数列
一、填空、选择题
31、(崇明县2016届高三二模)若数列{an}是首项为1,公比为a的无穷等比数列,且{an}各项
2的和为a,则a的值是 .
2、(奉贤区2016届高三二模)无穷等比数列首项为1,公比为qq0的等比数列前n项和为Sn,则limSn2, 则q________.
n3、(虹口区2016届高三二模)在正项等比数列an4aa1,aa,23中,133则
lim(a1a2nan)___________.
4、(黄浦区2016届高三二模)
已知数列{an}中,若a10,aik2(iN*,2ki2k1,k1,2,3,的最小值为
),则满足aia2i100的i1log3an1,n2k,5、(静安区2016届高三二模)已知数列an满足a181,ana(kN*),
n1n2k13,则数列an的前n项和Sn的最大值为 .
6、(闵行区2016届高三二模)设数列an的前n项和为Sn,Sn=n2+2a|n-2016|(a0),则使得anan1(nN)恒成立的a的最大值为 . 7、(浦东新区2016届高三二模)已知数列an的通项公式为an(1)nn2n,nN,则这
**个数列的前n项和Sn___________.
8、(徐汇、金山、松江区2016届高三二模)在等差数列an中,首项a13,公差d2,若某学生对其中连续10项进行求和,在遗漏掉一项的情况下,求得余下9项的和为185,则此连续10项的
和为__________________.
9、(徐汇、金山、松江区2016届高三二模)对于给定的正整数n和正数R,若等差数列a1,a2,a3,满足a1a2n1R,则Sa2n1a2n2a2n322a4n1的最大值为__________________.
10、(杨浦区2016届高三二模)已知等比数列{an}的各项均为正数,且满足:a1a74,则数列
{log2an}的前7项之和为 .
11、(闸北区2016届高三二模)已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意正整数n,an13Sn,则
下列关于{an}的论断中正确的是( )
A.一定是等差数列 B.一定是等比数列
C.可能是等差数列,但不会是等比数列 D.可能是等比数列,但不会是等差数列
12、(长宁、青浦、宝山、嘉定四区2016届高三二模)已知各项均为正数的数列{an}满足
a1a2Lann3n(nN),则
2*aa1a2Ln___________. 23n113、(崇明县2016届高三二模)下面是关于公差d0的等差数列an的四个命题:
(1)数列an是递增数列; (2)数列nan是递增数列; a(3)数列n是递减数列; (4)数列an3nd是递增数列.
n其中的真命题的个数为
A.0
B.1
C.2
D.3
2*14、(奉贤区2016届高三二模)若数列an前n项`和Sn满足Sn1Sn2n1n2,nN,
且a1x,an单调递增,则x的取值范围是_______.
abab015、(浦东新区2016届高三二模)任意实数a,b,定义aba,设函数
ab0bf(x)(log2x)x.数列an是公比大于0的等比数列,且a61,f(a1)f(a2)f(a3)Lf(a9)f(a10)2a1,则a1_______.
二、解答题
1、(崇明县2016届高三二模)已知数列{an}与{bn}满足an1an(bn1bn),nN*. (1)若bn2n3,a11,2,求数列{an}的通项公式;
(2)若a11,b12,且数列{bn}是公比等于2的等比数列,求的值,使数列{an}也是等比数列; (3)若a1,bnn,nN*,且(1,0),数列{an}有最大值M与最小值m,求
M的取值范围. m11aabnn1n222、(奉贤区2016届高三二模)数列an,bn满足,a10,b10.
11111bn12an2bn(1)求证:anbn是常数列;
(2)若an是递减数列,求a1与b1的关系; (3)设a14,b11,当n2时,求an的取值范围.
2(S1)aS(nN). S,a设数列的前n项和为且nnnnn3、(虹口区2016届高三二模)
(1)求S1、S2、S3的值,并求出Sn及数列an的通项公式;
(2)设bn(1)n1(n1)2anan1(nN),求数列bn的前n项和Tn.
(3)设cn(n1)an(nN),在数列cn中取出m(mN,m3为常数)项,按照原来的顺序排成一列,构成等比数列dn.若对任意的数列dn,均有d1d2d3最小值.
