江苏专用2020高考数学二轮复习专题四数列教学案.doc
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- 江苏 专用 2020 高考 数学 二轮 复习 专题 数列 教学
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1、专题四 数列 江苏卷 5 年考情分析 小题考情分析 大题考情分析 常考点 等差数列的基本量计算(5 年 3 考)等比数列的基本量计算(5 年 2 考)近几年的数列解答题,其常规类型可以分为两类:一类是判断、证明某个数列是等差、等比数列(如 2017年 T19);另一类是已知等差、等比数列求基本量,这个基本量涵义很广泛,指定的项 ak、项数 n、公差 d、公比q、通项 an、和式 Sn 以及它们的组合式,甚至还包括相关参数(如 2018 年 T20,2019 年 T20).数列的压轴题还对代数推理能力要求较高,其中数列与不等式的结合(如 2018 年 T20,2016 年 T20);数列与方程的
2、结合(如 2015 年 T20)这些压轴题难度很大,综合能力要求较高.偶考点 等差、等比数列的性质及最值问题 第一讲|小题考法数列中的基本量计算 考点(一)等差、等比数列的基本运算 主要考查等差、等比数列的通项公式、前 n 项和公式及有关的五个基本量间的“知三求二”运算.题组练透 1(2019江苏高考)已知数列an(nN*)是等差数列,Sn是其前 n 项和若 a2a5a80,S927,则 S8的值是_ 解析:法一:由 S9279(a1a9)227a1a962a562a18d6,所以 a14d3,即 a53.又 a2a5a802a15d0,解得 a15,d2.故 S88a18(81)2d16.法
3、二:同法一得 a53.又 a2a5a803a2a802a22a50a23.da5a232,a1a2d5.故 S88a18(81)2d16.答案:16 2(2017江苏高考)等比数列an的各项均为实数,其前 n 项和为 Sn.已知 S374,S6634,则 a8_ 解析:设等比数列an的公比为 q,则由 S62S3,得 q1,则S3a1(1q3)1q74,S6a1(1q6)1q634,解得q2,a114,则 a8a1q7142732.答案:32 3(2019江苏苏锡常镇四市调研)已知公差为 d 的等差数列an的前 n 项和为 Sn,若S10S54,则4a1d _ 解析:由S10S54 得 S10
4、4S5,即 10a145d4(5a110d),化简得 2a1d,则4a1d 2.答案:2 4(2019江苏南师大附中期中改编)已知等比数列an的各项均为正数,其前 n 项和为Sn,若 S234,S4154,则 an_ 解析:由题知数列an为等比数列,公比 q0 且 q1,由S234,S4154得a1(1q2)1q34,a1(1q4)1q154,解得a114,q2,故 ana1qn1142n12n3.答案:2n3 5(2019南京盐城一模)已知等比数列an为递增数列,设其前 n 项和为 Sn,若 a22,S37,则 a5的值为_ 解析:设等比数列an的公比为 q,则由题意得a1q2,a1a1qa
5、1q27,得a14,q12或a11,q2,因为数列an为递增数列,所以a11,q2,所以 a5a1q416.答案:16 方法技巧 等差(比)数列基本运算的策略(1)在等差(比)数列中,首项 a1和公差 d(公比 q)是两个最基本的元素(2)在进行等差(比)数列项的运算时,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代换法的使用,以减少计算量.考点(二)等差、等比数列的性质 主要考查等差、等比数列的性质及与前 n 项和有关的最值问题.题组练透 1(2019南京三模)已知数列an的前 n 项和为 Sn,且 2Sn3n1,nN*.若 bnlog3an,
6、则 b1b2b3b4的值为_ 解析:法一:当 n1 时,a1S11,所以 b1log3a10.当 n2 时,anSnSn13n123n1123n1,所以 bnlog3ann1(n2)又 b10,所以 bnn1,所以 b1b2b3b44(03)26.法二:当 n1 时,a1S11,所以 b1log3a10.当 n2 时,a2S2S1321213,所以 b2log3a21.当 n3 时,a3S3S21349,所以 b32.当 n4 时,a4S4S3401327,所以 b43.所以 b1b2b3b401236.答案:6 2(2019扬州期末)设等差数列an的前 n 项和为 Sn,已知 a113,S3
7、S11,当 Sn最大时,n 的值为_ 解析:S3S11,S11S3a4a5a6a110,故可得(a4a11)(a5a10)(a6a9)(a7a8)4(a7a8)0,a7a80.结合 a113 可知,该数列的前 7 项均为正数,从第 8 项开始为负数,故数列的前 7 项和最大 答案:7 3在等比数列an中,a3,a15是方程 x26x80 的根,则a1a17a9 _ 解析:由题知,a3a1560,a3a1580,则 a30,a150,由等比数列的性质知 a1a17a3a158a29a92 2.设等比数列an的公比为 q,则 a9a3q60,故 a92 2,故a1a17a9 82 22 2.答案:
