内容正文:
专题06 数列中的结构不良与新定义问题
目录(Ctrl并单击鼠标可跟踪链接)
【题型一 数列结构不良】 2
【题型二 定义新概念】 4
【题型三 定义新运算】 5
【题型四 定义新性质】 6
【压轴能力测评(10题)】 7
一、数列中的结构不良问题
1、“结构不良问题”:题目所给的几个可选择的条件是平行的,即无论选择哪个条件,都可解答题目,而且,在选择的三个条件中,并没有哪个条件让解答过程比较繁杂,只要推理严谨、过程规范,都会得满分.
2、数列求和的常用方法:
(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;
(2)对于型数列,其中是等差数列,是等比数列,利用错位相减法求和;
(3)对于型数列,利用分组求和法;
(4)对于型数列,其中是公差为的等差数列,利用裂项相消法求和.
3、常见的裂项公式:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
二、新定义问题的方法和技巧
1、可通过举例子的方式,将抽象的定义转化为具体的简单的应用,从而加深对信息的理解;
2、可用自己的语言转述新信息所表达的内容,如果能清晰描述,那么说明对此信息理解的较为透彻;
3、发现新信息与所学知识的联系,并从描述中体会信息的本质特征与规律;
4、如果新信息是课本知识的推广,则要关注此信息与课本中概念的不同之处,以及什么情况下可以使用书上的概念.
三、与数列有关的新定义问题的策略
1、通过给定的与数列有关的新定义,或约定的一种新运算,或给出的由几个新模型来创设的新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题设所提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.
2、遇到新定义问题,需耐心研究题中信息,分析新定义的特点,搞清新定义的本质,按新定义的要求“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使问题得以顺利解决.
3、类比“熟悉数列”的研究方式,用特殊化的方法研究新数列,向“熟悉数列”的性质靠拢.
【题型一 数列结构不良】
一、解答题
1.(24-25高二下·北京顺义·阶段练习)两个数列,,,已知数列为等比数列且,数列的前项和为,又满足______在①();②:③()这三个条件中任选一个,补充在上面的横线上,使数列唯一确定,并解答下列问题.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
2.(24-25高二上·甘肃兰州·期末)已知等差数列的公差为,前项和为,现给出下列三个条件:①成等比数列;②;③.请你从这三个条件中任选两个解答下列问题.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且,设数列的前项和为,求证:.
3.(24-25高二下·四川内江·阶段练习)在①,②这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答该问题.已知数列的前项和为,,且满足 ,
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和;
(3)在(2)的条件下,求使得不等式()成立的最小整数.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
4.(24-25高二上·云南昭通·期中)已知数列的前项和为.从下面①②③中选择其中一个作为条件解答试题,若选择不同条件分别解答,则按第一个解答计分.
①数列是等比数列,,且成等差数列;
②数列是递增的等比数列,;
③.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列的前项的积为,且,求的最大值.
5.(24-25高二·上海·随堂练习)已知数列是首项为1,公差不为0的等差数列,是各项均为正数的等比数列,且.
(1)若数列的公差为1,且,在①,②,③这三个条件中任选一个作为条件,判断此时数列是否是递增数列,并说明理由;选________.
(2)若,,成等比数列,数列的前n项和为,求数列的通项公式.
6.(24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习)已知等差数列的前项和为,数列是等比数列,满足,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)对任意的正整数,从以下三个条件中任选一个作答,
①;②;③;已知______,求;
(3)若对于数列,在和之间插入个,组成一个新的数列,记数列的前项和为,求.
【题型二 定义新概念】
一、解答题
1.(2025高二·全国·专题练习)在数列中,若,且,则称为“数列”,设为“数列”,记的前项和为.
(1)若,求,,的值;
(2)若,求的值.
2.(24-25高二下·北京·阶段练习)若数列满足.对任意,都有,则称是“P数列”,
(1)若,判断,是否是“P数列”;
(2)已知是等差数列,,其前n项和记为,若是“P数列”,且恒成立,求公差d的取值范围;
3.(2025·贵州·二模)对于数列,记区间内偶数的个数为,则称数列为的偶数列.
(1)若数列为数列的偶数列,求.
(2)若数列为数列的偶数列,证明:数列为等比数列.
(3)在(2)的前提下,若数列为等差数列的偶数列,,,求数列的前项和.
4.(2024·广东肇庆·一模)对于一个给定的数列,令,则数列称为数列的一阶和数列,再令,则数列是数列的二阶和数列,以此类推,可得数列的阶和数列.
(1)若的二阶和数列是等比数列,且,,,,求;
(2)若,求的二阶和数列的前项和;
(3)若是首项为1的等差数列,是的一阶和数列,且,,求正整数的最大值,以及取最大值时的公差.
5.(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)对于数列,若存在常数满足,则称为“上界数列”,为的“上界”,并把最小的值叫做“上界临界值”,记为.记数列的前项和为,已知,.
(1)判断是否为“上界数列”,并说明理由;
(2)若,为数列的前项和,求数列的“上界临界值”;
(3)若,数列的“上界临界值”为,证明:.
【题型三 定义新运算】
一、解答题
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)对于给定的数列,如果存在实常数,使得对于任意都成立,我们称数列是“优美数列”.
(1)若,数列是否为“优美数列”?若是,指出它对应的实常数,若不是,请说明理由;
(2)已知数列满足.若数列是“优美数列”,求数列的通项公式.
2.(24-25高二下·湖北武汉·期中)若数列满足,则称数列为“平方递推数列”.已知数列中,,点在函数的图象上,其中为正整数.
(1)证明:数列是“平方递推数列”,且数列为等比数列;
(2)设,数列的前项和为;
①求;
②若恒成立,求实数的最大值.
3.(24-25高二下·广东佛山·阶段练习)若在一个有穷数列中每相邻两项之间插入这两项的积,得到一个新的数列,把它定义为数列的一次扩展.在数列扩展中,数列扩展的次数记为,第n次扩展后的新数列记为,其项数记为,所有项的积记为.例如:已知数列,经过第1次扩展后得到的新数列为,,,已知数列.
(1)计算,;
(2)求出通项,;
(3)求出数列的前n项和.
