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- 【新步步高】(浙江专用)2016高考数学二轮专题突破 专题三 数列与不等式 第1讲 等差数列与等比数列 理.doc--点击预览
- 【新步步高】(浙江专用)2016高考数学二轮专题突破 专题三 数列与不等式 第2讲 数列的求和问题 理.doc--点击预览
- 【新步步高】(浙江专用)2016高考数学二轮专题突破 专题三 数列与不等式 第3讲 数列的综合问题 理.doc--点击预览
- 【新步步高】(浙江专用)2016高考数学二轮专题突破 专题三 数列与不等式 第4讲 不等式与线性规划 理.doc--点击预览
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1第 1 讲 等差数列与等比数列1.(2015·课标全国Ⅰ)已知{ an}是公差为 1 的等差数列, Sn为{ an}的前 n 项和,若S8=4 S4,则 a10等于( )A. B. C.10 D.12172 1922.(2015·浙江)已知{ an}是等差数列,公差 d 不为零.若 a2, a3, a7成等比数列,且2a1+ a2=1,则 a1=________, d=________.3.(2014·广东)若等比数列{ an}的各项均为正数,且 a10a11+ a9a12=2e 5,则 ln a1+ln a2+…+ln a20=______.4.(2013·江西)某住宅小区计划植树不少于 100 棵,若第一天植 2 棵,以后每天植树的棵数是前一天的 2 倍,则需要的最少天数 n(n∈N *)等于________.1.等差、等比数列基本量和性质的考查是高考热点,经常以小题形式出现.2.数列求和及数列与函数、不等式的综合问题是高考考查的重点,考查分析问题、解决问题的综合能力.热点一 等差数列、等比数列的运算(1)通项公式等差数列: an= a1+( n-1) d;等比数列: an= a1·qn-1 .(2)求和公式等差数列: Sn= = na1+ d;n a1+ an2 n n- 12等比数列: Sn= = (q≠1).a1 1- qn1- q a1- anq1- q(3)性质若 m+ n= p+ q,在等差数列中 am+ an= ap+ aq;2在等比数列中 am·an= ap·aq.例 1 (1)设等差数列{ an}的前 n 项和为 Sn.若 a1=-11, a4+ a6=-6,则当 Sn取最小值时,n=________.(2)已知等比数列{ an}公比为 q,其前 n 项和为 Sn,若 S3, S9, S6成等差数列,则 q3等于( )A.- B.112C.- 或 1 D.-1 或12 12思维升华 在进行等差(比)数列项与和的运算时,若条件和结论间的联系不明显,则均可化成关于 a1和 d(q)的方程组求解,但要注意消元法及整体计算,以减少计算量.跟踪演练 1 (1)(2015·安徽)已知数列{ an}是递增的等比数列, a1+ a4=9, a2a3=8,则数列{ an}的前 n 项和等于________.(2)已知数列{ an}是各项均为正数的等比数列, a1+ a2=1, a3+ a4=2,则 log2=________.a2 011+ a2 012+ a2 013+ a2 0143热点二 等差数列、等比数列的判定与证明数列{ an}是等差数列或等比数列的证明方法(1)证明数列{ an}是等差数列的两种基本方法:①利用定义,证明 an+1 - an(n∈N *)为一常数;②利用中项性质,即证明 2an= an-1 + an+1 (n≥2).(2)证明{ an}是等比数列的两种基本方法:①利用定义,证明 (n∈N *)为一常数;an+ 1an②利用等比中项,即证明 a = an-1 an+1 (n≥2).2n例 2 (2014·大纲全国)数列{ an}满足 a1=1, a2=2, an+2 =2 an+1 - an+2.(1)设 bn= an+1 - an,证明:{ bn}是等差数列;(2)求{ an}的通项公式.3思维升华 (1)判断一个数列是等差(比)数列,也可以利用通项公式及前 n 项和公式,但不能作为证明方法.(2) = q 和 a = an-1 an+1 (n≥2)都是数列{ an}为等比数列的必要不充分条件,判断时还an+ 1an 2n要看各项是否为零.跟踪演练 2 (1)已知数列{ an}的首项 a1=1,且满足 an+1 = ,则 an=________.an4an+ 1(2)已知数列{ an}中, a1=1, an+1 =2 an+3,则 an=________.热点三 等差数列、等比数列的综合问题解决等差数列、等比数列的综合问题,要从两个数列的特征入手,理清它们的关系;数列与不等式、函数、方程的交汇问题,可以结合数列的单调性、最值求解.例 3 已知等差数列{ an}的公差为-1,且 a2+ a7+ a12=-6.(1)求数列{ an}的通项公式 an与前 n 项和 Sn;(2)将数列{ an}的前 4 项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{ bn}的前 3 项,记{ bn}的前 n 项和为 Tn,若存在 m∈N *,使对任意 n∈N *,总有 Sn0, a3+ a100, a6a70 的最大自然数 n 的值为( )A.6 B.7C.12 D.132.已知各项不为 0 的等差数列{ an}满足 a4-2 a +3 a8=0,数列{ bn}是等比数列,且27b7= a7,则 b2b12等于( )A.1 B.2C.4 D.83.已知各项都为正数的等比数列{ an}满足 a7= a6+2 a5,存在两项 am, an使得=4 a1,则 + 的最小值为( )am·an1m 4mA. B.32 53C. D.256 434.已知等比数列{ an}中, a4+ a6=10,则 a1a7+2 a3a7+ a3a9=________.提醒:完成作业 专题三 第 1 讲6二轮专题强化练专题三第 1讲 等 差 数 列 与 等 比 数 列A 组 专题通关1.已知等差数列{ an}中, a5=10,则 a2+ a4+ a5+ a9的值等于( )A.52 B.40C.26 D.202.