内容正文:
重难点培优01 数列的单调、周期、最值性质及其应用
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01 知识重构·重难梳理固根基 1
02 题型精研·技巧通法提能力 3
题型01 数列的单调性(★★★★) 3
题型02 数列的周期性(★★★★) 7
题型03 的最值(★★★) 10
题型04 的最值(★★★★) 13
03 实战检测·分层突破验成效 18
重难知识巩固 18
创新能力提升 30
知识重构·重难梳理固根基
知识点01 数列的分类
分类标准
类型
满足条件
项数
有穷数列
项数有限
无穷数列
项数无限
项与项间的大小关系
递增数列
其中n∈N+
递减数列
常数列
摆动数列
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列
知识点02 数列的函数性质
1、数列可以看成以正整数集N+(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数,当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.
2、数列是一类特殊的函数,由于一般函数有三种表示方法,数列也不例外,有列举法、图像法和解析法。
3、判断数列的单调性的方法
(1)作差比较法:
⇔数列是递增数列;⇔数列是递减数列;
⇔数列是常数列.
(2)作商比较法:
ⅰ.当时,则⇔数列是递增数列;⇔数列是递减数列;
⇔数列是常数列;
ⅱ.当时,则⇔数列是递减数列;⇔数列是递增数列;
⇔数列是常数列.
(3)结合相应函数的图象直观判断:
写出数列对应的函数,利用导数或利用基本初等函数的单调性探求其单调性,再将函数的单调性对应到数列中去.
知识点03 求数列最大(小)项的方法
1、构造函数,确定出函数的单调性,进一步求出数列的最大项或最小项.
2、利用,求数列中的最大项;
利用,求数列中的最小项.
当解不唯一时,比较各解大小即可确定.
知识点04 由数列的前几项求数列的通项公式
1、各项的符号特征,通过或来调节正负项.
2、考虑对分子、分母各个击破或寻找分子、分母之间的关系.
3、相邻项(或其绝对值)的变化特征.
4、拆项、添项后的特征.
5、通过通分等方法变化后,观察是否有规律.
【注意】根据数列的前几项求其通项公式其实是利用了不完全归纳法,
蕴含着“从特殊到一般”的数学思想,由不完全归纳法得出的结果不一定是准确的.
知识点05 数列的通项an与前n项和Sn的关系
①当时,a1若适合,则的情况可并入时的通项;
②当时,a1若不适合,则用分段函数的形式表示.
题型精研·技巧通法提能力
题型01 数列的单调性
【技巧通法·提分快招】
解决数列的单调性问题的方法
用作差或作商比较法,根据-an的符号或与1的关系判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列.
1.(25-26高三上·四川成都·期末)已知等比数列,则“”是“数列为递减数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】利用充分条件、必要条件的定义,由数列的单调性即可求解.
【详解】当时,,
此时,但是,所以数列不是递减数列;
若数列为递减数列,则,所以,
故“”是“数列为递减数列”的必要不充分条件,
故选:B
2.(25-26高三上·广西桂林·阶段检测)数列满足,设命题,命题:数列为递增数列,则是的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由数列为递增数列求出参数的取值范围,再根据充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】因为,
若数列为递增数列,
则对任意的恒成立,
对任意的恒成立,又,;
所以推得出,故充分性成立;推不出,故必要性不成立,
所以是的充分非必要条件.
故选:A
3.设为数列的前n项和,,则“为递增数列”是“为递增数列”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】A
【详解】已知,而,
充分性:若递增,则,,故递增,即充分性成立;
必要性:取数列的通项为,则,显然为递增数列,但为递减数列,故必要性不成立;
“为递增数列”是“为递增数列”的充分非必要条件.
4.已知等差数列,为其前项和,,则“”是“数列为递减数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据等差数列的性质以及充分不必要条件的定义判断即可.
【详解】由可得,整理为,
因为,故,数列为递减数列,
因此条件“”可以推出结论“数列为递减数列”,故充分性成立;
而数列为递减数列,只需即可,无需,
因此“数列为递减数列”无法推出条件“”,故必要性不成立.
因此“”是“数列为递减数列”的充分不必要条件.
故选:A.
5.(2026·河北·三模)在数列中,,若是递增数列,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】.
由题知恒成立,当时,即,得.
讨论单调性,若是递增数列,则函数随增大而增大.
已知为正且随n增大而增大,则随n增大而减小,故需,即.
综上,实数k的取值范围是.
6.(25-26高三下·天津河西·开学考试)设数列的通项公式为,若数列是单调递减数列,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知,对任意的,,结合作差法可得出实数的取值范围.
【详解】因为,且数列为单调递减数列,
所以对任意的,,即,
可得对任意的恒成立,所以,
解得,故实数的取值范围是.
7.已知数列的通项公式为,,若是递增数列,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】根据递增数列的性质知,可得到对恒成立,再根据二次函数性质求出的取值范围.
【详解】因为,,
所以,.