4.(24-25高二上·天津滨海新·阶段练习)设数列的前项和为,若对任意的,都有(为非零常数),则称数列为“和等比数列”,其中为和公比.若是首项为1,公差不为0的等差数列,且是“和等比数列”,令,数列的前项和为.
(1)求的和公比;
(2)求;
(3)若不等式对任意的恒成立,求的取值范围.
5.(24-25高二上·安徽合肥·期末)设数列的各项均为不等的正整数,其前项和为,我们称满足条件“对任意的,均有的数列为“好”数列.
(1)试分别判断数列,是否为“好”数列,其中,,,并给出证明;
(2)已知数列为“好”数列.
①若,求数列的通项公式;
②若,且对任意给定正整数,有成等比数列,求证:
【题型四 定义新性质】
一、解答题
1.(24-25高二上·上海·期中)已知数列,若为等比数列,则称具有性质.
(1)若数列具有性质,且,求的值;
(2)若,判断并证明数列是否具有性质;
(3)设,数列具有性质,其中,试求数列的通项公式.
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)对于无穷正项数列和如下的两条性质:
:存在实数,使得且,都有;
:且,都存在,使得.
(1)若,判断数列是否满足性质,并说明理由;
(2)设无穷正项数列同时满足性质和性质.
①若,,求的取值范围;
②若(,),且数列满足任意,,则称为数列的一个子数列.求证:存在的子数列为等比数列.
3.(24-25高二下·北京顺义·阶段练习)若有穷正整数数列:,,,…,()满足如下两个性质,则称数列为数列:①(1,2,3,…,);②对任意的,都存在正整数,使得.
(1)判断数列:1,1,2,2,4,4和数列:1,1,1,3,3,5是否为数列,说明理由;
(2)已知数列:,,,…,()是数列.
(ⅰ)若,试列举所有的数列;
(ⅱ)证明:对任意的,与不能同时成立.
【压轴能力测评】
一、解答题
1.(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)已知数列,______.在①数列的前项和为,;②数列的前项之积为这两个条件中任选一个,补充在上面的问题中并解答(注:如果选择多个条件,按照第一个解答给分.在答题前应说明“我选______”)
(1)求数列的通项公式;
(2)令,设数列的前项和为,求证:.
2.(24-25高二上·宁夏银川·阶段练习)如果数列对任意的,,则称为“速增数列”.
(1)判断数列是否为“速增数列”?说明理由;
(2)若数列为“速增数列”,且任意项,,,,求正整数k的最大值.
3.(23-24高二下·江苏无锡·阶段练习)如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的比都大于3,则称这个数列为“型数列”.
(1)若数列满足,判断是否为“型数列”,并说明理由;
(2)已知正项数列为“型数列”,,数列满足,,是等比数列,公比为正整数,且不是“型数列”,
①求证:数列为递增数列;
②求数列的通项公式.
4.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)在①,②且,③且这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
问题:设数列为等差数列,其前项和为,__________.数列为等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
注:若选多个条件解答,则按第一个解答计分.
5.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)我们把公差不为0的等差数列称为“一阶等差数列”,若数列是“一阶等差数列”,则称数列是“二阶等差数列”.定义:若数列是“阶等差数列”,则称数列为“阶等差数列”.例如:,后项与前项的差值:,这些差值构成的数列是公差为2的等差数列,则称数列为“二阶等差数列”.
(1)若数列的通项公式为,试判断数列是否为“二阶等差数列”,并说明理由;
(2)若数列为“二阶等差数列”,且,对应的“一阶等差数列”首项为1,公差为3,求;
(3)若“三阶等差数列”的前4项依次为,其前项和为,求.
6.(23-24高二上·上海·期末)如果无穷数列满足“对任意正整数,都存在正整数k,使得”,则称数列具有“性质P”.
(1)若等比数列的前n项和为,且,,.求证:数列具有“性质P”;
(2)在(1)的条件下,若对任意正整数n恒成立,求实数a的取值范围;
(3)如果各项均为正整数的无穷等比数列具有性质“P”,且、、、四个数中恰有两个出现在中,试求出这两个数的所有可能情况,并求出相应数列首项的最小值,说明理由.
7.(24-25高二下·陕西西安·阶段练习)由9个不同的实数,,…,构成一个数表,若A中每行3个数之和、每列3个数之和、两条对角线3个数之和均相等,则称A为一个3阶幻方,这个和称为幻和.例如就是一个3阶幻方,幻和为15.
(1)设A是一个3阶幻方,证明:
(i);
(ii)是,,…,的中位数;
(2)将正整数1,2,…,9填入数表A中构成一个幻方,
(i)证明:是偶数;
(ii)求的概率;
(3)若,,…,的某种排列,,…,满足:,,;,,;,,构成3个公差相等的等差数列,且,则称,,…,满足性质P.证明:A是一个3阶幻方当且仅当,,…,满足性质P.
8.(24-25高二上·浙江绍兴·阶段练习)在①,②,③这三个条件中任选两个,补充在下面问题中,并完成解答.
已知数列的前项和为,满足__________,__________,正项等差数列满足,且、、成等比数列.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列的前项和为,且对任意的,满足,求整数的最小值.(参考数据:,,,)
9.(2024·广东·模拟预测)定义:任取数列中相邻的两项,若这两项之差的绝对值为1,则称数列具有“性质1”.已知项数为的数列的所有项的和为,且数列具有“性质1”.
(1)若,且,写出所有可能的的值;
(2)若,证明:“”是“”的充要条件;
(3)若,证明:或.
10.(24-25高二上·福建三明·期末)设有穷数列A:,,…,的所有项之和为,所有项的绝对值之和为,若数列A满足下列两个条件,则称其为n阶“0-2数列”:①;②.