4、(黄浦区2016届高三二模)已知数列{an}的通项公式为an(nk1)(nk2),其中k1,k2Z; (1)试写出一组k1,k2Z的值,使得数列{an}中的各项均为正数; (2)若k11、k2N*,数列{bn}满足bn写出所有满足条件的k2的值;
(3)若0k1k2,数列{cn}满足cnan|an|,其前n项和为Sn,且使cicj0
dmM,试求M的
an*,且对任意mN(m3),均有b3bm, n(i,jN*,ij)的i和j有且仅有4组,S1、S2、…、Sn中至少3个连续项的值相等,其
它项的值均不相等,求k1,k2的最小值;
5、(静安区2016届高三二模)已知数列an满足an3an13n(n2,nN),首项a13.
(1)求数列an的通项公式; (2)求数列an的前n项和Sn; (3)数列bn满足bnlog3an1,记数列的前n项和为Tn,A是△ABC的内角,若nbbnn1sinAcosA
3Tn对于任意nN恒成立,求角A的取值范围. 41an,2*6、(闵行区2016届高三二模)已知nN,数列an、bn满足:an1an1,bn1bn记cnan24bn.
(1)若a11,b10,求数列an、bn的通项公式; (2)证明:数列cn是等差数列;
(3)定义fn(x)x2anxbn,证明:若存在kN,使得ak、bk为整数,且fk(x)有两个整数零点,则必有无穷多个fn(x)有两个整数零点.
7、(浦东新区2016届高三二模)数列an满足:a12,an1an2n,且a1,a21,a3成等差数列,其中nN。
(1)求实数的值及数列an的通项公式; (2)若不等式
8、(普陀区2016届高三二模)已知各项不为零的数列an的前n项和为Sn,且a11,
**p2p16成立的自然数n恰有4个,求正整数p的值. 2n5anSn1anan1(nN*) 2(1)求证:数列an是等差数列; (2)设数列bn满足:bn2的值;
(3)若m、k均为正整数,且m2,km,在数列ck中,c11,
an2an1,且limbkbk1bk1bk2bnbn1n1,求正整数k384ck1km,求ckak1c1c2cm.
9、(徐汇、金山、松江区2016届高三二模)设集合W由满足下列两个条件的数列an构成:①
anan2an1;②存在实数a,b使aanb对任意正整数n都成立. 2(1) 现在给出只有5项的有限数列an,bn,其中a12,a26,a38,a49,a512;
bklog2k(k1,2,3,4,5).试判断数列an,bn是否为集合W的元素;
(2)数列cn的前n项和为Sn,c11,且对任意正整数n,点(cn1,Sn)在直线2xy20上,证明:数列SnW,并写出实数a,b的取值范围;
(3)设数列dnW,且对满足条件②中的实数b的最小值b0,都有dnb0(nN*).求证:数列
dn一定是单调递增数列.
10、(闸北区2016届高三二模)已知数列{an} ,Sn为其前n项的和,满足Sn(1)求数列{an}的通项公式;
n(n1). 21}的前n项和为Tn,数列{Tn}的前n项和为Rn,求证:当n2,nN*时anRn1n(Tn1);
mn1)(m),其中m1,2,n,,求满足(3)(理)已知当nN*,且n6时有(1n32(2)设数列{3n4n
an的所有n的值. (n2)na(n3)11、(长宁、青浦、宝山、嘉定四区2016届高三二模)已知正项数列{an},对任意nN,{bn}满足:都有an,bn,an1成等差数列,bn,an1,bn1成等比数列,且a110,a215. (1)求证:数列
*b是等差数列;
n(2)求数列{an},{bn}的通项公式; (3)设Sn值范围.
