新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列 高考重点突破课二 数列 (含解析)
展开题型一 等差、等比数列的交汇
例1 已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{a2nb2n-1}的前n项和(n∈N*).
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,
而b1=2,所以q2+q-6=0.
又因为q>0,解得q=2,所以bn=2n.
由b3=a4-2a1,可得3d-a1=8①,由S11=11b4,可得a1+5d=16②,联立①②,
解得a1=1,d=3,由此可得an=3n-2.
所以数列{an}的通项公式为an=3n-2,数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(2)设数列{a2nb2n-1}的前n项和为Tn,由a2n=6n-2,b2n-1=2×4n-1,有a2nb2n-1=(3n-1)×4n,故
Tn=2×4+5×42+8×43+…+(3n-1)×4n,
4Tn=2×42+5×43+8×44+…+(3n-4)×4n+(3n-1)×4n+1,
上述两式相减,得-3Tn=2×4+3×42+3×43+…+3×4n-(3n-1)×4n+1
=eq \f(12×(1-4n),1-4)-4-(3n-1)×4n+1
=-(3n-2)×4n+1-8.
得Tn=eq \f(3n-2,3)×4n+1+eq \f(8,3).
所以数列{a2nb2n-1}的前n项和为eq \f(3n-2,3)×4n+1+eq \f(8,3).
感悟提升 等差与等比数列的基本量间的关系,利用方程思想和通项公式、前n项和公式求解,求解时注意对性质的灵活运用.
训练1 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差d≠0,a2是a1,a5的等比中项,S5=25.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn+bn+1=Sn,求b2-b20.
解 (1)∵a2是a1,a5的等比中项,
∴aeq \\al(2,2)=a1a5,∴(a1+d)2=a1(a1+4d),
∴d2=2a1d.
又∵d≠0,d=2a1,①
S5=5a1+10d=25,②
由①②解得a1=1,d=2,
∴an=2n-1,Sn=eq \f(n(1+2n-1),2)=n2.
(2)∵bn+bn+1=n2,
当n≥2时,bn-1+bn=(n-1)2,
∴bn+1-bn-1=2n-1,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b4-b2=2×3-1,,b6-b4=2×5-1,,…,b20-b18=2×19-1,))
∴b20-b2=eq \f(9(5+37),2)=189,
∴b2-b20=-189.
题型二 数列与不等式的交汇
例2 (12分)(2021·浙江卷)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=-eq \f(9,4),且4Sn+1=3Sn-9(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足3bn+(n-4)an=0(n∈N*),记{bn}的前n项和为Tn.若Tn≤λbn对任意n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围.
[规范答题]
解 (1)因为4Sn+1=3Sn-9,
所以当n≥2时,4Sn=3Sn-1-9,
两式相减可得4an+1=3an,即eq \f(an+1,an)=eq \f(3,4).……………………2分
当n=1时,4S2=4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(9,4)+a2))=-eq \f(27,4)-9,
解得a2=-eq \f(27,16),所以eq \f(a2,a1)=eq \f(3,4).
所以数列{an}是首项为-eq \f(9,4),公比为eq \f(3,4)的等比数列,
所以an=-eq \f(9,4)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n-1)=-eq \f(3n+1,4n).……………………4分
(2)因为3bn+(n-4)an=0,
所以bn=(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n).……………………5分
所以Tn=-3×eq \f(3,4)-2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(2)-1×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(3)+0×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(4)+…+(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n),
所以eq \f(3,4)Tn=-3×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(2)-2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(3)-1×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(4)+0×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(5)+…+(n-5)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n)
+(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1),……………………7分
以上两式相减得eq \f(1,4)Tn=-3×eq \f(3,4)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(3)+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n)-(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1)
=-eq \f(9,4)+eq \f(\f(9,16)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))\s\up12(n-1))),1-\f(3,4))-(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1)=-n·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1),
所以Tn=-4n·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1).……………………9分
因为Tn≤λbn对任意n∈N*恒成立,
所以-4n·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n+1)≤λ(n-4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))eq \s\up12(n)恒成立,
即-3n≤λ(n-4)恒成立.
