内容正文:
专题08 数列小题
等差数列基本量的计算
1.(21-22高三上·北京丰台·期末)已知等差数列的前项和为.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,判断,结合前项和公式解出,进而得解.
【详解】由知,,解得,故.
故选:A
2.(21-22高三上·北京顺义·期末)在等差数列中,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出等差数列的公差,进而可求得的值.
【详解】由题意可知,等差数列的公差为,因此,.
故选:A.
3.(22-23高三上·北京海淀·期末)已知等差数列的前项和为,则等于( )
A.27 B.24 C.21 D.18
【答案】A
【分析】由等差数列性质求得公差,即可得出通项公式及求和公式求值.
【详解】设等差数列的公差为,则,又,可得,∴,
∴.
故选:A
4.(22-23高三上·北京通州·期末)等差数列中,,,则的通项为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件求得等差数列的首项和公差,从而求得.
【详解】设等差数列的公差为,
依题意,解得,
所以.
故选:A
5.(23-24高三上·北京顺义·期末)设为等差数列的前项和.若,公差,,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【分析】
先由等差数列的前项和公式求得,将转化为关于的方程求解.
【详解】根据题意:,公差,可知,
所以,
所以即为:,解得:.
故选:C
6.(23-24高三上·北京海淀·期末)已知无穷等差数列的各项均为正数,公差为,则能使得为某一个等差数列的前项和的一组,的值为 , .
【答案】 1 1(答案不唯一)
【分析】设等差数列的前项和为,根据题意可得.根据 结合等差数列的通项公式,可得关于的方程,解方程即可.
【详解】设等差数列的前项和为,则
又是公差为的等差数列,
即
整理得
由题知
故满足题意的一组,的值为,.(答案不唯一)
故答案为:1;1(答案不唯一)
7.(23-24高三上·北京房山·期末)记为等差数列的前项和,已知,,则 .
【答案】
【分析】由等差数列及其前项和的性质计算即可得.
【详解】设,则,
即,故.
故答案为:.
等差数列的性质
8.(22-23高三上·北京海淀·期末)已知为等差数列,,.若数列满足,记的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出等差数列的通项公式,可求得数列的通项公式,推导出数列为等差数列,再利用等差数列的求和公式可求出的值.
【详解】设等差数列的公差为,则,所以,,
,,
所以,,
则,所以,数列为等差数列,
因此,.
故选:B
9.(21-22高三上·北京石景山·期末)记为等差数列的前项和,若,,则( )
A.36 B.45 C.63 D.75
【答案】B
【分析】由等差数列的前项和性质可得成等差数列,进而可得结果.
【详解】因为为等差数列的前项和,
所以成等差数列,即成等差数列,
所以,解得,
故选:B.
10.(21-22高三上·北京海淀·期末)已知是等差数列,是其前项和.则“”是“对于任意且,”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】利用等差数列前n项和的函数性质判断“对于任意且,”与“”推出关系,进而确定它们的关系.
【详解】由等差数列前n项和公式知:,
∴要使对于任意且,,则,即是递增等差数列,
∴“对于任意且,”必有“”,
而,可得,但不能保证“对于任意且,”成立,
∴“”是“对于任意且,”的必要而不充分条件.
故选:B.
等比数列基本量的计算
11.(21-22高三上·北京通州·期末)已知数列是公比为正数的等比数列,是其前项和,,,则( )
A.31 B.63 C.127 D.255
【答案】C
【分析】根据条件求出数列的首项和公比后再求和即可.
【详解】由题意,设数列的公比为,则,
所以.
故选:C
12.(21-22高三上·北京密云·期末)若数列满足,,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件判断数列的类型为等比数列,根据等比数列通项公式和前n项和公式即可求解.
【详解】由,,且知数列是等比数列,公比q=2,首项.
故,.
故选:C.
13.(21-22高三·北京·期末)已知为等比数列,为其前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设等比数列的公比为,根据已知条件求出、的值,再利用等比数列的求和公式可求得的值.
【详解】设等比数列的公比为,则,则,所以,,
因为,即,,解得,
因此,.
故选:C.
14.(21-22高二下·北京房山·期中)已知数列满足,且,则数列的前四项和的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意是首项为2、公比为的等比数列,利用等比数列前n项和公式求的值.
【详解】由题设是首项为2、公比为的等比数列,即,
所以.
故选:C
15.(22-23高三上·北京昌平·期末)已知数列中,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】判断数列为等比数列,根据等比数列的通项公式可求得答案.
【详解】数列中,
则,否则与矛盾,
故,即数列为首项为2,公比为2的等比数列,
所以,
故答案为:
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)设是等比数列,,,则 .
【答案】16
【分析】结合等比数列通项公式计算即可得.
