高考数学一轮复习 专题7.5 数列的综合应用(练)
展开高考数学一轮复习策略
1、揣摩例题。
课本上和老师讲解的例题,一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究,深刻理解,要透过“样板”,学会通过逻辑思维,灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法,并能总结出解题的规律。
2、精练习题
复习时不要搞“题海战术”,应在老师的指导下,选一些源于课本的变式题,或体现基本概念、基本方法的基本题,通过解题来提高思维能力和解题技巧,加深对所学知识的深入理解。在解题时,要独立思考,一题多思,一题多解,反复玩味,悟出道理。
3、加强审题的规范性
每每大考过后,总有同学抱怨没考好,纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否,不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系,确定解题思路 。
4、重视错题
“错误是最好的老师”,但更重要的是寻找错因,及时进行总结,三五个字,一两句话都行,言简意赅,切中要害,以利于吸取教训,力求相同的错误不犯第二次。
专题7.5 数列的综合应用
1.(2021·浙江高三专题练习)已知正项等差数列和正项等比数列},,是,的等差中项,是,的等比中项,则下列关系成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
设等差数列公差为d,等比数列公比为q,由题意可得:,进而可得结果.
【详解】
设等差数列公差为d,等比数列公比为q,
由题意可得:
A. ,故A不正确;
B. ,故B正确;
C. ,故C不正确;
D. ,故D不正确.
故选:B
2.(2021·江西赣州市·高三二模(理))朱世杰是元代著名数学家,他所著的《算学启蒙》是一部在中国乃至世界最早的科学普及著作.《算学启蒙》中涉及一些“堆垛”问题,主要利用“堆垛”研究数列以及数列的求和问题.现有132根相同的圆形铅笔,小明模仿“堆垛”问题,将它们全部堆放成纵断面为等腰梯形的“垛”,要求层数不小于2,且从最下面一层开始,每一层比上一层多1根,则该“等腰梯形垛”应堆放的层数可以是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【解析】
把各层的铅笔数看出等差数列,利用求和公式得到,由n为264 的因数,且为偶数,把四个选项一一代入验证即可.
【详解】
设最上面一层放根,一共放n(n≥2)层,则最下一层放根,
由等差数列前n项和公式得:,
∴,
∵,∴n为264 的因数,且为偶数,
把各个选项分别代入,验证,可得:n=8满足题意.
故选:D
3.【多选题】(2020·湖南高三月考)在“全面脱贫”行动中,贫困户小王2020年1月初向银行借了扶贫免息贷款10000元,用于自己开设的农产品土特产品加工厂的原材料进货,因产品质优价廉,上市后供不应求,据测算每月获得的利润是该月月初投人资金的,每月月底需缴纳房租600元和水电费400元,余款作为资金全部用于再进货,如此继续.设第月月底小王手中有现款为,则下列论述正确的有( )(参考数据:)
A.
B.
C.2020年小王的年利润为40000元
D.两年后,小王手中现款达41万
【答案】BCD
【解析】
由题可知,月月底小王手中有现款为,月月底小王手中有现款为之间的递推关系为,,进而根据递推关系求出通项公式即可得答案.
【详解】
对于A选项,元,故A错误
对于B选项,第月月底小王手中有现款为,则第月月底小王手中有现款为,由题意故B正确;
对于C选项,由得
所以数列是首项为公比为1.2的等比数列,
所以,即
所以2020年小王的年利润为元,故C正确;
对于D选项,两年后,小王手中现款为元,即41万,故D正确.
故选: BCD.
4.(2021·江西高三其他模拟(理))已知公差不为0的等差数列的部分项,,,……构成等比数列,且,,,则___________.
【答案】
【解析】
设等差数列的公差为,则,由等比数列的性质列式求得 .然后再由等差数列与等比数列的通项公式列式求得.
【详解】
解:设等差数列的公差为,则,
由已知,
即,得,
于是,在等比数列中,
公比.
由为数列的第项,知;
由为数列的第项,知,
,
故.
