压轴题05数列压轴题15题型汇总 -2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用)(原卷版)
展开01数列不等式、单调性与最值性问题
1.(2024·浙江宁波·二模)已知数列an满足an=λn2-n,对任意n∈1,2,3都有an>an+1,且对任意n∈nn≥7,n∈N都有an
2. (2024·全国·模拟预测)若数列an,对于∀k∈N*, n∈N*,都有an+k-an>kt(t为常数)成立,则称数列an具有性质P(t).已知数列an的通项公式为an=2n+1-λn2+4n,且具有性质P(4),则实数λ的取值范围是( )
A.(85,+∞)B.(43,+∞)C.(-∞,43)D.(-∞,85)
3. (23-24高三下·江苏泰州·阶段练习)已知数列an满足2an+1-1an+an+12an+1=2,n∈N*.
(1)已知an>0,
①若a3=1,求a1;
②若关于m的不等式am<1的解集为M,集合M中的最小元素为8,求a1的取值范围;
(2)若a1=111,是否存在正整数kk≥2,使得ak=a1,若存在,求出k的最小值,若不存在,请说明理由.
4. (多选)(2024·广东·模拟预测)英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点.已知二次函数f(x)有两个不相等的实根b,c,其中c>b.在函数f(x)图象上横坐标为x1的点处作曲线y=f(x)的切线,切线与x轴交点的横坐标为x2;用x2代替x1,重复以上的过程得到x3;一直下去,得到数列{xn}.记an=lnxn-bxn-c,且a1=1,xn>c,下列说法正确的是( )
A.x1=ec-be-1(其中lne=1)B.数列{an}是递减数列
C.a6=132D.数列an+1an的前n项和Sn=2n-21-n+1
5. (2024·陕西西安·三模)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,前n项积为Tn,且满足an=Tn3Tn-1(n∈N*),则不等式Sn>11成立的n的最小值为( )
A.11B.12C.13D.10
02数列分奇偶问题
6.(2024·河北石家庄·二模)已知数列an满足a1=7,an+1=an-3,n为奇数,2an,n为偶数.
(1)写出a2,a3,a4;
(2)证明:数列a2n-1-6为等比数列;
(3)若bn=a2n,求数列n⋅bn-3的前n项和Sn.
7. (2024·广东佛山·二模)已知数列an满足a1=1,an+1=an+1,n为奇数3an,n为偶数,且bn=a2n+1-a2n-1.
(1)证明bn为等比数列,并求数列bn的通项公式;
(2)设cn=bn-5bn+1-5,且数列cn的前n项和为Tn,证明:当n≥2时,1213n-1-3<3Tn-n
A.当a1<0时,an为递增数列,且存在常数M>0,使得an
C.当0
D.当0
9. (2024·辽宁·二模)如果数列xn,yn,其中yn∈Z,对任意正整数n都有xn-yn<12,则称数列yn为数列xn的“接近数列”.已知数列bn为数列an的“接近数列”.
(1)若an=2n+23n∈N*,求b1,b2,b3的值;
(2)若数列an是等差数列,且公差为dd∈Z,求证:数列bn是等差数列;
(3)若数列an满足a1=231100,且an+1=-910an+5720,记数列an、bn的前n项和分别为Sn,Tn,试判断是否存在正整数n,使得Sn
A.若c≤1,则数列an单调递减
B.若对任意n∈N*,都有an≥a1,则c≤1
C.若c∈N*,则对任意i,j∈N*,都有ai+aj≠0
D.若an的最大项与最小项之和为正数,则2k-12
11. (2024·广东深圳·二模)无穷数列a1,a2,…,an,…的定义如下:如果n是偶数,就对n尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是an﹔如果n是奇数,就对3n+1尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是an.
(1)写出这个数列的前7项;
(2)如果an=m且am=n,求m,n的值;
(3)记an=fn,n∈N*,求一个正整数n,满足n
(1)若an=3n,求其生成数列pn的前n项和;
(2)设数列pn的“生成数列”为qn,求证:pn=qn;
(3)若pn是等差数列,证明:存在正整数n0,当n≥n0时,an,an+1,an+2,⋅⋅⋅是等差数列.
13. (2024·浙江·模拟预测)已知实数q≠0,定义数列an如下:如果n=x0+2x1+22x2+⋯+2kxk,xi∈0,1,i=0,1,2,⋯,k,则an=x0+x1q+x2q2+⋯+xkqk.
(1)求a7和a8(用q表示);
(2)令bn=a2n-1,证明:i=1nbi=a2n-1;
(3)若1
14. (2024·安徽池州·模拟预测)定义:若对∀k∈N*,k≥2,ak-1+ak+1≤2ak恒成立,则称数列an为“上凸数列”.
(1)若an=n2-1,判断an是否为“上凸数列”,如果是,给出证明;如果不是,请说明理由.
(2)若an为“上凸数列”,则当m≥n+2m,n∈N*时,am+an≤am-1+an+1.
