1f x x =+,则()()()122023f a f a f a +++= ()A .2023B .4046C .2022D .40443.(2024高三下·江西·开学考试)已知数列21443n n ⎧⎫⎨⎬+-⎩⎭的前n 项和为n T ,若对任意的*n ∈N ,不等式263n T a a <-恒成立,则实数a 的取值范围是()A .2,[1,)3⎛⎤-∞-+∞ ⎥⎝⎦ B .2(,1],3⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭ C .2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .2,(1,)3x ⎛⎫--+∞ ⎪⎝⎭ 4.(2024·浙江)已知数列{}n a满足)111,N n a a n *+==∈.记数列{}n a 的前n 项和为n S ,则()A .100332S <<B .10034S <<C .100942S <<D .100952S <<二、填空题5.(2024高二下·江苏南京·期中)已知数列{}i a 的项数为()N n n *∈,且1C (1,2,)i i n i n a a i n -++== ,则{}i a 的前n 项和n S 为.6.(2024高二上·湖北黄冈·期末)1202年意大利数学家列昂那多-斐波那契以兔子繁殖为例,引人“兔子数列”,又称斐波那契数列,即11235813213455 ,,,,,,,,,,该数列中的数字被人们称为神奇数,在现代物理,化学等领域都有着广泛的应用.若此数列各项被3除后的余数构成一新数列{}n a ,则数列{}n a 的前2022项的和为.7.(2024高二上·上海黄浦·期中)数列()()()22311,(12),122,1222,,122,n -+++++++++ 的前n 项和为.8.(2024高三下·全国·开学考试)现取长度为2的线段MN 的中点1M ,以1MM 为直径作半圆,该半圆的面积为1S (图1),再取线段1M N 的中点2M ,以12M M 为直径作半圆.所得半圆的面积之和为2S (图2),再取线段2M N 的中点3M ,以23M M 为直径作半圆,所得半圆的面积之和为3S ,以此类推,则1ni i iS ==∑.9.(2024高三·全国·对口高考)已知函数4()42x x f x =+,则()(1)f x f x +-=;数列{}n a 满足2016n n a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则这个数列的前2015项的和等于.10.(2024·江苏·模拟预测)若数列{}n a 满足C (1,2,3,,1)ii n i n a a i n -+==- ,12n a =,则{}n a 的前n 项和为.11.(2024高三·全国·专题练习)已知{}n a 为无穷等比数列,13a =,n a 的各项和为9,2n n b a =,则数列{}n b 的各项和为.12.(2024·全国)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为20dm 12dm ⨯的长方形纸,对折1次共可以得到10dm 12dm ⨯,20dm 6dm ⨯两种规格的图形,它们的面积之和21240dm S =,对折2次共可以得到5dm 12dm ⨯,10dm 6dm ⨯,20dm 3dm ⨯三种规格的图形,它们的面积之和22180dm S =,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为;如果对折n 次,那么1nkk S==∑2dm .13.(2024·湖北·模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数、倒序相加法、最小二乘法、每一个n 阶代数方程必有n 个复数解等.若函数()22log 1x f x x =-,设()112311,,2n n a a f f f f n n n n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==++++∈≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭N ,则1210a a a +++=.14.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1211121n n S S S n ++⋅⋅⋅+=+,设函数()1cos π2f x x =+,则32021122022202220222022a a a a f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.15.(2024高三上·河北·阶段练习)德国大数学家高斯年少成名,被誉为数学届的王子,19岁的高斯得到了一个数学史上非常重要的结论,就是《正十七边形尺规作图之理论与方法》.在其年幼时,对123100+++⋯⋯+的求和运算中,提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法,现有函数()xf x ={}n a 满足()121(0)(1)N n n a f f f f f n n n n *-⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,若12n n n b a +=,则{}n b 的前n 项和n S =.16.(2024高三上·福建泉州·期中)已知12cos 2cos x x f x x +⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则202112022i i f =⎛⎫=⎪⎝⎭∑.17.(2024高三·全国·对口高考)数列()55,55,555,5555,,101,9n- 的前n 项和n S =.18.(2024高二上·湖北黄冈·期末)已知{}n a 的前n 项和为n S ,()()1221n n n n aa n +++-=,50600S =,则12a a +=.三、解答题19.(2024高一下·山西·阶段练习)已知数列{}221:1,12,122,,1222,-+++++++ n n a ,求数列{}n a 的前n 项和n S .20.(2024高三上·河北·期末)已知数列{}n a 满足312232222n na a a a n ++++= .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log n n b a =,求数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭的前n 项和.21.(2024高三上·河北邯郸·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足11340,4n n a S a +--==.(1)证明:数列{}n a 是等比数列;(2)求数列{}n na 的前n 项和n T .22.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知公差为正数的等差数列{}n a 的前n 项和为2,3n S a =,且136,,23a a a +成等比数列.(1)求n a 和n S .(2)设n b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .23.(2024高三上·海南·期末)已知数列{}n a 满足14a =,*122(N )n n a a n +=+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若1n n n b a a +=+,求数列{}n b 的前n 项和n S .24.(2024高一下·广东梅州·期末)已知等差数列{}n a 的前四项和为10,且237,,a a a 成等比数列(1)求通项公式na (2)设2n an b =,求数列n b 的前n 项和nS 25.(2024高三上·辽宁大连·期末)已知数列{}n a 满足:()*111,1,2,n n n a n a a n a n +-⎧==∈⎨⎩N 为奇数为偶数.设21n n b a -=.(1)证明:数列{}2n b -为等比数列,并求出{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n a 的前2n 项和2n S .26.(2024高三上·重庆·阶段练习)已知数列{}n a 中,2122a a ==,且22,4,n n na n a a n ++⎧=⎨⎩为奇数为偶数.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求{}n a 的前10项和10S .27.(2024·云南红河·一模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其中公比451211,8a a q a a +≠-=+,且378S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log ,1, n n na nb n a ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列}n b 的前2n 项和2n T .28.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项积为,0,2nn n n n T T a a T ≠=-.(1)求证:数列{}n T 是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)令()()()11111n n n n b a a -+=-+-,求数列{}n b 的前n 项和n S .29.(2024高三上·云南·阶段练习)已知数列{}n a 满足:312232222n n a a a a n +++⋅⋅⋅+=(*n ∈N ),数列{}n b 满足5012n n b a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求1299b b b ++⋅⋅⋅+.30.(2024高二下·江西萍乡·期末)已知函数()142xa f x =++关于点11,22⎛⎫⎪⎝⎭对称,其中a 为实数.(1)求实数a 的值;(2)若数列{}n a 的通项满足2023n n a f ⎛⎫=⎪⎝⎭,其前n 项和为n S ,求2022S .31.(2024高三上·天津河北·期末)已知{}n a 是等差数列,其公差d 不等于0,其前n 项和为{},n n S b 是等比数列,且11223131,,2a b a b S a b ===-=.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b 的前n 项和n T ;(3)记1222n n n n a c a a ++=,求{}n c 的前n 项和n P .32.(2024高三·全国·专题练习)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,()1121n n a S n a ==+,,.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列12n n a -⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .33.(2024高三上·全国·期末)数列{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,公比11223303,1,4,12q a b a b a b <<====.(1)求{}{}n n a b 、的通项公式;(2)求数列{}nna b 的前n 项和.34.(2024·吉林白山·一模)已知等比数列{}n a 满足12a =,且2420a a +=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足n n b n a =⋅,{}n b 其前n 项和记为n S ,求n S .35.(2024·全国·模拟预测)已知{}2n n a 是等差数列,n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等比数列.(1)求证:12a a =;(2)记{}n a 的前n 项和为n S ,对任意*n ∈N ,16n S ≤≤,求1a 的取值范围.36.(2024高二上·湖南张家界·阶段练习)已知等差数列{}n a 满足24a =,4527a a -=,公比不为1-的等比数列{}n b 满足34b =,()45128b b b b +=+.(1)求{}n a 与{}n b 通项公式;(2)设()*13N n n n c n a a +=∈⋅,求{}n c 的前n 项和n S .37.(2024·全国·模拟预测)已知正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且425S S =,222n n a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设11n n n n a b S S ++=,求数列{}n b 的前n 项和n T .38.(2024·新疆·一模)非零数列{}n a 满足()()()()*112212n n n n n n n a a a a a a a n +++++--=-∈N ,且121,2a a ==.(1)设1nn n na b a a +=-,证明:数列{}n b 是等差数列;(2)设11n n n c a a +=,求{}n c 的前n 项和n T .39.(2024高三上·辽宁沈阳·期中)已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足112n n n S a a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,(1)求nS (2)求12233411111n n S S S S S S S S ++++⋯+++++40.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且21n n S a =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足2log ,,n n na nb a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .41.(2024高三上·山西忻州·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,123a =-,1322n n S S +=-(*n ∈N ).(1)求{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b ,{}n c 满足()32log n n b a =-,n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和n T .42.(2024·四川攀枝花·二模)已知数列{}n a 满足()*1144,313n n na a a n a +=-=∈-N .(1)证明:11n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列;(2)求数列1n n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .43.(2024高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2321n n S a n =-+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T .44.(2024高三上·云南曲靖·阶段练习)已知数列{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,n S 是{}n a 的前n 项和,n *∈N .(1)若11a =,且22n n a a =,求数列{}n a 的通项公式;(2)若13a d =,数列{}n b a 的首项为1a ,满足13n n b b a a +=,记数列{}n b 的前n 项和为n T ,求5T .45.(2024高三上·广东东莞·期末)数列{}n a 的前n 项积为n T ,且满足()()1122n T n n =++.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记()1ln nn n b a =-,求数列{}n b 的前2n 项和2n S .46.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足11334n n a a a +==-,,记)23n n b a =-+.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)已知()1111n n n n n b c b b +++=-⋅,记数列{}n c 的前n 项和为n S .求证:221n S ≥.47.(2024高二下·福建厦门·阶段练习)数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 的前n 项积为n T ,且()()**21,!n n n S a n T n n =-∈=∈N N .(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若,,n n na n cb n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求{}n c 的前n 项和n P .48.(2024高三上·云南德宏·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n n S a n =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()()211n n b n a =++,求数列{}n b 的前n 项和n T .49.(2024高三上·河北廊坊·期末)已知数列{}n a 是递增的等比数列,142332,12a a a a =+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()()1111n n n n a b a a ++=++,求数列{}n b的前n 项和n S .50.(2024·四川绵阳·二模)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且5645,60S S ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .51.(2024高三·全国·专题练习)仓库有一种堆垛方式,如图所示,最高一层2盒,第二层6盒,第三层12盒,第四层20盒,第五层30盒,L,请你寻找至少两个堆放的规律.52.(2024·广东广州·三模)已知正项数列{}n a 和{},n n b S 为数列{}n a 的前n 项和,且满足242n n n S a a =+,()*22log n n a b n N =∈(1)分别求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)将数列{}n a 中与数列{}n b 相同的项剔除后,按从条到大的顺序构成数列{}n c ,记数列{}n c 的前n 项和为n T ,求100T .53.(2024·湖南岳阳·三模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其公比1q ≠-,4578127a a a a +=+,且4393S a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)已知13log ,,n n n a n b a n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前n 项和n T .54.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知等差数列{}n a 与等比数列{}n b 的前n 项和分别为:,n n S T ,且满足:()21413,2n n n S a S n +==+,22214n n n T S n n -=---(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若,2n nn c n S =⎨⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项的和2n U .55.(2024高三下·湖南常德·阶段练习)已知数列{}n a ,{}n b ,n S 为数列{}n a 的前n 项和,210,4n a a b =>,若12a =,()2211202n n n n a a a a n ----=≥,且()211n n nb n b n n +-+=+,*N n ∈.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若数列{}n c 的通项公式为,2,4n n n n n a b n c a b n ⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数,令n T 为{}n c 的前n 项的和,求2n T .56.(2024高三上·江苏南京·阶段练习)已知等比数列{}n a 的公比1q >,前n 项和为n S ,满足:234613,3S a a ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设1,,n n n a n b b n n -⎧=⎨+⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .57.(2024·广东汕头·一模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,()*322n n a S n n N =+∈.(1)证明:数列{}1n a +为等比数列,并求数列{}n a 的前n 项和为n S ;(2)设()31log 1n n b a +=+,证明:222121111n b b b ++⋅⋅⋅+<.58.(2024·浙江宁波·模拟预测)设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足()()222*330,n n S n n S n n n N -+--+=∈.(1)求1a 的值:(2)求数列{}n a 的通项公式:(3)证明:对一切正整数n244⎫+≤-⎪⎭.59.(2024高三上·天津和平·阶段练习)已知{}n a 为等差数列,前n 项和为(){},*∈n n S n N b 是首项为2的等比数列,且公比大于0,2334111412,2,11b b b a a S b +==-=.(1){}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}2n n a b ⋅的前8项和8T ;(3)证明:()212591nii i b b =<-∑.60.(2024·河北沧州·模拟预测)已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若34102252,33+==a a S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()22π1cos3n n n b a =+,求数列{}n b 的前18项和18T .61.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知数列{}n a 满足211222,1,3nn n n a a a a a +++-===.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求111222(1)n n n n n a a +++⎧⎫⎛⎫+-⎪⎪-⋅⎨⎬ ⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭的前n 项和n T .62.(2024·安徽合肥·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知21342n n n n S S S a +++=-,11a =,23a =.(1)证明:数列{}12n n a a +-是等差数列;(2)记22(1)n n n a b n n++=+,n T 为数列{}n b 的前n 项和,求n T .63.(2024·浙江·模拟预测)已知数列{}n a 满足2*11,N ,5n n a a n a +=∈=.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设22,1n n n n a b S a =-为数列{}n b 的前n 项和,求证12n S <.64.(2024·江西南昌·三模)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,满足()111n n n S S n n a ++=+,且112a =.(1)求n S ;(2)若()221n n b n a =+,求数列{}n b 的前n 项和n T .65.(2024·山东烟台·三模)已知数列{}()11,1,11n n n a a na n a +=-+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足()1πsin cos π2n n n b a a +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求数列{}n b 的前2n 项和2nT66.(2024·福建漳州·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,21nnS n a =+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记数列12log n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,求集合{}*10,N k k T k ≤∈中元素的个数.67.(2024·福建厦门·模拟预测)已知数列{}n a 满足111,12nn n a a a a +==+.(1)证明1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,并{}n a 的通项公式;(2)设214n n n c n a a +=,求数列{}n c 的前n 项和n T .68.(2024高三上·河北邢台·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且231n n S a =-.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若()()1311n n n n b a a +=++,求数列{}n b 的前n 项和n T .69.(2024高三上·江西赣州·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且540S =,9126S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ,并证明:16n T <.70.(2024·广东汕头·三模)已知各项均为正数的数列{an }中,a 1=1且满足221122n n n n a a a a ++-=+,数列{bn }的前n 项和为Sn ,满足2Sn +1=3bn .(1)求数列{an },{bn }的通项公式;(2)设n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和Sn ;(3)若在bk 与bk +1之间依次插入数列{an }中的k 项构成新数列{}n c ':b 1,a 1,b 2,a 2,a 3,b 3,a 4,a 5,a 6,b 4,……,求数列{cn }中前50项的和T 50.71.(2024·福建福州·模拟预测)已知数列{}n a 的首项145a =,1431n n n a a a +=+,*n ∈N .(1)设1nn na b a =-,求数列{}n b 的通项公式;(2)在k b 与1k b +(其中*k ∈N )之间插入2k 个3,使它们和原数列的项构成一个新的数列{}n c .记n S 为数列{}n c 的前n 项和,求36S .72.(2024高三上·江苏镇江·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,满足12542,30,2a b S b ===+是3b 与5b 的等差中项.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)设()(1)nn n n c a b =-+,求数列{}n c 的前20项和20T .73.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知11a =,且数列23n n S a ⎧⎫-⎨⎩⎭是公比为13的等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()1213n n b n -=+,求其前n 项和nT 74.(2024高三上·湖南长沙·阶段练习)已知数列{}n x 的首项为1,且1121212222n n n n n nx x nx x x -+--++++= .(1)求数列{}n x 的通项公式;(2)若()()1121,2n n n n b n x x S +=+-为{}n b 前n 项的和,求n S .75.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,2n n S na =,23a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若16n n b a =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .76.(2024高三上·重庆沙坪坝·阶段练习)已知数列{}n a 为等差数列,数列{}n b 为等比数列,且*∈N n b ,若1212312342,15a b a a a b b b b ==++=+++=.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)设由{}n a ,{}n b 的公共项构成的新数列记为{}n c ,求数列{}n c 的前5项之和5S .77.(2024高三·全国·专题练习)求和()()()22122323322332322n n n n n S --=+++⋅++⋅⋅⋅++⋅+⋅+⋅⋅⋅+.78.(2024·天津津南·模拟预测)已知{}n a 是单调递增的等差数列,其前n 项和为n S .{}n b 是公比为q 的等比数列.1142423,,a b a b S q S ====⋅.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设()1,,7n n n n n nn a b n c a b n a S -⎧⎪=⎨⎪+⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前n 项和n T .79.(2024·天津)已知{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,()()115435431,5,4a b a a a b b b ===-=-.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()2*21n n n S S S n ++<∈N ;(Ⅲ)对任意的正整数n ,设()21132,,,.n nn n n n n a b n a a c a n b +-+⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项和.80.(2024·天津·一模)已知数列{}n a 是等差数列,其前n 项和为n A ,715a =,763A =;数列{}n b 的前n 项和为n B ,()*233n n B b n =-∈N .(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)求数列1n A ⎧⎫⎨⎩⎭的前n 项和n S ;(3)求证:12nkk ka B =<∑.。
