题08 数列
1.【2019年高考全国I 卷理数】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则 A .25n a n =-
B .
310n a n =-
C .2
28n S n n =-
D .2
122
n S n n =
- 【答案】A
【解析】由题知,415
144302
45d S a a a d ?
=+??=???=+=?,解得132a d =-??=?,∴25n a n =-,2
4n S n n =-,故选A . 【名师点睛】本题主要考查等差数列通项公式与前n 项和公式,渗透方程思想与数学计算等素养.利用等差数列通项公式与前n 项公式即可列出关于首项与公差的方程,解出首项与公差,再适当计算即可做了判断.
2.【2019年高考全国III 卷理数】已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前4项和为15,且53134a a a =+,则3a = A .16 B .8
C .4
D .2
【答案】C
【解析】设正数的等比数列{a n }的公比为q ,则23111142
111
15
34a a q a q a q a q a q a ?+++=?=+?, 解得11,2
a q =??=?,2
314a a q ∴==,故选C .
【名师点睛】本题利用方程思想求解数列的基本量,熟练应用公式是解题的关键.
3.【2019年高考浙江卷】设a ,b ∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n +1=a n 2
+b ,n *∈N ,则
A . 当101
,102
b a =
> B . 当101
,104
b a =
> C . 当102,10b a =-> D . 当104,10b a =->
【答案】A
【解析】①当b =0时,取a =0,则0,n a n *
=∈N .
故B 项不正确. 故本题正确答案为A.
【名师点睛】遇到此类问题,不少考生会一筹莫展.利用函数方程思想,通过研究函数的不动点,进一步讨论a 的可能取值,利用“排除法”求解.
4.【2019年高考全国I 卷理数】记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若2
1461
3
a a a ==,,则S 5=____________. 【答案】
121
3
【解析】设等比数列的公比为q ,由已知21461,3a a a =
=,所以32511
(),33
q q =又0q ≠, 所以3,q =所以
55
151
(13)
(1)12131133
a q S q --===
--. 【名师点睛】准确计算,是解答此类问题的基本要求.本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算,部分考生易出现运算错误.
5.【2019年高考全国III 卷理数】记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,12103a a a =≠,,则10
5
S S =___________. 【答案】4
【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,
因213a a =,所以113a d a +=,即12a d =,
所以
105S S =1111109
1010024542552
a d a a a d ?+
==?+. 【名师点睛】本题主要考查等差数列的性质、基本量的计算.渗透了数学运算素养.使用转化思想得出答案.
6.【2019年高考北京卷理数】设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=?3,S 5=?10,则a 5=__________,S n
的最小值为__________. 【答案】 0,10-.
【解析】等差数列{}n a 中,53510S a ==-,得32,a =-又23a =-,所以公差321d a a =-=,
5320a a d =+=,
由等差数列{}n a 的性质得5n ≤时,0n a ≤,6n ≥时,n a 大于0,所以n S 的最小值为4S 或5S ,即为10-.
【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式?求和公式?等差数列的性质,难度不大,注重重要知识?基础知识?基本运算能力的考查.
7.【2019年高考江苏卷】已知数列*
{}()n a n ∈N 是等差数列,n S 是其前n 项和.若25890,27a a a S +==,
则8S 的值是_____. 【答案】16
【解析】由题意可得:()()()25811191470
98
9272a a a a d a d a d S a d ?+=++++=?
??=+=??
, 解得:152
a d =-??
=?,则8187
840282162S a d ?=+=-+?=. 【名师点睛】等差数列、等比数列的基本计算问题,是高考必考内容,解题过程中要注意应用函数方程思想,灵活应用通项公式、求和公式等,构建方程(组),如本题,从已知出发,构建1a d ,的方程组. 8.【2019年高考全国II 卷理数】已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,1434n n n a a b +-=+,
1434n n n b b a +-=-.
(I )证明:{a n +b n }是等比数列,{a n –b n }是等差数列; (II )求{a n }和{b n }的通项公式. 【答案】(I )见解析;(2)1122n n a n =
+-,11
22
n n
b n =-+. 【解析】(1)由题设得114()2()n n n n a b a b +++=+,即111
()2
n n n n a b a b +++=
+. 又因为a 1+b 1=l ,所以{}n n a b +是首项为1,公比为
1
2
的等比数列. 由题设得114()4()8n n n n a b a b ++-=-+,即112n n n n a b a b ++-=-+. 又因为a 1–b 1=l ,所以{}n n a b -是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,11
2
n n n a b -+=
,21n n a b n -=-. 所以111[()()]222
n n n n n n a a b a b n =
++-=+-,
111[()()]222
n n n n n n b a b a b n =+--=-+.
