第二编 专题3 第1讲 等差数列与等比数列-【金版教程】2026年高考数学大二轮专题复习冲刺方案全书word
2026-01-24
|
29页
|
139人阅读
|
13人下载
教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 等差数列,等比数列 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 766 KB |
| 发布时间 | 2026-01-24 |
| 更新时间 | 2026-01-24 |
| 作者 | 河北华冠图书有限公司 |
| 品牌系列 | 金版教程·高考二轮复习 |
| 审核时间 | 2026-01-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56115848.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
大二轮专题复习冲刺方案 数学
第1讲 等差数列与等比数列
「考情研析」1.在新课标卷中,涉及数列的选择题、填空题,主要考查数列的递推公式、通项公式与前n项和公式及其关系,等差(比)数列的定义、性质、通项公式和前n项和公式,难度以中、低档题为主. 2.注意运用数列的函数性质解决数列求和、数列的实际应用问题,难度以中、高档题为主.
(1)等差数列的性质
设等差数列{an}(公差为d)的前n项和为Sn.
①若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*);
②数列是等差数列,首项为a1,公差为d;
③Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,Smk-S(m-1)k,…构成公差为k2d的等差数列;
④若数列{an}共有2n项,则S偶-S奇=nd,=;
⑤若数列{an}共有2n-1项,则S奇-S偶=an,=.
(2)等比数列的性质
若数列{an}是公比为q的等比数列,前n项和为Sn,则有如下性质:
①若m+n=p+q,则aman=apaq(m,n,p,q∈N*);
②若m,n,p成等差数列,则am,an,ap成等比数列(m,n,p∈N*);
③Sn+m=Sm+qmSn=Sn+qnSm;
④若项数为2n,则=,若项数为2n+1,则=;
⑤当q≠-1时,连续m项的和(如Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…)仍组成等比数列(公比为qm,m≥2).注意:这里连续m项的和均非零.
考向1 等差、等比数列基本量的计算
例1 (1)(2025·江西南昌一模)已知数列{an}为等比数列,若a2+4a4=4a3,则{an}的公比q=( )
A.-2 B.2
C.- D.
答案:D
解析:根据等比数列的定义,由a2+4a4=4a3,可得a2+4a2q2=4a2q,显然a2≠0,所以4q2-4q+1=0,解得q=.故选D.
(2)(2025·安徽合肥一模)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3=3,S3=3,则S12=( )
A.144 B.120
C.100 D.80
答案:B
解析:设等差数列{an}的公差为d,因为S3=3a2=3,所以a2=1,又a3=3,所以d=a3-a2=2,则a1=a2-d=-1,所以S12=12×(-1)+×2=120.故选B.
(3)(2025·河北重点中学联考)某厂家对其软件进行加密升级,现对软件程序中的某序列A={a1,a2,a3,…}重新编辑,编辑新序列为A*=,它的第n项为.若序列(A*)*的所有项都是3,且a2=1,a5=27,则a1=( )
A. B.
C.3 D.9
答案:C
解析:因为A*=,设bn=,则(A*)*=,因为(A*)*的所有项都是3,所以=3,设b1=m,所以{bn}是以m为首项,3为公比的等比数列,所以bn=m·3n-1.由=m,a2=1⇒ma1=1;由=3m,a2=1⇒a3=3m;由=32·m⇒a4=9m·3m=27m2;由=33·m⇒a5=27m·27m2=36·m3.又a5=27,所以36·m3=27⇒m=.所以a1=3.故选C.
(4)中国载人航天工程发射的第二十艘飞船,简称“神二十”,于2025年4月执行载人航天飞行任务.运送“神二十”的长征二号F运载火箭,在点火第一秒钟通过的路程为2 km,以后每秒钟通过的路程都增加3 km,在达到离地面222 km的高度时,火箭开始进入转弯程序.则从点火到进入转弯程序大约需要的时间是________ s.
答案:12
解析:设每秒钟通过的路程构成数列{an},由题意可知{an}为等差数列,首项a1=2,公差d=3,所以an=a1+(n-1)d=2+(n-1)×3=3n-1,由求和公式得Sn===222,解得n=12.
解决等差、等比数列基本量运算的思想方法
1.在数列{an}中,a1=1,-=1,则a2026=( )
A.2026 B.
C.2025 D.
答案:B
解析:∵a1=1,-=1,∴数列是首项为1,公差为1的等差数列,∴=1+(n-1)×1=n,∴an=,∴a2026=.故选B.
2.(2025·江西景德镇二模)正项等比数列{an}中,Sn是其前n项和,若a2=a3+2a4,S2=16,则S6=( )
A.20 B.21
C.24 D.28
答案:B
解析:设正项等比数列{an}的公比为q(q>0),由a2=a3+2a4,得1=q+2q2,则q=,而S2=16,所以S6=(a1+a2)+(a3+a4)+(a5+a6)=16+16×+16×=21.故选B.
3.(2025·山西太原一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S5=4a4-1,(n∈N*)是以1为公差的等差数列,则下列结论正确的是( )
A.a5=10 B.S5=15
C.a10=20 D.S10=30
答案:B
解析:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.因为S5=4a4-1,所以5a1+d=4(a1+3d)-1,得到5a1+10d=4a1+12d-1,即a1=2d-1,因为是以1为公差的等差数列,所以-=1,即-2=1,化简,得4a1+2d=3a1+3d,即a1=d,又a1=2d-1,所以a1=d=1,则an=1+n-1=n.对于A,a5=5,故A错误;对于B,S5=5+=15,故B正确;对于C,a10=10,故C错误;对于D,S10=10+=55,故D错误.故选B.
