![2025版红对勾高考数学一轮复习金卷第六章 数列第1页](http://m.enxinlong.com/img-preview/3/3/15760873/0-1716253689934/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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2025版红对勾高考数学一轮复习金卷第六章 数列
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这是一份2025版红对勾高考数学一轮复习金卷第六章 数列,共27页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题
1.(2024·江西南昌高三月考)已知数列{an} 满足an= eq \r(3n+1) ,则下列各数中属于数列{an}中的项的是( D )
A.3 B.2 eq \r(2)
C.3 eq \r(3) D.4
解析:因为数列{an}满足an= eq \r(3n+1) ,对于A,令 eq \r(3n+1) =3,解得n= eq \f(8,3) N*,故A不符合题意;对于B,令 eq \r(3n+1) =2 eq \r(2) ,解得n= eq \f(7,3) N*,故B不符合题意;对于C,令 eq \r(3n+1) =3 eq \r(3) ,解得n= eq \f(26,3) N*,故C不符合题意;对于D,令 eq \r(3n+1) =4,解得n=5∈N*,故D符合题意.故选D.
2.若数列{an}满足a1=1,an+1-an-1=2n,则an=( A )
A.2n+n-2 B.2n-1+n-1
C.2n+1+n-4 D.2n+1+2n-2
解析:∵an+1-an=2n+1,∴a2-a1=21+1,a3-a2=22+1,a4-a3=23+1,…,an-an-1=2n-1+1(n≥2),以上各式相加得,an-a1=21+…+2n-1+n-1= eq \f(2(1-2n-1),1-2) +n-1=2n+n-3,∴an=2n+n-2.选A.
3.(2024·山西朔州应县一中校考期末)已知数列{an}满足a1+a2+…+a8=1,且 eq \f(an+1,an) = eq \f(n,n+2) (n=1,2,…,7),则a1=( A )
A. eq \f(9,16) B. eq \f(7,16)
C. eq \f(5,16) D. eq \f(11,16)
解析:an=a1· eq \f(a2,a1) · eq \f(a3,a2) ·…· eq \f(an,an-1) =a1· eq \f(1,3) × eq \f(2,4) ×…× eq \f(n-1,n+1) = eq \f(2,n(n+1)) a1=2a1( eq \f(1,n) - eq \f(1,n+1) )(n=1,2,…,7,8),a1+ a2+…+a8=2a1[(1- eq \f(1,2) )+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3))) +…+( eq \f(1,8) - eq \f(1,9) )]=2a1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,9))) = eq \f(16a1,9) =1,解得a1= eq \f(9,16) .故选A.
4.(2023·辽宁辽阳高三统考期末)在数列{an}中,an= eq \f(n,n2+14) ,则an的最大值是( D )
A. eq \f(\r(14),28) B. eq \f(1,8)
C. eq \f(3,23) D. eq \f(2,15)
解析:由题意可得an= eq \f(n,n2+14) = eq \f(1,n+\f(14,n)) .根据对勾函数与复合函数的单调性,y= eq \f(1,x+\f(14,x)) 在(0, eq \r(14) )上递增,在( eq \r(14) ,+∞)上递减,所以在{an}中,a1a6>…,当n=3时,n+ eq \f(14,n) = eq \f(23,3) ,a3= eq \f(3,23) ;当n=4时,n+ eq \f(14,n) = eq \f(15,2) .a4= eq \f(2,15) ,因为 eq \f(23,3) > eq \f(15,2) ,所以 eq \f(3,23) < eq \f(2,15) ,所以an的最大值是a4= eq \f(2,15) .故选D.
