2026年高考数学一轮复习考点精讲精练(新高考通用第04讲数列的通项公式(高效培优讲义)(全国通用)(学生版+解析)
展开 这是一份2026年高考数学一轮复习考点精讲精练(新高考通用第04讲数列的通项公式(高效培优讲义)(全国通用)(学生版+解析),共7页。试卷主要包含了构造法法求通项公式,累加法求通项公式,累乘法求通项公式,an与Sn关系求通项公式,观察法求通项公式等内容,欢迎下载使用。
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc244271972" 知识梳理 PAGEREF _Tc244271972 \h 2
\l "_Tc1637783987" 探究核心考点 PAGEREF _Tc1637783987 \h 3
\l "_Tc1937565910" 考点一 构造法法求通项公式 PAGEREF _Tc1937565910 \h 3
\l "_Tc228226262" 考点二 累加法求通项公式 PAGEREF _Tc228226262 \h 3
\l "_Tc392991892" 考点三 累乘法求通项公式 PAGEREF _Tc392991892 \h 4
\l "_Tc1502514319" 考点四 an与Sn关系求通项公式 PAGEREF _Tc1502514319 \h 4
\l "_Tc497954360" 考点五 观察法求通项公式 PAGEREF _Tc497954360 \h 5
\l "_Tc375156161" 三阶突破训练 PAGEREF _Tc375156161 \h 6
\l "_Tc237610335" 基础过关 PAGEREF _Tc237610335 \h 6
\l "_Tc1344800572" 能力提升 PAGEREF _Tc1344800572 \h 7
\l "_Tc1945312576" 真题感知 PAGEREF _Tc1945312576 \h 8
一、5年真题考点分布
二、命题规律及备考策略
【命题规律】高考对数列通项的考查相对稳定,考查内容、频率、题型、难度均变化不大.数列通项问题以解答题的形式为主,偶尔出现在选择填空题当中,常结合函数、不等式综合考查.
【备考策略】掌握数列通项的几种常见方法。
【命题预测】小题和解答题
知识点1、an与Sn的关系
对于数列,前项和记为;
①;②
②:
知识点2、累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
考点一 构造法法求通项公式
典例1.已知数列中,,且,则 .
典例2.记为数列的前项和,已知.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
跟踪训练1.已知数列满足,且,则( )
A.B.C.D.
跟踪训练2.已知数列满足,,,则数列的通项公式为 .
跟踪训练3.已知,当时,,则的通项公式为
考点二 累加法求通项公式
典例1.记为数列的前项积,且,,则( )
A.B.C.D.
典例2.设数列满足,且,则数列前6项的和为 .
跟踪训练1.已知数列满足,,则等于( )
A.B.
C.D.
跟踪训练2.已知数列满足,,则( )
A.B.C.D.
考点三 累乘法求通项公式
典例1.(多选)已知数列满足:,则下列说法正确的是( )
A.
B.是单调递增数列
C.若为数列的前项和,则
D.若对任意,都有,则
典例2.已知,,求数列的通项.
跟踪训练1.已知首项为1的数列满足,则( )
A.B.C.D.
跟踪训练2.已知数列中,,则 .
考点四 an与Sn关系求通项公式
典例1.(多选)已知数列的前项和为,,且,则( ).
A.不是等比数列B.
C.D.
典例2.设为数列的前项和,若,则
跟踪训练1.已知数列的前项和满足,则数列的前项和为( )
A.B.C.D.
跟踪训练2.已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
考点五 观察法求通项公式
典例1.传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数,他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类,如图中第一行的,,,称为三角形数,第二行的,,,称为正方形数,第三行的,,,称为五边形数.则正方形数、五边形数所构成的数列的第项分别为( )
A.,B.,C.,D.,
典例2.已知数列为2,0,2,0,…,写出一个该数列的通项公式 .(不可写为分段形式)
跟踪训练1.数列,,,,,…的一个通项公式是( )
A.B.C.D.
跟踪训练2.(多选)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中出现了如图所示的图形,后人称为“三角垛”.某“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…设各层球数构成一个数列,是其前项和,则( )
A.B.