又因为数列为递增数列,
所以对恒成立,
即对恒成立,
化简整理得,对恒成立.
由二次函数性质知,当时,有最小值4,
所以,
故实数的取值范围是.
8.已知无穷等比数列的前项和为,且是递减数列,是递增数列.写出满足条件的一个数列的通项公式________.
【答案】(答案不唯一)
【分析】由递增得所有项,结合是递减等比数列,可知首项为正、公比在内,据此举例即可.
【详解】设等比数列的公比为,:
因是递增数列,故对任意,有,
即数列的所有项均为正数,因此,.
又是递减数列,故,因此.
如,
验证递减:,满足条件;
验证递增:前项和,,满足条件.
题型02 数列的周期性
【技巧通法·提分快招】
解决数列周期性问题的方法
(1)先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
(2)若an+k=an(k∈N*),则{an}为周期数列,k为{an}的一个周期.
1.(2026·湖北孝感·一模)设数列满足,且,则的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】将数列类比成函数后递推即可求得周期.
【详解】因为,且,
所以 ,,
所以数列的周期为2,故
故选:A
2.(2026·福建泉州·模拟预测)已知数列满足则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】的周期为4,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
由递推式可知,
当为偶数时,,故;
当为奇数时,,
归纳可得,,
是偶数,故,
是奇数,,故.
3.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知数列满足,,则数列的前2026项和为( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
【答案】A
【分析】写出数列的前几项,发现规律,利用数列的周期性求解问题.
【详解】,可以发现数列是周期为3的周期数列,
可以发现数列是周期为3的周期数列,
因为
所以数列的前2026项和为.
4.(2026·浙江宁波·二模)数列满足:为的前项和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据递推关系,找到的周期,根据周期性,逐一分析各个选项,即可得答案.
【详解】由递推关系得,,,
,,,
,,,
,,,
所以的周期为12,则,故A正确,B错误;
一个周期内的和为,
则,故C、D错误.
5.(2026·四川眉山·二模)如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的和都等于同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做等和数列的公和.已知等和数列中,,公和为5,则( )
A.0 B. C. D.4
【答案】C
【分析】根据题意分析可知数列是以2为周期的周期数列,结合周期性分析求解.
【详解】因为(公和),
所以,
两式相减可得,,
可知数列是以为周期的周期数列,
因为,所以,
又公和为5,所以,
所以,.
6.(2026·天津西青·三模)已知数列满足,则该数列的前2026项的乘积等于( )
A.2024 B.2025 C. D.
【答案】C
【分析】先通过递推公式算出数列的周期为4,且一个周期内的项乘积为1,再用2026除以周期得到余数,最后用周期乘积和余下两项即可计算结果.
【详解】因为,所以,,
,,
所以数列是周期为4的周期数列,且一个周期内的乘积:,
而,
所以.
题型03 的最值
【技巧通法·提分快招】
解决数列的最大项与最小项问题的常用方法
(1)将数列视为函数f(x)当x∈N*时所对应的一列函数值,根据f(x)的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出f(x)的最值,进而求出数列的最大项及最小项.
(2)通过通项公式an研究数列的增减性,确定最大项及最小项.
在数列{an}中,若an最大,则若an最小,则
1.在数列中,,对任意的,有,则当取得最大值时,( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】B
【分析】先将已知等式变形,构造等差数列,利用等差数列的通项公式求,再结合二次函数的图象与性质即可求得当取得最大值时的值.
【详解】由,得,即,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以,则.
易知二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,
所以当时,取得最大值,(因为,所以).
故选:B.
2.已知数列的通项公式为,则数列的最小项是( )
A.第1项 B.第6项 C.第7项 D.第13项
【答案】B
【分析】由题设,结合分式型函数的性质分析数列的单调性及的区间上下界,即可得.
【详解】由,,
当时,,即,
当时,,即,
数列在上都单调递减,
所以最小项为,即第6项.
故选:B
3.(25-26高三上·陕西西安·阶段检测)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.
4.已知正项数列满足,当最大时,的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【分析】根据给定条件,构造函数,取对数并构造函数,利用导数确定取最大值的条件,进而确定数列单调性求出最大项.
【详解】正项数列中,,令,显然,
令函数,求导得,
当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
因此当时,数列递增,当时,数列递减,
而,且,
则,当最大时,的值为5.
5.数列的通项公式为,满足:,则数列的最大项是第( )项
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【分析】设数列的最大项为,由求解.
【详解】设数列的最大项为,
则,即,
化简得,解得,
所以,又,所以,
即数列的最大项是第项.
故选:B
6.已知数列满足,,则取最小值时______.
【答案】4
【分析】利用累加法求出的通项公式,得出的表达式,利用基本不等式即可求出取最小值时的值.
【详解】由题意,,
在数列中,,
∴,
∴,
即,
∴,
当且仅当即时等号成立,
∴取最小值时,
故答案为:.
7.已知数列满足,,则的最大值为_______.
