内容正文:
清单02 数列的概念与等差、等比数列
(15个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】数列的概念
1.定义:按照确定的顺序排列的一列数称为数列.
2.项:数列中的每一个数叫做这个数列的项.第一个位置上的数叫做这个数列的第1项(或称为首项),第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,…,第n个位置上的数叫做这个数列的第n项.
3.数列的表示:数列的一般形式是a1,a2,…,an,…,简记为{an},其中n∈N *.
【清单02】数列的分类与通项公式
1.数列的分类
分类标准
名称
含义
按项的
有穷数列
项数有限的数列
个数
无穷数列
项数无限的数列
按项的变
化趋势
递增数列
从第项起,每一项都大于它的前一项的数列
递减数列
从第项起,每一项都小于它的前一项的数列
常数列
各项都相等的数列
2.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
【清单03】数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
【清单04】 等差数列的概念
1.等差数列的定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母表示.
2.等差中项
由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列.这时,A叫做a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A=a+b.
【清单05】等差数列
1.等差数列的通项公式
已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
递推公式
通项公式
an+1-an=d
an=a1+(n-1)d
2.等差数列的前n项和公式
已知量
首项、末项与项数
首项、公差与项数
选用
公式
Sn=
Sn=na1+d
【清单06】等比数列
1.等比数列的定义
如果一个数列从第2项起,第一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q表示(q≠0).
2.等比中项
如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时,G2=ab.
3.等比数列的通项公式
已知等比数列{an}的首项为a1,公比为q(q≠0),则通项公式为:an=a1qn-1.
4.等比数列的前n项和公式
已知量
首项a1、项数n与公比q
首项a1、末项an与公比q
公式
Sn=
Sn=
5.等比数列前n项和的性质
(1)等比数列{an}中,若项数为2n,则=;若项数为2n+1,则=.
(2)若等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…成等比数列(其中Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…均不为0).
(3)若一个非常数列{an}的前n项和Sn=Aqn-A(A≠0,q≠0,n∈N*),则数列{an}为等比数列,即Sn=Aqn-A(A≠0,q≠0,q≠1,n∈N*)⇔数列{an}为等比数列.
【考点题型一】数列的概念
【例1】(23-24高二下·四川绵阳·开学考试)(多选)下面四个结论正确的是( )
A.数列的项数是无限的
B.数列的图像是一系列孤立的点
C.数列1,2,3,4和数列1,3,4,2是相同的数列
D.数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函数
【变式1-1】(23-24高二上·广东东莞·期中)下列叙述正确的是( )
A.数列是递增数列
B.数列0,1,2,3,…的一个通项公式为
C.数列0,0,0,1,…是常数列
D.数列2,4,6,8与数列8,6,4,2是相同的数列
【考点题型二】求数列项的最值
求数列最大(小)项的方法
(1)构造函数,确定出函数的单调性,进一步求出数列的最大项或最小项.
(2)利用,求数列中的最大项;
利用,求数列中的最小项.
当解不唯一时,比较各解大小即可确定.
【例2】(23-24高二下·吉林长春·期中)已知,则数列的偶数项中最大项为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)已知,则这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是( )
A., B., C., D.,
【变式2-2】(24-25高三上·山西大同·期末)等比数列中,为其前项和,,且成等差数列,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【考点题型三】数列的周期性
【例3】(23-24高二下·辽宁沈阳·阶段练习)在数列中,,,则( )
A. B. C. D.2
【变式3-1】(23-24高二上·广东湛江·阶段练习)在数列中,,若,则( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(23-24高二下·四川·期中)已知数列满足,,则数列前2024项的积为( )
A.4 B.1 C. D.
【变式3-3】(23-24高二下·河南·期中)已知数列满足,且,若,则m的值可能为( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
【考点题型四】等差数列的概念
判断或证明一个数列是等差数列的方法
1、定义法:(常数)是等差数列;
2、中项法:是等差数列;
3、通项公式法:(,为常数)是等差数列。
【例4】(23-24高二下·海南·期中)下列数列的通项公式中,能得到为等差数列的是( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(23-24高二下·山东菏泽·期中)从1,2,3,…,9这9个数字中任取3个不同的数字,使它们成等差数列,则这样的等差数列共有( )
A.16个 B.24个 C.32个 D.48个
【变式4-2】(23-24高二下·浙江·期中)对于数列,设甲:为等差数列,乙:,则甲是乙的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点题型五】等差数列基本量的计算
(1)在等差数列中,,或,两个公式共涉及,,,及五个基本量,它们分别表示等差数列的首项、公差、项数、末项和前项和;、
(2)依据方程的思想,在等差数列前项和公式中已知其中三个量可求另外两个量,即“知三求二”。
【例5】(24-25高二上·福建龙岩·开学考试)等差数列满足,,则该等差数列的公差( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-1】(24-25高二上·全国·随堂练习)已知等差数列,,1,…,则该数列的第20项为( )
A.52 B.62 C. D.
