内容正文:
专题12 数列的融合交汇问题
题型01 数列与不等式、导数结合解决最值、范围问题
1.(25-26高三下·安徽安庆·月考)在数列中,已知,
(1)证明是等差数列,并求出的通项公式;
(2)若数列满足,,设数列的前项和为.
①求,并证明;
②证明:.
【答案】(1)证明见解析,;
(2)①,证明见解析;②证明见解析
【分析】(1)利用赋值法结合等差数列的定义证明结论,求出;
(2)利用累乘法求出,进而证明结论;利用裂项相消法求和,再化简不等式,利用函数单调性证明结论.
【详解】(1)在数列中,,成立,取,则,
已知,则,
是首项为2公差为2的等差数列,通项公式为.
(2)①已知,则,
,
当时,,符合题意,;
,,
,
,,
;
②,
,
,
要证,即,
,两边平方得,
化简得,
令,求导得,
当时,,函数单调递增,
当时,,
当时,,
对恒成立,
,命题得证.
2.(25-26高三下·江西·月考)已知数列的前项和为,且长为,宽为的矩形的周长为.
(1)求、;
(2)求的通项公式;
(3)已知数列的前项和为,证明:.
【答案】(1),
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)由题意得出,分别令、,可求得、的值;
(2)当时,由可得,两式作差可得出,推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,即可求出数列的通项公式;
(3)当时,推导出,且(当且仅当时,等号成立),于是得出,再利用不等式的基本性质结合累加法可证得结论成立.
【详解】(1)由题意得.
当时,,得.
当时,,得.
(2)当时,由可得,
两式作差得,
得,得,
又,所以是首项为,公比为的等比数列.
故,得.
(3),所以.
令函数,得,所以在上是增函数.
当时,,得.
因为,所以,
所以.
令函数,得.
当时,,在上单调递增.
当时,,在上单调递减.
故,得,当且仅当时,等号成立,
令,得,得,
则
.
故.
3.(2026·山东德州·一模)已知函数.
(1)证明:在上单调递增;
(2)记的最小值为,数列的前项积为.
(i)求的通项公式;
(ii)证明:对任意的成立.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i)(ii)证明见解析
【分析】(1)求导,结合三角函数性质分析可知,即可得单调性;
(2)(i)先利用平方关系求,时利用诱导公式分析可知的对称轴和周期性,结合单调性可得;
(ⅱ)先求
方法一:利用数学归纳法证明结论,
方法二:令,证明,由此证明结论;
方法三:由,结合利用放缩法证明结论.
【详解】(1)因为
当时,则,
所以,
可得,且,
则,
即,
可得,所以函数在上单调递增,
(2)(2)(i)若,则,即;
若,由(1)可知:在上单调递增,
且,
可知是一个周期为的周期函数,
又因为
可知关于对称,
则在,处取到最大值,在,处取到最小值,
可得,
综上所述:
(ii)
方法一:数学归纳法证明不等式
成立,
当时,左边,右边,因为,所以不等式成立,
假设当时不等式成立,
即成立,
则当时,
左边
所以当时,不等式也成立,
综上所述:可证得不等式恒成立;
方法二:构造新数列方法证明不等式.
令,
所以,
即
,
综上所述:可证得不等式恒成立.
方法三:
,
4.(2026·山东济南·一模)已知函数的定义域为,导函数.将所有的极值点按照从小到大的顺序排列构成数列.
(1)若,比较与的大小;
(2)从下列两个命题中任选一个证明:
①数列为递减数列;
②数列为递增数列;
(若两个命题均选,按照第一个解答计分)
(3)若为正整数,且对任意的,都有,求的最小值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)1
【分析】(1)先根据导函数确定极值点,再通过作差法比较 与 的大小;
(2)选择①,构造函数,选择②,构造函数求导计算可得 ,结合(1)中可得的正负,通过分析函数的单调性来判断相邻两项的差值;
(3)先分析函数在给定区间上的单调性,再根据单调性求出函数在该区间上的最值,可得,构造函数,通过单调性判断进而得出,确定的最小值.
【详解】(1)令,得,
因为为的变号零点,所以.
当时,,且.
,
.
故.
(2)选择①,
令,
则,
当时,即时,,
,
故,
由(1)知,.
故单调递减,从而有,
即,
即,从而数列为递减数列.
选择②,
令,
则,
当时,即时,,
,
故,
由(1)知,,
故单调递增,从而有,
即,
即,从而数列为递增数列.
(3)由(2)知,在区间上,的最大值为,的最小值为.
对任意,都有成立,
当且仅当.
因为为正整数,所以当时,令,
则,
注意到,且,
从而有,
故单调递增.
故,即,故.
从而的最小值为1.
5.(25-26高三上·陕西西安·月考)设数列的前n项和为,,且,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.14 D.
【答案】B
【分析】由题可得,因此为常数列,可求得为等差数列,进而求得,随后将化简为,借助对勾函数的性质研究其单调性,并求得最小值即可.
