2023年上海16区(浦东徐汇杨浦闵行等)数学高考二模汇编6 数列及其应用含详解_第1页
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文档简介

专题06数列及其应用

一、填空题

1.(杨浦)已知等差数列{4}中,/=7,%=3,则数列{a,,}的通项公式是.

2.(宝山)已知数列{α,,}的递推公式为卜"=2""τ+l(〃≥2),则该数列的通项公式4=_______

%=2

3.(宝山)若数列{0“}为等差数列,且々=2,§5=20,则该数列的前〃项和为S,,=

2345

4.(黄埔)已知m是m-2与4的等差中项,且(加+x),=/+aix+a2x+a3x+«4x+a5x,则%的值为.

5.(嘉定)已知数列{4,,}的通项公式为见==前〃项和为S,,,则IimS“=______.

2,n>2,n→«°

2

6.(静安)已知{αn}是公比为g的等比数列,且a?、。4、成等差数列,WiJq=.

rln(Λ+4)-21n2

7.(闵行)Iim----------------=___________.

Λ→0h

<a<a<a

8.(青浦)已知数列{。“}满足%=即2+〃,若满足%345<。6且对任意“€[9,”),都有。“>an+l,

则实数。的取值范围是.

9.(闵行)已知在等比数列{q}中,4、%分别是函数y=χ3-6f+6x-l的两个驻点,则%=.

10.(徐汇)在正项等比数列{%}中,aj+2a6as+al=\00,则%+%=.

11.(徐汇)已知数列{%}满足:对于任意"∈N*有%e(θ,∙∣),且4=;,/(一)="'(%),其中

“x)=tanx.若〃=—㈢——,数列{包}的前〃项和为7;,则几。=___________.

tanαπ+l-tana,,

二、选择题

12.(长宁)设各项均为实数的等差数列{αr,}和色}的前”项和分别为S“和7;,

2()22

对于方程①2023Λ-5ac,x+T2023=0,2X-aμ+bl=0,(3)Λ+a2023x+b2023=0.

下列判断正确的是()

A.若①有实根,②有实根,则③有实根;B.若①有实根,②无实根,则③有实根;

C.若①无实根,②有实根,则③无实根D.若①无实根,②无实根,则③无实根

13.(青浦)已知数列{q}满足q=1,%+∣-,存在正偶数C使得(见一RS,川+m>0,且对任意正

奇数C有(∕T)3"+∣+㈤<0,则实数/1的取值范围是().

223232

(A)(--,1](B)(-∞,~-]U(l,+∞)(C)(D)

14.(闵行)若数列{"}、{ς,}均为严格增数列,且对任意正整数〃,都存在正整数使得与e[q,,C∕J,则

称数列{"}为数列{%}的“M数列”.已知数列{%}的前〃项和为S“,则下列选项中为假命题的是()

(A)存在等差数列{α,},使得{4}是{S,J的“M数列”

(B)存在等比数列{4},使得{4}是{SJ的“M数列”

(C)存在等差数列{4},使得{S“}是{q}的“M数列

(D)存在等比数列{α,J,使得{S,J是{α,J的"M数列

15.(黄埔)设数列{0.}的前“项的和为S(I,若对任意的“eN*,都有S“<a.”,则称数列{%}为“K数列”.关于

命题:①存在等差数列[a,,},使得它是“K数列";②若{4,J是首项为正数、公比为夕的等比数列,则qe[2,+α))

是{4,}为“K数列”的充要条件.下列判断正确的是().

A.①和②都为真命题B.①为真命题,②为假命题

C.①为假命题,②为真命题D.①和②都为假命题

16.(虹口)在数列{2}中,若有勾=%(,〃,“均为正整数,且mH〃),就有口∣=%,则称数列他}为"递等数

列已知数列{4}满足%=5,且q="(∕+∣-4,),将“递等数列"{〃,}前〃项和记为3,若伉=q=a,b2=a2,

SS=ɑio,则$2023=()

(ZO4720(B)4719(C)4718(D)4716

qq

17.(奉贤)设5“是一个无穷数列{4}的前”项和,若一个数列满足对任意的正整数〃,不等式十<占恒成立,

则称数列{α,,}为和谐数列,有下列3个命题:

①若对任意的正整数n均有¾<an+l,则{all}为和谐数列;

②若等差数列{0,,}是和谐数列,则SrI一定存在最小值;

③若{七}的首项小于零,则一定存在公比为负数的一个等比数列是和谐数列.

