内容正文:
专题08 等差数列与等比数列
等差数列的定义及应用
一、单选题
1.(23-24高二上·广东深圳·期末)若数列是等差数列,则下列数列不一定是等差数列的是( )
A. B.
C.(为常数) D.
2.(23-24高二上·吉林·期末)已知为等差数列,则下面数列中一定是等差数列的是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知等差数列,则下列属于该数列的项的是( )
A.-23 B.-31 C.-33 D.-43
二、多选题
4.(23-24高二下·辽宁·期末)等比数列的公比为,则下列说法正确的是( )
A.为等差数列 B.若且,则递增
C.为等比数列 D.为等比数列
5.(23-24高二下·山西长治·期末)已知数列,满足,且,则( )
A. B.当时,是等比数列
C.当时,是等差数列 D.当时,是递增数列
6.(23-24高二下·云南昆明·期末)等比数列的公比为,前项和为,为等差数列,则( )
A. B. C.为等差数列 D.为等比数列
7.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知数列的前项和,则下列说法中正确的是( )
A.一定为等差数列
B.可能为等比数列
C.若,则一定为递增数列
D.若,则存在,使得
8.(23-24高二下·内蒙古·期末)已知等差数列的前项和为,等比数列的前项积为,则( )
A.可能为等差数列 B.不可能为等比数列
C.是等差数列 D.是等比数列
9.(23-24高二上·江苏南通·期末)下列结论正确的是( )
A.若是等差数列,则是等比数列
B.若是等比数列,则是等比数列
C.若是等比数列,则是等比数列
D.若是等差数列,则是等比数列
10.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知数列满足,,则数列( )
A.有可能是常数数列
B.有可能是等差数列
C.有可能是等比数列
D.有可能既不是等差数列,也不是等比数列
三、解答题
11.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知各项均为正数的等比数列满足=8,,设.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记数列的前项和为,求的最大值.
12.(23-24高二下·广东揭阳·期末)给定数列,若首项且,对任意的,都有,则称数列为“指数型数列”.
(1)已知数列为“指数型数列”,若,求;
(2)已知数列满足,判断数列是不是“指数型数列”?若是,请给出证明;若不是,请说明理由;
(3)若数列是“指数型数列”,且,证明:数列中任意三项都不能构成等差数列.
13.(23-24高二下·江西南昌·期末)若数列 满足 ,且 ,则称数列 为 “正余弦错位数列”.已知数列 为 “正余弦错位数列”.
(1)若 ,求 ;
(2)证明: 数列 为等差数列.
等差数列基本量的计算
一、单选题
1.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)记为等差数列的前n项和,若,,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·福建福州·期末)在等差数列中,,则( )
A.7 B.11 C.14 D.16
3.(23-24高二下·河南开封·期末)已知等差数列中,,,则( )
A. B. C.0 D.1
4.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
5.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知等差数列的前项和为,,,则的值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二下·山东淄博·期末)设等差数列,则( )
A.-5 B.18 C.23 D.28
7.(23-24高二下·北京西城·期末)在等差数列中,,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
8.(23-24高二下·河南·期末)已知等差数列满足,且,则首项( )
A. B.0 C.1 D.3
二、多选题
9.(23-24高二下·辽宁大连·期末)已知等差数列的公差,前项和为,若,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C.当时, D.当时,
10.(23-24高二上·吉林延边·期末)已知为等差数列的前项和,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.为递减数列
C. D.
11.(23-24高二上·福建莆田·期末)已知等差数列的前项和为,公差为,且,,则( )
A. B. C. D.
12.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知等差数列的公差为,且,则( )
A. B. C. D.
三、填空题
13.(23-24高二下·海南海口·期末)已知等差数列的首项,前项和为,若,则公差 .
14.(23-24高二下·河南驻马店·期末)已知等差数列满足,,则通项公式为 .
15.(23-24高二下·上海浦东新·期末)等差数列中,,则 .
16.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)在等差数列中.若,则 .
四、解答题
17.(23-24高二上·新疆阿克苏·期末)设是等差数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)写出数列的前项和.
等差数列项的性质
一、单选题
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知等差数列的前n项和为,若,则( )
A.20 B.15 C.10 D.5
2.(23-24高二下·河南信阳·期末)数列满足,已知,则的前19项和( )
A.0 B.8 C.10 D.19
3.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)记等差数列的前项和为,若,则( )
A.13 B.45 C.65 D.130
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期末)在等差数列中,,则( )
A.9 B.10 C.11 D.14
5.(23-24高二下·四川绵阳·期末)设等差数列的前项和为,已知,则( )
A.32 B.64
C.84 D.108
6.(23-24高二下·贵州遵义·期末)已知等差数列的公差为1,,则( ).
A.10 B.12 C.14 D.16
7.(23-24高二下·广东茂名·期末)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为,所有偶数项的和为,则此数列的项数是( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(23-24高二上·山东烟台·期末)(多选)已知等差数列的前n项和为,且,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.最小
9.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知是公差为d的等差数列,其前n项和是,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二上·福建三明·期末)等差数列的前n项和为,若,则下列各项的值一定为m的是( )
A. B. C. D.
三、填空题
11.(23-24高二下·青海·期末)已知等差数列的前项和为,且,则 .
12.(23-24高二下·上海金山·期末)在等差数列中,已知,则 .
13.(23-24高二上·西藏拉萨·期末)在等差数列中,,则 .
等差数列和的性质
一、单选题
1.(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
2.(23-24高二下·广东广州·期末)在等差数列中,为其前项和,若,,则( )
A.7 B.8 C.9 D.12
3.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知等差数列的前项和为,,,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
4.(23-24高二上·河北保定·期末)已知数列满足,的前项和为,则( )
A. B. C. D.
5.(23-24高三上·山东淄博·期末)设为等差数列的前n项和,则“对,”是“”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
6.(23-24高二下·江西抚州·期末)已知等差数列与的前项和分别为,且,则的值为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知两等差数列,,前n项和分别是,,且满足,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(21-22高二上·云南曲靖·期末)记为等差数列的前项和,首项为,公差为,则下列叙述正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,且,则
D.若,则
三、填空题
10.(23-24高二上·天津·期末)设为等差数列的前项和,且,,则 .
11.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知等差数列的前项和分别为,且,则 .
等差数列的应用
一、单选题
1.(23-24高二上·云南迪庆·期末)明代数学家程大位在《算法统宗》中已经给出由,,和求各项的问题,如九儿问甲歌:“一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七.借问长儿多少岁,各儿岁数要详推.”意思是一位老人有九个儿子,不知道他们的出生年月,他们的年龄从大到小排列都差3岁,所有儿子的年龄加起来是207.只要算出长子是多少岁,其他每个儿子的岁数就可以推算出来,则该问题中老人长子的岁数为( )
A.27 B.31 C.35 D.39
2.(23-24高二上·河南洛阳·期末)周髀算经中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,则谷雨日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
3.(23-24高二上·山东临沂·期末)中国古代数学名著《周髀算经》记载的“日月历法”曰:“阴阳之数,日月之法,十九岁为一章,四章为一部,部七十六岁,二十部为一遂,遂千百五二十岁”,即1遂为1520岁.某疗养中心恰有57人,他们的年龄(都为正整数)依次相差一岁,并且他们的年龄之和恰好为三遂,则最年轻者的年龄为( )
A.52 B.54 C.58 D.60
4.(22-23高二上·湖南岳阳·期末)小方是一名文学爱好者,他想利用业余时间阅读《红楼梦》和《三国演义》,假设他读完这两本书共需40个小时,第1天他读了10分钟,从第2天起,他阅读的时间比前一天增加10分钟,恰好阅读完这两本书的时间为( )
A.第20天 B.第21天 C.第22天 D.第23天
5.(23-24高二上·广西玉林·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下图所示的几何体,后人称之为“三角垛”.其最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,第四层有10个球,…,则第三十五层球的个数为( )
A.561 B.595 C.630 D.666
二、多选题
6.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)某公司为入职员工实行每月加薪,小王入职第1个月工资为a元,从第2个月到第13个月,每月比上个月增加100元,从第14个月到第25个月,每月比上个月增加50元,已知小王前3个月的工资之和为9300元,则( )
A.
B.小王第3个月与第13个月工资之和等于第2个月与第14个月工资之和
C.小王入职后第20个月的工资为4550元
D.小王入职后前15个月的工资之和是55350元
7.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)《九章算术》是我国古代的数学名著,第六章《均输》中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何.”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,问五人各得多少钱?”(注:“均输”即按比例分配,此处指的是甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列;“钱”是古代的一种重量单位).关于这个问题,下列说法正确的是( )
A.戊得钱是甲得钱的一半
B.乙得钱比丁得钱多钱
C.甲、丙得钱的和是乙得钱的2倍
D.丁、戊得钱的和比甲得钱多钱
三、填空题
8.(2023·山东·模拟预测)某学校报告厅共有20排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位.若第10排有41个座位,则该报告厅座位的总数是 .
9.(23-24高三上·上海静安·期末)在国家开发西部的号召下,某西部企业得到了一笔400万元的无息贷款用做设备更新.据预测,该企业设备更新后,第1个月收入为20万元,在接下来的5个月中,每月收入都比上个月增长20%,从第7个月开始,每个月的收入都比前一个月增加2万元.则从新设备使用开始计算,该企业用所得收入偿还400万无息贷款只需 个月.(结果取整)
等比数列及其应用
一、单选题
1.(22-23高二下·辽宁抚顺·期末)已知数列,则“”是“为等比数列”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
2.(23-24高二下·上海浦东新·期末)已知是等数列,则下列数列必为等比数列的是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·北京大兴·期末)若数列是等比数列,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知数列的前n项和为,若,且(),则( )
A.为等比数列 B.为等差数列 C.为等比数列 D.为等差数列
5.(22-23高二上·广东深圳·期末)在数列中,且,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(23-24高二上·湖南长沙·期末)设数列的前n项和为,下列命题正确的是( )
A.若为等差数列,则,,仍为等差数列
B.若为等比数列,则,,仍为等比数列
C.若为等差数列,则为等差数列
D.若为正项等比数列,则为等差数列
7.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知是等差数列,是等比数列,下列说法正确的是( )
A.是等比数列
B.是等差数列
C.若,则为递减数列
D.若,则为递增数列
8.(23-24高二下·贵州黔东南·期末)在数列中,已知,,则( )
A. B.是等差数列
C. D.是等比数列
9.(23-24高二下·云南昆明·期末)等比数列的公比为,前项和为,为等差数列,则( )
A. B. C.为等差数列 D.为等比数列
10.(23-24高二上·浙江杭州·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,分形的外表结构极为复杂,但其内部却是有规律可寻的,一个数学意义上的分形的生成是基于一个不断迭代的方程式,即一种基于递归的反馈系统.下面我们用分形的方法得到一系列图形,如图1,在长度为1的线段AB上取两个点C、D,使得,以CD为边在线段AB的上方做一个正方形,然后擦掉CD,就得到图形2;对图形2中的最上方的线段EF作同样的操作,得到图形3;依次类推,我们就得到以下的一系列图形设图1,图2,图3,…,图n,各图中的线段长度和为,数列的前n项和为,则( )
A.数列是等比数列
B.
C.恒成立
D.存在正数,使得恒成立
三、填空题
11.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
四、解答题
12.(23-24高二上·福建福州·期末)已知数列的首项,且满足.
(1)判断数列是否为等比数列;
(2)若,记数列的前n项和为,求.
13.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知数列满足:,,设.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)求数列的前项和.
14.(23-24高二上·河南开封·期末)已知数列的首项,且.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
等比数列基本量的计算
一、单选题
1.(23-24高二下·贵州黔南·期末)记为等比数列的前n项和,若,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)递增等比数列中,,,则( )
A. B. C.72 D.144
3.(23-24高二下·广西南宁·期末)已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(23-24高二下·吉林松原·期末)设等比数列 的前 项和为 ,且 ,则 的公比 为( )
A.1或 B.1或3 C.或 D.或3
5.(23-24高二下·辽宁大连·期末)记为等比数列的前项和,若,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
6.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)已知等比数列满足,,则( )
A.1 B. C.3 D.
7.(23-24高二下·北京海淀·期末)若等比数列的前项和,则公比( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知等比数列是其前项和,,则( )
A. B.8 C.7 D.14
二、多选题
9.(23-24高二上·安徽滁州·期末)已知等比数列中,,公比,其前项和为,则下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知等比数列的公比为,,,数列的前项和为,则( )
A. B.
C.数列是等比数列 D.
11.(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)在等比数列中,满足的通项公式可能是( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.(23-24高二下·安徽淮北·期末)若是首项和公比均为3的等比数列,且,则 .
13.(23-24高二下·江西景德镇·期末)记为等比数列的前项和,若,则公比为 .
14.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
15.(23-24高二上·贵州六盘水·期末)已知等比数列的前项和为,数列的前项和为.若,则 .
等比数列项的性质
一、单选题
1.(23-24高二下·青海·期末)在等比数列中,,,则( )
A.64 B.128 C. D.