【详解】由可得,故为常数列,因此有,
得,故,
则.
设,,解得,由对勾函数的单调性,
易知在上单调递减,在上单调递增,
故可能在或处取得最小值.
而,,
得的最小值为,则的最小值为.
故选:B.
6.(25-26高三下·四川南充·月考)已知数列的前项和为,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先对递推式取倒数累加求通项,再裂项相消求前 项和并确定其上界,接着转化为关于 的一次函数恒成立问题,最后利用区间端点列不等式组,求解得出实数 的取值范围。
【详解】由,两边同除以得,
当 时,得 ,
累加得 ,
可得 ,则 ,
前项和,
因此,因为对于任意的,不等式恒成立.
所以对任意恒成立,
令,,由一次函数端点值条件可知
即,解得或.
题型02 数列与解析几何结合
7.(2026高三·全国·专题练习)已知各项都不相等的数列,圆,圆,若圆平分圆的周长,则的所有项的和为( )
A.2024 B.2025 C.4048 D.4050
【答案】D
【分析】利用圆平分另一圆周长的条件,推导出公共弦必过圆心,从而得到数列项的关系,再通过倒序相加法求出所有项的和.
【详解】由题意联立,
两式相减可得公共弦所在直线方程为,即,
因为圆平分圆的周长,
所以公共弦过圆C的圆心,
圆C的标准方程为,则圆心为,
所以,即,
又的所有项的和为,
则,
两式相加得,
则.
故选:D
8.(25-26高三上·四川凉山·期末)已知点在抛物线上,按照如下方法依次构造点,过点作斜率为的直线与抛物线C交于另一个点,令为关于y轴对称的点,记的坐标为.
(1)求t的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求;
(3)记,求数列的前n项和.
【答案】(1)1
(2)证明见解析,
(3)
【分析】(1)把点代入抛物线方程,可求t的值;
(2)过且斜率为-1的直线方程为,与抛物线联立方程组,求得方程的两根,得到,结合等差数列的定义,即可得证数列是等差数列,并可求出;
(3)由错位相减法数列的前n项和.
【详解】(1)∵点在抛物线上,
∴,解得.
(2)由(1)知,即,
当时,∵点在抛物线上,则,且,
过,且斜率为的直线,
联立方程组,得,
解得或,
∴,可得,
∴数列是以首项为2,公差为4的等差数列,
∴.
(3),
,
,
两式相减得:
,
所以.
9.(25-26高三下·山西太原·月考)(多选)如图,曲线上的点与x轴非负半轴上的点,构成一系列斜边在x轴上的等腰直角三角形,记为,,,(为坐标原点).设的斜边长为,点,的面积为,则下列说法中正确的是( )
A.数列的通项公式 B.数列的通项公式
C. D.
【答案】ABD
【详解】已知,设,因为为等腰直角三角形,
则直线的斜率为,直线的方程为,
联立,解得,则,即,则,
设,则,,
则,
可得,即,
由,可得,故得,
所以数列是以2为首项,以2为公差的等差数列,
则,故A正确;
对于B,,则,故B正确;
对于C,因为是等腰直角三角形,其面积,
则
由平方和公式,
可得,故C错误;
对于D,因为,,
当时,,
则,故D正确.
10.(25-26高三上·宁夏中卫·期末)已知点和是椭圆上的两个点.
(1)求的方程;
(2)过点作的切线,切点为,求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用椭圆的标准方程为,先把椭圆上两点的坐标代入方程,得到关于的方程组,再解方程组即可确定椭圆方程;
(2)利用“切线过已知点”这一条件,将点坐标代入切线方程,即可建立关于切点纵坐标的等式,进而求出通项;
【详解】(1)将点代入椭圆方程,可得,即,
将与点的坐标代入椭圆方程,可得,,解得,
因为,,所以椭圆的方程为.
(2)设过点的切线方程为,
将代入椭圆方程,得到,
展开并整理可得,
因为直线与椭圆相切,所以:,
化简得,所以,即,解得,
将,代入,
可得,即,
因为直线与椭圆相切,所以,
将代入,可得,
将代入上式,可得,
所以数列的通项公式为: .
11.(25-26高三上·北京·月考)已知各项都不相等的数列,圆,圆,若圆与圆相交时,圆平分圆的周长,且,则的所有项的和为( )
A.2024 B.2025 C.4048 D.4050
【答案】D
【分析】先求出两圆的公共弦方程,由题意,公共弦过圆C的圆心,代入圆心,可得,写出所求的表达式,利用倒序相加求和法,即可得答案.
【详解】由题意,联立,两式相减可得公共弦所在直线方程为:
,即,
因为圆平分圆的周长,
所以公共弦过圆C的圆心,
圆C的标准方程为,则圆心为,
所以,即,
又的所有项的和为,
,
因为,且,
所以,
故选:D
12.(25-26高三上·湖南永州·期末)抛物线上有一系列点,对于所有正整数,以点为圆心的圆与轴相切,且圆与圆又彼此外切.已知,点到的准线的距离为,记圆的面积为.