111bL,如果对任意nN*,不等式2aSn2n恒成立,求实数a的取
ana1a2an参考答案
一、填空、选择题 1、2 2、
911 3、 4、128 5、127 6、
222016n1n22,n为偶数2n110R27、Sn 8、200 9、 10、7
n522n1,n为奇数2211、C 12、2n6n 13、C 14、(2,3) 15、4
二、解答题
1、(1)an1an2(bn1bn)4
所以数列{an}为等差数列................................2分 因为a11,所以an4n3.............................4分
2b12, (2)数列{bn}是公比等于2的等比数列,
所以bn2n,所以anan1(bnbn1)2n1(n2,nN*) 所以an(anan1)(an1an2)...(a2a1)a1 (2n12n2...2)12n12 ...........7分
因为数列{an}是等比数列 所以a22a1a3,所以当1, 21时,an2n1 ,数列{an}是等比数列 21所以..................................................10分
2(3)当n2,nN* 时,anan1(bnbn1) 所以an(anan1)(an1an2)...(a2a1)a1 (bnbn1)(bn1bn2)...(b2b1)a1 bnb1a1n12
n1当n1时,上式依然成立,所以an2................12分
a2n2n12,
因为(1,0),所以a2n2a2n2n1(21)0 即数列{an}的偶数项构成的数列{a2n}是单调增数列 同理a2n1a2n12n(21)0
即数列{an}的奇数项构成的数列{a2n1}是单调减数列
又a2na12n120,所以数列{an}的最大值Ma1
a2n1a22n230,所以数列{an}的最小值ma232.....14分
所以
M113 m221(1)232413因为(1,0),所以()2(1,3)
24M1(,1)..................................................16分 m32、(1)2an1anbn 1分
ab1nn 2分
所以
2anbn2anbn 3分 bn1anbn2abbn1nn 4分
2an1anbnan1bn1....a1b1 5分
bn1anbn是常数列; 6分 (2) an是递减数列,an1an0
a2a1ba11a1b1a1110 222a1b1 7分 ba2ab2ab2a3a220,a2b2,1111,a1b10
22a1b1ban0,anbna1b1恒成立 8分 猜想an1ann22akbkakbk2akbkbk1ak1akbk2ak2ak10 9分
224akbka1b1时an是递减数列 10分
(3)、(理)整理得an1 a214an2an 11分 5 12分 2 a10a20a30an0 13分
11n2,an12an2anan202 14分 2an2 an12 15分
4anbnanan4a2n an1an 16分 222anan2,an1an0
an单调递减,ana2 17分
5an2, 18分
23、解:(1)当n1时, (S11)2a1S1S12S11; 212当n2时, (S21)2a2S2(S2)S2S2;
2323当n3时, (S31)2a3S3(S3)S3S3. ……2分
34由此,猜测: Sn下面用数学归纳法证明:
(i)当n1时,结论显然成立;
(ii)假设当nk(kN)时,Skn(nN). n1k;则当nk1时,由条件,得 k1(Sk11)2ak1Sk1(Sk1Sk)Sk1Sk1kkk1
.2Sk2kk2k1即当nk1时,结论也成立.
n.……4分 n1
11nn11 当n2时,anSnSn1,.又a1S1212 n1nn(n1)1a于是数列an的通项公式为:nn(n1)(nN).……6分
11n111(2)因bn(1)n1(n1)2anan1(1)n1(1)(),……8分 n(n2)2nn2于是,由(i),(ii)可知,对任意的nN,均有Sn当n为奇数时,
Tnb1b2bn11111111(1)()()()23243546(1111)()n1n1nn2 当n
10分1111111(1)?22n1n222(n1)(n2)为偶数时,
Tnb1b2bn11111111(1)()()()23243546(1111)()n1n1nn2
1111111(1).22n1n222(n1)(n2)111,22(n1)(n2)故Tn111,22(n1)(n2)……12分 11(1)n=. 22(n1)(n2)(当n为偶数)(当n为奇数)(3)因cn(n1)an1,n由于数列cn的m(m3)项子列dn构成等比数列,设其公比为
q,则 ddd123dmd1(1qq2qm1).