9.【2019年高考北京卷理数】已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1
12m i i i a a a <??<,则称新数列12m i i i a a a ???,,
,为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.
(Ⅰ)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列;
(Ⅱ)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q 的递增子列的末项的最小值为0n a .若p (Ⅲ)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s –1,且长度为s 末项为2s –1的递增子列恰有2s -1 个(s =1,2,…),求数列{a n }的通项公式. 【答案】(Ⅰ) 1,3,5,6(答案不唯一);(Ⅱ)见解析;(Ⅲ)见解析. 【解析】(Ⅰ)1,3,5,6.(答案不唯一) (Ⅱ)设长度为q 末项为0n a 的一个递增子列为1210,,,,q r r r n a a a a -. 由p p q r r n a a a -≤<. 因为{}n a 的长度为p 的递增子列末项的最小值为0m a , 又12,, ,p r r r a a a 是{}n a 的长度为p 的递增子列, 所以0p m r a a ≤. 所以00m n a a <· (Ⅲ)由题设知,所有正奇数都是{}n a 中的项. 先证明:若2m 是{}n a 中的项,则2m 必排在2m ?1之前(m 为正整数). 假设2m 排在2m ?1之后. 设121,, ,,21m p p p a a a m --是数列 {} n a 的长度为m 末项为2m ?1的递增子列,则 121,, ,,21,2m p p p a a a m m --是数列{}n a 的长度为m +1末项为2m 的递增子列.与已知矛盾. 再证明:所有正偶数都是{}n a 中的项. 假设存在正偶数不是{}n a 中的项,设不在{}n a 中的最小的正偶数为2m . 因为2k 排在2k ?1之前(k =1,2,…,m ?1),所以2k 和21k -不可能在{}n a 的同一个递增子列中. 又{}n a 中不超过2m +1的数为1,2,…,2m ?2,2m ?1,2m +1,所以{}n a 的长度为m +1且末项为2m +1的递增子列个数至多为1(1)22221122m m m --??? ???=<个 . 与已知矛盾. 最后证明:2m 排在2m ?3之后(m ≥2为整数). 假设存在2m (m ≥2),使得2m 排在2m ?3之前,则{}n a 的长度为m +1且末项为2m +l 的递增子列的个数小于2m .与已知矛盾. 综上,数列{}n a 只可能为2,1,4,3,…,2m ?3,2m ,2m ?1,…. 经验证,数列2,1,4,3,…,2m ?3,2m ,2m ?1,…符合条件. 所以1,1,n n n a n n +?=?-? 为奇数, 为偶数. 【名师点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝. 10.【2019年高考天津卷理数】设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列.已知 1122334,622,24a b b a b a ===-=+,. (Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式; (Ⅱ)设数列{}n c 满足111,22,2,1,, k k n k k c n c b n +=?<<=?=?其中* k ∈N . (i )求数列( ){} 221n n a c -的通项公式; (ii )求 ()2* 1 n i i i a c n =∈∑N . 【答案】(Ⅰ)31n a n =+;32n n b =?(Ⅱ)(i )() 221941n n n a c -=?-(ii ) ()()2* 21 1* 1 272 5212 n n n i i i a c n n n --=∈=?+?--∈∑N N 【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q .依题意得2 662, 6124, q d q d =+?? =+?解得3,2, d q =??=?故14(1)331,6232n n n n a n n b -=+-?=+=?=?. 所以,{}n a 的通项公式为{}31, n n a n b =+的通项公式为32n n b =?. (Ⅱ)(i )()()()() 22211321321941n n n n n n n a c a b -=-=?+?-=?-. 所以,数列(){} 221n n a c -的通项公式为( ) 221941n n n a c -=?-. (ii ) ()()22221 1 1 1 211n n n i i n i i i i i i i i i i a c a a c a a c ====??=+-=+??-∑∑∑∑ () () 12212439412n n n n i i =??- ?=?+?+?- ??? ∑ ( )( )21 1 41432 52 914 n n n n ---=?+?+? -- ()211* 2725212 n n n n --=?+?--∈N . 【名师点睛】本小题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及其前n 项和公式等基础知识.考查化归与转化思想和数列求和的基本方法以及运算求解能力. 11.