(1)求的方程;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)设,判断数列中是否存在互不相同的三项构成等比数列,请说明理由.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)不存在,理由见解析.
【分析】(1)求出点的坐标,利用抛物线的定义建立方程求出参数即可.
(2)由给定各圆的特征建立等式并化简变形,结合等差数列定义推理得证.
(3)由(2)求出数列的通项公式,结合反证法推理得证..
【详解】(1)依题意,点的坐标为,而抛物线准线方程为,则,
解得,所以抛物线C的方程为.
(2)由圆、圆与y轴相切,得圆的半径长为,圆的半径长为,
由圆与圆相外切,得,即,
则,
又,因此,即,而,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列.
(3)数列中不存在互不相同的三项构成等比数列,
证明如下:由(2)得,则,而
因此,,
假设数列中存在不同三项()构成等比数列,
即,于是,
整理得,由,得,
即,因此,整理得,
即,与矛盾,假设不成立,
所以数列中不存在互不相同的三项构成等比数列.
题型03 数列与三角结合
13.(25-26高三上·天津津南·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若,,则的值是_____.
【答案】
【分析】应用等比数列及等差数列的下标和性质得出,,再代入结合特殊值的三角函数值求解.
【详解】因为数列是等比数列,数列是等差数列,又,,
则,,所以,,
则.
故答案为:.
14.(2025高三上·河北石家庄·专题练习)设等差数列的前n项和为,已知,,设,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由求得,由等差数列项之间的关系求得公差和首项,即得数列通项,然后化简数列的通项公式,利用裂项相消法即得答案.
【详解】设等差数列的公差为,,解得,
则,∴,
∴,
∴,
设数列的前项和为,
则
.
故选:B
15.(25-26高三上·湖南长沙·月考)(多选)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则下列结论中正确的是( )
A.数列为等差数列
B.
C.
D.
【答案】BCD
【分析】先对函数求导,结合导数确定极值点,然后结合三角函数的性质分别检验各选项即可判断.
【详解】令,解得或,
因此
对于A:,因此不为等差数列,故A错误;
对于B:,故B正确;
对于C:,
,
,故C正确;
对于D:
,故,故D正确.
故选:BCD.
16.(2026·吉林·模拟预测)已知的内角的对应边分别为,且.
(1)求;
(2)若,数列的通项公式为,设为数列的前项和,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,结合和角的正弦化简即得.
(2)由(1)的结论,利用正弦定理求出,进而求出数列的通项,再利用周期性及并项求和法求解.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
则,即,
于是,而,则,又,
所以.
(2)由(1)知,,而,则,又,则由正弦定理得,
因此,函数的最小正周期为3,
因此数列是以3为周期的周期数列,
,而,
所以.
17.(2025·福建漳州·模拟预测)设函数,且的图象相邻两条对称轴的距离为.
(1)求的单调递增区间;
(2)将所有的正零点按从小到大顺序排列得到数列,求数列的前30项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助三角恒等变换可先将原函数化为正弦型函数,再利用正弦型函数性质计算即可得;
(2)由正弦函数性质可得所有的正零点,则可得数列的奇数项及偶数项的通项公式,再利用等差数列求和公式分组计算即可得.
【详解】(1)因为,
因为的图象相邻两条对称轴之间的距离为,所以的最小正周期为,
所以,又,所以,
所以,
令,,
解得,,
所以的单调递增区间为;
(2)因为,令,得,
所以或,,
即或,,
所以所有的正零点为或,,
所以是以为首项,π为公差的等差数列,
所以是以为首项,π为公差的等差数列,
所以
.
18.(25-26高三上·辽宁营口·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若,求的周长;
(3)若外接圆的半径为,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先用正弦定理角化边,再用余弦定理即可求出;
(2)由(1)知,又,可求出边,进而求出周长;
(3)由正弦定理可求出,进而求出,再用求和公式即可求出.
【详解】(1)因为,
所以,即,
所以.
因为,所以.
(2)由,得,
解得(负根已舍去),
所以的周长为
(3)设外接圆的半径为,则,
所以,得,
所以.
题型04 数列与概率结合
19.(2026·湖北·一模)在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
(3)1
【分析】(1)根据全概率公式可求;
(2)根据全概率公式构建递推关系后可得,利用构造法可证明是等比数列且可求的通项公式;
(3)根据题意可得,故可求.
【详解】(1)由题意得.
(2)当时,设有甲钱包恰有两枚“黑币”的概率为,
则没有“黑币”的概率为,
,
故.
又,故为等比数列,故,
.
(3)由题的可能取值为0,1,2,其概率分布列为:
0
1
2
依题意,即.于是
故.
