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1、△+△2019年數(shù)學高考教學資料△+△
專題三 高考中的數(shù)列問題
1. 公比不為1的等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且-3a1,-a2,a3成等差數(shù)列,若a1=1,則S4等于 ( )
A.-20 B.0 C.7 D.40
答案 A
解析 記等比數(shù)列{an}的公比為q,其中q≠1,
依題意有-2a2=-3a1+a3,-2a1q=-3a1+a1q2≠0.
即q2+2q-3=0,(q+3)(q-1)=0,
又q≠1,因此有q=-3,S4==-20,選A.
2. 等比數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),且a5a6+a4a7=18,則
2、log3a1+log3a2+…+log3a10等于
( )
A.12 B.10 C.8 D.2+log35
答案 B
解析 等比數(shù)列{an}中,a5a6=a4a7,
又因為a5a6+a4a7=18,∴a5a6=9,
log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1a2…a10)
=log3(a5a6)5=5log3(a5a6)=5log39=10.
3. 若正項數(shù)列{an}滿足lg an+1=1+lg an,且a2 001+a2 002+a2 003+…+a2 010=2 013,則a2 011+a2 012+a2 013+…+a2 02
3、0的值為 ( )
A.2 0131010 B.2 0131011
C.2 0141010 D.2 0141011
答案 A
解析 由條件知lg an+1-lg an=lg =1,即=10,所以{an}為公比是10的等比數(shù)列.因為(a2 001+…+a2 010)q10=a2 011+…+a2 020,所以a2 011+…+a2 020=2 0131010,選A.
4. 已知數(shù)列{an}滿足an=1+2+22+…+2n-1,則{an}的前n項和Sn=________.
答案 2n+1-2-n
解析 ∵an=1+2+22+…+2n-1==2n-
4、1,
∴Sn=(21+22+…+2n)-n
=-n=2n+1-2-n.
5. 把一數(shù)列依次按第一個括號內(nèi)一個數(shù),第二個括號內(nèi)兩個數(shù),第三個括號內(nèi)三個數(shù),第四個括號內(nèi)一個數(shù),…循環(huán)分為(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,則第50個括號內(nèi)各數(shù)之和為________.
答案 392
解析 將三個括號作為一組,則由50=163+2,知第50個括號應為第17組的第二個括號,即第50個括號中應是兩個數(shù).又因為每組中含有6個數(shù),所以第48個括號的最末一個數(shù)為數(shù)列{2n-1}的第166=96項,第50個括號的第一個數(shù)應為數(shù)列{2n-1}
5、的第98項,即為298-1=195,第二個數(shù)為299-1=197,故第50個括號內(nèi)各數(shù)之和為195+197=392.故填392.
題型一 等差、等比數(shù)列的綜合問題
例1 在等差數(shù)列{an}中,a10=30,a20=50.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)令bn=2an-10,證明:數(shù)列{bn}為等比數(shù)列;
(3)求數(shù)列{nbn}的前n項和Tn.
思維啟迪 (1)設出數(shù)列{an}的通項公式,結(jié)合已知條件列方程組即可求解;
(2)由(1)寫出bn的表達式,利用定義法證明;
(3)寫出Tn的表達式,考慮用錯位相減法求解.
(1)解 由an=a1+(n-1)d,a10=3
6、0,a20=50,
得方程組,
解得.
所以an=12+(n-1)2=2n+10.
(2)證明 由(1),得bn=2an-10=22n+10-10=22n=4n,
所以==4.
所以{bn}是首項為4,公比為4的等比數(shù)列.
(3)解 由nbn=n4n,得
Tn=14+242+…+n4n, ①
4Tn=142+…+(n-1)4n+n4n+1, ②
①-②,得-3Tn=4+42+…+4n-n4n+1
=-n4n+1.
所以Tn=.
思維升華 (1)正確區(qū)分等差數(shù)列和等比數(shù)列,其中公比等于1的等比數(shù)列也是等差數(shù)列.