2.(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
3.(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
4.(23-24高二下·河南洛阳·期末)已知成等比数列,则( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·江苏南京·期末)已知是单调递增的等比数列,且,则公比的值是( )
A.3 B.-3 C.2 D.-2
6.(23-24高二下·广西钦州·期末)在等比数列中,,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
7.(23-24高二下·北京西城·期末)在等比数列中,若,,则( )
A.4 B.6 C.2 D.±6
8.(23-24高二下·江西赣州·期末)正项等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
9.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知等比数列的公比为,前项积为,若,,则( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二上·内蒙古·期末)已知公比为的正项等比数列的前项积为,则( )
A.
B.当时,
C.
D.当,且取得最小值时,只能等于6
三、填空题
11.(23-24高二上·上海宝山·期末)已知数列是等比数列,且,,则 .
12.(23-24高二下·福建福州·期末)在等比数列中,,,则
13.(23-24高二下·陕西榆林·期末)在各项均为正数的等比数列中,,则 .
14.(23-24高二下·辽宁·期末)在等比数列中,,则 .
15.(23-24高二下·四川达州·期末)在等比数列中,,,则 .
16.(23-24高二下·上海·期末)已知数列为正项等比数列,,,则 .
等比数列和的性质
一、单选题
1.(23-24高二下·云南玉溪·期末)已知正项等比数列满足,则数列的公比为( )
A.2 B.1 C. D.或
2.(23-24高二上·安徽宣城·期末)设是等比数列的前项和,若,则( )
A.2 B. C. D.
3.(23-24高二上·河南开封·期末)记为等比数列的前项和,若,则( )
A.21 B.18 C.15 D.12
4.(23-24高三上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A.8 B.26 C.80 D.54
5.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知等比数列满足,则( )
A.24 B.36 C.48 D.108
6.(23-24高二上·河北保定·期末)设等比数列的前n项和为,已知,,则( )
A.144 B.324 C.400 D.364
7.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·期末)等比数列中,为的前n项和,若,则( )
A. B. C. D.1
二、多选题
8.(23-24高二下·辽宁大连·期末)下列关于数列与其前项和的命题,表述正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若是等比数列,,则 D.若,则数列单调递增
9.(23-24高二下·广东·期末)已知数列,其前项和记为,则( )
A.若是等差数列,且,则
B.若是等差数列,且,则
C.若是等比数列,且,其中为常数,则
D.若是等比数列,则也是等比数列
三、填空题
10.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)设是等比数列的前项和,若,,则= .
11.(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知等比数列的前项和为,且,,则的值为 .
12.(23-24高二下·吉林长春·期末)设等比数列的前n项和是.已知,则 .
等比数列的应用
一、单选题
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
2.(23-24高二上·湖北荆门·期末)在流行病学中,基本传染数是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定,假设某种传染病的基本传染数,平均感染周期为7天,那么感染人数由1(初始感染者)增加到3333大约需要的天数为( )(初始感染者传染个人为第一轮传染,这个人每人再传染个人为第二轮传染……参考数据:)
A.42 B.43 C.35 D.49
3.(23-24高三下·山东济南·开学考试)已知甲植物生长了一天,长度为,乙植物生长了一天,长度为.从第二天起,甲每天的生长速度是前一天的倍,乙每天的生长速度是前一天的,则甲的长度第一次超过乙的长度的时期是( )(参考数据:取)
A.第6天 B.第7天 C.第8天 D.第9天
4.(23-24高二上·安徽黄山·期末)我国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关”,其大意是:有一个人要去某关口,路程为里,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程是前一天的一半,走了六天到达该关口,则此人第三天走的路程为( )
A.48里 B.45里 C.43里 D.40里
5.(23-24高二上·河北邯郸·期末)一个弹性小球从10米高处自由落到地面后弹起到原来的一半高度,再自由落到地面后又弹起到上一次的一半高度,如此反复进行下去,则小球第五次落地时经过的路程为( )
A.29.375米 B.19.375米
C.38.75米 D.28.75米
6.(23-24高二上·重庆·期末)古代“微尘数”的计法:“凡七微尘,成一窗尘;合七窗尘,成一兔尘;合七兔尘,成一羊尘;合七羊尘,成一牛尘;合七牛尘,成于一虮;合于七虮,成于一虱;合于七虱,成一芥子;合七芥子,成一大麦;合七大麦,成一指节;累七指节,成于半尺……”这里,微尘、窗尘、兔尘、羊尘、牛尘、虮、虱、芥子、大麦、指节、半尺的长度构成了公比为7的等比数列.那么1指节是( )
A.兔尘 B.羊尘 C.兔尘 D.羊尘
二、填空题
7.(23-24高二上·广东深圳·期末)一个乒乓球从 高的高度自由落下,每次落下后反弹的高度都是原来高度的 ,在第3次着地时,乒乓球经过的总路程为 .
8.(23-24高三上·辽宁大连·期末)十九世纪下半叶集合论的创立,奠定了现代数学的基础.著名的“康托三分集”是数学理性思维的构造产物,具有典型的分形特征,其操作过程如下:将闭区间均分为三段,去掉中间的区间段,记为第一次操作:再将剩下的两个区间分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,记为第二次操作:...,如此这样,每次在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为三段,同样各自去掉中间的区间段.操作过程不断地进行下去,以至无穷,剩下的区间集合即是“康托三分集”.若使去掉的各区间长度之和小于,则操作的次数的最大值为 .
(参考数据:)
9.(23-24高二上·江苏南京·期末)如图,正方形的边长为2cm,取正方形各边的中点E,F,G,H,作第二个正方形,然后再取正方形各边的中点I,J,K,L,作第三个正方形,依此方法一直继续下去,如果这个作图过程可以一直继续下去,当操作次数无限增大时,所有这些正方形的面积之和将无限趋近于常数 .
三、解答题
10.(23-24高二上·浙江金华·期末)在一次招聘会上,两家公司开出的工资标准分别为:公司A:第一年月工资3000元,以后每年的月工资比上一年的月工资增加300元:公司B:第一年月工资3720元,以后每年的月工资在上一年的月工资基础上递增,设某人年初想从这两家公司中选择一家去工作.
(1)若此人选择在一家公司连续工作年,第年的月工资是分别为多少?
(2)若此人选择在一家公司连续工作10年,则从哪家公司得到的报酬较多?().
11.(23-24高二上·山东威海·期末)甲、乙两家企业同时投入生产,第年的利润都为万元(),由于生产管理方式不同,甲企业前年的总利润为万元,乙企业第年的利润比前一年的利润多万元,设甲、乙两家企业第年的利润分别为万元,万元.
(1)求,;
(2)当其中某一家企业的年利润不足另一家企业同年的年利润的时,该家企业将被另一家企业兼并收购. 判断哪一家企业有可能被兼并收购,如果有这种情况,出现在第几年.
等比数列前n项和的最值问题
一、单选题
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
2.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知是等差数列的前项和,若,则使的最小整数( )
A.12 B.13 C.24 D.25
3.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知数列是公差为的等差数列,是其前项和,且,,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·广东·期末)已知数列的通项公式,其前项和为,则取最小值时的值为( )
A.1012 B.1013 C.1014 D.1015
5.(23-24高二上·福建宁德·期末)已知等差数列的前项和为.若,,则当取最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·天津和平·期末)若是等差数列,表示的前n项和,,则中最小的项是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(23-24高二下·云南·期末)已知等差数列的公差为,前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A.
B.若,则
C.当时,取得最小值
D.当时,满足的最大整数的值为25
8.(23-24高二下·四川乐山·期末)已知等差数列的公差为d,前n项和为,若,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.最小值为
9.(23-24高二下·四川成都·期末)等差数列 的前 项和为 ,则( )
A. B.
C. D.当 时, 的最小值为 16
10.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
三、填空题
11.(23-24高二下·北京怀柔·期末)已知等差数列的前项和,若,则 ;前项和的最大值为 .
12.(23-24高二上·山东济南·期末)已知等差数列首项,公差,则前n项和的最大值为 .
13.(23-24高二上·江苏南京·期末)设 为数列 的前项和,若 ,则 的最小值为
14.(23-24高二上·吉林·期末)已知为等差数列的前n项和,为其公差,且,给出以下命题:
①;②;③使得取得最大值时的n为8;④满足成立的最大n值为17
其中正确命题的序号为 .
四、解答题
15.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,;
(1)求等差数列的前项和及的最大值;
(2)求数列的前项和.
16.(23-24高二上·新疆·期末)已知等差数列中,,
(1)求的通项公式
(2)求数列的前n项和的最小值.
等比数列前n项积的最值问题
一、单选题
1.(23-24高二上·广东肇庆·期末)数列的前n项和为,满足,则数列的前n项积的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·山西晋城·期末)已知等比数列满足,公比,且,,则当最小时,( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2023
3.(23-24高二上·福建漳州·期末)已知正项等比数列的前项积为,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
二、多选题
4.(23-24高二上·江苏常州·期末)在等比数列中,,为数列的前项积,下列说法正确的有( )
A.
B.
C.若,则的最大项为
D.若,则的最小项为
5.(23-24高二下·河南开封·期末)已知为等差数列的前n项和,为等比数列的前n项积,且,则( )
A. B. C. D.
6.(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
7.(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
8.(23-24高二上·福建福州·期末)设等比数列的公比为,前项积为,并且满足条件,,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.的最小值为
三、填空题
9.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知数列满足,,且.若是数列的前项积,求的最大值为 .
10.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知各项均为正数的等比数列,,,则 ;前项积的最小值为 .
数列的新定义问题
一、单选题
1.(23-24高二下·北京房山·期末)已知数列:,其中第一项是,接下来的两项是,再接下来的三项是,依此类推. 是数列的前项和,若,则的值可以等于( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·北京顺义·期末)对于数列,若存在,使得对任意,有,则称为“有界变差数列”.给出以下四个结论:
① 若等差数列为“有界变差数列”,则的公差等于0;
② 若各项均为正数的等比数列为“有界变差数列”,则其公比q的取值范围是;
③ 若数列是“有界变差数列”,满足,则是“有界变差数列”;
④ 若数列是“有界变差数列”,满足,则是“有界变差数列”;
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24高二下·江西抚州·期末)意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:.其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和.后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”.记为“斐波那契数列”的前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·河南南阳·期末)设为正整数,数列是公比不为1的等比数列,若从中删去两项和后剩余的项可被平均分为组,且每组的3个数都能构成等比数列,则称数列是可分数列.现有下列3个命题:
①数列是可分数列;
②数列是可分数列;
③数列是可分数列.
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
5.(23-24高二下·江西新余·期末)数列,称为斐波那契数列,又称黄金分割数列,是由十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”.该数列从第三项开始,每项等于其前相邻两项之和.记该数列的前项和为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
6.(23-24高二下·甘肃·期末)意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,…,其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”.记斐波那契数列为,其前项和为,则( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二下·山东淄博·期末)南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列. 如数列,它的前后两项之差组成新数列,新数列为等差数列, 则数被称为二阶等差数列,现有二阶等差数列,其前6项分别为,设其通项公式则下列结论中正确的是( )
A.数列的公差为2 B.
C.数列的前7项和最大 D.
8.(23-24高二下·云南曲靖·期末)为提高学生学习数学的热情,某校积极筹建数学兴趣小组,小组成员仿照教材中等差数列和等比数列的概念,提出“等积数列”的概念:从第二项起,每一项与前一项之积为同一个常数(不为0).已知数列是一个“等积数列”,,其前项和为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.的一个通项公式为 D.
9.(23-24高二下·湖北武汉·期末)冒泡排序是一种计算机科学领域的较简单的排序算法,其基本思想是:通过对待排序序列从左往右,依次对相邻两个元素比较大小,若,则交换两个数的位置,使值较大的元素逐渐从左移向右,就如水底下的气泡一样逐渐向上冒,重复以上过程直到序列中所有数都是按照从小到大排列为止.例如:对于序列进行冒泡排序,首先比较,需要交换1次位置,得到新序列,然后比较,无需交换位置,最后比较,又需要交换1次位置,得到新序列最终完成了冒泡排序,同样地,序列需要依次交换完成冒泡排序.因此,和均是交换2次的序列.现在对任一个包含个不等实数的序列进行冒泡排序,设在冒泡排序中序列需要交换的最大次数为,只需要交换1次的序列个数为,只需要交换2次的序列个数为,则( )
A.序列是需要交换3次的序列 B.
C. D.
三、填空题
10.(23-24高二下·辽宁·期末)设高斯函数表示不超过的最大整数(如),已知,则 ; .
11.(23-24高二下·上海·期末)在数列中,若存在两个连续的三项与相同(),则称是“3阶可重复数列”.已知给定项数为m()的数列,其中一定是“3阶可重复数列”,则m的最小值是 .
四、解答题
12.(23-24高二下·河北·期末)设n为正整数,数列是首项为1,公比为的等比数列.从中任意选取两项和,若它们的和大于,则称该选取为“有效选取”.
(1)当时,求所有“有效选取”的种数;
(2)若,证明:对于任意的n,都存在“有效选取”;
(3)若,证明:对于任意的n,数列中存在两项和,使得它们的差的绝对值大于.
13.(23-24高二下·北京房山·期末)若数列满足:对任意,都有,则称是“数列”.
(1)若,,判断,是否是“数列”;
(2)已知是等差数列,,其前项和记为,若是“数列”,且恒成立,求公差的取值范围;
(3)已知是各项均为正整数的等比数列,,记,若是“数列”,不是“数列”,是“数列”,求数列的通项公式.