20.(2026高三下·山东烟台·专题练习)甲、乙、丙三人相互做传球训练,第1次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外两个人中的任何一人,记n次传球后球在甲手中的概率为,则错误的是( )
A. B.数列为等比数列
C. D.第4次传球后球在甲手中的不同传球方式共有6种
【答案】C
【分析】根据题意,可得数列是以为首项,以为公比的等比数列,即可判断ABC,然后逐一列举,即可判断D.
【详解】由题意可知,要使得次传球后球在甲手中,则第次球必定不在甲手中,
所以,,即,
因为,则,所以,,
则数列是以为首项,以为公比的等比数列,故B正确;
则,即,
对于A,,故A正确;
对于C,由,可得,故C错误;
对于D,若第4次传球后球在甲手中,则第3次传球后球必不在甲手中,设甲,乙,丙对应于,
则不同的传球方式有:①,②,
③,④,⑤,
⑥,故共有6种情况,故D正确.
21.(2026·山西太原·二模)在2026年央视春晚舞台上,多款智能机器人协同完成舞蹈、列队、翻转等高难度表演.某实验室为测试A,B两种型号机器人的动作稳定性,设计如下试验:每次独立执行一个动作,若某型号机器人试验成功,则下一轮继续使用该型号机器人进行试验;若试验失败,则下一轮更换另外一种型号的机器人进行试验.
已知A型号机器人试验成功的概率为,失败的概率为;型号机器人试验成功的概率为,失败的概率为.试验成功记1分,失败记0分,且第1轮使用A型号机器人.
(1)记为前3轮试验的总得分,求的数学期望;
(2)设为第轮试验使用A型号机器人的概率.
①求数列的通项公式;
②记为前轮试验的期望总得分,求关于的表达式.
【答案】(1)
(2)①②
【分析】(1)可知随机变量的可能值为0,1,2,3,分别求其概率,进而可得期望;
(2)①根据题意结合全概率公式可得,利用构造法结合等比数列求通项公式;②分析可得,利用分组求和法结合等比数列求和公式运算求解.
【详解】(1)由题意可知:随机变量的可能值为0,1,2,3,
若,则3轮都失败,则;
若,则3轮中只有1轮成功,;
若,则3轮中只有2轮成功,;
若,则3轮都成功,;
所以.
(2)①设第轮试验使用A型号机器人为事件,
则,,,
由全概率公式可得,
即,则,
且,可知数列是以首项为,公比为的等比数列,
则,所以;
②设第轮得分期望为,则,
所以前轮期望总得分为.
22.(2026·河北·模拟预测)篮球是以手为中心的身体对抗性体育运动,篮球控球能力对球员的场上表现有直接影响.某教练指导三名学员B,C,D进行篮球控球训练,训练开始时篮球在教练手里,由教练进行控球示范,1分钟后等可能地传给学员B,C,D其中一人,学员控球训练1分钟后,将球传出,传给教练的概率为,传给另外两名学员的概率均为,篮球在四人之间传递.
(1)若四人进行了3次传球,求教练控球2次的概率.
(2)设分别表示第次传球后由A,B控球的概率.
(i)求的表达式及其最大值;
(ii)若数列的前项和为,求.
【答案】(1);
(2)(i),其最大值为;(ii).
【分析】(1)分析给定信息,将问题转化为两个互斥事件的和,并结合概率的乘法公式计算即得.
(2)(i)由给定信息可得,,再利用构造法求出数列通项,按分奇偶求出最大值;(ii)由(i)的结论求出,进而求出,再利用错位相减法求和.
【详解】(1)第1次传球后必为学员控球,第2次传球后教练控球的概率为,学员控球的概率为,
若第2次传球后教练控球,则第3次传球后必为学员控球,学员控球的概率为1;
若第2次传球后学员控球,则第3次传球后教练控球的概率为,
四人进行了3次传球,教练控球2次的事件是初始控球及只在第2次控球的事件,
与初始控球及只在第3次控球的事件的和,概率为,
所以四人进行了3次传球,教练控球2次的概率为.
(2)(i)因规则对学员B, C, D完全对称,且第1次传球后他们控球的概率相等,故之后任意一次传球后他们控球的概率均相等,
可记为,则,又,
因此,即,由,得,
则数列是首项为,公比为的等比数列,,
于是,当为正奇数时,,
当为正偶数时,,而数列单调递减,则当时,取最大值,
所以的表达式为,其最大值为.
(ii)由(i)得,,
因此,,,
两式相减得,
所以.
23.(2026·江西·模拟预测)某工业系统内初始装有2个类部件和1个类部件.工作人员往系统内增添这两类部件,具体操作如下:每次从系统中随机抽调1个部件,记录类别后将其保留在系统中,同时向系统内增补1个与所抽调部件类别不同的部件.记第次操作抽调到类部件的概率为,第次操作后系统内类部件的数量为.
(1)求与的值.
(2)证明:.
