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1、2022年高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.5數(shù)列的綜合應(yīng)用試題 理 蘇教版
一、填空題
1.已知各項(xiàng)均不為0的等差數(shù)列{an},滿(mǎn)足2a3-a+2a11=0,數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,且b7=a7,則b6b8=________.
解析 因?yàn)閧an}為等差數(shù)列,所以a3+a11=2a7,所以已知等式可化為4a7-a=0,解得a7=4或a7=0(舍去),又{bn}為等比數(shù)列,所以b6b8=b=a=16.
答案 16
2.在數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,an+2-an=1+(-1)n(n∈N*),則S100=________.
解析 n為奇數(shù)時(shí),a1=a3=a5=…=a99=1;n為偶數(shù)時(shí)
2、,a2=2,a4=4,a6=6,…,a100=2+49×2=100.
所以S100=(2+4+6+…+100)+50=+50=2 600.
答案 2 600
3.各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S10=2,S30=14,則S40=________.
解析 設(shè)S20=x,S40=y(tǒng),則由題意,得2,x-2,14-x,y-14成等比數(shù)列.
于是由(x-2)2=2(14-x)及x>0,得x=6,所以y-14===16,y=30.
答案 30
4. 等比數(shù)列{an}中,a1=1,an=(n=3,4,…),則{an}的前n項(xiàng)和為_(kāi)_______.
解析 設(shè)an=
3、qn-1,則由an=,
得q2=,
解得q=1或q=-.
所以an=1或an=n-1,
從而Sn=n或Sn=
=.
答案 n或
5.對(duì)正整數(shù)n,若曲線(xiàn)y=xn(1-x)在x=2處的切線(xiàn)與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為an,則數(shù)列的前n項(xiàng)和為_(kāi)_______.
解析 由題意,得y′=nxn-1-(n+1)xn,故曲線(xiàn)y=xn(1-x)在x=2處的切線(xiàn)的斜率為k=n2n-1-(n+1)2n,切點(diǎn)為(2,-2n),所以切線(xiàn)方程為y+2n=k(x-2).令x=0得an=(n+1)2n,即=2n,則數(shù)列的前n項(xiàng)和為2+22+23+…+2n=2n+1-2.
答案 2n+1-2
6.在數(shù)列{an}
4、中,若a-a=p(n≥1,n∈N*,p為常數(shù)),則稱(chēng){an}為“等方差數(shù)列”,下列是對(duì)“等方差數(shù)列”的判斷:
①若{an}是等方差數(shù)列,則{a}是等差數(shù)列;
②{(-1)n}是等方差數(shù)列;
③若{an}是等方差數(shù)列,則{akn}(k∈N*,k為常數(shù))也是等方差數(shù)列.其中真命題的序號(hào)為_(kāi)_______(將所有真命題的序號(hào)填在橫線(xiàn)上).
解析?、僬_,因?yàn)閍-a=p,所以a-a=-p,于是數(shù)列{a}為等差數(shù)列.②正確,因?yàn)?-1)2n-(-1)2(n+1)=0為常數(shù),于是數(shù)列{(-1)n}為等方差數(shù)列.③正確,因?yàn)閍-a=(a-a)+(a-a)+(a-a)+…+(a-a)=kp,則{akn
5、}(k∈N*,k為常數(shù))也是等方差數(shù)列.
答案?、佗冖?
7.設(shè){an}是公比為q的等比數(shù)列,|q|>1,令bn=an+1(n=1,2,…),若數(shù)列{bn}有連續(xù)四項(xiàng)在集合{-53,-23,19,37,82}中,則6q=________.
解析 由題意知{an}有連續(xù)四項(xiàng)在集合{-54,-24,18,36,81}中,四項(xiàng)-24,36,-54,81成等比數(shù)列,公式為q=-,6q=-9.
答案?。?
8.設(shè)Sn是等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,S3,S9,S6成等差數(shù)列,且a2+a5=2am,則m=________.
解析 (1)當(dāng)公比q=1時(shí),2×9a1=3a1+6a1,則a1=0,舍去.
6、
(2)當(dāng)公比q≠1時(shí),
2×=+,∴2q6=1+q3,
則2a2q6=a2+a2q3,即2a8=a2+a5,從而m=8.