【变式5-2】(23-24高二下·广东·期中)已知两个等差数列1,5,9,…,和1,6,11,…,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,且的前n项和为,则( )
A.910 B.900 C.890 D.880
【变式5-3】(23-24高二下·江西萍乡·期中)等差数列中,,则( )
A.40 B.30 C.20 D.10
【考点题型六】等差数列项的性质
【例6】(24-25高二上·全国·课后作业)等差数列中,若,为方程的两根,则等于( )
A.10 B.15 C.20 D.40
【变式6-1】(23-24高二下·陕西渭南·期中)已知为等差数列,,,则( )
A.6 B.9 C.12 D.17
【变式6-2】(23-24高二下·四川自贡·期中)在等差数列中,若,则的值为( )
A.20 B.30 C.40 D.50
【变式6-3】(23-24高二上·甘肃定西·阶段练习)已知两个等差数列和的前项和分别为和,且,则( )
A.5 B.6 C.9 D.11
【考点题型七】等差数列和的性质
【例7】(23-24高二下·海南·期末)记为等差数列的前项和,若,则( )
A.144 B.120 C.108 D.96
【变式7-1】(23-24高二下·甘肃庆阳·期中)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.16 B.18 C.24 D.26
【变式7-2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知等差数列的前项和为30,前项和为90,则它的前项和为( )
A.130 B.150 C.180 D.210
【考点题型八】等差数列和的最值问题
【例8】(23-24高二下·全国·课堂例题)若数列为等差数列,为前n项和,,,,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.和均为的最大值
【变式8-1】(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则当取得最小值时,( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式8-2】(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·月考)解关于x的不等式.
【考点题型九】等差数列的应用
【例9】(23-24高二下·北京房山·期中)世界上最古老的数学著作《莱因德纸草书》中有一道这样的题目:把60磅面包分给5个人,使每人所得成等差数列,且使较大的两份之和的是较小的三份之和,则最小的1份为( )
A.磅 B.磅 C.磅 D.磅
【变式9-1】(24-25高二下·全国·单元测试)有一个三人报数游戏:首先报数字1,然后报两个数字2、3,接下来报三个数字4、5、6,然后轮到报四个数字7、8、9、10,依次循环,直到报出10000,则报出的第2024个数字为( )
A.5983 B.5984 C.5985 D.以上都不对
【变式9-2】(24-25高二上·全国·随堂练习)“珠算之父”程大位是我国明代著名的数学家,他的应用巨著《算法统宗》中有一首“竹筒容米”问题:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节六升六,上梢四节四升四,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”(注:六升六:6.6升,次第盛:盛米容积依次相差同一数量)用你所学的数学知识求得中间两节竹的容积为( )
A.3.4升 B.2.4升 C.2.3升 D.3.6升
【考点题型十】等比数列的定义
【例10】(23-24高二下·辽宁·期中)(1)已知数列,其中,且数列为等比数列,求常数p;
(2)设,是公比不相等的两个等比数列,,证明:数列不是等比数列.
【变式10-1】(23-24高二下·浙江·开学考试)已知数列为等差数列,,,前项和为,数列满足,则下列结论正确的是( )
A.数列为等比数列
B.数列为等差数列
C.数列中任意三项不能构成等比数列
D.数列中可能存在三项成等比数列
【变式10-2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列数列是否为等比数列:
(1);
(2);
(3).
【变式10-3】(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)判断数列是否为等比数列;
(3)证明:数列为等差数列,并求该数列的前项和.
【考点题型十一】等比数列的基本量计算
【例11】(24-25高二上·福建龙岩·开学考试)等比数列中,若,则公比为( )
A.1 B.-2 C.2 D.2或-2
【变式11-1】(2024高二·全国·专题练习)记为等比数列的前项和.若,,则 .
【变式11-2】(24-25高二上·全国·课前预习)在等比数列中:
(1)若,,求和;
(2)若,,求.
