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【挑战满分】压轴小题4:数列(62)试卷
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一、单选题
1.已知数列满足,,则( )
A. B. C.35 D.
2.设数列满足,且对于任意,都存在正整数使得,则实数的最大值为( )
A. B. C.2 D.3
3.已知,,…,为1,2,3,4,5的任意一个排列.则满足:对于任意,都有的排列,,…,有( )
A.49个 B.50个 C.31个 D.72个
4.已知函数的定义域为,当时,;对任意的,成立.若数列满足,且,则的值为( )
A. B. C. D.
5.设数列满足,,,数列前n项和为,且(且).若表示不超过x的最大整数,,数列的前n项和为,则( )
A.2019 B.2020 C.2021 D.2022
6.已知数列满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
7.已知数列满足:,且,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C. D.
8.对于数列,若使得对一切成立的m的最小值存在,则称该最小值为此数列的“准最大项”,设函数及数列,且,若,则当时,下列结论正确的应为( )
A.数列的“准最大项”存在,且为
B.数列的“准最大项”存在,且为
C.数列的“准最大项”存在,且为
D.数列的“准最大项”不存在
9.已知是数列的前n项和,若,数列的首项,则( )
A. B. C.2021 D.
10.设数列满足,其中c为实数,数列的前n项和是,下列说法不正确的是( )
A.c∈[0,1]是的充分必要条件 B.当c>1时,一定是递减数列
C.当c<0时,不存在c使是周期数列 D.当时,
11.已知数列满足,是数列的前项和,则( )
A.是定值,是定值 B.不是定值,是定值
C.是定值,不是定值 D.不是定值,不是定值
12.设数列为等差数列,且,,.记,正整数满足,则数列的前项和为( )
A. B. C. D.
13.已知正项数列的前项和为,若对任意的都有,成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
14.设等差数列的前项和为,并满足:对任意,都有,则下列命题不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
15.已知函数,数列的前项和为,且满足,,则下列有关数列的叙述正确的是( )
A. B. C. D.
16.已知函数,且,则的值为( )
A.4040 B. C.2020 D.
17.已知数列由首项及递推关系确定.若为有穷数列,则称a为“坏数”.将所有“坏数”从小到大排成数列,若,则( )
A. B.
C. D.
18.已知数列满足,则下列错误的是( )
A.若时,则数列单调递增
B.存在时,使数列为常数列
C.若时,则单调递减数列
D.若时,则
19.已知数列中,,.记,则( )
A. B.
C. D.
20.是公比不为1的等比数列的前n项和,是和的等差中项,是和的等比中项,则的最大值为( )
A. B. C. D.
21.对于数列:,,有以下结论:①若,则;②若,则;③对,均有;④对于任意正整数,均有.则
A.仅①②正确 B.仅②③正确
C.仅①③④正确 D.①②③④均正确
22.已知数列中,,下列说法正确的是( ).
A.存在实数,使数列单调递减
B.若存在正整数,使,则
C.当时,对任意正整数,都有
D.若对任意正整数,都有,则
23.已知数列满足,,,给出下列两个命题,则( )
命题①:对任意和,均有
命题②:存在和,使得当时,均有
注:和分别表示与中的较大和较小者.
A.①正确,②正确 B.①正确,②错误
C.①错误,②正确 D.①错误,②错误
24.设数列{an}的前n项和为Sn,对任意n∈N*总有2Sn=an2+n,且an<an+1.若对任意n∈N*,θ∈R,不等式λ(n+2)恒成立,求实数λ的最小值
A.1 B.2 C.1 D.
25.设是等差数列,记,设为的前n项和,且,若取最大值,则( ).
A.14 B.15 C.16 D.17
26.将正整数20分解成两个正整数的乘积有,,三种,其中是这三种分解中两数差的绝对值最小的.我们称为20的最佳分解.当(且)是正整数n的最佳分解时,定义函数,则数列的前100项和为
A. B. C. D.
27.已知数列中,成等差数列,且(其中为自然对数的底数,).若,则( )
A.且 B.且
C.且 D.且
28.若函数,,,,在等差数列中,,,用表示数列的前2018项的和,则( )
A. B.
C. D.
29.已知等差数列的首项,且,.若,且对任意的,均有,则的最小值为( ).
A.1 B. C.2 D.
30.已知数列的前项和满足(,为常数,,且),,,若存在正整数,使得成立;数列是首项为2,公差为的等差数列,为其前项和,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.
31.已知数列满足,,若,对任意的,恒成立,则的最小值为( ).