8、2 2 4(2019南京四校联考)已知各项均为正数的等比数列an中,a23,a427,S2n为该数列的前 2n 项和,Tn为数列anan1的前 n 项和,若 S2nkTn,则实数 k 的值为_ 解析:法一:因为各项均为正数的等比数列an中,a23,a427,所以 a11,公比 q3,所以 S2n1(132n)1332n12,an3n1,令 bnanan13n13n32n1,所以 b13,数列bn为等比数列,公比 q9,所以 Tn3(19n)193(32n1)8.因为 S2nkTn,所以32n12k3(32n1)8,解得 k43.法二:因为各项均为正数的等比数列an中,a23,a427,所以 a
9、11,公比 q3.注意到 S24,T13;S440,T230;,由此归纳可得 k43.答案:43 5(2019苏州期末)设 Sn是等比数列an的前 n 项和,若S5S1013,则S5S20S10_ 解析:法一:设等比数列an的公比为 q,若公比 q 为 1,则S5S1012,与已知条件不符,所以公比 q1,所以 Sna1(1qn)1q,因为S5S1013,所以1q51q1013,所以 q52,所以S5S20S101q51q201q1012124122 118.法二:因为S5S1013,所以不妨设 S5a,S103a,a0,易知 S5,S10S5,S15S10,S20S15成等比数列,由 S5a
10、,S10S52a,得 S15S104a,S20S158a,从而 S2015a,所以S5S20S10a15a3a 118.答案:118 方法技巧 等差、等比数列性质问题求解策略(1)等差、等比数列性质的应用的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解(2)应牢固掌握等差、等比数列的性质,特别是等差数列中“若 mnpq,则 amanapaq”这一性质与求和公式 Snn(a1an)2的综合应用 考点(三)等差、等比数列的判断 主要考查利用某些基本量判断数列的类型.典例感悟 典例(2019南通等七市一模)已知数列an是等比数列,有下列四个命题:数列|an|是等
11、比数列;数列anan1是等比数列;数列1an 是等比数列;数列lg a2n是等比数列 其中正确的命题有_个 解析 设等比数列an的公比为 q,则an1an q,|an1|an|q|,故数列|an|是等比数列,正确;an1an2anan1 q2,则数列anan1是等比数列,正确;1an11an1q,则数列1an 是等比数列,正确;若 an1,则 lg a2n0,数列lg a2n不是等比数列,错误故正确的命题有 3 个 答案 3 方法技巧 1判断等差数列的常用方法(1)定义法:an1and(常数)(nN*)an是等差数列(2)通项公式法:anpnq(p,q 为常数,nN*)an是等差数列(3)中项
12、公式法:2an1anan2(nN*)an是等差数列 2判断等比数列的常用方法(1)定义法:an1an q(q 是不为 0 的常数,nN*)an是等比数列(2)通项公式法:ancqn(c,q 均是不为 0 的常数,nN*)an是等比数列(3)中项公式法:a2n1anan2(anan1an20,nN*)an是等比数列 演练冲关 若数列an的前 n 项和 Sn3n22n,则下列四个命题:an是递减等差数列;an是递增等差数列;an是递减等比数列;an是递增等比数列 其中正确命题的序号为_ 解析:当 n1 时,a1S1321.当 n2 时,anSnSn13n22n 3(n1)22(n1)6n5.当 n
13、1 时,也满足上式,an6n5.首项 a11,anan16n56(n1)56(常数),数列an是等差数列,且公差为 60.an为递增数列 答案:必备知能自主补缺 (一)主干知识要记牢 1等差数列、等比数列 等差数列 等比数列 通项公式 ana1(n1)d ana1qn1(q0)前 n 项和公式 Snn(a1an)2na1n(n1)2d(1)q1,Sna1(1qn)1qa1anq1q;(2)q1,Snna1 2等差数列(1)a,b,c 成等差数列是 2bac 的充要条件(2)等差中项的推广:ananpanp2(n2,np)(3)等差数列的单调性 由数列的单调性定义,易得 an为递增数列d0;an
14、为递减数列dp)(3)等比数列的单调性 由数列的单调性定义,易得 an为递增数列a10,q1或a10,0q1;an为递减数列a11或a10,0q1;an为常数列q1;an为摆动数列q0,所以 a3 3,所以 a3的最小值为 3.答案:3 7等差数列an的前 n 项和为 Sn,且 anSnn216n15(n2,nN*),若对任意 nN*,总有 SnSk,则 k 的值是_ 解析:在等差数列an中,设公差为 d,因为“anSna1(n1)da1nn(n1)2dn216n15(n2,nN*)”的二次项系数为 1,所以d21,即公差 d2,令 n2,得 a113,所以前 n 项和 Sn13nn(n1)2
15、(2)14nn249(n7)2,故前 7 项和最大,所以 k7.答案:7 8(2019苏锡常镇四市一模)中国古代著作张丘建算经中有这样一个问题:“今有马行转迟,次日减半疾,七日行七百里”,意思是说有一匹马行走的速度逐渐减慢,每天行走的里程是前一天的一半,七天一共行走了 700 里那么这匹马最后一天行走的里程数为_ 解析:由题意可知,这匹马每天行走的里程数构成等比数列,设为an,易知公比 q12,则 S7a1(1q2)1q2a11 1128 12764 a1700,所以 a1700 64127,所以 a7a1q6700 64127126700127,所以这匹马最后一天行走的里程数为700127.