【详解】设,则,故.
故答案为:16.
17.(21-22高三上·北京丰台·期末)设是等比数列,能够说明“若,则”是假命题的一组和公比的值依次为 .
【答案】,(答案不唯一)
【分析】采用赋值法可直接求解.
【详解】若令,则,,,故满足.
故答案为:,
等比数列的性质
18.(22-23高三上·北京东城·期末)在等比数列中,,,则( )
A.8 B.16 C.32 D.64
【答案】D
【分析】根据及等比数列的通项公式求出公比,再利用等比数列的通项公式即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,
因为,,所以,解得.
所以.
故选:D.
19.(21-22高三上·北京东城·期末)在等比数列中,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由等比数列的性质即可求解.
【详解】解:,所以,
故选:B.
20.(23-24高三上·北京东城·期末)设等比数列的各项均为正数,为其前项和,若,则( )
A.6 B.8 C.12 D.14
【答案】D
【分析】结合等比数列的性质可计算出公比,由等比数列前项和的定义即可得.
【详解】设公比为,则,则,
又的各项均为正数,故,
则.
故选:D.
21.(21-22高三上·北京门头沟·期末)等差数列的公差,数列的前项和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设,由与关系求得,再根据是等比数列求得结论.
【详解】解:设,则,当时,,,
又,所以,
所以,,
故选:C.
22.(22-23高三上·北京·期末)已知数列是的无穷等比数列,则“为递增数列”是“且,”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据等比数列的单调性,结合充分条件和必要条件的定义即可得出答案.
【详解】解:若为递增的等比数列,显然后面的项都比大,
即且,,充分性成立;
反过来,若且,,即(为公比),
因为,所以,所以,从而可得为递增数列,必要性成立,
所以“为递增数列”是“且,”的充分必要条件.
故选:C.
23.(21-22高三上·北京石景山·期末)设是首项为的等比数列,公比为,则“”是“对任意的正整数,”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由等比数列通项公式得到的变形式,转化成关于公比的不等式,解得的
取值范围,进而可以顺利判定二者的关系.
【详解】数列是首项为的等比数列,公比为
则
当时的值正负均可以出现,不能判定符号,即不能推出
当即时,可以得到,则成立.
则“”是“对任意的正整数,”的必要不充分条件,选项B正确.
故选:B
24.(23-24高三上·北京海淀·期末)已知是公比为的等比数列,为其前项和.若对任意的,恒成立,则( )
A.是递增数列 B.是递减数列
C.是递增数列 D.是递减数列
【答案】B
【分析】先根据等比数列前项和,结合恒成立,得出的取值范围,得到 是递减数列.
【详解】是公比为的等比数列,为其前项和,
恒成立,恒成立,
若,则可能为正也可能为负,不成立
所以,
当是递减数列,
当是递减数列,
故选:B.
数列应用题
25.(21-22高三上·北京房山·期末)《周髀算经》中有这样一个问题:冬至、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,自冬至日起,其日影长依次成等差数列,立春当日日影长为尺,春分当日日影长为尺,则立夏当日日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】D
【分析】设十二节气自冬至日起的日影长构成的等差数列为,利用等差数列的性质即可求解.
【详解】设十二节气自冬至日起的日影长构成的等差数列为,则立春当日日影长为,春分当日日影长为,所以立夏当日日影长为.
故选:D
26.(23-24高三上·北京丰台·期末)在中国文化中,竹子被用来象征高洁、坚韧、不屈的品质.竹子在中国的历史可以追溯到远古时代,早在新石器时代晚期,人类就已经开始使用竹子了.竹子可以用来加工成日用品,比如竹简、竹签、竹扇、竹筐、竹筒等.现有某饮料厂共研发了九种容积不同的竹筒用来罐装饮料,这九种竹筒的容积(单位:L)依次成等差数列,若,,则( )
A.5.4 B.6.3
C.7.2 D.13.5
【答案】B
【分析】利用等差数列的性质及求和公式求解.
【详解】∵依次成等差数列,,
∴,即,又,
则.
故选:B.
27.(23-24高三上·北京房山·期末)数学家祖冲之曾给出圆周率的两个近似值:“约率”与“密率”.它们可用“调日法”得到:称小于3.1415926的近似值为弱率,大于3.1415927的近似值为强率.由于,取3为弱率,4为强率,计算得,故为强率,与上一次的弱率3计算得,故为强率,继续计算,….若某次得到的近似值为强率,与上一次的弱率继续计算得到新的近似值;若某次得到的近似值为弱率,与上一次的强率继续计算得到新的近似值,依此类推.已知,则( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】B
【分析】根据题意不断计算即可解出.
