1.在等差數(shù)列{an}中,a1=﹣9,a5=﹣1.記Tn=a1a2…an(n=1,2,…),則數(shù)列{Tn}( )
A.有最大項(xiàng),有最小項(xiàng)B.有最大項(xiàng),無最小項(xiàng)
C.無最大項(xiàng),有最小項(xiàng)D.無最大項(xiàng),無最小項(xiàng)
2.已知向量,滿足||=5,||=6,?=﹣6,則cs<,+>=( )
A.﹣B.﹣C.D.
3.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn,公差d≠0,且≤1.記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.已知單位向量,的夾角為60°,則在下列向量中,與垂直的是( )
A.B.2+C.﹣2D.2﹣
5.記Sn為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a5﹣a3=12,a6﹣a4=24,則=( )
A.2n﹣1B.2﹣21﹣nC.2﹣2n﹣1D.21﹣n﹣1
6.設(shè)a,b∈R,數(shù)列{an}滿足a1=a,an+1=an2+b,n∈N*,則( )
A.當(dāng)b=時(shí),a10>10B.當(dāng)b=時(shí),a10>10
C.當(dāng)b=﹣2時(shí),a10>10D.當(dāng)b=﹣4時(shí),a10>10
7.已知非零向量,滿足||=2||,且(﹣)⊥,則與的夾角為( )
A.B.C.D.
8.記Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知S4=0,a5=5,則( )
A.a(chǎn)n=2n﹣5B.a(chǎn)n=3n﹣10
C.Sn=2n2﹣8nD.Sn=n2﹣2n
9.已知=(2,3),=(3,t),||=1,則?=( )
A.﹣3B.﹣2C.2D.3
10.已知各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}的前4項(xiàng)和為15,且a5=3a3+4a1,則a3=( )
A.16B.8C.4D.2
11.設(shè)點(diǎn)A,B,C不共線,則“與的夾角為銳角”是“|+|>||”的( )
A.充分而不必要條件
B.必要而不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
二.填空題(共16小題)
12.在△ABC中,AB=4,AC=3,∠BAC=90°,D在邊BC上,延長AD到P,使得AP=9.若=m+(﹣m)(m為常數(shù)),則CD的長度是 .
13.將數(shù)列{2n﹣1}與{3n﹣2}的公共項(xiàng)從小到大排列得到數(shù)列{an},則{an}的前n項(xiàng)和為 .
14.如圖,在四邊形ABCD中,∠B=60°,AB=3,BC=6,且=λ,?=﹣,則實(shí)數(shù)λ的值為 ,若M,N是線段BC上的動(dòng)點(diǎn),且||=1,則?的最小值為 .
15.已知正方形ABCD的邊長為2,點(diǎn)P滿足=(+),則||= ;?= .
16.已知數(shù)列{an}是公差不為零的等差數(shù)列,且a1+a10=a9,則= .
17.已知,,,,…,(k∈N*)是平面內(nèi)兩兩互不相等的向量,滿足||=1,且|﹣|∈{1,2}(其中i=1,2,j=1,2,…,k),則k的最大值是 .
18.已知數(shù)列{an}滿足an=,則S3= .
19.已知平面單位向量,滿足|2﹣|≤.設(shè)=+,=3+,向量,的夾角為θ,則cs2θ的最小值是 .
20.記Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a1=﹣2,a2+a6=2,則S10= .
21.已知數(shù)列{an}(n∈N*)是等差數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和.若a2a5+a8=0,S9=27,則S8的值是 .
22.如圖,在△ABC中,D是BC的中點(diǎn),E在邊AB上,BE=2EA,AD與CE交于點(diǎn)O.若?=6?,則的值是 .
23.已知正方形ABCD的邊長為1.當(dāng)每個(gè)λi(i=1,2,3,4,5,6)取遍±1時(shí),|λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+λ6|的最小值是 ,最大值是 .
24.在四邊形ABCD中,AD∥BC,AB=2,AD=5,∠A=30°,點(diǎn)E在線段CB的延長線上,且AE=BE,則?= .
