内容正文:
数学 选择性必修 第二册 作业与测评(北师)
1.2 数列的函数特性
知识点一 数列增减性的判断
1.已知数列{an}的通项公式是an=,那么这个数列是( )
A.递增数列 B.递减数列
C.先增后减数列 D.常数列
答案:A
解析:an==2-,则这个数列是递增数列.故选A.
2.已知下列数列:
①1,3,5,7,…,2n-1;
②1,4,7,10,…;
③1,,,…,,…;
④-2,0,-2,0,…,(-1)n-1,…;
⑤a,a,a,a,….
其中,有穷数列是________,无穷数列是________,递增数列是________,递减数列是________,常数列是________.(将正确的序号填在横线上)
答案:① ②③④⑤ ①② ③ ⑤
解析:①是有穷数列,也是递增数列;②是无穷数列,也是递增数列;③是无穷数列,也是递减数列;④是无穷数列;⑤是无穷数列,也是常数列.
3.在数列{an}中,an=n2-kn(n∈N+),且{an}是递增数列,则实数k的取值范围为________.
答案:(-∞,3)
解析:因为an=n2-kn,所以an+1=(n+1)2-k(n+1),所以an+1-an=(n+1)2-k(n+1)-n2+kn=2n+1-k.又数列{an}是递增数列,所以an+1-an>0,即2n+1-k>0,即k<2n+1,又n∈N+,所以k<3,故实数k的取值范围为(-∞,3).
4.已知数列{an}中,an=n2-8n.
(1)画出{an}的图象;
(2)根据图象写出数列{an}的增减性.
解:(1)列表如下:
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
an
-7
-12
-15
-16
-15
-12
-7
0
9
…
描点:在平面直角坐标系中描出下列各点即得数列{an}的图象.
(1,-7),(2,-12),(3,-15),(4,-16),(5,-15),(6,-12),(7,-7),(8,0),(9,9),…,
图象如图所示.
(2)数列{an}的图象既不是上升的,也不是下降的,所以{an}既不是递增数列,也不是递减数列.
知识点二 求数列中的最大(小)项
5.已知数列{an}的通项公式为an=-2n2+21n,则该数列中数值最大的项是( )
A.第5项 B.第6项
C.第4项或第5项 D.第5项或第6项
答案:A
解析:an=-2+,因为n∈N+,5<<6,且a5=55,a6=54,所以数值最大的项为第5项.故选A.
6.已知数列{an}的通项公式为an=·,则下列关于数列{an}中的最大项、最小项,叙述正确的是( )
A.最大项为a1,最小项为a3
B.最大项为a1,最小项不存在
C.最大项不存在,最小项为a3
D.最大项为a1,最小项为a4
答案:A
解析:令f(n)=,当n∈N+时,0<≤1,且f(n)=单调递减.an=-,n∈N+,则当n=1,2,3,4,…时,的值分别为1,,,,….又-=,-=,<,结合函数y=-的图象与性质即知数列{an}中的最大项为a1=0,最小项为a3=-.故选A.
7.数列{an}的通项公式为an=若a5是{an}中的最大项,则a的取值范围是________.
答案:[9,12]
解析:当n≤4时,an=2n-1单调递增,因此n=4时,取得最大值为a4=15,当n≥5时,an=-n2+(a-1)n=-+,因为a5是{an}中的最大项,所以解得9≤a≤12.
8.已知数列{an}的通项公式为an=(n+2)·,数列{an}是否有最大项?若有,求出最大项;若没有,说明理由.
解:根据题意,数列{an}的通项公式为an=(n+2),则an+1=(n+3),
则有=×=,
∵an=(n+2),∴数列{an}为正项数列.
当1≤n≤6时,>1,则有a1<a2<a3<a4<a5<a6<a7,
当n=7时,=1,则有a7=a8,
当n≥8时,<1,则有a8>a9>…,
又由a7=a8=,
故数列{an}中的最大项为.
一、选择题
1.若数列{an}是递增数列,则{an}的通项公式可能是( )
A.an=- B.an=n2-8n
C.an=2-n D.an=(-n)n
答案:A
解析:对于A,由an=-(n∈N+),易知数列{an}是递增数列,A正确;对于B,an=n2-8n=(n-4)2-16(n∈N+),当1≤n≤4时,数列{an}递减,当n>4时,数列{an}递增,B错误;对于C,an=,故数列{an}是递减数列,C错误;对于D,an=(-n)n,数列{an}是摆动数列,不具有单调性,D错误.故选A.
