内容正文:
第01讲 4.1数列的概念
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:数列的概念
1、数列的概念
一般地,我们把按照确定的顺序排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项.数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第1项,常用符号表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,用表示……第个位置上的数叫做这个数列的第项,用表示.其中第1项也叫做首项.
数列的一般形式是,,…,,…,简记为.
2、数列与函数的关系
由于数列中的每一项与它的序号有下面的对应关系:
所以数列是从正整数集(或它的有限子集{1,2,…,})到实数集的函数,其自变量是序号,对应的函数值是数列的第项,记为.
也就是说,当自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值,,…,,…就是数列.
另一方面,对于函数,如果()有意义,那么,,…,,…构成了一个数列.
知识点02: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
递减数列
常数列
【即学即练1】(25-26高二下·全国·课堂例题)下列各题哪些是数列?若是数列,则哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?
①;②;③;④.
【答案】①是集合,不是数列;②③④是数列;②④是有穷数列,③是无穷数列
【分析】根据数列的概念与数列的项数特征逐一判断即可.
【详解】对于①,将元素用花括号括起来,表示的是集合;
对于②,③,④均具备数列的特征,所以都是数列;
从项数角度,②,④的项数有限,为有穷数列,而③的项数无限,故是无穷数列.
知识点03:数列的通项公式
如果数列的第项与它的序号之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
知识点04:数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
知识点05:数列的性质
1、数列的单调性
若数列满足对一切正整数,都有(或者),则称数列为递增数列(递减数列);
①求数列中最大项方法:当时,则是数列最大项;
②求数列中最小项方法:当时,则是数列最小项;
【即学即练2】(25-26高二下·全国·课堂例题)在数列中,,则是( )
A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.不能确定
【答案】B
【分析】判断的正负后可得.
【详解】,故,所以是递减数列.
故选:B.
2、数列的周期性
一般地,若数列满足存在正整数使得对一切正整数都成立,则称数列为周期数列,叫做数列的周期.
知识点06:数列的前项和
1、数列前项和的概念
我们把数列从第1项起到第项止的各项之和,称为数列的前项和,记作,即
2、数列前项和与通项的关系
当时,
当时,
用
化简得:
所以:
【即学即练3】(26-27高二上·甘肃兰州·阶段检测)已知数列的前n项和为.
(1)写出数列的前3项:,,;
(2)求出的通项公式.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)根据给定的前n项和公式,依次赋值计算即得.
(2)利用结合已知求出通项.
【详解】(1)由数列的前n项和为,得,
,.
(2)当时,,
而不满足上式,所以的通项公式为.
第三部分 题型精讲
题型01数列的概念及分类
【典例1】(25-26高二下·全国·课后作业)下列说法中,正确的是( )
A.数列可表示为
B.数列与数列是相同的数列
C.数列的第k项为
D.数列可记为
【答案】C
【分析】根据数列的概念分别判断各个选项即可.
【详解】在A中,表示集合不是数列,所以A不正确;
在B中,数列中的各项是有顺序的,所以B不正确;
在C中,第k项为,所以C正确;
在D中,数列应记为,所以D不正确.
故选:C.
【典例2】(多选)(24-25高二下·甘肃定西·期末)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.
【变式1】(25-26高二下·全国·课后作业)已知函数,设,则下列说法中错误的是( )
A.是无穷数列 B.是递增数列
C.不是常数列 D.中有最大项
【答案】D
【分析】根据无穷数列的概念可知A正确;由恒成立可知B正确;根据常数列的概念可知C正确;根据数列的单调性可知D错误.
【详解】对于A ,显然是无穷数列,故A正确;
对于B,因为,即,即是递增数列,故B正确;
对于C,因为,,,故不是常数列,故C正确;
对于D,由B知,是递增数列,当趋近于无穷大时,也趋近于无穷大,所以中无最大项,故D错误.
故选:D
【变式2】(25-26高二·全国·课后作业)下列有关数列的说法正确的是( )
A.同一数列的任意两项均不可能相同
B.数列,,与数列,,是同一个数列
C.数列1,3,5,7可表示为
D.数列2,5,2,5,…,2,5,…是无穷数列
【答案】D
【分析】根据数列的概念,逐项判断即可.
【详解】例如无穷个3构成的常数列3,3,3,…的各项都是3,故A错误;
数列,0,1与数列0,1,中项的顺序不同,即表示不同的数列,故B错误;
是一个集合,故C错误;根据数列的分类,数列2,5,2,5,…,2,5,…中的项有无穷多个,所以是无穷数列,D正确.