答案 8
9.若數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式分別是an=(-1)n+2 010·a,bn=2+,且an<bn對(duì)任意n∈N*恒成立,則常數(shù)a的取值范圍是________.
解析 由an<bn,得(-1)n·a<2-.若n為偶數(shù),則a<2-對(duì)任意正偶數(shù)成立,所以a<2-=;若n為奇數(shù),則a>-2-對(duì)任意正奇數(shù)成立,所以a≥-2.故-2≤a<.
答案
10.如圖,坐標(biāo)紙上的每個(gè)單元格的邊長(zhǎng)為1,由下往上的六個(gè)點(diǎn):1,2,3,4,5,6的橫縱坐標(biāo)分別對(duì)應(yīng)數(shù)列
7、{an}(n∈N*)的前12項(xiàng),如下表所示:
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
x1
y1
x2
y2
x3
y3
x4
y4
x5
y5
x6
y6
按如此規(guī)律下去,則a2 009+a2 010+a2 011=________.
解析 觀察發(fā)現(xiàn),a2n=n,且當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),a2n-1+a2n+1=0,所以a2 009+a2 010+a2 011=0+=1 005.
答案 1 005
二、解答題
11.定義一種新運(yùn)算*,滿(mǎn)足n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ為非零常數(shù)).
(1)對(duì)于任意給
8、定的k值,設(shè)an=n*k(n∈N*),求證:數(shù)列{an}是等差數(shù)列;
(2)對(duì)于任意給定的n值,設(shè)bk=n*k(k∈N*),求證:數(shù)列{bk}是等比數(shù)列;
(3)設(shè)cn=n*n(n∈N*),試求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Sn.
(1)證明 因?yàn)閍n=n*k(n∈N*),n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ為非零常數(shù)),所以an+1-an=(n+1)*k-n*k=(n+1)λk-1-nλk-1=λk-1.
又k∈N*,λ為非零常數(shù),所以{an}是等差數(shù)列.
(2)證明 因?yàn)閎k=n*k(k∈N*),n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ為非零常數(shù)),所以===λ.又λ為非零常數(shù),所以{bk}
9、是等比數(shù)列.
(3)解 cn=n*n=nλn-1(n∈N*,λ為非零常數(shù)),Sn=c1+c2+c3+…+cn=λ0+2λ+3λ2+…+nλn-1,①
當(dāng)λ=1時(shí),Sn=1+2+3+…+n=;
當(dāng)λ≠1時(shí),λSn=λ+2λ2+3λ3+…+nλn.②
①-②,得Sn=-.
綜上,得Sn=
12.已知在正項(xiàng)數(shù)列{an}中,a1=2,點(diǎn)An(,)在雙曲線(xiàn)y2-x2=1上,數(shù)列{bn}中,點(diǎn)(bn,Tn)在直線(xiàn)y=-x+1上,其中Tn是數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求證:數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;
(3)若cn=an·bn,求證:cn+1<cn.
(
10、1)解 由已知點(diǎn)An在y2-x2=1上知,an+1-an=1,
∴數(shù)列{an}是一個(gè)以2為首項(xiàng),以1為公差的等差數(shù)列,
∴an=a1+(n-1)d=2+n-1=n+1.
(2)證明 ∵點(diǎn)(bn,Tn)在直線(xiàn)y=-x+1上,
∴Tn=-bn+1,①
∴Tn-1=-bn-1+1(n≥2),②
①②兩式相減得bn=-bn+bn-1(n≥2),
∴bn=bn-1,∴bn=bn-1.
令n=1,得b1=-b1+1,∴b1=,
∴{bn}是一個(gè)以為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列.
(3)證明 由(2)可知bn=·n-1=.
∴cn=an·bn=(n+1)·,
∴cn+1-cn=(n+2)
11、·-(n+1)·
=[(n+2)-3(n+1)]=(-2n-1)<0,∴cn+1<cn.
13. 已知數(shù)列{an},an=pn+λqn(p>0,q>0,p≠q,λ∈R,λ≠0,n∈N*).
(1)求證:數(shù)列{an+1-pan}為等比數(shù)列;
(2)數(shù)列{an}中,是否存在連續(xù)的三項(xiàng),這三項(xiàng)構(gòu)成等比數(shù)列?試說(shuō)明理由.