当n<4时,λ≤eq \f(-3n,n-4)=-3-eq \f(12,n-4),此时λ≤1;
当n=4时,-12≤0恒成立;
当n>4时,λ≥eq \f(-3n,n-4)=-3-eq \f(12,n-4),此时λ≥-3.
所以-3≤λ≤1,即实数λ的取值范围为[-3,1]. ……………………12分
第一步 根据题目条件,求出数列的通项公式
第二步 根据数列项的特征,选择合适的方法(公式法、分组转化法、裂项
相消法、错位相减法等)求和
第三步 利用第二步中所求得的数列的和,证明不等式或求参数的范围
第四步 反思解题过程,检验易错点,规范解题步骤
训练2 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,4Sn=anan+1(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,aeq \\al(2,n))))的前n项和为Tn,求证:eq \f(n,4n+4)<Tn<eq \f(1,2).
(1)解 ∵4Sn=anan+1,n∈N*,
∴4a1=a1·a2,又a1=2,∴a2=4.
当n≥2时,4Sn-1=an-1an,得4an=anan+1-an-1an.
由题意知an≠0,∴an+1-an-1=4.
当n=2k+1,k∈N*时,a2k+2-a2k=4,即a2,a4,…,a2k是首项为4,公差为4的等差数列,
∴a2k=4+(k-1)×4=4k=2×2k;
当n=2k,k∈N*时,a2k+1-a2k-1=4,
即a1,a3,…,a2k-1是首项为2,公差为4的等差数列,
∴a2k-1=2+(k-1)×4=4k-2=2(2k-1).
综上可知,an=2n,n∈N*.
(2)证明 ∵eq \f(1,aeq \\al(2,n))=eq \f(1,4n2)>eq \f(1,4n(n+1))
=eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1))),
∴Tn=eq \f(1,aeq \\al(2,1))+eq \f(1,aeq \\al(2,2))+…+eq \f(1,aeq \\al(2,n))>
eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)+\f(1,2)-\f(1,3)+…+\f(1,n)-\f(1,n+1)))
=eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,n+1)))=eq \f(n,4n+4).
又∵eq \f(1,aeq \\al(2,n))=eq \f(1,4n2)<eq \f(1,4n2-1)=eq \f(1,(2n-1)(2n+1))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1))),
∴Tn=eq \f(1,aeq \\al(2,1))+eq \f(1,aeq \\al(2,2))+…+eq \f(1,aeq \\al(2,n))<
eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)+\f(1,3)-\f(1,5)+…+\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1)))
=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n+1)))<eq \f(1,2).
即得eq \f(n,4n+4)<Tn<eq \f(1,2).
题型三 数列中的结构不良试题
例3 在①aeq \\al(2,n+1)=eq \f(1,3)an(2an-5an+1),且an>0;②Sn,2Sn+1,3Sn+2成等差数列,且S2=eq \f(4,9);③2Sn+an-t=0(t为常数)这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
问题:已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=eq \f(1,3),________,其中n∈N*.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记bn=lgeq \f(1,3)an+1,求数列{an·bn}的前n项和为Tn.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解 (1)选择条件①:
因为aeq \\al(2,n+1)=eq \f(1,3)an(2an-5an+1),
所以3aeq \\al(2,n+1)+5an·an+1-2aeq \\al(2,n)=0.
所以(3an+1-an)(an+1+2an)=0.
因为an>0,所以3an+1-an=0,即eq \f(an+1,an)=eq \f(1,3).
所以数列{an}是首项a1=eq \f(1,3),公比q=eq \f(1,3)的等比数列.
所以an=a1·qn-1=eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n).
选择条件②:
因为Sn,2Sn+1,3Sn+2成等差数列,
所以Sn+3Sn+2=4Sn+1.
所以3(Sn+2-Sn+1)=Sn+1-Sn,
即3an+2=an+1.
又S2=eq \f(4,9),a1=eq \f(1,3),所以a2=eq \f(1,9)=eq \f(1,3)a1,
所以eq \f(an+1,an)=eq \f(1,3)(n∈N*).
所以{an}是首项a1=eq \f(1,3),公比q=eq \f(1,3)的等比数列.
