
?專題04 數(shù)列的通項(xiàng)、求和及綜合應(yīng)用
【命題規(guī)律】
數(shù)列是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一,命題形式多種多樣,大小均有.其中,小題重點(diǎn)考查等差數(shù)列、等比數(shù)列基礎(chǔ)知識(shí)以及數(shù)列的遞推關(guān)系,和其它知識(shí)綜合考查的趨勢(shì)明顯(特別是與函數(shù)、導(dǎo)數(shù)的結(jié)合問題),浙江卷小題難度加大趨勢(shì)明顯;解答題的難度中等或稍難,隨著文理同卷的實(shí)施,數(shù)列與不等式綜合熱門難題(壓軸題),有所降溫,難度趨減,將穩(wěn)定在中等偏難程度.往往在解決數(shù)列基本問題后考查數(shù)列求和,在求和后往往與不等式、函數(shù)、最值等問題綜合.在考查等差數(shù)列、等比數(shù)列的求和基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考查“裂項(xiàng)相消法”、“錯(cuò)位相減法”等,與不等式結(jié)合,“放縮”思想及方法尤為重要.?dāng)?shù)列與數(shù)學(xué)歸納法的結(jié)合問題,也應(yīng)適度關(guān)注.
【核心考點(diǎn)目錄】
核心考點(diǎn)一:等差、等比數(shù)列的基本量問題
核心考點(diǎn)二:證明等差等比數(shù)列
核心考點(diǎn)三:等差等比數(shù)列的交匯問題
核心考點(diǎn)四:數(shù)列的通項(xiàng)公式
核心考點(diǎn)五:數(shù)列求和
核心考點(diǎn)六:數(shù)列性質(zhì)的綜合問題
核心考點(diǎn)六:實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)列問題
核心考點(diǎn)七:以數(shù)列為載體的情境題
【真題回歸】
1.(2022·浙江·高考真題)已知數(shù)列滿足,則(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵,易得,依次類推可得
由題意,,即,
∴,
即,,,…,,
累加可得,即,
∴,即,,
又,
∴,,,…,,
累加可得,
∴,
即,∴,即;
綜上:.
故選:B.
2.(2022·全國(guó)·高考真題(文))記為等差數(shù)列的前n項(xiàng)和.若,則公差_______.
【答案】2
【解析】由可得,化簡(jiǎn)得,
即,解得.
故答案為:2.
3.(2022·全國(guó)·高考真題)已知為等差數(shù)列,是公比為2的等比數(shù)列,且.
(1)證明:;
(2)求集合中元素個(gè)數(shù).
【解析】(1)設(shè)數(shù)列的公差為,所以,,即可解得,,所以原命題得證.
(2)由(1)知,,所以,即,亦即,解得,所以滿足等式的解,故集合中的元素個(gè)數(shù)為.
4.(2022·全國(guó)·高考真題(理))記為數(shù)列的前n項(xiàng)和.已知.
(1)證明:是等差數(shù)列;
(2)若成等比數(shù)列,求的最小值.
【解析】(1)因?yàn)?,即①?br />
當(dāng)時(shí),②,
①②得,,
即,
即,所以,且,
所以是以為公差的等差數(shù)列.
(2)[方法一]:二次函數(shù)的性質(zhì)
由(1)可得,,,
又,,成等比數(shù)列,所以,
即,解得,
所以,所以,
所以,當(dāng)或時(shí),.
[方法二]:【最優(yōu)解】鄰項(xiàng)變號(hào)法
由(1)可得,,,
又,,成等比數(shù)列,所以,
即,解得,
所以,即有.
則當(dāng)或時(shí),.
【整體點(diǎn)評(píng)】(2)法一:根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出的最小值,適用于可以求出的表達(dá)式;
法二:根據(jù)鄰項(xiàng)變號(hào)法求最值,計(jì)算量小,是該題的最優(yōu)解.
5.(2022·天津·高考真題)設(shè)是等差數(shù)列,是等比數(shù)列,且.
(1)求與的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)的前n項(xiàng)和為,求證:;
(3)求.
【解析】(1)設(shè)公差為d,公比為,則,
由可得(舍去),
所以;
(2)證明:因?yàn)樗砸C,
即證,即證,
即證,
而顯然成立,所以;
(3)因?yàn)?br />
,
所以
,
設(shè)
所以,
則,
作差得
,
所以,
所以.
6.(2022·浙江·高考真題)已知等差數(shù)列的首項(xiàng),公差.記的前n項(xiàng)和為.
(1)若,求;
(2)若對(duì)于每個(gè),存在實(shí)數(shù),使成等比數(shù)列,求d的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)椋?br />
所以,
所以,又,
所以,
所以,
所以,
(2)因?yàn)椋?,成等比?shù)列,
所以,
,
,
由已知方程的判別式大于等于0,
所以,
所以對(duì)于任意的恒成立,
所以對(duì)于任意的恒成立,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),由,可得
當(dāng)時(shí),,
又
所以
【方法技巧與總結(jié)】
1、利用定義判斷數(shù)列的類型:注意定義要求的任意性,例如若數(shù)列滿足(常數(shù))(,)不能判斷數(shù)列為等差數(shù)列,需要補(bǔ)充證明;
2、數(shù)列滿足,則是等差數(shù)列;
3、數(shù)列滿足,為非零常數(shù),且,則為等比數(shù)列;
4、在處理含,的式子時(shí),一般情況下利用公式,消去,進(jìn)而求出的通項(xiàng)公式;但是有些題目雖然要求的通項(xiàng)公式,但是并不便于運(yùn)用,這時(shí)可以考慮先消去,得到關(guān)于的遞推公式,求出后再求解.
5、遇到形如的遞推關(guān)系式,可利用累加法求的通項(xiàng)公式,遇到形如的遞推關(guān)系式,可利用累乘法求的通項(xiàng)公式,注意在使用上述方法求通項(xiàng)公式時(shí),要對(duì)第一項(xiàng)是否滿足進(jìn)行檢驗(yàn).
