内容正文:
1.2 课后达标 检测
1.已知在递减数列{an}中,an=kn(k为常数),则实数k的取值范围是( )
A.R B.(0,+∞)
C.(-∞,0) D.(-∞,0]
解析:由题知,an+1-an=k(n+1)-kn=k<0,所以实数k的取值范围为
(-∞,0).
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2.已知函数f(x)定义如表,数列{xn}满足x1=2,且对任意的自然数均有
xn+1=f(xn),则x2 025=( )
A.1 B.2
C.4 D.5
解析:根据定义,可得x2=f(x1)=1,x3=f(x2)=5,x4=f(x3)=2,x5=f(x4)=1,x6=f(x5)=5,…,所以数列{xn}的周期为3,故x2 025=x3=5.
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x 1 2 3 4 5
f(x) 5 1 3 4 2
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4.(多选)下列数列{an}的通项公式中,是递增数列的是( )
A.an=-3n-1 B.an=5n-3
C.an=7+2n D.an=(-1)nn2
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解析:对于A,因为an+1-an=-3(n+1)-1+3n+1=-3<0,所以数列{an}为递减数列,A错误;
对于B,因为an+1-an=5(n+1)-3-5n+3=5>0,所以数列{an}为递增数列,B正确;
对于C,因为an+1-an=7+2n+1-7-2n=2n>0,所以数列{an}为递增数列,C正确;
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9.(2024·江西九江月考)已知数列{an}的通项公式为an=|2n-19|,若ak为该数列的最小项,则k=________.
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(2)判断{an}是递增数列还是递减数列,并说明理由.
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解析:选项A,由an=3n, 得an+1-an=3,则{an+1-an}为常数列,不满足“差递减数列”的定义;
选项B,由an=n2+1,得an+1-an=(n+1)2+1-n2-1=2n+1,则{an+1-an}为递增数列,不满足“差递减数列”的定义;
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13.已知数列{an}满足an=n-(1-m)n2,若满足a1<a2<a3<a4<a5<a6,
且对任意n∈[9,+∞),都有an>an+1,则实数m的取值范围是________.
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(2)若对任意的n∈N+,都有an≤a6成立,求实数a的取值范围.
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(2)当a=1时,若x1>0,数列{xn}是递增数列还是递减数列?请说明理由.
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3.已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(1,2n-15),其最大项和最小项的值分别为( )
A.1,-eq \f(1,7)
B.0,-eq \f(1,7)
C.eq \f(1,7),-eq \f(1,7)
D.1,-eq \f(1,11)
解析:因为n∈N+,
所以当1≤n≤3时,
an=eq \f(1,2n-15)<0,且单调递减;
当n≥4时,an=eq \f(1,2n-15)>0,且单调递减,
所以最小项为a3=eq \f(1,8-15)=-eq \f(1,7),最大项为a4=eq \f(1,16-15)=1.故选A.
对于D,an+1-an=(-1)n+1(n+1)2-(-1)nn2=(-1)n+1(2n2+2n+1),
因为2n2+2n+1=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n+\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+eq \f(1,2)>0,所以当n为偶数时,an+1-an<0,
所以数列{an}不是递增数列,D错误.
故选BC.
5.(多选)(2024·陕西西安月考)已知数列{an}的通项公式an=n+eq \f(56,n),若an≥ak对n∈N+恒成立,则满足条件的正整数k可以为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
解析:an=n+eq \f(56,n)≥2eq \r(n×\f(56,n))=4eq \r(14),当且仅当n2=56,即n=2eq \r(14)(负值已舍去)时取等号,
因为n∈N+,所以当n=7时,a7=7+eq \f(56,7)=15,当n=8时,a8=8+eq \f(56,8)=15,
所以an=n+eq \f(56,n)的最小值为a7和a8,
因为an≥ak对n∈N+恒成立,所以k=7或k=8.故选BC.
