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2025高考数学二轮专题-向量、数列-专项训练(含答案)
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这是一份2025高考数学二轮专题-向量、数列-专项训练(含答案),共28页。试卷主要包含了已知=等内容,欢迎下载使用。
1.在等差数列{an}中,a1=﹣9,a5=﹣1.记Tn=a1a2…an(n=1,2,…),则数列{Tn}( )
A.有最大项,有最小项B.有最大项,无最小项
C.无最大项,有最小项D.无最大项,无最小项
2.已知向量,满足||=5,||=6,•=﹣6,则cs<,+>=( )
A.﹣B.﹣C.D.
3.已知等差数列{an}的前n项和Sn,公差d≠0,且≤1.记b1=S2,bn+1=S2n+2﹣S2n,n∈N*,下列等式不可能成立的是( )
A.2a4=a2+a6B.2b4=b2+b6
C.=a2a8D.=b2b8
4.已知单位向量,的夹角为60°,则在下列向量中,与垂直的是( )
A.B.2+C.﹣2D.2﹣
5.记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5﹣a3=12,a6﹣a4=24,则=( )
A.2n﹣1B.2﹣21﹣nC.2﹣2n﹣1D.21﹣n﹣1
6.设a,b∈R,数列{an}满足a1=a,an+1=an2+b,n∈N*,则( )
A.当b=时,a10>10B.当b=时,a10>10
C.当b=﹣2时,a10>10D.当b=﹣4时,a10>10
7.已知非零向量,满足||=2||,且(﹣)⊥,则与的夹角为( )
A.B.C.D.
8.记Sn为等差数列{an}的前n项和.已知S4=0,a5=5,则( )
A.an=2n﹣5B.an=3n﹣10
C.Sn=2n2﹣8nD.Sn=n2﹣2n
9.已知=(2,3),=(3,t),||=1,则•=( )
A.﹣3B.﹣2C.2D.3
10.已知各项均为正数的等比数列{an}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( )
A.16B.8C.4D.2
11.设点A,B,C不共线,则“与的夹角为锐角”是“|+|>||”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
二.填空题(共16小题)
12.在△ABC中,AB=4,AC=3,∠BAC=90°,D在边BC上,延长AD到P,使得AP=9.若=m+(﹣m)(m为常数),则CD的长度是 .
13.将数列{2n﹣1}与{3n﹣2}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为 .
14.如图,在四边形ABCD中,∠B=60°,AB=3,BC=6,且=λ,•=﹣,则实数λ的值为 ,若M,N是线段BC上的动点,且||=1,则•的最小值为 .
15.已知正方形ABCD的边长为2,点P满足=(+),则||= ;•= .
16.已知数列{an}是公差不为零的等差数列,且a1+a10=a9,则= .
17.已知,,,,…,(k∈N*)是平面内两两互不相等的向量,满足||=1,且|﹣|∈{1,2}(其中i=1,2,j=1,2,…,k),则k的最大值是 .
18.已知数列{an}满足an=,则S3= .
19.已知平面单位向量,满足|2﹣|≤.设=+,=3+,向量,的夹角为θ,则cs2θ的最小值是 .
20.记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a1=﹣2,a2+a6=2,则S10= .
21.已知数列{an}(n∈N*)是等差数列,Sn是其前n项和.若a2a5+a8=0,S9=27,则S8的值是 .
22.如图,在△ABC中,D是BC的中点,E在边AB上,BE=2EA,AD与CE交于点O.若•=6•,则的值是 .
23.已知正方形ABCD的边长为1.当每个λi(i=1,2,3,4,5,6)取遍±1时,|λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+λ6|的最小值是 ,最大值是 .
24.在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=2,AD=5,∠A=30°,点E在线段CB的延长线上,且AE=BE,则•= .
25.记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a1=,a42=a6,则S5= .
26.记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a1≠0,a2=3a1,则= .
27.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=﹣3,S5=﹣10,则a5= ,Sn的最小值为 .
三.解答题(共10小题)
28.已知数列{an}(n∈N*)的首项a1=1,前n项和为Sn.设λ和k为常数,若对一切正整数n,均有﹣=λ成立,则称此数列为“λ﹣k”数列.