已知等差数列{ an}中, a7+ a9=16, S11= ,则 a12的值是( )992A.15 B.30C.31 D.643.(2015·浙江)已知{ an}是等差数列,公差 d 不为零,前 n 项和是 Sn,若 a3, a4, a8成等比数列,则( )A. a1d>0, dS4>0 B. a1d<0, dS4<0C. a1d>0, dS4<0 D. a1d<0, dS4>04.设 Sn为等差数列{ an}的前 n 项和,( n+1) Sn6.即实数 λ 的取值范围为(6,+∞).跟踪演练 3 解 (1)设等比数列{ an}的公比为 q,因为 S3+ a3, S5+ a5, S4+ a4成等差数列,所以 S5+ a5- S3- a3= S4+ a4- S5- a5,即 4a5= a3,于是 q2= = .a5a3 14又{ an}不是递减数列且 a1= ,32所以 q=- .12故等比数列{ an}的通项公式为an= × n-1 =(-1) n-1 · .32 (- 12) 32n(2)由(1)得 Sn=1- n=Error!(- 12)当 n 为奇数时, Sn随 n 的增大而减小,所以 1Sn- ≥ S2-1Sn 1S2= - =- .34 43 712综上,对于 n∈N *,总有- ≤ Sn- ≤ .712 1Sn 5613所以数列{ Tn}最大项的值为 ,最小项的值为- .56 712高考押题精练1.C [∵ a10, a6a70, a70, a1+ a13=2 a70, S130 的最大自然数 n 的值为 12.]2.C [设等差数列{ an}的公差为 d,因为 a4-2 a +3 a8=0,所以 a7-3 d-2 a +3( a7+ d)27 27=0,即 a =2 a7,解得 a7=0(舍去)或 a7=2,所以 b7= a7=2.因为数列{ bn}是等比数列,27所以 b2b12= b =4.]273.A [由 a7= a6+2 a5,得 a1q6= a1q5+2 a1q4,整理有 q2- q-2=0,解得 q=2 或q=-1(与条件中等比数列的各项都为正数矛盾,舍去),又由 =4 a1,得 aman=16 aam·an,即 a 2m+ n-2=16 a ,即有 m+ n-2=4,亦即 m+ n=6,那么 + = (m+ n)( + )21 21 211m 4n 16 1m 4n= ( + +5)≥ (2 +5)= ,164mn nm 16 4mn·nm 32当且仅当 = , m+ n=6,4mn nm即 n=2 m=4 时取得最小值 .]324.100解析 因为 a1a7= a , a3a9= a , a3a7= a4a6,24 26所以 a1a7+2 a3a7+ a3a9=( a4+ a6)2=10 2=100.14二轮专题强化练答案精析专题三 数列与不等式第 1 讲 等差数列与等比数列1.B [因为 a2+ a4=2 a3, a5+ a9=2 a7,所以 a2+ a4+ a5+ a9=2( a3+ a7)=4 a5,而 a5=10,所以 a2+ a4+ a5+ a9=4×10=40.故选 B.]2.A [因为 a8是 a7, a9的等差中项,所以 2a8= a7+ a9=16⇒ a8=8,再由等差数列前 n 项和的计算公式可得 S11= = =11 a6,又因为 S11= ,所以 a6= ,则11 a1+ a112 11·2a62 992 92d= = ,所以 a12= a8+4 d=15,故选 A.]a8- a62 743.B [∵ a3, a4, a8成等比数列,∴( a1+3 d)2=( a1+2 d)(a1+7 d),整理得 a1=- d,53∴ a1d=- d2<0,53又 S4=4 a1+ d=- ,4×32 2d3∴ dS4=- <0,故选 B.]2d234.D [由( n+1) Sn0, a70,上式不成立;当 n 为奇数时,(-2) n=-2 n≤-2 012,即 2n≥2 012,得 n≥11.18综上,存在符合条件的正整数 n,且所有这样的 n 的集合为{ n|n=2 k+1, k∈N, k≥5}.1第 2讲 数列的求和问题1.(2015·福建)在等差数列{ an}中, a2=4, a4+ a7=15.(1)求数列{ an}的通项公式;(2)设 bn=2 an-2+ n,求 b1+ b2+ b3+…+ b10的值.2.(2014·课标全国Ⅰ)已知{ an}是递增的等差数列, a2, a4是方程 x2-5 x+6=0 的根.(1)求{ an}的通项公式;(2)求数列{ }的前 n项和.an2n高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求一般数列的和,体现转化与化归的思想.热点一 分组转化求和有些数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将数列通项拆开或变形,可转化为几个2等差、等比数列或常见的数列,即先分别求和,然后再合并.例 1 等比数列{ an}中, a1, a2, a3分别是下表第一、二、三行中的某一个数,且a1, a2, a3中的任何两个数不在下表的同一列.第一列 第二列 第三列第一行 3 2 10第二行 6 4 14第三行 9 8 18(1)求数列{ an}的通项公式;(2)若数列{ bn}满足: bn= an+(-1) nln an,求数列{ bn}的前 n项和 Sn.思维升华 在处理一般数列求和时,一定要注意使用转化思想.把一般的数列求和转化为等差数列或等比数列进行求和,在求和时要分析清楚哪些项构成等差数列,哪些项构成等比数列,清晰正确地求解.在利用分组求和法求和时,由于数列的各项是正负交替的,所以一般需要对项数 n进行讨论,最后再验证是否可以合并为一个公式.跟踪演练 1 在等差数列{ an}中, a3+ a4+ a5=84, a9=73.(1)求数列{ an}的通项公式;(2)对任意 m∈N *,将数列{ an}中落入区间(9 m,92m)内的项的个数记为 bm,求数列{ bm}的前 m项和 Sm.3热点二 错位相减法求和错位相减法是在推导等比数列的前 n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{an·bn}的前 n项和,其中{ an},{ bn}分别是等差数列和等比数列.