2.若数列{an}的通项公式为an=(n∈N+),则这个数列中的最大项是( )
A.第12项 B.第13项
C.第14项 D.第15项
答案:C
解析:an==,∵n+≥2=28,当且仅当n=,即n=14时,等号成立,∴当n=14时,取得最大值.故选C.
3.在数列{an}中,“|an+1|>an”是“数列{an}为递增数列”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
解析:由|an+1|>an可得an+1>an或-an+1>an,所以充分性不成立;若数列{an}为递增数列,则|an+1|≥an+1>an,所以必要性成立,所以“|an+1|>an”是“数列{an}为递增数列”的必要不充分条件.故选B.
4.已知数列{an}的通项公式为an=(n+1)·,下列说法正确的是( )
A.{an}有最大项,但没有最小项
B.{an}没有最大项,但有最小项
C.{an}既有最大项,又有最小项
D.{an}既没有最大项,也没有最小项
答案:C
解析:数列{an}的通项公式为an=(n+1)·,当n=2k,k∈N+时,a2(k+1)-a2k=·,当1≤k≤4时,a2(k+1)-a2k>0,a2k递增;当k≥5时,a2(k+1)-a2k<0,a2k递减,故a10最大.当n=2k-1,k∈N+时,a2k-1=-2k·,a2(k+1)-1=-(2k+2)·,a2k+1-a2k-1=·,当1≤k≤4时,a2k+1-a2k-1<0,a2k-1递减;当k≥5时,a2k+1-a2k-1>0,a2k-1递增,故a9最小.综上,{an}既有最大项,又有最小项.故选C.
5.[多选]费马数是以数学家费马命名的一组自然数,具有如下形式:Fn=22n+1(n=0,1,2,…).若bn=(n∈N+),则( )
A.数列{bn}的最大项为b1
B.数列{bn}的最大项为b6
C.数列{bn}的最小项为b1
D.数列{bn}的最小项为b5
答案:BD
解析:bn==,因为函数f(n)=2n-36单调递增,且当n≤5时,bn<0,当n≥6时,bn>0,所以数列{bn}的最大项为b6,最小项为b5.
二、填空题
6.数列{an}中,an=2n2-11n,则数列{an}的最小项是________.
答案:-15
解析:an=2-,2<<3,又a2=-14,a3=-15,则数列{an}的最小项为-15.
7.已知数列{an}满足an=2n+kn,若{an}为递增数列,则k的取值范围是________.
答案:(-2,+∞)
解析:若{an}为递增数列,则an+1-an>0,则2n+1+k(n+1)-(2n+kn)=2n+1-2n+k=2n+k>0对于n∈N+恒成立,∴k>-2n对于n∈N+恒成立,∴k>-2.
8.数列{an}满足an=,若ap最大,aq最小,则p=________,q=________.
答案:44 45
解析:an==1+.由于44<<45,则当n≤44时,an=1+>1且递增;当n≥45时,an=1-<1且递增.所以a44最大,a45最小,即p=44,q=45.
三、解答题
9.在数列{an}中,an=n(n-8)-20.
(1)数列{an}共有几项为负?
(2)数列{an}从第几项开始递增?
(3)数列{an}中有无最小项?若有,求出最小项;若没有,请说明理由.
解:(1)由an=n(n-8)-20<0,得-2<n<10.
∴当1≤n<10时,an<0,
∴数列{an}共有9项为负.
(2)∵an+1-an=2n-7,
∴当n>3时,an+1-an>0,
故数列{an}从第4项开始递增.
(3)由(2)知,当n≤3时,an+1<an,
故有(an)min=a4=-36.
10.已知函数f(x)=2x-2-x,数列{an}满足f(log2an)=-2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:数列{an}是递减数列.
解:(1)因为f(x)=2x-2-x,f(log2an)=-2n,
所以2log2an-2-log2an=-2n,an-=-2n,
所以a+2nan-1=0,
解得an=-n±.
因为an>0,所以an=-n.
(2)证明:=
=<1.
又因为an>0,所以an+1<an,所以数列{an}是递减数列.
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