5.(2023·山西晋城第一中学校月考)数列{an}满足a1=2,an+1= eq \f(an-1,an+1) ,则数列{an}的前2 023项的乘积为( B )
A.-1 B.- eq \f(1,3)
C. eq \f(2,3) D.1
解析:数列{an}满足a1=2,an+1= eq \f(an-1,an+1) ,则a2= eq \f(a1-1,a1+1) = eq \f(2-1,2+1) = eq \f(1,3) ,a3= eq \f(a2-1,a2+1) = eq \f(\f(1,3)-1,\f(1,3)+1) =- eq \f(1,2) ,a4= eq \f(a3-1,a3+1) = eq \f(-\f(1,2)-1,-\f(1,2)+1) =-3,a5= eq \f(a4-1,a4+1) = eq \f(-3-1,-3+1) =2,以此类推可知,对任意的n∈N*,an+4=an,且a1a2a3a4=2× eq \f(1,3) × eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2))) ×(-3)=1,又因为2 023=4×505+3,因此,数列{an}的前2 023项的乘积为T2 023=a1a2a3·…·a2 023=(a1a2a3a4)505·(a1a2a3)=1505×2× eq \f(1,3) × eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2))) =- eq \f(1,3) .故选B.
6.(2023·四川凉山高三统考期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,an=(-1)n(2n-1),则S2 023=( D )
A.1 012 B.-1 012
C.2 023 D.-2 023
解析:∵an=(-1)n(2n-1),故a1=-1,a2=3,a3=-5,a4=7,…,a1+a2=2,a3+a4=2,…,故S2 023=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 021+a2 022)+a2 023=2×1 011+a2 023=2 022-4 045=-2 023.故选D.
二、多项选择题
7.下列四个命题中,正确的有( ABD )
A.数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(n+1,n))) 的第k项为1+ eq \f(1,k)
B.已知数列{an}的通项公式为an=n2-n-50,n∈N*,则-8是该数列的第7项
C.数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为an=2n-1(n∈N*)
D.数列{an}的通项公式为an= eq \f(n,n+1) ,n∈N*,则数列{an}是递增数列
解析:对于A,数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(n+1,n))) 的第k项为1+ eq \f(1,k) ,故A正确;对于B,令n2-n-50=-8,得n=7或n=-6(舍去),故B正确;对于C,将3,5,9,17,33,…的各项减去1,得2,4,8,16,32,…,设该数列为{bn},则其通项公式为bn=2n(n∈N*),因此数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为an=bn+1=2n+1(n∈N*),故C错误;对于D,an= eq \f(n,n+1) =1- eq \f(1,n+1) ,则an+1-an= eq \f(1,n+1) - eq \f(1,n+2) = eq \f(1,(n+1)(n+2)) >0,因此数列{an}是递增数列,故D正确.故选ABD.
8.(新定义问题)若数列{an}满足:对任意正整数n,{an+1-an}为递减数列,则称数列{an}为“差递减数列”.给出下列数列{an}(n∈N*),其中是“差递减数列”的有( CD )
A.an=3n B.an=n2+1
C.an= eq \r(n) D.an=ln eq \f(n,n+1)
解析:对于A,若an=3n,则an+1-an=3(n+1)-3n=3,所以{an+1-an}不为递减数列,故A错误;对于B,若an=n2+1,则an+1-an=(n+1)2-n2=2n+1,所以{an+1-an}为递增数列,故B错误;对于C,若an= eq \r(n) ,则an+1-an= eq \r(n+1) - eq \r(n) = eq \f(1,\r(n+1)+\r(n)) ,所以{an+1-an}为递减数列,故C正确;对于D,若an=ln eq \f(n,n+1) ,则an+1-an=ln eq \f(n+1,n+2) -ln eq \f(n,n+1) =ln ( eq \f(n+1,n+2) · eq \f(n+1,n) )=ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,n2+2n))) ,由函数y=ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,x2+2x))) 在(0,+∞)上单调递减,所以{an+1-an}为递减数列,故D正确.故选CD.
三、填空题
9.(教材改编)根据下面的图形及相应的点数,可得点数构成的数列的一个通项公式an=5n-4.
解析:由a1=1=5×1-4,a2=6=5×2-4,a3=11=5×3-4,…,归纳得an=5n-4.
10.(开放性问题)设数列{an}的前n项和为Sn,且n∈N*,an+1>an,Sn≥S6.请写出一个满足条件的数列{an}的通项公式an=n-6(n∈N*)(答案不唯一).
