【文档说明】(新高考)高考数学一轮 数学单元复习 过关检测卷第06章《数列》(解析版).doc,共(59)页,3.472 MB,由MTyang资料小铺上传
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01卷第六章数列《过关检测卷》-2022年高考一轮数学单元复习(新高考专用)第I卷(选择题)一、单选题1.已知数列na满足:221112nnnnaanNaa,则下列选项正确的是()A.01na时,1
nnaaB.1na时,1nnaaC.114a时,111318nnanaD.14a时,11122nnana【答案】D【分析】由函数2(1)1()2xfxxxx的单调性,可判定A、B不正确;由221112nnnnaaaa
,得到111132nnnnnaaaaa,得到1111112nnaanaa,可判定C错误,D正确.【详解】对于A中,由于01na,则22211121nnnnnnaaaaaa
,又由函数22(1)211()2xxxfxxxxx,当(0,1)x时为单调递减函数,可得1nnfafa,所以1nnaa,所以A错误.对于B中,由于11,1nnaa,
且1nnfafa,由22(1)211()2xxxfxxxxx在(1,)上单调递增,可得1nnaa,所以B错误对于C、D中,由于221112nnnnaaaa,可得111132nnnnnaaaaa,当114a
,1n时,可得21211412183118214aaaa,所以C不正确;又由当10a,可得0na,从而11112nnnnaaaa,利用叠加法,可得1111112nnaanaa,故当14a时,1112
2nnana,所以D正确.故选:D.【点睛】方法点拨:构造函数2(1)1()2xfxxxx,结合函数的单调性,是判定1na与na的大小关系的关键;同时化简111132nnnnnaaaaa,得到11112nnnnaaaa是解答的关键.2.高斯是德国著名
的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设xR用x表示不超过x的最大整数,则yx称为高斯函数,也称取整函数.在数列na中,记na为不超过na的最大整数,则称数列na为na的取整数列,设数列na满足1
1a,1213nnaa,记数列na的前n项和为nS,则数列21211nnSS的前1010项和为()A.5042021B.5052021C.10102021D.504
2022【答案】C【分析】由11a,则1221=13aa,同理可得31,,1naa,得到2121nSn,得到2121111122121nnSSnn,结
合裂项法,即可求解.【详解】由题意,数列na满足11a,则1221=13aa,同理可得31,,1naa,所以111nSn,所以2121nSn,则212111111(21)(21)22121nnSSnnnn
,则数列21211nnSS的前1010项和为1335201920211111111111110101232352201920212021SSSSSS.故选:C.3.已知数列
,nnab,满足*11111,6,2,22Nnnnnnabaabban.若kkab,k的值是()A.4B.5C.6D.7【答案】C【分析】根据12nnaa可知数列na为等比数列,将1=2
nna代入122nnnbba后将其变形可知数列2nnb为等差数列,即可解得1(7)2nnnb;将1=2nna,1(7)2nnnb代入kkab即可解出答案.【详解】因为111=221,nnnnaaaaa
.所以数列na为以1为首项,2为公比的等比数列.所以1=2nna.11111=2=11222222222nnnnnnnnnnnnnbbbbbbab,132b,所以数列2nnb
为以3为首项,12为公差的等差数列.所以11=3(1)()22(7)2nnnnnbnb.11(7)22716kkkkabkkk.故选:C.【点睛】本题考查一阶线性递推公式的通项公式.属于难
题.掌握常见的一阶线性递推公式的变形是解本题的关键.11()11nnnnqqapaqapapp.4.数列{}na的前n项和为nS,1am,且对任意的nN都有121nnaan,则
下列三个命题中,所有真命题的序号是()①存在实数m,使得{}na为等差数列;②存在实数m,使得{}na为等比数列;③若存在*kN使得155kkSS,则实数m唯一.A.①B.①②C.①③D.①②③【答案】A【分析】假设{}na为等差数列,根据121nnaan,求得2(
1)12nddm,得到1m,使得121nnaan恒成立,可判定①正确;假设{}na为等比数列,求得121nnmqqn,可判定②不是真命题;由121nnaan,可得12211aa,23221aa
,,121nnaan,各式相加得到2112nnSSann,进而得到21102mkk,可判定③不是真命题.【详解】①中,假设{}na为等差数列,则1(1)(1)naandmnd,则1(1)2
(1)212nnmndmndmaannd,可得2(1)12nddm,显然当1d时,可得1m,使得121nnaan恒成立,所以存在1m使得数列{}na为等差数列,所以①正确;②中,假设数列
{}na为等比数列,则111nnnaaqmq则111()21nnnnnnmqmqanmqaq,可得121nnmqqn,即1210nnmqmqn,即120nnmqmqnqq,该式中有m为
定值,2nq是变量,所以这样的实数m不存在,所以②不是真命题;③中,由121nnaan,可得12211aa,23221aa,,121nnaan,将上述各式相加,可得12231(
)()nnaaaaaa(211)(221)(21)n2(1)22nnnnn,即2112nnSSann,即212nnSSnnm,若存在这样的实数k,则有
212110kkSSkkm,从而21102mkk,可知满足该式的m不唯一,所以③不是真命题.故选:A.【点睛】与数列的新定义有关的问题的求解策略:1、通过给出一个新的数列的定义,或约定一种新的运算,
或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;2、遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、
运算、验证,使得问题得以解决.5.已知nS是等差数列na的前n项和,201920212020SSS,设12nnnnbaaa,则数列1nb的前n项和为nT,则下列结论中不正确的是()A.20200aB.20210aC.2019
202020212022aaaaD.2019n时,nT取得最大值【答案】D【分析】由201920212020SSS,可得20212020202120200,0,0aaaa,得到20192020aa20212022aa,且0d,进而
得到20210a,根据12nnnnbaaa,得到1211nnnnaaba,结合题意得到20192022201920202020202120192022+1110aabbaaaa,得到当2020n时,121211nnaaaa取得最小值.【详解】设等差数列
na的公差为d,因为201920212020SSS,可得2021202020210SSa,2020201920200SSa,20212019SS202120200aa,即202020210aa,202020210adad,
即201920220aa,所以20192020aa20212022aa,且0d,即数列na递减,且10a,20a,…,20200a,20210a,又由12nnnnbaaa,可得1
211nnnnaaba,当2018n时,可得12110nnnnbaaa,当2019n时,可得2019201920202021110baaa,当2020n时,可得2020202020212022110baaa,当2021n时,
可得12110nnnnbaaa,又由201920222019202020202021201920222020202120192022+111111()aabbaaaaaaaa,因为20192020202120220,0,0,0aaaa,且201920220aa,所
以20192022201920202020202120192022+1110aabbaaaa,所以当2020n时,121211nnaaaa取得最小值.综上可得,不正确的选项为D.故选:D.【点睛】数列与函数、不等式综合问题
的求解策略:1、已知数列的条件,解决函数问题,解决此类问题一把要利用数列的通项公式,前n项和公式,求和方法等对于式子化简变形,注意数列与函数的不同,数列只能看作是自变量为正整数的一类函数,在解决问题时要注意这一特殊性;2、解决数列与不
等式的综合问题时,若是证明题中,则要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等,若是含参数的不等式恒成立问题,则可分离参数,转化为研究最值问题来解决.6.已知数列na,1()nafn
,其中()fn为最接近n的整数,若na的前m项和为20,则m()A.15B.30C.60D.110【答案】D【分析】由题意知,函数()fn为最接近n的整数,得到()fn中有2个1,4个2,6个3,8个4,,进而得到12345678122,2,2,aaaaaaaaa
,结合等差数列的求和公式,即可求解.【详解】由题意知,函数()fn为最接近n的整数,又由11,21ff,32,42,52,62ffff,
73,83,93,103,113,123ffffff,,由此可得()fn在最接近n的整数中,有2个1,4个2,6个3,8个4,,又由数列na满足1()nafn,可得1234567812111,,,23aaaaaaaaa