4.折纸是一种用纸张折成各种不同形状的艺术活动.在一次数学实践课上某同学将一张腰长为1的等腰直角三角形纸对折,每次对折后仍成等腰直角三角形,则对折6次后得到的等腰直角三角形的斜边长为( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:由题意可知,对折后的等腰直角三角形的腰长成等比数列,且首项为,公比为,故对折6次后,得到腰长为=的等腰直角三角形,所以斜边长为×=.故选A.
考向2 等差数列、等比数列的性质
例2 (1)(2025·广西南宁三模)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a5=2,a3+a8=12-a7,则Sn的最小值为( )
A.-14 B.-
C.-12 D.-10
答案:C
解析:设等差数列{an}的公差为d,由a3+a8=12-a7,得a3+a7=12-a8,2a5=12-(a5+3d)=12-a5-3d,所以3d=12-3a5=12-6=6,所以d=2,故an=a5+(n-5)d=2n-8,则a1=2-8=-6,Sn===n(n-7)=-,则当n=3或4时,Sn取得最小值,为S3=S4=-12.故选C.
(2)(2023·新课标Ⅱ卷,8)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则S8=( )
A.120 B.85
C.-85 D.-120
答案:C
解析:解法一:设等比数列{an}的公比为q,若q=1,则S6=6a1=3×2a1=3S2,与题意不符,所以q≠1;由S4=-5,S6=21S2可得,=-5,=21× ①,由①可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8==×(1+q4)=-5×(1+16)=-85.故选C.
解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为S4=-5,S6=21S2,所以q≠-1,否则S4=0,从而S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6成等比数列,所以(-5-S2)2=S2(21S2+5),解得S2=-1或S2=.当S2=-1时,S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6,即为-1,-4,-16,S8+21,易知S8+21=-64,即S8=-85;当S2=时,S4=a1+a2+a3+a4=(a1+a2)(1+q2)=(1+q2)S2>0,与S4=-5矛盾,舍去.故选C.
(3)已知数列{an}为等比数列,a2+a4+a6=8,++=2,则a4=( )
A.2 B.±2
C.2 D.±2
答案:C
解析:设等比数列{an}的公比为q,则a=a2a6,又a2+a4+a6=8,所以++=++=+=+===2,解得a4=±2,又a2+a4+a6=a2(1+q2+q4)=8>0,而1+q2+q4>0恒成立,所以a2>0,则a4=a2q2>0,故a4=2.故选C.
(4)(多选)已知{an}是等差数列,Sn是其前n项和,则下列命题为真命题的是( )
A.若a3+a4=9,a7+a8=18,则a1+a2=5
B.若a2+a13=4,则S14=28
C.若S15<0,则S7>S8
D.若{an}和{anan+1}都为递增数列,则an>0
答案:BC
解析:设等差数列{an}的公差为d.对于A,由a3+a4=9,a7+a8=18,可得(a7+a8)-(a3+a4)=8d=9,所以d=,又a1+a2=(a3+a4)-4d=9-4×=,所以A为假命题;对于B,S14===28,所以B为真命题;对于C,由S15==15a8<0,可得a8<0,又因为S8-S7=a8<0,则S7>S8,所以C为真命题;对于D,因为{an}为递增数列,所以公差d>0,因为{anan+1}为递增数列,所以an+2an+1-anan+1=an+1·2d>0,所以对任意的n≥2,an>0,但a1的正负不确定,所以D为假命题.故选BC.
1.通项的性质
若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则对于等差数列有am+an=ap+aq=2ak,对于等比数列有aman=apaq=a.
2.前n项和的性质
对于等差数列有Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…成等差数列;对于等比数列有Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…成等比数列(q=-1且m为偶数情况除外).
若数列{an}为等比数列,则an≠0,且a1,a3,a5,…,a2n-1,…同号,a2,a4,a6,…,a2n,…同号.
1.(2025·广东湛江一模)在等比数列{an}中,a3·a5=49,a4+a6=70,则a8=( )
A.-567 B.567
C.451 D.699
答案:B
解析:设等比数列{an}的公比为q.因为a3a5=a=49,所以a4=±7,当a4=-7时,-7-7q2=70,q2=-11,舍去,故a4=7,所以7+7q2=70,即q2=9,所以a8=a4q4=567.故选B.
2.(2025·吉林长春二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S3=S9=6,则S12的值为( )
A.0 B.3
C.6 D.12
答案:A
解析:因为{an}是等差数列,所以S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9成等差数列,又S3=S9=6,所以6,S6-6,6-S6,S12-6成等差数列,则6+S12-6=S6-6+6-S6,则S12=0.故选A.
3.已知等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若=,则=( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:因为Sn,Tn分别是等差数列{an}和{bn}的前n项和,所以S12=,T12=,又=,所以====.故选C.
4.(多选)(2025·福建泉州一模)已知数列{an}的前n项和Sn=kn2+n-k+2,则下列说法正确的是( )
A.若{an}是等差数列,则k=2
B.若{an}不是递增数列,则k≤
C.若Sn<Sn+2,则k>2
D.若的最小值为3,则k≥
答案:ABD
解析:若{an}是公差为d的等差数列,则Sn=na1+d=n2+n,所以-k+2=0,解得k=2,Sn=2n2+n,故A正确;Sn-1=k(n-1)2+(n-1)-k+2(n≥2),则an=Sn-Sn-1=2kn-k+1(n≥2),当n=1时,a1=S1=k+1-k+2=3,所以an=因为{an}不是递增数列,所以k≤0或则k≤,故B正确;若Sn<Sn+2,则kn2+n-k+2<k(n+2)2+(n+2)-k+2,整理,得k>,又<0,所以k≥0,故C错误;因为的最小值为3,所以=kn+1+≥3恒成立,即k(n2-1)≥2n-2,当n=1时,成立,当n≥2时,k≥,则k≥=,故D正确.故选ABD.