(1)若2025阶“0-2数列”A:,,…,是递减的等差数列,求;
(2)若阶“0-2数列”A:,,…,是等比数列,求A的通项公式(,用n,k表示);
(3)设n阶“0-2数列”A:,,…,的前m项和为,若,使得,证明:数列B:,,…,不可能为n阶“0-2数列”.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题06 数列中的结构不良与新定义问题
目录(Ctrl并单击鼠标可跟踪链接)
【题型一 数列结构不良】 2
【题型二 定义新概念】 10
【题型三 定义新运算】 15
【题型四 定义新性质】 21
【压轴能力测评(10题)】 25
一、数列中的结构不良问题
1、“结构不良问题”:题目所给的几个可选择的条件是平行的,即无论选择哪个条件,都可解答题目,而且,在选择的三个条件中,并没有哪个条件让解答过程比较繁杂,只要推理严谨、过程规范,都会得满分.
2、数列求和的常用方法:
(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;
(2)对于型数列,其中是等差数列,是等比数列,利用错位相减法求和;
(3)对于型数列,利用分组求和法;
(4)对于型数列,其中是公差为的等差数列,利用裂项相消法求和.
3、常见的裂项公式:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
二、新定义问题的方法和技巧
1、可通过举例子的方式,将抽象的定义转化为具体的简单的应用,从而加深对信息的理解;
2、可用自己的语言转述新信息所表达的内容,如果能清晰描述,那么说明对此信息理解的较为透彻;
3、发现新信息与所学知识的联系,并从描述中体会信息的本质特征与规律;
4、如果新信息是课本知识的推广,则要关注此信息与课本中概念的不同之处,以及什么情况下可以使用书上的概念.
三、与数列有关的新定义问题的策略
1、通过给定的与数列有关的新定义,或约定的一种新运算,或给出的由几个新模型来创设的新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题设所提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.
2、遇到新定义问题,需耐心研究题中信息,分析新定义的特点,搞清新定义的本质,按新定义的要求“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使问题得以顺利解决.
3、类比“熟悉数列”的研究方式,用特殊化的方法研究新数列,向“熟悉数列”的性质靠拢.
【题型一 数列结构不良】
一、解答题
1.(24-25高二下·北京顺义·阶段练习)两个数列,,,已知数列为等比数列且,数列的前项和为,又满足______在①();②:③()这三个条件中任选一个,补充在上面的横线上,使数列唯一确定,并解答下列问题.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2),
【分析】(1)数列根据可算公比及通项;选①则可根据和的关系求通项;选②条件不足,无法确定;选③根据首项和公差可求通项;
(2)利用分组求和,求等差和等比数列的前项和.
【详解】(1)设数列的公比为,则,得,
则;
选①:时,,又因满足上式,故,
当时,,则,又满足上述,故.
选②:已知,无法确定数列.
选③:可知数列是以为首项,为公差的等差数列,则
(2),则
,
2.(24-25高二上·甘肃兰州·期末)已知等差数列的公差为,前项和为,现给出下列三个条件:①成等比数列;②;③.请你从这三个条件中任选两个解答下列问题.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且,设数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先对① ,② ,③进行等差数列基本量代入化简,再分别考虑①②,①③,②③三种情形联立求得数列通项公式;
(2)利用累加法求得,再对进行裂项求和后,根据数列的单调性即可证明.
【详解】(1)由条件①得,因为成等比数列,则,
即,又,则,
由条件②得,即,
由条件③得,可得,即.
若选①②,则有,可得,则;
若选①③,则,则;
若选②③,则,可得,所以.
(2)由,且,
当时,则有
又也满足,故对任意的,有,
则,
所以,,
由于对于单调递增,所以,
综上:.
3.(24-25高二下·四川内江·阶段练习)在①,②这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答该问题.已知数列的前项和为,,且满足 ,
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和;
(3)在(2)的条件下,求使得不等式()成立的最小整数.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
(3)9
【分析】(1)若选①,利用与的关系即可求解;若选②,利用累加法结合等比数列前项和公式即可求解;
(2)利用错位相减法求解即可;
(3)对于不等式(),分离常数后构造新数列,先判断数列的单调性,再利用单调性解不等式即可.
【详解】(1)若选①,因为,
当时,,两式相减得,
当时,,即,
又,所以,故,满足,
所以是首项为,公比为的等比数列,故;
若选②,因为,
所以
,又,所以.
(2)由(1)知,
则①
②
两式相减得:
,
所以.
(3)由,得,,
化简得,.
设,,则,,
因为,所以,又,所以,.
故,
因为,所以,则,,
则,所以数列为递增数列.
又因为,
,
因此,使得不等式()成立的最小整数为9.
4.(24-25高二上·云南昭通·期中)已知数列的前项和为.从下面①②③中选择其中一个作为条件解答试题,若选择不同条件分别解答,则按第一个解答计分.
①数列是等比数列,,且成等差数列;
②数列是递增的等比数列,;
③.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列的前项的积为,且,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)若选①:根据等比数列基本量的计算,求出首项及公比即可求解;若选②:根据等比数列的性质有,结合已知求出,即可得公比,从而可得答案;若选③:由,将已知再写一式,然后两式相减可得,最后根据等比数列的定义即可求解;
(2)由(1)得,则,方法一:由复合函数单调性可得,当或时,最大,计算可得的最大值;方法二:由,,与1比较大小,即可求得的最大值.
【详解】(1)若选①:因为数列是等比数列,
设公比为,且成等差数列,
所以,
解得,
所以.
若选②:因为数列是递增的等比数列,,
所以,所以,
所以.
若选③:因为,所以,
两式相减可得,即,又时,,
所以,
所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以.
(2)方法一:,
,
又,
由复合函数单调性可知,
当时,单调递增;当时,单调递减;
又,所以当或时,最大,.
方法二:,
,
所以,,
当,即时,,
当,即时,,
又,所以当或时,最大,.
5.(24-25高二·上海·随堂练习)已知数列是首项为1,公差不为0的等差数列,是各项均为正数的等比数列,且.
(1)若数列的公差为1,且,在①,②,③这三个条件中任选一个作为条件,判断此时数列是否是递增数列,并说明理由;选________.
(2)若,,成等比数列,数列的前n项和为,求数列的通项公式.
