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1、第 04 讲 等差数列与等比数列的综合 高考预测一:等差等比的证明 1已知数列na和 nb满足11a,10b,1434nnnaab,1434nnnbba(1)证明:nnab是等比数列,nnab是等差数列;(2)求na和 nb的通项公式;(3)令nnnancbn是奇数是偶数,求数列 nc的前n项和nS的通项公式,并求数列1nS的最大值、最小值,并指出分别是第几项 2已知等比数列na的公比12q (1)若314a,求数列na的前n项和;(2)证明,对任意kN,ka,2ka,1ka成等差数列 3已知数列na满足:对任意u,*vN,都有2uvuvaaa(1)若23692aaaa,求18a的值;(2)若
2、na是等比数列,求na的通项公式;(3)设*kN,3k,求证:若1ka,2ka,3ka,成等差数列,则1a,2a,ka也成等差数列 4已知数列na的前n项和为nS,满足1()2nnn aaS,*nN(1)求证:数列na是等差数列;(2)若数列na的公差不为 0,数列na中的部分项组成数列1ka,2ka,3ka,nka,恰为等比数列,其中11k,25k,317k,求数列nk的通项公式 高考预测二:等差等比的交汇问题 5已知等差数列na,2a,4a,25 成等比数列,6132()aaa(1)求数列na的通项公式;(2)在所有相邻两项ka与1(1kak,2,)之间插入k个2k,使它们和原数列的项构成
3、一个新的数列 nb,记数列 nb的前n项和为nS,求50S的值 6已知数列na满足:1221,2222nnnnananan为正奇数为正偶数()问数列na是否为等差数列或等比数列?说明理由;()求证:数列22nna是等差数列,并求数列 2na的通项公式;()设21nnba,求数列 nb的前n项和nS 7已知na是公差为d的等差数列,nb是公比为q的等比数列()若31nan,是否存在m,*kN,有1mmkaaa?请说明理由;()若(nnbaq a、q为常数,且0)aq 对任意m存在k,有1mmkb bb,试求a、q满足的充要条件 8 设na是等差数列,等比数列 nb的前n项和是nS,4212bb,
4、42323SSS 已知13a,331ab()求na和 nb的通项公式;()设数列 nc满足21,nnncbn为奇数为偶数,求1 12 23 322nnaca ca ca c(*)nN 9已知数列na,13a,且对任意*nN,都有212nnnaaa(1)设1nnnbaa,判断数 nb是否为等差数列或等比数列(2)若25a,1,2,nnnaa nc为奇数为偶数,求数列 nc的前2n项的和2nS 10已知点(1,0)A,(0,1)B和互不相同的点1P,2P,3P,nP,满足*()nnnOPa OAb OB nN,其中na,nb分别为等差数列和等比数列,O为坐标原点,若112APPB(1)求1P的坐标
5、;(2)试判断点1P,2P,3P,nP,能否共线?并证明你的结论 第 04 讲 等差数列与等比数列的综合 高考预测一:等差等比的证明 1已知数列na和 nb满足11a,10b,1434nnnaab,1434nnnbba(1)证明:nnab是等比数列,nnab是等差数列;(2)求na和 nb的通项公式;(3)令nnnancbn是奇数是偶数,求数列 nc的前n项和nS的通项公式,并求数列1nS的最大值、最小值,并指出分别是第几项【解答】解:(1)证明:11a,10b,11111abab又1434nnnaab,1434nnnbba,由可得:114()2()nnnnabab,即111(*)2nnnna
6、bnNab,数列nnab是首项为 1,公比为12的等比数列;由可得:114()4()8nnnnabab,即11()()2(*)nnnnababnN,数列nnab是首项为 1,公差为 2 的等差数列(2)解:由(1)知:11()(*)2nnnabnN,1 2(1)21(*)nnabnnnN,由整理得:1122nnan;由整理得:1122nnbn,故1122nnan,1122nnbn;(3)解:由(2)得11,2211,22nnnnncnn 为奇数为偶数,即111(1)()22nnncn 当n为偶数时,111()111111122(1)(2)(3)(4)(1)()112222222212nnnnS
7、nn ;当n为奇数时,111()1111111122(1)(2)(3)(4)(2)(1)1122222222212nnnnSnnn ,即1(1)1()22nnnnS 易知:1nS的最大值为111S,为第一项;最小值为214S,为第二项 2已知等比数列na的公比12q (1)若314a,求数列na的前n项和;(2)证明,对任意kN,ka,2ka,1ka成等差数列【解答】(1)解:由23114aaq,以及12q 可得11a 数列na的前n项和111 1()22()221312nnnS (2)证明:对任意kN,2112()2kkkaaaa 11kqa 11kqa 1kqa 12(21)kqqq 把1
