内容正文:
12 数列的函数特性
[基础达标练]
1.已知an=3n-2,n∈N+,则数列{an}的图像是
( )
A.一条直线 B.一条抛物线
C.一个圆 D.一群孤立的点
2.在递减数列{an}中,an=kn(k为常数),则实数
k的取值范围是 ( )
A.R B.(0,+∞)
C.(-∞,0) D.(-∞,0]
3.已知数列{an}的通项公式为an=n-7 n+2,
则此数列中数值最小的项是 ( )
A.第10项 B.第11项
C.第12项 D.第13项
4.一给定函数y=f(x)的图像在下列图中,并且
对任意a0∈(0,1),由关系式an+1=f(an)得到
的数列{an}满足an+1>an,则该函数的图像是
( )
5.(多选)对于数列{an},若存在正整数k(k≥2),
使得ak<ak-1,ak<ak+1,则称ak 是数列{an}
的“谷值,k 是数列{an}的“谷值点”,在数列
{an}中,若an= n+
9
n-8
,则数列{an}的“谷
值点”为 ( )
A.2 B.3
C.5 D.7
6.已知数列{an}为递增数列,通项公式为an=n
+λn
,则λ的取值范围是 .
7.已知数列{an}的通项公式为an=
4
9
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
-
2
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
,在下列说法中:①有最大项;②有最
小项;③没有最大项;④没有最小项.正确的是
.(填序号)
8.已知数列{an}的通项公式为an =n2-21n
+20.
(1)-60是该数列中的项吗? 若是,求出项
数;该数列中有小于0的项吗? 共有多少项?
(2)当n 为何值时,an 有最小值? 并求出最
小值.
3
第一章 数列
[能力提升练]
9.已知数列{an}的通项公式为an=
n
n2+130
(n∈
N+),且数列{an}从第n 项起单调递减,则n
的最小值为 ( )
A.11 B.12
C.13 D.不存在
10.(多选)已知数列{an}满足an=nkn(n∈N+,0
<k<1),下列命题正确的有 ( )
A.当k=12
时,数列{an}为递减数列
B.当k=45
时,数列{an}一定有最大项
C.当0<k<12
时,数列{an}为递减数列
D.当 k1-k
为正整数时,数列{an}必有两项相
等的最大项
11.若数列{an}为单调递增数列,且an=2n-1+
λ
2n
,则a3 的取值范围为 .
12.已知数列{an}的通项公式为an=1+
1
2n+a
,
其中a∈R.
(1)若a=-9,求数列{an}的最小项和最
大项;
(2)若不等式an≤a8 对任意的n∈N+ 恒成
立,求实数a的取值范围.
[素养培优练]
13.(2022北京卷)设{an}是公差不为0的无穷
等差数列,则“{an}为递增数列”是“存在正整
数N0,当n>N0 时,an>0”的 ( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
14.在数列{an}中,已知an=
an
bn+1
,且a2=
6
5
,a3
=97.
(1)求通项公式an;
(2)求证:{an}是递增数列;
(3)求证:1≤an<
3
2.
4
数学(BS)选择性必修第二册
参 考 答 案
第一章 数列
§1 数列的概念及其函数特性
1.1 数列的概念
1.C [在 A 中,{2,4,6,8}表示集合,所以 A 不正确;在 B
中,数列中的各项是有顺序的,所以 B不正确;在 C中,
第k项为k+1k =1+
1
k
,所以 C正确;在 D中,数列应记
为{2n-2},所以 D不正确.]
2.A [因为a1=2×1+1,a2=2×2+1,a3=2×3+1,a4
=2×4+1,,所以an=2n+1,故选 A.]
3.B [由题意可知an=
n
n+1
,故第9项为910.
]
4.B [由题意可知an-1即是2的倍数,又是3的倍数,即
an-1是6的倍数,则an-1=6(n-1),(n∈N+ ),所以
an=6n-5,所以a50=50×6-5=295,故选:B.]
5.ACD [取n=1,n=2,n=3分别代入验证可知 A,C,D
正确,B不正确.]
6.解析:分析题图可知a1=1,a2=8+1,a3=82+8+1,a4
=83+82+8+1,所以a5=84+83+82+8+1=4681.
答案:4681
7.解析:令 1
n+ n+1
= 10-3,即 n+1- n= 10-
3,∴n=9.
答案:9
8.解:将a1=2,a2=
7
4
代入通项公式得
a+b
2 =2
,
4a+b
4 =
7
4
,
ì
î
í
ïï
ï
解得
a=1,
b=3.{ 所以an=
n2+3
2n .
所以a4=
42+3
2×4=
19
8
,a5=
52+3
2×5=
14
5.
