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专题03 等差数列与等比数列(讲)(理)
. 1.等差、等比数列基本运算和性质的考查是高考热点,经常以选择题、填空题的形式出现;2.数列的通项也是高考热点,常在解答题中的第(1)问出现,难度中档以下.
1.【2021·全国高考真题(理)】等比数列的公比为q,前n项和为,设甲:,乙:是递增数列,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【答案】B
【分析】当时,通过举反例说明甲不是乙的充分条件;当是递增数列时,必有成立即可说明成立,则甲是乙的必要条件,即可选出答案.
【详解】由题,当数列为时,满足,
但是不是递增数列,所以甲不是乙的充分条件.
若是递增数列,则必有成立,若不成立,则会出现一正一负的情况,是矛盾的,则成立,所以甲是乙的必要条件.故选:B.
【点睛】在不成立的情况下,我们可以通过举反例说明,但是在成立的情况下,我们必须要给予其证明过程.
2.【2019年高考全国I卷理数】记为等差数列的前n项和.已知,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题知,,解得,∴,,故选A.
【名师点睛】本题主要考查等差数列通项公式与前n项和公式,渗透方程思想与数学计算等素养.利用等差数列通项公式与前n项公式即可列出关于首项与公差的方程,解出首项与公差,再适当计算即可做了判断.
3.【2019年高考全国III卷理数】已知各项均为正数的等比数列的前4项和为15,且,则
A.16 B.8
C.4 D.2
【答案】C
【解析】设正数的等比数列{an}的公比为,则,
解得,,故选C.
【名师点睛】本题利用方程思想求解数列的基本量,熟练应用公式是解题的关键.
4.【2019年高考全国I卷理数】记Sn为等比数列{an}的前n项和.若,则S5=___________.
【答案】
【解析】设等比数列的公比为,由已知,所以又,
所以所以.
【名师点睛】准确计算,是解答此类问题的基本要求.本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算,部分考生易出现运算错误.
5.【2019年高考全国III卷理数】记Sn为等差数列{an}的前n项和,,则___________.
【答案】4
【解析】设等差数列{an}的公差为d,
因,所以,即,
所以.
【名师点睛】本题主要考查等差数列的性质、基本量的计算.渗透了数学运算素养.使用转化思想得出答案.
6.【2021·全国高考真题】记是公差不为0的等差数列的前n项和,若.
(1)求数列的通项公式;
(2)求使成立的n的最小值.
【答案】(1);(2)7.
【分析】(1)由题意首先求得的值,然后结合题意求得数列的公差即可确定数列的通项公式;
(2)首先求得前n项和的表达式,然后求解二次不等式即可确定n的最小值.
【详解】(1)由等差数列的性质可得:,则:,
设等差数列的公差为,从而有:,
,
从而:,由于公差不为零,故:,
数列的通项公式为:.
(2)由数列的通项公式可得:,则:,
则不等式即:,整理可得:,
解得:或,又为正整数,故的最小值为.
【点睛】等差数列基本量的求解是等差数列中的一类基本问题,解决这类问题的关键在于熟练掌握等差数列的有关公式并能灵活运用.
7.【2021·全国高考真题】已知数列满足,
(1)记,写出,,并求数列的通项公式;
(2)求的前20项和.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据题设中的递推关系可得,从而可求的通项.
(2)根据题设中的递推关系可得的前项和为可化为,利用(1)的结果可求.
【详解】(1)由题设可得
又,,
故,即,即
所以为等差数列,故.
(2)设的前项和为,则,
因为,
所以
.
【点睛】方法点睛:对于数列的交叉递推关系,我们一般利用已知的关系得到奇数项的递推关系或偶数项的递推关系,再结合已知数列的通项公式、求和公式等来求解问题.
8.【2021·全国高考真题(理)】已知数列的各项均为正数,记为的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列是等差数列:②数列是等差数列;③.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
【答案】答案见解析
【分析】选①②作条件证明③时,可设出,结合的关系求出,利用是等差数列可证;
选①③作条件证明②时,根据等差数列的求和公式表示出,结合等差数列定义可证;
选②③作条件证明①时,设出,结合的关系求出,根据可求,然后可证是等差数列.
【详解】选①②作条件证明③:
设,则,
当时,;
当时,;
因为也是等差数列,所以,解得;
所以,所以.
选①③作条件证明②:
因为,是等差数列,
所以公差,
所以,即,
因为,
所以是等差数列.
选②③作条件证明①:
设,则,
当时,;
当时,;
因为,所以,