解析:n∈N*,an+1>an,则数列{an}是递增的,n∈N*,Sn≥S6,即S6最小,只要前6项均为负数,或前5项为负数,第6项为0即可,所以满足条件的数列{an}的一个通项公式an=n-6(n∈N*).
11.(2023·安徽合肥一中校考期末)数列{an}满足a2=2,an+2=an+1+an,记Sn为数列{an}的前n项和,若S2 021=m,则a2 023=m+2.(用含m的式子表示)
解析:由an+2=an+1+an,则a2 023=a2 021+a2 022=a2 021+a2 020+a2 021=a2 021+a2 020+a2 019+a2 020=…=a2 021+a2 020+a2 019+…+a2+a1+a2=S2 021+a2=m+2.
12.已知数列的通项为an= eq \f(n+1,3n-16) (n∈N*),则数列{an}的最小项是第5项.
解析:因为an= eq \f(n+1,3n-16) ,数列{an}的最小项必为an5时,an0,其前n项和为Sn,且S2=6,S3=14,则数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,lg2an·lg2an+1))) 的前2 023项和为 eq \f(2 023,2 024) .
解析:因为S2=6,S3=14,所以
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1+a1·q=6,,a1+a1·q+a1·q2=14,))
因为q>0,所以q=2;由S2=a1+a2=a1(1+q)=6得a1=2,所以an=2n;所以 eq \f(1,lg2an) = eq \f(1,lg22n) = eq \f(1,n) , eq \f(1,lg2an·lg2an+1) = eq \f(1,n(n+1)) = eq \f(1,n) - eq \f(1,n+1) ,数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,lg2an·lg2an+1))) 的前2 023项和为1- eq \f(1,2) + eq \f(1,2) - eq \f(1,3) + eq \f(1,3) - eq \f(1,4) +…+ eq \f(1,2 022) - eq \f(1,2 023) + eq \f(1,2 023) - eq \f(1,2 024) =1- eq \f(1,2 024) = eq \f(2 023,2 024) .
12.(2024·上海杨浦区复旦附中高三校考期末)数列{an}的通项公式为an=[lg2n](n为正整数),其中[x]表示不超过x的最大整数,则a1+a2+a3+…+a2 023=18 194.
解析:当n∈[2k,2k+1)时,k≤lg2n0),a2=1,an+2= eq \f(2max{an+1,2},an) (n∈N*),若a2 022=4a,记数列{an}的前n项和为Sn,则S2 022的值为 eq \f(86 057,4) .
解析:当02,a4=2max eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(4,a),2)) = eq \f(8,a) ,a5= eq \f(a,4) ·2max eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(8,a),2)) =4,a6= eq \f(a,8) ·2max{4,2}=a,a7= eq \f(1,4) ·2max{a,2}=1,a8= eq \f(1,a) ·2max{1,2}= eq \f(4,a) ,…,所以数列{an}是以5为周期的周期数列,因为2 022=404×5+2,所以a2 022=4a=1,解得a= eq \f(1,4) ,所以S2 022=404(a+1+ eq \f(4,a) + eq \f(8,a) +4)+a+1= eq \f(86 057,4) ;当a≥2时,a1=a>0,a2=1,an+2= eq \f(2max{an+1,2},an) (n∈N*),所以a3= eq \f(1,a) ·2max{1,2}= eq \f(4,a) ≤2,a4=2max eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(4,a),2)) =4,a5= eq \f(a,4) ·2max{4,2}=2a≥4,a6= eq \f(1,4) ·2max{2a,2}=a≥2,a7= eq \f(1,2a) ·2max{a,2}=1,a8= eq \f(1,a) ·2max{1,2}= eq \f(4,a) ,…,所以数列{an}是以5为周期的周期数列,因为2 022=404×5+2,所以a2 022=a2=1=4a,解得a= eq \f(1,4) ,不合题意,舍去.故S2 022= eq \f(86 057,4) .