因qQ,且q1,d11v(aN), 设q(u,vN,u2,且u,v互质). au11,故 u2
(i)当v1时,因qd1d2d3dmd1(1qq2m111qm1)122212m1212m1. ……15分
1vm1(ii)当v1时,因dmd1qm1是数列c中的项,故avm1a(aN).
nau从而d1d2d3dmd1(1qq2qm1)111111(m1m2m32m2m1)avvuvuvuu 11111m1m2m32m2m1vvuvuvuu11111m1m2m322232323m23m1121()mm132123m1m12m1(m3).223213综合(i),(ii),得:在数列cn中的所有m(m3)项等比子数列dn中,其和最大的是:
11111,,2,,m1.故由题意知:M的最小值为2m1. ……18分 2222另解(3):因cn(n1)an1,由于数列c的m(m3)项子列d构成等比数列,设其
nnn公比为q,则 d1d2d3dmd1(1qq2qm1).
因qQ,且q1,d11(aN). a1,故 2
(i)当a1时,因qd1d2d3dm1qq211qm1122212m1212m1. ……15分
1(ii)当a2时,因qa1a, 故
1a1ad1d2d3dm1(1qq2aqm1)1111a1aa
a1312m1(m3).22综合(i),(ii),得:在数列cn中的所有m(m3)项等比子数列dn中,其和最大的是:
11111,,2,,m1.故由题意知:M的最小值为2m1. ……18分 22224、[解](1)k11、k22(答案不唯一).(4分)
ankn2(1k2).(6分) nnk当k21,2时,f(n)n2均单调递增,不合题意,因此,k2≥3.
nk当k2≥3时,对于f(n)n2,当n≤k2时,f(n)单调递减;当n≥k2时,f(n)单调递增.
n由题设,有b1b2b3,b3b4.(8分) 于是由b2b3及b4b3,可解得6k212. 因此,k2的值为7,8,9,10,11.(10分)
2an,an0,(3)cnan|an|
0,a≤0.n其中an(nk1)(nk2)n2(k1k2)nk1k2,且k1k2.
当k1k2≤0时,{an}各项均为正数,且单调递增,cn2an,也单调递增,不合题意;
2an,nk2,当k1≤0k2时,cn 不合题意;(12分)
n≤k2.0,2an,nk1ornk2,于是,有0k1k2,此时cn(14分)
k1≤n≤k2.0,(2)由题设,bn因为cicj0(i、jN*,ij),所以i、j(k1,k2). 于是由cn2an2(nk1)(nk2)2[n2(k1k2)nk1k2],可得
k1k2ij,进一步得220ik1k2j,此时,i的四个值为1,2,3,4,因此,k1的最小值为5.(16分)
又S1、S2、…、Sn中有至少3个连续项的值相等,其它项的值均不相等, 不妨设SmSm+1=Sm+2=,于是有cm+1=cm+2=0,
因为当k1≤n≤k2时,cn0,所以5k1≤m1m2≤k2,
因此,k2≥6,即k2的最小值为6.(18分)
5、(1)数列an满足an3an13n(n2,nN)
∴an3an1anan13,∵30,∴nn11为常数,…………2分
33nn∴数列a1an1,公差为1…………4分 是等差数列,首项为n33ann ∴ann3n (nN) …………6分 n3(2)Sn3232333434(n1)3n1n3n
3Sn322333344352Sn3323334Snn3n1(n1)3nn3n1
3n1n3n1
3n13…………10分 22(3)数列bn满足bnlog3an,则bnlog33nn,…………11分 n
1111 1bnbn1n(n1)nn121123113411() nn1因此有: Tn(1)()() =11 …………13分 n1∴由题知△ABC中,sinAcosA13sin2ATn恒成立,而对于任意nN,Tn1成立,24所以
133即sin2A, …………16分 sin2A242又A(0,),即2A(0,2)
∴
32A2,即A, . …………18分 3636、(1)ann, ………………………………………………………………2分
1nbn1bnanbn,
22由累加法得bnb1(b2b1)(b3b2)(bnbn1) …………………4分
1n(n1)0[12(n2)(n1)].……………………………………6分
24(2)cn1cnan124bn1(an24bn)……………………………………………8分
1(an1)24(anbn)(an24bn)1
2cn是公差为1的等差数列.……………………………………………………11分
ancnakck(3)由解方程得:x,由条件,fk(x)0两根x为整数,则ck必为完
22全平方数,不妨设ckm2(mN), …………12分 此时xakckakm为整数,ak和m具有相同的奇偶性,………13分 22由(2)知cn是公差为1的等差数列,取nk2m1
ck2m1ck2m1m22m1m1 ………………………………15分
此时x2ak2m1ck2m1(ak2m1)(m1) 22ak和m具有相同的奇偶性,ak2m1和m1具有相同的奇偶性, …17分
所以函数fk2m1(x)有两个整数零点.