故选:D.
【变式3】(25-26高二下·全国·课后作业)给出下列数列:①2010~2017年某市普通高中生人数(单位:万人)构成数列82,93,105,118,132,147,163,180;②无穷多个构成数列, , , ,…;③-2的1次幂,2次幂,3次幂,4次幂,…构成数列-2,4,-8,16,-32,….
其中,有穷数列是________,无穷数列是_______,递增数列是________,常数列是________.
【答案】 ① ②③ ① ②
【分析】根据数列的分类特征得到答案.
【详解】①为有穷数列,②③为无穷数列,①为递增数列,②为常数列,③为摆动数列,
故答案为:①,②③,①,②
题型02根据数列的前几项求通项公式
【典例1】(25-26高二下·河南南阳·期中)已知数列0,,,,…,则该数列的通项公式可以为( )
A. B. C.D.
【答案】C
【详解】,观察可得该数列的通项公式可以为
【典例2】(25-26高二下·陕西西安·阶段检测)已知数列,则该数列的通项公式可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】通过逐项验证即可判断.
【详解】对于A,,错误;
对于B,,错误;
对于C,,错误,
对于D,,符合,故正确.
【变式1】(25-26高二下·四川泸州·阶段检测)数列的一个通项公式( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对数列的前几项变形,找出规律,从而写出数列的一个通项公式.
【详解】数列,
可写为,,,,…,
所以数列的一个通项公式.
【变式2】(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)数列1,,,,,…的通项公式可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】方法一:对于A,设数列1,,,,,…的第项为,
则,,,
,,
故数列的一个通项公式为.
方法二:对于A,当时,,当时,,
当时,,当时,,
当时,,
故数列1,,,,,…的通项公式可以为,A正确.
对于B,当时,,故B错误,
对于C ,当时,,故C错误,
对于D,当时,,故D错误,
【变式3】(25-26高二上·河北秦皇岛·期末)数列,,,,,…的通项公式可以是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,
得该数列的通项公式可以为.
题型03数列中具体某项的求解与判断
【典例1】(25-26高二上·福建宁德·阶段检测)已知数列1,,,-2,,,则该数列的第6项为( )
A. B. C. D.6
【答案】A
【分析】根据数列前几项找出规律,求出第6项即可.
【详解】观察数列可得,奇数项为正,偶数项为负,且绝对值是按自然数顺序依次开平方,
所以第6项为偶数项,是负数,绝对值为,即.
故选:A.
【典例2】将正整数按下表的规律排列:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
则数字2010出现在( )
A.第44行第75列 B.第45行第75列
C.第44行第74列 D.第45行第74列
【答案】D
【分析】根据数字个数规律,前行的数字个数为,再计算2010的行与列即可.
【详解】第行有个数字,前行的数字个数为.
,,且,,因此2010在第45行.
又,且第45行有(个)数字,故2010在第(列),
故选:D.
【变式1】(25-26高二上·湖南永州·阶段检测)数列,,,,,…的第7项是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定数列前5项,利用观察归纳法确定其共同属性即可得解.
【详解】数列,…从第3项起,分子是相邻前两项分子的和,分母也是相邻前两项分母的和,
所以该数列的第6项是,第7项是.
故选:C
【变式2】(25-26高二上·浙江杭州·阶段检测)将项数列重新排序为的操作称为一次“洗牌”,即排序后的新数列以为首项,将排在之后,将排在之后.例如,当时,数列经过一次“洗牌”后变为.则数列经过3次“洗牌”后得到的新数列是( )
A.8,7,6,5,4,3,2,1 B.1,2,3,4,5,6,7,8
C.2,4,6,8,1,3,5,7 D.1,3,5,7,2,4,6,8
【答案】A
【分析】根据给定操作,依次写出每次“洗牌”后的新数列即可.
【详解】数列经过一次“洗牌”变为,
再经过一次“洗牌”变为,第三次“洗牌”后变为,
所以所得新数列是.
故选:A
【变式3】(24-25高一上·上海青浦·开学考试)某种规律排列的一列数: 那么第50个数是___________.
【答案】
【分析】寻找规律,得到分母为的数个数为个,推出第50个数的分母为11,为第50个数,得到答案.
【详解】分母为的数个数为个,
其中,故第50个数的分母为11,
其中为第47个数,为第50个数.