【考点题型十二】等比数列项的性质
【例12】(23-24高二下·贵州毕节·期末)已知等比数列的各项均为正数,若,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式12-1】(23-24高二下·北京大兴·期中)已知数列是等比数列,若,则的值为( )
A. B.
C. D.
【变式12-2】(23-24高二下·山东日照·期末)已知等比数列,,为函数的两个零点,则( )
A. B. C. D.3
【考点题型十三】等比数列和的性质
【例13】(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)在正项等比数列中,为其前项和,若,,则的值为( )
A.30 B.35 C.40 D.75
【变式13-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知一个等比数列的项数是偶数,其奇数项之和为1012,偶数项之和为2024,则这个数列的公比为( )
A.8 B. C.4 D.2
【变式13-2】(23-24高二下·江西吉安·期末)设等比数列的前n项和为,且,则( )
A. B. C.0 D.2
【变式13-3】(23-24高二下·江苏南京·开学考试)已知等比数列共有项,其和为,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比( )
A. B.2 C. D.
【考点题型十四】等比数列前n项积的最值
【例14】(多选)(23-24高二上·江苏南京·期末)设等比数列的公比为,前项积为,且满足条件,则下列选项正确的是( )
A.
B.
C.的值是中最大的
D.使成立的最大自然数等于4044
【变式14-1】(多选)(23-24高二下·山东潍坊·阶段练习)记等比数列的前n项和为,前n项积为,且满足,则( )
A. B.
C.是数列中的最大项 D.
【变式14-2】(多选)(23-24高二下·陕西渭南·期末)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,若,,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列中的最大值是 D.数列无最大值
【考点题型十五】等比数列的应用
【例15】
(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)某牧场今年年初牛的存栏数为1200头,预计以后每年存栏数的增长率为,且在每年年底卖出100头牛.若该牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列,,则大约为(参考数据:( )
A.1420 B.1480 C.1520 D.1580
【变式15-1】(23-24高二下·海南海口·期末)小明同学利用暑假时间到一家商场勤工俭学,该商场向他提供了三种付款方式:第一种,每天支付150元;第二种,第一天付10元,第二天付30元,第三天付50元,以后每天比前一天多20元;第三种,第一天付元,以后每天比前一天翻一番(即增加一倍);如果小明预计工作12天,从总收入最高的角度,小明会选择哪种方式领取报酬( )
A.第一种 B.第二种 C.第三种 D.无法判断
【变式15-2】(23-24高二下·北京怀柔·期末)分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学,分形几何具有自身相似性,从它的任何一个局部经过放大,都可以得到一个和整体全等的图形.例如图(1)是一个边长为1的正三角形,将每边3等分,以中间一段为边向外作正三角形,并擦去中间一段,得到图(2),如此继续下去,得到图(3),则第三个图形的边数 ;第个图形的周长 .
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清单02 数列的概念与等差、等比数列
(15个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】数列的概念
1.定义:按照确定的顺序排列的一列数称为数列.
2.项:数列中的每一个数叫做这个数列的项.第一个位置上的数叫做这个数列的第1项(或称为首项),第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,…,第n个位置上的数叫做这个数列的第n项.
3.数列的表示:数列的一般形式是a1,a2,…,an,…,简记为{an},其中n∈N *.
【清单02】数列的分类与通项公式
1.数列的分类
分类标准
名称
含义
按项的
有穷数列
项数有限的数列
个数
无穷数列
项数无限的数列
按项的变
化趋势
递增数列
从第项起,每一项都大于它的前一项的数列
递减数列
从第项起,每一项都小于它的前一项的数列
常数列
各项都相等的数列
2.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
【清单03】数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
【清单04】 等差数列的概念
1.等差数列的定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母表示.
2.等差中项
由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列.这时,A叫做a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A=a+b.
【清单05】等差数列
1.等差数列的通项公式
已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
递推公式
通项公式
an+1-an=d
an=a1+(n-1)d
2.等差数列的前n项和公式
已知量
首项、末项与项数
首项、公差与项数
选用
公式
Sn=
Sn=na1+d
【清单06】等比数列
1.等比数列的定义
如果一个数列从第2项起,第一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q表示(q≠0).
2.等比中项
如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时,G2=ab.
3.等比数列的通项公式
已知等比数列{an}的首项为a1,公比为q(q≠0),则通项公式为:an=a1qn-1.
4.等比数列的前n项和公式
已知量
首项a1、项数n与公比q
首项a1、末项an与公比q
公式
Sn=
Sn=
5.等比数列前n项和的性质
(1)等比数列{an}中,若项数为2n,则=;若项数为2n+1,则=.
(2)若等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…成等比数列(其中Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…均不为0).
(3)若一个非常数列{an}的前n项和Sn=Aqn-A(A≠0,q≠0,n∈N*),则数列{an}为等比数列,即Sn=Aqn-A(A≠0,q≠0,q≠1,n∈N*)⇔数列{an}为等比数列.