第五章 数列第一节 数列的概念与简单表示法[考情展望] 1.以数列的前n 项为背景写数列的通项.2.考查由数列的通项公式或递推关系,求数列的某一项.3.考查已知数列的递推关系或前n 项和S n 求通项a n.一、数列的有关概念判断数列递增(减)的方法 (1)作差比较法:①若a n +1-a n >0,则数列{a n }为递增数列. ②若a n +1-a n =0,则数列{a n }为常数列. ③若a n +1-a n <0,则数列{a n }为递减数列.(2)作商比较法:不妨设a n >0. ①若a n +1a n>1,则数列{a n }为递增数列. ②若a n +1a n=1,则数列{a n }为常数列. ③若a n +1a n<1,则数列{a n }为递减数列. 三、数列的表示方法数列有三种表示方法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 四、a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,通项公式为a n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1, n =1 ,S n -S n -1, n ≥2 .已知S n 求a n 的注意点利用a n =S n -S n -1求通项时,注意n ≥2这一前提条件,易忽略验证n =1致误,当n =1时,a 1若适合通项,则n =1的情况应并入n ≥2时的通项;否则a n 应利用分段函数的形式表示.1.已知数列{a n }的前4项分别为2,0,2,0,则下列各式不可以作为数列{a n }的通项公式的一项是( )A .a n =1+(-1)n +1B .a n =2sinn π2C .a n =1-cos n πD .a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n 为奇数0,n 为偶数【答案】 B2.在数列{a n }中,a 1=1,a n =2a n -1+1,则a 5的值为( ) A .30 B .31 C .32 D .33 【答案】 B3.已知数列{a n }的通项公式为a n =nn +1,则这个数列是( )A .递增数列B .递减数列C .常数列D .摆动数列【答案】 A4.数列{a n }的前n 项和S n =n 2+1,则a n = .【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧2 n =12n -1 n ≥25.若数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n n +4 ⎝ ⎛⎭⎪⎫23n 中的最大项是第k 项,则k = .【答案】 46.(2013·课标全国卷Ⅰ)若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n= .【答案】 (-2)n -1考向一 [083] 由数列的前几项归纳数列的通项公式根据数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式.(1)-1,7,-13,19,…; (2)0.8,0.88,0.888,…;(3)12,14,-58,1316,-2932,6164,…. 【尝试解答】 (1)符号可通过(-1)n表示,后面的数的绝对值总比前面的数的绝对值大6,故通项公式为a n =(-1)n(6n -5).(2)数列变为89(1-0.1),89(1-0.01),89(1-0.001),…,∴a n =89⎝ ⎛⎭⎪⎫1-110n .(3)各项的分母分别为21,22,23,24,…,易看出第2,3,4项的分子分别比分母少3.因此把第1项变为-2-32,原数列化为-21-321,22-322,-23-323,24-324,…,∴a n =(-1)n·2n -32n .规律方法1 1.求数列的通项时,要抓住以下几个特征.(1)分式中分子、分母的特征;(2)相邻项的变化特征;(3)拆项后的特征;(4)各项符号特征等,并对此进行归纳、化归、联想.2.根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验,对于正负符号变化,可用(-1)n或(-1)n +1来调整.考向二 [084] 由递推关系求通项公式根据下列条件,求数列的通项公式a n .(1)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +2n; (2)在数列{a n }中,a n +1=n +2na n ,a 1=4; (3)在数列{a n }中,a 1=3,a n +1=2a n +1.【尝试解答】 (1)由a n +1-a n =2n,把n =1,2,3,…,n -1(n ≥2)代入,得(n -1)个式子,累加即可得(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =2+22+23+…+2n -1,所以a n -a 1=2 1-2n -11-2,即a n -a 1=2n-2,所以a n =2n-2+a 1=2n-1. 当n =1时,a 1=1也符合, 所以a n =2n-1(n ∈N *). (2)由递推关系a n +1=n +2n a n ,a 1=4,有a n +1a n =n +2n, 于是有a 2a 1=3,a 3a 2=42,a 4a 3=53,…,a n -1a n -2=nn -2,a n a n -1=n +1n -1,将这(n -1)个式子累乘,得a n a 1=n n +1 2. 所以当n ≥2时,a n =n n +12a 1=2n (n +1).当n =1时,a 1=4符合上式,所以a n =2n (n +1)(n ∈N *).(3)由a n +1=2a n +1得a n +1+1=2(a n +1),令b n =a n +1, 所以{b n }是以2为公比的等比数列. 所以b n =b 1·2n -1=(a 1+1)·2n -1=2n +1,所以a n =b n -1=2n +1-1(n ∈N *).规律方法2 递推式的类型对点训练 (2015·银川模拟)已知f (x )=1+x.各项均为正数的数列{a n }满足a 1=1,a n+2=f (a n ).若a 2 014=a 2 016,则a 20+a 11的值是 . 【答案】135+326考向三 [085] 由a n 与S n 的关系求通项a n已知数列{a n }的前n 项和S n ,求{a n }的通项公式:(1)S n =2n 2-3n ; (2)S n =3n+b .(b 为常数)【尝试解答】 (1)a 1=S 1=2-3=-1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b , 当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =(3n+b )-(3n -1+b )=2·3n -1.当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. ∴当b =-1时,a n =2·3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b , n =1,2·3n -1, n ≥2.规律方法3 已知S n 求a n 时的三个注意点(1)重视分类讨论思想的应用,分n =1和n ≥2两种情况讨论;特别注意a n =S n -S n -1中需n ≥2.(2)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1也适合“a n 式”,则需统一“合写” . (3)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1不适合“a n 式”,则数列的通项公式应分段表示(“分写”),即a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.对点训练 (1)(2015·贵阳模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( )A .2n -1B.⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1D.12n -1【答案】 B(2)已知数列{a n }的前n 项和S n ,求下面数列{a n }的通项公式a n . ①S n =2n 2-3n ;②S n =3n+b . 【解】 ①a 1=S 1=2-3=-1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5. ②a 1=S 1=3+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =(3n+b )-(3n -1+b )=2·3n -1.当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. ∴当b =-1时,a n =2·3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 3+b ,2·3n -1,n =1,n ≥2.易错易误之十 明确数列中项的特征,慎用函数思想解题 —————————— [1个示范例] ——————已知数列{a n }中,a n =n 2-kn (n ∈N *),且{a n }单调递增,则k 的取值范围是( )A .(-∞,2]B .(-∞,3)C .(-∞,2)D .(-∞,3]【解析】 ∵a n =n 2-kn (n ∈N *),且{a n }单调递增,∴a n +1-a n >0对∀n ∈N *都成立, 此处在求解时,常犯“a n 是关于n 的二次函数,若{a n }单调递增,则必有k2≤1,k ≤2”的错误.出错的原因是忽视了数列作为函数的特殊性即自变量是正整数.又a n +1-a n =(n +1)2-k (n +1)-n 2+kn =2n +1-k ,所以由2n +1-k >0,即k <2n +1恒成立可知k <(2n +1)min =3.,【防范措施】 1.明确函数单调性与数列单调性的关系 (1)若数列所对应的函数是单调的,则该数列一定单调.(2)若数列是单调的,其对应的函数未必单调,原因是数列是定义在n ∈N *上的特殊函数. 2.数列单调性的判断一般通过比较a n +1与a n 的大小来判断:若a n +1>a n ,则该数列为递增数列;若a n +1<a n ,则该数列为递减数列.———————— [1个防错练] ———————已知{a n }是递增数列,且对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是 .【解析】 法一 (定义法)因为{a n }是递增数列,故对任意的n ∈N *,都有a n +1>a n ,即(n +1)2+λ(n +1)>n 2+λn ,整理,得2n +1+λ>0,即λ>-(2n +1)(*).因为n ≥1,故-(2n +1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.法二 (函数法)设f (n )=a n =n 2+λn ,其对称轴为n =-λ2,要使数列{a n }为递增数列,只需满足n =-λ2<32即可,即λ>-3.【答案】 (-3,+∞)课时限时检测(二十九) 数列的概念与简单表示法(时间:60分钟 满分:80分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.如图5-1-1,关于星星的图案中星星的个数构成一个数列,该数列的一个通项公式是( )图5-1-1A .a n =n 2-n +1 B .a n =n n -12 C .a n =n n +12D .a n =n n +22【答案】 C2.在数列{a n }中,a n =-2n 2+29n +3,则此数列最大项的值是( ) A .103 B.8658C.8258D .108 【答案】 D3.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n +2n,则a 10=( ) A .1 024 B .1 023 C .2 048 D .2 047【答案】 B4.已知a 1=1,a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式是( ) A .2n -1 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫n +1n n -1C .n 2D .n【答案】 D5.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6=( ) A .3×44 B .3×44+1 C .45D .45+1【答案】 A6.对于数列{a n },“a n +1>|a n |(n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件 【答案】 B二、填空题(每小题5分,共15分)7.已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=1-1a n (n ≥2),则a 16= .【答案】 128.数列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N *,都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5= .【答案】61169.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意n ∈N *都有S n =23a n -13,且1<S k <9(k ∈N *),则a 1的值为 ,k 的值为 .【答案】 -1 4三、解答题(本大题共3小题,共35分)10.(10分)已知数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n .(1)求a 2,a 3;(2)求数列{a n }的通项公式. 【解】 (1)∵S n =n +23a n ,且a 1=1,∴S 2=43a 2,即a 1+a 2=43a 2,得a 2=3.由S 3=53a 3,得3(a 1+a 2+a 3)=5a 3,得a 3=6.(2)由题设知a 1=1. 当n ≥2时,有a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1,整理得a n =n +1n -1a n -1,即a n a n -1=n +1n -1, 于是a 2a 1=3,a 3a 2=42,a 4a 3=53,…,a n a n -1=n +1n -1,以上n -1个式子的两端分别相乘,得a n a 1=n n +12,∴a n =n n +12,n ≥2.又a 1=1适合上式, 故a n =n n +12,n ∈N *.11.(12分)已知数列{a n }满足前n 项和S n =n 2+1,数列{b n }满足b n =2a n +1,且前n 项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n .(1)求数列{b n }的通项公式; (2)判断数列{c n }的增减性.【解】 (1)a 1=2,a n =S n -S n -1=2n -1(n ≥2). ∴b n=⎩⎪⎨⎪⎧23, n =1 ,1n , n ≥2 .(2)∵c n =b n +1+b n +2+…+b 2n +1=1n +1+1n +2+…+12n +1,∴c n +1-c n =12n +2+12n +3-1n +1<0, ∴{c n }是递减数列.12.(13分)在数列{a n },{b n }中,a 1=2,a n +1-a n =6n +2,点(a n n,b n )在y =x 3+mx 的图象上,{b n }的最小项为b 3.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求m 的取值范围.【解】 (1)∵a n +1-a n =6n +2, ∴当n ≥2时,a n -a n -1=6n -4.∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1 =(6n -4)+(6n -10)+…+8+2 =n -1 [8+ 6n -4 ]2+2=3n 2-3n +2n -2+2 =3n 2-n ,显然a 1也满足a n =3n 2-n ,∴a n =3n 2-n . (2)∵点(a nn,b n )在y =x 3+mx 的图象上, ∴b n =(3n -1)3+m (3n -1).∴b 1=8+2m ,b 2=125+5m ,b 3=512+8m ,b 4=1 331+11m . ∵{b n }的最小项是b 3,∴⎩⎪⎨⎪⎧8+2m ≥512+8m ,125+5m ≥512+8m ,1 331+11m ≥512+8m ,∴-273≤m ≤-129.∵b n +1=(3n +2)3+m (3n +2),b n =(3n -1)3+m (3n -1), ∴b n +1-b n =3[(3n +2)2+(3n -1)2+(3n +2)(3n -1)]+3m =3(27n 2+9n +3+m ),当n ≥4时,27n 2+9n +3>273,∴27n 2+9n +3+m >0, ∴b n +1-b n >0,∴n ≥4时,b n +1>b n . 综上可知-273≤m ≤-129, ∴m 的取值范围为[-273,-129].第二节 等差数列[考情展望] 1.运用基本量法求解等差数列的基本量问题.2.在解答题中对所求结论的运算进行等差数列的判断与证明.3.在具体情景中能识别具有等差关系的数列,并会用等差数的性质解决相应问题.一、等差数列1.定义:a n +1-a n =d (常数)(n ∈N *).2.通项公式:a n =a 1+(n -1)d ,a n =a m +(n -m )d . 3.前n 项和公式:S n =na 1+n n -1 d 2=n a 1+a n2.4.a 、b 的等差中项A =a +b2.证明{a n }为等差数列的方法:(1)用定义证明:a n -a n -1=d (d 为常数,n ≥2)⇔{a n }为等差数列; (2)用等差中项证明:2a n +1=a n +a n +2⇔{a n }为等差数列; (3)通项法:a n 为n 的一次函数⇔{a n }为等差数列; (4)前n 项和法:S n =An 2+Bn 或S n =n a 1+a n2.二、等差数列的性质已知数列{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.(1)若m 、n 、p 、q 、k 是正整数,且m +n =p +q =2k , 则a m +a n =a p +a q =2a k .(2)a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等差数列,公差为kd . (3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…,也是等差数列.等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,a m -a n =(m -n )d ⇔a m -a nm -n=d (m ≠n ),其几何意义是点(n ,a n ),(m ,a m )所在直线的斜率等于等差数列的公差.(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1). ②S 2n -1=(2n -1)a n .③n 为偶数时,S 偶-S 奇=n2d ;n 为奇数时,S 奇-S 偶=a 中.1.在等差数列{a n }中,a 2=2,a 3=4,则a 10=( ) A .12 B .14 C .16 D .18 【答案】 D2.在等差数列{a n }中,a 2=1,a 4=5,则{a n }的前5项和S 5=( ) A .7 B .15 C .20 D .25 【答案】 B3.设{a n }为等差数列,公差d =-2,S n 为其前n 项和,若S 10=S 11,则a 1=( ) A .18 B .20 C .22 D .24 【答案】 B4.已知递增的等差数列{a n }满足a 1=1,a 3=a 22-4,则a n = . 【答案】 2n -15.(2013·重庆高考)若2,a ,b ,c,9成等差数列,则c -a = . 【答案】 726.(2013·广东高考)在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7= . 【答案】 20考向一 [086] 等差数列的判定与证明在数列{a n }中,a 1=-3,a n =2a n -1+2n+3(n ≥2,且n ∈N *).(1)求a 2,a 3的值; (2)设b n =a n +32n(n ∈N *),证明:{b n }是等差数列.【尝试解答】 (1)∵a 1=-3,a n =2a n -1+2n+3(n ≥2). ∴a 2=2a 1+4+3=-6+4+3=1.a 3=2a 2+23+3=13.(2)证明:对于任意n ∈N *, ∵b n +1-b n =a n +1+32n +1-a n +32n=12n +1[(a n +1-2a n )-3]=12n +1[(2n +1+3)-3]=1,∴数列{b n }是首项为a 1+32=-3+32=0,公差为1的等差数列.规律方法1 用定义证明等差数列时,常采用的两个式子a n +1-a n =d 和a n -a n -1=d ,但它们的意义不同,后者必须加上“n ≥2”,否则n =1时,a 0无定义.对点训练 (2014·大纲全国卷)数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2. ①设b n =a n +1-a n ,证明{b n }是等差数列; ②求{a n }的通项公式.【证明】 ①由a n +2=2a n +1-a n +2得a n +2-a n +1=a n +1-a n +2,即b n +1=b n +2. 又b 1=a 2-a 1=1,所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列. ②由①得b n =1+2(n -1)=2n -1, 即a n +1-a n =2n -1.于是∑k =1n(a k +1-a k )=∑k =1n(2k -1),所以a n +1-a 1=n 2,即a n +1=n 2+a 1.又a 1=1,所以{a n }的通项公式为a n =n 2-2n +2.考向二 [087] 等差数列的基本运算(1)(2013·课标全国卷Ⅰ)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =( )A .3B .4C .5D .6 【答案】 C(2)(2013·四川高考)在等差数列{a n }中,a 1+a 3=8,且a 4为a 2和a 9的等比中项,求数列{a n }的首项、公差及前n 项和.【尝试解答】 设该数列的公差为d ,前n 项和为S n .由已知可得. 2a 1+2d =8,(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+8d ), 所以a 1+d =4,d (d -3a 1)=0,解得a 1=4,d =0或a 1=1,d =3,即数列{a n }的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3.所以数列的前n 项和S n =4n 或S n =3n 2-n2.规律方法2 1.等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n ,知三求二,体现了方程思想的应用.2.数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法,称为基本量法.对点训练 (2014·浙江高考)已知等差数列{a n }的公差d >0.设{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 2·S 3=36.①求d 及S n ;②求m ,k (m ,k ∈N *)的值,使得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =65. 【解】 ①由题意知(2a 1+d )(3a 1+3d )=36, 将a 1=1代入上式解得d =2或d =-5. 因为d >0,所以d =2,S n =n 2(n ∈N *).②由①得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =(2m +k -1)(k +1),所以(2m +k -1)(k +1)=65.由m ,k ∈N *知2m +k -1>k +1>1,故⎩⎪⎨⎪⎧2m +k -1=13,k +1=5,所以⎩⎪⎨⎪⎧m =5,k =4.考向三 [088] 等差数列的性质及应用(1)在等差数列{a n }中,已知a 4+a 8=16,则该数列前11项和S 11=( )A .58B .88C .143D .176 【答案】 B(2)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),求数列{a n }的项数及a 9+a 10.【尝试解答】 由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,①a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216, ∴a 1+a n =36, 又S n =n a 1+a n2=324,∴18n =324,∴n =18. 由a 1+a n =36,n =18.∴a 1+a 18=36,从而a 9+a 10=a 1+a 18=36.规律方法3 1.在等差数列{a n }中,若m +n =p +q =2k ,则a m +a n =a p +a q =2a k 是常用的性质,本例(1)、(2)都用到了这个性质.2.掌握等差数列的性质,悉心研究每个性质的使用条件及应用方法,认真分析项数、序号、项的值的特征,这是解题的突破口.对点训练 (1)已知等差数列{a n }的公差为2,项数是偶数,所有奇数项之和为15,所有偶数项之和为25,则这个数列的项数为( )A .10B .20C .30D .40(2)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30= . 【答案】 (1)A (2)60考向四 [089] 等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 取得最大值,并求出它的最大值.【尝试解答】 法一 ∵a 1=20,S 10=S 15, ∴10×20+10×92d =15×20+15×142d ,∴d =-53.∴a n =20+(n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=-53n +653. 令a n ≥0得n ≤13,即当n ≤12时,a n >0;n ≥14时,a n <0. ∴当n =12或13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=130. 法二 同法一得d =-53.又由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0. ∴5a 13=0,即a 13=0.∴当n =12或13时,S n 有最大值, 且最大值为S 12=S 13=130.规律方法4 求等差数列前n 项和的最值常用的方法(1)先求a n ,再利用⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0a n +1≤0或⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0a n +1≥0求出其正负转折项,最后利用单调性确定最值.(2)①利用性质求出其正负转折项,便可求得前n 项和的最值.②利用等差数列的前n 项和S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)为二次函数,根据二次函数的性质求最值.对点训练 已知{a n }是一个等差数列,且a 2=1,a 5=-5. (1)求{a n }的通项a n ;(2)求{a n }前n 项和S n 的最大值.【解】 (1)设{a n }的公差为d ,由已知条件⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =1,a 1+4d =-5,解出a 1=3,d =-2,所以a n =a 1+(n -1)d =-2n +5. (2)S n =na 1+n n -12d =-n 2+4n =4-(n -2)2,所以n =2时,S n 取到最大值4.规范解答之八 等差数列的通项与求和问题 ————————— [1个示范例] ———————(12分)(2013·浙江高考)在公差为d 的等差数列{a n }中,已知a 1=10,且a 1,2a 2+2,5a 3成等比数列.(1)求d ,a n ;(2)若d <0,求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |.【规范解答】 (1)由题意得,a 1·5a 3=(2a 2+2)2,由a 1=10,{a n }为公差为d 的等差数列得,d 2-3d -4=0,2分 解得d =-1或d =4.所以a n =-n +11(n ∈N *)或a n =4n +6(n ∈N *). 5分(2)设数列{a n }的前n 项和为S n .因为d <0,由(1)得d =-1,a n =-n +11,6分所以当n ≤11时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=S n =-12n 2+212n ;当n ≥12时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-S n +2S 11=12n 2-212n +110.综上所述,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n | =⎩⎪⎨⎪⎧-12n 2+212n , n ≤11,12n 2-212n +110, n ≥12.12分【名师寄语】 1.涉及求数列{|a n |}前n 项和的题目,其解题的关键是找到数列{a n }的正负界点,因此借助绝对值的性质,去掉绝对值符号是解题的着眼点.2.要正确区分“|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |”与“a 1+a 2+a 3+…+a n ”的差异,明确两者间的转换关系,切忌逻辑混乱.————————— [1个规范练] ———————已知等差数列{a n }前三项的和为-3,前三项的积为8. (1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和.【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,易求a 2=-1, 则a 3=a 2+d ,a 1=a 2-d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1-d ,-1+d -1-d · -1 =8,解之得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =-3.或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得a n =2-3(n -1)=-3n +5,或a n =-4+3(n -1)=3n -7.故a n =-3n +5,或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列,不合题设条件. 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{|a n |}的前n 项和为S n .当n =1时,S 1=|a 1|=4;当n =2时,S 2=|a 1|+|a 2|=5. 当n ≥3时,S n =S 2+|a 3|+|a 4|+…+|a n | =5+(3×3-7)+(3×4-7)+…+(3n -7) =5+ n -2 [2+ 3n -7 ]2=32n 2-112n +10.当n =2时,满足此式. 综上,S n =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,32n 2-112n +10,n >1.课时限时检测(三十) 等差数列 (时间:60分钟 满分:80分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.等差数列{a n }中,a 1+a 5=10,a 4=7,则数列{a n }中的公差为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 【答案】 B2.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S k +2-S k =24,则k =( ) A .8 B .7 C .6 D .5【答案】 D3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 1=-11,a 4+a 6=-6,则当S n 取最小值时,n 等于( )A .6B .7C .8D .9【答案】 A4.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于( )A .63B .45C .36D .27 【答案】 B5.(2013·辽宁高考)下面是关于公差d >0的等差数列{a n }的四个命题:p 1:数列{a n }是递增数列;p 2:数列{na n }是递增数列;p 3:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是递增数列;p 4:数列{a n +3nd }是递增数列.其中的真命题为( ) A .p 1,p 2 B .p 3,p 4 C .p 2,p 3 D .p 1,p 4 【答案】 D6.在等差数列{a n }中,a 1=-2 012,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 012的值等于( )A .-2 011B .-2 012C .-2 010D .-2 013 【答案】 B二、填空题(每小题5分,共15分)7.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m = . 【答案】 108.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且6S 5-5S 3=5,则a 4= . 【答案】 139.已知等差数列{a n }中,a 1,a 99是函数f (x )=x 2-10x +16的两个零点,则12a 50+a 20+a 80= .【答案】252三、解答题(本大题共3小题,共35分)10.(10分)(2013·课标全国卷Ⅱ)已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式; (2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.【解】 (1)设{a n }的公差为d ,由题意得a 211=a 1a 13, 即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ). 于是d (2a 1+25d )=0.又a 1=25,所以d =0(舍去),d =-2. 故a n =-2n +27.(2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的 等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .11.(12分)已知公差大于零的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 3·a 4=117,a 2+a 5=22.(1)求通项a n ; (2)若数列{b n }满足b n =S nn +c,是否存在非零实数c 使得{b n }为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.【解】 (1)由等差数列的性质,得a 2+a 5=a 3+a 4=22, ∴a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的根,且a 4>a 3, ∴a 3=9且a 4=13, 从而a 1=1,公差d =4, 故通项a n =1+4(n -1)=4n -3. (2)由(1)知S n =n 1+4n -32=2n 2-n ,所以b n =S nn +c =2n 2-nn +c .法一 所以b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c(c ≠0). 令2b 2=b 1+b 3,解得c =-12.当c =-12时,b n =2n 2-nn -12=2n ,当n ≥2时,b n -b n -1=2.故当c =-12时,数列{b n }为等差数列.法二 当n ≥2时,b n -b n -1=2n 2-n n +c -2 n -1 2- n -1n -1+c=2n 2+ 4c -2 n -3cn 2+ 2c -1 n +c c -1 , 欲使{b n }为等差数列,只需4c -2=2(2c -1)且-3c =2c (c -1)(c ≠0),解得c =-12.故当c =-12时,数列{b n }为等差数列.12.(12分)在数列{a n }中,a 1=1,3a n a n -1+a n -a n -1=0(n ≥2).(1)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项; (3)若λa n +1a n +1≥λ对任意n ≥2的整数恒成立,求实数λ的取值范围.【解】 (1)证明 由3a n a n -1+a n -a n -1=0(n ≥2)得, 1a n -1a n -1=3(n ≥2),∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,3为公差的等差数列.(2)由(1)可得,1a n=1+3(n -1)=3n -2.∴a n =13n -2. (3)λa n +1a n +1≥λ对n ≥2的整数恒成立,即λ3n -2+3n +1≥λ对n ≥2(n ∈N *)恒成立. 整理得λ≤ 3n +1 3n -2 3 n -1 (n ≥2,n ∈N *),令C n = 3n +1 3n -2 3 n -1,C n +1-C n =3n +4 3n +1 3n - 3n +1 3n -23 n -1=3n +1 3n -43n n -1因为n ≥2,所以C n +1-C n >0,∴{C n }为单调递增数列,C 2最小,且C 2=283,故λ的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,283.第三节 等比数列[考情展望] 1.运用基本量法求解等比数列问题.2.以等比数列的定义及等比中项为背景,考查等比数列的判定.3.客观题以等比数列的性质及基本量的运算为主,突出“小而巧”的特点,解答题注重函数与方程、分类讨论等思想的综合应用.一、等比数列证明{a n }是等比数列的两种常用方法(1)定义法:若a n a n -1=q (q 为非零常数且n ≥2且n ∈N *),则{a n }是等比数列. (2)中项公式法:在数列{a n }中,a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N *),则数列{a n }是等比数列. 二、等比数列的性质1.对任意的正整数m 、n 、p 、q ,若m +n =p +q =2k ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2k . 2.通项公式的推广:a n =a m qn -m(m ,n ∈N *)3.公比不为-1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等比数列,其公比为q n;当公比为-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不一定构成等比数列.4.若数列{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n (λ≠0)仍是等比数列.等比数列的单调性1.