考向3 数列的递推关系
例3 (1)已知数列{an}满足an+1=an+a1+2n,a10=130,则a1=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:D
解析:由题意可得an+1-an=a1+2n,则可得a2-a1=a1+2,a3-a2=a1+4,…,a10-a9=a1+18,将以上等式左右两边分别相加,得a10-a1=9a1+=9a1+90,即a10=10a1+90,又a10=130,所以a1=4.故选D.
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,若Sn+n=2an,则a7=( )
A.65 B.127
C.129 D.255
答案:B
解析:当n=1时,a1+1=2a1,则a1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-n-[2an-1-(n-1)]=2an-2an-1-1,∴an=2an-1+1,∴an+1=2(an-1+1),又a1+1=2≠0,∴{an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴an=2×2n-1=2n,∴a7+1=27=128,∴a7=127.故选B.
(3)(2025·福建三明三模)若数列{an}满足an+1+an=2n+1(n∈N*),a4=2,则a1+a2+a3+…+a17=( )
A.155 B.156
C.203 D.204
答案:A
解析:由an+1+an=2n+1(n∈N*),得an+an-1=2n-1(n≥2),则an+1-an-1=2,故数列{an}中的奇数项成公差为2的等差数列,偶数项也成公差为2的等差数列,由a4=2,得a3+a4=7,则a3=5,所以a17=a3+×2=19,故a1+a2+a3+…+a17=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a15+a16)+a17=3+7+11+…+2×15+1+19=+19=155.故选A.
(4)已知Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,nan+1=(n+2)Sn,则an=( )
A.2n-1 B.2n-2
C.n·2n-1 D.(n+1)·2n-2
答案:D
解析:当n≥2时,(n-1)an=(n+1)Sn-1,即Sn-1=an,由nan+1=(n+2)Sn,得Sn=an+1,则Sn-Sn-1=an+1-an=an,即=,则有=,=,…,=,则an=××…××a1=(n+1)·2n-2,a1=1也符合上式,故an=(n+1)·2n-2.故选D.
(5)(多选)已知数列{an}满足an+1=且a1=2,则下列说法正确的是( )
A.a3=-
B.数列{an}是周期数列
C.是等差数列
D.数列{an}的通项公式为an=
答案:ACD
解析:对于A,由a1=2,得a2==,a3==-,故A正确;对于B,C,由an+1+1=,得===+,则-=,又==,所以数列是首项为,公差为的等差数列,故B错误,C正确;对于D,由=+(n-1)=,得an+1=,解得an=,故D正确.故选ACD.
(6)(多选)(2025·湖北武汉四调)已知数列{an}满足a1+2a2+…+2n-1an=n·2n,{an}的前n项和为Sn,则( )
A.a1=2
B.数列{an}是等比数列
C.Sn,S2n,S3n构成等差数列
D.数列的前100项和为
答案:AD
解析:对于A,当n=1时,可得a1=1×21=2,故A正确;对于B,a1+2a2+…+2n-1an=n·2n,当n≥2时,a1+2a2+…+2n-2an-1=(n-1)·2n-1,两式相减,得2n-1an=n·2n-(n-1)·2n-1=(n+1)·2n-1,所以an=n+1,又a1=2符合上式,所以an=n+1,又=不是常数,所以数列{an}不是等比数列,故B错误;对于C,由an=n+1可知,an-an-1=n-n+1=1,所以{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,所以Sn=2n+,所以S2n=4n+=2n2+3n,S3n=6n+,Sn+S3n=2n++6n+=5n2+6n,又2S2n=4n2+6n,所以Sn+S3n≠2S2n,所以Sn,S2n,S3n不构成等差数列,故C错误;对于D,==-,所以T100=+++…+=-+-+-+…+-=-=,故D正确.故选AD.
1.典型的递推关系式及处理方法
递推式
方法
示例
an+1=an+f(n)
累加法
a1=1,an+1=an+2n
an+1=anf(n)
累乘法
a1=1,=2n
an+1=Aan+B
(A≠0,1,B≠0)
构造法
a1=1,an+1=2an+1
an+1=
(A,B,C为常数)
取倒数法
a1=1,an+1=
2.Sn与an关系问题的求解思路
通项an与Sn的关系中,an=Sn-Sn-1成立的条件是n≥2,而a1应由a1=S1求出,然后再检验a1是否满足n≥2时an的式子.
1.(2025·河北张家口一模)已知数列{an}满足a1=2,an>0且a-a=+1,则a-n=( )
A.3- B.3+
C.4- D.4+
答案:C
解析:由题意,得a=(a-a)+(a-a)+…+(a-a)+a=++…++(n-1)+4=+(n-1)+4=n+4-,当n=1时,n+4-=1+4-1=4=a,符合题意,所以a-n=n+4--n=4-.故选C.
2.(2025·福建漳州一模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10=( )
A.1024 B.1023
C.513 D.256
答案:B
解析:由Sn+1-2Sn=n,得Sn+1+n+2=2(Sn+n+1),因为a1=2,所以S1+1+1=4,所以Sn+n+1≠0,所以{Sn+n+1}是首项为4,公比为2的等比数列,所以Sn+n+1=4×2n-1=2n+1,所以Sn=2n+1-n-1,所以a10=S10-S9=1023.故选B.