【考点题型一】数列的概念
【例1】(23-24高二下·四川绵阳·开学考试)(多选)下面四个结论正确的是( )
A.数列的项数是无限的
B.数列的图像是一系列孤立的点
C.数列1,2,3,4和数列1,3,4,2是相同的数列
D.数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函数
【答案】BD
【解析】A选项,有限数列的项数是有限的,故A错误;
B选项,因数列的项数均为正整数,则若将项数作为横坐标,
项作为纵坐标画在平面直角坐标系中,则相应图象为一系列孤立的点,故B正确.
C选项,相同数列是指,两个数列,相同的项数对应相同的项,
则数列1,2,3,4和数列1,3,4,2不是相同的数列,故C错误;
D选项,因数列的项数均为正整数,项数与项一一对应,且分为有限数列与无限数列,
则数列可看作定义在正整数集(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函数,故D正确.
故选:BD
【变式1-1】(23-24高二上·广东东莞·期中)下列叙述正确的是( )
A.数列是递增数列
B.数列0,1,2,3,…的一个通项公式为
C.数列0,0,0,1,…是常数列
D.数列2,4,6,8与数列8,6,4,2是相同的数列
【答案】A
【解析】对于A项,设,
则对恒成立,
所以,数列是递增数列.故A正确;
对于B项,当时,与第一项为0不符.故B项错误;
对于C项,数列中的项并不完全相同.故C项错误;
对于D项,根据数列的概念,数列与顺序有关.
所以,数列2,4,6,8与数列8,6,4,2不是相同的数列.故D项错误.故选:A.
【考点题型二】求数列项的最值
求数列最大(小)项的方法
(1)构造函数,确定出函数的单调性,进一步求出数列的最大项或最小项.
(2)利用,求数列中的最大项;
利用,求数列中的最小项.
当解不唯一时,比较各解大小即可确定.
【例2】(23-24高二下·吉林长春·期中)已知,则数列的偶数项中最大项为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】数列中,,则,
令,解得,则当时,,即,
同理当时,,即,而当时,,
所以数列的偶数项中最大项为.故选:D
【变式2-1】(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)已知,则这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是( )
A., B., C., D.,
【答案】C
【解析】,
当,时,,,且随着的变大,变大,
当,时,,,且随着的变大,变大,
故这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是,.故选:C
【变式2-2】(24-25高三上·山西大同·期末)等比数列中,为其前项和,,且成等差数列,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】先根据等差中项及等比数列得通项求出公比,再根据等比数列的前项和公式求出,判断出数列的单调性即可得解.
【解析】设公比为,
由成等差数列,得,
又数列为等比数列,所以得,解得,
所以,
令,
则,
所以数列递增数列,
所以当时,取得最小值1.
故选:D.
【考点题型三】数列的周期性
【例3】(23-24高二下·辽宁沈阳·阶段练习)在数列中,,,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据递推式写出数列前面几项得出数列周期,进一步即可求解.
【解析】由题意可得:,
由此可以发现数列的周期是3,
从而.
故选:A.
【变式3-1】(23-24高二上·广东湛江·阶段练习)在数列中,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据递推公式列出数列的前几项,找到规律,即可判断.
【解析】因为且,
所以,,
,,,,
所以是以为周期的周期数列,所以.
故选:C
【变式3-2】(23-24高二下·四川·期中)已知数列满足,,则数列前2024项的积为( )
A.4 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】先找到数列的周期,然后求得数列前2024项的积.
【解析】因为,所以,
,所以数列的周期为4.
由,则,,,
所以数列前2024项的乘积为.
故选:B.
【变式3-3】(23-24高二下·河南·期中)已知数列满足,且,若,则m的值可能为( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
【答案】D
【解析】数列的递推公式为,由,
则有,,,,
,则是以4为周期的周期数列,
,有,,故m的值可能为2024,故选:D.
【考点题型四】等差数列的概念
判断或证明一个数列是等差数列的方法
1、定义法:(常数)是等差数列;
2、中项法:是等差数列;
3、通项公式法:(,为常数)是等差数列。
【例4】(23-24高二下·海南·期中)下列数列的通项公式中,能得到为等差数列的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据等差数列的定义即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,不为常数,故A错误,
对于B,为常数,故B正确,
对于C, 不为常数,故C错误,
对于D,不为常数,故D错误,
故选:B
【变式4-1】(23-24高二下·山东菏泽·期中)从1,2,3,…,9这9个数字中任取3个不同的数字,使它们成等差数列,则这样的等差数列共有( )
A.16个 B.24个 C.32个 D.48个
【答案】C
【分析】分别对公差的各不同取值判断等差数列的个数,即可求解.