,则12345678122,2,2,aaaaaaaaa,因为na的前m项和为20,即10220mS,可得数列m构成首项为2,公差为2的对称数列的前10项和,所以10910221102m.故选:D.7.已知数列
na的通项公式为sin3nnan,则1232021aaaa()A.10113B.532C.532D.10113【答案】D【分析】观察得到sin3ny的周期为6n,再求出616266nnnaaa的表达式,进而求解结论,得到答案.【详解】
由题意,数列na的通项公式为sin3nnan,且函数sin3ny的周期为6n,所以616266(61)(62)(61)sin(62)sin33nnnnnaaann(66)(66)sin3nn2(
61)sin(62)sin33nn6(66)sin3n3333(61)(62)(63)0(64)()(65)()(66)02222nnnnnn
33,又因为20216336563371,所以12320216337(33)10113aaaaa.故选:D.【点睛】方法点拨:由函数sin3ny的周期为6n,根据三角函数的周期性和数列的表达式
,求出616266nnnaaa的值,结合周期性求解.8.已知数列{}na的通项公式为(1)sin2nnann(n+N),其前n项和为nS,则8S()A.36B.12C.24D.48【答案】A【分析】根据数列
的通项公式,设4342414kkkkkcaaaa,结合812Scc,即可求解.【详解】由题意,数列{}na的通项公式为(1)sin2nnann(n+N),设kN,且4342414(43)(43)(42)sin2kkkkkkcaaaakk
(42)(42)(41)sin2kkk(41)4(41)4sin4(41)sin22kkkkkk(43)(42)1(42)(41)0(41)4(1)4(41)
0kkkkkkkk166k,则81216(12)6236Scc.故选:A.9.设数列na满足13a,26a,2*129nnnaanaN,()A.存在*nN,naQ
B.存在0p,使得1nnapa是等差数列C.存在*nN,5naD.存在0p,使得1nnapa是等比数列【答案】D【分析】由2*129nnnaanaN,得到2219nnnaaa
,递推作差求得+12+3+21nnnnnnaaaaaa,进而得到12+3nnnaaa,结合选项和等差、等比数列的定义,逐项判定,即可求解.【详解】由2*129nnnaanaN,即2219nnnaaa,则23129nnnaaa
,两式相减,可得2231221nnnnnnaaaaaa,可得+12+3+21nnnnnnaaaaaa,即+12+3+21nnnnnnaaaaaa恒成立,所以数列2+1n
nnaaa为常数列,因为又由13a,26a,可得315a,则21331536aaa,所以2+13nnnaaa,即12+3nnnaaa,因为12,aNaN
,可得2naN,可判定A、C不正确;由13a,26a,可得34515,39,102,aaa,假设B成立,则63,156,3915,10239pppp成等差数列,则932496324ppp,此时无解,所以B不正确;对于D中,假设2
11nnnnapaqapa,所以21()nnnapqapqa,由31pqpq,解得35353,22pq,所以存在,pq使得1nnapa是等比数列.故选:D.【点睛】与数列的新定义有关的问题的求解策略:1、通过给出一个新的数列的定义,或
约定一种新的运算,或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;2、遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照
章办事”,逐条分析、运算、验证,使得问题得以解决.10.已知正项数列{2}23na的前n项和为nS,若21323nnnaaa,且120212020aa,202020192020S,则2021a()A.2019B.2020C.2021D.2022【答案】B【
分析】由给定递推公式将数列{2}23na裂项,利用裂项相消法求出S2020得解.【详解】由已知an≠0,又21323nnnaaa,所以2111323nnnaaa,11312(23)23nnnnnaaaaa,即121123nnnaaa,所以122222323
23nnSaaa231112111111111nnnaaaaaaaa,所以20211202112020120211202111201920202020aaaaSaa
aa,得202112019aa,结合120212020aa,解得1202112020aa或1202120201aa,又2023na,所以1202112020aa.故选:B【点睛】含递推公式的数列问题,将给定递推公式变形成能明确反应项间
关系并具有可操作性的式子是解题关键.11.若数列na的通项公式是132nnan,则1220aaa等于()A.30B.30C.20D.20【答案】B【分析】根据题意得到2213nnaa,结合并项求和,即可求解.【详解】由题意,数列
na的通项公式是132nnan,则22162653nnaann,所以12201234192010330aaaaaaaaa.故选:B.12.已知数列na的前n项和为nS
,11a,当2n时,12nnaSn,,则S2019的值为()A.1008B.1009C.1010D.1011【答案】C【分析】由2n时,12nnaSn,得到121nnaSn,两式相减,整理得112nnaan,结合并项求和,即可求解.【详解】当2
n时,12nnaSn,①可得121nnaSn,②由②-①得,112()1nnnnaaSS,整理得112nnaan,又由11a所以20191234520182019()()()1010Saaaaaaa
.故选:C.13.若数列na的前n项和为nS,nnSbn,则称数列nb是数列na的“均值数列”.已知数列nb是数列na的“均值数列”且通项公式为nbn,设数列11nnaa的前n项
和为nT,若2112nTmm对一切*nN恒成立,则实数m的取值范围为()A.1,3B.1,3C.,13,D.,13,【答案】D【分析】根据题意,求得2nSn,进而求得数列的通项公式为21
nan,结合裂项法求得数列的前n和nT,得出不等式211122mm,即可求得实数m的取值范围.【详解】由题意,数列na的前n项和为nS,由“均值数列”的定义可得nSnn,所以2nSn,当1n时,111aS;当2n时,221121nnnaSSnnn
,11a也满足21nan,所以21nan,所以111111212122121nnaannnn,所以11111111111233521212212nTnnn
,又2112nTmm对一切*nN恒成立,所以211122mm,整理得2230mm,解得1m或3m.即实数m的取值范围为,13,.故选:D.【点睛】数列与函数、不等式综合问题的
求解策略:1、已知数列的条件,解决函数问题,解决此类问题一把要利用数列的通项公式,前n项和公式,求和方法等对于式子化简变形,注意数列与函数的不同,数列只能看作是自变量为正整数的一类函数,在解决问题时要注意这一特殊性;2、解决数列与不等式的综合问题时,若是证明题中,则
要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等,若是含参数的不等式恒成立问题,则可分离参数,转化为研究最值问题来解决.二、多选题14.在数列{an}中,若221(2,,nnaapnnNp
为常数),则{an}称为“等方差数列”,下列对“等方差数列”的判断,其中正确的为()A.若{an}是等方差数列,则{an2}是等差数列B.若{an}是等方差数列,则{an2}是等方差数列C.{(﹣1)n}是等方差数列D.若{an}是等方差数列,则{akn}(
k∈N*,k为常数)也是等方差数列【答案】ACD【分析】利用等方差的定义和等差数列的定义逐个进行演算,能够推出B不正确,其余的都正确.【详解】对于A中,数列{an}是等方差数列,可得221(2,,nnaapnnNp为
常数),即有2na是首项为21a,公差为d的等差数列,故A正确;对于B中,例如:数列{}n是等方差数列,但是数列n不是等方差数列,所以B不正确;对于C中,数列(1)n中,222121[(1)][(1)]0,(2,)nnnnaannN,
所以数列(1)n是等方差数列,故C正确;对于D中,数列{an}中的项列举出来是:122,,,,,,kkaaaa,数列kna中的项列举出来是23,,,kkkaaaL,因为(ak+12﹣ak2)=(ak+22﹣ak+12)=…=a2k2﹣a2k﹣12=p所以(ak
+12﹣ak2)+(ak+22﹣ak+12)+…+(a2k2﹣a2k﹣12)=kp所以akn+12﹣akn2=kp,所以,数列{akn}是等方差数列,故D正确.故选:ACD.【点睛】与数列的新定义有关的问题的求解策略:1、通过给出一个新的数
列的定义,或约定一种新的运算,或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;2、遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、运算、
验证,使得问题得以解决.15.已知数列{}na满足:111,1nnnaaaa,设(n)lnnbanN,数列nb的前n项和为nS,则下列选项正确的是ln20.693,ln3(9)1.09()A.数列
21na单调递增,数列2na单调递减B.+1ln3nnbbC.2020693SD.212nnbb【答案】ABC【分析】由给定条件可得2211nnnaaa,由此构造函数21()1xgxx,利用导数研究其单调性而判断选项A,利用不等式
