内容正文:
专题1.4 数列、不等式交汇及其最值范围与新定义题型全析
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速度提升 技巧掌握 手感养成
分析考情·探趋势
锁定核心,精准发力:快速锁定将要攻克的最核心、必考的重难点,明确主攻方向,聚焦关键目标
破解重难·冲高分
方法引领,突破瓶颈:系统归纳攻克高频难点的解题策略与实战技巧,并配以同源试题快速内化
拔尖冲优·夺满分
巅峰演练,锤炼题感:精选中高难度真题、模拟题,锤炼稳定攻克难题的“顶级题感”与应变能力
近三年:数列是高考数学的核心考点,命题形式灵活多样,覆盖基础与综合应用。小题侧重考查等差、等比数列的基本概念、性质及递推关系,常与函数、导数等知识融合,体现综合性趋势。解答题难度多为中等或略高。此类题目通常先考查数列通项和数列基本性质,继而深入至求和问题,并与不等式、函数、最值等交织融合。在掌握等差、等比数列求和的基础上,重点考查“裂项相消”“错位相减”等进阶求和方法,尤其强调“放缩法”的运用与思想渗透。同时,数列与数学归纳法的结合亦具考查潜力,值得重点关注与准备。
预测2026年:
考向01利用数列的函数特征求最值项
考向02 等差数列前n项和的最值
考向03 数列不等式恒成立求参数范围
考向04 数列不等式能成立(有解)求参数范围
考向05 数列求和与不等证明
考向06 数列定义新情境
考向07 数列定义新性质
考向08 数列定义新概念
考向01 利用数列的函数特征求最值项
求解数列通项最值问题,需依据通项公式形式,将其视为关于n的函数,结合函数单调性、二次函数性质(对称轴、开口方向)、分式函数性质等分析,同时兼顾n为正整数的限制,通过计算相邻项或结合函数性质确定最值。
1.(2024·上海·模拟)数列的最小项的值为 .
【答案】
【详解】令,得,令,得,所以当时,,当时,,而函数在上单调递减,所以当时,取得最小值,即数列的最小项的值为.故答案为:.
2.(2024·安徽·模拟)已知,则这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是( )
A., B., C., D.,
【答案】C
【详解】,
当,时,,,且随着的变大,变大,
当,时,,,且随着的变大,变大,
故这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是,.
故选:C
3.(2025·浙江·模拟)已知数列满足,则数列中的最小项为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可知为等差数列,且公差为2,首项为,因此,由于且,故中的最小项为,故选:B
4.已知数列的前项和为,若,则的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【详解】由题意知,故时,,当时,,,则,即,故,又,
所以为首项是,公比为的等比数列,故,随n的增大而减小,且数列的奇数项均为负值,偶数项为正值,故时,取最大值,最大值为,故选C
5.(2024·湖北·模拟)(多选)无穷等比数列的首项为公比为q,下列条件能使既有最大值,又有最小值的有( )
A., B., C., D.,
【答案】BC
【详解】,时,等比数列单调递减,故只有最大值,没有最小值;,时,等比数列为摆动数列,此时为大值,为最小值;,时,奇数项都相等且小于零,偶数项都相等且大于零,所以等比数列有最大值,也有最小值;,时,因为,所以无最大值,奇数项为负无最小值,偶数项为正无最大值.故选:BC
6.已知数列的首项,且满足,则中最小的一项是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,所以数列是以为首项,1为公差的等差数列,即,所以有,显然当时,,因此中最小的一项是,故选:B
7.(2024·河南·模拟)已知数列是单调递增数列,,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得,由于数列为单调递增数列,即,,整理得,令,则,,所以数列单调递减,故是数列的最大项,则的取值范围为,故C正确.故选:C.
8.(2024·辽宁·模拟)数列中, ,若数列是等差数列,则最大项为( )
A. B.或 C. D.
【答案】D
【详解】若数列是等差数列,则数列的首项为,公差为,所以,则,所以,则当时,,则;当时,,故此时数列单调递减,则
综上,最大项为.故选:D.
9.(2024·山东·模拟)已知是各项均为正整数的递增数列,前项和为,若,当取最大值时,的最大值为( )
A.63 B.64 C.71 D.72
【答案】C
【详解】因为是定值,要使当取最大值时也取得最大值,需满足各项尽可能取到最小值,又因为是各项均为正整数的递增数列,所以,即是首相为,公差为的等差数列,其中;的前项和为;当时,;当时,;又因为,所以的最大值为,此时,取得最大值为.故选:C.
10.(2025·河南·模拟)(多选)已知等比数列不是递增数列,其前项和为,且,,成等差数列,,则( )
A. B.
C.数列的最大项为 D.数列的最小项为
【答案】ACD
【详解】设等比数列的公比为.对于A,由题意得,则,故A正确;对于B,由A项,可得,∴,当时,,此时可知数列为递增数列,故舍去;故,∴,故B错误;对于C,,当为奇数时,,而指数函数在上单调递减,∴;当为偶数时,,而指数函数在上单调递减,∴,故得,又∵函数在上单调递增,∴,当时,时为最大项,故C正确,当时,为最小项,故D正确.故选:ACD.
11.已知数列中,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,写出的通项公式;
(2)求数列的通项公式及数列中的最大项与最小项.
【详解】(1)∵,∴,∴,
∴,又,所以,
∴数列是以1为公差的等差数列;
又∵,,
∴是以为首项,为公差的等差数列,
∴,;
(2)∵,所以,
∴作函数的大致图象,
∴由图知,在数列中,最大项为,最小项为;
另解:因为,
当时,数列是递减数列,且,,
当时,数列是递减数列,且,
所以在数列中,最大项为,最小项为.
12.已知等比数列的各项均为正数,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,,求数列的最大项.
【详解】(1)设等比数列的公比为,因为,,
所以,所以,
因为,所以,所以,所以.
(2)法一:.
所以数列的最大项为.
法二:因为,所以.由,得.
所以数列的最大项为.
考向02 等差数列前n项和的最值
求等差数列前n项和最值,常用两种方法:
1.函数法:将等差数列前n项和化为二次函数,根据抛物线顶点确定最值位置,取邻近正整数;
2.通项符号法:分析通项的符号变化,找正负转折点,项由正转负时和取最大,反之取最小。
函数法直观,适合参数明确;符号法重单调性,利于判断趋势,据题选用更高效。
1.(2025·山东·模拟)已知为等差数列的前项和,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设的公差为,因为,,可得 ,解得,所以,可得,所以当时,取得最小值.故选:D.
2.(2025·河北·模拟)已知等差数列的公差小于,前n项和为,若,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设等差数列的首项为,公差为,由,得到①,由,得到②,由①②得到,,又,,由,解得,所以,,,
又因为,所以当或时,的值最大,最大值为,故选:A.
3.已知等差数列公差,,,记该数列的前n项和为,则的最大值为( )
A.20 B.24 C.36 D.40
【答案】C
【详解】等差数列中,公差,即数列是递减等差数列,显然,而,且,解得,则,,由,得,因此数列前9项均为非负数,从第10项起均为负数,所以的最大值为.故选:C.
4.(2025·湖北·模拟)已知公差为负数的等差数列的前项和为,若是等比数列,则当取最大值时,( )
A.2或3 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】设等差数列的公差为,由是等比数列,得,解得,则,显然等差数列单调递减,当时,,当时,,所以当取最大值时,.故选:B
5.(2026·浙江·模拟)已知等差数列的前项和满足:,则数列的最小项是第( )项.
