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1、2022年高三數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題三 數(shù)列真題體驗(yàn) 文
一、填空題
1.(xx·江蘇高考)在各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,若a2=1,a8=a6+2a4,則a6的值是________.
2.(xx·江蘇高考)函數(shù)y=x2(x>0)的圖象在點(diǎn)(ak,a)處的切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為ak+1,k為正整數(shù),a1=16,則a1+a3+a5=________.
3.(xx·全國卷Ⅱ改編)已知等比數(shù)列{an}滿足a1=3,a1+a3+a5=21,則a3+a5+a7=________.
4.(xx·天津高考改編)設(shè){an}是首項(xiàng)為a1,公差為-1的等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,若S1,S2,S4成
2、等比數(shù)列,則a1=________.
5.(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅰ改編)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,則m=________.
6.(xx·全國卷Ⅰ)在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=2an,Sn為{an}的前n項(xiàng)和.若Sn=126,則n=________.
7.(xx·湖南高考)設(shè)Sn為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差數(shù)列,則an=________.
8.(xx·全國卷Ⅱ)設(shè)Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,則Sn=________.
9.(xx·江蘇高考)設(shè)數(shù)列
3、{an}滿足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*),則數(shù)列前10項(xiàng)的和為________.
10.(xx·江蘇高考)在正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a5=,a6+a7=3.則滿足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整數(shù)n的值為________.
二、解答題
11.(xx·江蘇高考)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.若對任意的正整數(shù)n,總存在正整數(shù)m,使得Sn=am,則稱{an}是“H數(shù)列”.
(1)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=2n(n∈N*),證明:{an}是“H數(shù)列”;
(2)設(shè){an}是等差數(shù)列,其首項(xiàng)a1=1,公差d<0.若{an}是“H數(shù)列”,求d的值;
(3)證
4、明:對任意的等差數(shù)列{an},總存在兩個(gè)“H數(shù)列”{bn}和{cn},使得an=bn+cn(n∈N*)成立.
12.(xx·江蘇高考)設(shè){an}是首項(xiàng)為a,公差為d的等差數(shù)列(d≠0),Sn是其前n項(xiàng)的和.記bn=,n∈N*,其中c為實(shí)數(shù).
(1)若c=0,且b1,b2,b4成等比數(shù)列,證明:Snk=n2Sk(k,n∈N*);
(2)若{bn}是等差數(shù)列,證明:c=0.
13.(xx·江蘇高考)設(shè)a1,a2,a3,a4是各項(xiàng)為正數(shù)且公差為d(d≠0)的等差數(shù)列.
(1)證明:2a1,2a2,2a3,2a4依次構(gòu)成等比數(shù)列;
(2)是否存在a1
5、,d,使得a1,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列?并說明理由;
(3)是否存在a1,d及正整數(shù)n,k,使得a,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列?并說明理由.
真題體驗(yàn)·引領(lǐng)卷
1.4 [因?yàn)閍8=a2q6,a6=a2q4,a4=a2q2,所以由a8=a6+2a4得a2q6=a2q4+2a2q2,消去a2q2,得到關(guān)于q2的一元二次方程(q2)2-q2-2=0,解得q2=2,a6=a2q4=1×22=4.]
2.21 [在點(diǎn)(ak,a)處的切線方程為:y-a=2ak(x-ak),當(dāng)y=0時(shí),解得x=,所以ak+1=,故{an}是a1=16,q=的等比
6、數(shù)列,即an=16×,∴a1+a3+a5=16+4+1=21.]
3.42 [設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由a1=3,a1+a3+a5=21.
得3(1+q2+q4)=21.解得q2=2或q2=-3(舍).
于是a3+a5+a7=q2(a1+a3+a5)=2×21=42.]
4.- [∵S1,S2,S4成等比數(shù)列,∴S=S1·S4,又Sn為公差為-1的等差數(shù)列的前n項(xiàng)和.從而(a1+a1-1)2=a1,解得a1=-.]
5.5 [由題設(shè),am=Sm-Sm-1=2,am+1=Sm+1-Sm=3.因?yàn)閿?shù)列{an}為等差數(shù)列.所以公差d=am+1-am=1.由Sm==0,得m(a1+2)
7、=0,則a1=-2.又am=a1+(m-1)d=2,解得m=5.]
6.6 [∵a1=2,an+1=2an,∴數(shù)列{an}是以公比q=2,首項(xiàng)a1=2的等比數(shù)列.則Sn==126,解得n=6.]
7.3n-1 [由于3S1,2S2,S3成等差數(shù)列.所以4S2=3S1+S3,即3(S2-S1)=S3-S2.∴3a2=a3,則等比數(shù)列{an}的公比q=3.故數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=a1qn-1=3n-1.]
8.- [由題意,得S1=a1=-1.∵an+1=SnSn+1,
∴Sn+1-Sn=SnSn+1,則Sn≠0,
從而-=-1,
故數(shù)列是以=-1為首項(xiàng),-1為公差的等差數(shù)列,
8、
因此=-1-(n-1)=-n,所以Sn=-.]
9. [∵a1=1,an+1-an=n+1,∴a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n,將以上n-1個(gè)式子相加得an-a1=2+3+…+n=,即an=,
令bn=,
故bn==2,故S10=b1+b2+…+b10
=2=.]
10.12 [由已知條件得q+q2=3,
即q2+q-6=0,
解得q=2,或q=-3(舍去),
an=a5qn-5=×2n-5=2n-6,a1+a2+…+an=(2n-1),
a1a2…an=2-52-42-3…2n-6=2,
由a1+a2+…+an>a1a2…an,可知2n-5-2-5
9、>2,由2n-5-2-5>2,可求得n的最大值為12,而當(dāng)n=13時(shí),28-2-5<213,所以n的最大值為12.]
