數(shù)列與函數(shù)、不等式相結(jié)合是數(shù)列高考中的熱點(diǎn)問題,難度較大,求數(shù)列與函數(shù)、不等式相結(jié)合問題時(shí)會(huì)滲透多種數(shù)學(xué)思想.因此求解過程往往方法多、靈活性大、技巧性強(qiáng),但萬變不離其宗,只要熟練掌握各個(gè)類型的特點(diǎn)即可.在考試中時(shí)常會(huì)考查一些壓軸小題,如數(shù)列中的恒成立問題、數(shù)列中的最值問題、數(shù)列性質(zhì)的綜合問題、數(shù)列與函數(shù)的綜合問題、數(shù)列與其他知識(shí)綜合問題中都有所涉及,本講就這類問題進(jìn)行分析.
二.解題策略
類型一 數(shù)列中的恒成立問題
【例1】【安徽省毛坦廠中學(xué)2019屆高三校區(qū)4月聯(lián)考】已知等差數(shù)列滿足,,數(shù)列滿足,記數(shù)列的前項(xiàng)和為,若對(duì)于任意的,,不等式恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】
由題意得,則,等差數(shù)列的公差,
.
由,
得,

則不等式恒成立等價(jià)于恒成立,
而,
問題等價(jià)于對(duì)任意的,恒成立.
設(shè),,
則,即,
解得或.
故選:A.
【指點(diǎn)迷津】對(duì)于數(shù)列中的恒成立問題,仍要轉(zhuǎn)化為求最值的問題求解,解答本題的關(guān)鍵是由等差數(shù)列通項(xiàng)公式可得,進(jìn)而由遞推關(guān)系可得,借助裂項(xiàng)相消法得到,又,問題等價(jià)于對(duì)任意的,恒成立.
【舉一反三】已知數(shù)列的首項(xiàng),其前項(xiàng)和為,且滿足,若對(duì)任意恒成立,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
類型二 數(shù)列中的最值問題
【例2】【浙江省湖州三校2019年高考模擬】已知數(shù)列滿足,,則使的正整數(shù)的最小值是( )
A.2018B.2019C.2020D.2021
【答案】C
【解析】
令,則,所以,從而,
因?yàn)?所以數(shù)列單調(diào)遞增,
設(shè)當(dāng)時(shí), 當(dāng)時(shí),
所以當(dāng)時(shí),,,
從而,
因此,
選C.
【指點(diǎn)迷津】本題利用數(shù)列的遞推公式,確定數(shù)列的單調(diào)性,令,利用裂項(xiàng)相消法得,再根據(jù)范圍求正整數(shù)的最小值.在解題時(shí)需要一定的邏輯運(yùn)算與推理的能力,其中確定數(shù)列單調(diào)性是解題的關(guān)鍵
【舉一反三】【河南省許昌市、洛陽市2019屆高三三?!恳阎獢?shù)列,的前項(xiàng)和分別為,,且,,,若恒成立,則的最小值為( )
A.B.C.49D.
【答案】B
【解析】
當(dāng)時(shí),,解得.當(dāng)時(shí),由,得,兩式相減并化簡(jiǎn)得,由于,所以,故是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,所以.則,故 ,
由于是單調(diào)遞增數(shù)列,,.
故的最小值為,故選B.
類型三 數(shù)列性質(zhì)的綜合問題
【例3】【江蘇省揚(yáng)州中學(xué)2019屆高三下學(xué)期3月月考】已知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,若1≤≤3,3≤≤6,則的取值范圍是_______.
【答案】
【解析】
在等差數(shù)列中,,
∴,
又,
∴.
由得.
∴,即,
∴.
即的取值范圍是.
故答案為:.
【指點(diǎn)迷津】1.本題先根據(jù)求出的取值范圍,然后根據(jù)不等式的性質(zhì)可得所求結(jié)果.
2.由數(shù)列的遞推公式求通項(xiàng)常用的方法有:(1)累加法(相鄰兩項(xiàng)的差成等差、等比數(shù)列);累乘法(相鄰兩項(xiàng)的積為特殊數(shù)列);(3)構(gòu)造法,形如的遞推數(shù)列求通項(xiàng)往往用構(gòu)造法,即將利用待定系數(shù)法構(gòu)造成的形式,再根據(jù)等比數(shù)例求出的通項(xiàng),進(jìn)而得出的通項(xiàng)公式.
【舉一反三】【廣東省汕尾市2019年3月高三檢測(cè)】已知數(shù)列的首項(xiàng)為數(shù)列的前項(xiàng)和若恒成立,則的最小值為______.
【答案】
【解析】
數(shù)列的首項(xiàng),
則:常數(shù)
故數(shù)列是以為首項(xiàng),3為公差的等差數(shù)列.
則:首項(xiàng)符合通項(xiàng).
故:,
,