6、遇到下列遞推關(guān)系式,我們通過構(gòu)造新數(shù)列,將它們轉(zhuǎn)化為熟悉的等差數(shù)列、等比數(shù)列,從而求解該數(shù)列的通項(xiàng)公式:
(1)形如(,),可變形為,則是以為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列,由此可以求出;
(2)形如(,),此類問題可兩邊同時(shí)除以,得,設(shè),從而變成,從而將問題轉(zhuǎn)化為第(1)個(gè)問題;
(3)形如,可以考慮兩邊同時(shí)除以,轉(zhuǎn)化為的形式,設(shè),則有,從而將問題轉(zhuǎn)化為第(1)個(gè)問題.
7、公式法是數(shù)列求和的最基本的方法,也是數(shù)列求和的基礎(chǔ).其他一些數(shù)列的求和可以轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列的求和.利用等比數(shù)列求和公式,當(dāng)公比是用字母表示時(shí),應(yīng)對(duì)其是否為進(jìn)行討論.
8、用裂項(xiàng)相消法求和時(shí),要對(duì)通項(xiàng)進(jìn)行變換,如:,,裂項(xiàng)后產(chǎn)生可以連續(xù)相互抵消的項(xiàng).抵消后并不一定只剩下第一項(xiàng)和最后一項(xiàng),也有可能前面剩兩項(xiàng),后面也剩兩項(xiàng),但是前后所剩項(xiàng)數(shù)一定相同.
常見的裂項(xiàng)公式:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
9、用錯(cuò)位相減法求和時(shí)的注意點(diǎn):
(1)要善于通過通項(xiàng)公式特征識(shí)別題目類型,特別是等比數(shù)列公比為負(fù)數(shù)的情形;
(2)在寫出“”與“”的表達(dá)式時(shí)應(yīng)特別注意將兩式“錯(cuò)項(xiàng)對(duì)齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“”的表達(dá)式;
(3)在應(yīng)用錯(cuò)位相減法求和時(shí),若等比數(shù)列的公比為參數(shù),應(yīng)分公比等于1和不等于1兩種情況求解.
10、分組轉(zhuǎn)化法求和的常見類型:
(1)若,且,為等差或等比數(shù)列,可采用分組求和法求的前項(xiàng)和;
(2)通項(xiàng)公式為,其中數(shù)列,是等比數(shù)列或等差數(shù)列,可采用分組求和法求和;
(3)要善于識(shí)別一些變形和推廣的分組求和問題.
11、在等差數(shù)列中,若(,,,,),則.
在等比數(shù)列中,若(,,,,),則.
12、前項(xiàng)和與積的性質(zhì)
(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,前項(xiàng)和為.
①,,,…也成等差數(shù)列,公差為.
②也是等差數(shù)列,且,公差為.
③若項(xiàng)數(shù)為偶數(shù),則,.
若項(xiàng)數(shù)為奇數(shù),則,.
(2)設(shè)等比數(shù)列的公比為,前項(xiàng)和為
①當(dāng)時(shí),,,,…也成等比數(shù)列,公比為
②相鄰項(xiàng)積,,,…也成等比數(shù)列,公比為.
③若項(xiàng)數(shù)為偶數(shù),則,;項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)時(shí),沒有較好性質(zhì).
13、衍生數(shù)列
(1)設(shè)數(shù)列和均是等差數(shù)列,且等差數(shù)列的公差為,,為常數(shù).
①的等距子數(shù)列也是等差數(shù)列,公差為.
②數(shù)列,也是等差數(shù)列,而是等比數(shù)列.
(2)設(shè)數(shù)列和均是等比數(shù)列,且等比數(shù)列的公比為,為常數(shù).
①的等距子數(shù)列也是等比數(shù)列,公比為.
②數(shù)列,,,,,
也是等比數(shù)列,而是等差數(shù)列.
14、判斷數(shù)列單調(diào)性的方法
(1)比較法(作差或作商);(2)函數(shù)化(要注意擴(kuò)展定義域).
15、求數(shù)列最值的方法(以最大值項(xiàng)為例,最小值項(xiàng)同理)
方法:利用數(shù)列的單調(diào)性;
方法2:設(shè)最大值項(xiàng)為,解方程組,再與首項(xiàng)比較大小.
【核心考點(diǎn)】
核心考點(diǎn)一:等差、等比數(shù)列的基本量問題
【規(guī)律方法】
利用等差數(shù)列中的基本量(首項(xiàng),公差,項(xiàng)數(shù)),等比數(shù)列的基本量(首項(xiàng),公比,項(xiàng)數(shù))翻譯條件,將問題轉(zhuǎn)換成含基本量的方程或不等式問題求解.
【典型例題】
例1.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,,則(????)
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【解析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,
由已知,
解得,
故選:D.
例2.(2022·江西·臨川一中高三階段練習(xí)(文))已知數(shù)列滿足,,則=(????)
A.80 B.100 C.120 D.143
【答案】C
【解析】因?yàn)椋?br />
所以,即,
等式兩邊開方可得:,即,
所以數(shù)列是以首項(xiàng)為,公差為1的等差數(shù)列,
所以,所以,
所以.
故選:C.
例3.(2022·新疆·高三期中(理))已知一個(gè)項(xiàng)數(shù)為偶數(shù)的等比數(shù)列,所有項(xiàng)之和為所有奇數(shù)項(xiàng)之和的3倍,前4項(xiàng)之積為64,則(????)
A.1 B. C.2 D.1或
【答案】D
【解析】設(shè)首項(xiàng)為,公比為,數(shù)列共有項(xiàng),則滿足首項(xiàng)為,公比為,項(xiàng)數(shù)為項(xiàng),設(shè)所有奇數(shù)項(xiàng)之和為,
因?yàn)樗许?xiàng)之和是奇數(shù)項(xiàng)之和的3倍,所以,
所以,,
故滿足,解得,
又,
所以.
故選:D
例4.(2022·全國(guó)·高三階段練習(xí)(文))已知公差不為零的等差數(shù)列中,,且,,成等比數(shù)列,則數(shù)列的前9項(xiàng)的和為(????)
A.1 B.2 C.81 D.80
【答案】C
【解析】因?yàn)?,所以,解?
又,,成等比數(shù)列,所以.設(shè)數(shù)列的公差為,
則,即,整理得.
因?yàn)?,所?
所以.
故選:C.
例5.(2022·重慶八中高三階段練習(xí))已知數(shù)列滿足,則(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵,,,
∴數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為4的等比數(shù)列,
∴,
當(dāng)時(shí),
,
∵n=1時(shí),,∴,
,
故選:D.