【详解】解:当公差时,数列有1,2,3;2,3,4;3,4,5;4,5,6;,5,6,7;6,7,8;7,8,9共7个;
当公差时,数列有1,3,5;2,4,6;3,5,7;4,6,8;5,7,9共5个;
当公差时,数列有1,4,7,;2,5,8;3,6,9共3个;
当公差时,数列有1,5,9共1个,
同理,当时,有7个,
当时,有5个,
当时,有3个,
当时,有1个,
故共有.
故选:C.
【变式4-2】(23-24高二下·浙江·期中)对于数列,设甲:为等差数列,乙:,则甲是乙的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据等差数列的通项公式计算可证明充分性;由得,两式相减,结合等差中项的应用即可证明必要性.
【详解】充分性:若是等差数列,
则.
必要性:若,则,
两式相减得,
即,所以是等差数列.
所以甲是乙的充要条件.
故选:C.
【考点题型五】等差数列基本量的计算
(1)在等差数列中,,或,两个公式共涉及,,,及五个基本量,它们分别表示等差数列的首项、公差、项数、末项和前项和;、
(2)依据方程的思想,在等差数列前项和公式中已知其中三个量可求另外两个量,即“知三求二”。
【例5】(24-25高二上·福建龙岩·开学考试)等差数列满足,,则该等差数列的公差( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据条件,利用等差数列的前项和公式,得到,进而得到,即可求解.
【详解】由,得到,又,所以
故.
故选:B.
【变式5-1】(24-25高二上·全国·随堂练习)已知等差数列,,1,…,则该数列的第20项为( )
A.52 B.62 C. D.
【答案】A
【分析】由题意先求出等差数列的首相和公差,可求出等差数列的通项公式,令即可得出答案.
【详解】由题意设等差数列的首相和公差分别为,
所以,
所以,
所以.
故选:A.
【变式5-2】(23-24高二下·广东·期中)已知两个等差数列1,5,9,…,和1,6,11,…,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,且的前n项和为,则( )
A.910 B.900 C.890 D.880
【答案】A
【分析】先确定新数列的首项,再根据两个等差数列的公共项构成的数列依然是等差数列,且公差是原来两个等差数列公差的最小公倍数确定公差,可求前10项和.
【详解】因为两个等差数列的首项均为1,公差分别为4,5,
所以是首项为1,公差为的等差数列,则.
故选:A
【变式5-3】(23-24高二下·江西萍乡·期中)等差数列中,,则( )
A.40 B.30 C.20 D.10
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合等差数列的性质,即可求解.
【详解】设等差数列的公差为,
,则,
,则,解得,,
.
故选:B.
【考点题型六】等差数列项的性质
【例6】(24-25高二上·全国·课后作业)等差数列中,若,为方程的两根,则等于( )
A.10 B.15 C.20 D.40
【答案】B
【分析】根据韦达定理求得,然后利用等差数列下标和的性质求解即可.
【详解】∵,为方程的两根,∴,
由等差数列的性质得,即,
∴.
故选:B
【变式6-1】(23-24高二下·陕西渭南·期中)已知为等差数列,,,则( )
A.6 B.9 C.12 D.17
【答案】B
【分析】根据下标和性质计算可得.
【详解】因为,且,所以,
又,所以,
又,所以,解得.
故选:B
【变式6-2】(23-24高二下·四川自贡·期中)在等差数列中,若,则的值为( )
A.20 B.30 C.40 D.50
【答案】C
【分析】直接由等差数列的性质即可求解.
【详解】由题意.
故选:C.
【变式6-3】(23-24高二上·甘肃定西·阶段练习)已知两个等差数列和的前项和分别为和,且,则( )
A.5 B.6 C.9 D.11
【答案】C
【分析】根据等差数列下标和性质及等差数列求和公式计算可得.
【详解】因为等差数列和的前项和分别为和,且,
所以.
故选:C
【考点题型七】等差数列和的性质
【例7】(23-24高二下·海南·期末)记为等差数列的前项和,若,则( )
A.144 B.120 C.108 D.96
【答案】B
【分析】根据等差数列的前项和性质解题即可.
【详解】记为等差数列的前项和,则也是等差数列.
由于,则成等差数列.
则,解得.
则成等差数列.故,则.
故选:B.
【变式7-1】(23-24高二下·甘肃庆阳·期中)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.16 B.18 C.24 D.26
【答案】B
【分析】利用等差数列的前项和的性质代入计算即得.
【详解】因为是等差数列,所以也是等差数列,
即,即,解得.