A.2026 B.2027 C.4048 D.4049
【答案】A
【详解】由,则,,,因此等差数列为递增数列,而,,则时,,,即;当时,,要使最小,则,此时,数列为递增数列,则随着的增大,增大,减小,增大,但,,则增大,因此,当时,最小.故选:A.
6.已知数列的前项和为,满足,则下列判断正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C.数列存在最大值 D.数列存在最大值
【答案】D
【详解】由可知,当时,,因为,所以,故数列是从第二项开始的等差数列,故A错误.将的通项公式可得,故B错误.由知,数列为递增数列,不存在最大值,故C错误.
由知,数列为递减数列,故存在最大值,故D正确.故选:D.
7.(2025·湖南·模拟)设是等差数列的前项和,,则的最小值为 .
【答案】4
【详解】设等差数列的公差为.由题意可知解得,则的前项和,而函数的零点为和,故当接近或时,取得最小值.又,所以当时,的最小值为.故答案为:4
8.设数列的前n项和为,且,,则的最小值是 .
【答案】
【详解】当时,,即,解得或.因为,所以.当时,,所以,即,即.因为,所以,所以,即,则,从而,故,当或时,取得最小值,最小值是.故答案为:
9.已知公差不为的等差数列的前项和为,若,,,则的最小值为 .
【答案】
【详解】取得最小值,则公差,或,当时,,所以,又,所以,所以,,故,令,则,所以的最小值为.当,,不合题意.综上所述:,,,的最小值为.故答案为:.
10.已知为R上单调递增的奇函数,在数列中,,对任意正整数n,,则数列的前n项和的最大值为 .
【答案】77
【详解】因为,且为R上的奇函数,所以.又在R上单调递增,所以,即,所以为等差数列,且公差为,首项为20,所以,所以,所以最大,且.故答案为:77
11.(2024·四川·模拟)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)若,,成等比数列,求的最大值.
【详解】(1)数列满足①,
当时,有②,
①②可得:,
即,
变形可得,故数列是以为等差的等差数列;
(2)由(1)可知数列是以为等差的等差数列,
若,,成等比数列,则有,
即,解得,
所以,所以单调递减,
又当时,,当时,,当时,,
故当或时,取得最大值,
且.
12.记为数列的前n项和.已知.
(1)证明:是等差数列;
(2)若成等比数列,求的最小值.
【详解】(1)因为,即①,
当时,②,
①②得,,
即,
即,所以,且,
所以是以为公差的等差数列.
(2)[方法一]:二次函数的性质
由(1)可得,,,
又,,成等比数列,所以,
即,解得,
所以,所以,
所以,当或时,.
[方法二]:【最优解】邻项变号法
由(1)可得,,,
又,,成等比数列,所以,
即,解得,
所以,即有.
则当或时,.
13.已知等差数列是递减数列,设其前项和为,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求的最大值及相应的的值.
【详解】(1)设等差数列公差为,则由,得,
将代入上式解得或(舍),
所以的通项公式为.
(2)由(1)得,所以,
故数列是以10为首项,为公差的等差数列,
令,解得,故,
即当或5时,取得最大值25.
14.设数列的前项和为,当时,有.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)若,,求的最大值.
【详解】(1)因为当时,有①,
所以当时,②,
由①−②,整理可得,所以数列是等差数列.
(2)由(1)可知是等差数列,所以,可得
所以数列的公差, 所以,
所以,
又,所以当或时,取到最大值为60.
考向03 数列不等式恒成立求参数范围
求解数列不等式恒成立问题常用方法:
1.分离参数,然后求转化成数列求最值问题;
2.构造函数,然后利用用导数分析单调性求最值或极值。
同时,时刻警惕题目是“恒成立”还是“存在性”问题。
1.(2025·山东·模拟)已知数列的前项和为,且.若对任意的正整数恒成立,则实数的最小值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【详解】当,则,即,当,,则,即,∴,∴数列是的等比数列,∴,
∵,即,∴,令数列的通项为,则,令,则,又∵
∴当,,当,,∴数列的最大项为,∴.故选:B.
2.(2025·海南·模拟)数列满足,对于任意的恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意令,所以,对比,可得,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,所以,
所以,对于任意的恒成立,即对于任意的恒成立,即对于任意的恒成立,显然当增大时,减小,此时增大,
所以.故选:A.
3.(2025·甘肃·模拟)已知等比数列的前项和为,若对于任意,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设数列的公比为,由题意知,由,解得,
所以,因为,当且仅当,即时等号成立,所以,解得.故选:A
4.(2025·吉林·模拟)已知递减的等比数列前项和为,且满足,,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【详解】由题可设等比数列的公比为,因为,,所以或,所以,,所以为单调递增数列,为单调递减数列,所以单调递增,故,故若恒成立,则的最小值为.故选:D
5.(2025·福建·模拟)已知数列的前项和为,若,且对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,且对任意的,都有成立,所以,所以.故选:D.
6.已知数列是等差数列,,且,,数列的前n项和为,若不等式恒成立,则实数的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【详解】由题设,则,又为等差数列,则其公差,
所以,故,
所以,而不等式恒成立,
所以,即实数的最小值为.故选:B
7.(2025·重庆·模拟)已知等差数列、的前项和分别为、,若,对,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】等差数列、的前项和分别为、,且,则,且当时,,因为,,,则,即的最小值为.故选:C.
8.(2025·陕西·模拟)已知数列满足,,,若数列的前项和为,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】因为数列满足,,所以数列是以为首项,2为公差的等差数列,
所以,所以,
当为偶数时,
,
当为奇数时,
,
因为不等式恒成立,即,
所以,所以,,
所以解得,所以的取值范围为.故选:D
9.(2025·安徽·模拟)已知数列满足,且,则使不等式成立的的最大值为( )
A.98 B.99 C.100 D.101
【答案】B
【详解】由,可得,易知,两侧同时除,可得,整理得,所以是以为首项,为公比的等比数列,
则,故,
故,易知单调递增,,所以.故选:B
10.(2024·江苏·模拟)已知数列的前n项和为,且,.若,则正整数k的最小值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】C
【详解】数列中,,当时,,则,整理得,即,而,即,因此数列是以为首项,公比为的等比数列,,则,由,知为奇数,此时是递增的,而,,
所以正整数k的最小值为13.故选:C
11.(2024·宁夏·模拟)已知数列满足.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,记数列的前n项和为.
(i)求;
(ii)若成立,求m的取值范围.
【详解】(1)因为,即,
所以数列是以为首项,3为公差的等差数列.
(2)(i)由(1)知,
所以,所以,
所以,
,
所以
,
所以.
(ii)因为,所以,
令,不妨设的第项取得最大值,
所以,解得,
所以的最大值为,
所以,即m的取值范围是.
12.(2024·天津·模拟)设是等差数列,其前项和,是等比数列,且,,.
(1)求与的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)若对于任意的不等式恒成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
由,,又,,,
由,,又,,,
,,即,.
(2)当为奇数时,,记,则有
,,
得:,
,
当为偶数时,,
记.
(3)由与恒成立,
可得恒成立,恒成立,即求的最大值,
设,,
单调递增,
又,,.