8、2q 代入可得2210qq,故212()0kkkaaa,故ka,2ka,1ka成等差数列 3已知数列na满足:对任意u,*vN,都有2uvuvaaa(1)若23692aaaa,求18a的值;(2)若na是等比数列,求na的通项公式;(3)设*kN,3k,求证:若1ka,2ka,3ka,成等差数列,则1a,2a,ka也成等差数列【解答】解:(1)2uvuvaaa,23692936182(2)(2)424aaaaaaaaa ,183a;(2)设数列na的公比为q,根据题意得:2 1212aaa,12a 又可得41363222aaaaaa,得:353221010qqqqq ,即223(1)(1)0(
9、1)(1)0qqqqq,解得:1q 故数列na的通项公式为:2na (3)由题意知数列1ka,2ka,3ka,成等差数列,可设公差为d 2(1)1(1)kkaakd 3(1)2(1)(1)kkaakd 4(1)3(1)(1)kkaakd (1)(1)(1)(1)k kkkaakd 对任意u,*vN,都有2uvuvaaa,1112kkaaa 2(1)212kkaaa 3(1)312kkaaa (1)12k kkkaaa 212(1)1(1)kkaaaakd 323(1)2(1)(1)kkaaaakd 434(1)3(1)(1)kkaaaakd 1(1)(1)(1)(1)kkk kkkaaaakd
10、 1a,2a,ka也成等差数列 4已知数列na的前n项和为nS,满足1()2nnn aaS,*nN(1)求证:数列na是等差数列;(2)若数列na的公差不为 0,数列na中的部分项组成数列1ka,2ka,3ka,nka,恰为等比数列,其中11k,25k,317k,求数列nk的通项公式【解答】解:(1)证明:由1()2nnn aaS,得12()nnSn aa,所以11111222(1)()()nnnnnaSSnaan aa,即11(1)nnnanaa,所以211(1)nnnanaa,两式相减得212nnnnanana,所以212nnnaaa 所以数列na成等差数列(2)等差数列na的公差0d,其
11、子数列nka恰为等比数列,其中11k,25k,317k,可得11kaa,25kaa,317kaa,且有251 17aaa,即2111(4)(16)ada ad,化为12ad,则1(1)(1)naandnd,子数列nka为首项为2d,公比为513aa的等比数列,则123(1)nnknadkd,可得12 31nnk 高考预测二:等差等比的交汇问题 5已知等差数列na,2a,4a,25 成等比数列,6132()aaa(1)求数列na的通项公式;(2)在所有相邻两项ka与1(1kak,2,)之间插入k个2k,使它们和原数列的项构成一个新的数列 nb,记数列 nb的前n项和为nS,求50S的值【解答】解
12、:(1)设等差数列na的公差为d,则由已知242613252()aaaaa可得:2111(3)25()3adadda,解得11a,3d 或10ad(舍去),所以11a,3d,则1 3(1)32nann,*nN,(2)在数列 nb中,1ka前共有(3)1 23.2k kkk 项,因为*kN,令(3)502k k,解得8k,*kN,当8k 时,在数列 nb中,9a之前共有 44 项,28950129(.)(22 2.8 25 2)Saaa 289117(22 2.8 2)5 2 ,令2822 2.8 2T,则239222 2.8 2T,则8289992(12)22.28 28 27 2212T ,
13、所以9722T,所以99501177 225 26263S 6已知数列na满足:1221,2222nnnnananan为正奇数为正偶数()问数列na是否为等差数列或等比数列?说明理由;()求证:数列22nna是等差数列,并求数列 2na的通项公式;()设21nnba,求数列 nb的前n项和nS【解答】解:()11 1112111112222aaaa,2212222132aaa,33 122313152222aaa,4422422282aaa(3 分)因为322aa,433aa,3243aaaa,所以数列na不是等差数列 又因为3322121253,3aaaaaaaa,所以数列na也不是等比数列