【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{a n }()n * ∈N 满足:245132,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M -数列”; (2)已知数列{b n }()n * ∈N 满足:11 1221, n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n 项和. ①求数列{b n }的通项公式; ②设m 为正整数,若存在“M -数列”{c n }()n * ∈N ,对任意正整数k ,当k ≤m 时,都有1k k k c b c +剟 成立,求m 的最大值. 【答案】(1)见解析;(2)①b n =n () * n ∈N ;②5. 【解析】解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0. 由245321440a a a a a a =??-+=?,得244112111440 a q a q a q a q a ?=?-+=?,解得112a q =??=?. 因此数列{}n a 为“M—数列”. (2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠. 由1111,b S b ==,得2122 11b =-,则22b =. 由1122 n n n S b b +=-,得112() n n n n n b b S b b ++=-, 当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()() 111122n n n n n n n n n b b b b b b b b b +-+-=---, 整理得112n n n b b b +-+=. 所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ( )* n ∈N . ②由①知,b k =k ,*k ∈N . 因为数列{c n }为“M–数列”,设公比为q ,所以c 1=1,q >0. 因为c k ≤b k ≤c k +1,所以1 k k q k q -≤≤,其中k =1,2,3,…,m . 当k =1时,有q ≥1; 当k =2,3,…,m 时,有 ln ln ln 1 k k q k k ≤≤-. 设f (x )= ln (1)x x x >,则2 1ln ()x f 'x x -=. 令()0f 'x =,得x =e.列表如下: x (1,e) e (e ,+∞) () f 'x + 0 – f (x ) 极大值 因为 ln 2ln8ln 9ln 32663=<=,所以max ln 3()(3)3 f k f ==. 取q = k =1,2,3,4,5时, ln ln k q k …,即k k q ≤, 经检验知1 k q k -≤也成立. 因此所求m 的最大值不小于5. 若m ≥6,分别取k =3,6,得3≤q 3,且q 5≤6,从而q 15≥243,且q 15 ≤216, 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5. 【名师点睛】本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. 12.【2019年高考浙江卷】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每个 12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列. (I )求数列{},{}n n a b 的通项公式; (II )记,,2n n n a c n b *= ∈N 证明:12+2,.n c c c n n *++<∈N 【答案】(I )()21n a n =-,()1n b n n =+;(II )证明见解析. 【解析】(I )设数列{}n a 的公差为d ,由题意得 11124,333a d a d a d +=+=+, 解得10,2a d ==. 从而* 22,n a n n =-∈N . 所以2* n S n n n =-∈N ,, 由12,,n n n n n n S b S b S b +++++成等比数列得 () ()()2 12n n n n n n S b S b S b +++=++. 解得()2 121n n n n b S S S d ++= -. 所以2* ,n b n n n =+∈N . (II )*n c n = ==∈N . 我们用数学归纳法证明. (i )当n =1时,c 1=0<2,不等式成立; (ii )假设() *n k k =∈N 时不等式成立,即122k c c c k +++<. 那么,当1n k =+时, 1211 22(1)(2)1 k k k c c c c k k k k k +++++<<+++222(1)211k k k k k k k <=+=+++. 即当1n k =+时不等式也成立. 根据(i )和(ii ),不等式122n c c c n ++ +<对任意*n ∈N 成立. 【名师点睛】本题主要考查等差数列、等比数列、数列求和、数学归纳法等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力. 13.【四川省峨眉山市2019届高三高考适应性考试数学试题】在等差数列{}n a 中,3a ,9a 是方程 224120x x ++=的两根,则数列{}n a 的前11项和等于 A .66 B .132 C .-66 D .- 32 【答案】D 【解析】因为3a ,9a 是方程224120x x ++=的两根, 所以3924a a +=-, 又396242a a a +=-=,所以612a =-, 6 1111111211()13222 a a a S ??+= ==-,故选D. 【名师点睛】本题主要考查了等差数列的性质,等差中项,数列的求和公式,属于中档题. 14.