(1)若等差数列{an}是“λ﹣1”数列,求λ的值;
(2)若数列{an}是“﹣2”数列,且an>0,求数列{an}的通项公式;
(3)对于给定的λ,是否存在三个不同的数列{an}为“λ﹣3”数列,且an≥0?若存在,求出λ的取值范围;若不存在,说明理由.
29.已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1.
30.已知{an}为等差数列,{bn}为等比数列,a1=b1=1,a5=5(a4﹣a3),b5=4(b4﹣b3).
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)记{an}的前n项和为Sn,求证:SnSn+2<Sn+12(n∈N*);
(Ⅲ)对任意的正整数n,设cn=求数列{cn}的前2n项和.
31.已知{an}是无穷数列.给出两个性质:
①对于{an}中任意两项ai,aj(i>j),在{an}中都存在一项am,使得=am;
②对于{an}中任意一项an(n≥3),在{an}中都存在两项ak,al(k>l),使得an=.
(Ⅰ)若an=n(n=1,2,…),判断数列{an}是否满足性质①,说明理由;
(Ⅱ)若an=2n﹣1(n=1,2,…),判断数列{an}是否同时满足性质①和性质②,说明理由;
(Ⅲ)若{an}是递增数列,且同时满足性质①和性质②,证明:{an}为等比数列.
32.已知数列{an}为有限数列,满足|a1﹣a2|≤|a1﹣a3|≤…≤|a1﹣am|,则称{an}满足性质P.
(1)判断数列3、2、5、1和4、3、2、5、1是否具有性质P,请说明理由;
(2)若a1=1,公比为q的等比数列,项数为10,具有性质P,求q的取值范围;
(3)若{an}是1,2,3,…,m的一个排列(m≥4),{bn}符合bk=ak+1(k=1,2,…,m﹣1),{an}、{bn}都具有性质P,求所有满足条件的数列{an}.
33.已知数列{an},{bn},{cn}满足a1=b1=c1=1,cn=an+1﹣an,cn+1=cn(n∈N*).
(Ⅰ)若{bn}为等比数列,公比q>0,且b1+b2=6b3,求q的值及数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若{bn}为等差数列,公差d>0,证明:c1+c2+c3+…+cn<1+,n∈N*.
34.定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M﹣数列”.
(1)已知等比数列{an}(n∈N*)满足:a2a4=a5,a3﹣4a2+4a1=0,求证:数列{an}为“M﹣数列”;
(2)已知数列{bn}(n∈N*)满足:b1=1,=﹣,其中Sn为数列{bn}的前n项和.
①求数列{bn}的通项公式;
②设m为正整数,若存在“M﹣数列”{cn}(n∈N*),对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.
35.设等差数列{an}的前n项和为Sn,a3=4,a4=S3.数列{bn}满足:对每个n∈N*,Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)记cn=,n∈N*,证明:c1+c2+…+cn<2,n∈N*.
36.设{an}是等差数列,{bn}是等比数列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2﹣2,b3=2a3+4.
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设数列{cn}满足c1=1,cn=其中k∈N*.
(i)求数列{(﹣1)}的通项公式;
(ii)求aici(n∈N*).
37.已知数列{an}和{bn}满足a1=1,b1=0,4an+1=3an﹣bn+4,4bn+1=3bn﹣an﹣4.
(1)证明:{an+bn}是等比数列,{an﹣bn}是等差数列;
(2)求{an}和{bn}的通项公式.
参考答案与试题解析
一.选择题(共11小题)
1.【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,由a1=﹣9,a5=﹣1,得d=,
∴an=﹣9+2(n﹣1)=2n﹣11.
由an=2n﹣11=0,得n=,而n∈N*,
可知数列{an}是单调递增数列,且前5项为负值,自第6项开始为正值.
可知T1=﹣9<0,T2=63>0,T3=﹣315<0,T4=945>0为最大项,
自T5起均小于0,且逐渐减小.
∴数列{Tn}有最大项,无最小项.
故选:B.
