《(江蘇專版)2018年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 6個(gè)解答題專項(xiàng)強(qiáng)化練(四)數(shù)列》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專版)2018年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 6個(gè)解答題專項(xiàng)強(qiáng)化練(四)數(shù)列(9頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
6個(gè)解答題專項(xiàng)強(qiáng)化練(四) 數(shù) 列
1.已知{an}為等差數(shù)列,前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*),{bn}是首項(xiàng)為2的等比數(shù)列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(1)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列{a2nb2n-1}的前n項(xiàng)和(n∈N*).
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q.
由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,
而b1=2,所以q2+q-6=0.
又因?yàn)閝>0,解得q=2.
所以bn=2n.
由b3=a4-2a1,可得3d-a1=8.①
由S11=11b4,可得a1+5d
2、=16.②
由①②,解得a1=1,d=3,由此可得an=3n-2.
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3n-2,數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為bn=2n.
(2)設(shè)數(shù)列{a2nb2n-1}的前n項(xiàng)和為Tn,
由a2n=6n-2,b2n-1=2×4n-1,
得a2nb2n-1=(3n-1)×4n,
故Tn=2×4+5×42+8×43+…+(3n-1)×4n,
4Tn=2×42+5×43+8×44+…+(3n-4)×4n+(3n-1)×4n+1,
上述兩式相減,得-3Tn=2×4+3×42+3×43+…+3×4n-(3n-1)×4n+1
=-4-(3n-1)×4n+1
=-(3n-2
3、)×4n+1-8.
故Tn=×4n+1+.
所以數(shù)列{a2nb2n-1}的前n項(xiàng)和為×4n+1+.
2.已知數(shù)列{an}滿足:a1=,an+1-an=p·3n-1-nq,n∈N*,p,q∈R.
(1)若q=0,且數(shù)列{an}為等比數(shù)列,求p的值;
(2)若p=1,且a4為數(shù)列{an}的最小項(xiàng),求q的取值范圍.
解:(1)∵q=0,an+1-an=p·3n-1,
∴a2=a1+p=+p,a3=a2+3p=+4p,
由數(shù)列{an}為等比數(shù)列,得2=,解得p=0或p=1.
當(dāng)p=0時(shí),an+1=an,∴an=,符合題意;
當(dāng)p=1時(shí),an+1-an=3n-1,
∴an=a1+(
4、a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=+(1+3+…+3n-2)=+=·3n-1,
∴=3.符合題意.
∴p的值為0或1.
(2)法一:若p=1,則an+1-an=3n-1-nq,
∴an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=+(1+3+…+3n-2)-[1+2+…+(n-1)]q=[3n-1-n(n-1)q].
∵數(shù)列{an}的最小項(xiàng)為a4,
∴對任意的n∈N*,有[3n-1-n(n-1)q]≥a4=(27-12q)恒成立,
即3n-1-27≥(n2-n-12)q對任意的n∈N*恒成立.
當(dāng)n=1時(shí),有-26≥-12q,∴q≥;
當(dāng)
5、n=2時(shí),有-24≥-10q,∴q≥;
當(dāng)n=3時(shí),有-18≥-6q,∴q≥3;
當(dāng)n=4時(shí),有0≥0,∴q∈R;
當(dāng)n≥5時(shí),n2-n-12>0,所以有q≤恒成立,
令cn=(n≥5,n∈N*),
則cn+1-cn=>0,
即數(shù)列{cn}為遞增數(shù)列,∴q≤c5=.
綜上所述,q的取值范圍為.
法二:∵p=1,∴an+1-an=3n-1-nq,
又a4為數(shù)列{an}的最小項(xiàng),
∴即
∴3≤q≤.
此時(shí)a2-a1=1-q<0,a3-a2=3-2q<0,
∴a1>a2>a3≥a4.
當(dāng)n≥4時(shí),令bn=an+1-an,bn+1-bn=2·3n-1-q≥2·34-1->0
6、,
∴bn+1>bn,∴0≤b4
7、-1=an-1.
