内容正文:
专题十一 创新压轴题
【新高考二轮复习专题】
专题11.1 数列新定义
目录
典例精讲·通性通法·变式训练
1
2
3
考点概览
知识点拨
重点题型
新定义数列
数列定义新概念
数列定义新运算
考点概览
考点一 数列定义新概念
20-25 年真题统计 具体考查方式
2024年新课标全国I卷第19题 新定义数列:可分数列
2022年北京卷第21题 新定义数列:连续可表数列
2021年北京卷第21题 新定义数列:Rp数列
考频统计
数列新定义的判定: 根据题目中给出的数列新定义(如连续可表数列、可分数列等),逐一分析是否满足定义条件.
数列性质分析: 利用递推关系、和式特性或对称性分析,研究数列是否具有特定的数学性质.
构造与求解: 在数列新定义的框架下,结合题意设计特定数列,分析最优值或证明特殊结论.
考点一 数列定义新概念
知识点拨
由于,,故为连续可表数列而数列无法找到连续的若干个数和为,故不是连续可表数列.
已知,,,为有穷整数数列给定正整数,若对任意的,在中存在,,,,,使得,则称为连续可表数列.
判断,,是否为连续可表数列是否为连续可表数列说明理由
若,,,为连续可表数列,求证:的最小值为
若,,为连续可表数列,且,求证:
考点一 数列定义新概念
重点题型
当时,至多可以表示,,,,,这个数,不符题意当时,取数列,,,满足题意故的最小值为.
先证若,则至多可以表示个数,不符题意.
当时,由于,故数列中存在为负的项,
且仅有一个为负的项,不妨设该项为,因此
数列中一定存在若干项正数的和为由于对称性,我们只需考查,,的情况.
当时,由于,而数列中一定有若干个连续整数和为,
考点一 数列定义新概念
重点题型
因此或为连续若干个数的和中最大的数.
而由于个数的数列最多能表示个数,且其中有一个为负,因此除了以外,其它连续若干个数的和分别表示,,,,
故有,若为连续若干个数的和中最大的数,
则,矛盾若为连续若干个数中的最大的数,同理可得矛盾.
当时,与同理,不符合题意.
当时,则连续若干个数的和中最大的数为,那么有:
考点一 数列定义新概念
重点题型
由前文分析可知,
因此
若,则如果,
那么,并且此时,有,则,矛盾.
如果,那么,并且此时,有下面我们考查,,.
注意到且,,,,,
则,
考点一 数列定义新概念
重点题型
并且由于,,由不重复的原则可知
如有,,那么,矛盾如有,,那么,矛盾故该假设不成立.
若,那么,并且有并且,
则此时,,那么此时,矛盾故该假设不成立.
因此综上所述,
考点一 数列定义新概念
重点题型
设为正整数,数列,,,是公差不为的等差数列,若从中删去两项和后剩余的项可被平均分为组,且每组的个数都能构成等差数列,则称数列,,,是可分数列.
写出所有的,,使数列,,,是可分数列
当时,证明:数列,,,是可分数列
从,,,中一次任取两个数和,记数列,,,是可分数列的概率为,证明:.
考点一 数列定义新概念
重点题型
记原等差数列,,,的公差为,由于该数列仅有六项,
若删去两项,余下四项中总存在相邻的两项公差为,
又余下的四项构成等差数列,
因此余下的四项必然是原数列中连续的四项,故删去的两项只能有三种情况,
即,,.
考点一 数列定义新概念
重点题型
当时,,,,,,,,,,,,可分成三组:
,,,;,,,以及,,,,每组均为公差为的等差数列,
所以时符合;当时,数列,,,去掉,以后,分成组:只需让前面的组还按时的分法,即,,,;,,,;,,,;
后面的每个相邻的项一组即可,即,,,;;,,,.每一组都能构成等差数列
因此,数列,,,是可分数列.
考点一 数列定义新概念
重点题型
结合考虑分别证明以下两个引理.
引理一 数列,,,是可分的删去,后,可分组如下
,
,
,
,
,
,
,
,
.
因此引理一得证且该种情形下共有,即种可分数列.
考点一 数列定义新概念
重点题型
引理二 数列,,,是可分的.
其中,,删去,.
可分组如下,,,
,,
,
且该种情形下共有种可分数列.
综上有.
证毕.
考点一 数列定义新概念
重点题型
设为实数若无穷数列满足如下三个性质,则称为数列:
,且;
;
,.
如果数列的前项为,,,,那么是否可能为数列?说明理由;
若数列是数列,求;
设数列的前项和为是否存在数列,使得恒成立?如果存在,求出所有的;如果不存在,说明理由.
考点一 数列定义新概念
重点题型
因为 所以,
因为所以
所以数列,不可能是数列.
性质,
由性质,因此或,或,
若,由性质可知,即或,矛盾;
若,由有,矛盾.
因此只能是.
又因为或,所以或.
若,则,
不满足,舍去.
当,则前四项为:,,,,
考点一 数列定义新概念
重点题型
下面用数学归纳法证明:
当时,经验证命题成立,假设当时命题成立,
当时:
若,则,利用性质:
,此时可得:;否则,若,取可得:,
而由性质可得:,与矛盾.
同理可得:
,有;
,有;
,又因为,有即当时命题成立,证毕.
综上可得:,.
考点一 数列定义新概念
重点题型
令,由性质可知:
,
由于,
因此数列为数列.