所以an=a1·qn-1=eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n).
选择条件③:
因为2Sn+an-t=0(t为常数),
所以当n≥2时,2Sn-1+an-1-t=0.
两式相减得2(Sn-Sn-1)+an-an-1=0,
即3an=an-1(n≥2).
又a1=eq \f(1,3),eq \f(an,an-1)=eq \f(1,3)(n≥2),
所以{an}是首项a1=eq \f(1,3),公比q=eq \f(1,3)的等比数列.
所以an=a1·qn-1=eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n).
(2)由(1)知an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n),所以bn=lgeq \f(1,3)an+1=lgeq \f(1,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n+1)=n+1,
所以an·bn=(n+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n).
所以Tn=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(1)+3×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(2)+…+n·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)+(n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n),①
eq \f(1,3)Tn=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(2)+3×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(3)+…+n·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n)+(n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n+1).②
①-②得eq \f(2,3)Tn
=eq \f(2,3)+eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(3)+…+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(n)))-(n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n+1)=eq \f(2,3)+eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(2)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(n-1))),1-\f(1,3))-(n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n+1)=eq \f(5,6)-eq \f(2n+5,2·3n+1).
所以Tn=eq \f(5,4)-eq \f(2n+5,4·3n).
感悟提升 高考中结构不良题的解法
(1)先定后动,先对题目中确定的条件进行分析推断,再观察分析“动”条件,结合题干要求选出最适合自己解答的条件求解.
(2)最优法,当题干中确定的条件只有一个时,要根据自己的知识优势和擅长之处选择更适合自己的条件进行解答.
训练3 (2021·葫芦岛二模)已知首项为2的数列{an}中,前n项和Sn满足Sn=tn2+n(t∈R).
(1)求实数t的值及数列{an}的通项公式an;
(2)从①bn=eq \f(1,anan+1),②bn=2an+an,③bn=2an·an三个条件中任选一个补充在下面问题中并求解.若________,求数列{bn}的前n项和Tn.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解 (1)令n=1得S1=t+1=2,所以t=1.
因为Sn=n2+n,所以当n≥2时,
Sn-1=(n-1)2+n-1,
所以an=Sn-Sn-1=n2+n-[(n-1)2+(n-1)]=2n,(n≥2)
当n=1时,经验证符合上式,所以an=2n.
(2)若选①,bn=eq \f(1,anan+1)=eq \f(1,2n·2(n+1))=eq \f(1,4n(n+1))=eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1))),
所以Tn=b1+b2+…+bn
=eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)+\f(1,2)-\f(1,3)+…+\f(1,n)-\f(1,n+1)))
=eq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,n+1)))=eq \f(n,4n+4).
若选②,bn=an+2an=2n+4n,
所以Tn=(2+41)+(4+42)+…+(2n+4n)
=(2+4+6+…+2n)+(4+42+…+4n)
=eq \f(n(2+2n),2)+eq \f(4(1-4n),1-4)
=n(n+1)+eq \f(4,3)(4n-1)=n2+n+eq \f(4n+1,3)-eq \f(4,3).
若选③,bn=2an·an=2n·4n,
Tn=2×41+4×42+6×43+…+2n·4n,
则4Tn=2×42+4×43+6×44+…+2n·4n+1,
两式相减得-3Tn=2×41+2×42+2×43+…+2×4n-2n·4n+1=eq \f(8(1-4n),1-4)-2n·4n+1=eq \f(8(1-4n),-3)-2n·4n+1,
故Tn=eq \f(8(1-4n),9)+eq \f(2n,3)×4n+1.
1.(2020·全国Ⅲ卷)设等比数列{an}满足a1+a2=4,a3-a1=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为数列{lg3an}的前n项和.若Sm+Sm+1=Sm+3,求m.
解 (1)设{an}的公比为q,则an=a1qn-1.
因为a1+a2=4,a3-a1=8,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1+a1q=4,,a1q2-a1=8.))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1=1,,q=3.))
所以{an}的通项公式为an=3n-1.
(2)由(1)知lg3an=n-1.
所以数列{lg3an}是首项为0,公差为1的等差数列,
因此Sn=eq \f((n-1)n,2).