故选:B.
【变式7-2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知等差数列的前项和为30,前项和为90,则它的前项和为( )
A.130 B.150 C.180 D.210
【答案】C
【分析】由等差数列片段和的性质即可求解.
【详解】等差数列的前项和中,也成等差数列,
即成等差数列,.
故选:C.
【考点题型八】等差数列和的最值问题
【例8】(23-24高二下·全国·课堂例题)若数列为等差数列,为前n项和,,,,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.和均为的最大值
【答案】C
【分析】设等差数列的公差为,根据题意,得到,结合等差数列的性质,逐项判定,即可求解.
【详解】依题意,设等差数列的公差为,
由,得,
对于A,由,A正确;
对于B,由,B正确;
对于C,由,,C错误;
对于D,由,可得数列为递减数列,且,则,
所以和均为的最大值,D正确.
故选:C
【变式8-1】(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则当取得最小值时,( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【分析】根据给定条件,结合等差数列性质,探讨数列单调性,并确定非正数项即可得解.
【详解】等差数列中,,,则,
因此数列是递增等差数列,前5项均为负数,从第6项起为正,
所以当取得最小值时,.
故选:B
【变式8-2】(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·月考)解关于x的不等式.
【考点题型九】等差数列的应用
【例9】(23-24高二下·北京房山·期中)世界上最古老的数学著作《莱因德纸草书》中有一道这样的题目:把60磅面包分给5个人,使每人所得成等差数列,且使较大的两份之和的是较小的三份之和,则最小的1份为( )
A.磅 B.磅 C.磅 D.磅
【答案】D
【分析】结合题意,利用等差数列的性质计算即可得.
【详解】设五个人从小到大所得面包为、、、、,设其公差为,
则由题意可得,即,
整理可得,又,即,
即有,即,即最小的1份为磅.
故选:D.
【变式9-1】(24-25高二下·全国·单元测试)有一个三人报数游戏:首先报数字1,然后报两个数字2、3,接下来报三个数字4、5、6,然后轮到报四个数字7、8、9、10,依次循环,直到报出10000,则报出的第2024个数字为( )
A.5983 B.5984 C.5985 D.以上都不对
【答案】B
【分析】由数列的求和公式求解.
【详解】由题意知,A第n次报数的个数为:,
则A第n次报完数后共报的个数为:,
再代入正整数n,使得,则,
解得n的最小值为37,得,
而A第37次报时,3人总共报了次,
当A第109次报完数,3人总的报数个数为:,
则A报出的第2035个数字为5995,
故A报出的第2024个数字为:,
故选:B
【变式9-2】(24-25高二上·全国·随堂练习)“珠算之父”程大位是我国明代著名的数学家,他的应用巨著《算法统宗》中有一首“竹筒容米”问题:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节六升六,上梢四节四升四,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”(注:六升六:6.6升,次第盛:盛米容积依次相差同一数量)用你所学的数学知识求得中间两节竹的容积为( )
A.3.4升 B.2.4升 C.2.3升 D.3.6升
【答案】A
【分析】根据题意建立数列模型,由等差数列定义可求得首项和公差,即可求出结果.
【详解】设从下至上各节的容积分别为,
由题意知为等差数列,公差为,
因为,即,
解得
所以.
故选:A
【考点题型十】等比数列的定义
【例10】(23-24高二下·辽宁·期中)(1)已知数列,其中,且数列为等比数列,求常数p;
(2)设,是公比不相等的两个等比数列,,证明:数列不是等比数列.
【答案】(1)或;(2)证明见解析
【分析】(1)利用等比数列的定义及等比中项的性质待定系数计算即可;
(2)利用等比数列的定义,证前三项不符合等比数列定义即可.
【详解】(1)∵是等比数列,
∴,
将代入上式,得
,
即,
整理得:.
解得:或;
(2)设,的公比分别为p,q,,,
为证不是等比数列,只需证:.
事实上,,
.
由于,,
又,不为零,则,
因此,,故不是等比数列.
【变式10-1】(23-24高二下·浙江·开学考试)已知数列为等差数列,,,前项和为,数列满足,则下列结论正确的是( )
A.数列为等比数列
B.数列为等差数列
C.数列中任意三项不能构成等比数列
D.数列中可能存在三项成等比数列
【答案】BC
【分析】设数列的公差为,求出的值,求出、,利用等差数列的定义可判断AB选项;利用反证法结合等比数列的定义可判断CD选项.