性质探求出2na可判断选项B,由na的范围探求出12nnnbbb的范围而判断选项C,取特值说明而判断选项D.【详解】因11a,11nnnaaa,则11nnnaaa,即2211nnnaaa,令21()(0
)1xgxxx,则21()0(1)gxx,()gx在(0,)上单调递增,点2,()nnaa与2)(,nnaa(,3)nNn是函数()gx图象上的两点,于是有220(3)nnnnaanaa,则2
{}na,21{}na都单调,又11a,则234352,,23aaa,即13aa,24aa,所以21{}na单调递增,2{}na单调递减,A正确;显然0na,1111nnaa,而11a
,即,1nnNa,则101na,112na,于是12na,则有113nnnaaa,所以111lnlnln()ln3nnnnnnbbaaaa,B正确;112122lnlnlnln()nnnnnnn
nnbaaaaaabb,而121212131nnnnnnnnnaaaaaaaaa,ln0nnba,21ln3nnnbbb所以202020192019ln31.099673739.6276933SS
,C正确;若212nnbb,则212212lnlnnnnnaaaa,而2134352,231,,aaaa,即212nnaa对1n和2n都不成立,D不正确.故选:ABC【点睛】关键点睛:涉及单调性的某些数列问题,数列是
一类特殊的函数,准确构造相应的函数,借助函数导数研究其单调性是解题的关键,背景函数的条件,应紧扣题中的限制条件.16.已知数列na的前n项和为nS,且满足1114240,1nnnnaaaaa,则下列结论正确的是()A.若11,2
,则{}na是等差数列B.若11,2,则数列1nS的前n项和为1nnC.若12,2,则1na是等比数列D.若12,2,则122nnSn【答案】ACD【分析】
当11,2时,化简得1222nnaa,得到11nnaa,求得nan,进而求得1nS,得到A正确,B不正确;当12,2时,得到121nnaa,求得21nna,求得nS,可判定C正确,D正确.【详解】因为数列na的前n项和为n
S,且满足114240nnnnaaaa,当11,2时,可得1122222220nnnnaaaa,即11222220nnnnaaaa,所以1222nnaa,可得11nn
aa,即11nnaa,又因为11a,所以1(1)1nann,则(1)2nnnS,可得1211111122,11nnnSnnSSSnL,故A正确,B不正确.当12,2时,由已知得112222222220nnnnaaa
a,即1122222220nnnnaaaa,所以121nnaa,所以1121nnaa,所以12nna,所以21nna,所以12122212nnnSnn,故C正确,D正确.故选:ACD.【点睛】利用数列的递推公式
求解数列的通项公式的策略:1、对于递推关系转化为1nnaad(常数)或1nnaqa(常数)可利用等差、等比数列的通项公式求解;2、对于递推关系式可转化为1()nnaafn的数列,通常采用叠加法(逐差相加法)求其通项公式;3、对于递推关系式可转化为1()nnafna的
数列,并且容易求数列{()}fn前n项积时,通常采用累乘法求其通项公式;4、对于递推关系式形如1nnapaq的数列,可采用构造法求解数列的通项公式.17.已知nS是等差数列na的前n项和,201920212020SSS,设12nnnnbaaa
,则数列1nb的前n项和为nT,则下列结论中正确的是()A.20200aB.20210aC.2019202020212022aaaaD.2019n时,nT取得最大值【答案】ABC【分析】根据题设条件,得到2021202020212020201
920200,0SSaSSa,进而求得201920220aa,20192020aa20212022aa,再结合“裂项法”求得12121112nnnTdaaaa,结合0d,即可求解.【详解】设等差数列na的公差为d,因为2
01920212020SSS,可得2021202020210SSa,2020201920200SSa,20212019SS202120200aa,即202020210aa,202020210a
dad,即201920220aa,所以20192020aa20212022aa,0d,即数列na递减,且10a,20a,…,20200a,20210a,又由12nnnnbaaa,可得121
1nnnnbaaa1121112nnnndaaaa,则122323341121211111111122nnnnnTdaaaaaaaaaaaadaa121nnaa,由0d,要使nT取最大值,则1212
11nnaaaa取得最小值,显然1210nnaa,而23aa34201920202021202220222023aaaaaaaa,所以当2020n时,121211nnaaaa
取得最小值.综上可得,正确的选项为ABC.故选:ABC.【点睛】本题主要考查了数列的综合应用,其中解答中熟练应用通项na和nS的关系式,数列的“裂项法”求和,以及数列的单调性进行求解是解答的关键,着重考查推理与运算能力.18.设{an}(n∈N*)是各项为正数的等比数列,q是其公比,
Kn是其前n项的积,且K5<K6,K6=K7>K8,则下列选项中成立的()A.0<q<1B.a7=1C.K9>K5D.K6与K7均为Kn的最大值【答案】ABD【分析】根据题意,结合等比数列的性质分析选项,综合即可得答案.【详解】解:根据题意,依次分析选项:对于B,若K6
=K7,则a7=76KK=1,故B正确;对于A,由K5<K6可得a6=65KK>1,则q=76aa∈(0,1),故A正确;对于C,由q∈(0,1),所以{an}是单调递减,因为a7=1,所以871aa,则
229987687851KaaaaaaaK,则有K9<K5,故C错误;对于D,结合K5<K6,K6=K7>K8,可得D正确.故选:ABD.【点睛】本题考查等比数列的性质以及应用,注意等比数列的基本性质,属于基础题.19.已知数列{an}是等比数列,则下列结论中正确的是()A.数列{an
2}是等比数列B.若a3=2,a7=32,则a5=±8C.若a1<a2<a3,则数列{an}是递增数列D.若数列{an}的前n和13nnSr,则r=﹣1【答案】AC【分析】在A中,数列{an2}是等比数列
;在B中,a5=8;在C中,若a1<a2<a3,则q>1,数列{an}是递增数列;在D中,写出123,,aaa,由等比中项可求出r=﹣13.【详解】解:由数列{an}是等比数列,设公比为q,知:在A中,∵22221nnaaq,∴222211
22221nnnnaaqqaaq是常数,∴数列{an2}是等比数列,故A正确;在B中,若a3=2,a7=32,则a5=2328,故B错误;在C中,若a1<a2<a3,则1211aaqaq,当10a时,可得21qq,解得1q
,且na中各项为正数,所以110nnnaqaa,此时数列{an}是递增数列;当10a时,可得21qq,解得01q,此时na中各项为负数,所以110nnnaqaa,此时数列{an}是递增数列,综上所述,C正确;在D中,若数列{an}的前n
和Sn=3n﹣1+r,则a1=S1=1+r,a2=S2﹣S1=(3+r)﹣(1+r)=2,a3=S3﹣S2=(9+r)﹣(3+r)=6,∵a1,a2,a3成等比数列,∴2213aaa,∴4=6(1+r),解得r
=﹣13,故D错误.故选:AC.【点睛】本题考查命题真假的判断,考查等比数列的性质等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.20.设等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足S2018>0,
S2019<0,则下列说法正确的是()A.S1009最大B.|a1009|>|a1010|C.a1010>0D.S2018+S2019<0【答案】AB【分析】利用等差数列的性质推导出100910100aa,10100a,应用特殊值法令100910105,1aa可确定2018201
90SS,即可知正确选项【详解】∵S2018>0,S2019<0∴12018100910102018()1009()02aaaa,1201910102019()201902aaa∴100910100aa,10100a,可得:10090a,1010
0a,10091010||||aa故A,B都正确,C错误;特殊值法:若100910105,1aa,有20182019100944036,2019SS即201820190SS,即可排除D选项故选
:AB【点睛】本题考查应用等差数列的性质判断命题真假,考查运算求解能力,是基础题.21.已知等比数列na的各项均为正数,公比为q,且11a,676712aaaa,记na的前n项积为nT,则下
列选项中正确的选项是()A.01qB.61aC.121TD.131T【答案】ABC【分析】等比数列na的各项均为正数,且11a,676712aaaa,可得67110aa,因此61a,
71a,01q.进而判断出结论.【详解】解:∵等比数列na的各项均为正数,且11a,676712aaaa,∴67110aa,由题意得61a,71a,∴01q.∵6
712aa,∴671aa,6121212671Taaaaa,131371Ta,∴满足1nT的最大正整数n的值为12.故选:ABC.【点睛】本题考查了等比数列的通项公式及其性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.22.下列关于等差
数列的命题中正确的有()A.若a、b、c成等差数列,则2a、2b、2c一定成等差数列B.若a、b、c成等差数列,则2a、2b、2c可能成等差数列C.若a、b、c成等差数列,则2ka、2kb、2kc一定成等差数列D.