故答案为:
题型04利用递推关系求数列的项或通项
【典例1】(26-27高二上·河北保定·期中)在数列中,,,则( )
A. B.3 C. D.2
【答案】C
【分析】根据题干已知的递推公式,结合累加法,即可求出的值.
【详解】由题知,则,又,
所以,,,,
将各式相加可得:,
即,所以.
【典例2】(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)在数列中,,,,则( )
A. B. C. D.5
【答案】A
【详解】由题意,对任意,有,因此,
所以,所以数列是周期为4的周期数列,
代入初始值计算得:,
因为,所以;
,因此,因此.
【变式1】(25-26高二下·广东珠海·期末)数列满足,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由数列的递推公式和首项,依次代入即可计算求解.
【详解】由题意得,.
【变式2】(25-26高二下·四川南充·期末)已知数列满足,,则( )
A.3 B.7 C.9 D.10
【答案】B
【详解】因为,,
所以,.
【变式3】(25-26高一下·上海·期末)数列中,,,则__________.
【答案】
【详解】当时,代入,得,
当时,代入,得.
题型05数列的单调性的判断及其应用
【典例1】(多选)(24-25高二下·广西南宁·开学考试)下列数列中,一定是单调递增数列的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】根据数列的通项公式及递推关系,结合相关函数的区间单调性依次判断各项的正误.
【详解】A:函数在上单调递减,在上单调递增,
由,且,
而,易知在上单调递增,符合;
B:函数在在上单调递减,在上单调递增,
由,且,
又,故在上单调递增,符合;
C:由,故在上单调递增,符合;
D:对于,当时在上单调递减,不符合.
故选:ABC
【典例2】(24-25高二上·黑龙江大庆·期末)已知数列满足,若对于任意都有,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对于任意的都有,可知:数列单调递减,可得,再分类讨论即可得出.
【详解】因为对于任意都有,
所以数列单调递减,可得,
当时,若,单调递减,
而时,单调递减,只需,解得,
当时,若,单调递增,不符合题意,
综上: 实数的取值范围为,
故选:C
【变式1】(24-25高二下·四川成都·阶段检测)已知数列的通项公式为,若是单调递增数列,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据数列单调递增的性质得到恒成立,进而求出的取值范围.
【详解】因为是单调递增数列,所以对任意恒成立.
已知,则.
所以.
化简不等式
对进行化简:
,
则,移项可得.
因为对任意恒成立,即要小于的最小值.
因为,那么随着的增大而增大,
当时,取得最小值,最小值为,所以,解得.
故选:D.
【变式2】(多选)(24-25高二下·四川绵阳·阶段检测)下列通项公式中,数列是递增数列的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据数列单调性定义,验证的正负即可.
【详解】时,比较与的大小,
对于A,,
所以数列是递增数列,A正确;
对于B,,
所以数列是递减数列,B错误;
对于C,,
所以数列是递减数列,C错误;
对于D,,
所以数列是递增数列,D正确.
故选:AD
【变式3】(25-26高三·全国·一轮复习)数列的通项公式为,.求证:为递增数列.
【答案】
,
因为,所以,所以,
所以,又,
所以,即,.
所以是递增数列.
【分析】计算,利用指数函数的单调性进行证明.
【详解】略
题型06求数列中的最大(小)项
【典例1】(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)数列的通项公式为.若数列仅第7项最小,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设函数,结合题意根据二次函数性质列不等式求解即可.
【详解】设函数,
由二次函数性质可知,当时,函数在上单调递增;
当时,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
若数列仅第7项最小,则,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:C
【典例2】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)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】A
【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:A.
【变式1】(多选)(2027高三·全国·专题练习)已知数列的通项为,则下列表述正确的有( )
A.最大项为0 B.最大项不存在
C.最小项为 D.最小项为
【答案】AD
【分析】根据数列的首项与项的符号易判断A,B两项;再由赋值与作差法判断函数的单调性即可判断C,D两项.
【详解】由题意得,
当时,,∴,
则的最大项为,故A正确,B错误;
因,
,
,
即,
由
,
可知当时,,即;
当时,,即;
即的最小项为.即C错误,D正确.
【变式2】(25-26高二上·甘肃兰州·阶段检测)数列的前n项和,数列满足,则数列的最大项为第______项.
【答案】7
【分析】利用时,求得,从而得出,再设的第项最大,
解不等式组可得.
【详解】因为,当时,,
时,,
经检验也符合,
所以,
则,
假设的第项最大,
则,即,解得,
又,所以.
故答案为:7.