【详解】因为为强率,由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率;
由可得,,即为弱率,所以,
故选:B.
28.(21-22高三上·北京朝阳·期末)如图,正方形ABCD的边长为2,取正方形ABCD各边的中点E,F,G,H,作第2个正方形EFGH,然后再取正方形EFGH各边的中点I,J,K,L,作第3个正方形IJKL,依此方法一直继续下去.则第4个正方形的面积是 ;从正方形ABCD开始,连续8个正方形面积之和是 .
【答案】
【分析】分别求得前4个正方形的面积,分析可得正方形的面积是以4为首项,为公比的等比数列,代入求和公式,即可得答案.
【详解】由题意得,第一个正方形ABCD边长为2,面积为4,
第二个正方形EDGH边长为,面积为2,
第三个正方形IJKL边长为,面积为1,
第四个正方形MNPQ边长为,面积为,
所以正方形的面积是以4为首项,为公比的等比数列,
所以从正方形ABCD开始,连续8个正方形面积之和.
故答案为:;
等差等比数列的综合问题
29.(22-23高三·北京顺义·期末)若等差数列和等比数列满足,则的公差为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据等差等比数列的通项公式转化为首项与公比,公差的关系求解.
【详解】设等差数列的公差为,等比数列的公比为
,又
又
,
故选:A
30.(21-22高三上·北京东城·期末)已知是各项均为正整数的数列,且,,对,与有且仅有一个成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,由题设易知或有一项为1,则,判断各项取值情况,进而求的最小值.
【详解】当满足时,,
令,则或有一项为1,而,
∴,又是各项均为正整数的数列,
∴,,,,
此时的最小值为,
当满足时,,,,,,,时,
,
因为,
所以的最小值为20
故选:B.
31.(22-23高三上·北京西城·期末)已知是等差数列,,且成等比数列,则 ;的前项和 .
【答案】 -5
【分析】(1)设出等差数列的公差,根据成等比数列,列出式子,将均用代替,解出,即可求的值;
(2)由上一空求得的,根据等差数列前项和公式代入即可求出答案.
【详解】解:由题知是等差数列,
不妨记公差为,
因为成等比数列,,
所以,
即,
解得:,
故;
由于,,
所以.
故答案为:-5;
32.(23-24高三上·北京朝阳·期末)已知等差数列的公差为,为其前项和,且成等比数列,则 , .
【答案】
【分析】由于等差数列的公差为,且成等比数列,得方程,求出首项,进而得到数列的通项公式和前项和公式.
【详解】因为等差数列的公差:,且成等比数列,
得,即,解得,
所以,
所以,,
故答案为:.
等差等比的数列判定与证明
33.(23-24高三上·北京昌平·期末)已知数列的前项和满足,且成等差数列,则 ; .
【答案】
【分析】根据题意,得到,得到为等比数列,列出方程组,求得,再由等比数列的通项公式,即可求解.
【详解】由数列的前项和满足,
当时,,两式相减可得,
又由成等差数列,所以,即,
解得,所以数列是以2为公比的等比数列,
所以数列的通项公式为.
故答案为:;.
34.(22-23高三上·北京大兴·期末)已知数列中,,,,则下列结论错误的是()
A. B.
C.是等比数列 D.
【答案】D
【分析】AB项,分别令,,求出的值验证;CD项,由可得,得,继而得到及均为等比数列,根据等比数列的通项求解.
【详解】当时,,故A正确.
当时,,
当时,,,故B正确.
C项,,
,
所以得,所以,是以为首项,为公比的等比数列,故C正确.
D项,由C项得,
又,,是以为首项,为公比的等比数列,
,故D错误.
故选:D
等差数列前n项和的最值问题
35.(22-23高三上·北京大兴·期末)设为等差数列的前n项和.已知,,则( )
A.为递减数列 B.
C.有最大值 D.
【答案】B
【分析】利用等差数列的通项公式及求和公式求得其首项和公差,再依次判断各选项.
【详解】∵数列为等差数列,,,
,,∴,
对于A,∵,∴数列为递增数列,故A错误;
对于B,∵,故B正确;
对于C,∵数列为递增数列,∴无最大值,故C错误;
对于D,∵,故D错误.
故选:B.
36.(22-23高三上·北京朝阳·期末)已知等差数列的公差,且成等比数列,则 ;其前n项和的最大值为 .
【答案】 10
【分析】由成等比数列列式求出公差,则通项公式可求;写出等差数列的前n项和,由二次函数的对称性求得取得最大值.
【详解】由成等比数列,得,解得.
则;
对称轴方程为,
或5时,取最大值,最大值为.
故答案为:,10
其他常见数列问题
37.(21-22高三上·北京房山·期末)无穷数列的前n项和记为.若是递增数列,而是递减数列,则数列的通项公式可以为 .