由递推性可知存在无穷多个fn(x)有两个整数零点.………………………18分 7、(1)由题意:a222,a326
∵a1,a21,a3成等差数列,2(32)226,……………………(2分) 解得:1………………………………………………………………………(3分)
∵a12,an1an2n,
an(anan1)(an1an2)L(a2a1)a12n,……………………(5分)
解得:an2n………………………………………………………………………(6分)
n1 (2)解:∵,2n522n5an
∵p0,n1,2显然成立……………………………………………………(8分)
p2p16pp8
当n3时,
p2n5n1, …………………………………………………(9分) p82n11设bn2n52
nn1n111bn1bn2n32n5(72n)………………(11分)
222当n3时,b4b3;当n4时,b4b5b6L;
b3若
1357,b4,b5,b6,有b4b5b3b6 481632p2n5p1p5n1还需有2解,则b3b5,即,………(12分)
4p816p82p8840p 311,
所以正整数p3………………………………………(14分)
解得
8、【解】(1)当n1时,S11a1a21,a11,故a22;……1分 211当n2时,anSnSn1anan1an1an
22变形得2ananan1an1,由于an0,所以an1an12……2分 所以a2n12n1,a2n2n,nN,于是ann,nN.……3分 由于an1an1,所以数列an是以1首项,1为公差的等差数列.…………4分
**(2)由(1)得ann,所以bn2an2an12n2(n1)11……5分 42n bnbn1122n5,且b1b2bb11,当n2时,nn1…………7分 128bn1bn4 故数列bnbn1是以
11为首项,为公比的等比数列.……8分 1284于是limbkbk1bk1bk2bnbn1nbkbk11,即bkbk129……9分 138414bkbk111252k,故252k29,解得k2.…………10分 324ck1kmkmccc,ckkk12……12分 k1ckak1ck1ck2c1k(3)则由(1)得akk,
ck1k1(mk1)(mk2)k11k…………14分 1Cmk(k1)21m11m1m23CmCmCm1Cm…………16分 m11m012m1CmCmCm1Cm mm1故c1c2cm.……18分
ma3a510a4,不满足集合W的条件①,数列an不是集9、【解答】(1)对于数列an,2合W中的元素.
b1b3bblog23log22b2,24log28log23b3,对于数列bn, 22b3b5log215log24b4,而且,当n1,2,3,4,5时有log21bnlog25,显然满足集合2c1c2cmW的条件①②,故数列bn是集合W中的元素. -------------------4分
(2)因为点(cn1,Sn)在直线2xy20上,所以
2cn1Sn20 ①当n2时,有 2cnSn120 ②
① ②,得2cn12cncn0(n2),所以,当n2时,有cn1又2c2S120,S1c11, 所以c2因此,对任意正整数n,都有
1cn. 211c1. 221cn11,所以,数列cn是公比为的等比数列,
2cn211,S2nN. nn1n122SSn21112nn22nSn1,且1Sn2,故SnW,实数a对任意正整数n,都有n2222故cn的取值范围是,1,实数b的取值范围是2,.-------------------10分
(3)假设数列dn不是单递增数列,则一定存在正整数k0,使dk0dk01.------12分 此时,我们用数学归纳法证明:对于任意的正整数n,当nk0时都有dndn1成立. ①nk0时,显然有dndn1成立; ② 假设nm(mk0)时,dmdm1,
则当nm1时,由
dmdm2dm1可得dm22dm1dm,从而有 2dm1dm2dm1(2dm1dm)dmdm10,所以dm1dm2.
由①②知,对任意的nk0,都有dndn1.-----------------------------------------16分 显然d1,d2,,dk0这k0个值中一定有一个最大的,不妨记为dn0.于是dn0dn(nN*),
从而dn0b0,与已知条件dnb0(nN*)相矛盾.