(2)等差數(shù)列和
7、等比數(shù)列可以相互轉(zhuǎn)化,若數(shù)列{bn}是一個公差為d的等差數(shù)列,則{abn}(a>0,a≠1)就是一個等比數(shù)列,其公比q=ad;反之,若數(shù)列{bn}是一個公比為q(q>0)的正項等比數(shù)列,則{logabn}(a>0,a≠1)就是一個等差數(shù)列,其公差d=logaq.
數(shù)列{an}的前n項和為Sn,若a1=2且Sn=Sn-1+2n(n≥2,n∈N*).
(1)求Sn;
(2)是否存在等比數(shù)列{bn}滿足b1=a1,b2=a3,b3=a9?若存在,求出數(shù)列{bn}的通項公式;若不存在,說明理由.
解 (1)因為Sn=Sn-1+2n,
所以有Sn-Sn-1=2n對n≥2,n∈N*成立.
即
8、an=2n對n≥2,n∈N*成立,
又a1=S1=21,所以an=2n對n∈N*成立.
所以an+1-an=2對n∈N*成立,
所以{an}是等差數(shù)列,
所以有Sn=n=n2+n,n∈N*.
(2)存在.
由(1)知,an=2n對n∈N*成立,
所以有a3=6,a9=18,又a1=2,
所以有b1=2,b2=6,b3=18,則==3,
所以存在以b1=2為首項,以3為公比的等比數(shù)列{bn},
其通項公式為bn=23n-1.
題型二 數(shù)列與函數(shù)、不等式的綜合問題
例2 已知等差數(shù)列{an}中,a2=6,a3+a6=27.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)記數(shù)列
9、{an}的前n項和為Sn,且Tn=,若對于一切正整數(shù)n,總有Tn≤m成立,求實數(shù)m的取值范圍.
思維啟迪 (1)利用已知條件求出an的公差與首項,可得an;
(2)求出Sn后,利用Tn的單調(diào)性求Tn的最大值,可解得m的取值范圍.
解 (1)設公差為d,由題意得:
解得,∴an=3n.
(2)∵Sn=3(1+2+3+…+n)=n(n+1),
∴Tn=,
∴Tn+1-Tn=-=,
∴當n≥3時,Tn>Tn+1,且T1=1
10、題
①以數(shù)列為背景的不等式恒成立問題,多與數(shù)列求和相聯(lián)系,最后利用函數(shù)的單調(diào)性求解.
②以數(shù)列為背景的不等式證明問題,多與數(shù)列求和有關(guān),有時利用放縮法證明.
(2013江西)正項數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足:S-(n2+n-1)Sn-(n2+n)=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式an;
(2)令bn=,數(shù)列{bn}的前n項和為Tn,證明:對于任意的n∈N*,都有Tn<.
(1)解 由S-(n2+n-1)Sn-(n2+n)=0,
得[Sn-(n2+n)](Sn+1)=0,
由于{an}是正項數(shù)列,所以Sn+1>0.
所以Sn=n2+n.
n≥2時,an=Sn-Sn-1
11、=2n,
n=1時,a1=S1=2適合上式.∴an=2n.
(2)證明 由an=2n得bn==
=.
Tn=
=<=.
題型三 數(shù)列的實際應用問題
例3 某市2013年新建住房400萬平方米,其中有250萬平方米是中低價房,預計在今后的若干年內(nèi),該市每年新建住房面積平均比上一年增長8%.另外,每年新建住房中,中低價房的面積均比上一年增加50萬平方米.那么,到哪一年底:
(1)該市歷年所建中低價房的累計面積(以2013年為累計的第一年)將首次不少于4 750萬平方米?