2.【解答】解:向量,满足||=5,||=6,•=﹣6,
可得||===7,
cs<,+>====.
故选:D.
3.【解答】解:
在等差数列{an}中,an=a1+(n﹣1)d,
∴a2=a1+d,a4=a1+3d,a8=a1+7d,
bn+1=S2n+2﹣S2n,
∴b2=S4﹣S2=a3+a4,
b4=S8﹣S6=a7+a8,
b6=S12﹣S10=a11+a12,
b8=S16﹣S14=a15+a16,
A.2a4=a2+a6,根据等差数列的性质可得A正确,
B.若2b4=b2+b6,则2(a7+a8)=a3+a4+a11+a12=(a3+a12)+(a4+a11),成立,B正确,
C.若=a2a8,则(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d),
即+6a1d+9d2=+8a1d+7d2,得a1d=d2,
∵d≠0,∴a1=d,符合≤1,C正确;
D.若=b2b8,则(a7+a8)2=(a3+a4)(a15+a16),
即4+52a1d+169d2=4+68a1d+145d2,得16a1d=24d2,
∵d≠0,∴2a1=3d,不符合≤1,D错误;
故选:D.
4.【解答】解:单位向量||=||=1,•=1×1×cs60°=,
对于A,(+2)=•+2=+2=,所以(+2)与不垂直;
对于B,(2+)=2•+=2×+1=2,所以(2+)与不垂直;
对于C,(﹣2)=•﹣2=﹣2=﹣,所以(﹣2)与不垂直;
对于D,(2﹣)=2•﹣=2×﹣1=0,所以(2﹣)与垂直.
故选:D.
5.【解答】解:设等比数列的公比为q,
∵a5﹣a3=12,
∴a6﹣a4=q(a5﹣a3),
∴q=2,
∴a1q4﹣a1q2=12,
∴12a1=12,
∴a1=1,
∴Sn==2n﹣1,an=2n﹣1,
∴==2﹣21﹣n,
故选:B.
6.【解答】解:对于B,令=0,得x=,
取,∴,
∴当b=时,a10<10,故B错误;
对于C,令x2﹣x﹣2=0,得x=2或x=﹣1,
取a1=2,∴a2=2,…,an=2<10,
∴当b=﹣2时,a10<10,故C错误;
对于D,令x2﹣x﹣4=0,得,
取,∴,…,<10,
∴当b=﹣4时,a10<10,故D错误;
对于A,,,
≥,
an+1﹣an>0,{an}递增,
当n≥4时,=an+>1+=,
∴,∴>()6,∴a10>>10.故A正确.
故选:A.
7.【解答】解:∵(﹣)⊥,
∴
=,
∴
==,
∵,
∴.
故选:B.
8.【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,
由S4=0,a5=5,得
,∴,
∴an=2n﹣5,,
故选:A.
9.【解答】解:∵=(2,3),=(3,t),
∴==(1,t﹣3),
∵||=1,
∴t﹣3=0即=(1,0),
则•=2
故选:C.
10.【解答】解:设等比数列{an}的公比为q(q>0),
则由前4项和为15,且a5=3a3+4a1,有
,∴,
∴.
故选:C.
11.【解答】解:点A,B,C不共线,
=,∴,
当与的夹角为锐角时,=>0,
∴“与的夹角为锐角”⇒“|+|>||”,
“|+|>||”⇒“与的夹角为锐角”,
∴设点A,B,C不共线,则“与的夹角为锐角”是“|+|>||”的充分必要条件.
故选:C.
二.填空题(共16小题)
12.【解答】解:如图,以A为坐标原点,分别以AB,AC所在直线为x,y轴建立平面直角坐标系,
则B(4,0),C(0,3),
由=m+(﹣m),得,
整理得:
=﹣2m(4,0)+(2m﹣3)(0,3)=(﹣8m,6m﹣9).
由AP=9,得64m2+(6m﹣9)2=81,解得m=或m=0.
当m=0时,,此时C与D重合,|CD|=0;
当m=时,直线PA的方程为y=x,
直线BC的方程为,
联立两直线方程可得x=m,y=3﹣2m.