由于Sm+Sm+1=Sm+3,
得m(m-1)+(m+1)m=(m+3)(m+2),
即m2-5m-6=0.
解之得m=6或m=-1(舍去).
所以实数m的值为6.
2.设数列{an}满足a1=1,an+1-an=2·3n-1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=(2n+1)an,求数列{bn}的前n项和Sn.
解 (1)由已知,当n≥2时,an-an-1=2·3n-2,
an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=1+2(1+3+32+…+3n-2)=1+2×eq \f(1-3n-1,1-3)=3n-1,
当n=1时,a1=1符合上式,所以an=3n-1,n∈N*.
(2)由(1)知bn=(2n+1)an=(2n+1)·3n-1,
Sn=3×30+5×31+…+(2n+1)·3n-1,①
3Sn=3×31+5×32+…+(2n-1)·3n-1+(2n+1)·3n,②
①-②得-2Sn=3+2(31+32+…+3n-1)-(2n+1)·3n
=2(1+31+…+3n-1)-(2n+1)·3n+1
=2×eq \f(1-3n,1-3)-(2n+1)·3n+1=-2n·3n.
所以Sn=n·3n,n∈N*.
3.①对任意n>1,n∈N*满足Sn+1+Sn-1=2(Sn+1);②Sn+1-2=Sn+an(n∈N*);③Sn=nan+1-n(n+1)(n∈N*).从这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.
问题:已知数列{an}的前n项和为Sn,a2=4,________,若数列{an}是等差数列,求出数列{an}的通项公式;若数列{an}不是等差数列,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.
解 若选择条件①:因为对任意n>1,n∈N*,满足Sn+1+Sn-1=2(Sn+1),
所以Sn+1-Sn=Sn-Sn-1+2,
即an+1-an=2,
因为无法确定a1的值,所以a2-a1不一定等于2,
所以数列{an}不一定是等差数列.
若选择条件②:由Sn+1-2=Sn+an,则Sn+1-Sn-an=2,即an+1-an=2,n∈N*.
又因为a2=4,所以a1=2,
所以数列{an}是等差数列,公差为2,因此数列{an}的通项公式为an=2n.
若选择条件③:因为Sn=nan+1-n(n+1),所以Sn-1=(n-1)an-(n-1)n(n≥2,n∈N*),
两式相减得,an=nan+1-(n-1)an-2n(n≥2),即an+1-an=2(n≥2).
又S1=a2-2,即a2-a1=2,所以an+1-an=2,n∈N*.
又a2=4,a2-a1=2,所以a1=2,
所以数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,所以an=2+2(n-1)=2n.
4.各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,Sn=eq \f(1,4)aeq \\al(2,n)+eq \f(1,2)an(n∈N*).
(1)求an;
(2)令bn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(an,n为奇数,,b\f(n,2),n为偶数,))cn=b2n+4(n∈N*),求{cn}的前n项和Tn.
解 (1)a1=S1=eq \f(1,4)aeq \\al(2,1)+eq \f(1,2)a1⇒eq \f(1,4)aeq \\al(2,1)-eq \f(1,2)a1=0,
因为a1>0,故a1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=eq \f(1,4)aeq \\al(2,n)+eq \f(1,2)an-eq \f(1,4)aeq \\al(2,n-1)-eq \f(1,2)an-1,
eq \f(1,4)(aeq \\al(2,n)-aeq \\al(2,n-1))-eq \f(1,2)(an+an-1)=0,
即(an+an-1)(an-an-1-2)=0.
因为an>0,所以an-an-1=2,即{an}为等差数列,
所以an=2n(n∈N*).
(2)c1=b6=b3=a3=6,c2=b8=b4=b2=b1=a1=2,
n≥3时,cn=b2n+4=b2n-1+2=b2n-2+1=a2n-2+1=2n-1+2,
此时,Tn=8+(22+2)+(23+2)+…+(2n-1+2)=2n+2n;
当n=2时,T2=22+2×2=8=c1+c2.
所以Tn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(6,n=1,,2n+2n,n≥2且n∈N*.))
5.已知等差数列{an}的公差为-1,且a2+a7+a12=-6.