【答案】
【分析】利用累加法结合等比数列前项和公式求出,再根据数列的单调性求最值即可.
【详解】解:由数列满足,
当时,
,而满足上式,
所以,设,,
当时,当时,,
则最大,则.
题型04 的最值
【技巧通法·提分快招】
1、公差为递增等差数列,有最小值;
公差为递减等差数列,有最大值;
公差为常数列.
2、在等差数列中
(1)若,则满足的项数使得取得最大值;
(2)若,则满足的项数使得取得最小值.
即若,则有最大值(所有正项或非负项之和);
若,则有最小值(所有负项或非正项之和).
1.数列的通项公式为,为其前项和,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,解得,即可求得的最小值.
【详解】令,因为,所以解得,
所以数列的前3项为负,第四项起为正,
的最小值为.
故选:B
2.(24-25高三上·浙江绍兴·期末)已知数列的通项公式为,前项的和为,则取到最小值时的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对通项公式化简变形后可求得当或时,,当时,,从而可求出取到最小值时的值.
【详解】,
由,得,解得或,
因为,所以当或时,,当时,,
所以当时,取得最小值.
故选:B
3.在等差数列中,,记,,则( )
A.数列有最大项和最小项 B.数列有最大项,无最小项
C.数列无最大项,有最小项 D.数列无最大项和最小项
【答案】A
【分析】先根据等差数列中的来求出通项公式,然后分析数列的前几项,发现,即可知当时,,从而来分析前五项,易得出判断.
【详解】由题意得:等差数列的公差,
由等差数列的通项公式得,,
又,
且由于,
因为,所以数列中的正项只有有限项,
即为,而
易得当时,,所以数列中存在最大项,且最大项为,最小项为.
故选:A.
4.(24-25高三上·天津·阶段检测)在无穷数列中,,,数列的前n项和为,则的最大值与最小值的差为( )
A. B.
C. D.无法确定
【答案】C
【分析】求出数列的前n项和,按奇偶探讨的单调性求出最大与最小值即可得解.
【详解】由,,得,而,则数列是等比数列,
于是,当为奇数时,,,
当为偶数时,,,因此的最大值与最小值分别为,
所以的最大值与最小值的差为.
故选:C
【点睛】关键点点睛:利用等比数列前n项和公式求出,再按奇偶结合单调性求解是关键.
5.已知等差数列满足,记数列的前项和为,则当有最大值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,求得,再探讨数列的正负数项,进而确定的正负即可推理计算得解.
【详解】设等差数列的公差为,由,得,解得,
则,,数列是首项为正数的递减数列,
由,即,解得,
即,,于是,而,
因此,且,,
则,,,,
又,
所以中最大,即当时,取得最大值.
故选:A
6.(多选题)若数列为等差数列,公差为d,其前n项和为,,,,则( )
A. B.
C. D.使的最小正整数n的值为22
【答案】ACD
【分析】推导出,,判断AB;利用等差数列的基本性质和作差法判断C;由,结合等差数列性质及数列的单调性判断D.
【详解】对于A,由,得,A正确;
对于B,由,得,则,B错误;
对于C,由,得,则,,C正确;
对于D,由,得,由,
得,解得,由,得数列单调递增,则,
因此使的最小正整数n的值为22,D正确.
故选:ACD
7.(25-26高三下·甘肃平凉·阶段检测)已知数列的通项公式,则此数列前项和的最大值和最小值之和为_______ .
【答案】
【分析】由等比数列求和公式得的表达式,进而对分奇偶,根据单调性即可求解.
【详解】由于为等比数列,公比为,首项为1,故,
当为偶数时,,此时为单调递增,故时,取到最小值,此时,
当为奇数时,,此时为单调递减,故时,取到最大值1,此时,
综上可得的最大值和最小值之和为.
8.已知等差数列中,公差且,是方程的两个根,那么使得前项和为负值的最大的的值是________.
【答案】4017
【分析】根据韦达定理可得与的和、积关系,结合公差判断两项的正负性,再利用等差数列的性质与前项和公式,分别计算和的符号,即可得到使为负值的最大.
【详解】∵ ,是方程的两个根,
∴ ,.
∵ 等差数列的公差,∴ ,即,.
又因为,.
∴ .
.
∴ 使得前项和为负值的最大的的值是.
9.(24-25高三上·北京·阶段检测)已知等比数列的前n项积为,其中,,成等差数列,.且有最大值,则的最大值是______.
【答案】64
【分析】根据已知条件及等比数列性质,先求出或,再根据有最大值可判断符合题意,最后利用二次函数性质求出最大值即可.
【详解】由题可得,解得或,
当,时,则,
所以,,而此时无最大值,舍去;
当,时,则,,
因为二次函数的对称轴为,所以当或4时,有最大值,
且的最大值为.
实战检测·分层突破验成效
重难知识巩固
1.(25-26高三上·重庆·阶段检测)已知在数列中,,则()
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题知,据此求出数列的前几项,可发现该数列的周期为,再利用周期性求解即可.