若a、b、c成等差数列,则1a、1b、1c可能成等差数列【答案】BCD【分析】利用特殊值法可判断A选项的正误;取abc可判断B选项的正误;利用等差数列的定义可判断C选项的正误;取0abc可判断D选项的正误.【详解】对于A,取1a,2b
,3c,可得21a,24b,29c,显然,2a、2b、2c不成等差数列,故A错;对于B,取abc,可得222abc,此时,2a、2b、2c成等差数列,故B正确;对于C,a、b、c成等差数列,2acb.2242422kakckackbkb
,即2ka、2kb、2kc成等差数列,故C正确;对于D,0abc,则111abc,此时,1a、1b、1c成等差数列,故D正确.综上可知,B、C、D正确.故选:BCD.【点评】本题主要考查等差数列的定义和性质,属于基础题.23.设na是无穷数列,若
存在正整数k,使得对任意nN,均有nknaa,则称na是间隔递增数列,k是na的间隔数,下列说法正确的是()A.公比大于1的等比数列一定是间隔递增数列B.已知4nann,则na是间隔递增数列C.已知21nnan,则na是间隔递增数列且
最小间隔数是2D.已知22020nantn,若na是间隔递增数列且最小间隔数是3,则45t【答案】BCD【分析】根据间隔递增数列的定义求解.【详解】A.1111111nknnnkkn
aaaaqqqaq,因为1q,所以当10a时,nknaa,故错误;B.244441++nknnknaanknkknknnknnkn
,令24tnkn,t在nN单调递增,则1140tk,解得3k,故正确;C.21212111nknnknknaanknk,当n为奇数时,2110kk,存在1k³成立
,当n为偶数时,2110kk,存在2k成立,综上:na是间隔递增数列且最小间隔数是2,故正确;D.若na是间隔递增数列且最小间隔数是3,则2222020202020nknaanktnkntnknktk,nN
成立,则220ktk,对于3k成立,且220ktk,对于k2成立即20kt,对于3k成立,且20kt,对于k2成立所以23t,且22t解得45t,故正确.故选:BCD【点睛】本题主要考查数列的新定义,还考查了运算
求解的能力,属于中档题.24.等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1>0,公差d≠0,则下列命题正确的是()A.若S5=S9,则必有S14=0B.若S5=S9,则必有S7是Sn中最大的项C.若S6>S7,则必有S7>S8D.若S6>
S7,则必有S5>S6【答案】ABC【分析】对于A,转化S9﹣S5=a6+a7+a8+a9,可得a7+a8=0,利用前n项和公式,即可判断;对于B,S9﹣S5=2(a7+a8)=0,结合a1>0,分析即可判断;对于C,由a7=S7﹣S6<0,a8=S8﹣S7<0,即可判断;
对于C,由a7=S7﹣S6<0,a6的符号无法确定,即可判断.【详解】根据题意,依次分析选项:对于A,若S5=S9,必有S9﹣S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=0,则a7+a8=0,S1411478141422aaaa0,A正
确;对于B,若S5=S9,必有S9﹣S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=0,又由a1>0,则必有S7是Sn中最大的项,B正确;对于C,若S6>S7,则a7=S7﹣S6<0,又由a1>0,必
有d<0,则a8=S8﹣S7<0,必有S7>S8,C正确;对于D,若S6>S7,则a7=S7﹣S6<0,而a6的符号无法确定,故S5>S6不一定正确,D错误;故选:ABC【点睛】本题考查了等差数列的性质综合,考查了学生概念
理解,转化划归,综合分析,数学运算能力,属于中档题.第II卷(非选择题)三、填空题25.记等比数列na的前n项和为nS,若21nnSa,则123111111111111naaaa_________
__.【答案】3222nn【分析】由21nnSa求得12nnaa,得出数列na的通项公式,进而得到111na的表达式,进而计算可得答案.【详解】由题意,等比数列na中,21nnSa,当2n时,1121nnSa,
两式相减可得:1122nnnnSSaa,可得12nnaa,即12(2)nnana,令1n,可得11121Saa,解得11a,所以1112nnnaaq,则有121111122211121212121nnnnnna
则123111111111111naaaa102011212121222212121nn10201
12121212212121nnn3222nn,故答案为:3222nn26.已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是02,接下来的两项是02,12,再
接下来的三项是02,12,22,依此类推,若该数列的前n项和为2的整数幂,如012S,122S,232S,则称2nkS,kN,*nN中的(,)nk为“一对佳数”,当100n时,首次出现的“一对佳数”是________.【答案】(441,29)【分析】由122121111
11211221nnn,且前n组共有22nn个数,令21002nn,求得14n,根据题意12n为2的整数幂,只需将2n消去即可,分类讨论,即可求解.【详解】由已知得123212121
1111112111n13721n2121nn122nn,又由2(1)12322nnnnn,即前n组共有22nn个数,令21002nn,解得14n(当14n时有105个数)
,由题意可知:12n为2的整数幂,只需将2n消去即可,则①12(2)0n时,解得1n,总共有(11)1232项,不满足100n;②124(2)0n时,解得5n,总共有(15)53182项,不满足
100n;③1248(2)0n时,解得13n,总共有(113)134952项,不满足100n;④124816(2)0n时,解得29n;总共有(129)29544
02项,满足100n,所以n的最小值为441所以首次出现的“一对佳数”是(441,29).故答案为(441,29).【点睛】与数列的新定义有关的问题的求解策略:1、通过给出一个新的数列的定义,
或约定一种新的运算,或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;2、遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,
“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使得问题得以解决.27.若数列na满足11a,且对于任意的*nN,都有11nnaan,则数列1na的前n项和nS_____.【答案】21nn【分析】由11a,11nnaan,利用叠加法,求得1(1)
2nann,求得11121nann,结合裂项法求和,即可求解.【详解】由11a,且对于任意的*nN,都有11nnaan,可得1213211()()()123(1)2nnnaaaaaaaannn,则12112(1)1na
nnnn,所以11111122121223111nnSnnnn.故答案为:21nn.28.已知x表示不超过x的最大整数,例如:2.32,1.52.在数列na中,[lg]nan,n+N.记n
T为数列na的前n项和,则2021T___________.【答案】4956【分析】先对n分类讨论,求出每一段的数列的和,再求2021T.【详解】当19n≤≤时,lg0nan;当1099n时,lg1nan,此区间所有项的和为90.当100
999n时,lg2nan,此区间所有项的和为90021800.当10002021n时,lg3nan,此区间所有项的和为102233066.所以202190180030664956T.故答案为:4956.【点睛】关键点点睛:解答本题
的关键有两点,其一是对n分类讨论,其二是计算每一段内的所有项的和,弄准项数,不能计算出错.29.已知数列,nnab满足111,0.1ab,112nnnbaa,11233nnnbab,nN,令nnncab,则
满足4110nc的n的最小值为_____.【答案】10【分析】根据关系式,即可判断数列nc为等比数列,根据等比数列通项公式即可求得n的最小值.【详解】由111111111211()()22223323nnnnnnnnnnnnbaabbbaabaab
,又由1110.9cab,所以nc是首项为0.9,公比为13的等比数列,故110.93nnc,则14110.9310n,即33310n,当9n时,63372910;当10n时,733218710,显然当10n≥时,333
10n成立,所以n的最小值为10.故答案为:10.【点睛】数列与函数、不等式综合问题的求解策略:1、已知数列的条件,解决函数问题,解决此类问题一把要利用数列的通项公式,前n项和公式,求和方法等对于式子化简变形,注意数列与函数的不同,数列只能看作是自变量为正整