6.(多选)(2024·江西南昌高二期中)已知数列{an}满足an=eq \f(1,2n-18)(n∈N+),则( )
A.数列{an}的最大项为a6
B.数列{an}的最大项为a5
C.数列{an}的最小项为a5
D.数列{an}的最小项为a4
解析:因为an=eq \f(1,2n-18)(n∈N+),所以an+1-an=eq \f(1,2n+1-18)-eq \f(1,2n-18)=eq \f(2n-18-2n+1+18,(2n+1-18)(2n-18))=eq \f(-2n,(2n+1-18)(2n-18)),
由an+1-an>0,得9<2n<18,且易知,当n≤4时,an<0,当n≥5时,an>0,
所以0>-eq \f(1,16)=a1>a2>a3>a4,a5>a6>…>an>0,
所以数列{an}的最大项为a5,最小项为a4,
故选BD.
7.若数列{an}的通项公式为an=eq \f(n,n2+196)(n∈N+),则这个数列中的最大项是第________项.
解析:an= eq \f(n,n2+196)= eq \f(1,n+\f(196,n)),
因为n+eq \f(196,n)≥2 eq \r(n·\f(196,n))=28,
当且仅当n=14时,n+eq \f(196,n)有最小值28,
所以当n=14时,eq \f(1,n+\f(196,n))取得最大值eq \f(1,28).
8.已知数列{an}满足an=eq \f(1,n+1)+eq \f(1,n+2)+eq \f(1,n+3)+…+eq \f(1,2n),则数列{an}是________数列.(填“递增”“递减”或“常”)
解析:因为an=eq \f(1,n+1)+eq \f(1,n+2)+eq \f(1,n+3)+…+eq \f(1,2n),
所以an+1=eq \f(1,(n+1)+1)+eq \f(1,(n+1)+2)+eq \f(1,(n+1)+3)+…+eq \f(1,2(n+1))
=eq \f(1,n+2)+eq \f(1,n+3)+eq \f(1,n+4)+…+eq \f(1,2n)+eq \f(1,2n+1)+eq \f(1,2n+2),
所以an+1-an=eq \f(1,2n+1)+eq \f(1,2n+2)-eq \f(1,n+1)
=eq \f(1,2n+1)-eq \f(1,2(n+1)),
又n∈N+,所以2n+1<2(n+1),
所以an+1-an>0,
所以数列{an}是递增数列.
解析:令2n-19≥0,解得n≥eq \f(19,2),
所以当n≤9且n∈N+时,an=19-2n,则{an}递减;
当n≥10且n∈N+时,an=2n-19,则{an}递增;
又a9=|18-19|=1,a10=|20-19|=1,
所以(an)min=a9=a10=1,
即k=9或k=10.
10.已知函数f(x)=eq \f(2x-1,x),设数列{an}的通项公式为an=f(n),其中n∈N+.
(1)求证:1≤an<2;
证明:由题意得an=eq \f(2n-1,n)=2-eq \f(1,n),因为n为正整数,所以n≥1,0<eq \f(1,n)≤1,
所以1≤2-eq \f(1,n)<2,即1≤an<2.
解:{an}是递增数列,理由如下:
an=eq \f(2n-1,n)=2-eq \f(1,n),an+1 -an=2-eq \f(1,n+1)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-\f(1,n)))=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1)=eq \f(1,n(n+1))>0,即an+1>an,所以{an}是递增数列.
11.(多选)若数列{an}满足对任意正整数n,{an+1-an}为递减数列,则称数列{an}为“差递减数列”.给出下列数列{an}(n∈N+),其中是“差递减数列”的有( )
A.an=3n
B.an=n2+1
C.an=eq \r(n)
D.an=lneq \f(n,n+1)
选项C,由an=eq \r(n),得an+1-an=eq \r(n+1)-eq \r(n)=eq \f(1,\r(n+1)+\r(n)),
显然{an+1-an}为递减数列,满足“差递减数列”的定义;
选项D,由an=lneq \f(n,n+1),得an+1-an=lneq \f(n+1,n+2)-lneq \f(n,n+1)=lneq \f((n+1)2,n(n+2))=lneq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1+\f(1,n(n+2)))),随着n的增大,此式的值变小,所以{an+1-an}为递减数列,满足“差递减数列”的定义.故选CD.
12.已知数列{an}的通项公式为an=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2n-1,n≤4,,-n2+(a-1)n,n≥5,))n∈N+,若a5是{an}中的最大项,则a的取值范围是____________.