例 2 (2015·衡阳联考)已知数列{ an}的前 n项和为 Sn,且有a1=2,3 Sn=5 an- an-1 +3 Sn-1 (n≥2).(1)求数列{ an}的通项公式;(2)若 bn=(2 n-1) an,求数列{ bn}的前 n项和 Tn.思维升华 (1)错位相减法适用于求数列{ an·bn}的前 n项和,其中{ an}为等差数列,{ bn}为等比数列;(2)所谓“错位” ,就是要找“同类项”相减.要注意的是相减后得到部分,求等比数列的和,此时一定要查清其项数.(3)为保证结果正确,可对得到的和取 n=1,2进行验证.跟踪演练 2 设数列{ an}的前 n项和为 Sn,已知 a1=1, Sn+1 =2 Sn+ n+1( n∈N *),(1)求数列{ an}的通项公式;(2)若 bn= ,求数列{ bn}的前 n项和 Tn.nan+ 1- an4热点三 裂项相消法求和裂项相消法是指把数列和式中的各项分别裂开后,某些项可以相互抵消从而求和的方法,主要适用于{ }或{ }(其中{ an}为等差数列)等形式的数列求和.1anan+ 1 1anan+ 2例 3 (2015·广东韶关高三联考)已知在数列{ an}中, a1=1,当 n≥2 时,其前 n项和 Sn满足 S = an(Sn- ).2n12(1)求 Sn的表达式;(2)设 bn= ,数列{ bn}的前 n项和为 Tn,证明 Tn0),且 4a3是 a1与2a2的等差中项.(1)求{ an}的通项公式;(2)设 bn= ,求数列{ bn}的前 n项和 Tn.2n+ 1an提醒:完成作业 专题三 第 2讲6二轮专题强化练专题三第 2讲 数列的求和问题A组 专题通关1.已知数列 1 ,3 ,5 ,7 ,…,则其前 n项和 Sn为( )12 14 18 116A. n2+1- B. n2+2-12n 12nC. n2+1- D. n2+2-12n- 1 12n- 12.已知在数列{ an}中, a1=-60, an+1 = an+3,则| a1|+| a2|+| a3|+…+| a30|等于( )A.445 B.765C.1 080 D.3 1053.在等差数列{ an}中, a1=-2 012,其前 n项和为 Sn,若 - =2 002,则 S2 014S2 0122 012 S1010的值等于( )A.2 011 B.-2 012C.2 014 D.-2 0134.已知数列{ an}满足 a1=1, a2=3, an+1 an-1 = an(n≥2),则数列{ an}的前 40项和 S40等于( )A.20 B.40C.60 D.805.(2015·绍兴模拟) + + +…+ 的值为( )122- 1 132- 1 142- 1 1 n+ 1 2- 1A. B. -n+ 12 n+ 2 34 n+ 12 n+ 2C. - ( + ) D. - +34 12 1n+ 1 1n+ 2 32 1n+ 1 1n+ 26.设 f(x)= ,若 S= f( )+ f( )+…+ f( ),则 S=________.4x4x+ 2 12 015 22 015 2 0142 01577.(2015·浙江名校联考)在数列{ an}中, a1=1, an+2 +(-1) nan=1,记 Sn是数列{ an}的前 n项和,则 S60=________.8.设 Sn为数列{ an}的前 n项和,若 (n∈N *)是非零常数,则称该数列为“和等比数列” ;S2nSn若数列{ cn}是首项为 2,公差为 d(d≠0)的等差数列,且数列{ cn}是“和等比数列” ,则d=________.9.(2014·北京)已知{ an}是等差数列,满足 a1=3, a4=12,数列{ bn}满足b1=4, b4=20,且{ bn- an}为等比数列.(1)求数列{ an}和{ bn}的通项公式;(2)求数列{ bn}的前 n项和.10.(2015·山东)设数列{ an}的前 n项和为 Sn.已知 2Sn=3 n+3.(1)求数列{ an}的通项公式;(2)若数列{ bn}满足 anbn=log 3an,求{ bn}的前 n项和 Tn.8B组 能力提高11.数列{ an}满足 a1=2, an= ,其前 n项积为 Tn,则 T2 016等于( )an+ 1- 1an+ 1+ 1A. B.-16 16C.1 D.-112.已知数列{ an}满足 an+1 = + ,且 a1= ,则该数列的前 2 016项的和等于( )12 an- a2n 12A.1 509 B.3 018C.1 512 D.2 01613.已知 lg x+lg y=1,且 Sn=lg xn+lg( xn-1 y)+lg( xn-2 y2)+…+lg yn,则Sn=________.14.(2015·湖南)设数列{ an}的前 n项和为 Sn,已知 a1=1, a2=2,且an+2 =3 Sn- Sn+1 +3, n∈N *.(1)证明: an+2 =3 an;(2)求 Sn.9学生用书答案精析第 2讲 数列的求和问题高考真题体验1.解 (1)设等差数列{ an}的公差为 d,由已知得Error!解得Error!所以 an= a1+( n-1) d= n+2.(2)由(1)可得 bn=2 n+ n,所以 b1+ b2+ b3+…+ b10=(2+1)+(2 2+2)+(2 3+3)+…+(2 10+10)=(2+2 2+2 3+…+2 10)+(1+2+3+…+10)= +2 1- 2101- 2 1+ 10 ×102=(2 11-2)+55=2 11+53=2 101.2.解 (1)方程 x2-5 x+6=0 的两根为 2,3,由题意得 a2=2, a4=3.