16、答案:700127 9(2018扬州期末)已知各项都是正数的等比数列an的前 n 项和为 Sn,若 4a4,a3,6a5成等差数列,且 a33a22,则 S3_ 解析:设各项都是正数的等比数列an的公比为 q,则 q0,且 a10,由 4a4,a3,6a5成等差数列,得 2a34a46a5,即 2a34a3q6a3q2,解得 q13.又由 a33a22,解得 a113,所以 S3a1a2a31319 1271327.答案:1327 10设 Sn是等差数列an的前 n 项和,S1016,S100S9024,则 S100_ 解析:依题意,S10,S20S10,S30S20,S100S90 依次成等
17、差数列,设该等差数列的公差为 d.又 S1016,S100S9024,因此 S100S902416(101)d169d,解得 d89,因此 S10010S101092d1016109289200.答案:200 11(2018扬州期末)在正项等比数列an中,若 a4a32a22a16,则 a5a6的最小值为_ 解析:令 a1a2t(t0),则 a4a32a22a16 可化为 tq22t6(其中 q 为公比),所以 t6q22(q 2),所以 a5a6tq46q22q464q22(q22)4 624q22(q22)4 48(当且仅当 q2 时等号成立)答案:48 12(2019苏州中学模拟)数列a
18、n的前 n 项和为 Sn,满足 an0,(an1an)Sn1(an12n1an)an1,nN*.设数列2an1anan1的前 n 项和为 Tn,则2n1Tn12n1_ 解析:(an1an)Sn1(an12n1an)an1,anSn1an1Sn2n1an1an,又 an0,Sn1an1Snan2n1.则S2a2S1a11,S3a3S2a22,SnanSn1an12n2(n2,nN*)以上各式相加,得SnanS1a1122n2(n2,nN*)S1a11,Snan12n11,Sn2n1an(n2,nN*)n1 时上式也成立,Sn2n1an(nN*)Sn12nan1.两式相减,得 an12nan12n
19、1an,即(2n1)an12n1an,则2an1anan1 12n1,Tn112122 12n12 12n1,2n1Tn12n1Tn 12n12.答案:2 13(2019海安中学模拟)记 min a,ba,ab,b,ba.设数列an是公差为 d 的等差数列,数列bn是公比为 2 的等比数列,且 a10,b11,cnmin an,bn,nN*,若数列cn中存在连续三项成等比数列,则 d 的最小值为_ 解析:法一:由题意知 ana1(n1)d(n1)d,bn2n1.数列cn中存在连续三项成等比数列,不可能是等差数列an中连续的三项,理由:假设是等差数列an中连续的三项,分别记为(k1)d,kd,(
20、k1)d,k2,kN*,则 k2d2(k1)d(k1)d,得 d0,an0,所以 cn0,与题意不相符 又数列an中的项为 0,d,2d,3d,数列bn中的项为 1,2,4,8,所以当 d2时,cnan,不满足题意;当 2d83时,akbk(k4,kN*),此时数列cn的前三项为 0,2,4,从第四项开始 cnan,不满足题意;当 d83时,数列cn的前四项为 0,2,4,8,此时,c2,c3,c4成等比数列,满足题意综上,d 的最小值为83.法二:在平面直角坐标系内,点(n,bn)在指数函数 y2x1的图象上,点(n,an)在过点(1,0),且斜率为 d 的直线 l 上根据 min a,b的
21、意义知,cn取位于两支曲线中下方曲线上的点的纵坐标易知数列cn中连续三项成等比数列,不可能是等差数列an中的连续三项如图,当直线 l 过点(4,8)时,c2b22,c3b34,c4b48,第一次满足cn中连续三项成等比数列,此时直线 l的斜率为83,即 d 取得最小值,最小值为83.答案:83 14(2018无锡期末)已知等比数列an满足 a2a52a3,且 a4,54,2a7成等差数列,则a1a2an的最大值为_ 解析:设等比数列an的公比为 q,根据等比数列的性质可得 a2a5a3a42a3,由于 a30,可得 a42.因为 a4,54,2a7成等差数列,所以 254a42a7,可得 a7
22、14,由 a7a4q3,可得 q12,由 a4a1q3,可得 a116,从而 ana1qn11612n1.法一:令 an1 可得 n5,故当 1n5 时,an1,当 n6 时,0an1,前 n 项积为 Tn,且 a2a4a3,则使得Tn1 的 n 的最小值为_ 解析:由 a2a4a3 得 a23a3,又an的各项均为正数,故 a31,T5a1a2a3a4a5a531,当 n6 时,T6T5a6,又公比 q1,a31,故 a61,T61.答案:6 3已知正项数列an满足 an11a1a21a2a31a3a41anan11,其中 nN*,a42,则 a2 020_ 解析:an11a1a21a2a3