C.D.
一、单选题
1.已知数列满足,则( )
A.B.C.D.
2.已知数列的通项公式为,那么是这个数列的第( )项.
A.9B.10C.11D.12
3.已知数列的前n项和为,,且,则( )
A.3B.6C.9D.12
4.已知数列的前项和满足:,且,那么( )
A.2B.4C.2026D.2028
5.记为数列的前项积,且,则( )
A.B.C.D.
6.已知首项为1的数列,其前n项积是公差为3的等差数列,则=( )
A.4B.3C.D.
二、多选题
7.设为数列的前n项和,已知,,,,则( )
A.是等比数列B.
C.D.
三、填空题
8.若数列满足,则数列的通项公式 .
9.数列的前n项和为,若,则 .
10.已知数列满足,则 .
四、解答题
11.记为数列的前项和,且.
(1)证明:是等差数列;
(2)若.
①求的通项公式;
②求的前项和.
1.已知数列前n项和满足:,数列前n项和满足:,记,则使得值不超过2025的项的个数为( )
A.8B.9C.10D.11
2.(多选)如图,曲线下有一系列正三角形,设第n个正三角形(为坐标原点)的边长为,则( )
A.,
B.记为的前n项和,则为
C.记为数列的前n项和,则
D.数列的前n项和为
3.设数列的前n项和为,若,则
4.共享交通工具的出现极大地方便了人们的生活,也是当下很好的商机.某公司根据市场发展情况推出共享单车和共享电动车两种产品.经市场调查发现,由于两种产品中共享电动车速度更快,故更受消费者欢迎.使用共享电动车的概率为,使用共享单车的概率为.该公司为了促进消费,用户使用共享电动车一次积2分,使用共享单车一次积1分,积分可以兑换礼品.每个市民各次使用共享交通工具选择意愿相互独立,市民之间选择意愿也相互独立.
(1)求某市民使用了3次共享交通工具后积分为5分的概率;
(2)从首次使用共享交通工具的市民中随机抽取3人,记总积分为随机变量,求的分布列和数学期望;
(3)记某市民已使用该公司共享交通工具的累计积分恰为分的概率为,比如:表示累计积分为1分的概率,表示累计积分为2分的概率,试探求与之间的关系,并求数列的通项公式.
一、单选题
1.(2025·天津·高考真题),则数列的前项和为( )
A.112B.48C.80D.64
2.(2023·北京·高考真题)已知数列满足,则( )
A.当时,为递减数列,且存在常数,使得恒成立
B.当时,为递增数列,且存在常数,使得恒成立
C.当时,为递减数列,且存在常数,使得恒成立
D.当时,为递增数列,且存在常数,使得恒成立
二、解答题
3.(2024·全国甲卷·高考真题)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
5.(2023·全国甲卷·高考真题)设为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
5年考情
考题示例
考点分析
关联考点
2025天津卷
已知Sn求an
一元二次方程
2023年北京卷
数列的单调性
三次函数
2024年甲卷
已知Sn求an
无
2023年甲卷
通项公式以及求和公式
无
法归类
角度1:已知与的关系;或与的关系
用,得到
例子:已知,求
角度2:已知与的关系;或与的关系
替换题目中的
例子:已知;
已知
角度3:已知等式中左侧含有:
作差法(类似)
例子:已知求
第04讲 数列的通项公式
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc206767832"
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc2071147240" 知识梳理 PAGEREF _Tc2071147240 \h 2
\l "_Tc1209228457" 探究核心考点 PAGEREF _Tc1209228457 \h 3
\l "_Tc1864925238" 考点一 构造法法求通项公式 PAGEREF _Tc1864925238 \h 3
\l "_Tc1274647101" 考点二 累加法求通项公式 PAGEREF _Tc1274647101 \h 5
\l "_Tc1844447682" 考点三 累乘法求通项公式 PAGEREF _Tc1844447682 \h 7
\l "_Tc705746929" 考点四 an与Sn关系求通项公式 PAGEREF _Tc705746929 \h 9
\l "_Tc936453322" 考点五 观察法求通项公式 PAGEREF _Tc936453322 \h 11
\l "_Tc63333991" 三阶突破训练 PAGEREF _Tc63333991 \h 14
\l "_Tc1449981472" 基础过关 PAGEREF _Tc1449981472 \h 14
\l "_Tc194173748" 能力提升 PAGEREF _Tc194173748 \h 18
\l "_Tc1450522843" 真题感知 PAGEREF _Tc1450522843 \h 23
一、5年真题考点分布
二、命题规律及备考策略
【命题规律】高考对数列通项的考查相对稳定,考查内容、频率、题型、难度均变化不大.数列通项问题以解答题的形式为主,偶尔出现在选择填空题当中,常结合函数、不等式综合考查.