A. B. C. D.3
32.已知数列的前项和,,且,若,(其中),则的最小值是( )
A. B.4 C. D.2018
33.设等比数列的前n项和为,首项,且,已知,若存在正整数,使得、、成等差数列,则的最小值为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
34.数列中,,,若不等式对所有的正奇数恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
35.数列满足:对所有且,,使得,则称数是“数列”.现有以下四个数列:①;②;③;④;其中是“数列”的有( )
A.①④ B.①③④ C.②③ D.①②
二、多选题
36.若数列满足,,,则称数列为斐波那契数列,又称黄金分割数列.在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波那契数列都有直接的应用.则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
37.已知曲线.从点向曲线引斜率为的切线,切点为.则下列结论正确的是( )
A.数列的通项为
B.数列的通项为
C.当时,
D.
38.对于数列,若存在正整数,使得,,则称是数列的“谷值,是数列的“谷值点”,在数列中,若,则数列的“谷值点”为
A. B. C. D.
39.意大利数学家列昂纳多·斐波那契是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人,斐波那契数列被誉为是最美的数列,斐波那契数列满足:,,.若将数列的每一项按照下图方法放进格子里,每一小格子的边长为1,记前项所占的格子的面积之和为,每段螺旋线与其所在的正方形所围成的扇形面积为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
40.设等比数列的公比为q,其前n项和为,前n项积为,并且满足条件,,.则下列结论正确的是( )
A. B. C.的最大值为 D.的最大值为
三、填空题
41.已知首项为的数列的前项和为,若,且数列,,…,成各项均不相等的等差数列,则的最大值为__________.
42.已知正数数列满足,且对任意,都有,则的取值范围为______.
43.已知公比大于的等比数列满足,记为在区间中的项的个数,的前项和为,则 __________.
44.已知数列满足:,,记数列的前项和为,若对所有满足条件的,的最大值为____.
45.已知首项为的数列满足,若对任意正整数恒成立,则实数的最大值为___________________.
46.已知数列和满足,,,.则=_______.
47.已知两个无穷数列,分别满足,,其中,设数列,的前n项和分别为,.若数列满足:存在唯一的正整数,使得,称数列为“k坠点数列”.若数列为“p坠点数列”,数列为“q坠点数列”,若,则m的最大值为________.
48.已知数列的通项公式为,数列为公比小于1的等比数列,且满足,,设,在数列中,若,则实数的取值范围为
__________.
49.已知数列,令,则称为的“伴随数列”,若数列的“伴随数列”的通项公式为,记数列的前项和为,若对任意的正整数恒成立,则实数取值范围为__________.
50.我们把一系列向量按次序排列成一列,称之为向量列,记作.已知向量列满足:,,设表示向量与的夹角,若,对于任意正整数,不等式恒成立,则实数的取值范围是______.
【挑战满分】压轴小题4:数列
1.A
【分析】
对递推公式进行变形得,应用该递推关系可以得到该数列的周期,利用周期性进行求解即可.
【解析】
因为,所以,
因此,同理,,,则,因此,,,,其中,则,则故选:A
【小结】
关键小结: 求解本题的关键是对的化简,进而得到数列的周期为4,从而得到即可求得结果.
2.B
【分析】
,,,因此取,得,然后分类讨论证明对任意的,存在,使得.注意结合的性质.
【解析】
因为,在上递增,在上递减.
若,则,,因此,
下证对任意的,存在,使得.
①时,显然存在,使得,
②时,,存在,使得,
③时,,由②知,存在,使得,
④时,,由③知,存在,使得,
⑤时,,
所以,令,则,
易知存在,,使得,时,,时,,
所以在上递增,在上递减,所以,,
若,则由③,存在,使得,
若,则,…,依此类推,必定存在正整数,使得,.
综上所述,的最大值是.
故选:B.
【小结】
关键点小结:本题考查数列的递推公式,解题方法是结合函数性质,取一个特殊的求得的最大值,然后证明对任意的,存在,使得.证明时根据函数的性质需要对的取值分类讨论.
3.A
【分析】
根据题意,求得的范围,分别求得当,和时,满足题意的排列数,综合即可得答案.
【解析】
因为,
所以时,,
所以,
当时,任意排列均满足题意,共有个,
当时,只要,其他排列均满足题意,共有个,
当时,只能取1或2,所有的情况如下:
排列32145,满足题意; 排列31245,满足题意,
排列32154,满足题意, 排列31254,满足题意,
排列32415,满足题意, 排列31425,满足题意,
排列32451,不满足题意, 排列31452,不满足题意,
排列32514,不满足题意, 排列31524,满足题意,
排列32541,不满足题意, 排列31542,不满足题意,共7个满足题意,
综上,满足题意的排列共有24+18+7=49个.
故选:A
【小结】
解题的关键是根据题意,先求得的范围,再进行分类讨论,难点在于时,值较小,需逐个检验,方可得答案.
4.C
【分析】
由已知,令,即有,结合递推式有,即在上单调增,进而求且,利用构造法确定为等差数列并写出通项公式,即可求.