考向04 数列不等式能成立(有解)求参数范围
数列不等式的“能成立”问题(也常被称为“存在性”问题),在高中数学尤其是高考压轴题中占有重要地位。与“恒成立”要求所有情况都满足不同,“能成立”只需要存在至少一个满足条件的项或参数。解题关键是转化为数列最值与参数的比较,即存在 n 使得不等式成立等价于数列的最大值大于或最小值小于参数。解题时需先利用单调性等方法求出最值,再建立关于参数的不等式求解。
1.(2025·山东·模拟)公差不为的等差数列的前项和为,若,成等比数列,则满足的的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设数列的公差为,因为,成等比数列,所以, 解得,所以,
故.由,得,解得.
∵,∴的最大值为.故选:D.
2.(2026·辽宁·模拟)记是公差不为0的等差数列的前项和,若,,则使成立的的最大值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】设等差数列的公差为,又,所以,由,所以,所以,所以,即①,
又因为,所以②,
由①②解得,所以,
所以,由有,即,解得,
所以使成立的的最大值是,故选:C.
3.(2024·内蒙古·模拟)设为等差数列的前n项和,若,,则使的n的最大值为( )
A.11 B.12 C.20 D.21
【答案】D
【详解】设等差数列的公差为d,由,得,得,由于,得,由,得,得,得,得,得,且,则n的最大值为21,
故选:D
4.(2024·浙江·模拟)已知数列满足,若存在实数,使单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解法一:由单调递增,得,由,得,∴.
时,得①,时,得,即②,若,②式不成立,不合题意;若,②式等价为,与①式矛盾,不合题意.综上,排除B,C,D.
解法二:设,函数对称轴为,则,联立,可得两函数的交点为,若要,则,,所以,又只要求存在实数,所以.故选:A.
5.(2025·山东·模拟)已知数列的通项公式,在每相邻两项,之间插入个2(),使它们和原数列的项构成一个新的数列,记数列的前n项和为,则成立的n的最小值为( )
A.20 B.21 C.22 D.23
【答案】B
【详解】由题设,数列各项依次为,当时,,当时,,所以成立的n的最小值为21.故选:B.
6.(2024·浙江·模拟)已知数列的前项和为,且,数列的前项和为,且,则满足的正整数的最小值为 .
【答案】15
【详解】因为,所以,
因为,所以,整理得,所以,所以,令,解得.所以正整数的最小值为15.故答案为15
7.已知等比数列的首项且公比,且,记的前项和为,前项积为,则当不等式成立时,的最大值为 .
【答案】19
【详解】设等比数列的公比为.由,得,解得,所以,则.由,得,即即 .令,解得.又,所以.当时,,不等式不成立;当时,,所以,不等式成立;当时,,所以,不等式不成立.故当不等式成立时,的最大值为19.故答案为:19.
8.(2023·黑龙江·模拟)已知数列的通项公式是,记为在区间内项的个数,则 ,不等式成立的的最小值为 .
【答案】14 13
【详解】令,得,当为奇数时,,
当为偶数时,,所以.当为奇数时,,即,因为,所以,即,因为为奇数,所以的最小值为;当为偶数时,,因为,所以,,因为为偶数,所以的最小值为.综上所述,的最小值为.故答案为: ,
9.(2024·河北·模拟)已知数列的前项积为,若,则满足的正整数的最小值为 .
【答案】
【详解】由满足,即,故,当时,,又为偶数时,为奇数时,,所以要满足,所以的最小值为5,故答案为:5.
10.已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)解:当时,,解得,
当时,,两式相减可得,,
则,
叠加可得,,则,而时也符合题意,
所以数列的通项公式为.
(2)解:由(1)知,可得,
故;
解法1:由,可得,
即,即则,又由,
当且仅当时取等号,故实数的取值范围为.
解法2:由,
可得,
当,即时,,
则,故实数的取值范围为.
11.已知数列对任意满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求使得成立的正整数的最小值.
【详解】(1)因为①,
所以 ②,
①②两式相减,得 ,所以③.
又当时,得,不满足上式.
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)知,,所以不成立,当时, ,由,得.令,则为增函数,又.因此要使成立,只需,故使成立的正整数的最小值为7.
考向05 数列求和与不等证明
证明数列不等式,首先观察结构,尝试放缩法,这是核心技巧。其次考虑数学归纳法,尤其适合与自然数n相关且结构清晰的命题。对于函数背景强的问题,可构造函数利用单调性分析。此外,基本不等式、裂项相消、递推关系等也常是关键。务必灵活选择,综合运用。
1.(2022·新高考全国I卷)记为数列的前n项和,已知是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
【详解】(1)∵,∴,∴,
又∵是公差为的等差数列,∴,∴,
∴当时,,∴,
整理得:,即,
∴,
显然对于也成立,∴的通项公式;
(2)
∴
2.(2025·辽宁·模拟)已知数列中,,,且数列为等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前n项和,证明:.
【详解】(1)因为数列中,,,且数列为等差数列,
设数列的公差为,则,故,
所以,故.
(2)因为,
所以
,故原不等式成立.
3.(2025·重庆·模拟)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求证:.
【详解】(1)已知,
当时,;当时,,
则,
显然时,,满足上式,
综上,;
(2)由上知:,
故,
易知单调递增,
时,,
又,即,证毕.
4.(2024·广东·模拟)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
【详解】(1)由是首项为、公差为的等差数列,故,
即,当时,,
故,
当时,,符合上式,故;
(2)由,,故,
则,
由,故,则.
5.已知是公差为2的等差数列,其前8项和为64.是公比大于0的等比数列,.
(I)求和的通项公式;
(II)记,
(i)证明是等比数列;(ii)证明
【详解】(I)因为是公差为2的等差数列,其前8项和为64.
所以,所以,所以;
设等比数列的公比为,所以,解得(负值舍去),
所以;
(II)(i)由题意,,
所以,所以,且,
所以数列是等比数列;
(ii)由题意知,,所以,
所以,设,则,
两式相减得,所以,
所以.
考向06 数列定义新情景
将数列嵌入具体情境或文化背景,例如“三角垛”“角谷猜想”等,重在从实际情景中抽象出数列的内在关系。解题时,应先深入理解情境含义,将其转化为递推关系或通项公式模型;通过手动计算前几项以发现规律,再结合等差、等比数列的基本公式进行求解,同时剔除情境中干扰性的无关信息,聚焦数学本质。
1.(2024·云南·模拟)任取一个正整数,若是奇数,就将该数乘3再加上1;若是偶数,就将该数除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈.这就是数学史上著名的“冰雹猜想”(又称“角谷猜想”).如取正整数,根据上述运算法则得出,共需经过8个步骤变成1(简称为8步“雹程”).现给出冰雹猜想的递推关系如下:已知数列满足:(为正整数),当时,( )
A.170 B.168 C.130 D.172
【答案】D
【详解】依题意,,故,又,所以.所以.
故选:D.
2.(2024·天津·模拟)数列各项均为实数,对任意满足,定义:行列式且行列式为定值,则下列选项中不可能的是( )
A., B., C., D.,
【答案】B
【详解】由题知,,又,所以,是周期为3的周期数列.