【答案】(1)①②,详细答案见解析
(2)
【分析】(1)由等差数列通项公式求得,进而可得或的值,由等比数列通项公式求得公比q后,可得,由与1比较大小或与0比较大小可得结论;
(2) 若,,成等比数列,利用可求得公差d,利用与的关系,可求得,由此可得到
【详解】(1)因为是公差为1,首项为1的等差数列,
所以.设的公比为q,
若选①,由,得,,,
,,则,
所以是递增数列;
若选②,由,得,,,,
则,所以是递增数列;
若选③,由,得,,
,,,
则,
所以不是递增数列;
故选:①②
(2)因为,,成等比数列,故,
即,解得,
因此公差,.
数列的前n项和为,;
当时,,也适合,因此.
所以.
6.(24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习)已知等差数列的前项和为,数列是等比数列,满足,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)对任意的正整数,从以下三个条件中任选一个作答,
①;②;③;已知______,求;
(3)若对于数列,在和之间插入个,组成一个新的数列,记数列的前项和为,求.
【答案】(1)数列和的通项公式分别为,
(2)选①,;选②,;选③
(3)
【分析】(1)根据给定条件,利用等差数列性质求出公差,再借助等差数列前项和公式求出公比,进而求出通项公式.
(2)选①利用错位相减法可求;选②,利用裂项相消法可求;选③,利用分组求和法可求;
(3)根据给定条件,求出数列的前2025项中数列的项及1的个数,再分组求和即可.
【详解】(1)在等差数列中,,又,解得,
公差,则;
设等比数列的公比为,,由,得,
即,解得,所以,
所以数列和的通项公式分别为,.
(2)选①,由(1)可得,
所以,
所以
所以,
两式相减得
所以;
选②,
则,
所以
所以;
选③,
则,
.
(3)依题意,数列:,
项为前的总项数为,
数列是递增的,当时,,
当时,,
因此数列的前项中,有数列的前项,有个,
所以.
【题型二 定义新概念】
一、解答题
1.(2025高二·全国·专题练习)在数列中,若,且,则称为“数列”,设为“数列”,记的前项和为.
(1)若,求,,的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)根据递推公式列出数列中的项,找规律,发现周期性即可得到答案;
(2)根据题意对的奇偶分情况讨论即可得到答案.
【详解】(1)当时,中的各项依次为10,5,8,4,2,1,4,2,1,,
即数列从第四项开始每三项是一个周期,
所以,
,所以,
,所以.
(2)①若是奇数,则是偶数,,
由,得,解得,符合题意.
②若是偶数,不妨设,则.
若是偶数,则,由,得,此方程无整数解;
若是奇数,则,由,得,此方程无整数解.
综上①②,可得.
2.(24-25高二下·北京·阶段练习)若数列满足.对任意,都有,则称是“P数列”,
(1)若,判断,是否是“P数列”;
(2)已知是等差数列,,其前n项和记为,若是“P数列”,且恒成立,求公差d的取值范围;
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)由题意,利用作差法从及反例,可得答案;
(2)由等差数列的通项公式与求差公式,利用作差法以二次函数性质,可得答案.
【详解】(1)由,则数列是“数列”,
由,当时,,则数列不是“数列”.
(2)设等差数列的公差为,则,
由数列是“数列”,则,
,
恒成立,即恒成立,
令,
当时,即,二次函数开口向下,对称轴为直线,
易知函数在上单调递减,则数列无最小值,不符合题意;
当时,即,,当时,,符合题意;
当时,即,二次函数开口向上,对称轴为直线,
易知函数在上单调递增,则,符合题意.
综上所述,公差d的取值范围为.
3.(2025·贵州·二模)对于数列,记区间内偶数的个数为,则称数列为的偶数列.
(1)若数列为数列的偶数列,求.
(2)若数列为数列的偶数列,证明:数列为等比数列.
(3)在(2)的前提下,若数列为等差数列的偶数列,,,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)
【分析】(1)列出在区间内的偶数,再利用偶数列的定义求出.
(2)求出在区间内的偶数个数,进而求出数列的通项公式,再利用等比数列的定义证明.
(3)利用等差数列的通项公式,进而求出,再利用分组求和法及错位相减法求解.
【详解】(1)在区间内的偶数为,共13个,
所以.
(2)在区间内的偶数为,则.
于是,,
所以是首项为2,公比为2的等比数列.
(3)依题意,等差数列的公差,
则,,
由(2)知,,则,
令数列的前项和为,则,
于是,
两式相减得:,
,
因此,而数列前项和为,
所以.
4.(2024·广东肇庆·一模)对于一个给定的数列,令,则数列称为数列的一阶和数列,再令,则数列是数列的二阶和数列,以此类推,可得数列的阶和数列.
(1)若的二阶和数列是等比数列,且,,,,求;
(2)若,求的二阶和数列的前项和;
(3)若是首项为1的等差数列,是的一阶和数列,且,,求正整数的最大值,以及取最大值时的公差.
【答案】(1)
(2)
(3)的最大值是,公差为
【分析】(1)根据一阶和数列的定义可计算出,,的值,根据二阶和数列的定义计算出,的值,由的二阶和数列是等比数列可得公比,从而得到,,的值,再由定义可求出的值.
(2)根据定义可得的通项公式,进而求得的前项和公式.
(3)由可得,从而可得公差,结合条件可得正整数的最大值.
【详解】(1)由题意得,,,,
∴,,
设数列的二阶和数列的公比为,则,
∴,,,
∴,,,
∴,,.
(2)设的二阶和数列的前项和为,
由题意得,,,
由得数列是以为首项,为公差的等差数列,
∴.
(3)∵,
∴,故.
设数列的公差为,则,
∴,得,
∵反比例函数在上为增函数,
∴由得,,故,
∵,
∴,故,
∴的最大值是,由得公差.
5.(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)对于数列,若存在常数满足,则称为“上界数列”,为的“上界”,并把最小的值叫做“上界临界值”,记为.记数列的前项和为,已知,.
(1)判断是否为“上界数列”,并说明理由;
(2)若,为数列的前项和,求数列的“上界临界值”;
(3)若,数列的“上界临界值”为,证明:.
【答案】(1)不是“上界数列”,理由见解析;
(2);
(3)证明见解析.