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专题08 等差数列与等比数列
等差数列的定义及应用
一、单选题
1.(23-24高二上·广东深圳·期末)若数列是等差数列,则下列数列不一定是等差数列的是( )
A. B.
C.(为常数) D.
【答案】A
【分析】根据题意,结合等差数列的定义和特殊数列,逐项判定,即可求解.
【详解】因为数列为等差数列,设公差为,可得,
对于A中,例如:等差数列,则,
此时数列不是等差数列,所以A符合题意;
对于B中,数列中,可得,所以数列为常数列,
所以数列一定是等差数列,所以B不符合题意;
对于C中,数列中,可得(常数),
所以数列一定是等差数列,所以C不符合题意;
对于D中,数列中,可得,
所以数列一定是等差数列,所以D不符合题意.
故选:A.
2.(23-24高二上·吉林·期末)已知为等差数列,则下面数列中一定是等差数列的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令等差数列通项公式为,根据等差数列定义依次判断各项.
【详解】若等差数列通项公式为,此时,,,,
不为常数,所以不是等差数列;
不为常数,所以不是等差数列,
为常数,所以是等差数列,
不为常数,所以不是等差数列.
故选:B
3.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知等差数列,则下列属于该数列的项的是( )
A.-23 B.-31 C.-33 D.-43
【答案】C
【分析】先由具体的等差数列写出通项公式,再根据选项一一代入,验证求出的的值满足即可.
【详解】由等差数列知数列首项为,公差为,故数列通项为,
分别使取选项中的值,发现仅当时,,其它没有对应的n.
故选:C.
二、多选题
4.(23-24高二下·辽宁·期末)等比数列的公比为,则下列说法正确的是( )
A.为等差数列 B.若且,则递增
C.为等比数列 D.为等比数列
【答案】ABD
【分析】根据等差数列与等比数列的定义可判断ACD,再根据等比数列公比可判断B选项.
【详解】由数列为等比数列,则,则
A选项:,,
则为定值,所以数列为等差数列,A选项正确;
B选项:由,,则,
所以当时,,数列单调递增;
当时,,数列单调递增;所以B选项正确;
C选项:当时,,
此时不是等比数列,C选项错误;
D选项:当时,,
又为定值,
所以数列为等比数列,D选项正确;
故选:ABD.
5.(23-24高二下·山西长治·期末)已知数列,满足,且,则( )
A. B.当时,是等比数列
C.当时,是等差数列 D.当时,是递增数列
【答案】BCD
【分析】对于A,直接由已知得到,即可说明A错误;对于B,证明,结合即可验证;对于C,说明即可;对于D,验证,再利用即可验证.
【详解】对于A,由已知有,故A错误;
对于B,当时,由于,且,故是等比数列,故B正确;
对于C,当时,由,归纳即知.
所以,从而,故是等差数列,故C正确;
对于D,当时,由于,故.
所以,从而是递增数列,故D正确.
故选:BCD.
6.(23-24高二下·云南昆明·期末)等比数列的公比为,前项和为,为等差数列,则( )
A. B. C.为等差数列 D.为等比数列
【答案】ABC
【分析】根据等差数列与等比数列的定义及公式可判断.
【详解】由已知为等差数列,则当时,为定值,
即为常数,
此时数列为常数列,
又数列为等比数列,
则,且,,A选项正确;
此时,B选项正确;
,,,,即为等差数列,C选项正确;
,,,不为定值,所以不为等比数列,D选项错误;
故选:ABC.
7.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知数列的前项和,则下列说法中正确的是( )
A.一定为等差数列
B.可能为等比数列
C.若,则一定为递增数列
D.若,则存在,使得
【答案】BD
【分析】对于A:证明,才是等差数列,对于B:取,即可说明;对于C:证明可判断,对于D:用二次函数的性质说明即可.
【详解】对于A:当时,,
该通项公式为一次函数形式,所以从第二项起为等差数列,
所以数列是等差数列的条件只需满足当时满足的通项公式即可,
即当,,所以只有当时,才是等差数列,故A错误;
对于B:当时,,满足要求,故B正确;
对于C:若,则,所以,故C错误;
对于D,若,函数的图象关于直线对称,因此,从而,故D正确.
故选:BD
8.(23-24高二下·内蒙古·期末)已知等差数列的前项和为,等比数列的前项积为,则( )
A.可能为等差数列 B.不可能为等比数列
C.是等差数列 D.是等比数列
【答案】AC
【分析】对于AB,举例判断,对于C,根据等差数列的定义结合题意分析判断,对于D,根据等比数列的定义结合题意分析判断,
【详解】对于A,当为常数列时,因为为等差数列,所以为等差数列,所以A正确.
对于B,当为常数列,且时,因为是等比数列,所以为等比数列,所以B错误.
对于C,设的公差为,则,得,
因为,所以数列是等差数列,所以C正确.
对于D,设的公比为,则,
当时,不是常数,所以不是等比数列,所以D错误.
故选:AC
9.(23-24高二上·江苏南通·期末)下列结论正确的是( )
A.若是等差数列,则是等比数列
B.若是等比数列,则是等比数列
C.若是等比数列,则是等比数列
D.若是等差数列,则是等比数列
【答案】ABD
【分析】由已知结合等比数列和等差数列的定义逐一判断即可.
【详解】对于A,由题意,公差,
则为非零常数,所以是等比数列,故A正确;
对于B,由题意,公比,
则为非零常数,所以是等比数列,故B正确;
对于C,当时,,
此时不是等比数列,故C错误;
对于D,由题意得,且
则为非零常数,所以是等比数列,故D正确.
故选:ABD.
10.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知数列满足,,则数列( )
A.有可能是常数数列
B.有可能是等差数列
C.有可能是等比数列
D.有可能既不是等差数列,也不是等比数列
【答案】BCD
【分析】将已知等式变形为,利用反证法可判断A选项;利用等差数列的定义可判断B选项;利用等比数列的定义可判断C选项;举特例可判断D选项.
【详解】由可得,
即,
若对任意的,有且,此时数列是公比为的等比数列,
若对任意的,有且,此时数列是公差为的等差数列,
取数列各项为:、、、、、、,则数列满足条件,
此时,数列既不是等差数列,也不是等比数列,BCD对,
若数列为常数列,不妨设(为常数)对任意的恒成立,
由可得,可得,与矛盾,
故数列不可能是常数列,A错.
故选:BCD.
三、解答题
11.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知各项均为正数的等比数列满足=8,,设.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记数列的前项和为,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)6
【分析】(1)由等比数列的基本量法,求出基本量,从而求得通项公式,再求得通项公式,从而得证.
(2)从二次函数的角度理解,求得的最大值.
【详解】(1)设等比数列的公比为q,
∵数列是等比数列,且,则,
∴ , ∴ , ∴==2
又∵=8,∴ , ∴
∴
∴
∴数列是等差数列,首项,公差.
(2)由(1)知,
∵ ,
∴对称轴,又,所以取
∴时,最大,最大值为6.
12.(23-24高二下·广东揭阳·期末)给定数列,若首项且,对任意的,都有,则称数列为“指数型数列”.
(1)已知数列为“指数型数列”,若,求;
(2)已知数列满足,判断数列是不是“指数型数列”?若是,请给出证明;若不是,请说明理由;
(3)若数列是“指数型数列”,且,证明:数列中任意三项都不能构成等差数列.
【答案】(1),
(2)是,证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)直接根据定义代入计算即可;
(2)根据“指数型数列"的定义可做判断,证明时利用递推式推出数列是等比数列,求出,再结合定义即可证明;
(3)由递推式可得,继而假设数列中存在三项构成等差数列,结合可推出矛盾,即可证明结论.
【详解】(1)因为数列是“指数型数列”,所以对于任意的,
都有.因为,
所以,.
(2)数列是“指数型数列”.
证明:由,得,即,
所以数列是等比数列,且,
则,
,
所以数列是“指数型数列”.
(3)因为数列是“指数型数列”,故对任意的,
有,则,所以,
适合该式.
假设数列中存在三项构成等差数列,不妨设,
则由,得,
所以,
当为偶数且时,是偶数,而是奇数,是偶数,
故不能成立;
当为奇数且时,是偶数,而是偶数,是奇数,
故不能成立;
所以,对任意的,不能成立,
即数列中任意三项都不能构成等差数列.
【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是根据定义得,再对分奇偶数讨论,根据数论知识得到方程不成立.
13.(23-24高二下·江西南昌·期末)若数列 满足 ,且 ,则称数列 为 “正余弦错位数列”.已知数列 为 “正余弦错位数列”.
(1)若 ,求 ;
(2)证明: 数列 为等差数列.
【答案】(1) ,,
(2)证明见解析
【分析】(1)由, ,解方程求,同理可求 ;
(2)由条件,结合诱导公式可得或,结合条件
,证明,结合等差数列定义证明结论.
【详解】(1)当时 ,由已知, ,知 ,
又由,可知,
所以,又, 所以符合题意,
同理,由 ,,得或,
又,所以,
由 ,,得,
又, 符合题意.
(2)因为 ,所以 ,
所以或,
即或,
因为,
所以,,
所以,,
所以或或,
又,所以,
则,
所以,
所以数列 是公差为的等差数列.
【点睛】关键点点睛:由 ,由诱导公式可得 ,可得或,利用好“正余弦错位数列”的定义条件,即可得到,再利用等差数列的概念即可.
等差数列基本量的计算
一、单选题
1.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)记为等差数列的前n项和,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件列方程组求出,从而可求出
【详解】设等差数列的公差为,
因为,,
所以,化简得,
解得,
所以.
故选:B
2.(23-24高二下·福建福州·期末)在等差数列中,,则( )
A.7 B.11 C.14 D.16
【答案】C
【分析】设出公差,利用等差数列通项公式基本量计算出,从而得到.
【详解】设公差为,则,
所以
故.
故选:C
3.(23-24高二下·河南开封·期末)已知等差数列中,,,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】B
【分析】由等差数列基本量的计算即可求解.
【详解】设公差为,因为,,
所以,所以.
故选:B.
4.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】应用等差数列通项公式及前n项和公式基本量运算,最后求出即可.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:A.
5.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知等差数列的前项和为,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】法一:由基本量法求出公差d和首项,再由等差数列前项和公式可得结论.法二:利用等差数列的性质即可整体代入求和.
【详解】法一:
设等差数列的公差为d,
因为,,所以,
解得,所以.
法二:
因为在等差数列中,,
所以.
故选:C
6.(23-24高二下·山东淄博·期末)设等差数列,则( )
A.-5 B.18 C.23 D.28
【答案】B
【分析】利用等差数列的公式即可求解.
【详解】.
故选:B.
7.(23-24高二下·北京西城·期末)在等差数列中,,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【答案】C
【分析】根据等差数列基本量运算即可.
【详解】因为
所以.
故选:C.
8.(23-24高二下·河南·期末)已知等差数列满足,且,则首项( )
A. B.0 C.1 D.3
【答案】C
【分析】根据等差数列基本量运算求解即可.
【详解】设等差数列的公差为,
因为,且,
所以,所以.
故选:C.
二、多选题
9.(23-24高二下·辽宁大连·期末)已知等差数列的公差,前项和为,若,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C.当时, D.当时,
【答案】BC
【分析】对于A,由等差数列求和公式结合已知即可验算;对于B,由等差数列求和公式结合即可验算;对于CD,由等差数列性质即可验算.
【详解】对于A,因为,所以,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,当时,,故C正确;
对于D,当时,
,即,故D错误.
故选:BC.
10.(23-24高二上·吉林延边·期末)已知为等差数列的前项和,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.为递减数列
C. D.
【答案】ACD
【分析】设等差数列的公差为,根据题意,求得,得到,逐项判定,即可求解.
【详解】设等差数列的公差为,
因为,可得,解得,
所以,所以A正确;
因为,所以数列为递增数列,所以B错误;
由,可得,所以C正确;
因为,所以,所以D正确.
故选:ACD.
11.(23-24高二上·福建莆田·期末)已知等差数列的前项和为,公差为,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】利用等差中项的性质求出的值,可判断A选项;利用等差数列的求和公式可判断B选项;利用等差数列的基本性质可判断CD选项.
【详解】因为等差数列的前项和为,公差为,且,,
由等差中项的性质可得,可得,
,A对B对;
因为,则,,C错D错.
故选:AB.
12.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知等差数列的公差为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】根据题意可利用公式法求出数列的通项公式,从而可求解
【详解】由题知数列为等差数列,
所以可知得,解得,
所以,故A、D正确.
故选:AD.
三、填空题
13.(23-24高二下·海南海口·期末)已知等差数列的首项,前项和为,若,则公差 .
【答案】
【分析】利用等差数列的性质及和的性质计算即可.
【详解】由题意可知,
所以.
故答案为:
14.(23-24高二下·河南驻马店·期末)已知等差数列满足,,则通项公式为 .
【答案】
【分析】设等差数列的公差为,解出公差由等差数列的通项公式求解即可.
【详解】设等差数列的公差为,,,
所以,解得,所以.
故答案为:
15.(23-24高二下·上海浦东新·期末)等差数列中,,则 .
【答案】0
【分析】根据等差数列的通项公式求解即可.
【详解】等差数列中,,
则公差,则.
故答案为:0.
16.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)在等差数列中.若,则 .
【答案】52
【分析】将式子和都用表示,找到它们间的联系,求解即可.
