内容正文:
重难点01 数列六大考点重难突破
6大高频考点概览
考点01等差数列性质
考点02等比数列性质
考点03数列通项求算
考点04 数列求和求算
考点05 数列不等式
考点06 数列新定义
(
地
城
考点01
等差数列性质
)
1.(24-25高二下·山西太原·期末)已知各项为正的等差数列的前n项和为,且,则为( )
A.5 B.4 C.3 D.
2.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐第101中学·期末)已知为等差数列的前项和,,则( )
A.66 B.16.5 C.33 D.24
3.(24-25高二下·湖南衡南县第一中学·期末)已知等差数列的前n项和为,满足,则______.
4.(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)已知等差数列满足,,则______________.
5.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)设为等差数列的前项和,,则( )
A. B. C. D.0
6.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)(多选)数列的前项和为,则下列说法不正确的是( )
A.若,则数列的前5项和最大
B.若等比数列是递减数列,则公比满足
C.已知等差数列的前项和为,若,则
D.已知为等差数列,则数列也是等差数列
7.(24-25高二下·陕西渭南大荔县·期末)已知等差数列中,,,则等于( )
A.48 B.49 C.55 D.54
8.(24-25高二下·海南海口·期末)在等差数列中,已知,,则( )
A.12 B.14 C.16 D.18
9.(24-25高二下·北京房山区·调研)对于数列,若存在,使得对任意,都有,即,则称为“差有界数列”.给出以下四个结论:
①若等差数列的公差,则该数列为“差有界数列”;
②若等差数列为“差有界数列”,则其公差;
③若数列为“差有界数列”,则为“差有界数列”;
④若数列为“差有界数列”,则为“差有界数列”.
其中正确结论的序号为_____.
10.(24-25高二下·北京房山区·调研)在等差数列中,已知,则该数列前8项和的值为( )
A.18 B.36 C.54 D.72
(
地
城
考点02
等比数列性质
)
11.(24-25高二下·河北秦皇岛河北昌黎第一中学·期末)在正项等比数列中,,则_____.
12.(24-25高二下·福建百校·期末)在等比数列中,若且,则( )
A.64 B.32 C.16 D.8
13.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)在等比数列中,若,则( )
A.3 B.2 C. D.
14.(24-25高二下·河南焦作普通高中·期末)在等比数列中,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.8
15.(24-25高二下·北京丰台区·期末)已知数列是等比数列,若,则( )
A.-2 B. C.2 D.4
16.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)已知正项等比数列,,则_______.
17.(24-25高二下·河南驻马店·期末)在等比数列中,,若函数,则( )
A. B. C.1 D.
18.(24-25高二下·广东肇庆·期末)已知正项等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C. D.
19.(24-25高二下·广西南宁部分学校·期末)设等比数列的公比为,若,则( )
A.2 B. C. D.3
20.(24-25高二下·湖南邵阳·期末)在等比数列中,若,则______.
(
地
城
考点0
3
数列通项求算
)
21.(24-25高二下·贵州黔西南布依族苗族兴义第一中学·期末)记为各项均为正数的数列的前n项和,且,则( )
A. B.
C.是递增数列 D.
22.(24-25高二下·甘肃定西通渭县第三中学·期末)(多选)下列叙述不正确的有( )
A.数列,,,与,,,是同一数列
B.数列,,,,的通项公式是
C.,,,,是常数列
D.,,,,是递增数列,也是无穷数列
23.(24-25高二下·广东湛江第一中学·期末)已知为各项均为正数的数列,其前项和为,.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和记为,证明:.
24.(24-25高二下·广东湛江第一中学·期末)已知数列,是其前项积,,若函数,的导数为,则( )
A.2 B.4 C. D.
25.(24-25高二下·浙江杭州西湖区浙附玉泉丁兰·期中)数列的前n项和为,已知,数列满足递推关系:.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的前n项和.
26.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)记是数列的前项和,,,且数列是等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)设若,求数列的前项和
27.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)已知数列满足,且,若表示不超过x的最大整数,例如[2.6]=2,[-1.8]=-2,则=( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
28.(24-25高二下·河北秦皇岛河北昌黎第一中学·期末)已知数列的通项公式,则( )
A.81 B.128 C.146 D.164
29.(24-25高二下·四川绵阳高中·期末)已知正项数列的前项和为,且满足,数列为公比大于0的等比数列,且,.
(1)求;
(2)若在与之间插入个1,由此构成一个新的数列,求的值.
30.(24-25高二下·四川绵阳高中·期末)(多选)已知为数列的前项和,若,则下列选项正确的是( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
(
地
城
考点0
4
数列求和求算
)
31.(24-25高二下·河南鹿邑县弘道中学等学校·期末)已知数列满足点在直线上,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
32.(24-25高二下·云南长水教育集团·)数列满足,则数列的前9项和为( )
A. B. C. D.
33.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和为.
34.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)(多选)已知数列的前n项和为,且,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.若,则为等差数列 D.
35.(24-25高二下·云南曲靖会泽县·期末)已知数列满足,且对任意正整数有,数列满足
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,数列的前项和;
①求;
②若不等式对任意的正整数恒成立,求实数的取值范围.
36.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若对定义域中的任意,,求实数的取值范围;
(3)已知数列的通项公式为是数列的前项和.关于与的大小关系,有三种不同结论:①;②与的大小关系和的取值有关;③.你认为哪种结论正确?请说明理由.
37.(24-25高二下·云南曲靖陆良县·期末)在数列中,,且
(1)证明:为定值.
(2)求数列的前n项和.
(3)若,,求数列的通项公式.
38.(24-25高二下·广东梅州·期末)(多选)在一个不透明的盒子中装有材质、大小完全相同的n个小球,将它们分别编号为1,2,3,…,n.每次从盒子中随机抽取一个小球,记录编号后放回,直至取遍所有小球后停止摸球,记总的摸球次数为,下列结论正确的是( )
A. B.
C.,其中 D.
2
3
39.(24-25高二下·山东日照·期末)已知函数,记,且,.
(1)求,;
(2)设,.
(i)证明:;
(ii)求
40.(24-25高二下·内蒙古部分学校·期末)在数列中,,且.
(1)求的通项公式;
(2)求的最小值;
(3)求数列的前项和.
(
地
城
考点0
5
数列不等式
)
41.(24-25高二下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)设为正整数,,,…为枚质地不均匀的硬币.投掷硬币,设正面朝上的概率为,反面朝上的概率为.同时投出枚硬币,当正面朝上的硬币数为奇数时,即为游戏成功.