【详解】由得
因为,所以,,,,……
所以,数列是周期数列,周期为,
所以,
故选:B
2.(2026·山东泰安·模拟预测)已知数列,,则“数列为递增数列”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若数列为递增数列,则成立,即充分性成立;
若,又,
当时,符合条件,但“数列不为递增数列”,故必要性不成立,
综上,“数列为递增数列”是“”的充分不必要条件.
3.数列满足,且,则数列的前2027项的和( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据递推式,求出数列的前4项,从而可得数列是周期为4的数列,由此求解即可.
【详解】由题意知:,,,,,…,
易知数列是周期为4的数列,
.
4.设为数列的前项和,“是递增数列”是“是递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【分析】要判断是递增数列与是递增数列的条件关系,需分别验证充分性和必要性.
【详解】解:数列,,,0,1,2,3,…是递增数列,
但不是递增数列,故不充分;
数列1,1,1,1,…的前项和为是递增数列,
但该数列不是递增数列,故不必要.
故选:D.
5.(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知数列 的通项公式为 ,,若 是递增数列,则 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】结合已知条件,利用数列的单调性即可求解.
【详解】因为数列为递增数列, ,
所以对恒成立,
化简整理得,对恒成立,
由二次函数性质知当时,有最小值,即,
所以,故实数的取值范围是.
6.已知数列是各项均为正数的无穷等比数列,其中,记,求当取到最大值时,的值为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.5或6
【答案】B
【分析】根据题意求出等比数列的通项公式,且解不等式后即可分析出何时取到最大值.
【详解】依题意,,
所以,解得,所以,
,令,也即,解得,且,
所以当取到最大值时,的值为4或5.
故选:B.
7.(2025·上海·三模)已知数列的通项公式为,,则关于数列的最值叙述正确的是()
A.既有最大项也有最小项 B.只有最大项没有最小项
C.没有最大项只有最小项 D.没有最大项也没有最小项
【答案】A
【分析】把数列的通项公式看作函数解析式,令,换元后是二次函数解析式,结合二次函数的性质判断即可.
【详解】令,因为,所以当时,
而,
所以当时,即时,取最大值;
因为,且,,因为,所以距离最近,
所以当,即时,取最小值;
所以该数列既有最大项又有最小项,
故选:A.
8.已知数列是单调递增数列,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由数列为单调递增数列得,从而得,再令,求出的最大值,从而可求解.
【详解】由题意可得,由于数列为单调递增数列,
即,,
整理得,
令,则,,
所以数列单调递减,故是数列的最大项,
所以,所以.
则的取值范围为.
故选:D.
9.(2026·山东日照·模拟预测)已知数列满足,,则的最大项为( )
A.第7项 B.第8项 C.第9项 D.第10项
【答案】B
【详解】已知递推关系, 因此,
所以,
令,则,
是一个公差为1的等差数列,首项,
所以,
因此,原数列的通项公式为,
因此,
当,即时,,数列递增;
当,即时,,数列递减,
因此,数列在时取得最大值.
10.(2024·内蒙古呼伦贝尔·二模)已知递增数列的前n项和为,若,,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用数列和与项的关系求出通项公式,结合递增数列的定义可得答案.
【详解】当时,,即,则.
当时,由,得,
得,则,易知,即.
又,所以是首项为1,公比为的等比数列.
又单调递增,所以,解得.
故选:C
11.(2025·四川成都·模拟预测)记为数列的前项和.已知,则满足的正整数的最大值为( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
【答案】C
【分析】由数列的递推公式判断数列的周期,结合数列的周期性进行求解即可.
【详解】由,
所以数列的周期为,,,
故,
,
,
,
,
,
再往后计算减1后加再加,以此类推,这样都大于
所以满足的正整数的最大值为,
故选:C
12.(2026·安徽芜湖·模拟预测)设数列满足,则的值为( )
A.6 B. C.9 D.
【答案】B
【分析】由正余弦两角和公式可得,然后由最小正周期可得答案.
【详解】
注意到,
又函数的最小正周期为6,则,
从而.
13.(25-26高三上·福建厦门·期中)已知数列满足,数列满足,其中,则数列的前2025项和为( )
A.2025 B.2023 C. D.0
【答案】A
【分析】由的规律,从而得到的规律,则数列四项之和为,即可求解.
【详解】因为,所以,,
,,,
所以,
所以,,,,,,
,所以数列四项之和为,
故数列的前项和为.
故选:A
14.(2025·北京平谷·一模)在等比数列中,,记,则数列( )
A.无最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项
C.有最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
【答案】C
【分析】根据等比数列的通项公式求出,进而结合等差数列的求和公式可得,设,分析可得,进而求解判断即可.
【详解】设等比数列的公比为,
由,
则,解得,,
则,
则
,
设,则,
所以,
则时,,即,
当时,,即,
则,则为最大项,
此时为正数项,且在正数项中最大;
再由,,,因此为最小项.