9.CD [对于 A,两数列中的数排列次序不相同,所以两数
列不是同一数列,故 A错误;对于 B,数列1,3,5,7是有
穷数列,而数列1,3,5,7,...是无穷数列,所以两数列不
是同一数列,故 B错误;对于 C,由数列的定义,可知1,
1,1,...能构成一个常数列,故C正确;对于D,该数列的
一个通项公式为an=
n+1
2
,n为奇数
3
2n
,n为偶数
ì
î
í
ïï
ï
,所以数列1,3,2,
6,3,9,4,12,5,15,...存 在 通 项 公 式,故 D 正 确.故
选:CD.]
10.B [∵ a1+ a2++ an=
n(n+1)
2
,
∴ a1+ a2++ an-1=
n(n-1)
2
(n≥2),
两式相减得 an=
n(n+1)
2 -
n(n-1)
2 =n
,
∴an=n2,(n≥2).
又当n=1时,a1=
1×2
2 =1
,
∴an=n2.n∈N+ .故选B.]
11.解析:从上面的规律可以看出分母呈现以下特点:3=22
-1,8=32-1,24=52-1,即a+b=42-1=15.又被开
方数5,10,17,a-b后一项比前一项分别多5,7,9,故a
-b=17+9=26.所以
a+b=15,
a-b=26.{ 解得
a=412
,
b=-112.
ì
î
í
ïï
ï
答案:41
2
,-112( )
12.解:(1)因为数列的分子依次为4,9,16,25,可看成与
项数n的关系式为(n+1)2,而每一项的分母恰好比分
子大1,所以通项公式的分母可以为(n+1)2+1.所以
这个数列的一个通项公式为an=
(n+1)2
(n+1)2+1
.
(2)当910 ≤an≤
36
37
时,可得9
10 ≤
(n+1)2
(n+1)2+1
≤3637 .
由
(n+1)2
(n+1)2+1
≥910
,解得(n+1)2≥9,可得n≥2.
由
(n+1)2
(n+1)2+1
≤3637
,解得(n+1)2≤36,可得n≤5.
所以2≤n≤5.综上,该数列在区间 910
,36
37[ ] 内有项,
并且有4项.
13.解析:由题意可知数列天干是10个为一个循环的循环
数列,地支是以12个为一个循环的循环数列,从2020
年到2049年一共有30年,且2020年为庚子年,则30
÷10=3,2049年的天干为已,30÷12=2余6,2049年
的地支为巳,故2049年为已巳年.
答案:已巳
14.解析:由题意及图形可知,不妨构造数列{an}表示第n
行实心圆点的个数的变换规律,其中每一个实心圆点
的下一行均分为一个实心圆点与一个空心圆点,每个
空心圆点下一行均为实心圆点.故从第三行开始,每行
的实心圆点数均为前两行实心圆点数之和.即a1=0,
a2=1,且n≥3时,an=an-1+an-2,故第1行到第13行
中实心圆点的个数分别为:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,
55,89,144.
答案:144
12 数列的函数特性
1.D [∵an=3n-2,n∈N+ ,∴数列{an}的图像是一群孤
立的点.]
2.C [∵{an}是递减数列,∴an+1-an=k(n+1)-kn=k
<0.]
3.C [因为an=n-7 n+2= n-
7
2( )
2
-414
,所以易知
当n=12时,an 取得最小值,即此数列中数值最小的项
是第12项.]
4.A [由an+1=f(an),an+1>an,得f(an)>an,即f(x)>
x,结合图像可知 A正确.]
14
参考答案
5.AD [因为an= n+
9
n-8
,所以a1=2,a2=
3
2
,a3=
2,a4=
7
4
,a5=
6
5
,a6=
1
2
,a7=
2
7
,a8=
9
8
,当n≥7,
n∈N,n+9n-8>0∴an= n+
9
n-8 =n+
9
n -8
,此
时数列单调递增,a2<a1,a2<a3,a7<a6,a7<a8,所以数
列{an}的“谷值点”为2,7.故选:AD.]
6.解析:因为数列{an}为递增数列,an=n+
λ
n
,所以an+1
-an= (n+1)+
λ
n+1[ ] - n+
λ
n( ) =1-
λ
n(n+1)>0
,
即λ<n(n+1)(n∈N+ ).所以λ<2.
答案:(-∞,2)
7.解析:令t= 23( )
n-1
,t∈(0,1],t是关于n 的减函数,则
an=t2-t= t-
1
2( )
2
- 14.
由复合函数的单调性知an
既有最大项又有最小项,故①和②正确.