【四川省百校2019年高三模拟冲刺卷数学试题】定义在 上的函数 满足:当 时, ;当 时, .记函数 的极大值点从小到大依次记为 并记相应的极大值为 则 的值为 A . B . C . D . 【答案】A 【解析】由题意当 时,22 ()2(1)1f x x x x =-=--+ 极大值点为1,极大值为1, 当 时,()()32f x f x =-.则极大值点形成首项为1公差为2 的等差数列,极大值形成首项为1公比为3 的等比数列, 故 . ,故 , 设S= , 3S= , 两式相减得-2S=1+2( )- ∴S= , 故选:A. 【名师点睛】本题考查数列与函数综合,错位相减求和,确定 及 的通项公式是关键,考查计算能力,是中档题. 15.【福建省2019届高三毕业班质量检查测试数学试题】数列 中, ,且 11 2(2)n n n n n a a n a a --+= +≥-,则数列 前2019项和为 A . B . C . D . 【答案】B 【解析】:∵ ( ), ∴()2 2 112n n n n a a a a n ----=﹣, 整理得: , ∴ ,又 , ∴ , 可得: . 则数列 前2019项和为: . 故选:B . 【名师点睛】本题主要考查了数列递推关系、“累加求和”方法、裂项求和,考查了推理能力、转化能力与计算能力,属于中档题. 16.【内蒙古2019届高三高考一模试卷数学试题】《九章算术》第三章“衰分”介绍比例分配问题:“衰分”是 按比例递减分配的意思,通常称递减的比例(百分比)为“衰分比”.如:甲、乙、丙、丁“哀”得100,60, 36,21.6个单位,递减的比例为40%,今共有粮(0)m m >石,按甲、乙、丙、丁的顺序进行“衰分”,已知丙 衰分得80石,乙、丁衰分所得的和为164石,则“衰分比”与m 的值分别为 A .20% 369 B .80% 369 C .40% 360 D .60% 365 【答案】A 【解析】设“衰分比”为a ,甲衰分得b 石, 由题意得23 (1)80 (1)(1)16480164b a b a b a b m ?-=?-+-=??++=? , 解得125b =,20%a =,369m =. 故选A . 【名师点睛】本题考查等比数列在生产生活中的实际应用,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用. 17.【山东省德州市2019届高三第二次练习数学试题】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知1212a a ==, ,且2123n n n a S S ++=-+,记22122log log n n n b a a -=+,则数列() {} 21n n b -?的前10项和为______. 【答案】200 【解析】∵1212a a ==,,且2123n n n a S S ++=-+, ∴32332a =-+=, ∵2123n n n a S S ++=-+, ∴2n ≥时,1123n n n a S S +-=-+, 两式相减可得,()()21112 n n n n n n S a a S S S ++-+-=---, (2n ≥) 即2n ≥时,2112n n n n a a a a +++-=-即22n n a a +=, ∵312a a =, ∴数列{}n a 的奇数项和偶数项分别成等比数列,公比均为2, ∴12222n n n a -=?=,1121122n n n a ---=?=, ∴22122log log 121n n n b a a n n n -=+=-+=-, 则数列()() ()22 1211n n n b n -?-=-,则 () {} 21n n b -?的前10项和为 ()() ( ) 22222231751917S =-+-+ +- ()2412202836=?++++ 200=. 故答案为200. 【名师点睛】本题考查数列的递推公式在数列的通项公式求解中的应用,考查等比数列的通项公式及数列的求和方法的应用,属于中档题. 18.【广东省深圳市高级中学2019届高三适应性考试(6月)数学试题】在数列{}n a 中, 1111 ,,(*)2019(1) n n a a a n N n n += =+∈+,则2019a 的值为______. 【答案】1 【解析】因为11 ,()(1) n n a a n n n *+=+ ∈+N 所以1111 (1)1 n n a a n n n n +-= =-++, 211 1,2a a -=- 3211 ,23 a a -=- ..., 2019201811 20182019 a a -= -, 各式相加,可得 201911 12019a a -=- , 201911 120192019 a -=-, 所以,20191a =,故答案为1. 【名师点睛】本题主要考查利用递推关系求数列中的项,属于中档题.利用递推关系求数列中的项常见思路为:(1)项的序号较小时,逐步递推求出即可;(2)项的序数较大时,考虑证明数列是等差、等比数列,或者是周期数列;(3)将递推关系变形,利用累加法、累乘法以及构造新数列法求解. 19.【2019北京市通州区三模数学试题】设{}n a 是等比数列,且245a a a =,427a =,则{}n a 的通项公式 为_______. 【答案】13-=n n a ,n *∈N . 【解析】设等比数列{}n a 的公比为q , 因为245a a a =,427a =, 所以223542427a a a a q q q = ===,解得3q =,所以41327127 a a q ===, 因此,13-=n n a ,n *∈N . 故答案为13-=n n a ,n *∈N . 【名师点睛】本题主要考查等比数列基本量的计算,熟记等比数列的通项公式即可,属于常考题型. 20.【重庆西南大学附属中学校2019届高三第十次月考数学试题】已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,等 比数列{}n b 的前n 项和为n T .