对于A,若,,则,则或,若,则,得,
又,由周期性可知,当时,满足,A不满足题意;对于B,若,,则,即,又,消元整理得,即,无实数解,故B满足题意;对于C,若,,则,解得,显然恒成立,C不满足题意;对于D,若,,则,解得,显然此时恒成立,D不满足题意.
故选:B
3.(2024·江西·模拟)设数列满足,,,若表示大于的最小整数,如,,记,则数列的前2025项之和为( )
A.4052 B.4051 C.4050 D.4049
【答案】B
【详解】由,得,所以数列为公差为2的等差数列,首项为,,则
,,又,当时,,故,所以数列的前2025项之和为.故选:B.
4.(2025·湖北·模拟)已知是无穷正整数数列,定义操作为删除数列中除以余数为的项,剩下的项按原先后顺序不变得到新数列.若,,进行操作后剩余项组成新数列,设数列的前项和为.
(1)求;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
【详解】(1)因为,可知(满足除以3余数为1),当时,为3的倍数,
进行操作,即删除,剩余,则,可得,所以.
(2)由(1)可知,则,
所以数列的前项和.
5.(2024·广东·模拟)无穷数列,,…,,…的定义如下:如果n是偶数,就对n尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是﹔如果n是奇数,就对尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是.
(1)写出这个数列的前7项;
(2)如果且,求m,n的值;
(3)记,,求一个正整数n,满足.
【详解】(1)根据题意,,,,,,,.
(2)由已知,m,n均为奇数,不妨设.
当时,因为,所以,故;
当时,因为,而n为奇数,,所以.
又m为奇数,,所以存在,使得为奇数.
所以.
而,所以,即,,无解.
所以.
(3)显然,n不能为偶数,否则,不满足.
所以,n为正奇数.
又,所以.
设或,.
当时,,不满足;
当时,,即.
所以,取,时,
即.
6.已知数列的项数均为m,且的前n项和分别为,并规定.对于,定义,其中,表示数集M中最大的数.
(1)若,求的值;
(2)若,且,求;
(3)证明:存在,满足 使得.
【详解】(1)由题意可知:,
当时,则,故;
当时,则,故;
当时,则故;
当时,则,故;
综上所述:,,,.
(2)由题意可知:,且,
因为,且,则对任意恒成立,
所以,
又因为,则,即,
可得,
反证:假设满足的最小正整数为,
当时,则;当时,则,
则,
又因为,则,
假设不成立,故,
即数列是以首项为1,公差为1的等差数列,所以.
(3)因为均为正整数,则均为递增数列,
(ⅰ)若,则可取,满足 使得;
(ⅱ)若,则,
构建,由题意可得:,且为整数,
反证,假设存在正整数,使得,
则,
可得,
这与相矛盾,故对任意,均有.
①若存在正整数,使得,即,
可取,
满足,使得;
②若不存在正整数,使得,
因为,且,
所以必存在,使得,
即,可得,
可取,
满足,使得;
(ⅲ)若,
定义,则,
构建,由题意可得:,且为整数,
反证,假设存在正整数,使得,
则,
可得,
这与相矛盾,故对任意,均有.
①若存在正整数,使得,即,
可取,
即满足,使得;
②若不存在正整数,使得,
因为,且,
所以必存在,使得,
即,可得,
可取,
满足,使得.
综上所述:存在使得.
考向07 数列定义新性质
赋予数列新的特性,如“对数凹性”“周期性”,并要求判断或运用这些性质。解题时,需准确理解新性质的数学定义,将其表达式代入数列项中进行验证;可借助函数思想与差分方法进行分析,对于含参数的情形应分类讨论,始终紧扣性质的本质内涵进行严谨推导,提升解题的准确性与深度。
1.(2023·四川·模拟)对于数列,规定为数列的一阶差分,其中,规定为数列的k阶差分,其中.若,则( )
A.7 B.9 C.11 D.13
【答案】D
【详解】由可得,,
由可得,所以,故选:D.
2.(2024·四川·模拟)在数学上,斐波纳契数列定义为:,,,斐波纳契数列有种看起来很神奇的巧合,如根据可得,所以,类比这一方法,可得( )
A.714 B.1870 C.4895 D.4896
【答案】C
【详解】由题意,数列满足,即,两边同乘以,可得,则.故选:C.
3.若数列,对于,都有(为常数)成立,则称数列具有性质.已知数列的通项公式为,且具有性质,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意,得,故只需考虑时,,.
因为,只需要,
即,整理得.
令,则,
所以对任意的恒成立,所以数列为递增数列,
则,所以,即的取值范围为.故选:C.
4.(2024·湖南·模拟)如果数列对任意的,都有成立,则称为“速增数列”.若数列为“速增数列”,且任意项,,,,则正整数k的最大值为( )
A.62 B.63 C.64 D.65
【答案】B
【详解】由题干条件,即,也即数列的相邻两项之差严格递增,要使得正整数最大,则数列增长尽可能缓慢,需要让相邻两项差值尽可能小,即相邻两项差值构成公差为1的等差数列,因为,则,,,所以,采用累加法,
令,即,解得,当时,,符合题意;当时,,无法构造“速增数列”满足题意,故选:B.
5.(2024·安徽·模拟)基本不等式可以推广到一般的情形:对于个正数,它们的算术平均不小于它们的几何平均,即,当且仅当时,等号成立.若无穷正项数列同时满足下列两个性质:①;②为单调数列,则称数列具有性质.
(1)若,求数列的最小项;
(2)若,记,判断数列是否具有性质,并说明理由;
(3)若,求证:数列具有性质.
【详解】(1),当且仅当,即时,等号成立,
数列的最小项为.
(2)数列具有性质.,
,数列满足条件①.
为单调递增数列,数列满足条件②.
综上,数列具有性质.
(3)先证数列满足条件①:.
当时,
则,数列满足条件①.
再证数列满足条件②:
(,等号取不到)为单调递增数列,数列满足条件②.
综上,数列具有性质.
6.已知数列为有穷正整数数列.若数列A满足如下两个性质,则称数列A为m的k减数列:
①;
②对于,使得的正整数对有k个.
(1)写出所有4的1减数列;
(2)若存在m的6减数列,证明:;
(3)若存在2024的k减数列,求k的最大值.
【详解】(1)由题意得,则或,
故所有4的1减数列有数列和数列3,1.
(2)因为对于,使得的正整数对有个,
且存在的6减数列,所以,得.
①当时,因为存在的6减数列,
所以数列中各项均不相同,所以.
②当时,因为存在的6减数列,
所以数列各项中必有不同的项,所以.
若,满足要求的数列中有四项为1,一项为2,
所以,不符合题意,所以.
③当时,因为存在的6减数列,
所以数列各项中必有不同的项,所以.
综上所述,若存在的6减数列,则.
(3)若数列中的每一项都相等,则,
若,所以数列存在大于1的项,
若末项,将拆分成个1后变大,
所以此时不是最大值,所以.
当时,若,交换的顺序后变为,
所以此时不是最大值,所以.
若,所以,
所以将改为,并在数列末尾添加一项1,所以变大,
所以此时不是最大值,所以.
若数列A中存在相邻的两项,设此时中有项为2,
将改为2,并在数列末尾添加项1后,的值至少变为,
所以此时不是最大值,
所以数列的各项只能为2或1,所以数列为的形式.
设其中有项为2,有项为1,
因为存在2024的减数列,所以,
所以,
所以,当且仅当时,取最大值为512072.