(3)求数列的通项公式.
附:若随机变量服从两点分布,且,则.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据独立事件概率乘法公式以及全概率公式直接计算可得结果;
(2)记事件为第次操作抽调到类部件,则,利用全概率公式计算可得,可得出结论;
(3)利用两点分布以及公式计算可得,再构造数列,可知,再根据累加法计算可得结果.
【详解】(1)由题可知,.
(2)证明:
设的所有可能取值为,则,
记事件为第次操作抽调到类部件,则,
根据全概率公式可得,
在的条件下,系统内共有个部件,其中有个类部件,则事件发生的概率,
则,
因为,所以,
则.
(3)设随机变量满足若第次操作抽调到类部件,则,
若第次操作抽调到类部件,则,所以服从两点分布,且.
由题可知,第次操作后系统内类部件比上一次的增量为,则;
因为,所以.
由(2)可知,,则,
则当时,有,
则,即,
当时,,,满足上式,
故,,则.
令,则,,
则,
则,
则.
24.(2026高三·全国·专题练习)马尔可夫链是因俄国数学家安德烈·马尔可夫得名,其过程具备“无记忆”的性质,即第次状态的概率分布只跟第次的状态有关,与第次状态是“没有任何关系的”.现有甲、乙两个盒子,盒子中都有大小、形状、质地相同的2个红球和1个黑球.从两个盒子中各任取一个球交换,重复进行次操作后,记甲盒子中黑球个数为,甲盒中恰有1个黑球的概率为,恰有2个黑球的概率为.
(1)求的分布列;
(2)求数列的通项公式;
【答案】(1)
0
1
2
(2)
【分析】(1)由题意分析的可能取值为0,1,2.分别求出概率,写出分布列;(2)由全概率公式得到,判断出数列为以为首项,以为公比的等比数列即可求解;
【详解】(1)(1)由题可知,的可能取值为0,1,2.由相互独立事件概率乘法公式可知:;;,
故的分布列如下表:
0
1
2
(2)(2)由全概率公式可知:
,
即:,
所以,
所以,
又,
所以,数列为以为首项,以为公比的等比数列,
所以,
即:.
强化训练
1.(2025高三·全国·专题练习)已知数列满足,,其中e是自然对数的底数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数并应用导数得到(当时等号成立),结合已知递推关系得,应用累加得,再由得,应用累加得,即可得.
【详解】令,则,故,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,则(当时等号成立),
所以,当时,所以,
所以,,整理得,即,
即,,…,,
将个不等式相加得,即,所以,
由,
当时,,,
即,,,即,
同理利用累加法可得,即,
所以,则.
故选:B
2.(2025高三·全国·专题练习)已知函数的图象在点处的切线与直线垂直,记数列的前项和为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题可得,据此可得,然后由裂项求和法可得答案.
【详解】由题,则在点处的切线斜率为.
斜率为:,则.
则,数列通项.
从而,所以.
故选:D.
3.(25-26高三上·广东广州·期末)已知数列,对任意的,满足圆与圆的公共弦长为.记数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出圆的圆心的坐标和半径,将两圆方程作差,可得出公共弦所在直线的方程,分析可知,公共弦所在直线过圆心,即可得出的值,再利用并项求和法可求得的值.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,
将圆方程作差得,即,
故两圆公共弦所在直线的方程为,
因为公共弦长为,则直线过点,
所以,整理可得,
所以.
故选:D.
4.(25-26高三上·湖南长沙·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若 则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先应用等差数列及等比数列的项的性质结合已知得出,再结合特殊角的余弦计算求解.
【详解】因为数列是等比数列,数列是等差数列,且 ,
则 ,
所以,
则 .
故选:A.
5.(25-26高三上·广东·月考)(多选)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则下列结论中正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C. D.
【答案】BC
【分析】先对函数求导,结合导数确定极值点,然后结合三角函数的性质分别检验各选项即可判断.
【详解】由,令,得或,,
由正弦函数的图象和性质可得函数的极值点为或,,
又,则,,,,…,
对于A,数列的奇数项成首项为,公差为的等差数列,偶数项成首项为,公差为的等差数列,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,
,
,故C正确;
对于D,由,则,故D错误.
故选:BC.
6.(25-26高三上·湖北荆州·月考)(多选)已知点在焦点为的抛物线上,其中是各项均不为零的数列且.若,则( )
A. B.数列为等差数列
C. D.
【答案】ACD
【分析】先求抛物线方程得,由,根据抛物线的定义得,进而得,即可求,进而判断A,根据等差数列的定义即可判断B,利用并项求和即可判断C,由得,令,利用导数研究单调性即可判断D.
【详解】由题意有:,所以抛物线方程为,又点在上,所以,
所以,
因为,所以,
所以数列是以1为首项,公差为1的等差数列,
所以,故A正确;
又,不是固定不变的常数,
所以数列不是等差数列,故B错误;
由,故C正确;
由,即,令,
所以,所以在单调递增,又,
所以当时,,,即,
所以,故D正确.