【答案】
(答案不唯一).
【分析】根据是递减数列,可以考虑该数列各项均为负数,再根据是递增数列,可以联想到在上是递增的函数,进而构造出数列.
【详解】因为是递减数列,可以考虑,而是递增数列,可以构造.
故答案为:(答案不唯一).
38.(23-24高三上·北京昌平·期末)已知数列.给出下列四个结论:
①;
②;
③为递增数列;
④,使得.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【分析】利用指数函数的单调性可判定①②③,根据条件递推得,结合不等式性质可判定④.
【详解】根据题意可知,
因为,所以,即①正确;
则,
即,故③错误;
依次递推有,
,
,
,故②正确;
因为,所以,则,依次可知,
所以,故④正确.
故答案为:①②④
【点睛】难点点睛:利用指数函数的单调性一一列举得出,从而可判定②③,此外列举的过程中可得出,再根据不等式性质可判定④.
39.(23-24高三上·北京石景山·期末)在数列中,,给出下列四个结论:
①若,则一定是递减数列;
②若,则一定是递增数列;
③若,,则对任意,都存在,使得;
④ 若,,且对任意,都有,则的最大值是.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】②③④
【分析】根据数列的单调性、最值、不等式、差比较法、导数等知识对结论进行分析,从而确定正确答案.
【详解】依题意,,
①若,则,
如,则是摆动数列,所以①错误.
②若,则,
,构造函数,
在区间上,单调递减,在区间上,单调递增,
所以,所以,
所以一定是递增数列,②正确.
③若,,则,
,,,
当时,,
所以是单调递增数列,且每次递增都超过,
所以对任意,都存在,使得,③正确.
④ 若,,则,
对任意,都有,
,
,恒成立,
所以,所以的最大值是,④正确.
故答案为:②③④
【点睛】要判断数列的单调性,可以考虑利用差比较法,由的符号来进行判断,当时,可以利用与的关系来判断.利用导数来求最值,求导之后关键是求得函数的单调区间,再根据单调区间来求最值.
40.(23-24高三上·北京东城·期末)一般地,对于数列,如果存在一个正整数,使得当取每一个正整数时,都有,那么数列就叫做周期数列,叫做这个数列的一个周期.给出下列四个判断:
①对于数列,若,则为周期数列;
②若满足:,则为周期数列;
③若为周期数列,则存在正整数,使得恒成立;
④已知数列的各项均为非零整数,为其前项和,若存在正整数,使得恒成立,则为周期数列.
其中所有正确判断的序号是 .
【答案】②③
【分析】根据题设条件,对各个选项逐一分析判断即可得出结果.
【详解】对于①,因为,取数列:,
显然满足,但数列不是周期函数,所以①错误;
对于②,因为数列满足:,
不妨令,
则数列为,故,所以②正确;
对于③,为周期数列,不妨设周期为,
所以数列中项的值有个,即数列中的项是个数重复出现,
故存在正整数,使得恒成立,所以③正确;
对于④,取数列为首项2, 当时,,
则当为奇数时,,当为偶数时,,取,
则恒成立,但不为周期数列.
故答案为:②③.
【点睛】关键点晴:本题的关键在于对新概念的理解,然后再结合各个选项中的条件,通过取特殊数列可得出①和④的正误;再利用周期数列的定义可得出②和③的正误.
41.(23-24高三上·北京顺义·期末)已知数列满足,给出下列四个结论:
①若,则数列中有无穷多项等于;
②若,则对任意,有;
③若,则存在,当时,有;
④若,则对任意,有;
其中,所有正确结论的序号是 .
【答案】①②③
【分析】
对于①:根据递推公式分析求解即可;对于②④:根据递推公式结合基本不等式分析判断;对于③:根据递推公式结合基本不等式可知,分和两种情况,结合④中结论分析判断.
【详解】对于①:若,则,,
以此类推可知:,即数列中有无穷多项等于,故①正确;
对于②:若,则,
,
以此类推可知:,
则,即,故②正确;
对于④:若,可知,,
以此类推,可知:,
且,
因为,可得,故④错误;
对于③:若,可知,当且仅当等号成立,
,当且仅当,即等号成立,
以此类推,可知:,当且仅当等号成立,
若,对任意,可得,显然成立;
若,且,可知当时,,
由④可知:当时,则,
当时,,
因为,对于结合指数性质可知:
存在且,当时,使得,
即;
综上所述:存在,当时,有,故③正确;
故选:①②③.
【点睛】关键点睛:对于③:根据④中结论分析可知:当时,,结合指数性质分析判断.