(1)求数列{an}的通项公式an与前n项和Sn;
(2)将数列{an}的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{bn}的前3项,记{bn}的前n项和为Tn,若存在m∈N*,使对任意n∈N*,总有Sn<Tm+λ恒成立,求实数λ的取值范围.
解 (1)由a2+a7+a12=-6,得a7=-2,
∴a1=4,
∴an=5-n,从而Sn=eq \f(n(9-n),2).
(2)由题意知b1=4,b2=2,b3=1,
设等比数列{bn}的公比为q,则q=eq \f(b2,b1)=eq \f(1,2),
∴Tm=eq \f(4\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(m))),1-\f(1,2))=8eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(m))),
∵eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(m)随m增加而递减,
∴{Tm}为递增数列,得4≤Tm<8.
又Sn=eq \f(n(9-n),2)=-eq \f(1,2)(n2-9n)
=-eq \f(1,2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n-\f(9,2)))\s\up12(2)-\f(81,4))),
故(Sn)max=S4=S5=10,
若存在m∈N*,使对任意n∈N*总有Sn<Tm+λ,
则10<8+λ,得λ>2.
即实数λ的取值范围为(2,+∞).
6.已知数列{an}满足对任意的n∈N*,都有aeq \\al(3,1)+aeq \\al(3,2)+…+aeq \\al(3,n)=(a1+a2+…+an)2,且an>0.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,anan+2)))的前n项和为Sn,不等式Sn>eq \f(1,3)lga(1-a)对任意的正整数n恒成立,求实数a的取值范围.
解 (1)由aeq \\al(3,1)+aeq \\al(3,2)+…+aeq \\al(3,n)=(a1+a2+…+an)2知aeq \\al(3,1)+aeq \\al(3,2)+…+aeq \\al(3,n+1)=(a1+a2+…+an+1)2,
则aeq \\al(3,n+1)=(a1+a2+…+an+1)2-(a1+a2+…+an)2=an+1[2(a1+a2+…+an)+an+1].
又an>0,所以aeq \\al(2,n+1)=2(a1+a2+…+an)+an+1,
则aeq \\al(2,n)=2(a1+a2+…+an-1)+an(n≥2),
故aeq \\al(2,n+1)-aeq \\al(2,n)=an+an+1,因为an>0,所以an+1-an=1.
又aeq \\al(3,1)=aeq \\al(2,1),所以a1=1.
又aeq \\al(2,2)=2a1+a2,an>0,所以a2=2,
所以a2-a1=1,即当n≥1时,
有an+1-an=1,
所以数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,故an=n.
(2)由(1)知an=n,
则eq \f(1,anan+2)=eq \f(1,n(n+2))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+2))),
所以Sn=eq \f(1,a1a3)+eq \f(1,a2a4)+…+eq \f(1,anan+2)
=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)))+eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,4)))+…+
eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+2)))=eq \f(3,4)-eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n+1)+\f(1,n+2))),
则Sn+1-Sn=eq \f(1,(n+1)(n+3))>0,所以数列{Sn}单调递增,所以(Sn)min=S1=eq \f(1,3).
要使不等式Sn>eq \f(1,3)lga(1-a)对任意的正整数n恒成立,只要eq \f(1,3)>eq \f(1,3)lga(1-a)即可.
易知0<a<1,则1-a>a,解得0<a<eq \f(1,2).
所以实数a的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))).
新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第4节 数列求和 (含解析): 这是一份新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第4节 数列求和 (含解析),共24页。试卷主要包含了数列求和的几种常用方法,裂项求和常用的三种变形,已知数列{an}等内容,欢迎下载使用。
新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第3节 等比数列及其前n项和 (含解析): 这是一份新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第3节 等比数列及其前n项和 (含解析),共16页。试卷主要包含了理解等比数列的概念,了解等比数列与指数函数的关系.等内容,欢迎下载使用。
新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第2节 等差数列及其前n项和 (含解析): 这是一份新高考数学一轮复习课时过关练习第06章 数列第2节 等差数列及其前n项和 (含解析),共17页。试卷主要包含了理解等差数列的概念等内容,欢迎下载使用。