故选:C.
15.已知数列的通项公式为,它的前项中最小项是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由条件说明,再假设数列的第项最小,,,列不等式求其解,可得结论.
【详解】因为,故,,所以,
假设数列的第项最小,,,
则,故,
所以,
所以,即数列的前项中最小项是,
故选:D.
16.(2026·北京·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,若,则( )
A.不可能是等差数列 B.可能是等比数列
C.不可能是递减数列 D.可能是周期数列
【答案】C
【分析】利用题目条件推出数列前项和与通项的关系,结合选项逐一判断.
【详解】已知,时,两式作差得:,
因,两边除以得:,且时,,得,
同时可知:奇数项是公差为的递增数列,偶数项也是公差为的递增数列,
选项A:若是等差数列,由得,结合得,
即,验证得,满足条件,因此可以是等差数列,A错误;
选项B:若是等比数列,公比为,则要求对所有恒成立,
左边随变化,不可能恒等于常数,矛盾,不存在这样的等比数列,B错误;
选项C:递减数列要求对任意,,由前面推导:
若,则,即,不满足递减;
若,直接得,不满足递减;且奇数项、偶数项本身都是递增的,
因此不可能是递减数列,C正确,
选项D:数列的奇数项和偶数项都是单调递增数列,故数列不是周期数列,D错误.
17.(多选题)已知等比数列的前项积为,公比,则( )
A. B. C.当时,最小 D.当时,最大
【答案】BC
【分析】由题意,根据等比数列的性质可得,则,,,,进而,即可判断AB;根据数列的单调性即可判断CD.
【详解】对于选项AB:由题意知,由,得,
所以,得,,所以,且,,
所以,故A错误,B正确.
对于选项CD:因为,,,,
所以数列为递增数列,且当时,,当时,,
所以当时,最小,故C正确,D错误.
故选:BC.
18.(多选题)(2026·江苏常州·三模)设为等差数列的前项和,且,若,则( )
A.的最大值是 B.的最小值是
C. D.
【答案】BCD
【分析】利用等差数列的求和公式,结合题意,化简得到,得到数列为递增数列,再由,求得且,结合选项,逐项分析判断,即可求解.
【详解】因为为等差数列的前项和,可得,
又因为,可得,
即,可得,所以数列为递增数列,
因为,且数列为递增数列,可得且,
由,
对于A,因为数列为递增数列,所以无最大值,所以A不正确;
对于B,由,可得时,取得最小值,所以B正确;
对于C,由,可得,所以C正确;
对于D,由,可得,所以D正确.
19.已知,若数列中最小项仅为第项,则___________.
【答案】
【详解】已知是关于正整数的开口向上的二次函数,
对称轴为,开口向上的二次函数的最小值出现在距离对称轴最近的正整数位置,
又数列中最小项为第项,故,解得,
综上:.
20.数列满足,则当_______时,取最大值为_______.
【答案】 /
【分析】解法一:分析数列的单调性,可求出该数列的最大项的值以及对应的的值;
解法二:解不等式组,解出的取值范围,可得出正整数的值,可求出该数列的最大项的值以及对应的的值.
【详解】解法一:当且时,,
当时,,此时,单调递增,
当时,,此时,单调递减,
故当时,取最大值;
解法二:当且时,由,即,解得,
又,故,故当时,取最大值.
故答案为:;.
21.已知数列,,则在数列的前30项中,最大项和最小项分别为______,______.
【答案】 ;
【分析】将变为,然后观察其什么时候取最大或最小项.
【详解】,
若要最大,则需取最小正数,则当时,最大.
若要最小,则需取最大负数,则当时,最小.
所以最大项为;最小项为.
故答案为:;
22.已知数列满足,且,则的通项公式为______,中的最大项的值为______.
【答案】
【分析】由条件证明数列为等差数列,由此可求数列的通项公式;构造,解出即可得取最大值时的值,即可得中的最大项的值.
【详解】由,
可得,又,
则是以为首项,为公差的等差数列,
则,
则,
设是最大项,则有,
即,
解得,又,则或,
故的最大项的值为.
故答案为:;.
23.已知数列满足,设,,若数列是严格增数列,则t的取值范围是_____.
【答案】
【分析】先利用递推式作差求出数列的通项(注意验证),再写出的表达式,根据严格递增数列的定义,通过对所有恒成立,转化为关于的不等式,分别验证和的情况,取交集得到的取值范围.
【详解】当时,,
当时,
①,
②,
①②得
化简得,
因为不满足,
所以,
所以,
由数列是严格增数列,得且,
由,得,解得,
由,得,整理得,
所以对所有恒成立,
因为的最小值为,
所以,即,
综上,t的取值范围是.
创新能力提升
1.已知数列的前n项和为,数列是递增数列是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【分析】根据充分条件以及必要条件的定义,举例说明,即可得出答案.
【详解】令,显然,所以数列是递增数列,但;
令,显然成立.