所以,若存在2024的减数列,的最大值为512072.
考向08 数列定义新概念
创设诸如“min点”“逆序对”等全新概念,要求首先深刻理解其内涵,方可进一步解题。解题时应逐字剖析概念定义,厘清其适用条件;通过具体例题或有限项进行验证,将陌生概念巧妙转化为熟悉的数列运算形式,严格依据定义步步推进,做到“照章办事”,确保推理严谨、过程清晰。
1.(2024·四川·模拟)若数列满足则称为 “平方递推数列”. 已知数列是 “平方递推数列”, 且则( )
A.是等差数列 B.是等差数列
C.是 “平方递推数列” D.是 “平方递推数列”
【答案】C
【详解】对于AB,因为 是 “平方递推数列”, 所以.又, 所以 则,,所以,不是等差数列, 所以AB不正确.对于C,因为 ,所以 是 “平方递推数列”, 所以C 正确.对于D,因为 ,所以不是 “平方递推数列”, D 不正确.故选:C
2.(2024·江苏·模拟)(多选)在数列中,若对,都有(为常数),则称数列为“等差比数列”,为公差比,设数列的前项和是,则下列说法一定正确的是( )
A.等差数列是等差比数列
B.若等比数列是等差比数列,则该数列的公比与公差比相同
C.若数列是等差比数列,则数列是等比数列
D.若数列是等比数列,则数列等差比数列
【答案】BCD
【详解】等差数列若为常数列,则,无意义,所以等差数列不一定是等差比数列,A选项错误;若公比为的等比数列是等差比数列,则不是常数列,,
,即该数列的公比与公差比相同, B选项正确.若数列是等差比数列,则,所以数列是等比数列,故C选项正确; 若数列是等比数列,公比为,则,所以数列等差比数列,故D选项正确故选:BCD.
3.(2024·重庆·模拟)(多选)设是各项为正的无穷数列,若对于,(d:为非零常数),则称数列为等方差数列.那么( )
A.若是等方差数列,则是等差数列
B.数列为等方差数列
C.若是等方差数列,则数列中存在小于1的项
D.若是等方差数列,则存在正整数n,使得
【答案】ACD
【详解】对于选项B:若时,则,,则不为定值,
所以数列不是等方差数列,故B错误;
对于选项ACD:若是等方差数列,则为常数,
所以数列是以为首项,公差为d的等差数列,故A正确;可得,
当时,则总存在正整数,使,与矛盾,故恒成立,,
有,,
即,,有,
则,由随的增大而增大,故总存在正整数使,即数列中存在小于1的项,故C正确;
由,故,
则,
可得,
由随n的增大而增大,且时,,故对任意的,总存在正整数n使,即总存在正整数n,使得,D正确;
故选:ACD.
4.南宋数学家杨辉为我国古代数学研究做出了杰出贡献,他的著名研究成果“杨辉三角”记录于其重要著作《详解九章算法》,该著作中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列,以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4个为1,3,7,13,则该数列的第13项为( )
A.156 B.157 C.158 D.159
【答案】B
【详解】设该二阶等差数列为,则;由二阶等差数列的定义可知,所以数列是以为首项,公差的等差数列,即,所以,所有上式累加可得,所以;即该数列的第13项为.故选:B
5.(2023·湖北·模拟)将按照某种顺序排成一列得到数列,对任意,如果,那么称数对构成数列的一个逆序对.若,则恰有2个逆序对的数列的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【详解】若,则,由构成的逆序对有,
若数列的第一个数为,则至少有个逆序对,
若数列的第二个数为,则恰有2个逆序对的数列为,
若数列的第三个数为,则恰有2个逆序对的数列为或,
若数列的第四个数为,则恰有2个逆序对的数列为,
综上恰有2个逆序对的数列的个数为个.故选:B.
6.(2024·湖北·模拟)对于数列,如果存在等差数列和等比数列,使得,则称数列是“优分解”的.
(1)证明:如果是等差数列,则是“优分解”的.
(2)记,证明:如果数列是“优分解”的,则或数列是等比数列.
(3)设数列的前项和为,如果和都是“优分解”的,并且,求的通项公式.
【详解】(1)是等差数列,设,
令,则是等差数列,是等比数列,
所以数列是“优分解”的.
(2)因为数列是“优分解”的,设,
其中,
则.
当时,
当时,是首项为,公比为的等比数列.
(3)一方面,数列是“优分解”的,设,
其中,由(2)知
因为,所以.
是首项为2,公比为的等比数列.
另一方面,因为是“优分解”的,设,
其中,
是首项为2,公比为的等比数列,
,且,
化简得,
即数列是首项,公比为的等比数列.
又,
又解得,
综上所述,.
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.等差数列的前项和为,则的最大值为( )
A.60 B.50 C. D.30
【答案】D
【详解】由和,由于为等差数列,且,所以当时,,故的最大值为,
故选:D
2.定义,已知数列为等比数列,且,,则( )
A.4 B.±4 C.8 D.±8
【答案】C
【详解】依题意得,又,所以.故选:C.
3.已知等差数列的前项和为,若,,则取最大值时的值为( )
A.10 B.11 C.12 D.13
【答案】A
【详解】等差数列,,,,,则取最大值时,.故选:A.
4.设为等差数列的前n项和,且,都有,若,则( )
A.的最小值是 B.的最小值是
C.的最大值是 D.的最大值是
【答案】A
【详解】由,得,即,所以数列为递增的等差数列.
因为,所以,即,
则,,所以当且时,;
当且时,.因此,有最小值,且最小值为.
故选:A.
5.定义:对于数列若存在,使得对一切正整数,恒有成立,则称为有界数列.设数列的前项和为,则下列选项中,满足为有界数列的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于选项A:因为为等差数列,则,可知对任意,当时,,不满足有界数列的定义,故A错误;对于选项B:因为,则,可知对任意,当时,,
不满足有界数列的定义,故B错误;对于选项C:当为偶数时,,
可知对任意,当时,,不满足有界数列的定义,故C错误;对于选项D:可知数列是以首项、公比均为的等比数列,则,可知当时,,符合有界数列的定义,故D正确;故选:D.
6.设数列的前项和为,,且,若恒成立,则的最大值是( )
A. B. C. D.8
【答案】B
【详解】因为,所以,所以数列是常数列,又,所以,从而,所以数列是以2为首项,1为公差的等差数列,故.
因为恒成立,所以恒成立,即恒成立.设,则,从而.记,由对勾函数性质可知,在上单调递减,在上单调递增,又,,,且,所以的最小值是,所以.故选:B
二、多选题
7.已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.
B.
C.当时,取得最小值
D.记,则数列的前项和为
【答案】BCD
【详解】由题意可设公差为,则有
由有:,故A错误;
故B正确;
,由二次函数的性质可知:
当时,取得最小值,故C正确;
因为,
所以
所以为等差数列,公差为4,首项为,
所以的前项和为:故D正确.
故选:BCD.
8.已知为等差数列,前n项和为,,公差,则( ).
A.
B.
