高考数学(真题+模拟新题分类汇编)数列理.pdf
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1、数列D 1数列的概念与简单表示法图 1 一31 4.D1 1 2 0 1 3 安徽卷如 图 1 3所示,互不相同的点A”A 2,,A“,和 B”B?,B“,分别在角0的两条边上,所有人耳相互平行,且所有梯形A“B“B”+A+i的面积均相等,设O A=a,若 a i=l,a22,则数列 a j的通项公式是1 4.a=/3 n 2 解析令 S 4 0 A B=m(m 0),因为所有AB 相互平行且a i=l,&=2,所以 S 梯形 AIBIB2A 2=3IH,当 n22时,an _ O A n _ /m+(n 1)X 3 m _ /3 n _2an-i 0 An-i l m+(n 2)X3 m 3
2、 n 5,故 a 沁 咨 W 3,3 n 53 n 5=3 n-83 n 82=3 n-l l以上各式累乘可得=(3 n-2)a;,因为a 1 =l,所以 a=-3 n 2.4.DI 2 0 1 3 辽宁卷下面是关于公差d 0 的等差数列%的四个命题:P1:数列 a j 是递增数列;p2:数列 n a“是递增数列;p3:数列 藁1 是递增数列;P1:数列 a“+3 n d 是递增数列.其 中 的 真 命 题 为()A.pi,p2 B.p.pa C.P2,pa D.pi,p-i4.D 解析因为数列 a 中 d 0,所以 a.是递增数列,则出为真命题.而数歹l j a“+3 n d 也是递增数列,
3、所以p,为真命题,故选D.1 7.DI、D2 2 0 1 3 全国卷等差数列 a,J前 n项和为S”.已知S 3=a*且 S“S2,S,成等比数列,求 a j的通项公式.1 7.解:设 a j 的公差为d.由 S a a i 得 3 a 2=a;,故 a j0 或 a?=3.由 S i,SZ,成等比数列得榜=&此又 SI=2d,S?=2 a 2 d,S.i=4 a 2+2 d,故(2a2-d)2=(a2d)(4E+2d).若 a 2=0,则(J2=2d、所以 d=0,此时S n=0,不合题意;若 a?=3,则(6 d)2=(3 d)(12+2d),解得d=0 或 d=2.因此 a j 的通项公
4、式为an=3 或 an=2n1.D 2 等差数列及等有效期数列前n 项和8.)G2C2013 新课标全国卷I 某几何体的三视图如图13 所示,则该几何体的体积为r2图 1一3A.16+8 n B.8+8 nC.16+16 冗 D.8+16 JI8.A 解析由三视图可知该组合体下半部分是一个半圆柱,上半部分是一个长方体,故体积为 V=2X 2X 4+|x n X22X 4=16+8n.7.D2 2013 新课标全国卷I 设等差数列区 的前n 项和为S n,若 S-=-2,Sm=0,Sm+i=3,贝 U m=()A.3 B.4 C.5 D.67.C 解析设首项为a i,公差为d,由题意可知am=S
5、mSki=2,a+=S.+iSm=3,故(1=,又 Sn,=0,故 ai=-a1n=-2,e c .m (m 1),八 .,m (m-1)八 一又 S m=m a i+-d=0,-2m+-=0 m=5.12.D2 2013 广东卷在等差数列 a j 中,已 知 心+不=1 0,则 3 a 5+a?=.12.20 解析方法一:a3+a8=2 a i+9 d=1 0,而 3a5+a7=3(ai+4d)+ai+6d=2(2a)+9d)=20.方法二:3a5+a7=2as+(as+a?)=2史+2证=2+或)=2(a3+a8)=20.20.M2,D2,D3,D5 2013 北京卷已知 4是由非负整数组
6、成的无穷数列,该数列前n项的最大值记为An,第n项之后各项H n+l,d n+2,的最小值记为Bn,&=4一Bn.(1)若&为 2,1,4,3,2,1,4,3,是一个周期为4 的数列(即对任意nN*,an+4=a n),与出 di,ch,ds,di 的值;设 d 是非负整数,证明:dn=-d(n =l,2,3,)的充分必要条件为 a j是公差为d的等差数列;(3)证明:若&=2,dn=l(n=l,2,3,),则 的项只能是1 或者2,且有无穷多项为 1.2 0.解:(l)di=d2=L d3=d4=3.(2)(充分性)因为 a j是公差为d 的等差数列,且 d 2 0,所以a W a z W
7、W aW.因此 A n=a n,Bn=an+i dn=anan+i=d(n =l,2,3,).(必要性)因为 d n=-d W 0(n=L 2,3,-).所以 A n =Bn +dn WBn.又因为 a n WA n,a n+1 2 Bn,所以 a n Wdn +l.于是,A n=an,Bn=an+i.因此 3n+l an=Bn-An=-&=d,即 劣 是公差为d 的等差数列.(3)因为 a 1=2,di=L 所以 A i=a 1=2,Bi=A i-di=l.故对任意n L an Bi=l.假设E (n 2 2)中存在大于2的项.设 m为满足圆 2 的最小正整数,则 m,2,并且对任意I Wk
8、 Qi,a k W2.又因为a 1=2,所以又T=2,且 A m=a 2,于 是,Bm=A n -&2 1 =1,Bm-1=I D是 d n,Bj 1.故 d m-l=A m-1 -1 =1,与&-1 =1 矛盾.所以对于任意n l,有&W 2,即非负整数列 的各项只能为1 或 2.因为对任意n l,a n W2=a i,所以A n=2.故 Bn =A n dn =2 1=1.因此对于任意正整数n ,存在m满足m n,且须=1,即数列 a 有无穷多项为1.1 7.DI、D2 2 0 1 3 全国卷等差数列瓜 前 n项和为S n.已知S 3=a:,且 S i,S2,一成等比数列,求 的通项公式.
