内容正文:
高考新风向(1) “数列+”新定义类
第四章 数列
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第四章 数列
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[类型解读]
高考中数列新定义问题一般从以下几个方面进行设计:
(1)符号变换型:通过特殊符号定义新运算;
(2)递推创新型:建立非传统递推关系;
(3)周期规律型:隐式或显式的周期性定义;
(4)应用模型型:结合实际问题建立数列模型.
新定义问题的求解过程可以模型化,一般步骤如下所示:
如果数列对任意的n∈N*,an+2-an+1>an+1-an,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an∈Z,a1=1,a2=2,ak=2024,求正整数k的最大值.
[提取信息] 题干中给出“速增数列”的定义:对任意的n∈N*,an+2-an+1>an+1-an,则称为“速增数列”,即解答过程中直接使用定义求解.
[加工转化] (1)按照新定义,判断3n+2-3n+1>3n+1-3n是否成立,提取公因式后利用作差进行判断;
(2)根据新定义有a2-a1=1,a3-a2≥2,a4-a3≥3,…,ak-ak-1≥k-1,累加得ak-a1≥,再结合已知求参数最大值.
[深度解析] (1)数列为“速增数列”.理由如下:
易知数列对∀n∈N*,有an+2-an+1=3n+2-3n+1=2×3n+1,an+1-an=3n+1-3n=2×3n,
所以-=2×3n+1-2×3n=4×3n>0,即an+2-an+1>an+1-an,
所以数列为“速增数列”.
(2)因为数列为“速增数列”,an∈Z,a1=1,
a2=2,
所以对∀n∈N*,有an+2-an+1>an+1-an,且
a2-a1=1,
所以a3-a2≥2,a4-a3≥3,…,ak-ak-1≥k-1,
累加得++…+ak-ak-1≥1+2+3+…+=,
所以ak-a1≥,
由ak=2024,得k≤4046,
又64×63=4032,65×64=4160,
所以正整数k的最大值为64.
[进阶训练]
1.(2025·许昌期末)在数列中,如果∀n∈N*,都有anan+1an+2=K(K为常数),那么这个数列叫做等积数列,K叫做这个数列的公积.已知是等积数列,a3=1,a5=2,公积为4,则a1+a2+…+a2025=________.
解析 由a3=1,a5=2,且a3a4a5=4,则a4=2,同理解得a1=2,a2=2,由题意可得下表:
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
an
2
2
1
2
2
1
2
2
1
…
数列的最小正周期T=3,由2025÷3=675,
则a1+a2+…+a2025=675×=675×5=3375.
答案 3375
2.(2025·滨州期末)定义“等方差数列”:如果一个数列从第二项起,每一项的平方与它的前一项的平方的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等方差数列,这个常数叫做该数列的方公差.设数列是由正数组成的等方差数列,且方公差为1,a1=2,则数列的前n项和Sn=________.
解析 由题意可知:a-a=1,又a=4,故为等差数列,
故a=4+(n-1)=n+3,故an=,
故==-,
故数列的前n项和Sn=(-)++…+=-2.
答案 -2
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