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q 等于( )A .-12B .-2C .2 D.12【答案】 D2.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,8a 2+a 5=0,则S 5S 2=( )A .-11B .-8C .5D .11【答案】 A3.公比为2的等比数列{a n }的各项都是正数,且a 3a 11=16,则log 2a 10=( ) A .4 B .5C .6D .7 【答案】 B4.(2014·江苏高考)在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是 .【答案】 45.(2013·大纲全国卷)已知数列{a n }满足3a n +1+a n =0,a 2=-43,则{a n }的前10项和等于( )A .-6(1-3-10)B.19(1-310) C .3(1-3-10) D .3(1+3-10)【答案】 C6.(2013·江西高考)等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于( ) A .-24 B .0 C .12 D .24【答案】 A考向一 [090] 等比数列的基本运算(1)(2013·北京高考)若等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3+a 5=40,则公比q = ;前n 项和S n = .(2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1,S 3,S 2成等差数列. ①求{a n }的公比q ;②若a 1-a 3=3,求S n . 【尝试解答】 (1)2,2n +1-2(2)①∵S 1,S 3,S 2成等差数列, ∴a 1+(a 1+a 1q )=2(a 1+a 1q +a 1q 2).由于a 1≠0,故2q 2+q =0,又q ≠0,从而q =-12.②由已知可得a 1-a 1(-12)2=3,故a 1=4,从而S n =4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=83⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n .规律方法1 1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,体现了方程思想的应用.2.在使用等比数列的前n 项和公式时,应根据公比q 的情况进行分类讨论,此外在运算过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算.对点训练 (1)已知等比数列{a n }为递增数列,且a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,则数列{a n }的通项公式a n = .【答案】 2n(2)已知数列{a n }是公差不为零的等差数列,a 1=2,且a 2,a 4,a 8成等比数列. ①求数列{a n }的通项公式; ②求数列{3a n }的前n 项和.【解】 ①设数列{a n }的公差为d (d ≠0),由题意得a 24=a 2·a 8,即(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+7d ).又a 1=2,所以d =2或d =0(舍去).∴a n =2n .②由①可知3a n =32n=9n.故数列{3a n }的前n 项和为9 1-9n1-9=98(9n-1).考向二 [091] 等比数列的判定与证明成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2、5、13后成为等比数列{b n }中的b 3、b 4、b 5.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)数列{b n }的前n 项和为S n ,求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +54是等比数列.【尝试解答】 (1)设成等差数列的三个正数分别为a -d ,a ,a +d . 依题意,得a -d +a +a +d =15,解得a =5. 所以{b n }中的b 3,b 4,b 5依次为7-d,10,18+d . 依题意,(7-d )(18+d )=100, 解之得d =2或d =-13(舍去), ∴b 3=5,公比q =2,因此b 1=54.故b n =54·2n -1=5·2n -3.(2)证明 由(1)知b 1=54,公比q =2,∴S n =54 1-2n 1-2=5·2n -2-54,则S n +54=5·2n -2,因此S 1+54=52,S n +54S n -1+54=5·2n -25·2n -3=2(n ≥2).∴数列{S n +54}是以52为首项,公比为2的等比数列.规律方法2 1.本题求解常见的错误:(1)计算失误,不注意对方程的根(公差d )的符号进行判断;(2)不能灵活运用数列的性质简化运算.2.要判定一个数列不是等比数列,则只需判定其任意的连续三项不成等比即可. 对点训练 (2015·武汉模拟)成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2,5,13后成为等比数列{b n }中的b 3,b 4,b 5.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)数列{b n }的前n 项和为S n ,求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +54是等比数列.【解】 (1)设成等差数列的三个正数分别为a -d ,a ,a +d ,依题意,得a -d +a +a +d =15,解得a =5.所以{b n }中的b 3,b 4,b 5依次为7-d,10,18+d . 依题意,有(7-d )(18+d )=100, 解得d =2或d =-13(舍去). 故{b n }的第3项为5,公比为2, 由b 3=b 1·22,即5=b 1·22, 解得b 1=54.所以{b n }是以54为首项,2为公比的等比数列,其通项公式为b n =54·2n -1=5·2n -3.(2)证明:数列{b n }的前n 项和S n =54 1-2n1-2=5·2n -2-54,即S n +54=5·2n -2.所以S 1+54=52,S n +1+54S n +54=5·2n -15·2n -2=2.因此⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +54是以52为首项,2为公比的等比数列.考向三 [092] 等比数列的性质及应用(1)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6∶S 3=1∶2,则S 9∶S 3等于( )A .1∶2B .2∶3C .3∶4D .1∶3(2)在等比数列{a n }中,若a 7+a 8+a 9+a 10=158,a 8a 9=-98,则1a 7+1a 8+1a 9+1a 10= .【答案】 (1)C (2)-53规律方法3 在解决等比数列的有关问题时,要充分挖掘隐含条件,利用性质,特别是“若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ”,可以减少运算量,提高解题速度.对点训练 (1)(2015·兰州模拟)各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n=2,S 3n =14,则S 4n 等于( )A .80B .30C .26D .16(2)(2014·广东高考)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20= .【答案】 (1)B (2)50思想方法之十三 分类讨论思想在等比数列求和中的应用分类讨论的实质是将整体化为部分来解决.其求解原则是不复重,不遗漏,讨论的方法是逐类进行.在数列的学习中,也有多处知识涉及分类讨论思想 ,具体如下所示: (1)前n 项和S n 与其通项a n 的关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧a 1 n =1,S n -S n -1 n ≥2;(2)等比数列的公比q 是否为1;(3)在利用公式S n 求和时,数列的项的个数为偶数还是奇数等等. 求解以上问题的关键是找准讨论的切入点,分类求解.————————— [1个示范例] ———————(理)(2013·天津高考)已知首项为32的等比数列{a n }不是递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N *),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =S n -1S n(n ∈N *),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值.【解】 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,因为S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列,所以S 5+a 5-S 3-a 3=S 4+a 4-S 5-a 5,即4a 5=a 3,于是q 2=a 5a 3=14.又{a n }不是递减数列且a 1=32,所以q =-12.故等比数列{a n }的通项公式为a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=(-1)n -1·32n .(2)由(1)得S n=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n=⎩⎪⎨⎪⎧1+12n,n 为奇数,1-12n,n 为偶数.当n 为奇数时,S n 随n 的增大而减小,所以1<S n ≤S 1=32,故0<S n -1S n ≤S 1-1S 1=32-23=56. 当n 为偶数时,S n 随n 的增大而增大,所以34=S 2≤S n <1,故0>S n -1S n ≥S 2-1S 2=34-43=-712. 所以数列{T n }最大项的值为56,最小项的值为-712.————————— [1个对点练] ———————已知数列{d n }满足d n =n ,等比数列{a n }为递增数列,且a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,n ∈N *.(1)求a n ;(2)令c n =1-(-1)na n ,不等式c k ≥2014(1≤k ≤100,k ∈N *)的解集为M ,求所有d k +a k (k ∈M )的和.【解】 (1)设{a n }的首项为a 1,公比为q ,所以(a 1q 4)2=a 1q 9,解得a 1=q , 又因为2(a n +a n +2)=5a n +1,所以2(a n +a n q 2)=5a n q ,则2(1+q 2)=5q,2q 2-5q +2=0,解得q =12(舍)或q =2,所以a n =2×2n -1=2n.(2)则c n =1-(-1)n a n =1-(-2)n,d n =n ,当n 为偶数,c n =1-2n ≥2014,即2n≤-2013,不成立; 当n 为奇数,c n =1+2n ≥2014,即2n≥2013, 因为210=1024,211=2048,所以n =2m +1,5≤m ≤49 则{d k }组成首项为11,公差为2的等差数列 {a k }(k ∈M )组成首项为211,公比为4的等比数列 则所有d k +a k (k ∈M )的和为45 11+99 2+2111-4451-4=2475+2101-20483=2101+53773.课时限时检测(三十一) 等比数列(时间:60分钟 满分:80分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.已知等比数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=40,a 4+a 5+a 6=20,则前9项之和等于( ) A .50 B .70 C .80 D .90 【答案】 B2.若等比数列{a n }满足a n a n +1=16n,则公比为( ) A .2 B .4 C .8 D .16 【答案】 B3.(2013·课标全国卷Ⅰ)设首项为1,公比为23的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则( )A .S n =2a n -1B .S n =3a n -2C .S n =4-3a nD .S n =3-2a n【答案】 D4.已知数列{a n },则“a n ,a n +1,a n +2(n ∈N *)成等比数列”是“a 2n +1=a n a n +2”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件 【答案】 A5.已知数列{a n }为等比数列,S n 是它的前n 项和.若a 2·a 3=2a 1,且54为a 4与2a 7的等差中项,则S 5=( )A .35B .33C .31D .29 【答案】 C6.已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *)且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是( )A .-5B .-15C .5 D.15【答案】 A二、填空题(每小题5分,共15分)7.若等比数列{a n }满足a 2a 4=12,则a 1a 23a 5= .【答案】 148.等比数列{a n }的公比q >0,已知a 2=1,a n +2+a n +1=6a n ,则{a n }的前4项和S 4= .【答案】1529.设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则q = .【答案】 32三、解答题(本大题共3小题,共35分)10.(10分)(2013·重庆高考)设数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=3a n ,n ∈N +. (1)求{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)已知{b n }是等差数列,T n 为其前n 项和,且b 1=a 2,b 3=a 1+a 2+a 3,求T 20. 【解】 (1)由题意知{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a n =3n -1,S n =1-3n1-3=12(3n-1).(2)b 1=a 2=3,b 3=1+3+9=13,b 3-b 1=10=2d ,所以公差d =5,故T 20=20×3+20×192×5=1 010.11.(12分)等比数列{a n }的各项均为正数,且2a 1+3a 2=1,a 23=9a 2a 6. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和.【解】 (1)设数列{a n }的公比为q . 由a 23=9a 2a 6得a 23=9a 24,所以q 2=19.由条件可知q >0,故q =13.由2a 1+3a 2=1得2a 1+3a 1q =1,所以a 1=13.故数列{a n }的通项公式为a n =13n .(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n =-(1+2+…+n )=-n n +12.故1b n=-2n n +1 =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,1b 1+1b 2+…+1b n=-2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=-2n n +1. 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和为-2nn +1.12.(13分)已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,且a n +1=(1+q )a n -qa n -1(n ≥2,q ≠0). (1)设b n =a n +1-a n (n ∈N *),证明:{b n } 是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式;(3)若a 3是a 6与a 9的等差中项,求q 的值,并证明:对任意的n ∈N *,a n 是a n +3与a n +6的等差中项.【解】 (1)证明 由题设a n +1=(1+q )a n -qa n -1(n ≥2), 得a n +1-a n =q (a n -a n -1),即b n =qb n -1,n ≥2. 由b 1=a 2-a 1=1,q ≠0,所以{b n }是首项为1,公比为q 的等比数列. (2)由(1),a 2-a 1=1,a 3-a 2=q ,…,a n -a n -1=q n -2(n ≥2)将以上各式相加,得a n -a 1=1+q +…+q n -2(n ≥2),即a n =a 1+1+q +…+qn -2(n ≥2).所以当n ≥2时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧1+1-q n -11-q , q ≠1,n , q =1.上式对n =1显然成立.(3)由(2),当q =1时,显然a 3不是a 6与a 9的等差中项,故q ≠1.由a 3-a 6=a 9-a 3可得q 5-q 2=q 2-q 8,由q ≠0得q 3-1=1-q 6,①整理得(q 3)2+q 3-2=0,解得q 3=-2.于是q =-32.另一方面,a n -a n +3=q n +2-q n -11-q =q n -11-q (q 3-1),a n +6-a n =q n -1-q n +51-q =q n -11-q(1-q 6).由①可得a n -a n +3=a n +6-a n ,所以对任意的n ∈N *,a n 是a n +3与a n +6的等差中项.第四节 数列求和[考情展望] 1.考查等差、等比数列的求和.2.以数列求和为载体,考查数列求和的各种方法和技巧.一、公式法与分组求和法 1.公式法直接利用等差数列、等比数列的前n 项和公式求和 (1)等差数列的前n 项和公式:S n =n a 1+a n 2=na 1+n n -1 2d ;(2)等比数列的前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q=a 1 1-q n1-q ,q ≠1.2.分组求和法一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和而后相加减.二、错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,这个数列的前n 项和可用错位相减法.三、裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.常用的拆项方法 (1)1n n +k =1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +k。
2015---2016年高考真题解答题专项训练:数列(文科)教师版1.设数列{}n a 的前n 项和为n S , *n ∈N .已知11a =, 232a =, 354a =,且当2n ≥时, 211458n n n n S S S S ++-+=+. (1)求4a 的值; (2)证明: 112n n a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭为等比数列; (3)求数列{}n a 的通项公式.【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(广东卷带解析) 【试题解析:(1)当2n =时,4231458S S S S +=+,即435335415181124224a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,解得: 478a = (2)因为21458n n n nS S S S ++-+=+(2n ≥),所以21114444n n n n n n S S S S S S ++-+-+-=-(2n ≥),即2144n n n a a a +++=(2n ≥),因为3125441644a a a +=⨯+==,所以2144n n n a a a +++=,因为()2121111111114242212142422222n n n n n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a +++++++++++-----====----,所以数列112n n a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以21112a a -=为首项,公比为12的等比数列(3)由(2)知:数列112n n a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以21112a a -=为首项,公比为12的等比数列,所以111122n n n a a -+⎛⎫-= ⎪⎝⎭即1141122n n n na a ++-=⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以数列是以1212a =为首项,公差为4的等差数列,所以()2144212nna n n =+-⨯=-⎛⎫⎪⎝⎭,即()()111422122n n n a n n -⎛⎫⎛⎫=-⨯=-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以数列{}n a 的通项公式是()11212n n a n -⎛⎫=-⨯ ⎪⎝⎭2.已知数列 是递增的等比数列,且 (Ⅰ)求数列 的通项公式; (Ⅱ)设 为数列 的前n 项和,,求数列 的前n 项和 .【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(安徽卷带解析)试题解析:(1)设等比数列 的公比为q ,所以有联立两式可得 或者又因为数列 为递增数列,所以q>1,所以数列 的通项公式为 (2)根据等比数列的求和公式,有所以所以考点:等比数列的通项公式和性质,数列求和视频3.等差数列{}n a 中, 24a =, 4715a a +=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设22n a n b n -=+,求12310b b b b +++⋅⋅⋅+的值.【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(福建卷带解析) 【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d .由已知得()()1114{ 3615a d a d a d +=+++=,解得13{1a d ==.所以()112n a a n d n =+-=+. (Ⅱ)由(Ⅰ)可得2n n b n =+.所以()()()()231012310212223210b b b b +++⋅⋅⋅+=++++++⋅⋅⋅++()()2310222212310=+++⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+()()1021211010122-+⨯=+-()112255=-+112532101=+=.考点:1、等差数列通项公式;2、分组求和法.视频4.(本小题满分12分)设数列{a n }(n =1,2,3…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 3,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列. (Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)设数列的前n 项和为T n ,求T n .【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(四川卷带解析) 【解析】(Ⅰ)由已知S n =2a n -a 1,有 a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1(n≥2) 即a n =2a n -1(n≥2)从而a 2=2a 1,a 3=2a 2=4a 1, 又因为a 1,a 2+1,a 3成等差数列 即a 1+a 3=2(a 2+1)所以a 1+4a 1=2(2a 1+1),解得a 1=2所以,数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列 故a n =2n . (Ⅱ)由(Ⅰ)得所以T n =5.已知数列 是首项为正数的等差数列,数列的前 项和为.(1)求数列 的通项公式;(2)设 ,求数列 的前 项和 .【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(山东卷带解析) 【解析】(Ⅰ)设数列 的公差为 ,令 得,所以 . 令 得,所以 .解得 ,所以(Ⅱ)由(Ⅰ)知 所以 所以 两式相减,得所以考点:1.等差数列的通项公式;2.数列的求和、“错位相减法”.6.已知等差数列 满足 , . (Ⅰ)求 的通项公式;(Ⅱ)设等比数列 满足 , ,问: 与数列 的第几项相等? 【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(北京卷带解析) 试题解析:(Ⅰ)设等差数列 的公差为 . 因为 ,所以 .又因为 ,所以 ,故 . 所以 . (Ⅱ)设等比数列 的公比为 . 因为 , , 所以 , . 所以 . 由 ,得 . 所以 与数列 的第 项相等.7.已知数列{}n a 的前n 项和238n S n n =+,{}n b 是等差数列,且1n n n a b b +=+. (Ⅰ)求数列{}n b 的通项公式;求数列{}n c 的前n 项和n T . 【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(山东卷精编版) 试题解析:(Ⅰ)由题意知,当2≥n 时,561+=-=-n S S a n n n ,当1=n 时,1111==S a ,符合上式,所以56+=n a n . 设数列的公差为d ,由⎩⎨⎧+=+=322211b b a b b a ,即⎩⎨⎧+=+=db db 321721111,解之得3,41==d b ,所以13+=n b n .由n n c c c c T +⋅⋅⋅+++=321,得2313[2232(1)2]n n T n +=⨯⨯+⨯+⋅⋅⋅++⨯, 34223[2232(1)2]n n T n +=⨯⨯+⨯+⋅⋅⋅++⨯,两式作差,得.所以223+⋅=n n n T8.已知数列{a n }的首项为1, S n 为数列{a n }的前n 项和,S n+1=qS n +1,其中q ﹥0,n ∈N *. (Ⅰ)若a 2,a 3,a 2+ a 3成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(Ⅱ)设双曲线2221ny x a -=的离心率为n e ,且22e =,求22212n e e e ++⋅⋅⋅+.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(四川卷精编版)试题解析:(Ⅰ)由已知, 1211,1,n n n n S qS S qS +++=+=+两式相减得到21,1n n a qa n ++=≥.又由211S qS =+得到21a qa =,故1n n a qa +=对所有1n ≥都成立. 所以,数列{}n a 是首项为1,公比为q 的等比数列. 从而1=n n a q -.由2323+a a a a ,,成等差数列,可得32232=a a a a ++,所以32=2,a a ,故=2q .所以()1*2n n a n N -=∈. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知, 1n n a q -=.所以双曲线2221ny x a -=的离心率n e ==由22e ==解得q =所以,()()()()()2122221222122111+1111131.2n n nn ne e e q q q n q qn q n --⎡⎤++⋅⋅⋅+=+++⋅⋅⋅++⎣⎦-⎡⎤=+++⋅⋅⋅+=+⎣⎦-=+-,9.设数列{n a }的前n 项和为n S .已知2S =4, 1n a +=2n S +1, *N n ∈. (Ⅰ)求通项公式n a ;(Ⅱ)求数列{|2n a n --|}的前n 项和.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(浙江卷精编版)试题解析:(Ⅰ)由题意得12214{ 21a a a a +==+,则121{3.a a ==,又当2n ≥时,由()()1121212n n n n n a a S S a +--=+-+=, 得13n n a a +=.所以,数列{}n a 的通项公式为1*3,n n a n N -=∈.(Ⅱ)设132n n b n -=--, *n N ∈, 122,1b b ==.当3n ≥时,由于132n n ->+,故132,3n n b n n -=--≥.设数列{}n b 的前n 项和为n T ,则122,3T T ==.当3n ≥时, ()()()2291372351131322n nn n n n n T --+---+=+-=-,所以, 2*2,1,{ 3511,2,.2n n n T n n n n N ==--+≥∈10.已知{}n a 是等比数列,前n 项和为()n S n *∈N ,且(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若对任意的,n n b *∈N 是2log n a 和21log n a +的等差中项,求数列(){}21nn b -的前2n 项和.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(天津卷精编版) 试题解析:(Ⅰ)解:设数列}{n a 的公比为q ,由已知,有2,1q q ==-或.,知1-≠q ,所以,得11=a ,所以12-=n n a .(Ⅱ)解:由题意,即}{n b 是首项为,公差为1的等差数列. 设数列})1{(2n n b -的前n项和为nT ,则11.已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4. (Ⅰ)求{a n }的通项公式;(Ⅱ)设c n = a n + b n ,求数列{c n }的前n 项和.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(北京卷精编版) 试题解析:(Ⅰ)等比数列{}n b 的公比32933b q b ===, 所以211b b q==, 4327b b q ==. 设等差数列{}n a 的公差为d . 因为111a b ==, 14427a b ==, 所以11327d +=,即2d =.所以21n a n =-(1n =, 2, 3, ⋅⋅⋅). (Ⅱ)由(Ⅰ)知, 21n a n =-, 13n n b -=. 因此1213n n n n c a b n -=+=-+. 从而数列{}n c 的前n 项和()11321133n n S n -=++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+()12113213n n n +--=+-2312n n -=+.12.已知各项都为正数的数列{}n a 满足11a =,211(21)20n n n n a a a a ++---=.(Ⅰ)求23,a a ;(Ⅱ)求{}n a 的通项公式.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3卷精编版)试题解析: (Ⅱ)由02)12(112=---++n n n n a a a a 得)1()1(21+=++n n n n a a a a .因为{}n a 的各项都为正数,所以故{}n a 是首项为1,公比为13.等差数列{n a }中, 34574,6a a a a +=+=. (Ⅰ)求{n a }的通项公式;(Ⅱ) 设[]n n b a =,求数列{}n b 的前10项和,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标2卷精编版) 试题解析:(Ⅰ)设数列{}n a 的公差为d ,由题意有112+54,+53a d a d ==. 解得121,5a d ==. 所以{}n a 的通项公式为235n n a +=. (Ⅱ)由(Ⅰ)知235n n b +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. 当n=1,2,3时, 2312,15n n b +≤<=; 当n=4,5时, 2323,25n n b +≤<=; 当n=6,7,8时, 2334,35n n b +≤<=;当n=9,10时, 2345,45n n b +≤<=. 所以数列{}n b 的前10项和为1322334224⨯+⨯+⨯+⨯=. 14.已知{}n a 是公差为3的等差数列,数列{}n b 满足(Ⅰ)求{}n a 的通项公式; (Ⅱ)求{}n b 的前n 项和.【来源】2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标1卷精编版) 试题解析:得12a =,所以数列{}n a 是首项为2,公差为3的等差数列,通项公式为31n a n =-.(Ⅱ)由(Ⅰ)和11n n n n a b b nb +++=1等比数列.记{}n b 的前n 项和为n S ,则。