(ⅰ)若数列Sn为an的前n项和,证明:Sn≥n2a1+an;
(ⅱ)对于任意正整数序列x1,x2,x3,⋯,xi,⋯,xn(n为常数且n≥2,n∈N*),若i=1nxi2-1≥i=1nxi-λ2-1恒成立,求λ的最小值.
15. (2024·吉林白山·二模)已知数列an的前n项和为Sn,若数列an满足:①数列an项数有限为N;②SN=0;③i=1Nai=1,则称数列an为“N阶可控摇摆数列”.
(1)若等比数列an1≤n≤10为“10阶可控摇摆数列”,求an的通项公式;
(2)若等差数列an1≤n≤2m,m∈N*为“2m阶可控摇摆数列”,且am>am+1,求数列an的通项公式;
(3)已知数列an为“N阶可控摇摆数列”,且存在1≤m≤N,使得i=1Nai=2Sm,探究:数列Sn能否为“N阶可控摇摆数列”,若能,请给出证明过程;若不能,请说明理由.
04数列重新排序问题
16. (2024·全国·模拟预测)已知n∈N*,an=12n-1,bn=1(n+1)2-1,数列an与数列bn的公共项按从大到小的顺序排列组成一个新数列cn,则数列cn的前99项和为( )
A.196197B.198199C.98197D.99199
17. (2024·黑龙江·二模)已知集合A=a1,a2,⋯,an,⋯,B=b1,b2,⋯,bn,⋯,an是公比为2的等比数列且a2+3,a3+1,a4-3构成等比数列.
(1)求数列an的通项公式;
(2)设bn是等差数列,将集合A∪B的元素按由小到大的顺序排列构成的数列记为cn.
①若bn=5n-1,数列cn的前n项和为Sn,求使Sn≤2024成立的n的最大值;
②若A∩B=∅,数列cn的前5项构成等比数列,且c1=1,c9=8,试写出所有满足条件的数列bn.
18. (2022·上海虹口·一模)已知集合A={y|y=2x,x∈N*},B={y|y=3x,x∈N*}.A∪B中的所有元素按从小到大的顺序排列构成数列{an},Sn为数列{an}的前n项的和.
(1)求S10;
(2)如果am=81,a2022=t,求m和t的值;
(3)如果n=3k-12+k(k∈N*),求11Sn(用k来表示).
19. (2020·湖南长沙·三模)已知数列an的前n项和为Sn,a1=aa>0,a∈N*,Sn=pan+1(p≠0且p≠-1,n∈N*).
(1)求数列an的通项公式;
(2)在①ak+1,ak+3,ak+2,②ak+2,ak+1,ak+3这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,要使问题成立:
对任意的正整数k,若将ak+1,ak+2,ak+3按______的顺序排列后构成等差数列,且公差为dk,求p的值及对应的dk.
20. (2022·上海金山·一模)已知有穷数列an的各项均不相等,将an的项从大到小重新排序后相应的项数构成新数列pn,称pn为an的“序数列”.例如,数列a1、a2、a3满足a1>a3>a2,则其“序数列”pn为1、3、2,若两个不同数列的“序数列”相同,则称这两个数列互为“保序数列”.
(1)若数列3-2x、5x+6、x2的“序数列”为2、3、1,求实数x的取值范围;
(2)若项数均为2021的数列xn、yn互为“保序数列”,其通项公式分别为xn=n+12⋅23n,yn=-n2+tn(t为常数),求实数t的取值范围;
(3)设an=qn-1+p,其中p、q是实常数,且q>-1,记数列an的前n项和为Sn,若当正整数k≥3时,数列an的前k项与数列Sn的前k项(都按原来的顺序)总是互为“保序数列”,求p、q满足的条件.
05数列与三角函数结合
21. (2023·天津河北·一模)已知an是等差数列,其公差d大于1,其前n项和为Sn,bn是等比数列,公比为q,已知a1=b1,b2=2,q=d,S10=100.
(1)求an和bn的通项公式;
(2)若正整数m,n,p满足m(3)记cn=an2cs2nπ3-sin2nπ3,求cn的前3n项和P3n.
22. (2024·吉林·二模)已知数列an,a1=1,an+1=2an-csnπ2+2sinnπ2n∈N*.
(1)求a2,a3.
(2)求an的通项公式;
(3)设nan-2n的前n项和为Tn,若Tm=2024m∈N*,求m.
23. (2024·河南开封·三模)点S是直线PQ外一点,点M,N在直线PQ上(点M,N与点P,Q任一点不重合).若点M在线段PQ上,记P,Q;M=SPsin∠PSMSQsin∠MSQ;若点M在线段PQ外,记P,Q;M=-SPsin∠PSMSQ⋅sin∠MSQ.记P,Q;M,N=P,Q;MP,Q;N.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b=2,A=60°,点D是射线BC上一点,且B,C;D=c2.
(1)若AD=3+1,求∠ADC;
(2)射线BC上的点M0,M1,M2,…满足B,C;Mn,D=-1+3n2,n∈N,
(i)当n=0时,求AM0+8AD的最小值;
(ii)当n≠0时,过点C作CPn⊥AMn于Pn,记an=CPnn,求证:数列an的前n项和Sn<2+2.
