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1、专题14 与数列有关的综合问题 命题规律内 容典 型已知通项公式求前几项和2020年高考浙江卷11考查分组求和思想2018年高考天津卷文数考查拆项求和思想2020年高考浙江卷20考查错位相减求和思想2020年高考天津卷19考查与数列有关的新概念的理解与应用2020年高考山东卷18命题规律一已知通项公式求前几项和【解决之道】利用数列通项公式,即可求出其和.【三年高考】1.【2020年高考浙江卷11】已知数列满足,则 【答案】10【解析】由题意可知,故答案为:10命题规律二 考查分组求和思想【解决之道】解决此类问题,将数列分成等比数列与等差数列分别求和再相加即可.【三年高考】1.【2020年高考江
2、苏卷11】设是公差为的等差数列,是公比为的等比数列,已知的前项和,则的值是_【答案】【解析】的前项和,当时,;当时,从而有2.【2020年高考山东卷14】将数列与的公共项从小到大排列得到数列,则的前项和为 【答案】【解析】因为数列是以1为首项,以2为公差的等差数列,数列是以1首项,以3为公差的等差数列,所以这两个数列的公共项所构成的新数列是以1为首项,以6为公差的等差数列,所以的前项和为,故答案为:3.【2018年高考天津卷文数】设an是等差数列,其前n项和为Sn(nN*);bn是等比数列,公比大于0,其前n项和为Tn(nN*)已知b1=1,b3=b2+2,b4=a3+a5,b5=a4+2a6
3、(1)求Sn和Tn;(2)若Sn+(T1+T2+Tn)=an+4bn,求正整数n的值【答案】(1),;(2)4.【解析】(1)设等比数列的公比为q,由b1=1,b3=b2+2,可得因为,可得,故所以,设等差数列的公差为由,可得由,可得从而,故,所以,(2)由(1),有由可得,整理得解得(舍),或所以n的值为4命题规律三 考查拆项求和思想【解决之道】若数列的每一项都可拆成两项之差,求和时中间的一些项正好相互抵消,于是将前n项和转化为首尾若干项和,注意未消去的项是哪些项。常用拆相公式 若是各项都不为0公差为的等差数列,则= =【三年高考】1.【2020年高考浙江卷20】已知数列an,bn,cn中,
4、()若数列bn为等比数列,且公比,且,求q与an的通项公式;()若数列bn为等差数列,且公差,证明:【解析】(I)依题意,而,即,由于,解得,故,数列是首项为,公比为的等比数列,故()(II)依题意设,由于,故由于,即命题规律四 考查错位相减求和思想【解决之道】若数列是公差为的等差数列,是公比为的等比数列,则在数列的前项和= ,两边同乘以公比得= ,式与式错位相减得= = ,转化为等比数列,的前n项和问题,注意转化出的等比数列的首项及项数. 错位相减法的结论:已知为公差为的等差数列, 为公比为的等比数列,是数列则数列=【三年高考】1.【2020年高考天津卷19】已知为等差
5、数列,为等比数列,()求和的通项公式;()记的前项和为,求证:;()对任意的正整数,设求数列的前项和【解析】()设等差数列的公差为,等比数列的公比为q由,可得d=1从而的通项公式为由,又q0,可得,解得q=2,从而的通项公式为()证明:由()可得,故,从而,所以()当n为奇数时,当n为偶数时,对任意的正整数n,有,和 由得 由得,由于,从而得:因此,所以,数列的前2n项和为2.【2018年高考浙江卷】已知等比数列an的公比q>1,且a3+a4+a5=28,a4+2是a3,a5的等差中项数列bn满足b1=1,数列(bn+1bn)an的前n项和为2n2+n(1)求q的值;(2)求数列bn的通
6、项公式【解析】(1)由是的等差中项得,所以,解得.由得,因为,所以.(2)设,数列前n项和为.由解得.由(1)可知,所以,故, .设,所以,因此,又,所以.3.【2019年高考天津卷文数】设是等差数列,是等比数列,公比大于0,已知.(1)求和的通项公式;(2)设数列满足求.【答案】(1),;(2)【解析】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为.依题意,得解得故.所以,的通项公式为,的通项公式为.(2) .记则得,.所以, .命题规律五 考查与数列有关的新概念的理解与应用 【解决之道】解决此类问题,关键在于对新概念的理解,认真阅读新概念,理解其意义,利用概念与数列有关知识,将问题转化为数列问