数的一类函数,在解决问题时要注意这一特殊性;2、解决数列与不等式的综合问题时,若是证明题中,则要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等,若是含参数的不等式恒成立问题,则可分离参数,转化为研究最值问题来解决.30.黎曼猜想由数学家波恩哈德·黎曼于1859年提出,是至今仍未解
决的世界难题.黎曼猜想研究的是无穷级数1111123ssssnsn,我们经常从无穷级数的部分和1111123ssssn入手.已知正项数列na的前n项和为nS,且
满足112nnnSaa,则12100111SSS______(其中x表示不超过x的最大整数).【答案】18【分析】结合题意和na和nS的关系,得到数列2nS是以1为首项,1为公差的等差
数列,求得nSn,又由当1n时,得到12121nnnnn,进而求得1819S,即可求解.【详解】当1n时,1111112aSaa,所以111aa,即211a,因为0na,所以111aS
,当2n时,由1nnnaSS,所以1112nnnnnSSSSS,所以111nnnnSSSS,即2211nnSS,可得数列2nS是以1为首项,1为公差的等差数列,所以2nSn.又当1n时,211S符合上式,所以2
nSn(*nN).因为0na,所以0nS,所以nSn,当1n时,111121nnnnn,即21211nnnnn,所以12121nnnnn.令1210011111112100SSSS,
则210110010099212101118S,210099982112100191199S,即1819S,从而18S.故答案为:18.31.已知数列na的前
n项和为nS,且364nnSa,若*11,mkaamkkN,则k的取值集合是__________.【答案】4,5【分析】由数列na和nS的关系,推得114nnaa,得到数列na是首项为16、公比为14的等比数列,进而得到152431,1,
1aaaaa,结合1mk,即可求解.【详解】由题意,数列na的前n项和为S,且364nnSa,当1n时,11364aa,解得116a,当2n时,364nnSa和11364n
nSa,两式相减得13nnnaaa,即114nnaa则数列na是首项为16、公比为14的等比数列,即各项依次为11116,4,1,,,,41664所以152431,1,1aaaaa结合1mk,得k的取值集合是
4,5.故答案为:4,5.【点睛】有关数列中na和nS的关系问题的求解策略:根据所求结果不同额要求,将问题向不同的两个方向转化;(1)利用1(2)nnnaSSn转化为1,nnSS的关系,再求解;(2)利用1(2)nnnSSan转化为
1,nnaa的关系,再求解.32.已知数列na满足212323naaanan(*nN),设11nnnnbaa,数列nb的前n项和为nS,则100S_______.【答案】100101
【分析】根据题设条件,推得12nan,利用11nnnnbaa,结合消项法,即可求解.【详解】因为212323naaanan,当2n时,可得2123123(1)(1)naaanan,两式相减,可得22(1)21nnannn
,即2112nnann,则1001111111122222222122399100100101S11001101101
.故答案为:100101.四、双空题33.已知等差数列{}na的首项为2,等比数列{}nb的公比为2,nS是数列{}nb的前n项和,且(2)nanb,则4a__,5S__.【答案】862【分析】由已知条件,令1n可得
1b,可得nb,na,令4n可得4a,再由等比数列的求和公式,计算可得所求和.【详解】等差数列{}na的首项为2,公差设为d,等比数列{}nb的公比q为2,由(2)nanb,可得121(2)(2)2ab,则2nnb,即2(2)nan,可得
2nan,则48a,552(12)6212S.故答案为:8,62.【点睛】本题考查等差数列和等比数列的通项公式和求和公式,考查方程思想和运算能力,属于基础题.34.已知*nN,集合13521,,,,2482nnnM,集合nM所有的非空子集的最小元素之和为nT,
则3T________,使180nT的最小正整数n的值为________.【答案】419【分析】先由题意,得到3135,,248M,进而可求出其非空子集中最小元素之和;再由题意,求出112T,274T;令212nnna,判定其单调性,得出当4
n时,都有21122nnna,按元素从小到大的顺序,依次写出含该元素的子集个数,再求和,得出nT,解不等式,即可得出结果.【详解】由题意,3135,,248M,所以其非空子集中最小元素是12的集合有22个,其非空子集中最小元素
是58的集合有12个,其非空子集中最小元素是34的集合有02个,所以21031532224284T;又由题意易得112T,0213722244T;令212nnna,则1121232146522222nnnnnnnnnnnaa,当3n时
,15202nnnnaa,即1nnaa,此时212nnna单调递减;又471126a,所以当4n时,都有21122nnna;因此对于集合13521,,,,2482nnnM,其非空子集
中最小元素是212nn的集合有12n个;其非空子集中最小元素是1232nn的集合有22n个;其非空子集中最小元素是2252nn的集合有32n个;……其非空子集中最小元素是472的集合有32
个;其非空子集中最小元素是12的集合有22个;其非空子集中最小元素是58的集合有12个,其非空子集中最小元素是34的集合有02个,所以4n时,1233210241212325153222...222222228
472nnnnnnnTnnn272232172123251...442242nnnnnn,由180nT得211802n,即2361n,所以19n,即使180nT的最小正整
数n的值为19.故答案为:4;19.【点睛】本题主要考查集合的非空子集,考查数列的求和,涉及一元二次不等式的解法,属于跨章节综合题,是中档题.35.在数列na中,13a,122313331111232nnaaanaaan*nN,则na____
__,4nna对所有*nN恒成立,则的取值范围是______.【答案】61nnn320,81.【分析】在已知等式中用1n替换n得另一等式(2n),两式相减得13nna
a,然后用累乘法求得通项公式na,不等式4nna变形为213nnn,求出213nnn的最大值即可.可有作商法求数列的最大值.【详解】解:由于122313331111232nnaaanaaan
*nN,所以当2n时,有11223333111112312nnaaanaaan,两式相减可得1311222nnanann,即当2n时,162nnanan,当1
n时,求得26a,即12naa也符合该递推关系,所以12112161nnnnnnaaaaaaaann.由于2413nnnann,令213nncnn,由于
1121224243333213nnnnnncncnnnn,当4n时,45cc,当4n单调递增,当4n单调递减,所以123456cccccc,故数列最大项为32
081,即32081.故答案为:61nnn;320,81.【点睛】本题考查已知递推关系式求数列的通项公式,累乘法求通项公式,考查数列不等式恒成立问题,求数列的最大项,综合性较强,必须熟练掌握每个知识点对应的方法,属于中档题.36.在数列
na中,nS为它的前n项和,已知21a,36a,且数列nan是等比数列,则na______,nS=_______.【答案】13nn23122nnn【分析】设nnban,由
等比数列的性质先求得13nnb,进而求得13nnan;再利用分组求和法即可求得nS.【详解】设nnban,数列nb的公比为q,则由题意2223ba,3339ba,323bqb,211bbq==,1113nnnbbq
,13nnnabnn,212111323331333123nnnnSn211313113222nnnnnn.故答案为:13nn,23122nnn
.【点睛】本题考查了构造新数列求数列通项和利用分组求和法求数列前n项和,考查了计算能力,属于中档题.37.已知数列na的各项均为正整数,Sn为其前n项和,对于n=1,2,3,…,有135,=,2nnnnnkaaaaa为奇数为偶数,其中k为使1na
为奇数的正整数,当35a时,1a的最小值为__________;当11a时,1220SSS___________.【答案】5910【分析】由题设可知当35a时,252ka解得15253k
a或152mka,因为na的各项均为正整数,,mk为正整数,所以当2k时,1a有最小值154553a.当11a时,可求出2348,1,8aaa,得到数列na是周期为2的周期数列,可求出结果.【
详解】数列na的各项均为正整数135,=,2nnnnnkaaaaa为奇数为偶数,其中k为使1na为奇数的正整数.当35a时,232kaa或3235aa.即252ka或2535a,则252ka或20a(舍)所以122maa或2135aa.则1
52mka或15253ka,因为na的各项均为正整数,,mk为正整数.显然当2k时,1a有最小值154553a.当11a时,21358aa,382ka,其中k为使3a为奇数的正整数,所以3k,338=12a所以43358aa,5