【备考策略】掌握数列通项的几种常见方法。
【命题预测】小题和解答题
知识点1、an与Sn的关系
对于数列,前项和记为;
①;②
②:
知识点2、累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
考点一 构造法法求通项公式
典例1.已知数列中,,且,则 .
【答案】
【分析】将两边取倒数,即可得到,从而求出的通项,即可得解.
【详解】由,可得,即,
又,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,即,所以.
故答案为:
典例2.记为数列的前项和,已知.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用即可得,构造等比数列即可求解;
(2)由(1)得代入,进而得,利用裂项相消法即可求解.
【详解】(1)令时,,即得,
时,①,②,
由①-②得,,
又由,
又,
所以数列是以4为首项,公比为4的等比数列,
所以;
(2)因为.
所以
.
跟踪训练1.已知数列满足,且,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由,得到,再利用等比数列的定义求解.
【详解】因为,所以.
因为,所以数列是首项为1,公比为2的等比数列,
所以,所以,
故.
故选:C
跟踪训练2.已知数列满足,,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】由得,构造等比数列即可求解.
【详解】由,,,可得,
所以是以3为首项、3为公比的等比数列,所以,
则,;
故答案为:.
跟踪训练3.已知,当时,,则的通项公式为
【答案】
【分析】由题意设,展开后对照已知列方程组求出,再结合等比数列的通项公式,即可求得答案.
【详解】由于当时,①,
故设,即②,
由①,②对照可得,,解得,
即,
又,则是以3为首项,为公比的等比数列,
故,则
故答案为:
考点二 累加法求通项公式
典例1.记为数列的前项积,且,,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据递推公式,利用累加法求得,再根据关系求得,再求结果即可.
【详解】由题意可得,,…,,
累加有时:.
经验证当时满足,故,
则时,,
当时满足,即,令可得.
故选:C.
典例2.设数列满足,且,则数列前6项的和为 .
【答案】
【分析】根据题设利用累加法求得,进而结合裂项相消法求和即可.
【详解】由,
则,,,,
将上述式子累加,得,
则,,显然满足上式,则,
所以,
则数列前6项的和为.
故答案为:.
跟踪训练1.已知数列满足,,则等于( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】应用累加法,结合分组求和、等差等比前n项和公式求通项公式.
【详解】由题设,即
,且,
所以,
由满足上式,故.
故选:B
跟踪训练2.已知数列满足,,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题知,代入计算即可得到,继而得到.
【详解】因为数列满足,,
所以,
所以,
则,
所以,
故选:A.
考点三 累乘法求通项公式
典例1.(多选)已知数列满足:,则下列说法正确的是( )
A.
B.是单调递增数列
C.若为数列的前项和,则
D.若对任意,都有,则
【答案】ABC
【分析】根据累乘法可得,即可判断A,根据即可求解B,根据裂项相消法即可求解C,根据单调性,对分奇偶即可求解D.
【详解】由,可得,
故,
也符合,
故,,A正确,
由于,故,因此是单调递增数列,B正确,
,
故,C正确,
由可定,
当为偶数时,则恒成立,由于单调递增,故,
当为奇数时,则恒成立,由于单调递增,故,
故对任意,都有,则,故D错误,
故选:ABC
典例2.已知,,求数列的通项.
【答案】
【分析】,累乘法进行求解.