7、题,利用数列知识解决.【三年高考】1.【2020年高考江苏卷20】已知数列的首项,前项和为设与是常数若对一切正整数,均有成立,则称此数列为“”数列(1)若等差数列是“”数列,求的值;(2)若数列是“”数列,且,求数列的通项公式;(3)对于给定的,是否存在三个不同的数列为“”数列,且?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由【解析】(1)时,(2),因此,从而又,综上,(3)若存在三个不同的数列为“”数列,则,则,由,则,令,则,时,由可得,则,即,此时唯一,不存在三个不同的数列;时,令,则,则,时,则同理不存在三个不同的数列;时,无解,则,同理不存在三个不同的数列;时,则,同理不存在三个不同
8、的数列;即时,有两解,设,则,则对任意,或或,此时,均符合条件,对应,则存在三个不同的数列为“”数列,且,综上,2.【2020年高考山东卷18】已知公比大于的等比数列满足,(1)求的通项公式;(2)记为在区间中的项的个数,求数列的前项和【解析】(1)由于数列是公比大于的等比数列,设首项为,公比为,依题意有,解得,所以,所以数列的通项公式为(2)由于,所以对应的区间为:,则;对应的区间分别为:,则,即有个;对应的区间分别为:,则,即有个;对应的区间分别为:,则,即有个;对应的区间分别为:,则,即有个;对应的区间分别为:,则,即有个;对应的区间分别为:,则,即有个所以3.【2019年高考浙江卷】设
9、a,bR,数列an满足a1=a,an+1=an2+b,则( )A 当B 当C 当D 当【答案】A【解析】当b=0时,取a=0,则.当时,令,即.则该方程,即必存在,使得,则一定存在,使得对任意成立,解方程,得,当时,即时,总存在,使得,故C、D两项均不正确.当时,则,.()当时,则, ,则, ,故A项正确.()当时,令,则,所以,以此类推,所以,故B项不正确.故选A.4.【2019年高考江苏卷】定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M数列”.(1)已知等比数列an满足:,求证:数列an为“M数列”;(2)已知数列bn满足:,其中Sn为数列bn的前n项和求数列bn的通项公式;设m为正整数,若存在
10、“M数列”cn,对任意正整数k,当km时,都有成立,求m的最大值【答案】(1)见解析;(2)bn=n;5.【解析】解:(1)设等比数列an的公比为q,所以a10,q0.由,得,解得因此数列为“M数列”.(2)因为,所以由,得,则.由,得,当时,由,得,整理得所以数列bn是首项和公差均为1的等差数列.因此,数列bn的通项公式为bn=n.由知,bk=k,.因为数列cn为“M数列”,设公比为q,所以c1=1,q>0.因为ckbkck+1,所以,其中k=1,2,3,m.当k=1时,有q1;当k=2,3,m时,有设f(x)=,则令,得x=e.列表如下:xe(e,+) +0f(x)极大值因为,所以取
11、,当k=1,2,3,4,5时,即,经检验知也成立因此所求m的最大值不小于5若m6,分别取k=3,6,得3q3,且q56,从而q15243,且q15216,所以q不存在.因此所求m的最大值小于6.综上,所求m的最大值为55.【2019年高考浙江卷】设等差数列的前n项和为,数列满足:对每个成等比数列(1)求数列的通项公式;(2)记 证明:【答案】(1),;(2)证明见解析.【解析】(1)设数列的公差为d,由题意得,解得从而所以,由成等比数列得解得所以(2)我们用数学归纳法证明(i)当n=1时,c1=0<2,不等式成立;(ii)假设时不等式成立,即那么,当时,即当时不等式也成立根据(i)和(i
12、i),不等式对任意成立6.【2018年高考浙江卷】已知成等比数列,且若,则( )ABCD【答案】B【解析】令则,令得,所以当时,当时,因此. 若公比,则,不合题意;若公比,则但,即,不合题意;因此,故选B.7.【2018年高考江苏卷】设是首项为,公差为d的等差数列,是首项为,公比为q的等比数列(1)设,若对均成立,求d的取值范围;(2)若,证明:存在,使得对均成立,并求的取值范围(用表示)【答案】(1);(2)见解析.【解析】本小题主要考查等差和等比数列的定义、通项公式、性质等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力满分16分(1)由条件知:因为对n=1,2,3,4均成立,即对n=1,2,3,4均成立,即11,1d3,32d5,73d9,得因此,d的取值范围为(2)由条件知:若存在d,使得(n=2,3,···,m+1)成立,即,即当时,d满足因为,则,从而,对均成立因此,取d=0时,对均成立下面讨论数列的最大值和数列的最小值()当时,当时,有,从而因此,当时,数列单调递增,故数列的最大值为设,当x>0时,所以单调递减,从而<f(0)=1当时,因此,当时,数列单调递减,故数列的最小值为因此,d的取值范围为