25.記Sn為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a1=,a42=a6,則S5= .
26.記Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a1≠0,a2=3a1,則= .
27.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若a2=﹣3,S5=﹣10,則a5= ,Sn的最小值為 .
三.解答題(共10小題)
28.已知數(shù)列{an}(n∈N*)的首項(xiàng)a1=1,前n項(xiàng)和為Sn.設(shè)λ和k為常數(shù),若對一切正整數(shù)n,均有﹣=λ成立,則稱此數(shù)列為“λ﹣k”數(shù)列.
(1)若等差數(shù)列{an}是“λ﹣1”數(shù)列,求λ的值;
(2)若數(shù)列{an}是“﹣2”數(shù)列,且an>0,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(3)對于給定的λ,是否存在三個(gè)不同的數(shù)列{an}為“λ﹣3”數(shù)列,且an≥0?若存在,求出λ的取值范圍;若不存在,說明理由.
29.已知公比大于1的等比數(shù)列{an}滿足a2+a4=20,a3=8.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1.
30.已知{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,a1=b1=1,a5=5(a4﹣a3),b5=4(b4﹣b3).
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)記{an}的前n項(xiàng)和為Sn,求證:SnSn+2<Sn+12(n∈N*);
(Ⅲ)對任意的正整數(shù)n,設(shè)cn=求數(shù)列{cn}的前2n項(xiàng)和.
31.已知{an}是無窮數(shù)列.給出兩個(gè)性質(zhì):
①對于{an}中任意兩項(xiàng)ai,aj(i>j),在{an}中都存在一項(xiàng)am,使得=am;
②對于{an}中任意一項(xiàng)an(n≥3),在{an}中都存在兩項(xiàng)ak,al(k>l),使得an=.
(Ⅰ)若an=n(n=1,2,…),判斷數(shù)列{an}是否滿足性質(zhì)①,說明理由;
(Ⅱ)若an=2n﹣1(n=1,2,…),判斷數(shù)列{an}是否同時(shí)滿足性質(zhì)①和性質(zhì)②,說明理由;
(Ⅲ)若{an}是遞增數(shù)列,且同時(shí)滿足性質(zhì)①和性質(zhì)②,證明:{an}為等比數(shù)列.
32.已知數(shù)列{an}為有限數(shù)列,滿足|a1﹣a2|≤|a1﹣a3|≤…≤|a1﹣am|,則稱{an}滿足性質(zhì)P.
(1)判斷數(shù)列3、2、5、1和4、3、2、5、1是否具有性質(zhì)P,請說明理由;
(2)若a1=1,公比為q的等比數(shù)列,項(xiàng)數(shù)為10,具有性質(zhì)P,求q的取值范圍;
(3)若{an}是1,2,3,…,m的一個(gè)排列(m≥4),{bn}符合bk=ak+1(k=1,2,…,m﹣1),{an}、{bn}都具有性質(zhì)P,求所有滿足條件的數(shù)列{an}.
33.已知數(shù)列{an},{bn},{cn}滿足a1=b1=c1=1,cn=an+1﹣an,cn+1=cn(n∈N*).
(Ⅰ)若{bn}為等比數(shù)列,公比q>0,且b1+b2=6b3,求q的值及數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)若{bn}為等差數(shù)列,公差d>0,證明:c1+c2+c3+…+cn<1+,n∈N*.
34.定義首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列為“M﹣數(shù)列”.
(1)已知等比數(shù)列{an}(n∈N*)滿足:a2a4=a5,a3﹣4a2+4a1=0,求證:數(shù)列{an}為“M﹣數(shù)列”;
(2)已知數(shù)列{bn}(n∈N*)滿足:b1=1,=﹣,其中Sn為數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
①求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
②設(shè)m為正整數(shù),若存在“M﹣數(shù)列”{cn}(n∈N*),對任意正整數(shù)k,當(dāng)k≤m時(shí),都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.
35.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a3=4,a4=S3.?dāng)?shù)列{bn}滿足:對每個(gè)n∈N*,Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比數(shù)列.