(1)当,时,求游戏成功的概率;
(2)当时,设游戏成功的概率为,求当时,与的递推关系,并证明是等比数列;
(3)设,对于,的取值如下:,设此时游戏成功的概率为,求证:.
42.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)已知数列中,,,.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)记,数列的前项和为.
(i)求的取值范围;
(ii)求证:.
43.(24-25高二下·陕西渭南渭南中学·期末)已知等差数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,
(i)求数列的前n项和;
(ii)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
44.已知数列的首项的前项和为,且.
(1)证明数列是等比数列;
(2)令,求函数在点处的导数;
(3)设,是否存在实数,使对任意正整数都成立,若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
45.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)已知单调递增数列的通项公式为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
46.(24-25高二下·河北衡水、廊坊等2地(NT20名校)·期末)已知数列为非零数列,设,是数列的前n项之积,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,且当时,,对于均有恒成立,求满足条件的正整数k.
47.(24-25高二下·贵州铜仁·)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)证明:,.
48.(24-25高二下·云南长水教育集团·)已知各项均为正数的等差数列,其前项和为,且,函数.
(1)求的公差;
(2)若恒成立,求的值;
(3)设,求证:.
49.(24-25高二下·广东广州白云区·期末)已知数列的前项和为,且.
(1)求,及数列的通项公式;
(2)在与之间插入个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,
①设(),求;
②若都有不等式成立,求的取值范围.
50.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)投壶是中国传统游戏,某社区开展趣味投壶活动:参与者一次抛掷一支箭,当投中时,参与者得2分,没有投中也给鼓励,得1分,且每一次抛掷箭的结果相互独立.已知小李每次投中的概率为.
(1)求小李连续抛掷箭2次,累计得分为3分的概率;
(2)若小李连续抛掷箭4次,累计得分为,求的分布列与数学期望;
(3)若小李连续抛掷箭若干次后,累计得分为分的概率为,证明:.
(
地
城
考点0
6
数列新定义
)
51.(24-25高二下·广东揭阳·期末)若数列满足,则称数列为项数列,由所有项数列组成的集合为.
(1)若是项数列,当且仅当时,,求数列的所有项的和;
(2)已知,且与是两个不同的数列,定义离散型随机变量其中,且.
(ⅰ)求取到最大值时的值;
(ⅱ)求随机变量的分布列,并证明:当时,.
52.(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中·期末)(多选)已知数列,其前项和为,若存在常数,对任意,恒有,则称为数列.则下列说法正确的是( )
A.若为等差数列,则为数列
B.若是以1为首项,为公比的等比数列,则为数列
C.若为一数列,则也为数列
D.若为一数列,则也为数列
53.(24-25高二下·北京大兴区·期末)若有穷数列,,,满足如下三个性质,则称Q为数列:①项数;②,;③令集合,对,,或.
(1)判断数列0,2,4,6是否是数列,并说明理由;
(2)若,,,为数列,求证:对,满足;
(3)已知,,,为数列,求证:当时,Q是等差数列.
54.(24-25高二下·北京海淀区·调研)给定正整数,若数列同时满足下列两个性质,则称数列为数列:①;②对任意,总存在,使得.记数列的个数为
(1)写出两个数列;
(2)若为数列,求的值;
(3)求的最大值.
55.(24-25高二下·北京丰台区·期末)已知数列满足,给出下列四个结论:
①当时,对任意的,都有;
②当时,对任意的,都有;
③当时,存在,使数列是常数列;
④当时,存在,使数列是递减数列.
其中所有正确结论的序号是___________.
56.(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末)已知数列的前项和为,若存在常数,使得对任意都成立,则称数列具有性质.
(1)若数列的通项公式,求证:数列具有性质;
(2)设数列的各项均为正数,且具有性质.
①若数列是公比为的等比数列,且,求的值:
②求的最小值.
57.(24-25高二下·湖南衡阳·期末)在数列中,,且.
(1)求的通项公式.
(2)证明:.
(3)若数列中存在两项,,使得,则称为数列的等项数对.证明:的等项数对唯一.
58.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)为实数,无穷数列为数列时满足:;;.
(1)若数列前四项分别为,,,,判断数列是否有可能为数列;
(2)若数列为数列,求的值;
(3)数列前项和为,则是否存在值,,恒成立.如果有,求出所有符合要求的值;如果没有,请说明原因.
59.(24-25高二下·福建厦门·期末)在平面直角坐标系中,定义两点的“距离”为,其中.已知定点,动点满足,其中.记的轨迹为“-椭圆”,为“-焦点”.
(1)当时,写出“-椭圆”的轨迹方程并直接画出相应曲线;
(2)已知数列均为正项数列,,椭圆,记以,为“-焦点”的“-椭圆”为,的边均与相切,且的顶点均在上.
(ⅰ)设的面积为,证明:;
(ⅱ)若是等比数列,求的离心率.
60.(24-25高二下·广东江门·调研)英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列满足,则称数列为牛顿数列.如果函数,数列为牛顿数列,设,且,,则________.
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重难点01 数列六大考点重难突破
6大高频考点概览
考点01等差数列性质
考点02等比数列性质
考点03数列通项求算
考点04 数列求和求算
考点05 数列不等式
考点06 数列新定义
(
地
城
考点01
等差数列性质
)
1.(24-25高二下·山西太原·期末)已知各项为正的等差数列的前n项和为,且,则为( )
A.5 B.4 C.3 D.
【答案】A
【分析】利用等差数列的性质与前项和公式即可求解.
【详解】因为,所以,
所以,所以.
故选:A.
2.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐第101中学·期末)已知为等差数列的前项和,,则( )
A.66 B.16.5 C.33 D.24
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用等差数列性质及前项和公式求解.
【详解】在等差数列中,,解得,
所以.
故选:C
3.(24-25高二下·湖南衡南县第一中学·期末)已知等差数列的前n项和为,满足,则______.
【答案】
【分析】先利用诱导公式将原式变形,然后构造函数并分析其奇偶性和单调性,可得,然后利用等差数列的前项和公式以及等差数列下标和性质即可.
【详解】由,
可得,
所以,
所以,
所以,
令,所以,
所以为奇函数,又,所以在上单调递增,
所以,所以,
所以.
故答案为:.
4.(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)已知等差数列满足,,则______________.
【答案】4
【分析】根据等差数列的性质有,即可求出,又,进而求解.
【详解】由题意有,又,,
所以.
故答案为:4.