数列中的最值与范围
42.(21-22高三·北京·期末)设集合A的最大元素为M,最小元素为m,记A的特征值为,若集合中只有一个元素,规定其特征值为0.已知,,,…,是集合的元素个数均不相同的非空真子集,且,则n的最大值为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
【答案】C
【分析】要想n的值大,则特征值要尽可能的小,,,,…,是集合的元素个数均不相同的非空真子集,不妨令是只有1个元素的非空真子集,则,是含有两个元素的非空真子集,则时能保证n的值最大,同理可得:,以此类推,利用等差数列求和公式列出方程,求出n的最大值.
【详解】由题意,要想n的值大,则特征值要尽可能的小,可令,,,,,则,解得:或(舍去).
故选:C
43.(22-23高三上·北京朝阳·期末)在数列中,,若存在常数c,对任意的,都有成立,则正数k的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由可得,可得用极限思想和数学归纳法的思想分析计算即可得到正数k的最大值.
【详解】因为,
所以,
所以,
由于满足上式,故
当时,有趋近于时,趋近于
此时没有最大值,故不满足题意,舍去;
所以,
当时,可证对任意的,都有,
由题知,若存在常数c,对任意的,都有成立,则,
以下进行证明:存在常数,对任意的,都有成立.
当时,,结论成立
假设时结论成立,即
则,
则存在常数,对任意的,都有成立
故正数k的最大值为.
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题考查数列的递推关系和数列中参数最大值的求解,属于难题,解题的关键是要把递推关系进行转化求解,结合数列中的极限思想和数学归纳法的思想进而求解问题.
44.(23-24高三上·北京通州·期末)现有12个圆,圆心在同一条直线上,从第2个圆开始,每个圆都与前一个圆外切,从左到右它们的半径的长依次构成首项为16,公比为的等比数列,前3个圆如图所示.若点分别为第3个圆和第10个圆上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可知,的最大值为这8个圆的直径之和,然后利用等比数列求和公式可求得结果
【详解】由题意可知,这12个圆的半径的长依次构成首项为16,公比为的等比数列,
所以,
的最大值为这8个圆的直径之和,
由等比数列前项和公式可得,的最大值为.
故选:B.
45.(23-24高三上·北京西城·期末)设是首项为正数,公比为q的无穷等比数列,其前n项和为.若存在无穷多个正整数,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对进行分类讨论,结合等比数列前项和公式求得正确答案.
【详解】依题意,,
若,则,,此时不存在符合题意的,所以.
若,则,
当为正偶数时,,所以存在无穷多个正整数,使.
当时,,
其中,,所以,此时不存在符合题意的.
当时,,
其中,当是正奇数时,,所以,此时不存在符合题意的;
当是正偶数时,,,所以存在无穷多个正整数,使.
综上所述,的取值范围是.
故选:B
46.(21-22高三上·北京昌平·期末)已知等比数列的各项均为正数,其前项和为,前项乘积为,,,则
①数列的通项公式 ;
②满足的最大正整数的值为 .
【答案】
【分析】根据题意分公比为和公比不等于1讨论,设公比为,根据,,求出首项和公比,即可求出通项,再求出,根据,转化为二次不等式,从而可得出答案.
【详解】解:当公比为时,
由,得,所以,则,与题意矛盾,
当公比不等于1时,设公比为,
由,得,
即,即,①
,②
得:,
解得或(舍去),
所以,
由,得,
所以,
则,
,
若,
则,即,
所以,
因此只需要,
即,解得,
所以满足的最大正整数的值为10.
故答案为:;10.
1.(23-24高三上·北京大兴·期末)设无穷等差数列的公差为,集合.则( )
A.不可能有无数个元素
B.当且仅当时,只有1个元素
C.当只有2个元素时,这2个元素的乘积有可能为
D.当时,最多有个元素,且这个元素的和为0
【答案】D
【分析】对于,选项,可取特殊数列验证即可;对于可假设成立,结合图象推出与已知矛盾;对于,结合正弦函数的周期,即可判断.
【详解】选项,取,则,由,因为是无穷等差数列,正弦函数是周期为的函数,所以在每个周期上的值不相同,故错误;
选项,取,即,则,只有一个元素,故错误;
选项,假设只有2个元素,,这2个元素的乘积为,如图可知当等于或时,显然不是等差数列,与已知矛盾,故错误;
选项,当时,
,
,
,
,
,
,,所以最多有个元素,
又因为正弦函数的周期为,数列的公差为,
所以把周期平均分成份,所以个元素的和为0,故正确.
故选:.
【点睛】方法点睛:本题考查等差数列与正弦函数性质相结合,采用特例法,数形结合的方法判断.