若113a b ==,42a b =,4212S T -=. (I )求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; (II )求数列{}n n a b +的前n 项和. 【答案】(I )21,3n n n a n b =+=;(II )( )331(2)2 n n n -++. 【解析】(I )由11a b =,42a b =, 则4212341223()()12S T a a a a b b a a -=+++-+=+=, 设等差数列{}n a 的公差为d ,则231236312a a a d d +=+=+=,所以2d =. 所以32(1)21n a n n =+-=+. 设等比数列{}n b 的公比为q ,由题249b a ==,即2139b b q q ===,所以3q =. 所以3n n b =; (II )(21)3n n n a b n +=++, 所以{}n n a b +的前n 项和为1212()()n n a a a b b b ++ +++++ 2 (3521)(333)n n =+++++++ +(321)3(13) 213 n n n ++-=+ -3(31)(2)2n n n -=++. 【名师点睛】本题主要考查等差数列与等比数列,熟记通项公式、前n 项和公式即可,属于常考题型. 21.【山东省烟台市2019届高三3月诊断性测试数学试题】已知等差数列{}n a 的公差是1,且1a ,3a ,9 a 成等比数列. (I )求数列{}n a 的通项公式; (II )求数列{ }2 n n a a 的前n 项和n T . 【答案】(I )n a n =;(II )222 n n n T +=- . 【解析】(I )因为{}n a 是公差为1的等差数列,且1a ,3a ,9a 成等比数列, 所以2319a a a =,即2 111(2)(8)a a a +=+,解得11a =. 所以1(1)n a a n d n =+-=. (II )123 11111232222n n T n ???????? =?+?+?++? ? ? ? ????????? , 2 3 1 1111112(1)22222n n n T n n +???? ???? =?+?++-?+? ? ? ? ? ???? ???? , 两式相减得1 2 3 1 111111222222n n n T n +??????????=+++ +-? ? ? ? ? ??????????? , 所以1 1 1 111112********* n n n n n n T n +++??- ? ?? ??= -?=- - ? ?? -. 所以222n n n T +=- . 【名师点睛】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式、错位相减法,考查了推理能力与计算能力,属于常考题型. 22.【安徽省1号卷A10联盟2019年高考最后一卷数学试题】已知等差数列{}n a 满足636a a =+,且31 a -是241,a a -的等比中项. (I )求数列{}n a 的通项公式; (II )设()1 1 n n n b n a a *+= ∈N ,数列{}n b 的前项和为n T ,求使1n T <成立的最大正整数n 的值 【答案】(I )21n a n =+.(II )8. 【解析】(I )设等差数列{}n a 的公差为d ,6336a a d -==Q ,即2d =, 3113a a ∴-=+,2111a a -=+,416a a =+, 31a -Q 是21a -,4a 的等比中项, ()()232411a a a ∴-=-?,即()()()2 111+3=16a a a ++,解得13a =. ∴数列{}n a 的通项公式为21n a n =+. (II )由(I )得()()111111212322123n n n b a a n n n n +?? = ==- ?++++?? . 1212 n n T b b b ∴=++???+= 1111 1135572123n n ??-+-+???+- ?++?? () 1112323323n n n ??=-= ? ++??, 由 ()1 3237 n n <+,得9n <. ∴使得1n T <成立的最大正整数n 的值为8. 【名师点睛】本题考查等差数列通项公式以及裂项相消法求和,考查基本分析求解能力,属中档题. 23.【重庆一中2019届高三下学期5月月考数学试题】已知数列{}n a 满足: 1n a ≠,()11 2n n a n a *+=-∈N , 数列}{n b 中,1 1 n n b a = -,且1b ,2b ,4b 成等比数列. (I )求证:数列}{n b 是等差数列; (II )若n S 是数列}{n b 的前n 项和,求数列1n S ?? ???? 的前n 项和n T . 【答案】(I )见解析;(II ) 21 n n +. 【解析】(I ) 111 111 1111 21n n n n n n b b a a a a ++-= - =- -----1111 n n n a a a =-=--, ∴数列}{n b 是公差为1的等差数列; (II )由题意可得2 214b b b =,即()()2 11113b b b +=+,所以11b =,所以1n b =, ∴(1) 2n n n S +=,∴12112(1)1n S n n n n ??==- ?++??, 11111212231n T n n ??=?-+-+?+- ?+??122111n n n ? ?=?-= ?++? ? . 【名师点睛】本题主要考查等差数列性质的证明,考查等差数列的前n 项和的求法,考查裂项相消法求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.