5.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)设为等差数列的前项和,,则( )
A. B. C. D.0
【答案】A
【分析】先根据等差数列的前项和公式求出,进而求出公差,然后利用等差数列的性质,即可求出.
【详解】因为是等差数列,
所以,
所以,又因为,
所以,
所以 .
故选:A
6.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)(多选)数列的前项和为,则下列说法不正确的是( )
A.若,则数列的前5项和最大
B.若等比数列是递减数列,则公比满足
C.已知等差数列的前项和为,若,则
D.已知为等差数列,则数列也是等差数列
【答案】AB
【分析】根据等差数列的单调性判断A,根据等比数列的单调性判断B,根据等差数列前项和公式及下标和性质判断C,根据等差数列的通项公式为一次函数即可判断D.
【详解】对于A:令,即,即数列的前6项和最大,故A错误;
对于B:当时,等比数列也是递减数列,故B错误;
对于C:,故C正确;
对于D:若为等差数列,则,所以数列也是等差数列,故D正确.
故选:AB.
7.(24-25高二下·陕西渭南大荔县·期末)已知等差数列中,,,则等于( )
A.48 B.49 C.55 D.54
【答案】A
【分析】利用等差数列的性质求和.
【详解】等差数列中,,,
所以.
故选:A.
8.(24-25高二下·海南海口·期末)在等差数列中,已知,,则( )
A.12 B.14 C.16 D.18
【答案】D
【分析】由等差数列的性质即可求解.
【详解】在等差数列中,已知,,则,
所以.
故选:D.
9.(24-25高二下·北京房山区·调研)对于数列,若存在,使得对任意,都有,即,则称为“差有界数列”.给出以下四个结论:
①若等差数列的公差,则该数列为“差有界数列”;
②若等差数列为“差有界数列”,则其公差;
③若数列为“差有界数列”,则为“差有界数列”;
④若数列为“差有界数列”,则为“差有界数列”.
其中正确结论的序号为_____.
【答案】①②③
【分析】结合等差数列的性质判断①②,结合不等式判断③,举反例判断④即可求解.
【详解】对于①,若等差数列的公差,则显然存在,使得对任意,都有,
即该数列为“差有界数列”,故①正确;
对于②,若等差数列为“差有界数列”,
则存在,使得对任意,都有,其中是等差数列的公差,
若,则对于任意给定的,当充分大时,总有,矛盾,
所有,故②正确;
对于③,若数列为“差有界数列”,
则存在,使得对任意,都有,
因为,
所以,则为“差有界数列”,故③正确;
对于④,取,则存在,使得对任意,都有,
即此时数列为“差有界数列”,
而,这意味着对于任意给定的,当充分大时,总有,
所以此时不是“差有界数列”,故④错误.
故答案为:①②③.
10.(24-25高二下·北京房山区·调研)在等差数列中,已知,则该数列前8项和的值为( )
A.18 B.36 C.54 D.72
【答案】B
【分析】由等差数列性质、求和公式计算即可求解.
【详解】在等差数列中,已知,
则该数列前8项和的值为.
故选:B.
(
地
城
考点02
等比数列性质
)
11.(24-25高二下·河北秦皇岛河北昌黎第一中学·期末)在正项等比数列中,,则_____.
【答案】10
【分析】由等比数列的性质可得,然后等式的用替换再结合完全平方公式可得结果.
【详解】因为为等比数列,则,
所以,
又为正项等比数列,即,
所以.
故答案为:10.
12.(24-25高二下·福建百校·期末)在等比数列中,若且,则( )
A.64 B.32 C.16 D.8
【答案】C
【分析】由等比数列的性质得到和公比,从而得到答案
【详解】由等比数列的性质可得,易知,故,
又,所以,故,可得.
故选:C.
13.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)在等比数列中,若,则( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】根据等比数列性质得到,结合题目条件求出答案.
【详解】由等比数列的性质可知,又,所以.
故选:D.
14.(24-25高二下·河南焦作普通高中·期末)在等比数列中,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【答案】D
【分析】根据等比数列的性质化简求解即可.
【详解】因为是等比数列,所以,
又,所以.
故答案为:D.
15.(24-25高二下·北京丰台区·期末)已知数列是等比数列,若,则( )
A.-2 B. C.2 D.4
【答案】C
【分析】根据等比数列下标的性质可得.
【详解】由题可知:.
故选:C
16.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)已知正项等比数列,,则_______.
【答案】58
【分析】根据等比数列的性质求解.
【详解】是正项等比数列,则,,
所以,
故答案为:58.
17.(24-25高二下·河南驻马店·期末)在等比数列中,,若函数,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】设,则,可得,而,利用等比数列的项的性质即可求得.
【详解】设,
则,,
所以,
因为是等比数列,且,,
于是,,
故,
所以.
故选:D.
18.(24-25高二下·广东肇庆·期末)已知正项等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【分析】由等比数列的性质和题目条件得到,利用对数运算法则和等比数列性质进行求解
【详解】由题意,所以,.
所以.
故选:B
19.(24-25高二下·广西南宁部分学校·期末)设等比数列的公比为,若,则( )
A.2 B. C. D.3
【答案】A
【分析】利用等比中项的性质及等比数列通项公式即可求得结果.
【详解】因为,所以,所以,所以.
故选:A
20.(24-25高二下·湖南邵阳·期末)在等比数列中,若,则______.
【答案】128
【分析】利用等比数列的性质可求出、,进而求出,再次利用等比数列的性质进行求解即可.
【详解】,,
又,,
又.
考虑最后结果为正,不妨设每项均为正数,,.
故答案为:128
(
地
城
考点0
3
数列通项求算
)
21.(24-25高二下·贵州黔西南布依族苗族兴义第一中学·期末)记为各项均为正数的数列的前n项和,且,则( )
A. B.
C.是递增数列 D.
【答案】B
【分析】令即可判断A;将代入中得到,利用时,即可求出可判断B;根据可判断C;将代入即可判断D.
【详解】令,由得,解得或,又,所以,故A错误;
可化为,
当时,,即,且,不等于0,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,所以,故B正确;
因为,所以是常数列,故C错误;
,故D错误.
故选:B.
22.(24-25高二下·甘肃定西通渭县第三中学·期末)(多选)下列叙述不正确的有( )
A.数列,,,与,,,是同一数列
B.数列,,,,的通项公式是
C.,,,,是常数列
D.,,,,是递增数列,也是无穷数列
【答案】ABC
【分析】利用数列的定义可判断A选项;利用观察法求出数列通项公式可判断B选项;利用常数列的定义可判断C选项;利用数列的单调性和无穷数列的定义可判断D选项.