又,,所以,,
所以数列不是递增数列.
所以,数列是递增数列是的既不充分也不必要条件.
2.(2024·山东济南·二模)已知是各项均为正整数的递增数列,前项和为,若,当取最大值时,的最大值为( )
A.63 B.64 C.71 D.72
【答案】C
【分析】因为是定值,要使当取最大值时也取得最大值,需满足前项是首项为,公差为的等差数列,通过计算的前项和与作比较,前项和与作比较即可得出的最大值.
【详解】因为是定值,要使当取最大值时也取得最大值,需满足各项尽可能取到最小值,又因为是各项均为正整数的递增数列,所以,即是首项为,公差为的等差数列,其中;的前项和为;
当时,;
当时,;
又因为,
所以的最大值为,此时,取得最大值为.
故选:C.
3.已知等比数列的前项和为,前项积为,若首项为,则( )
A.和既有最大值,又有最小值 B.有最小值,无最大值
C.无最大值,无最小值 D.无最小值,有最小值
【答案】A
【分析】利用基本量法,可求出公比满足,分奇数项列与偶数项分析的单调性,结合与的大小,可得最值情况;再分析的各项符号变化规律及的单调性,结合,可得最值情况.
【详解】设等比数列公比,
,,
且,则,
等比数列的前项和,
则,其中,
①当为奇数时,,
则,即,故的最小值为.
又由,可得,所以;
②当为偶数时,,
则,即,故的最大值为.
又由,可得,所以;
综合①②可得,任意,
有最大值,最大值为;也有最小值,最小值为,
故既有最大值,又有最小值;
等比数列的前项积,
由,则,
所以,且,则,
当为奇数时,,与同号;
当为偶数时,,与异号;
故各项的符号依次为:
又,又由,则,
又因为数列单调递减,
所以必存在,使得当时,恒有,即.
由题意,
则当时,则,故数列单调递减;
当时,则,故数列单调递减(非严格);
当时,则,
又数列单调递减,且,即数列必先增后减;
所以不论取何值,都存在最大值.
由于各项的符号的变化规律,可知最大值与最小值都存在,
且最大值即为正项中绝对值最大的项,而最小值即为负项中绝对值最大的项.
故既有最大值,又有最小值.
故选:A.
4.(25-26高三上·广东·期末)已知数列满足,则关于说法正确的是( )
A.无最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项
C.有最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
【答案】C
【分析】构造函数,得到函数单调性,分为奇数和偶数两种情况,得到的最大值为,最小值为,得到答案.
【详解】令,则,
令得,令得,
故在上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极大值,也是最大值,,
中,当为奇数时,,
故且为奇数时,单调递减,且恒成立,
且,,
当为偶数时,,
令,则,
令得,令得,
故在上单调递增,在上单调递减,
由于,故当为偶数且时,单调递增,
当为偶数且时,单调递减,
其中,,
故,
故,
当为偶数且时,恒成立,
又,所以的最大值为,最小值为,
有最大项,有最小项.
故选:C
5.(2026·山东济南·模拟预测)设为不超过的最大整数,若数列的通项公式为,记的前项和为,则使得的最大正整数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据取整函数定义,结合对数的运算确定时的取值范围,推导的取值区间,
统计每个对应的项数,按的取值从小到大分组计算每组的和,累加得到前若干组的累计和,找到累计和首次超过的临界分组,求解j即可.
【详解】已知是不超过的最大整数,设(为整数),
则.
变形得,即.
因为是正整数,所以的整数取值为,所以对,满足的正整数共有个,每个项的值为,该组的和为.
我们分组计算前项和的累计值:
:共项,和为,累计和,对应最大;
:共项,和为,累计和,对应最大;
:共项,和为,累计和,对应最大;
:共项,和为,累计和,对应最大;
:共项,和为,累计和,对应最大.
当时,满足的的取值范围为,设还可以取个这样的项,则,
解得,即最大取.总,此时;
若,,不符合要求.
因此使得的最大正整数为.
6.(25-26高三下·湖南衡阳·阶段检测)已知数列的前n项和为,且满足,,则_________.
【答案】或
【分析】讨论是奇数或偶数,结合递推式确定,讨论是奇数或偶数,结合递推式确定,并判断数列的周期性,进而求解.
【详解】当是奇数时,,解得,舍去,
当是偶数时,,解得;当是奇数时,,解得,
的项依次是,即是周期为3的周期数列,
;
当是偶数时,,解得,
的项依次是,
即是首项为8,从第二项起是周期为3的周期数列,.
7.(25-26高三下·北京·强基计划)已知数列满足,且对任意正整数,存在,使得是这项的算术平均数,则的最小值为________.
【答案】
【详解】记,由平均数条件可得,且有与,
于是,
所以,
取时,可使得等号成立.