答案:①②
8.解:(1)由n2-21n+20=-60,得n=5或n=16;所以该
数列的第5项和第16项都为-60.由n2-21n+20<0,
得1<k<20,所以该数列中有小于0项,共有18项.
(2)因为an=n2-21n+20= n-
21
2( )
2-3614
,可知对
称轴为n=212 =105.
又因为n∈N+ ,所以当n=10或n
=11时,an 有最小值,其最小值为-90.
9.A [∵an=
n
n2+130
,∴an+1=
n+1
(n+1)2+130
,∴an+1-an
= n+1
n2+2n+131
- n
n2+130
= -n
2-n+130
(n2+2n+131)(n2+130)
,
由数列{an}从第n项起单调递减,可得an+1-an<0,
即-n2-n+130<0,n∈N+ ,
解得n> 521-12
或n<-1- 5212
(舍去),
∵22< 521<23,
∴10.5< 521-12 <11
,
∴n≥11,∴a11>a12>a13>...,即从第11项起,{an}单
调递减,
∴n的最小值为11.故选:A.]
10.BCD [当k=12
时,a1=a2=
1
2
,知 A 错误;当k=45
时,an+1
an
=45
n+1
n
,当n<4,an+1an
>1,n>4,an+1an
<1,
所以可判断{an}一定有最 大 项,B 正 确;当0<k<
1
2
时,an+1
an
=kn+1n <
n+1
2n ≤1
,所以数列{an}为 递 减 数
列,C正确;
当 k
1-k
为正整数时,1>k≥12
,当k=12
时,a1=a2>a3
>a4>,当1>k>
1
2
时,令 k
1-k=m∈N+
,解得k=
m
m+1
,则an+1
an
=m
(n+1)
m(m+1)
,当n=m 时,an+1=an,结合
B,数列 {an}必 有 两 项 相 等 的 最 大 项,故 D 正 确;故
选:BCD.]
11.解析:当n≥2时,an-an-1=2n-1+
λ
2n
-(2n-3+
λ
2n-1
)=2-λ
2n
,
因为数列{an}为单调递增数列,所以2-
λ
2n
>0对n≥2
(n∈N)恒成立,
即λ<2n+1对n≥2(n∈N)恒成立,所以λ<8,
所以a3=5+
λ
8<6
,故a3 的取值范围为(-∞,6).
答案:(-∞,6)
12.解:(1)若a=-9,则an=1+
1
2n-9.
于是,结合函数f(x)=1+ 12x-9
的单调性,可知1>a1
>a2>a3>a4,且a5>a6>a7>>1.
故数列{an}的最小项为a4=1+
1
2×4-9=0
,最大项为
a5=1+
1
2×5-9=2.
(2)对an=1+
1
2n+a
进行变形,可得an=1+
1
2
n+a2
.
因为不等式an≤a8 对任意的n∈N+ 恒成立,所以结合
函数f(x)=1+
1
2
x+a2
的单调性,可知应满足7<-a2
<8,解 得 -16<a< -14.故 实 数a 的 取 值 范 围 是
(-16,-14).
13.C [设等差数列{an}的公差为d,且d≠0,记[x]为不
超过x的最大整数.
若{an}为单调递增数列,则d>0,
若a1≥0,则当n≥2时,an>a1≥0;若a1<0,则an=a1
+(n-1)d,
由an =a1 +(n-1)d>0,可 得n>1-
a1
d
,取 N0 =
1-
a1
d[ ]+1,则当n>N0 时,an>0,
所以“{an}是递增数列”⇒“存在正整数 N0,当n>N0
时,an>0”;
若存在正整数N0,当n>N0 时,an>0,取k∈N∗ 且k>
N0,ak>0,
假设d<0,令an=ak+(n-k)d<0可得n>k-
ak
d
,且
k-akd >k
,
当n> k-
ak
d[ ] +1时,an<0,与题设矛盾,假设不成
立,则d>0,即数列{an}是递增数列.
24
数学(BS)选择性必修第二册
所以“{an}是递增数列”⇐“存在正整数 N0,当n>N0
时,an>0”.
所以,“{an}是递增数列”是“存在正整数 N0,当n>N0
时,an>0”的充分必要条件.]
14.解:(1)∵a2=
6
5
,a3=
9
7
,
∴
2a
2b+1=
6
5
,
3a
3b+1=
9
7
,
ì
î
í
ïï
ï
解得
a=3
b=2{ ,因此an=
3n
2n+1.
(2)证明:∵an+1-an=
3(n+1)
2(n+1)+1-
3n
2n+1
= 3(2n+3)(2n+1)>0
,
∴an+1>an,故{an}是递增数列.