【详解】由于数列是等差数列,
则,
得,
所以,
故答案是:52.
四、解答题
17.(23-24高二上·新疆阿克苏·期末)设是等差数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)写出数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由等差数列及其前项和基本量的计算可得,由此即可得解.
(2)由等差数列前项和公式的二次函数特性即可得解.
【详解】(1)不妨设等差数列的首项、公差分别为,
由题意,,
解得,
所以,
即数列的通项公式为.
(2)由(1)可知,所以.
等差数列项的性质
一、单选题
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知等差数列的前n项和为,若,则( )
A.20 B.15 C.10 D.5
【答案】B
【分析】利用等差数列性质及前n项和公式计算即得.
【详解】依题意,.
故选:B
2.(23-24高二下·河南信阳·期末)数列满足,已知,则的前19项和( )
A.0 B.8 C.10 D.19
【答案】A
【分析】由等差中项得到数列为等差数列,再由等差数列的性质得到,由等差数列前项和公式结合等差中项得到
【详解】因为即,所以数列为等差数列,
因为且,所以,得,
所以.
故选:A.
3.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)记等差数列的前项和为,若,则( )
A.13 B.45 C.65 D.130
【答案】C
【分析】由等差数列的求和公式及等差数列的性质求解.
【详解】解:,
故选:C
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期末)在等差数列中,,则( )
A.9 B.10 C.11 D.14
【答案】B
【分析】利用等差数列的性质计算即可.
【详解】因为在等差数列中,,所以,即,
故选:B
5.(23-24高二下·四川绵阳·期末)设等差数列的前项和为,已知,则( )
A.32 B.64
C.84 D.108
【答案】C
【分析】根据等差数列下标和性质求出,再根据等差数列求和公式及下标和性质计算可得.
【详解】因为,
又,即,解得,
所以.
故选:C
6.(23-24高二下·贵州遵义·期末)已知等差数列的公差为1,,则( ).
A.10 B.12 C.14 D.16
【答案】B
【分析】利用等差数列的性质可得,可求结论.
【详解】设等差数列的公差为,则,
由等差数列的公差为1,,
所以,
所以.
故选:B.
7.(23-24高二下·广东茂名·期末)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为,所有偶数项的和为,则此数列的项数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质与其前项和的性质求解即可.
【详解】设该等差数列中有项,其中偶数项有项,奇数项有项,
设等差数列的前项和为,则,
为等差数列,,,解得,
,此数列的项数是项.
故选:.
二、多选题
8.(23-24高二上·山东烟台·期末)(多选)已知等差数列的前n项和为,且,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.最小
【答案】BC
【分析】根据题意,由等差数列的性质分析可得,由此分析选项可得答案.
【详解】根据题意,等差数列中,若,即,
则有,
变形可得,
对于A,,但不确定的符号,不能确定是还是,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,不确定的符号,故不能确定最小还是最大,故D错误.
故选:BC.
9.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知是公差为d的等差数列,其前n项和是,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据条件,结合数列的通项和前项和的关系,结合选项,即可判断.
【详解】因为,,
所以,故A错误,B正确;
,故C正确;
因为,
,
所以,故D错误.
故选:BC
10.(23-24高二上·福建三明·期末)等差数列的前n项和为,若,则下列各项的值一定为m的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】设等差数列的公差为,根据求出可判断AB;结合等差数列的前项公式可判断CD正确.
【详解】设等差数列的公差为,若,
则,故A错误B正确;
,故C错误;
,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
11.(23-24高二下·青海·期末)已知等差数列的前项和为,且,则 .
【答案】
【分析】根据等差数列的性质及求和公式求解即可.
【详解】解:由题意得,得.
故答案为:
12.(23-24高二下·上海金山·期末)在等差数列中,已知,则 .
【答案】6
【分析】利用等差数列的性质计算即可.
【详解】由等差数列的性质可知.
故答案为:6.
13.(23-24高二上·西藏拉萨·期末)在等差数列中,,则 .
【答案】40
【分析】根据等差数列的性质,有,然后求解即可.
【详解】由题意有,得.
故答案为:.
等差数列和的性质
一、单选题
1.(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.
2.(23-24高二下·广东广州·期末)在等差数列中,为其前项和,若,,则( )
A.7 B.8 C.9 D.12
【答案】C
【分析】利用等差数列前和的性质,得出,求解即可.
【详解】因为数列是等差数列,且,,
所以根据等差数列前项和的性质可得成等差数列,
所以,所以,解得.
故选:C.
3.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知等差数列的前项和为,,,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】根据等差数列中成等差数列求解即可.
【详解】在等差数列中,
,,所以,
故构成公差为的等差数列,
所以,
即.
故选:C
4.(23-24高二上·河北保定·期末)已知数列满足,的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等差数列定义可证得数列是以为公差的等差数列,由此可得结果.
【详解】,数列是以为公差的等差数列,
,
数列是以为公差的等差数列,.
故选:B.
5.(23-24高三上·山东淄博·期末)设为等差数列的前n项和,则“对,”是“”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】根据题意判断两个条件都等价于,进而判断答案即可.
【详解】设等差数列的公差为,
若对,,即,
若,则,即为单调递增数列,
又因为,所以,
所以,即,
所以“对,”是“”的充要条件.
故选:C
6.(23-24高二下·江西抚州·期末)已知等差数列与的前项和分别为,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用等差数列的性质与求和公式,结合已知条件求解即可.
【详解】因为等差数列与的前项和分别为,且,
所以设,
所以
.
故选:D
7.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知两等差数列,,前n项和分别是,,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由等差数列前n项和的性质,可设、,计算即可得.
【详解】由,为等差数列,故可令、,
则.
故选:C.
8.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据,结合等差数列的前项和公式,构造出符合题意的一组与的通项公式,再进行计算即可.
【详解】根据题意,数列、都是等差数列,显然两个数列都不是常数列,
,
因为等差数列前项和公式为,
所以不妨令为常数,且,
所以时,,.
,,,.
故选:A
二、多选题
9.(21-22高二上·云南曲靖·期末)记为等差数列的前项和,首项为,公差为,则下列叙述正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,且,则
D.若,则
【答案】AD
【分析】利用等差数列性质和前项和公式可得AD正确,利用等差数列前项和性质计算可得,即B错误,由等差数列定义以及通项公式可知若,则,可计算得出,即C错误.
【详解】对于A,利用等差数列性质可得,可得,又,
则,即A正确;
对于B,利用等差数列前项和性质可得成等差数列,
又,可得,所以,
即,所以B错误;
对于C,由可得,两式相减解得;
所以,即C错误;
对于D,易知,
即,可得,即,所以,即D正确;
故选:AD
三、填空题
10.(23-24高二上·天津·期末)设为等差数列的前项和,且,,则 .
【答案】39
【分析】由题意成等差数列,结合,即可求解.
【详解】由题意为等差数列的前项和,且,,
所以,
而成等差数列,
所以.
故答案为:39.
11.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知等差数列的前项和分别为,且,则 .
【答案】
【分析】利用计算可得答案.
【详解】因为,
所以,
所以,故.
故答案为:.
等差数列的应用
一、单选题
1.(23-24高二上·云南迪庆·期末)明代数学家程大位在《算法统宗》中已经给出由,,和求各项的问题,如九儿问甲歌:“一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七.借问长儿多少岁,各儿岁数要详推.”意思是一位老人有九个儿子,不知道他们的出生年月,他们的年龄从大到小排列都差3岁,所有儿子的年龄加起来是207.只要算出长子是多少岁,其他每个儿子的岁数就可以推算出来,则该问题中老人长子的岁数为( )
A.27 B.31 C.35 D.39
【答案】C
【分析】根据给定信息,可得九个儿子的岁数从大到小构成公差为的等差数列,再利用等差数的前n项和公式列方程求解即可.
【详解】依题意,九个儿子的岁数从大到小构成公差为的等差数列,设长子的岁数为,
则,解得,
所以该问题中老人长子的岁数为35.
故选:C
2.(23-24高二上·河南洛阳·期末)周髀算经中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,则谷雨日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】C
【分析】根据给定条件,构造等差数列,结合等差数列通项及前n项和求解即得.
【详解】设冬至日、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种
这十二个节气的日影长分别为,,,,前n项和,
由小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,
得,解得,,
所以谷雨日影长为(尺).
故选:C
3.(23-24高二上·山东临沂·期末)中国古代数学名著《周髀算经》记载的“日月历法”曰:“阴阳之数,日月之法,十九岁为一章,四章为一部,部七十六岁,二十部为一遂,遂千百五二十岁”,即1遂为1520岁.某疗养中心恰有57人,他们的年龄(都为正整数)依次相差一岁,并且他们的年龄之和恰好为三遂,则最年轻者的年龄为( )
A.52 B.54 C.58 D.60
【答案】A
【分析】由等差数列性质以及求和公式即可得解.
【详解】将他们的年龄从小到大依次排列为,
所以,,解得.
故选:A.
4.(22-23高二上·湖南岳阳·期末)小方是一名文学爱好者,他想利用业余时间阅读《红楼梦》和《三国演义》,假设他读完这两本书共需40个小时,第1天他读了10分钟,从第2天起,他阅读的时间比前一天增加10分钟,恰好阅读完这两本书的时间为( )
A.第20天 B.第21天 C.第22天 D.第23天
【答案】C
【分析】利用等差数列定义及前n项和公式得前n天阅读总时间为,再列不等式求恰好阅读完这两本书的时间.
【详解】由题设,每天阅读时间是首项、公差都为10的等差数列,
所以前n天阅读总时间为分钟,
令,则,,
又开口向上且对称轴为,即上递增,
,,,
所以恰好阅读完这两本书的时间为第22天.
故选:C
5.(23-24高二上·广西玉林·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下图所示的几何体,后人称之为“三角垛”.其最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,第四层有10个球,…,则第三十五层球的个数为( )
A.561 B.595 C.630 D.666
【答案】C
【分析】根据题意,得到,结合等差数列的求和公式,即可求解.
【详解】由题意,设各层球的个数构成数列,
可得,
所以,则.
故选:C.
二、多选题
6.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)某公司为入职员工实行每月加薪,小王入职第1个月工资为a元,从第2个月到第13个月,每月比上个月增加100元,从第14个月到第25个月,每月比上个月增加50元,已知小王前3个月的工资之和为9300元,则( )
A.
B.小王第3个月与第13个月工资之和等于第2个月与第14个月工资之和
C.小王入职后第20个月的工资为4550元
D.小王入职后前15个月的工资之和是55350元
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,利用等差数列的定义、通项公式和前n项求和公式计算,依次判断选项即可.
【详解】小王入职后各月工资依次排成一列,构成数列
对于A,小王前3个月的工资之和为,解得,A正确;
对于B,当时,是等差数列,首项,公差为100,
当时,是等差数列,,公差为50,
,B错误;
对于C,小王入职后第13个月的工资为,
第20个月的工资为,C正确;
对于D,小王入职后前15个月的工资之和
,D正确.
故选:ACD
7.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)《九章算术》是我国古代的数学名著,第六章《均输》中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何.”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,问五人各得多少钱?”(注:“均输”即按比例分配,此处指的是甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列;“钱”是古代的一种重量单位).关于这个问题,下列说法正确的是( )
A.戊得钱是甲得钱的一半
B.乙得钱比丁得钱多钱
C.甲、丙得钱的和是乙得钱的2倍
D.丁、戊得钱的和比甲得钱多钱
【答案】ABC
【分析】根据给定条件,结合等差数列列出方程求出甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数,再逐项判断即得.
【详解】依题意,设甲、乙、丙、丁、戊所得钱分别为,,a,,,
依题意,,解得,,
因此甲得钱,乙得钱,丙得1钱,丁得钱,戊得钱,
戊得钱是甲得钱的一半,A正确;
乙得钱比丁得钱多钱,B正确;
甲、丙得钱的和是乙得钱的倍,C正确;
丁、戊得钱的和比甲得钱多钱,D错误.
故选:ABC
三、填空题
8.(2023·山东·模拟预测)某学校报告厅共有20排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位.若第10排有41个座位,则该报告厅座位的总数是 .
【答案】840
【分析】根据题意将问题转化为等差数列问题,应用等差数列的通项公式和前项和公式,基本量运算即可求解.
【详解】设报告厅的座位从第1排到第20排,各排的座位数依次排成一列,构成数列,其前项和为.
根据题意,数列是一个公差为的等差数列,且,
故.
由,
因此,则该报告厅总座位数为840个座位.
故答案为:840
9.(23-24高三上·上海静安·期末)在国家开发西部的号召下,某西部企业得到了一笔400万元的无息贷款用做设备更新.据预测,该企业设备更新后,第1个月收入为20万元,在接下来的5个月中,每月收入都比上个月增长20%,从第7个月开始,每个月的收入都比前一个月增加2万元.则从新设备使用开始计算,该企业用所得收入偿还400万无息贷款只需 个月.(结果取整)
【答案】10
【分析】根据题意前6个月的收入成等比数列,且公比为,第7个月开始收入成等差数列,公差为2,先算出前前6个月之和,再计算第7,8,9,10个月的收入可得解.
【详解】由题意设每个月的收入为数列,其前n项和记作,前6个月的收入成等比数列,且公比为,
第7个月开始收入成等差数列,公差为2,则,
又,,,,
而,,
所以该企业用所得收入偿还400万元贷款只需10个月.