C.当或6时,取得最大值为30
D.数列与数列共有671项互为相反数
【答案】ABC
【详解】数列为等差数列,前n项和为,,公差,
则有,A正确;
因为,所以,B正确;
因为,即数列为递减等差数列,且当时,,
因此数列的前5项均为正,第6项为0,从第7项起为负,
所以当或6时,取得最大值,C正确;
令数列的第n项与数列的第m项互为相反数,即,
于是,而,则为偶数,令,有,
因此数列与数列成互为相反数的项构成等差数列,且,
显然,即,又,则,
所以数列与数列共有670项互为相反数,D错误.
故选:ABC
三、填空题
9.数列的通项公式是,的前项和为,则取得最小值时 .
【答案】
【详解】由可得且,故当时,取最小值.
故答案为:.
10.数列中,.定义:使数列的前项的积为整数的数叫做期盼数,则区间内的所有期盼数的和等于 .
【答案】
【详解】因为,所以,
设,则,所以为的整数次幂,因为,所以,故满足条件的,,,,,,,,,故区间内的所有期盼数的和为:.
故答案为:.
11.定义“等和数列”:在一个数列中,如果每一项与它后一项的和都为同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和.已知数列是等和数列,且,公和为1,那么这个数列的前2024项和 .
【答案】1012
【详解】由等和数列概念可得,,,,,所以.故答案为:1012
12.若数列满足,(,,P为常数),则称为“等方差数列”.记为正项数列的前n项和,已知为“等方差数列”,且,,则的最小值是 .
【答案】
【详解】因为,,所以,则,又为“等方差数列”,所以,即,所以,
则,即,故,又,所以;
当时,;
当时,符合上式,故,则,
设,所以,则,
又得,所以时,,即,函数单调递增,
即数列在上为递增数列,当时,此时取最小值,又,所以的最小值是.
故答案为:.
四、解答题
13.记是公差不为0的等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求使成立的的最小值.
【详解】(1)数列为公差不为0的等差数列,,,
,解得,
;
(2),,
或,使成立的的最小值为2.
14.已知数列的首项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)数列的首项,可得,
而,故,故,
即数列是首项和公比均为3的等比数列,可得,即.
(2)若恒成立,即为,即恒成立,
设,可得,.
即数列是单调递减数列,可得,
所以,即实数的取值范围是
15.已知等比数列的前项和为,且数列是公比为2的等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,数列的前n项和为,求证:.
【详解】(1)因为数列是公比为2的等比数列,
又,所以.
当时,由,得,
两式相减得,
又是等比数列,所以,所以,解得,
所以,当时上式成立,
所以;
(2)由(1)知,
所以,
又,所以.
16.设m为正整数,数列是公差不为0的等差数列,若从中删去两项和后剩余的项可被平均分为组,且每组的4个数都能构成等差数列,则称数列是可分数列.
(1)写出所有的,,使数列是可分数列;
(2)当时,证明:数列是可分数列;
(3)从中任取两个数和,记数列是可分数列的概率为,证明:.
【详解】(1)首先,我们设数列的公差为,则.
由于一个数列同时加上一个数或者乘以一个非零数后是等差数列,当且仅当该数列是等差数列,
故我们可以对该数列进行适当的变形,
得到新数列,然后对进行相应的讨论即可.
换言之,我们可以不妨设,此后的讨论均建立在该假设下进行.
回到原题,第1小问相当于从中取出两个数和,使得剩下四个数是等差数列.
那么剩下四个数只可能是,或,或.
所以所有可能的就是.
(2)由于从数列中取出和后,剩余的个数可以分为以下两个部分,共组,使得每组成等差数列:
①,共组;
②,共组.
(如果,则忽略②)
故数列是可分数列.
(3)定义集合,.
下面证明,对,如果下面两个命题同时成立,
则数列一定是可分数列:
命题1:或;
命题2:.
我们分两种情况证明这个结论.
第一种情况:如果,且.
此时设,,.
则由可知,即,故.
此时,由于从数列中取出和后,
剩余的个数可以分为以下三个部分,共组,使得每组成等差数列:
①,共组;
②,共组;
③,共组.
(如果某一部分的组数为,则忽略之)
故此时数列是可分数列.
第二种情况:如果,且.
此时设,,.
则由可知,即,故.
由于,故,从而,这就意味着.
此时,由于从数列中取出和后,剩余的个数可以分为以下四个部分,共组,使得每组成等差数列:
①,共组;
②,,共组;
③全体,其中,共组;
④,共组.
(如果某一部分的组数为,则忽略之)
这里对②和③进行一下解释:将③中的每一组作为一个横排,排成一个包含个行,个列的数表以后,个列分别是下面这些数:
,,,.
可以看出每列都是连续的若干个整数,它们再取并以后,将取遍中除开五个集合,,,,中的十个元素以外的所有数.
而这十个数中,除开已经去掉的和以外,剩余的八个数恰好就是②中出现的八个数.
这就说明我们给出的分组方式满足要求,故此时数列是可分数列.
至此,我们证明了:对,如果前述命题1和命题2同时成立,则数列一定是可分数列.
然后我们来考虑这样的的个数.
首先,由于,和各有个元素,故满足命题1的总共有个;
而如果,假设,则可设,,代入得.
但这导致,矛盾,所以.
设,,,则,即.
所以可能的恰好就是,对应的分别是,总共个.
所以这个满足命题1的中,不满足命题2的恰好有个.
这就得到同时满足命题1和命题2的的个数为.
当我们从中一次任取两个数和时,总的选取方式的个数等于.
而根据之前的结论,使得数列是可分数列的至少有个.
所以数列是可分数列的概率一定满足
.
这就证明了结论.
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专题1.4 数列、不等式交汇及其最值范围与新定义题型全析
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近三年:数列是高考数学的核心考点,命题形式灵活多样,覆盖基础与综合应用。小题侧重考查等差、等比数列的基本概念、性质及递推关系,常与函数、导数等知识融合,体现综合性趋势。解答题难度多为中等或略高。此类题目通常先考查数列通项和数列基本性质,继而深入至求和问题,并与不等式、函数、最值等交织融合。在掌握等差、等比数列求和的基础上,重点考查“裂项相消”“错位相减”等进阶求和方法,尤其强调“放缩法”的运用与思想渗透。同时,数列与数学归纳法的结合亦具考查潜力,值得重点关注与准备。
预测2026年:
考向01利用数列的函数特征求最值项
考向02 等差数列前n项和的最值
考向03 数列不等式恒成立求参数范围
考向04 数列不等式能成立(有解)求参数范围
考向05 数列求和与不等证明
考向06 数列定义新情境
考向07 数列定义新性质
考向08 数列定义新概念
考向01 利用数列的函数特征求最值项
求解数列通项最值问题,需依据通项公式形式,将其视为关于n的函数,结合函数单调性、二次函数性质(对称轴、开口方向)、分式函数性质等分析,同时兼顾n为正整数的限制,通过计算相邻项或结合函数性质确定最值。
1.(2024·上海·模拟)数列的最小项的值为 .