(2)當年建造的中低價房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%?(參考數(shù)據(jù):1.084≈1.36,1
12、.085≈1.47,1.086≈1.59)
思維啟迪 關(guān)鍵信息:①每年新建住房面積平均比上一年增長8%,說明新建住房面積構(gòu)成等比數(shù)列模型;②中低價房的面積均比上一年增加50萬平方米,說明中低價房的面積構(gòu)成等差數(shù)列模型.
解 (1)設中低價房面積形成數(shù)列{an},由題意可知{an}是等差數(shù)列,其中a1=250,d=50,
則Sn=250n+50=25n2+225n,
令25n2+225n≥4 750,
即n2+9n-190≥0,而n是正整數(shù),∴n≥10.
∴到2022年底,該市歷年所建中低價房的累計面積將首次不少于4 750萬平方米.
(2)設新建住房面積形成數(shù)列{bn},由題意可
13、知{bn}是等比數(shù)列,其中b1=400,q=1.08,則bn=400(1.08)n-1.
由題意可知an>0.85bn,
有250+(n-1)50>400(1.08)n-10.85.
當n=5時,a5<0.85b5,當n=6時,a6>0.85b6,
∴滿足上述不等式的最小正整數(shù)n為6.
∴到2018年底,當年建造的中低價房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%.
思維升華 解決此類問題的關(guān)鍵是如何把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,通過反復讀題,列出有關(guān)信息,轉(zhuǎn)化為數(shù)列的有關(guān)問題,這恰好是數(shù)學實際應用的具體體現(xiàn).
(1)今年“十一”期間,北京十家重點公園將舉行免費游園活動,北海公園
14、免費開放一天,早晨6時30分有2人進入公園,接下來的第一個30分鐘內(nèi)有4人進去1人出來,第二個30分鐘內(nèi)有8人進去2人出來,第三個30分鐘內(nèi)有16人進去3人出來,第四個30分鐘內(nèi)有32人進去4人出來……按照這種規(guī)律進行下去,到上午11時30分公園內(nèi)的人數(shù)是 ( )
A.211-47 B.212-57
C.213-68 D.214-80
答案 B
解析 由題意,可知從早晨6時30分開始,接下來的每個30分鐘內(nèi)進入的人數(shù)構(gòu)成以4為首項,2為公比的等比數(shù)列,出來的人數(shù)構(gòu)成以1為首項,1為公差的等差數(shù)列,記第n個30分鐘內(nèi)進入公園的人數(shù)為an,
15、第n個30分鐘內(nèi)出來的人數(shù)為bn,則an=4
2n-1,bn=n,則上午11時30分公園內(nèi)的人數(shù)為S=2+-=212-57.
(2)某企業(yè)在第1年初購買一臺價值為120萬元的設備M,M的價值在使用過程中逐年減少.從第2年到第6年,每年初M的價值比上年初減少10萬元;從第7年開始,每年初M的價值為上年初的75%.則第n年初M的價值an=________.
答案 an=
(時間:80分鐘)
1. 已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且滿足:an+2SnSn-1=0(n≥2,n∈N),a1=,判斷與{an}是否為等差數(shù)列,并說明你的理由.
解 因為an=Sn-Sn-1(n≥2),
又
16、因為an+2SnSn-1=0,
所以Sn-Sn-1+2SnSn-1=0(n≥2),
所以-=2(n≥2),
又因為S1=a1=,
所以是以2為首項,2為公差的等差數(shù)列.
所以=2+(n-1)2=2n,故Sn=.
所以當n≥2時,an=Sn-Sn-1=-=,
所以an+1=,
而an+1-an=-
==.
所以當n≥2時,an+1-an的值不是一個與n無關(guān)的常數(shù),故數(shù)列{an}不是一個等差數(shù)列.
綜上,可知是等差數(shù)列,{an}不是等差數(shù)列.
2. 設數(shù)列{an}滿足a1=0且-=1.
(1)求{an}的通項公式;
(2)設bn=,記Sn=k,證明:Sn<1.
(1)
17、解 由題設-=1,
即是公差為1的等差數(shù)列,又=1,
故=n.所以an=1-.