24.(22-23高三上·湖北黄冈·阶段练习)已知数列an,a1=1,Sn为数列an的前n项和,且Sn=13(n+2)an.
(1)求数列an的通项公式;
(2)求证:sinan-an<0;
(3)证明:1+sin1a11+sin1a21+sin1a3⋯1+sin1an25. (2022·上海金山·一模)若数列an满足an+an+1+an+2+⋯+an+k=0n∈N*,k∈N*,则称数列an为“k阶相消数列”.已知“2阶相消数列”bn的通项公式为bn=2csωn,记Tn=b1b2⋯bn,1≤n≤2021,n∈N*,则当n= 时,Tn取得最小值
06数列中的周期性
26. (2023·湖南永州·二模)已知数列an满足a3=-14,an+an+1=116n2csnπ2,则a240= .
27. (2023·全国·模拟预测)若数列an满足an+1-anan+1-an=1,且a1=2,则数列an+3anan+2的前2023项的积为 .
28. (2021·广东·模拟预测)已知Sn为数列an的前n项和,a1=a2=1,平面内三个不共线的向量OA,OB,OC,满足OC=an-1+an+1OA+1-anOB,n≥2,n∈N*,若A,B,C在同一直线上,则S2021= .
29. (2024·湖南长沙·一模)对于数列an,如果存在正整数T,使得对任意nn∈N*,都有an+T=an,那么数列an就叫做周期数列,T叫做这个数列的周期.若周期数列bn,cn满足:存在正整数k,对每一个ii≤k,i∈N*,都有bi=ci,我们称数列bn和cn为“同根数列”.
(1)判断数列an=sinnπ、bn=1,n=13,n=2bn-1-bn-2,n≥3是否为周期数列.如果是,写出该数列的周期,如果不是,说明理由;
(2)若an和bn是“同根数列”,且周期的最小值分别是m+2和m+4m∈N*,求k的最大值.
30. (22-23高三下·北京·阶段练习)若无穷数列an的各项均为整数.且对于∀i,j∈N*,ij,使得ak=aiaj-ai-aj,则称数列an满足性质P.
(1)判断下列数列是否满足性质P,并说明理由.
①an=n,n=1,2,3,…;
②bn=n+2,n=1,2,3,….
(2)若数列an满足性质P,且a1=1,求证:集合n∈N*an=3为无限集;
(3)若周期数列an满足性质P,求数列an的通项公式.
07数列中插入项问题
31. (2024·全国·模拟预测)已知an=2n,数列cn为a1,b1,a2,b2,b3,a3,b4,b5,b6,a4,b7,b8,b9,b10,a5,⋯,规律是在ak和ak+1中间插入k项,所有插入的项构成以3为首项,2为公差的等差数列bn,则数列cn的前30项和为 .
32. (2024·河北沧州·一模)在数列an中,已知a1+a22+a322+⋯+an2n-1=2n.
(1)求数列an的通项公式;
(2)在数列an中的a1和a2之间插入1个数x11,使a1,x11,a2成等差数列;在a2和a3之间插入2个数x21,x22,使a2,x21,x22,a3成等差数列;…;在an和an+1之间插入n个数xn1,xn2,⋯,xnn,使an,xn1,xn2,⋯,xnn,an+1成等差数列,这样可以得到新数列bn:a1,x11,a2,x21,x22,a3,x31,x32,x33,a4,⋯,an,设数列bn的前n项和为Sn,求S55(用数字作答).
33. (2024·新疆·二模)已知an为等差数列,前n项和为Tn,若T4=4T2,a2n=2an+1.
(1)求an;
(2)对任意的m∈N*,将an中落入区间2m,22m内项的个数记为bm.
①求bm;
②记cm=222m-1-bm, cm的前m项和记为Tm,是否存在m,t∈N*,使得Tm-tTm+1-t=1ct+1成立?若存在,求出mt的值;若不存在,请说明理由.
34. (23-24高三上·河北石家庄·阶段练习)已知正项数列an的前n项和为Sn,且Sn2+2Sn+1=94an2.
(1)求证:1S1+1S2+1S3+⋯+1Sn<34
(2)在an与an+1间插入n个数,使这n+2个数组成一个公差为dn的等差数列,在数列dn中是否存在3项dm,dk,dp,(其中m,k,p成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项,若不存在,请说明理由.
35. (23-24高三上·天津东丽·阶段练习)已知an是等差数列,bn是公比不为1的等比数列,a2=6,a4+a5=22,3a1=4b1,且2b2是3b1与b3的等差中项.
(1)求:数列an和bn的通项公式.
(2)设dn=-1nanbn2,n为奇数-8n2+36n-36bn,n为偶数,求i=12ndi.
(3)若对于数列an、bn,在ak和ak+1之间插入bk个2k∈N*,组成一个新的数列cn,记数列cn的前n项和为Tn,求T2024.
08数列与放缩结合
36. (2024·全国·模拟预测)已知数列an的各项均为正数,a1=1,an+2an≥an+12.