以上3个命题中真命题的个数有()个

A.0;B.1;C.2;D.3.

18.(宝山)将正整数〃分解为两个正整数K、融的积,即〃=%「右,当匕、自两数差的绝对值最小时,我们称

其为最优分解.如20=1x20=2x10=4x5,其中4x5即为20的最优分解,当匕、&是〃的最优分解时,定义

f(n)=∖kx-k^,则数列伏5")}的前2023项的和为

A510'2B.5'0l2-lC.52023D.52023-l

19.(崇明)已知数列{α,,}是各项为正数的等比数列,公比为q,在q,4之间插入1个数,使这3个数成等差数

列,记公差为4,在%,%之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为4,∙,在%,4+∣之间插入〃个数,

使这〃+2个数成等差数列,公差为乙,则()

A.当O<q<l时,数列{4}单调递减B.当夕>1时,数列{4}单调递增

c.当4〉&时,数列{4}单调递减D.当4<4时,数列{4}单调递增

20.(金山).设{%,}是项数为〃。的有穷数列,其中〃0N2∙当"≤?时,为=£,且对任意正整数〃≤%都有

〃511

2

^,+‰ι-n=θ∙给出下列两个命题:①若对任意正整数〃<%都有ZqY—,则人的最大值为18;②对于任

/=I512

意满足l≤s<f<%的正整数S和7,总存在不超过〃。的正整数加和人,使得α,,,+4=f.下列说法正确的是

i≈s+∖

().

(A)①是真命题,②是假命题(B)①是假命题,②是真命题

(C)①和②都是真命题(D)①和②都是假命题

三、解答题

21.(浦东新区)(本题满分14分)本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分8分.

已知数列仅“}是首项为9,公比为;的等比数列.

/、411111…

(1)求一+—+—+—+—的值;

q%Clτι%

(2)设数列{10g3/}的前〃项和为S“,求5”的最大值,并指出S,,取最大值时〃的取值.

22.(静安)(本题满分14分,本题共有2个小题,第(1)小题满分8分,第(2)小题满分6分)

已知各项均为正数的数列{αj满足臼=1,an=2αnγ+3(正整数n>2).

(1)求证:数列{斯+3}是等比数列;

(2)求数列{即}的前〃项和%.

23.(虹口)(本题满分14分,第1小题6分,第2小题8分)

记Sn为数列{%}的前〃项和,已知«,=2,a,,+1=S为正整数).

(1)求数列{凡}的通项公式;

(2)设〃=log?an,若bm+bm+l+bm+2++bιn+9=145,求正整数m的值.

24.(奉贤)(本题满分14分,第1小题满分8分,第2小题满分6分)

已知等差数列{4}的公差不为零,q=25,且4,ait,《3成等比数歹%

(1)求{%}的通项公式;

20

⑵计算Z%l-2.

k≈V

25.(普陀)(本题满分14分,第1小题满分6分,第2小题满分8分)

已知。力均为不是1的正实数,设函数y=∕(x)的表达式为/(x)=α∙Z√(XeR).

(1)设且/(x)〈从/,求X的取值范围;

⑵设α=∙⅛,b=4,记α,,=log2∕5),"=/(〃),现将数列{%}中剔除也“}的项后、不改变其原来顺序

Io

1∞

所组成的数列记为{C,,},求的值.

/=1

26.(杨浦)已知数列{a,,}是由正实数组成的无穷数列,满足4=3,%=7,an=∣¾+1-an+2∖,n∈N*.

(1)写出数列{α,,}前4项的所有可能取法;

(2)判断:是否存在正整数女,满足为=1,并说明理由;

(3)如为数列{4}的前〃项中不同取值的个数,求cωo的最小值.

27.(嘉定)(本题满分18分)本题共有3个小题,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分.

已知/(x)=x+2SinX,等差数列{对}的前n项和为S,,记7;=£/(《).