【详解】因为,
所以,
故,
跟踪训练1.已知首项为1的数列满足,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用累乘法求解.
【详解】依题意,.
故选:A.
跟踪训练2.已知数列中,,则 .
【答案】
【分析】根据已知条件,利用累乘法求通项.
【详解】,,
,即,
.
故答案为:.
考点四 an与Sn关系求通项公式
典例1.(多选)已知数列的前项和为,,且,则( ).
A.不是等比数列B.
C.D.
【答案】ACD
【分析】当时,可求出的值;当时,由得,两式作差可得出,可求出数列的通项公式,逐项判断即可.
【详解】因为数列的前项和为,,且,
当时,,
当时,由得,
上述两个等式作差得,可得,但,
所以数列从第二项开始成公比为的等比数列,
故当时,,所以,
对于A选项,数列不是等比数列,A对;
对于B选项,,B错;
对于C选项,,C对;
对于D选项,,D对.
故选:ACD.
典例2.设为数列的前项和,若,则
【答案】513
【分析】根据给定条件,利用求出,进而求出.
【详解】数列中,,当时,,
两式相减得,即,则,
而,解得,因此数列是以为首项,2为公比的等比数列,
则,即,所以.
故答案为:513
跟踪训练1.已知数列的前项和满足,则数列的前项和为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据,先求出数列的通项公式,即可判断各项的正负,然后再直接求解数列的前项的和即可.
【详解】因为,
所以,,
所以,,
又时,也满足上式,
所以,
所以当时,,当时,,
所以
.
故选:C
跟踪训练2.已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据的关系即可作差得为等比数列求解,
(2)利用错位相减法即可求解.
【详解】(1)由可得,
相减可得,故,
又,故,
因此对任意的,都有,故为等比数列,且公比为2,
故,
(2),
,
相减可得
故,
故
考点五 观察法求通项公式
典例1.传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数,他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类,如图中第一行的,,,称为三角形数,第二行的,,,称为正方形数,第三行的,,,称为五边形数.则正方形数、五边形数所构成的数列的第项分别为( )
A.,B.,C.,D.,
【答案】B
【分析】设正方形数构成的数列为,五边形数构成的数列为,根据这两个数列前四项的值,可归纳得出、的值.
【详解】设正方形数构成的数列为,五边形数构成的数列为,
则,,,,由此得出,
,,,,
由此得出.
故选:B.
典例2.已知数列为2,0,2,0,…,写出一个该数列的通项公式 .(不可写为分段形式)
【答案】或或
【分析】根据项是2和0间隔出现具有周期性可以考虑三角函数或.
【详解】方法一:考虑通项含, 假设,则,,不符合题意,
假设,则,,…,符合题意,故可填.
方法二:考虑通项含三角函数 考虑正弦函数,假设,则,,不符合题意,
假设,则,,…,符合题意,
又,
故可填或.
故答案为:或或
跟踪训练1.数列,,,,,…的一个通项公式是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由前5项的共同属性写出一个通项公式.
【详解】数列前5项均为分数,其分子是从1开始的正奇数,分母比对应分子多2,
则第项的分子为,对应的分母为,
所以.
故选:B
跟踪训练2.(多选)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中出现了如图所示的图形,后人称为“三角垛”.某“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…设各层球数构成一个数列,是其前项和,则( )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【分析】根据题中给出的图形,结合题意找到各层球的数列与层数的关系,得到,由此对各个选项进行逐一的判断即可.
【详解】由题意可知,,,,…,,故.
所以,故选项A错误;
因为,故选项B正确;
因为,故选项C正确;
因为,,
所以,故选项D错误.
故选:BC.
一、单选题
1.已知数列满足,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题知,则,代入计算即可得到,继而得到.
【详解】数列满足,则,
,
则
,
故选:A.
2.已知数列的通项公式为,那么是这个数列的第( )项.
A.9B.10C.11D.12
【答案】B
【分析】根据题意,令,得到,求得的值,即可得到答案.
【详解】由数列的通项公式为,
令,即,可得,解得或,
即,所以是数列的第项.
故选:B.