82ka,其中k为使5a为奇数的正整数,所以3k,538=12a……………………所以数列na是周期为2的周期数列,奇数项为1,偶数项为8.1220SSS1+1+8+12+8+12+82++110+810=910故答案为(1)5(2)910【点
睛】本题考查数列的递推公式的性质和应用,考查周期数列求和问题,属于难题.38.数列{}na中,11a,11nnaan,则15a__________;123151111aaaa__________.【答案】
120158【分析】由递推公式归纳出通项公式na,用裂项相消法求数列1{}na的和.【详解】∵11a,11nnaan,∴12(1)(1)122nnnnnaanannn,∴1515161202a,121112221223(1)
naaann111112[(1)()()]2231nn122(1)11nnn∴121511121515168aaa.故答案为120;158.【点睛】本题考查由递推公式求
数列的通项公式,考查裂项相消法求.解题时由递推式进行迭代后可得数列通项形式,从而由等差数列前n和公式求得na.39.设数列na满足11a,且121nnannNan,则数列na的通项公式
na__________,数列11nnaa的前10项和为__________.【答案】12n53【分析】先利用累乘法求出数列的通项,再利用裂项相消法求数列11nnaa的前10项和.【详解】因为121nnanan
,所以23412313451,,,,234nnaaaanaaaan,(n≥2)把它们左右两边全部相乘得12nna,适合n=1,所以12nna.所以11nnaa=4114()1)(2)12nnnn(,所以数列11nn
aa的前10项和=11111154)233411123(.故答案为(1).12n(2).53【点睛】本题主要考查累乘法求数列的通项,考查裂项相消法求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.
40.已知数列na中,11a,2112nnaan,则数列na的通项公式为______;若1223111110nnaaaaaa,则n的最大值______.【答案】nan119【分析】11a,2112nnaan,可得2
211nnaa,根据等差数列的通项公式可得2na,进而得到.na利用11111nnnnaann,即可得出12231111nnaaaaaa的和.可得n的最大值.【详解】解:11a,2112nn
aan,2211nnaa,数列2na为等差数列,首项为1,公差为1,0na.211nann.则数列na的通项公式为nan;又11111nnnnaann.122311112132111
10nnnnnaaaaaa,111n,解得120n,则n的最大值为119.故答案为nan;119.【点睛】本题主要考查了等差数列的通项公式、裂项求和方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.41.设公比不为1的等比数列na满足
12318aaa,且243,,aaa成等差数列,则公比q___________,数列na的前4项的和为___________.【答案】1258【分析】(1)由243,,aaa成等差数列以及公比不为1可解得12q;(2)由12318
aaa可解得212a,再通过公比一次计算出134aaa、、的值,最后求和得出结果.【详解】(1)因为数列na是等比数列,所以有2213aaa,即3123218aaaa,计算得212a,因为
243,,aaa成等差数列,所以有4232aaa,即222222210aqaaqqq,因为公比不为1,所以解得12q,(2)21aaq,解得11a,32aaq,解得314a,4
3aaq,解得418a,123458aaaa.【点睛】本题考察的是等比中项和等差中项的使用,等比中项有211nnnaaa,等差中项有112nnnaaa.42.(1)在等差数列na中,794
16,1aaa,则12a的值_________;(2)在等比数列na中,5615163,6aaaa,则2526aa____.【答案】(1)15;(2)12.【分析】(1)利用等差数列的性质,即79412aaaa即可得出;(2)根据等比
数列的性质可知56aa,1516aa,2526aa也成等比数列,进而根据等比中项的性质可求得答案.【详解】(1)∵79416,1aaa∴根据等差数列的性质可得79412aaaa∴1215a(2)∵数列na为等比数列
,∴56aa,1516aa,2526aa也成等比数列∴21516252656()36123aaaaaa故答案为(1)15;(2)12.【点睛】本题主要考查了等差数列及等比数列的性质.经常采用“巧用性质、整体考虑、减少运算量”的方法,性质是两种数列基本规律的深
刻提现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用,但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.43.(2017·萧山中学仿真考试)设等比数列{an}的首项a1=1,且4a1,2a2,a3成等差数列,则公比q=
________;数列{an}的前n项和Sn=________.【答案】22n-1【解析】因为a1=1,且4a1,2a2,a3成等差数列,所以4q=4+q2,解得q=2,所以Sn=1-212n=2n-1
.44.已知数列na中,1aa,22aa,22nnaa,若数列na单调递增,则实数a的取值范围为__________,2nS__________.【答案】0,122n【解析】数列na满足22nnaa即为
,奇数项成公差为2的等差数列,偶数项成公差为2的等差数列,公差相等,所以若使得数列na单调递增,只需123aaa,即22aaa,解得01a.21321242nnnSaaaaaa211222222nnnnnanan
.五、解答题45.已知数列na满足11a,1220nnaa.(1)求数列na的通项公式;(2)若nnbna,求数列nb的前n项和nS.【答案】(1)122nna;(2)2122nnnSnnn.【分析】(1)由1220nnaa,化简
得到1222nnaa,结合等比数列的通项公式,即可求解;(2)由(1)知122nna,单调122nnnbnann,结合等差数列的求和公式和乘公比错位相减法,即可求解.【详解】(
1)由题意,数列na满足1220nnaa,可得1222nnaa,即1222nnaa,又因为11a,可得121a,所以1112222nnnaa,所以122nna,即数列na的通项公式122nna.(2)由(1)知122n
na,可得122nnnbnann,则123nnSbbbb012121122222233222nnn0121(2122232)1222322nnn
0121(1)1222322nnnn.令01211222322ntn,则12321222322ntn,所以0121121212122nn
tn,所以122nntn.所以2122nnnSnnn.46.已知数列na的前n项和为nS,且220a,24nSnkn.(1)求数列na的通项公式;
(2)若数列nb满足13b,112nnnbban,求数列1nb的前n项和nT.【答案】(1)84nan;(2)21nnTn.【分析】(1)由24nSnkn,根据22
1aSS,求得8k=,得到248nSnn,进而求得数列na的通项公式;(2)由(1)得到1842nnbbnn,利用累加法,求得241nbn,进而求得2111114122121nb
nnn,利用裂项法求和,即可求解.【详解】(1)由题意,数列na的前n项和为24nSnkn,可得14Sk,2162Sk,因为220a,所以162420kk,解得8k=,所以1112aS,248nSnn,因为当2n时,21
4181nSnn,所以22148418184nnnaSSnnnnn.当1n时,符合上式,所以数列na的通项公式为84nan.(2)由(1)知184nan,可得1842nnbbnn,所以2112bb,
3220bb,4328bb,……,184nnbbn,所以211128412202884442nnnbbnn,又由13b,可得241(2)nbnn,当1n时,13b,满足上式,所以241nbn
.所以211111141212122121nbnnnnn,所以11111111112335212122121nnTnnnn.47.已知数列na的前n
项和nS满足3223nnaS.(1)证明:对任意的正整数n,集合21221,,nnnaaa中的三个元素可以排成一个递增的等差数列;(2)设(1)中等差数列的公差为nd,求数列1nnd的前n项和nT.【答案】(1)证明
见解析;(2)1328499nnnT.【分析】(1)由3223nnaS,利用等比数列的定义与通项公式,求得12()3nna,进而求得22123nna,21223nna,222123nna,结合等差中项的性质,即可求解.(2)由(1)知4nnd,
得到(11)4nnnnd,结合乘公比错位相减法,即可求解.【详解】(1)由题意,数列na的前n项和nS满足3223nnaS,当2n时,113223nnaS,两式相减,可得132nnnaaa,即12nnaa,即12,2n
