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- 2021-06-10 发布
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专题08 数列
1.【2020年高考全国II卷理数】北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)
A.3699块 B.3474块 C.3402块 D.3339块
【答案】C
【解析】设第n环天石心块数为,第一层共有n环,
则是以9为首项,9为公差的等差数列,,
设为的前n项和,则第一层、第二层、第三层的块数分
别为,因为下层比中层多729块,
所以,
即
即,解得,
所以.
故选:C
【点晴】本题主要考查等差数列前n项和有关的计算问题,考查学生数学运算能力,是一道容易题.
2.【2020年高考北京】在等差数列中,,.记,则数列A.有最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项
C.无最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
【答案】B
【解析】由题意可知,等差数列的公差,
则其通项公式为:,
注意到,
且由可知,
由可知数列不存在最小项,
由于,
故数列中的正项只有有限项:,.
故数列中存在最大项,且最大项为.
故选:B.
【点睛】本题主要考查等差数列的通项公式,等差数列中项的符号问题,分类讨论的数学思想等知识,属于中等题.
3.【2020年高考浙江】已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差,且.记,,,下列等式不可能成立的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于A,因为数列为等差数列,所以根据等差数列的下标和性质,由可得,,A正确;
对于B,由题意可知,,,
∴,,,.
∴,.
根据等差数列的下标和性质,由可得,B正确;
对于C,,
当时,,C正确;
对于D,,,
.
当时,,∴即;
当时,,∴即,所以,D不正确.
故选:D.
【点睛】本题主要考查等差数列的性质应用,属于基础题.
4.【2020年高考浙江】我国古代数学家杨辉,朱世杰等研究过高阶等差数列的求和问题,如数列就是二阶等差数列.数列的前3项和是_______.
【答案】
【解析】因为,所以.
即.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查利用数列的通项公式写出数列中的项并求和,属于容易题.
5.【2020年高考江苏】设{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列.已知数列{an+bn}的前n项和,则d+q的值是 ▲ .
【答案】
【解析】设等差数列的公差为,等比数列的公比为,根据题意.
等差数列的前项和公式为,
等比数列的前项和公式为,
依题意,即,
通过对比系数可知,故.
故答案为:.
【点睛】本小题主要考查等差数列和等比数列的前项和公式,属于中档题.
6.【2020年高考山东】将数列{2n–1}与{3n–2}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为________.
【答案】
【解析】因为数列是以1为首项,以2为公差的等差数列,
数列是以1首项,以3为公差的等差数列,
所以这两个数列的公共项所构成的新数列是以1为首项,以6为公差的等差数列,
所以的前项和为,
故答案为:.
【点睛】该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有两个等差数列的公共项构成新数列的特征,等差数列求和公式,属于简单题目.
7.【2020年高考全国Ⅰ卷理数】
设是公比不为1的等比数列,为,的等差中项.
(1)求的公比;
(2)若,求数列的前项和.
【解析】(1)设的公比为,由题设得 即.
所以 解得(舍去),.
故的公比为.
(2)设为的前n项和.由(1)及题设可得,.所以
,
.
可得
所以.
8.【2020年高考全国III卷理数】设数列{an}满足a1=3,.
(1)计算a2,a3,猜想{an}的通项公式并加以证明;
(2)求数列{2nan}的前n项和Sn.
【解析】(1) 猜想 由已知可得
,
,
……
.
因为,所以
(2)由(1)得,所以
. ①
从而
.②
得
,
所以
9.【2020年高考江苏】已知数列的首项a1=1,前n项和为Sn.设λ与k是常数,若对一切正整数n,均有成立,则称此数列为“λ~k”数列.
(1)若等差数列是“λ~1”数列,求λ的值;
(2)若数列是“”数列,且,求数列的通项公式;
(3)对于给定的λ,是否存在三个不同的数列为“λ~3”数列,且?若存在,求λ的取值范围;若不存在,说明理由.
【解析】(1)因为等差数列是“λ~1”数列,则,即,
也即,此式对一切正整数n均成立.