2.(22-23高三上·北京通州·期末)已知数列的前项和为,为数列的前项积,满足,给出下列四个结论:
①;②;③为等差数列;④.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①③④
【分析】根据关系式,当时,即可求得的值;由得,当时,可得,可证明为等差数列,即可求得,则可求得,则可判断其他选项.
【详解】因为,所以当时,,解得或,
又,所以,故,故①正确;
因为,可得,所以,当时,,
所以,
是以为首项,为公差的等差数列,所以,则,故④正确;
所以,则,所以为等差数列,故③正确;
当时,,又不符合
所以,故②不正确.
故答案为:①③④.
3.(22-23高三上·北京东城·期末)对于数列,令,给出下列四个结论:
①若,则;
②若,则;
③存在各项均为整数的数列,使得对任意的都成立;
④若对任意的,都有,则有.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【分析】逐项代入分析求解即可.
【详解】对于①:
因为,
且因为,
所以,
所以,
故选项①正确;
对于②:若,则
所以,
所以两式相减得,
所以,
所以,
所以,
故选项②正确;
对于③:,
,
所以若对任意的都成立,
则有,
所以
,
因为各项为整数,则不等式串中绝对值只能从越来越小,之后甚至会出现大于某数绝对值的情况,例如:,后续还会有绝对值,但是会有矛盾,故选项③错误;
对于④:
若对任意的,都有,
则有.
.
故选项④正确;
故答案为:①②④.
4.(23-24高三上·北京通州·期末)已知数列的前项和为,且,数列是公差不为0的等差数列,且满足是和的等比中项.给出下列四个结论:
①数列的通项公式为;
②数列前21项的和为;
③数列中各项先后顺序不变,在与之间插入个2,使它们和原数列的项构成一个新数列,则新数列的前100项和为236;
④设数列的通项公式,则数列的前100项和为2178.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①④
【分析】利用求出可判断①;设数列的构成为,根据是和的等比中项求出可得,再利用裂项相消求和可判断②;求出构成的新数列,再求和可判断③;求出数列的前100项再求的前100项和可判断④.
【详解】时,,得,
时,,
可得,所以是以首项为公比为的等比数列,
所以,故①正确;
设数列的构成为,,
因为是和的等比中项,所以,
可得,解得,
所以,
,
所以数列前21项的和
,故②错误;
数列中各项先后顺序不变,在与之间插入个2,
使它们和原数列的项构成一个新数列,则
时,即在与之间插入个2,为,
时,即在与之间插入个2,为,
时,即在与之间插入个2,为,
时,即在与之间插入个2,为,
时,即在与之间插入个2,为,
时,即在与之间插入个2,为,
所以新数列的前100项和为
,故③错误;
因为,
即数列的前100项为,
所以的前100项和
,故④正确.
故选:①④.
【点睛】关键点睛:③④解题的关键点是求出构成的新数列,再求和可判断.
5.(23-24高三上·北京朝阳·期末)中国传统数学中开方运算暗含着迭代法,清代数学家夏鸾翔在其著作《少广缒凿》中用迭代法给出一个“开平方捷术”,用符号表示为:已知正实数,取一正数作为的第一个近似值,定义,则是的一列近似值.当时,给出下列四个结论:① ;② ;③,;④ ,.其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①④
【分析】对于①②直接迭代计算判断即可;对于③④,先证明引理 “数列从第三项起,奇数项大于,偶数项小于”,进一步根据不等式或者基本不等式的性质进行判断.
【详解】对于①,,,故①正确;
对于②,,故②错误;
为了说明选项③④,引理:我们先来讨论与的关系;
由于是偶数,所以,对于而言,由于为奇数,所以,
所以有,
由于数列每一项均为正,所以利用均值不等式,有,取不到等号,即,
同时有,因此数列从第三项起,奇数项大于,偶数项小于;
对于③,当时,由于是偶数,所以
,
由于数列从第3项起,奇次项均大于,以及每一项均为正,
所以,
于是,时,相邻奇次项之差同号,又由于,
所以,即,
从而时,恒有,故③错误;
对于④,当时,根据上述引理可知,
所以有,
从而有,
利用均值不等式有代入上式得,
即,故④正确.
故答案为:①④.
【点睛】关键点睛:对于③④的判断,关键是先证明引理 “数列从第三项起,奇数项大于,偶数项小于”,由此即可顺利得解.
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专题08 数列小题
等差数列基本量的计算
1.(21-22高三上·北京丰台·期末)已知等差数列的前项和为.若,则( )
A. B. C. D.
2.(21-22高三上·北京顺义·期末)在等差数列中,,,则( )
A. B. C. D.
3.(22-23高三上·北京海淀·期末)已知等差数列的前项和为,则等于( )
A.27 B.24 C.21 D.18
4.(22-23高三上·北京通州·期末)等差数列中,,,则的通项为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高三上·北京顺义·期末)设为等差数列的前项和.若,公差,,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
6.(23-24高三上·北京海淀·期末)已知无穷等差数列的各项均为正数,公差为,则能使得为某一个等差数列的前项和的一组,的值为 , .