例6.(2022·湖北·高三階段練習(xí))在公差不為零的等差數(shù)列中,,且,,成等比數(shù)列,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,則(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,由,,成等比數(shù)列,得,即,解得或(舍去),所以.從而,故
,
,
兩式相減,得
,所以.所以.
故選:C.
例7.(2022·江蘇無錫·高三期中)已知兩個(gè)等差數(shù)列2,6,10,…,198及2,8,14,…,200,將這兩個(gè)等差數(shù)列的公共項(xiàng)按從小到大的順序組成一個(gè)新數(shù)列,則這個(gè)新數(shù)列的各項(xiàng)之和為(????)
A.1460 B.1472
C.1666 D.1678
【答案】C
【解析】有兩個(gè)等差數(shù)列2,6,10,…,198及2,8,14,…,200,
由這兩個(gè)等差數(shù)列的公共項(xiàng)按從小到大的順序組成一個(gè)新數(shù)列,2,14,26,38,50,…,182,194是兩個(gè)數(shù)列的相同項(xiàng).
共有個(gè),也是等差數(shù)列,
它們的和為,
這個(gè)新數(shù)列的各項(xiàng)之和為1666.
故選:C.
核心考點(diǎn)二:證明等差等比數(shù)列
【規(guī)律方法】
判斷或證明數(shù)列是等差、等比數(shù)列常見的方法如下.
(1)定義法:對(duì)于的任意正整數(shù):
①若為一常數(shù),則為等差數(shù)列;
②若為常數(shù),則為等比數(shù)列.
(2)通項(xiàng)公式法:
①若,則為等差數(shù)列;
(2)若,則為等比數(shù)列.
(3)中項(xiàng)公式法:
①若,則為等差數(shù)列;
②若,則為等比數(shù)列.
(4)前項(xiàng)和法:若的前項(xiàng)和滿足:
①,則為等差數(shù)列.
②,則為等比數(shù)列.
【典型例題】
例8.(2022·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足:,.
(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)設(shè),求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【解析】(1)將兩側(cè)同除,
可得,,
又因?yàn)椋?br />
即數(shù)列是首項(xiàng)為1,,公差為1的等差數(shù)列.
(2)由(1)可知,,即,
則,
.
例9.(2022·河南·高三期中(理))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,,.
(1)證明:數(shù)列為等差數(shù)列;
(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),由得,
∴,又∵,
∴是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,
∴,
∴,
∵,
∴是以1為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列
(2)由(1)知,∴
∵,
∴
∴
,
∴.
例10.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))在數(shù)列中,,.
(1)求,;
(2)證明:數(shù)列為等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
【解析】(1)因?yàn)椋?br />
所以當(dāng)時(shí),,則,即,解得,
當(dāng)時(shí),,則,即,解得,
所以,.
(2)因?yàn)椋?br />
所以,且,
所以數(shù)列是以3為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,
故,則.
例11.(2022·四川·宜賓市敘州區(qū)第二中學(xué)校模擬預(yù)測(cè)(理))現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)人相互傳接球,第一次從甲開始傳球,甲隨機(jī)地把球傳給乙、丙中的一人,接球后視為完成第一次傳接球;接球者進(jìn)行第二次傳球,隨機(jī)地傳給另外兩人中的一人,接球后視為完成第二次傳接球;依次類推,假設(shè)傳接球無失誤.
(1)設(shè)乙接到球的次數(shù)為,通過三次傳球,求的分布列與期望;
(2)設(shè)第次傳球后,甲接到球的概率為,
(i)試證明數(shù)列為等比數(shù)列;
(ii)解釋隨著傳球次數(shù)的增多,甲接到球的概率趨近于一個(gè)常數(shù).
【解析】(1)由題意知的取值為,
; ;
;
所以X的分布列為
0
1
2
所以;
(2)(i)由題意:第一次傳球后,球落在乙或丙手中,則,
時(shí),第次傳給甲的事件是第次傳球后,球不在甲手上并且第次必傳給甲的事件,
于是有 ,即 ,
故數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列;
(ii) ,所以 ,
當(dāng)時(shí), ,所以當(dāng)傳球次數(shù)足夠多時(shí),球落在甲手上的概率趨向于一個(gè)常數(shù).
例12.(2022·湖南·寧鄉(xiāng)一中高三期中)已知數(shù)列滿足:,.
(1)求,;
(2)設(shè),,證明數(shù)列是等比數(shù)列,并求其通項(xiàng)公式;
(3)求數(shù)列前10項(xiàng)中所有奇數(shù)項(xiàng)的和.
【解析】(1)依題意,數(shù)列滿足:,,
所以.
(2),
.
所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,
所以.
(3),,
所以,
所以.
例13.(2022·河南·高三期中(理))已知數(shù)列的各項(xiàng)均不為0,其前項(xiàng)的乘積.
(1)若為常數(shù)列,求這個(gè)常數(shù);
(2)若,設(shè),求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
【解析】(1)已知,當(dāng)時(shí),有,
因?yàn)闉槌?shù)列,所以
故這個(gè)常數(shù)為2.
(2)已知,
所以當(dāng)時(shí),,
兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù),則,
當(dāng)時(shí),,,
因此的首項(xiàng)為1,且從第二項(xiàng)開始,是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,
所以,所以
所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為.
例14.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知數(shù)列滿足,.求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
【解析】,,,即,解得:;
由題意知:;由得:,又,
數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,
,則.
例15.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))問題:已知,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,是否存在數(shù)列,滿足,__________﹖若存在.求通項(xiàng)公式﹔若不存在,說明理由.
在①﹔②;③這三個(gè)條件中任選一個(gè),補(bǔ)充在上面問題中并作答.
注:如果選擇多個(gè)條件分別解答,按第一個(gè)解答計(jì)分.
【解析】選①:
,即是以2為公差,1為首項(xiàng)的等差數(shù)列
,即
當(dāng)時(shí),
顯然,時(shí),上式不成立,所以.
選②:當(dāng)時(shí),,即
所以
整理得
又,
所以從第二項(xiàng)起,是以2為公比,4為首項(xiàng)的等比數(shù)列
當(dāng)時(shí),,即
顯然,時(shí),上式成立,所以
選③:
又
是以2為公比和首項(xiàng)的等比數(shù)列
,即
核心考點(diǎn)三:等差等比數(shù)列的交匯問題
【規(guī)律方法】
在解決等差、等比數(shù)列綜合問題時(shí),要充分利用基本公式、性質(zhì)以及它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,在求解過程中要樹立“目標(biāo)意識(shí)”,“需要什么,就求什么”,并適時(shí)地采用“巧用性質(zhì),整體考慮”的方法.可以達(dá)到減少運(yùn)算量的目的.