9、1 7.解:设&的公差为d.由 S3=a L 得 3 a 2=a*故 a2=0 或 a2=3.由S i,S2,S”成等比数列得S f=S S.又 S i=a 2 d,S z=2 a 2 d,S.=4 a 2+2 d,故(2 a 2 d)2=(a 2d)(4 a 2+2 d).若 a 2=0,则 d=2 d 所以 d=0,此时S n =0,不合题意;若 出=3,则(6-d)2=(3 d)(12+2d),解得d=0 或 d=2.因此 的通项公式为a“=3或 a“=2n 1.20.D2、D4 120 13 山 东卷设等差数列瓜 的前n 项 和 为S.S4=4 S2,a2n=2an+L(1)求数列E
10、J的通项公式;o-L 1(2)设数列 bj的前n项和为T“,且 T +三=A(人为常数),令 ciXnG N*),求数列 c 的前n 项和R.2 0.解:(1)设等差数列 a0 的首项为a“公差为d.由 S1=4S2 a2n=2an+14 ai +6d =8 ai +4 d,得,ai+(2n 1)d=2a1+2(n 1)d+L解得 ai =l,d=2,因此 an=2n 1,n N”.山题意知 T n=入一 所以 n 22 时,bn=Tn T n-1=-2n 2/Af i 1故 C n=b 2 n=22n l=(n -1)匕J ,n N.所以 R =xg)+l x Q)+2 义 田+3 x(1)
11、+(n l)xg)则R=0X+1XQ2+2X两式相减得=i_ l+wnn-3 3 ,整理得R n=3 一 竽 所以数列9 的前n 项和R“=%43.16.D2,D3 20 13 四川卷 在等差数列 a j 中,ai+a3=8,且由为a?和 ag 的等比中项,求数列 a 的首项、公差及前n 项和.16.解:设该数列公差为d,前 n项和为S“,由已知可得2 a+2 d=8,(ai+3 d)2=(a,+d)(ad 8 d),所以 ai +d=4,d(d 3 ai)=0.解得a1=4,d=0 或 a1=l,d=3.即数列 aj的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3.所以,数列的前n项和S.=4 n
12、 或 S0=1 二16.D2,D5,B12120 13 新课标全国卷H等差数列 a j 的前n 项和为S”已知S u =0,S”=2 5,贝 i J n S”的最小值为.&力-i i,10 2 n310 n216.4 9 解析由已知,ai+ai o=O,ai+ai5=d=,a1=3,/.n S=-,o o o易 得 n=6 或 n=7 时,n Sn出现最小值.当 n=6 时,n S=4 8;n=7 时,n Sn=-4 9.故 n S 的最小值为一4 9.12.D2,D3 20 13 重庆卷已知 aj是等差数列,ai=l,公差d H O,S.为其前n项和,若 a 出,as 成等比数列,则 Ss=
13、.12.64 解析设数列区 的公差为d,由 a,az,诙成等比数列,得(l+d)2=l (1+4 d),解得d =2 或 d=0(舍去),所以S 8=8 X 1+铝 与 一 义 2=64.D 3等比数列及等比数列前n项和2 114.D3 E20 13 新课标全国卷I 若数列 a,的前n 项和S=-a+-,贝 I 4,的通项公式是O Oa=.9 1 9 1 2 214.(2)-1 解析因为S n=a0+刊,所以$“-|=铲 一+弹),一得=铲“一铲”2 1-1,即 a“=-2an-”又因为S i=ai=.ai+w a,=l,所以数列 a 是 以 1 为首项,一2 为公比的等比数列,所以a“=(2
14、)1.20.M2,D2,D3,D5 20 13 北京卷已知 aj是由非负整数组成的无穷数列,该数列前n 项的最大值记为A”,第 n 项之后各项a+i,a m,的最小值记为B“,d=AnB.若 为 2,1,4,3,2,1,4,3,,是一个周期为4的数列(即对任意n GN*,a+4 an),写出 d”d a,d a,d,的值;(2)设 d是非负整数,证明:d=-d(n=l,2,3,)的充分必要条件为 a“是公差为d的等差数列;证 明:若 一=2,d“=l(n=l,2,3,),则&的项只能是1 或者2,且有无穷多项为 L2 0.解:(l)d i=d2=l,d3=d i=3.(充分性)因为 是公差为d