3.已知数列的前n项和为,,且,则( )
A.3B.6C.9D.12
【答案】A
【分析】根据数列前项和与数列通项之间的关系,求出数列递推公式,进而求出数列前6项,求出结果.
【详解】由可得,即,得,
由可得,,,
故是周期为3的周期数列,且,故.
故选:A.
4.已知数列的前项和满足:,且,那么( )
A.2B.4C.2026D.2028
【答案】A
【分析】根据题意,令,求得,再令,即可求解.
【详解】由数列满足,且,
令,可得,即,
再令,可得.
故选:A.
5.记为数列的前项积,且,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】先利用累加法求得,再由求解即可.
【详解】由题意,
所以当时,,
累加得当时,,
又当时,也满足,所以,
所以.
故选:C
6.已知首项为1的数列,其前n项积是公差为3的等差数列,则=( )
A.4B.3C.D.
【答案】C
【分析】根据数列的前n项积为等差数列,得等差数列的通项,进而得所求项.
【详解】因为数列的首项为1,且其前n项积是公差为3的等差数列.
所以,令,得.
所以数列是公差为3,首项为1的等差数列.
故,即.
所以.
故选:C.
二、多选题
7.设为数列的前n项和,已知,,,,则( )
A.是等比数列B.
C.D.
【答案】BCD
【分析】由题意令,得,可得,即可判断B;进而根据和的关系求出即可判ACD.
【详解】由题意,,,,
令,得,
则数列是首项为3,公比为3的等比数列,
所以,故B正确;
当时,,
显然不满足上式,则,
则,显然,故A错误,C正确;
而,,故D正确.
故选:BCD
三、填空题
8.若数列满足,则数列的通项公式 .
【答案】
【分析】利用和的关系,降标作差即可求出.
【详解】因,则,
两式相减得,
当时,,不符合上式,
故.
故答案为:
9.数列的前n项和为,若,则 .
【答案】384
【分析】根据前项和的递推公式求得,然后求出,即可求解.
【详解】①,②,
两式相减得,故,
令中得,,所以.
故答案为:384
10.已知数列满足,则 .
【答案】4100626
【分析】由题意,利用直接求解即可.
【详解】因为,
所以,
∴.
故答案为:.
四、解答题
11.记为数列的前项和,且.
(1)证明:是等差数列;
(2)若.
①求的通项公式;
②求的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②
【分析】(1)由,得到,根据等差数列的定义,即可证明;
(2)①由(1)得到,根据求出,则,进而利用得,再验证满足,即可求解通项公式;
②由得,利用裂项相消法求和即可.
【详解】(1)因为,所以,
两边同除得,即,
所以数列是首项为,公差为1的等差数列.
(2)①由(1)可知,所以,当时,,
当时,,又,所以,所以,
所以,
当时,,
所以,当时,也满足,
所以的通项公式为;
②因为,
所以的前项和
.
1.已知数列前n项和满足:,数列前n项和满足:,记,则使得值不超过2025的项的个数为( )
A.8B.9C.10D.11
【答案】C
【分析】根据数列前项和与的关系,可得;同理前项和与的关系可得,则可得,判断其单调性,即可求得使得值不超过2025的项的个数.
【详解】因为,当时,,
当时,,则符合上式,所以;
又,当时,,所以,
当时,,则,所以是以为首项,公比的等比数列,
所以,
则
所以,即,
又单调递增,单调递增,所以单调递增,
又,所以,
,
故使得值不超过2025的项的个数为10.
故选:C.
2.(多选)如图,曲线下有一系列正三角形,设第n个正三角形(为坐标原点)的边长为,则( )
A.,
B.记为的前n项和,则为
C.记为数列的前n项和,则
D.数列的前n项和为
【答案】AB
【分析】A.首先由正三角形求得点和的坐标,代入曲线,即可求解;B. 由为边长为的等边三角形,求得的坐标;C.将坐标代入曲线,判断C;D.根据C的结果,利用公式,即可求通项公式.