(Ⅰ)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)記cn=,n∈N*,證明:c1+c2+…+cn<2,n∈N*.
36.設(shè){an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2﹣2,b3=2a3+4.
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)數(shù)列{cn}滿足c1=1,cn=其中k∈N*.
(i)求數(shù)列{(﹣1)}的通項(xiàng)公式;
(ii)求aici(n∈N*).
37.已知數(shù)列{an}和{bn}滿足a1=1,b1=0,4an+1=3an﹣bn+4,4bn+1=3bn﹣an﹣4.
(1)證明:{an+bn}是等比數(shù)列,{an﹣bn}是等差數(shù)列;
(2)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式.
參考答案與試題解析
一.選擇題(共11小題)
1.【解答】解:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為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*,
可知數(shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列,且前5項(xiàng)為負(fù)值,自第6項(xiàng)開始為正值.
可知T1=﹣9<0,T2=63>0,T3=﹣315<0,T4=945>0為最大項(xiàng),
自T5起均小于0,且逐漸減?。?br>∴數(shù)列{Tn}有最大項(xiàng),無最小項(xiàng).
故選:B.
2.【解答】解:向量,滿足||=5,||=6,?=﹣6,
可得||===7,
cs<,+>====.
故選:D.
3.【解答】解:
在等差數(shù)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,根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)可得A正確,
B.若2b4=b2+b6,則2(a7+a8)=a3+a4+a11+a12=(a3+a12)+(a4+a11),成立,B正確,
C.若=a2a8,則(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d),
即+6a1d+9d2=+8a1d+7d2,得a1d=d2,
∵d≠0,∴a1=d,符合≤1,C正確;
D.若=b2b8,則(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錯(cuò)誤;
故選:D.
4.【解答】解:單位向量||=||=1,?=1×1×cs60°=,
對于A,(+2)=?+2=+2=,所以(+2)與不垂直;
對于B,(2+)=2?+=2×+1=2,所以(2+)與不垂直;
對于C,(﹣2)=?﹣2=﹣2=﹣,所以(﹣2)與不垂直;
對于D,(2﹣)=2?﹣=2×﹣1=0,所以(2﹣)與垂直.
故選:D.
5.【解答】解:設(shè)等比數(shù)列的公比為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,
故選:B.
6.【解答】解:對于B,令=0,得x=,
取,∴,
∴當(dāng)b=時(shí),a10<10,故B錯(cuò)誤;
對于C,令x2﹣x﹣2=0,得x=2或x=﹣1,
取a1=2,∴a2=2,…,an=2<10,
∴當(dāng)b=﹣2時(shí),a10<10,故C錯(cuò)誤;
對于D,令x2﹣x﹣4=0,得,
取,∴,…,<10,
∴當(dāng)b=﹣4時(shí),a10<10,故D錯(cuò)誤;
對于A,,,
≥,
an+1﹣an>0,{an}遞增,
當(dāng)n≥4時(shí),=an+>1+=,
∴,∴>()6,∴a10>>10.故A正確.
故選:A.
7.【解答】解:∵(﹣)⊥,

=,

==,
∵,
∴.
故選:B.
8.【解答】解:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由S4=0,a5=5,得
,∴,
∴an=2n﹣5,,
故選:A.
9.【解答】解:∵=(2,3),=(3,t),
∴==(1,t﹣3),
∵||=1,
∴t﹣3=0即=(1,0),
則?=2
故選:C.
10.【解答】解:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>0),
則由前4項(xiàng)和為15,且a5=3a3+4a1,有
,∴,
∴.
故選:C.
11.【解答】解:點(diǎn)A,B,C不共線,
=,∴,
當(dāng)與的夾角為銳角時(shí),=>0,
∴“與的夾角為銳角”?“|+|>||”,
“|+|>||”?“與的夾角為銳角”,
∴設(shè)點(diǎn)A,B,C不共線,則“與的夾角為銳角”是“|+|>||”的充分必要條件.