11.(1)證明 由已知,當(dāng)n≥1時(shí),an+1=Sn+1-Sn=2n+1-2n=2n.于是對任意的正整數(shù)n,總存在正整數(shù)m=n+1,使得Sn=2n=am.所以{an}是“H數(shù)列”.
(2)解 由已知,得S2=2a1+d=2+d.因?yàn)閧an}是“H數(shù)列”,所以存在正整數(shù)m,使得S2=am,即2+d=1+(m-1)d,于是(m-2)d=1.
因?yàn)閐<0,所以m-2<0,故m=1.從而d=-1.
當(dāng)d=-1時(shí),an=2-n,Sn=是小于2的整數(shù),n∈N*,于是對任意的正整數(shù)n
10、,總存在正整數(shù)m=2-Sn=2-,使得Sn=2-m=am,所以{an}是“H數(shù)列”.因此d的值為-1.
(3)證明 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
則an=a1+(n-1)d=na1+(n-1)(d-a1)(n∈N*).
令bn=na1,cn=(n-1)(d-a1),則an=bn+cn(n∈N*).
下證{bn}是“H”“數(shù)列”,設(shè){bn}的前n項(xiàng)和為Tn,
則Tn=a1(n∈N*),于是對任意的正整數(shù)n,
總存在正整數(shù)m=;使得Tn=bm,所以{bn}是“H數(shù)列”.
同理可證{cn}也是“H數(shù)列”.所以,對任意的等差數(shù)列{an},總存在兩個(gè)“H數(shù)列”{bn}和{cn},使得an
11、=bn+cn(n∈N*)成立.
12.解 由題設(shè),Sn=na+d.
(1)由c=0,得bn==a+d.又b1,b2,b4成等比數(shù)列,所以b=b1b4,即=a,化簡得d2-2ad=0.
因?yàn)閐≠0,所以d=2a.
因此,對于所有的m∈N*,有Sm=m2a.
從而對于所有的k,n∈N*,有Snk=(nk)2a=n2k2a=n2Sk.
(2)證明 設(shè)數(shù)列{bn}的公差為d1,則bn=b1+(n-1)d1,即=b1+(n-1)d1,n∈N*,代入Sn的表達(dá)式,整理得,對于所有的n∈N*,有n3+(b1-d1-a+d)n2+cd1n=c(d1-b1).令A(yù)=d1-d,B=b1-d1-a+d,
12、D=c(d1-b1),則對于所有的n∈N*,有An3+Bn2+cd1n=D.(*)
在(*)式中分別取n=1,2,3,4,得
A+B+cd1=8A+4B+2cd1=27A+9B+3cd1=64A+16B+4cd1,
從而有
由②,③得A=0,cd1=-5B,代入方程①,得B=0,從而cd1=0.
即d1-d=0,b1-d1-a+d=0,cd1=0.
若d1=0,則由d1-d=0,得d=0,與題設(shè)矛盾,所以d1≠0.
又cd1=0,所以c=0.
13.(1)證明 因?yàn)椋?an+1-an=2d(n=1,2,3)是同一個(gè)常數(shù),所以2a1,2a2,2a3,2a4依次構(gòu)成等比數(shù)列.
(
13、2)解 不存在,理由如下:
令a1+d=a,則a1,a2,a3,a4分別為a-d,a,a+d,a+2d(a>d,a>-2d,d≠0).
假設(shè)存在a1,d,使得a1,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列,
則a4=(a-d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4.
令t=,則1=(1-t)(1+t)3,且(1+t)6=(1+2t)4,
化簡得t3+2t2-2=0(*),且t2=t+1.
將t2=t+1代入(*)式,
t(t+1)+2(t+1)-2=t2+3t=t+1+3t=4t+1=0,
則t=-.
顯然t=-不是上面方程的解,矛盾,所以假設(shè)不成立.
因此不存在a1,d,使得
14、a1,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列.
(3)解 不存在,理由如下:
假設(shè)存在a1,d及正整數(shù)n,k,使得a,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列,
則a(a1+2d)n+2k=(a1+d)2(n+k),
且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k).
分別在兩個(gè)等式的兩邊同除以a及a,
并令t=,
則(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),
且(1+t)n+k(1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k).
將上述兩個(gè)等式兩邊取對數(shù),
得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t),
且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3
15、t)=2(n+2k)ln(1+2t).
化簡得2k[ln(1+2t)-ln(1+t)]=n[2ln(1+t)-ln(1+2t)],
且3k[ln(1+3t)-ln(1+t)]=n[3ln(1+t)-ln(1+3t)].
再將這兩式相除,化簡得
ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t)(**).
令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)-ln(1+3t)ln(1+2t)-
3ln(1+2t)ln(1+t),
則g′(t)=
.
令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)-3(1+2t)2ln(1+2t)+
3(1
16、+t)2ln(1+t),
則φ′(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)-2(1+2t)ln(1+2t)+
(1+t)ln(1+t)].
令φ1(t)=φ′(t),則φ1′(t)=6[3ln(1+3t)-4ln(1+2t)+ln(1+t)].
令φ2(t)=φ1′(t),則φ2′(t)=>0.
由g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ′2(t)>0,
知φ2(t),φ1(t),φ(t),g(t)在和(0,+∞)上均單調(diào).
故g(t)只有唯一零點(diǎn)t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假設(shè)不成立.
所以不存在a1,d及正整數(shù)n,k,使得a,a,a,a依次構(gòu)成等比數(shù)列.