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重难点培优01 数列的单调、周期、最值性质及其应用
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01 知识重构·重难梳理固根基 1
02 题型精研·技巧通法提能力 3
题型01 数列的单调性(★★★★) 3
题型02 数列的周期性(★★★★) 4
题型03 的最值(★★★) 5
题型04 的最值(★★★★) 6
03 实战检测·分层突破验成效 7
重难知识巩固 7
创新能力提升 10
知识重构·重难梳理固根基
知识点01 数列的分类
分类标准
类型
满足条件
项数
有穷数列
项数有限
无穷数列
项数无限
项与项间的大小关系
递增数列
其中n∈N+
递减数列
常数列
摆动数列
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列
知识点02 数列的函数性质
1、数列可以看成以正整数集N+(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数,当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.
2、数列是一类特殊的函数,由于一般函数有三种表示方法,数列也不例外,有列举法、图像法和解析法。
3、判断数列的单调性的方法
(1)作差比较法:
⇔数列是递增数列;⇔数列是递减数列;
⇔数列是常数列.
(2)作商比较法:
ⅰ.当时,则⇔数列是递增数列;⇔数列是递减数列;
⇔数列是常数列;
ⅱ.当时,则⇔数列是递减数列;⇔数列是递增数列;
⇔数列是常数列.
(3)结合相应函数的图象直观判断:
写出数列对应的函数,利用导数或利用基本初等函数的单调性探求其单调性,再将函数的单调性对应到数列中去.
知识点03 求数列最大(小)项的方法
1、构造函数,确定出函数的单调性,进一步求出数列的最大项或最小项.
2、利用,求数列中的最大项;
利用,求数列中的最小项.
当解不唯一时,比较各解大小即可确定.
知识点04 由数列的前几项求数列的通项公式
1、各项的符号特征,通过或来调节正负项.
2、考虑对分子、分母各个击破或寻找分子、分母之间的关系.
3、相邻项(或其绝对值)的变化特征.
4、拆项、添项后的特征.
5、通过通分等方法变化后,观察是否有规律.
【注意】根据数列的前几项求其通项公式其实是利用了不完全归纳法,
蕴含着“从特殊到一般”的数学思想,由不完全归纳法得出的结果不一定是准确的.
知识点05 数列的通项an与前n项和Sn的关系
①当时,a1若适合,则的情况可并入时的通项;
②当时,a1若不适合,则用分段函数的形式表示.
题型精研·技巧通法提能力
题型01 数列的单调性
【技巧通法·提分快招】
解决数列的单调性问题的方法
用作差或作商比较法,根据-an的符号或与1的关系判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列.
1.(25-26高三上·四川成都·期末)已知等比数列,则“”是“数列为递减数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
2.(25-26高三上·广西桂林·阶段检测)数列满足,设命题,命题:数列为递增数列,则是的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.设为数列的前n项和,,则“为递增数列”是“为递增数列”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
4.已知等差数列,为其前项和,,则“”是“数列为递减数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(2026·河北·三模)在数列中,,若是递增数列,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(25-26高三下·天津河西·开学考试)设数列的通项公式为,若数列是单调递减数列,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.已知数列的通项公式为,,若是递增数列,则的取值范围是______.
8.已知无穷等比数列的前项和为,且是递减数列,是递增数列.写出满足条件的一个数列的通项公式________.
题型02 数列的周期性
【技巧通法·提分快招】
解决数列周期性问题的方法
(1)先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
(2)若an+k=an(k∈N*),则{an}为周期数列,k为{an}的一个周期.
1.(2026·湖北孝感·一模)设数列满足,且,则的值为( )
A. B. C. D.1
2.(2026·福建泉州·模拟预测)已知数列满足则( )
A. B. C. D.
3.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知数列满足,,则数列的前2026项和为( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
4.(2026·浙江宁波·二模)数列满足:为的前项和,则( )
A. B.
C. D.
5.(2026·四川眉山·二模)如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的和都等于同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做等和数列的公和.已知等和数列中,,公和为5,则( )
A.0 B. C. D.4
6.(2026·天津西青·三模)已知数列满足,则该数列的前2026项的乘积等于( )
A.2024 B.2025 C. D.
题型03 的最值
【技巧通法·提分快招】
解决数列的最大项与最小项问题的常用方法
(1)将数列视为函数f(x)当x∈N*时所对应的一列函数值,根据f(x)的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出f(x)的最值,进而求出数列的最大项及最小项.
(2)通过通项公式an研究数列的增减性,确定最大项及最小项.
在数列{an}中,若an最大,则若an最小,则
1.在数列中,,对任意的,有,则当取得最大值时,( )
A.8 B.9 C.10 D.11
2.已知数列的通项公式为,则数列的最小项是( )
A.第1项 B.第6项 C.第7项 D.第13项
3.(25-26高三上·陕西西安·阶段检测)设数列的前n项和为,,且,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.14 D.
4.已知正项数列满足,当最大时,的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.数列的通项公式为,满足:,则数列的最大项是第( )项
A.6 B.7 C.8 D.9
6.已知数列满足,,则取最小值时______.