【解析】
当时,,在上任取两数,且,令,则.
,即在上是单调增函数.
令,则,解得.而数列满足,
,
,则,
∴数列是公比为,首项为的等比数列,得:,
∴,故.
故选:C.
【小结】
关键点小结:首先应用已知条件判断函数的单调性,求;再由,应用构造法求数列通项,进而求项.
5.C
【分析】
根据递推公式,可知从第2项起是等差数列,可得,再根据累加法,可得,由此可得当时,,又,由此即可求出.
【解析】
当时,,
,
,
,
从第2项起是等差数列.
又,,,,
,
当时,
,
(),
当时,.
又,
.
故选:C.
【小结】
本题主要考查了数列的递推公式、等差数列的概念,以及累加法在求通项公式中的应用,属于中档题.
6.C
【分析】
构造数列,由此可得,从而求得,再利用均值不等式,求得的最大值.
【解析】
依题意可化为,
令则,,
于是,
∴
∴,
即
∵,
∴
(当且仅当时等号成立).
故选:C.
【小结】
本题考查数列构造数列以及递推公式的使用,涉及均值不等式求最值,属综合中档题.
7.B
【分析】
由已知条件,且分析可得,然后构造函数,利用函数图象分析,再逐个判断即可.
【解析】
∵,
∴,
∴.
∵,故且,
于是与同号,
∴.
对于A,若,则,则,
∴,所以,故A错误;
对于C,考虑函数,如图所示
由图可知当时,数列递减,
所以,即,所以C不正确;
对于D,设,则,
由上图可知,,
即,
等价于,
化简得:,
而显然不成立,所以D不正确;
由排除法可知B正确.
故选:B.
【小结】
本题考查了数列递推关系、利用函数思想解决数列问题,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
8.B
【分析】
首先求得,,的范围,运用导数判断的单调性,考虑当时,数列的单调性,即可得到所求的最小值.
【解析】
,
若,
当,可得,
(6),
,
由的导数为,
可得在上递增,
当,,
可得当时,,
可得,
数列的“准最大项”存在,且为,
故选:.
【小结】
本题考查新定义的理解和运用,考查导数的运用:判断单调性,以及三角函数的图象和性质,属于难题.
9.A
【分析】
通过对二项展开式赋值求解出的值,然后通过所给的条件变形得到为等差数列,从而求解出的通项公式,即可求解出的值.
【解析】
令,得.
又因为,所以.
由,得,所以,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,所以,
所以,所以.
故选:A.
【小结】
本题考查二项展开式与数列的综合运用,对学生的分析与计算能力要求较高,难度较难.解答问题时注意的运用.
10.C
【分析】
利用条件以及数学归纳法说明A成立;结合类推思想说明B成立;利用零点存在定理说明存在c使是周期数列,即C错误;利用放缩法说明D成立.
【解析】
若,则,即必要性成立;
若c∈[0,1],则
假设时,
则时,
因此c∈[0,1] 时,,即充分性成立;故A成立;
单调递增,
同理,依次类推可得,即一定是递减数列,故B成立;
当c<0时,
由,令存在零点,即存在c使是周期数列,即C错误;
当时,
由A得,所以
因为时,,所以,即D成立;
故选:C
【小结】
本题考查数列周期、数列单调性、等比数列求和、零点存在定理、数学归纳法,考查综合分析论证与判断能力,属难题.
11.A
【分析】
按照的奇偶分类讨论,可得以及,再根据等差数列的定义可得,而,即可求出为定值,采用并项求和的方式即可求出也为定值.
【解析】
当,则,,
∴,即有,,
作差得,∴,
∴,令可得,,
∴为定值.
而
也为定值.
故选:A.
【小结】
本题主要考查利用数列的递推式判断数列的性质,以及并项求和法的应用,意在考查学生的逻辑推理能力和数学运算能力,属于较难题.
12.C
【分析】
求得,化简得出,并结合题意求得正整数的值,然后利用裂项相消法可求得结果.
【解析】
设的公差为,则,即,
所以,又,所以,
,
因为,,所以,
所以数列的前项和为.
故选:C.
【小结】
本题考查裂项求和法,同时也考查了等差数列通项公式的应用,考查计算能力,属于中等题.
13.A
【分析】
当时,即,整理得,利用累加法求得,可得,再证明列为递减数列,由恒成立可得 ,从而可得结论.
【解析】
当时,,所以,
当时,即,整理得,所以,
故,
所以.
因为满足,所以,则,.
因为,所以,
即,所以,即数列为递减数列,
因为恒成立,所以,即,所以.
故选:A
【小结】
本题主要考查利用递推关系研究数列的性质,考查了数列的单调性,考查了计算能力与转化思想的应用,属于难题.