若,则恒成立,故,而,
这与是等差数列矛盾.
所以.(此时,任意首项为1的等差数列都是“1~1”数列)
(2)因为数列是“”数列,
所以,即.
因为,所以,则.
令,则,即.
解得,即,也即,
所以数列是公比为4的等比数列.
因为,所以.则
(3)设各项非负的数列为“”数列,
则,即.
因为,而,所以,则.
令,则,即.(*)
①若或,则(*)只有一解为,即符合条件的数列只有一个.
(此数列为1,0,0,0,…)
②若,则(*)化为,
因为,所以,则(*)只有一解为,
即符合条件的数列只有一个.(此数列为1,0,0,0,…)
③若,则的两根分别在(0,1)与(1,+∞)内,
则方程(*)有两个大于或等于1的解:其中一个为1,另一个大于1(记此解为t).
所以或.
由于数列从任何一项求其后一项均有两种不同结果,所以这样的数列有无数多个,则对应的有无数多个.
综上所述,能存在三个各项非负的数列为“”数列,的取值范围是
.
10.【2020年高考山东】
已知公比大于的等比数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间中的项的个数,求数列的前项和.
【解析】(1)设的公比为.由题设得,.
解得(舍去),.由题设得.
所以的通项公式为.
(2)由题设及(1)知,且当时,.
所以
.
11.【2020年高考天津】
已知为等差数列,为等比数列,.
(Ⅰ)求和的通项公式;
(Ⅱ)记的前项和为,求证:;
(Ⅲ)对任意的正整数,设求数列的前项和.
【解析】(Ⅰ)设等差数列的公差为,等比数列的公比为.由,,可得,从而的通项公式为.由,又,可得,解得,从而的通项公式为.
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可得,故,,从而,所以.
(Ⅲ)解:当为奇数时,;当为偶数时,.
对任意的正整数,有,
和. ①
由①得. ②
由①②得,从而得.
因此,.
所以,数列的前项和为.
12.【2020年高考浙江】已知数列{an},{bn},{cn}满足.
(Ⅰ)若{bn}为等比数列,公比,且,求q的值及数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若{bn}为等差数列,公差,证明:.
【解析】(Ⅰ)由得,解得.
由得.
由得.
(Ⅱ)由得,
所以,
由,得,因此.
13.【2020年高考北京】已知是无穷数列.给出两个性质:
①对于中任意两项,在中都存在一项,使;
②对于中任意项,在中都存在两项.使得.
(Ⅰ)若,判断数列是否满足性质①,说明理由;
(Ⅱ)若,判断数列是否同时满足性质①和性质②,说明理由;
(Ⅲ)若是递增数列,且同时满足性质①和性质②,证明:为等比数列.
【解析】
(Ⅰ)不具有性质①;
(Ⅱ)具有性质①;
具有性质②;
(Ⅲ)【解法一】
首先,证明数列中的项数同号,不妨设恒为正数:
显然,假设数列中存在负项,设,
第一种情况:若,即,
由①可知:存在,满足,存在,满足,
由可知,从而,与数列的单调性矛盾,假设不成立.
第二种情况:若,由①知存在实数,满足,由的定义可知:,
另一方面,,由数列单调性可知:,
这与的定义矛盾,假设不成立.
同理可证得数列中的项数恒为负数.
综上可得,数列中的项数同号.
其次,证明:
利用性质②:取,此时,
由数列的单调性可知,
而,故,
此时必有,即,
最后,用数学归纳法证明数列为等比数列:
假设数列的前项成等比数列,不妨设,
其中,(情况类似)
由①可得:存在整数,满足,且 (*)
由②得:存在,满足:,由数列的单调性可知:,
由可得: (**)
由(**)和(*)式可得:,
结合数列的单调性有:,
注意到均为整数,故,
代入(**)式,从而.
总上可得,数列的通项公式为:.
即数列为等比数列.