/=1

(1)求证:函数y=∕(x)的图像关于点(兀,劝中心对称;

(2)若4、4、%是某三角形的三个内角,求4的取值范围;

(3)若SK)O=I00π,求证:TJ00=IOOn.反之是否成立?并请说明理由.

专题06数列及其应用

一、填空题

1.(杨浦)已知等差数列{4}中,/=7,%=3,则数列{a,,}的通项公式是.

【答案】a“=IO-〃+10

【分析】设公差为d,由基本量代换列方程组,解出q、d,即可得到通项公式.

,ʌ=4+2d=7

【详解】设等差数列{4}的公差为立由题意可得:μ_fl+ω-3-

4=9

解得:↑,

d--∖1

所以4?=cιl+(n—l)t/=10—71.

故答案为:cιtl=IO-M.

2.(宝山)已知数列{/}的递推公式为《"π^'`",则该数列的通项公式4=________答案32"TT

“∣=2

3.(宝山)若数列{凡}为等差数列,且W=2,§5=20,则该数列的前〃项和为S“=

答案:n(n-I)

4.(黄埔)已知心是机一2与4的等差中项,且(wι+x)5=4+4户+。2刀2+。3/+%d,则%的值为.

答案:40;

5.(嘉定)已知数列{%}的通项公式为%==前〃项和为s〃,贝IJlimS〃=_______.

[2,π≥2,〃*°

答案.I

2

6.(静安)已知{ɑπ}是公比为g的等比数列,且a?、a,、c⅛成等差数列,则q2=.

答案:1

、一,.ln(Λ+4)-21n2

7.(闵行)Iim———--------=__________.

z>→θh

答案」

4

<a<a<a

8.(青浦)己知数列{。”}满足。“=G?+〃,若满足《<。2345<。6且对任意〃€[9,+00),都有。“>α,,+l,

则实数〃的取值范围是.

公案FTTL历)

合菜:.'/

9.(闵行)己知在等比数列{4}中,/、%分别是函数y=V—6/+6x—1的两个驻点,贝∣J%=

答案:、/^;

10.(徐汇)在正项等比数列{α,,}中,d+2&4+a;=100,则%+%=.

答案:10

11.(徐汇)已知数列{4}满足:对于任意〃eN*有440,£|,且4=;,/(¾+ι)=77¼)-

/(x)=tanx.若b“=一㈢——,数列{2}的前〃项和为,,则(20=__________.

tana用-tan%

答案:10

二、选择题

12.(长宁)设各项均为实数的等差数列{对}和色}的前"项和分别为S“和7;,

222

对于方程①2023X-S2mix+T2023=0.@x-alx+bt=0,(3)x+a202ix+b2023=0.

下列判断正确的是()

A.若①有实根,②有实根,则③有实根:B.若①有实根,②无实根,则③有实根;

C.若①无实根,②有实根,则③无实根D.若①无实根,②无实根,则③无实根

答案:B

且对任意正

13.(青浦)已知数列伍“}满足q=1,an+i-aπ=一一,存在正偶数。使得(勺-X)(α,,+∣+∕l)>O,

、2>

奇数C有(4—4)3,用+X)<0,则实数X的取值范围是().

223232

(A)(--,1](B)(-∞,--]O(l,+∞)(C)(D)(-ɪ,-ɜ]

答案:D

14.(闵行)若数列{"}、{c,}均为严格增数列,且对任意正整数“,都存在正整数加,使得0∈[q,%,+J,则

称数列出“}为数列{q,}的''M数列”.已知数列{4}的前〃项和为S“,则下列选项中为假命题的是()

(A)存在等差数列{。“},使得{q}是{S“}的“M数列”

(B)存在等比数列{4},使得寿“}是{S,}的“M数列”

(C)存在等差数列{4},使得{S,J是{α,J的“M数列”

(D)存在等比数列{a,,},使得{S“}是{4}的"M数歹

答案:C

15∙(黄埔)设数列{4}的前〃项的和为Sz,,若对任意的"∈N*,都有S,,<α,,+∣,则称数列{4}为“K数列”.关于

命题:①存在等差数列{4},使得它是“K数列";②若{4,J是首项为正数、公比为q的等比数列,则q∈[2,+8)

是{可}为“K数列”的充要条件.下列判断正确的是().