即D(,),
∴|CD|=.
∴CD的长度是0或.
故答案为:0或.
13.【解答】解:将数列{2n﹣1}与{3n﹣2}的公共项从小到大排列得到数列{an},
则{an}是以1为首项、以6为公差的等差数列,
故它的前n项和为n×1+=3n2﹣2n,
故答案为:3n2﹣2n.
14.【解答】解:以B为原点,以BC为x轴建立如图所示的直角坐标系,
∵∠B=60°,AB=3,
∴A(,),
∵BC=6,
∴C(6,0),
∵=λ,
∴AD∥BC,
设D(x0,),
∴=(x0﹣,0),=(﹣,﹣),
∴•=﹣(x0﹣)+0=﹣,解得x0=,
∴D(,),
∴=(1,0),=(6,0),
∴=,
∴λ=,
∵||=1,
设M(x,0),则N(x+1,0),其中0≤x≤5,
∴=(x﹣,﹣),=(x﹣,﹣),
∴•=(x﹣)(x﹣)+=x2﹣4x+=(x﹣2)2+,当x=2时取得最小值,最小值为,
故答案为:,.
15.【解答】解:由=(+),可得P为BC的中点,
则|CP|=1,
∴|PD|==,
∴•=•(+)=﹣•(+)=﹣2﹣•=﹣1,
故答案为:,﹣1.
16.【解答】解:根据题意,等差数列{an}满足a1+a10=a9,即a1+a1+9d=a1+8d,变形可得a1=﹣d,
所以====.
故答案为:.
17.【解答】解:如图,设,,
由||=1,且|﹣|∈{1,2},
分别以A1,A2为圆心,以1和2为半径画圆,其中任意两圆的公共点共有6个.
故满足条件的k的最大值为6.
故答案为:6.
18.【解答】解:数列{an}满足an=,
可得a1=1,a2=3,a3=6,
所以S3=1+3+6=10.
故答案为:10.
19.【解答】解:设、的夹角为α,由,为单位向量,满足|2﹣|≤,
所以4﹣4•+=4﹣4csα+1≤2,
解得csα≥;
又=+,=3+,且,的夹角为θ,
所以•=3+4•+=4+4csα,
=+2•+=2+2csα,
=9+6+=10+6csα;
则cs2θ====﹣,
所以csα=时,cs2θ取得最小值为﹣=.
故答案为:.
20.【解答】解:因为等差数列{an}中,a1=﹣2,a2+a6=2a4=2,
所以a4=1,
3d=a4﹣a1=3,即d=1,
则S10=10a1=10×(﹣2)+45×1=25.
故答案为:25
21.【解答】解:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,
则,解得.
∴=8×(﹣5)+56=16.
故答案为:16.
22.【解答】解:设=λ=(),
=+=+μ=+μ()
=(1﹣μ)+μ=+μ
∴,∴,
∴==(),
==﹣+,
6•=6×()•(﹣+)
=(++)
=++,
∵•=++,
∴=,∴=3,
∴=.
故答案为:
23.【解答】解:如图,建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1),
∴=(1,0),=(0,1),=(﹣1,0),=(0,﹣1),=(1,1),=(﹣1,1),
∴|λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+λ6|
=|(λ1﹣λ3+λ5﹣λ6,λ2﹣λ4+λ5+λ6)|
=,(*),
(*)中第一个括号中的λ1,λ3与第二个括号中的λ2,λ4的取值互不影响,
只需讨论λ5,λ6的取值情况即可,
当λ5,λ6同号时,不妨取λ5=1,λ6=1,则(*)式即为,
∵λ1,λ2,λ3,λ4∈{﹣1,1},
∴λ1=λ3,λ2﹣λ4=﹣2(λ2=﹣1,λ4=1)时,(*)取得最小值0,
当|λ1﹣λ3|=2(如λ1=1,λ3=﹣1),λ2﹣λ4=2(λ2=1,λ4=﹣1)时,(*)式取得最大值为2,
当λ5,λ6异号时,不妨取λ5=1,λ6=﹣1,则(*)式即为,
同理可得最小值为0,最大值为2.