【分析】(1)利用的关系先求通项,再根据新定义确定即可;
(2)利用裂项相消法求和得,再利用数列的单调性结合新定义计算即可;
(3)利用放缩法将,结合等比数列求和公式得,根据新定义证明即可.
【详解】(1)当时,,作差得,
因为,所以,
又当时,,所以,
即是以1为首项,1为公差的等差数列,,
由于数列是无限递增的,显然不存在常数满足,
所以不是“上界数列”;
(2)由上可知,
所以,
因为,所以单调递增,且,
所以,
所以数列的“上界临界值”;
(3)易知,
所以,
显然单调递增,且,n越大,该数值越接近0,故,
由于上述不等式取不得等号,所以数列的“上界临界值”.
【点睛】思路点睛:准确理解新定义的概念,利用等比数列的求和公式、错位相减法或裂项相消法,证明数列不等式常用到放缩法,注意精度即可.
【题型三 定义新运算】
一、解答题
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)对于给定的数列,如果存在实常数,使得对于任意都成立,我们称数列是“优美数列”.
(1)若,数列是否为“优美数列”?若是,指出它对应的实常数,若不是,请说明理由;
(2)已知数列满足.若数列是“优美数列”,求数列的通项公式.
【答案】(1)为“优美数列”,理由见解析
(2)
【分析】(1)由可得数列是“优美数列”.由可得是“优美数列”.
(2)根据数列是“优美数列”证明是等比数列再写出通项公式.
【详解】(1),
∴数列是“优美数列”,对应的实常数分别为1,2.
∵,,
∴数列是“优美数列”,对应的实常数分别为2,0.
(2)数列是“优美数列” ,
∴存在实常数、,使得对于任意都成立,
则对于任意都成立,
∴对于任意都成立,
又 ∵,且,
则有对于任意都成立,
即对于任意都成立,
因此;
此时,,且,所以是等比数列,
又∵,∴.
2.(24-25高二下·湖北武汉·期中)若数列满足,则称数列为“平方递推数列”.已知数列中,,点在函数的图象上,其中为正整数.
(1)证明:数列是“平方递推数列”,且数列为等比数列;
(2)设,数列的前项和为;
①求;
②若恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②16
【分析】(1)由题意,配方得,利用“平方递推数列”定义即可证明,两边取对数,根据等比数列的定义即可证明;
(2)①求出,然后利用错位相减法求和即可;
②将原不等式恒成立转化为恒成立,分离参数恒成立,利用基本不等式求解最值即可得解.
【详解】(1)点在函数的图象上,
,,
数列是“平方递推数列”,
因为,
对两边同时取对数得,
数列是以1为首项、2为公比的等比数列;
(2)①由(1)知,所以,
则,
.
两式相减可得,
;
②恒成立,
恒成立,
恒成立,恒成立,
又,当且仅当时,取到等号,
,即.
3.(24-25高二下·广东佛山·阶段练习)若在一个有穷数列中每相邻两项之间插入这两项的积,得到一个新的数列,把它定义为数列的一次扩展.在数列扩展中,数列扩展的次数记为,第n次扩展后的新数列记为,其项数记为,所有项的积记为.例如:已知数列,经过第1次扩展后得到的新数列为,,,已知数列.
(1)计算,;
(2)求出通项,;
(3)求出数列的前n项和.
【答案】(1),.
(2),.
(3).
【分析】(1)根据数列扩展的概念可得,.
(2)构造递推公式,根据递推公式求数列的通项公式.
(3)利用错位相减求和法求和.
【详解】(1)因为,
所以,所以,;
,所以,.
(2)由数列扩展的定义可知,数列的每一次扩展就是在原数列相邻两线中间插入这两项的积,
所以第次扩展就会在第次扩展的基础上增减项,
即,
又,
所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列.
所以.
设第次扩张后数列的各项为:,则,
所以.
所以.
由,所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
所以.
(3)因为.
设
则,
两式相减得:.
所以.
所以.
4.(24-25高二上·天津滨海新·阶段练习)设数列的前项和为,若对任意的,都有(为非零常数),则称数列为“和等比数列”,其中为和公比.若是首项为1,公差不为0的等差数列,且是“和等比数列”,令,数列的前项和为.
(1)求的和公比;
(2)求;
(3)若不等式对任意的恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)4
(2)
(3).
【分析】(1)设等差数列的公差为,前项和为,由题意,化简可得值;
(2)由(1)得,用错位相减法求和;
(3)设,,按的奇偶性分类求解可得参数范围.
【详解】(1)设等差数列的公差为,前项和为,则,
所以,
因为是“和等比数列”,所以,即,对任意恒成立,
所以,解得,
所以的和公比为4;
(2)由(1)知,,
所以,
所以,
相减得,
所以;
(3)设,
,
,是递增数列,
不等式对任意的恒成立,即不等式对任意的恒成立,
当为奇数时,,则,
当为偶数时,,则,
综上,的取值范围是.
5.(24-25高二上·安徽合肥·期末)设数列的各项均为不等的正整数,其前项和为,我们称满足条件“对任意的,均有的数列为“好”数列.
(1)试分别判断数列,是否为“好”数列,其中,,,并给出证明;
(2)已知数列为“好”数列.
①若,求数列的通项公式;
②若,且对任意给定正整数,有成等比数列,求证:
【答案】(1)数列是“好”数列;数列不是“好”数列,证明见解析
(2)① ;②证明见解析
【分析】(1)直接根据新定义验证;
(2)取,得出,化简为,利用()相减得出,再写一次(用代后相减得出,再验证时也成立,从而得出是等差数列,①由已知求得公差,根据是正整数,求得结论;②利用等比数列的性质求得,把用表示,并结合是正整数可证明结论成立.
【详解】(1),则,所以,
而,
所以,对任意的均成立,即数列是“好”数列;
,取,则,,
此时,即数列不是“好”数列.
(2)因为数列为“好”数列,取,则,即恒成立.
当,有,两式相减,得,
即,所以,
所以,即,
即,
当时,有,即,
所以对任意,恒成立,所以数列是等差数列.