nana,令1n,可得113223aa,解得143a,所以数列na是首项为43,公比为2的等比数列,所以1124233nnna,所以222112233nnna,21223nna,222123nna,又由21221214nn
nnnaaaa,所以2na,21na,21na构成一个递增的等差数列.(2)由(1)知4nnd,可得(11)4nnnnd,则1231243444414nnnTnn,23414243444414nnnTnn
,两式相减,可得123132444414nnnTn,112314(444414)nnn114(14)41484132343nnnnn所以1328499nnnT.4
8.设非常数数列na满足12nnnaaa,*nN,其中常数,均为非零实数,且0.(1)证明:数列na为等差数列的充要条件是20;(2)已知1,14β,11a,252a,求证:数列*11,2nnaanNn
与数列*12nnN中没有相同数值的项.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)根据得出数列的等差中项公式和等差数列的通项公式,结合充分条件和必要条件的判定方法,即可求解;
(2)由(1)和求得21115nnnnaaaa,得到数列*1nnaanN为等比数列,求得数列的通项公式2116155nnnaa,结合指数函数的单调性得到11nnaa中项均小于等于65,进而得到结论.【详解
】(1)由题意,数列na满足12nnnaaa,①充分性:若2,则有12122nnnnnaaaaa,可得211nnnnaaaa,所以na为等差数列.②必要性:若na为非
常数等差数列,可令0naknbk,代入12nnnaaa,可得12knbknbknb,化简得2kk,即20.因此,数列na为等差数列的充要条件是20
.(2)由1,14β,11a,252a,可得21115nnnnaaaa,又因为21302aa,可知数列*1nnaanN为等比数列,所以11*121131525nnnnaaaanN,从而有2
n时,113125nnnaa,213125nnnaa,由上述两式,可得21161255nnnaan,由指数函数的单调性可知,对于任意2n,222116161655555nnnaa
,所以数列*11,2nnaannN中项均小于等于65,而对于任意的1n时,1161225n,所以数列*1N2nn中项均大于65,因此数列*11,2nnaanNn
与数列*12nnN中没有相同数值的项.【点睛】数列与函数、不等式综合问题的求解策略:1、已知数列的条件,解决函数问题,解决此类问题一把要利用数列的通项公式,前n项和公式,求和方法等对于式子化简变形,注意数列与函数的不同,数列只能看作是自变量为
正整数的一类函数,在解决问题时要注意这一特殊性;2、解决数列与不等式的综合问题时,若是证明题中,则要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等,若是含参数的不等式恒成立问题,则可分离参数,转化为研究最值问题来解决.49.已知等差数列na的前n项和为nS,11a
,且123,,3SSS成等比数列.(1)求数列na的通项公式;(2)若na是单调递增数列,求证:1211111nnnnNaaan.【答案】(1)nan或23nan;(2)证明见解析
.【分析】(1)由给定条件求出等差数列na的的公差即可得解;(2)用所证不等式右端减去左端构造新数列,再讨论该数列单调性即可得解.【详解】(1)设等差数列na的公差为d,则1231,2,33SSdSd,由2213(3)SSS
得2(2)36dd,解得1d或2d,1(1)1nann或1(1)(2)23nann,所以数列na的通项公式是nan或23nan;(2)因na是单调递增数列,则nan,nN,令12()(1)(111)1nnfnaann
a1112()1nnnn,则111111)[11(1))]2()1((2112nnnnnfnfnnnnn2(1)1111112121nnnn
nnnnnnnnn(2)11022nnnnnnn于是有,(1)()nNfnfn,即数列{()}fn是递增数列,nN时12()(1)11022fnf,即12(1111)1nananna,所以有1211
111nnnnNaaan.【点睛】关键点睛:某些数列不等式证明,通过作差构造新数列,再判断数列单调性是解决问题的关键.50.在数列na中,12a,na是1与1nnaa的等差中项(1)求证:数列11na是等差数列,并求
na的通项公式;(2)求数列21nna的前n项和nS.【答案】(1)证明见解析,11nan;(2)1nnSn.【分析】(1)根据题意得到112nnnaaa,化简得到111111nnaa,结合等差数列的定义和通项公式,即可求解.(2)由(1)可得21111
11nnannnn,结合裂项法求和,即可求解.【详解】(1)由题意知na是1与1nnaa的等差中项,可得112nnnaaa,可得121nnnaaa,则111nnnaaa,可得111111nnaa,又由12a,可得1111a
,所以数列11na是首项和公差均为1的等差数列,可得11nna,解得11nan,即na的通项公式11nan.(2)由(1)可得2111111nnannnn,所以
11111111223111nnSnnnn.51.已知等差数列na的前n项和为nS,且636S,______请在①35a;②24621aaa,③749S这三个条件中任选一个补充在上面题干中,并回答以下问题.(1)求数列na的通项公式;
(2)求数列3nna的前n项和nT.【答案】选择见解析;(1)21nan;(2)113nnnT.【分析】(1)由636S,得到12512ad,分别选择①②③,列出方程组求得1,ad的值,即可求得数列的通项公式;(2)由(1)可得2133nnnan,利用乘公比错位
相减法,即可求解.【详解】(1)设等差数列na的公差为d,由636S,可得1656362ad,即12512ad,选①:由35a,可得11251225adad,解得112ad,所以数列na的通项公
式为1111221naandnn.选②:由24621aaa,可得4321a,即47a,所以11251237adad,解得112ad,所以1111221naandnn.选③:由749S,因为636S
,可得77613aSS,所以112512613adad,解得112ad,所以1111221naandnn.(2)由(1)可得2133nnnan,所以23135213333nnnT,所以234113521333313
nnTn,两式相减得2341222221333233133nnnnT23411111112123333333nnn111111212223321333313nnnn
n所以113nnnT.【点睛】错位相减法求解数列的前n项和的分法:(1)适用条件:若数列na为等差数列,数列nb为等比数列,求解数列nnab的前n项和nS;(2)注意事项:①在写出nS和n
qS的表达式时,应注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出nnSqS;②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号;③作差后,作差部分应用为1n的等比数列求和.52.已知数列na的前n项和为
2*11,0,1,22,NnnnnnSaaSaann.(1)求na的通项公式;(2)若数列nb满足*12Nnannabn,求数列nb的前n项和nT;(3)若数列nc满足*112111,0,1,2nnnnncccnNcac,求
证:3nc.【答案】(1)nan;(2)332nnnT;(3)证明见解析.【分析】(1)利用1nnnaSS消去1nS,得到关于na的递推关系而得解;(2)求出数列nb通项,再用错位相减法即可得解;(3)原等式化为2111
1nnnccnc,再通过放缩裂项,利用裂项相消法即可得解.【详解】(1)2n时,212nnnSaa,则2112nnnSaa,两式相减得1110nnnnaaaa,而0na,则11nnaa
,又21222Saa,所以22a,故211aa所以na是首项和公差都为1的等差数列,故nan;(2)由(1)知1122nnnananb,1211123(1)222nnTn,2111112(1)2222nnnTnn
,12211111[1()]11111311221(1)112222222212nnnnnnnnnTn,2133322nnnnnT;(3)因为*,0nn
Nc,1221111111nnnnnnnnccaccacc所以当2n时,2211111111(1)1nnnccncnnnnn,2n时,2212112231111111111()()()1
2(1)nnnccnccccccc111ncc,22222122131111211112(1)323(1)nnccncccnc222211121111151(1)()()323(1)32232131n
nnn所以2n时,111515313nccn,151233nc,即有3nc,而1132c从而,3nnNc.【点睛】思路点睛:给出Sn与an的递推关系,求an,常用思路是:一是利用1nnnaSS转化为an的递推关系,再求其通项