2016年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)数学(文科)第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求. (1)【2016年浙江,文1,5分】已知全集{}1,2,3,4,5,6U =,集合{}1,3,5P =,{}1,2,4Q =,则()U P Q =ð()(A ){}1(B ){}3,5(C ){}1,2,4,6(D ){}1,2,3,4,5 【答案】C【解析】{}2,4,6U P =ð,(){}{}{}2,4,61,2,41,2,4,6U P Q ==ð,故选C .【点评】本题考查了集合的运算,属于基础题. (2)【2016年浙江,文2,5分】已知互相垂直的平面α,β交于直线l .若直线m ,n 满足//m α,n β⊥,则()(A )//m l (B )//m n (C )n l ⊥(D )m n ⊥ 【答案】C【解析】∵互相垂直的平面α,β交于直线l ,直线m ,n 满足//m α,∴//m β或m β⊂或m β⊥,l β⊂,∵n β⊥,∴n l ⊥,故选C .【点评】本题考查两直线关系的判断,是基础题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养. (3)【2016年浙江,文3,5分】函数2sin y x =的图象是()(A )(B )(C )(D ) 【答案】B【解析】∵()22sin sin x x -=,∴函数2sin y x =是偶函数,即函数的图象关于y 轴对称,排除A ,C ;由2s i n 0y x ==, 则2x k π=,0k ≥,则0x k =≥,故函数有无穷多个零点,故选B .【点评】本题主要考查函数图象的识别和判断,根据函数奇偶性和函数零点的性质是解决本题的关键.比较基础.(4)【2016年浙江,文4,5分】若平面区域30230230x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,夹在两条斜率为l 的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是()(ABC(D【答案】B【解析】作出平面区域如图所示:∴当直线y x b =+分别经过A ,B 时,平行线间的距离相等.联立方程组30230x y x y +-=⎧⎨--=⎩,解得()2,1A ,联立方程组30230x y x y +-=⎧⎨-+=⎩,解得()1,2B .两条平行线分别为1y x =-,1y x =+,即10x y --=,10x y -+=.∴平行线间的距离为d ==B .【点评】本题考查了平面区域的作法,距离公式的应用,属于基础题. (5)【2016年浙江,文5,5分】已知a ,0b >且1a ≠,1b ≠,若log 1a b >,则() (A )()()110a b --<(B )()()10a a b -->(C )()()10b b a --<(D )()()10b b a -->【答案】D【解析】若1a >,则由log 1a b >得log log a a b a >,即1b a >>,此时0b a ->,1b >,即()()10b b a -->,若01a <<,则由log 1a b >得log log a a b a >,即1b a <<,此时0b a -<,1b <,即()()10b b a -->, 综上()()10b b a -->,故选D .【点评】本题主要考查不等式的应用,根据对数函数的性质,利用分类讨论的数学思想是解决本题的关键.比较基础.(6)【2016年浙江,文6,5分】已知函数2f x x bx =+(),则“0b <”是“()()f f x 的最小值与()f x 的最小值相等”的()(A )充分不必要条件(B )必要不充分条件(C )充分必要条件(D )既不充分也不必要条件 【答案】A【解析】()f x 的对称轴为2b x =-,()2min 4b f x =-.(1)若0b <,则224b b ->-,∴当()2bf x =-时,()()f f x 取得最小值224b b f ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即()()f f x 的最小值与()f x 的最小值相等.∴“0b <”是“()()f f x 的最小值与()f x 的最小值相等”的充分条件.(2)若()()f f x 的最小值与()f x 的最小值相等,则()min 2bf x ≤-,即242b b -≤-,解得0b ≤或2b ≥.∴“0b <”不是“()()f f x 的最小值与()f x 的最小值相等”的必要条件,故选A .【点评】本题考查了二次函数的性质,简易逻辑关系的推导,属于基础题. (7)【2016年浙江,文7,5分】已知函数f x ()满足:()f x x ≥且()2x f x ≥,x R ∈() (A )若()f a b ≤,则a b ≤(B )若()2b f a ≤,则a b ≤ (C )若()f a b ≥,则a b ≥(D )若()2b f a ≥,则a b ≥【答案】B 【解析】(A )若()f a b ≤,则由条件()f x x ≥得()f a a ≥,即a b ≤,则a b ≤不一定成立,故A 错误,(B )若()2b f a ≤,则由条件知()2x f x ≥,即()2a f a ≥,则()22a b f a ≤≤,则a b ≤,故B 正确,(C )若()f a b ≥,则由条件()f x x ≥得()f a a ≥,则a b ≥不一定成立,故C 错误,(D )若()2b f a ≥,则由条件()2x f x ≥,得()2a f a ≥,则22a b ≥,不一定成立,即a b ≥不一定成立,故D 错误,故选B .【点评】本题主要考查不等式的判断和证明,根据条件,结合不等式的性质是解决本题的关键.综合性较强,有一定的难度.(8)【2016年浙江,文8,5分】如图,点列{}n A 、{}n B 分别在某锐角的两边上,且112n n n n A A A A +++=,1n n A A +≠,n N *∈,112n n n n B B B B +++=,1n n B B +≠,n N *∈,(P Q ≠表示点P 与Q 不重合)若n n n d A B =,n S 为1n n n A B B +∆的面积,则() (A ){}n S 是等差数列(B ){}2n S 是等差数列 (C ){}n d 是等差数列(D ){}2n d 是等差数列【答案】A【解析】设锐角的顶点为O ,1OA a =,1OB b =,112n n n n A A A A b +++==,112n n n n B B B B d +++==,由于a ,b 不确定,则{}n d 不一定是等差数列,{}2nd 不一定是等差数列,设1n n n A B B+∆的底边1n n B B +上的高为n h ,由三角形的相似可得()111n nn n a n b h OA h OA a nb +++-==+,()22111n n n n a n b h OA h OA a nb++++++==+,两式相加可得,21222n n n h h a nb h a nb ++++==+,即有212n n n h h h +++=,由12n n S d h =⋅,可得212n n n S S S +++=, 即为211n n n n S S S S +++=--,则数列{}n S 为等差数列,故选A .【点评】本题考查等差数列的判断,注意运用三角形的相似和等差数列的性质,考查化简整理的推理能力,属于中档题.第Ⅱ卷(非选择题共110分)二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.(9)【2016年浙江,文9,6分】某几何体的三视图如图所示(单位:cm ),则该几何体的表面积是cm 2,体积是cm 3. 【答案】80;40【解析】根据几何体的三视图,得;该几何体是下部为长方体,其长和宽都为4,高为2,表面积为22442464⨯⨯+⨯=cm 2,体积为22432⨯=cm 3;上部为正方体,其棱长为2, 表面积是26224⨯=cm 2,体积为328=cm 3;所以几何体的表面积为264242280+-⨯= cm 2,体积为32840+=cm 3.【点评】本题考查了由三视图求几何体的表面积与体积的应用问题,也考查了空间想象和计算能力,是基础题.(10)【2016年浙江,文10,6分】已知a R ∈,方程()22224850a x a y x y a +++++=表示圆,则圆心坐标是,半径是. 【答案】()2,4--;5【解析】∵方程()22224850a x a y x y a +++++=表示圆,∴220a a =+≠,解得1a =-或2a =.当1a =-时,方程化为224850x y x y +++-=,配方得()()222425x y +++=,所得圆的圆心坐标为()2,4--,半径为5;当2a =时,方程化为225202x y x y ++++=,此时2254144502D E F +-=+-⨯=-<,方程不表示圆.【点评】本题考查圆的一般方程,考查圆的一般方程化标准方程,是基础题. (11)【2016年浙江,文11,6分】已知()()22cos sin 2sin 0x x A x b A ωϕ+=++>,则A =,b =.1【解析】∵22cos sin 21cos 2sin 21221214x x x x x x x π⎫⎛⎫+=++=+++=++⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭,∴A =,1b =.【点评】本题考查了二倍角的余弦公式、两角和的正弦函数的应用,熟练掌握公式是解题的关键.(12)【2016年浙江,文12,6分】设函数()3231f x x x =++,已知0a ≠,且()()()()2f x f a x b x a -=--,x R ∈,则实数a =,b =.【答案】2-,1【解析】∵()3231f x x x =++,∴()()()()32323232313133f x f a x x a a x x a a -=++-++=+-+,∵()()()()()()2223222222x b x a x b x ax a x a b x a ab x a b --=--+=-+++-,且()()()()2f x f a x b x a -=--,∴232223203a b a ab a a a b--=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩,解得21a b =-⎧⎨=⎩或03a b =⎧⎨=-⎩(舍去).【点评】本题考查函数与方程的应用,考查化简能力和方程思想,属于中档题.(13)【2016年浙江,文13,4分】设双曲线2213y x -=的左、右焦点分别为1F 、2F ,若点P 在双曲线上,且12F PF ∆为锐角三角形,则12PF PF +的取值范围是.【答案】()【解析】如图,由双曲线2213y x -=,得21a =,,∴2c =.不妨以P 在双曲线右支为例,当2PF x ⊥轴 时,把2x =代入2213y x -=,得3y =±,即23PF =,此时1225PF PF =+=,则128PF PF +=;由12PF PF ⊥,得22221212416PF PF F F c +===,又122PF PF -=,①两边平方得:22121224PF PF PF PF +-=,∴126PF PF =,②联立①②解得:11PF =+21PF =-+此时122PF PF +=12F PF ∆为锐角三角形的12PF PF +的取值范围是().【点评】本题考查双曲线的简单性质,考查双曲线定义的应用,考查数学转化思想方法,是中档题.(14)【2016年浙江,文14,4分】如图,已知平面四边形ABCD ,3AB BC ==,1CD =,AD 90ADC ∠=︒,沿直线AC 将ACD ∆翻折成ACD ∆',直线AC 与BD '所成角的余弦的最大值是.【解析】如图所示,取AC 的中点O ,∵3AB BC ==,∴BO AC ⊥,在Rt ACD ∆'中,AC ==D E AC '⊥,垂足为E ,D E '==.CO =,2D C CE CA '===,∴EO CO CE =-=过点B 作//BF BO ,作//FE BO 交于点F ,则EF AC ⊥.连接D F '.FBD ∠'为直线AC 与BD '所成的角.则四边形BOEF为矩形,∴BF EO =EF BO ===FED ∠'为二面角D CA B '--的平面角,设为θ.则222251025cos 33D F θθ'=+-=-≥⎝⎭⎝⎭,cos 1θ=时取等号.∴D B '的最小值2=.∴直线AC 与BD '所成角的余弦的最大值32BF D B ==='. 【点评】本题考查了空间位置关系、空间角,考查了空间想象能力、推理能力与计算能力,属于难题.(15)【2016年浙江,文15,4分】已知平面向量a ,b ,1a =,2b =,1a b ⋅=,若e 为平面单位向量,则a e b e⋅+⋅的最大值是.【解析】a e b e a e b e ee⋅⋅⋅+⋅=+,其几何意义为a 在e 上的投影的绝对值与b 在e 上投影的绝对值的和,当e 与a b +共线时,取得最大值.∴()22max27a e b ea b a b a b ⋅+⋅=+=++⋅=.【点评】本题考查平面向量的数量积运算,考查向量在向量方向上的投影的概念,考查学生正确理解问题的能力,是中档题.三、解答题:本大题共5题,共74分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程. (16)【2016年浙江,文16,14分】在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知2cos b c a B +=.(1)证明:2A B =;(2)若2cos 3B =,求cosC 的值.解:(1)正弦定理得sin sin 2sin cos B C A B +=,()2sin cos sin sin sin sin cos cos sin A B B A B B A B A B =++=++,于是()sin sin B A B =-.又(),0,A B π∈,故0A B π<-<,所以()B A B π=--或B A B =-,因此A π=(舍去)或2A B =,所以,2A B =.(2)2cos 3B =,∴sin B .21cos cos22cos 1A B B ==-=-,sin A ==∴()2122cos cos cos cos sin sin 3927C A B A B A B ⎛⎫=-+=-+=-⨯-+= ⎪⎝⎭.【点评】本题考查了正弦定理、和差公式、倍角公式、同角三角函数基本关系式、诱导公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.(17)【2016年浙江,文17,15分】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知24S =,121n n a S +=+,*n N ∈.(1)求通项公式n a ;(2)求数列{}2n a n --的前n 项和.解:(1)∵24S =,121n n a S +=+,*n N ∈.∴124a a +=,2112121a S a =+=+,解得11a =,23a =,当2n ≥时,121n n a S +=+,121n n a S =+﹣,两式相减得()1122n n n n n a a S S a +==--﹣,即13n n a a +=,当1n =时,11a =,23a =,满足13n n a a +=,∴13n na a +=,则数列{}n a 是公比3q =的等比数列,则通项公式13n n a -=. (2)1232n n a n n ---=--,设1232n n nb a n n -=--=--,则013122b =--=,23221b =--=,当3n ≥时,1320n n --->,则1232n n n b a n n -=--=--,此时数列{}2n a n --的前n 项和()()()2913522351131322n n nn n n n n T --++---+=+-=-,2,12,13,23511,235112,32n n n n nn n T n n n n n n n ⎧⎪==⎧⎪⎪⎪===⎨⎨--+≥⎪⎪--+⎩⎪≥⎪⎩. 【点评】本题主要考查递推数列的应用以及数列求和的计算,根据条件建立方程组以及利用方程组法证明列{a n }是等比数列是解决本题的关键.求出过程中使用了转化法和分组法进行数列求和.(18)【2016年浙江,文18,15分】如图,在三棱台ABC DEF -中,已知平面BCFE ⊥平面ABC ,90ACB ∠=︒,1BE EF FC ===,2BC =,3AC =. (1)求证:EF ⊥平面ACFD ;(2)求直线BD 与平面ACFD 所成角的余弦值. 解:(1)延长AD ,BE ,CF 相交于一点K ,如图所示.因为平面BCFE ⊥平面ABC ,且AC BC ⊥;所以,AC ⊥平面BCK ,因此,BF AC ⊥.又因为//EF BC ,1BE EF FC ===,2BC =,所以BCK ∆ 为等边三角形,且F 为CK 的中点,则BF CK ⊥.所以BF ⊥平面ACFD .(2)∵BF ⊥平面ACFD ;∴BDF ∠是直线BD 和平面ACFD 所成的角;∵F 为CK 中点,且//DF AC ;∴DF 为ACK ∆的中位线,且3AC =;∴32DF =;又BF =∴在Rt BFD ∆中,BD,3cos DF BDF BD ∠===即直线BD 和平面ACFD所成角的余弦值为7.【点评】考查三角形中位线的性质,等边三角形的中线也是高线,面面垂直的性质定理,以及线面垂直的判定定理,线面角的定义及求法,直角三角形边的关系,三角函数的定义.(19)【2016年浙江,文19,15分】如图,设抛物线()220y px p =>的焦点为F ,抛物线上的点A 到y 轴的距离等于1AF -.(1)求p 的值;(2)若直线AF 交抛物线于另一点B ,过B 与x 轴平行的直线和过F 与AB 垂直的直线交于点N ,AN 与x 轴交于点M ,求M 的横坐标的取值范围.解:(1)由题意可得,抛物线上点A 到焦点F 的距离等于A 到直线1x =-的距离,抛物线定义得,12p=,即2p =.(2)由(1)得,抛物线方程为24y x =,()1,0F ,可设()2,2t t ,0t ≠,1t ≠±,∵AF 不垂直y 轴,∴设直线AF :()10x sy s =+≠,联立241y x x sy ⎧=⎨=+⎩,得2440y sy --=.124y y =-,∴212,B t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭,又直线AB 的斜率为221tt -,故直线FN 的斜率为212t t -,从而得FN :()2112t y x t -=--,直线BN :2y t =-,则2232,1t N t t ⎛⎫+- ⎪-⎝⎭,设(),0M m ,由A 、M 、N 三点共线,得222222231t t t t t m t t +=+---, 于是22222111t m t t ==--,得0m <或2m >.经检验,0m <或2m >满足题意. ∴点M 的横坐标的取值范围为()(),02,-∞+∞.【点评】本题考查抛物线的简单性质,考查直线与圆锥曲线位置关系的应用,考查数学转化思想方法,属中档题.(20)【2016年浙江,文20,15分】设函数()311f x x x =++,[]0,1x ∈,证明:(1)()21f x x x -+≥;(2)()3342f x <≤. 解:(1)因为()311f x x x =++,[]0,1x ∈,且()()4423411111x x x x x x x ----+-==+--,所以41111x x x -≤++, 所以23111x x x x-≤-++,即()21f x x x ≥-+. (2)因为01x ≤≤,所以3x x ≤,所以()()()()31211113333111222122x x f x x x x x x x x -+=+≤+=+-+=+≤++++; 由(1)得,()221331244f x x x x ⎛⎫≥-+=-+≥ ⎪⎝⎭,且311119312224412f ⎛⎫⎛⎫=+=> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+,所以()34f x >;综上,()3342f x <≤.【点评】本题主要考查了函数的单调性与最值,分段函数等基础知识,也考查了推理与论证,分析问题与解决问题的能力,是综合性题目.。
高考数学一轮复习《数列的综合运用》练习题(含答案)一、单选题1.某银行设立了教育助学低息贷款,其中规定一年期以上贷款月均等额还本付息(利息按月以复利计算).如果小新同学贷款10000元,一年还清,假设月利率为0.25%,那么小新同学每月应还的钱约为( )(1.002512≈1.03) A .833B .858C .883D .9022.某企业在今年年初贷款a 万元,年利率为γ,从今年年末开始每年偿还一定金额,预计五年内还清,则每年应偿还( ) A .()()5111a γγ++-万元 B .()()55111a γγγ++-万元C .()()54111a γγγ++-万元 D .()51a γγ+万元3.一种预防新冠病毒的疫苗计划投产两月后,使成本降64%,那么平均每月应降低成本( ) A .20%B .32%C .40%D .50%4.今年元旦,市民小王向朋友小李借款100万元用于购房,双方约定年利率为5%,按复利计算(即本年利息计入次年本金生息),借款分三次等额归还,从明年的元旦开始,连续三年都是在元旦还款,则每次的还款额约是( )万元.(四舍五入,精确到整数) (参考数据:()21.05 1.1025=,()31.05 1.1576=,()41.05 1.2155=) A .36B .37C .38D .395.随着新一轮科技革命和产业变革持续推进,以数字化、网络化、智能化以及融合化为主要特征的新型基础设施建设越来越受到关注.5G 基站建设就是“新基建”的众多工程之一,截至2020年底,我国已累计开通5G 基站超70万个,未来将进一步完善基础网络体系,稳步推进5G 网络建设,实现主要城区及部分重点乡镇5G 网络覆盖.2021年1月计划新建设5万个5G 基站,以后每个月比上一个月多建设1万个,预计我国累计开通500万个5G 基站时要到( ) A .2022年12月B .2023年2月C .2023年4月D .2023年6月6.我们知道,偿还银行贷款时,“等额本金还款法”是一种很常见的还款方式,其本质是将本金平均分配到每一期进行偿还,每一期的还款金额由两部分组成,一部分为每期本金,即贷款本金除以还款期数,另一部分是利息,即贷款本金与已还本金总额的差乘以利率.自主创业的大学生张华向银行贷款的本金为48万元,张华跟银行约定,按照等额本金还款法,每个月还一次款,20年还清,贷款月利率为0.4%,设张华第n 个月的还款金额为n a 元,则n a =( )A .2192B .39128n -C .39208n -D .39288n -7.高阶等差数列是数列逐项差数之差或高次差相等的数列,中国古代许多著名的数学家对推导高阶等差数列的求和公式很感兴趣,创造并发展了名为“垛积术”的算法,展现了聪明才智.如南宋数学家杨辉在《详解九章算法.商功》一书中记载的三角垛、方垛、刍甍垛等的求和都与高阶等差数列有关.如图是一个三角垛,最顶层有1个小球,第二层有3个,第三层有6个,第四层有10个,则第30层小球的个数为( )A .464B .465C .466D .4958.某单位用分期付款方式为职工购买40套住房,总房价1150万元.约定:2021年7月1日先付款150万元,以后每月1日都交付50万元,并加付此前欠款利息,月利率1%,当付清全部房款时,各次付款的总和为( ) A .1205万元B .1255万元C .1305万元D .1360万元9.小李在2022年1月1日采用分期付款的方式贷款购买一台价值a 元的家电,在购买1个月后的2月1日第一次还款,且以后每月的1日等额还款一次,一年内还清全部贷款(2022年12月1日最后一次还款),月利率为r .按复利计算,则小李每个月应还( ) A .()()1111111ar r r ++-元 B .()()1212111ar r r ++-元C .()11111a r +元D .()12111a r +元10.在流行病学中,基本传染数0R 是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.0R 一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定.对于0R 1>,而且死亡率较高的传染病,一般要隔离感染者,以控制传染源,切断传播途径.假设某种传染病的基本传染数0R 3=,平均感染周期为7天(初始感染者传染0R 个人为第一轮传染,经过一个周期后这0R 个人每人再传染0R 个人为第二轮传染……)那么感染人数由1个初始感染者增加到1000人大约需要的天数为(参考数据:63729=,541024=)( ) A .35B .42C .49D .5611.为了更好地解决就业问题,国家在2020年提出了“地摊经济”为响应国家号召,有不少地区出台了相关政策去鼓励“地摊经济”.老王2020年6月1日向银行借了免息贷款10000元,用于进货.因质优价廉,供不应求,据测算:每月获得的利润是该月初投入资金的20%,每月底扣除生活费1000元,余款作为资金全部用于下月再进货,如此继续,预计到2021年5月底该摊主的年所得收入为( )(取()111.27.5=,()121.29=) A .32500元B .40000元C .42500元D .50000元12.某病毒研究所为了更好地研究“新冠”病毒,计划改建十个实验室,每个实验室的改建费用分为装修费和设备费,每个实验室的装修费都一样,设备费从第一到第十实验室依次构成等比数列,已知第五实验室比第二实验室的改建费用高28万元,第七实验室比第四实验室的改建费用高112万元,并要求每个实验室改建费用不能超过1100万元.则该研究所改建这十个实验室投入的总费用最多需要( ) A .2806万元B .2906万元C .3106万元D .3206万元二、填空题13.小李向银行贷款14760元,并与银行约定:每年还一次款,分4次还清所有的欠款,且每年还款的钱数都相等,贷款的年利率为0.25,则小李每年所要还款的钱数是___________元.14.从2017年到2020年期间,某人每年6月1日都到银行存入1万元的一年定期储蓄.若年利率为20%保持不变,且每年到期的存款本息均自动转为新的一年定期储蓄,到2020年6月1日,该人去银行不再存款,而是将所有存款的本息全部取回,则取回的金额为_______万元.15.银行一年定期储蓄存款年息为r ,三年定期储蓄存款年息为q ,银行为吸收长期资金,鼓励储户存三年定期的存款,那么q 的值应略大于______.16.今年“五一”期间,北京十家重点公园举行免费游园活动,北海公园免费开放一天,早晨6时30分有2人进入公园,接下来的第一个30分钟内有4人进去1人出来,第二个30分钟内有8人进去2人出来,第三个30分钟内有16人进去3人出来,第四个30分钟内有32人进去4人出来…,按照这种规律进行下去,到上午11时30分公园内的人数是____.三、解答题17.一杯100℃的开水放在室温25℃的房间里,1分钟后水温降到85℃,假设每分钟水温变化量和水温与室温之差成正比. (1)求()*n n N ∈分钟后的水温n t ;(2)当水温在40℃到55℃之间时(包括40℃和55℃),为最适合饮用的温度,则在水烧开后哪个时间段饮用最佳.(参考数据:lg 20.3≈)18.某优秀大学生毕业团队响应国家号召,毕业后自主创业,通过银行贷款等方式筹措资金,投资72万元生产并经营共享单车,第一年维护费用为12万元,以后每年都增加4万元,每年收入租金50万元.(1)若扣除投资和维护费用,则从第几年开始获取纯利润?(2)若年平均获利最大时,该团队计划投资其它项目,问应在第几年转投其它项目?19.去年某地产生的生活垃圾为20万吨,其中14万吨垃圾以填埋方式处理,6万吨垃圾以环保方式处理.预计每年生活垃圾的总量递增5%,同时,通过环保方式处理的垃圾量每年增加1.5万吨.记从今年起每年生活垃圾的总量(单位:万吨)构成数列{}n a ,每年以环保方式处理的垃圾量(单位:万吨)构成数列{}n b . (1)求数列{}n a 和数列{}n b 的通项公式;(2)为了确定处理生活垃圾的预算,请求出从今年起n 年内通过填埋方式处理的垃圾总量的计算公式,并计算从今年起5年内通过填埋方式处理的垃圾总量(精确到0.1万吨).(参考数据41.05 1.215≈,51.05 1.276≈,61.05 1.340≈)20.2020年是充满挑战的一年,但同时也是充满机遇、蓄势待发的一年.突如其来的疫情给世界带来了巨大的冲击与改变,也在客观上使得人们更加重视科技的力量和潜能.某公司一下属企业从事某种高科技产品的生产.假设该企业第一年年初有资金5000万元,并将其全部投入生产,到当年年底资金增长了50%,预计以后每年资金年增长率与第一年相同.公司要求企业从第一年开始,每年年底上缴资金(2500)t t ≤万元,并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元. (1)写出1n a +与n a 的关系式,并判断{}2n a t -是否为等比数列;(2)若企业每年年底上缴资金1500t =,第*()m m N ∈年年底企业的剩余资金超过21000万元,求m 的最小值.21.流行性感冒是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病.某市去年11月份曾发生流感,据统计,11月1日该市的新感染者有30人,以后每天的新感染者比前一天的新感染者增加50人.由于该市医疗部门采取措施,使该种病毒的传播得到控制,从11月()*1929,k k k +≤≤∈N 日起每天的新感染者比前一天的新感染者减少20人. (1)若9k =,求11月1日至11月10日新感染者总人数;(2)若到11月30日止,该市在这30天内的新感染者总人数为11940人,问11月几日,该市新感染者人数最多?并求这一天的新感染者人数.22.教育储蓄是指个人按国家有关规定在指定银行开户、存入规定数额资金、用于教育目的的专项储蓄,是一种专门为学生支付非义务教育所需教育金的专项储蓄,储蓄存款享受免征利息税的政策.若你的父母在你12岁生日当天向你的银行教育储蓄账户存入1000元,并且每年在你生日当天存入1000元,连续存6年,在你十八岁生日当天一次性取出,假设教育储蓄存款的年利率为10%.(1)在你十八岁生日当天时,一次性取出的金额总数为多少?(参考数据:71.1 1.95≈) (2)当你取出存款后,你就有了第一笔启动资金,你可以用你的这笔资金做理财投资.如果现在有三种投资理财的方案: ①方案一:每天回报40元;②方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元; ③方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番. 你会选择哪种方案?请说明你的理由.23.已知数集{}()1212,,1,2n n A a a a a a a n =≤<<≥具有性质P ;对任意的(),1i j i j n ≤≤≤,i j a a 与j ia a 两数中至少有一个属于A .(Ⅰ)分别判断数集{}1,3,4与{}1,2,3,6是否具有性质P ,并说明理由; (Ⅱ)证明:11a =,且1211112nn na a a a a a a ---+++=+++; (Ⅲ)证明:当5n =时,成等比数列。
2016年全国各地高考数学试题及解答分类汇编大全(06数列)一、选择题1.(2016全国Ⅰ理)已知等差数列{}n a 前9项的和为27,108a =,则100a = ( )(A )100 (B )99 (C )98 (D )97【答案】C 【解析】:由已知,1193627,98a d a d +=⎧⎨+=⎩所以110011,1,9919998,a d a a d =-==+=-+=故选C.考点:等差数列及其运算【名师点睛】我们知道,等差、等比数列各有五个基本量,两组基本公式,而这两组公式可看作多元方程,利用这些方程可将等差、等比数列中的运算问题转化解关于基本量的方程(组),因此可以说数列中的绝大部分运算题可看作方程应用题,所以用方程思想解决数列问题是一2.(2016上海理)已知无穷等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和为n S ,且S S n n =∞→li m .下列条件中,使得()*∈<N n S S n 2恒成立的是( )(A )7.06.0,01<<>q a (B )6.07.0,01-<<-<q a (C )8.07.0,01<<>q a (D )7.08.0,01-<<-<q a 【答案】B【解析】试题分析:由题意得:11112,(0|q |1)11n q a a q q -<<<--对一切正整数恒成立,当10a >时12n q >不恒成立,舍去;当10a <时21122n q q <⇒<,因此选B.考点:1.数列的极限;2.等比数列的求和.【名师点睛】本题解答中确定不等关系是基础,准确分类讨论是关键,易错点是在建立不等关系之后,不知所措或不能恰当地分类讨论.本题能较好的考查考生的逻辑思维能力、基本计算能力分类讨论思想等.3.(2016四川理)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg2≈0.30)( A )2018年 (B )2019年 (C )2020年 (D )2021年 【答案】B 【解析】试题分析:设第n 年的研发投资资金为n a ,1130a =,则1130 1.12n n a -=⨯,由题意,需1130 1.12200n n a -=⨯≥,解得5n ≥,故从2019年该公司全年的投入的研发资金超过200万,选B.考点:等比数列的应用.【名师点睛】本题考查等比数列的实际应用.在实际问题中平均增长率问题可以看作是等比数列的应用,解题时要注意把哪个作为数列的首项,然后根据等比数列的通项公式写出通项,列出不等式或方程就可解得结论.4. (2016浙江文、理)如图,点列{A n },{B n }分别在某锐角的两边上,且1122,,n n n n n n A A A A A A n ++++=≠∈*N ,1122,,n n n n n n B B B B B B n ++++=≠∈*N ,(P Q P Q ≠表示点与不重合). 若1n n n n n n n d A B S A B B +=,为△的面积,则( )A .{}n S 是等差数列B .2{}n S 是等差数列 C .{}n d 是等差数列 D .2{}n d 是等差数列【答案】A【解析】试题分析:n S 表示点n A 到对面直线的距离(设为n h )乘以1n n B B +长度一半,即112n n n n S h B B +=,由题目中条件可知1n n B B +的长度为定值,那么我们需要知道n h 的关系式,过1A 作垂直得到初始距离1h ,那么1,n A A 和两个垂足构成了等腰梯形,那么11tan n n n h h A A θ+=+⋅,其中θ为两条线的夹角,即为定值,那么1111(tan )2n n n n S h A A B B θ+=+⋅,111111(tan )2n n n n S h A A B B θ+++=+⋅,作差后:1111(tan )2n n n n n n S S A A B B θ+++-=⋅,都为定值,所以1n n S S +-为定值.故选A . 考点:等差数列的定义.【思路点睛】先求出1n n n +∆A B B 的高,再求出1n n n +∆A B B 和112n n n +++∆A B B 的面积n S 和1n S +,进而根据等差数列的定义可得1n n S S +-为定值,即可得{}n S 是等差数列.二、填空1.(2016北京理)已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6=S _______.. 【答案】6【解析】试题分析:∵{}n a 是等差数列,∴35420a a a +==,40a =,4136a a d -==-,2d =-, ∴616156615(2)6S a d =+=⨯+⨯-=,故填:6. 考点:等差数列基本性质.【名师点睛】在等差数列五个基本量1a ,d ,n ,n a ,n S 中,已知其中三个量,可以根据已知条件结合等差数列的通项公式、前n 项和公式列出关于基本量的方程(组)来求余下的两个量,计算时须注意整体代换及方程思想的应用.2.(2016江苏) 已知{}n a 是等差数列,{S }n 是其前n 项和.若21253,S =10a a +=-,则9a 的值是 ▲ .【答案】20.【解析】由510S =得32a =,因此2922(2d)33,23620.d d a -+-=-⇒==+⨯= 考点:等差数列性质【名师点睛】本题考查等差数列基本量,对于特殊数列,一般采取待定系数法,即列出关于首项及公差的两个独立条件即可.为使问题易于解决,往往要利用等差数列相关性质,如*1()(),(1,)22n m t n n a a n a a S m t n m t n N ++==+=+∈、、及等差数列广义通项公式().n m a a n m d =+-3.(2016全国Ⅰ理)设等比数列{}n a 满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2 …a n 的最大值为 . 【答案】64 【解析】试题分析:设等比数列的公比为q ,由1324105a a a a +=⎧⎨+=⎩得,2121(1)10(1)5a q a q q ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,解得1812a q =⎧⎪⎨=⎪⎩.所以2(1)1712(1)22212118()22n n n n n n nn a a a a q --++++-==⨯= ,于是当3n =或4时,12n a a a 取得最大值6264=.考点:等比数列及其应用高考中数列客观题大多具有小、巧、活的特点,在解答时要注意方程思想及数列相关性质的应用,尽量避免小题大做.4. (2016上海文、理)无穷数列{}n a 由k 个不同的数组成,n S 为{}n a 的前n 项和.若对任意*∈N n ,{}3,2∈n S ,则k 的最大值为________.【答案】4【解析】试题分析:当1n =时,12a =或13a =;当2n …时,若2n S =,则12n S -=,于是0n a =,若3n S =,则13n S -=,于是0n a =.从而存在N k *∈,当n k …时,0k a =.其中数列{}n a :2,1,1,0,0,0,-⋅⋅⋅满足条件,所以max 4k =.考点:数列的求和.【名师点睛】从研究n S 与n a 的关系入手,推断数列的构成特点,解题时应特别注意“数列{}n a 由k 个不同的数组成”的不同和“k 的最大值”.本题主要考查考生的逻辑推理能力、基本运算求解能力等.5. (2016浙江理)设数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则a 1= ,S 5= . 【答案】1 121【解析】试题分析:1221124,211,3a a a a a a +==+⇒==,再由111121,21(2)23(2)n n n n n n n n n a S a S n a a a a a n +-++=+=+≥⇒-=⇒=≥,又213a a =,所以515133(1),S 121.13n n a a n +-=≥==- 考点:1、等比数列的定义;2、等比数列的前n 项和.