解析:当n≤4时,an=2n-1单调递增,
{an}的最大项为a4=15,
当n≥5时,an=-n2+(a-1)n=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n-\f(a-1,2)))
eq \s\up12(2)+eq \f((a-1)2,4),
因为a5是{an}中的最大项,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(a-1,2)≤5.5,,-25+5(a-1)≥15,))解得9≤a≤12.
解析:因为an=n-(1-m)n2,若满足a1<a2<a3<a4<a5<a6,
所以1-(1-m)×12<2-(1-m)×22<3-(1-m)×32<4-(1-m)×42<5-(1-m)×52<6-(1-m)×62,
解得1-m<eq \f(1,11).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,11),\f(18,19)))
因为对任意n∈[9,+∞),都有an>an+1,由二次函数的性质可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-(1-m)<0,,-\f(1,-2(1-m))<\f(9+10,2))),解得1-m>eq \f(1,19).
所以eq \f(1,19)<1-m<eq \f(1,11),解得eq \f(10,11)<m<eq \f(18,19).
所以实数m的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,11),\f(18,19))).
14.已知数列{an}满足an=1+eq \f(1,a+2(n-1))(n∈N+,a∈R且a≠0).
(1)若a=-7,求数列{an}中的最大项和最小项的值;
解:方法一:因为a=-7,
所以an=1+eq \f(1,2n-9).
结合函数y=1+eq \f(1,2x-9)的单调性,可知1>a1>a2>a3>a4,a5>a6>a7>…>an>1(n∈N+),
所以数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.
方法二:因为a=-7,
所以an=1+eq \f(1,2n-9).
设数列{an}中的最大项为an,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(an≥an-1,,an≥an+1))(n≥2且n∈N+),
即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,2n-9)≥1+\f(1,2(n-1)-9),,1+\f(1,2n-9)≥1+\f(1,2(n+1)-9),))
解得eq \f(9,2)<n<eq \f(11,2).
又因为n≥2且n∈N+,
所以n=5,即数列{an}中的最大项为a5=2.
同理可得,数列{an}中的最小项为a4=0.
解:an=1+eq \f(1,a+2(n-1))=1+eq \f(\f(1,2),n-\f(2-a,2)).
因为对任意的n∈N+,都有an≤a6成立,
所以结合函数y=1+eq \f(\f(1,2),x-\f(2-a,2))的单调性,知5<eq \f(2-a,2)<6,
所以-10<a<-8.故实数a的取值范围为(-10,-8).
15.已知数列{an}满足an=eq \f(1,n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2 025,2 024)))
eq \s\up12(n),则当an取得最小值时n的值为( )
A.2 026
B.2 025或2 024
C.2 024
D.2 024或2 023
解析:令bn=eq \f(1,an),则eq \f(bn+1,bn)=eq \f(2 024(n+2),2 025(n+1))=1+eq \f(2 023-n,2 025(n+1)),
当n>2 023时,eq \f(bn+1,bn)<1,{bn}单调递减,{an}单调递增;
当n<2 023时,eq \f(bn+1,bn)>1,{bn}单调递增,{an}单调递减;
当n=2 023时,eq \f(bn+1,bn)=1,即b2 023=b2 024,a2 023=a2 024.
故当n=2 023或n=2 024时,{an}取得最小值,最小值为a2 023=a2 024=eq \f(2 0252 023,2 0242 024).故选D.
16.已知首项为x1的数列{xn}满足xn+1=eq \f(axn,xn+1)(a为常数).
(1)若对于任意的xn≠-1,有xn+2=xn对于任意的n∈N+都成立,求a的值;
解:因为xn+2=eq \f(axn+1,xn+1+1)=eq \f(a·\f(axn,xn+1),\f(axn,xn+1)+1)=eq \f(a2xn,axn+xn+1)=xn,
所以a2xn=(a+1)xeq \o\al(2,n)+xn,
即(a2-1)xn=(a+1)xeq \o\al(2,n),
要使该式对任意的n∈N+都成立,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2-1=0,,a+1=0,))解得a=-1.
解:数列{xn}是递减数列.理由如下:
因为a=1,x1>0,xn+1=eq \f(xn,xn+1),所以xn>0(n∈N+).
又因为xn+1-xn=eq \f(xn,xn+1)-xn=-2,n)eq \f(x,xn+1)
<0(n∈N+),故数列{xn}是递减数列.
$