23、1anan11,所以 n2 时,an1a1a21a2a31an1an1,两式相减得 an1an1an1an(n2),所以 a2n1a2n1(n2),a22 020a24(2 0204)12 020,所以 a2 020 2 020.答案:2 020 4(2018南京考前模拟)数列an中,an2n1,现将an中的项依原顺序按第 k 组有2k 项的要求进行分组:(1,3),(5,7,9,11),(13,15,17,19,21,23),则第 n组中各数的和为_ 解析:设数列an的前 n 项和为 Sn,则 Snn2,因为 242nn(n1)n2n,242(n1)n(n1)n2n.所以第 n 组中各数的和
24、为 Sn2nSn2n(n2n)2(n2n)24n3.答案:4n3 5(2019南通等七市二模)已知集合 Ax|x2k1,kN*,Bx|x8k8,kN*,从集合 A 中取出 m 个不同元素,其和记为 S;从集合 B 中取出 n 个不同元素,其和记为 T.若ST967,则 m2n 的最大值为_ 解析:法一:由题意可得 Sm(12m1)2m2,Tn(08n8)24n24n,则 ST m2 4n2 4n967,即 m2 (2n 1)2 968,由 基 本 不 等 式 可 得 m(2n1)2 m2(2n1)22 9682 22,则 m(2n1)44,当且仅当 m2n122 时取等号,但此时 n232 N
25、*,所以等号取不到,则当 m22,n11 时,m2n 取得最大值 44.法二:由题意可得 Sm(12m1)2m2,Tn(08n8)24n24n,则 STm24n24n967,即 m2(2n1)2968,令 m 968cos,2n1 968sin,则 m2n 968cos 968sin 1 1 936sin4 144145,当且仅当 m22,2n122 时取等号,但此时 n232 N*,所以等号取不到,则当 m22,2n121,即 n11 时,m2n 取得最大值 44.答案:44 6(2018江苏高考)已知集合 Ax|x2n1,nN*,Bx|x2n,nN*将 AB的所有元素从小到大依次排列构成一
26、个数列an记 Sn为数列an的前 n 项和,则使得 Sn12an1成立的 n 的最小值为_ 解析:所有的正奇数和 2n(nN*)按照从小到大的顺序排列构成an,在数列an中,25前面有 16 个正奇数,即 a2125,a3826.当 n1 时,S1112a224,不符合题意;当 n2时,S2312a336,不符合题意;当 n3 时,S3612a448,不符合题意;当 n4 时,S41012a560,不符合题意;当 n26 时,S2621(141)22(125)124416250312a28540,符合题意故使得 Sn12an1成立的 n 的最小值为 27.答案:27 第二讲|大题考法等差、等比
27、数列的综合问题 题型(一)等差、等比数列的综合运算 主要考查等差、等比数列的通项公式及前 n 项和的求解,且常结合数列的递推公式命题.典例感悟 例 1(2019南京盐城一模)已知数列an,其中 nN*.(1)若an满足 an1anqn1(q0,nN*)当 q2,且 a11 时,求 a4的值;若存在互不相等的正整数 r,s,t,满足 2srt,且 ar,as,at成等差数列,求 q的值(2)设数列an的前 n 项和为 bn,数列bn的前 n 项和为 cn,cnbn23,nN*,若 a11,a22,且|a2n1anan2|k 恒成立,求 k 的最小值 解(1)由题意知 a4a34,a3a22,a2
28、a11,a11,累加得 a48.因为 an1anqn1,所以 n2 时,anan1qn2,a2a11.()当 q1 时,ann1a1(n2)又 a1满足 ann1a1,所以当 q1 时,ann1a1(nN*)因为 2srt,所以 2asarat,所以 q1 满足条件()当 q1 且 q0 时,an1qn11q a1(n2)又 a1满足 an1qn11q a1,所以 an1qn11q a1(nN*)若存在满足条件的 r,s,t,则可得 2qsqrqt,则 2qrsqts2 qrt2s2,此时 rts,这与 r,s,t 互不相等矛盾,所以 q1 且 q0 不满足条件 综上所述,符合条件的 q 的值
29、为 1.(2)由 cnbn23,nN*,可知 cn1bn33,两式相减可得 bn3bn2bn1.因为 a11,a22,所以 b11,b23,从而 c11,c24,可得 b34,b47,故 b3b2b1,所以 bn2bn1bn对一切的 nN*恒成立 由 bn3bn2bn1,bn2bn1bn得 an3an2an1.易知 a31,a43,故 an2an1an(n2)因为 a2n2an1an3(an1an)2an1(an2an1)(an1an)2an1(an2an1)a2n1anan2,n2,所以当 n2 时,|a2n2an1an3|a2n1anan2|,所以当 n2 时,|a2n1anan2|5,当