【变式3】(25-26高二下·全国·课堂例题)已知数列的通项公式为.
(1)计算,并判断其符号;
(2)求此数列的最小项,该数列是否存在最大项?
【答案】(1),
(2)最小项为首项,无最大项
【分析】(1)根据已知直接计算即得;
(2)由(1)得单调性后可得最值.
【详解】(1)由题可知,,
,即.
(2)由(1)可得数列是递增数列,则最小项为首项,即,无最大项.
题型07与周期有关的数列问题
【典例1】(25-26高三·全国·一轮复习)在数列中,,,则( )
A. B.
C.0 D.
【答案】C
【分析】求出数列前几项得出周期,再利用周期可得答案.
【详解】因为,,
所以,,
,
所以数列是以3为周期的周期数列,
所以.
【典例2】(2026高三·全国·专题练习)在数列中,,,则等于______.
【答案】
【分析】先根据递推公式推导数列的周期,再利用周期性质计算的值。
【详解】由递推关系,
可得:,
进一步推导得:,
因此数列是周期为6的周期数列,
又,故,
又,令,得,所以,
又,所以.
【变式1】(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知数列满足,,则______.
【答案】4
【分析】根据递推关系,求出数列的前5项,得到数列的周期,根据周期性求出问题.
【详解】由题意得,
由于递推关系是相邻两项的关系,
所以数列是周期为3的周期数列,
故.
【变式2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)已知数列满足,,则________.
【答案】
【分析】通过计算数列确定其周期性,再利用周期性质计算的值.
【详解】由题意,,,根据递推公式,
所以,,
即,,因此数列是周期为的周期数列.
又因为,故.
【变式3】(25-26高一下·上海·期中)已知数列,若,且(为正整数), 则数列的第35项为________________.
【答案】
【详解】由条件可知,,
即,则,
所以数列的一个周期为,
所以.
题型08根据数列的前项和求
【典例1】(23-24高二上·北京·期末)已知数列的前项和,则__________.
【答案】
【详解】当时,;
当时,,
又时,,
所以.
【典例2】(2026·重庆渝中·三模)已知数列 前 项和为 ,且满足 ,则当 时, _____.
【答案】
【分析】由题设中的递推关系可得,据此可求,求出可得.
【详解】因为,故,故,
整理得,当时,有,
故,
而,故,而,
故,故,故,
而,也满足上式,故.
【变式1】(25-26高一下·上海闵行·期中)已知数列的前项和,则数列的通项公式_____.
【答案】
【分析】通过与作差求出的通项,并在最后讨论该数列是否分段.
【详解】当时,.
当时,.
此时时,
所以.
【变式2】(25-26高二上·天津津南·阶段检测)已知数列的前项和,则数列的通项公式是_____.
【答案】
【分析】由可求得数列的通项公式.
【详解】因为数列的前项和,
当时,,
当时,,
不满足,所以.
故答案为:.
【变式3】(2026高三·全国·专题练习)在数列中,,前项和,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】当时,推导出,然后利用累乘法求解即可.
【详解】数列中,,前项和,且,
当时,,整理可得.
所以,,,,,
将以上个式子的等号两端分别相乘,得到.
又因为,所以.
也满足,故对任意的,.
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升
A夯实基础
1.(26-27高二上·甘肃兰州·阶段检测)数列中,,,则( ).
A. B.28 C. D.14
【答案】B
【详解】由,,
得.
2.(2026高三·全国·专题练习)依次写出数法则如下:如果为正整数且未写出过,则写,否则就写,那么等于( )
A.2 B.4 C.6 D.5
【答案】C
【分析】根据递推法则推导计算即可.
【详解】根据法则可得,因为,所以;
因为为正整数且未写出过,所以;
因为不是正整数,所以;
因为为正整数且未写出过,所以;
因为为正整数但写出过,所以.
3.(25-26高二下·四川内江·期末)已知数列的通项公式为,则80是该数列的( )
A.第8项 B.第7项 C.第6项 D.第5项
【答案】A
【详解】令,得 ,解得 ,或(舍去).
4.(25-26高二下·湖南·期末)若是数列的前项和,,则的值为( )
A.12 B.11 C.10 D.9
【答案】D
【详解】因为,,, 因此.
5.(25-26高三下·甘肃武威·阶段检测)已知数列的前项和,若,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据与的关系,求得,,结合题意,将问题转化为求解的最大值,令,得,结合二次函数性质计算求解.