【详解】设数列的公差为,则,
所以,,
所以,,则,
所以,数列为等差数列,
所以,,
所以,数列为等差数列,故B正确,A错误;
(反证法)假设数列中存在三项、、能构成等比数列,
即成立,由上可得,
所以,,
整理得:,
所以,,可得,
可得,整理可得,可得,
与已知条件矛盾,所以,数列中任意三项不能构成等比数列,
同理可知,数列中任意三项不能构成等比数列,故C正确,D错误.
故选:BC.
【变式10-2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列数列是否为等比数列:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)是等比数列
(2)不是等比数列
(3)答案见解析
【分析】(1)(2)(3)由等比数列定义判断或证明即可.
【详解】(1)记数列为,则.
,
数列为等比数列,且公比为3;
(2)记数列为,则,,,…,
,
数列不是等比数列.
(3)当时,数列为不是等比数列;
当时,因为,
所以数列是等比数列,且公比为;
综上所述,当时,数列不是等比数列;
当时, 数列是等比数列.
【变式10-3】(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)判断数列是否为等比数列;
(3)证明:数列为等差数列,并求该数列的前项和.
【答案】(1)
(2)数列不为等比数列
(3)数列为等差数列,
【分析】(1)分和两种情况,根据与之间的关系分析求解;
(2)由(1)可知:,取前三项检验即可;
(3)由(1)可知:,利用等差数列的定义以及求和公式分析求解.
【详解】(1)因为,
若,可得;
若,可得;
由于不符合,所以.
(2)由(1)可知:,
则,可知,
所以数列不为等比数列.
(3)因为,则,
由(1)可知:,
则,
可知数列是以首项,公差的等差数列,
所以该数列的前项和.
【考点题型十一】等比数列的基本量计算
【例11】(24-25高二上·福建龙岩·开学考试)等比数列中,若,则公比为( )
A.1 B.-2 C.2 D.2或-2
【答案】C
【分析】由等比数列定义得,结合已知即可得解.
【详解】设等比数列的公比为,
因为,
所以,
故选:C.
【变式11-1】(2024高二·全国·专题练习)记为等比数列的前项和.若,,则 .
【答案】
【分析】运用等比数列通项公式构造方程组,解出首项和公比,即可求出
【详解】设等比数列的公比为,①
由,
可得解得②
所以.③
故答案为:.
【变式11-2】(24-25高二上·全国·课前预习)在等比数列中:
(1)若,,求和;
(2)若,,求.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)(2)根据题意结合等比数列的通项公式列式求解即可.
【详解】(1)因为,则,解得,
当时,;
当时,.
综上所述:或.
(2)因为,则,即.
又因为,则,即.
两式相除得,所以.
【考点题型十二】等比数列项的性质
【例12】(23-24高二下·贵州毕节·期末)已知等比数列的各项均为正数,若,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】运用等比数列的下标性质,结合对数性质可解.
【详解】,则,
根据等比数列的性质,知道,
则,则,即,则.
故选:C.
【变式12-1】(23-24高二下·北京大兴·期中)已知数列是等比数列,若,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据等比数列的性质运算即可.
【详解】因为是等比数列,所以,所以.
故选:.
【变式12-2】(23-24高二下·山东日照·期末)已知等比数列,,为函数的两个零点,则( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】由题意,结合对数运算性质、等比数列性质即可求解.
【详解】由题意是一元二次方程的两个根,由韦达定理有,
而对于等比数列而言,,
从而
.
故选:C.
【考点题型十三】等比数列和的性质
【例13】(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)在正项等比数列中,为其前项和,若,,则的值为( )
A.30 B.35 C.40 D.75
【答案】B
【分析】利用等比数列的片段和性质列式运算即可得解.
【详解】因为正项等比数列中,为其前项和,
则也是等比数列,即,
又,,所以,解得.
故选:B.
【变式13-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知一个等比数列的项数是偶数,其奇数项之和为1012,偶数项之和为2024,则这个数列的公比为( )
A.8 B. C.4 D.2
【答案】D
【分析】根据题意结合等比数列的性质运算求解.
【详解】由题意可知:,
所以.
故选:D.
【变式13-2】(23-24高二下·江西吉安·期末)设等比数列的前n项和为,且,则( )
A. B. C.0 D.2
【答案】C
【分析】法一:由性质可得答案;法二:求出,再求出其公比为2,则,化简即可.
【详解】法一:设等比数列的公比为,
等比数列的前n项和为,显然当时不合题意,则不等于1,
则,
令,则有,由题意,得.
法二:当时,,
当时,.
,
为等比数列,当时,,
化简得.
故选:C.