2.(2024·安徽·模拟)已知,则这个数列的前100项中的最大项与最小项分别是( )
A., B., C., D.,
3.(2025·浙江·模拟)已知数列满足,则数列中的最小项为( )
A. B. C. D.
4.已知数列的前项和为,若,则的最大值为( )
A. B. C. D.1
5.(2024·湖北·模拟)(多选)无穷等比数列的首项为公比为q,下列条件能使既有最大值,又有最小值的有( )
A., B., C., D.,
6.已知数列的首项,且满足,则中最小的一项是( )
A. B. C. D.
7.(2024·河南·模拟)已知数列是单调递增数列,,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(2024·辽宁·模拟)数列中, ,若数列是等差数列,则最大项为( )
A. B.或 C. D.
9.(2024·山东·模拟)已知是各项均为正整数的递增数列,前项和为,若,当取最大值时,的最大值为( )
A.63 B.64 C.71 D.72
10.(2025·河南·模拟)(多选)已知等比数列不是递增数列,其前项和为,且,,成等差数列,,则( )
A. B.
C.数列的最大项为 D.数列的最小项为
11.已知数列中,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,写出的通项公式;
(2)求数列的通项公式及数列中的最大项与最小项.
12.已知等比数列的各项均为正数,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,,求数列的最大项.
考向02 等差数列前n项和的最值
求等差数列前n项和最值,常用两种方法:
1.函数法:将等差数列前n项和化为二次函数,根据抛物线顶点确定最值位置,取邻近正整数;
2.通项符号法:分析通项的符号变化,找正负转折点,项由正转负时和取最大,反之取最小。
函数法直观,适合参数明确;符号法重单调性,利于判断趋势,据题选用更高效。
1.(2025·山东·模拟)已知为等差数列的前项和,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(2025·河北·模拟)已知等差数列的公差小于,前n项和为,若,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.已知等差数列公差,,,记该数列的前n项和为,则的最大值为( )
A.20 B.24 C.36 D.40
4.(2025·湖北·模拟)已知公差为负数的等差数列的前项和为,若是等比数列,则当取最大值时,( )
A.2或3 B.2 C.3 D.4
5.(2026·浙江·模拟)已知等差数列的前项和满足:,则数列的最小项是第( )项.
A.2026 B.2027 C.4048 D.4049
6.已知数列的前项和为,满足,则下列判断正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C.数列存在最大值 D.数列存在最大值
7.(2025·湖南·模拟)设是等差数列的前项和,,则的最小值为 .
8.设数列的前n项和为,且,,则的最小值是 .
9.已知公差不为的等差数列的前项和为,若,,,则的最小值为 .
10.已知为R上单调递增的奇函数,在数列中,,对任意正整数n,,则数列的前n项和的最大值为 .
11.(2024·四川·模拟)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)若,,成等比数列,求的最大值.
12.记为数列的前n项和.已知.
(1)证明:是等差数列;
(2)若成等比数列,求的最小值.
13.已知等差数列是递减数列,设其前项和为,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求的最大值及相应的的值.
14.设数列的前项和为,当时,有.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)若,,求的最大值.
考向03 数列不等式恒成立求参数范围
求解数列不等式恒成立问题常用方法:
1.分离参数,然后求转化成数列求最值问题;
2.构造函数,然后利用用导数分析单调性求最值或极值。
同时,时刻警惕题目是“恒成立”还是“存在性”问题。
1.(2025·山东·模拟)已知数列的前项和为,且.若对任意的正整数恒成立,则实数的最小值为( )
A.3 B. C. D.
2.(2025·海南·模拟)数列满足,对于任意的恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·甘肃·模拟)已知等比数列的前项和为,若对于任意,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(2025·吉林·模拟)已知递减的等比数列前项和为,且满足,,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C.2 D.
5.(2025·福建·模拟)已知数列的前项和为,若,且对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知数列是等差数列,,且,,数列的前n项和为,若不等式恒成立,则实数的最小值为( )
A.1 B. C. D.
7.(2025·重庆·模拟)已知等差数列、的前项和分别为、,若,对,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8.(2025·陕西·模拟)已知数列满足,,,若数列的前项和为,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.已知数列满足,且,则使不等式成立的的最大值为( )
A.98 B.99 C.100 D.101
10.(2024·江苏·模拟)已知数列的前n项和为,且,.若,则正整数k的最小值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
11.(2024·宁夏·模拟)已知数列满足.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,记数列的前n项和为.
(i)求;
(ii)若成立,求m的取值范围.
12.(2024·天津·模拟)设是等差数列,其前项和,是等比数列,且,,.
(1)求与的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)若对于任意的不等式恒成立,求实数的取值范围.
考向04 数列不等式能成立(有解)求参数范围
数列不等式的“能成立”问题(也常被称为“存在性”问题),在高中数学尤其是高考压轴题中占有重要地位。与“恒成立”要求所有情况都满足不同,“能成立”只需要存在至少一个满足条件的项或参数。解题关键是转化为数列最值与参数的比较,即存在 n 使得不等式成立等价于数列的最大值大于或最小值小于参数。解题时需先利用单调性等方法求出最值,再建立关于参数的不等式求解。
1.(2025·山东·模拟)公差不为的等差数列的前项和为,若,成等比数列,则满足的的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(2026·辽宁·模拟)记是公差不为0的等差数列的前项和,若,,则使成立的的最大值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.(2024·内蒙古·模拟)设为等差数列的前n项和,若,,则使的n的最大值为( )
A.11 B.12 C.20 D.21
4.(2024·浙江·模拟)已知数列满足,若存在实数,使单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2025·山东·模拟)已知数列的通项公式,在每相邻两项,之间插入个2(),使它们和原数列的项构成一个新的数列,记数列的前n项和为,则成立的n的最小值为( )
A.20 B.21 C.22 D.23
6.(2024·浙江·模拟)已知数列的前项和为,且,数列的前项和为,且,则满足的正整数的最小值为 .
7.已知等比数列的首项且公比,且,记的前项和为,前项积为,则当不等式成立时,的最大值为 .
8.(2023·黑龙江·模拟)已知数列的通项公式是,记为在区间内项的个数,则 ,不等式成立的的最小值为 .
9.(2024·河北·模拟)已知数列的前项积为,若,则满足的正整数的最小值为 .
10.已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
11.已知数列对任意满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求使得成立的正整数的最小值.
考向05 数列求和与不等证明
证明数列不等式,首先观察结构,尝试放缩法,这是核心技巧。其次考虑数学归纳法,尤其适合与自然数n相关且结构清晰的命题。对于函数背景强的问题,可构造函数利用单调性分析。此外,基本不等式、裂项相消、递推关系等也常是关键。务必灵活选择,综合运用。
1.(2022·新高考全国I卷)记为数列的前n项和,已知是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
2.(2025·辽宁·模拟)已知数列中,,,且数列为等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前n项和,证明:.
3.(2025·重庆·模拟)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求证:.
4.(2024·广东·模拟)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
5.已知是公差为2的等差数列,其前8项和为64.是公比大于0的等比数列,.
(I)求和的通项公式;
(II)记,
(i)证明是等比数列;(ii)证明
考向06 数列定义新情景
将数列嵌入具体情境或文化背景,例如“三角垛”“角谷猜想”等,重在从实际情景中抽象出数列的内在关系。解题时,应先深入理解情境含义,将其转化为递推关系或通项公式模型;通过手动计算前几项以发现规律,再结合等差、等比数列的基本公式进行求解,同时剔除情境中干扰性的无关信息,聚焦数学本质。
1.(2024·云南·模拟)任取一个正整数,若是奇数,就将该数乘3再加上1;若是偶数,就将该数除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈.这就是数学史上著名的“冰雹猜想”(又称“角谷猜想”).如取正整数,根据上述运算法则得出,共需经过8个步骤变成1(简称为8步“雹程”).现给出冰雹猜想的递推关系如下:已知数列满足:(为正整数),当时,( )
A.170 B.168 C.130 D.172
3.(2024·天津·模拟)数列各项均为实数,对任意满足,定义:行列式且行列式为定值,则下列选项中不可能的是( )
A., B., C., D.,
4.(2024·江西·模拟)设数列满足,,,若表示大于的最小整数,如,,记,则数列的前2025项之和为( )
A.4052 B.4051 C.4050 D.4049
2.(2025·湖北·模拟)已知是无穷正整数数列,定义操作为删除数列中除以余数为的项,剩下的项按原先后顺序不变得到新数列.若,,进行操作后剩余项组成新数列,设数列的前项和为.