设数列的公差为,
若,则,即,
因为数列的各项均为不等的正整数,所以,所以,,所以
若,则,由成等比数列,得,
所以,即,
化简得,,即
因为是任意给定正整数,要使,必须,不妨设,
由于是任意给定正整数,所以
【点睛】方法点睛:本题考查数列新定义问题,解题关键是灵活运用新定义进行转化,第(2)小题中求数列通项公式,对新定义中,直接取,得出,然后利用相减得出数列的递推关系,从而证明是等差数列,题设转化为等差数列的问题进行求解.
【题型四 定义新性质】
一、解答题
1.(24-25高二上·上海·期中)已知数列,若为等比数列,则称具有性质.
(1)若数列具有性质,且,求的值;
(2)若,判断并证明数列是否具有性质;
(3)设,数列具有性质,其中,试求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)具有,证明见解析
(3)
【分析】(1)利用前三项可算等比数列的公比,从而可求后面的项,即可求出;
(2)利用等比数列的定义进行证明,即可得到数列是不是具有性质;
(3)利用前三项可算等比数列的公比,从而可得等比通项,再用累加法来求通项,这里需要进行讨论分析.
【详解】(1)由题意数列具有性质为等比数列,设公比为,
由,得,
,又
(2)数列具有性质;证明如下:
因为,所以,
则,即为等比数列,所以数列具有性质
(3)因为,则
当,
故,适合该式,故,
所以由,得
,
因为数列具有性质,故为等比数列,设其公比为,则,
故
当为偶数时,,
当为奇数时,
,
故
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)对于无穷正项数列和如下的两条性质:
:存在实数,使得且,都有;
:且,都存在,使得.
(1)若,判断数列是否满足性质,并说明理由;
(2)设无穷正项数列同时满足性质和性质.
①若,,求的取值范围;
②若(,),且数列满足任意,,则称为数列的一个子数列.求证:存在的子数列为等比数列.
【答案】(1)满足,理由见解析
(2)①;②证明见解析
【分析】(1)根据性质的定义,可知存在,使得且,都有,可得结论;
(2)①由数列是单调递增数列,得出对应不等式,即可解得的取值范围;
②易知,记,再结合等比数列定义即可证明得出结论.
【详解】(1)数列满足性质.
且,,因为,所以,
又因为,所以,
因此,存在,使得且,都有,
故满足性质.(注:取之间的任意实数都可以.)
(2)①因为数列满足性质,所以是单调递增数列,
又因为数列满足性质,所以存在,使得.
而,因此,,又由,得,
由,得,故的取值范围是.
②由无穷正项数列满足性质,可知单调递增,设,
令,,由性质,存在,使得,
同理,存在,使得,…,
以此类推,当时,存在,
使得,由数列单调递增,可知.
记,则,因为,所以数列是等比数列,
故存在的子数列为等比数列,得证.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于理解性质和,再结合等比数列通项以及其性质,即可得出相应结论.
3.(24-25高二下·北京顺义·阶段练习)若有穷正整数数列:,,,…,()满足如下两个性质,则称数列为数列:①(1,2,3,…,);②对任意的,都存在正整数,使得.
(1)判断数列:1,1,2,2,4,4和数列:1,1,1,3,3,5是否为数列,说明理由;
(2)已知数列:,,,…,()是数列.
(ⅰ)若,试列举所有的数列;
(ⅱ)证明:对任意的,与不能同时成立.
【答案】(1)数列,数列不是;
(2)(ⅰ)答案见解析;(ⅱ)证明见解析.
【分析】(1)根据T数列的定义分别验证条件①②即可判断数是否为T数列.
(2)(ⅰ)利用T数列的定义依次求出8项即可;(ⅱ)利用反证法假设存在,使得,分别根据条件①②验证假设,即可得结论.
【详解】(1)对于数列A,,,,即数列A满足性质①,
又,,,,,即数列A满足性质②,
所以数列A是T数列;
对于数列B,,,且对任意的正整数,
有,即数列B不满足性质②,
所以数列B不是T数列.
(2)(ⅰ)对任意的,由性质①,,由性质②,,
当时,,而为正整数,则,
当时,,而为正整数,则,由(1)知,符合题意,
或,此时,满足性质②,符合题意;
当时,,为正整数,
若,则或或,
当时,,符合题意;
当时,,对任意的正整数,
有,不满足性质②;
当时,由(1)知,符合题意,
若,则或,
当时,由(1)知,不符合题意;
当时,,满足性质②,
因此数列前6项为:;;,
当时,,为正整数,
若,则,满足性质②,或都不满足性质②;
若,则或满足性质②,
或或都不满足性质②;
若,则或满足性质②,
或或都不满足性质②,
所以,所有的数列为:;;;
;.
(ⅱ)假设存在,使得,
由性质①,可得,
由性质②,存在正整数,使得,
由,得,则,,
而,矛盾,
所以与不能同时成立.
【压轴能力测评】
一、解答题
1.(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)已知数列,______.在①数列的前项和为,;②数列的前项之积为这两个条件中任选一个,补充在上面的问题中并解答(注:如果选择多个条件,按照第一个解答给分.在答题前应说明“我选______”)
(1)求数列的通项公式;
(2)令,设数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)选择见详解,
(2)证明见详解
【分析】(1)选①,利用进行求解,选②,利用进行求解;
(2)利用裂项相消法即可求出,进而判断范围.
【详解】(1)选①:,
当时,,
,即,
又时,得,则,
故数列是以2为首项,2为公比的等比数列,;
选②:,
时, ,,
又时,,满足上式,
;
(2)由(1)知,,,
设,则,则,
又,
,
综上:.
2.(24-25高二上·宁夏银川·阶段练习)如果数列对任意的,,则称为“速增数列”.
(1)判断数列是否为“速增数列”?说明理由;
(2)若数列为“速增数列”,且任意项,,,,求正整数k的最大值.
【答案】(1)是,理由见解析;
(2)64.
【分析】(1)利用“速增数列”的定义判断说明即可;
(2)根据新定义有,,,,,累加可得,再结合已知求参数最大值.
【详解】(1)是“速增数列”,理由如下:
数列对,有,
所以,即,
所以数列是“速增数列”.