7.(23-24高三上·北京房山·期末)记为等差数列的前项和,已知,,则 .
等差数列的性质
8.(22-23高三上·北京海淀·期末)已知为等差数列,,.若数列满足,记的前项和为,则( )
A. B. C. D.
9.(21-22高三上·北京石景山·期末)记为等差数列的前项和,若,,则( )
A.36 B.45 C.63 D.75
10.(21-22高三上·北京海淀·期末)已知是等差数列,是其前项和.则“”是“对于任意且,”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
等比数列基本量的计算
11.(21-22高三上·北京通州·期末)已知数列是公比为正数的等比数列,是其前项和,,,则( )
A.31 B.63 C.127 D.255
12.(21-22高三上·北京密云·期末)若数列满足,,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(21-22高三·北京·期末)已知为等比数列,为其前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
14.(21-22高二下·北京房山·期中)已知数列满足,且,则数列的前四项和的值为( )
A. B.
C. D.
15.(22-23高三上·北京昌平·期末)已知数列中,,则数列的通项公式为 .
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)设是等比数列,,,则 .
17.(21-22高三上·北京丰台·期末)设是等比数列,能够说明“若,则”是假命题的一组和公比的值依次为 .
等比数列的性质
18.(22-23高三上·北京东城·期末)在等比数列中,,,则( )
A.8 B.16 C.32 D.64
19.(21-22高三上·北京东城·期末)在等比数列中,若,则( )
A. B. C. D.
20.(23-24高三上·北京东城·期末)设等比数列的各项均为正数,为其前项和,若,则( )
A.6 B.8 C.12 D.14
21.(21-22高三上·北京门头沟·期末)等差数列的公差,数列的前项和,则( )
A. B.
C. D.
22.(22-23高三上·北京·期末)已知数列是的无穷等比数列,则“为递增数列”是“且,”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
23.(21-22高三上·北京石景山·期末)设是首项为的等比数列,公比为,则“”是“对任意的正整数,”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
24.(23-24高三上·北京海淀·期末)已知是公比为的等比数列,为其前项和.若对任意的,恒成立,则( )
A.是递增数列 B.是递减数列
C.是递增数列 D.是递减数列
数列应用题
25.(21-22高三上·北京房山·期末)《周髀算经》中有这样一个问题:冬至、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,自冬至日起,其日影长依次成等差数列,立春当日日影长为尺,春分当日日影长为尺,则立夏当日日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
26.(23-24高三上·北京丰台·期末)在中国文化中,竹子被用来象征高洁、坚韧、不屈的品质.竹子在中国的历史可以追溯到远古时代,早在新石器时代晚期,人类就已经开始使用竹子了.竹子可以用来加工成日用品,比如竹简、竹签、竹扇、竹筐、竹筒等.现有某饮料厂共研发了九种容积不同的竹筒用来罐装饮料,这九种竹筒的容积(单位:L)依次成等差数列,若,,则( )
A.5.4 B.6.3
C.7.2 D.13.5
27.(23-24高三上·北京房山·期末)数学家祖冲之曾给出圆周率的两个近似值:“约率”与“密率”.它们可用“调日法”得到:称小于3.1415926的近似值为弱率,大于3.1415927的近似值为强率.由于,取3为弱率,4为强率,计算得,故为强率,与上一次的弱率3计算得,故为强率,继续计算,….若某次得到的近似值为强率,与上一次的弱率继续计算得到新的近似值;若某次得到的近似值为弱率,与上一次的强率继续计算得到新的近似值,依此类推.已知,则( )
A.8 B.7 C.6 D.5
28.(21-22高三上·北京朝阳·期末)如图,正方形ABCD的边长为2,取正方形ABCD各边的中点E,F,G,H,作第2个正方形EFGH,然后再取正方形EFGH各边的中点I,J,K,L,作第3个正方形IJKL,依此方法一直继续下去.则第4个正方形的面积是 ;从正方形ABCD开始,连续8个正方形面积之和是 .
等差等比数列的综合问题
29.(22-23高三·北京顺义·期末)若等差数列和等比数列满足,则的公差为( )
A.1 B. C. D.2
30.(21-22高三上·北京东城·期末)已知是各项均为正整数的数列,且,,对,与有且仅有一个成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
31.(22-23高三上·北京西城·期末)已知是等差数列,,且成等比数列,则 ;的前项和 .
32.(23-24高三上·北京朝阳·期末)已知等差数列的公差为,为其前项和,且成等比数列,则 , .