30、 n1 时,|a2n1anan2|3,故 k 的最小值为 5.方法技巧 1解决等差、等比数列综合问题的策略 解决由等差数列、等比数列组成的综合问题,首先要根据两数列的概念,设出相应的基本量,然后充分使用通项公式、求和公式、数列的性质等确定基本量解综合题的关键在于审清题目,弄懂来龙去脉,揭示问题的内在联系和隐含条件 2有关递推数列问题常见的处理方法 将第 n 项和第 n1 项合并在一起,看是否是一个特殊数列若递推关系式含有 an与 Sn,则考虑是否可以将 an与 Sn进行统一,再根据递推关系式的结构特征确定是否为熟悉的、有固定方法的递推关系式向通项公式转换的类型,否则可以写出数列的前几项,看能否
31、找到规律,即先特殊、后一般、再特殊 演练冲关(2019南通等七市一模)已知等差数列an满足 a44,前 8 项和 S836.(1)求数列an的通项公式;(2)若数列bn满足k1n(bka2n12k)2an3(2n1)(nN*)证明:bn为等比数列;求集合(m,p)ambm3apbp,m,pN*.解:(1)设等差数列an的公差为 d.因为等差数列an满足 a44,前 8 项和 S836,所以a13d4,8a1872 d36,解得a11,d1.所以数列an的通项公式为 ann.(2)证明:设数列bn的前 n 项和为 Bn.由(1)及错误!由得 3(2n1)3(2n11)(b1a2n1b2a2n3b
32、n1a3bna12n)(b1a2n3b2a2n5bn1a12n2)b1(a2n32)b2(a2n52)bn1(a12)bna12n(b1a2n3b2a2n5bn1a12n2)2(b1b2bn1)bn22(Bnbn)bn2.所以 32n12Bnbn2(n2,nN*),又 3(211)b1a12,所以 b11,满足上式 所以 2Bnbn232n1(nN*)当 n2 时,2Bn1bn1232n2,由得,bnbn132n2.所以 bn2n1(bn12n2)(1)n1(b120)0,所以 bn2n1,bn1bn 2,又 b11,所以数列bn是首项为 1,公比为 2 的等比数列 由ambm3apbp,得
33、m2m1 3p2p1,即 2pm3pm.记 cnanbn,由得,cnanbn n2n1,所以cn1cn n12n 1,所以 cncn1(当且仅当 n1 时等号成立)由ambm3apbp,得 cm3cpcp,所以 mp.设 tpm(m,p,tN*),由 2pm3pm,得 m 3t2t3.当 t1 时,m3,不合题意;当 t2 时,m6,此时 p8 符合题意;当 t3 时,m95,不合题意;当 t4 时,m12131,不合题意 下面证明当 t4,tN*时,m 3t2t30,所以 f(x)在4,)上单调递增,所以 f(x)f(4)10,所以当 t4,tN*时,m 3t2t30,所以an1an q,n
34、N*,且 q0,结合 q 为常数,得数列an为等比数列(2)由(1)得 anqn1,存在 tN*,使得 3at24at1是数列an中的项存在 t,pN*,使得 3at24at1ap存在 t,pN*,使得 3qt14qtqp1,即存在 t,pN*,使得 3q24qqpt(*)因为 qN*,且 q1 时,(*)式显然不成立,所以 q2,qN*,所以 3q24q4,即 qpt4,结合 t,pN*,得 ptN*.当 pt3 时,qpt(3q24q)q3(3q24q)q(q23q4)0,与(*)式矛盾;当 pt1 时,(*)式可化为 3q24qq,解得 q0(舍)或 q53(舍);当 pt2 时,(*)
35、式可化为 3q24qq2,解得 q0(舍)或 q2.综上,q2.证明:由得 an2n1,则 bnn1n 11n,所以数列bn为递减数列,因为 br,bs,bk成等比数列,所以不妨设 rsk,则 b2sbrbk,即s1s2r1r k1k,即s1s2 rr1k1k,所以 ks2(r1)2srrs2.令 2srs2,即 s2r,得 k(2r)2(r1)r4r24r.所以存在无穷多组正整数数组(r,2r,4r24r)(rN*),使得 br,bs,bk 成等比数列,从而得证 方法技巧 判定和证明数列是等差(比)数列的方法 定义法 对于 n1 的任意自然数,验证 an1an或an1an为与正整数 n 无关
36、的某一常数 中项公式法 若 2an1anan2(nN*),则an为等差数列;若 a2n1anan20(nN*),则an为等比数列 演练冲关 1(2019常州期末)已知数列an中,a11,且 an13an40,nN*.(1)求证:an1是等比数列,并求数列an的通项公式;(2)数列an中是否存在不同的三项按照一定顺序重新排列后,构成等差数列?若存在,求出所有满足条件的项;若不存在,请说明理由 解:(1)由 an13an40 得 an113(an1),nN*.因为 a11,所以 a1120,可得 an10,nN*,所以an11an1 3,nN*,所以an1是以 2 为首项,3 为公比的等比数列 所