故答案为:10.
等比数列及其应用
一、单选题
1.(22-23高二下·辽宁抚顺·期末)已知数列,则“”是“为等比数列”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】B
【分析】根据等比数列的性质进行充分性与必要性判断即可.
【详解】若为等比数列,则一定成立;若,则不一定为等比数列,比如
所以“”是“为等比数列”的必要不充分条件.
故选:B.
2.(23-24高二下·上海浦东新·期末)已知是等数列,则下列数列必为等比数列的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,当等差数列的各项都为时,即可判断ABC,再由等比数列的定义即可判断D
【详解】设等差数列的公差为,
对于A,当等差数列的各项都为时,不是等比数列,故A错误;
对于B,当等差数列的各项都为时,不是等比数列,故B错误;
对于C,当等差数列的各项都为时,无意义,故C错误;
对于D,因为为常数,所以数列一定是等比数列,故D正确;
故选:D
3.(23-24高二下·北京大兴·期末)若数列是等比数列,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据等比中项的性质计算可得.
【详解】因为数列是等比数列,
所以,解得或,
当时,不满足,故舍去;
当时,经检验符合题意,所以.
故选:B
4.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知数列的前n项和为,若,且(),则( )
A.为等比数列 B.为等差数列 C.为等比数列 D.为等差数列
【答案】A
【分析】利用求出的通项公式并求和,然后逐一判断选项即可.
【详解】由得当时,,
两式相减得,即,
又当时,,
所以数列即不是等比数列也不是等差数列,CD错误;
所以,
当时,
所以当时,,符合,
所以,
又时,所以为等比数列,A正确,B错误.
故选:A.
5.(22-23高二上·广东深圳·期末)在数列中,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先确定公比,再利用通项公式求解.
【详解】因为,,则,
所以为等比数列,公比,
所以.
故选:D.
二、多选题
6.(23-24高二上·湖南长沙·期末)设数列的前n项和为,下列命题正确的是( )
A.若为等差数列,则,,仍为等差数列
B.若为等比数列,则,,仍为等比数列
C.若为等差数列,则为等差数列
D.若为正项等比数列,则为等差数列
【答案】ACD
【分析】根据等差数列、等比数列的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于选项AC:设等差数列的公差为,则,
,
同理可得,
所以,
所以仍为等差数列,故A正确;
因为,则,
所以为等差数列,故C正确;
对于选项B:取数列为,
当为偶数时,,则不能成等比数列,故B错误;
对于选项D:因为,设等比数列的公比为,则,
则(定值),
所以数列为等差数列,故D正确.
故选:ACD.
7.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知是等差数列,是等比数列,下列说法正确的是( )
A.是等比数列
B.是等差数列
C.若,则为递减数列
D.若,则为递增数列
【答案】AC
【分析】是等差数列,设公差为;是等比数列,设公比为,A选项由定义证明是等比数列;B选项通过举反例时,证明不是等差数列;C选项,由得到,从而为递减数列;D选项通过举反例,此时数列不是单调数列.
【详解】是等差数列,设公差为;是等比数列,设公比为,
A选项,设,则为常数,所以是等比数列,A正确;
B选项,设,当满足是等比数列,
此时,,不是等差数列,B错误;
C选项,时,即,得,则为递减数列,C正确;
D选项,当满足是等比数列,且,,,此时不是单调数列,D错误.
故选:AC.
【点睛】方法点睛:证明数列是等比数列:
定义法:(常数),
等比中项法:,
通项公式法:
前项和特征法:
8.(23-24高二下·贵州黔东南·期末)在数列中,已知,,则( )
A. B.是等差数列
C. D.是等比数列
【答案】BCD
【分析】对已知递推式变形可得是以1为首项,为公差的等差数列,则可求出,从而可求出,然后逐个分析判断.
【详解】,则,
因为,所以是以1为首项,为公差的等差数列,
则,则,
所以,,
所以,
所以是首项为3,公比为1的等比数列,
所以A错误,B,C,D均正确.
故选:BCD
9.(23-24高二下·云南昆明·期末)等比数列的公比为,前项和为,为等差数列,则( )
A. B. C.为等差数列 D.为等比数列
【答案】ABC
【分析】根据等差数列与等比数列的定义及公式可判断.
【详解】由已知为等差数列,则当时,为定值,
即为常数,
此时数列为常数列,
又数列为等比数列,
则,且,,A选项正确;
此时,B选项正确;
,,,,即为等差数列,C选项正确;
,,,不为定值,所以不为等比数列,D选项错误;
故选:ABC.
10.(23-24高二上·浙江杭州·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,分形的外表结构极为复杂,但其内部却是有规律可寻的,一个数学意义上的分形的生成是基于一个不断迭代的方程式,即一种基于递归的反馈系统.下面我们用分形的方法得到一系列图形,如图1,在长度为1的线段AB上取两个点C、D,使得,以CD为边在线段AB的上方做一个正方形,然后擦掉CD,就得到图形2;对图形2中的最上方的线段EF作同样的操作,得到图形3;依次类推,我们就得到以下的一系列图形设图1,图2,图3,…,图n,各图中的线段长度和为,数列的前n项和为,则( )
A.数列是等比数列
B.
C.恒成立
D.存在正数,使得恒成立
【答案】BC
【分析】由题意写出数列前三项,类比归纳出数列的递推公式,利用累加法可得通项公式,结合数列的相关概念,可得答案.
【详解】由题意可知,,
以此类推可得,,则,
所以当时,
,
经检验,当时,,故,
所以数列不是等比数列,故A错误;
所以,故B正确;
因为恒成立,故C正确;
因为,
根据一次函数与指数函数的单调性,所以数列无最大值,
因此不存在正数,使得,故 D 错误.
故选:BC.
三、填空题
11.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
【答案】1
【分析】根据等比数列的定义,得到数列是公比为等比数列,结合等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】由数列满足,知,否则,与矛盾,
所以数列为等比数列,且公比为,
又由,解得.
故答案为:1.
四、解答题
12.(23-24高二上·福建福州·期末)已知数列的首项,且满足.
(1)判断数列是否为等比数列;
(2)若,记数列的前n项和为,求.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)根据等比数列定义及构造法求通项可判断;
(2)根据等比数列求和公式、等差数列求和公式,利用数列分组求和及错位相减法求和可得结果.
【详解】(1)法一:若,无意义,数列不是等比数列;
若解得,则数列不是等比数列;
若即,因为,所以,
,
所以当或时,数列不是等比数列,
当且时,数列是以为首项,为公比的等比数列.
法二:若,无意义,数列不是等比数列;
若解得,则数列不是等比数列;
若即,因为,所以,
,所以,
,
所以当或时则数列不是等比数列
当且时,数列是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)知,,所以,则.
则,
令,
令 ①
所以 ②
①②相减得:
,
得.
所以.
13.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知数列满足:,,设.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)将变形为,是等比数列
(2)由(1)得到数列的通项公式
(3)结合(2)中通项利用错位相减法求得
【详解】(1)由,,可得.因为,即,.
所以数列是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)可得:,即,所以.
(3)由(2)可知:,
则,可得,
两式相减可得:.
所以.
14.(23-24高二上·河南开封·期末)已知数列的首项,且.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由已知条件可得,结合等比数列的定义即可证明;
(2)利用等比数列和等差数列的前n项和公式即可求得结果.
【详解】(1)由可得,
因为,所以,,
所以,
所以是以为首项,为公比的等比数列.
(2)设数列的前n项和为,则,
所以.
等比数列基本量的计算
一、单选题
1.(23-24高二下·贵州黔南·期末)记为等比数列的前n项和,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设等比数列的公比为,根据题意,列出方程组,求得的值,结合等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,
因为,可得解得,
所以.
故选:A.
2.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)递增等比数列中,,,则( )
A. B. C.72 D.144
【答案】D
【分析】设公比为,然后由已知条件列方程可求出,从而可求出.
【详解】设公比为,因为,,
所以,得,得,
所以或(舍去),
所以,
所以.
故选:D
3.(23-24高二下·广西南宁·期末)已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据通项公式求公比,再由等比数列求和公式可得首项.
【详解】设等比数列的公比为,,
即,,
,.
故选:B.
4.(23-24高二下·吉林松原·期末)设等比数列 的前 项和为 ,且 ,则 的公比 为( )
A.1或 B.1或3 C.或 D.或3
【答案】D
【分析】运用等比数列的性质公式求解即可.
【详解】由 ,可得 ,
则 ,故 ,
解得 或 .
故选:D.
5.(23-24高二下·辽宁大连·期末)记为等比数列的前项和,若,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】利用等比数列的通项公式和前项和公式即可求解.
【详解】设等比数列的首项为,公比为,
由,即,解得.
所以.
故选:C.
6.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)已知等比数列满足,,则( )
A.1 B. C.3 D.
【答案】C
【分析】两式相除即可得解.
【详解】因为,,,,
所以.
故选:C
7.(23-24高二下·北京海淀·期末)若等比数列的前项和,则公比( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据,依次求出,依题即可求得公比.
【详解】由,时,,
时,由解得,,
依题意,.
故选:C.
8.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知等比数列是其前项和,,则( )
A. B.8 C.7 D.14
【答案】C
【分析】设等比数列的公比为,根据题意求得,结合等比数列前项和的定义即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,
因为,可得,即,所以,
所以.
故选:C.
二、多选题
9.(23-24高二上·安徽滁州·期末)已知等比数列中,,公比,其前项和为,则下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】代入等比数列的通项公式和前项和公式,即可求解.
【详解】,A正确;,故B正确;
,故C错误;,故D正确.
故选:ABD
10.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知等比数列的公比为,,,数列的前项和为,则( )
A. B.
C.数列是等比数列 D.
【答案】BC
【分析】A、B、C均可由等比数列的概念和通项公式可得;D选项需要利用错位相减法求和,进而可得答案.
【详解】由等比数列的公比为,,,可得,即,故A错误;
,故B正确;
又,所以,
即是一个以为首项,2为公比的等比数列,故C正确;
验证当时的结果,此时,则,
所以,
,
,
得,
所以,故D错误,
故选:BC.
11.(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)在等比数列中,满足的通项公式可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】根据为等比数列,列出首项和公比的方程,求出首项和公比,进而根据等比数列的通项公式的求法,求出通项公式.
【详解】因为为等比数列,,
所以,解得,即或,
所以通项公式为或.
故选:AB.
三、填空题
12.(23-24高二下·安徽淮北·期末)若是首项和公比均为3的等比数列,且,则 .
【答案】2024
【分析】根据等比数列的通项即可求解.
【详解】根据题意可知的通项公式为,当时,.
故答案为:2024
13.(23-24高二下·江西景德镇·期末)记为等比数列的前项和,若,则公比为 .
【答案】/-0.5
【分析】由,可得,化简解出即可得出
【详解】由,可得,
即,
故答案为:
14.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
【答案】1
【分析】根据等比数列的定义,得到数列是公比为等比数列,结合等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】由数列满足,知,否则,与矛盾,
所以数列为等比数列,且公比为,
又由,解得.
故答案为:1.
15.(23-24高二上·贵州六盘水·期末)已知等比数列的前项和为,数列的前项和为.若,则 .
【答案】
【分析】由等比数列求和公式以及等比数列性质得,结合已知条件即可进一步求解.
【详解】设等比数列公比为,则(否则,矛盾),
所以数列的通项公式为,它是以为首项、为公比的等比数列,
所以,
而,所以,
所以.
故答案为:.
等比数列项的性质
一、单选题
1.(23-24高二下·青海·期末)在等比数列中,,,则( )
A.64 B.128 C. D.
【答案】B
【分析】结合等比数列的性质求解.
【详解】由题意得,得,则.
由,得.
所以.
故选:B.
2.(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.
3.(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.
4.(23-24高二下·河南洛阳·期末)已知成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用等比数列性质即可得出答案.
【详解】成等比数列,,
因为与-2和-4符号一样,所以,
.
故选:B.
5.(23-24高二下·江苏南京·期末)已知是单调递增的等比数列,且,则公比的值是( )
A.3 B.-3 C.2 D.-2
【答案】C
【分析】根据等边数列的性质即可求解方程得,即可求解.
【详解】解:由是单调递增的等比数列且,
所以是的两个实数根,且,
得,故.
故选:C.
6.(23-24高二下·广西钦州·期末)在等比数列中,,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】C
【分析】由等比数列的性质即可求解.
【详解】由题意得,得.
故选:C
7.(23-24高二下·北京西城·期末)在等比数列中,若,,则( )
A.4 B.6 C.2 D.±6
【答案】A
【分析】应用等比数列通项公式性质求解即可.
【详解】因为是等比数列,所以.
故选:A.
8.(23-24高二下·江西赣州·期末)正项等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据等比数列的性质求出即可得解.
【详解】由等比数列性质可知,解得,
所以,
故选:B
二、多选题
9.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知等比数列的公比为,前项积为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】先通过条件确定和的取值情况,然后利用等比数列的性质计算即可.
【详解】由已知,又,,
所以,,A正确,B错误;
,
,
,
所以,C正确,D错误.
故选:AC.
10.(23-24高二上·内蒙古·期末)已知公比为的正项等比数列的前项积为,则( )
A.
B.当时,
C.