【易错点睛】由121n n a S +=+转化为13n n a a +=的过程中,一定要检验当1n =时是否满足13n n a a +=,否则很容易出现错误.三、解答题1. (2016北京文)已知}{n a 是等差数列,}{n b 是等差数列,且32=b ,93=b ,11b a =,414b a =. (1)求}{n a 的通项公式;(2)设n n n b a c +=,求数列}{n c 的前n 项和.【答案】(1)21n a n =-(1n =,2,3,⋅⋅⋅);(2)2312-+n n(II )由(I )知,21n a n =-,13n n b -=. 因此1213n n n n c a b n -=+=-+. 从而数列{}n c 的前n 项和()11321133n n S n -=++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+()12113213n n n +--=+-2312n n -=+.考点:等差、等比数列的通项公式和前n 项和公式,考查运算能力.【名师点睛】1.数列的通项公式及前n 项和公式都可以看作项数n 的函数,是函数思想在数列中的应用.数列以通项为纲,数列的问题,最终归结为对数列通项的研究,而数列的前n 项和S n 可视为数列{S n }的通项.通项及求和是数列中最基本也是最重要的问题之一;2.数列的综合问题涉及到的数学思想:函数与方程思想(如:求最值或基本量)、转化与化归思想(如:求和或应用)、特殊到一般思想(如:求通项公式)、分类讨论思想(如:等比数列求和,1=q 或1≠q )等.2. (2016江苏)记{}1,2,100U =…,.对数列{}()*n a n N ∈和U 的子集T ,若T =∅,定义0T S =;若{}12,,k T t t t =…,,定义12+kT t t t S a a a =++….例如:{}=1,3,66T 时,1366+T S a a a =+.现设{}()*n a n N ∈是公比为3的等比数列,且当{}=2,4T 时,=30T S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)对任意正整数()1100k k ≤≤,若{}1,2,k T ⊆…,,求证:1T k S a +<; (3)设,,C D C U D U S S ⊆⊆≥,求证:2C C D D S S S +≥ . 【答案】(1)13n n a -=(2)详见解析(3)详见解析 【解析】(2)因为{1,2,,}T k ⊆ ,1*30,n n a n N -=>∈,所以1121133(31)32k kk r k S a a a -≤+++=+++=-< . 因此,1r k S a +<.考点:等比数列的通项公式、求和【名师点睛】本题三个难点,一是数列新定义,利用新定义确定等比数列首项,再代入等比数列通项公式求解,二是利用放缩法求证不等式,放缩目的,是将非特殊数列转化为特殊数列,从而可利用特殊数列性质,以算代征,三是结论含义的应用,实质又是一个新定义,只不过是新定义的性质应用.3. (2016全国Ⅰ文)已知{}n a 是公差为3的等差数列,数列{}n b 满足12111==3n n n n b b a b b nb +++=1,,,.(I )求{}n a 的通项公式; (II )求{}n b 的前n 项和. 【答案】(I )31n a n =-(II )131.223n --⨯(II )由(I )和11n n n n a b b nb +++= ,得13n n b b +=,因此{}n b 是首项为1,公比为13的等比数列.记{}n b 的前n 项和为n S ,则111()313.122313nn n S --==-⨯- 考点:等差数列与等比数列【名师点睛】等差、等比数列各有五个基本量,两组基本公式,而这两组公式可看作多元方程,利用这些方程可将等差、等比数列中的运算问题转化解关于基本量的方程(组),因此可以说数列中的绝大部分运算题可看作方程应用题,所以用方程思想解决数列问题是一种行之有效的方法.4.(2016全国Ⅱ文)等差数列{n a }中,34574,6a a a a +=+=. (Ⅰ)求{n a }的通项公式;(Ⅱ) 设[]n n b a =,求数列{}n b 的前10项和,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2. 【答案】(Ⅰ)235n n a +=;(Ⅱ)24. 试题解析:(Ⅰ)设数列{}n a 的公差为d ,由题意有11254,53a d a d -=-=,解得121,5a d ==, 所以{}n a 的通项公式为235n n a +=. (Ⅱ)由(Ⅰ)知235n n b +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦, 当n =1,2,3时,2312,15n n b +≤<=;当n =4,5时,2323,25n n b +≤<=; 当n =6,7,8时,2334,35n n b +≤<=; 当n =9,10时,2345,45n n b +≤<=, 所以数列{}n b 的前10项和为1322334224⨯+⨯+⨯+⨯=. 考点:等差数列的性质 ,数列的求和. 【名师点睛】求解本题会出现以下错误:①对“[]x 表示不超过x 的最大整数”理解出错;5. (2016全国Ⅱ理)n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且17=128.a S =,记[]=lg n n b a ,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[][]0.9=0lg99=1,. (Ⅰ)求111101b b b ,,;(Ⅱ)求数列{}n b 的前1 000项和.【答案】(Ⅰ)10b =,111b =, 1012b =;(Ⅱ)1893. 【解析】试题分析:(Ⅰ)先用等差数列的求和公式求公差d ,从而求得通项n a ,再根据已知条件[]x 表示不超过x 的最大整数,求111101b b b ,,;(Ⅱ)对n 分类讨论,再用分段函数表示n b ,再求数列{}n b 的前1 000项和.试题解析:(Ⅰ)设{}n a 的公差为d ,据已知有72128d +=,解得 1.d = 所以{}n a 的通项公式为.n a n =111101[lg1]0,[lg11]1,[lg101] 2.b b b ======考点:等差数列的的性质,前n 项和公式,对数的运算.【名师点睛】解答新颖性的数学题,一是通过转化,化“新”为“旧”;二是通过深入分析,多方联想,以“旧”攻“新”;三是创造性地运用数学思想方法,以“新”制“新”,应特别关注创新题型的切入点和生长点.6.(2016全国Ⅲ文)已知各项都为正数的数列{}n a 满足11a =,211(21)20n n n n a a a a ++---=.(I )求23,a a ;(II )求{}n a 的通项公式. 【答案】(Ⅰ)41,2132==a a ;(Ⅱ)121-=n n a . 【解析】试题分析:(Ⅰ)将11a =代入递推公式求得2a ,将2a 的值代入递推公式可求得3a ;(Ⅱ)将已知的递推公式进行因式分解,然后由定义可判断数列{}n a 为等比数列,由此可求得数列{}n a 的通项公式. 试题解析:(Ⅰ)由题意得41,2132==a a . .........5分考点:1、数列的递推公式;2、等比数列的通项公式.【方法总结】等比数列的证明通常有两种方法:(1)定义法,即证明1n na q a +=(常数);(2)中项法,即证明212n n n a a a ++=.根据数列的递推关系求通项常常要将递推关系变形,转化为等比数列或等差数列来求解.7.(2016全国Ⅲ理)已知数列{}n a 的前n 项和1n n S a λ=+,其中0λ≠.(I )证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式;(II )若53132S =,求λ. 【答案】(Ⅰ)1)1(11---=n n a λλλ;(Ⅱ)1λ=-.由01≠a ,0≠λ得0≠na ,所以11-=+λλn n a a .因此}{n a 是首项为λ-11,公比为1-λλ的等比数列,于是1)1(11---=n n a λλλ.(Ⅱ)由(Ⅰ)得nn S )1(1--=λλ,由32315=S 得3231)1(15=--λλ,即=-5)1(λλ321, 解得1λ=-.考点:1、数列通项n a 与前n 项和为n S 关系;2、等比数列的定义与通项及前n 项和为n S .【方法总结】等比数列的证明通常有两种方法:(1)定义法,即证明1n n a q a +=(常数);(2)中项法,即证明212n n n a a a ++=.根据数列的递推关系求通项常常要将递推关系变形,转化为等比数列或等差数列来求解.8.(2016山东文)已知数列{}n a 的前n 项和238n S n n =+,{}n b 是等差数列,且1n n n a b b +=+. (I )求数列{}n b 的通项公式;(II )令1(1)(2)n n n nn a c b ++=+.求数列{}n c 的前n 项和n T .【答案】(Ⅰ)13+=n b n ;(Ⅱ)223+⋅=n n n T试题解析:(Ⅰ)由题意当2≥n 时,561+=-=-n S S a n n n ,当1=n 时,1111==S a ;所以56+=n a n ;设数列的公差为d ,由⎩⎨⎧+=+=322211b b a b b a ,即⎩⎨⎧+=+=db db 321721111,解之得3,41==d b ,所以13+=n b n 。
【最新整理,下载后即可编辑】2016届高考数学大一轮复习第五章数列同步练习文第一节数列的概念与简单表示法1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.2.数列的分类分类原则类型满足条件按项数分类有穷数列项数有限无穷数列项数无限按项与项间的大小关系分类递增数列a n+1>a n其中n∈N*递减数列a n+1<a n常数列a n+1=a n数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法.4.数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.1.a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.2.数列与函数的关系数列是一种特殊的函数,即数列是一个定义在非零自然数集或其子集上的函数,当自变量依次从小到大取值时所对应的一列函数值,就是数列.1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)1,1,1,1,…不能构成一个数列.( )(2)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.( ) (3)所有数列的第n 项都能使用公式表达.( )(4)根据数列的前几项归纳出的数列的通项公式可能不止一个.( )(5)已知a n +2=f (a n +1,a n )时,如果要确定这个数列,则必须知道初始值a 1,a 2.( )(6)如果数列{a n }的前n 项和为 S n ,则对∀n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( )答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ 2.数列-3,7,-11,15,…的通项公式可能是( ) A .a n =4n -7 B .a n =(-1)n (4n +1) C .a n =(-1)n (4n -1) D .a n =(-1)n +1(4n -1)答案: C3.已知数列{a n }的通项公式为a n =pn +qn(p ,q 为常数),且a 2=32,a 4=32,则a 8=( )A .54B .94C .34D .2解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2p +q 2=324p +q 4=32,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =14q =2. ∴a 8=8p +q8=8×14+28=94.答案: B4.已知数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫n 2n 2+1,则0.98是它的第________项.解析: n 2n 2+1=0.98=4950,∴n =7.答案: 75.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式是________.解析: 当n =1时,a 1=S 1=2-3=-1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -3)-(2n -1-3)=2n -2n -1=2n -1.故a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2.由数列的前几项求数列的通项公式自主练透型写出下列各数列的一个通项公式: (1)3,5,7,9,…;(2)12,34,78,1516,3132,…; (3)-1,32,-13,34,-15,36,…;(4)3,33,333,3333,….解析: (1)各项减去1后为正偶数, 所以a n =2n +1.(2)每一项的分子比分母少1,而分母组成数列21,22,23,24,…,所以a n =2n -12n .(3)奇数项为负,偶数项为正,故第n 项的符号为(-1)n ;各项绝对值的分母组成数列1,2,3,4,…;而各项绝对值的分子组成的数列中,奇数项为1,偶数项为3,即奇数项为2-1,偶数项为2+1,所以a n =(-1)n ·2+-1nn,也可写为a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1n ,n 为正奇数,3n,n 为正偶数.(4)将数列各项改写为:93,993,9993,99993,…,分母都是3,而分子分别是10-1,102-1,103-1,104-1,….所以a n =13(10n-1).由前几项归纳数列通项的常用方法及具体策略(1)常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法.(2)具体策略:①分式中分子、分母的特征;②相邻项的变化特征;③拆项后的特征;④各项的符号特征和绝对值特征;⑤化异为同.对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;⑥对于符号交替出现的情况,可用(-1)k 或(-1)k+1,k∈N*处理.由a n与S n的关系求通项a n分层深化型已知数列{a n}的前n项和为S n.(1)若S n=(-1)n+1·n,求a5+a6及a n;(2)若S n=3n+2n+1.求a n.解析:(1)因为a5+a6=S6-S4=(-6)-(-4)=-2,当n=1时,a1=S1=1,当n≥2时,a n=S n-S n=(-1)n+1·n-(-1)n·(n-1)-1=(-1)n+1·[n+(n-1)]=(-1)n+1·(2n-1),又a1也适合于此式,所以a n=(-1)n+1·(2n-1).(2)因为当n=1时,a1=S1=6;当n≥2时,a n=S n-S n=(3n+2n+1)-[3n-1+2(n-1)+1]=2×3n-1+-12,由于a 1不适合此式, 所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2×3n -1+2,n ≥2.1.已知下面数列{a n }的前n 项和S n ,求{a n }的通项公式: (1)S n =2n 2-3n ;(2)S n =3n +b .解析: (1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5,由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b , 当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =(3n +b )-(3n -1+b )=2·3n -1. 当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. ∴当b =-1时,a n =2·3n -1; 当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b ,n =1,2·3n -1,n ≥2.2.已知数列{a n }的前n 项和S n =kc n -k (其中c ,k 为常数),且a 2=4,a 6=8a 3,求a n .解析: 由S n =kc n -k 得a n =S n -S n -1=kc n -kc n -1(n ≥2), 由a 2=4,a 6=8a 3得kc (c -1)=4,kc 5(c -1)=8kc 2(c -1),解得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,k =2,所以a n =kc n -kc n -1=2n (n ≥2),又a 1=S 1=2,于是a n =2n .3.(2014·陕西四校联考)已知数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n +1B .a n =⎩⎪⎨⎪⎧14n =12n +1n ≥2C .a n =2nD .a n =2n +2解析: 由题意可知,数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5, 则12a 1+122a 2+123a 3+…+12n -1a n -1 =2(n -1)+5,n >1,两式相减可得:a n2n =2n +5-2(n -1)-5=2,∴a n =2n +1,n >1,n ∈N *.当n =1时,a 12=7,∴a 1=14,综上可知,数列{a n }的通项公式为:a n =⎩⎪⎨⎪⎧14n =1,2n +1n ≥2.故选B . 答案: B4.数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=1,a n +1=2S n +1(n ≥1,n ∈N ),则数列{a n }的通项公式是________.解析: 由a n +1=2S n +1,可得a n =2S n -1+1(n ≥2),两式相减,得a n +1-a n =2a n ,a n +1=3a n (n ≥2).∵a 2=2S 1+1=3,∴a 2=3a 1,故数列{a n }是首项为1,公比为3的等比数列.∴a n =3n -1.故填a n =3n -1(n ≥1,且n ∈N ). 答案: a n =3n -1(n ≥1,且n ∈N )已知数列{a n }的前n 项和S n ,求数列的通项公式,其求解过程分为三步:(1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式;(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.由递推关系式求数列的通项公式互动讲练型 根据下列条件,确定数列{a n }的通项公式: (1)a 1=2,a n +1=a n +n +1;(2)a 1=1,a n =n -1na n -1(n ≥2);(3)a 1=1,a n +1=3a n +2.解析: (1)由题意得,当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=2+(2+3+…+n )=2+n -12+n2=n n +12+1.又a 1=2=1×1+12+1,符合上式, 因此a n =n n +12+1.(2)∵a n =n -1n a n -1(n ≥2),∴a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得 a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n.当n =1时,a 1=1,上式也成立. ∴a n =1n.(3)∵a n +1=3a n +2,∴a n +1+1=3(a n +1),∴a n +1+1a n +1=3,∴数列{a n +1} 为等比数列,公比q =3, 又a 1+1=2,∴a n +1=2·3n -1, ∴a n =2·3n -1-1.根据下列条件,确定数列{a n }的通项公式: (1)a 1=1,a n +1=a n +2n . (2)a 1=1,a n +1=2n a n .解析: (1)a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n-1+2n -2+…+2+1=1-2n1-2=2n -1.(2)由于a n +1a n=2n,故a 2a 1=21,a 3a 2=22,…,a n a n -1=2n -1, 将这n -1个等式叠乘,得a n a 1=21+2+…+(n -1)=2n n -12,故a n =2n n -12.由数列递推式求通项公式常用方法有:累加法、累积法、构造法.形如a n =pa n -1+m (p 、m 为常数,p ≠1,m ≠0)时,构造等比数列;形如a n =a n -1+f (n )({f (n )}可求和)时,用累加法求解;形如a na n +1=f (n )({f (n )}可求积)时,用累积法求解.A 级 基础训练1.下列数列中,既是递增数列又是无穷数列的是( ) A .1,12,13,14,…B .-1,-2,-3,-4,…C .-1,-12,-14,-18,…D .1,2,3,…,n解析: 根据定义,属于无穷数列的是选项A 、B 、C(用省略号),属于递增数列的是选项C 、D ,故同时满足要求的是选项C .答案: C2.数列{a n }的前n 项积为n 2,那么当n ≥2时,a n =( ) A .2n -1B .n 2C .n +12n 2D .n 2n -12解析: 设数列{a n }的前n 项积为T n ,则T n =n 2,当n ≥2时,a n =T n T n -1=n 2n -12.答案: D3.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为( )A .5B .72C .92D .132解析: ∵a n +a n +1=12,a 2=2,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-32,n 为奇数,2, n 为偶数.∴S 21=11×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-32+10×2=72.故选B .答案: B4.(2014·吉林普通中学摸底)已知数列{a n },a n =-2n 2+λn ,若该数列是递减数列, 则实数λ的取值范围是( )A .(-∞,6]B .(-∞,4]C .(-∞,5]D .(-∞,3]解析: 数列{a n }的通项公式是关于n (n ∈N *)的二次函数,若数列是递减数列, 则-λ2·-2≤32,即λ≤6. 答案: A5.(2014·安徽合肥二检)数列{a n }满足a 1=2,a n =a n +1-1a n +1+1,其前n 项积为T n ,则T 2 014=( )A .16B .-16C .6D .-6解析: 由a n =a n +1-1a n +1+1,得a n +1=1+a n1-a n,而a 1=2,则有a 2=-3,a 3=-12,a 4=13,a 5=2,故数列{a n }是以4为周期的周期数列,且a 1a 2a 3a 4=1, 所以T 2 014=(a 1a 2a 3a 4)503a 1a 2=1503×2×(-3)=-6.故选D . 答案: D6.(2014·海南三亚一模)在数列1,2,7,10,13,…中,219是这个数列的第________项.解析: 因为a 1=1=1,a 2=2=4,a 3=7,a 4=10,a=13,…,所以a n=3n-2.令a n=3n-2=219=76,5得n=26.答案:267.(2014·天津六校第三次联考)数列{a n}中,已知a1=1,a=2,a n+1=a n+a n+2(n∈N*),则a7=________.2解析:由已知a n+1=a n+a n+2,a1=1,a2=2,能够计算出a=1,a4=-1,a5=-2,a6=-1,a7=1.3答案: 18.数列{a n}的前n项和为S n,且a1=1,S n=na n,则a n=________.解析:当n≥2时,a n=S n-S n-1=na n-(n-1)a n-1,∴a n=a n-1(n≥2).又∵a1=1,∴a n=1.答案: 19.数列{a n}的通项公式是a n=n2-7n+6.(1)这个数列的第4项是多少?(2)150是不是这个数列的项?若是这个数列的项,它是第几项?(3)该数列从第几项开始各项都是正数?解析:(1)当n=4时,a4=42-4×7+6=-6.(2)令a n =150,即n 2-7n +6=150, 解得n =16或n =-9(舍去), 即150是这个数列的第16项.(3)令a n =n 2-7n +6>0,解得n >6或n <1(舍). ∴从第7项起各项都是正数.10.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+2n ,数列{b n }的前n 项和T n =2-b n .求数列{a n }与{b n }的通项公式.解析: ∵当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2+2n )-[2(n -1)2+2(n -1)]=4n ,当n =1时,a 1=S 1=4也适合, ∴{a n }的通项公式是a n =4n (n ∈N *).∵T n =2-b n ,∴当n =1时,b 1=2-b 1,b 1=1. 当n ≥2时,b n =T n -T n -1=(2-b n )-(2-b n -1), ∴2b n =b n -1.∴数列{b n }是公比为12,首项为1的等比数列.∴b n =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n -1.B 级 能力提升1.定义:称nP 1+P 2+…+P n为n 个正数P 1,P 2,…,P n 的“均倒数”.若数列{a n}的前n项的“均倒数”为12n-1,则数列{a n}的通项公式为( )A.a n=2n-1 B.a n=4n-1C.a n=4n-3 D.a n=4n-5解析:na1+a2+…+a n=12n-1,∴a1+a2+…+a nn=2n-1,∴a1+a2+…+a n=(2n-1)n;a1+a2+…+a n-1=(2n-3)(n-1)(n≥2),当n≥2时,a n=(2n-1)n-(2n-3)(n-1)=4n-3;a1=1也适合此等式,∴a n=4n-3.答案: C2.下列关于星星的图案构成一个数列,该数列的一个通项公式是________.解析:从题图中可观察星星的构成规律,n=1时,有1个;n=2时,有3个;n=3时,有6个;n=4时,有10个;…∴a n=1+2+3+4+…+n=n n+12.答案:a n=n n+123.已知数列{a n}满足前n项和S n=n2+1,数列{b n}满足b n=2a n +1,且前n 项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n . (1)求数列{b n }的通项公式; (2)判断数列{c n }的增减性.解析: (1)a 1=2,a n =S n -S n -1=2n -1(n ≥2).∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -1 n ≥22 n =1∴b n=⎩⎪⎨⎪⎧1nn ≥223n =1.(2)∵c n =b n +1+b n +2+…+b 2n +1 =1n +1+1n +2+…+12n +1, ∴c n +1-c n =12n +2+12n +3-1n +1=12n +3-12n +2=-12n +32n +2<0,∴{c n }是递减数列.4.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =32a n -1(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)在数列{b n }中,b 1=5,b n +1=b n +a n ,求数列{b n }的通项公式.解析: (1)当n =1时,S 1=a 1=32a 1-1,所以a 1=2. 由S n =32a n -1,①可知当n ≥2时,S n -1=32a n -1-1,②①-②,得a n =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32a n -1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32a n -1-1, 所以a n =3a n -1,又a 1≠0, 故a n -1≠0, 所以a na n -1=3,故数列{a n }是首项为2,公比为3的等比数列, 所以a n =2·3n -1.(2)由(1)知b n +1=b n +2·3n -1. 当n ≥2时,b n =b n -1+2·3n -2, …,b 3=b 2+2·31, b 2=b 1+2·30,将以上n -1个式子相加并整理, 得b n =b 1+2×(3n -2+…+31+30)=5+2×1-3n -11-3=3n -1+4.当n =1时,31-1+4=5=b 1, 所以b n =3n -1+4(n ∈N *).第二节 等差数列及其前n 项和1.理解等差数列的概念.2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系.1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式(1)通项公式:a n=a1+(n-1)d.(2)前n项和公式:S n=na1+n n-12d=a1+a n n2.1.等差数列的性质已知数列{a n}是等差数列,S n是其前n项和.(1)通项公式的推广:a n=a m+(n-m)d(n,m∈N*).(2)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则a k+a l=a m+a n.(3)若{a n}的公差为d,则{a2n}也是等差数列,公差为2d.(4)若{b n}是等差数列,则{pa n+qb n}也是等差数列.(5)数列S m,S2m-S m,S3m-S2m,…构成等差数列.2.等差数列的四种判断方法(1)定义法:a n+1-a n=d(d是常数)⇔{a n}是等差数列.(2)等差中项法:2a n+1=a n+a n+2(n∈N*)⇔{a n}是等差数列.(3)通项公式:a n=pn+q(p,q为常数)⇔{a n}是等差数列.(4)前n项和公式:S n=An2+Bn(A、B为常数)⇔{a n}是等差数列.1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( )(2)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( )(3)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( )(4)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.( )(5)数列{a n }满足a n +1-a n =n ,则数列{a n }是等差数列.( )(6)已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列.( )答案: (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√2.已知在等差数列{a n }中,a 2=7,a 4=15,则前10项和S 10=( )A .100B .210C .380D .400解析: 因为a 2=7,a 4=15,所以d =4,a 1=3,故S 10=10×3+12×10×9×4=210. 答案: B3.(2014·北京海淀区期末)若数列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3(n ∈N *),则数列{a n }的前n 项和数值最大时,n 的值为( )A .6B .7C .8D .9解析: ∵a 1=19,a n +1-a n =-3,∴数列{a n }是以19为首项,-3为公差的等差数列,∴a n =19+(n -1)×(-3)=22-3n .答案: B4.(2013·重庆卷)若2,a ,b ,c,9成等差数列,则c -a =________.解析: 设公差为d ,∵2,a ,b ,c,9成等差数列,∴9-2=4d ,∴d =74. 又∵c -a =2d ,∴c -a =2×74=72. 答案: 725.在等差数列40,37,34,…中,第一个负数项是________. 解析: ∵a 1=40,d =37-40=-3,∴a n =40+(n -1)×(-3)=-3n +43,令a n <0,即-3n +43<0,解得n >433, 故第一个负数项是第15项,即a 15=-3×15+43=-2.答案: -2等差数列的基本运算自主练透型1.(2014·福建卷)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6等于( )A .8B .10C .12D .14 解析: 因为S 3=3a 1+3×3-12d =3×2+3×22d =12,所以d =2.所以a 6=a 1+(6-1)d =2+5×2=12.故选C .答案: C2.(2014·天津卷)设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________.解析: 由已知得S 1=a 1,S 2=a 1+a 2=2a 1-1,S 4=4a 1+4×32×(-1)=4a 1-6,而S 1,S 2,S 4成等比数列,所以(2a 1-1)2=a 1(4a 1-6),整理得2a 1+1=0,解得a 1=-12. 答案: -123.(2014·福建福州一模)已知等差数列{a n },其中a 1=13,a 2+a 5=4,a n =33,则n 的值为________.解析: 在等差数列{a n }中,a 2+a 5=2a 1+5d =23+5d =4,所以d=23,又a n=13+23(n-1)=33,解得n=50.答案:504.已知a n=-2n+27,则a1+a4+a7+…+a3n-2=________.解析:由a n=-2n+27,知a3n-2=-6n+31,故{a3n-2}是首项为25,公差为-6的等差数列.从而a1+a4+a7+…+a3n-2=n2(a1+a3n-2)=n2(-6n+56)=-3n2+28n.答案:-3n2+28n等差数列基本运算的通性通法(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解.(2)等差数列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,a n,d,n,S n,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想.等差数列的判定与证明分层深化型已知数列{a n}满足:a1=2,a n+1=3a n+3n+1-2n.设b n=a n-2n3n.证明:数列{b n}为等差数列,并求{a n}的通项公式.证明:∵b n+1-b n=a n+1-2n+13n+1-a n-2n3n=3a n+3n+1-2n-2n+13n+1-3a n-3·2n3n+1=1,∴{b n}为等差数列,又b1=a1-23=0.∴b n=n-1,∴a n=(n-1)·3n+2n.1.已知数列{a n}中,a1=2,a n=2-1a n-1(n≥2,n∈N*).设b n=1a n-1(n∈N*),求证:数列{b n}是等差数列.证明:∵a n=2-1a n-1,∴a n+1=2-1a n.∴b n+1-b n=1a n+1-1-1a n-1=12-1a n-1-1a n-1=a n-1a n-1=1,∴{b n}是首项为b1=12-1=1,公差为1的等差数列.2.在数列{a n}中,a1=1,3a n a n-1+a n-a n-1=0(n≥2).(1)证明数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n是等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式.解析: (1)证明:将 3a n a n -1+a n -a n -1=0(n ≥2)整理得1a n -1a n -1=3(n ≥2).