第六章 §6.6 数列中的综合问题-2025年新高考数学一轮复习(课件+讲义+练习)
展开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。
§6.6 数列中的综合问题
数列的综合运算问题以及数列与函数、不等式等知识的交汇问题,是历年高考的热点内容.一般围绕等差数列、等比数列的知识命题,涉及数列的函数性质、通项公式、前n项和公式等.
例1 已知公差不为0的等差数列{an}满足a2=6,a1,a3,a7成等比数列.(1)求数列{an}的通项公式;
题型一 等差数列、等比数列的综合运算
根据题意,设等差数列{an}的公差为d(d≠0),由于a2=6,a1,a3,a7成等比数列,
(2)设bn=n· ,求数列{bn}的前n项和Sn.
由bn=n·22n=n·4n,则Sn=1×4+2×42+3×43+…+(n-1)·4n-1+n·4n,①4Sn=1×42+2×43+3×44+…+(n-1)·4n+n·4n+1,②
数列的综合运算问题常将等差、等比数列结合,两者相互联系、相互转化,解答这类问题的方法:寻找通项公式,利用性质进行转化.
跟踪训练1 (2024·无锡模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差d≠0,a3是a1,a13的等比中项,S5=25.(1)求{an}的通项公式;
∴an=1+2(n-1)=2n-1.
(2)若数列{bn}满足b1=-1,bn+bn+1=Sn,求b20.
bn+1+bn+2=(n+1)2,②②-①得,bn+2-bn=2n+1,∵b1=-1,∴b2=2.∴b20=b20-b18+b18-b16+…+b4-b2+b2=37+33+29+…+5+2
题型二 数列与其他知识的交汇问题
命题点1 数列与不等式的交汇例2 (1)(2022·全国乙卷)嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:b1=1+ ,b2=1+ ,b3=1+ ,…,依此类推,其中αk∈N*(k=1,2,…).则A.b1
同理可得b3>b5,b5>b7,…,于是可得b1>b3>b5>b7>…,故A不正确;
同理可得b4
所以2nan=2n-1an-1+1,而21a1=3,所以数列{2nan}是首项为3,公差为1的等差数列,
所以λ≥2,即实数λ的最小值是2.
所以当n=1时,b2>b1;当n≥2时,bn+1
因为函数f(x)是R上的奇函数且是严格增函数,所以f(0)=0,且当x>0时,f(x)>0; 当x<0时,f(x)<0.因为数列{an}是等差数列,a1 012>0,故f(a1 012)>0.再根据a1+a2 023=2a1 012>0,所以a1>-a2 023,
则f(a1)>f(-a2 023)=-f(a2 023),所以f(a1)+f(a2 023)>0.同理可得f(a2)+f(a2 022)>0,f(a3)+f(a2 021)>0,…,所以f(a1)+f(a2)+f(a3)+…+f(a2 022)+f(a2 023)=[f(a1)+f(a2 023)]+[f(a2)+f(a2 022)]+…+[f(a1 011)+f(a1 013)]+f(a1 012)>0.
数列与函数、不等式的综合问题关键在于通过函数关系寻找数列的递推关系,求出数列的通项公式或前n项和公式,再利用数列或数列对应的函数解决最值、范围问题,通过放缩进行不等式的证明.
跟踪训练2 (1)分形的数学之美,是以简单的基本图形,凝聚扩散,重复累加,以迭代的方式而形成的美丽的图案.自然界中存在着许多令人震撼的天然分形图案,如鹦鹉螺的壳、蕨类植物的叶子、孔雀的羽毛、菠萝等.如图为正方
形经过多次自相似迭代形成的分形图形,且相邻的两个正方形的对应边所成的角为15°.若从外往里最大的正方形边长为9,则第5个正方形的边长为
设第n个正方形的边长为an,则由已知可得an=an+1sin 15°+an+1cs 15°,
则数列{xn}是等差数列,公差为4,且f(xn)=-2,n∈N*,因此A=2,函数f(x)的最小正周期是4,
一、单项选择题1.(2023·广州模拟)已知f(x)=2x2,数列{an}满足a1=2,且对一切n∈N*,有an+1=f(an),则A.{an}是等差数列B.{an}是等比数列C.{lg2an}是等比数列D.{lg2an+1}是等比数列
所以lg2an+1=1+2lg2an,所以lg2an+1+1=2(lg2an+1),n∈N*,所以{lg2an+1}是等比数列,又lg2a1+1=2,所以lg2an+1=2n,所以lg2an=2n-1,故A,B,C错误,D正确.