(1)若a2=3,证明:an≥3n-1;
(2)若a10=512,证明:当a4取得最大值时,1a1+1a2+⋯+1an<2.
37. (2024·山东·二模)记Sn为数列an的前n项和,a2=14,Sn+12n=ancsnπ.
(1)求a3和an的通项公式;
(2)设数列1an的前n项和为Tn,证明:18-18×14n38. (2024·天津和平·一模)若数列an满足an+1=an2+dn∈N*,其中d≠0,an>0,则称数列an为M数列.
(1)已知数列an为M数列,当d=1,a1=1时.
(ⅰ)求证:数列an2是等差数列,并写出数列ann∈N*的通项公式;
(ⅱ)Tn=k=12nak4+ak2(-1)kn∈N*,求k=1n1Tkn∈N*.
(2)若an是M数列n∈N*,且d>0,证明:存在正整数n.使得i=1n1ai>2024.
39. (2024·湖北·一模)英国数学家泰勒发现的泰勒公式有如下特殊形式:当fx在x=0处的nn∈N*阶导数都存在时,fx=f0+f'0x+f″02!x2+f303!x3+⋯+fn0n!xn+ ⋯.注:f″x表示fx的2阶导数,即为f'x的导数,fnxn≥3表示fx的n阶导数,该公式也称麦克劳林公式.
(1)根据该公式估算sin12的值,精确到小数点后两位;
(2)由该公式可得:csx=1-x22!+x44!-x66!+⋯.当x≥0时,试比较csx与1-x22的大小,并给出证明;
(3)设n∈N*,证明:k=1n1(n+k)tan1n+k>n-14n+2.
40. (2024·全国·模拟预测)已知数列an的首项为1,前n项和为Sn,且Sn=2Sn-1+1,其中n≥2.
(1)求证:数列an是等比数列;
(2)当n≥2时,求证:1S1+1S2+1S3+⋅⋅⋅+1Sn<21-12n.
09斐波那契数列问题
41. (2024·新疆·二模)斐波那契数列又称黄金分割数列,它在很多方面与大自然神奇的契合,小到地球上的动植物,如向日葵、松果、海螺的成长过程,大到海浪、飓风、宇宙星系演变,都遵循着这个规律,人们亲切地称斐波那契数列为自然界的“数学之美”,在数学上斐波那契数列an一般以递推的方式被定义:a1=a2=1,an+2=an+an+1,则下列说法正确的是( )
A.记Sn为数列an的前n项和,则S7=31
B.在斐波那契数列中,从不大于34的项中任取一个数,恰好取到偶数的概率为13
C.a1+a3+a5+⋯+a2023=a2025
D.a12+a32+a52+⋯+a20232=a2024a2025
42. (多选)(2024·全国·模拟预测)意大利数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时发现数列1,1,2,3,5,8,13,⋯数列中的每一项称为斐波那契数,记作Fn.已知F1=1,F2=1,Fn=Fn-1+Fn-2n∈N*,n>2.则( )
A.F12=134
B.F2+F4+F6+F8=F9-1
C.若斐波那契数Fn除以4所得的余数按照原顺序构成数列an,则a2023+a2024=2
D.若F2024=p0.则F1+F2+F3+⋅⋅⋅+F2022=p0-2
43. (2024·江西·一模)斐波那契数列(Fibnacci sequence),又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契(Lenard Fibnacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、…,在数学上,斐波那契数列以如下递推的方式定义:a0=1,a1=1,an=an-1+an-2(n≥2,n∈N*),A=a1,a2,⋯,a2024,B⊆A且B≠∅中,则B中所有元素之和为奇数的概率为 .
44. (多选)(22-23高三上·山西·阶段练习)意大利著名数学家斐波那契在研究兔子的繁殖问题时,发现有这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,21,….该数列的特点如下:前两个数均为1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和.人们把这样的一列数组成的数列an称为斐波那契数列,现将an中的各项除以2所得的余数按原来的顺序构成的数列记为bn,数列an的前n项和为Sn,数列bn的前n项和为Tn,下列说法正确的是( )
A.T2022=1348B.S1000=a1002-1
C.若Tn=2022,则n=3033D.a12+a22+a32+⋯+a5002=a500a501
45. (多选)(2021·福建福州·模拟预测)斐波那契螺旋线,也称“黄金螺旋”,是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线,自然界中存在许多斐波那契螺旋线的图案,是自然界最完美的经典黄金比例.作图规则是在以斐波那契数为边的正方形拼成的长方形,然后在正方形里面画一个90度的扇形,连起来的弧线就是斐波那契螺旋线.它来源于斐波那契数列,又称为黄金分割数列.现将斐波那契数列记为{an},a1=a2=1,an=an-1+an-2(n≥3),边长为斐波那契数an的正方形所对应扇形面积记为bn(n∈N*),则( )
A.3an=an-2+an+2(n≥3)B.a1+a2+a3+⋅⋅⋅+a2019=a2021+1
C.π4(b2020-b2019)=a2018⋅a2021D.b1+b2+b3+⋅⋅⋅+b2020=π4a2020⋅a2021
10数列与排列组合结合
46.(多选) (2024·全国·模拟预测)甲、乙、丙三人做足球传球训练,规定:每次传球时,传球人将球传给另两人中的任何一人是等可能的.假设第1次由甲将球传出,第k次传球后,球回到甲处的概率为pk(k∈N*),则( )
A.p2=12B.p3>p4C.pk+2pk+1=1D.p15>13
47. (多选)(2023·广东深圳·二模)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A处有一只青蛙,假设青蛙会随机地沿一条棱跳到相邻的某个顶点,且跳向每个顶点的概率相同,记青蛙跳动n次后仍在底面ABCD上的概率为Pn,则下列结论正确的是( )
A.P1=23
B.青蛙跳动奇数次后只能位于点B,C,D,A1四个点中某一个点处
C.数列Pn-12是等比数列
D.青蛙跳动4次后恰好回到点A的概率为727
48. (2024·全国·模拟预测)从集合x∈N*|1≤x≤9中随机抽取若干个数(大于等于一个).