【详解】因为①,
所以当时,,解得,
当时,②,
由①-②可得,,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,则,
故由,可得,其中③.
令,则,
由二次函数性质可知在上单调递增,在上单调递减,
当时,,当时,,
当时,,故③式最大值为120,则,
则实数的取值范围为.
6.(25-26高二下·辽宁抚顺·期中)若数列满足,,则( )
A.1 B.2 C.5 D.10
【答案】B
【详解】由题意知,,,所以.
由,得,两个式子相除得,
所以数列是以2为周期的周期数列,所以.
7.(25-26高二下·湖南长沙·期中)在数列中,,则的值为( )
A. B.2 C.-1 D.
【答案】B
【详解】,,
,,
则是以为周期的数列,,故选项B正确.
8.(25-26高二上·河北沧州·期末)已知函数数列满足,若为递增数列,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意得的对数函数单调递增,设,则有,二次函数部分在上单调递增,设,则有,结合的取值范围,可得,因为为递增数列,所以有,即,综上,可求得的取值范围.
【详解】由题意得,则有时,,
当时,,
因为为递增数列,
设,
当时,数列单调递增,
则有,且
即,,
整理得,因为,所以,
设,易得时单调递增,
且有,即,,解得,
综上,的取值范围是,
故选:C.
9.(多选)(25-26高二上·云南德宏·期末)已知数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】归纳出周期,利用周期性可得答案.
【详解】数列 ,由 和 ,
得:
由,
,得数列周期为 ,
,故 A 正确;
由数列周期为 ,得,故 B 错误;
由数列周期为 ,,故 C 正确;
故 D 错误.
故选:AC
10.(多选)(25-26高二上·江苏宿迁·期末)已知数列的通项公式为,前项和为,下列说法正确的有( )
A.
B.数列为单调递增数列
C.当时,取得最大值
D.当时,数列前项积取得最大值
【答案】ACD
【分析】由得,进而求即可判断A,先求出即可判断B,分,和讨论,即可判断C,当时,计算,由即可判断D.
【详解】由,所以,
所以,所以,
,故A正确;
因为,所以,
所以,所以数列不是单调递增数列,故B错误;
当时,,所以,当时,,
当时,,所以,所以当时,取得最大值,故C正确;
又,,,
因为,所以当时,,所以当时,
数列前项积取得最大值,最大值为,故D正确;
故选:ACD.
11.(25-26高二下·广东广州·期末)已知数列的首项,满足(),则这个数列的前项的和______.
【答案】26
【分析】递推求得周期 2,奇数项恒为 2、偶数项恒为 4;前 9 项含 5 个奇数项、4 个偶数项,分别相加得到总和 26.
【详解】,
当 :
当 :
:
数列周期为:,奇数项为,偶数项为
所以.
12.(25-26高二下·浙江温州·期末)若正项整数数列满足,,已知,则的所有可能取值的和为________.
【答案】24
【分析】利用递推关系进行求解.
【详解】因为,
当时,,解得,
当时,,解得或,
当时,,解得或或,
则的所有可能取值的和为:.
13.已知数列的前项和为,,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】根据题意,当时,,作差化简得,利用累乘法,即可求得答案。
【详解】因为,所以当时,,
两式作差可得,
整理得,
因为,,
令,则,所以,
所以,所以,
则,
当时,也符合上式,综上,.
14.(23-24高二上·福建龙岩·阶段检测)已知数列,其前n项和为,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】利用计算通项公式.
【详解】时,,
时,,
不适合上式,
数列的通项公式为.
B能力提升
1.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)已知数列的前项和为,,,则=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据数列的递推公式判断出数列为周期数列,再根据数列的周期性求解即可.
【详解】因为,,
所以,
所以数列是以为周期的周期数列,
所以,
所以.
故选:D.
2.(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.
3.(多选)(26-27高三·全国·一轮复习)若数列{an}满足,,则称该数列为斐波那契数列.如图所示的“黄金螺旋线”是根据斐波那契数列画出来的曲线.图中的长方形由以斐波那契数为边长的正方形拼接而成,从内到外依次连接通过正方形的四分之一圆弧,得到的曲线就是“黄金螺旋线”.记以为边长的正方形中扇形的面积为,数列的前n项和为.下列结论正确的有( )
A.
B.是奇数
C.
D.
【答案】ABD
【分析】对于A列出前9项即可判断;找出奇偶三循环规律,计算2026除以3的余数判断奇偶得出B;C项通过裂项计算偶数项和,对比即得;D项通过结合扇形面积公式与平方和结论化简验证等式.