故答案为.
5.(2021·西安市经开第一中学高三其他模拟(理))数列满足:,点在函数的图像上,其中为常数,且
(1)若成等比数列,求的值;
(2)当时,求数列的前项的和.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)首先由条件,列式表示为,,,再根据数列是等比数列求的值;
(2)由条件,归纳可知,再求数列的前项的和.
【详解】
解:(1)由可得,,,
所以,,.
又,,成等比数列,所以,则,
又,故.
(2)时,,∴,,…,,
.
6.(2021·江苏高考真题)已知数列满足,且.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)求数列的前项和.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【解析】
(1)计算得到,得到答案.
(2),得到数列通项公式.
(3)根据分组求和法计算得到答案.
【详解】
(1)由,得,∴,又,
∴是首项为3,公比为3的等比数列.
(2),∴.
(3).
7.(2021·全国高三其他模拟(理))已知在等差数列中,为其前项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和为且求的取值范围.
【答案】(1);(2),.
【解析】
(1)由条件求得公差,写出通项公式;
(2)求出通项公式,利用分组求和求得,且单增,找到符合的最小n值即可.
【详解】
(1)由等差数列性质知,,则,
故公差,
故
(2)由(1)知,
易知单调递增,且,,
故,解得,.
8.(2021·太原市·山西大附中高三其他模拟)在数列中,.等差数列的前两项依次为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)cn=8n-10;(2)Sn=(4n-9)×2n+2+36.
【解析】
(1)根据递推公式计算,,利用等差数列公式计算得到答案.
(2)将题目中两式相加得到,故是首项为2,公比为2的等比数列,计算得到通项公式,再利用错位相减法计算得到答案.
【详解】
解(1)∵a1=b1=1,∴,
则数列{cn}的公差d=6-(-2)=8.
∴数列{cn}的通项公式为cn=-2+8(n-1)=8n-10.
(2)an+1=3an-bn-3n-1,①
bn+1=3bn-an+3n+1,②
①+②,得an+1+bn+1=2(an+bn).
∵a1+b1=2,∴数列{an+bn}是首项为2,公比为2的等比数列,
∴an+bn=2n.
∴Sn=-2×2+6×22+…+(8n-10)×2n,
则2Sn=-2×22+6×23+…+(8n-10)×2n+1,
∴Sn-2Sn=-4+8(22+23+…+2n)-(8n-10)×2n+1,
即-Sn=-4+8(2n+1-4)-(8n-10)×2n+1=(18-8n)×2n+1-36,
∴Sn=(4n-9)×2n+2+36.
9.(2021·重庆高三三模)已知数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式:
(2)设,数列的前项和为,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】
(1)利用,求得数列的通项公式.
(2)求得数列的通项公式,进而利用裂项求和法求得,结合数列的单调性证得.
【详解】
(1)解:,令,解得时,两式相减,得
数列是以为首项,为公比的等比数列,所以;
(2)证明
单调递增,所以1即
10.(2021·沂水县第一中学高三其他模拟)在数列中,,且成等比数列.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)设数列满足,其前项和为,证明:.
【答案】(1)证明见解析;;(2)证明见解析.
【解析】
(1)利用已知条件推出数列是等差数列,其公差为,首项为1,求出通项公式,结合由,,成等比数列,转化求解即可.(2)化简通项公式,利用裂项消项法,求解数列的和即可.
【详解】
证明:(1)由,得,即,
所以数列是等差数列,其公差为,首项为1,
因此,,,
由成等比数列,得,即,
解得或(舍去),故.
(2)因为,
所以
因为,所以.