设数列{ an}的公差为 d,则 a4- a2=2 d,故 d= ,从而 a1= .12 32所以{ an}的通项公式为 an= n+1.12(2)设{ }的前 n项和为 Sn.an2n由(1)知 = ,则an2n n+ 22n+ 1Sn= + +…+ + ,322 423 n+ 12n n+ 22n+ 1Sn= + +…+ + .12 323 424 n+ 12n+ 1 n+ 22n+ 2两式相减得Sn= +( +…+ )-12 34 123 12n+ 1 n+ 22n+ 2= + (1- )- .34 14 12n- 1 n+ 22n+ 210所以 Sn=2- .n+ 42n+ 1热点分类突破例 1 解 (1)当 a1=3 时,不合题意;当 a1=2 时,当且仅当 a2=6, a3=18 时,符合题意;当 a1=10 时,不合题意.因此 a1=2, a2=6, a3=18,所以公比 q=3.故 an=2·3 n-1 (n∈N *).(2)因为 bn= an+(-1) nln an=2·3 n-1 +(-1) nln(2·3n-1 )=2·3 n-1 +(-1) n[ln 2+( n-1)ln 3]=2·3 n-1 +(-1) n(ln 2-ln 3)+(-1) nnln 3,所以 Sn=2(1+3+…+3 n-1 )+[-1+1-1+…+(-1) n]·(ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1) nn]ln 3.当 n为偶数时,Sn=2× + ln 31- 3n1- 3 n2=3 n+ ln 3-1;n2当 n为奇数时,Sn=2× -(ln 2-ln 3)+ ln 31- 3n1- 3 (n- 12- n)=3 n- ln 3-ln 2-1.n- 12综上所述, Sn=Error!跟踪演练 1 解 (1)因为{ an}是一个等差数列,所以 a3+ a4+ a5=3 a4=84,所以 a4=28.设数列{ an}的公差为 d,则 5d= a9- a4=73-28=45,故 d=9.由 a4= a1+3 d得 28= a1+3×9,即 a1=1,所以 an= a1+( n-1) d=1+9( n-1)=9 n-8( n∈N *).(2)对 m∈N *,若 9man92m,11则 9m+89 n92m+8,因此 9m-1 +1≤ n≤9 2m-1 ,故得 bm=9 2m-1 -9 m-1 .于是 Sm= b1+ b2+ b3+…+ bm=(9+9 3+…+9 2m-1 )-(1+9+…+9 m-1 )= -9× 1- 81m1- 81 1- 9m1- 9= .92m+ 1- 10×9m+ 180例 2 解 (1)3 Sn-3 Sn-1=5 an- an-1 (n≥2),∴2 an= an-1 , = ,anan- 1 12又∵ a1=2,∴{ an}是以 2为首项,公比为 的等比数列,12∴ an=2×( )n-1 =( )n-2 =2 2- n.12 12(2)bn=(2 n-1)2 2- n,Tn=1×2 1+3×2 0+5×2 -1 +…+(2 n-1)·2 2- n,Tn=1×2 0+3×2 -1 +…+(2 n-3)·2 2- n+(2 n-1)·2 1- n,12∴ Tn=2+2(2 0+2 -1 +…+2 2- n)-(2 n-1)·2 1- n12=2+ -(2 n-1)2 1- n2[1- 2- 1 n- 1]1- 2- 1=6-(2 n+3)×2 1- n,∴ Tn=12-(2 n+3)×2 2- n.跟踪演练 2 解 (1)∵ Sn+1 =2 Sn+ n+1,当 n≥2 时, Sn=2 Sn-1 + n,∴ an+1 =2 an+1,∴ an+1 +1=2( an+1),即 =2( n≥2),①an+ 1+ 1an+ 1又 S2=2 S1+2, a1= S1=1,∴ a2=3,∴ =2,a2+ 1a1+ 112∴当 n=1 时,①式也成立,∴ an+1=2 n,即 an=2 n-1( n∈N *).(2)∵ an=2 n-1,∴ bn= = = ,n 2n+ 1- 1 - 2n- 1 n2n+ 1- 2n n2n∴ Tn= + + +…+ ,12 222 323 n2nTn= + +…+ + ,12 122 223 n- 12n n2n+ 1∴ Tn=2( + + +…+ - )12 122 123 12n n2n+ 1=2- - =2- .12n- 1 n2n n+ 22n例 3 (1)解 当 n≥2 时, an= Sn- Sn-1 代入 S = an(Sn- ),得 2SnSn-1 + Sn- Sn-1 =0,由2n12于 Sn≠0,所以 - =2,1Sn 1Sn- 1所以{ }是首项为 1,公差为 2的等差数列,1Sn从而 =1+( n-1)×2=2 n-1,1Sn所以 Sn= .12n- 1(2)证明 因为 bn= =Sn2n+ 1= ( - ),1 2n- 1 2n+ 1 12 12n- 1 12n+ 1所以 Tn= [(1- )+( - )+…+( - )]12 13 13 15 12n- 1 12n+ 1= (1- ) ,12 12n+ 1 12所以 Tn .12跟踪演练 3 (1)99 (2)2011解析 (1)因为 an=1n+ 1+ n= - ,n+ 1 n所以 Sn= a1+ a2+ a3+…+ an-1 + an=( -1)+( - )+( - )+…+( - )2 3 2 4 3 n n- 1+( - )= -1.n+ 1 n n+ 113由 -1=9,解得 n=99.n+ 1(2)∵ a1=1, an+1 - an= n+1,∴ a2- a1=2, a3- a2=3,…, an- an-1 = n,将以上 n-1 个式子相加得 an- a1=2+3+…+ n= ,即 an= , 2+ n n- 12 n n+ 12令 bn= ,1an故 bn= =2 ,2n n+ 1 [1n- 1n+ 1]故 S10= b1+ b2+…+ b10=2 = .[1-12+ 12- 13+ …+ 110- 111] 2011高考押题精练1.1解析 因为 an= = = - ,n+ 22nn n+ 1 2 n+ 1 - n2nn n+ 1 12n- 1n 12n n+ 1所以 Sn=( - )+( - )+…+[ - ]120×1 121×2 121×2 122×3 12n- 1n 12n n+ 1=1- ,12n n+ 1由于 1- 1,所以 M的最小值为 1.12n n+ 12.