故選:C.
二.填空題(共16小題)
12.【解答】解:如圖,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),分別以AB,AC所在直線為x,y軸建立平面直角坐標(biāo)系,
則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.
當(dāng)m=0時(shí),,此時(shí)C與D重合,|CD|=0;
當(dāng)m=時(shí),直線PA的方程為y=x,
直線BC的方程為,
聯(lián)立兩直線方程可得x=m,y=3﹣2m.
即D(,),
∴|CD|=.
∴CD的長度是0或.
故答案為:0或.
13.【解答】解:將數(shù)列{2n﹣1}與{3n﹣2}的公共項(xiàng)從小到大排列得到數(shù)列{an},
則{an}是以1為首項(xiàng)、以6為公差的等差數(shù)列,
故它的前n項(xiàng)和為n×1+=3n2﹣2n,
故答案為:3n2﹣2n.
14.【解答】解:以B為原點(diǎn),以BC為x軸建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,
∵∠B=60°,AB=3,
∴A(,),
∵BC=6,
∴C(6,0),
∵=λ,
∴AD∥BC,
設(shè)D(x0,),
∴=(x0﹣,0),=(﹣,﹣),
∴?=﹣(x0﹣)+0=﹣,解得x0=,
∴D(,),
∴=(1,0),=(6,0),
∴=,
∴λ=,
∵||=1,
設(shè)M(x,0),則N(x+1,0),其中0≤x≤5,
∴=(x﹣,﹣),=(x﹣,﹣),
∴?=(x﹣)(x﹣)+=x2﹣4x+=(x﹣2)2+,當(dāng)x=2時(shí)取得最小值,最小值為,
故答案為:,.
15.【解答】解:由=(+),可得P為BC的中點(diǎn),
則|CP|=1,
∴|PD|==,
∴?=?(+)=﹣?(+)=﹣2﹣?=﹣1,
故答案為:,﹣1.
16.【解答】解:根據(jù)題意,等差數(shù)列{an}滿足a1+a10=a9,即a1+a1+9d=a1+8d,變形可得a1=﹣d,
所以====.
故答案為:.
17.【解答】解:如圖,設(shè),,
由||=1,且|﹣|∈{1,2},
分別以A1,A2為圓心,以1和2為半徑畫圓,其中任意兩圓的公共點(diǎn)共有6個(gè).
故滿足條件的k的最大值為6.
故答案為:6.
18.【解答】解:數(shù)列{an}滿足an=,
可得a1=1,a2=3,a3=6,
所以S3=1+3+6=10.
故答案為:10.
19.【解答】解:設(shè)、的夾角為α,由,為單位向量,滿足|2﹣|≤,
所以4﹣4?+=4﹣4csα+1≤2,
解得csα≥;
又=+,=3+,且,的夾角為θ,
所以?=3+4?+=4+4csα,
=+2?+=2+2csα,
=9+6+=10+6csα;
則cs2θ====﹣,
所以csα=時(shí),cs2θ取得最小值為﹣=.
故答案為:.
20.【解答】解:因?yàn)榈炔顢?shù)列{an}中,a1=﹣2,a2+a6=2a4=2,
所以a4=1,
3d=a4﹣a1=3,即d=1,
則S10=10a1=10×(﹣2)+45×1=25.
故答案為:25
21.【解答】解:設(shè)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,
則,解得.
∴=8×(﹣5)+56=16.
故答案為:16.
22.【解答】解:設(shè)=λ=(),
=+=+μ=+μ()
=(1﹣μ)+μ=+μ
∴,∴,
∴==(),
==﹣+,
6?=6×()?(﹣+)
=(++)
=++,
∵?=++,
∴=,∴=3,
∴=.