(1)求;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
5.(2024·广东·模拟)无穷数列,,…,,…的定义如下:如果n是偶数,就对n尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是﹔如果n是奇数,就对尽可能多次地除以2,直到得出一个奇数,这个奇数就是.
(1)写出这个数列的前7项;
(2)如果且,求m,n的值;
(3)记,,求一个正整数n,满足.
6.已知数列的项数均为m,且的前n项和分别为,并规定.对于,定义,其中,表示数集M中最大的数.
(1)若,求的值;
(2)若,且,求;
(3)证明:存在,满足 使得.
考向07 数列新定义新性质
赋予数列新的特性,如“对数凹性”“周期性”,并要求判断或运用这些性质。解题时,需准确理解新性质的数学定义,将其表达式代入数列项中进行验证;可借助函数思想与差分方法进行分析,对于含参数的情形应分类讨论,始终紧扣性质的本质内涵进行严谨推导,提升解题的准确性与深度。
1.(2023·四川·模拟)对于数列,规定为数列的一阶差分,其中,规定为数列的k阶差分,其中.若,则( )
A.7 B.9 C.11 D.13
2.(2024·四川·模拟)在数学上,斐波纳契数列定义为:,,,斐波纳契数列有种看起来很神奇的巧合,如根据可得,所以,类比这一方法,可得( )
A.714 B.1870 C.4895 D.4896
3.若数列,对于,都有(为常数)成立,则称数列具有性质.已知数列的通项公式为,且具有性质,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2024·湖南·模拟)如果数列对任意的,都有成立,则称为“速增数列”.若数列为“速增数列”,且任意项,,,,则正整数k的最大值为( )
A.62 B.63 C.64 D.65
5.(2024·安徽·模拟)基本不等式可以推广到一般的情形:对于个正数,它们的算术平均不小于它们的几何平均,即,当且仅当时,等号成立.若无穷正项数列同时满足下列两个性质:①;②为单调数列,则称数列具有性质.
(1)若,求数列的最小项;
(2)若,记,判断数列是否具有性质,并说明理由;
(3)若,求证:数列具有性质.
6.已知数列为有穷正整数数列.若数列A满足如下两个性质,则称数列A为m的k减数列:
①;
②对于,使得的正整数对有k个.
(1)写出所有4的1减数列;
(2)若存在m的6减数列,证明:;
(3)若存在2024的k减数列,求k的最大值.
考向08 数列定义新概念
创设诸如“min点”“逆序对”等全新概念,要求首先深刻理解其内涵,方可进一步解题。解题时应逐字剖析概念定义,厘清其适用条件;通过具体例题或有限项进行验证,将陌生概念巧妙转化为熟悉的数列运算形式,严格依据定义步步推进,做到“照章办事”,确保推理严谨、过程清晰。
1.(2024·四川·模拟)若数列满足则称为 “平方递推数列”. 已知数列是 “平方递推数列”, 且则( )
A.是等差数列 B.是等差数列
C.是 “平方递推数列” D.是 “平方递推数列”
2.(2024·江苏·模拟)(多选)在数列中,若对,都有(为常数),则称数列为“等差比数列”,为公差比,设数列的前项和是,则下列说法一定正确的是( )
A.等差数列是等差比数列
B.若等比数列是等差比数列,则该数列的公比与公差比相同
C.若数列是等差比数列,则数列是等比数列
D.若数列是等比数列,则数列等差比数列
3.(2024·重庆·模拟)(多选)设是各项为正的无穷数列,若对于,(d:为非零常数),则称数列为等方差数列.那么( )
A.若是等方差数列,则是等差数列
B.数列为等方差数列
C.若是等方差数列,则数列中存在小于1的项
D.若是等方差数列,则存在正整数n,使得
4.南宋数学家杨辉为我国古代数学研究做出了杰出贡献,他的著名研究成果“杨辉三角”记录于其重要著作《详解九章算法》,该著作中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列,以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4个为1,3,7,13,则该数列的第13项为( )
A.156 B.157 C.158 D.159
5.(2023·湖北·模拟)将按照某种顺序排成一列得到数列,对任意,如果,那么称数对构成数列的一个逆序对.若,则恰有2个逆序对的数列的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
6.(2024·湖北·模拟)对于数列,如果存在等差数列和等比数列,使得,则称数列是“优分解”的.
(1)证明:如果是等差数列,则是“优分解”的.
(2)记,证明:如果数列是“优分解”的,则或数列是等比数列.
(3)设数列的前项和为,如果和都是“优分解”的,并且,求的通项公式.
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.等差数列的前项和为,则的最大值为( )
A.60 B.50 C. D.30
2.定义,已知数列为等比数列,且,,则( )
A.4 B.±4 C.8 D.±8
3.已知等差数列的前项和为,若,,则取最大值时的值为( )
A.10 B.11 C.12 D.13
4.设为等差数列的前n项和,且,都有,若,则( )
A.的最小值是 B.的最小值是
C.的最大值是 D.的最大值是
5.定义:对于数列若存在,使得对一切正整数,恒有成立,则称为有界数列.设数列的前项和为,则下列选项中,满足为有界数列的是( )
A. B. C. D.
6.设数列的前项和为,,且,若恒成立,则的最大值是( )
A. B. C. D.8
二、多选题
7.已知等差数列的前项和为,且,则( )
A. B.
C.当时,取得最小值 D.记,则数列的前项和为
8.已知为等差数列,前n项和为,,公差,则( ).
A.
B.
C.当或6时,取得最大值为30
D.数列与数列共有671项互为相反数
三、填空题
9.数列的通项公式是,的前项和为,则取得最小值时 .
10.数列中,.定义:使数列的前项的积为整数的数叫做期盼数,则区间内的所有期盼数的和等于 .
11.定义“等和数列”:在一个数列中,如果每一项与它后一项的和都为同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和.已知数列是等和数列,且,公和为1,那么这个数列的前2024项和 .
12.若数列满足,(,,P为常数),则称为“等方差数列”.记为正项数列的前n项和,已知为“等方差数列”,且,,则的最小值是 .
四、解答题
13.记是公差不为0的等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求使成立的的最小值.
14.已知数列的首项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
15.已知等比数列的前项和为,且数列是公比为2的等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,数列的前n项和为,求证:.
16.设m为正整数,数列是公差不为0的等差数列,若从中删去两项和后剩余的项可被平均分为组,且每组的4个数都能构成等差数列,则称数列是可分数列.
(1)写出所有的,,使数列是可分数列;
(2)当时,证明:数列是可分数列;
(3)从中任取两个数和,记数列是可分数列的概率为,证明:.
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