【详解】对于A选项,数列是按一定顺序排成的一列数,即数列,,,与,,,是两个数列,故A错误;
对于B选项,数列,,,,的通项公式是,故B错误;
对于C选项,,,,,是摆动数列,故C错误;
对于D选项,,,,,是递增数列,也是无穷数列,故D正确.
故选:ABC.
23.(24-25高二下·广东湛江第一中学·期末)已知为各项均为正数的数列,其前项和为,.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和记为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用的关系,得出数列是等差数列,进而可求得通项公式;
(2)利用裂项相消求和法可求得,进而可证得结论.
【详解】(1)当时,,得,
∵,∴,
当时,,
两式作差可得:,
即,
∴,
又∵,∴,且,
∴数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
∴.
(2)∵,∴,∴,
∴.
则
.
∵,∴,∴,
又∵为递增数列,所以,
∴.
24.(24-25高二下·广东湛江第一中学·期末)已知数列,是其前项积,,若函数,的导数为,则( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】D
【分析】先求出,再得到,两边同时求导后代入即可.
【详解】因为,
当时,,
所以,
因为也满足,
所以,
令,则,
所以,
所以.
故选:D.
25.(24-25高二下·浙江杭州西湖区浙附玉泉丁兰·期中)数列的前n项和为,已知,数列满足递推关系:.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的前n项和.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用与前n项和的关系可求得;根据等比数列的概念可求得数列的通项公式,从而可得;
(2)利用错位相减法以及等比数列的概念计算化简即可求解.
【详解】(1)已知 ,当 时,;
当 时,;
验证时,,符合上式,
故数列通项公式为.
因为,
所以,等式两边同时加 可得,
即,所以,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,
数列通项公式为,所以.
故数列的通项公式为.
(2)由(1)可知,则,
所以,
记数列的前项和为 ,
,①
上式乘以公比2可得;
,②
由① ②可得:
,
即,
,
化简可得,
即.
26.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)记是数列的前项和,,,且数列是等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)设若,求数列的前项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据等差数列的通项公式求出,再利用与的关系求解即可;
(2)利用分组求和,其中奇数部分利用等差数列的前项和公式,偶数部分利用裂项相消求解即可.
【详解】(1)因为,,设等差数列的公差为,则,解得,
所以,即,
当时,,当时,成立,故.
(2)由题意可得
.
27.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)已知数列满足,且,若表示不超过x的最大整数,例如[2.6]=2,[-1.8]=-2,则=( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
【答案】C
【分析】由题可得数列为等差数列,利用等差数列通项公式可得
【详解】因为,所以,
又,所以是以4为首项,2为公差的等差数列,
所以,
所以,
所以,又,
当n=1时,;当时,,
所以.
故选:C.
28.(24-25高二下·河北秦皇岛河北昌黎第一中学·期末)已知数列的通项公式,则( )
A.81 B.128 C.146 D.164
【答案】B
【分析】利用对勾函数的性质得,再去绝对值符号化简为,即可求值.
【详解】由在上单调递减,在上单调递增,
对于且,在上单调递减,在上单调递增,
所以,
故
.
故选:B
29.(24-25高二下·四川绵阳高中·期末)已知正项数列的前项和为,且满足,数列为公比大于0的等比数列,且,.
(1)求;
(2)若在与之间插入个1,由此构成一个新的数列,求的值.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)根据与的关系求得,然后利用等差数列的通项公式求得,然后再利用等比数列通项公式基本量运算求得.
(2)依次求出中相邻项之间插入1的个数,即可求出.
【详解】(1)当时,且,解得,
当时,,
∴,
即,则,
∵,则,所以,
∴是以1为首项,1为公差的等差数列,所以,
设数列的公比为,则,
即,解得:,所以;
(2)根据题意,在与之间插入个1,
即在1和2之间插入个1;在2和3之间插入个1;
在3和4之间插入个1;在4和5之间插入个1;
在5和6之间插入个1,
到6时,恰好有项,故.
30.(24-25高二下·四川绵阳高中·期末)(多选)已知为数列的前项和,若,则下列选项正确的是( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
【答案】ACD
【分析】由已知可得,可判断A;由,可判断B,由等比数列求和公式可判断C;分和两种情况讨论比较大小可判断D.
【详解】对于A,因为,所以当时,,故A正确;
对于B,当时,,所以,
即,
又,不满足,所以数列不是等比数列,故B错误,
对于C,,故C正确;
对于D,当时,,当时,,
综上,故D正确.
故选:ACD
(
地
城
考点0
4
数列求和求算
)
31.(24-25高二下·河南鹿邑县弘道中学等学校·期末)已知数列满足点在直线上,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列的定义进行求解即可;
(2)利用错位相减法进行求解即可.
【详解】(1)由题意得,
因为,所以,
所以是首项为3,公比为3的等比数列,
所以的通项公式是.
(2)由(1)知,,
则,,
两式相减,得,
所以.
32.(24-25高二下·云南长水教育集团·)数列满足,则数列的前9项和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用数列的递推关系式,求得,再由时,得到,结合裂项法求和,即可求解.
【详解】由数列满足,
当时,,
两式相减,可得,所以,
当时,可得,
所以数列的通项公式为,
当时,,
所以数列的前9项和为.
故选:A.
33.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和为.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用等差数列的求和公式来列方程即可求得公差,从而可得等差数列的通项公式;
(2)利用裂项相消法来求和即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
则由等差数列求和公式得:,
又因为,所以可得,
即数列的通项公式为;
(2)由,
所以.
34.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)(多选)已知数列的前n项和为,且,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.若,则为等差数列 D.
【答案】ACD
【分析】由题意可得,求出,即可判断A;由裂项相消求得,即可判断B;求得,再由等差数列的定义即可判断C;求出数列的前项的和,再由,即可判断D.
【详解】解:对于A,因为,,
同理可得,,,
所以,,
所以,故A正确;
对于B,=,,故B错误;
对于C,,,
所以,,
所以为等差数列,故C正确;
对于D,由C可知为等差数列,首项为,公差为,
所以数列的前项的和为:,
所以,故D正确.
故选:ACD.
35.(24-25高二下·云南曲靖会泽县·期末)已知数列满足,且对任意正整数有,数列满足
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,数列的前项和;
①求;
②若不等式对任意的正整数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②
【分析】(1)根据题目条件利用等比数列定义即可得证.
(2)运用错位相减求和法求,根据数列单调性处理不等式恒成立(此处注意根据的奇偶分类讨论),进而求出实数的取值范围.