【解法二】假设数列中的项数均为正数:
首先利用性质②:取,此时,
由数列的单调性可知,
而,故,
此时必有,即,
即成等比数列,不妨设,
然后利用性质①:取,则,
即数列中必然存在一项的值为,下面我们来证明,
否则,由数列的单调性可知,
在性质②中,取,则,从而,
与前面类似的可知则存在,满足,
若,则:,与假设矛盾;
若,则:,与假设矛盾;
若,则:,与数列的单调性矛盾;
即不存在满足题意的正整数,可见不成立,从而,
同理可得:,从而数列为等比数列,
同理,当数列中的项数均为负数时亦可证得数列为等比数列.
由推理过程易知数列中的项要么恒正要么恒负,不会同时出现正数和负数.
从而题中的结论得证,数列为等比数列.
【点睛】本题主要考查数列的综合运用,等比数列的证明,数列性质的应用,数学归纳法与推理方法、不等式的性质的综合运用等知识,意在考查学生的转化能力和推理能力.
1.【2020届黑龙江省大庆实验中学高三下学期第二次“战疫”线上测试数学】在等差数列中,若,,则和的等比中项为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意得:,所以,,
所以.,
所以和的等比中项为.
故选A.
2.【河北省正定中学2019-2020学年高三下学期第四次阶段质量检测数学】把100个面包分给5个人,使每个人的所得成等差数列,且使较大的三份之和的
是较小的两份之和,则最小一份的量为
A.5 B. C. D.10
【答案】C
【解析】设最小的一份为,公差为d,
由题意可得,且,
解得,
故选C.
【点睛】
本题考查等差数列的通项公式的计算以及等差数列前n项和公式的应用,属于基础题. 基本元的思想是在等差数列中有5个基本量,列出方程组,可求得数列中的量.
3.【湘赣粤2020届高三(6月)大联考】已知数列的前n项和为,,,则数列的通项公式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为数列的前项和为,,,
当时,;
把代入检验,只有答案AB成立,排除CD;
当时,;排除B.
故选A .
【点睛】
本题主要考查数列递推关系式的应用以及排除法在选择题中的应用,属于基础题.
4.【广东省深圳外国语学校2020届高三下学期4月综合能力测试数学】已知等比数列的前项和为,若,,则
A. B. C. D.6
【答案】A
【解析】设等比数列的首项为,公比为,
因为且,
所以,解得或,
当,时,;
当,时,.
所以.
故选A.
【点睛】
本题主要考查等比数列的通项公式和前项和公式,考查学生对公式的熟练程度及计算能力,属于基础题.
5.【黑龙江省大庆市第四中学2020届高三4月月考数学】已知数列的前项和,且满足,则
A.1013 B.1022 C.2036 D.2037
【答案】A
【解析】由数列的前项和,且满足,
当时,,
两式相减,可得,即,
令,可得,解得,
所以数列表示首项为,公比为的等比数列,所以,
则 ,所以,
所以
.
故选:A.
【点睛】
本题考查了等比数列的定义,等比数列的通项公式以及等比数列的前项和公式的综合应用,着重考查推理与计算能力,属于中档试题.
6.【山西省阳泉市2020届高三下学期第二次质量调研数学】已知数列中,,,则
A. B. C. D.5051
【答案】D
【解析】由题意,数列中,,,
则,
各式相加,可得
,
所以.
故选:D.
【点睛】
本题主要考查了利用数列的递推公式求解数列的项,以及等差数列的前项和公式的应用,其中解答中根据数列的递推关系式,合理利用叠加法求解是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.
7.【2020届广东省中山市高三上学期期末数学】已知数列是各项均为正数的等比数列,为数列的前项和,若,则的最小值为
A.9 B.12 C.16 D.18
【答案】D
【解析】由得,所以.所以.当且仅当时取得最小值.
故选D.
8.【2020届安徽省马鞍山市高三第一次教学质量监测数学】中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初日健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关……”其大意为:有一个人走378里路,第一天健步走,从第二天起因脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天到达目的地…….则此人后四天走的路程比前两天走的路程少()里.
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设每天走的路程里数为,则是公比为的等比数列,
由得, 解得:
所以
后四天走的路程:,前两天走的路程:,
又,且,∴,
∴
故此人后四天走的路程比前两天走的路程少198,
故选:A.