(3)設(shè)A={(n,bn)|bn=3n+kn,n∈N*},其中k為常數(shù),且k∈N*,B={(n,cn)|cn=5n,n∈N*},求A∩B.
解 (1)證明:∵an=pn+λqn,
∴an+1-pan=pn+1+λqn+1-p(pn+λqn)=λqn(q-p).
∵λ
12、≠0,q>0,p≠q.
∴=q為常數(shù),
∴數(shù)列{an+1-pan}為等比數(shù)列.
(2)取數(shù)列{an}的連續(xù)三項(xiàng)an,an+1,an+2(n≥1,n∈N*),
∵a-anan+2=(pn+1+λqn+1)2-(pn+λqn)(pn+2+λqn+2)=-λpnqn(p-q)2,
∵p>0,q>0,p≠q,λ≠0,
∴-λpnqn(p-q)2≠0,即a≠anan+2,
∴數(shù)列{an}中不存在連續(xù)三項(xiàng)構(gòu)成等比數(shù)列.
(3)當(dāng)k=1時(shí),3n+kn=3n+1<5n,此時(shí)A∩B=?;
當(dāng)k=3時(shí),3n+kn=3n+3n=2·3n為偶數(shù),而5n為奇數(shù),此時(shí)A∩B=?;
當(dāng)k≥5時(shí),3n+k
13、n>5n,此時(shí)A∩B=?;
當(dāng)k=2時(shí),3n+2n=5n,發(fā)現(xiàn)n=1符合要求,下面證明唯一性(即只有n=1符合要求),
由3n+2n=5n得n+n=1,
設(shè)f(x)=x+x,則f(x)=x+x是R上的減函數(shù),
∴f(x)=1的解只有一個(gè),從而當(dāng)且僅當(dāng)n=1時(shí)n+n=1,即3n+2n=5n,此時(shí)A∩B={(1,5)};
當(dāng)k=4時(shí),3n+4n=5n,發(fā)現(xiàn)n=2符合要求,同理可證明唯一性(即只有n=2符合要求),
從而當(dāng)且僅當(dāng)n=2時(shí)n+n=1,即3n+4n=5n,此時(shí)A∩B={(2,25)},
綜上,當(dāng)k=1,k=3或k≥5時(shí),A∩B=?;
當(dāng)k=2時(shí),A∩B={(1,5)},
14、
當(dāng)k=4時(shí),A∩B={(2,25)}.
14. 已知數(shù)列{an}滿(mǎn)足:an+1=|an-1|(n∈N*).
(1)若a1=,求a9與a10的值;
(2)若a1=a∈(k,k+1),k∈N*,求數(shù)列{an}前3k項(xiàng)的和S3k(用k,a表示);
(3)是否存在a1,n0(a1∈R,n0∈N*),使得當(dāng)n≥n0時(shí),an恒為常數(shù)?若存在,求出a1,n0;若不存在,說(shuō)明理由.
解 (1)a1=,a2=,a3=,a4=,a5=,a6=,…所以a9=,a10=.
(2)a1=a,a2=a-1,…,ak=a-k+1,ak+1=a-k∈(0,1),
ak+2=k+1-a∈(0,1),ak+3=
15、a-k,…,a3k-1=a-k,a3k=k+1-a,
所以S3k=ka-[1+2+…+(k-1)]+k=-+k.
(3)(ⅰ)當(dāng)a1∈[0,1]時(shí),a2=1-a1,此時(shí),只需1-a1=a1,a1=,
所以a1=,n0=1是滿(mǎn)足條件的一組解;
(ⅱ)當(dāng)a1≥1時(shí),不妨設(shè)a1∈[m,m+1),m∈N*,此時(shí),am+1=a1-m∈[0,1),
則a1-m=,a1=m+,
所以取a1=m+,n0=m+1滿(mǎn)足題意;
(ⅲ)當(dāng)a1<0時(shí),不妨設(shè)a1∈(-l,-l+1),l∈N*,則a2=1-a1∈(l,l+1),
al+2=a2-l∈(0,1),此時(shí),只需a2-l=,即a1=-l,
所以取a1=-l,n0=l+2滿(mǎn)足題意.綜上,滿(mǎn)足題意的a1,n0有三組:①a1=,n0=1;②a1=m+,n0=m+1,m∈N*;③a1=-l,n0=l+2,l∈N*.