37、以 an12(3)n1,则数列an的通项公式为 an2(3)n11.(2)假设数列an中存在三项 am,an,ak(mnk)总成立,则称数列an是“P(k)数列”(1)证明:等差数列an是“P(3)数列”;(2)若数列an既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,证明:an是等差数列 证明:(1)因为an是等差数列,设其公差为 d,则 ana1(n1)d,从而,当 n4 时,ankanka1(nk1)da1(nk1)d2a12(n1)d2an,k1,2,3,所以 an3an2an1an1an2an36an,因此等差数列an是“P(3)数列”(2)数列an既是“P(2)数列”,又是“P(3)数
38、列”,因此,当 n3 时,an2an1an1an24an,当 n4 时,an3an2an1an1an2an36an.由知,an3an24an1(anan1),an2an34an1(an1an)将代入,得 an1an12an,其中 n4,所以 a3,a4,a5,是等差数列,设其公差为 d.在中,取 n4,则 a2a3a5a64a4,所以 a2a3d,在中,取 n3,则 a1a2a4a54a3,所以 a1a32d,所以数列an是等差数列 课时达标训练 A 组大题保分练 1在数列an,bn中,已知 a12,b14,且 an,bn,an1成等差数列,bn,an,bn1也成等差数列(1)求证:anbn是
39、等比数列;(2)设 m 是不超过 100 的正整数,求使 anman1m am4am14成立的所有数对(m,n)解:(1)证明:由 an,bn,an1成等差数列可得,2bnanan1,由 bn,an,bn1成等差数列可得,2anbnbn1,得,an1bn13(anbn),又 a1b16,所以anbn是以 6 为首项,3 为公比的等比数列(2)由(1)知,anbn6(3)n1,得,an1bn1anbn2,得,an6(3)n1223(3)n11,代入 anman1m am4am14,得3(3)n11m3(3)n1m 3(3)m133(3)m3,所以3(3)n11m3(3)m3 3(3)n1m3(3
40、)m13,整理得,(m1)(3)m3(3)n0,所以 m1(3)nm1,由 m 是不超过 100 的正整数,可得 2(3)nm1101,所以 nm12 或 4,当 nm12 时,m19,此时 m8,则 n9,符合题意;当 nm14 时,m181,此时 m80,则 n83,符合题意 故使 anman1m am4am14成立的所有数对(m,n)为(8,9),(80,83)2(2019苏锡常镇二模)已知数列an是各项都不为 0 的无穷数列,对任意的 n3,nN*,a1a2a2a3an1an(n1)a1an恒成立(1)如果1a1,1a2,1a3成等差数列,求实数 的值;(2)若 1.()求证:数列1a
41、n 是等差数列;()已知数列an中,a1a2.数列bn是公比为 q 的等比数列,满足 b11a1,b21a2,b31ai(iN*)求证:q 是整数,且数列bn中的任意一项都是数列1an 中的项 解:(1)因为 n3 且 nN*时,a1a2a2a3an1an(n1)a1an恒成立,则当 n3 时,a1a2a2a32a1a3,因为数列an的各项都不为 0,所以等式两边同时除以 a1a2a3得:2a2 1a11a3,又1a1,1a2,1a3成等差数列,所以2a21a11a3,所以2a2 2a2,所以 1.(2)证明:()当1,n3 时,a1a2a2a32a1a3 ,整理得1a11a32a2,则1a2
42、1a11a31a2.当 n4 时,a1a2a2a3a3a43a1a4,得:a3a43a1a42a1a3,得1a13a32a4,又1a11a32a2,所以1a41a31a31a2.当 n3 时,a1a2a2a3an1an(n1)a1an,a1a2a2a3an1ananan1na1an1,两式相减得:anan1na1an1(n1)a1an,因为 an0,所以1a1nann1an1,则1a1n1an1 nan2,所以nann1an1 n1an1 nan2,整理得1an 1an2 2an1,即 1an2 1an1 1an11an(n3),由得:1an2 1an1 1an11an对任意的正整数 n 恒成
43、立,所以数列1an 成等差数列()设数列1an 的公差为 d,设 cn1an,c11a1c(c0),则 b1c1c,b2c2cd,dc2c1b2b1cqc.当 i2 时,b3c2b2,从而 q1,b2b1,得 a1a2,与已知不符 当 i3 时,由 b3c3,cq2c2dc2c(q1),得 q212(q1),得 q1,与已知不符 当 i1 时,由 b3c1,cq2c,得 q21,则 q1(上面已证 q1)为整数 此时数列bn为:c,c,c,;数列cn中,c1c,c2c,公差 d2c.数列bn中每一项都是cn中的项(cc1,cc2)当 i4 时,由 b3ci,cq2c(i1)dc(i1)c(q1