3.记数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,Sn+Sn+1=3n2+2n+1,则S20=( )
A.590 B.602
C.630 D.650
答案:A
解析:因为Sn+Sn+1=3n2+2n+1,所以Sn+1+Sn+2=3(n+1)2+2(n+1)+1,两式相减可得an+1+an+2=6n+5=6(n+1)-1.由a1=1,S1+S2=3×12+2×1+1=6,解得a2=4,所以a1+a2=5,满足上式,故an+an+1=6n-1,所以S20=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a19+a20)=5+17+29+…+113==590.故选A.
4.(2025·江苏宿迁二模)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,则( )
A.9a7>8a8 B.9a7<8a8
C.9S7>7a8 D.9S7<7a8
答案:B
解析:因为数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,当n=1时,由a1=S1=2a1-2,解得a1=2,当n≥2,n∈N*时,由Sn=2an-2n,可得Sn-1=2an-1-2n-1,上述两式作差可得an=2an-2an-1-2n-1,整理可得an-2an-1=2n-1,等式an-2an-1=2n-1两边同时除以2n-1,可得-=1,又=2,所以数列是以2为首项,1为公差的等差数列,所以=2+n-1=n+1,所以an=(n+1)·2n-1.9a7=9×8×26=9×29,8a8=8×9×27=9×210,则9a7<8a8,故A错误,B正确;Sn=2an-2n=(n+1)·2n-2n=n·2n,9S7=9×7×27=63×27,7a8=7×9×27=63×27,所以9S7=7a8,故C,D错误.故选B.
5.已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则下列说法正确的是( )
A.a10= B.an=2-n
C.{an}有最大值 D.{an}不是单调数列
答案:C
解析:设bn=an+1,则an=bn-1.已知an+1=,将an=bn-1,an+1=bn+1-1代入,可得bn+1-1==,可得bn+1=+1==,两边取倒数,得==+,即-=.又因为a1=1,所以b1=a1+1=2,则=,所以数列是以为首项,为公差的等差数列,所以=+(n-1)×=,则bn=,所以an=bn-1=-1,故B错误;当n=10时,a10=-1=-,故A错误;由an=-1,可知an+1-an=-1-=-=<0,所以数列{an}是递减数列,故D错误;由数列{an}是递减数列,可知{an}有最大值,为a1=1,故C正确.故选C.
6.记数列{an}的前n项和为Sn,已知数列{an}满足a1=1,an+1+an=2n+1,则S9=________,数列的前2026项和为________.
答案:45
解析:解法一:由an+1+an=2n+1,an+2+an+1=2n+3,得an+2-an=2,又a1+a2=3,a1=1,所以a2=2,所以数列{an}中的奇数项是以1为首项,2为公差的等差数列,偶数项是以2为首项,2为公差的等差数列,S9=(a1+a3+a5+a7+a9)+(a2+a4+a6+a8)=(5a1+20)+(4a2+12)=25+20=45.
解法二:S9=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+(a6+a7)+(a8+a9)=1+5+9+13+17=45.由题意知a1=1,a2=2,an+1+an=2n+1,an+2+an+1=2n+3,则an+2-an=2,当n为奇数时,an=a1+×2=1+n+1-2=n,当n为偶数时,an=a2+×2=2+n-2=n,所以an=n,所以数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,所以Sn=,故==2,所以++…+=2×=2×=.
考向4 数列的综合问题
例4 (1)数列{an}中,a1=5,a2=9,若数列{an+n2}是等差数列,则{an}的最大项为( )
A.3 B.3或4
C. D.11
答案:D
解析:若数列{an+n2}是等差数列,则数列{an+n2}的首项为a1+12=6,公差为(a2+22)-(a1+12)=7,所以an+n2=6+(n-1)×7=7n-1,则an=-n2+7n-1,所以an+1-an=[-(n+1)2+7(n+1)-1]-(-n2+7n-1)=-2n+6,则当n=1,2,3时,an+1-an≥0,则a4=a3>a2>a1;当n≥4时,an+1-an<0,则a4>a5>a6>a7>….综上,{an}的最大项为a3=a4=11.故选D.
(2)嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:b1=1+,b2=1+,b3=1+,…,以此类推,其中αk∈N*(k=1,2,…).则( )
A.b1<b5 B.b3<b8
C.b6<b2 D.b4<b7
答案:D
解析:解法一(常规解法):因为αk∈N*(k=1,2,…),所以α1<α1+,则>,则1+>1+,即b1>b2,同理,α1+>α1+,可得b2<b3,因为α1<α1+,所以b1>b3.同理,α1+>α1+,α1+<α1+,故b2<b4,b3>b4;以此类推,可得b1>b3>b5>b7>…,b7>b8,故A错误;b3>b7>b8,故B错误;由α1+>α1+,得b2<b6,故C错误;由α1+>α1+,得b4<b7,故D正确.
解法二(特值法):不妨设αn=1,则b1=2,b2=,b3=,b4=,b5=,b6=,b7=,b8=,b4<b7,故D正确.
(3)(2025·湖南长沙二模)已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意的n∈N*,都有3Sn=an+64.若Tn是数列{an}的前n项积,则Tn的最大值为( )
A.29 B.214
C.215 D.216
答案:C
解析:当n=1时,a1=32,当n≥2时,3Sn=an+64,3Sn-1=an-1+64,两式相减,得3an=an-an-1,即2an=-an-1,又a1=32≠0,故=-,所以数列{an}是以32为首项,-为公比的等比数列,所以an=32·.因为Tn是数列{an}的前n项积,所以Tn=a1a2a3…an=32n·=(-1)·2=(-1)·2,当n=5或n=6时,有最大值15,所以当n=5时,Tn有最大值215.故选C.