【详解】对于A,数列为1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,所以,故A正确;
对于B,将斐波那契数列从第一项起按每三个数分成一段,则在每一段中前两个为奇数,后一个为偶数,
因为,所以是在第676段的第一个数,为奇数,故B正确;
对于C,由,得,,…,,
累加得,故C错误;
对于D,由,得
,
因,则 ,所以,故D正确.
4.(2026·浙江·模拟预测)已知数列的前项和,若,,使得,则实数的最小值为_________.
【答案】/
【分析】求出数列的通项公式,找出数列的项最大值、最小值,根据题意可得不小于最大最小值之差可得解.
【详解】当时,,
当时,,
经检验,当时也适合.
所以
即奇数项递减趋向,偶数项递增趋向,
所以数列的最大值为,最小值为,数列中的项都在区间内,
由题意:存在,全部落在区间,则区间长度至少等于最大值与最小值的差,
所以.
5.(25-26高二下·全国·课后作业)已知数列的通项公式为,其中.
(1)若,求数列的最小项和最大项;
(2)若不等式对任意的恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)最小项为,最大项为.
(2)
【分析】(1)由题可得,结合函数的单调性即可求出数列的最小项和最大项;
(2)由题可得,要使,结合函数的单调性,则,解不等式即可求解.
【详解】(1)若,则.
于是,结合函数的单调性,可知,且.
故数列的最小项为,最大项为.
(2)对进行变形,可得.因为不等式对任意的恒成立,
所以结合函数的单调性,可知应满足,解得.故实数a的取值范围是.
6.(25-26高三·全国·一轮复习)已知数列中, (且).
(1)若,求数列中的最大项和最小项的值;
(2)若对任意的,都有成立,求的取值范围.
【答案】(1)最大项为,最小项为
(2)
【分析】(1)利用函数的单调性,分析数列的单调性,可求数列的最大、最小项.
(2)分析函数的单调性,结合,可求的取值范围.
【详解】(1)∵,(,且).
又,∴ ().
因为函数在和上单调递减,
可知,().
∴数列中的最大项为,最小项为.
(2),
已知对任意的,都有成立,
因为函数在和上单调递减,
可知,即.
故的取值范围是.
7.(2025·山西朔州·模拟预测)已知数列的前n项和满足.
(1)求的通项公式;
(2)若,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据数列前项和与通项的关系来求解数列的通项公式,最后需要检验时的情况是否满足时的通项公式.
(2)已知条件得到关于的不等式,通过构造数列,求出数列的最小值,进而确定的取值范围.
【详解】(1),则当时,,
当时,,不符合,
所以.
(2)因为,,所以,.
令,则,
当时,不妨设的第n项的值最小,
只需令,
解得,
又,
所以的最小值为,
所以,即的取值范围是.
学科网(北京)股份有限公司
$
第01讲 4.1数列的概念
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:数列的概念
1、数列的概念
一般地,我们把按照确定的顺序排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项.数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第1项,常用符号表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,用表示……第个位置上的数叫做这个数列的第项,用表示.其中第1项也叫做首项.
数列的一般形式是,,…,,…,简记为.
2、数列与函数的关系
由于数列中的每一项与它的序号有下面的对应关系:
所以数列是从正整数集(或它的有限子集{1,2,…,})到实数集的函数,其自变量是序号,对应的函数值是数列的第项,记为.
也就是说,当自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值,,…,,…就是数列.
另一方面,对于函数,如果()有意义,那么,,…,,…构成了一个数列.
知识点02: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
递减数列
常数列
【即学即练1】(25-26高二下·全国·课堂例题)下列各题哪些是数列?若是数列,则哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?
①;②;③;④.
知识点03:数列的通项公式
如果数列的第项与它的序号之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
知识点04:数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
知识点05:数列的性质
1、数列的单调性
若数列满足对一切正整数,都有(或者),则称数列为递增数列(递减数列);
①求数列中最大项方法:当时,则是数列最大项;
②求数列中最小项方法:当时,则是数列最小项;
【即学即练2】(25-26高二下·全国·课堂例题)在数列中,,则是( )
A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.不能确定
2、数列的周期性
一般地,若数列满足存在正整数使得对一切正整数都成立,则称数列为周期数列,叫做数列的周期.