15、的等差数列,且 心 0,所以ai Waz WW a.W.因此 A“=a“,B,.=a+i,d=aa+i=d(n=l,2,3,).(必要性)因为 d=d W0(n=l,2,3,).所以 A=B“+d n WBn.又因为a“W A”,H n +1所以 an Wan+1.于是,An=a”,Bn=an+i.因此 an+i an=Bn A=d=d,即 aj是公差为d的等差数列.(3)因为 a1=2,d i 1,所以 Ai=ai=2,Bi=Ai-d i=1.故对任意n 21,an Bi =l.假设凡 (G 2)中存在大于2 的项.设 m为满足为2 的最小正整数,则 m e 2,并且对任意aW2.又因为a
16、1=2,所以Am T=2,且 Am=am 2,于是,B(1 1=Amdm2 1=1,B.-i=min am,B.1.故 d m -1 =Am-|BmTn,且藐=1,即数列 有无穷多项为L1O.D3 2O13 北京卷若等比数列瓜 满足a2+ai=20,a3+a5=40,则公比q=_;前 n 项和Sn=.10.2 2n+,-2 解析Va3+a5=q(a2+a4),.*.40=20q,q=2,又 T a 2+a 4=aiq+aiq3=20,Aai=2,/.an=2n,ASn=2n+l2.3.D3 2013 江西卷等比数列x,3x+3,6x+6,的第四项等于()A.-2 4 B.0C.12 D.243
17、.A 解析(3x+3)2=x(6x+6)得 x=1 或 x=-3.当 x=-1 时,x,3x+3,6x+6分别为-1,0,0,则不能构成等比数列,所以舍去;当 x=-3 时,x,3x+3,6 x+6 分别为-3,-6,-1 2,且构成等比数列,则可求出第四个数为一24.14.D3 2013 江苏卷在正项等比数列 a,J中,a5=1,a6+a7=3.则满足ai+a?+&)泡2a”的最大正整数n 的值为.14.12 解析设 的公比为q.由 a5=J及 a$(q+q2)=3 得 q=2,所 以 为=,所 以3.6=1,3132,H i 1 =1,iHs时 a1+a2+anl.又 a】+az+ai2=
18、2 ,aia2,*ai2=26aia2-ai2,但 ai+a2d-|-ai3=28小&ai3=2。2,=25 2828,所以a1+a2T-Fai3 0,b 0)的左、右焦点分别为R,Fz,离心率为3,直线y=2 与 C 的两个交点间的距离为小.求 a,b;(2)设过艮的直线1 与 C 的左、右两支分别交于A,B 两点,且 1 AFJ=|BFJ,证明:|AFz|,|AB|,I BE I 成等比数列.2 1 .解:(1)由题设知=3,即 2=9,故 b 2=8 aLa a所以C 的方程为8 x2 y 2 =8 a2.将 y=2 代入上式,求得x=y a +;由题设知,2#,解得a?=l.所以 a=
19、1,b=2 y 2.(2)证明:由(1)知,F.(-3,0),2(3,0),C 的方程为 8/一/=8.由题意可设1的方程为y=k(x-3),|k|2 y 2,代入并化简得(k2-8)x2-6k2x+9 k2+8=0.设 A(xi,y i),B(X2,y 2),则Xi 1,X2 2 l,6k2 9 k2+8XI+X2=2.,X 1 X 2=k,8 .于是|AFi I=yj(xi+3)2+y i =yj(xi +3)2+8XI8 =(3 x1 +l),|BFi I=4(X2+3),+y;=M(X 2+3)2+8 x;8 =3 x2+1.9由|AFi|=|BFi|#(3 xi +l)=3 x 2+