【典型例題】
例16.(2022·河南·一模(理))已知等比數(shù)列的前項(xiàng)和為,.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)在和之間插入個(gè)數(shù),使這個(gè)數(shù)組成一個(gè)公差為的等差數(shù)列,在數(shù)列中是否存在項(xiàng)(其中是公差不為的等差數(shù)列)成等比數(shù)列?若存在,求出這項(xiàng);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】(1)當(dāng)時(shí),由得:,
,則,
為等比數(shù)列,等比數(shù)列的公比為;
當(dāng)時(shí),,,解得:,
(2)假設(shè)存在滿足題意的項(xiàng),
由(1)得:,又,;
成等比數(shù)列,,即,
成等差數(shù)列,,,
,
整理可得:,又,,
即,解得:,則,與已知中是公差不為的等差數(shù)列相矛盾,
假設(shè)錯(cuò)誤,即不存在滿足題意的項(xiàng).
例17.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)判斷數(shù)列中是否存在成等差數(shù)列的三項(xiàng),并證明你的結(jié)論.
【解析】(1),,則當(dāng)時(shí),,即,而,因此,數(shù)列是公比為2的等比數(shù)列,則,即,所以.
(2)記,由(1)知,,不妨假設(shè)存在三項(xiàng)成等差數(shù)列,則,因?yàn)?,所以,令,則,于是有對(duì)是遞增的,則,即,因此,即,其左邊為負(fù)數(shù),右邊為正數(shù),矛盾,所以數(shù)列中不存在成等差數(shù)列的三項(xiàng).
例18.(2022·福建省福州華僑中學(xué)高三階段練習(xí))已知在正項(xiàng)等比數(shù)列中成等差數(shù)列,則__________.
【答案】9
【解析】設(shè)正項(xiàng)等比數(shù)列的公比為,則,
因?yàn)槌傻炔顢?shù)列,所以,
即,又,
所以或(不符合題意,舍去).
所以,
故答案為:9.
例19.(2022·湖北·高三期中)已知是等差數(shù)列,是等比數(shù)列,是數(shù)列的前n項(xiàng)和,,,則=______.
【答案】?1
【解析】因?yàn)槭堑炔顢?shù)列,且是數(shù)列的前n項(xiàng)和,所以,解得,
因?yàn)槭堑缺葦?shù)列,所以,
則.
故答案為:.
例20.(2022·河南省淮陽中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(理))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)利為,若,,1成等比數(shù)列,且,則的公差的取值范圍為______.
【答案】
【解析】因?yàn)?,?成等比數(shù)列,所以,所以,即,即.由,得,解得,即的公差的取值范圍為.
故答案為:.
例21.(2022·上?!とA東師范大學(xué)第一附屬中學(xué)高三階段練習(xí))已知等差數(shù)列的公差不為零,等比數(shù)列的公比是小于1的正有理數(shù).若,,且是正整數(shù),則的值可以是______.
【答案】
【解析】由題意知:是首項(xiàng)為,公差為,且的等差數(shù)列,
是首項(xiàng)為,公比為,且的等比數(shù)列,
∴,
要使為正整數(shù),即為正整數(shù),
∵,,∴,
設(shè),,即,即,
又∵,∴為正整數(shù),
則滿足范圍的的值有:5,6,7,8,9,10,11,12,13,
又,
即,
又由題意知:,且為有理數(shù),
∴,∴只有當(dāng)時(shí),滿足題意,
此時(shí):.
故答案為:.
例22.(2022·貴州·頂效開發(fā)區(qū)頂興學(xué)校高三期中(理))對(duì)于集合A,,定義集合. 己知等差數(shù)列和正項(xiàng)等比數(shù)列滿足,,,.設(shè)數(shù)列和中的所有項(xiàng)分別構(gòu)成集合A,,將集合的所有元素按從小到大依次排列構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列,則數(shù)列的前30項(xiàng)和_________.
【答案】1632
【解析】為正項(xiàng)等比數(shù)列,則,解得或(舍),∴;
為等差數(shù)列,則,∴,∴.
由,可得當(dāng)時(shí),,
故數(shù)列的前30項(xiàng)包含數(shù)列前33項(xiàng)除去數(shù)列第2、4、6項(xiàng),
.
故答案為:1632
例23.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)(文))設(shè)數(shù)列,滿足,,則它們的公共項(xiàng)由小到大排列后組成新數(shù)列.在和中插入個(gè)數(shù)構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列:,1,,3,5,,7,9,11,,…,插入的所有數(shù)構(gòu)成首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,則數(shù)列的前20項(xiàng)和______.
【答案】1589
【解析】,數(shù)列是以2首項(xiàng),公比為2的等比數(shù)列,
,,,,
因?yàn)?,所以,,?br />
知顯然不是數(shù)列中的項(xiàng).
,
是數(shù)列中的第4項(xiàng),
設(shè)是數(shù)列中的第項(xiàng),則、.
,
不是數(shù)列中的項(xiàng).
,
是數(shù)列中的項(xiàng).
,,,,,
數(shù)列的通項(xiàng)公式是.
因?yàn)椋?br />
所以的前項(xiàng)包括的前項(xiàng),以及的前項(xiàng),
所以
故答案為:.
核心考點(diǎn)四:數(shù)列的通項(xiàng)公式
【規(guī)律方法】
常見求解數(shù)列通項(xiàng)公式的方法有如下六種:
(1)觀察法:根據(jù)所給的一列數(shù)、式、圖形等,通過觀察法猜想其通項(xiàng)公式.
(2)累加法:形如的解析式.
(3)累乘法:形如
(4)公式法
(5)取倒數(shù)法:形如的關(guān)系式
(6)構(gòu)造輔助數(shù)列法:通過變換遞推關(guān)系,將非等差(比)數(shù)列構(gòu)造為等差(比)數(shù)列來求通項(xiàng)公式.