(1)求这些数排序后能成等比数列的概率;
(2)求这些数排序后能成等差数列的概率.
49. (2023·河北承德·模拟预测)某校高三年级有n(n>2,n∈N*)个班,每个班均有(n+30)人,第k(k=1,2,3,⋅⋅⋅,n)个班中有(k+10)个女生,余下的为男生.在这n个班中任取一个班,再从该班中依次取出三人,若第三次取出的人恰为男生的概率是813,则n= .
50. (23-24高三下·浙江杭州·开学考试)设整数n,k满足1≤k≤n,集合A=2m0≤m≤n-1,m∈Z.从A中选取k个不同的元素并取它们的乘积,这样的乘积有Cnk个,设它们的和为an,k.例如a3,2=20⋅21+20⋅22+21⋅22=14.
(1)若n≥2,求an,2;
(2)记fnx=1+an,1x+an,2x2+⋯+an,nxn.求fn+1xfnx和fn+1xfn2x的整式表达式;
(3)用含n,k的式子来表示an+1,k+1an,k.
11高斯函数问题
51. (2023·全国·模拟预测)已知正项数列an,bn满足:a1=1,bn=an2,bn+1-bn=an,S2023=1b1+1b2+⋯+1b2023,[x]表示不超过x的最大整数,则S2023=( )
A.1B.2C.3D.2023
52. (2024·四川成都·模拟预测)高斯是德国著名数学家,近代数学的奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用他名字定义的函数fx=x称为高斯函数,其中x表示不超过x的最大整数,如2.3=2,-1.9=-2,已知数列an满足a1=1,a2=5,an+2+4an=5an+1,若bn=lg2an+1,Sn为数列8108bn⋅bn+1的前n项和,则S2025= .
53. (2024·河北·模拟预测)已知x表示不超过x的最大整数,x=x-x,设n∈N*,且n3+n4+n6=1,则n的最小值为 ;当1≤n≤2024时,满足条件的所有n值的和S= .
54. (2024高三·全国·专题练习)设n∈N*,an为(2x+3)n-(x+1)n的展开式的各项系数之和,c=2t-3,t∈R,bn=[a15]+[2a252]+⋯+[nan5n]([n]表示不超过实数x的最大整数),则(n-t)2+(bn+c)2的最小值为 .
55. (2023·全国·模拟预测)已知数列an为公差不为0的等差数列,a3=5,且a2,a5,a14成等比数列,设x表示不超过x的最大整数,如3.5=3,-1.5=-2,记bn=lg2an,Sn为数列bn的前n项和,则S2024= .
12数列与实际模型
56. (2024·北京海淀·一模)某生物兴趣小组在显微镜下拍摄到一种黏菌的繁殖轨迹,如图1.通过观察发现,该黏菌繁殖符合如下规律:①黏菌沿直线繁殖一段距离后,就会以该直线为对称轴分叉(分叉的角度约为60°),再沿直线繁殖,…;②每次分叉后沿直线繁殖的距离约为前一段沿直线繁殖的距离的一半.于是,该组同学将整个繁殖过程抽象为如图2所示的一个数学模型:黏菌从圆形培养皿的中心O开始,沿直线繁殖到A11,然后分叉向A21与A22方向继续繁殖,其中∠A21A11A22=60°,且A11A21与A11A22关于OA11所在直线对称,A11A21=A11A22=12OA11….若OA11=4cm,为保证黏菌在繁殖过程中不会碰到培养皿壁,则培养皿的半径r(r∈N*,单位:cm)至少为( )
A.6B.7C.8D.9
57. (2024·山西·模拟预测)如图所示是毕达哥拉斯的生长程序:正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形边上再连接正方形,如此继续.设初始正方形的边长为22,依次构造出的小正方形(含初始正方形)的边长构成数列bn,若an的前n项和为Sn=λn2+(20+λ)nλ<0,n∈N*,令cn=maxan,1bn2,其中max{x,y}表示x,y中的较大值.若cn≥c3恒成立,则实数λ的取值范围是( )
A.[-4,-3]B.[-3,-2]C.-23,-12D.-3,-23
58. (2024·贵州遵义·一模)第24届北京冬奥会开幕式由一朵朵六角雪花贯穿全场,为不少人留下深刻印象.六角雪花曲线是由正三角形的三边生成的三条1级Kch曲线组成,再将六角雪花曲线每一边生成一条1级Kch曲线得到2级十八角雪花曲线(如图3)……依次得到n级Kn(n∈N*)角雪花曲线.若正三角形边长为1,我们称∧为一个开三角(夹角为60°),则n级Kn角雪花曲线的开三角个数为 ,n级Kn角雪花曲线的内角和为 .