故答案为:0;2.
24.【解答】解:∵AE=BE,AD∥BC,∠A=30°,
∴在等腰三角形ABE中,∠BEA=120°,
又AB=2,∴AE=2,
∴,
∵,∴
又,
∴•=
=
=
=﹣12+×5×2×﹣
=﹣1
故答案为:﹣1.
25.【解答】解:在等比数列中,由a42=a6,得q6a12=q5a1>0,
即q>0,q=3,
则S5==,
故答案为:
26.【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,则
由a1≠0,a2=3a1可得,d=2a1,
∴
=
=,
故答案为:4.
27.【解答】解:设等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=﹣3,S5=﹣10,
∴,
解得a1=﹣4,d=1,
∴a5=a1+4d=﹣4+4×1=0,
Sn==﹣4n+=(n﹣)2﹣,
∴n=4或n=5时,Sn取最小值为S4=S5=﹣10.
故答案为:0,﹣10.
三.解答题(共10小题)
28.【解答】解:(1)k=1时,an+1=Sn+1﹣Sn=λan+1,由n为任意正整数,且a1=1,an≠0,可得λ=1;
(2)﹣=,则an+1=Sn+1﹣Sn=(﹣)•(+)=•(+),
因此+=•,即=,Sn+1=an+1=(Sn+1﹣Sn),
从而Sn+1=4Sn,又S1=a1=1,可得Sn=4n﹣1,
an=Sn﹣Sn﹣1=3•4n﹣2,n≥2,
综上可得an=,n∈N*;
(3)若存在三个不同的数列{an}为“λ﹣3”数列,
则﹣=λ,
则Sn+1﹣3+3﹣Sn=λ3an+1=λ3(Sn+1﹣Sn),
由a1=1,an≥0,且Sn>0,令pn=>0,
则(1﹣λ3)﹣3+3pn﹣(1﹣λ3)=0,
λ=1时,pn=,
由pn>0,可得pn=1,则Sn+1=Sn,
即an+1=0,
此时{an}唯一,不存在三个不同的数列{an},
λ≠1时,令t=,则﹣+tpn﹣1=0,则(pn﹣1)[+(1﹣t)pn+1]=0,
①t≤1时,+(1﹣t)pn+1>0,则pn=1,同上分析不存在三个不同的数列{an};
②1<t<3时,Δ=(1﹣t)2﹣4<0,+(1﹣t)pn+1=0无解,
则pn=1,同上分析不存在三个不同的数列{an};
③t=3时,(pn﹣1)3=0,则pn=1,同上分析不存在三个不同的数列{an}.
④t>3时,即0<λ<1时,Δ=(1﹣t)2﹣4>0,+(1﹣t)pn+1=0有两解α,β,
设α<β,α+β=t﹣1>2,αβ=1>0,则0<α<1<β,
则对任意n∈N*,=1或=α3(舍去)或=β3,
由于数列{Sn}从任何一项求其后一项均有两种不同的结果,
所以这样的数列{Sn}有无数多个,则对应的数列{an}有无数多个.
则存在三个不同的数列{an}为“λ﹣3”数列,且an≥0,
综上可得0<λ<1.
29.【解答】解:(1)设等比数列{an}的公比为q(q>1),
则,
∵q>1,∴,
∴.
(2)令bn=(﹣1)n﹣1anan+1,则b1=8,
所以==﹣22,
所以数列{bn}是等比数列,公比为﹣22,首项为8,
a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1
=23﹣25+27﹣29+…+(﹣1)n﹣1•22n+1
==.