故答案為:
23.【解答】解:如圖,建立平面直角坐標(biāo)系,則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)|
=,(*),
(*)中第一個(gè)括號(hào)中的λ1,λ3與第二個(gè)括號(hào)中的λ2,λ4的取值互不影響,
只需討論λ5,λ6的取值情況即可,
當(dāng)λ5,λ6同號(hào)時(shí),不妨取λ5=1,λ6=1,則(*)式即為,
∵λ1,λ2,λ3,λ4∈{﹣1,1},
∴λ1=λ3,λ2﹣λ4=﹣2(λ2=﹣1,λ4=1)時(shí),(*)取得最小值0,
當(dāng)|λ1﹣λ3|=2(如λ1=1,λ3=﹣1),λ2﹣λ4=2(λ2=1,λ4=﹣1)時(shí),(*)式取得最大值為2,
當(dāng)λ5,λ6異號(hào)時(shí),不妨取λ5=1,λ6=﹣1,則(*)式即為,
同理可得最小值為0,最大值為2.
故答案為: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
故答案為:﹣1.
25.【解答】解:在等比數(shù)列中,由a42=a6,得q6a12=q5a1>0,
即q>0,q=3,
則S5==,
故答案為:
26.【解答】解:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則
由a1≠0,a2=3a1可得,d=2a1,


=,
故答案為:4.
27.【解答】解:設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為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時(shí),Sn取最小值為S4=S5=﹣10.
故答案為:0,﹣10.
三.解答題(共10小題)
28.【解答】解:(1)k=1時(shí),an+1=Sn+1﹣Sn=λan+1,由n為任意正整數(shù),且a1=1,an≠0,可得λ=1;
(2)﹣=,則an+1=Sn+1﹣Sn=(﹣)?(+)=?(+),
因此+=?,即=,Sn+1=an+1=(Sn+1﹣Sn),
從而Sn+1=4Sn,又S1=a1=1,可得Sn=4n﹣1,
an=Sn﹣Sn﹣1=3?4n﹣2,n≥2,
綜上可得an=,n∈N*;
(3)若存在三個(gè)不同的數(shù)列{an}為“λ﹣3”數(shù)列,
則﹣=λ,
則Sn+1﹣3+3﹣Sn=λ3an+1=λ3(Sn+1﹣Sn),
由a1=1,an≥0,且Sn>0,令pn=>0,
則(1﹣λ3)﹣3+3pn﹣(1﹣λ3)=0,
λ=1時(shí),pn=,
由pn>0,可得pn=1,則Sn+1=Sn,
即an+1=0,
此時(shí){an}唯一,不存在三個(gè)不同的數(shù)列{an},
λ≠1時(shí),令t=,則﹣+tpn﹣1=0,則(pn﹣1)[+(1﹣t)pn+1]=0,
①t≤1時(shí),+(1﹣t)pn+1>0,則pn=1,同上分析不存在三個(gè)不同的數(shù)列{an};
②1<t<3時(shí),Δ=(1﹣t)2﹣4<0,+(1﹣t)pn+1=0無解,
則pn=1,同上分析不存在三個(gè)不同的數(shù)列{an};
③t=3時(shí),(pn﹣1)3=0,則pn=1,同上分析不存在三個(gè)不同的數(shù)列{an}.
④t>3時(shí),即0<λ<1時(shí),Δ=(1﹣t)2﹣4>0,+(1﹣t)pn+1=0有兩解α,β,
設(shè)α<β,α+β=t﹣1>2,αβ=1>0,則0<α<1<β,
則對任意n∈N*,=1或=α3(舍去)或=β3,
由于數(shù)列{Sn}從任何一項(xiàng)求其后一項(xiàng)均有兩種不同的結(jié)果,
所以這樣的數(shù)列{Sn}有無數(shù)多個(gè),則對應(yīng)的數(shù)列{an}有無數(shù)多個(gè).
則存在三個(gè)不同的數(shù)列{an}為“λ﹣3”數(shù)列,且an≥0,
綜上可得0<λ<1.
29.【解答】解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>1),
則,
∵q>1,∴,
∴.
(2)令bn=(﹣1)n﹣1anan+1,則b1=8,
所以==﹣22,
所以數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,公比為﹣22,首項(xiàng)為8,
a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1
=23﹣25+27﹣29+…+(﹣1)n﹣1?22n+1
==.