59. (2024·吉林·模拟预测)“冰天雪地也是金山银山”,2023-2024年雪季,东北各地冰雪旅游呈现出一片欣欣向荣的景象,为东北经济发展增添了新动能.某市以“冰雪童话”为主题打造—圆形“梦幻冰雪大世界”,其中共设“森林姑娘”“扣像墙”“古堡滑梯”等16处打卡景观.若这16处景观分别用A1,A2,⋯,A16表示,某游客按照箭头所示方向(不可逆行)可以任意选择一条路径走向其它景观,并且每个景观至多经过一次,那么他从入口出发,按图中所示方向到达A6有 种不同的打卡路线;若该游客按上述规则从入口出发到达景观Ai的不同路线有ai条,其中1≤i≤16,i∈N,记a2n+1=m1≤n≤7,n∈N,则i=1na2i= (结果用m表示).
60. (2024·云南大理·模拟预测)我国古代名著《庄子•天下篇》中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完.已知长度为23的线段PQ,取PQ的中点M1,以PM1为边作等边三角形(如图1),该等边三角形的面积为S1,再取M1Q的中点M2,以M1M2为边作等边三角形(如图2),图2中所有的等边三角形的面积之和为S2,以此类推,则S3= ,k=1n14k+1SkSk+1= .
13数列与集合新定义
61. (2024·浙江绍兴·二模)已知k∈N*,集合Xk=xx=2i0+2i1+⋅⋅⋅+2ik,0≤i0(1)求X2中最小的元素;
(2)设a=21+23∈X1,b∈X1,且a+b∈X1,求b的值;
(3)记Yk=Xk∩2k+n-1,2k+n,n∈N*,若集合Yk中的元素个数为bn,求m=1k+1bm2m-1.
62. (2024·北京东城·一模)有穷数列a1,a2,⋯,an(n>2)中,令Sp,q=ap+ap+1+⋯+aq1≤p≤q≤n,p,q∈N*,
(1)已知数列-3,2,-1,3,写出所有的有序数对p,q,且p0;
(2)已知整数列a1,a2,⋯,an,n为偶数,若Si,n-i+1i=1,2,⋯,n2,满足:当i为奇数时,Si,n-i+1>0;当i为偶数时,Si,n-i+1<0.求a1+a2+⋯+an的最小值;
(3)已知数列a1,a2,⋯,an满足S1,n>0,定义集合A=iSi+1,n>0,i=1,2,⋯,n-1.若A=i1,i2,⋯,ikk∈N*且为非空集合,求证:S1,n>ai1+ai2+⋯+aik.
63. (2024·湖南邵阳·二模)给定整数n≥3,由n元实数集合P定义其随影数集Q=x-y∣x,y∈P,x≠y.若minQ=1,则称集合P为一个n元理想数集,并定义P的理数t为其中所有元素的绝对值之和.
(1)分别判断集合S=-2,-1,2,3,T=-0.3,-1.2,2.1,2.5是不是理想数集;(结论不要求说明理由)
(2)任取一个5元理想数集P,求证:minP+maxP≥4;
(3)当P=x1,x2,⋯,x2024取遍所有2024元理想数集时,求理数t的最小值.
注:由n个实数组成的集合叫做n元实数集合,maxP,minP分别表示数集P中的最大数与最小数.
64. (2024·北京西城·一模)对正整数m≥3,n≥6,设数列A:a1,a2,⋯,an,ai∈0,1i=1,2,⋯,n.B是m行n列的数阵,bij表示B中第i行第j列的数,bij∈0,1i=1,2,⋯,m;j=1,2,⋯,n,且B同时满足下列三个条件:①每行恰有三个1;②每列至少有一个1;③任意两行不相同.记集合ia1bi1+a2bi2+⋯+anbin=0或3,i=1,2,⋯,m中元素的个数为K.
(1)若A:1,1,1,0,0,0,B=111000101100000111,求K的值;
(2)若对任意p,q∈1,2,⋯,n(p①B能否满足m=3r?说明理由;
②证明:K≥124n2-4n.
65. (2024·福建泉州·模拟预测)a,b表示正整数a,b的最大公约数,若x1,x2,⋯,xk⊆1,2,⋯,mk,m∈N*,且∀x∈x1,x2,⋯,xk,x,m=1,则将k的最大值记为φm,例如:φ1=1,φ5=4.
(1)求φ2,φ3,φ6;
(2)已知m,n=1时,φmn=φmφn.