【典型例題】
例24.(2022·上海市南洋模范中學(xué)高三期中)在數(shù)列中.,是其前n項(xiàng)和,當(dāng)時(shí),恒有、、成等比數(shù)列,則___________
【答案】
【解析】當(dāng)時(shí),由題可得,即,
化簡(jiǎn)得,得,
兩邊取倒數(shù)得,
,
所以,數(shù)列是以為首項(xiàng),以為公差的等差數(shù)列,
,
,
當(dāng)時(shí),,
所以,.
故答案為:.
例25.(2022·黑龍江·肇州縣第二中學(xué)高三階段練習(xí))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,,,則數(shù)列_____________.
【答案】
【解析】由題意可得,
所以,
所以,
所以,
又因?yàn)?,所以?br />
故答案為:
例26.(2022·福建·高三階段練習(xí))設(shè)等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,則______.
【答案】
【解析】當(dāng)時(shí),,則;
當(dāng)時(shí),,
兩式相減,整理得,
設(shè)公差為,則,即,
所以,
所以.
故答案為:.
例27.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知數(shù)列滿足,且,則數(shù)列的通項(xiàng)公式為______.
【答案】
【解析】由兩邊取倒數(shù)可得,即.
所以數(shù)列是首項(xiàng)為2,公差為3等差數(shù)列.
所以,所以.
故答案為:.
例28.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知在數(shù)列中,,,則__________.
【答案】
【解析】因?yàn)?,?dāng)時(shí),,
則,即有,當(dāng)時(shí),,得,滿足上式,
,,因此數(shù)列是常數(shù)列,即,所以.
故答案為:
例29.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知在數(shù)列中,,,則______.
【答案】
【解析】因?yàn)?,,所以?br />
整理得,所以數(shù)列是以為首項(xiàng),
為公比的等比數(shù)列,所以,解得.
故答案為:.
例30.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))設(shè)是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列且,且,求數(shù)列的通項(xiàng)公式_________
【答案】
【解析】依題意,,
所以,
又因?yàn)椋?br />
所以,所以,
,
所以,
經(jīng)檢驗(yàn),也符合上式. 所以.
綜上所述, .
故答案為: .
例31.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,(),則___________
【答案】
【解析】因?yàn)?,則,當(dāng)時(shí),,因此,
化簡(jiǎn)整理得,而,有,即有,,
因此,數(shù)列是以為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,則,即,
所以.
故答案為:
例32.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))數(shù)列滿足:,,則的通項(xiàng)公式為_____________.
【答案】
【解析】由得,,
則,
即,又,所以.
故答案為:.
例33.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))甲、乙兩人各拿兩顆骰子做拋擲游戲,規(guī)則如下:若擲出的點(diǎn)數(shù)之和為3的倍數(shù),原擲骰子的人再繼續(xù)擲;若擲出的點(diǎn)數(shù)之和不是3的倍數(shù),就由對(duì)方接著擲.第一次由甲開始擲,則第n次由甲擲的概率______(用含n的式子表示).
【答案】
【解析】易知擲出的點(diǎn)數(shù)之和為3的倍數(shù)的概率為.“第次由甲擲”這一事件,包含事件“第n次由甲擲,第次繼續(xù)由甲擲”和事件“第n次由乙擲,第次由甲擲”,這兩個(gè)事件發(fā)生的概率分別為,,
故(其中),
所以,
所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,
于是,即.
故答案為:
核心考點(diǎn)五:數(shù)列求和
【規(guī)律方法】
求數(shù)列前項(xiàng)和的常見方法有以下四種.
(1)公式法:利用等差、等比數(shù)列的前項(xiàng)和公式求數(shù)列的前項(xiàng)和.
(2)裂項(xiàng)相消法:將數(shù)列恒等變形為連續(xù)兩項(xiàng)或相隔若干項(xiàng)之差的形式,進(jìn)行消項(xiàng).其方法核心有兩點(diǎn):一是裂項(xiàng),將一個(gè)式子分裂成兩個(gè)式子差的形式;二是要能相消.常見的裂項(xiàng)相消變換有以下形式.
①分式裂項(xiàng):;
②根式裂項(xiàng):;
③對(duì)數(shù)式裂項(xiàng);
④指數(shù)式裂項(xiàng)
(3)錯(cuò)位相減法
(4)分組轉(zhuǎn)化法
【典型例題】
例34.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知函數(shù),數(shù)列的前n項(xiàng)和為,點(diǎn)均在函數(shù)的圖象上,函數(shù).
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)求的值;
(3)令,求數(shù)列的前2020項(xiàng)和.
【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn)均在函數(shù)的圖象上,
所以,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,適合上式,所以.
(2)因?yàn)?,所以?br />
所以.
(3)由(1)知,可得,
所以,①
又因?yàn)?,?br />
因?yàn)椋?br />
所以①②,得,
所以.
例35.(2022·陜西渭南·一模(理))已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,.各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列滿足,.
(1)求數(shù)列和的通項(xiàng)公式;
(2)若,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)因?yàn)椋?br />
當(dāng)時(shí),,解得;
當(dāng)時(shí),,
兩式相減,得,即,
又各項(xiàng)均為正數(shù),所以,即.
因?yàn)闈M足上式,
所以是首項(xiàng)為1,公差為3的等差數(shù)列.
所以.
設(shè)等比數(shù)列的公比為,因?yàn)椋?br />
所以,
解得(或舍去),
所以.
(2),
所以,
,
兩式相減得:
所以.
例36.(2022·陜西渭南·一模(文))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,不等式的解集為.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,
關(guān)于的不等式的解集為.
和4是方程的兩個(gè)根,由韋達(dá)定理有,
解得,所以,.
數(shù)列的通項(xiàng)公式為.
(2)由(1)可得,,
則.
數(shù)列的前項(xiàng)和
.
例37.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,,.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)令,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)(1)解法一??由知,
可得,,…,,
則,(累乘法的應(yīng)用)
即,又,所以,
當(dāng)時(shí),也滿足上式,(注意驗(yàn)證的情況)
所以.
解法二??由知,
又,則是以-2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,
所以,
所以.
(2)由(1)知
,
故.
例38.(2022·黑龍江·哈爾濱市第六中學(xué)校高三期中)已知數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,,.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【解析】(1)設(shè)公比為,由題意得
解得
(2)
當(dāng)為偶數(shù)時(shí),,
當(dāng)為奇數(shù)時(shí),;
.