14.C
【分析】
设等差数列的公差为,对分、、三种情况讨论,在时验证即可;在时,取,可设,根据恒成立求得实数的取值范围,逐一验证各选项即可;同理可判断出时各选项的正误.
【解析】
设等差数列的公差为,则.
①当时,则,,则对任意的恒成立,
A、B、C、D四个选项都成立;
②当时,不妨取,记,则,
由可得,即,
则,
令,可得;
令,可得.
,
则,
解关于的不等式,
可得或,
所以或.
由于数列单调递减,该数列没有最小项;
由双勾函数的单调性可知,函数在区间上单调递增,
所以,数列单调递减,该数列的最大项为,
.
对于A选项,,,
则,
,
,
则,
所以,,A选项成立;
对于B选项,,
则,
,
,
则,
所以,,B选项成立;
当时,;
当时,.
满足,.
对于C选项,,,
,
,
当时,,
所以,C选项不一定成立;
对于D选项,,
,
所以,,
D选项成立;
③当时,由②同理可知,C选项不一定成立.
故选:C.
【小结】
本题考查数列不等式的验证,考查等差数列前项和的性质,考查推理能力与计算能力,属于难题.
15.C
【分析】
利用递推公式可判断A选项的正误;推导出数列的单调性可判断B选项的正误;推导出,可得出,可判断C选项的正误;推导出以及,可判断D选项的正误.
【解析】
,,A选项错误;
,,
当时,,此时,函数单调递增;
令,可得,
令,定义域为,,令,可得.
当时,,此时,函数单调递减;
当时,,此时,函数单调递增.
,,,则,
由零点存在定理可知,存在唯一的,使得.
所以,当时,,即且,则;
当时,,即.
,则,,,
以此类推,,所以,数列是单调递减数列,B选项错误;
,
,C选项正确;
,
而,,D选项错误.
故选:C.
【小结】
本题主要考查数列递推公式的应用,考查推理能力与计算能力,属于难题.
16.A
【分析】
由题意得,从而可求出,,然后通过分组求和可得答案.
【解析】
解:因为,且,
所以,
所以,,
所以
,
,
故选:A
【小结】
此题考查数列求和,求得,是解题的关键,利用了分组求和的方法,也考查了诱导公式,属于难题.
17.C
【分析】
由得,所以数列为等差数列,则,求出数列,当分母为0,得,即时,数列为有穷数列,得出,即,又,,根据单调性可得答案.
【解析】
由,得
则,即
所以数列为等差数列,则
则,所以
当时, ,满足条件.
当分母为0,得,即时,数列为有穷数列.
当时, 数列为有穷数列.则
当分母为0时,无意义,此时数列为有穷数列,此时对应的值为
所以,由,则,即
设,则
所以在上单调递增.
所以
设设,则
所以在上单调递增.
所以
所以选项C正确
故选:C
【小结】
本题考查根据递推公式求数列的通项公式,考查新定义,考查求数列中项的范围,属于难题.
18.C
【分析】
利用单调性的定义证明A,C,举例说B,再根据
【解析】
(1)∵,
∴,
由数学归纳法思想,
(i)时,时,,,
(ii)假设时,,则由得,
综合(i)(ii)得对所有,,
∴数列是递增数列,A正确,
(2)若,则,依次得到,数列是常数列,B正确;
(3)设,,当或时,,当时,,∴在上递增,在上递减.在是递增,极小值为,极大值为,所以有唯一零点,且零点在上,进一步,,即零点在上,设其为,若,则,,,,数列不是递减数列,C错;
(4)时,,
由(3)知此方程有唯一解,,
又由(3)当时,,而,所以,,…,,
∵,∴由,可得,,
而,所以,
综上.D正确.
故选:C.
【小结】
本题考查数列的单调性,考查数列不等式的证明,解题时注意递推公式的形式,因此引入函数,通过导数研究函数的单调性,极值,从而得出数列的性质.考查了学生分析问题解决问题的能力.
19.C
【分析】
利用累加法和累乘法得到,,再利用数列的单调性计算得到答案.
【解析】
,则,故,
;
,故,
,
故,A,B错误;
,
,,,故,
,
D错误C正确.
故选:C.
【小结】
本题考查了数列的累加法,累乘法,数列的单调性,意在考查学生对于数列知识的综合应用能力.
20.D
【分析】
由是和的等差中项,可得,又由是和的等比中项,同时令,得,由此即可得到本题答案.
【解析】
设的公比为,由于,
所以,,,
又是和的等差中项,所以,
即,
化简得,
由于,所以,,
所以,
,
,
因为是和的等比中项,
所以,
即,
所以,令,
则,
当,即时,取得最大值,最大值为.
故选:D
【小结】
本题主要考查等差数列和等比数列的综合应用,考查学生的转化求解能力和运算能力,属中档题.