9.【河北省衡水中学2020届高三下学期(5月)第三次联合考试数学】若是公比为的等比数列,记为的前项和,则下列说法正确的是
A.若是递增数列,则,
B.若是递减数列,则,
C.若,则
D.若,则是等比数列
【答案】D
【解析】A选项中,,满足单调递增,故A错误;
B选项中,,满足单调递减,故B错误;
C选项中,若,则,故C错误;
D选项中,,所以是等比数列.故D正确.
故选D.
【点睛】
本题考查了等比数列的定义,考查了数列的单调性,考查了特值排除法,属于基础题.
10.【2020届湖南省高三上学期期末统测数学】已知数列是等比数列,,则__________.
【答案】
【解析】设的公比为,由,得,故.
故答案为:
11.【2020届安徽省亳州市高三上学期期末教学质量检测数学】记为等差数列的前项和.已知,,则公差__________.
【答案】
【解析】设等差数列的首项为,公差为,
,
解得
故答案为:
12.【河北省2020届高三上学期第一次大联考数学】等差数列,的前项和分别为,,若对任意正整数都有,则的值为 .
【答案】
【解析】因为,是等差数列,所以,
则.
13.【2020届安徽省池州市高三上学期期末考试数学】已知数列满足,则________.
【答案】-1.
【解析】,
累加得,
所以,当时也符合,
.
故答案为:-1
14.【河北省衡水中学2020届高三下学期(5月)第三次联合考试数学】记为正项等差数列的前项和,若,则_________.
【答案】
【解析】设等差数列的公差为,
由题得,所以
所以.
所以.
故答案为.
【点睛】
本题主要考查等差数列的基本量计算,考查等差中项的应用和求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
15.【广东省深圳市2020届高三下学期第二次调研数学】《尘劫记》是在元代的《算学启蒙》和明代的《算法统宗》的基础上编撰的一部古典数学著作,其中记载了一个这样的问题:假设每对老鼠每月生子一次,每月生12只,且雌雄各半.1个月后,有一对老鼠生了12只小老鼠,一共有14只;2个月后,每对老鼠各生了12只小老鼠,一共有98只.以此类推,假设n个月后共有老鼠只,则_____.
【答案】
【解析】由题意可得1个月后的老鼠的只数,
2个月后老鼠的只数,
3个月后老鼠的只数…,
n个月后老鼠的只数.
故答案为:.
【点睛】
本题考查利用不完全归纳法求数列的通项公式,考查运算求解能力.
16.【山西省太原市2019-2020学年高三上学期期末数学】记数列的前项和为,若,,,则___________.
【答案】2559
【解析】因为,,
所以,
所以,
,
,
,
.
则.
故答案为:2559
【点睛】
本题主要考查数列递推累加求和,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
17.【广东省广州、深圳市学调联盟2019-2020学年高三下学期第二次调研数学】已知函数(,)有两个不同的零点,,和,三个数适当排序后既可成为等差数列,也可成为等比数列,则函数的解析式为______.
【答案】
【解析】函数(,)有两个不同的零点,
,
可得,且,
和,三个数适当排序后既可成为等差数列,也可成为等比数列,
可得,
再设−2,,为等差数列,可得,
代入韦达定理可得,
即有,解得a=−5(4舍去),
则.
故答案为:.
【点睛】
本题考查函数的零点和二次方程的韦达定理,以及等差数列和等比数列的中项性质,考查方程思想和运算能力,属于基础题.
18.【江西省2019-2020学年高三4月新课程教学质量监测卷】设Sn为等差数列{an}的前n项和,S7=49,a2+a8=18.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若S3、a17、Sm成等比数列,求S3m.
【解析】(1)设等差数列{an}的公差为d,∵Sn为等差数列{an}的前n项和,S7=49,a2+a8=18,
∴⇒,解得:d=2.
∴
(2)由(1)知:.
∵成等比数列,∴,即9m2,解得m11.
故
【点睛】
本题考查求等差数列的通项公式和求前项的和,以及等比数列的性质,属于中档题.