(2)證明 由(1)得bn==
=-,Sn=k=
=1-<1.
3. 已知公差不為0的等差數(shù)列{an}的首項a1為a(a∈R),且,,成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)對n∈N*,試比較+++…+與的大小.
解 (1)設等差數(shù)列{an}的公差為d,
由題意可知()2=,
即(a1+d)2=a1(a1+3d),從而a1d=d2.
因為d≠0,所以d=a1=a.
故通項公式an=na.
(2)記Tn=++…+,因為a2n=2na,
所以Tn=(++…+)
==[1-(
18、)n].
從而,當a>0時,Tn<;當a<0時,Tn>.
4. 設數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=10,an+1=9Sn+10.
(1)求證:{lg an}是等差數(shù)列;
(2)設Tn是數(shù)列{}的前n項和,求Tn;
(3)求使Tn>(m2-5m)對所有的n∈N*恒成立的整數(shù)m的取值集合.
(1)證明 依題意,得a2=9a1+10=100,故=10.
當n≥2時,an+1=9Sn+10,an=9Sn-1+10,
兩式相減得an+1-an=9an,
即an+1=10an,=10,
故{an}為等比數(shù)列,且an=a1qn-1=10n(n∈N*),
∴l(xiāng)g an=n.∴l(xiāng)g a
19、n+1-lg an=(n+1)-n=1,
即{lg an}是等差數(shù)列.
(2)解 由(1)知,Tn=3[++…+]
=3(1-+-+…+-)=.
(3)解 ∵Tn=3-,∴當n=1時,Tn取最小值.
依題意有>(m2-5m),解得-1m≥2,m,k∈N*),使得b1、bm、bk成等比數(shù)列?若存在,求出所有符合條件的m、k的值;若不存在,請說明理由.
解 (1)設等
20、差數(shù)列{an}的公差為d,則Sn=na1+d.
由已知,得
即,
解得所以an=a1+(n-1)d=n(n∈N*).
(2)假設存在m、k(k>m≥2,m,k∈N*),
使得b1、bm、bk成等比數(shù)列,則b=b1bk,
因為bn==,
所以b1=,bm=,bk=,
所以()2=.
整理,得k=.
以下給出求m、k的方法:
因為k>0,所以-m2+2m+1>0,
解得1-
21、2Sn+1+1(n∈N*);數(shù)列{bn}中,b1=a1,bn+1=4bn+6(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an},{bn}的通項公式;
(2)設cn=bn+2+(-1)n-1λ2an(λ為非零整數(shù),n∈N*),試確定λ的值,使得對任意n∈N*,都有cn+1>cn成立.
解 (1)由已知,得Sn+2-Sn+1-(Sn+1-Sn)=1,
所以an+2-an+1=1(n≥1).
又a2-a1=1,
所以數(shù)列{an}是以a1=2為首項,1為公差的等差數(shù)列.
所以an=n+1.
又bn+1+2=4(bn+2),
所以{bn+2}是以4為公比,4為首項的等比數(shù)列.
所以bn=4n-2.
22、
(2)因為an=n+1,bn=4n-2,
所以cn=4n+(-1)n-1λ2n+1.要使cn+1>cn成立,
需cn+1-cn=4n+1-4n+(-1)nλ2n+2-(-1)n-1λ2n+1>0恒成立,
所以34n-3λ(-1)n-12n+1>0恒成立.
所以(-1)n-1λ<2n-1恒成立.
①當n為奇數(shù)時,即λ<2n-1恒成立,
當且僅當n=1時,2n-1有最小值1,所以λ<1;
②當n為偶數(shù)時,即λ>-2n-1恒成立,
當且僅當n=2時,-2n-1有最大值-2.
所以λ>-2,即-2<λ<1.又λ為非零整數(shù),則λ=-1.
綜上所述,存在λ=-1,使得對任意n∈N*,都有cn+1>cn成立.
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