21.D
【分析】
根据递推式,分类讨论,结合二次函数的性质,基本不等式,数列单调性的判断方法,放缩法,数学归纳法,即可判断各结论的真假.
【解析】
若时,,
若时,,
显然,故③正确;
若时,,故,所以①正确;
若时,易知,
当时,,假设时,,
则时,,所以,
因此,即,故②正确;
当时,;
当时,,
综上可得.故④正确.
故选:D.
【小结】
本题主要考查利用数列的递推式判断和数列有关的命题的真假,涉及基本不等式,二次函数性质,数学归纳法,放缩法的应用,意在考查学生的转化能力,逻辑推理能力和数学运算能力,综合性强,属于难题.
22.D
【分析】
根据递推关系式,结合数列的单调性判断A选项,取特殊值判断B,C选项,根据递推关系利用累加可得,利用反证法可分析D选项正确.
【解析】
对于A,
当,可以无穷大,不存在使恒成立,
故A错误;
对于B,不妨取,则,
即存在正整数,使,但,故B错误;
对于C,取,则,
,故C错误;
对于D,,
即,
累加可得,,
假设时,存在充分大的,使得,即,
与题设矛盾,所以,
故选:D
【小结】
本题主要考查了递推数列的性质,反证法证明,考查了特例法在选择题中的应用,属于难题.
23.A
【分析】
命题①先证,再证即可得出命题为真;命题②根据条件,构造指数为等比数列,即可求得,进而判断命题②正确.
【解析】
因为,,对任意和,
所以,,以此类推,,即可得:,
所以所有分母均为大于1的正数,
所以,,以此类推可得,即可得 (当且仅当时等号成立),所以命题命题①为真;
当,即,令,则,
当数列为等比数列符合题意,
则有:,解得:,
当时,, ,当时,均有.
所以,存在和,使得当时,均有,命题②正确.
故选:A
【小结】
本题考查递推公式构成的新数列问题,考查逻辑推理能力和数学抽象思维,属于难题.
24.B
【分析】
由得数列的递推关系,确定数列是等差数列,从而得其通项公式,不等式化为λ,不等式右边分子平方展开后应用基本不等式可求得其最大值,从而得的最小值.
【解析】
由2Sn=an2+n,①
可知,当n≥2时,2Sn﹣1=an﹣12+(n﹣1),②
①﹣②,得2an=an2﹣an﹣12+1,
故(an﹣1)2=an﹣12,
于是an﹣1=an﹣1或an﹣1=﹣an﹣1,
若an﹣1=﹣an﹣1,则an+an﹣1=1,不合题意;
于是an﹣1=an﹣1,即an﹣an﹣1=1,
即数列{an}是公差为1的等差数列,又a1=1,
∴an=1+(n﹣1)×1=n.
故an=n.
依题意知∀n∈N*,λ 都成立,
然后通过基本不等式得,
2,
当且仅当,即时,取“=”,
所以 的最大值为2,
所以λ≥2,
所以λ的最小值为2,
故选:B.
【小结】
本题考查由数列前项和与项的关系求通项公式,考查有关数列不等式恒成立问题,解题关键有两个方面,一是通过得出数列是等差数列,从而得通项公式,二是用基本不等式求最大值,得不等式中参数范围.
25.C
【分析】
由,知,,所以.由,,知,,由此能够推导出中最大.
【解析】
由且,
所以,
所以,,即
因为,
所以,
所以,
因为,,
,,
所以,即
所以,
所以最大.
故选:C
【小结】
本题考查数列前项和的最大值,对一个递减数列来讲,只要求得的最大的就可能得出结果(主要还要考虑一下是否有),而本题,会发现至,,,开始往后均小于0.因此还要比较与的大小,确定是否成立.才能得出正确结论.
26.B
【分析】
首先利用信息的应用求出关系式的结果,进一步利用求和公式的应用求出结果.
【解析】
解:依题意,当为偶数时,;
当为奇数时,,
所以,
,
.
故选:B.
【小结】
本题考查的知识要点:信息题的应用,数列的求和的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.
27.B
【分析】
首先证明恒成立,然后已知等式可转化为,得出,利用得,再讨论不可能成立,从而得出结论.
【解析】
令,则,当时,,递减,时,,递增,
所以,所以恒成立,即,
所以(*),得,即,又,所以,所以公差,
若,则,此时(*)式为,当且仅当时取等号,这与矛盾,故等号不成立,即,所以,则,又,则,故且,
故选:B.
【小结】
本题考查数列与函数的综合应用.利用的性质合理化简原不等式,得到与的不等关系是解题的关键.
28.D
【分析】
先求数列的通项公式,对逐个分析,利用函数的性质去掉绝对值符号.
化简,判断的范围.