兩式相減,得an=an-an-1,
∴=(n≥2).
∴··…·=×××…××,
即=.
∴an=n(n+1)(n≥2),
又a1=2適合上式.
∴an=n(n+1).
(2)①∵an=n(n+1),
∴bn=,Tn=++…+.
∴T2n=++…+,
∴T2n-Tn=++…+.
令Bn=T2n-Tn=++…+.
則Bn+1=++…+.
∴Bn+1-Bn=+-
=>0.
∴Bn+1>Bn,∴Bn單調(diào)遞增,
故(Bn)min=B1=,∴λ<.
∴實(shí)數(shù)λ的取值范圍為.
②證明:∵Tn=++…+,
∴當(dāng)n≥2時(shí),Tn-1=++…+,
∴Tn-
8、Tn-1=,
即(n+1)Tn-nTn-1=Tn-1+1.
∴當(dāng)n≥2時(shí),(Tn+1)=(3T2-2T1)+(4T3-3T2)+(5T4-4T3)+…+[(n+1)Tn-nTn-1]=(n+1)Tn-2T1=(n+1)Tn-1.
∴存在關(guān)于n的整式g(n)=n+1,使得(Tn+1)=Tn·g(n)-1對一切n≥2,n∈N*都成立.
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=,對任意的正整數(shù)m,p,都有am+p=am·ap.
(1)證明:數(shù)列{an}是等比數(shù)列;
(2)若數(shù)列{bn}滿足an=-+-+…+(-1)n+1,求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
(3)在(2)的條件下,設(shè)cn=2n+λbn,
9、則是否存在實(shí)數(shù)λ,使得數(shù)列{cn}是單調(diào)遞增數(shù)列?若存在,求出實(shí)數(shù)λ的取值范圍;若不存在,請說明理由.
解:(1)證明:∵對任意的正整數(shù)m,p,都有am+p=am·ap,∴令m=n,p=1,得an+1=a1·an,
從而=a1=,
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)和公比都為的等比數(shù)列.
(2)由(1)可知,an=.
由an=-+-+…+(-1)n+1得,
an-1=-+-+…+(-1)n·(n≥2),
故an-an-1=(-1)n+1(n≥2),
故bn=(-1)n(n≥2).
當(dāng)n=1時(shí),a1=,解得b1=,不符合上式.
∴bn=
(3)∵cn=2n+λbn,
∴當(dāng)n≥2時(shí),cn
10、=2n+(-1)nλ,
當(dāng)n≥3時(shí),cn-1=2n-1+(-1)n-1λ,
根據(jù)題意,當(dāng)n≥3時(shí),cn-cn-1=2n-1+(-1)nλ·>0,即(-1)nλ>-.
①當(dāng)n為大于等于4的偶數(shù)時(shí),有λ>-恒成立,
又隨著n的增大而增大,此時(shí)min=,即λ>-,
故λ的取值范圍為.
②當(dāng)n為大于等于3的奇數(shù)時(shí),有λ<恒成立,
此時(shí)min=,即λ<.
故λ的取值范圍為;
③當(dāng)n=2時(shí),由c2-c1=->0,得λ<8.
綜上可得,實(shí)數(shù)λ的取值范圍為.
5.已知各項(xiàng)不為零的數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a1=1,Sn=panan+1(n∈N*),p∈R.
(1)若a1,a2,a
11、3成等比數(shù)列,求實(shí)數(shù)p的值;
(2)若a1,a2,a3成等差數(shù)列,
①求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
②在an與an+1間插入n個(gè)正數(shù),共同組成公比為qn的等比數(shù)列,若不等式(qn)(n+1)(n+a)≤e(e為自然對數(shù)的底數(shù))對任意的n∈N*恒成立,求實(shí)數(shù)a的最大值.
解:(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=pa1a2,a2=;
當(dāng)n=2時(shí),a1+a2=pa2a3,a3==1+.
由a=a1a3,得=1+,即p2+p-1=0,
解得p=.