例39.(2022·四川省蓬溪縣蓬南中學(xué)高三階段練習(xí))給定數(shù)列,若滿足,對(duì)于任意的,都有,則稱為“指數(shù)型數(shù)列”.若數(shù)列滿足:;
(1)判斷是否為“指數(shù)型數(shù)列”,若是給出證明,若不是說明理由;
(2)若,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)將兩邊同除
得:,
是以為首項(xiàng),公比為的等比數(shù)列,
是“指數(shù)型數(shù)列”
(2)因?yàn)?,則
.
例40.(2022·廣西·南寧市第十九中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))數(shù)列滿足,(為正常數(shù)),且,,.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)數(shù)列滿足,,
可得成等差數(shù)列,即奇數(shù)項(xiàng)成等差數(shù)列,設(shè)公差為,
且偶數(shù)項(xiàng)成等比數(shù)列,公比為,且,,,
可得,,
解得,
則,化為
(2)當(dāng)為偶數(shù)時(shí),
數(shù)列的前項(xiàng)和
當(dāng)為奇數(shù)時(shí),
當(dāng)時(shí)也適合上式.
綜上:
例41.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,且,記,其中表示不超過的最大整數(shù),如.
(1)求;
(2)求數(shù)列的前2022項(xiàng)和.
【解析】(1)因?yàn)闉楣顬榈牡炔顢?shù)列的前項(xiàng)和,
且
所以,解得,則公差,
所以,
由于,所以,
(2)由于,
,
,
所以數(shù)列的前2022項(xiàng)和,
例42.(2022·云南·昆明一中高三階段練習(xí))已知數(shù)列滿足.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解析】(1)因?yàn)椋?br />
所以當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
故,則;
經(jīng)檢驗(yàn):滿足,
所以.
(2)由(1)知,令,得,
故當(dāng)時(shí),,
;
當(dāng)時(shí),,易知,,,,
所以;
綜上:.
核心考點(diǎn)六:數(shù)列性質(zhì)的綜合問題
【典型例題】
例43.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,且,則的最小值是(????)
A.-15 B.-14 C.-11 D.-6
【答案】A
【解析】∵,∴當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,∴,顯然的最小值是.
又,∴
,即的最小值是.
故選:A
例44.(2022·福建三明·高三期中)設(shè)等比數(shù)列的公比為,其前項(xiàng)和為,前項(xiàng)積為,并滿足條件,,則下列結(jié)論正確的是(????)
A. B.是數(shù)列中的最大值
C. D.?dāng)?shù)列無最大值
【答案】C
【解析】等比數(shù)列的公比為,則,由,則有,必有,
又由,即,又,則有或,
又當(dāng)時(shí),可得,由,則與矛盾
所以,則有,
由此分析選項(xiàng):
對(duì)于A,,故,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,等比數(shù)列中,,,所以數(shù)列單調(diào)遞減,又因?yàn)椋郧绊?xiàng)積為中,是數(shù)列中的最大項(xiàng),故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,等比數(shù)列中,則,則,故C正確;
對(duì)于D,由B的結(jié)論知是數(shù)列中的最大項(xiàng),故D錯(cuò)誤.
故選:C.
例45.(2022·廣西·南寧市第十九中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))數(shù)列的前項(xiàng)和,則數(shù)列中的最大項(xiàng)為(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),由已知得,,,
則.
當(dāng)時(shí),,滿足.
所以,.
設(shè),則.
設(shè)數(shù)列中的第項(xiàng)最大,則應(yīng)滿足,即,整理可得
解得,又,所以,,
又.
所以,數(shù)列中的最大項(xiàng)為.
故選:C.
例46.(2022·全國(guó)·安陽市第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且,若恒成立,則實(shí)數(shù)的最大值為(????)
A. B.1 C. D.
【答案】C
【解析】因?yàn)?br />
當(dāng)時(shí),解得:
當(dāng)時(shí),,
兩式相減得:
數(shù)列是首相為,公比為2得等比數(shù)列
所以,所以
易得
,即
,即
所以,即
易知時(shí), ,,,,
滿足 ,所以
所以,
故選:C
例47.(2022·山西運(yùn)城·高三期中)已知數(shù)列滿足,若,數(shù)列的前項(xiàng)和為,且對(duì)于任意的都有,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,可知為等比數(shù)列,所以,故,進(jìn)而,所以
,
故,即,
當(dāng)為奇數(shù)時(shí),則對(duì)任意的奇數(shù),滿足,由于單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),有最大值 ,所以,
當(dāng)為偶數(shù)時(shí),滿足,由于單調(diào)遞減, ,
綜上可得 ,
同理,
故當(dāng) 時(shí), ,故,
綜上:,
故選:D
例48.(2022·山東聊城·高三期中)若函數(shù)使得數(shù)列,為遞增數(shù)列,則稱函數(shù)為“數(shù)列保增函數(shù)”.已知函數(shù)為“數(shù)列保增函數(shù)”,則a的取值范圍為(????).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由題意,對(duì),,
即,
即,對(duì)恒成立,
由于在上單調(diào)遞增,故,
故.
即.
故選:B
例49.(2022·廣東·執(zhí)信中學(xué)高三階段練習(xí))已知等比數(shù)列的前5項(xiàng)積為32,,則的取值范圍為(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由等比數(shù)列性質(zhì)可知,,
因?yàn)?,所以?br />
從而
不妨令,則,
由對(duì)勾函數(shù)性質(zhì)可知,在上單調(diào)遞減,
故對(duì)于,,,
從而,則.
故的取值范圍為.
故選:D.
例50.(2022·北京八中高三階段練習(xí))已知數(shù)列是遞增數(shù)列,且,則的取值范圍是(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】數(shù)列是遞增數(shù)列,且,
則,解得,
故的取值范圍是
故選:D
例51.(2022·江西·高三階段練習(xí)(理))已知數(shù)列,的前項(xiàng)和分別為,,,,當(dāng)時(shí),,若對(duì)于任意,不等式恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍為(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由①,可得②,所以②-①得,即.因?yàn)椋?,故是首?xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,所以,故.
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),也符合,故.
顯然隨著增大而增大,隨著增大而減小,且,,
故要使得恒成立,則.