所以假设不成立,故命题得证.---------------------------------------------------------18分 10、解:(1)当n2时,anSnSn1又
n(n1)(n1)nn 22a1S11 ,所以ann ……………………………5分
1111,Tn1,
2nann11111) Rn11(1)(1)(12232n1111 (n1)1(n2)(n3)1
23n1111111111)n(11)n(Tn1)(n2)…6分 n(123n1n23n1n (2)、<法一> <法二>:数学归纳法
1111,2(T21)2(1)1 ………………………1分
a1a2a1 ②假设nk(k2,kN*)时有Rk1k(Tk1) ………………………1分
1 当nk1时,RkRk1Tkk(Tk1)Tk(k1)Tkk(k1)(Tk1)k
ak11)k(k1)(Tk11)nk1是原式成立 (k1)(Tk111k1 由①②可知当n2,nN*时Rn1n(Tn1); ………………………4分
mn1)()m,m1,2,,n (3)、(理)(1n32 ①n2时,R1T1 相加得,
4n1n1mn1时,()()n323n1nmn时,()()n32m1时,(n2n1)n32n1n1m2时,()()2n32nn1m3时,()()3n32(
n2nn1n)()n3n311213()()222(4n3n11213)()()()n3n322211()n1()n 22111()n1()n1()n1, 2223n4n(n2)n(n3)n ………………………4分
(n2)n(n3)n无解
2223333n6时,3n4n又当n1时;34,n2时,345;n3时,3456
n4时,34445464为偶数,而74为奇数,不符合 n5时,3545556575为奇数,而85为偶数,不符合
综上所述n2或者n3 ……………………………4分
1,与limf(an)0(nN*)矛盾
npqxqx 因为函数f(x)的定义域为R,所以(p1)31恒不为零,而3的值域为(0,),所以
p10,又p1时,f(x)1,与limf(an)0(nN*)矛盾,故p1
(3)、易知q0,否则若q0,则f(x)n
f(an)11q且limf(an)031,q0 qnqn(p1)31(p1)(3)1n 即有pq1。 ……………………………8分
211、(1)由已知,2bnanan1 ①, an1bnbn1 ②, ………1分
由②可得,an1bnbn1 ③, ……………………………2分 将③代入①得,对任意nN,n≥2,有2bnbn1bnbnbn1, 即2bnbn1bn1,所以
*b是等差数列. …………………………4分
n(2)设数列
b的公差为d,由a10,an1215,得b125,b218,……6分 2所以b1522,b232,所以db2b1, ……………………7分 225222(n1)(n4), ………………8分 222所以,bnb1(n1)d(n4)2(n3)2(n4)22所以,bn,anbn1bn, ……………………9分
222(n3)(n4)an. …………………………………………………………10分
212112(3)解法一:由(2),, ……………11分 an(n3)(n4)n3n411111111所以,Sn22,……13分
n3n44n44556故不等式2aSn2bn1n41化为4a, 2ann34n4即a(n2)(n4)*当nN时恒成立, …………………………………………14分
n(n3)(n2)(n4)n2n421212, 111n(n3)nn3nn3nn3n(n3)令f(n)则f(n)随着n的增大而减小,且f(n)1恒成立. ………………………………17分 故a≤1,所以,实数a的取值范围是(,1]. ………………………………18分
12112, ……………………11分 an(n3)(n4)n3n411111111所以,Sn22,……13分
n3n44n44556b1n41故不等式2aSn2n化为4a, 2ann34n4解法二:由(2),
所以,原不等式对任意nN*恒成立等价于(a1)n3(a2)n80对任意nN*恒成
立, ……………………………………14分 设f(n)(a1)n3(a2)n8,由题意,a1≤0,
当a1时,f(n)3n80恒成立; …………………………15分 当a1时,函数f(x)(a1)x3(a2)x8图像的对称轴为x2223a20, 2a1f(x)在(0,)上单调递减,即f(n)在N*上单调递减,故只需f(1)0即可, 15,所以当a≤1时,4aSnbn对nN*恒成立. 4综上,实数a的取值范围是(,1]. …………………………18分
由f(1)4a150,得a
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