解 (1)当 n=1 时, S1= a(S1- a1+1),所以 a1= a,当 n≥2 时, Sn= a(Sn- an+1),①Sn-1 = a(Sn-1 - an-1 +1),②由①-②,得 an= a×an-1 ,即 = a,anan- 1故{ an}是首项 a1= a,公比等于 a的等比数列,所以 an= a×an-1 = an.故 a2= a2, a3= a3.由 4a3是 a1与 2a2的等差中项,可得 8a3= a1+2 a2,即 8a3= a+2 a2,因为 a≠0,整理得 8a2-2 a-1=0,即(2 a-1)(4 a+1)=0,14解得 a= 或 a=- (舍去),12 14故 an=( )n= .12 12n(2)由(1),得 bn= =(2 n+1)×2 n,2n+ 1an所以 Tn=3×2+5×2 2+7×2 3+…+(2 n-1)×2 n-1 +(2 n+1)×2 n,①2Tn=3×2 2+5×2 3+7×2 4+…+(2 n-1)×2 n+(2 n+1)×2 n+1 ,②由①-②,得- Tn=3×2+2(2 2+2 3+…+2 n)-(2 n+1)×2 n+1=6+2× -(2 n+1)·2 n+122- 2n+ 11- 2=-2+2 n+2 -(2 n+1)·2 n+1=-2-(2 n-1)·2 n+1 ,所以 Tn=2+(2 n-1)·2 n+1 .15二轮专题强化练答案精析第 2讲 数列的求和问题1.A [因为 an=2 n-1+ ,12n所以 Sn= +n 1+ 2n- 12 1- 12n ·121- 12= n2+1- .]12n2.B [∵ an+1 = an+3,∴ an+1 - an=3.∴{ an}是以-60 为首项,3 为公差的等差数列.∴ an=-60+3( n-1)=3 n-63.令 an≤0,得 n≤21.∴前 20项都为负值.∴| a1|+| a2|+| a3|+…+| a30|=-( a1+ a2+…+ a20)+ a21+…+ a30=-2 S20+ S30.∵ Sn= n= ×n,a1+ an2 - 123+ 3n2∴| a1|+| a2|+| a3|+…+| a30|=765.]3.C [等差数列中, Sn= na1+ d, = a1+( n-1) ,即数列{ }是首项为n n- 12 Snn d2 Snna1=-2 012,公差为 的等差数列;因为 - =2 002,所以,(2 012-10) =2 d2 S2 0122 012 S1010 d2002, =1,所以, S2 014=2 014·d2[(-2 012)+(2 014-1)×1]=2 014,选 C.]4.C [由 an+1 = (n≥2), a1=1, a2=3,可得anan- 1a3=3, a4=1, a5= , a6= , a7=1, a8=3,…,这是一个周期为 6的数列,一个周期内13 13的 6项之和为 ,又 40=6×6+4,所以 S40=6× +1+3+3+1=60.]263 2635.C [∵ = =1 n+ 1 2- 1 1n2+ 2n 1n n+ 216= ( - ),121n 1n+ 2∴ + + +…+ = (1- + - + - +…+ - )122- 1 132- 1 142- 1 1 n+ 1 2- 1 12 13 12 14 13 15 1n 1n+ 2= ( - - )1232 1n+ 1 1n+ 2= - ( + ).]34 12 1n+ 1 1n+ 26.1 007解析 ∵ f(x)= ,∴ f(1- x)= = ,4x4x+ 2 41- x41- x+ 2 22+ 4x∴ f(x)+ f(1- x)= + =1.4x4x+ 2 22+ 4xS= f( )+ f( )+…+ f( ),①12 015 22 015 2 0142 015S= f( )+ f( )+…+ f( ),②2 0142 015 2 0132 015 12 015①+②得,2 S=[ f( )+ f( )]+[ f( )+ f( )]+…+[ f( )+ f(12 015 2 0142 015 22 015 2 0132 015 2 0142 015)]=2 014,12 015∴ S= =1 007.2 01427.480解析 方法一 依题意得,当 n是奇数时, an+2 - an=1,即数列{ an}中的奇数项依次形成首项为 1、公差为 1的等差数列, a1+ a3+ a5+…+ a59=30×1+ ×1=465;30×292当 n是偶数时, an+2 + an=1,即数列{ an}中的相邻的两个偶数项之和均等于1, a2+ a4+ a6+ a8+…+ a58+ a60=( a2+ a4)+( a6+ a8)+…+( a58+ a60)=15.因此,该数列的前 60项和 S60=465+15=480.方法二 ∵ an+2 +(-1) nan=1,∴ a3- a1=1, a5- a3=1, a7- a5=1,…,且a4+ a2=1, a6+ a4=1, a8+ a6=1,…,∴{ a2n-1 }为等差数列,且 a2n-1 =1+( n-1)×1= n,即 a1=1, a3=2, a5=3, a7=4,∴ S4= a1+ a2+ a3+ a4=1+1+2=4, S8- S4= a5+ a6+ a7+ a8=3+4+1=8,S12- S8= a9+ a10+ a11+ a12=5+6+1=12,…,∴ S60=4×15+ ×4=480.15×1428.217解析 由题意可知,数列{ cn}的前 n项和为 Sn= ,前 2n项和为 S2n=n c1+ cn2,所以 = =2+ =2+ .因为数列{ cn}是2n c1+ c2n2 S2nSn2n c1+ c2n2n c1+ cn2 2nd2+ nd- d 21+ 2- dnd“和等比数列” ,即 为非零常数,所以 d=2.S2nSn9.解 (1)设等差数列{ an}的公差为 d,由题意得d= = =3,a4- a13 12- 33所以 an= a1+( n-1) d=3 n(n=1,2,…).设等比数列{ bn- an}的公比为 q,由题意得q3= = =8,解得 q=2.b4- a4b1- a1 20- 124- 3所以 bn- an=( b1- a1)qn-1 =2 n-1 .从而 bn=3 n+2 n-1 (n=1,2,…).