【详解】(1)证明:因为,
所以.
因为,所以.
又,所以,即证得是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)①由(1)可得,则,
,
,
两式相减得:,
即,
所以,则.
②因为不等式对任意的正整数恒成立,
即对任意的正整数恒成立,
当为偶数时,因为在为增函数,
所以;
当为奇数时,对任意的正整数恒成立,
所以,解得.
综上,实数的取值范围为.
36.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若对定义域中的任意,,求实数的取值范围;
(3)已知数列的通项公式为是数列的前项和.关于与的大小关系,有三种不同结论:①;②与的大小关系和的取值有关;③.你认为哪种结论正确?请说明理由.
【答案】(1)1
(2)
(3)结论①正确,理由见详解
【分析】(1)根据奇函数定义可得,运算得解;
(2)由函数奇偶性,问题转化为时,即可,即,令,利用导数判断单调性求出最值,得解;
(3)由(2)得,当时,在时恒成立,令,得,令,即,所以,利用裂项相消法求和,得解.
【详解】(1)由,得,所以的定义域为,又为奇函数,
所以,
,,解得.
(2)由(1),得,所以为偶函数,为偶函数,
对任意,,只需时,即可,
又,,
所以上式等价于,,即,
令,,所以,
若,即,则,所以,
所以在上单调递增,则,合题意;
若,即或,由,得,
当时,,所以为减函数,故,与题意不符,
综上,实数的取值范围为.
(3)结论①正确,理由如下:
由(2)得,当时,在时恒成立,
令,则,,那么,
所以,
所以,
,
所以结论①正确.
37.(24-25高二下·云南曲靖陆良县·期末)在数列中,,且
(1)证明:为定值.
(2)求数列的前n项和.
(3)若,,求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3).
【分析】(1)由题设及等差数列的定义可得,即可证;
(2)由(1)得,应用裂项相消法求和;
(3)根据已知得,结合等比数列的定义写出通项公式.
【详解】(1)因为,,
所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,
所以,故为定值1;
(2)由(1)知,所以,
故;
(3)由(2)知,
因为,所以
所以,
而,所以,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,
所以,即.
38.(24-25高二下·广东梅州·期末)(多选)在一个不透明的盒子中装有材质、大小完全相同的n个小球,将它们分别编号为1,2,3,…,n.每次从盒子中随机抽取一个小球,记录编号后放回,直至取遍所有小球后停止摸球,记总的摸球次数为,下列结论正确的是( )
A. B.
C.,其中 D.
【答案】ACD
【分析】对于ABC,可用分步计数原理求相关概率求解,对于D,根据题意列出分布列,表示出期望,再利用错位相减法求和判断.
【详解】对于A,时,3次停止,共有种,
其中恰好在第3次摸完的情况:第1次任意摸一个并记录编号,第2次只能摸第1次记了编号的,
第3次摸剩下未记编号的,故共有种,则,故A正确;
对于B,,,则,故B错误;
对于C,,,
所以,故C正确;
对于D,,
所以分布列为:
2
3
,
,
两式相减可得,
所以,时,,故D正确;
故选:ACD.
39.(24-25高二下·山东日照·期末)已知函数,记,且,.
(1)求,;
(2)设,.
(i)证明:;
(ii)求
【答案】(1),
(2)证明见解析;
【分析】(1)求出导数,利用递推关系可得答案;
(2)(ⅰ)利用进行放缩,结合等比数列求和公式可证结论;(ⅱ)求出的递推关系,利用等差数列的定义可证明等差数列,利用错位相减法可求和;
【详解】(1)因为,所以,
.
(2)(ⅰ)因为,所以,
又,所以,;
由(1)可知,,所以,
所以为首项,公比为的等比数列,所以,
又因为,所以,所以,
因为,,
所以
因为,所以;
(ⅱ)因为,
所以,
所以是以为首项和公差的等差数列,
,所以.
令,则,
,
两式相减可得
,
.
40.(24-25高二下·内蒙古部分学校·期末)在数列中,,且.
(1)求的通项公式;
(2)求的最小值;
(3)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用等差数列的定义及通项公式求解即可.
(2)利用基本不等式求解最小值即可,注意验证等号能否成立.
(3)结合等差数列和等比数列求和公式,利用分组求和方法求解即可.
【详解】(1)因为,
所以数列是首项为2,公差为2的等差数列,
所以,得.
(2),
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
(3)因为,
所以.
(
地
城
考点0
5
数列不等式
)
41.(24-25高二下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)设为正整数,,,…为枚质地不均匀的硬币.投掷硬币,设正面朝上的概率为,反面朝上的概率为.同时投出枚硬币,当正面朝上的硬币数为奇数时,即为游戏成功.
(1)当,时,求游戏成功的概率;
(2)当时,设游戏成功的概率为,求当时,与的递推关系,并证明是等比数列;
(3)设,对于,的取值如下:,设此时游戏成功的概率为,求证:.
【答案】(1)
(2)(且),证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由条件可知,要使游戏成功,需满足正面朝上的数量为1或3,转化为独立重复概率类型,列式求解;
(2)根据硬币正面朝上的硬币数为奇数和偶数,结合全概率公式,即可得到递推关系式,再利用数列的构造法,即可证明;
(3)方法一:根据(2)的结果,结合等比数列通项公式的求法,求得,,以及的通项公式,以及递推关系式,并代入求解的通项公式,讨论的取值,即可证明;方法二:首先设个硬币出现奇数的概率为,根据全概率公式,得到的递推关系式,以及通项公式,再求前3项,并表示,即可证明.
【详解】(1)当时,要使游戏成功,需满足正面朝上的数量为1或3,
此时,游戏成功的概率为:;
(2)设游戏成功的概率为,当时,,接下来用表示,
当时,投掷枚硬币,,…,正面朝上的硬币为奇数有两种情况:
第一:硬币,,…,中正面朝上的硬币数为奇数时,反面朝上;
第二:硬币,,…,中正面朝上的硬币数为偶数时,正面朝上.
此时,,所以(且),
则,且,则是以为首项,为公比的等比数列.
(3)方法一:当时,此时游戏成功的概率记为,.
由(2)知:,则,()
所以,()①
当时,,
则,
注意到:,则,
故:②
当时,,
则:③.
结合①②③:
由于,当时,,,,则;
当时,,则;
当时,,,,则.
综上:对任意的,成立.
方法二:对于个硬币出现奇数的概率为,
∴
∴
∴
∴等比,∴
∴前个硬币出现奇数的概率
中间个:
后面个:
当时,.