30.【解答】解:(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,
由a1=1,a5=5(a4﹣a3),则1+4d=5d,可得d=1,
∴an=1+n﹣1=n,
∵b1=1,b5=4(b4﹣b3),
∴q4=4(q3﹣q2),
解得q=2,
∴bn=2n﹣1;
(Ⅱ)证明:法一:由(Ⅰ)可得Sn=,
∴SnSn+2=n(n+1)(n+2)(n+3),(Sn+1)2=(n+1)2(n+2)2,
∴SnSn+2﹣Sn+12=﹣(n+1)(n+2)<0,
∴SnSn+2<Sn+12(n∈N*);
法二:∵数列{an}为等差数列,且an=n,
∴Sn=,Sn+2=,Sn+1=,
∴==<1,
∴SnSn+2<Sn+12(n∈N*);
(Ⅲ)当n为奇数时,cn===﹣,
当n为偶数时,cn==,
对任意的正整数n,有c2k﹣1=(﹣)=﹣1,
和c2k==+++…+,①,
由①×可得c2k=++…++,②,
①﹣②得c2k=+++…+﹣,
∴c2k=﹣,
因此ck=c2k﹣1+c2k=﹣﹣.
数列{cn}的前2n项和﹣﹣.
31.【解答】解:(Ⅰ)不满足,理由:=∉N*,不存在一项am使得=am.
(Ⅱ)数列{an}同时满足性质①和性质②,
理由:对于任意的i和j,满足=22i﹣j﹣1,因为i∈N*,j∈N*且i>j,所以2i﹣j∈N*,则必存在m=2i﹣j,此时,2m﹣1∈{ai}且满足=22i﹣j﹣1=am,性质①成立,
对于任意的n,欲满足an=2n﹣1==22k﹣l﹣1,满足n=2k﹣l即可,因为k∈N*,l∈N*,且k>l,
所以2k﹣l可表示所有正整数,所以必有一组k,l使n=2k﹣l,即满足an=,性质②成立.
(Ⅲ)首先,先证明数列恒正或恒负,
反证法:假设这个递增数列先负后正,
那么必有一项al绝对值最小或者有al与al+1同时取得绝对值最小,
如仅有一项al绝对值最小,此时必有一项am=,此时|am|<|al|
与前提矛盾,
如有两项al与al+1 同时取得绝对值最小值,那么必有am=,
此时|am|=|al|,与前提条件矛盾,
所以数列必然恒正或恒负,
在数列恒正的情况下,由②知,存在k,l且k>l,
因为是递增数列,ak>al>0,使得=a3>ak,
即3>k>l,所以=a3,此时a1,a2,a3成等比数列,
数学归纳法:
(1)已证n=3时,满足{an}是等比数列,公比q=,
(2)假设n=k时,也满足{ak}是等比数列,公比q=,
那么由①知=qak等于数列的某一项am,证明这一项为ak+1即可,
反证法:
假设这一项不是ak+1,因为是递增数列,所以该项am==qak>ak+1,
那么ak<ak+1<qak,由等比数列{ak}得a1qk﹣1<ak+1<a1qk,
由性质②得a1qk﹣1<<a1qk,同时ak+1=>am>al,s所以k+1>m>l,
所以am,al分别是等比数列{ak}中两项,即am=a1qm﹣1,al=a1ql﹣1,
原式变为a1qk﹣1<a1q2m﹣l﹣1<a1qk,
所以k﹣1<2m﹣l﹣1<k,又因为k∈N*,m∈N*,l∈N*,不存在这组解,所以矛盾,
所以知=qak=ak+1,{ak+1}为等比数列,
由数学归纳法知,{an}是等比数列得证,
同理,数列恒负,{an}也是等比数列.
32.【解答】解:(1)对于数列3,2,5,1,有|2﹣3|=1,|5﹣3|=2,|1﹣3|=2,满足题意,该数列满足性质P;
对于第二个数列4、3、2、5、1,|3﹣4|=1,|2﹣4|=2,|5﹣4|=1.不满足题意,该数列不满足性质P.
(2)由题意:|a1﹣a1qn|≥|a1﹣a1qn﹣1|,可得:|qn﹣1|≥|qn﹣1﹣1|,n∈{2,3,…,9},
两边平方可得:q2n﹣2qn+1≥q2n﹣2﹣2qn﹣1+1,
整理可得:(q﹣1)qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≥0,当q≥1时,得qn﹣1(q+1)﹣2≥0此时关于n恒成立,
所以等价于n=2时,q(q+1)﹣2≥0,
所以,(q+2)(q﹣1)≥0,所以q≤﹣2,或q≥1,所以取q≥1,
当0<q≤1时,得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,此时关于n恒成立,所以等价于n=2时,q(q+1)﹣2≤0,
所以(q+2)(q﹣1)≤0,所以﹣2≤q≤1,所以取0<q≤1.