(3)证 明:∵an =
3n
2n+1=
3
2
(2n+1)-32
2n+1 =
3
2 -
3
4n+2
,而n∈N+ ,n≥1,∴an<
3
2
,an=
3
2 -
3
4n+2≥
3
2-
3
4+2=1
,
故1≤an<
3
2.
§2 等差数列
2.1 等差数列的概念及其通项公式
第1课时 等差数列的概念及其通项公式
1.ABD [根据等差数列的定义,可得:A中,满足an+1-an
=3(常数),所以是等差数列;B中,lg9-lg3=lg27-lg
9=lg81-lg27=lg3(常数),所以是等差数列;C中,因
为44-45≠43-44≠42-43,不满足等差数列的定义,所
以不是等差数列;D中,满足an+1-an=-2(常数),所以
是等差数列.]
2.D [依题意,a2+a5=a1+d+a1+4d=4,代入a1=
1
3
,
得d=23.
所以an=a1+(n-1)d=
1
3+
(n-1)×23=
2
3n-
1
3
,令an=35,解得n=53.]
3.A [因为,a3=2,a7=1,故
1
a3+1
=13
, 1
a7+1
=12
,所以
1
a19+1
= 1a3+1
+
1
2-
1
3( )
4 ×16=
1
3+
2
3=1
,故a19=
0,故选 A.]
4.B [设该网店从第一个月起每个月的利润构成等差数
列{an},则a2=2500,a5=4000.由a5=a2+3d,即4
000=2500+3d,得d=500.由am =a2+(m-2)×500
=5000,得m=7.]
5.BD [对于 A,根据等差数列的定义可知,数列6,4,2,0
的公差为-2,A错误;对于 B,由等差数列的定义可知,
数列a,a-1,a-2,a-3是公差为-1的等差数列,所以
B正确;对于 C,由等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d
知,n的次幂不能为2次幂,故 C错误;对于 D,因为an+1
-an=2(n+1)+1-(2n+1)=2,所以数列{2n+1}(n∈
N+ )是等差数列,所以 D正确.]
6.解析:由f(n+1)=f(n)-14
,得f(n+1)-f(n)=-
1
4
(n∈N+ ),∴{f(n)}是一个以-
1
4
为公差的等差
数列.
∵f(2)=2,∴f(2023)=f(2)+(2023-2)d=2+2
021× -14( ) =-
2013
4 .
答案:-20134
7.解析:由题意,数列{an}满足2an+1-2an=1,即an+1-an
=12
,又由a1=2,所以数列{an}是首项为2,公差为
1
2
的等差数列,所以a101=a1+100d=2+100×
1
2=52.
答案:52
8.解:设从第一年起,第n年的利润为an 万元,则a1=200,
an+1-an=-20(n∈N+ ).
∴每年的利润构成首项为200、公差为-20的等差数列{an}.
∴an=a1 +(n-1)d=200+(n-1)×(-20)=220
-20n.
若an<0,则该公司经销这一产品将亏损.
由an=220-20n<0,得n>11,即从第12年起,该公司
经销这种数码产品将亏损.
9.BCD [对于 A,取a=1,b=2,c=3,显然a,b,c成等差
数列,而a2=1,b2=4,c2=9,此时a2,b2,c2 不成等差数
列,A是假命题;对于B,令a=b=c,显然a,b,c成等差
数列,则2a=2b=2c,此时2a,2b,2c 是公差为0的等差数
列,B是真命题;
对于C,因a,b,c成等差数列,则b-a=c-b=d(d为常数),
于是得(kb+2)-(ka+2)=k(b-a)=kd,(kc+2)-(kb
+2)=k(c-b)=kd,而k为常数,
因此,(kb+2)-(ka+2)=(kc+2)-(kb+2)=kd(kd
为常数),
所以ka+2,kb+2,kc+2(k为常数)成等差数列,C是真
命题;
对于 D,令a=b=c≠0,显然a,b,c成等差数列,则 1a =
1
b=
1
c
,此时1
a
,1
b
,1
c
是公差为0的等差数列,D是真
命题.]
10.ABC [由题知,只需
a1=2-2d>0
d>0{ ⇒0<d<1,a2
a4=(2-d)(2+d)=4-d2<4,A 正 确;a22+a4=
(2-d)2+(2+d)=d2-3d+6≥154
,B正确;1a1
+ 1a5
= 12-2d+
1
2+2d=
1
1-d2
>1,C正确;a1a5-a2a4
=(2-2d)(2+2d)-(2-d)(2+d)=-3d2<0,
所以a1a5<a2a4,D错误.]
34
参考答案