由于數(shù)列的前n項(xiàng)和恒成立,
故:,
則:t的最小值為,
故答案為:.
類型四 數(shù)列與函數(shù)的綜合問題
【例4】已知函數(shù)的定義域?yàn)椋?dāng)時(shí),,且對(duì)任意的實(shí)數(shù),,恒成立,若數(shù)列滿足()且,則下列結(jié)論成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
對(duì)任意的實(shí)數(shù)x,y∈R,f(x)f(y)=f(x+y)恒成立,
取x=y(tǒng)=0,則f(0)f(0)=f(0),解得f(0)=0或f(0)=1.
當(dāng)f(0)=0時(shí),,得余題意不符,故舍去.
所以f(0)=1.
取y=﹣x<0,則f(x)f(﹣x)=1,∴f(x),
設(shè)x1<x2,則f(x1﹣x2)=f(x1)?f(﹣x2)1,∴f(x1)>f(x2).
∴函數(shù)f(x)在R上單調(diào)遞減.
∵數(shù)列{}滿足f(an+1)f()=1=f(0).
∴0,∵a1=f(0)=1,
∴,=﹣2,=1,,…….
∴=.
∴=,==1.=,==﹣2.
∴f()1,f()=f(1)<1.
∴f()>f().
而f()=f(),f()<1<f(),
f()=f()<f()=f(﹣2),
因此只有:C正確.
故選:C.
【指點(diǎn)迷津】(1)運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)解決問題時(shí),先要正確理解和把握函數(shù)相關(guān)性質(zhì)本身的含義及其應(yīng)用方向.
(2)在研究函數(shù)性質(zhì)特別是奇偶性、周期、對(duì)稱性、單調(diào)性、最值、零點(diǎn)時(shí),要注意用好其與條件的相互關(guān)系,結(jié)合特征進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化研究.如奇偶性可實(shí)現(xiàn)自變量正負(fù)轉(zhuǎn)化,周期可實(shí)現(xiàn)自變量大小轉(zhuǎn)化,單調(diào)性可實(shí)現(xiàn)去“f”,即將函數(shù)值的大小轉(zhuǎn)化自變量大小關(guān)系, 對(duì)稱性可得到兩個(gè)對(duì)稱的自變量所對(duì)應(yīng)函數(shù)值關(guān)系.
【舉一反三】【浙江省杭州第十四中學(xué)2019屆高三9月月考】已知數(shù)列 中, ,若對(duì)于任意的,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】
由題,

由累加法可得:

對(duì)于任意的,不等式恒成立


可得且

可得或
故選B
類型五 數(shù)列與其他知識(shí)綜合問題
【例5】將向量組成的系列稱為向量列,并定義向量列的前項(xiàng)和.若,則下列說法中一定正確的是( )
A. B. 不存在,使得
C. 對(duì),且,都有 D. 以上說法都不對(duì)
【答案】C
【解析】 由,則,所以數(shù)列構(gòu)成首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,所以,又當(dāng)時(shí), ,
所以當(dāng),且時(shí), 是成立的,故選C.
【例6】斐波那契數(shù)列滿足: .若將數(shù)列的每一項(xiàng)按照下圖方法放進(jìn)格子里,每一小格子的邊長(zhǎng)為1,記前項(xiàng)所占的格子的面積之和為,每段螺旋線與其所在的正方形所圍成的扇形面積為,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
,所以B正確;對(duì)于C, 時(shí), ;C錯(cuò)誤;對(duì)于D, ,D正確.故選C.
【指點(diǎn)迷津】這類題型往往出現(xiàn)在在填空題最后兩題,綜合性較強(qiáng),同學(xué)們往往因?yàn)槟骋稽c(diǎn)知識(shí)掌握不牢就導(dǎo)致本題“全盤皆輸”,解答這類問題首先不能慌亂更不能因貪快而審題不清,其次先從最有把握的命題入手,最后集中力量攻堅(jiān)最不好理解的命題.
【舉一反三】1.如圖所示,矩形的一邊在軸上,另外兩個(gè)頂點(diǎn)在函數(shù)的圖象上.若點(diǎn)的坐標(biāo)為,記矩形的周長(zhǎng)為,則( )
A. 220 B. 216 C. 212 D. 208
【答案】B
2.將正整數(shù)12分解成兩個(gè)正整數(shù)的乘積有, , 三種,其中是這三種分解中兩數(shù)差的絕對(duì)值最小的,我們稱為12的最佳分解.當(dāng)(且)是正整數(shù)的最佳分解時(shí),我們定義函數(shù),例如.數(shù)列的前100項(xiàng)和為__________.
【答案】
【解析】當(dāng)為偶數(shù)時(shí), ;當(dāng)為奇數(shù)時(shí), , ,故答案為.
類型六 數(shù)列與基本不等式結(jié)合的問題
【例7】【山東省濟(jì)寧市2019屆高三一?!恳阎?xiàng)等比數(shù)列滿足:,若存在兩項(xiàng)使得,則的最小值為
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
因?yàn)閿?shù)列是正項(xiàng)等比數(shù)列,,,
所以,,,
所以,,,,,
因?yàn)椋?,?br>,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)“=”成立,
所以的最小值為,故選A.
【指點(diǎn)迷津】本題考查了等比數(shù)列的相關(guān)性質(zhì)以及基本不等式的相關(guān)性質(zhì),等比數(shù)列的通項(xiàng)公式是,等比中項(xiàng),基本不等式有,考查公式的使用,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想.
【舉一反三】【甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣2019屆高三第四次聯(lián)考】已知函數(shù),若 ,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
由題可知:


于是有
因此
所以
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)
本題正確選項(xiàng):
三.強(qiáng)化訓(xùn)練
一、選擇題
1.【安徽省宣城市2019屆高三第二次調(diào)研】已知正項(xiàng)等比數(shù)列滿足 ,若存在兩項(xiàng),,使得,則的最小值為( )
A.B.C.3D.
【答案】C
【解析】
解:設(shè)等比數(shù)列的公比為q(q>0),
∵a9=a8+2a7,
∴a7q2=a7q+2a7,
∴q2﹣q﹣2=0,
∴q=2或q=-1(舍),
∵存在兩項(xiàng)am,an使得,
∴ ,

故選C.
2.【2019年3月2019屆高三第一次全國大聯(lián)考】已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,,且滿足,若,,則的最小值為( )
A.B.C.D.0
【答案】B
【解析】
由,得,且,
所以數(shù)列是以為首項(xiàng)、2為公差的等差數(shù)列,
則,
即,
令,得,又,,由,
則的最小值為.
故選:B.
3.【四川省成都市外國語學(xué)校2019屆高三一診】在正項(xiàng)等比數(shù)列中,,.則滿足的最大正整數(shù)的值為( )
A.10B.11C.12D.13
【答案】C
【解析】
解:∵正項(xiàng)等比數(shù)列中,,,
∴.
∵,
解可得,或(舍),
∴,
∵,
∴.
整理可得,,
∴,
經(jīng)檢驗(yàn)滿足題意,
故選:C.
4.若數(shù)列的通項(xiàng)公式分別為,且,對(duì)任意恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
,故
當(dāng)n為奇數(shù),-a

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