当﹣1≤q<0时:qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≤0,
当n为奇数时,得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,恒成立,当n为偶数时,qn﹣1(q+1)﹣2≥0,不恒成立;
故当﹣1≤q<0时,矛盾,舍去.
当q<﹣1时,得qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≤0,当n为奇数时,得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,恒成立,
当n为偶数时,qn﹣1(q+1)﹣2≥0,恒成立;故等价于n=2时,q(q+1)﹣2≥0,
所以(q+2)(q﹣1)≥0,所以q≤﹣2或q≥1,所以取q≤﹣2,
综上q∈(﹣∞,﹣2]∪(0,+∞).
(3)设a1=p,p∈{3,4,…,m﹣3,m﹣2},
因为a1=p,a2可以取p﹣1,或p+1,a3可以取p﹣2,或p+2,
如果a2或a3取了p﹣3或p+3,将使{an}不满足性质P;所以{an}的前5项有以下组合:
①a1=p,a2=p﹣1;a3=p+1;a4=p﹣2;a5=p+2;
②a1=p,a2=p﹣1;a3=p+1;a4=p+2;a5=p﹣2;
③a1=p,a2=p+1;a3=p﹣1;a4=p﹣2;a5=p+2;
④a1=p,a2=p+1;a3=p﹣1;a4=p+2;a5=p﹣2;
对于①,b1=p﹣1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=1,与{bn}满足性质P矛盾,舍去;
对于②,b1=p﹣1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=3,|b4﹣b1|=1与{bn}满足性质P矛盾,舍去;
对于③,b1=p+1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=3,|b4﹣b1|=1与{bn}满足性质P矛盾,舍去;
对于④b1=p+1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=1,与{bn}满足性质P矛盾,舍去;
所以P∈{3,4,…,m﹣3,m﹣2},均不能同时使{an}、{bn}都具有性质P.
当p=1时,有数列{an}:1,2,3,…,m﹣1,m满足题意.
当p=m时,有数列{an}:m,m﹣1,…,3,2,1满足题意.
当p=2时,有数列{an}:2,1,3,…,m﹣1,m满足题意.
当p=m﹣1时,有数列{an}:m﹣1,m,m﹣2,m﹣3,…,3,2,1满足题意.
所以满足题意的数列{an}只有以上四种.
33.【解答】(Ⅰ)解:由题意,b2=q,b3=q2,
∵b1+b2=6b3,∴1+q=6q2,
整理,得6q2﹣q﹣1=0,
解得q=﹣(舍去),或q=,
∴cn+1=•cn=•cn=•cn=•cn=4•cn,
∴数列{cn}是以1为首项,4为公比的等比数列,
∴cn=1•4n﹣1=4n﹣1,n∈N*.
∴an+1﹣an=cn=4n﹣1,
则a1=1,
a2﹣a1=1,
a3﹣a2=41,
…
an﹣an﹣1=4n﹣2,
各项相加,可得
an=1+1+41+42+…+4n﹣2=+1=.
(Ⅱ)证明:依题意,由cn+1=•cn(n∈N*),可得
bn+2•cn+1=bn•cn,
两边同时乘以bn+1,可得
bn+1bn+2cn+1=bnbn+1cn,
∵b1b2c1=b2=1+d,
∴数列{bnbn+1cn}是一个常数列,且此常数为1+d,
bnbn+1cn=1+d,
∴cn==•=(1+)•=(1+)(﹣),
又∵b1=1,d>0,
∴bn>0,
∴c1+c2+…+cn
=(1+)(﹣)+(1+)(﹣)+…+(1+)(﹣)
=(1+)(﹣+﹣+…+﹣)
=(1+)(﹣)
=(1+)(1﹣)
<1+,
∴c1+c2+…+cn<1+,故得证.