D.当,且取得最小值时,只能等于6
【答案】ABC
【分析】A,C项通过等比数列的性质即可得出结论;B,D项,根据等比数列的公比和前项和即可得出结论.
【详解】由题意,,
在正项等比数列中,,
A项,,A正确;
B项,当时,因为,所以,可得,B正确;
C项,,C正确.
D项,当时,因为,所以,则的最小值为或,D错误.
故选:ABC.
三、填空题
11.(23-24高二上·上海宝山·期末)已知数列是等比数列,且,,则 .
【答案】
【分析】根据等比数列性质若,则,化简已知条件即可求解.
【详解】根据等比数列的性质若,则,有,,
所以化为,即,
又因为,所以.
故答案为:
12.(23-24高二下·福建福州·期末)在等比数列中,,,则
【答案】4
【分析】由等比数列的性质求解.
【详解】在等比数列中,奇数项都是同号的,则,
由,得,
故答案为:4
13.(23-24高二下·陕西榆林·期末)在各项均为正数的等比数列中,,则 .
【答案】3
【分析】根据等比数列性质和对数运算即可.
【详解】由题意得.
故答案为:3.
14.(23-24高二下·辽宁·期末)在等比数列中,,则 .
【答案】
【分析】运用等比数列性质求解即可.
【详解】由于,由等比数列性质知道,则;
由于,由等比数列性质知道;则.
故答案为:.
15.(23-24高二下·四川达州·期末)在等比数列中,,,则 .
【答案】
【分析】利用等比数列的性质可求得,又,可求.
【详解】因为,又数列是等比数列,所以,所以,
由数列是等比数列,可得,又,所以,
所以.
故答案为:.
16.(23-24高二下·上海·期末)已知数列为正项等比数列,,,则 .
【答案】3
【分析】利用等比数列的性质可得答案.
【详解】等比数列中,
因为,所以,
又为正项的等比数列,所以.
故答案为:3.
等比数列和的性质
一、单选题
1.(23-24高二下·云南玉溪·期末)已知正项等比数列满足,则数列的公比为( )
A.2 B.1 C. D.或
【答案】A
【分析】设出公比,根据,计算出答案.
【详解】设等比数列公比为,由题意得,故,解得.
故选:A.
2.(23-24高二上·安徽宣城·期末)设是等比数列的前项和,若,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】成等比数列,得到方程,求出,得到答案.
【详解】由题意得,,
因为成等比数列,故,
即,解得,
故.
故选:B
3.(23-24高二上·河南开封·期末)记为等比数列的前项和,若,则( )
A.21 B.18 C.15 D.12
【答案】A
【分析】根据等比数列性质得到成等比数列,求出,得到答案.
【详解】因为为等比数列的前项和且,
所以成等比数列,即3,6,成等比数列,
所以,所以.
故选:A.
4.(23-24高三上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A.8 B.26 C.80 D.54
【答案】C
【分析】根据等比数列前n项和的片段和的性质,即可求得答案.
【详解】在等比数列中,,,,也成等比数列,
因为,,所以,所以,,
所以,
故选:C.
5.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知等比数列满足,则( )
A.24 B.36 C.48 D.108
【答案】C
【分析】通过计算即可.
【详解】设等比数列的公比为,
则,即,同理,
所以,所以,
所以.
故选:C.
6.(23-24高二上·河北保定·期末)设等比数列的前n项和为,已知,,则( )
A.144 B.324 C.400 D.364
【答案】D
【分析】由等比数列的性质得到,,成等比数列,从而得到方程,求出答案.
【详解】因为,,成等比数列,所以,
即,解得.
故选:D
7.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·期末)等比数列中,为的前n项和,若,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据构成等比数列求解即可.
【详解】因为为等比数列,,设,
所以构成等比数列.
所以构成等比数列,所以,所以.
故选:A
二、多选题
8.(23-24高二下·辽宁大连·期末)下列关于数列与其前项和的命题,表述正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若是等比数列,,则 D.若,则数列单调递增
【答案】AD
【分析】利用数列周期性判断A;求出通项公式判断B;利用等比数列片段和的性质计算判断C;作商求出通项并确定单调性判断D.
【详解】对于A,由,得,则数列的周期为3,
又,因此,A正确;
对于B,,则数列是等比数列,,
当,而不满足上式,B错误;
对于C,是等比数列,,则成等比数列,
其首项为1,公比为3,则,C错误;
对于D,,当时,,
当,,满足上式,
因此且,则数列单调递增,D正确.
故选:AD
9.(23-24高二下·广东·期末)已知数列,其前项和记为,则( )
A.若是等差数列,且,则
B.若是等差数列,且,则
C.若是等比数列,且,其中为常数,则
D.若是等比数列,则也是等比数列
【答案】BC
【分析】举反例判断AD选项,由等差等比数列的前项和公式判断BC选项.
【详解】A选项中,当等差数列是常数列时,由,就不能得到,所以A是错误的;
B选项中,设等差数列公差为,由前项和,
可知,所以B是正确的;
C选项中,由可知,等比数列公比不为1,设公比为,
由等比数列前和公式得,则有,,
则常数,所以C是正确的;
D选项中,等比数列中,当公比时,若,有,则就不是等比数列,所以D是错误的;
故选:BC.
三、填空题
10.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)设是等比数列的前项和,若,,则= .
【答案】
【分析】由,又,,成等比数列,求出,即可求出的值.
【详解】由题意得,则,
因为,,成等比数列,故,
即,解得,
故.
故答案为:.
11.(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知等比数列的前项和为,且,,则的值为 .
【答案】
【分析】法一:根据等比数列求和公式化简可得解;法二:根据等比数列前项和的性质可得解.
【详解】由数列为等比数列,
当时,,则,此方程无解,
法一:
当时,,
所以,化简可得,
所以;
法二:
由等比数列可知当时,,不满足题意,
且当时,,,仍成等比数列,
即,
即,
解得,
故答案为:.
12.(23-24高二下·吉林长春·期末)设等比数列的前n项和是.已知,则 .
【答案】1200
【分析】根据等比数列片段和的性质分析求解.
【详解】因为是等比数列的前项和且,
可知,,,也成等比数列,
又因为,,则,
可得,,
所以,.
故答案为:1200.
等比数列的应用
一、单选题
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.
2.(23-24高二上·湖北荆门·期末)在流行病学中,基本传染数是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定,假设某种传染病的基本传染数,平均感染周期为7天,那么感染人数由1(初始感染者)增加到3333大约需要的天数为( )(初始感染者传染个人为第一轮传染,这个人每人再传染个人为第二轮传染……参考数据:)
A.42 B.43 C.35 D.49
【答案】A
【分析】由题意得感染人数形成等比数列,然后利用等比数列求和公式列不等式,结合指对互化解不等式即可求解.
【详解】设第n轮感染的人数为,则数列是,公比的等比数列,
由,可得,两边取对数得,
所以,所以,故需要的天数约为.
故选:A
3.(23-24高三下·山东济南·开学考试)已知甲植物生长了一天,长度为,乙植物生长了一天,长度为.从第二天起,甲每天的生长速度是前一天的倍,乙每天的生长速度是前一天的,则甲的长度第一次超过乙的长度的时期是( )(参考数据:取)
A.第6天 B.第7天 C.第8天 D.第9天
【答案】C
【分析】设甲植物每天生长的长度构成等比数列,甲植物每天生长的长度构成等比数列,设其前项和分别为、,依题意得到、的通项公式,即可求出、,再由得到,最后根据指数函数的性质及对数的运算性质计算可得.
【详解】设甲植物每天生长的长度构成等比数列,甲植物每天生长的长度构成等比数列,设其前项和分别为、(即天后树的总长度),
则,,
所以,
,
由,可得,
即,即,
解得或(舍去),
由则,因为,
即,又,所以的最小值为.
故选:C
【点睛】关键点睛:本题关键是利用等比数列求出公式求出天后树的总长度,从而得到不等式,再结合指数函数的性质解得.
4.(23-24高二上·安徽黄山·期末)我国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关”,其大意是:有一个人要去某关口,路程为里,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程是前一天的一半,走了六天到达该关口,则此人第三天走的路程为( )
A.48里 B.45里 C.43里 D.40里
【答案】A
【分析】设第六天走的路程为里,则第五天走的路程为里,依此往前推,第一天走的路程为里,根据前六天的路程之和为里,即可得出关于的一元一次方程,解之即可得出结论.
【详解】设第六天走的路程为里,则第五天走的路程为里,
依此往前推,第一天走的路程为里,
结合题意可得:,
解得,
则第三天走的路程为里.
故选:A.
5.(23-24高二上·河北邯郸·期末)一个弹性小球从10米高处自由落到地面后弹起到原来的一半高度,再自由落到地面后又弹起到上一次的一半高度,如此反复进行下去,则小球第五次落地时经过的路程为( )
A.29.375米 B.19.375米
C.38.75米 D.28.75米
【答案】D
【分析】分别求出每次落地经过的路程,相加即可求解.
【详解】前五次落地经过的路程分别为10米、10米、5米、2.5米、1.25米,其和为28.75米,
故选:D
6.(23-24高二上·重庆·期末)古代“微尘数”的计法:“凡七微尘,成一窗尘;合七窗尘,成一兔尘;合七兔尘,成一羊尘;合七羊尘,成一牛尘;合七牛尘,成于一虮;合于七虮,成于一虱;合于七虱,成一芥子;合七芥子,成一大麦;合七大麦,成一指节;累七指节,成于半尺……”这里,微尘、窗尘、兔尘、羊尘、牛尘、虮、虱、芥子、大麦、指节、半尺的长度构成了公比为7的等比数列.那么1指节是( )
A.兔尘 B.羊尘 C.兔尘 D.羊尘
【答案】A
【分析】设1微尘为,求出1兔尘为,1羊尘为,1指节为,从而可得答案.
【详解】设1微尘为,
因为微尘、窗尘、兔尘、羊尘、牛尘、虮、虱、芥子、大麦、指节、半尺的长度,
构成了公比为7的等比数列,
所以1窗尘为,1兔尘为,1羊尘为,1牛尘为,
1虮为,1虱为,1芥子,1大麦,1指节为,
因为,所以1指节是兔尘,A正确,C不正确;
因为,所以1指节是羊尘,BD不正确;
故选:A.
二、填空题
7.(23-24高二上·广东深圳·期末)一个乒乓球从 高的高度自由落下,每次落下后反弹的高度都是原来高度的 ,在第3次着地时,乒乓球经过的总路程为 .
【答案】/
【分析】由已知条件列算式计算数据.
【详解】依题意可得,第3次着地时,乒乓球经过的总路程为.
故答案为:
8.(23-24高三上·辽宁大连·期末)十九世纪下半叶集合论的创立,奠定了现代数学的基础.著名的“康托三分集”是数学理性思维的构造产物,具有典型的分形特征,其操作过程如下:将闭区间均分为三段,去掉中间的区间段,记为第一次操作:再将剩下的两个区间分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,记为第二次操作:...,如此这样,每次在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为三段,同样各自去掉中间的区间段.操作过程不断地进行下去,以至无穷,剩下的区间集合即是“康托三分集”.若使去掉的各区间长度之和小于,则操作的次数的最大值为 .
(参考数据:)
【答案】5
【分析】根据题意求出第次操作后去掉的各区间长度之和,列不等式结合所给参考数据即可得.
【详解】记表示第次去掉的长度,,第2次操作,去掉的线段长为,
第次操作,去掉的线段长度为,
,则,
由的最大值为5.
故答案为:5
9.(23-24高二上·江苏南京·期末)如图,正方形的边长为2cm,取正方形各边的中点E,F,G,H,作第二个正方形,然后再取正方形各边的中点I,J,K,L,作第三个正方形,依此方法一直继续下去,如果这个作图过程可以一直继续下去,当操作次数无限增大时,所有这些正方形的面积之和将无限趋近于常数 .
【答案】8
【分析】根据题意,正方形边长成等比数列,正方形的面积等于边长的平方可得,然后根据等比数列的前n项和的公式即可求解.
【详解】设第n个正方形的边长为,第个正方形的边长为,
即,即数列是首项为,公比为的等比数列,
,故数列是首项为,公比为的等比数列,
,
所以如果这个作图过程可以一直继续下去,那么所有这些正方形的面积之和将趋近于8,
故答案为:8.
三、解答题
10.(23-24高二上·浙江金华·期末)在一次招聘会上,两家公司开出的工资标准分别为:公司A:第一年月工资3000元,以后每年的月工资比上一年的月工资增加300元:公司B:第一年月工资3720元,以后每年的月工资在上一年的月工资基础上递增,设某人年初想从这两家公司中选择一家去工作.
(1)若此人选择在一家公司连续工作年,第年的月工资是分别为多少?
(2)若此人选择在一家公司连续工作10年,则从哪家公司得到的报酬较多?().
【答案】(1)公司:(元);公司:(元)
(2)从公司得到的报酬较多
【分析】(1)根据所给条件分布求出在公司、第年的月工资;
(2)分别利用等差数列、等比数列求和公式求出总报酬,即可判断.
【详解】(1)选择在公司连续工作年,第一年月工资元,以后每年的月工资比上一年的月工资增加元,
则他第年的月工资是:(元);
选择在公司连续工作年,第一年月工资元,以后每年的月工资在上一年的月工资基础上递增.
则他第年的月工资(元).