1.(2021·河南郑州市·高三三模(文))1967年,法国数学家蒙德尔布罗的文章《英国的海岸线有多长?》标志着几何概念从整数维到分数维的飞跃.1977年他正式将具有分数维的图形成为“分形”,并建立了以这类图形为对象的数学分支——分形几何.分形几何不只是扮演着计算机艺术家的角色,事实表明它们是描述和探索自然界大量存在的不规则现象的工具.下面我们用分形的方法来得到一系列图形,如图1,线段AB的长度为1,在线段AB上取两个点C,D,使得,以CD为一边在线段AB的上方做一个正三角形,然后去掉线段CD,得到图2中的图形;对图2中的线段EC、ED作相同的操作,得到图3中的图形;依此类推,我们就得到了以下一系列图形:
记第n个图形(图1为第一个图形)中的所有线段长的和为,对任意的正整数n,都有,则a的最小值为__________.
【答案】2.
【解析】
根据图形之间的关系可得的递推关系,从而可求的通项公式,故可求a的最小值.
【详解】
设第个图形中新出现的等边三角形的边长为,则当时,,
设第个图形中新增加的等边三角形的个数为,则当时,,
故,其中,
由累加法可得
,
时,也符合该式,故,
故对任意的恒成立,故即a的最小值为2.
故答案为:2.
2.(2020·沙坪坝区·重庆南开中学高三月考)已知数列是公差不为0的等差数列,其前项和为,满足,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,实数使得对任意恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)先利用已知条件求出公差d,再利用求通项公式即可;
(2)先计算通项公式,利用裂项相消法求,代入化简数列不等式为对任意恒成立,再求最小值即得结果.
【详解】
解:(1)设数列的公差为,
因为是等差数列,所以,故,
又,,成等比数列,所以,故,
将代入得,即,
又知,故,所以;
(2)由(1)知,,故,
所以,即,
故,即对任意恒成立,
而在上单调递增,
故在时单调递增,,
所以,故的取值范围为.
3.(2021·全国高三其他模拟)有下列三个条件:①数列是公比为的等比数列,②是公差为1的等差数列,③,在这三个条件中任选一个,补充在题中“___________”处,使问题完整,并加以解答.
设数列的前项和为,,对任意的,都有___________.已知数列满足,是否存在,使得对任意的,都有?若存在,试求出的值;若不存在,请说明理由.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】答案见解析
【解析】
根据等差、等比数列的通项公式以及数列单调性来找到数列的最大项,题干中有3个条件,选取一个进行分析即可.
【详解】
记,从而有().
选择①,数列是公比为的等比数列,
因为,所以,即.
所以,所以.
由,当时,,当时,,
所以当或2时,取得最大值,即取得最大值.
所以存在,2,使得对任意的,都有.
选择②,方法一:是公差为1的等差数列,
因为,所以,
当时,,
则,
当时,上式成立,
所以.
所以,从而.
由,
所以当时,;当时,,
所以当时,取得最大值,即取得最大值.
所以存在,使得对任意的,都有.
方法二:利用“夹逼法”,即利用来求解.
,
由(),得,解得.
选择③,方法一:,
则,
从而,
即.
又,所以数列是首项为1,公比为2的等比数列,
所以.
所以,从而,即,
所以数列为单调递增数列,
故不存在,使得对任意的,都有.
方法二:利用求解.
,,
则,
因为,所以不存在,使得对任意的,都有.
4.(2021·四川自贡市·高三三模(文))已知数列{an}的前n项和为Sn,,数列{bn}是等差数列,且b1=a1,b6=a5.
(1)求数列和的通项公式;
(2)若,记数列{cn}的前n项和为Tn,证明:3Tn<1.
【答案】(1);;(2)证明见解析.
【解析】
(1)首先利用时,求得,进而得到数列为公比为2的等比数列,最后根据首项和公比写出通项公式即可,再根据b1=a1,b6=a5
求得的公差,再写出的通项公式.(2)根据裂项相消求和,最后证明不等式即可.
【详解】
解:(1)由,
可得n=1时,,
解得,
n≥2时,,又,
两式相减可得,
即有,
数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,
所以;
设等差数列{bn}的公差为d,且b1=a1=1,b6=a5=16,
可得,
所以;
(2)证明:
所以
则3Tn<1.