44、),得 q2(i1)q(i2)0,得 q1(舍去),qi2(i4)为正整数 cqcd,b3ci,对任意的正整数 k4,欲证明 bk是数列cn中的项,只需证 bkcqk1cixdb3x(cqc)cq2x(cqc)有正整数解 x,即证 xqk1q2q1 为正整数 因为 xqk1q2q1 q2(qk31)q1表示首项为 q2,公比为 qi2(i4),共 k3(k4)项的等比数列的和,所以 x 为正整数 因此,bn中的每一项都是数列cn也即1an 中的项 3(2019盐城三模)在无穷数列an中,an0(nN*),记an前 n 项中的最大项为 kn,最小项为 rn,令 bn knrn.(1)若an的前
45、n 项和 Sn满足 Snn2na12.求 bn;是否存在正整数 m,n,满足b2mb2n2m12n?若存在,请求出这样的 m,n,若不存在,请说明理由(2)若数列bn是等比数列,求证:数列an是等比数列 解:(1)在 Snn2na12中,令 n1,得 a1S11a12,解得 a11,Snn2n2,当 n2 时,anSnSn1n2n2(n1)2(n1)2n,综上,得 ann(nN*)显然an为递增数列,knann,rna11,bn n.假设存在满足条件的正整数 m,n,则mn2m12n,m2mn2n12,设 cnn2n,则 cn1cnn12n1 n2n1n2n1,c1c2c3c4c5,由m2mn
46、2n12,得 cm12cnn,则 mn1,当 mn1 时,mn2m12n 显然不成立 当 mn1 时,mn2m12n 2mn1,设 mn1t,则 tN*,n1tn2t,得 nt12t1,设 dnn12n1,则 dn1dn(n1)12n11n12n1n2n1(2n11)(2n1)0 恒成立,数列dn递减 又 d12,d21,d3471,n3 时,dn0(nN*),且 kn,rn分别为an前 n 项中的最大项和最小项,kn1kn,rn1rn,设数列bn的公比为 q,显然 q0,()当 q1 时,kn1rn1knrn1,得kn1kn rnrn1,若 kn1kn,则 rn1kn与 rn11 时,kn1
47、rn1knrnq1,得kn1rn1knrn q21.kn1kn rnrn11,kn1kn恒成立,而 knan,kn1an1,an1an恒成立,knan,rna1,代入kn1rn1knrn q2得an1a1ana1 q2,即an1an q2,数列an是等比数列()当 0q1 时,0 kn1rn1knrn1,得kn1rn1knrn q21,rn1rn knkn11,rn1rn恒成立,而 rnan,rn1an1,an1an恒成立,kna1,rnan,代入kn1rn1knrn q2 得a1an1a1an q2,即an1an q2 数列an是等比数列,综上可得,数列an是等比数列 4(2019南通等七市
48、三模)已知数列an满足(nan12)an(2an1)an1(n2),bn1ann(nN*)(1)若 a13,证明:bn是等比数列;(2)若存在 kN*,使得1ak,1ak1,1ak2成等差数列 求数列an的通项公式;证明:ln n12anln(n1)12an1.解:(1)证明:由(nan12)an(2an1)an1(n2),得 1an 2an12n,得 1ann21an1(n1),即 bn2bn1(n2)因为 a13,所以 b11a11230,所以 bnbn12(n2),所以bn是以23为首项,2 为公比的等比数列(2)设1a11,由(1)知,bn2bn1,所以 bn2bn122bn22n1b
49、1,得1ann2n1,所以1ak2k1k.因为1ak,1ak1,1ak2成等差数列,所以(2k1k)(2k1k2)2(2kk1),所以 2k10,所以 0,所以1ann,即 an1n.证明:要证 ln n12anln(n1)12an1,即证12(anan1)lnn1n,即证1n 1n12ln n1n.设 tn1n,则1n 1n1t1t1t t1t,且 t1,从而只需证当 t1 时,t1t2ln t.设 f(x)x1x2ln x(x1),则 f(x)11x22x1x120,所以 f(x)在(1,)上单调递增,所以 f(x)f(1)0,即 x1x2ln x,因为 t1,所以 t1t2ln t,所以
50、原不等式得证 B 组大题增分练 1(2019苏北三市一模)已知数列an满足对任意的 nN*,都有 an(qnan1)2qnanan1an1(1qnan1),且 an1an0,其中 a12,q0.记 Tna1qa2q2a3qn1an.(1)若 q1,求 T2 019的值;(2)设数列bn满足 bn(1q)Tnqnan.求数列bn的通项公式;若数列cn满足 c11,且当 n2 时,cn2bn11,是否存在正整数 k,t,使 c1,ckc1,ctck成等比数列?若存在,求出所有 k,t 的值;若不存在,说明理由 解:(1)当 q1 时,由 an(qnan1)2qnanan1an1(1qnan1),得