(2)若此人选择在一家公司连续工作10年,则在公司、公司得到的报酬分别为:
公司A:
(元).
公司B:(元),
因为,故从公司得到的报酬较多.
11.(23-24高二上·山东威海·期末)甲、乙两家企业同时投入生产,第年的利润都为万元(),由于生产管理方式不同,甲企业前年的总利润为万元,乙企业第年的利润比前一年的利润多万元,设甲、乙两家企业第年的利润分别为万元,万元.
(1)求,;
(2)当其中某一家企业的年利润不足另一家企业同年的年利润的时,该家企业将被另一家企业兼并收购. 判断哪一家企业有可能被兼并收购,如果有这种情况,出现在第几年.
【答案】(1),
(2)在第年甲企业兼并收购乙企业
【分析】(1) 根据前n项和公式求通项结合累加计算即可;
(2)根据数列的单调性判断即可.
【详解】(1)当时,
,
所以,
由题意知,,
所以
,
相加得,
当时也满足上式,所以.
(2)当时,,,可得,
因此当或时,不可能出现兼并收购的情况,
当时,,,所以,
由题意知,甲企业可能兼并收购乙企业,
如果出现兼并收购的情况,必满足,
由,化简得,
令,
当时,,所以满足,
,
当时,,即,
所以,
当时,,即,
,
综上可知,当时,,
所以在第年甲企业兼并收购乙企业.
等比数列前n项和的最值问题
一、单选题
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
2.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知是等差数列的前项和,若,则使的最小整数( )
A.12 B.13 C.24 D.25
【答案】C
【分析】根据条件得到,再利用等差数列的性质及前项和公式,即可求出结果.
【详解】等差数列的前项和为,由,且,
得,所以,
则数列的公差,所以数列是递增的等差数列,
且当时,,当时,,
又,
所以使成立的最小的为24,
故选:C.
3.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知数列是公差为的等差数列,是其前项和,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用等差数列的基本性质可得出,结合以及等差数列的通项公式可判断AB选项,利用等差数列的求和公式可判断C选项,推导出,结合数列的单调性可判断D选项.
【详解】因为数列是公差为的等差数列,是其前项和,且,,
则,
所以,,
所以,,A对;
,则,B错;
,C对;
因为,则,
又因为,所以,数列是单调递增数列,
当时,;当时,.
综上所述,,D错.
故选:C.
4.(23-24高二上·广东·期末)已知数列的通项公式,其前项和为,则取最小值时的值为( )
A.1012 B.1013 C.1014 D.1015
【答案】A
【分析】根据给定条件,确定数列的单调性,再求出的的最大值即得.
【详解】数列的通项公式,显然数列是递增数列,
由,得,而,因此数列的前1012项均为负数,从第起为正,
所以取最小值时的值为1012.
故选:A
5.(23-24高二上·福建宁德·期末)已知等差数列的前项和为.若,,则当取最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用等差数列的基本性质可知,当时,,当时,,即可得出结论.
【详解】因为等差数列的前项和为,,可得,
又因为,则数列的公差为,
所以,数列为单调递减数列,
则当时,,当时,,
故当时,取最大值.
故选:B.
6.(23-24高二上·天津和平·期末)若是等差数列,表示的前n项和,,则中最小的项是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等差数列的前n项和公式可得,再结合等差数列的性质判断处的符号,即可得出答案.
【详解】因为,
所以,
因为,所以,
所以公差,
故当时,,当时,,
所以当时,取得最小值,
即中最小的项是.
故选:B.
二、多选题
7.(23-24高二下·云南·期末)已知等差数列的公差为,前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A.
B.若,则
C.当时,取得最小值
D.当时,满足的最大整数的值为25
【答案】ABD
【分析】由得到,进而求得即可判断A;,,成等差数列,即可判断B;因为,分类讨论当,,即可判断C;因为,所以,,所以,,即可判断D.
【详解】因为,
所以,
即,所以,故A正确.
因为,,成等差数列,
所以,而,则,故B正确.
因为,由得,
即,所以,所以对称轴为:,
所以当时,开口向上,当,取得最小值,
当时,开口向下,当,取得最大值,故C错误.
因为,数列单调递增,所以,,
则,,又因为,
所以当时,满足的最大整数的值为25,D正确.
故选:ABD
8.(23-24高二下·四川乐山·期末)已知等差数列的公差为d,前n项和为,若,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.最小值为
【答案】BCD
【分析】根据给定条件,求出等差数列的公差d及首项,再逐项计算判断即得.
【详解】依题意,,解得,
对于A,,A错误;
对于B,,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,由,得,即数列前5项均为负数,从第6项起为正数,
因此,D正确.
故选:BCD
9.(23-24高二下·四川成都·期末)等差数列 的前 项和为 ,则( )
A. B.
C. D.当 时, 的最小值为 16
【答案】ABD
【分析】对于A,由等差数列性质即可判断;对于B,由公差的定义即可判断;对于C,作差结合公差小于0即可判断;对于D,只需注意到,由此即可判断.
【详解】对于A,由题意,故A正确;
对于B,,其中为等差数列的公差,即,故B正确;
对于C,,即,故C错误;
对于D,由题意,
从而当,,且,故D正确.
故选:ABD.
10.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
【答案】CD
【分析】设出公差,利用等差数列求和公式得到,,,,从而对选项一一判断,得到答案.
【详解】ABD选项,设的公差为,
,故,
,故,
所以,且,,即是递减数列,AB错误,D正确.
C选项,由于是递减数列,,,故当取得最大值时,,C正确.
故选:CD
三、填空题
11.(23-24高二下·北京怀柔·期末)已知等差数列的前项和,若,则 ;前项和的最大值为 .
【答案】 16
【分析】根据等差数列的通项公式,利用即可求得,从而求得,从二次函数的角度思考,可求出的最大值.
【详解】设等差数列的公差为,则
,解得,
所以,,
当时,的最大值为,
故答案为:,16.
12.(23-24高二上·山东济南·期末)已知等差数列首项,公差,则前n项和的最大值为 .
【答案】16
【分析】利用等差数列前项和公式和,结合二次函数的性质即可求解.
【详解】等差数列首项,公差,
.
则前项和的最大值为16.
故答案为:16.
13.(23-24高二上·江苏南京·期末)设 为数列 的前项和,若 ,则 的最小值为
【答案】
【分析】利用等差数列的前项和公式处理即可.
【详解】易知,,由二次函数性质得,对称轴为,结合一定为正整数,故在时,取得最小值,此时最小值为.
故答案为:
14.(23-24高二上·吉林·期末)已知为等差数列的前n项和,为其公差,且,给出以下命题:
①;②;③使得取得最大值时的n为8;④满足成立的最大n值为17
其中正确命题的序号为 .
【答案】①③
【分析】由及等差数列前n项和的函数性质判断①③;应用等差数列前n项和公式可得,并令得,即可判断②④.
【详解】由,即存在最大值,故,①③对;
则,即,
可得,故,且,②错;
令,则且,即,而,
所以,故,即满足成立的最大n值为15,④错.
故答案为:①③
四、解答题
15.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,;
(1)求等差数列的前项和及的最大值;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1),210;
(2)212.
【分析】(1)根据给定条件,利用等差数列前项和公式,结合性质求出公差及首项即可得解.
(2)由(1)求出数列的通项公式,判断项的正负,再结合(1)的结论求解即得.
【详解】(1)等差数列的前项和为,由,得,解得,
由,得,解得,则,公差,
因此,对称轴为,因为,则当或时,,
所以,的最大值为210.
(2)由(1)知,,则,
所以
.
16.(23-24高二上·新疆·期末)已知等差数列中,,
(1)求的通项公式
(2)求数列的前n项和的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)列出关于等差数列首项公差d的方程组,解之即可求得首项和公差d的值,进而得到的通项公式;
(2)利用等差数列的单调性即可求得数列的前n项和的最小值.
【详解】(1)设等差数列首项为,公差为d,
则,解之得,
则的通项公式为
(2)由的通项公式为,可得数列为递增数列,且
则
故数列前n项和的最小值为.
等比数列前n项积的最值问题
一、单选题
1.(23-24高二上·广东肇庆·期末)数列的前n项和为,满足,则数列的前n项积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定的递推公式求出,进而求出数列通项,借助单调性求解即得.
【详解】依题意,,,则,当时,,
两式相减得,即,因此数列是以512为首项,为公比的等比数列,
于是,显然数列单调递减,当时,,当,,
所以当或时,数列的前n项积最大,最大值为.
故选:B
2.(23-24高二下·山西晋城·期末)已知等比数列满足,公比,且,,则当最小时,( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2023
【答案】A
【分析】根据题意结合等比数列的性质可推得以及,即可判断数列的的增减性以及项与1的大小关系,由此即可求得答案.
【详解】由题意知,故,
则,即,
结合等比数列满足,公比,可知,
由,得,
即得,故,即,
由此可得,
故当最小时,,
故选:A
3.(23-24高二上·福建漳州·期末)已知正项等比数列的前项积为,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】B
【分析】结合等比数列的性质及数列的单调性判断各选项即可.
【详解】由已知数列各项均为正,因此乘积也为正,公比,若,则,
由等比数列性质知,所以,故选项A错误;
又,因为,所以,所以,
则,故先增后减,所以,故选项B正确;
若,则,又,无法判断与1的大小,即无法判断与1的大小,故与大小没法判断,故选项CD错误.
故选:B
二、多选题
4.(23-24高二上·江苏常州·期末)在等比数列中,,为数列的前项积,下列说法正确的有( )
A.
B.
C.若,则的最大项为
D.若,则的最小项为
【答案】AC
【分析】根据条件可得,可得出选项A正确;选项B,因为,从而判断出选项B的正误;选项C,利用,结合选项C的条件,可得,进而有,,而,,再比较即可判断出选项C的正确;选项D,根据条件得出,而,,再比较即可判断出选项D的正误.
【详解】设等比数列的公比为,所以,
又,所以,解得,故选项A正确,
对于选项B,因为,又,所以,
得到,故选项B错误,
对于选项C,因为,又,所以,
又,所以,则有,,
又,所以数列中的奇数项为负数,偶数项为正数,
所以,,
又,,故选项C正确,
对于选项D,因为,又,所以,
又,,所以,
又数列中的奇数项为负数,偶数项为正数,
且,,
又,,,又,
而,若,则,此时,故选项D错误,
故选:AC.
【点睛】关键点点晴:本题的关键在于选项C和D的判断,对于选项C,利用条件得到,再比较即可,对于选项D,利用条件得到,再比较即可.
5.(23-24高二下·河南开封·期末)已知为等差数列的前n项和,为等比数列的前n项积,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】对于A,令结合基本不等式可举出反例,对于B,由等差、等比中项即可判断;对于C,由等差数列求和公式以及等差数列性质即可判断;对于D,直接由定义验算即可.
【详解】对于A,设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
若,
则,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,,故D正确.
故选:BCD.
6.(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.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键在于推得,进而得到,从而得解.
7.(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.
8.(23-24高二上·福建福州·期末)设等比数列的公比为,前项积为,并且满足条件,,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.的最小值为
【答案】AC
【分析】根据题意,由,得的范围,由变形得,因此可得,由此分析选项是否正确,即可得答案
【详解】根据题意,等比数列的公比为,由,所以,
若,得,变形得,
又且,则,故,故A对;
由,故B错;
,故C对;
因为又且,所以等比数列递增数列,而,则的最小值为,故D错;
故选:AC
三、填空题
9.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知数列满足,,且.若是数列的前项积,求的最大值为 .
【答案】
【分析】根据数列的递推公式推理得到等比数列,求出通项,写出的表达式,利用指数函数和二次函数的单调性即可求得其最大值.
【详解】由和知,故有 ,可知数列为等比数列,
公比为,首项为,故通项为:,
于是,
因,为增函数,故当或时,取得最大值,为.
故答案为:.
10.(23-24高二下·北京顺义·期末)已知各项均为正数的等比数列,,,则 ;前项积的最小值为 .
【答案】 8 /0.015625
【分析】根据题意结合等比数列通项公式可得,进而可得,令,运算求解即可得的最小值.
【详解】设等比数列的公比为,
由题意可得:,解得,
可得,所以;
令,解得,
所以的最小值为.
故答案为:8;.
数列的新定义问题
一、单选题
1.(23-24高二下·北京房山·期末)已知数列:,其中第一项是,接下来的两项是,再接下来的三项是,依此类推. 是数列的前项和,若,则的值可以等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将数列分组,使每组第一项均为1,第一组:,第二组:,第三组:,……,第组:,根据等比例数列前项和公式对选项逐一验证即可.
【详解】将数列分组,使每组第一项均为1,即:
第一组:
第二组:
第三组:
……
第组:
根据等比例数列前项公式,得每组和分别为:,
每组含有的项数分别为.
所以
若,即,
将选项A代入,若,则,即为前5组与第6组的第1个数的和,
此时,无解;
同理若,则,此时,即,符合题意;
同理若,则,此时,无解;
同理若,则,此时,无解;
综上可知,,
故选:
【点睛】关键点点睛:本题关键在于找出数列的规律,对该数列进行分组,利用等比数列前项和公式构造方程,即可求解.