5.(2021·全国高三其他模拟)在①;②;③成等差数列这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.问题:数列{an}是各项均为正数的等比数列,前n项和为Sn,a1=2,且___.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若(),求数列{bn}的前n项和Tn.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)若选①,由,有,两式相减,可得数列为等比数列,再由首项可求通项;
若选②,由,得,再由首项可求通项;
若选③,由成等比数列,得,再由首项可求通项.
(2)先带入化简,再裂项求和即可.
【详解】
(1)若选①,由,有,两式相减并整理有,
可知数列是首项为2,公比也为2的等比数列,所以;
若选②,因为数列是等比数列,且首项为2,由,
有,即,得,
所以数列是首项为2,公比也为2的等比数列,所以;
若选③,由成等比数列,有,
即,因为有,所以有,
解得,(舍),
数列是首项为2,公比也为2的等比数列,所以.
(2)因为,
,
所以
.
6.(2021·宁波市北仑中学高三其他模拟)已知数列满足,记数列的前项和为,
(1)求证:数列为等比数列,并求其通项;
(2)求的前项和及的前项和为.
【答案】(1)证明见解析;;(2);.
【解析】
(1)根据题中条件,推出,即可证明数列为等比数列,从而可求出其通项公式;
(2)根据(1)的结果,由错位相减法,即可求出;设,先由题中得到的通项,再由分组求和法计算,根据求,进而可得.
【详解】
(1)因为,,,
所以,
又,
所以数列是以为首项,以为公比的等比数列,
因此;
(2)由(1)可得①,
则②,
①②得,
则;
设,
则,
所以;
;
因此.
7.(2021·湖北高三其他模拟)在等比数列{an}中,公比,其前n项和为Sn,且S2=6,___________.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设,且数列{cn}满足c1=1,cn+1﹣cn=bn+1bn,求数列{cn}的通项公式.
从①.S4=30,②.S6﹣S4=96,③.a3是S3与2的等差中项,这三个条件中任选一个,补充到上面问题中的横线上,并作答.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)选条件①时,利用等比数列的定义和性质的应用求出数列的通项公式;选条件②时,利用等比数列的定义和性质的应用求出数列的通项公式;选条件③时,利用等差中项的应用求出数列的通项公式.
(2)由(1),得, 则,利用累加法结合裂项相消法,可求出数列{cn}的通项公式.
【详解】
解:(1)若选条件①时, 由S2=6及S4=30,
得a1+a2=6,a1+a2+a3+a4=30,
两式相减,得a3+a4=24,
即q2(a1+a2)=24,
所以q2=4,由,解得,
代入a1+a2=6,得a1+2a1=6,解得a1=2,
所以数列{an}的通项公式为.
若选条件②时,S6﹣S4=96.
因为S6﹣S4=a5+a6=96,a1+a2=6,
所以,a1+a1q=6,
两式相除,得q4=16,结合q>0,得q=2,
所以a1+2a1=6,解得a1=2,
所以数列{an}的通项公式为.
若选条件③时,a3是S3与2的等差中项.
由a3是S3与2的等差中项,得2a3=S3+2,
则2a3=a1+a2+a3+2,由a1+a2=6,得a3=8,
由通项公式,得a1+a1q=6,,
消去a1,得3q2﹣4q﹣4=0,结合q>0,解得q=2,
代入a1+a1q=6,得a1=2,
所以数列{an}的通项公式为.
(2)由(1),得,
,
所以当时,cn=c1+(c2﹣c1)+(c3﹣c2)+(c4﹣c3)+ +(cn﹣cn﹣1)
.
又c1=1也适合上式,故数列{cn}的通项公式是.
8.(2021·全国高三其他模拟)从①,②,③中任选一个填入下面的空中,并解答.
设等比数列的公比,且____.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)(2)答案不唯一,具体见解析.
【解析】
(1)根据可得关于 的方程 ,两个方程解出两个未知数;
(2)若选①②,结合表达式的特点,可用错位相减法求和,若选③,
,可用分组求和法解题.