等差等比的数列判定与证明
33.(23-24高三上·北京昌平·期末)已知数列的前项和满足,且成等差数列,则 ; .
34.(22-23高三上·北京大兴·期末)已知数列中,,,,则下列结论错误的是()
A. B.
C.是等比数列 D.
等差数列前n项和的最值问题
35.(22-23高三上·北京大兴·期末)设为等差数列的前n项和.已知,,则( )
A.为递减数列 B.
C.有最大值 D.
36.(22-23高三上·北京朝阳·期末)已知等差数列的公差,且成等比数列,则 ;其前n项和的最大值为 .
其他常见数列问题
37.(21-22高三上·北京房山·期末)无穷数列的前n项和记为.若是递增数列,而是递减数列,则数列的通项公式可以为 .
38.(23-24高三上·北京昌平·期末)已知数列.给出下列四个结论:
①;
②;
③为递增数列;
④,使得.
其中所有正确结论的序号是 .
39.(23-24高三上·北京石景山·期末)在数列中,,给出下列四个结论:
①若,则一定是递减数列;
②若,则一定是递增数列;
③若,,则对任意,都存在,使得;
④ 若,,且对任意,都有,则的最大值是.
其中所有正确结论的序号是 .
40.(23-24高三上·北京东城·期末)一般地,对于数列,如果存在一个正整数,使得当取每一个正整数时,都有,那么数列就叫做周期数列,叫做这个数列的一个周期.给出下列四个判断:
①对于数列,若,则为周期数列;
②若满足:,则为周期数列;
③若为周期数列,则存在正整数,使得恒成立;
④已知数列的各项均为非零整数,为其前项和,若存在正整数,使得恒成立,则为周期数列.
其中所有正确判断的序号是 .
41.(23-24高三上·北京顺义·期末)已知数列满足,给出下列四个结论:
①若,则数列中有无穷多项等于;
②若,则对任意,有;
③若,则存在,当时,有;
④若,则对任意,有;
其中,所有正确结论的序号是 .
数列中的最值与范围
42.(21-22高三·北京·期末)设集合A的最大元素为M,最小元素为m,记A的特征值为,若集合中只有一个元素,规定其特征值为0.已知,,,…,是集合的元素个数均不相同的非空真子集,且,则n的最大值为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
43.(22-23高三上·北京朝阳·期末)在数列中,,若存在常数c,对任意的,都有成立,则正数k的最大值为( )
A. B. C. D.
44.(23-24高三上·北京通州·期末)现有12个圆,圆心在同一条直线上,从第2个圆开始,每个圆都与前一个圆外切,从左到右它们的半径的长依次构成首项为16,公比为的等比数列,前3个圆如图所示.若点分别为第3个圆和第10个圆上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
45.(23-24高三上·北京西城·期末)设是首项为正数,公比为q的无穷等比数列,其前n项和为.若存在无穷多个正整数,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
46.(21-22高三上·北京昌平·期末)已知等比数列的各项均为正数,其前项和为,前项乘积为,,,则
①数列的通项公式 ;
②满足的最大正整数的值为 .
1.(23-24高三上·北京大兴·期末)设无穷等差数列的公差为,集合.则( )
A.不可能有无数个元素
B.当且仅当时,只有1个元素
C.当只有2个元素时,这2个元素的乘积有可能为
D.当时,最多有个元素,且这个元素的和为0
2.(22-23高三上·北京通州·期末)已知数列的前项和为,为数列的前项积,满足,给出下列四个结论:
①;②;③为等差数列;④.
其中所有正确结论的序号是 .
3.(22-23高三上·北京东城·期末)对于数列,令,给出下列四个结论:
①若,则;
②若,则;
③存在各项均为整数的数列,使得对任意的都成立;
④若对任意的,都有,则有.
其中所有正确结论的序号是 .
4.(23-24高三上·北京通州·期末)已知数列的前项和为,且,数列是公差不为0的等差数列,且满足是和的等比中项.给出下列四个结论:
①数列的通项公式为;
②数列前21项的和为;
③数列中各项先后顺序不变,在与之间插入个2,使它们和原数列的项构成一个新数列,则新数列的前100项和为236;
④设数列的通项公式,则数列的前100项和为2178.
其中所有正确结论的序号是 .
5.(23-24高三上·北京朝阳·期末)中国传统数学中开方运算暗含着迭代法,清代数学家夏鸾翔在其著作《少广缒凿》中用迭代法给出一个“开平方捷术”,用符号表示为:已知正实数,取一正数作为的第一个近似值,定义,则是的一列近似值.当时,给出下列四个结论:① ;② ;③,;④ ,.其中所有正确结论的序号是 .
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