30.【解答】解:(Ⅰ)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q,
由a1=1,a5=5(a4﹣a3),則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)證明: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:∵數(shù)列{an}為等差數(shù)列,且an=n,
∴Sn=,Sn+2=,Sn+1=,
∴==<1,
∴SnSn+2<Sn+12(n∈N*);
(Ⅲ)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),cn===﹣,
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),cn==,
對任意的正整數(shù)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=﹣﹣.
數(shù)列{cn}的前2n項(xiàng)和﹣﹣.
31.【解答】解:(Ⅰ)不滿足,理由:=?N*,不存在一項(xiàng)am使得=am.
(Ⅱ)數(shù)列{an}同時(shí)滿足性質(zhì)①和性質(zhì)②,
理由:對于任意的i和j,滿足=22i﹣j﹣1,因?yàn)閕∈N*,j∈N*且i>j,所以2i﹣j∈N*,則必存在m=2i﹣j,此時(shí),2m﹣1∈{ai}且滿足=22i﹣j﹣1=am,性質(zhì)①成立,
對于任意的n,欲滿足an=2n﹣1==22k﹣l﹣1,滿足n=2k﹣l即可,因?yàn)閗∈N*,l∈N*,且k>l,
所以2k﹣l可表示所有正整數(shù),所以必有一組k,l使n=2k﹣l,即滿足an=,性質(zhì)②成立.
(Ⅲ)首先,先證明數(shù)列恒正或恒負(fù),
反證法:假設(shè)這個(gè)遞增數(shù)列先負(fù)后正,
那么必有一項(xiàng)al絕對值最小或者有al與al+1同時(shí)取得絕對值最小,
如僅有一項(xiàng)al絕對值最小,此時(shí)必有一項(xiàng)am=,此時(shí)|am|<|al|
與前提矛盾,
如有兩項(xiàng)al與al+1 同時(shí)取得絕對值最小值,那么必有am=,
此時(shí)|am|=|al|,與前提條件矛盾,
所以數(shù)列必然恒正或恒負(fù),
在數(shù)列恒正的情況下,由②知,存在k,l且k>l,
因?yàn)槭沁f增數(shù)列,ak>al>0,使得=a3>ak,
即3>k>l,所以=a3,此時(shí)a1,a2,a3成等比數(shù)列,
數(shù)學(xué)歸納法:
(1)已證n=3時(shí),滿足{an}是等比數(shù)列,公比q=,
(2)假設(shè)n=k時(shí),也滿足{ak}是等比數(shù)列,公比q=,
那么由①知=qak等于數(shù)列的某一項(xiàng)am,證明這一項(xiàng)為ak+1即可,
反證法:
假設(shè)這一項(xiàng)不是ak+1,因?yàn)槭沁f增數(shù)列,所以該項(xiàng)am==qak>ak+1,
那么ak<ak+1<qak,由等比數(shù)列{ak}得a1qk﹣1<ak+1<a1qk,
由性質(zhì)②得a1qk﹣1<<a1qk,同時(shí)ak+1=>am>al,s所以k+1>m>l,
所以am,al分別是等比數(shù)列{ak}中兩項(xiàng),即am=a1qm﹣1,al=a1ql﹣1,
原式變?yōu)閍1qk﹣1<a1q2m﹣l﹣1<a1qk,
所以k﹣1<2m﹣l﹣1<k,又因?yàn)閗∈N*,m∈N*,l∈N*,不存在這組解,所以矛盾,
所以知=qak=ak+1,{ak+1}為等比數(shù)列,
由數(shù)學(xué)歸納法知,{an}是等比數(shù)列得證,
同理,數(shù)列恒負(fù),{an}也是等比數(shù)列.
32.【解答】解:(1)對于數(shù)列3,2,5,1,有|2﹣3|=1,|5﹣3|=2,|1﹣3|=2,滿足題意,該數(shù)列滿足性質(zhì)P;
對于第二個(gè)數(shù)列4、3、2、5、1,|3﹣4|=1,|2﹣4|=2,|5﹣4|=1.不滿足題意,該數(shù)列不滿足性質(zhì)P.
