2022年专题五数列不等式专题 .pdf
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1、学习必备欢迎下载专题五数列不等式专题【命题趋向 】在历年高考中,往往把数列当作重要的内容来考查在以考查等差数列和等比数列的定义、数列的通项公式、数列求和等基础知识为主的试题中,关注概念辨析以及等差、等比数列的“ 基本量法 ” ;在考查数列的综合问题时,对能力有较高的要求,试题有一定的难度和综合性,常与单调性、 最值、 不等式、 导数、数学归纳法等知识交织在一起,涉及化归与转化、分类与整合等数学思想在考查相关知识内容的基础上,高考把对数列的考查重点放在对数学思想方法、推理论证能力以及应用意识和创新意识的考查上使用选择题、填空题形式考查数列的试题,往往突出考查函数与方程、数形结合、特殊与一般、有限
2、与无限等数学思想方法使用解答题形式考查数列的试题,其内容往往是一般数列的内容,其方法是研究数列通项及前n项和的一般方法,并且往往不单一考查数列知识,而是与其他内容相结合, 体现对解决综合问题的考查力度数列综合题有一定的难度,对能力有较高的要求,对合理区分出较高能力的考生起到重要作用在高考试卷中一般有一个小题有针对性地考查数列的知识和方法,有一道综合解答题重点对数列、数列和函数导数、不等式进行综合考查考查由于新课标的考试大纲在必考部分删除了不等式的证明方法,分式不等式、带绝对值的不等式的解法, 绝对值三角不等式等内容,高考对不等式的考查主要体现在其和其他知识的交汇考查上, 重点是不等式和导数的结
3、合、不等式和数列的结合、不等式和实际问题的结合,不等式与线性规划高考试卷中一般有1-2 个小题考查基本不等式的运用、简单的线性规划,在解答题中与其他知识交汇考查【考点透析 】数列的主要考点有:数列的概念及其表示,等差数列、等比数列的概念、通项公式和前n项和公式,数列的简单应用等不等式的主要考点有:不等关系与不等式,一元二次不等式的解法,简单的线性规划,基本不等式及其应用【例题解析】题型 1 数列的一般问题例 1(2009 江苏泰州期末6)若数列na的前n项和210 (1 2 3)nSnn n, ,则数列nna中数值最小的项是第项分析 :根据数列中na与nS的关系求出na后解决解析:当1n时,1
4、19aS;当2n时,22110(1)10(1)211nnnaSSnnnnn可以统一为211nan,故2211nnann,该关于n的二次函数的对称轴是114n,考虑到n为正整数,且对称轴离3n较近,故数列nna中数值最小的项是第3项答案3点评 :数列问题中其通项公式、前n项和公式都是关于正整数n的函数, 要善于从函数的观点认识和理解数列问题数列的一般问题中通项na与前n项和nS的关系是重点,要注意把1n和2n分开讨论,再看能不能统一例 2 (江苏扬州市2008-2009 学年度第一学期期未调研测试第13 题)数列na的前n名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - -
5、 - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载项和是nS,若数列na的各项按如下规则排列:11212312341,23344455556,若存在整数k,使10kS,110kS,则ka分析 :数列的构成规律是分母为2的一项,分母为3的两项,分母为4的三项等,故这个数列的和可以分段求解解析 :112S,311 23232S,63123324S,101234355S,161234515562S, 下 面 的 和 为12345637, 这 样2321102S,而22151
6、2345151515510272722S,故57ka答案57点评 :本题中数列的前12n n的和是可以求出来的,但本题的目的不是这个本题主要的考查目的就是观察、归纳和运算求解,在其中找到一项恰好满足某个限制条件,是一个设计很优秀的题目题型 2 等差数列与等比数列的基本问题例 3( 2008 高考四川理16)设等差数列na的前n项和为nS,若4510,15SS,则4a的最大值为 _分析 :根据已知的不等关系,可以建立关于1,a d的不等式组,通过这个不等式组探究解决的方法解析 :等差数列na的前n项和为nS,且4510,15SS,4151434102545152SadSad,即1123523ad
7、ad,4141153533322323ddaaddaadaddd,45332dad,5362dd,1d,43314ad故4a的最大值为4点评 :本题考查等差数列的通项公式、前n项和公式的灵活运用,解题的关键是基本量名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载思想,即在不等式组1123523adad中,通过不等式建立起4a的关于d的不等关系,再通过这个不等关系求出d的范围使问题获得解决的例