公式;二是转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.53.已知数列na的前n项和为212nSnn.(1)求数列na的通项公式;(2)设1122nnnba,求数列nb的前n项和nT.【答
案】(1)122nan;(2)1122nnTn.【分析】(1)由212nSnn,结合1nnnaSS,即可求得数列na的通项公式;(2)由(1)得到2nnbn,利用乘公比错位相减,即可求解.【详解】(
1)由题意,数列na的前n项和为212nSnn,当1n时,1132aS,当2n时,1122nnnaSSn,经验证1n满足122nan,所以数列na的通项公式122nan.(2)由(1)可得11222nnnnnba
,则1211222122nnnTnn,23121222122nnnTnn,两式相减可得:21112(12)22222(1)2212nnnnnnTnnn,
所以1122nnTn.【点睛】错位相减法求解数列的前n项和的分法:(1)适用条件:若数列na为等差数列,数列nb为等比数列,求解数列nnab的前n项和nS;(2)注意事项:①在写出
nS和nqS的表达式时,应注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出nnSqS;②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号;③作差后,作差部分应用为1n的等比数列求和.54.已知数列na满足22124nnnaaa.(1)求数列na的通项
公式;(2)设23log3nnba,数列nb的前n项和为nS,求证:1211114nSSS【答案】(1)4nna;(2)证明见解析.【分析】(1)从给定的递推公式出发,即可探讨出数列na的通项公式
;(2)先求出数列nb的通项,再求它的前n项和nS,最后用裂项相消法求数列1{}nS的前n项即可得解.【详解】数列na中,2212,4nnnnNaaa,2n时,2(1)(1)21214nn
naaa,两式相除得22(1)(1)2244nnnnnna,n=1时,a1=4满足上式,所以数列na的通项公式是4()nnanN;(2)由(1)知23log433(21)nnbn,而有13[2(1)1]3(21)6nnbbnn,即数列
nb是等差数列,13[3(21)]3(2)22nnbbnnSnnn,11(2)111()3(2)6(2)62nnnSnnnnnn,所以121111111111111[(1)()()()()]632435112nSSSnnnn
11111311131(1)()62126212624nnnn,即121111,4nnNSSS成立.【点睛】思路点睛:使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的
项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.55.已知数列na的前n项和nS满足2126nnSnna,且113a.(1)求证:数列3nan是等比数列,并求数列n
a的通项公式;(2)求证:1231111254naaaa.【答案】(1)证明见解析,22nnna;(2)证明见解析.【分析】(1)由2126nnSnna,得到2n时,211126nnnnSa
,两式相减得*112,3nnnaanN,化简得到13123nnanan,结合等比数列的通项公式,即可求解;(2)由(1)可得132nnan,得到112534a,1211254aa,当3n时,结合二项
式展开式,得到23nn,进而得到132nnna,根据乘公比错位法求和,即可求解.【详解】(1)由题意,数列na的前n项和nS满足2126nnSnna,当2n时,211126nnnnSa
②,两式相减得11223nnnaan,当1n时,1213Sa,可得211233aS,此时211123aa,符合1123nnnaa,所以*112,3nnnaanN
,则112132131162323333nnnnnnnanananSaananan.又由1312a,所以数列3nan是首项为2,公比为2的等比数列,所以3
2nnan,所以22nnna.(2)由(1)可得132nnan,则112534a,121192524aa,当3n时,010121211CCCCCC12nnnnnnnnnnnn,则
1211432nnnnn,因此3012nn.又由1333222nnnnnnannn,记34567832222nnT,则451672322222nnTnn,两式相减得344511111122
3111333751242222428212nnnnnTnnn,可得7542nnT,所以12311119255252424nnnTaaaa.【点睛】(1)中,结合数列的递推关系式
2126nnSnna,推得*112,3nnnaanN,结合13123nnanan,利用等比数列的通项公式求解;(2)中,当3n时,结合二项展开式,得到1212nnnn,进而得出132nnna,利用乘公比错位相减法,求得7542nnT
时解答的关键.56.已知数列na的前n项和为nS,且满足12111111112nnSSS.(1)求数列na的通项公式;(2)若数列nb满足111nnnnabaa,求数列
nb的前n项和nT.【答案】(1)12nnanN;(2)12122nnnT.【分析】(1)由12111111112nnSSS,得到1121111111112nnSSS
,两式相减,求得21nnS,进而求得数列na的通项公式;(2)由(1)得到1112121nnnb,结合“裂项求和”,即可求解.【详解】(1)由题意,数列na满足12111111112nnSSS,所以
当2n时,1121111111112nnSSS,两式相减可得11212nnnS,因为11111122S,符合上式,所以*1112nnnSN,故21nnS,当2n时
,111222nnnnnnaSS,当1n时,111aS,符合上式,所以数列na的通项公式为12nnanN.(2)由(1)得11121121212121nnnnnnb
,所以1121111111112121212121nnnT11221n21221nn12122nn.57.已知各项均为正数的数列na的前n项和为nS,11a,*1,2nnnaSSn
nN.(1)求证;数列nS是等差数列,并求na的通项公式;(2)若x表示不超过x的最大整数,如122,,2,12,求证:222121111naaa.【答案】(1)证明见解析,21nan;(2
)证明见解析.【分析】(1)用1nnSS替换给定关系式中na,求出nS的关系,由此求出nS,进而求得na;(2)对21na进行适当放大为2144nn,再利用裂项相消法求其前n项和,再确定这个和所在区间即可得解.【详解】(1)因为1nnnaSS,所以当2n时,11nnnnSSSS
,即111nnnnnnSSSSSS,而0na,有10nnSS,所以112nnSSn,所以数列nS是以111Sa为首项,公差为1的等差数列;111nSnn,则2nSn,当2n时,1121nnnaSSnnn
,又11a满足上式,所以na的通项公式为21nan;(2)22211144121nannn,当2n时,22111114441nannnn,故22212111
111111111151111412231444naaannn,当1n时,211514a,所以对任意的*nN,都有2221211154naaa,又222212111111naaaa,所以222121115
14naaa.所以222121111naaa.【点睛】思路点睛:给出Sn与an的递推关系,求an,常用思路是:一是利用1nnnSSa转化为an的递推关系,再求其通项公
式;二是转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.58.已知正项等差数列na满足:233312nnSaaa,*nN,nS是数列na的前n项和.(1)求数列na的通项公式;(2)令
*4(1)2121nnnnnbnNaa,数列nb的前n项和为nT,求2nT.【答案】(1)nan;(2)144nn.【分析】(1)根据题意,当1n和2n时,求得12,aa的值,求得公差,进而得到通项公式;(2)由(
1)得到11(1)2121nnbnn,利用裂项法,即可求解.【详解】(1)正项等差数列na满足:233312nnSaaa,当1n时,解得11a,当2n时,2332121aaa,解得22a,故数列的公差211d,所以11nann
.(2)由(1)可得44(1)(1)2121(21)(21)nnnnnnnbaann11(1)2121nnn,所以211111141133541414141nnT
nnnn.【点睛】错位相减法求解数列的前n项和的分法:(1)适用条件:若数列na为等差数列,数列nb为等比数列,求解数列nnab的前n项和nS;(2)注意事项:①在写出nS和nqS的表达式时,应
注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出nnSqS;②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号;③作差后,作差部分应用为1n的等比数列求和.