【变式13-3】(23-24高二下·江苏南京·开学考试)已知等比数列共有项,其和为,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【分析】设奇数项和为,偶数项和为,再根据题意利用等比数列性质求解即可.
【详解】设等比数列的奇数项和为,偶数项和为,则,解得,
而奇数项与偶数项的项数相同,所以公比.
故选:B
【考点题型十四】等比数列前n项积的最值
【例14】(多选)(23-24高二上·江苏南京·期末)设等比数列的公比为,前项积为,且满足条件,则下列选项正确的是( )
A.
B.
C.的值是中最大的
D.使成立的最大自然数等于4044
【答案】AD
【分析】先由条件分类讨论得到,,再利用等比数列的性质即可求解.
【详解】,,,
同号,且或,
若,则不同号;
若,则,不满足要求;
故可得,,故A正确;
,且,可得,故B错;
,又,且最大,故C错;
,且为等比数列,
由等比数列的性质可得,,
使成立的最大自然数等于4044,故D正确.
故选:AD.
【变式14-1】(多选)(23-24高二下·山东潍坊·阶段练习)记等比数列的前n项和为,前n项积为,且满足,则( )
A. B.
C.是数列中的最大项 D.
【答案】ACD
【分析】A选项,由等比数列性质得到;B选项,;C选项,得到,C正确;D选项,由等比数列性质得到,故D正确.
【详解】A选项,由等比数列性质得,A正确;
B选项,,故,B错误;
C选项,设公比为,因为,
所以,故,
故是数列中的最大项,C正确;
D选项,由等比数列性质得,
故,D正确.
故选:ACD
【变式14-2】(多选)(23-24高二下·陕西渭南·期末)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,若,,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列中的最大值是 D.数列无最大值
【答案】ABC
【分析】根据题中条件,分析出为单调递减的数列,,.A选项利用即可判断正确;B选项利用等比中项即可判断正确;C选项可分析出数列中多少项比大即可判断;D选项,利用C的判断,可判断D的正误.
【详解】由,,可得为单调递减的数列且,
由可得,.
A选项:,显然A正确;
B选项:,
根据等比中项可得,显然B正确;
C选项:由,为单调递减的数列且,
可知的前2023项(包含2023项)都大于1,从第2024项(包含2024项)往后都小于1,
所以数列中的最大值是,所以C正确;
D选项:由C正确可知,有最大值,所以D错误.
故选:ABC.
【考点题型十五】等比数列的应用
【例15】
(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)某牧场今年年初牛的存栏数为1200头,预计以后每年存栏数的增长率为,且在每年年底卖出100头牛.若该牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列,,则大约为(参考数据:( )
A.1420 B.1480 C.1520 D.1580
【答案】B
【分析】由题意得数列递推公式,再用构造法求出通项,代入计算即可.
【详解】依题意,当时,,则,
于是数列是首项为,公比为1.1的等比数列,
则,即,
所以.
故选:B
【变式15-1】(23-24高二下·海南海口·期末)小明同学利用暑假时间到一家商场勤工俭学,该商场向他提供了三种付款方式:第一种,每天支付150元;第二种,第一天付10元,第二天付30元,第三天付50元,以后每天比前一天多20元;第三种,第一天付元,以后每天比前一天翻一番(即增加一倍);如果小明预计工作12天,从总收入最高的角度,小明会选择哪种方式领取报酬( )
A.第一种 B.第二种 C.第三种 D.无法判断
【答案】C
【分析】由已知结合等差数列与等比数列的求和公式即可判断.
【详解】第一种可以领取报酬元;
第二种每天的报酬构成以为首项,公差为的等差数列,
则第二种可以领取报酬元;
第三种每天的报酬构成以为首项,公比为的等比数列,
则第三种可以领取报酬元,
因为,从总收入最高的角度,小明会选择第三种方式领取报酬.
故选:C.
【变式15-2】(23-24高二下·北京怀柔·期末)分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学,分形几何具有自身相似性,从它的任何一个局部经过放大,都可以得到一个和整体全等的图形.例如图(1)是一个边长为1的正三角形,将每边3等分,以中间一段为边向外作正三角形,并擦去中间一段,得到图(2),如此继续下去,得到图(3),则第三个图形的边数 ;第个图形的周长 .
【答案】 48
【分析】根据已知,结合图形,寻找规律,再利用等比数列的通项公式求解.
【详解】由题知,下个图形的边长是上一个图形的,边数是上一个图形4倍,
因为第1个图形的边数3,所以第2个图形的边数12,第3个图形的边数48.
设第个图形的周长为,则周长之间的关系为,
所以数列是首先为3,公比为的等比数列,所以.
故答案为:48;.
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