2.(23-24高二下·北京顺义·期末)对于数列,若存在,使得对任意,有,则称为“有界变差数列”.给出以下四个结论:
① 若等差数列为“有界变差数列”,则的公差等于0;
② 若各项均为正数的等比数列为“有界变差数列”,则其公比q的取值范围是;
③ 若数列是“有界变差数列”,满足,则是“有界变差数列”;
④ 若数列是“有界变差数列”,满足,则是“有界变差数列”;
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】对于①,利用反证法即可判断;对于②,讨论和,,并结合等比数列求和及性质即可判断;对于③④,证明若,均为有界变差数列,且,则是有界变差数列,即可判断.
【详解】对于①,假设的公差不等于0,则,
故,
所以不存在,使得对任意,有,
所以若等差数列为“有界变差数列”,则的公差等于0,故正确①;
对于②,因为的各项均为正数,所以,,
,
当时,,,
任取即可,所以为有界变差数列.
当时,,
若,则,
令即可,所以为有界变差数列,
若,则,
当时,,
显然不存在符合条件的,故不是有界变差数列.
综上,的取值范围是,故②错误;
先证明若,均为有界变差数列,且,则是有界变差数列.
由有界变差数列的定义可知,
,
.
因为
,
所以.
故
,
因此,
所以是有界变差数列.
对于③,易知,设,则,且,
由前面结论知是有界变差数列,即是“有界变差数列”,故正确③;
对于④,因为,所以,
所以是有界变差数列,故④正确.
故所有正确结论的个数是3.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:对于③④,先证明若,均为有界变差数列,且,则是有界变差数列.
3.(23-24高二下·江西抚州·期末)意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:.其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和.后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”.记为“斐波那契数列”的前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意得当时,,变形的可证得,,再结合已知条件可求得结果.
【详解】由题意得当时,,则,
所以,,……,,,
所以
,
所以,所以,
因为当时,,则,
所以,
所以,
所以
,
所以,
所以.
故选:A
【点睛】关键点点睛:此题考查递推数列的性质,解题的关键是对“斐波那契数列”的正确理解,得到当时,,考查计算能力,属于中档题.
4.(23-24高二下·河南南阳·期末)设为正整数,数列是公比不为1的等比数列,若从中删去两项和后剩余的项可被平均分为组,且每组的3个数都能构成等比数列,则称数列是可分数列.现有下列3个命题:
①数列是可分数列;
②数列是可分数列;
③数列是可分数列.
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据可分数列的定义即可验证结论
【详解】对于①,由于从数列中删去两项后,剩余的项可被平均分为组,能构成等比数列,所以数列是可分数列,故①正确;
对于②,由于从数列中删去两项后,剩余的项可被平均分为组,都能构成等比数列,所以数列是可分数列,故②正确;对于③,由于从数列中删去两项后,剩余的项可被平均分为组,都能构成等比数列,所以数列是可分数列,故③正确;所以真命题有个.
故选:D
5.(23-24高二下·江西新余·期末)数列,称为斐波那契数列,又称黄金分割数列,是由十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”.该数列从第三项开始,每项等于其前相邻两项之和.记该数列的前项和为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】,,,……,,相加得到答案.
【详解】由题意得,
故,,,……,,
上面的式子相加得,
又,故.
故选:A
二、多选题
6.(23-24高二下·甘肃·期末)意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,…,其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”.记斐波那契数列为,其前项和为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】利用给定定义逐个选项分析数列性质求解即可.
【详解】依题意可得,A正确;
由,B错误;
,C正确;
,累加得,D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:本题考查数列,解题关键是利用题目给定定义,然后结合累加法得到所证明的等量关系即可.
7.(23-24高二下·山东淄博·期末)南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列. 如数列,它的前后两项之差组成新数列,新数列为等差数列, 则数被称为二阶等差数列,现有二阶等差数列,其前6项分别为,设其通项公式则下列结论中正确的是( )
A.数列的公差为2 B.
C.数列的前7项和最大 D.
【答案】BD
【分析】利用二阶等差数列定义可知数列的公差为,可得,计算可知B正确,再由累加法可得,利用数列的函数性质可得数列的前6项和最大,将代入计算可得D正确.
【详解】因为二阶等差数列,其前6项分别为4,8,10,10,8,4,
从第二项开始,每一项与前一项的差组成新数列的前5项为,
易知新数列的公差为,即数列的公差为,即A错误.
易知是以首项为4,公差为的等差数列,
利用等差数列前项和公式可得,即B正确.
由等差数列通项公式可得,
所以,,……,,
累加可得;
,
利用二次函数性质可知当时,数列单调递减,且前6项均为正数,
易知,所以,因此数列的前6项和最大,即C错误;
由可得,即D正确.
故选:BD
【点睛】关键点点睛:本题关键在于根据二阶等差数列定义求出数列的通项公式,再由数列的函数性质可得结论.
8.(23-24高二下·云南曲靖·期末)为提高学生学习数学的热情,某校积极筹建数学兴趣小组,小组成员仿照教材中等差数列和等比数列的概念,提出“等积数列”的概念:从第二项起,每一项与前一项之积为同一个常数(不为0).已知数列是一个“等积数列”,,其前项和为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.的一个通项公式为 D.
【答案】ACD
【分析】根据数列新定义可得,结合已知确定通项公式,进而逐项判断正误.
【详解】由“等积数列”定义得:,而,则,
因此数列奇数项相同,偶数项相同,又,则当为奇数时,,
由,得,则当为偶数时,,
对于A,,A正确;
对于B,,B错误;
对于C,若,则当为奇数时,,当为偶数时,,符合题意,C正确;
对于D,当为奇数时,,满足,
当为偶数时,,满足,D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:涉及数列新定义问题,关键是正确理解给出的定义,由给定的数列结合新定义探求数列的相关性质,并进行合理的计算、分析、推理等方法综合解决.
9.(23-24高二下·湖北武汉·期末)冒泡排序是一种计算机科学领域的较简单的排序算法,其基本思想是:通过对待排序序列从左往右,依次对相邻两个元素比较大小,若,则交换两个数的位置,使值较大的元素逐渐从左移向右,就如水底下的气泡一样逐渐向上冒,重复以上过程直到序列中所有数都是按照从小到大排列为止.例如:对于序列进行冒泡排序,首先比较,需要交换1次位置,得到新序列,然后比较,无需交换位置,最后比较,又需要交换1次位置,得到新序列最终完成了冒泡排序,同样地,序列需要依次交换完成冒泡排序.因此,和均是交换2次的序列.现在对任一个包含个不等实数的序列进行冒泡排序,设在冒泡排序中序列需要交换的最大次数为,只需要交换1次的序列个数为,只需要交换2次的序列个数为,则( )
A.序列是需要交换3次的序列 B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据题意,不妨设序列的n个元素为,由题意可判断A中序列交换次数;再根据等差数列前项和公式即可判断B;得出只要交换1次的序列的特征即可判断C;利用累加法求出通项公式即可判断D.
【详解】对A,序列,比较,无需交换位置,比较,需要交换1次位置,得到新序列,比较,无需交换位置,最后比较,需要交换1次位置,得到新序列,完成冒泡排序,共需要交换2次,故A错误;
对B,不妨设序列的n个元素为,交换次数最多的序列为,
将元素n冒泡到最右侧,需交换次次,
将元素n-1冒泡到最右侧,需交换次次,
,
故共需要,
即最大交换次数,故B正确;
对C,只要交换1次的序列是将中的任意相邻两个数字调换位置的序列,故有个这样的序列,即,故C正确;
对D,当n个元素的序列顺序确定后,将元素n+1添加进原序列,
使得新序列(共n+1个元素)交换次数也是2,
则元素n+1在新序列的位置只能是最后三个位置,
若元素n+1在新序列的最后一个位置,
则不会增加交换次数,故原序列交换次数为2(这样的序列有个),
若元素n+1在新序列的倒数第二个位置,则会增加1次交换,
故原序列交换次数为1(这样的序列有个),
若元素n+1在新序列的倒数第三个位置,
则会增加2次交换,故原序列交换次数为0(这样的序列有1个),
因此,,
所以,显然,
所以,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:在解与数列新定义相关的题目时,理解新定义是解决本题的关键.
三、填空题
10.(23-24高二下·辽宁·期末)设高斯函数表示不超过的最大整数(如),已知,则 ; .
【答案】 4285 2
【分析】由的定义求出即可,求出,,,,,,判断出是一个以周期为6的周期数列,求出即可.
【详解】.,
∴,,
,
同理可得:;;
,;,,…
∴.
故是一个以周期为6的周期数列,
则.
故答案为:4285,2.
【点睛】关键点点睛:第二空的关键是得出是一个以周期为6的周期数列,由此即可顺利得解.
11.(23-24高二下·上海·期末)在数列中,若存在两个连续的三项与相同(),则称是“3阶可重复数列”.已知给定项数为m()的数列,其中一定是“3阶可重复数列”,则m的最小值是 .
【答案】11
【分析】由题意可知连续3项共有8种情况,然后分类讨论,分,和根据题意讨论即可.
【详解】因为数列的每一项只可以是0或1,所以连续3项共有种不同的情况,
若,则数列中有9组连续3项,则这其中至少有两组按次序对应相等,
即项数为11的数列一定是“3阶可重复数列”,
若,数列0,0,1,0,1,1,1,0,0,0不是“3阶可重复数列”,
则时,均存在不是“3阶可重复数列”的数列,
所以,要使数列一定是“3阶可重复数列”,则的最小值为11,
故答案为:11
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
四、解答题
12.(23-24高二下·河北·期末)设n为正整数,数列是首项为1,公比为的等比数列.从中任意选取两项和,若它们的和大于,则称该选取为“有效选取”.
(1)当时,求所有“有效选取”的种数;
(2)若,证明:对于任意的n,都存在“有效选取”;
(3)若,证明:对于任意的n,数列中存在两项和,使得它们的差的绝对值大于.
【答案】(1)13
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)写出数列各项,运算可得满足条件的“有效选取”;
(2)转化为证明的最大值大于恒成立,结合特殊取值与二项式定理利用放缩法即可证明;
(3)转化为证明的最大值大于,构造利用单调性可证明其最小值大于,即得证命题.
【详解】(1)由题意,,
当时,数列为,共有项,
从中任意选取两项和,则所有取法有种;
若为“有效选取”,则,且,
当时,;当时,,
故不是有效选取,而其余取值都满足,
故所有“有效选取”的种数共有种;
(2)由题意,等比数列为,
因为,所以,即该数列为递增数列,
故,,即的最大值为.
由,可得
,
①当时,;
②当时,;
③当时,.
综上,任意,当时,都有.
即当时,对于任意的n,当时,都有,
即对于任意的n,都存在“有效选取”.
(3)由(2)知,数列为递增数列,
则,,
即的最大值为,
令,因为,则随的增大而增大.
所以,
故当时,任意,恒成立,故恒成立,
即任意,存在,即数列两项,它们的差的绝对值大于.
故当时,对于任意的n,数列中存在两项和,使得它们的差的绝对值大于.
【点睛】方法点睛:求解与数列有关的不等式恒成立问题,一般可转化数列的最值问题,先判断数列的单调性进而求最值,而研究数列单调性的一般方法有:一是转化为函数的单调性,利用已知函数的单调性或变换定义域求导研究;二是利用数列单调性的定义,通过的符号判断来研究.
13.(23-24高二下·北京房山·期末)若数列满足:对任意,都有,则称是“数列”.
(1)若,,判断,是否是“数列”;
(2)已知是等差数列,,其前项和记为,若是“数列”,且恒成立,求公差的取值范围;
(3)已知是各项均为正整数的等比数列,,记,若是“数列”,不是“数列”,是“数列”,求数列的通项公式.
【答案】(1)数列是“数列”;数列不是“数列”;
(2)
(3)或
【分析】(1)直接根据“数列”的定义进行判断即可;
(2)由是等差数列结合是“数列”可知公差,结合等差数列求和公式用含的式子表示,进一步结合恒成立即可求解;
(3)由“数列”的每一项()均为正整数,可得且,进一步可得单调递增,故将任意性问题转换为与1比较大小关系可得的范围,结合,或,注意此时我们还要分情况验证是否是“数列”,从而即可得解.
【详解】(1)对于数列而言,若,则,
所以数列是“数列”;
对于数列而言,若,则,则数列不是“数列”;
(2)因为等差数列是“数列”,所以其公差.
因为,所以,
由题意,得对任意的恒成立,
即对任意的恒成立.
当时,恒成立,故;
当时,对任意的恒成立,即
对任意的恒成立,
因为,所以.
所以的取值范围是.
(3)设等比数列的公比为,因为,所以,
因为“数列”的每一项均为正整数,由得,
所以且,
因为,
所以,所以单调递增,
所以在数列中,“”为最小项,
而,从而在数列中,“”为最小项.
因为是“数列”,则只需,所以,
因为数列不是“数列”,则,所以,
因为数列的每一项均为正整数,即,所以或,
(1)当时,,则,
令,
又,
所以为递增数列,
又,
所以对于任意的,都有,即,
所以数列为“数列”,符合题意.
(2)同理可知,当时,,则,
令,
又,
所以为递增数列,
又,
所以对于任意的,都有,即,
所以数列为“数列”,符合题意.
综上,或.
【点睛】关键点点睛:第三问的关键是首先将恒成立任意性问题转换为与1比较大小得出的值,回过头去检验是否满足题意即可顺利得解.
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