【详解】A.由题意可知为等边三角形,如图,,则,
因为点在曲线上,可得,解得或(舍),
又由题意可知为边长为的等边三角形,则,
则,可得,解得或(舍),故A正确;
B.由为边长为的等边三角形,可得,故B正确;
C.由点在曲线上,则,整理得,
由,可知,故C错误;
D.当时,可得,
所以,
可化为,
因为,则,所以,
又因为,符合上式,故,
则数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以数列的通项公式为,
所以,故D错误.
故选:AB
3.设数列的前n项和为,若,则
【答案】
【分析】时,求出,由与的关系,得时为等比数列,可求数列通项.
【详解】已知,当时,有,
两式相减得:,即,
所以时,有,
时,由,有,又,解得,
则,,,
故当时,为等比数列,公比为2,
当时,,故,所以.
故答案为:
4.共享交通工具的出现极大地方便了人们的生活,也是当下很好的商机.某公司根据市场发展情况推出共享单车和共享电动车两种产品.经市场调查发现,由于两种产品中共享电动车速度更快,故更受消费者欢迎.使用共享电动车的概率为,使用共享单车的概率为.该公司为了促进消费,用户使用共享电动车一次积2分,使用共享单车一次积1分,积分可以兑换礼品.每个市民各次使用共享交通工具选择意愿相互独立,市民之间选择意愿也相互独立.
(1)求某市民使用了3次共享交通工具后积分为5分的概率;
(2)从首次使用共享交通工具的市民中随机抽取3人,记总积分为随机变量,求的分布列和数学期望;
(3)记某市民已使用该公司共享交通工具的累计积分恰为分的概率为,比如:表示累计积分为1分的概率,表示累计积分为2分的概率,试探求与之间的关系,并求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
(3),
【分析】(1)由二项分布的概率计算公式可得结果;
(2)由二项分布的概率公式和数学期望的计算公式可得结果;
(3)方法1:由累计积分恰为分的概率和积分不到分的概率相加为1可得,利用构造法可求得数列的通项公式;方法2:由,利用构造法可求得与之间的关系以及数列的通项公式.
【详解】(1)设事件为“某市民使用了3次共享交通工具后积分为5分”,则
.
(2)依题意:随机变量的可能取值为3,4,5,6,则
,,
,.
的分布列为
所以数学期望.
(3)方法1:使用共享交通工具的累计积分恰为分的概率为,
积分跳过分的情况只有先积分,再积2分,概率为,其中,
因为,即,
所以,
故是首项为,公比为的等比数列,
所以,即.
方法2:由题意可知,
则,因为,
所以,即,
所以,
故是首项为,公比为的等比数列,
所以,即.
一、单选题
1.(2025·天津·高考真题),则数列的前项和为( )
A.112B.48C.80D.64
【答案】C
【分析】先由题设结合求出数列的通项公式,再结合数列各项正负情况即可求解.
【详解】因为,
所以当时,,
当时,,
经检验,满足上式,
所以,令,,
设数列的前n项和为,
则数列的前项和为
数列的前项和为
.
故选:C
2.(2023·北京·高考真题)已知数列满足,则( )
A.当时,为递减数列,且存在常数,使得恒成立
B.当时,为递增数列,且存在常数,使得恒成立
C.当时,为递减数列,且存在常数,使得恒成立
D.当时,为递增数列,且存在常数,使得恒成立
【答案】B
【分析】法1:利用数列归纳法可判断ACD正误,利用递推可判断数列的性质,故可判断B的正误.
法2:构造,利用导数求得的正负情况,再利用数学归纳法判断得各选项所在区间,从而判断的单调性;对于A,构造,判断得,进而取推得不恒成立;对于B,证明所在区间同时证得后续结论;对于C,记,取推得不恒成立;对于D,构造,判断得,进而取推得不恒成立.
【详解】法1:因为,故,
对于A ,若,可用数学归纳法证明:即,
证明:当时,,此时不等关系成立;
设当时,成立,
则,故成立,
由数学归纳法可得成立.
而,
,,故,故,
故为减数列,注意
故,结合,
所以,故,故,
若存在常数,使得恒成立,则,
故,故,故恒成立仅对部分成立,
故A不成立.