【解析】
等差数列中,,,得,可知该数列为递增数列,
且,,
对于,该函数在上单调递增,于是有,
于是,所以;
对于,该函数在上单调递增,在上单调递减,
于是;
对于,该函数在上单调递减,在上为常数,
类似有;
对于,该函数在和上单调递增,在和上单调递减,
且是以为周期的周期函数,所以
,
故,综上所述.
故选:D
【小结】
本题考查等差数列的概念、数列的综合应用,函数的性质,结合数列的通项公式及函数的性质去掉绝对值符号是解题的关键.
29.C
【分析】
先根据已知条件得到,可得到等数列的公差,进而得到数列的通项,再得到,并利用作差法得到数列的增减性,即可得到的范围,根据题意即可得到的最小值.
【解析】
,,
,是方程的两根.
易知函数是上单调递增的奇函数,
方程有且仅有一个根,
故,即,
等差数列的公差.
又,
,
,
易知当时,,
,
当时,,
,
而,,,,,
且当时,,
,
.
若最小,则,,
.
故选:C.
【小结】
本题要考查方程的根、函数的性质、等差数列的通项、数列的增减性,考查考生的逻辑思维能力及分析问题,解决本题的关键是得到.
30.B
【分析】
根据,,,令,得到,进而得到,由,,转化为,,再根据,,得到这个数列的奇数项恒负且递增,偶数项恒正且递减,则存在正整数,使得成立,转化为存在正整数,有成立,得到d的范围,再利用数列是首项为2,公差为的等差数列求解.
【解析】
因为,,,
所以,解得,
所以.
因为,,
故,(即奇数项为负,偶数项为正),
又因为,,
所以这个数列的奇数项恒负且递增,偶数项恒正且递减,
所以条件转化为存在正整数,使得,
只需,即.
因为,,所以,所以A项不正确,B项正确;
因为,,,所以,所以与的大小无法判断.
故选:B
【小结】
本题考查数列的综合应用,还考查了转化思想逻辑推理能力,属于难题.
31.D
【分析】
先根据已知的递推关系式得到,然后结合基本不等式得到,进而得到,最后利用此不等式对放缩,并利用等比数列的前项和公式求解即可.
【解析】
由,得,
又,所以.
由,
可得,当且仅当时等号成立,
因为,,
所以,所以,
所以,
所以,
所以.
又对任意的,恒成立,
所以,
故的最小值为3.
故选:D
【小结】
本题主要考查数列的递推关系式、放缩法的应用、基本不等式、等比数列的前项和公式、不等式恒成立问题等,还考查了运算求解和逻辑推理能力.属于难题.
32.B
【分析】
由,可得,,以上各式相加得可求得,结合,根据均值不等式,即可求得答案.
【解析】
,,
以上各式相加得,,
,
又,
,
即,
又,
,
当且仅当时等号成立,
故选:B.
【小结】
本题主要考查数列的综合问题,考查考生的运算求解能力,考查的核心素养是数学运算和逻辑推理,解题关键是掌握均值不等式求最值的方法,使用均值不等式求最值时,要检验等号是否成立.
33.C
【分析】
先由等比数列的基本运算得到通项,根据、、成等差数列,由等差数列的中项性质得到,即,然后根据讨论求解.
【解析】
由,且,
整理得:,
所以,,
因为、、成等差数列,
所以,
所以,
因为正整数,
所以,
所以,
所以,
当时,不成立;
当或时,成立;
此时或,
当时,,,此时;
所以的最小值为8.
故选:C.
【小结】
本题主要考查等比数列的基本运算以及不等式的性质,还考查了分类讨论的思想和化简变形,推理的能力,属于难题.
34.A
【分析】
由取倒数,得,代入,得,求的最小值.
【解析】
解:,
是等差数列,
,
不等式对所有的正奇数恒成立
,,
,
在上单调递增,
不等式对所有的正奇数恒成立,则实数的取值范围为:
故选:A
【小结】
考查数列通项公式的求法及不等式恒成立求参数的取值范围,中档题.
35.A
【分析】
对于①和④,可分别得到和,满足“数列”定义;对于②和③,由于数列为递增数列,当分别找到和不满足“数列”要求时,即可确定结果.
【解析】
对于①,,可有,则①是“数列”;
对于②,为递增数列;,,,可得,从而,即②不是“数列”;
对于③,为递增数列,,,,,虽然,但,,,从而,即③不是“数列”;
对于④,,可得,则④是“数列”;
综上,是“数列”的有①④.
故选:.
【小结】
本题考查数列新定义问题的求解,关键是明确已知所给的定义实际考查了数列递推关系,结合数列的单调性可确定结果.
36.AB
【分析】
AB项直接计算,CD项找出性质,按照性质进行判断即可.