(4)欧拉函数φ(n)(n∈N*)的函数值等于所有不超过正整数n,且与n互质的正整数的个数,例如φ(4)=2.已知bn=,n∈N*,Tn是数列{bn}的前n项和,若Tn<M恒成立,则M的最小值为( )
A. B.1
C. D.2
答案:A
解析:因为3为质数,在不超过3n的正整数中,所有能被3整除的正整数的个数为3n-1,φ(3n)=3n-3n-1=2×3n-1(n∈N*),所以φ(3n+1)=2×3n(n∈N*),则bn===,所以Tn=b1+b2+b3+…+bn-1+bn=+++…++,Tn=+++…++,两式相减,可得Tn=+++…+-=-=-=-·,所以Tn=-·<,因为Tn<M恒成立,所以M≥,所以M的最小值为.故选A.
(5)已知函数f(x)=,数列{an}满足a1=a2=1,an+3=an(n∈N*),f(a2)+f(a3+a4)=0,则ai=________.
答案:2
解析:由题意,可知f(x)的定义域为R,且f(x)+f(-x)=+=+=0,即f(x)=-f(-x),可知f(x)为R上的奇函数.f(x)==1-,因为y=3x在R上单调递增,所以f(x)在R上单调递增.因为f(a2)+f(a3+a4)=0,所以f(a3+a4)=-f(a2)=f(-a2),可得a3+a4=-a2,即a2+a3+a4=0,由an+3=an(n∈N*),可知3为数列{an}的周期,则an+an+1+an+2=0,又2027=3×675+2,所以ai=a1+a2=2.
(6)(2025·河北保定一模)现有n个串联的信号处理器单向传输信号,处理器的工作为:接收信号——处理并产生新信号——发射新信号.当处理器接收到一个A类信号时,会产生一个A类信号和一个B类信号并全部发射至下一个处理器;当处理器接收到一个B类信号时,会产生一个A类信号和两个B类信号,产生的B类信号全部发射至下一个处理器,但由接收B类信号直接产生的所有A类信号只发射一个至下一个处理器.当第一个处理器只发射一个A类信号至第二个处理器时,按上述规则依次类推,若第n个处理器发射的B类信号数量记作bn,即b1=0,则b4=________,数列{bn}的通项公式为bn=________.
答案:8
解析:设第n个处理器发射的A类信号数量记作an,则a1=1,b1=0,由题意,当n≥2时,第n个处理器发射的A类信号数量为n-1,即当n≥2时,an=n-1,当n≥2时,bn=an-1+2bn-1,则b2=a1+2b1=1,b3=a2+2b2=3,b4=a3+2b3=8,故当n≥3时,bn=n-2+2bn-1,可得bn+n=2(bn-1+n-1),又b2+2=3,所以数列{bn+n}从第2项开始是以3为首项,2为公比的等比数列,所以bn+n=3×2n-2,所以bn=3×2n-2-n,当n=1时,上式不成立,所以bn=
1.求数列的最大项与最小项的常用方法
(1)将数列视为函数f(x)当x∈N*时所对应的一列函数值,根据f(x)的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出f(x)的最值,进而求出数列的最大(小)项.
(2)通过通项an研究数列的单调性,利用
(n≥2)确定最大项,利用(n≥2)确定最小项.
2.数列多与数学文化、不等式等知识创新交汇命题,解决此类问题时要注意构造思想、转化思想的运用.
1.(2025·重庆西南大学附属中学二模)已知{an},{bn}均为正项等差数列,a1=b1,∀n∈N*,有a1+a2+…+an=b,若数列{a-kbn}中第3项为最小项,则k的取值范围是( )
A.[12,24] B.[16,24]
C.[12,28] D.[16,28]
答案:B
解析:设数列{an}的公差为d1,数列{bn}的公差为d2,当n=1时,a1=b,又a1=b1,且a1>0,b1>0,所以a1=b1=1,当n=2时,a1+a2=b,即1+1+d1=(1+d2)2 ①,当n=3时,a1+a2+a3=b,即1+1+d1+1+2d1=(1+2d2)2 ②,由①②,得d1=2,d2=1,所以an=1+2(n-1)=2n-1,bn=1+(n-1)=n,令cn=a-kbn=(2n-1)2-kn=4n2-(4+k)n+1,因为数列{a-kbn}中第3项为最小项,cn是关于n的二次函数,其图象的对称轴为n=,根据二次函数的性质,对称轴应满足≤≤,解得16≤k≤24.故选B.
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,2an+1=3Sn,若tSn<2n对任意的n∈N*恒成立,则实数t的取值范围为( )
A.(-4,2) B.[-3,2)
C.(-6,2) D.(-3,2]
答案:B
解析:由2an+1=3Sn,得an=,当n≥2时,an=Sn-Sn-1,则=Sn-Sn-1,整理得Sn=-2Sn-1+1,即Sn-=-2,而3S1=2a1+1=2S1+1,解得S1=1,于是S1-=≠0,所以数列是首项为,公比为-2的等比数列,因此Sn-=×(-2)n-1,即Sn=,由tSn<2n,得·t<2n.当n为奇数时,·t<2n,即t<=3-,显然为递增数列,当n=1时,3-取得最小值,为2,于是t<2;当n为偶数时,·t<2n,即t>=-3+,显然恒有-3+<-3,于是t≥-3,所以实数t的取值范围为[-3,2).故选B.
3.已知数列c1:0,2,0,2,0,现按规则f:每个0都变为“2,0,2”,每个2都变为“0,2,0”对该数列进行变换,得到一个新数列,记数列ck+1=f(ck),k∈N*,则数列cn的项数为________,设cn的所有项的和为Sn,则S2n=________.
