重难点08七种数列数学思想方法(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版).docx
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1、重难点08 七种数列数学思想方法(核心考点讲与练)能力拓展题型一:函数与方程思想一、单选题1(2022全国高三专题练习)数列满足:,则()ABCD【答案】D【分析】根据题意设,利用导数讨论函数的单调性,进而得出在上恒成立,作出图象,结合图象即可得出结果.【详解】由题意知,设,则,所以函数在上单调递增,又,所以在上恒成立,即在上恒成立,画出函数和的图象,如图,由图象可得,故选:D.2(2022全国高三专题练习)若数列满足,记数列的前项和为,则()A时,是递减数列B时,是递增数列C时,D时,【答案】C【分析】设,根据导数判断出当时,成立,从而可判断选项A;当时,由此可判断选项B;结合蛛网图可判断选
2、项C;根据时,数列单调递减,同时结合C中结论可判断选项D.【详解】设,则,若,则,所以存在,使所以,此时,又,所以,即,当时,所以时,所以选项A错误;易知函数是奇函数,因为时,所以时,即,当时, ,所以时,所需选项B错误;要证,只需证,即证 即只需证,所以只需证,由结合蛛网图,可得到,所以,所以选项C正确;因为所以时,即,当时,所以数列单调递减,且当时,同时结合C中结论可推出选项D错误.故选C3(2022全国高三专题练习)已知数列的前n项和为,若是公差为d()的等差数列,则()ABCD【答案】D【分析】由已知可得,对于AB,令,可得,即,由于正负不确定,无法比较大小;对于CD,令,可得,即,令
3、,可得,即,作差法比较,进而得到选项.【详解】是公差为d()的等差数列,其首项为,即对于AB,当时,整理得:,即当时,;当时,;故AB错误;对于CD,当时,整理得:,又,当时,整理得:,即,显然为减函数,且,又,即,故D正确;故选:D4(2021浙江高三阶段练习)已知各项都为正数的数列满足,给出下列三个结论:若,则数列仅有有限项;若,则数列单调递增;若,则对任意的,陼存在,使得成立则上述结论中正确的为()ABCD【答案】A【分析】对于,利用数列的单调性,通过累加法即可作出判断;对于,先证明,再借助作差法即可得到结果;对于,判断数列是有界的还是发散的即可.【详解】对于,又数列各项都为正数,数列单
4、调递减,;,即,即,即,而为定值,数列仅有有限项,命题正确;对于,先用数学归纳法证明.(1)当时,显然成立;(2)假设时,则,记,在上单调递增,对,都有.,又在上单调递增,又,数列单调递增,命题正确;对于,即,又,显然存在上界,即存在上界,命题错误.故选:A【点睛】方法点睛:递推关系显然无法确定通项,从而要从项间关系切入,利用单调性、最值、周期性等,结合放缩思想即可得到结果.二、多选题5(2022全国高三专题练习)设是公差为的无穷等差数列的前项和,则下列命题正确的是()A若,则数列有最大项B若数列有最大项,则C若数列对任意的,恒成立,则D若对任意的,均有,则恒成立【答案】ABD【分析】由等差数
5、列的前项和公式可得,可看作关于的二次函数且,对于选项和,根据二次函数的性质即可判断正误;对于选项,举出反例,即可判断正误;对于选项,由并结合二次函数性质,即可得出,即可判断正误,从而得出答案.【详解】解:由于等差数列前项和公式,对于选项,若,则有最大值,则数列有最大项,故选项正确;对于选项,当数列有最大项,则对应的二次函数有最大值时,可知,故选项正确;对于选项,令,对任意的,则数列递增,满足恒成立,但,故选项错误;对于选项,若对任意的,均有,则,则必为递增数列,故选项正确.综上可知,正确的命题是ABD.故选:ABD.【点睛】本题考查等差数列的前项和公式的应用,可看成关于的二次函数,然后利用二次
6、函数的性质解决问题,考查逻辑推理能力和函数思想.6(2020全国高三专题练习)等差数列an的前n项的和为Sn,公差,和是函数的极值点,则下列说法正确的是()A38BCD【答案】ACD【解析】首先根据和是函数的极值点,可以计算出数列的公差以及首项即可得出答案【详解】由题得,令,又因为公差,所以,,所以,经计算,.所以故选:ACD.【点睛】本题主要考查了极值点以及等差数列的通项式和前项和,属于基础题。三、填空题7(2022全国高三专题练习)已知:为整数且,则n的最小值为_【答案】5【分析】根据题意,由小到大代入整数n的值验证得出答案.【详解】根据题意,.时,题中等式化简为所以可看成是方程的两个实数