(i)求φ6n;
(ii)设bn=13φ6n-1,数列bn的前n项和为Tn,证明:Tn<625.
14数列与函数结合
66. (2024·青海·模拟预测)已知定义在R上的函数fx满足fx+y=fxfy-2fx-2fy+6,f1=4,则f1+f2+⋅⋅⋅+f99=( )
A.299+198B.299+196C.2100+198D.2100+196
67. (多选)(2024·湖南娄底·一模)已知函数fx的定义域和值域均为x∣x≠0,x∈R,对于任意非零实数x,y,x+y≠0,函数fx满足:fx+yfx+fy=fxfy,且fx在-∞,0上单调递减,f1=1,则下列结论错误的是( )
A.f12=2B.i=12023f12i=22023-2
C.fx在定义域内单调递减D.fx为奇函数
68.(多选) (2024·山西晋城·二模)已知函数f(x)的定义域为R,且对任意的x,y∈R,都有fxy=xfy+yfx,若f2=2,则下列说法正确的是( )
A.f(1)=0B.f(x)的图象关于y轴对称
C.i=12024f2i=2023×22025+2D.i=12024f2i=2024×22026+2
69. (2024·内蒙古呼和浩特·一模)已知fx=1-x2,-1≤x≤1fx-2,x>1,若直线y=knx与fx有2n个交点n∈N*,则k12+k22+⋯+kn2= .
70. (23-24高三下·河南濮阳·开学考试)已知函数fx的定义域为R,且f4x+1的图象关于点0,2中心对称,若f2+x-f2-x+4x=0,则i=1100fi= .
15数列与函数导数结合
71. (2024·甘肃·一模)已知函数fx=sinxex(e为自然对数的底),x∈[0,+∞),记xn为fx从小到大的第n个极值点,数列an的前n项和为Sn,且满足an=fxn,则S2024=( )
A.2eπ-e-2023π2eπ41-eπB.21-e2024π2eπ41-eπ
C.2eπ-e-2023π2eπ4eπ+1D.21-e2024π2eπ4eπ+1
72. (多选)(2024·全国·模拟预测)记函数fnx的导函数为fn+1x,已知f1x=x2ex,若数列an,bn满足fnx=x2+anx+bnex,则( )
A.an为等差数列B.bn为等比数列
C.n=3501bn=4849D.8bn≤2an
73. (2024·全国·模拟预测)已知f(x)=eax-x-1,其中a∈R.
(1)当a=1时,证明:f(x)≥0;
(2)若f(x)≥0,求a的取值范围;
(3)设n∈Z*,n≥2,证明:1+212+313+⋯+ n1n>n+ln(n+2)-ln3.
74. (2024·内蒙古呼伦贝尔·二模)已知函数f(x)=lnx-axex.
(1)当a=1时,证明:f(x)有且仅有一个零点.
(2)当x>0时,f(x)≤x恒成立,求a的取值范围.
(3)证明:ln22+ln33+⋅⋅⋅+lnnn≤n-e(1-e-n)e-1(n≥2,n∈N*).
75. (2024·广东·一模)数值线性代数又称矩阵计算,是计算数学的一个重要分支,其主要研究对象包括向量和矩阵.对于平面向量a=(x,y),其模定义为|a|=x2+y2.类似地,对于n行n列的矩阵Ann=a11a12a13⋯a1na21a22a23⋯a2na31a32a33⋯a3n⋮⋮⋮⋮,其模可由向量模拓展为A=i=1nj=1naij212(其中aij为矩阵中第i行第j列的数,∑为求和符号),记作AF,我们称这样的矩阵模为弗罗贝尼乌斯范数,例如对于矩阵A22=a11a12a21a22=2435,其矩阵模AF=i=1nj=1naij212=22+42+32+52=36.弗罗贝尼乌斯范数在机器学习等前沿领域有重要的应用.
(1)∀n∈N*,n≥3,矩阵Bnn=100⋯0020⋯0003⋯0⋮⋮⋮⋮000⋯n,求使BF>35的n的最小值.
(2)∀n∈N*,n≥3,,矩阵Cnn= 1csθcsθcsθ⋯csθcsθ0-sinθ-sinθcsθ-sinθcsθ⋯-sinθcsθ-sinθcsθ00sin2θsin2θcsθ⋯sin2θcsθsin2θcsθ⋮⋮⋮⋮⋮⋮0000⋯(-1)n-2sinn-2θ(-1)n-2sinn-2θcsθ0000⋯0(-1)n-1sinn-1θ求CF.
(3)矩阵Dmn=lnn+2n+1 0 0⋅⋅⋅0lnn+1n22lnn+1n220⋅⋅⋅0⋮ln43n-1n-1ln43n-1n-1ln43n-1n-1⋅⋅⋅0ln32nnln32nnln32nn⋅⋅⋅ln32nn,证明:∀n∈N*,n≥3,DF>n3n+9.