(2)由題意:|a1﹣a1qn|≥|a1﹣a1qn﹣1|,可得:|qn﹣1|≥|qn﹣1﹣1|,n∈{2,3,…,9},
兩邊平方可得:q2n﹣2qn+1≥q2n﹣2﹣2qn﹣1+1,
整理可得:(q﹣1)qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≥0,當(dāng)q≥1時(shí),得qn﹣1(q+1)﹣2≥0此時(shí)關(guān)于n恒成立,
所以等價(jià)于n=2時(shí),q(q+1)﹣2≥0,
所以,(q+2)(q﹣1)≥0,所以q≤﹣2,或q≥1,所以取q≥1,
當(dāng)0<q≤1時(shí),得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,此時(shí)關(guān)于n恒成立,所以等價(jià)于n=2時(shí),q(q+1)﹣2≤0,
所以(q+2)(q﹣1)≤0,所以﹣2≤q≤1,所以取0<q≤1.
當(dāng)﹣1≤q<0時(shí):qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≤0,
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,恒成立,當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),qn﹣1(q+1)﹣2≥0,不恒成立;
故當(dāng)﹣1≤q<0時(shí),矛盾,舍去.
當(dāng)q<﹣1時(shí),得qn﹣1[qn﹣1(q+1)﹣2]≤0,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),得qn﹣1(q+1)﹣2≤0,恒成立,
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),qn﹣1(q+1)﹣2≥0,恒成立;故等價(jià)于n=2時(shí),q(q+1)﹣2≥0,
所以(q+2)(q﹣1)≥0,所以q≤﹣2或q≥1,所以取q≤﹣2,
綜上q∈(﹣∞,﹣2]∪(0,+∞).
(3)設(shè)a1=p,p∈{3,4,…,m﹣3,m﹣2},
因?yàn)閍1=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,將使{an}不滿足性質(zhì)P;所以{an}的前5項(xiàng)有以下組合:
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;
對于①,b1=p﹣1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=1,與{bn}滿足性質(zhì)P矛盾,舍去;
對于②,b1=p﹣1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=3,|b4﹣b1|=1與{bn}滿足性質(zhì)P矛盾,舍去;
對于③,b1=p+1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=3,|b4﹣b1|=1與{bn}滿足性質(zhì)P矛盾,舍去;
對于④b1=p+1,|b2﹣b1|=2,|b3﹣b1|=1,與{bn}滿足性質(zhì)P矛盾,舍去;
所以P∈{3,4,…,m﹣3,m﹣2},均不能同時(shí)使{an}、{bn}都具有性質(zhì)P.
當(dāng)p=1時(shí),有數(shù)列{an}:1,2,3,…,m﹣1,m滿足題意.
當(dāng)p=m時(shí),有數(shù)列{an}:m,m﹣1,…,3,2,1滿足題意.
當(dāng)p=2時(shí),有數(shù)列{an}:2,1,3,…,m﹣1,m滿足題意.
當(dāng)p=m﹣1時(shí),有數(shù)列{an}:m﹣1,m,m﹣2,m﹣3,…,3,2,1滿足題意.
所以滿足題意的數(shù)列{an}只有以上四種.
33.【解答】(Ⅰ)解:由題意,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,
∴數(shù)列{cn}是以1為首項(xiàng),4為公比的等比數(shù)列,
∴cn=1?4n﹣1=4n﹣1,n∈N*.
∴an+1﹣an=cn=4n﹣1,
則a1=1,
a2﹣a1=1,
a3﹣a2=41,

an﹣an﹣1=4n﹣2,
各項(xiàng)相加,可得
an=1+1+41+42+…+4n﹣2=+1=.