7、解而方程的判别式为,显然方程的判别式为开不尽的数所以上述方程无整数解,即不符合题意;时,题中等式化为根据题意,可设,且为整数,又同时为负整数时, 此时得显然不存在满足题目条件的,即同时为负整数时不符合题意;同时为正数时,得 ,此时,显然不满足条件;三个数中有一个为0时,情况与相同所以时,不符合题意;时,同上可设由 知,当 均为整数时, ,显然不符合题意当存在负数时, ,此时有同时的分析方法,不存在符合条件的.所以,不符合题意;时,取,此时满足题中条件所以满足条件的n的最小值为5.故答案为:5.8(2022浙江龙港中学高三阶段练习)等差数列满足,则的取值范围是_【答案】【分析】由题设可得,令则,
8、可得,将问题转化为在上有解,利用二次函数性质求t范围即可.【详解】由题设,即,当时,为常数列,显然有矛盾,故,令,则,所以,令,则在上有解,又开口向上且对称轴为,当,即时,满足要求;当时,又,满足要求;综上,.故答案为:9(2022全国高三专题练习)在数列中,若不等式对任意的恒成立,则实数的取值范围是_【答案】【分析】由已知得,运用累加法求得,代入不等式,由恒成立思想可得答案.【详解】解:时,即,又时,也符合上式,不等式化为,故答案为:.10(2022全国高三专题练习)某新学校高一、高二、高三共有学生1900名,为了了解同学们对学校关于对手机管理的意见,计划采用分层抽样的方法,从这1900名学
9、生中抽取一个样本容量为38的样本,若从高一、高二、高三抽取的人数恰好组成一个以为公比的等比数列,则此学校高一年级的学生人数为_人【答案】900【分析】假设高一、高二、高三抽取人数分别为,根据抽取的容量可得,然后简单计算,即可得到高一人数.【详解】因为高一、高二、高三抽取的人数恰好组成一个以为公比的等比数列设从高二年级抽取的学生人数为人,则从高二、高三年级抽取的人数分别为.由题意可得,所以. 设我校高一年级的学生人数为N,再根据,求得.故答案为:【点睛】本题考查分层抽样的应用,熟悉分层抽样的概念以及基本量的计算是解题关键.四、解答题11(2022河北模拟预测)已知数列的前n项和为,且(1)求数列
10、的通项公式:(2)设,求数列的最大项【答案】(1)(2)【分析】(1)先令,求出,然后利用,代入便可求的通项公式.(2)求导后分析单调性,便可知数列的最值.(1)解:由题意得:当时,当时,解得故数列的通项公式(2)由(1)可知:设函数则令,解得,可知当时,单调递增;当时,单调递减;可以看成函数取正整数时的离散的点.因为为整数,故或,有为数列的最大值.故数列的最大项为:12(2022全国高三专题练习)等比数列的前项和为,已知对任意的,点,均在函数且,均为常数)的图象上.(1)求的值;(2)当时,记,求数列的前项和;(3)由(2),是否存在最小的整数,使得对于任意的,均有,若存在,求出的值,若不存
11、在,说明理由.【答案】(1).(2).(3)存在,.【分析】(1)由已知得,由求得 ,再根据等比数列的定义可求得答案;(2)由(1)求得数列,再运用错位相减法求得答案;(3)运用作差法判断出数列的单调性,由此可得答案.(1)解:因为对任意的,点,均在函数且,均为常数)的图象上,所以得,当时,当时,又因为为等比数列,公比为,所以,解得,首项, ;(2)解:当时,则,两式相减,得, ;(3)解:若使得对于任意的,都成立,即对于任意的,都成立,又,的最大值在时取得,最大值为2,所以存在这样的符合题意.题型二:数形结合思想一、单选题1(2022全国高三专题练习)记为数列的前项和,已知点在直线上,若有且
12、只有两个正整数n满足,则实数k的取值范围是()ABCD【答案】C【解析】由已知可得数列为等差数列,首项为8,公差为-2,由等差数列的前n项和公式可得,由二次函数的性质可得或5时,取得最大值为20,根据题意,结合二次函数的图象与性质即可求得k的取值范围【详解】解:由已知可得,由,所以数列为等差数列,首项为8,公差为-2,所以,当n=4或5时, 取得最大值为20,因为有且只有两个正整数n满足,所以满足条件的和,因为,所以实数k的取值范围是故选:C【点睛】方法点睛:最值范围问题常用的方法有:(1)函数单调性法;(2)数形结合法;(3)导数法;(4)基本不等式法.要根据已知灵活选择合适的方法求解.2(
13、2020黑龙江牡丹江一中高三阶段练习(理)定义.若函数,数列满足(),若是等差数列,则的取值范围是()ABCD【答案】C【解析】求得的解析式,根据是等差数列,取得的取值范围.【详解】由于定义,而函数,由解得或,画出的图像如下图所示,由图可知.由于数列满足(),且是等差数列.当时,推辞类推,数列 是首项为,公差为的等差数列,符合题意.当时,要使是公差为的等差数列,则需,解得或不符合.由,解得或.则当时,为常数列;当时,为常数列.此时为等差数列.当时,由于,故不能构成公差为的等差数列,也不是常数列,不符合题意.综上所述,的取值范围是故选:C【点睛】本小题主要考查分段函数解析式的求法,考查等差数列的