故選:B
核心考點(diǎn)六:實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)列問題
【規(guī)律方法】
解數(shù)列應(yīng)用題的一般步驟
(1)閱讀理解題意,弄清問題的實(shí)際背景,明確已知與未知,理清量與量之間的關(guān)系.
(2)根據(jù)題意數(shù)列問題模型.
(3)應(yīng)用數(shù)列知識(shí)求解.
(4)將數(shù)列問題還原為實(shí)際問題,注意實(shí)際問題中的有關(guān)單位問題、近似計(jì)算的要求等.
【典型例題】
例52.(2022·黑龍江·哈爾濱市劍橋第三高級(jí)中學(xué)有限公司高三階段練習(xí))某單位用分期付款方式為職工購(gòu)買40套住房,總房?jī)r(jià)1150萬元.約定:2021年7月1日先付款150萬元,以后每月1日都交付50萬元,并加付此前欠款利息,月利率,當(dāng)付清全部房款時(shí),各次付款的總和為(????)
A.1205萬元 B.1255萬元 C.1305萬元 D.1360萬元
【答案】B
【解析】由題意知,還的次數(shù)為次,每次付款本金均為50萬元,利息依次為構(gòu)成了一個(gè)等差數(shù)列,
則所還欠款利息總額為萬元,故各次付款的總和為萬元.
故選:B.
例53.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))在“全面脫貧”行動(dòng)中,貧困戶小王2020年1月初向銀行借了扶貧免息貸款10000元,用于自己開設(shè)的土特產(chǎn)品加工廠的原材料進(jìn)貨,因產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,上市后供不應(yīng)求,據(jù)測(cè)算每月獲得的利潤(rùn)是該月月初投入資金的20%,每月月底需繳納房租600元和水電費(fèi)400元.余款作為資金全部用于再進(jìn)貨,如此繼續(xù).設(shè)第n月月底小王手中有現(xiàn)款為,則下列結(jié)論正確的是(????)(參考數(shù)據(jù):,)
①
②
③2020年小王的年利潤(rùn)約為40000元
④兩年后,小王手中現(xiàn)款約達(dá)41萬
A.②③④ B.②④ C.①②④ D.②③
【答案】A
【解析】對(duì)于①選項(xiàng),元,故①錯(cuò)誤
對(duì)于②選項(xiàng),第月月底小王手中有現(xiàn)款為,則第月月底小王手中有現(xiàn)款為,由題意故②正確;
對(duì)于③選項(xiàng),由得
所以數(shù)列是首項(xiàng)為公比為1.2的等比數(shù)列,
所以,即
所以2020年小王的年利潤(rùn)為元,故③正確;
對(duì)于④選項(xiàng),兩年后,小王手中現(xiàn)款為元,即41萬,故④正確.
故選:A.
例54.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))為了更好地解決就業(yè)問題,國(guó)家在2020年提出了“地?cái)偨?jīng)濟(jì)”為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,有不少地區(qū)出臺(tái)了相關(guān)政策去鼓勵(lì)“地?cái)偨?jīng)濟(jì)”.老王2020年6月1日向銀行借了免息貸款10000元,用于進(jìn)貨.因質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,供不應(yīng)求,據(jù)測(cè)算:每月獲得的利潤(rùn)是該月初投入資金的20%,每月底扣除生活費(fèi)1000元,余款作為資金全部用于下月再進(jìn)貨,如此繼續(xù),預(yù)計(jì)到2021年5月底該攤主的年所得收入為(????)(取,)
A.32500元 B.40000元 C.42500元 D.50000元
【答案】B
【解析】設(shè),從6月份起每月底用于下月進(jìn)貨的資金依次記為,,…,,,同理可得,
所以,
而,所以數(shù)列是等比數(shù)列,公比為1.2,
所以,,
∴總利潤(rùn)為,
故選:B.
例55.(2022·云南昭通·高三階段練習(xí)(文))某病毒研究所為了更好地研究“新冠”病毒,計(jì)劃改建十個(gè)實(shí)驗(yàn)室,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的改建費(fèi)用分為裝修費(fèi)和設(shè)備費(fèi),每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的裝修費(fèi)都一樣,設(shè)備費(fèi)從第一到第十實(shí)驗(yàn)室依次構(gòu)成等比數(shù)列,已知第五實(shí)驗(yàn)室比第二實(shí)驗(yàn)室的改建費(fèi)用高28萬元,第七實(shí)驗(yàn)室比第四實(shí)驗(yàn)室的改建費(fèi)用高112萬元,并要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)室改建費(fèi)用不能超過1100萬元.則該研究所改建這十個(gè)實(shí)驗(yàn)室投入的總費(fèi)用最多需要(????)
A.2806萬元 B.2906萬元 C.3106萬元 D.3206萬元
【答案】A
【解析】設(shè)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的裝修費(fèi)用為x萬元,設(shè)備費(fèi)為萬元,則,且,解得,故.依題意,,即,所以,總費(fèi)用為:.
故選:A.
例56.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))在流行病學(xué)中,基本傳染數(shù)是指在沒有外力介入,同時(shí)所有人都沒有免疫力的情況下,一個(gè)感染者平均傳染的人數(shù).一般由疾病的感染周期、感染者與其他人的接觸頻率、每次接觸過程中傳染的概率決定.對(duì)于,而且死亡率較高的傳染病,一般要隔離感染者,以控制傳染源,切斷傳播途徑.假設(shè)某種傳染病的基本傳染數(shù),平均感染周期為7天(初始感染者傳染個(gè)人為第一輪傳染,經(jīng)過一個(gè)周期后這個(gè)人每人再傳染個(gè)人為第二輪傳染……)那么感染人數(shù)由1個(gè)初始感染者增加到1000人大約需要的天數(shù)為(參考數(shù)據(jù):,)(????)
A.35 B.42 C.49 D.56
【答案】B
【解析】感染人數(shù)由1個(gè)初始感染者增加到1000人大約需要n輪傳染,
則每輪新增感染人數(shù)為,
經(jīng)過n輪傳染,總共感染人數(shù)為:,
∵,∴當(dāng)感染人數(shù)增加到1000人時(shí),,化簡(jiǎn)得,
由,故得,又∵平均感染周期為7天,
所以感染人數(shù)由1個(gè)初始感染者增加到1000人大約需要天,
故選:B
核心考點(diǎn)七:以數(shù)列為載體的情境題
【規(guī)律方法】
1、應(yīng)用數(shù)列知識(shí)解決此類問題,關(guān)鍵是列出相關(guān)信息,合理建立數(shù)學(xué)模型——等差、等比數(shù)列模型.
