内容正文:
微突破3 最值、范围问题
【基础·回扣】
1.C 2.D 3.A 4.B
【典例·讲解】
【例1】 解:(1)由TnTn-1+2Tn=2Tn-1,得-=.
又==,所以数列{}是首项为,公差为的等差数列,
所以=+(n-1)=,所以Tn=,
所以an==(n≥2).
因为n=1时,a1=符合上式,所以an=.
(2)由(1)知,an=,
所以bn=an+=+=-+2.
所以Sn=b1+b2+…+bn=(-+2)+(-+2)+…+(-+2)=-+2n,
显然Sn=-+2n在n∈N*上单调递增,
所以当n=1时,Sn取得最小值,无最大值.
【例2】 解:(1)因为S1=2a2-3且S1=a1=,所以a2=,
由Sn=2an+1-3,可得Sn-1=2an-3(n≥2),
两式相减得an=Sn-Sn-1=2an+1-2an,
易知an≠0,所以=,
又=,所以对任意的n∈N*,=,
所以{an}是首项和公比均为的等比数列,所以an=a1×qn-1=( )n.
(2)由(1)可得cn=( )n(n2+n),
当n≥2时,由==>1,可得n<5.
故当n<5时,c1<c2<c3<c4,当n>5时,c5>c6>c7>…,
又当n=4时,c4=( )4(42+4)=,
当n=5时,c5=( )5(52+5)=,
所以c4=c5,所以c1<c2<c3<c4=c5>c6>c7>…,
综上,当n=4或n=5时,cn取得最大值.
【训练1】 解:(1)因为=an+(1-n)t,n∈N*,
所以=a2-t,又S2=a1+a2,所以a2-a1=2t.
又a2=a1+2,所以t=1.
(2)证明:由(1)可得=an+1-n,n∈N*,所以Sn=nan+n-n2,
因此Sn+1=(n+1)an+1+n+1-(n+1)2,
两式相减得an+1=(n+1)an+1-nan-2n,
整理得an+1-an=2,n∈N*,所以{an}为等差数列.
(3)由(2)得Sn=na1+×2=n2+(a1-1)n,
由n2<Sn<(n+1)2,n∈N*,得得1<a1<3+.
因为1<a1<3+对∀n∈N*恒成立,
所以1<a1≤3,故a1的取值范围为(1,3].
【训练2】 解:(1)设数列{an}的公差为d,d>1,
∵2a1=a2,∴2a1=a1+d,解得a1=d,a2=2d,
∴S2=a1+a2=3d,
由=-,可知=,b1==,=,b2===,
又T2=b1+b2=+=,
∴S2+T2=3d+=16,
即3d2-16d+5=0,解得d=5或d=(舍去),
∴an=a1+(n-1)d=5n.
(2)由(1)知an=5n,
又=-,可得=,解得bn=n+,
∴{bn}为等差数列,故Tn===,
∵存在n∈N*,使得10Tn-9n+t+t2<3,即(10Tn-9n)min+t+t2<3,
又10Tn-9n=n2-6n=(n-3)2-9,
∴=-9,
故-9+t+t2<3,整理得t2+t-12<0,解得-4<t<3.
∴实数t的取值范围是(-4,3).
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微突破3 最值、范围问题
【备考指南】 近几年高考试题中,与数列有关的最值、范围问题既有解答题,也有选择题、填空题,难度中等或偏上.
1.在数列{an}中,若an最大,则;若an最小,则
1.在数列{an}中,an=(n+1)()n,则数列{an}中的最大项是( )
A.第6项 B.第8项
C.第6项和第7项 D.第7项和第8项
2.相邻项比较,作商(与1比较,要求是正项数列),或作差(与0比较,从而转化为判断符号问题).
2.已知bn=,则数列{bn}的最小项的值为( )
A. B.
C. D.
3.求Sn最值的方法:(1)邻项变号法:当a1>0,d<0时,满足的m使得Sn取得最大值为Sm;当a1<0,d>0时, 满足的m使得Sn取得最小值为Sm;(2)把数列看成函数,利用函数的性质求最值.
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差为d,若a1=-11,当且仅当n=6时Sn取得最小值,则d的取值范围为( )
A.(,) B.(,)
C.[,) D.[,)
4.化归为关于参数的不等式.
4.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=-3,S5=-10,且对任意的n∈N*,-Sn≤t2+3t恒成立,则实数t的取值范围为( )
A.(-∞,-5] B.(-∞,-5]∪[2,+∞)
C.[-5,0) D.[-5,0)∪[2,+∞)
【思维建模】 数列中有关最值、范围问题的常见题型及解题策略
【易错提醒】 利用数列和式的单调性求其最值,要首先判断其单调性,且注意数列中的n≥1,n∈N*.
【例1】 设数列{an}的前n项积为Tn,满足TnTn-1+2Tn=2Tn-1(n∈N*,n≥2),且an≠0,a1=.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若数列{bn}满足bn=an+,求数列{bn}的前n项和Sn的最值.
【通性通法】 求n的值或最值,一般涉及数列的项或前n项和的最值与范围,通常化归为解关于n的不等式,或根据数列的单调性求解.
【例2】 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=,Sn=2an+1-3.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若cn=,求使cn取得最大值时的n的值.
【易错提醒】 切勿由n2<Sn<(n+1)2,取n=1直接得答案,n2<Sn<(n+1)2相当于恒成立问题,应由Sn的关系式列不等式组求解.
【训练1】 (2025·江苏南京、盐城一模)已知数列{an}的前n项和Sn满足=an+(1-n)t,n∈N*,t为常数,且a2=a1+2.
(1)求t的值;
(2)证明:{an}为等差数列;
(3)若n2<Sn<(n+1)2,n∈N*,求a1的取值范围.
【训练2】 (2025·辽宁葫芦岛一模)设数列{an}是公差大于1的等差数列,{an},{bn}满足=-,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,且2a1=a2,S2+T2=16.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若存在n∈N*,使得10Tn-9n+t+t2<3,求实数t的取值范围.
提示:完成课后作业 专题二 微突破3
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