所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 是以1为首项,3为公差的等差数列.(2)由(1)可得1a n=1+3(n -1)=3n -2, 所以a n =13n -2.3.(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析: (1)证明:由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -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a n=2n-1,a n+1-a n=2,因此存在λ=4,使得数列{a n}为等差数列.等差数列的判定方法大全(1)等差数列的判定通常有两种方法:第一种是定义法,a n-a n=d(常数)(n≥2);第二种方法是利用等差中项,即2a n=a n-1-1+a n+1(n≥2).(2)解答选择题和填空题时也可以用通项公式与前n项和公式直接判定.(3)若判定一个数列不是等差数列,则只需要说明某连续3项(如前三项)不是等差数列即可.等差数列的性质互动讲练型(1)设数列{a n},{b n}都是等差数列,且a1=25,b1=75,a+b2=100,则a37+b37等于( )2A.0 B.37C.100 D.-37(2)(2014·北京卷)若等差数列{a n}满足a7+a8+a9>0,a7+a<0,则当n=________时,{a n}的前n项和最大.10(3)(2014·上海虹口二模)等差数列{a n}的通项公式为a n=2n-8,下列四个命题.α1:数列{a n}是递增数列;α2:数列{na n}是递增数列;α3:数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n 是递增数列;α4:数列{a 2n }是递增数列.其中真命题是________.解析: (1)设{a n },{b n }的公差分别为d 1,d 2,则(a n +1+b n +1)-(a n +b n )=(a n +1-a n )+(b n +1-b n )=d 1+d 2,∴{a n +b n }为等差数列,又a 1+b 1=a 2+b 2=100,∴{a n +b n }为常数列,∴a 37+b 37=100.(2)由等差数列的性质可得a 7+a 8+a 9=3a 8>0,即a 8>0;而a 7+a 10=a 8+a 9<0,故a 9<0.所以数列{a n }的前8项和最大.(3)由已知a n =2n -8可知等差数列{a n }的公差d 为2, ∴{a n }是递增数列,命题α1正确;而na n =2n 2-8n =2(n -2)2-8,易知数列{na n }不是递增数列,命题α2错误;a n n =2-8n,易证数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n 是递增数列,命题α3正确;a 2n =4(n -4)2,有a 21>a 22>a 23>a 24<a 25<a 26<…,∴{a 2n }不是递增数列,命题α4错误.综上,真命题是α1,α3.答案: (1)C (2)8 (3)α1,α31.等差数列{a n }中,a 1+3a 8+a 15=120,则2a 9-a 10的值是( )A .20B .22C .24D .-8解析:∵a1+3a8+a15=5a8=120,∴a8=24,∴2a9-a10=a10+a8-a10=a8=24.答案: C2.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S10=10,S20=30,则S30=________.解析:∵S10,S20-S10,S30-S20成等差数列,且S10=10,S20=30,S20-S10=20,∴S30-30=10+2×10=30,∴S30=60.答案:603.设等差数列{a n}的前n项和为S n,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n=324(n>6),则数列{a n}的项数n=________.解析:由题意知a1+a2+…+a6=36,①a n+a n-1+a n-2+…+a n-5=180,②①+②得(a1+a n)+(a2+a n-1)+…+(a6+a n-5)=6(a1+a n)=216,∴a1+a n=36,又S n=n a1+a n2=324,∴18n=324,∴n=18.答案:184.在等差数列{a n}中,已知a1=20,前n项和为S n,且S10=S15,求当n取何值时,S n取得最大值,并求出它的最大值.解析: 法一:∵a 1=20,S 10=S 15, ∴10×20+10×92d =15×20+15×142d ,∴d =-53.∴a n =20+(n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-53=-53n +653.∴a 13=0.即当n ≤12时,a n >0,n ≥14时,a n <0.∴当n =12或13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝⎛⎭⎪⎪⎫-53=130. 法二:同方法一求得d =-53.∴S n =20n +n n -12·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-53=-56n 2+1256n=-56⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫n -2522+3 12524.∵n ∈N *,∴当n =12或13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.等差数列的最值的处理方法:(1)利用S n =an 2+bn 转化为二次函数求最值时要注意n 的取值.(2)若{a n }是等差数列,求其前n 项和的最值时,①若a 1>0,d <0,且满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1<0,前n 项和S n 最大.②若a 1<0,d >0,且满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0a n +1>0,前n 项和S n 最小.A 级 基础训练1.(2014·海淀质检)等差数列{a n }中,a 2=3,a 3+a 4=9,则a 1a 6的值为( )A .14B .18C .21D .27解析:依题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =3,2a 1+5d =9,由此解得d =1,a 1=2,a 6=a 1+5d =7,a 1a 6=14.答案: A2.(2014·陕西五校三模)等差数列{a n }中,如果a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }前9项的和为( )A .297B .144C .99D .66解析: 由等差数列的性质可知,2(a 2+a 5+a 8)=(a 1+a 4+a 7)+(a3+a6+a9)=39+27=66,∴a2+a5+a8=33,则数列{a n}前9项的和为66+33=99.答案: C3.(2014·河北唐山一中调研)已知等差数列{a n}中,a7+a9=16,S11=992,则a12的值是( )A.15 B.30C.31 D.64解析:由题意可知2a8=a7+a9=16⇒a8=8,S11=11a1+a112=11×2a62=11a6=992,a6=92,则d=a8-a62=74,所以a12=a8+4d=15,故选A.答案: A4.(2014·安徽六校联考)数列{a n}的首项为3,{b n}为等差数列,且b n=a n+1-a n(n∈N*),若b3=-2,b10=12,则a8=( ) A.0 B.3C.8 D.11解析:设{b n}的公差为d,∵b10-b3=7d=12-(-2)=14,∴d=2.∵b3=-2,∴b1=b3-2d=-2-4=-6.∴b 1+b 2+…+b 7=7b 1+7×62·d =7×(-6)+21×2=0.又b 1+b 2+…+b 7=(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a 8-a 7)=a 8-a 1=a 8-3=0,∴a 8=3.故选B .答案: B5.(2014·辽宁鞍山检测)已知S n 表示数列{a n }的前n 项和,若对任意的n ∈N *满足a n +1=a n +a 2,且a 3=2,则S 2 014=( )A .1 006×2 013B .1 006×2 014C .1 007×2 013D .1 007×2 014解析: 在a n +1=a n +a 2中,令n =1,则a 2=a 1+a 2,a 1=0,令n =2,则a 3=2=2a 2,a 2=1,于是a n +1-a n =1,故数列{a n }是首项为0,公差为1的等差数列,S 2 014=2 014×2 0132=1 007×2 013.故选C .答案: C6.(2014·江苏连云港二调)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-3,a k +1=32,S k =-12,则正整数k =________.解析: 由S k +1=S k +a k +1=-12+32=-212,又S k +1=k +1a 1+a k +12=k +1⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-3+322=-212,解得k=13.答案:137.设数列{a n}的通项公式为a n=2n-10(n∈N*),则|a1|+|a2|+…+|a15|=________.解析:由a n=2n-10(n∈N*)知{a n}是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n=2n-10≥0得n≥5,∴当n≤5时,a n≤0,当n>5时,a n>0,∴|a1|+|a2|+…+|a15|=-(a1+a2+a3+a4)+(a5+a6+…+a15)=20+110=130.答案:1308.设等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n,若对任意自然数n都有S nT n=2n-34n-3,则a9b5+b7+a3b8+b4的值为________.解析:∵{a n},{b n}为等差数列,∴a9b5+b7+a3b8+b4=a92b6+a32b6=a9+a32b6=a6b6.∵S11T11=a1+a11b1+b11=2a62b6=2×11-34×11-3=1941,∴a6b6=1941.答案:19 419.各项均为正数的数列{a n}满足a2n=4S n-2a n-1(n∈N*),其中S n为{a n}的前n项和.(1)求a1,a2的值;(2)求数列{a n}的通项公式.解析:(1)当n=1时,a21=4S1-2a1-1,即(a1-1)2=0,解得a1=1.当n=2时,a22=4S2-2a2-1=4a1+2a2-1=3+2a2,解得a2=3或a2=-1(舍去).(2)a2n=4S n-2a n-1,①a2n=4S n+1-2a n+1-1.②+1②-①得a2n+1-a2n=4a n+1-2a n+1+2a n=2(a n+1+a n),即(a n+1-a n)(a n+1+a n)=2(a n+1+a n).∵数列{a n}各项均为正数,∴a n+1+a n>0,a n+1-a n=2,∴数列{a n}是首项为1,公差为2的等差数列.∴a n=2n-1.10.(2014·湖北卷)已知等差数列{a n}满足:a1=2,且a1,a2,a成等比数列.5(1)求数列{a n}的通项公式;(2)记S n为数列{a n}的前n项和,是否存在正整数n,使得S n>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.解析:(1)设等差数列{a n}的公差为d.∵a1,a2,a5成等比数列,∴a22=a1a5,即(a1+d)2=a1(a1+4d),解得d=0或d=4.∴a n=2或a n=4n-2.(2)当a n=2时,S n=2n.由2n>60n+800及n∈N*得n无解;当a n=4n-2时,S n=n a1+a n2=2n2,由2n2>60n+800得n>40.∵n∈N*,∴n的最小值为41.B级能力提升1.数列{a n}满足a1=1,a n+1=r·a n+r(n∈N*,r∈R且r≠0),则“r=1”是“数列{a n}为等差数列”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析:当r=1时,易知数列{a n}为等差数列;由题意易知a2=2r,a3=2r2+r,当数列{a n}是等差数列时,a2-a1=a3-a2,即2r-1=2r2-r,解得r=12或r=1,当r=12时,a n=1,故“r=1”是“数列{a n}为等差数列”的充分不必要条件,选A.答案: A2.已知数列{a n}是首项为a,公差为1的等差数列,b n=1+a n a n,若对任意的n∈N*,都有b n≥b8成立,则实数a的取值范围为________.解析: 依题意得b n =1+1a n,对任意的n ∈N *,都有b n ≥b 8,即数列{b n }的最小项是第8项,于是有1a n ≥1a 8.又数列{a n }是公差为1的等差数列,因此有⎩⎪⎨⎪⎧a 8<0a 9>0,即⎩⎪⎨⎪⎧a +7<0a +8>0,由此解得-8<a <-7,即实数a 的取值范围是(-8,-7). 答案: (-8,-7)3.已知数列{a n }满足2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),它的前n 项和为S n ,且a 3=10,S 6=72,若b n =12a n -30,设数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n 的最小值.解析: ∵2a n +1=a n +a n +2,∴a n +1-a n =a n +2-a n +1. 故数列{a n } 为等差数列.设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由a 3=10,S 6=72得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =106a 1+15d =72,解得a 1=2,d =4.∴a n =4n -2,则b n =12a n -30=2n -31,令⎩⎪⎨⎪⎧b n ≤0b n +1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧2n -31≤02n +1-31≥0,解得292≤n ≤312,∵n ∈N *,∴n =15,即数列{b n}的前15项均为负值,∴T15最小.∵数列{b n}的首项是-29,公差为2,∴T15=15-29+2×15-312=-225,∴数列{b n}的前n项和T n的最小值为-225.4.设同时满足条件:①b n+b n+22≤b n+1(n∈N*);②b n≤M(n∈N*,M是与n无关的常数)的无穷数列{b n}叫“特界”数列.(1)若数列{a n}为等差数列,S n是其前n项和,a3=4,S3=18,求S n;(2)判断(1)中的数列{S n}是否为“特界”数列,并说明理由.解析:(1)设等差数列{a n}的公差为d,则a1+2d=4,S3=a1+a2+a3=3a1+3d=18,解得a1=8,d=-2,∴S n=na1+n n-12d=-n2+9n.(2){S n}是“特界”数列,理由如下:由S n+S n+22-S n+1=S n+2-S n+1-S n+1-S n2=a n+2-a n+12=d2=-1<0,得S n +S n +22<S n +1,故数列{S n }适合条件①.而S n =-n 2+9n =-⎝⎛⎭⎪⎪⎫n -922+814(n ∈N *),则当n =4或5时,S n 有最大值20, 即S n ≤20,故数列{S n }适合条件②. 综上,数列{S n }是“特界”数列.第三节 等比数列及其前n 项和1.理解等比数列的概念.2.掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题.4.了解等比数列与指数函数的关系.1.等比数列的有关概念 (1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q .(2)等比中项:如果a 、G 、b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .2.等比数列的有关公式(1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1.a 11-q n 1-q =a 1-a n q 1-q ,q ≠1.1.等比数列的性质已知数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和. (1)若m +n =p +q =2r ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2r .(2)若数列{a n }、{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }、⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 、{a 2n }、{a n ·b n }、⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n b n (λ≠0)仍然是等比数列. (3)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n +3k ,…为等比数列,公比为q k .(4)公比不为-1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等比数列,其公比为q n ,当公比为-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不一定构成等比数列.2.等比数列的三种判定方法(1)定义:a n +1a n=q (q 是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(2)通项公式:a n =cq n -1(c 、q 均是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(3)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ·a n +1·a n +2≠0,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的比都是常数,则这个数列是等比数列.( )(2)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( )(3)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( )(4)如果{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列.( )答案: (1)× (2)× (3)× (4)×2.设{a n }是公比为正数的等比数列,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }前7项的和为( )A .63B .64C .127D .128解析:由a1=1,a5=16,得q4=a5a1=16(q>0),q=2,S7=a11-q71-q=127.答案: C3.(2014·重庆卷)对任意等比数列{a n},下列说法一定正确的是( )A.a1,a3,a9成等比数列B.a2,a3,a6成等比数列C.a2,a4,a8成等比数列D.a3,a6,a9成等比数列解析:设等比数列的公比为q,因为a6a3=a9a6=q3,即a26=a3a9,所以a3,a6,a9成等比数列.故选D.答案: D4.在等比数列{a n}中,已知a7·a12=5,则a8a9a10a11=________.解析:∵a7a12=5,∴a8a9a10a11=(a8a11)(a9a10)=(a7a12)2=25.答案:255.设S n为等比数列{a n}的前n项和,8a2+a5=0,则S5 S2=________.解析:∵8a2+a5=0,∴8a2=-a5,即a5a2=-8.∴q3=-8,∴q=-2.∴S5S2=a11-q51-qa11-q21-q=1-q51-q2=1--251--22=-11.答案:-11等比数列的基本运算自主练透型1.(2014·北京朝阳一模)在各项均为正数的等比数列{a n}中,a1=2,a2+a3=12,则该数列的前4项和为________.解析:设等比数列{a n}的公比为q,由a1=2,a2+a3=12,则a1q+a1q2=12,解得q=2,故S4=2×1-241-2=30.答案:302.(2014·扬州中学期中测试)设等比数列{a n}的各项均为正数,其前n项和为S n,若a1=1,a3=4,S k=63,则k=________.解析:设等比数列{a n}公比为q,由已知a1=1,a3=4,得q2=a3a1=4.又{a n}的各项均为正数,∴q=2.而S k=1-2k1-2=63,∴2k -1=63,解得k=6.答案: 63.已知等比数列{a n}为递增数列,且a25=a10,2(a n+a n+2)=5a n +1,则数列{a n}的通项公式a n=________.解析: 设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,∵a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 21·q 8=a 1·q 9, ①21+q 2=5q , ②由①得a 1=q ,由②知q =2或q =12, 又数列{a n }为递增数列,∴a 1=q =2,从而a n =2n .答案: 2n4.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2=6,6a 1+a 3=30,求a n 和S n .解析: 设{a n }的公比为q ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q =6,6a 1+a 1q 2=30, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=3q =2或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2q =3,当a 1=3,q =2时,a n =3×2n -1,S n =3×(2n -1);当a 1=2,q =3时,a n =2×3n -1,S n =3n -1.1.等比数列基本运算方法(1)使用两个公式,即通项公式和前n 项和公式.(2)使用通项公式的变形:a n =a m q n -m (m ,n ∈N *).2.等比数列前n 项和公式的应用在使用等比数列前n 项和公式时,应首先判断公比q 能否为1,若能,应分q =1与q ≠1两种情况求解. 等比数列的判定与证明分层深化型 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +S n =n .(1)设c n =a n -1,求证:{c n }是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式.解析: (1)证明:∵a n +S n =n ,①∴a n +1+S n +1=n +1.②②-①得a n +1-a n +a n +1=1,∴2a n +1=a n +1,∴2(a n +1-1)=a n -1,∴a n +1-1a n -1=12. ∵首项c 1=a 1-1,又a 1+a 1=1,∴a 1=12,c 1=-12. 又c n =a n -1,故{c n }是以-12为首项,12为公比的等比数列. (2)由(1)知c n =-12×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n -1=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n ∴a n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n .1.已知数列{a n }的首项a 1=5,前n 项和为S n ,且S n +1=2S n +n +5(n ∈N *).证明数列{a n +1}是等比数列.证明: 由已知S n +1=2S n +n +5(n ∈N *)可得当n ≥2时,S n =2S n -1+n +4,两式相减得S n +1-S n =2(S n -S n -1)+1,即a n +1=2a n +1,从而a n +1+1=2(a n +1),当n =1时,S 2=2S 1+1+5,即a 2+a 1=2a 1+6,又a 1=5,所以a 2=11,从而a 2+1=2(a 1+1).故a n +1+1=2(a n +1),对n ∈N *恒成立,又a 1=5,a 1+1≠0,从而a n +1+1a n +1=2. 所以数列{a n +1}是等比数列.2.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=1,S 11=33.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫14a n , 求证:{b n }是等比数列,并求其前n 项和T n .解析: (1)依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =111a 1+11×102d =33,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=12d =12,∴a n =n2.(2)证明:∵b n =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫14n 2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n , ∴b n +1b n =12为常数. ∴{b n }是以12为首项,12为公比的等比数列, ∴T n =12⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n 1-12=1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n .3.已知数列{a n }和{b n }满足a 1=λ,a n +1=23a n +n -4,b n =(-1)n (a n -3n +21),其中λ为实数,n 为正整数.(1)证明:对任意实数λ,数列{a n }不是等比数列;(2)证明:当λ≠-18时,数列{b n }是等比数列.证明: (1)假设存在一个实数λ,使{a n }是等比数列,则有a 22=a 1a 3,即⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23λ-32=λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫49λ-4 ⇔49λ2-4λ+9=49λ2-4λ⇔9=0,矛盾. 所以{a n }不是等比数列.(2)b n +1=(-1)n +1[a n +1-3(n +1)+21]=(-1)n +1⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23a n -2n +14 =-23(-1)n ·(a n -3n +21)=-23b n . 又λ≠-18,所以b 1=-(λ+18)≠0.由上式知b n ≠0,所以b n +1b n =-23(n ∈N *). 故当λ≠-18时,数列{b n }是以-(λ+18)为首项,-23为公比的等比数列.等比数列的判断与证明的常用方法(1)定义法:若a n +1a n =q (q 为非零常数,n ∈N *)或a n a n -1=q (q 为非零常数,且n ≥2,n ∈N *),则{a n }是等比数列;(2)中项公式法:若数列{a n }中,a n ≠0,且a 2n +1=a n a n +2(n ∈N *),则数列{a n }是等比数列;(3)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定某连续三项不成等比数列即可.等比数列的性质互动讲练型(1)(2014·山东淄博期末)已知等比数列{a n }的公比为正数,且a 3a 9=2a 25,a 2=2,则a 1=( )A .12B .22C. 2 D.2(2)(2014·广东珠海质量监测)等比数列{a n}共有奇数项,所有奇数项和S奇=255,所有偶数项和S偶=-126,末项是192,则首项a1=( )A.1 B.2C.3 D.4解析:(1)由等比数列的性质得a3a9=a26=2a25,∵q>0,∴a6=2a5,q=a6a5=2,a1=a2q=2,故选C.(2)设等比数列{a n}共有2k+1(k∈N*)项,则a2k+1=192,则S奇=a1+a3+…+a2k-1+a2k+1=1q(a2+a4+…+a2k)+a2k+1=1q S偶+a2k+1=-126q+192=255,解得q=-2,而S奇=a1-a2k+1q21-q2=a1-192×-221--22=255,解得a1=3,故选C.答案:(1)C (2)C1.(2014·北京丰台一模)已知等比数列{a n}中,a2+a3=1,a4+a5=2,则a6+a7等于( )A.2 B.2 2C.4 D.4 2。
2016年普通高等学校招生全国统一考试(全国Ⅰ)数学(理科)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. (1)【2016年全国Ⅰ,理1,5分】设集合{}2|430A x x x =-+<,{}|230B x x =->,则AB =( )(A )33,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭ (B )33,2⎛⎫- ⎪⎝⎭ (C )31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭(D )3,32⎛⎫⎪⎝⎭【答案】D【解析】{|13}A x x =<<,3{|}2B x x =>,3{|3}2A B x x ∴=<<,故选D .【点评】考察集合运算和简单不等式解法,属于必考题型,难易程度:易. (2)【2016年全国Ⅰ,理2】设(1i)1i x y +=+,其中x ,y 是实数,则i =x y +( )(A )1 (B )2 (C )3 (D )2 【答案】B【解析】由题意知:1x y ==,i =1i 2x y ∴++=,故选B .【点评】察复数相等条件和复数的模,属于必考题型,难易程度:易. (3)【2016年全国Ⅰ,理3,5分】已知等差数列{}n a 前9项的和为27,108a =,则100a =( )(A )100 (B )99 (C )98 (D )97 【答案】C【解析】解法一:199599272a a S a +===,53a ∴= 1051105a a d -∴==-()100101001089098a a d ∴=+-=+=,选C . 解法二:91989272S a d ⨯=+=,即143a d +=,又10198a a d =+=,解得11,1a d =-=,()1001100119998a a d ∴=+-=-+=,故选C . 【点评】考察等差数列的基本性质、前n 项和公式和通项公式,属于必考题型,难易程度:易. (4)【2016年全国Ⅰ,理4,5分】某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是( )(A )13(B )12 (C )23 (D )34【答案】B【解析】小明可以到达车站时长为40分钟,可以等到车的时长为20分钟,则他等车时间不超过10分钟的概率是201402P ==,故选B .【点评】考察几何概型的概率计算,第一次考察,难易程度:易.(5)【2016年全国Ⅰ,理5,5分】已知方程222213x y m n m n-=+-表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( )(A )()1,3- (B )()1,3- (C )()0,3 (D )()0,3 【答案】A【解析】由题意知:2234m n m n ++-=,解得21m =,1030n n +>⎧∴⎨->⎩,解得13n -<<,故选A .【点评】考察双曲线的简单几何性质,属于了解层次,必考题,难易程度:易. (6)【2016年全国Ⅰ,理6,5分】如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是283π,则它的表面积是( )(A )17π (B )18π (C )20π (D )28π 【答案】A【解析】该几何体为球体,从球心挖掉整个球的18(如右图所示),故34728383r ππ=解得2r =,2271431784S r r πππ∴=⋅+⋅=,故选A .【点评】考察三视图还原,球的体积表面积计算,经常考察,难易程度:中等. (7)【2016年全国Ⅰ,理7,5分】函数22xy x e =-在[2,2]-的图像大致为( )(A )(B )(C ) (D )【答案】D【解析】解法1(排除法):2()2xf x x e =-为偶函数,且2(2)887.40.6f e =-≈-=,故选D .解法2:2()2xf x x e =-为偶函数,当0x >时,'()4x f x x e =-,作4y x =与x y e =(如图),故存在实数0(0,1)x ∈,使得'0()0f x =且0(0,)x x ∈时,'0()0f x <,0(,2)x x ∈时, '0()0f x >,()f x ∴在0(0,)x 上递减,在0(,2)x 上递增,故选D .【点评】本题结合导数利用函数奇偶性,综合考察函数解析式与函数图像之间的关系,常规题型,属于必考题,难易程度:中等.这类题型的最佳解法应为结合函数的性质,选取特殊点进行排除.(8)【2016年全国Ⅰ,理8,5分】若101a b c >><<,,则( ) (A )c c a b < (B )c c ab ba < (C )log log b a a c b c < (D )log log a b c c <【答案】C【解析】解法1(特殊值法):令14,22a b c ===,,易知C 正确.解法2:当0α>时,幂函数()f x x α=在(0,)+∞上递增,故A 选项错误;当1a >时,a 越大对数函数()log a f x x =的图像越靠近x 轴,当01c <<时,log log a b c c >,故D 选项错误;c c ab ba <可化为()c a ab b<,由指数函数知,当1a >时,()x f x a =在(0,)+∞上递增,故B 选项错误;log log b a a c b c <可化为11log log abb ac c <,1111abbb b a <<<,故选C .【点评】本题综合考察幂函数、指数函数、对数函数的性质和不等式的性质,属于常考题型,难易程度:中等. 结合函数性质证明不等式是比较麻烦的,最好采用特殊值法验证排除.(9)【2016年全国Ⅰ,理9,5分】执行右面的程序图,如果输入的011x y n ===,,,则输出x ,y 的值满足( )(A )2y x = (B )3y x = (C )4y x = (D )5y x = 【答案】C【解析】011x y n ===,,时,框图运行如下: 1、012x y n ===,,;2、1232x y n ===,,;3、3632x y n ===,,,故选C .【点评】考察算法中的循环结构,必考题型,难易程度:易. (10)【2016年全国Ⅰ,理10,5分】以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A 、B 两点,交C的标准线于D 、E 两点.已知42AB =,25DE =,则C 的焦点到准线的距离为( ) (A )2 (B )4 (C )6 (D )8【答案】B【解析】解法1排除法:当4p =时,不妨令抛物线方程为28y x =,当y =1x =,即A 点坐标为(,所以圆的半径为3r =,此时D 点坐标为(-,符合题意,故B 选项正确.解法2:不妨令抛物线方程为22y px =,D 点坐标为2P ⎛- ⎝,则圆的半径为r =,22834p r -=-,即A 点坐标为⎭,所以22=,解得4p =,故选B . 【点评】考察抛物线和圆的简单性质,必考题型,难易程度:中等. (11)【2016年全国Ⅰ,理11,5分】平面a 过正方体1111ABCD A B C D -的顶点A ,//a 平面11CB D ,a 平面ABCD m =,a 平面11ABA B n =,则m 、n 所成角的正弦值为( )(A (B )2 (C (D )13【答案】A【解析】令平面a 与平面11CB D 重合,则11m B D =,1n CD =,故直线m 、n 所成角为60o ,,故选A . 【点评】考察正方体中线面位置关系和两条直线夹角的计算,必考题型,难易程度:中等.(12)【2016年全国Ⅰ,理12,5分】已知函数()()sin 02f x x +πωϕωϕ⎛⎫=>≤ ⎪⎝⎭,,4x π=-为()f x 的零点,4x π=为()y f x =图像的对称轴,且()f x 在51836ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭,单调,则ω的最大值为( )(A )11 (B )9 (C )7 (D )5 【答案】B【解析】解法1(特殊值验证法)令9ω=,则周期29T π=,区间[]44ππ-,刚为94T ,且在53636ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上递减,恰好符合题意,故选B .解法2:由题意知152()24369T πππ≥-=,所以29Tπω=≤,故选B .【点评】综合考察三角函数图像的单调性、对称性、零点、周期等性质,属于必考题型,难易程度:偏难.第II 卷本卷包括必考题和选考题两部分.第(13)题~第(21)题为必考题,每个试题考生都必须作答.第(22)题~第(24)题为选考题,考生根据要求作答. 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分(13)【2016年全国Ⅰ,理13,5分】设向量(),1m =a ,()1,2=b ,且222+=+a b a b ,则m = . 【答案】2-【解析】解法一(几何法)由向量加法的几何意义知a b ⊥,故20a b m ⋅=+=,所以2m =-;解法二(代数法)22(1)9114m m ++=+++,解得2m =-.【点评】考察向量运算,必考题型,难易程度:易.(14)【2016年全国Ⅰ,理14,5分】(52x +的展开式中,3x 的系数是 .(用数字填写答案) 【答案】10【解析】()555215522r rrrr rr T Cx C x---+==,令532r-=,解得4r =,454525210C -∴=⨯=. 【点评】考察二项式定理展开式中指定项问题,必考题型,难易程度:中等.(15)【2016年全国Ⅰ,理15,5分】设等比数列{}n a 满足1310a a +=,245a a +=,则12n a a a ⋅⋅⋅的最大值为 . 【答案】64【解析】由1310a a +=,245a a +=解得118,2a q ==,14118()()22n n n a --∴==,27321(4)21211()()22n nn n a a a ----+⋅⋅⋅+-∴⋅⋅⋅==,所以当3n =或4时,12n a a a ⋅⋅⋅有最大值64.【点评】考察等比数列的通项公式、等差数列求和及二次函数最值问题,必考题型,难易程度:中等. (16)【2016年全国Ⅰ,理16,5分】某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料。