19.【辽宁省葫芦岛市2020届高三5月联合考试数学】记是正项数列的前项和,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
【解析】(1)因为是和的等比中项,
所以①,当时,②,
由①②得:,
化简得,即或者(舍去),
故,数列为等差数列,
因为,解得,
所以数列是首项为、公差为的等差数列,.
(2)因为,
所以.
【点睛】
本题考查数列通项公式的求法以及数列的前项和的求法,考查等差数列的判定,考查裂项相消法求和,考查推理能力与计算能力,是中档题.
20.【2020届广东省中山市高三上学期期末数学】设为数列的前项和,已知,.
(1)证明为等比数列;
(2)判断,,是否成等差数列?并说明理由.
【解析】(1)证明:∵,,∴,
由题意得,,
∴是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1),∴.
∴,
∴,
∴,即,,成等差数列.
21.【广西南宁市第三中学2020届高三适应性月考卷】等差数列的前项和为,,其中,,成等比数列,且数列为非常数数列.
(1)求数列通项;
(2)设,的前项和记为,求证:.
【解析】(1)因为,,成等比数列,
由所以,
即,
解得得或(舍去),
所以.
(2)由(1)知:,
,
,
.
【点睛】
本题主要考查等比中项,等差数列的通项公式和前n项和公式以及裂项相消法求和,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
22.【广东省深圳市2020届高三下学期第二次调研数学】已知各项都为正数的等比数列,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,,求.
【解析】 (1)设各项都为正数的等比数列的公比为,则,
因为,,
所以,解得,,
所以,
(2)由(1)知,,故,
当时,;
当时,,
故.
【点睛】
本题主要考查等比数列的通项公式、等比中项的性质、等差数列的前项和公式、对数运算等知识点,等差数列的前项和公式为,考查计算能力,体现了基础性与综合性,是中档题.
23.【2020届辽宁省大连市高三双基测试数学】已知数列满足:是公比为2的等比数列,是公差为1的等差数列.
(I)求的值;
(Ⅱ)试求数列的前n项和.
【解析】(Ⅰ)方法一:构成公比为2的等比数列
又构成公差为1的等差数列
,解得
方法二:构成公比为2的等比数列,
.①
又构成公差为1的等差数列,
②
由①②解得:
(Ⅱ)
两式作差可得:
,
.
24.【四川省泸县第一中学2020届高三三诊模拟考试数学(文)试题】已知正项等比数列的前项和为, , ,数列满足,且.
(I)求数列的通项公式;
(II)求数列的前项和.
【解析】(Ⅰ)根据题意,设的公比为,所以解得
又,
所以
.
(Ⅱ)因为,
所以.
25.【2020届江西省吉安市高三上学期期末数学】数列的前项和为,且满足,.
(I)求的通项公式;
(Ⅱ)若,数列的前项和为,求证:.
【解析】(I)当时,由,得;
当时,,两式相减得,
即,又,
故恒成立,
则数列是公比为的等比数列,可得.
(Ⅱ)由(I)得,
则,
则
.
故
26.【2020届重庆市第一中学高三上学期期末考试数学】已知数列中,,,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【解析】(1)证明:因为
所以,
又因为,则,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,所以,
所以
27.【河北省正定中学2019-2020学年高三下学期第四次阶段质量检测数学】已知点是函数的图象上一点,数列的前项和是.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【解析】 (1)把点代入函数得,所以,
所以数列的前项和是.
当时,;
当时,,
所以;
(2)由,得,所以
,①
.②
由①-②得:,
所以.
【点睛】
本题主要考查了法求通项公式,即,运用错位相减法求和,求和时应注意的问题(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形;(2)在写出“”与“”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“”的表达式;(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解,属于中档题.
28.【2020届河南省郑州市高三第二次质量预测文科数学试题】已知数列前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
【解析】(1)当时,.
当时,.
而,
所以数列的通项公式为.
(2)当时,,[来源:学科网]
当时,,
所以,
当时,,
当时,
.
又,符合,
所以.
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