当时,.
当时,.
∴成立.
42.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)已知数列中,,,.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)记,数列的前项和为.
(i)求的取值范围;
(ii)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)将左右两边取倒数,得到,将其变形为,即可根据等差数列的定义,证明数列为等比数列;
(2)(i)由(1)得到及的解析式,进而得到的解析式,通过讨论的取值范围,即可得到的取值范围;(ii)先得到的解析式,进而得到其前项和的解析式,通过放缩,将其转化成求一个等比数列的前项和,通过讨论的范围,即可证明.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
又,所以,
所以数列是以2为首项,以为公比的等比数列;
(2)(i)由(1)可知,
所以,,
因为,
因为,,所以,所以,
所以,的取值范围;
(ii)因为,又因为,
所以
设.
当时,成立;
当时,成立;
当时,成立;
且随着值增大,逐渐减小,逐渐增大,
因为,所以,所以,
即.
43.(24-25高二下·陕西渭南渭南中学·期末)已知等差数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,
(i)求数列的前n项和;
(ii)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)利用等差数列的通项公式及前项和公式即可求解;
(2)(i)利用错位相减法求和即可;(ii)根据的单调性,再分为奇数和偶数两种情况进行讨论即可求解.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,则,解得,
;
(2)(i)由(1)知,
,
,
,
;
(ii)由(i)得,
设,则,
,数列是递增数列,
当n为偶数时,恒成立,,
当为奇数时,恒成立,,,
实数的取值范围为.
44.已知数列的首项的前项和为,且.
(1)证明数列是等比数列;
(2)令,求函数在点处的导数;
(3)设,是否存在实数,使对任意正整数都成立,若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3)不存在,理由见解析.
【分析】(1)由和作差结合等比数列定义即可求证;
(2)先由(1)得,接着计算导数再结合错位相减法和等差等比数列前n项和公式即可计算求解;
(3)分为偶数和为奇数分析不等式成立时的参数解即可得解.
【详解】(1)证明:因为,所以,
所以,
又,即,
所以数列是公比和首项均为2的等比数列.
(2)由(1),所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以.
(3)不存在,理由如下:由题,
则,设对任意正整数都成立,
则当为偶数时,,
因为为偶数,所以,所以;
当为奇数时,,
因为为奇数,所以,所以,
综上所述,不存在实数,使对任意正整数都成立.
45.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)已知单调递增数列的通项公式为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据奇偶分类讨论不等式恒成立可得.
【详解】由已知恒成立,即恒成立,
为奇数时,,,的最小值是,所以,,
为偶数时,,,的最小值是,所以,,
所以,
故选:A.
46.(24-25高二下·河北衡水、廊坊等2地(NT20名校)·期末)已知数列为非零数列,设,是数列的前n项之积,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,且当时,,对于均有恒成立,求满足条件的正整数k.
【答案】(1)
(2)4和5
【分析】(1)时由得,进而得,再验证即得的通项.
(2)由题设结合得到时,,求出的最大项即可求得正整数k.
【详解】(1)由题意得:
当时,,解得.
当时,由
得:
两式相除得:,即
当时,也满足上式,所以
(2)由(1)可知,,
故当时,
当时,由,得
,
解得,且,所以或
又,,,所以
故数列中最大项为和,即满足条件的正整数k的值为4和5.
47.(24-25高二下·贵州铜仁·)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)证明:,.
【答案】(1)极大值1,无极小值
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用导函数判断其单调性即可;
(2)将问题转化为在上恒成立,构造,再分类讨论研究其单调性即可;
(3)由(2)知,当时,在上恒成立,令,则有,再写出个式子,将其相加化简即可.
【详解】(1)当时,,定义域为,则,
当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
因此,当时有极大值;无极小值.
(2)若在上恒成立,
即在上恒成立,
设,则,,
①当时,有,此时函数在上单调递增,
有,不符合题意;
②当时,,
令,解得,
若,则,此时,
函数在上单调递减,则恒有,符合题意;
若,则,则,得;,得,
从而可知,函数在上单调递增,在上单调递减.
注意到当时,,此与相矛盾,不符合题意.
综上,实数的取值范围为.
(3)由(2)知,当时,在上恒成立,
令,则有,
所以,,,,
将上面式子相加,可得,
即是,
故,.
48.(24-25高二下·云南长水教育集团·)已知各项均为正数的等差数列,其前项和为,且,函数.
(1)求的公差;
(2)若恒成立,求的值;
(3)设,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)取和可得,,进而结合等差数列定义求解即可;
(2)求导,分析函数的单调性,进而求解即可;
(3)由(1)可得,由(2)得,进而求证即可.
【详解】(1)由,,
当时,,解得或(舍去);
当时,,解得或(舍去),
因为数列为等差数列,所以;
(2)由,,
则,
当时,,函数在上单调递增,
又,则当时,,不符合题意;
当时,令,得;令,得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
则,
设,则,
令,得;令,得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
则,
由恒成立,且,则;
(3)由(1)知,
由(2)知,当时,,
即,,
令,则,
由,则,,
则,
即,.
49.(24-25高二下·广东广州白云区·期末)已知数列的前项和为,且.
(1)求,及数列的通项公式;
(2)在与之间插入个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,
①设(),求;
②若都有不等式成立,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)①;②
【分析】(1)利用递推式求解,退位作差得到时,又,所以数列为等比数列,利用等比数列通项公式求解即可;
(2)①先求出,再根据错位相减法求和即可;②原式等价于,利用作差法比较大小,进而确定的最大值即可求解.
【详解】(1)由得,,时,,两式相减得,
即,又,所以数列为公比为2的等比数列,
所以;
(2)①由(1)得,,
在与之间插入个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,则,即,则,所以,
则,,
两式相减可得
,所以;
②因为都有不等式成立,
所以恒成立,
,
当时,,即,
当时,,即,
所以,所以.
50.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)投壶是中国传统游戏,某社区开展趣味投壶活动:参与者一次抛掷一支箭,当投中时,参与者得2分,没有投中也给鼓励,得1分,且每一次抛掷箭的结果相互独立.已知小李每次投中的概率为.
(1)求小李连续抛掷箭2次,累计得分为3分的概率;
(2)若小李连续抛掷箭4次,累计得分为,求的分布列与数学期望;
(3)若小李连续抛掷箭若干次后,累计得分为分的概率为,证明:.