四、解答题
13.已知正项数列{an}中,a1=1,Sn是其前n项和,且满足Sn+1=( eq \r(Sn) +S1)2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)已知数列{bn}满足bn=(-1)n+1 eq \f(an+1,anan+1) ,设数列{bn}的前n项和为Tn,求Tn的最小值.
解:(1)正项数列{an}中,a1=1,满足Sn+1=( eq \r(Sn) +S1)2,所以 eq \r(Sn+1) - eq \r(Sn) =1,
所以数列{ eq \r(Sn) }是以1为首项,1为公差的等差数列,所以 eq \r(Sn) =1+(n-1)×1=n,所以Sn=n2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,
当n=1时也成立,所以an=2n-1(n∈N*).
(2)因为bn=(-1)n+1 eq \f(an+1,anan+1) =(-1)n+1 eq \f(2n,(2n-1)(2n+1)) = eq \f((-1)n+1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2n-1)+\f(1,2n+1))) ,
所以Tn= eq \f(1,2) [ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,3))) -( eq \f(1,3) + eq \f(1,5) )+…+(-1)n+1( eq \f(1,2n-1) + eq \f(1,2n+1) )]=
eq \f(1,2) [1+(-1)n+1 eq \f(1,2n+1) ],所以当n为奇数时,Tn= eq \f(1,2) (1+ eq \f(1,2n+1) )> eq \f(1,2) ;
当n为偶数时,Tn= eq \f(1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n+1))) ,
由{Tn}递增,得Tn≥T2= eq \f(2,5) ,所以Tn的最小值为 eq \f(2,5) .
14.(2024·河北石家庄二中质检)某地地方政府为了促进农业生态发展,鼓励农民建设生态采摘园.2022年该地生态采摘园的沃柑产量为6 500千克,计划不超过24天内完成销售.采摘园种植的农产品一般有批发销售和游客采摘零售两大销售渠道.根据往年数据统计,游客从开园第1天到闭园,游客采摘量an(千克)和开园的第n(n∈N+)天满足以下关系:an= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(5n+20(1≤n≤16),,224-n-2n+50(17≤n≤24).)) 批发销售每天的销售量为200千克,每千克5元,采摘零售的价格是批发销售价格的4倍.
(1)n取何值时,采摘零售当天的收入不低于批发销售当天的收入?
(2)采摘零售的总采摘量是多少?农户能否24天内完成销售计划?
解:(1)由条件,当1≤n≤16时,(5n+20)×5×4≥200×5,解得6≤n≤16.
当17≤n≤24时,(224-n-2n+50)×5×4≥200×5,解得17≤n≤18,
所以当6≤n≤18(n∈N+)时,采摘零售当天的收入不低于批发销售当天的收入.
(2)当1≤n≤16时,{an}为等差数列,记这些项的和为S16,a1=25,a16=100,S16= eq \f(16(a1+a16),2) =1 000.
当17≤n≤24时,记数列{an}这些项的和为T8,
T8=(27-2×17+50)+(26-2×18+50)+…+(20-2×24+50),T8=(27+26+…+20)-2×(17+18+…+24)+50×8= eq \f(27\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(8))),1-\f(1,2)) -2× eq \f(8×(17+24),2) +400=255-328+400=327,S16+T8=1 327,即采摘零售的总采摘量是1 327千克.批发销售的销售总量为200×24=4 800(千克),24天一共销售1 327+4 800=6 127(千克),6 500>6 127,故不能完成销售计划.
考点练36 数列的综合应用(中档大题练) 对应学生用书075页
1.(2023·全国甲卷)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a2=1,2Sn=nan.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an+1,2n))) 的前n项和Tn.
解:(1)因为2Sn=nan,当n=1时,2a1=a1,即a1=0;
当n=3时,2(1+a3)=3a3,即a3=2,当n≥2时,2Sn-1=(n-1)an-1,所以2(Sn-Sn-1)=nan-(n-1)an-1=2an,
化简得,(n-2)an=(n-1)an-1,当n≥3时, eq \f(an,n-1) = eq \f(an-1,n-2) =…= eq \f(a3,2) =1,即an=n-1,
当n=1,2时都满足上式,所以an=n-1(n∈N*).