由可知:
若;
,,
因此,此时,,满足题意.
考点一 数列定义新概念
重点题型
解题通法
理解定义条件: 明确数列新定义的条件,例如是否要求连续和、可被分组或具有某种对称性. 逐步验证数列是否满足这些条件,尤其注意题目中可能隐含的限制条件.
通过递推分析结构: 若数列具有递推性质,可以写出递推公式或利用归纳法证明其性质.
考点一 数列定义新概念
归纳总结
解题通法
分类讨论求解: 针对数列的特定构造(如参数范围、和式特点),分情况讨论,构造出符合定义的具体数列. 对于最优值问题,可通过函数分析或代数推导验证解的唯一性.
结合特殊数列: 题目中常涉及等差数列、等比数列或递增数列等. 可以将新定义数列转化为这些经典数列,从而借助它们的公式进行简化与求解.
考点一 数列定义新概念
归纳总结
考点二 数列定义新运算
20-25 年真题统计 具体考查方式
2025年北京卷第21题 数列与集合结合,数列新定义变换
2023年北京卷第21题 数列与不等式结合,数列新定义运算
考频统计
新定义运算的理解: 题目中可能定义数列的特殊运算,例如结合集合、不等式或递推公式. 需明确运算的几何意义或代数特性.
运算性质证明: 对数列的新运算定义进行分析,可能需要证明数列的递推规律、和式性质或结合点的分布特性.
判定数列的类型: 运算结果可能需要判断数列是等差数列、等比数列或具有某种递增递减关系.
考点二 数列定义新运算
知识点拨
已知是无穷数列.给出两个性质:
对于中任意两项,在中都存在一项,使;
对于中任意项,在中都存在两项,使得.
Ⅰ若,判断数列是否满足性质,说明理由;
Ⅱ若,判断数列是否同时满足性质和性质,说明理由;
Ⅲ若是递增数列,且同时满足性质和性质,证明:为等比数列.
考点二 数列定义新运算
重点题型
Ⅰ不具有性质;
Ⅱ具有性质;
具有性质;
Ⅲ
首先,证明数列中的项数同号,不妨设恒为正数:
显然,假设数列中存在负项,设,
第一种情况:若,即,
由可知:存在,满足,存在,满足,
由可知,从而,与数列的单调性矛盾,假设不成立.
考点二 数列定义新运算
重点题型
第二种情况:若,由知存在,满足,由的定义可知:,
另一方面,,由数列的单调性可知:,
这与的定义矛盾,假设不成立.
同理可证得数列中的项恒为负数.
综上可得,数列中的项同号.
其次,证明:
利用性质:取,此时,
由数列的单调性可知,
而,故,
此时必有,即,
考点二 数列定义新运算
重点题型
最后,用数学归纳法证明数列为等比数列:
假设数列的前项成等比数列,不妨设,
其中,的情况类似
由可得:存在整数,满足,且
由得:存在,满足:,由数列的单调性可知:,
由可得:
由和式可得:,
结合数列的单调性有:,
注意到均为整数,故,代入式,从而.
总上可得,数列的通项公式为:.
即数列为等比数列.
考点二 数列定义新运算
重点题型
已知数列的项数均为,且的前项和分别为,并规定对于,定义,其中,表示数集中最大的数.
若,求的值;
若,且,求;
证明:存在,满足使得.
考点二 数列定义新运算
重点题型
由题意可知:,
当时,则,故;
当时,则,故;
当时,则故;
当时,则,故;
综上所述:,,,.
由题意可知:,且,
因为,则,当且仅当时,等号成立,所以,
又因为,则,
即,可得,
则,
则,得,则.
考点二 数列定义新运算
重点题型
(ⅰ)若,构建,由题意可得:,且为整数,反证,假设存在正整数,使得,
则,可得,
这与相矛盾,故对任意,均有.
若存在正整数,使得,即,
可取,使得;
若不存在正整数,使得,
因为,且,
所以必存在,使得,
即,可得,
可取,使得;
考点二 数列定义新运算
重点题型
(ⅱ)若,构建,由题意可得:,且为整数,反证,假设存在正整数,使得,
则,可得,
这与相矛盾,故对任意,均有.
若存在正整数,使得,即,
可取,使得;
若不存在正整数,使得,
因为,且,
所以必存在,使得,
即,可得,
可取,使得;
综上所述:存在使得.
考点二 数列定义新运算
重点题型
解题通法
拆解新运算定义: 详细分析题目中给出的运算定义,明确其对数列特性的要求. 若涉及集合操作或函数关系,应先分步求解,避免直接复杂计算.
结合递推关系分析: 若新运算定义与递推关系相关,需从递推公式中推导通项公式. 可以采用归纳法证明公式是否成立,或通过代入具体项验证合理性.
运算的几何意义分析: 当新运算涉及数列的几何特性(如递增、递减或区间划分),结合数列的单调性或函数特性推导其变化规律.
考点二 数列定义新运算
归纳总结
解题通法
利用特殊数列推导结果: 如果题目要求判定数列的类型,可以假设为等差或等比数列,通过定义验证假设是否成立. 结合运算定义和数列的单调性,求得唯一解.
逐步构造与优化: 对于题目要求构造特定数列,需从简单情况出发逐步递推出符合要求的数列,并验证其结果是否满足所有条件. 若涉及最优值问题,可结合函数求导或极值分析确定最优解.
考点二 数列定义新运算
归纳总结
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