(2)由(1)知 bn=3 n+2 n-1 (n=1,2,…).数列{3 n}的前 n项和为 n(n+1),32数列{2 n-1 }的前 n项和为 =2 n-1.1- 2n1- 2所以,数列{ bn}的前 n项和为 n(n+1)+2 n-1.3210.解 (1)因为 2Sn=3 n+3,所以 2a1=3+3,故 a1=3,当 n>1 时,2 Sn-1 =3 n-1 +3,此时 2an=2 Sn-2 Sn-1 =3 n-3 n-1 =2×3 n-1 ,即 an=3 n-1 ,所以 an=Error!(2)因为 anbn=log 3an,所以 b1= ,13当 n>1 时, bn=3 1- nlog33n-1 =( n-1)·3 1- n.所以 T1= b1= ;13当 n>1 时, Tn= b1+ b2+ b3+…+ bn= +(1×3 -1 +2×3 -2 +…+( n-1)×3 1- n),13所以 3Tn=1+(1×3 0+2×3 -1 +…+( n-1)×3 2- n),18两式相减,得 2Tn= +(3 0+3 -1 +3 -2 +…+3 2- n)-( n-1)×3 1- n23= + -( n-1)×3 1- n23 1- 31- n1- 3- 1= - ,所以 Tn= - ,136 6n+ 32×3n 1312 6n+ 34×3n经检验, n=1 时也适合.综上可得 Tn= - .1312 6n+ 34×3n11.C [由 an= ,得 an+1 = .an+ 1- 1an+ 1+ 1 1+ an1- an∵ a1=2,∴ a2=-3, a3=- , a4= , a5=2, a6=-3.12 13故数列{ an}具有周期性,周期为 4,∵ a1a2a3a4=1,∴ T2 016= T4=1.]12.C [因为 a1= ,12又 an+1 = + ,12 an- a2n所以 a2=1,从而 a3= , a4=1,12即得 an=Error!故数列的前 2 016项的和等于S2 016=1 008×(1+ )=1 512.]1213. n212解析 因为 lg x+lg y=1,所以 lg(xy)=1.因为 Sn=lg xn+lg( xn-1 y)+lg( xn-2 y2)+…+lg(xyn-1 )+lg yn,所以 Sn=lg yn+lg( xyn-1 )+…+lg( xn-2 y2)+lg(xn-1 y)+lg xn,两式相加,得 2Sn=(lg xn+lg yn)+[lg( xn-1 y)+lg( xyn-1 )]+…+(lg yn+lg xn)=lg( xn·yn)+lg( xn-1 y·xyn-1 )+…+lg( yn·xn)= n[lg(xy)+lg( xy)+…+lg( xy)]= n2lg(xy)= n2,所以 Sn= n2.1214.(1)证明 由条件,对任意 n∈N *,有 an+2 =3 Sn- Sn+1 +3,19因而对任意 n∈N *, n≥2,有 an+1 =3 Sn-1 - Sn+3.两式相减,得 an+2 - an+1 =3 an- an+1 ,即 an+2 =3 an, n≥2.又 a1=1, a2=2,所以 a3=3 S1- S2+3=3 a1-( a1+ a2)+3=3 a1,故对一切 n∈N *, an+2 =3 an.(2)解 由(1)知, an≠0,所以 =3.于是数列{ a2n-1 }是首项 a1=1,公比为 3等比数an+ 2an列;数列{ a2n}是首项 a2=2,公比为 3的等比数列.因此 a2n-1 =3 n-1 , a2n=2×3 n-1 .于是 S2n= a1+ a2+…+ a2n=( a1+ a3+…+ a2n-1 )+( a2+ a4+…+ a2n)=(1+3+…+3 n-1 )+2(1+3+…+3 n-1 )=3(1+3+…+3 n-1 )= .3 3n- 12从而 S2n-1 = S2n- a2n= -2×3 n-13 3n- 12= (5×3n-2 -1).32综上所述,Sn=Error!1第 3讲 数列的综合问题1.(2015·湖南)已知 a>0,函数 f(x)=e axsin x(x∈[0,+∞)).记 xn为 f(x)的从小到大的第 n(n∈N *)个极值点,证明:数列{ f(xn)}是等比数列.2.(2014·课标全国Ⅱ)已知数列{ an}满足 a1=1, an+1 =3 an+1.(1)证明{ an+ }是等比数列,并求{ an}的通项公式;12(2)证明 + +…+ 0且 a≠1)的图象上一点,数列{ bn}的前 n项和 Sn= f(n)-1.(1)求数列{ an}和{ bn}的通项公式;(2)求证:数列{ }的前 n项和 Tn0, a≠1)所过定点的横、纵坐标分别是等差数列{ an}的第二项与第三项,若 bn= ,数列{ bn}的前 n项和为 Tn,则 T10等于( )1anan+ 1A. B.911 101111C. D.811 12116.若数列{ an}的前 n项和 Sn= an+ ,则{ an}的通项公式是 an=________.23 137.等差数列{ an}的前 n项和为 Sn,已知 S10=0, S15=25,则 nSn的最小值为________.8.对于数列{ an},定义数列{ an+1 - an}为数列{ an}的“差数列” ,若 a1=2,{ an}的“差数列”的通项公式为 2n,则数列{ an}的前 n项和 Sn=________.9.已知数列{ an}的前 n项和 Sn满足: Sn=2 an-2 n(n∈N *).(1)求数列{ an}的通项 an;(2)若数列{ bn}满足 bn=log 2(an+2), Tn为数列{ }的前 n项和,求证: Tn≥ .bnan+ 2 1210.(2015·杭州质检)已知数列{ an}的首项 a1=1, an+1 =1- ,其中 n∈N *.14an(1)设 bn= ,求证:数列{ bn}是等差数列,并求出{ an}的通项公式;22an- 1(2)设 cn= ,数列{ cncn+2 }的前 n项和为 Tn,是否存在正整数 m,使得 Tn0)及两点 A1(x1,0)和 A2(x2,0),其中 x2x10.