2.(2024·铜仁模拟)为了进一步学习贯彻党的二十大精神,推进科普宣传教育,激发学生的学习热情,营造良好的学习氛围,不断提高学生对科学、法律、健康等知识的了解,某学校组织高一10个班级的学生开展“红色百年路·科普万里行”知识竞赛.统计发现,10个班级的平均成绩恰好成等差数列,最低平均成绩为70,公差为2,则这10个班级的平均成绩的第40百分位数为A.76 B.77 C.78 D.80
记10个班级的平均成绩形成的等差数列为{an},则an=70+2(n-1)=2n+68,
3.(2023·岳阳模拟)在等比数列{an}中,a2=-2a5,1
4.有一塔形几何体由若干个正方体构成,构成方式如图所示,上层正方体下底面的四个顶点是下层正方体上底面各边的中点.已知最底层正方体的棱长为8,如果该塔形几何体的最上层正方体的棱长等于1,那么该塔形几何体中正方体的个数是A.5 B.7 C.10 D.12
令an=1,得n=7,故该塔形几何体中正方体的个数为7.
而要满足an>an+1,故{an}要单调递减,
当n≤7时,an=an-6,而要满足an>an+1,故{an}要单调递减,所以06.已知{an}是各项均为正数的等差数列,其公差d≠0,{bn}是等比数列,若a1=b1,a1 012=b1 012,Sn和Tn分别是{an}和{bn}的前n项和,则A.S2 023>T2 023B.S2 023
且a1 012=a1+1 011d≠a1,则b1 012≠b1,设等比数列{bn}的公比为q,
且q1 011≠1,即q>0且q≠1,
又因为b1>0,所以等比数列{bn}为正项单调数列,
所以T2 023=b1+b2+…+b2 023>2 023b1 012=2 023a1 012=S2 023.
二、多项选择题7.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an+1=ln( -an)(n∈N*),则Sn的取值可能是
因为an+1=ln( -an),所以 = -an,即an= - ,所以Sn=a1+a2+a3+…+an=( - )+( - )+…+( - )= - =e- .因为a1=1,所以an>0,所以Sn>1.因为 >an+1,所以 -an>1,所以an+1>0,所以Sn
由题意,a13=a11·m2=3m2,a51=a11+4m=3+4m,由a13=a51+1,得3m2=3+4m+1,整理可得(3m+2)(m-2)=0,由m>0,解得m=2,故A正确;a71=a11+6×2=15,a78=a71·27=15×27≠15×28,故B错误;ai1=a11+(i-1)×2=2i+1,aij=ai1·2j-1=(2i+1)·2j-1,故C正确;
三、填空题9.(2023·德州模拟)如图甲是第七届国际数学教育大会(简称ICME-7)的会徽图案,会徽的主题图案是由图乙的一连串直角三角形演化而成的.已知A1,A2,A3,…为直角顶点,设OA1=A1A2=A2A3=A3A4=…=1,OA1,OA2,…,OAn构成数列{an},令bn= ,Sn为数列{bn}的前n项和,则S80=______.
因为OA1=A1A2=A2A3=A3A4=…=1,
10.已知数列{an}为等比数列,a2a3a4=64,a6=32,数列{bn}满足bn=lg2an+1,若不等式4λ≥bn[1-(n+4)λ]对于任意的n∈N*恒成立,则实数λ的取值范围为___________.
所以an=2n-1,bn=lg2an+1=n,则原不等式等价于4λ≥n[1-(n+4)λ],
四、解答题11.(2022·新高考全国Ⅱ)已知{an}是等差数列,{bn}是公比为2的等比数列,且a2-b2=a3-b3=b4-a4.(1)证明:a1=b1;
设等差数列{an}的公差为d,由a2-b2=a3-b3,得a1+d-2b1=a1+2d-4b1,即d=2b1;由a2-b2=b4-a4,得a1+d-2b1=8b1-(a1+3d),即a1=5b1-2d,将d=2b1代入,得a1=5b1-2×2b1=b1,即a1=b1.
(2)求集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}中元素的个数.
由(1)知an=a1+(n-1)d=a1+(n-1)×2b1=(2n-1)a1,bn=b1·2n-1,由bk=am+a1,得b1·2k-1=(2m-1)a1+a1,由a1=b1≠0得2k-1=2m,由题知1≤m≤500,所以2≤2m≤1 000,所以k=2,3,4,…,10,共9个数,即集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}={2,3,4,…,10}中元素的个数为9.
又当n=1时,S1=a1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=a1+n-1,当n=1时也成立,因此an-an-1=1,则{an}是首项为a1,公差为1的等差数列.
(2)用max{p,q}表示p,q中的最大值,若a1=1,bn=max ,求数列{anbn}的前n项和Tn.
因为a1=1,且{an}的公差为1,所以an=n,
①当n≥4时,Tn=1×21+2×22+3×32+4×24+…+n·2n=1×21+2×22+3×23+4×24+…+n·2n+3,令Fn=1×21+2×22+3×23+…+n·2n,则2Fn=1×22+2×23+3×24+…+n·2n+1,
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