2、需要讀懂題目所表達(dá)的具體含義,觀察給定數(shù)列的特征,進(jìn)而判斷出該數(shù)列的通項(xiàng)與求和公式.
3、求解時(shí)要明確目標(biāo),認(rèn)清是求和、求通項(xiàng)、還是解遞推關(guān)系問題,然后通過數(shù)學(xué)推理與計(jì)算得出結(jié)果,并回歸實(shí)際問題中,進(jìn)行檢驗(yàn),最終得出結(jié)論.
【典型例題】
例57.(2022·上海市行知中學(xué)高三期中)定義:對(duì)于各項(xiàng)均為整數(shù)的數(shù)列,如果(=1,2,3,…)為完全平方數(shù),則稱數(shù)列具有“性質(zhì)”;不論數(shù)列是否具有“性質(zhì)”,如果存在數(shù)列與不是同一數(shù)列,且滿足下面兩個(gè)條件:
(1)是的一個(gè)排列;
(2)數(shù)列具有“性質(zhì)”,則稱數(shù)列具有“變換性質(zhì)”.給出下面三個(gè)數(shù)列:
①數(shù)列的前項(xiàng)和;
②數(shù)列:1,2,3,4,5;
③數(shù)列:1,2,3,4,5,6.
具有“性質(zhì)”的為________;具有“變換性質(zhì)”的為_________.
【答案】???? ①???? ②
【解析】對(duì)于①,當(dāng)時(shí),
,
,2,3,為完全平方數(shù)
數(shù)列具有“性質(zhì)”;
對(duì)于②,數(shù)列1,2,3,4,5,具有“變換性質(zhì)”,數(shù)列為3,2,1,5,4,具有“性質(zhì)”, 數(shù)列具有“變換性質(zhì)”;
對(duì)于③,,1都只有與3的和才能構(gòu)成完全平方數(shù),,2,3,4,5,6,不具有“變換性質(zhì)”.
故答案為:①;②.
例58.(2022·江蘇·沭陽縣建陵高級(jí)中學(xué)高三階段練習(xí))在數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入這兩項(xiàng)的和,組成一個(gè)新的數(shù)列,這樣的操作叫做這個(gè)數(shù)列的一次“拓展”.先將數(shù)列1,2進(jìn)行拓展,第一次拓展得到;第二次拓展得到數(shù)列;第次拓展得到數(shù)列.設(shè),其中___________,___________.
【答案】???? ????
【解析】由題意可知,第1次得到數(shù)列1,3,2,此時(shí),
第2次得到數(shù)列1,4,3,5,2,此時(shí),
第3次得到數(shù)列1,5,4,7,3,8,5,7,2,此時(shí),
第4次得到數(shù)列1,6,5,9,4,11,7,10,3,11,8,13,5,12,7,9,2,此時(shí),
第次得到數(shù)列1,,,,,,2,此時(shí),
由上述列出的數(shù)列可得:,
所以,
所以,
故答案為:;;
例59.(2022·河北唐山·三模)角谷猜想又稱冰雹猜想,是指任取一個(gè)正整數(shù),如果它是奇數(shù),就將它乘以3再加1;如果它是偶數(shù),則將它除以2.反復(fù)進(jìn)行上述兩種運(yùn)算,經(jīng)過有限次步驟后,必進(jìn)入循環(huán)圈.如取正整數(shù),根據(jù)上述運(yùn)算法則得出,共需要經(jīng)過8個(gè)步驟變成1(簡(jiǎn)稱為8步“雹程”),已知數(shù)列滿足:(m為正整數(shù)),①若,則使得至少需要_______步雹程;②若;則m所有可能取值的和為_______.
【答案】???? 9???? 385
【解析】m=13,依題意, ,
共9共 步驟;
若, ,??或,
若,
若,
的集合為 ,其和為385;
故答案為:9,385.
例60.(2022·全國(guó)·華中師大一附中模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列為1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一項(xiàng)是,接下來的兩項(xiàng)是,,再接下來的三項(xiàng)是,,,依此規(guī)律類推.若其前n項(xiàng)和,則稱k為的一個(gè)理想數(shù).將的理想數(shù)從小到大依次排成一列,則第二個(gè)理想數(shù)是______;當(dāng)?shù)捻?xiàng)數(shù)時(shí),其所有理想數(shù)的和為______.
【答案】???? 2???? 115
【解析】由題意可知 ,故第一個(gè)理想數(shù)為1,第二個(gè)理想數(shù)為2,
當(dāng)時(shí),數(shù)列可分為:
第1組1個(gè)數(shù):1,其和為,
第2組2個(gè)數(shù):,,其和為,
第3組3個(gè)數(shù):,,,其和為,
……,
第N組N個(gè)數(shù):,,,…,,其和為,
于是,前N組共個(gè)數(shù),其和為,
當(dāng)時(shí),不可能是2的整數(shù)冪,
設(shè)第組還有t個(gè)數(shù)(),這t個(gè)數(shù)的和為,
所以項(xiàng)數(shù),其前n項(xiàng)和,
當(dāng)時(shí),若,則是的一個(gè)理想數(shù).
由項(xiàng)數(shù),即得,
由,因此.
當(dāng)時(shí),,理想數(shù)為6;當(dāng)時(shí),,理想數(shù)為14;
當(dāng)時(shí),,理想數(shù)為30;當(dāng)時(shí),,理想數(shù)為62;
所以當(dāng)項(xiàng)數(shù)時(shí),所有理想數(shù)的和為.
故答案為:2;115
例61.(2022·吉林吉林·模擬預(yù)測(cè)(文))如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的差都大于2,則稱這個(gè)數(shù)列為“數(shù)列”.已知數(shù)列滿足:,,則數(shù)列的通項(xiàng)公式___________;若,,且數(shù)列是“數(shù)列”,則t的取值范圍是___________.
【答案】???? ????
【解析】∵,,∴是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,∴;
∴,則,
∵數(shù)列是“數(shù)列”,∴對(duì)任意n≥2,均成立,
即對(duì)于任意n≥2,均成立,
∵函數(shù)在R上單調(diào)遞增,故≥,
∴,解得t
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