答案:5×3n-1 5×32n-1+1
解析:因为c1共5项,在f作用下,每个项都变为3个项,所以cn的项数是首项为5,公比为3的等比数列,所以cn的项数为5×3n-1.根据变换规则,知若数列的各项中,2与0的个数相同,则与之相邻的下一个数列中2与0的个数也相同;若2比0多n个,则与之相邻的下一个数列中2比0少n个;若2比0少n个,则与之相邻的下一个数列中2比0多n个;因为c1中有5项,其中2个2,3个0,2比0少1个,所以c2的15项中,2比0多1个;以此类推,若n为奇数,则数列的各项中2比0少1个,若n为偶数,则数列的各项中2比0多1个.所以数列c2n中2比0多1个,所以S2n=5×32n-1+1.
4.某区域的地形大致如图1,某部门负责该区域的安全警戒,在哨位O的正上方安装探照灯对警戒区域进行探查扫描.假设1:警戒区域为空旷的扇环形平地A1AnBnB1;假设2:视探照灯为点M,且距离地面20米;假设3:探照灯M照射在地面上的光斑是椭圆.当探照灯M以某一俯角从AkAk+1侧扫描到BkBk+1侧时,记为一次扫描,此过程中照射在地面上的光斑形成一个扇环Sk(k=1,2,3,…).由此,通过调整M的俯角,逐次扫描形成扇环S1,S2,S3,….第一次扫描时,光斑的长轴为EF,|OE|=30米,此时在探照灯M处测得点F的俯角为30°(如图2).记|AkAk+1|=dk,经测量知|A1An|=80米,且{dk}是公差约为0.1米的等差数列,则至少需要经过____________次扫描,才能将整个警戒区域扫描完毕.
答案:15
解析:因为在Rt△MOF中,∠F=30°,|OM|=20米,所以|OF|=20米,|EF|=(20-30)米,故|A1A2|=(20-30)米,故{dk}是以20-30为首项,0.1为公差的等差数列,故Sk=(20-30)k+×0.1,而S14≈74.07<80,S15≈80.1>80,故kmin=15.所以至少需要经过15次扫描,才能将整个警戒区域扫描完毕.
真题押题
1.(2025·新课标Ⅱ卷,7)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=6,S5=-5,则S6=( )
A.-20 B.-15
C.-10 D.-5
答案:B
解析:设等差数列{an}的公差为d,则由题可得解得所以S6=6a1+15d=6×5+15×(-3)=-15.故选B.
2.(2022·新高考Ⅱ卷,3)图1是中国古代建筑中的举架结构,AA′,BB′,CC′,DD′是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举.图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中DD1,CC1,BB1,AA1是举,OD1,DC1,CB1,BA1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为=0.5,=k1,=k2,=k3.已知k1,k2,k3成公差为0.1的等差数列,且直线OA的斜率为0.725,则k3=( )
A.0.75 B.0.8
C.0.85 D.0.9
答案:D
解析:设OD1=DC1=CB1=BA1=1,则DD1=0.5,CC1=k1,BB1=k2,AA1=k3,依题意,有k3-0.2=k1,k3-0.1=k2,且=0.725,所以=0.725,故k3=0.9.故选D.
3.(2025·新课标Ⅰ卷,13)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于________.
答案:2
解析:解法一:设等比数列为{an},其公比为q,前n项和为Sn,因为等比数列{an}的各项均为正数,所以q>0,又S4=4,S8=68,所以q≠1.由S4=4,得=4 ①,由S8=68,得=68 ②,②÷①,得=,即=1+q4=17,所以q4=16,又q>0,所以q=2.
解法二:设等比数列为{an},其公比为q,前n项和为Sn,因为等比数列{an}的各项均为正数,所以q>0,因为S4=4,S8=68,所以S8-S4=64,因为S4,S8-S4,S12-S8,…成等比数列,且公比为q4,所以q4===16,又q>0,所以q=2.
4.(2024·新课标Ⅱ卷,12)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=________.
答案:95
解析:设等差数列{an}的公差为d,则由题意,得解得则S10=10a1+d=10×(-4)+45×3=95.
5.(2021·新高考Ⅰ卷,16)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为20 dm×12 dm的长方形纸,对折1次共可以得到10 dm×12 dm,20 dm×6 dm两种规格的图形,它们的面积之和S1=240 dm2,对折2次共可以得到5 dm×12 dm,10 dm×6 dm,20 dm×3 dm三种规格的图形,它们的面积之和S2=180 dm2,以此类推.则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为__________;如果对折n次,那么Sk=________dm2.
答案:5 240×
解析:对折3次可以得到 dm×12 dm,5 dm×6 dm,10 dm×3 dm,20 dm× dm,共四种规格的图形,它们的面积之和为S3=4×30=120 dm2.对折4次可以得到 dm×12 dm, dm×6 dm,5 dm×3 dm,10 dm× dm,20 dm× dm,共五种规格的图形,它们的面积之和为S4=5×15=75 dm2.对折n次有n+1种规格的图形,且Sn=(n+1),因此Sk=240×.Sk=240×,因此Sk=240×=240×.所以Sk=240× dm2.