A.①和②都为真命题B.①为真命题,②为假命题

C.①为假命题,②为真命题D.①和②都为假命题

答案:C

16.(虹口)在数列抄“}中,若有2=2(以〃均为正整数,且WH”),就有%产%,则称数列{2}为"递等数

列已知数列{4,,}满足牝=5,且“<,="(%+∣-q,),将"递等数列"也}前〃项和记为S,,若4=q=∕⅞,b2=a2,

a

S5=IO>则$2023=()

(A)4720(B)4719(C)4718(D)4716

答案:B

17.(奉贤)设S“是一个无穷数列{”“}的前〃项和,若一个数列满足对任意的正整数”,不等式:<、片恒成立,

则称数列{%}为和谐数列,有下列3个命题:

①若对任意的正整数〃均有α,,<an+1,则{&}为和谐数列;

②若等差数列是和谐数列,则5.一定存在最小值;

③若{《,}的首项小于零,则一定存在公比为负数的一个等比数列是和谐数列.

以上3个命题中真命题的个数有()个

B.0;B.1;C.2;D.3.

答案:D

18.(宝山)将正整数〃分解为两个正整数匕、网的积,即〃=ZM2,当左、七两数差的绝对值最小时,我们称

其为最优分解.如20=1x20=2x10=4x5,其中4x5即为20的最优分解,当勺、心是"的最优分解时,定义

f(n)=∖ki-k^,则数列{/(5")}的前2023项的和为

()

45⑼2R5IO'2-1C52023D52°237

答案:B

19.(崇明)已知数列{0,,}是各项为正数的等比数列,公比为4,在4,。2之间插入1个数,使这3个数成等差数

列,记公差为4,在%,%之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为&,•,在4,。的之间插入〃个数,

使这〃+2个数成等差数列,公差为乙,则()

A.当O<q<l时,数列{4}单调递减B.当q>l时,数列{4}单调递增

c.当4>4时,数列{4}单调递减D.当4<4时,数列{4}单调递增

【答案】D

【分析】根据数列{4}的定义,求出通项,由通项讨论数列的单调性.

【详解】数列{0,,}是各项为正数的等比数列,则公比为4>0,

由题意4+1=«„+(«+1)4,,得dn=""M一""=D,

π+l/1+1

d,c∣(n+i],(、

O<q<l时,dn<0,有箕=T+2,<1,dn+l>dn,数列{4}单调递增,A选项错误;

“>1时,dll>0,*L=亚p,若数列{4}单调递增,则见竺D>ι,即q>N±2,由〃GN*,需要

dnn+2∏+2n+1

3

q>-,故B选项错误;

2

4〉出时,√id)>Mid),解得I”二,

232

q>ι时,<,>0,由生L=4",若数列{4}单调递减,则.("+ι)<ι,即“<”2=1+—,而

1<<7<g不能满足q<1+*eN*)恒成立,C选项错误;

4<出时,,解得O<q<l或q>3,由AB选项的解析可知,数列{4}单调递增,D选

232

项正确.

故选:D

【点睛】思路点睛:此题的入手点在于求数列{4}的通项,根据4,的定义求得通项,再讨论单调性.

20.(金山).设{α,J是项数为“0的有穷数列,其中4≥2∙当〃吟时,a,,=^7,且对任意正整数"≤%都有

4+α,b+i=°∙给出下列两个命题:①若对任意正整数〃≤"°都有±q≤』,则%的最大值为18;②对于任

;=i512

意满足1≤5<Z<H0的正整数S和t,总存在不超过〃。的正整数m和k,使得aιn+ak=⅛ai.下列说法正确的是

i=s+∖

).

(A)①是真命题,②是假命题(B)①是假命题,②是真命题

(C)①和②都是真命题(D)①和②都是假命题

答案:B

三、解答题

21.(浦东新区)(本题满分14分)本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分8分.

已知数列{《,}是首项为9,公比为:的等比数列.

(1)⅛t-+-+—+—+—S∖j,(S.;

%a2a3a4a5

(2)设数列{l0g34}的前〃项和为S,,,求5“的最大值,并指出S“取最大值时〃的取值.