【详解】
(1)设的公比为,因为,故,
即,解得或舍去,
所以
(2)设的前项和为,
若选①,,两式相减得
所以
若选②,两式相减得,
所以.
若选③
当为偶数时,当为奇数时,,
所以
9.(2021·浙江高三其他模拟)已知数列{}满足,且=,n∈(是等比数列,是等差数列),记数列{}的前n项和为,{}的前n项和为,若公比数q等于公差数d,且
(1)求数列{}的通项公式;
(2)记为数列{}的前n项和,求(n≥2,且n∈)的最小值.
【答案】(1)+;(2)
【解析】
(1)根据已知条件以及等差数列等比数列的通项公式可求出,进而可以求得数列{}的通项公式;
(2)求得,进行变形,然后令=1,接下来与作差,然后构造函数,分类讨论即可求出最值.
【详解】
(1)由题意得.....①;......②
将代入②式中,解得=4,=3.
故将①式可变为:,解得d=q=2-
故=2,=1,所以
故+
(2)由(1)可求得=2-
故1,记=1
则--
∵n≥2,且n∈,故在n=2时为负数,当n≥3时为正数
进行分类讨论:
①当n=2时,=5
②当n≥3时,记f(x)=
化简得f(x)=,故在4>n≥3时,-<0,,n=4,=,n≥5时,->0
则对于n≥3时,n=4或3时有最小值-
故<
故的最小值为.
10.(2021·浙江金华市·高三三模)若数列的前n项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,其前n项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)利用化简可得为等比数列,由此可求得通项公式;
(2)由题可得恒成立,n为偶数时,,n为奇数时,.
【详解】
(1)解:因为,所以,
当,时,
所以,
所以数列为等比数列,首项为,公比为2,
所以,则;
(2)解:因为,所以,
由(1),
所以恒成立,
当n为偶数时,恒成立,所以,
设,由于,
所以,当时,,
所以,
当n为奇数时,,若n=1,则有,
若,则有,
令,由于,
所以,综上,.
1.(2020·北京高考真题)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.
2.(2020·浙江省高考真题)已知等差数列{an}的前n项和Sn,公差d≠0,.记b1=S2,bn+1=S2n+2–S2n,,下列等式不可能成立的是( )
A.2a4=a2+a6 B.2b4=b2+b6 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.
3.(2019年浙江卷)设,数列中,, ,则( )
A. 当 B. 当
C. 当 D. 当
【答案】A
【解析】
选项B:不动点满足时,如图,若,
排除
如图,若为不动点则
选项C:不动点满足,不动点为,令,则,
排除
选项D:不动点满足,不动点为,令,则,排除.
选项A:证明:当时,,
处理一:可依次迭代到;
处理二:当时,,则则
,则.
故选A
4.(2020·江苏省高考真题)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:
5.(2019年浙江卷)设等差数列的前项和为,,,数列满足:对每成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)记 证明:
【答案】(1),;(2)证明见解析.
【解析】
(1)由题意可得:,解得:,
则数列的通项公式为.
其前n项和.
则成等比数列,即:
,
据此有:
,
故.
(2)结合(1)中的通项公式可得:
,
则.
6.(2021·天津高考真题)已知是公差为2的等差数列,其前8项和为64.是公比大于0的等比数列,.
(I)求和的通项公式;
(II)记,
(i)证明是等比数列;
(ii)证明
【答案】(I),;(II)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【解析】
(I)由等差数列的求和公式运算可得的通项,由等比数列的通项公式运算可得的通项公式;
(II)(i)运算可得,结合等比数列的定义即可得证;
(ii)放缩得,进而可得,结合错位相减法即可得证.
【详解】
(I)因为是公差为2的等差数列,其前8项和为64.
所以,所以,
所以;
设等比数列的公比为,
所以,解得(负值舍去),
所以;
(II)(i)由题意,,
所以,
所以,且,
所以数列是等比数列;
(ii)由题意知,,
所以,
所以,
设,
则,
两式相减得,
所以,
所以.
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