【解析】
按照规律有,,,,,,,,,故A对C错
…
故B对
,故D错
故选:AB
【小结】
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、结合等差、等比数列的通项公式和求和公式,进行求解.
37.ABD
【分析】
设直线,方程联立由,可得,,从而可判断A,B,由,可判断C,令,.可得在上递减,可知在上恒成立,可判断D
【解析】
设直线,联立,得,
则由,即,得(负值舍去)
所以可得,,所以AB对;
因为,
因为,则,即,所以
,故C错;
因为,令,.
可得在上递减,可知在上恒成立.
又. 所以成立. 故D正确.
故选:ABD
【小结】
关键小结:本题考查圆的切线问题和数列不等式的证明问题,解答本题的关键是设出切线方程,方程联立由,得出,,证明得到,从而可比较与的大小,设,利用导数得出在上恒成立,来判断与的大小,属于中档题.
38.AD
【分析】
由数列的通项公式求出前七项各项的值,然后根据题意进行求解即可,
【解析】
因为,所以,
当,,此时数列单调递增,
,,,,
所以数列的“谷值点”为2,7.
故选:AD
【小结】
本题考查了数学阅读能力,考查了数学运算能力,考查了数列的单调性,属于中档题.
39.ABD
【分析】
根据题中递推公式,求出,,数列的前项和,数列的奇数项和,与选项对比即可.
【解析】
对于A选项,因为斐波那契数列总满足,
所以,
,
,
类似的有,,
累加得,
由题知,
故选项A正确,
对于B选项,因为,,,
类似的有,
累加得,
故选项B正确,
对于C选项,因为,,,
类似的有,
累加得,
故选项C错误,
对于D选项,可知扇形面积,
故,
故选项D正确,
故选:ABD.
【小结】
本题考查了利用数列的递推公式求数列的性质,属于一般题.
40.ABC
【分析】
由,,,可得,.由等比数列的定义即可判断A;运用等比数列的性质可判断B;由正数相乘,若乘以大于1的数变大,乘以小于1的数变小,可判断C; 因为,,可以判断D.
【解析】
,,,
,,
A.,故正确;
B.,故正确;
C.是数列中的最大项,故正确.
D. 因为,,的最大值不是,故不正确.
故选:ABC.
【小结】
本题考查了等比数列的通项公式及其性质、递推关系、不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
41.
【分析】
由已知结合得,设前项等差数列的公差为,分析得,分析得,两式结合可得,求出,验证符合题意,验证不符合题意,利用反证法证得不符合题意,即可得解.
【解析】
且,(*);
因为前项成各项均不相等的等差数列,设公差为,则,,
若,则,,在(*)式中,令得,,
即,化简得①;
若,则,在(*)式中,令得,,
即,化简得②;
②①得,,,,
将代入①得,,所以,则,所以符合题意.
若,则,,,,,,,,在(*)式中,令得,,,所以,所以不符合题意.
假设时符合题意,则,
整理得,即
即,又时,
所以与等差数列矛盾,所以不符合题意.
故答案为:
【小结】
关键点小结:本题考查等差数列的知识,解题的关键是利用 将已知条件转换为,再分别分析,,时是否符合题意,考查学生的逻辑推理能力与运算求解能力,属于难题.
42.
【分析】
由已知可得出,解得,结合,可得,令,求出数列的最大项的值,可得出的取值范围,进而可得出的取值范围.
【解析】
由题意可知,对任意,都有,则,则,
整理可得,,
解不等式可得,
当时,,所以,,
令,
则数列为单调递减数列,所以,,,
所以,.
下面来说明,当时,对任意的,.
由双勾函数的单调性可知,函数在上为减函数,在上为增函数,
,则,可得,
由双勾函数的单调性可知,函数在上为增函数,
则,可得,
假设当时,,
由于函数在上为增函数,则,
可得.
由上可知,当时,对任意的,.
综上所述,的取值范围是.
故答案为:.
【小结】
关键点小结:本题考查利用数列不等式恒成立求数列首项的取值范围,解题的关键就是由得出关于的不等式,通过解不等式可得出关于数列不等式恒成立,进而转化为数列最值来求解.
43.
【分析】
先求出,再由特殊到一般,归纳出时,,从而可得,最后利用错位相减法可得结果.
【解析】
设的公比为,由
得或(舍去)
所以
在区间上,,
在区间上上,个1
在区间上,,个2
在区间上,,个3,
…
归纳得当时,
所以
令
则
两式相减,整理得
所以
故答案为:
【小结】
方法小结:“错位相减法”求数列的和是重点也是难点,利用“错位相减法”求数列的和应注意以下几点:①掌握运用“错位相减法”求数列的和的条件(一个等差数列与一个等比数列的积);②相减时注意最后一项 的符号;③求和时注意项数别出错;④最后结果一定不能忘记等式两边同时除以.