(多选)对于数列{an},把它连续两项an+1与an的差记为bn=an+1-an,得到一个新数列{bn},称数列{bn}为数列{an}的一阶差数列.若cn=bn+1-bn,则数列{cn}为数列{an}的二阶差数列,以此类推,可得数列{an}的p阶差数列.如果某数列的p阶差数列是一个非零的常数列,则称此数列为p阶等差数列,如数列1,3,6,10,它的前后两项之差组成新数列2,3,4,新数列2,3,4的前后两项之差再组成新数列1,1,新数列1,1为非零常数列,则数列1,3,6,10称为二阶等差数列.已知数列{an}满足a1=6,且Sn=an(n+3),则下列结论中正确的是( )
A.{an}为二阶等差数列
B.{an}为三阶等差数列
C.=(n≥2)
D.an=n(n+1)(n+2)
答案:BCD
解析:由Sn=an(n+3),得Sn+1=an+1(n+4),所以an+1=Sn+1-Sn=an+1(n+4)-an(n+3),即=.当n≥2时,=,故C正确;当n≥2时,××…×=××…×,即=,因为a1=6,所以an=×a1=(n+2)(n+1)n,当n=1时,a1=6,符合上式,所以an=(n+2)(n+1)n,故D正确;bn=an+1-an=(n+3)(n+2)(n+1)-(n+2)(n+1)n=3(n+2)(n+1),cn=bn+1-bn=3(n+3)(n+2)-3(n+2)(n+1)=6(n+2),不为常数,故{an}不是二阶等差数列,故A错误;dn=cn+1-cn=6(n+3)-6(n+2)=6,为非零常数,故{an}为三阶等差数列,故B正确.故选BCD.
专题作业
基础题(占比50%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比20%)
题号
1
2
3
4
5
6
7
难度
★
★
★
★
★
★★
★★
对点
利用等差数列的性质求等差数列的前n项和
数列周期性的应用
等比数列前n项和的性质
等差数列基本量的计算
利用an与Sn的关系、累加法求数列的通项公式
求等差数列的前n项和;并项求和法
构造法求数列的通项公式;等差、等比数列基本量的计算
题号
8
9
10
11
12
13
14
难度
★★★
★
★★
★★★
★
★★
★★★
对点
利用数列探索几何图形的分形规律
等差数列基本量的计算;等差数列前n项和的性质
等比数列的判定;等比数列基本量的计算;分组求和法
累乘法求数列的通项公式;数列的单调性及其应用;裂项相消法求和
等差数列基本量的计算
由数列的递推关系求首项;等比数列的判定;求等比数列的前n项和
累乘法求数列的通项公式;数列与不等式的综合
一、单选题
1.(2025·辽宁名校联盟一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a3+a10=a6+4,则S13=( )
A.4 B.60
C.68 D.52
答案:D
解析:∵a3+a10=a6+a7=a6+4,∴a7=4,∴S13==13a7=52.故选D.
2.已知数列{an}中,a1=-,当n>1时,an=1-,则a2028=( )
A.- B.
C.5 D.-
答案:B
解析:由a1=-,当n>1时,an=1-,得a2=5,a3=,a4=-,a5=5,…,可知各项取值的周期为3,所以a2028=a3=.故选B.
3.记等比数列{an}的前n项和为Sn,若S8=8,S12=26,则S4=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:B
解析:因为数列{an}为等比数列,且等比数列{an}的前n项和为Sn,所以S4,S8-S4,S12-S8成等比数列,则(S8-S4)2=S4(S12-S8),即(8-S4)2=S4(26-8),解得S4=32或S4=2.设等比数列{an}的公比为q,则q≠1,==1+q4>1,则S8>S4>0,得S4=2.故选B.
4.(2025·湖北武汉二调)记等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=0,S6=2S3-12,则a1=( )
A.6 B.8
C.10 D.12
答案:A
解析:设等差数列{an}的公差为d,由S6=2S3-12,得6a1+15d=2(3a1+3d)-12,所以9d=-12,由S10=0,得10a1+45d=0,则2a1=-9d=12,所以a1=6.故选A.
5.已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=2an-1,若数列{bn}满足b1=2,bn+1=an+bn,则数列{bn}的通项公式为( )
A.bn=2n-1+1 B.bn=2n+1
C.bn=2n-1-1 D.bn=2n-1
答案:A
解析:因为Sn=2an-1,当n≥2时,Sn-1=2an-1-1,两式相减,得an=2an-2an-1,即an=2an-1(n≥2),又a1=2a1-1,所以a1=1,所以数列{an}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以an=2n-1,则bn+1-bn=2n-1,当n≥2时,bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1=2n-2+2n-3+…+1+2=+2=2n-1+1,b1=2也满足上式,故bn=2n-1+1.故选A.
6.(2025·安徽皖南八校三模)已知数列{an}满足an=(-1)nn2,某同学将其前20项中某一项正负号写错,得其前20项和为372,则写错之前这个数为( )
A.-64 B.-81
C.100 D.-121
答案:B
解析:an=(-1)nn2,则其前20项和为S=-12+22-32+42-…-192+202=(22-12)+(42-32)+…+(202-192)=1+2+3+4+…+20=210.设写错项为x,则S-x-x=372,解得x=-81,a9=-81,故写错之前这个数为-81.故选B.
7.(2025·河南许洛平一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案:B
解析:在数列{an}中,由a1=2,an+1=2an,得数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,an=2n,则bn+1=2bn-2n,即-=-,因此数列是以=3为首项,-为公差的等差数列,则=3+(n-1),即bn=(7-n)2n-1,由am=bm,得2m=(7-m)2m-1,所以m=5.故选B.