过 A1, A2分别作 x1x轴的垂线,交曲线 C于 B1, B2两点,直线 B1B2与 x轴交于点 A3(x3,0),那么( )A. x1, , x2成等差数列x32B. x1, , x2成等比数列x32C. x1, x3, x2成等差数列D. x1, x3, x2成等比数列12.记数列{2 n}的前 n项和为 an,数列{ }的前 n项和为 Sn,数列{ bn}的通项公式为1anbn= n-8,则 bnSn的最小值为________.13.已知向量 a=(2,- n), b=( Sn, n+1), n∈N *,其中 Sn是数列{ an}的前 n项和,若a⊥ b,则数列{ }的最大项的值为________.anan+ 1an+ 414.数列{ an}的前 n项和为 Sn, a1=1,且对任意正整数 n,点( an+1 , Sn)在直线2x+ y-2=0 上.(1)求数列{ an}的通项公式;(2)是否存在实数 λ ,使得数列{ Sn+ λn + }为等差数列?若存在,求出 λ 的值;若不λ2n存在,请说明理由.13学生用书答案精析第 3讲 数列的综合问题高考真题体验1.证明 f′( x)= aeaxsin x+e axcos x=e ax(asin x+cos x)= eaxsin(x+ φ ),a2+ 1其中 tan φ = ,0< φ < .1a π2令 f′( x)=0,由 x≥0 得 x+ φ = mπ,即 x= mπ- φ , m∈N *,对 k∈N,若 2kπ< x+ φ <(2 k+1)π,即 2kπ- φ < x<(2 k+1)π- φ ,则 f′( x)>0;若(2 k+1)π< x+ φ <(2 k+2)π,即(2 k+1)π- φ < x<(2 k+2)π- φ ,则 f′( x)<0.因此,在区间(( m-1)π, mπ- φ )与( mπ- φ , mπ)上, f′( x)的符号总相反.于是当 x= mπ- φ (m∈N *)时, f(x)取得极值,所以 xn= nπ- φ (n∈N *).此时, f(xn)=e a(nπ- φ )sin(nπ- φ )=(-1) n+1 ·ea(nπ- φ )sin φ .易知 f(xn)≠0,而 =f xn+ 1f xn=-e aπ 是常数,故数列{ f(xn)}是首项为 f(x1) - 1 n+ 2ea[ n+ 1 π - φ ]sin φ - 1 n+ 1ea nπ - φ sin φ=e a(π- φ )·sin φ ,公比为-e aπ 的等比数列.2.(1)解 由 an+1 =3 an+1,得 an+1 + =3( an+ ).12 12又 a1+ = ,12 32所以{ an+ }是首项为 ,公比为 3的等比数列.12 32an+ = ,因此{ an}的通项公式为 an= .12 3n2 3n- 12(2)证明 由(1)知 = .1an 23n- 1因为当 n≥1 时,3 n-1≥2×3 n-1 ,所以 ≤ .13n- 1 12×3n- 114于是 + +…+ ≤1+ +…+1a1 1a2 1an 13 13n- 1= (1- )0,所以 an+ an-1 ≠0,则 an- an-1 =2,所以数列{ an}是首项为 2,公差为 2的等差数列,故 an=2 n.例 2 (1)解 ∵ Sn= - an,16 13∴当 n≥2 时, an= Sn- Sn-1= an-1 - an,13 1315∴ an= an-1 .14又∵ S1= - a1,∴ a1= ,16 13 18∴ an= ( )n-1 =( )2n+1 .1814 12(2)证明 由 cn+1- cn=log an=2 n+1,得当 n≥2 时, cn= c1+( c2- c1)+( c3- c2)1+…+( cn- cn-1)=0+3+5+…+(2 n-1)= n2-1=( n+1)( n-1).∴ + + +…+ = + + +…+1c2 1c3 1c4 1cn 122- 1 132- 1 142- 1 1n2- 1= ×[(1- )+( - )+( - )+…+( - )]12 13 12 14 13 15 1n- 1 1n+ 1= [(1+ )-( + )]12 12 1n 1n+ 1= - ( + )< .34 121n 1n+ 1 34又∵ + + +…+ ≥ = ,1c2 1c3 1c4 1cn 1c2 13∴原式得证.跟踪演练 2 (1)证明 由已知得 an+1 + an=3( an+ an-1 )(n≥2, n∈N *),则 bn=3 bn-1 .又b1=3,则{ bn}是以 3为首项、3 为公比的等比数列.(2)①解 由 an+1 + an=3 n得 + · = ,an+ 13n+ 1 13 an3n 13设 cn= ,则 cn+1 + cn= ,an3n 13 13可得 cn+1 - =- (cn- ),14 13 14又 c1= ,故 cn- = ·(- )n-1 ,13 14 112 13则 an= .3n- - 1 n4②证明 + = +1a2n- 1 1a2n 432n- 1+ 1 432n- 1= 80,Snn当 n≥7 时,由于 S6=570,故 Sn=570+( a7+ a8+…+ an)=570+70× ×4×[1-( )n-6 ]=780-210×( )n-6 .34 34 34因为{ an}是递减数列,所以{ An}是递减数列.因为 An= = ,Snn 780- 210× 34 n- 6nA8= ≈82.73480,780- 210× 34 28A9= ≈76.8230,所以 Tn0).当 a=1 时, Sn=0,是等差数列而不是等比数列;当 a≠1 时是等比数列.故选 C.]2.A [记 bn=3 n-2,则数列{ bn}是以 1为首项,3 为公差的等差数列,所以a1+ a2+…+ a9+ a10=(- b1)+ b2+…+(- b9)+ b10=( b2- b1)+( b4- b3)+…+( b10- b9)=5×3=15.]3.C [由 Sn= n2-6 n可得,当 n≥2 时,an= Sn- Sn-1 = n2-6 n-( n-1) 2+6( n-1)=2 n-7.当 n=1 时, S1=-5= a1,也满足上式,∴ an=2 n-7, n∈N *.∴ n≤3 时, an3时, an0.