高考数学复习各地数列模拟测试题及解析一、有关通项问题1、利用11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求通项.(北师大版第23页习题5)数列{}n a 的前n 项和21n S n =+.(1)试写出数列的前5项;(2)数列{}n a 是等差数列吗?(3)你能写出数列{}n a 的通项公式吗?变式题1、(2005湖北卷)设数列}{n a 的前n 项和为S n =2n 2,求数列}{n a 的通项公式; 解:(1):当;2,111===S a n 时,24)1(22,2221-=--=-=≥-n n n S S a n n n n 时当故{a n }的通项公式为4,2}{,241==-=d a a n a n n 公差是即的等差数列. 变式题2、(2005北京卷)数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,113n n a S +=,n =1,2,3,……,求a 2,a 3,a 4的值及数列{a n }的通项公式.解:(I )由a 1=1,113n n a S +=,n=1,2,3,……,得 211111333a S a ===,3212114()339a S a a ==+=,431231116()3327a S a a a ==++=, 由1111()33n n n n n a a S S a +--=-=(n ≥2),得143n n a a +=(n ≥2),又a 2=31,所以a n =214()33n -(n ≥2),∴ 数列{a n }的通项公式为21114()233n n n a n -=⎧⎪=⎨⎪⎩≥变式题3、(2005山东卷)已知数列{}n a 的首项15,a =前n 项和为n S ,且*15()n n S S n n N +=++∈,证明数列{}1n a +是等比数列.解:由已知*15()n n S S n n N +=++∈可得12,24n n n S S n -≥=++两式相减得()1121n n n n S S S S +--=-+即121n n a a +=+从而()1121n n a a ++=+当1n =时21215S S =++所以21126a a a +=+又15a =所以211a =从而()21121a a +=+ 故总有112(1)n n a a ++=+,*n N ∈又115,10a a =+≠从而1121n n a a ++=+即数列{}1n a +是等比数列;2、解方程求通项:(北师大版第19页习题3)在等差数列{}n a 中,(1)已知812148,168,S S a d ==求和;(2)已知658810,5,a S a S ==求和;(3)已知3151740,a a S +=求.变式题1、{}n a 是首项11a =,公差3d =的等差数列,如果2005n a =,则序号n 等于(A )667 (B )668 (C )669 (D )670 分析:本题考查等差数列的通项公式,运用公式直接求出. 解:1(1)13(1)2005n a a n d n =+-=+-=,解得669n =,选C点评:等差等比数列的通项公式和前n 项和的公式是数列中的基础知识,必须牢固掌握.而这些公式也可视作方程,利用方程思想解决问题.3、待定系数求通项:(人教版第38页习题4)写出下列数列{}n a 的前5项:(1)111,41(1).2n n a a a n -==+>变式题1、(2006年福建卷)已知数列{}n a 满足*111,21().n n a a a n N +==+∈ 求数列{}n a 的通项公式; 解:*121(),n n a a n N +=+∈112(1),n n a a +∴+=+{}1n a ∴+是以112a +=为首项,2为公比的等比数列.12.n n a ∴+=即 *21().n n a n N =-∈4、由前几项猜想通项:(北师大版第10页习题1)根据下面的图形及相应的点数,在空格及括号中分别填上适当的图形和数,写出点数的通项公式.(1) (4)(7)( ) ( )变式题1、(深圳理科一模).如下图,第(1)个多边形是由正三角形“扩展“而来,第(2)个多边形是由正方形“扩展”而来,……,如此类推.设由正n 边形“扩展”而来的多边形的边数为n a ,则6a = ;345991111a a a a +++⋅⋅⋅+= .解:由图可得:22(1)n a n n n n n =+-=+,所以642a =;又211111(1)1n a n n n n n n ===-+++ 所以345991111a a a a +++⋅⋅⋅+=1111111197()()()3445991003100300-+-++-=-=变式题2、(北师大版第11页习题2)观察下列各图,并阅读下面的文字,像这样,10条直线相交,交点的个数最多是( ),其通项公式为 . A .40个 B .45个 C .50个 D .55个解:由题意可得:设{}n a 为n 条直线的交点个数,则21a =,1(1),(3)n n a a n n -=+-≥,因为11n n a a n --=-,由累加法可求得:(1)12(1)2n n n a n -=+++-=,所以10109452a ⨯==,选B.2条直线相交,最多有1个交点3条直线相交,最多有3个交点4条直线相交,最多有6个交点二、有关等差、等比数列性质问题1、(北师大版第35页习题3)一个等比数列前n 项的和为48,前2n 项的和为60,则前3n 项的和为( )A .83B .108C .75D .63变式题1、一个等差数列前n 项的和为48,前2n 项的和为60,则前3n 项的和为 。
§5.5数列的综合应用A组基础题组2.(2015浙江绍兴模拟,7)将石子摆成如图所示的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为“梯形数”.根据图形的构成,可知此数列的第2014项与5的差,即a2014-5=( )A.2018×2012B.2020×2013C.1009×2012D.1010×20133.(2015福建,8,5分)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于( )A.6B.7C.8D.94.(2016领航高考冲刺卷五文,10,4分)已知数列{a n},{b n}满足a1=b1=1,a n+1-a n==2,n∈N*,则= ,数列{}的前4项和S4= .5.(2016领航高考冲刺卷二文,15,4分)已知函数f(x)=x2+2x(x>0),f1(x)=f(x),f n+1(x)=f(f n(x)),n∈N*,则f1(2)= ,f4(x)= ,不等式f4(x)<1的解集为.6.(2014安徽,12,5分)如图,在等腰直角三角形ABC中,斜边BC=2.过点A作BC的垂线,垂足为A1;过点A1作AC的垂线,垂足为A2;过点A2作A1C的垂线,垂足为A3;…,依此类推.设BA=a1,AA1=a2,A1A2=a3,…,A5A6=a7,则a7= .7.(2015镇海中学仿真考,13,4分)已知{a n}是公差不为0的等差数列,{b n}是等比数列,其中a1=2,b1=1,a2=b2,2a4=b3,且存在常数α、β,使得a n=logαb n+β对每一个正整数n都成立,则αβ= .8.(2015浙江湖州模拟,18,15分)已知在数列{a n}中,a1=1,当n≥2时,其前n项和S n满足=a n.(1)求S n的表达式;(2)设b n=,数列{b n}的前n项和为T n,证明:T n<.9.(2015宁波高考模拟文,17,15分)设数列{a n}是公比小于1的正项等比数列,S n为数列{a n}的前n项和,已知S3=14,且a1+13,4a2,a3+9成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若b n=a n·(n+2-λ),且数列{b n}是单调递减数列,求实数λ的取值范围.10.(2014浙江,19,14分)已知数列{a n}和{b n}满足a1a2a3…a n=((n∈N*).若{a n}为等比数列,且a1=2,b3=6+b2.(1)求a n与b n;(2)设c n=-(n∈N*).记数列{c n}的前n项和为S n.(i)求S n;(ii)求正整数k,使得对任意n∈N*均有S k≥S n.11.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且a2=3,S6=36.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}是等比数列且满足b1+b2=3,b4+b5=24.设数列{a n·b n}的前n项和为T n,求T n.12.(2015山东青岛高三自主诊断,19)已知数列{a n}的前n项和S n=n2+2n,正项等比数列{b n}满足:b1=a1-1,且b4=2b2+b3.(1)求数列{a n}和{b n}的通项公式;(2)若数列{c n}满足c n=,其前n项和为T n,证明:≤T n<5.13.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2-a n(n∈N*).(1)求证:数列是等比数列;(2)设数列{2n a n}的前n项和为T n,A n=+++…+,试比较A n与的大小.14.(2015山东德州期末,19)已知数列{a n}是公差为d(d≠0)的等差数列,数列{b n}为等比数列,函数f(x)=b1x2+b2x+b3的图象在y轴上的截距为-4,f(x)的最大值为a6-.(1)若f(a2+a8)=f(a3+a11),求数列{b n}的通项公式;(2)若a2=-,T n为数列的前n项和,求当T n=-时,正整数n的值.B组提升题组1.(2016鄂豫晋冀陕五省二联,20,12分)已知数列{a n}中,a1=2,当n≥2时,a n=2a n-1+3·2n-1(n ∈N*).(1)求数列及数列{a n}的通项公式;(2)令c n=2a n-3·2n,设T n为数列{c n}的前n项和,求T n.2.(2015镇海中学仿真考文,17,15分)在数列{a n}中,已知a1=,=,b n+2=3loa n(n∈N*).(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)设数列{c n}满足c n=(-1)n+1b n b n+1,其前n项和为S n,若S n≥tn2对n取任意正偶数均成立,求实数t的取值范围.3.(2016绍兴一中期中文,17,15分)数列{a n}满足a1=1,a n+1=(n∈N*).(1)证明:数列是等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式;(3)设b n=n(n+1)a n,求数列{b n}的前n项和S n.4.(2015浙江六校联考,19,15分)已知数列{a n}的前n项和为S n,S n=a n-n(n∈N*).(1)求证{a n+1}是等比数列,并求数列{a n}的通项公式;(2)证明:+++…+>-.5.(2014广东,19,14分)设各项均为正数的数列{a n}的前n项和为S n,且S n满足-(n2+n-3)S n-3(n2+n)=0,n∈N*.(1)求a1的值;(2)求数列{a n}的通项公式;(3)证明:对一切正整数n,有++…+<.6.(2015浙江名校(绍兴一中)交流卷五,18)已知数列{a n}的前n项和S n满足:S n=(a n-1)(t为常数,且(t-1)t≠0).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=3+(n≥2),若数列{b n}为等比数列且设c n=-,数列{c n}的前n项和为T n.求证:T n>-.7.(2013广东,19,14分)设数列{a n}的前n项和为S n.已知a1=1,=a n+1-n2-n-,n∈N*.(1)求a2的值;(2)求数列{a n}的通项公式;(3)证明:对一切正整数n,有++…+<.8.(2015浙江杭州一模,19)设数列{a n}的前n项和为S n,若S n+a n=n(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)求证:+++…+<2.9.(2015浙江宁波十校联考,19)已知数列{a n}满足a1=1,点(a n,a n+1)在直线y=2x+1上.数列{b n}满足b1=a1,b n=a n++…+(n≥2且n∈N*).(1)(i)求{a n}的通项公式;(ii)证明:=(n≥2且n∈N*);(2)求证:…<.A组基础题组1.D 由题意得=a5a1,即(a1+d)2=a1(a1+4d),可得d=2a1.又a6+a9=5a3+3,所以2a1+13d=5a1+10d+3,所以a1=1,d=2,所以S n=n2,=,易知<<,>>>…,所以=.2.D 因为a n-a n-1=n+2(n≥2),a1=5,所以a2014=(a2014-a2013)+(a2013-a2012)+…+(a2-a1)+a1=2016+2015+…+4+5=+5=1010×2013+5,所以a2014-5=1010×2013,故选D.3.D 由题意可知a,b是x2-px+q=0的两根,∴a+b=p>0,ab=q>0,故a,b均为正数.∵a,b,-2适当排序后成等比数列,∴-2是a,b的等比中项,得ab=4,∴q=4.又a,b,-2适当排序后成等差数列,所以-2是第一项或第三项,不妨设a<b,则-2,a,b成递增的等差数列,∴2a=b-2,联立得消去b得a2+a-2=0,得a=1或a=-2,又a>0,∴a=1,此时b=4,∴p=a+b=5,∴p+q=9,选D.4.答案4n-1;85解析根据题意可知,数列{an}为等差数列,数列{b n}为等比数列,所以a n=2n-1,b n=2n-1,所以==22n-2=4n-1,所以S4==×(44-1)=85.5.答案80;(x+1)16-1(x>0);(0,-1+)解析令an=f n(x),则a1=x 2+2x(x>0),a2=+2a1,a n+1=+2a n,所以a n+1+1=(a n+1)2,lg(a n+1+1)=lg(a n+1)2=2lg(a n+1),所以{lg(a n+1)}是以lg(a1+1)为首项,2为公比的等比数列,则lg(a n+1)=2n-1lg(a1+1),故a n+1=(a1+1=[(x+1)2=(x+1,a n=(x+1-1,即f n(x)=(x+1-1,所以f2(2)=80,f4(x)=(x+1-1=(x+1)16-1(x>0).由f4(x)<1,得(x+1)16<2,即-1-<x<-1+,又x>0,所以f4(x)<1的解集为(0,-1+).6.答案解析由BC=2得AB=a1=2⇒AA1=a2=⇒A1A2=a3=×=1,由此可归纳出{a n}是以a1=2为首项,为公比的等比数列,因此a7=a1×q6=2×=.7.答案 4解析设{an}的公差为d,{b n}的公比为q.根据已知可得解得或(舍去),故a n=2n,b n=4n-1,又2n=logα4n-1+β对每一个正整数n都成立,即n(logα4-2)+β-logα4=0,只需logα4-2=β-logα4=0,解得α=2,β=2,故αβ=22=4.8.解析(1)当n≥2时,a n=S n-S n-1,代入=a n,得2S n S n-1+S n-S n-1=0,由于S n≠0时,所以-=2.所以是首项为1,公差为2的等差数列,从而=1+(n-1)×2=2n-1,所以S n=.(2)证明:b n===,所以T n=++…+-=<.9.解析(1)设a n=a1q n-1,其中a1>0,0<q<1.因为a1+13,4a2,a3+9成等差数列,所以8a2=a1+13+a3+9,又S3=14,所以a1+a2+a3=14,所以a2=4,代入+a2+a2q=14,由0<q<1得q=.所以数列{a n}的通项公式为a n=4·=24-n.(7分)(2)b n=a n(n+2-λ)=(n+2-λ)·24-n,由b n>b n+1,得(n+2-λ)·24-n>(n+3-λ)·23-n,(13分)即λ<n+1,所以λ<(n+1)min=2.故λ<2.(15分)10.解析(1)由a 1a2a3…a n=(,b3-b2=6,知a3=(=8.又由a1=2,得公比q=2(q=-2舍去),所以数列{a n}的通项为a n=2n(n∈N*),所以,a1a2a3…a n==()n(n+1).故数列{b n}的通项为b n=n(n+1)(n∈N*).(2)(i)由(1)知c n=-=-(n∈N*),所以S n=-(n∈N*).(ii)因为c1=0,c2>0,c3>0,c4>0;当n≥5时,c n=,而-=>0,得≤<1,所以,当n≥5时,c n<0.综上,对任意n∈N*,恒有S4≥S n,故k=4.11.解析(1)∵数列{a n}是等差数列,∴S6=3(a1+a6)=3(a2+a5)=36,则a2+a5=12,由于a2=3,所以a5=9,从而d=2,a1=a2-d=1,∴a n=2n-1.(2)设数列{b n}的公比为q.∵b1+b2=3,b4+b5=24,∴=q3=8,则q=2.从而b1+b2=b1(1+q)=3b1=3,∴b1=1,b n=2n-1,∴a n·b n=(2n-1)·2n-1.∴T n=1×1+3×2+5×22+…+(2n-3)·2n-2+(2n-1)·2n-1,则2T n=1×2+3×22+5×23+…+(2n-3)·2n-1+(2n-1)·2n,两式相减,得(1-2)T n=1×1+2×2+2×22+…+2·2n-2+2·2n-1-(2n-1)·2n, 即-T n=1+2(21+22+…+2n-1)-(2n-1)·2n=1+2(2n-2)-(2n-1)·2n=(3-2n)·2n-3.∴T n=(2n-3)·2n+3.12.解析(1)由题意,当n=1时,a 1=S1=12+2×1=3;当n≥2时,a n=S n-S n-1=(n2+2n)-[(n-1)2+2(n-1)]=2n+1.当n=1时,a1=3也适合上式,所以a n=2n+1.设等比数列{b n}的公比为q,由题意知b n>0且q>0.由b4=2b2+b3得b2q2=2b2+b2q,整理得q2-q-2=0,即(q+1)(q-2)=0.解得q=2或q=-1(舍去).又b1=a1-1=2,故数列{b n}的通项公式为b n=b1q n-1=2×2n-1=2n.(2)证明:由已知及(1)得c n==.故T n=c1+c2+c3+…+c n=+++…++①,2T n=3++++…+②,②-①,得T n=3+++…+-=3+2-=3+2×-=3+2×-=5-.因为>0,所以T n<5.又c n=>0,所以T n≥T1=.综上,≤T n<5.13.解析(1)证明:由已知得a 1=S1=2-3a1,解得a1=,当n≥2时,由a n=S n-S n-1可得=×,所以数列是首项和公比均为的等比数列.(2)由(1)得=,于是2n·a n=n,T n=1+2+3+…+n=.所以=2,于是A n=2=,而=,所以问题转化为比较与的大小.设f(n)=,g(n)=,易知当n≥4时,f(n)≥f(4)=1,而g(n)<1,所以当n≥4时,f(n)>g(n).经验证当n=1,2,3时,仍有f(n)>g(n).因此对任意的正整数n,都有f(n)>g(n),即A n<.14.解析(1)由函数f(x)=b 1x2+b2x+b3的图象在y轴上的截距为-4,f(x)的最大值为a6-可得,b3=-4,=b3-b3=a6-,解得a6=.又因为f(a2+a8)=f(a3+a11),且函数f(x)的图象关于直线x=-对称,所以=-,所以-==2a6=1.设数列{b n}的公比为q,则q==-2,所以数列{b n}的通项公式为b n=b3q n-3=-4×(-2)n-3=-(-2)n-1.(2)因为a2=-,a6=,所以公差d==1,所以a n=a2+(n-2)d=,所以==2,所以数列的前n项和T n=++…+=2++…+=2--,令T n=-,则--=-,解得n=9.B组提升题组1.解析(1)当n≥2时,=+.令b n=,则数列{b n}是以b1=1为首项,为公差的等差数列,所以b n=,即=,∴a n=(3n-1)·2n-1.(2)c n=2a n-3·2n=(3n-1)·2n-3·2n=3n·2n-4·2n,∴T n=3(2×1+22×2+…+2n×n)-4(2+22+…+2n),记S n=2×1+22×2+…+2n×n,①则2S n=22×1+23×2+…+2n+1×n,②①-②得-S n=2×1+22+…+2n-2n+1×n=(1-n)·2n+1-2.∴S n=(n-1)·2n+1+2.故T n=3×[(n-1)·2n+1+2]-4×=(3n-7)·2n+1+14.2.解析(1)∵=,∴数列{a n}是首项为,公比为的等比数列,∴a n=.∵b n=3loa n-2,∴b n=3n-2.(2)由(1)知b n=3n-2,当n为偶数时,S n=b1b2-b2b3+b3b4-…+b n-1b n-b n b n+1=b2(b1-b3)+b4(b3-b5)+…+b n(b n-1-b n+1)=-6(b2+b4+…+b n)=-6·=-n(3n+2)≥tn2,即t≤-对n取任意正偶数都成立,所以t≤-6.3.解析(1)证明:由已知可得=,即=+1,即-=1,∴数列是首项为2,公差为1的等差数列.(2)由(1)知=2+(n-1)×1=n+1,∴a n=.(3)由(2)知b n=n·2n,S n=1·2+2·22+3·23+…+n·2n,①2S n=1·22+2·23+…+(n-1)·2n+n·2n+1,②①-②得-S n=2+22+23+…+2n-n·2n+1=-n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)·2n+1-2, ∴S n=(n-1)·2n+1+2.4.证明(1)∵S n=a n-n,∴a1=2.当n≥2时,S n-1=a n-1-(n-1),∴a n=a n-a n-1-1,即a n=3a n-1+2,∴a n+1=3(a n-1+1),又a1+1=2+1=3>0,∴a n+1≠0,∴=3,∴{a n+1}是以3为首项,3为公比的等比数列,∴a n=3n-1.(2)∵==-=-=-≥-,∴++…+≥-+-+…+-=-=->-.5.解析(1)∵-(n2+n-3)S n-3(n2+n)=0,∴令n=1,得+a1-6=0,解得a1=2或a1=-3.又a n>0,∴a1=2.(2)由-(n2+n-3)S n-3(n2+n)=0,得[S n-(n2+n)](S n+3)=0,又a n>0,所以S n+3≠0,所以S n=n2+n,所以当n≥2时,a n=S n-S n-1=n2+n-[(n-1)2+n-1]=2n,又由(1)知,a1=2,符合上式,所以a n=2n.(3)证明:由(2)知,=,所以++…+=++…+<+++…+=+++…+-=+<+×=.6.解析(1)∵S1=(a1-1)=a1,∴a1=t.当n≥2时,a n=S n-S n-1=(a n-a n-1),整理得a n=ta n-1,又∵a1=t≠0,∴a n≠0,∴{a n}是等比数列.∴a n=t·t n-1=t n(t为常数,且(t-1)t≠0).(5分)(2)证明:由(1)知,b n=3+(n≥2),若{b n}为等比数列,则有=b2b4,而b2=3+,b3=3+,b4=3+,代入解得t=,所以b n=3n(n≥2),又{b n}为等比数列,从而b1=3,所以b n=3n(n∈N*).(10分)所以c n=-=-.由<,>,得-<-,所以c n=->-,从而T n=c1+c2+…+c n>----…-=-++…+-=->-,即T n>-.(15分)7.解析(1)依题意,得2S 1=a2--1-,又S1=a1=1,所以a2=4.(2)当n≥2时,2S n=na n+1-n3-n2-n,2S n-1=(n-1)a n-(n-1)3-(n-1)2-(n-1),两式相减得2a n=na n+1-(n-1)a n-(3n2-3n+1)-(2n-1)-,整理得(n+1)a n=na n+1-n(n+1),即-=1,又-=1,故数列是首项为=1,公差为1的等差数列,所以=1+(n-1)×1=n,所以a n=n2.(3)证明:当n=1时,=1<;当n=2时,+=1+=<;当n≥3时,=<=-,此时++…+=1++++…+<1++++…+=1++-=-<.综上,对一切正整数n,有++…+<.8.解析(1)当n=1时,a 1+a1=1,解得a1=.由S n+a n=n①,得S n-1+a n-1=n-1(n≥2)②,①-②得a n+a n-a n-1=1(n≥2),∴a n-1=(a n-1-1)(n≥2),又a1-1=-,∴数列{a n-1}是等比数列,∴a n-1=-×,∴a n=1-.(2)证明:∵=≤,∴+++…+≤1+++…+==2<2.∴+++…+<2.9.解析(1)(i)因为点(a n,a n+1)在直线y=2x+1上, 所以a n+1=2a n+1,所以a n+1+1=2(a n+1),所以a n+1=2n-1(a1+1)=2n,所以a n=2n-1.(4分)(ii)证明:因为b n=a n(n≥2),所以=++…+(n≥2),则=++…++,所以=+=(n≥2),所以=(n≥2且n∈N*).(8分)(2)证明:b1=a1=1,b2=a2·=3,n≥2时,=.令T n=…,则T n=···…·=···…··b n+1=···…··b n+1=·=2·=2.(10分)又因为==<=2·=2(其中k=2,3,4,…,n),(13分)所以T n=++…++<1+2++…+-=1+2<1+=,所以T n<,即…<.(15分)。
2016年高考题全国Ⅰ卷文数题干+解析1.(2016·全国Ⅰ卷,文1)设集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},则A∩B等于( B )(A){1,3} (B){3,5} (C){5,7} (D){1,7}解析:集合A与集合B公共元素有3,5,故A∩B={3,5},选B.2.(2016·全国Ⅰ卷,文2)设(1+2i)(a+i)的实部与虚部相等,其中a为实数,则a等于( A )(A)-3 (B)-2 (C)2 (D)3解析:(1+2i)(a+i)=a-2+(1+2a)i,由已知,得a-2=1+2a,解得a=-3,选A.3.(2016·全国Ⅰ卷,文3)为美化环境,从红、黄、白、紫4种颜色的花中任选2种花种在一个花坛中,余下的2种花种在另一个花坛中,则红色和紫色的花不在同一花坛的概率是( C ) (A)错误!未找到引用源。
(B)错误!未找到引用源。
(C)错误!未找到引用源。
(D)错误!未找到引用源。
解析:将4种颜色的花中任选两种种在一个花坛中,余下2种种在另一个花坛,有6种种法,其中红色和紫色不在一个花坛的种数有4种,故概率为错误!未找到引用源。
,选C.4.(2016·全国Ⅰ卷,文4)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知a=错误!未找到引用源。
,c=2,cos A=错误!未找到引用源。
,则b等于( D )(A)错误!未找到引用源。
(B)错误!未找到引用源。
(C)2 (D)3解析:由余弦定理得5=b2+4-2×b×2×错误!未找到引用源。
,解得b=3(b=-错误!未找到引用源。
舍去),选D.5.(2016·全国Ⅰ卷,文5)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的错误!未找到引用源。
,则该椭圆的离心率为( B )(A)错误!未找到引用源。
(B)错误!未找到引用源。
(C)错误!未找到引用源。
§5.2等差数列及其前n项和A组基础题组1.(2015课标Ⅰ,7,5分)已知{a n}是公差为1的等差数列,S n为{a n}的前n项和.若S8=4S4,则a10=( )A. B. C.10 D.122.(2015浙江五校一联,2,5分)在等差数列{a n}中,a4=2-a3,则数列{a n}的前6项和为( )A.12B.3C.36D.63.(2016超级中学原创预测卷五,3,5分)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S10=12,则a5+a6=( )A. B.12 C.6 D.5.(2015浙江宁波十校联考,3)已知等差数列{a n}的公差为2,项数为偶数,所有奇数项的和为15,所有偶数项的和为25,则这个数列的项数为( )A.10B.20C.30D.406.(2015浙江测试卷,2,5分)设等差数列{a n}的前n项和为S n.若公差d<0,且|a7|=|a8|,则使S n>0的最大正整数n是( )A.12B.13C.14D.157.(2015金华十校高三模拟文,4,5分)设等差数列{a n}的前n项和为S n,且满足S19>0,S20<0,则使S n取得最大值的n为( )A.8B.9C.10D.118.(2015绍兴一中回头考,6,5分)设等差数列{a n}的前n项和为S n,且满足S15>0,S16<0,则,,…,中最大的项为( )A. B. C. D.9.(2015浙江杭州塘栖中学月考)已知S n为等差数列{a n}的前n项和,若S1=1,=4,则的值为( )A. B. C. D.410.(2015浙江,3,5分)已知{a n}是等差数列,公差d不为零,前n项和是S n.若a3,a4,a8成等比数列,则( )A.a1d>0,dS4>0B.a1d<0,dS4<0C.a1d>0,dS4<0D.a1d<0,dS4>011.(2016上海普陀调研测试,17,5分)设等差数列{a n}的前n项和为S n.在同一个坐标系中,a n=f(n)及S n=g(n)的部分图象如图所示(图中的三个点).根据图中所提供的信息,下列结论正确的是( )A.当n=3时,S n取得最大值B.当n=4时,S n取得最大值C.当n=3时,S n取得最小值D.当n=4时,S n取得最小值12.(2015安徽,13,5分)已知数列{a n}中,a1=1,a n=a n-1+(n≥2),则数列{a n}的前9项和等于.13.(2015浙江测试卷,10,6分)设等差数列{a n}的公差为6,且a4为a2和a3的等比中项.则a1= ,数列{a n}的前n项和S n= .14.(2015稽阳联考,10,6分)在等差数列{a n}中,若a4+a10=10,a6+a12=14,a k=13,则k= ;数列{a n}的前n项和S n= .15.(2015嘉兴一模,11,4分)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且a7=-2,S9=18,则S11= .16.(2015浙江萧山中学摸底测试)正项数列{a n}满足:a1=1,a2=2,2=+(n∈N*,n≥2),则a7= .17.(2015嘉兴测试一,12,6分)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a2+a4+a9=24,则S9= ;·的最大值为.18.(2015浙江五校一联,15,4分)设a1,a2,…,a n,…是按先后顺序排列的一列向量,若a1=(-2014,13),且a n-a n-1=(1,1),则其中模最小的一个向量的序号n= .19.(2014浙江,19,14分)已知等差数列{a n}的公差d>0.设{a n}的前n项和为S n,a1=1,S2·S3=36.(1)求d及S n;(2)求m,k(m,k∈N*)的值,使得a m+a m+1+a m+2+…+a m+k=65.20.(2016台州中学第三次月考文,17,15分)设各项均为正数的数列{a n}的前n项和为S n,满足4S n=-4n-1,n∈N*,且a1=1.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)证明:对一切正整数n,有++…+<.B组提升题组1.(2014课标Ⅱ,5,5分)等差数列{a n}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{a n}的前n项和S n=( )A.n(n+1)B.n(n-1)C. D.2.(2016超级中学原创预测卷八,6,5分)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若a n+a n+1+a n+2=18,S2n+1=54,则n的值为( )A.2B.3C.4D.63.(2016温州高三联考,6,5分)等差数列{a n}的前n项和为S n,其中n∈N*,则下列命题错误的是( )A.若a n>0,则S n>0B.若S n>0,则a n>0C.若a n>0,则{S n}是单调递增数列D.若{S n}是单调递增数列,则a n>04.(2015浙江杭州学军中学第五次月考,7)设等差数列{a n}满足<-1,且其前n项的和S n有最大值,则当数列{S n}的前n项的和取得最大值时,正整数n的值是( )A.12B.11C.23D.225.(2015浙江名校(衢州二中)交流卷二,4)等差数列{a n}中,a1>0,3a8=5a13,则前n项的和S n中最大的是( )A.S10B.S11C.S20D.S216.(2015浙江温州十校期中,7)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S6>S7>S5,则满足S n S n+1<0的正整数n的值为( )A.13B.12C.11D.107.(2015诸暨高中毕业班检测,5,5分)已知数列{a n}、{b n}都是公差为1的等差数列,b1是正整数,若a1+b1=10,则++…+=( )A.81B.99C.108D.1178.(2015杭州学军中学仿真考,11,6分)已知{a n}为等差数列,若a1+a5+a9=8π,则前9项的和S9= ,cos(a3+a7)的值为.9.(2015江苏淮安调研)在等差数列{a n}中,已知a2+a8=11,则3a3+a11的值为.10.(2015宁波高考模拟,12,6分)设S n为数列{a n}的前n项和,a1=1,a2=3,S k+2+S k-2S k+1=2对任意正整数k成立,则a n= ,S n= .11.