【答案】(1)
(2)分布列见详解;期望为
(3)证明见详解
【分析】(1)设小李第次投壶投中为事件,小李连续抛掷箭2次,累计得分为3分的投壶的情况有,然后利用独立事件乘法公式即可计算;
(2)由题知可取4,5,6,7,8,计算概率,列出分布列,计算期望即可;
(3)由题可知,构造数列并求出通项即可证明.
【详解】(1)设小李第次投壶投中为事件,
小李连续抛掷箭2次,累计得分为3分的投壶的情况有,
所以概率,
即小李连续抛掷箭2次,累计得分为3分的概率为.
(2)根据题意可取4,5,6,7,8,
,,
,,
,
所以分别列为:
4
5
6
7
8
数学期望.
(3)证明:由题可知,,即,
所以数列为常数列,又,
所以,即,,
所以数列首项为,公比为的等边数列,
所以,
,又,
所以.
(
地
城
考点0
6
数列新定义
)
51.(24-25高二下·广东揭阳·期末)若数列满足,则称数列为项数列,由所有项数列组成的集合为.
(1)若是项数列,当且仅当时,,求数列的所有项的和;
(2)已知,且与是两个不同的数列,定义离散型随机变量其中,且.
(ⅰ)求取到最大值时的值;
(ⅱ)求随机变量的分布列,并证明:当时,.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)分布列为,证明见解析
【分析】(1)当时,;当,,时,,由此可得出数列所有项的和;
(2)(i)分析可知的可能取值有、、、、,先求出集合中的元素个数为,当时,确定与的选择共有种情况,所有可能情况有种,由此可得出的表达式,再由解出的值,可得出取最大值时的值;
(ii)分析可知当时,与的选择情况共有种情况,所有可能的情况有种,可得出的分布列,根据组合数的基本性质求出的表达式,并证明出,即可证得结论成立.
【详解】(1)数列是项数列,当且仅当时,;
当,,时,.
设数列所有项的和为,则
.
(2)(i)因为数列、是从集合中任意取出的两个数列,
所以,数列、均为项数列,所以的可能取值有、、、、,
根据数列中的个数可得,集合的元素个数为,
当时,数列、中有项取值不同,有项取值相同,
先确定有种情况,然后在中选取项,这项与的对应项的取值不同,
有种情况,则与的选择共有种情况,
数列、是从集合中任意取出的两个数列,所有可能情况有种,
所以,
由,化简可得,解得,
则当时,取得最大值;
(ii)由(i)知集合中元素的个数为,
当时,数列、中有项取值不同,有项取值相同,
先确定有种情况,然后在中选取项与对应项取值不同有种情况,
则与的选择情况共有种情况,
数列是从集合中任意取出的两个数列,所有可能情况有种,
所以随机变量的分布列为,
因为,
所以
,即,
当时,.
52.(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中·期末)(多选)已知数列,其前项和为,若存在常数,对任意,恒有,则称为数列.则下列说法正确的是( )
A.若为等差数列,则为数列
B.若是以1为首项,为公比的等比数列,则为数列
C.若为一数列,则也为数列
D.若为一数列,则也为数列
【答案】BD
【分析】根据给定条件,利用数列的定义逐项分析判断.
【详解】对于A,若为等差数列,设公差为,则,
当时,,所以不存在满足题意的正数,故A错误;
对于B,若是以1为首项,为公比的等比数列,则,,
则,
因,则当时,,故,故B正确;
对于C,若,则数列是数列,此时,
但不是常数,即数列不是数列,故C错误;
对于D,若数列是数列,即存在常数,
对任意有,即,
则
,则数列是数列,故D正确.
故选:BD
53.(24-25高二下·北京大兴区·期末)若有穷数列,,,满足如下三个性质,则称Q为数列:①项数;②,;③令集合,对,,或.
(1)判断数列0,2,4,6是否是数列,并说明理由;
(2)若,,,为数列,求证:对,满足;
(3)已知,,,为数列,求证:当时,Q是等差数列.
【答案】(1)数列0,2,4,6是数列,理由见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据定义进行判断;
(2)依据定义,①可知满足;②,,然后进行判断;
(3)依据定义可知,可得,;又,可得,,两式作差可得结果.
【详解】(1)由题意知,集合.
因为数列0,2,4,6共有4项,,
且,,,,,,,,,
都是集合的元素,
所以数列0,2,4,6是数列.
(2)由题意知,集合.
已知,,,为数列.
①因为,所以,所以,.
故.因此.
所以满足.
②当时,因为,
所以,.
所以对于,满足,即.
所以对,满足
(3)因为,,,为数列,
所以,
且.
所以,,,,,.
即,.①
当时,,
所以,.
由,
且.
所以,,,,,
所以,.
因为时,,,
所以,且,
有,.②
将①②两式相减得,.
因此,当时,,,,是等差数列.
54.(24-25高二下·北京海淀区·调研)给定正整数,若数列同时满足下列两个性质,则称数列为数列:①;②对任意,总存在,使得.记数列的个数为
(1)写出两个数列;
(2)若为数列,求的值;
(3)求的最大值.
【答案】(1)答案见解析;
(2)答案见解析;
(3)4.
【分析】(1)根据给定的定义直接写出.
(2)按分别求出,并用反证法证明的情况即可.
(3)设,,利用组合计数问题,结合分步乘法计数原理列式求出,再按分奇偶求出.
【详解】(1)数列:①1,2,3;②1,3,2;③3,1,2;④3,2,1(任取两个).
(2)当时,因为或,
所以或,
所以;
当时,因为;;;
均是数列,所以可以为,
假设存在,则此时,
记,其中,
记,其中,
由条件(2),之后必有,
直到集合中某一个数出现在数列的最后两项中;
同理集合中必有某一个数出现在数列的最后两项中,
由于集合,中的数均与同奇偶,所以同奇偶,不妨设均为奇数,
考虑数列中最后一项偶数,必不能满足条件(2),矛盾,假设错误.
所以.
(3)设,,
由(2)知,必为一奇一偶,
考虑在数列中出现的先后顺序,与(2)同理,首次出现的必为最小值1或最大值,
接下来依次出现剩下的数中的最小值或者最大值,共种先后顺序,
同理,在数列中出现的先后顺序共种,
先确定分别为第几项,注意到该集合恰有一个数在最后两项中,所以共种方法,
所以,
当时,;
当时,,
所以,
,
所以的最大值为4,当时取到.
55.(24-25高二下·北京丰台区·期末)已知数列满足,给出下列四个结论:
①当时,对任意的,都有;
②当时,对任意的,都有;
③当时,存在,使数列是常数列;
④当时,存在,使数列是递减数列.