知识点06:数列的前项和
1、数列前项和的概念
我们把数列从第1项起到第项止的各项之和,称为数列的前项和,记作,即
2、数列前项和与通项的关系
当时,
当时,
用
化简得:
所以:
【即学即练3】(26-27高二上·甘肃兰州·阶段检测)已知数列的前n项和为.
(1)写出数列的前3项:,,;
(2)求出的通项公式.
第三部分 题型精讲
题型01数列的概念及分类
【典例1】(25-26高二下·全国·课后作业)下列说法中,正确的是( )
A.数列可表示为
B.数列与数列是相同的数列
C.数列的第k项为
D.数列可记为
【典例2】(多选)(24-25高二下·甘肃定西·期末)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
【变式1】(25-26高二下·全国·课后作业)已知函数,设,则下列说法中错误的是( )
A.是无穷数列 B.是递增数列
C.不是常数列 D.中有最大项
【变式2】(25-26高二·全国·课后作业)下列有关数列的说法正确的是( )
A.同一数列的任意两项均不可能相同
B.数列,,与数列,,是同一个数列
C.数列1,3,5,7可表示为
D.数列2,5,2,5,…,2,5,…是无穷数列
【变式3】(25-26高二下·全国·课后作业)给出下列数列:①2010~2017年某市普通高中生人数(单位:万人)构成数列82,93,105,118,132,147,163,180;②无穷多个构成数列, , , ,…;③-2的1次幂,2次幂,3次幂,4次幂,…构成数列-2,4,-8,16,-32,….
其中,有穷数列是________,无穷数列是_______,递增数列是________,常数列是________.
题型02根据数列的前几项求通项公式
【典例1】(25-26高二下·河南南阳·期中)已知数列0,,,,…,则该数列的通项公式可以为( )
A. B. C.D.
【典例2】(25-26高二下·陕西西安·阶段检测)已知数列,则该数列的通项公式可以为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(25-26高二下·四川泸州·阶段检测)数列的一个通项公式( )
A. B. C.D.
【变式2】(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)数列1,,,,,…的通项公式可以为( )
A. B. C. D.
【变式3】(25-26高二上·河北秦皇岛·期末)数列,,,,,…的通项公式可以是( )
A. B. C.D.
题型03数列中具体某项的求解与判断
【典例1】(25-26高二上·福建宁德·阶段检测)已知数列1,,,-2,,,则该数列的第6项为( )
A. B. C. D.6
【典例2】将正整数按下表的规律排列:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
则数字2010出现在( )
A.第44行第75列 B.第45行第75列
C.第44行第74列 D.第45行第74列
【变式1】(25-26高二上·湖南永州·阶段检测)数列,,,,,…的第7项是( )
A. B. C. D.
【变式2】(25-26高二上·浙江杭州·阶段检测)将项数列重新排序为的操作称为一次“洗牌”,即排序后的新数列以为首项,将排在之后,将排在之后.例如,当时,数列经过一次“洗牌”后变为.则数列经过3次“洗牌”后得到的新数列是( )
A.8,7,6,5,4,3,2,1 B.1,2,3,4,5,6,7,8
C.2,4,6,8,1,3,5,7 D.1,3,5,7,2,4,6,8
【变式3】(24-25高一上·上海青浦·开学考试)某种规律排列的一列数: 那么第50个数是___________.
题型04利用递推关系求数列的项或通项
【典例1】(26-27高二上·河北保定·期中)在数列中,,,则( )
A. B.3 C. D.2
【典例2】(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)在数列中,,,,则( )
A. B. C. D.5
【变式1】(25-26高二下·广东珠海·期末)数列满足,,则等于( )
A. B. C. D.
【变式2】(25-26高二下·四川南充·期末)已知数列满足,,则( )
A.3 B.7 C.9 D.10
【变式3】(25-26高一下·上海·期末)数列中,,,则__________.
题型05数列的单调性的判断及其应用
【典例1】(多选)(24-25高二下·广西南宁·开学考试)下列数列中,一定是单调递增数列的是( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高二上·黑龙江大庆·期末)已知数列满足,若对于任意都有,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二下·四川成都·阶段检测)已知数列的通项公式为,若是单调递增数列,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】(多选)(24-25高二下·四川绵阳·阶段检测)下列通项公式中,数列是递增数列的是( )
A. B.
C. D.
【变式3】(25-26高三·全国·一轮复习)数列的通项公式为,.求证:为递增数列.