对于B,若可用数学归纳法证明:即,
证明:当时,,此时不等关系成立;
设当时,成立,
则,故成立即
由数学归纳法可得成立.
而,
,,故,故,故为增数列,
若,则恒成立,故B正确.
对于C,当时, 可用数学归纳法证明:即,
证明:当时,,此时不等关系成立;
设当时,成立,
则,故成立即
由数学归纳法可得成立.
而,故,故为减数列,
又,结合可得:,所以,
若,若存在常数,使得恒成立,
则恒成立,故,的个数有限,矛盾,故C错误.
对于D,当时, 可用数学归纳法证明:即,
证明:当时,,此时不等关系成立;
设当时,成立,
则,故成立
由数学归纳法可得成立.
而,故,故为增数列,
又,结合可得:,所以,
若存在常数,使得恒成立,则,
故,故,这与n的个数有限矛盾,故D错误.
故选:B.
法2:因为,
令,则,
令,得或;
令,得;
所以在和上单调递增,在上单调递减,
令,则,即,解得或或,
注意到,,
所以结合的单调性可知在和上,在和上,
对于A,因为,则,
当时,,,则,
假设当时,,
当时,,则,
综上:,即,
因为在上,所以,则为递减数列,
因为,
令,则,
因为开口向上,对称轴为,
所以在上单调递减,故,
所以在上单调递增,故,
故,即,
假设存在常数,使得恒成立,
取,其中,且,
因为,所以,
上式相加得,,
则,与恒成立矛盾,故A错误;
对于B,因为,
当时,,,
假设当时,,
当时,因为,所以,则,
所以,
又当时,,即,
假设当时,,
当时,因为,所以,则,
所以,
综上:,
因为在上,所以,所以为递增数列,
此时,取,满足题意,故B正确;
对于C,因为,则,
注意到当时,,,
猜想当时,,
当与时,与满足,
假设当时,,
当时,所以,
综上:,
易知,则,故,
所以,
因为在上,所以,则为递减数列,
假设存在常数,使得恒成立,
记,取,其中,
则,
故,所以,即,
所以,故不恒成立,故C错误;
对于D,因为,
当时,,则,
假设当时,,
当时,,则,
综上:,
因为在上,所以,所以为递增数列,
因为,
令,则,
因为开口向上,对称轴为,
所以在上单调递增,故,
所以,
故,即,
假设存在常数,使得恒成立,
取,其中,且,
因为,所以,
上式相加得,,
则,与恒成立矛盾,故D错误.
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是根据首项给出与通项性质相关的相应的命题,再根据所得命题结合放缩法得到通项所满足的不等式关系,从而可判断数列的上界或下界是否成立.
二、解答题
3.(2024·全国甲卷·高考真题)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用退位法可求公比,再求出首项后可求通项;
(2)利用分组求和法即可求.
【详解】(1)因为,故,
所以即故等比数列的公比为,
故,故,故.
(2)由等比数列求和公式得,
所以数列的前n项和
.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用退位法可求的通项公式.
(2)利用错位相减法可求.
【详解】(1)当时,,解得.
当时,,所以即,
而,故,故,
∴数列是以4为首项,为公比的等比数列,
所以.
(2),
所以
故
所以
,
.
5.(2023·全国甲卷·高考真题)设为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据即可求出;
(2)根据错位相减法即可解出.
【详解】(1)因为,
当时,,即;
当时,,即,
当时,,所以,
化简得:,当时,,即,
当时都满足上式,所以.
(2)因为,所以,
,
两式相减得,
,
,即,.
5年考情
考题示例
考点分析
关联考点
2025天津卷
已知Sn求an
一元二次方程
2023年北京卷
数列的单调性
三次函数
2024年甲卷
已知Sn求an
无
2023年甲卷
通项公式以及求和公式
无
法归类
角度1:已知与的关系;或与的关系
用,得到
例子:已知,求
角度2:已知与的关系;或与的关系
替换题目中的
例子:已知;
已知
角度3:已知等式中左侧含有:
作差法(类似)
例子:已知求
3
4
5
6
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