【解析】(1)由题α,,=9∙(Qi=33-",贝IJL=3"7

3a,,

LLLLL3-2+3-5+3+32=以

9

(2)记Zζ=l0g34,,,由(1)知a=3—〃,

所以S“=2+(3”).“=g“_」“2,

"222

S=-n--n2=一■-(n--)2+——,

n22228

当"=2或3时,S“取得最大值3.

(由勿=3-〃得〃≥4时,2<O分析得S“最大值亦可)

22.(静安)(本题满分14分,本题共有2个小题,第(1)小题满分8分,第⑵小题满分6分)

已知各项均为正数的数列{a7l}满足的=1,an=2αn.1+3(正整数τι≥2).

(1)求证:数列{α71+3}是等比数列;

(2)求数列{αrl}的前〃项和%.

解:(1)证明:已知递推公式αn=2α⅛γ+3,两边同时加上3,

得On+3=2(an.1+3)(n≥2),an>O,an+3>0,故=2(n≥2),

αn-1+3

(直接将已知递推公式代入等比数列定义计算也可:/吟=也Zli等=2)

斯-1+3an-ι+3

又出+3=4,所以数列{即+3}是以的+3=4为首项、以2为公比的等比数歹人

n+1n+2

(2)数列{Gn+3}通项公式为a7l=2—3,Sn=""<)=2—4—3n.

1—2

23.(虹口)(本题满分14分,第1小题6分,第2小题8分)

记S“为数列仅”}的前〃项和,己知4=2,。,=5.(〃为正整数).

(1)求数列{α.}的通项公式;

(2)设a=k>g2《,,若0+%ι+2+2++£+9=145,求正整数m的值.

解:(1)由4=2,α,,+ι=S“,得:a2=Si=al=2,且当“≥2时

a“=S”_S,i=。,川_/,即也L=2("≥2).......3分

%

所以,数列{q}从第2项开始构成以%=2为首项,2为公比的等比数列,故

,.2,/1=1,

数列{q}的通项公式为:/=c,ιC……6分

2,n≥2.

(2)当"22时6“=l0g2%=log22"T=〃T,X⅛1=Iog2al=Iog22=1.......8分

当m=l时,hl+b2+b3++⅛l0=l+(l+2++9)=46,不满足条件;……10分

当m22时,由超+耙+|+£+2+…+粼+9=(m-l)+'"+(zπ+D++(/M+ɛ)=5(2w+7)=145,

解得mɪll.......14分

24.(奉贤)(本题满分14分,第1小题满分8分,第2小题满分6分)

己知等差数列{为}的公差不为零,q=25,且q,au,α∣3成等比数列.

(1)求的通项公式;

20

⑵计算]>31・

k=V

【解析】(1)设等差数列{2}的公差为d(d≠0),

则41=4+1Od,《3=4+12d•...............................................2分

因为4,4],《3成等比数列,所以a/=。/%,

即(q+10d)2=4∙(q+12d),...............................................2分

α1=25代入,解得d=-2(d=0舍去)...........................2分

所以=4+(〃一l)d=25+(n—1)(-2)=27—2n,

所以{%}的通项公式为α,=27-2〃;..........................2分

(2)因为q"+∣—%“-2=[27-2(3n+l)]-[27-2(3〃-2)]=-6,

所以数歹U{%,+J(〃eN)是以25为首项,-6为公差的等差数列.................................3分

(若没有证明为什么是等差数列,一律扣1分)

所以Za⅛-2=ɑi+«4+%++¾=20×25+-×19×(-6)=-640

⅛=r2

25.(普陀)(本题满分14分,第1小题满分6分,第2小题满分8分)

已知。力均为不是1的正实数,设函数y=∕(x)的表达式为/(x)=α∙L(xeR).

(1)设。>人且/(x)≤b∙α',求X的取值范围;

⑵设α=∙⅛,b=4,记α,,=log,∕5),“=/(〃),现将数列仅“}中剔除物,}的项后、不改变其原来顺序

16

ι∞

所组成的数列记为{ς,},求ZG的值.

/=1

解:(1)由α>0>0,得优>0及f>1...........................2分

b

将/(x)=α∙Z√代入/(x)≤b∙a*,得α∙h*≤b∙α",故(力,........4分

所以x≥l,即X的取值范围为[1,+8)...................6分

(2)将。=」/=4代入/(x)=α∙b',得/(x)=22i.