8、4 (中山市高三级2008 2009 学年度第一学期期末统一考试理科第4 题) 已知在等差数列na中,4,1201da若)2(naSnn,则n的最小值为A60B62C70D72分析:根据na和nS的关系,1(2)0nnnSanS,根据求和公式列出不等式解决解析: 根据分析211211204212612402nnnSnnn,即263620nn,即1620nn,即62n答案 B点评:本题把等差数列的求和与一元二次不等式交汇,体现了在知识网络的交汇处设计试题的原则题型 3 等差数列、等比数列综合题例 5 (中山市高三级20082009 学年度第一学期期末统一考试理科第16 题) 已知数列 na是首项
9、为114a,公比14q的等比数列,设*1423log()nnba nN,数列nc满足nnncab(1)求数列nb的通项公式; (2) 求数列nc的前n项和nS分析: (1)直接计算:(2)根据等比数列的性质数列nb为等差数列, 这样数列nc就是一个等差数列与一个等比数列对应项的乘积构成的数列,用“错位相减法”解决【解析】(1)由题意知,*1( ) ()4nnanN,又143log2nnba,故*32()nbnnN(2)由( 1)知,*1( ) ,32()4nnnabnnN,*)( ,)41()23(Nnncnn,)41()23()41)53()41(7)41(4411132nnnnnS于是14
10、32)41()23()41)53()41(7)41(4)41(141nnnnnS,两式相减,得名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载132)41()23()41()41()41(34143nnnnS.)41()23(211nn*2321( ) ()334nnnSnN点评 : “错位相减法”是最重要的数列求和方法之一,要熟练掌握例 6 (江苏扬州市2008-2009 学年度第一学期期未
11、调研测试第20 题) 已知等差数列na的首项为a,公差为b,等比数列nb的首项为b,公比为a(其中,a b均为正整数 )(1) 若1122,ab ab,求数列na、nb的通项公式;(2)在(1)的条件下, 若1213,knnna a aaa, ,12(3)knnn成等比数列,求数列kn的通项公式;(3) 若11223ababa,且至少存在三个不同的b值使得等式mnatbtN成立,试求a、b的值分析: (1)根据基本量方法,列出方程求出,a b的值; (2)就是在一个等差数列中挑出一个等比数列的子数列,根据数列中的项既是等差数列中的项又是等比数列中的项列方程解决;(3)根据给出的不等式和*,a
12、bN的条件采用不等式限制的方法确定,a b应满足的条件,根据这些条件探究问题的答案解析: ( 1)由1122,ab ab得:ababab,解得:0ab或2ab,*,a bN,2ab,从而2 ,2nnnan b(2)由(1)得132,6aa,1213,knnna a aaa, ,构成以2为首项,3为公比的等比数列,即:12 3kkna,又2knkan,故122 3kkn,13kkn() 由11223ababa得:2abababab,由abab得:1a bb;由2abab得:12a bb,而*,a babN,即:1ba,从而得:12211241111bbabbbb,2,3a,当3a时,2b不合题意
13、,故舍去,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载所以满足条件的2a又2(1)mab m,12nnbb,故1212nb mtb,即:1212nmbt若1210nm,则2tN,不合题意;若1210nm,则1221ntbm,由于121nm可取到一切整数值,且3b,故要至少存在三个b使得mnatbtN成立,必须整数2t至少有三个大于或等于3的不等的因数,故满足条件的最小整数为12,所以t的最
14、小值为10,此时3b或4或12点评: 本题的难点在第三问,解答这个问题的基本思想是根据不等关系确定相等关系,即从不等式入手,根据,a b为正整数且ab首先确定了a的值(这是解答这个题目的关键) ,然后采取分离的方法把b用正整数,m n和自然数t表达出来,再结合问题的要求确定问题的答案题型 3 递推数列例 7(2008 高考陕西文20) 已知数列na的首项123a,121nnnaaa,1,2,3,n(1)证明:数列11na是等比数列;(2)求数列nna的前n项和nS分析: (1)根据递推式和等比数列的定义;(2)结合通项的具体特点和数列求和的常用方法,采用适当的方法解决解析 : (1)121nn
15、naaa,111111222nnnnaaaa,11111(1)2nnaa,又123a,11112a,数列11na是以为12首项,12为公比的等比数列(2)由()知11111112 22nnna,即1112nna,2nnnnna设23123222nT2nn,则23112222nT1122nnnn,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载由得2111222nT11111(1)1122112
16、222212nnnnnnnnn,11222nnnnT又1 23(1)2n nn数列nna的前n项和22(1)4222222nnnnn nnnnS点评 : 本题主要考查等比数列的概念和“错位相减” 求和法解题的关键是求出数列na的通项公式, 由于有第一问为引导,这个问题对大多数考生困难不大本题容易把1a看成数列11na的首项求错数列na的通项公式, “错位相减”求和时“漏项”或“添项” ,计算出错等题型 4 数列的应用例 8 (北京卷理14) 某校数学课外小组在坐标纸上,为学校的一块空地设计植树方案如下:第k棵树种植在点()kkkPxy,处,其中11x,11y,当2k时,11121 555125