(2)因为 eq \f(an+1,2n) = eq \f(n,2n) ,所以Tn=1× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(1) +2× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(2) +3× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(3) +…+n× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n) , eq \f(1,2) Tn=1× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(2) +2× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(3) +…+(n-1)× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n) +n× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n+1) ,
两式相减得, eq \f(1,2) Tn= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(1) + eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(2) + eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(3) +…+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n) -n× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n+1) =
eq \f(\f(1,2)×\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(n))),1-\f(1,2)) -n× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n+1) =1- eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(n,2))) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n) ,
即Tn=2-(2+n) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n) ,n∈N*.
2.(结构不良问题)已知数列{an}的各项均为正数,a1=1,给出以下三个条件:
①an+2=4an;②{an}为等比数列;③anan+2=4n.
(1)从这三个条件①②③中选择两个条件,证明另一个条件成立;
(2)求数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an·lg2an)) 的前n项和Sn.
解:(1)若将①②作为条件,③作为结论:
设数列{an}的公比为q,由an+2=4an,得q2=4,因为数列{an}的各项均为正数,所以q>0,解得q=2,
又a1=1,所以an=2n-1,an+2=2n+1,所以anan+2=2n-1·2n+1=4n.
若将①③作为条件,②作为结论:
联立 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(an+2=4an,,anan+2=4n,)) 解得4a eq \\al(2,n) =4n,所以a eq \\al(2,n) =4n-1,
又数列{an}的各项均为正数,所以an=2n-1,所以当n≥2时, eq \f(an,an-1) = eq \f(2n-1,2n-2) =2,所以{an}为等比数列.
若将②③作为条件,①作为结论:
设数列{an}的公比为q,因为a1=1,所以an=qn-1,an+2=qn+1,
则anan+2=qn-1·qn+1=q2n=4n=22n,
又数列{an}的各项均为正数,所以q>0,所以q=2,所以 eq \f(an+2,an) =q2=4,即an+2=4an.
(2)由(1)得an=2n-1,所以an·lg2an=(n-1)·2n-1,
所以Sn=0×20+1×21+2×22+…+(n-1)×2n-1,
2Sn=0×21+1×22+2×23+…+(n-1)×2n,两式相减得-Sn=21+22+23+…+2n-1-(n-1)·2n= eq \f(2-2n,1-2) -(n-1)·2n=(2-n)·2n-2,
所以Sn=(n-2)·2n+2.
3.(2023·福建厦门高三统考期末)已知等差数列{an}的公差d≠0,其前n项和为Sn,若a1,a2,a5成等比数列,且S6=36.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记Tn= eq \f(1,a1a2) + eq \f(1,a2a3) +…+ eq \f(1,anan+1) ,求证:Tn< eq \f(1,2) .
解:(1)因为a1,a2,a5成等比数列,S6=36,所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((a1+d)2=a1(a1+4d),,6a1+\f(6×5,2)d=36,))
由d≠0,解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1=1,,d=2,))
所以an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)证明:由 eq \f(1,anan+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))) ,
得Tn= eq \f(1,2) (1- eq \f(1,3) + eq \f(1,3) - eq \f(1,5) +…+ eq \f(1,2n-1) - eq \f(1,2n+1) )= eq \f(1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n+1))) ,
由n∈N*,有 eq \f(1,2n+1) >0,
所以1- eq \f(1,2n+1) 0,且 eq \f(cn+1,cn) =
eq \f((10-n)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)))\s\up12(n+1),(11-n)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)))\s\up12(n)) = eq \f(5(10-n),4(11-n)) ,
由 eq \f(cn+1,cn) >1,得ncn,
当n=6时,cn+1=cn,即c6=c7,
当7≤n≤10时,cn+10,
又Tn= eq \f(1,a1+3) + eq \f(1,a2+3) +…+ eq \f(1,an+3) < eq \f(1,22) + eq \f(1,23) +…+ eq \f(1,2n+1) = eq \f(1,2) - eq \f(1,2n+1)
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