∴ Tn=Error!]4.C [由题意可知,该女每天的织布量成等差数列,首项是 5,公差为 d,前 30项和为390.根据等差数列前 n项和公式,有 390=30×5+ d,解得 d= .]30×292 16295.B [ y=log a(x-1)+3 恒过定点(2,3),即 a2=2, a3=3,又{ an}为等差数列,∴ an= n.∴ bn= .1n n+ 1∴ T10=1- = ,故选 B.]111 10116.(-2) n-1解析 当 n=1 时, a1=1;当 n≥2 时,an= Sn- Sn-1 = an- an-1 ,23 23故 =-2,故 an=(-2) n-1 .anan- 17.-49解析 设数列{ an}的首项和公差分别为 a1, d,19则Error!Error!则 nSn= n[-3 n+ ]= - n2.n n- 13 n33 103设函数 f(x)= - x2,x33 103则 f′( x)= x2- x,203当 x∈(0, )时, f′( x)0,203所以函数 f(x)min= f( ),203但 6-49,所以最小值为-49.8.2 n+1 -2解析 ∵ an+1 - an=2 n,∴ an=( an- an-1 )+( an-1 - an-2 )+…+( a2- a1)+ a1=2 n-1 +2 n-2 +…+2 2+2+2= +2=2 n-2+2=2 n.2- 2n1- 2∴ Sn= =2 n+1 -2.2- 2n+ 11- 29.(1)解 当 n∈N *时, Sn=2 an-2 n,则当 n≥2 时, Sn-1 =2 an-1 -2( n-1),两式相减得 an=2 an-2 an-1 -2,即 an=2 an-1 +2,∴ an+2=2( an-1 +2),∴ =2,an+ 2an- 1+ 2当 n=1 时, S1=2 a1-2,则 a1=2,∴{ an+2}是以 a1+2=4 为首项,2 为公比的等比数列,∴ an+2=4·2 n-1 ,∴ an=2 n+1 -2.(2)证明 bn=log 2(an+2)=log 22n+1 = n+1,∴ = ,bnan+ 2 n+ 12n+ 1则 Tn= + +…+ ,222 323 n+ 12n+ 1Tn= + +…+ + ,12 223 324 n2n+ 1 n+ 12n+ 220两式相减得 Tn= + + +…+ -12 222 123 124 12n+ 1 n+ 12n+ 2= + - = + - - = - ,1414 1- 12n1- 12 n+ 12n+ 2 14 12 12n+ 1 n+ 12n+ 2 34 n+ 32n+ 2∴ Tn= - ,32 n+ 32n+ 1当 n≥2 时, Tn- Tn-1=- + = 0,n+ 32n+ 1 n+ 22n n+ 12n+ 1∴{ Tn}为递增数列,∴ Tn≥ T1= .1210.解 (1)∵ bn+1 - bn= -22an+ 1- 1 22an- 1= -22 1- 14an - 1 22an- 1= - =2(常数),4an2an- 1 22an- 1∴数列{ bn}是等差数列.∵ a1=1,∴ b1=2,因此 bn=2+( n-1)×2=2 n,由 bn= 得 an= .22an- 1 n+ 12n(2)由 cn= , an= 得 cn= ,4ann+ 1 n+ 12n 2n∴ cncn+2 = =2( - ),4n n+ 2 1n 1n+ 2∴ Tn=2(1- + - + - +…+ - )=2(1+ - - )3,13 12 14 13 15 1n 1n+ 2 12 1n+ 1 1n+ 2依题意要使 Tn 对于 n∈N *恒成立,1cmcm+ 1只需 ≥3,1cmcm+ 1即 ≥3,m m+ 14解得 m≥3 或 m≤-4,又 m为正整数,所以 m的最小值为 3.2111.A [由题意,得 B1, B2两点的坐标分别为( x1, ),( x2, ),1x1 1x2所以直线 B1B2的方程为 y=- (x- x1)+ ,1x1x2 1x1令 y=0,得 x= x1+ x2,所以 x3= x1+ x2,因此, x1, , x2成等差数列.]x3212.-4解析 根据已知,可得 an= n(n+1),所以 = - ,1an 1n 1n+ 1所以 Sn= ,nn+ 1所以 bnSn= = n+1+ -10≥-4,n n- 8n+ 1 9n+ 1当且仅当 n+1= ,9n+ 1即 n=2 时等号成立,所以 bnSn的最小值为-4.13.19解析 依题意得 a·b=0,即 2Sn= n(n+1), Sn= .n n+ 12当 n≥2 时, an= Sn- Sn-1= - = n;n n+ 12 n n- 12又 a1= S1= =1,1× 1+ 12因此 an= n, = = = ≤ ,anan+ 1an+ 4 n n+ 1 n+ 4 nn2+ 5n+ 4 1n+ 4n+ 5 19当且仅当 n= , n∈N *4n,即 n=2 时取等号,因此数列{ }的最大项的值为 .anan+ 1an+ 4 1914.解 (1)由题意,可得 2an+1 + Sn-2=0.①22当 n≥2 时,2 an+ Sn-1 -2=0.②①-②,得 2an+1 -2 an+ an=0,所以 = (n≥2).an+ 1an 12因为 a1=1,2 a2+ a1=2,所以 a2= .12所以{ an}是首项为 1,公比为 的等比数列.12所以数列{ an}的通项公式为an=( )n-1 .12(2)由(1)知, Sn= =2- .1- 12n1- 12 12n- 1若{ Sn+ λn + }为等差数列,则 S1+ λ + , S2+2 λ + , S3+3 λ + 成等差数列,λ2n λ2 λ22 λ23则 2(S2+ )= S1+ + S3+ ,9λ4 3λ2 25λ8即 2( + )=1+ + + ,32 9λ4 3λ2 74 25λ8解得 λ =2.又 λ =2 时, Sn+2 n+ =2 n+2,22n显然{2 n+2}成等差数列,故存在实数 λ =2,使得数列{ Sn+ λn + }为等差数列.λ2n
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