44.
【分析】
推导出对任意的时,取最大值时,为等比数列,求出该数列的首项和公比,利用等比数列的求和公式可求得的最大值.
【解析】
因为数列满足,,
所以,,可得,,则.
易得当时,,则、、、均为正数,
由可知,可得数列为单调递增数列,
当取最大值时,,可得,
所以,对任意的,取最大值时,数列为等比数列,且该数列的公比为,首项为.
因此,的最大值为.
故答案为:.
【小结】
关键点小结:本题考查数列和的最值,解题的关键就是结合题意推导出当中的每一项均取最大值时,为等比数列,在推导时可充分利用数学归纳法来进行推导.
45.
【分析】
推导出,利用不等式的基本性质以及累加法可得出,结合已知条件可得出对任意的且恒成立,结合参变量分离法可求得实数的最大值,再利用数学归纳法说明当时,恒成立,由此可得出结果.
【解析】
且,对任意的,,
所以,,
可得出,,,,
上述不等式全加得,,
当时,;
当且时,若恒成立,则,
所以,,
由于,.
当时,则且,可得,,,进而可知,对任意的,,
,即,可得,
假设当时,,则当时,,
由上可知,对任意的,恒成立.
因此,实数的最大值为.
故答案为:.
【小结】
关键点小结:解决本题的关键在于以下两点:
(1)推导出;
(2)在求解数列不等式恒成立问题时,可充分利用参变量分离以及数单调性求解.
46.
【分析】
求出,推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,求出,进一步推导出数列为等差数列,确定该等差数列的首项和公差,可求得的通项公式,进一步求出和,由此可求得结果.
【解析】
,,且,,则,
由可得,代入可得,
,且,
所以,数列是以为首项,以为公比的等比数列,则,
在等式两边同时除以可得,
所以,数列为等差数列,且首项为,公差为,
所以,,,
则,
因此,.
故答案为:.
【小结】
数列的递推关系是给出数列的一种方法,根据给出的初始值和递推关系可以依次写出这个数列的各项,由递推关系求数列的通项公式,常用的方法有:
①求出数列的前几项,再归纳猜想出数列的一个通项公式;
②将已知递推关系式整理、变形,变成等差、等比数列,或用累加法、累乘法、迭代法求通项.
47.6
【分析】
运用数列{bn}为“坠点数列”且b1=﹣1,综合判断数列{bn}中有且只有两个负项.假设存在正整数m,使得Sm+1=Tm,显然m≠1,且Tm为奇数,而{an}中各项均为奇数,可得m必为偶数. 再运用不等式证明m≤6,求出数列即可.
【解析】
∵ ,即bn+1=±2bn,∴ ,
而数列{bn}为“坠点数列”且,所以数列{bn}中有且只有两个负项.
假设存在正整数m,使得Sm+1=Tm,显然m≠1,且Tm为奇数,而{an}中各项均为奇数,
∴m必为偶数, 首先证明: .
若m>7,数列{an}中(Sm+1)max=1+3+…+(2m+1)= ,
而数列{bn}中,bm必然为正,
否则,显然矛盾;
∴
设
设
而
∴{dm}(m>7)为增数列,且d7>0,则(m>7)为增数列,而>0,
∴(Tm)min>(Sm)max,
即m≤6.
当m=6时,构造:{an}为1,3,1,3,5,7,9,…,{bn}为﹣1,2,4,8,﹣16,32,64,…
此时p=2,q=4.
∴mmax=6,对应的p=2,q=4.
故答案为:6
【小结】
本题是新定义题,考查了数列递推式,综合考查学生运用新定义求解数列的问题,考查了分析问题和解决问题的能力,属于难题.
48.
【解析】
在等比数列中,由,又,且公比小于,,因此,由,得到是取中最大值,是数列中的最小项,又单调递减,单调递增,当时,,即是数列中的最小项,则必须满足,即得,当时,,即,是数列中的最小项,则必须满足,即得,综上所述,实数的取值范围是,故答案为.
49.
【解析】
由题意得,所以, 相减得-,所以,也满足. 因此数列的前项和为 ,
小结:给出与的递推关系求,常用思路是:一是利用转化为的递推关系,再求其通项公式;二是转化为的递推关系,先求出与之间的关系,再求. 应用关系式时,一定要注意分两种情况,在求出结果后,看看这两种情况能否整合在一起.
50.
【分析】
利用数量积公式得出,进而得出,从而得出,利用定义证明的单调性,求出其最小值,再解不等式,即可得出实数的取值范围.
【解析】
所以,故,
令
则
所以单调递增,所以,则
因为,所以,则
解得
综上所述,
故答案为:
【小结】
本题主要考查了数列不等式的恒成立问题,涉及了判断数列的增减性,向量的数量积公式的应用,属于较难题.
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