20、1,即 xi+x2=6k 2 2 4 1 9故彩J=一可,解得产=三,从而X 1 X 2=一石.k o 3 y由于I AF2 I =yj(xi-3)2+y i=(xi -3)2+8 x?8=1 3 xi,I BF21=1(x23)2+y 2=,/(X2 3)2+8 x2 8=3X2L故|AB|=|AF2|-|BF/=2-3(XI+X2)=4,|AF2|,BFa|=3(xi+x2)9XIX21 =1 6.因而l AFj|BF2|=|AB|2,所以I AF2 I,I AB|,|BFz|成等比数列.46.D 3 2 0 1 3 全国卷已知数列 aj 满足3 a e+a“=0,a?=一W,则 a j
21、的 前 1 0 项和等于()A.-6(1-3-1 0)B.(l-31 0)C.3(1-3-1)D.3(1+3-,)6.C 解析由 3 a e+a n=0,得 a“#0(否则az=0)且-=一;,所以数列 an 是公比为an 34 X r (i v i1 1i-I -3 J r/i 1 0一勺的等比数列,代入a?可得a 1=4,故&。=-,=3 X =3(1 一3”1 +-L -31 7.D 3 2 0 1 3 陕 西 卷 设 瓜 是公比为q的等比数列.(1)推导 的前n 项和公式;(2)设 q W l,证 明 数 列 瓜+1 不是等比数列.1 7.解:(1)设瓜 的前n 项和为的当 q=l 时
22、,Sn=ai+a2d-Fan=n ai;当 q N l 时,Sn=ai+ai q+ai q2H-Fai qn-1,q Sn =ai q+ai q2H-Fad ,一得,(1 q)Sn=ai ai qn,n ai,q=l,U!匕,q W L1-q(2)假设a+1)是等比数列,则对任意的k N 卜,(ak+i +l)2=(ak+1)(ak+2+l),即 a;+i +2 ak+i+l=ak ak+2+ak+ak+2+l,即 a)q 十2 a1 q =a g ap 十a】q +ai q ,Vai 7 0,/.2 qk=qk-i+qk*.,q WO,A q22 q+l=0,,q=L 这与已知矛盾.假设不成
23、立,故 心+1 不是等比数列.1 6.D 2,D 3 2 0 1 3 四 川 卷 在 等 差 数 列 须 中,小+松=8,且.为 2 和 a9 的等比中项,求数列 劣 的首项、公差及前n 项和.1 6.解:设该数列公差为d,前 n项和为Sn,由已知可得2 ai+2 d=8,(ai +3 d)2=(ai +d)(ai+8 d),所以 a1 +d=4,d(d 3 ai)=0.解得a1 =4,d=0 或 a1 =l,d=3.即数列 aj 的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3.n 2 _所以,数列的前n项和S“=4 n 或 6)=.3.D 3 2 0 1 3 新课标全国卷H 等比数列 aj 的前
24、n 项和为Sn,已知S3=a2+1 0 a”a5=9,则 a i=()1 1 1 1A.B,-C.-D.-3.C 解析S:l=a2+1 0 ai ai+a2+a3=a2+1 0 at a:i=9 ai qL=9,a5=9 a3q =9a3=l a尸为=,故选C.q 91 2.D 2,D 3 2 0 1 3 重庆卷已知 aj 是等差数列,a 1=l,公差d WO,一为其前n项和,若 ai,a2,as 成等比数列,贝 I S,=_.1 2.64 解析设数列 a0 的公差为d,由 a”a2,成等比数列,得(1 +犷=1 (1 +4 d),解得 d =2 或 d =0(舍去),所以 Ss=8 X 1+
25、空*-X 2=6 4.D4数列求和1 7.D 4 E 2 0 1 3 江西卷正项数列 aj 的前 n 项和 S.满足:(n2+n-l)S-(n2+n)=0.求数列 aj 的通项公式a.;令 b 产数列 b j 的前n 项和为T“证明:对于任意的n G N*,都有T W?.(n+2)an 64解:(1)由 S:(r?+n 1)Sn(n?+n)=0,得氏一(1?+1 1)区+1)=0.由于凡 是正项数列,所以S)0,Sn=n2+n.于是 ai =Si =2,n 2 2 时,an=Sn-Sn-i=nJ+n(n l)2(n 1)=2 n.综上,数列 aj 的通项为a=2 n.(2)证明:由于 an=2
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