24

«„=Iog22"-=2/?-4,勿=4"-2,其中〃为正整数.……8分

且‰-⅛=2>0(常数),q=-2,故{an}是首项为一2、公差为2的严格增的等差数列;

如=4>1,4=]故{£}是首项为!、公比为4的严格增的等比数列.……10分

b.44

易得4OO=196,4O3=202且2=4=4,fl10=Z?4=16,¾4=b5=64<202,

“i3o=4=256>202,......12分

所以之,=去i+”+/理空出❷-84=10216.……14分

1=1Z=I2

(杨浦)已知数列{}是由正实数组成的无穷数列,满足,∣∖

26.4,,4=3,g=7an=α,,+l-an+2,Z7∈N"∙

(1)写出数列{4}前4项的所有可能取法;

(2)判断:是否存在正整数女,满足4=1,并说明理由;

(3)%为数列{α,,}的前〃项中不同取值的个数,求CiOO的最小值.

【答案】(1)答案见解析;

(2)不存在,理由见解析;

(3)51

【分析】(1)根据题意得an+2=an+λ+an或an+2=an+λ-an,再直接求解即可;

(2)根据a.=αfl+∣+α“或%+2=%+]-%,再证明%+3≥α,,〃eN*即可证明结论';

(3)根据ɑ“+2=ɑ,用+ɑ"①或ɑ"+2=ɑ"+l一ɑ"②得对于任意的ɑ“,ɑ”M,均可以使用①递推,②不能连续使用,进

而记记仇=max{%τ,%}(AwN且左≥1),4+∣=max{%w,%+2}可得初>bk(keN且%≥1),进而得

CIOo≥51,再根据特例说明CH(O=51即可得答案.

【小问1详解】

解:由&=∣4,用一a,.I得一。“=all+l-an+2或an=all+i-alt+2,

aa

所以4+2=a”+l+n或4+2=n+i-%,

因为足α∣=3,%=7,

所以。3=10或%=4,

所以,当q=10时,4=17或4=3;

当4=4时,%=11或%=-3

因为数列{%}是由正实数组成的无穷数列,

所以“4=-3舍,

所以,数列{a”}前4项的所有可能取法有q=3,α2=7,%=1°,&=17或4=3,a2-∏,a3=10,

4=3或4=3,4=7,%=4,4=11・

【小问2详解】

解:不存在,下面证明:

因为4=应用一4+2∣,n∈N*

aaafl

所以,4+2=n+∖+n或n+2=n÷1~%,

当4+2=%+l+%时,

因为数列{α,,}是由正实数组成的无穷数列,

a

所以见+3=n+2+见+1>*=«„+1+a“>an,即aπ+3>an

或6+3=%+2-4+1=%,

所以。"+32。“;

当4+2=4+]-。“时,

因为数列{对}是由正实数组成的无穷数列,

0aa

所以/+2=‰-¾>>即n+i>n

a

所以见+3=乙+2+%>%>«„或4+3=n+2~4+1=一%<°(舍),

综上,an+3≥an,"∈N*

7a4

所以4^224=3,an-∖≥¾=-3k≥¾=.

综上,不存在正整数%,满足《=1.

【小问3详解】

解:由4=|%-an+2∖,〃∈N*

所以,a,l+2=an+l+an①或an+2=αzrtι-4②,

对于任意的α,,,α,田,均可以使用①递推,只有满足4+1>4,时,才可以使用②递推;

若4+2=%+1一%,显然%+2<4+1,下次只能用①递推,即4+3=4+2+4+1

所以,②不能连续使用.

记bk=max{%_],02J=nN且%≥1),bk+l=max{a2k+l,a2k+2]

若则%+1>”;

若a2k+l=a2k~。2*-1,则a2k+2=fl2A+l+>”2A>fl2t-l,所以4+1>4,

所以/+∣>4(左WN且左≥1),

所以,ɑ∣,外,∙,α∣00中至少有4,。2,优也,,%)共51项,即CIOo≥51.

举例如下:

_[«„_1+«„_2,(〃为奇数)

4川(〃为偶数)

所以{4}:3,7,10,3,13,

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