故选:ACD.
7.(25-26高三上·四川成都·期末)(多选)已知函数,数列满足,下列说法正确的是( )
A.,使得既是的零点,也是的极值点
B.当为偶数时,有
C.在区间内有唯一极值点,且为极大值点
D.数列的前100项和等于10200
【答案】BCD
【分析】对于A,时,对函数求导,求出函数的所有零点,检验零点处导数值是否为零即可判断;对于B,根据递推关系式变形,当为偶数时,可得;对于C,根据导数求其极大值即可判断;对于D,根据题意,带入求和即可判断.
【详解】对于A,当时,由知,的零点为,
,当时,,故A错误;
对于B,,
当为偶数时,有,所以,,故B正确;
对于C,,
易知函数在上单调递减,且
时,,
时,,
所以存在唯一,使,
当时,,当时,,
是唯一的极大值点,所以C正确;
对于D,由选项B可得,,
又
,
,故D正确.
故选:BCD.
8.(25-26高三上·天津西青·期末)若直线与圆相切.
给出下列四个结论:
①;②数列为等差数列;③圆可能经过坐标原点;④数列的前10项和为23.
其中,正确结论的序号为______.
【答案】②③④
【分析】根据点到直线的距离公式可求得的通项公式,进而利用等差数列的定义和求和公式逐项判断即可.
【详解】因为直线与圆相切,
所以圆心到直线的距离为半径,
即,整理得.
对于①,,故①错误;
对于②,因为,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,故②正确;
对于③,假设圆经过坐标原点,则,解得,
令,解得,满足题意,故③正确;
对于④,数列的前10项和为,
故④正确.
故答案为:②③④.
9.(25-26高三上·广西·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若,,则______.
【答案】
【分析】结合等差中项和等比中项分别求出和,代值运算化简即可.
【详解】由是等比数列可得,是等差数列可得,
所以.
故答案为:.
34.(25-26高三下·重庆·月考)已知数列的通项公式.若对于任意,不等式恒成立,求实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】先将含参数的不等式转化为求数列的最大值问题,再通过作差法,结合导数确定其最大值,即可求出的取值范围.
【详解】由题意可得:,整理得:,
因为,两边同除以得:,
令,则问题转化为对恒成立,等价于.
因为,
令,所以,
即是关于的二次函数,且开口向下,对称轴为,
所以在上单调递减,即,
则在上也单调递减,
因为当时,,所以;
当时,,所以;
当时,是单调递减的三次函数,故,即.
由且,可知的最大值为,
即,所以.
【点睛】通过分离参数将不等式恒成立问题转化为数列最值问题,借助做差法判断数列的单调性,精准锁定最值,是解决本题的关键.
10.(25-26高一上·河北邯郸·期末)已知抛物线C:(p>0)的焦点为,过点F作斜率为k(k为常数,)的直线与C交于两点,其中点在第二象限,按照如下方法依次构造点(),令为关于y轴的对称点,过点作斜率为k(k为常数,k>0)的直线与C交于另一点,记的坐标为.
(1)求C的方程;
(2)求证:数列是等差数列;
(3)设为△的面积,证明:对任意正整数n,.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据焦点坐标确定抛物线方程即可;
(2)根据题干中点的构造方法,以及抛物线方程,列出方程组,求出和之间的关系,进而得到即可证明;
(3)要证,即证,再根据(2)的结论即可证明.
【详解】(1)抛物线焦点为,
,解得,
所以C的方程为;
(2)证明:因为为关于y轴的对称点,
所以,过点且斜率为k的直线方程为,
与联立,得,
根据韦达定理得:,又,
所以,所以,
即对都成立,所以数列是公差为2k的等差数列;
(3)证明:要证,只需证,
即证,又在抛物线C:上,
所以等价于证明,
即证,由(2)可知它们都等于,所以等式成立,
所以,即对任意正整数n,得证.
11.(25-26高三下·河南南阳·月考)某校为丰富学生的课外活动特举办了一次篮球投篮比赛活动,现已知小张同学每次投篮投中的概率为,投不中的概率为.为激励学生运动的积极性,规定:投中一次得2分,投不中得1分.小张同学投篮若干次,每次投中与否互不影响,各次得分之和作为最终得分.设最终得分为n的概率为,
(1)求,,
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)根据独立事件的概率公式结合互斥事件的概率公式求解;
(2)求出递推关系,构造等比数列,利用累加法求解即可.
【详解】(1)由题意可知:,,.
(2)由题意可知:,,且,
因为,且,
可知数列是以首项为,公比为的等比数列,
所以,
当时,则,
累加可得,
则,且时,符合上式,所以.
12.(2025·新疆·模拟预测)已知函数.