34.【解答】解:(1)设等比数列{an}的公比为q,则
由a2a4=a5,a3﹣4a2+4a1=0,得∴,
∴数列{an}首项为1且公比为正数
即数列{an}为“M﹣数列”;
(2)①∵b1=1,=﹣,
∴当n=1时,,∴b2=2,
当n=2时,,∴b3=3,
当n=3时,,∴b4=4,
猜想bn=n,下面用数学归纳法证明;
(i)当n=1时,b1=1,满足bn=n,
(ii)假设n=k时,结论成立,即bk=k,则n=k+1时,
由,得
==k+1,
故n=k+1时结论成立,
根据(i)(ii)可知,bn=n对任意的n∈N*都成立.
故数列{bn}的通项公式为bn=n;
②设{cn}的公比为q,
存在“M﹣数列”{cn}(n∈N*),对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,
即qk﹣1≤k≤qk对k≤m恒成立,
当k=1时,q≥1,当k=2时,,
当k≥3,两边取对数可得,对k≤m有解,即,
令f(x)=,则,
当x≥3时,f'(x)<0,此时f(x)递减,
∴当k≥3时,,
令g(x)=,则,
令,则,
当x≥3时,ϕ'(x)<0,即g'(x)<0,
∴g(x)在[3,+∞)上单调递减,
即k≥3时,,则,
下面求解不等式,
化简,得3lnm﹣(m﹣1)ln3≥0,
令h(m)=3lnm﹣(m﹣1)ln3,则h'(m)=﹣ln3,
由k≥3得m≥3,h'(m)<0,∴h(m)在[3,+∞)上单调递减,
又由于h(5)=3ln5﹣4ln3=ln125﹣ln81>0,h(6)=3ln6﹣5ln3=ln216﹣ln243<0,
∴存在m0∈(5,6)使得h(m0)=0,
∴m的最大值为5,此时q∈,.
35.【解答】解:(Ⅰ)设数列{an}的公差为d,
由题意得,
解得a1=0,d=2,
∴an=2n﹣2,n∈N*.
∴Sn=n2﹣n,n∈N*,
∵数列{bn}满足:对每个n∈N*,Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比数列.
∴(Sn+1+bn)2=(Sn+bn)(Sn+2+bn),
解得,
解得bn=n2+n,n∈N*.
(Ⅱ)证明:==,n∈N*,
用数学归纳法证明:
①当n=1时,c1=0<2,不等式成立;
②假设n=k,(k∈N*)时不等式成立,即c1+c2+…+ck<2,
则当n=k+1时,
c1+c2+…+ck+ck+1<2+<2
<2+=2=2,
即n=k+1时,不等式也成立.
由①②得c1+c2+…+cn<2,n∈N*.
36.【解答】解:(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,
依题意有:
,解得,
∴an=4+(n﹣1)×3=3n+1,
bn=6×2n﹣1=3×2n.
(Ⅱ)(i)∵数列{cn}满足c1=1,cn=其中k∈N*.
∴(﹣1)=(bn﹣1)=(3×2n+1)(3×2n﹣1)=9×4n﹣1,
∴数列{(﹣1)}的通项公式为:
(﹣1)=9×4n﹣1.
(ii)aici=[ai+ai(ci﹣1)]=+(﹣1)
=(×3)+
=(3×22n﹣1+5×2n﹣1)+9×﹣n
=27×22n﹣1+5×2n﹣1﹣n﹣12.(n∈N*).
37.【解答】解:(1)证明:∵4an+1=3an﹣bn+4,4bn+1=3bn﹣an﹣4;
∴4(an+1+bn+1)=2(an+bn),4(an+1﹣bn+1)=4(an﹣bn)+8;
即an+1+bn+1=(an+bn),an+1﹣bn+1=an﹣bn+2;
又a1+b1=1,a1﹣b1=1,
∴{an+bn}是首项为1,公比为的等比数列,
{an﹣bn}是首项为1,公差为2的等差数列;
(2)由(1)可得:an+bn=()n﹣1,
an﹣bn=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
∴an=()n+n﹣,
bn=()n﹣n+.
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