7.已知数列满足,,则的最大值为_______.
题型04 的最值
【技巧通法·提分快招】
1、公差为递增等差数列,有最小值;
公差为递减等差数列,有最大值;
公差为常数列.
2、在等差数列中
(1)若,则满足的项数使得取得最大值;
(2)若,则满足的项数使得取得最小值.
即若,则有最大值(所有正项或非负项之和);
若,则有最小值(所有负项或非正项之和).
1.数列的通项公式为,为其前项和,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·浙江绍兴·期末)已知数列的通项公式为,前项的和为,则取到最小值时的值是( )
A. B. C. D.
3.在等差数列中,,记,,则( )
A.数列有最大项和最小项 B.数列有最大项,无最小项
C.数列无最大项,有最小项 D.数列无最大项和最小项
4.(24-25高三上·天津·阶段检测)在无穷数列中,,,数列的前n项和为,则的最大值与最小值的差为( )
A. B.
C. D.无法确定
5.已知等差数列满足,记数列的前项和为,则当有最大值( )
A. B. C. D.
6.(多选题)若数列为等差数列,公差为d,其前n项和为,,,,则( )
A. B.
C. D.使的最小正整数n的值为22
7.(25-26高三下·甘肃平凉·阶段检测)已知数列的通项公式,则此数列前项和的最大值和最小值之和为_______ .
8.已知等差数列中,公差且,是方程的两个根,那么使得前项和为负值的最大的的值是________.
9.(24-25高三上·北京·阶段检测)已知等比数列的前n项积为,其中,,成等差数列,.且有最大值,则的最大值是______.
实战检测·分层突破验成效
重难知识巩固
1.(25-26高三上·重庆·阶段检测)已知在数列中,,则()
A. B.
C. D.
2.(2026·山东泰安·模拟预测)已知数列,,则“数列为递增数列”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.数列满足,且,则数列的前2027项的和( )
A. B. C. D.
4.设为数列的前项和,“是递增数列”是“是递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知数列 的通项公式为 ,,若 是递增数列,则 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
6.已知数列是各项均为正数的无穷等比数列,其中,记,求当取到最大值时,的值为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.5或6
7.(2025·上海·三模)已知数列的通项公式为,,则关于数列的最值叙述正确的是()
A.既有最大项也有最小项 B.只有最大项没有最小项
C.没有最大项只有最小项 D.没有最大项也没有最小项
8.已知数列是单调递增数列,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(2026·山东日照·模拟预测)已知数列满足,,则的最大项为( )
A.第7项 B.第8项 C.第9项 D.第10项
10.(2024·内蒙古呼伦贝尔·二模)已知递增数列的前n项和为,若,,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.(2025·四川成都·模拟预测)记为数列的前项和.已知,则满足的正整数的最大值为( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
12.(2026·安徽芜湖·模拟预测)设数列满足,则的值为( )
A.6 B. C.9 D.
13.(25-26高三上·福建厦门·期中)已知数列满足,数列满足,其中,则数列的前2025项和为( )
A.2025 B.2023 C. D.0
14.(2025·北京平谷·一模)在等比数列中,,记,则数列( )
A.无最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项
C.有最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
15.已知数列的通项公式为,它的前项中最小项是( )
A. B. C. D.
16.(2026·北京·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,若,则( )
A.不可能是等差数列 B.可能是等比数列
C.不可能是递减数列 D.可能是周期数列
17.(多选题)已知等比数列的前项积为,公比,则( )
A. B. C.当时,最小 D.当时,最大
18.(多选题)(2026·江苏常州·三模)设为等差数列的前项和,且,若,则( )
A.的最大值是 B.的最小值是
C. D.
19.已知,若数列中最小项仅为第项,则___________.
20.数列满足,则当_______时,取最大值为_______.
21.已知数列,,则在数列的前30项中,最大项和最小项分别为______,______.
22.已知数列满足,且,则的通项公式为______,中的最大项的值为______.
23.已知数列满足,设,,若数列是严格增数列,则t的取值范围是_____.
创新能力提升
1.已知数列的前n项和为,数列是递增数列是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2024·山东济南·二模)已知是各项均为正整数的递增数列,前项和为,若,当取最大值时,的最大值为( )
A.63 B.64 C.71 D.72
3.已知等比数列的前项和为,前项积为,若首项为,则( )
A.和既有最大值,又有最小值 B.有最小值,无最大值
C.无最大值,无最小值 D.无最小值,有最小值
4.(25-26高三上·广东·期末)已知数列满足,则关于说法正确的是( )
A.无最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项
C.有最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
5.(2026·山东济南·模拟预测)设为不超过的最大整数,若数列的通项公式为,记的前项和为,则使得的最大正整数的值为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高三下·湖南衡阳·阶段检测)已知数列的前n项和为,且满足,,则_________.
7.(25-26高三下·北京·强基计划)已知数列满足,且对任意正整数,存在,使得是这项的算术平均数,则的最小值为________.
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