14、(5 分)()(解法一)因为对任意正整数n,112221221322,22222nnnnnnnaaaaa,所以数列22nna是首项为32,公差为12的等差数列,(7 分)从而对*12231,(2)2222nnnnannNan 所以数列 2na的通项公式是1*2(2)2()nnannN(9 分)(解法二)因为对任意正整数n,12222nnnaa,得1122(3)22(2)2nnnnanan,11 122(12)230aa 所以数列12(2)2nnan是每项均为 0 的常数列,从而对*12,(2)2nnnNan,所以数列 2na的通项公式是1*2(2)2()nnannN(7分)1*22212321
15、,2222222nnnnnnaaannnnN,2322a,所以数列22nna是首项为32,公差为12的等差数列(9 分)()*nN,2n,122332122112111(1)2(1)(22)22222nnnnnnnnbaann,111211baa也适合上式 所以数列 nb的通项公式为233*1(1)(22)()2nnnbnnN(11 分)(解 法 一)设 数 列(1)nnq的 前n项 和 为nT,则 当*nN,1q,0q 时,231()234(1)nnnT qqqqnqnq,2341()234(1)nnnqT qqqqnqnq,1112312311211(1)(1)()2(1)(1)1(1)(
16、1)(1)()11(1)1nnnnnnnnnnqqnqq TqqqqqnqqqqqqnqqnqTqqqq (12分)*111(1)4(1)2()882nnnbnnnN,11111111 4(1)41(4)(2)1 1 1 2(1)288289382nnnnnnnnnnSTTn 212(32)292192nnnnnnS(14 分)(解法二)利用待定系数法可得:对*nN,有23232548448(1)2()2()23939nnnnnn,334(1)2222(1)2nnnnnn,(12 分)从而212323251488(32)21(1)2()223999nnknnknnk,331 421(1)222
17、2(11)22nknnkknn,(13 分)所以212*(32)29 21()92nnnnnnSnN(14 分)7已知na是公差为d的等差数列,nb是公比为q的等比数列()若31nan,是否存在m,*kN,有1mmkaaa?请说明理由;()若(nnbaq a、q为常数,且0)aq 对任意m存在k,有1mmkb bb,试求a、q满足的充要条件【解答】解:()由1mmkaaa,得6631mk,整理后,可得423km,m、kN,2km为整数,不存在n、*kN,使等式成立()当1m 时,则12kb bb,23ka qaq,3kaq,即caq,其中c是大于等于2的整数 反之当caq时,其中c是大于等于2
18、的整数,则n cnbq,显然121 21m cmcmcmmkb bqqqb ,其中21kmc a、q满足的充要条件是caq,其中c是大于等于2的整数 8 设na是等差数列,等比数列 nb的前n项和是nS,4212bb,42323SSS 已知13a,331ab()求na和 nb的通项公式;()设数列 nc满足21,nnncbn为奇数为偶数,求1 12 23 322nnaca ca ca c(*)nN【解答】解:()na是等差数列,设公比为q的等比数列 nb的前n项和是nS,4212bb,42323SSS已知13a,331ab 由于42323SSS整理得43322()SSSS,所以432bb,解得
19、2q 又因为4212bb,解得12b,所以2nnb,数列na是等差数列,由于13a,331ab 整理得3nan;()数列 nc满足21,nnncbn为奇数为偶数,所以1 12 23 322135212 14 22()()nnnn naca ca ca caaaaa ba ba b 2(1)36(6 2 12 26 2)2nn nnn,2236(1 22 22)nnn 设2122 22nnTn,则23121 22 22nnTn,得:1212222nnnTn,12(21)22 1nnn,所以1(1)22nnTn,所以211 12 23 32236(1)212nnnaca ca ca cnn 9已知
20、数列na,13a,且对任意*nN,都有212nnnaaa(1)设1nnnbaa,判断数 nb是否为等差数列或等比数列(2)若25a,1,2,nnnaa nc为奇数为偶数,求数列 nc的前2n项的和2nS【解答】解:(1)数列na,13a,且对任意*nN,都有212nnnaaa 所以:211nnnnaaaa,所以:数列na的公差为 0 时,10nnbb,所以:数列 nb是等差数列,不是等比数列 当数列na的公差不为 0 时,10nnbb,所以:数列 nb既是等差数列,又是等比数列(2)若25a,由(1)知:1212nnaaaa,所以:21nan 所以,1 22(1)3PPqKd,2 32(1)3P Pq qKd,因为1q,所以,1 22 3kP PkP P,点1P,2P,3P不会同一条直线上,即点1P,2P,3P,nP,不会在同一条直线上 综上,1P,2P,3P,nP,可以共线