(2)由数列为“速增数列”, ,,,
所以,对有,且,
所以,,,,
累加得,
所以,又,则,
由,,故正整数的最大值为64.
3.(23-24高二下·江苏无锡·阶段练习)如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的比都大于3,则称这个数列为“型数列”.
(1)若数列满足,判断是否为“型数列”,并说明理由;
(2)已知正项数列为“型数列”,,数列满足,,是等比数列,公比为正整数,且不是“型数列”,
①求证:数列为递增数列;
②求数列的通项公式.
【答案】(1)数列不是“型数列”,理由见解析
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)利用“型数列”定义判断即可;
(2)①由已知可得,可得结论;
②因为数列不是“型数列”,可得,进而,可得趋近于,即可得,可求,可求数列的通项公式.
【详解】(1)
不满足“型数列”定义,数列不是“型数列”;
(2)①∵正项数列为“型数列”,
∴数列为递增数列
②设数列的公比为,,
又因为数列不是“型数列”,可得
可得,即得;
又数列为“型数列”,可得;
由①知为递增数列,因此当趋近于正无穷大时,趋近于,即可得;
综上可得,
即,可得;
所以数列是以为首项,公比为的等比数列;
即可得,可得;
所以数列的通项公式为.
4.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)在①,②且,③且这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
问题:设数列为等差数列,其前项和为,__________.数列为等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
注:若选多个条件解答,则按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据数列为等差数列的特点,结合已知条件,求出数列中的基本量,确定数列的通项公式;
(2)根据(1)中结论求出表达式,根据已知条件求出通项公式,用分组求和与裂项相消法求即可.
【详解】(1)选条件①
依题意得,当时,,解得,又,
即,解得,又数列为等差数列,设公差为,
则,所以
验证:当时,与条件相符,
综上所述,所以;
选条件②
设等差数列的公差为,因为且所以有
,整理有,解得
所以,所以
选条件③
设等差数列的公差为,由,则有,即,
故,所以,又因为,
即,解得,所以
验证:当时,,
所以符合已知条件,综上所述,所以.
(2)由(1)有,又因为为等比数列,
设公比为,且,,所以,所以,
所以,
故
5.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)我们把公差不为0的等差数列称为“一阶等差数列”,若数列是“一阶等差数列”,则称数列是“二阶等差数列”.定义:若数列是“阶等差数列”,则称数列为“阶等差数列”.例如:,后项与前项的差值:,这些差值构成的数列是公差为2的等差数列,则称数列为“二阶等差数列”.
(1)若数列的通项公式为,试判断数列是否为“二阶等差数列”,并说明理由;
(2)若数列为“二阶等差数列”,且,对应的“一阶等差数列”首项为1,公差为3,求;
(3)若“三阶等差数列”的前4项依次为,其前项和为,求.
【答案】(1)是,理由见解析
(2)
(3)
【分析】(1)结合已知定义及等差数列的定义即可判断;(2)由已知定义及等差数列的通项公式,求和公式即可求解;(3)结合已知递推关系及等差数列的求和公式先求出,然后结合组合数公式即可求解.
【详解】(1),
是公差为2的等差数列,则数列是“二阶等差数列”.
(2)由题意是“一阶等差数列”,又首项为1,公差为3.
满足上式,.
“二阶等差数列”的通项公式为.
(3)是“三阶等差数列”,是“二阶等差数列”,
设是“一阶等差数列”.
由题意得,
,
.
满足上式,.
.
满足上式,.
.
6.(23-24高二上·上海·期末)如果无穷数列满足“对任意正整数,都存在正整数k,使得”,则称数列具有“性质P”.
(1)若等比数列的前n项和为,且,,.求证:数列具有“性质P”;
(2)在(1)的条件下,若对任意正整数n恒成立,求实数a的取值范围;
(3)如果各项均为正整数的无穷等比数列具有性质“P”,且、、、四个数中恰有两个出现在中,试求出这两个数的所有可能情况,并求出相应数列首项的最小值,说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)答案见解析,理由见解析
【分析】(1)根据等比数列基本量的计算即可求解通项,根据指数运算即可求证,
(2)根据对勾函数的单调性即可求解最值,
(3)根据等比数列的通项特征,即可通过验证是否满足,逐一求解即可.
【详解】(1)由,可得,.
解得或(舍去),
故.
因为中存在,即,所以存在,所以具有性质P
(2),,,
因为对任意正整数成立,所以.
令 ,,
由于函数在单调递增,故.所以
(3)从、、、这四个数中任选两个,共有以下6种情况:,;,;,; ,; ,; ,.
①对于, 因为为正整数,可以认为是等比数列中的项,,首项的最小值为1.
下面说明此数列具有性质P:
=,=,任取,,则,
为正整数,因此此数列具有性质P,
②对于,.因为为正整数,
认为是等比数列中的项,,
首项的最小值为,下面说明此数列不具有性质P:
,,
若不为等比数列中的项,
因此此数列不具有性质P,
同理可得,;,;,;,每组所在等比数列不具有“性质P
【点睛】方法点睛:求解新定义运算有关的题目,关键是理解和运用新定义的概念以及元算,利用化归和转化的数学思想方法,将不熟悉的数学问题,转化成熟悉的问题进行求解.
对于新型集合,首先要了解集合的特性,抽象特性和计算特性,抽象特性是将集合可近似的当作数列或者函数分析.计算特性,将复杂的关系通过找规律即可利用已学相关知识求解.
含参的恒成立,先分离参数,转化为求式子的最大值或最小值问题来处理.
7.(24-25高二下·陕西西安·阶段练习)由9个不同的实数,,…,构成一个数表,若A中每行3个数之和、每列3个数之和、两条对角线3个数之和均相等,则称A为一个3阶幻方,这个和称为幻和.例如就是一个3阶幻方,幻和为15.
(1)设A是一个3阶幻方,证明:
(i);
(ii)是,,…,的中位数;
(2)将正整数1,2,…,9填入数表A中构成一个幻方,
(i)证明:是偶数;
(ii)求的概率;
(3)若,,…,的某种排列,,…,满足:,,;,,;,,构成3个公差相等的等差数列,且,则称,,…,满足性质P.证明:A是一个3阶幻方当且仅当,,…,满足性质P.