(2)①因?yàn)閍1,a2,a3成等差數(shù)列,所以2a2=a1+a3,得p=,故a2=2,a3=3,
所以Sn=anan+1.
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn
12、-1=anan+1-an-1an,
因?yàn)閍n≠0,所以an+1-an-1=2.
故數(shù)列{an}的所有奇數(shù)項(xiàng)組成以1為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,
其通項(xiàng)公式an=1+×2=n,
同理,數(shù)列{an}的所有偶數(shù)項(xiàng)組成以2為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,
其通項(xiàng)公式是an=2+×2=n,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=n.
②由①知,an=n,在n與n+1間插入n個(gè)正數(shù),組成公比為qn的等比數(shù)列,故有n+1=nq,
即qn=,
所以(qn)(n+1)(n+a)≤e,即n+a≤e,兩邊取對數(shù)得(n+a)ln≤1,
分離參數(shù)得a≤-n恒成立 .
令=x,x∈(1,2],則a≤-,x∈
13、(1,2],
令f(x)=-,x∈(1,2],
則f′(x)=,
下證ln x≤,x∈(1,2],
令g(x)=x--2ln x,x∈[1,+∞), 則g′(x)=>0,所以g(x)>g(1)=0,
即2ln x
14、
(1)若an=4n,且數(shù)列{bn},{cn}均是公比不為1的等比數(shù)列,求證:數(shù)列{an}為可拆分?jǐn)?shù)列;
(2)若an=5n,且數(shù)列{bn},{cn}均是公差不為0的等差數(shù)列,求所有滿足條件的數(shù)列{bn},{cn}的通項(xiàng)公式;
(3)若數(shù)列{an},{bn},{cn}均是公比不為1的等比數(shù)列,且a1≥3,求證:數(shù)列{an}為可拆分?jǐn)?shù)列.
解:(1)證明:由an=4n=4·4n-1=3·4n-1+4n-1,令bn=3·4n-1,cn=4n-1.
則{bn}是以3為首項(xiàng),4為公比的等比數(shù)列,{cn}是以1為首項(xiàng),4為公比的等比數(shù)列,
故Sn=4n-1,Tn=.
所以對任意的n∈N*,
15、都有an=bn+cn,且Sn>Tn.
所以數(shù)列{an}為可拆分?jǐn)?shù)列.
(2)設(shè)數(shù)列{bn},{cn}的公差分別為d1,d2.
由an=5n,得
b1+(n-1)d1+c1+(n-1)d2=(d1+d2)n+b1+c1-d1-d2=5n對任意的n∈N*都成立.
所以即 ①
由Sn>Tn,得nb1+d1>nc1+d2,則n2+n>0.
由n≥1,得n+>0對任意的n∈N*成立.
則-≥0且+>0即d1≥d2且b1>c1.?、?
由數(shù)列{bn},{cn}各項(xiàng)均為正整數(shù),則b1,c1,d1,d2均為正整數(shù),
當(dāng)d1=d2時(shí),由d1+d2=5,得d1=d2=?N*,不符合題意,所以
16、d1>d2.?、?
聯(lián)立①②③,可得或
或或
所以或或
或
(3)證明:設(shè)an=a1qn-1,a1∈N*,q>0,q≠1,則q≥2.
當(dāng)q為無理數(shù)時(shí),a2=a1q為無理數(shù),與an∈N*矛盾.
故q為有理數(shù),設(shè)q=(a,b為正整數(shù),且a,b互質(zhì)).
此時(shí)an=a1·.
則對任意的n∈N*,an-1均為a1的約數(shù),則an-1=1,即a=1,
故q==b∈N*,所以q∈N*,q≥2.
所以an=a1qn-1=(a1-1)qn-1+qn-1,
令bn=(a1-1)·qn-1,cn=qn-1.
則{bn},{cn}各項(xiàng)均為正整數(shù).因?yàn)閍1≥3,
所以a1-1≥2>1,則Sn>Tn,
所以數(shù)列{an}為可拆分?jǐn)?shù)列.
9