(1)若函数在上的零点从小到大依次为,设数列的前项和为,求的值;
(2)在锐角中,角A,B,C的对边分别为,,,若,,边上的中线,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用三角恒等变换化简计算可得.法一:利用换元法(令),结合零点的定义和正弦曲线的对称性求出和即可;法二:作出的图象,利用正弦曲线的对称性直接求解即可.
(2)由求得,结合和正、余弦定理计算即可求解.
【详解】(1)
.
方法一:令,
在上有4个零点.依次为,,,.
又..,,
,,同理得,
.
方法二:作出函数的图象,
其对称轴为,,
由图可知,,.
(2)依题意,即,,.
,.
即,.
在中,,
,由正弦定理得.
2 / 8
1 / 8
学科网(北京)股份有限公司
$
专题12 数列的融合交汇问题
题型01 数列与不等式、导数结合解决最值、范围问题
1.(25-26高三下·安徽安庆·月考)在数列中,已知,
(1)证明是等差数列,并求出的通项公式;
(2)若数列满足,,设数列的前项和为.
①求,并证明;
②证明:.
2.(25-26高三下·江西·月考)已知数列的前项和为,且长为,宽为的矩形的周长为.
(1)求、;
(2)求的通项公式;
(3)已知数列的前项和为,证明:.
3.(2026·山东德州·一模)已知函数.
(1)证明:在上单调递增;
(2)记的最小值为,数列的前项积为.
(i)求的通项公式;
(ii)证明:对任意的成立.
4.(2026·山东济南·一模)已知函数的定义域为,导函数.将所有的极值点按照从小到大的顺序排列构成数列.
(1)若,比较与的大小;
(2)从下列两个命题中任选一个证明:
①数列为递减数列;
②数列为递增数列;
(若两个命题均选,按照第一个解答计分)
(3)若为正整数,且对任意的,都有,求的最小值.
5.(25-26高三上·陕西西安·月考)设数列的前n项和为,,且,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.14 D.
6.(25-26高三下·四川南充·月考)已知数列的前项和为,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型02 数列与解析几何结合
7.(2026高三·全国·专题练习)已知各项都不相等的数列,圆,圆,若圆平分圆的周长,则的所有项的和为( )
A.2024 B.2025 C.4048 D.4050
8.(25-26高三上·四川凉山·期末)已知点在抛物线上,按照如下方法依次构造点,过点作斜率为的直线与抛物线C交于另一个点,令为关于y轴对称的点,记的坐标为.
(1)求t的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求;
(3)记,求数列的前n项和.
9.(25-26高三下·山西太原·月考)(多选)如图,曲线上的点与x轴非负半轴上的点,构成一系列斜边在x轴上的等腰直角三角形,记为,,,(为坐标原点).设的斜边长为,点,的面积为,则下列说法中正确的是( )
A.数列的通项公式 B.数列的通项公式
C. D.
10.(25-26高三上·宁夏中卫·期末)已知点和是椭圆上的两个点.
(1)求的方程;
(2)过点作的切线,切点为,求数列的通项公式.
11.(25-26高三上·北京·月考)已知各项都不相等的数列,圆,圆,若圆与圆相交时,圆平分圆的周长,且,则的所有项的和为( )
A.2024 B.2025 C.4048 D.4050
12.(25-26高三上·湖南永州·期末)抛物线上有一系列点,对于所有正整数,以点为圆心的圆与轴相切,且圆与圆又彼此外切.已知,点到的准线的距离为,记圆的面积为.
(1)求的方程;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)设,判断数列中是否存在互不相同的三项构成等比数列,请说明理由.
题型03 数列与三角结合
13.(25-26高三上·天津津南·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若,,则的值是_____.
14.(2025高三上·河北石家庄·专题练习)设等差数列的前n项和为,已知,,设,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
15.(25-26高三上·湖南长沙·月考)(多选)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则下列结论中正确的是( )
A.数列为等差数列
B.
C.
D.
16.(2026·吉林·模拟预测)已知的内角的对应边分别为,且.
(1)求;
(2)若,数列的通项公式为,设为数列的前项和,求.
17.(2025·福建漳州·模拟预测)设函数,且的图象相邻两条对称轴的距离为.
(1)求的单调递增区间;
(2)将所有的正零点按从小到大顺序排列得到数列,求数列的前30项和.
18.(25-26高三上·辽宁营口·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若,求的周长;
(3)若外接圆的半径为,求数列的前项和.
题型04 数列与概率结合
19.(2026·湖北·一模)在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
20.(2026高三下·山东烟台·专题练习)甲、乙、丙三人相互做传球训练,第1次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外两个人中的任何一人,记n次传球后球在甲手中的概率为,则错误的是( )
A. B.数列为等比数列
C. D.第4次传球后球在甲手中的不同传球方式共有6种
21.(2026·山西太原·二模)在2026年央视春晚舞台上,多款智能机器人协同完成舞蹈、列队、翻转等高难度表演.某实验室为测试A,B两种型号机器人的动作稳定性,设计如下试验:每次独立执行一个动作,若某型号机器人试验成功,则下一轮继续使用该型号机器人进行试验;若试验失败,则下一轮更换另外一种型号的机器人进行试验.