51、(an1an)2an1an,又 an1an0,所以 an1an1,又 a12,所以 T2 019a1(a2a3)(a4a5)(a2 018a2 019)1 011.(2)由 an(qnan1)2qnanan1an1(1qnan1),得 qn(an1an)2an1an,又 an1an0,q0,所以 an1an1qn,又 Tna1qa2q2a3qn1an,所以 qTnqa1q2a2q3a3qnan,所以(1q)Tna1q(a1a2)q2(a2a3)q3(a3a4)qn1(an1an)qnan,bn(1q)Tnqnana1111qnanqnana1n1n1,所以 bnn1.由题意,得 cn2bn11
52、2n1,n2,因为 c1,ckc1,ctck成等比数列,所以(ckc1)2c1(ctck),即(2k2)22t2k,所以 2t(2k)232k4,即 2t2(2k1)232k21(*)由于 ckc10,所以 k1,即 k2.当 k2 时,2t8,得 t3.当 k3 时,由(*),得(2k1)232k21 为奇数,所以 t20,即 t2,代入(*)得 22k232k20,得 2k3,此时 k 无正整数解 综上,k2,t3.2(2018江苏高考)设an是首项为 a1,公差为 d 的等差数列,bn是首项为 b1,公比为 q 的等比数列(1)设 a10,b11,q2,若|anbn|b1对 n1,2,3
53、,4 均成立,求 d 的取值范围;(2)若 a1b10,mN*,q(1,m 2,证明:存在 dR,使得|anbn|b1对 n2,3,m1 均成立,并求 d 的取值范围(用 b1,m,q 表示)解:(1)由条件知 an(n1)d,bn2n1.因为|anbn|b1对 n1,2,3,4 均成立,即|(n1)d2n1|1 对 n1,2,3,4 均成立,所以 11,1d3,32d5,73d9,解得73d52.所以 d 的取值范围为73,52.(2)由条件知 anb1(n1)d,bnb1qn1.若存在 d,使得|anbn|b1(n2,3,m1)成立,即|b1(n1)db1qn1|b1(n2,3,m1),即
54、当 n2,3,m1 时,d 满足qn12n1 b1d qn1n1b1.因为 q1,m 2,则 1qn1qm2,从而qn12n1 b10,qn1n1b10,对 n2,3,m1 均成立 因此,取 d0 时,|anbn|b1对 n2,3,m1 均成立 下面讨论数列qn12n1的最大值和数列qn1n1 的最小值(n2,3,m1)当 2nm 时,qn2nqn12n1 nqnqnnqn12n(n1)n(qnqn1)qn2n(n1).当 1q21m时,有 qnqm2,从而 n(qnqn1)qn20.因此,当 2nm1 时,数列qn12n1单调递增,故数列qn12n1的最大值为qm2m.设 f(x)2x(1x
55、),当 x0 时,f(x)(ln 21xln 2)2x0,所以 f(x)单调递减,从而 f(x)f(0)1.当 2nm 时,qnnqn1n1q(n1)n21n11n f1n 1,因此,当 2nm1 时,数列qn1n1 单调递减,故数列qn1n1 的最小值为qmm.因此 d 的取值范围为b1(qm2)m,b1qmm.3(2019南通等七市二模)已知数列an的各项均不为零设数列an的前 n 项和为 Sn,数列a2n的前 n 项和为 Tn,且 3S2n4SnTn0,nN*.(1)求 a1,a2的值;(2)证明:数列an是等比数列;(3)若(nan)(nan1)0 对任意的 nN*恒成立,求实数 的所
56、有可能取值 解:(1)由题意知 3S2n4SnTn0,nN*,令 n1,得 3a214a1a210,即 a21a10,因为 a10,所以 a11.令 n2,得 3(1a2)24(1a2)(1a22)0,即 2a22a20,因为 a20,所以 a212.(2)证明:因为 3S2n4SnTn0,所以 3S2n14Sn1Tn10,得,3(Sn1Sn)an14an1a2n10,因为 an10,所以 3(Sn1Sn)4an10,所以 3(SnSn1)4an0(n2,nN*),当 n2 时,得,3(an1an)an1an0,即 an112an,因为 an0,所以an1an 12.又由(1)知,a11,a2
57、12,所以a2a112,所以数列an是以 1 为首项,12为公比的等比数列(3)由(2)知,an12n1.因为对任意的 nN*,(nan)(nan1)0 恒成立,所以 的值介于 n12n1和 n12n之间 因为 n12n1n12n0,则当 n 为奇数时,n12nn12n1恒成立,从而有 n2n1恒成立 记 p(n)n22n(n4),因为 p(n1)p(n)(n1)22n1n22nn22n12n10 不符合题意 若 0,则当 n 为奇数时,n12nn12n1恒成立,从而有n2n恒成立 由(*)式知,当 n5 且 n 1时,有1nn2n,所以 0,则必有 MnMn1,anMnMn1an1,即对任意
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鄂教版七年级语文下册第8课《诗两首》精题精练.doc