【答案】(1)
证明见详解
(2)
证明见详解
(3)
证明见详解
【分析】小问1,可以利用做差直接得到结论;小问2,利用奇偶性和反证法进行判断,根据古典概型求出概率;小问3,根据题目给出信息证明即可.
【详解】(1)根据条件中对于幻和的定义,第一行加第三行减去两条对角线可表示为:
化简可得,再代入到第二列中,可得:.得证.
分别对第二行,第二列和两条对角线应用以上结论,可得,,,
综上可知必有个数小于,有个数大于,即是这个数的中位数.
(2)(i)证明:假设是奇数,由小问1已证结论,幻和为是奇数,且,则必为奇数,
如此则每一行每一列当中都有奇数,对于任意一行/列而言,要么三个都是奇数,要么只能有一个奇数,
如此则幻方当中奇数的数量只能是个或者个,与已知个奇数矛盾,故不可能是奇数.得证.
(ii)一共只有四个偶数,且每个偶数在位置的可能性相同.故
(3)不妨设,,,各个等差数列的公差均为.
若是幻方,则已知,所有项的和为
按照的方式求和,所有项和为.
,得,即,,
即,具有性质
若已知具有性质,可按照进行排列,验证其三行,三列和两条对角线的和均等于.
即是一个三阶幻方.
综上,可证是三阶幻方当且仅当满足性质.
8.(24-25高二上·浙江绍兴·阶段练习)在①,②,③这三个条件中任选两个,补充在下面问题中,并完成解答.
已知数列的前项和为,满足__________,__________,正项等差数列满足,且、、成等比数列.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列的前项和为,且对任意的,满足,求整数的最小值.(参考数据:,,,)
【答案】(1)条件选择见解析,答案见解析
(2)
【分析】(1)选①②或②③,由与的关系推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,即可得出数列的通项公式,设等差数列的公差为,则,根据题意可得出关于的方程,解出的值,结合等差数列的通项公式可得出数列的通项公式;
选①③,由上可知,无解;
(2)利用错位相减法求出,由所求不等式变形为,令,分析数列的单调性,求出该数列最大项的值,即可得出整数的最小值.
【详解】(1)选择①②,当时,由得,两式相减得,
即.
又,即,即,解得,则,
所以,数列是首项为,公比为的等比数列,则.
设等差数列的公差为,则,
因为,且、、成等比数列,所以,,
即,解得或(舍去),
所以,.
选择②③,当时,由得,
两式相减,得,可得.
又,则,
所以,数列是首项为,公比为的等比数列,则.
选择①③,由上可知,由于无法确定的值,故数列的通项公式无法求出.
(2)由(1),,
所以,,
,
两式相减,得,
化简得.
若对任意的,满足,
即对任意的,恒成立,
可得对任意的桓成立.
则.
令,
因为
,且,
当时,,此时数列单调递增,
当时,,此时数列单调递减,
则的最大值为,
所以整数的最小值为.
9.(2024·广东·模拟预测)定义:任取数列中相邻的两项,若这两项之差的绝对值为1,则称数列具有“性质1”.已知项数为的数列的所有项的和为,且数列具有“性质1”.
(1)若,且,写出所有可能的的值;
(2)若,证明:“”是“”的充要条件;
(3)若,证明:或.
【答案】(1);;
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由数列的性质得出,进一步结合的定义即可得解;
(2)结合新定义,分必要性、充分性两方面证明即可;
(3)由数列的性质,得出4整除,即或,然后回过头去检验是否满足题意即可.
【详解】(1)依题意,若,此时;
若,此时;
若,此时.
(2)必要性:因为,故数列为等差数列,
所以,公差为-1,
所以;
充分性:由于,
累加可得,,即,
因为,故上述不等式的每个等号都取到,所以,
所以,
综上所述,“”是“”的充要条件.
(3)令,依题意,,
因为,
所以
,
因为,所以为偶数,
所以为偶数;
所以要使,必须使为偶数,即4整除,
亦即或,
当时,比如或,时,有;
当时,比如或,时,有;
当或时,不能被4整除,.
【点睛】关键点点睛:想要完美的做出此题,关键在于对数列的新性质以及的定义有深刻的理解,由此即可顺利得解.
10.(24-25高二上·福建三明·期末)设有穷数列A:,,…,的所有项之和为,所有项的绝对值之和为,若数列A满足下列两个条件,则称其为n阶“0-2数列”:①;②.
(1)若2025阶“0-2数列”A:,,…,是递减的等差数列,求;
(2)若阶“0-2数列”A:,,…,是等比数列,求A的通项公式(,用n,k表示);
(3)设n阶“0-2数列”A:,,…,的前m项和为,若,使得,证明:数列B:,,…,不可能为n阶“0-2数列”.
【答案】(1)
(2)或
(3)证明见解析
【分析】(1)由等差数列的通项公式和前n项和公式,结合2025阶“数列的定义求解即可;
(2)讨论和,由等比数列的通项公式和前n项和公式,结合阶“数列的定义求解即可;
(3)假设数列B:,,…,为n阶“0-2数列”为阶,则,设数列B:,,…,的前i项和为,则,所以,进而得出,结合n阶“0-2数列”的定义与性质②不能同时成立,即可得证.
【详解】(1)设等差数列A的公差为d,,
由①得,即,
所以,所以,
则,,
又,,且,所以,
所以,解得,
由,得.
(2)设数列A的公比为q,
当时,由①知,则,不符合题意,所以,
由①得,
因为,,所以,
由②可知,则或,
故数列A的通项公式为或.
(3)证明:由数列A为n阶“0-2数列”可知,
所有非正项的和为,所有正项的和为1,所以,
若,使得,
由上可知,,…,,,,…,,
且.
假设数列B:,,…,为n阶“0-2数列”,则,
设数列B:,,…,的前i项和为,则,
所以,
又,所以.则,.
所以,
又,所以,,…,,
,
与性质②不能同时成立,
故数列B:,,…,不可能为n阶“0-2数列”.
【点睛】方法点睛:新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的:遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$