76.(多选) (2023·江西·模拟预测)黄金分割是指将整体一分为二,较小部分a与较大部分b的比值等于较大部分b与整体部分a+b的比值,其比值为5-12,这个比例被公认为是最能引起美感的比例.四名同学对此展开了探究,下列说法中正确的是( )
A.若椭圆Γ的焦点在x轴上,上顶点为B,右顶点为A,左焦点为F.小欧提出只要满足BF⋅BA=0,椭圆Γ的离心率就等于5-12
B.一顶角等于36°的等腰三角形,小斯通过正、余弦定理和二倍角公式,算得该三角形底边长与腰长的比值等于5-12
C.假设n∈N*,小莱发现若公比大于0的等比数列an与著名的斐波那契数列的递推公式fn+2=fn+1+fn相同,则数列an的公比等于5-12
D.小利在阅读时了解到:古老的雅典帕提农神庙,其柱顶至屋顶的距离a与柱高b满足lg4a=lg6b=lg9a+b,则ab=5-12
77. (多选)(2023·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知正四面体ABCD中,AB=2,P1,P2,…,Pn在线段AB上,且AP1=P1P2=⋯=Pn-1Pn=PnB,过点P1作平行于直线AC,BD的平面,截面面积为an,则下列说法正确的是( )
A.a1=1
B.an为递减数列
C.存在常数m,使1an+m为等差数列
D.设Sn为数列n+1n2an的前n项和,则Sn=2023506时,n=2023
78. (2023·湖南长沙·一模)如图,已知曲线C1:y=2xx+1(x>0)及曲线C2:y=13x(x>0).从C1上的点Pnn∈N*作直线平行于x轴,交曲线C2于点Qn,再从点Qn作直线平行于y轴,交曲线C1于点Pn+1,点Pn的横坐标构成数列an0(1)试求an+1与an之间的关系,并证明:a2n-1<12 (2)若a1=13,求an的通项公式.
79. (2024·河南·模拟预测)对于数列an,定义An=a1+3a2+⋯+3n-1an为数列an的“加权和”.设数列an的“加权和”An=n⋅3n,记数列an+pn+1的前n项和为Tn,若Tn≤T5对任意的n∈N*恒成立,则实数p的取值范围为( )
A.-167,-73B.-125,-73C.-52,-125D.-167,-94
80. (2024·北京石景山·一模)黎曼函数在高等数学中有着广泛应用,其一种定义为:x∈0,1时,Rx=1q,x=pqp,q∈N*,pq为既约真分数0,x=0,1和0,1内的无理数.若数列an=Rn-1n,n∈N*,给出下列四个结论:
①an=1n;②an+2其中所有正确结论的序号是 .
命题预测
本专题考查类型主要涉及点为数列,其中包含了数列的单调性、不等式,数列与三角函数、集合、函数等的结合,也包含数列的放缩,新定义等。
预计2024年后命题会继续在上述几个方面进行。
高频考法
题型01数列不等式、单调性与最值性问题
题型02数列分奇偶问题
题型03数列新定义问题
题型04数列重新排序问题
题型05数列与三角函数结合
题型06数列中的周期性
题型07数列中插入项问题
题型08数列与放缩结合
题型09斐波那契数列问题
题型10数列与排列组合结合
题型11高斯函数问题
题型12数列与实际模型
题型13数列与集合新定义
题型14数列与函数结合
题型15数列与函数导数结合
数列的新定义问题,一般根据定义得到数列满足的递推关系,再利用常见的数列通项公式求法(如公式法、累加法、待定系数法等)求得数列通项公式和前n项和,最后再通项和前n项和的基础上讨论数列的性质.
数列型不等式问题的求解过程中常用到放缩法,一般有两种情况:一是先放缩,再求和;二是先求和,再放缩.常用的放缩技巧如下:
(1)对1n2的放缩,根据不同的要求,大致有三种情况:①1n2<1n2-n=1n-1-1nn≥2;②1n2<1n2-1=121n-1-1n+1n≥2;③1n2<1n2-14=212n-1-12n+1.
(2)对12n的放缩,根据不同的要求,大致有两种情况:
①12n>1n+n+1=n+1-n;②12n<1n+n-1=n-n-1n≥2.
(3)对12n-1的放缩,为12n-1≤12n-1.
解决以集合为背景的新定义问题,注意:根据集合定义式,确定集合中元素的特点
抽象函数表达式的处理,一般以赋值化简为主,根据题目信息对自变量进行针对性赋值,求出函数值,或者推导出递推式,或者构造出f(-x),f(x)的关系式等.
压轴题01集合新定义、函数与导数13题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用) (原卷版): 这是一份压轴题01集合新定义、函数与导数13题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用) (原卷版),共19页。
压轴题06 向量、复数压轴题16题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用): 这是一份压轴题06 向量、复数压轴题16题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用),文件包含压轴题06向量复数压轴题16题型汇总原卷版docx、压轴题06向量复数压轴题16题型汇总解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共123页, 欢迎下载使用。
压轴题05 数列压轴题15题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用): 这是一份压轴题05 数列压轴题15题型汇总-2024年高考数学压轴题专项训练(新高考通用),文件包含压轴题05数列压轴题15题型汇总原卷版docx、压轴题05数列压轴题15题型汇总解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共135页, 欢迎下载使用。