14、知识的运用,属于中档题.二、填空题3(2020全国高三专题练习)已知,(为自然对数的底数),若在上恒成立,则实数的取值范围为_.【答案】【分析】先设,则在上恒成立等价于在上恒成立,在直角坐标系中画出函数,的图像,结合图像,进而可求出结果.【详解】设,则在上恒成立等价于在上恒成立,在直角坐标系中分别画出,的图象,函数与都过点,又当时,函数与函数相交于,当时,函数与函数相交于点,根据条件得图象如下图所示,显然函数,过定点,由图象易得,当时,将函数旋转到过点时,函数的斜率为,所以时,在上恒成立,所以实数的取值范围为:.【点睛】本题主要考查分段函数的问题,考查数形结合的思想,熟记分段函数的性质等即可,
15、属于常考题型.4(2020山西长治高三阶段练习(理)定义R在上的函数为奇函数,并且其图象关于x1对称;当x(0,1时,f(x)9x3若数列an满足anf(log2(64+n)(nN+);若n50时,当Sna1+a2+an取的最大值时,n_【答案】26【解析】先由函数的奇偶性和对称性求得函数的周期,再根据函数的值域及对数运算求得及时的取值范围,即可求得取得最大值时的值.【详解】因为函数为奇函数,所以,又因为其图象关于直线x1对称,所以,即,所以,可得即函数f(x)是周期为4的周期函数,因为当x(0,1时,f(x)9x3,所以,因为函数为上的增函数,所以当时,,当时,作出函数在上的图象如图所示:所
16、以当时,,当时,,由周期性可得:x(6,)时,f(x)0x(,)时,f(x)0f()f()0因为,所以6log2(64+n)log21147而当6log2(64+n)时,an0即当6464+n6490.496,an0n26时,an0当27n50时,log2(64+n)log21147,此时an0,当n26时,Sna1+a2+an取的最大值故答案为:【点睛】本题考查函数奇偶性、图象的对称性、函数的周期性,对数的运算及数列前n项和的最值问题;考查学生的运算求解能力、抽象概括能力、分类讨论思想和数形结合思想;属于综合型、难度大型试题.题型三:分类与整合思想一、单选题1(2022北京北大附中高三开学考
17、试)在等比数列中,记(,2,).则数列()A有最大项,有最小项B有最大项,无最小项C无最大项,有最小项D无最大项,无最小项【答案】A【分析】根据题意易求得等比数列的公比,设数列为等比数列的奇数项(,2,),则数列是以为首项,为公比的等比数列,再分奇偶讨论数列的项,即可得出结论.【详解】解:设等比数列的公比为,则,所以,设数列为等比数列的奇数项(,2,),则数列是以为首项,为公比的等比数列,则,所以,当时,当时,当为奇数时,因为,所以,当为偶数时,因为,所以,综上所述,数列有最大项和最小项.故选:A.2(2022全国高三专题练习)数列的通项,其前项和为,则S18为()A173B174C175D1
18、76【答案】B【分析】化简可得,讨论取不同值时的通项公式,并项求和.【详解】当 时,;时,;时, 所以 故选:B3(2022全国高三专题练习)已知数列满足,且,则该数列的前9项之和为()A32B43C34D35【答案】C【分析】讨论为奇数、偶数的情况数列的性质,并写出对应通项公式,进而应用分组求和的方法求数列的前9项之和.【详解】,当为奇数时,则数列是常数列,;当为偶数时,则数列是以为首项,公差为的等差数列,.故选:C4(2022全国高三专题练习)在正整数数列中,由1开始依次按如下规则取它的项:第一次取1;第二次取2个连续偶数2,4;第三次取3个连续奇数5,7,9;第四次取4个连续偶数10,1
19、2,14,16;第五次取5个连续奇数17,19,21,23,25,按此规律取下去,得到一个子数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,19,则在这个子数列中第2 020个数是()A3976B3974C3978D3973【答案】A【分析】根据题意分析出第次取个数,前次共取个数,且第n次取的最后一个数为n2,然后算出前次共取了个数,从而能得到数列中第2 020个数是3976.【详解】由题意可得,奇数次取奇数个数,偶数次取偶数个数,前n次共取了个数,且第n次取的最后一个数为n2,当时,即前63次共取了个数,第63次取的数都为奇数,并且最后一个数为,即第2 016个数为3 969,所以
20、当n64时,依次取3 970,3 972,3 974,3 976,所以第2 020个数是3 976.故选:A.二、多选题5(2021江苏常州高三阶段练习)数列满足,其前项和为,下列选项中正确的是()A数列是公差为的等差数列B除以的余数只能为或C满足的的最大值是D【答案】ABD【分析】由题意,可得,再由叠加法求出的通项公式,进而求的通项公式,可判断A;再求的前项和代数式可判断D,分别令为奇数,偶数两种情况判断B;令,求出的最大值,判断出C,从而选出答案【详解】解:,可得,可得,则,所以为公差为2的等差数列,所以A正确;可得,当时,则,显然除以4的余数为1;当,则,可得除以4的余数为0,所以B正确
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