17、5kkkkkkxxTTkkyyTT,( )T a表示非负实数a的整数部分,例如(2.6)2T,(0.2)0T按此方案,第6棵树种植点的坐标应为;第2008棵树种植点的坐标应为分析 :通过简单计算就知道1255kkTT个项组成一个周期为5的数列,数列nx和ny也是有规律的,归纳的方法解决解 析 : (1,2) (3, 402) T5251kTk组 成 的 数 列 为 1,0,0,0,0,1, 0,0,0,0,1, 0,0,0,0,1 (k=1,2,3,4)一一带入计算得:数列nx为1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5; 数列ny为 1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,3
18、,3,3,3,3,4,4,4,4,4 因此,第 6 棵树种在(1,2),第 2008 棵树种在 (3, 402)名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载点评: 对于新定义型的试题,首先要把握好新定义的含义,这是解决问题的前提,把新定义弄清楚了, 问题就是常规的了,在递推数列问题中,往往数列的前几项能给我带来归纳问题一般结论的启示,所以在解答这类问题时,要小心计算数列的前面几项,千万不要
19、出错,不然数列的一般规律就被个别的错误数字所掩盖了题型 5 数列与其他知识的交汇性的综合性解答题1数列与不等式的交汇例 9 (安徽省皖南八校20XX 届高三第二次联考理科数学第20 题)已知等差数列na的前n项和为nS,公差10,1da,且127,a aa成等比数列(1)求数列na的前n项和公式nS;(2)设221nnSbn,数列nb的前n项和为nT,求证:11642918(1)(9)nnnnbTbnnb分析: ( 1)利用基本量方法,通过方程求出等差数列na的公差;(2)数列nb满足221nnSbn, 这是一个等差数列的前n项和与一个关于n的一次函数之比, 数列nb极可能也是一个等差数列,求
20、出其和后,根据不等式的有关知识解决解析 : ( 1)127,a aa成等比数列,2217aaa,即2111()(6 )ada ad又11,0,4add,21(1)2 (1)2.2nn nSnadnn nnn(2)22 (21)22121nnSnnbnnnnb是首项为2,公差为2的等差数列,2(22 )2nnnTnn2129182218(1)18nnTbnnn222216362(816)42(4)44nnnnn(当且仅当4n时取 “ ” ) 21646426464644.9(9)(9)2(1)10961010nnbnnnbnnnnnn当且仅当9nn即3n时取 “ ” 又中等号不可能同时取到,11
21、642918(1).(9)nnnnbTbnnb点评 :本题以等差数列与等比数列的基础知识入手设计,除了考查数列的基础知识外,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载重在考查对不等式的理解深度、证明不等式的基本方法,解题的不同思维走向决定了解题的“简繁”程度,如本题要是选择证明226421636109nnnnn,不进行仔细分析,走证明222163610964nnnnn的路子,问题虽然也能
22、解决,但复杂程度可想而知2数列与函数、不等式的交汇例 10 (广东省潮州市20082009 学年度第一学期高三级期末质量检测理科第题)已知1122(,),(,)A xyB xy是21( )log21xf xx的图象上任意两点,设点1(, )2Mb,且1()2OMOAOB,若11()nniiSfn,其中nN,且2n(1)求b的值;(2)求nS;(3)数列na中123a,当2n时,11(1)(1)nnnaSS,设数列na的前n项和为nT,求的取值范围使1(1)nnTS对一切nN都成立分析 : ( 1)向量试说明M是AB的中点,根据中点坐标公式求解b的值;(2)根据经验和第一问的结果,这是一个倒序相
23、加求和的问题;(3)解析 : ( 1)由1()2OMOAOB,得点1(, )2Mb是AB的中点,则1211()22xx, 故121xx,211xx,所以12122212()()1 11(loglog)22 2121f xfxxxbxx121222221211111(1loglog)(1log)(10)2222xxxxxxxx(2)由( 1)知当121xx时,1212()()1f xf xyy又11121()()( )()nniinSffffnnnn,121()()( )nnnSfffnnn,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选
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