(Ⅱ)證明:依題意,由cn+1=?cn(n∈N*),可得
bn+2?cn+1=bn?cn,
兩邊同時(shí)乘以bn+1,可得
bn+1bn+2cn+1=bnbn+1cn,
∵b1b2c1=b2=1+d,
∴數(shù)列{bnbn+1cn}是一個(gè)常數(shù)列,且此常數(shù)為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+,故得證.
34.【解答】解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則
由a2a4=a5,a3﹣4a2+4a1=0,得∴,
∴數(shù)列{an}首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)
即數(shù)列{an}為“M﹣數(shù)列”;
(2)①∵b1=1,=﹣,
∴當(dāng)n=1時(shí),,∴b2=2,
當(dāng)n=2時(shí),,∴b3=3,
當(dāng)n=3時(shí),,∴b4=4,
猜想bn=n,下面用數(shù)學(xué)歸納法證明;
(i)當(dāng)n=1時(shí),b1=1,滿足bn=n,
(ii)假設(shè)n=k時(shí),結(jié)論成立,即bk=k,則n=k+1時(shí),
由,得
==k+1,
故n=k+1時(shí)結(jié)論成立,
根據(jù)(i)(ii)可知,bn=n對任意的n∈N*都成立.
故數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為bn=n;
②設(shè){cn}的公比為q,
存在“M﹣數(shù)列”{cn}(n∈N*),對任意正整數(shù)k,當(dāng)k≤m時(shí),都有ck≤bk≤ck+1成立,
即qk﹣1≤k≤qk對k≤m恒成立,
當(dāng)k=1時(shí),q≥1,當(dāng)k=2時(shí),,
當(dāng)k≥3,兩邊取對數(shù)可得,對k≤m有解,即,
令f(x)=,則,
當(dāng)x≥3時(shí),f'(x)<0,此時(shí)f(x)遞減,
∴當(dāng)k≥3時(shí),,
令g(x)=,則,
令,則,
當(dāng)x≥3時(shí),?'(x)<0,即g'(x)<0,
∴g(x)在[3,+∞)上單調(diào)遞減,
即k≥3時(shí),,則,
下面求解不等式,
化簡,得3lnm﹣(m﹣1)ln3≥0,
令h(m)=3lnm﹣(m﹣1)ln3,則h'(m)=﹣ln3,
由k≥3得m≥3,h'(m)<0,∴h(m)在[3,+∞)上單調(diào)遞減,
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的最大值為5,此時(shí)q∈,.
35.【解答】解:(Ⅰ)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,
由題意得,
解得a1=0,d=2,
∴an=2n﹣2,n∈N*.
∴Sn=n2﹣n,n∈N*,
∵數(shù)列{bn}滿足:對每個(gè)n∈N*,Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比數(shù)列.
∴(Sn+1+bn)2=(Sn+bn)(Sn+2+bn),
解得,
解得bn=n2+n,n∈N*.
(Ⅱ)證明:==,n∈N*,
用數(shù)學(xué)歸納法證明:
①當(dāng)n=1時(shí),c1=0<2,不等式成立;
②假設(shè)n=k,(k∈N*)時(shí)不等式成立,即c1+c2+…+ck<2,
則當(dāng)n=k+1時(shí),
c1+c2+…+ck+ck+1<2+<2
<2+=2=2,
即n=k+1時(shí),不等式也成立.
由①②得c1+c2+…+cn<2,n∈N*.
36.【解答】解:(Ⅰ)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q,
依題意有:
,解得,
∴an=4+(n﹣1)×3=3n+1,
bn=6×2n﹣1=3×2n.
(Ⅱ)(i)∵數(shù)列{cn}滿足c1=1,cn=其中k∈N*.
∴(﹣1)=(bn﹣1)=(3×2n+1)(3×2n﹣1)=9×4n﹣1,
∴數(shù)列{(﹣1)}的通項(xiàng)公式為:
(﹣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)證明:∵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}是首項(xiàng)為1,公比為的等比數(shù)列,
{an﹣bn}是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列;
(2)由(1)可得:an+bn=()n﹣1,
an﹣bn=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
∴an=()n+n﹣,
bn=()n﹣n+.
聲明:試題解析

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