8.分形几何学是美籍法国数学家伯努瓦—曼德尔布罗特在20世纪70年代创立的一门新学科,它的创立为解决传统科学领域的众多难题提供了全新的思路.下图展示了如何按照图1的分形规律生长成一个图2的树形图,则在图2中第2026行的黑心圈的个数是( )
A. B.
C.32025-1 D.32026-3
答案:A
解析:设题图2中第n行白心圈的个数为an,黑心圈的个数为bn,依题意可得an+bn=3n-1,an+1=2an+bn,bn+1=2bn+an,且有a1=1,b1=0,故有所以{an+bn}是以a1+b1=1为首项,3为公比的等比数列,{an-bn}为常数列,且a1-b1=1,所以故所以b2026=.故选A.
二、多选题
9.(2025·广东茂名二模)等差数列{an}中,a2+a3=-12,a5+a7=2.记数列{an}的前n项和为Sn,则下列说法正确的是( )
A.数列{an}的公差为2
B.Sn取最小值时,n=6
C.S4=S7
D.数列{|an|}的前10项和为50
答案:AD
解析:对于A,设等差数列{an}的公差为d,则由题意,知解得故A正确;对于B,an=-9+2(n-1)=2n-11,Sn=-9n+×2=n2-10n=(n-5)2-25,则当n=5时,Sn取最小值-25,故B错误;对于C,S4=42-10×4=-24,S7=72-10×7=-21,则S4≠S7,故C错误;对于D,数列{|an|}的前10项和为|-9|+|-7|+|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5+7+9=50,故D正确.故选AD.
10.(2025·河北NT20名校二调)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1+4an,则下列说法正确的是( )
A.{an+1+an}是等比数列
B.{an+1-4an}是等比数列
C.an=
D.Sn=
答案:AB
解析:设an+2+λan+1=(λ+3)(an+1+λan),则an+2=3an+1+(λ+3)λan,则λ(λ+3)=4,解得λ=-4或λ=1,当λ=1时,an+2+an+1=4(an+1+an),因为a2+a1=4≠0,所以{an+1+an}是以4为首项,4为公比的等比数列,所以an+1+an=4n ①,故A正确;当λ=-4时,an+2-4an+1=-(an+1-4an),因为a2-4a1=3-4=-1≠0,所以{an+1-4an}是以-1为首项,-1为公比的等比数列,所以an+1-4an=(-1)n ②,故B正确;①②两式作差,得an=,故C错误;数列的前n项和为×(41+42+…+4n)=×=,数列的前n项和为×[(-1)1+(-1)2+…+(-1)n]=×=,则Sn=-=,故D错误.故选AB.
11.(2025·山西临汾二模)已知数列{an}满足a1=3,3nan=(n+1)an+1,则下列说法正确的是( )
A.a3=9
B.{an}是递增数列
C.若Tn为数列的前n项和,则Tn<1
D.若对任意n∈N*,都有(-1)nλan≤an+1,则-3≤λ≤1
答案:ABC
解析:由3nan=(n+1)an+1,得=,故an=··…··a1=××…×××3=,a1=3也符合上式,故an=,a3==9,A正确;由于==1+>1,故an+1>an,因此{an}是递增数列,B正确;===-,故Tn=++…+=1-<1,C正确;由(-1)nλan≤an+1,得(-1)nλ≤=3×=3,当n为偶数时,λ≤3恒成立,由于f(n)=1-单调递增,故λ≤3=2,当n为奇数时,-λ≤3恒成立,由于f(n)=1-单调递增,故-λ≤3=,即λ≥-,故若对任意n∈N*,都有(-1)nλan≤an+1,则-≤λ≤2,D错误.故选ABC.
三、填空题
12.(2025·江西南昌一模)已知等差数列{an}各项均不为零,前n项和为Sn,若Sn=anan+1,则a13=________.
答案:
解析:在等差数列{an}中,an不为零,设公差为d,因为Sn=anan+1,当n=1时,S1=a1=a1a2,所以a2=1,当n=2时,S2=a2a3,则1+a1=a3=a1+2d,所以d=,则a13=a2+11d=1+=.
13.(2025·河北盐山中学高三模拟)已知函数f(x)=x2+3x-4,设曲线y=f(x)在点(an,f(an))处的切线与x轴的交点为(an+1,0)(n∈N*),a1>1,a2=,则a1=__________;设x1,x2(x1>x2)是函数f(x)的零点,bn=log6,则数列{bn}的前n项和Sn=________.
答案:2 2n-1
解析:因为f(x)=x2+3x-4,所以f′(x)=2x+3.因为f(an)=a+3an-4,f′(an)=2an+3,所以曲线y=f(x)在点(an,f(an))处的切线方程为y-(a+3an-4)=(2an+3)(x-an).令y=0,得x=,即an+1=.因为a2==,所以7a-16a1+4=(7a1-2)(a1-2)=0.因为a1>1,所以a1=2.因为f(x)=x2+3x-4=(x+4)(x-1),所以x1=1,x2=-4,所以bn=log6.因为===,故bn+1=2bn,而b1=log6=1≠0,故{bn}是首项为1,公比为2的等比数列,所以bn=2n-1,故Sn==2n-1.
14.已知首项为的正项数列{an}满足a=a,若存在n∈N*,使得不等式[m-(-1)nan][m+(-1)nan+3]<0成立,则m的取值范围为________.
答案:
解析:因为a=a(an>0),所以(n+1)ln an=nln an+1⇒=,当n≥2时,··…·=··…·,所以=n(n≥2),又a1=,所以an=(n≥2),当n=1时也成立,所以an=.因为[m-(-1)nan][m+(-1)nan+3]<0,当n为奇数时,上式变为(m+an)(m-an+3)<0,所以-an<m<an+3,因为{an}为递减数列,所以-<m<;当n为偶数时,上式变为(m-an)(m+an+3)<0,所以-an+3<m<an,解得-<m<.综上,m的取值范围为.
27
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。