(2015浙江镇海中学阶段测试,15,4分)已知数列{a n}满足:a1=,a n+1=1-,且a n≠0(n∈N*),则数列{a n}的通项为a n= .12.(2016宁波效实中学期中,11,6分)数列{a n}的前n项和S n=n2-6n,则a2= ,数列{|a n|}的前10项和|a1|+|a2|+…+|a10|= .13.(2015浙江名校(杭州二中)交流卷六,12)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,等差数列{b n}的前n项和为T n,若=,则= ;若S n+T n=an2+2n,且a7+b7=15,则实数a= .14.已知正项等比数列{a n}的前n项和为S n,若-1,S5,S10成等差数列,则S10-2S5= ,S15-S10的最小值为.15.(2016台州中学第三次月考,13,4分)设等差数列{a n}的前n项和为S n,且满足S2014>0,S2015<0,对任意正整数n,都有|a n|≥|a k|,则k的值为.16.(2013安徽,14,5分)如图,互不相同的点A1,A2,…,A n,…和B1,B2,…,B n,…分别在角O的两条边上,所有A n B n相互平行,且所有梯形A n B n B n+1A n+1的面积均相等.设OA n=a n.若a1=1,a2=2,则数列{a n}的通项公式是.17.(2014大纲全国,17,10分)数列{a n}满足a1=1,a2=2,a n+2=2a n+1-a n+2.(1)设b n=a n+1-a n,证明{b n}是等差数列;(2)求{a n}的通项公式.18.(2015浙江丽水一模,17)已知等差数列{a n},首项a1和公差d均为整数,其前n项和为S n.(1)若a1=1,且a2,a4,a9成等比数列,求公差d;(2)当n≠5时,恒有S n<S5,求a1的最小值.19.(2015浙江杭州七校联考,19)已知数列{a n}满足a n=3a n-1+3n-1(n∈N*,n≥2)且a3=95.(1)求a1,a2的值;(2)是否存在一个实数t,使得b n=(a n+t)(n∈N*)且{b n}为等差数列?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;(3)求数列{a n}的前n项和T n.A组基础题组1.B 由S8=4S4得8a1+×1=4×,解得a1=,∴a10=a1+9d=,故选B.2.D 由等差数列性质可知a3+a4=2=a1+a6,故S6==3(a1+a6)=6,故选D.3.A 由于S10==5(a5+a6)=12,所以a5+a6=,故选A.4.D S9-S6=a7+a8+a9=27,得a8=9,所以d==,a1=a3-2d=,故选D.5.A 设项数为2k,则由(a2+a4+…+a2k)-(a1+a3+…+a2k-1)=k×2=25-15,得k=5,故这个数列的项数为10.故选A.6.B 由d=a8-a7<0及|a7|=|a8|,得a8=-a7且a8<0,a7>0.则S13=×13=13a7>0,S15=×15=15a8<0,又S14=×14=7(a7+a8)=0,则使S n>0的最大正整数n是13.7.C 因为{a n}是等差数列,所以S19=19a10>0,S20=10(a10+a11)<0,则a10>0,a11<0,即(S n)max=S10,故选C.8.C因为S15>0,故15a8>0,即a8>0.因为S16<0,故<0,即a9<0,故该等差数列中a1>a2>…>a8>0>a9>…,0<S1<S2<…<S8>S9>…>S15>0,故,,…,中,最大项为,故选C.9.A 由=4得=3,即S4-S2=3S2,S4=4S2,由等差数列的性质可知S2,S4-S2,S6-S4成等差数列,得S6-S4=5S2,所以S6=9S2,所以=.10.B由=a3a8,得(a1+2d)(a1+7d)=(a1+3d)2,整理得d(5d+3a1)=0,又d≠0,∴a1=-d,则a1d=-d2<0,又∵S4=4a1+6d=-d,∴dS4=-d2<0,故选B.11.B 不妨记A(7,0.7),B(7,-0.8),C(8,-0.4),a n=f(n)是关于n的一次函数;S n=g(n)是关于n的二次函数且常数项为0.若A,C或B,C为a n=f(n)的图象上两点,计算可知S n=g(n)的图象不过第三点.若S n=g(n)的图象过B,C两点也不满足题意.若S n=g(n)的图象过A,C两点,即S7=0.7,S8=-0.4,则计算可知a1=1,d=-0.3,a n=1.3-0.3n,a7=-0.8,符合题意,且a4>0,a5<0,故选B.12.答案27解析由题意得{an}为等差数列,且公差d=,∵a1=1,∴S9=9×1+×=27.13.答案-14;3n2-17n解析依条件有(a1+6)(a1+12)=,得a1=-14,则S n=-14n+n(n-1)×6=3n2-17n.14.答案15;解析因为a4+a10=2a7=10,所以a7=5,同理得a9=7,所以a n=n-2,则a k=k-2=13,得k=15.a1=1-2=-1,所以S n===.15.答案0解析设等差数列的首项和公差分别为a1,d,则有解得d=-2,a1=10,故S11=11×10+×(-2)=0.16.答案解析因为2=+(n∈N*,n≥2),所以数列{}是以=1为首项,d=-=4-1=3为公差的等差数列,所以=1+3(n-1)=3n-2,所以a n=,所以a7==.17.答案72;64解析设等差数列的公差为d,则a2+a4+a9=3a1+12d=24,即a1+4d=8,所以S9=9a1+36d=9×8=72.==a1+d=8-4d+d,则=8-4d+d=8-,=8-4d+d=8+,·==64-≤64,当且仅当d=0时取等号,所以·的最大值为64.18.答案1001或1002解析因为故a n=(n-2015,n+12),故|a n|==.由二次函数性质可知当n==1001时,|a n|有最小值,又n∈N*,故n=1001或n=1002.19.解析(1)由题意知(2a 1+d)(3a1+3d)=36,将a1=1代入上式解得d=2或d=-5.因为d>0,所以d=2.从而a n=2n-1,S n=n2(n∈N*).(2)由(1)得a m+a m+1+a m+2+…+a m+k=(2m+k-1)(k+1),所以(2m+k-1)(k+1)=65.由m,k∈N*知2m+k-1≥k+1>1,故所以20.解析(1)由a1=1,a n>0,4S n=-4n-1,n∈N *,得a2=3.当n≥2时,4S n-1=-4(n-1)-1,则4a n=4S n-4S n-1=--4,=+4a n+4=(a n+2)2,∵a n>0,∴a n+1=a n+2,∴当n≥2时,{a n}是公差d=2的等差数列. ∴{a n}是首项a1=1,公差d=2的等差数列.∴数列{a n}的通项公式为a n=2n-1.(2)证明:++…+=+++…+=·+++…+-=·<.B组提升题组1.A ∵a2,a4,a8成等比数列,∴=a2·a8,即(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d),将d=2代入上式,解得a1=2,∴S n=2n+=n(n+1),故选A.2.C设{a n}的公差为d,由已知可得a1+(n-1)d+a1+nd+a1+(n+1)d=18,可得a1+nd=6,又S2n+1==54,即=54,得2n+1=9,故n=4,选C.3.D 易判断A、B、C均正确.D中,可取a1<0,公差d>0.4.D ∵等差数列{a n}前n项的和S n有最大值,∴{a n}的公差是负数.∵<-1,∴a12<0,∴a11>-a12,即a11+a12>0,∴S22==>0,S23==23a12<0.∴前22项的和最大.故选D.5.C 设{a n}的公差为d,3a8=5a13⇒3(a1+7d)=5(a1+12d)⇒d=-a1,又a1>0,所以d<0.所以{a n}是单调递减数列.由a n=a1+(n-1)= a1>0⇒n≤20.由此可得当n=20时,S n最大.故选C.6.B 由S6>S7>S5,得a7=S7-S6<0,a6=S6-S5>0,a6+a7=S7-S5>0.从而有S13=×13=13a7<0,S11=×11=11a6>0,S12=×12=6(a6+a7)>0,所以n≤12时,S n>0;n≥13时,S n<0,故S12S13<0,故选B.7.D设{a n}的公差为d1,{b n}的公差为d2.因为a n=a1+(n-1)×d1=a1+n-1,b n=b1+(n-1)×d2=b1+n-1,所以-=a1+b n-1-(a1+b n-1-1)=b n-b n-1=1,所以{}是以a1+b1-1=9为首项,公差为1的等差数列,所以++…+=9×9+×1=117,故选D.8.答案24π;-解析因为{an}是等差数列,所以a1+a5+a9=3a5=8π,所以a5=π,所以S9===9×π=24π,cos(a3+a7)=cos2a5=cosπ=cosπ=-.9.答案22解析由等差数列的性质知3a3+a11=2a3+a3+a11=2a3+2a7=2(a2+a8)=22.10.答案2n-1;n2解析因为Sk+2+S k-2S k+1=2,所以a k+2-a k+1=2,又a2-a1=2,故数列{a n}为等差数列.又a1=1,故a n=2n-1,故S n==n2.11.答案解析∵an+1=1-=,且a n≠0,∴-=1,故数列是首项为4,公差为1的等差数列.则=4+(n-1)×1=n+3,即a n=.12.答案-3;58解析 a2=S 2-S 1=-3.由S n =n 2-6n 可得a n =2n-7,所以a 1<a 2<a 3<0<a 4<…<a 10,所以|a 1|+|a 2|+…+|a 10|=S 10-2S 3=58. 13.答案 ;1解析 ====;a7+b 7=S 7+T 7-(S 6+T 6)=72a+2×7-(62a+2×6)=13a+2=15⇒a=1. 14.答案 1;4解析 由题意知2S5=-1+S 10,所以S 10-2S 5=1,由{a n }为等比数列可知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,所以(S 10-S 5)2=S 5(S 15-S 10),S 15-S 10===+S 5+2≥4,当且仅当S 5=1时,等号成立. 15.答案 1008解析 因为S2014>0,所以a 1+a 2014=a 1007+a 1008>0.因为S 2015<0,所以a 1+a 2015=2a 1008<0,因此d<0,且a 1>a 2>…>a 1007>0>a 1008>a 1009>…,显然|a 1009|>|a 1008|,|a 1007|>|a 1008|,所以k=1008. 16.答案 a n =解析 记△OA1B 1的面积为S,则△OA 2B 2的面积为4S. 从而四边形A n B n B n+1A n+1的面积均为3S. 可得△OA n B n 的面积为S+3(n-1)S=(3n-2)S. ∴=3n-2,即a n =.17.解析 (1)证明:由a n+2=2a n+1-a n +2得, a n+2-a n+1=a n+1-a n +2,即b n+1=b n +2. 又b 1=a 2-a 1=1.所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.(5分) (2)由(1)得b n =1+2(n-1),即a n+1-a n =2n-1.(8分) 于是所以a n+1-a 1=n 2,即a n+1=n 2+a 1.又a 1=1,所以{a n }的通项公式为a n =n 2-2n+2.(10分) 18.解析 (1)由题意得=a 2·a 9, 所以(1+3d)2=(1+d)·(1+8d),(4分) 解得d=0或d=3.(6分) (2)∵当n ≠5时,S n <S 5恒成立, ∴S 5最大且d<0,由⇒ ∴⇒-4d<a 1<-5d.(10分) 又∵a 1,d ∈Z,d<0,∴当d=-1时,4<a 1<5,此时a 1不存在;(12分) 当d=-2时,8<a 1<10,则a 1=9;当d=-3时,12<a 1<15,则a 1=13或a 1=14; ……易知当d ≤-3时,a 1>9.(14分) 综上,a 1的最小值为9.(15分) 19.解析 (1)当n=2时,a 2=3a 1+8. 当n=3时,a 3=3a 2+26=95, ∴a 2=23,∴23=3a 1+8,∴a 1=5.(2)存在.当n≥2时,b n-b n-1=(a n+t)-(a n-1+t)=(a n+t-3a n-1-3t)=(3n-1-2t)=1-.要使{b n}为等差数列,则必须使1+2t=0,解得t=-,∴存在t=-,使得{b n}为等差数列.(3)因为当t=-时,{b n}为等差数列,且b n-b n-1=1(n≥2),b1=, 所以b n=+(n-1)×1=n+,所以a n=·3n+=n·3n+×3n+,所以a1=1×3+×3+,a2=2×32+×32+,a3=3×33+×33+,……所以T n=+=.。
1.已知等差数列{}n a 前9项的和为27,108a =,则100a =( ) A .100 B .99 C .98 D .972.公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg2≈0.30)A .2018年B .2019年C .2020年D .2021年3.设{}n a 是首项为正数的等比数列,公比为q ,则“0q <”是“对任意的正整数n ,2120n n a a -+<”的( )A .充要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件 4.无穷等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和为n S ,且lim n n S S →∞=,下列条件中,使得2n S S<(*n N ∈)恒成立的是( ) A .10a >, 0.60.7q << B .10a <, 0.70.6q -<<- C .10a >,0.70.8q <<D .10a <,0.80.7q -<<-5.“规范01数列”{}n a 如下:{}n a 共有2m 项,其中m 项为0,m 项为1,且对任意2k m ≤,12,,,k a a a 中0的个数不少于1的个数.若4m =,则不同的“规范01数列”共有( ) A .18个B .16个C .14个D .12个6.点列{}n A ,{}n B 分别在某锐角的两边上,且112||||n n n n A A A A +++=,2n n A A +≠,n N *∈,112||||n n n n B B B B +++=,2n n B B +≠,n N *∈.(P Q ≠表示点P 与Q 不重合)若n n n d A B =,n S 为1n n n A B B +∆的面积,则( )A .{}n S 是等差数列B .{}2n S 是等差数列C .{}n d 是等差数列D .{}2n d 是等差数列7.已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6=S _______.8.已知{}n a 是等差数列,{}n S 是其前n 项和,若2123a a +=-,5=10S ,则9a 的值是 .9.数列{}n a 的前n 项和为n S ,若24S =,121n n a S +=+,n N *∈,则1a = ,5S = . 10.设等比数列{}n a 满足1310a a +=,245a a +=,则12n a a a ⋅⋅⋅的最大值为 . 11.数列{}n a 由k 个不同的数组成,n S 为{}n a 的前n 项和,若对任意的n N *∈,{2,3}n S ∈,则k 的最大值为 .4 三、解答题:12.(2016年高考新课标Ⅱ卷)n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且1=1a ,728S =.记[]=lg n n b a ,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[][]0.9=0lg99=1,.(1)求111101b b b ,,;(2)求数列{}n b 的前1 000项和.13.(2016年高考新课标Ⅲ卷)已知数列{}n a 的前n 项和1n n S a λ=+,其中0λ≠. (1)证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式; (2)若53132S = ,求λ.14.(2016年高考山东卷)已知数列{}n a 的前n 项和238n S n n =+,{}n b 是等差数列,且1.n n n a b b +=+(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)令1(1)(2)n n n nn a c b ++=+,求数列{}n c 的前n 项和n T .15.(2016年高考四川理)已知数列{n a }的首项为1,n S 为数列{}n a 的前n 项和,11n n S qS +=+,其中0q >,*n N ∈.(1)若22a ,3a ,22a +成等差数列,求{}n a 的通项公式;(2)设双曲线2221ny x a -=的离心率为n e ,且253e =,证明:121433n n n n e e e --++⋅⋅⋅+>16.(2016年高考天津理)已知{}n a 是各项均为正数的等差数列,公差为d ,对任意的n N *∈,n b 是n a 和1n a +的等差中项.(1)设221n n n c b b +=-,*n N ∈,求证:{}n c 是等差数列; (2)设 1a d =,()2211nnn n k T b ==-∑,*n N ∈,求证:2111.2nk kT d =<∑17.(2016年高考浙江卷理)数列{}n a 满足112n n a a +-≤,*n N ∈. (1)证明:()1122n n a a -≥-,*n N ∈;(2)若32nn a ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,*n N ∈,证明:2n a ≤,*n N ∈.答案:一、选择题:C B C ;B C A二、填空题:6、20.、1与121、64、4 三、解答题:12.答:(Ⅰ)10b =,111b =, 1012b =;(Ⅱ)1893. 13.答:(Ⅰ)1)1(11---=n n a λλλ;(Ⅱ)1λ=-. 14.答:(Ⅰ)13+=n b n ;(Ⅱ)223+⋅=n n n T . 15.答:(Ⅰ)1=n n a q -;(Ⅱ)详见解析. 16.答:(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)详见解析 17.答:(I )证明见解析;(II )证明见解析.。
专题五 数 列1.(2012·高考北京卷)已知{a n }为等比数列,下面结论中正确的是( ) A .a 1+a 3≥2a 2B .a 21+a 23≥2a 22C .若a 1=a 3,则a 1=a 2D .若a 3>a 1,则a 4>a 22.(2012·高考福建卷)数列{a n }的通项公式a n =n cos n π2,其前n 项和为S n ,则S 2012等于( )A .1006B .2012C .503D .0 3.(2012·高考湖北卷)定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数f (x ),如果对于任意给定的等比数列{a n },{f (a n )}仍是等比数列,则称f (x )为“保等比数列函数”.现有定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的如下函数:①f (x )=x 2;②f (x )=2x ;③f (x )=|x |;④f (x )=ln|x |.则其中是“保等比数列函数”的f (x )的序号为( ) A .①② B .③④ C .①③ D .②④ 4.(2012·高考大纲全国卷)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( )A. 2n -1B. ⎝⎛⎭⎫32n -1C. ⎝⎛⎭⎫23n -1D. 12n -15.(2012·高考湖南卷)对于n ∈N *,将n 表示为n =a k ×2k +a k -1×2k -1+…+a 1×21+a 0×20,当i =k 时,a i =1,当0≤i ≤k -1时,a i 为0或1,定义b n 如下:在n 的上述表示中,当a 0,a 1,a 2,…,a k 中等于1的个数为奇数时,b n =1;否则b n =0.(1)b 2+b 4+b 6+b 8=________;(2)记c m 为数列{b n }中第m 个为0的项与第m +1个为0的项之间的项数,则c m 的最大值是________.6.(2012·高考辽宁卷)已知等比数列{a n }为递增数列,若a 1>0,且2(a n +a n +2)=5a n +1,则数列{a n }的公比q =________.7.(2012·高考江西卷)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比不为1.若a 1=1,且对任意的n ∈N +都有a n +2+a n +1-2a n =0,则S 5=__________.8.(2012·高考上海卷)已知f (x )=11+x,各项均为正数的数列{a n }满足a 1=1,a n +2=f (a n ).若a 2010=a 2012,则a 20+a 11的值是________.9.(2012·高考江苏卷)已知各项均为正数的两个数列{a n }和{b n }满足:a n +1=a n +b na 2n +b 2n,n∈N *.(1)设b n +1=1+b n a n ,n ∈N *,求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝⎛⎭⎫b n a n 2是等差数列;(2)设b n +1=2·b na n,n ∈N *,且{a n }是等比数列,求a 1和b 1的值.10.(2012·高考浙江卷)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n 2+n ,n ∈N *,数列{b n }满足a n =4log 2b n +3,n ∈N *.(Ⅰ)求a n ,b n ;(Ⅱ)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .11.(2012·高考安徽卷)设函数f (x )=x2+sin x 的所有正的极小值点从小到大排成的数列为{x n }.(Ⅰ)求数列{x n }的通项公式;(Ⅱ)设{x n }的前n 项和为S n ,求sin S n .12.(2012·高考陕西卷)已知等比数列{a n }的公比为q =-12.(Ⅰ)若a 3=14,求数列{a n }的前n 项和;(Ⅱ)证明:对任意k ∈N +,a k ,a k +2,a k +1成等差数列.13.(2012·高考上海卷)对于项数为m 的有穷数列{a n },记b k =max{a 1,a 2,…,a k }(k =1,2,…,m ),即b k 为a 1,a 2,…,a k 中的最大值,并称数列{b n }是{a n }的控制数列.如1,3,2,5,5的控制数列是1,3,3,5,5.(1)若各项均为正整数的数列{a n }的控制数列为2,3,4,5,5,写出所有的{a n };(2)设{b n }是{a n }的控制数列,满足a k +b m -k +1=C (C 为常数,k =1,2,…,m ).求证:b k =a k (k =1,2,…,m );(3)设m =100,常数a ∈⎝⎛⎭⎫12,1.若a n =an 2-(-1)n (n +1)2n ,{b n }是{a n }的控制数列,求(b 1-a 1)+(b 2-a 2)+…+(b 100-a 100).专题五 数 列1.B 法一(比差法):设{a n }公比为q ≠0.则a 21+a 23-2a 22=a 21+(a 1q 2)2-2(a 1q )2=a 21(q 2-1)2≥0,∴a 21+a 23≥2a 22.法二(基本不等式法):∵a 21+a 23≥2a 1a 3=2a 22,当且仅当a 1=a 3时取“=”号.2.A S 2012=cos π2+2cos π+3cos 3π2+4cos2π+…+2012cos1006π=(0-2+0+4)+(0-6+0+8)+…+(0-2010+0+2012)=503×2 =1006.3.C ∵{a n }为等比数列,公比为q ,若f (x )=x 2,则f (a n )=a 2n ,f (a n +1)=a 2n +1, ∴f (a n +1)f (a n )=a 2n +1a 2n =q 2.若f (x )=(x ),则f (a n )=|a n |;f (a n +1)f (a n )=|a n +1||a n |=|q |.故①、③适合.4.B 由S n =2a n +1=2(S n +1-S n ).∴S n +1S n =32∴{S n }组成以S 1=a 1=1为首项,以32为公比的等比数列,∴S n =(32)n -1.5.(1)3 (2)2 (1)n =2时,2=1×21+0·20,a 1=1,a 0=0,∴b 2=1; n =4时,4=1×22+0×21+0×20,∴b 4=1; n =6时,6=1×22+1×21+0×20,∴b 6=0;n =8时,8=1×23+0×22+0×21+0×20,∴b 8=1. 故填3.(2)n =1时,1=1×20,∴b 1=1;n =9时,9=1×23+0×22+0×21+1·20,∴b 9=0; n =10时,10=1×23+0×22+1×21+0·20,∴b 10=0; n =11时,11=1×23+0×22+1×21+1·20,∴b 11=1; n =12时,12=1×23+1×22+0×21+0·20,∴b 12=0; n =13时,13=1×23+1×22+0×21+1·20,∴b 13=1; n =14时,14=1×23+1×22+1×21+0·20,∴b 14=1; …归纳得:c m 的最大值为2.6.2 由已知2(a 1q n -1+a 1q n +1)=5a 1q n , ∴2(1+q 2)=5q ,∴2q 2-5q +2=0,∴q =2或q =12,又∵{a n }递增,∴q =2.7.11 ∀n ∈N +,都有a n +1+a n +2=2a n .∴a 1·q n +a 1q n +1=2a 1q n -1,∴q +q 2=2. ∴q 2+q -2=0,∴q =1(舍去)或q =-2.∴S 5=1-(-2)51+2=11.8.135+326 ∵a 1=1,a n +2=f (a n )=11+a n .∴a 3=12,a 5=23,a 7=35,a 9=58,a 11=813.又a n >0,a 2010=a 2012=11+a 2010,∴a 22010+a 2010-1=0,∴a 2010=-1+52,同理:a 2010=a 2008=…=a 20=-1+52, ∴a 20+a 11=-1+52+813=3+13526.9.解:(1)由题设知a n +1=a n +b na 2n +b 2n=1+b n a n 1+⎝⎛⎭⎫b n a n2=b n +11+⎝⎛⎭⎫b n a n2,所以b n +1a n +1=1+⎝⎛⎭⎫b n a n 2,从而⎝ ⎛⎭⎪⎫b n +1a n +12-⎝⎛⎭⎫b n a n 2=1(n ∈N *), 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝⎛⎭⎫b n a n 2是以1为公差的等差数列.(2)因为a n >0,b n >0,所以(a n +b n )22≤a 2n +b 2n <(a n +b n )2,从而1<a n +1=a n +b na 2n +b 2n≤ 2.(*)设等比数列{a n }的公比为q ,由a n >0知q >0.下证q =1.若q >1,则a 1=a 2q <a 2≤2,故当n >log q 2a 1时,a n +1=a 1q n >2,与(*)矛盾;若0<q <1,则a 1=a 2q>a 2>1,故当n >log q 1a 1时,a n +1=a 1q n <1,与(*)矛盾.综上,q =1,故a n =a 1(n ∈N *),所以1<a 1≤ 2.又b n +1=2·b n a n =2a 1·b n (n ∈N *),所以{b n }是公比为2a 1的等比数列.若a 1≠2,则2a 1>1,于是b 1<b 2<b 3.又由a 1=a 1+b n a 21+b 2n得b n =a 1±a 212-a 21a 21-1,所以b 1,b 2,b 3中至少有两项相同,矛盾.所以a 1=2,从而b n =a 1±a 212-a 21a 21-1= 2.所以a 1=b 1= 2.10.解:(Ⅰ)由S n =2n 2+n ,得 当n =1时, a 1=S 1=3; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4n -1. 所以a n =4n -1,n ∈N *.由4n -1=a n =4log 2b n +3,得b n =2n -1,n ∈N *. (Ⅱ)由(Ⅰ)知a nb n =(4n -1)·2n -1,n ∈N *.所以T n =3+7×2+11×22+…+(4n -1)·2n -1.2T n =3×2+7×22+…+(4n -5)·2n -1+(4n -1)·2n . 所以2T n -T n =(4n -1)2n -[3+4(2+22+…+2n -1)] =(4n -5)2n +5.故T n =(4n -5)2n +5,n ∈N *.11.解:(Ⅰ)因为f ′(x )=12+cos x =0,cos x =-12,解得x =2k π±23π(k ∈Z ).由x n 是f (x )的第n 个正极小值点知,x n =2n π-23π(n ∈N *).(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,S n =2π(1+2+…+n )-23n π=n (n +1)π-2n π3,所以sin S n =sin(n (n +1)π-2n π3).因为n (n +1)表示两个连续正整数的乘积,n (n +1)一定为偶数.所以sin S n =-sin(2n π3).当n =3m -2(m ∈N *)时,sin S n =-sin(2m π-43π)=-32;当n =3m -1(m ∈N *)时,sin S n =-sin(2m π-23π)=32;当n =3m (m ∈N *)时,sin S n =-sin2m π=0.综上所述,sin S n=⎩⎨⎧-32,n =3m -2(m ∈N *)32,n =3m -1(m ∈N *)0,n =3m (m ∈N *).12.解:(Ⅰ)由a 3=a 1q 2=14及q =-12,得a 1=1,所以数列{a n }的前n 项和S n =1×[1-(-12)n ]1-(-12)=2+(-12)n -13.(Ⅱ)证明:对任意k ∈N +,2a k +2-(a k +a k +1)=2a 1q k +1-(a 1q k -1+a 1q k )=a 1q k -1(2q 2-q -1),由q =-12得2q 2-q -1=0,故2a k +2-(a k +a k +1)=0,即2a k +2=a k +a k +1,所以,对任意k ∈N +,a k ,a k +2,a k +1成等差数列.13.解:(1)数列{a n }为:2,3,4,5,1;2,3,4,5,2;2,3,4,5,3;2,3,4,5,4;2,3,4,5,5.(2)因为b k =max{a 1,a 2,…,a k },b k +1=max{a 1,a 2,…,a k ,a k +1},所以b k +1≥b k . 因为a k +b m -k +1=C ,a k +1+b m -k =C ,所以a k +1-a k =b m -k +1-b m -k ≥0,即a k +1≥a k . 因此,b k =a k .(3)对k =1,2, (25)a 4k -3=a (4k -3)2+(4k -3); a 4k -2=a (4k -2)2+(4k -2); a 4k -1=a (4k -1)2-(4k -1); a 4k =a (4k )2-(4k ).比较大小,可得a 4k -2>a 4k -3.因为12<a <1,所以a 4k -1-a 4k -2=(a -1)(8k -3)<0,即a 4k -2>a 4k -1;a 4k -a 4k -2=2(2a -1)(4k -1)>0,即a 4k >a 4k -2. ∴a 4k >a 4k -1,从而b 4k -3=a 4k -3,b 4k -2=a 4k -2,b 4k -1=a 4k -2,b 4k =a 4k . 因此(b 1-a 1)+(b 2-a 2)+…+(b 100-a 100) =(a 2-a 3)+(a 6-a 7)+…+(a 98-a 99) =∑k =125(a 4k -2-a 4k -1)=(1-a ) ∑k =125(8k -3)=2525(1-a ).。
.【2015高考北京,理6】设{}n a 是等差数列. 下列结论中正确的是( ) A .若120a a +>,则230a a +> B .若130a a +<,则120a a +< C .若120a a <<,则213a a a > D .若10a <,则()()21230a a a a --> 【答案】C【2015高考新课标2,理16】设n S 是数列{}n a 的前n 项和,且11a =-,11n n n a S S ++=,则n S =________. 【答案】1n-【2013课标全国Ⅱ,理16】等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为__________. 【答案】:-49【2015高考四川,理16】设数列{}n a 的前n 项和12n n S a a =-,且123,1,a a a +成等差数列. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)记数列1{}na 的前n 项和n T ,求得1|1|1000n T -<成立的n 的最小值. 【答案】(1)2n n a =;(2)10.【解析】(1)由已知12n n S a a =-,有1122(1)n n n n n a S S a a n --=-=->, 即12(1)n n a a n -=>. 从而21312,4a a a a ==.又因为123,1,a a a +成等差数列,即1322(1)a a a +=+. 所以11142(21)a a a +=+,解得12a =.所以,数列{}n a 是首项为2,公比为2的等比数列. 故2n n a =. (2)由(1)得112n n a =. 所以2311[1()]1111122112222212n n n nT -=++++==--. 由1|1|1000n T -<,得11|11|21000n --<,即21000n>. 因为9102512100010242=<<=,所以10n ≥.18.【2015高考湖北,理18】设等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 的公比为q .已知11b a =,22b =,q d =,10100S =. (Ⅰ)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (Ⅱ)当1d >时,记nn na cb =,求数列{}n c 的前n 项和n T . 【答案】(Ⅰ)121,2.n n n a n b -=-⎧⎪⎨=⎪⎩或11(279),929().9n n n a n b -⎧=+⎪⎪⎨⎪=⋅⎪⎩;(Ⅱ)12362n n -+-. 2345113579212222222n n n T -=++++++. ② ①-②可得221111212323222222n n n nn n T --+=++++-=-, 故n T 12362n n -+=-. 综上所述,当1x 时, ()()n n f x g x ;当1x ≠时()()n n f x g x【2015高考新课标1,理17】n S 为数列{n a }的前n 项和.已知n a >0,2n n a a +=43n S +.(Ⅰ)求{n a }的通项公式; (Ⅱ)设11n n n b a a +=,求数列{n b }的前n 项和. 【答案】(Ⅰ)21n +(Ⅱ)11646n -+ (Ⅱ)由(Ⅰ)知,n b =1111()(21)(23)22123n n n n =-++++,所以数列{n b }前n 项和为12n b b b +++=1111111[()()()]235572123n n -+-++-++ =11646n -+.【2011新课标,理17】等比数列{}n a 的各项均为正数,且12231a a +=,23239a a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设3132333log log log log n n b a a a a =++++,求数列1{}nb 的前n 项和.。