其中所有正确结论的序号是___________.
【答案】①③④
【分析】对于①:利用放缩,;对于②:利用特殊值法,当时,,与题意不符;对于③:由常数列的定义,可求解出的值;对于④:换元看成二次不等式,求解不等式,得出的范围,再用数学归纳法证明其一般性.
【详解】对于①:当时,则,有,与的取值无关,故①正确;
对于②:当时,当时,
,
故②错误;
对于③:当时,,由数列是常数列,则,
,,满足题意,故③正确;
对于④:当时,,因为数列是递减数列,
则,,即,
则有,令,则,解得,
所以,即,故,下证成立:
当时,成立;
假设当 时,不等式成立,即,
由,得到;
则当时,,即证明,
构造函数,,
因为,,,,故单调递增,由,
,故有,
即,证毕.故④正确.
故答案为:①③④
56.(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末)已知数列的前项和为,若存在常数,使得对任意都成立,则称数列具有性质.
(1)若数列的通项公式,求证:数列具有性质;
(2)设数列的各项均为正数,且具有性质.
①若数列是公比为的等比数列,且,求的值:
②求的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②4
【分析】(1)求出和,求出即可求解;
(2)①证明,分和两种情况即可求解;
②证明,证明,证明,结合反证法即可证明.
【详解】(1)因为,所以,
所以数列是以为公差,为首项的等差数列,
所以,
所以,
即,所以数列具有性质;
(2)①由数列具有性质得,
又等比数列的公比为,
若,则,
解得,与为任意正整数相矛盾,
当时,,
而,整理得,
若,则,
解得,与矛盾,
若,则,
当时,恒成立,满足题意,
当且时,,
解得,与矛盾,
所以;
②由,得,
即,因此,当且仅当时取等号,
即,则有,
由数列各项均为正数,
得,从而,即,
若,则,与矛盾,
因此当时,恒成立,符合题意,
所以的最小值为4.
57.(24-25高二下·湖南衡阳·期末)在数列中,,且.
(1)求的通项公式.
(2)证明:.
(3)若数列中存在两项,,使得,则称为数列的等项数对.证明:的等项数对唯一.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)证明见解析.
【分析】(1)先证明为等差数列,然后可得通项;
(2)利用错位相减法求出,然后可证;
(3)判断数列单调性可得,然后验证前几项即可得证.
【详解】(1)因为,,所以,
所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,
所以,得.
(2)设,
则,
则,
因为,所以.
(3)由(1)知,,
当时,,当时,,
所以,注意到,
,,,,,
所以的等项数对唯一,且唯一等项数对为.
58.(24-25高二下·辽宁鞍山第二十四中学·期末)为实数,无穷数列为数列时满足:;;.
(1)若数列前四项分别为,,,,判断数列是否有可能为数列;
(2)若数列为数列,求的值;
(3)数列前项和为,则是否存在值,,恒成立.如果有,求出所有符合要求的值;如果没有,请说明原因.
【答案】(1)数列不可能为数列,理由见解析
(2).
(3)存在,.
【分析】(1)先代入,已知的值,计算等关键值,发现不在数列要求的集合中,从而判定不是数列;
(2)依据数列定义(等规则),结合与的关系,推出,再根据的两种可能形式,依次推导等项的值;
(3)假设是数列,利用的递推关系、项的大小限制,、等条件,推导得,构造时的数列通项,从满足的关系、与的大小,以及与的包含关系验证,结合和时与的大小,确认满足恒成立,得出存在这样的,数列且.
【详解】(1)数列不可能为数列,理由如下:
因为,,,所以,.
因为,所以,所以数列不可能为数列.
(2)由数列定义,可知满足:,;;
或.
由或以及,可知,所以.
由或,或,
以及,可得,.
由或,以及,可知,
同理,由或,以及,可知.
(3)假设数列是满足“恒成立”的数列.
因为或,且,所以,
由,可知,
从而或.
又因为,所以.
因为,且,所以.
又因为,所以.
因为,且,所以.
因为,所以.
根据假设,由可知,所以,
由及,可知.
由可知,所以.
综上可知,若数列是满足“恒成立”的数列,则.
当时,考虑数列:.
下面验证数列满足数列的要求:
由,可知.
因为,,
所以.,,使得,,
所以,,
所以,,
又,
所以:当时,;当时,.
所以.
由通项公式可知,当时,;当时,,
所以恒成立.
综上所述,存在数列,使得恒成立,此时.
59.(24-25高二下·福建厦门·期末)在平面直角坐标系中,定义两点的“距离”为,其中.已知定点,动点满足,其中.记的轨迹为“-椭圆”,为“-焦点”.
(1)当时,写出“-椭圆”的轨迹方程并直接画出相应曲线;
(2)已知数列均为正项数列,,椭圆,记以,为“-焦点”的“-椭圆”为,的边均与相切,且的顶点均在上.
(ⅰ)设的面积为,证明:;
(ⅱ)若是等比数列,求的离心率.
【答案】(1),图象见解析
(2)(ⅰ)证明见解析;
(ⅱ)
【分析】(1)根据“椭圆”的定义即可画出图形.
(2)“椭圆”关于轴、轴对称,只需考虑第一象限(含轴非负半轴)的情况,利用直线与椭圆相切求出,根据直角梯形的面积公式即可求出的面积.
由(ⅰ)知,结合是等比数列推出的离心率为定值,代入的顶点求得,进而推出,即可求出离心率.
【详解】(1)由题意,
当时,“椭圆”的轨迹方程为,其对应图象为:
(2)由题意及(1)得,
(ⅰ)设:,
将替换为,或将替换为,的方程不变,
故“椭圆”关于轴、轴对称,
只需考虑第一象限(含轴非负半轴)的情况.
在第一象限中,由和两条线段组成.
由于与相切,
则由,得,
由,可得,
∵的一个顶点在上,
∴,
∵与相切,
∴,即,
在第一象限的直角梯形面积为,
∴的面积为.
(ⅱ)由(ⅰ)可知,,
由是等比数列可知,
即,即,
∴,的离心率为定值.
∵的顶点在上,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,解得,
的离心率为,
∴的离心率为.
60.(24-25高二下·广东江门·调研)英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列满足,则称数列为牛顿数列.如果函数,数列为牛顿数列,设,且,,则________.
【答案】
【分析】由牛顿数列的定义可得与的关系式,代入可得,进而通过等比数列的通项公式即可求得结果.
【详解】根据题意,,则,
所以,
,
因为,
则,
所以,即,
又,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
则.
故答案为:.
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