已知A型号机器人试验成功的概率为,失败的概率为;型号机器人试验成功的概率为,失败的概率为.试验成功记1分,失败记0分,且第1轮使用A型号机器人.
(1)记为前3轮试验的总得分,求的数学期望;
(2)设为第轮试验使用A型号机器人的概率.
①求数列的通项公式;
②记为前轮试验的期望总得分,求关于的表达式.
22.(2026·河北·模拟预测)篮球是以手为中心的身体对抗性体育运动,篮球控球能力对球员的场上表现有直接影响.某教练指导三名学员B,C,D进行篮球控球训练,训练开始时篮球在教练手里,由教练进行控球示范,1分钟后等可能地传给学员B,C,D其中一人,学员控球训练1分钟后,将球传出,传给教练的概率为,传给另外两名学员的概率均为,篮球在四人之间传递.
(1)若四人进行了3次传球,求教练控球2次的概率.
(2)设分别表示第次传球后由A,B控球的概率.
(i)求的表达式及其最大值;
(ii)若数列的前项和为,求.
23.(2026·江西·模拟预测)某工业系统内初始装有2个类部件和1个类部件.工作人员往系统内增添这两类部件,具体操作如下:每次从系统中随机抽调1个部件,记录类别后将其保留在系统中,同时向系统内增补1个与所抽调部件类别不同的部件.记第次操作抽调到类部件的概率为,第次操作后系统内类部件的数量为.
(1)求与的值.
(2)证明:.
(3)求数列的通项公式.
附:若随机变量服从两点分布,且,则.
24.(2026高三·全国·专题练习)马尔可夫链是因俄国数学家安德烈·马尔可夫得名,其过程具备“无记忆”的性质,即第次状态的概率分布只跟第次的状态有关,与第次状态是“没有任何关系的”.现有甲、乙两个盒子,盒子中都有大小、形状、质地相同的2个红球和1个黑球.从两个盒子中各任取一个球交换,重复进行次操作后,记甲盒子中黑球个数为,甲盒中恰有1个黑球的概率为,恰有2个黑球的概率为.
(1)求的分布列;
(2)求数列的通项公式;
强化训练
1.(2025高三·全国·专题练习)已知数列满足,,其中e是自然对数的底数,则( )
A. B. C. D.
2.(2025高三·全国·专题练习)已知函数的图象在点处的切线与直线垂直,记数列的前项和为,则的值为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·广东广州·期末)已知数列,对任意的,满足圆与圆的公共弦长为.记数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·湖南长沙·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若 则 的值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·广东·月考)(多选)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则下列结论中正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C. D.
6.(25-26高三上·湖北荆州·月考)(多选)已知点在焦点为的抛物线上,其中是各项均不为零的数列且.若,则( )
A. B.数列为等差数列
C. D.
7.(25-26高三上·四川成都·期末)(多选)已知函数,数列满足,下列说法正确的是( )
A.,使得既是的零点,也是的极值点
B.当为偶数时,有
C.在区间内有唯一极值点,且为极大值点
D.数列的前100项和等于10200
8.(25-26高三上·天津西青·期末)若直线与圆相切.
给出下列四个结论:
①;②数列为等差数列;③圆可能经过坐标原点;④数列的前10项和为23.
其中,正确结论的序号为______.
9.(25-26高三上·广西·月考)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若,,则______.
34.(25-26高三下·重庆·月考)已知数列的通项公式.若对于任意,不等式恒成立,求实数的取值范围为______.
10.(25-26高一上·河北邯郸·期末)已知抛物线C:(p>0)的焦点为,过点F作斜率为k(k为常数,)的直线与C交于两点,其中点在第二象限,按照如下方法依次构造点(),令为关于y轴的对称点,过点作斜率为k(k为常数,k>0)的直线与C交于另一点,记的坐标为.
(1)求C的方程;
(2)求证:数列是等差数列;
(3)设为△的面积,证明:对任意正整数n,.
11.(25-26高三下·河南南阳·月考)某校为丰富学生的课外活动特举办了一次篮球投篮比赛活动,现已知小张同学每次投篮投中的概率为,投不中的概率为.为激励学生运动的积极性,规定:投中一次得2分,投不中得1分.小张同学投篮若干次,每次投中与否互不影响,各次得分之和作为最终得分.设最终得分为n的概率为,
(1)求,,
(2)求数列的通项公式.
12.(2025·新疆·模拟预测)已知函数.
(1)若函数在上的零点从小到大依次为,设数列的前项和为,求的值;
(2)在锐角中,角A,B,C的对边分别为,,,若,,边上的中线,求的值.
2 / 8
1 / 8
学科网(北京)股份有限公司
$