题型06求数列中的最大(小)项
【典例1】(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)数列的通项公式为.若数列仅第7项最小,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)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
【变式1】(多选)(2027高三·全国·专题练习)已知数列的通项为,则下列表述正确的有( )
A.最大项为0 B.最大项不存在
C.最小项为 D.最小项为
【变式2】(25-26高二上·甘肃兰州·阶段检测)数列的前n项和,数列满足,则数列的最大项为第______项.
【变式3】(25-26高二下·全国·课堂例题)已知数列的通项公式为.
(1)计算,并判断其符号;
(2)求此数列的最小项,该数列是否存在最大项?
题型07与周期有关的数列问题
【典例1】(25-26高三·全国·一轮复习)在数列中,,,则( )
A. B.
C.0 D.
【典例2】(2026高三·全国·专题练习)在数列中,,,则等于______.
【变式1】(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知数列满足,,则______.
【变式2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)已知数列满足,,则________.
【变式3】(25-26高一下·上海·期中)已知数列,若,且(为正整数), 则数列的第35项为________________.
题型08根据数列的前项和求
【典例1】(23-24高二上·北京·期末)已知数列的前项和,则__________.
【典例2】(2026·重庆渝中·三模)已知数列 前 项和为 ,且满足 ,则当 时, _____.
【变式1】(25-26高一下·上海闵行·期中)已知数列的前项和,则数列的通项公式_____.
【变式2】(25-26高二上·天津津南·阶段检测)已知数列的前项和,则数列的通项公式是_____.
【变式3】(2026高三·全国·专题练习)在数列中,,前项和,求数列的通项公式.
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升
A夯实基础
1.(26-27高二上·甘肃兰州·阶段检测)数列中,,,则( ).
A. B.28 C. D.14
2.(2026高三·全国·专题练习)依次写出数法则如下:如果为正整数且未写出过,则写,否则就写,那么等于( )
A.2 B.4 C.6 D.5
3.(25-26高二下·四川内江·期末)已知数列的通项公式为,则80是该数列的( )
A.第8项 B.第7项 C.第6项 D.第5项
4.(25-26高二下·湖南·期末)若是数列的前项和,,则的值为( )
A.12 B.11 C.10 D.9
5.(25-26高三下·甘肃武威·阶段检测)已知数列的前项和,若,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C.D.
6.(25-26高二下·辽宁抚顺·期中)若数列满足,,则( )
A.1 B.2 C.5 D.10
7.(25-26高二下·湖南长沙·期中)在数列中,,则的值为( )
A. B.2 C.-1 D.
8.(25-26高二上·河北沧州·期末)已知函数数列满足,若为递增数列,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(多选)(25-26高二上·云南德宏·期末)已知数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
10.(多选)(25-26高二上·江苏宿迁·期末)已知数列的通项公式为,前项和为,下列说法正确的有( )
A.
B.数列为单调递增数列
C.当时,取得最大值
D.当时,数列前项积取得最大值
11.(25-26高二下·广东广州·期末)已知数列的首项,满足(),则这个数列的前项的和______.
12.(25-26高二下·浙江温州·期末)若正项整数数列满足,,已知,则的所有可能取值的和为________.
13.已知数列的前项和为,,,求数列的通项公式.
14.(23-24高二上·福建龙岩·阶段检测)已知数列,其前n项和为,,求数列的通项公式.
B能力提升
1.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)已知数列的前项和为,,,则=( )
A. B. C. D.
2.(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.
3.(多选)(26-27高三·全国·一轮复习)若数列{an}满足,,则称该数列为斐波那契数列.如图所示的“黄金螺旋线”是根据斐波那契数列画出来的曲线.图中的长方形由以斐波那契数为边长的正方形拼接而成,从内到外依次连接通过正方形的四分之一圆弧,得到的曲线就是“黄金螺旋线”.记以为边长的正方形中扇形的面积为,数列的前n项和为.下列结论正确的有( )
A.
B.是奇数
C.
D.
4.(2026·浙江·模拟预测)已知数列的前项和,若,,使得,则实数的最小值为_________.
5.(25-26高二下·全国·课后作业)已知数列的通项公式为,其中.
(1)若,求数列的最小项和最大项;
(2)若不等式对任意的恒成立,求实数a的取值范围.
6.(25-26高三·全国·一轮复习)已知数列中, (且).
(1)若,求数列中的最大项和最小项的值;
(2)若对任意的,都有成立,求的取值范围.
7.(2025·山西朔州·模拟预测)已知数列的前n项和满足.
(1)求的通项公式;
(2)若,恒成立,求实数的取值范围.
学科网(北京)股份有限公司
$