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高考数学二轮复习专题12 数列综合问题(2份打包,教师版+原卷版)
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1.(2022·全国乙理)嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行
的人造行星,为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,…,依此类推,其中 SKIPIF 1 < 0 .则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
1.答案 D 解析 因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,同理
SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;以此类推,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故A错误; SKIPIF 1 < 0 ,故B错误; SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误; SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.故选D.
2.(2022·北京) 己知数列 SKIPIF 1 < 0 各项均为正数,其前n项和 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .给出下列四个
结论:① SKIPIF 1 < 0 的第2项小于3;② SKIPIF 1 < 0 为等比数列;③ SKIPIF 1 < 0 为递减数列;④ SKIPIF 1 < 0 中存在小于 SKIPIF 1 < 0 的项.
其中所有正确结论的序号是__________.
2.答案 ①③④ 解析 由题意可知, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时,
由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,两式作差可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,①对;假设数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列,设其公比为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,不合乎题意,故数列 SKIPIF 1 < 0 不是等比数列,②错;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以,数列 SKIPIF 1 < 0 为递减数列,③对;假设对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,与假设矛盾,假设不成立,④对.故答案为①③④.
3.(2022·浙江) 已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
3.答案 B 解析 ∵ SKIPIF 1 < 0 ,易得 SKIPIF 1 < 0 ,依次类推可得 SKIPIF 1 < 0 ,由题意, SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,…, SKIPIF 1 < 0 ,累加可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,…, SKIPIF 1 < 0 ,累加可得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;综上: SKIPIF 1 < 0 .故选B.
【题型突破】
题型一 数列求和
1.若数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,n2+n)))的前n项和为eq \f(10,11),则n的值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
1.答案 B 解析 ∵eq \f(1,n2+n)=eq \f(1,nn+1)=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),∴Sn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1)))=1-eq \f(1,n+1)=
eq \f(n,n+1),由eq \f(n,n+1)=eq \f(10,11)可知n=10.故选B.
2.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a9=eq \f(1,2)a12+6,a2=4,则数列{eq \f(1,Sn)}的前10项和为( )
A.eq \f(11,12) B.eq \f(10,11) C.eq \f(9,10) D.eq \f(8,9)
2.答案 B 解析 设等差数列{an}的公差为d,由a9=eq \f(1,2)a12+6及等差数列的通项公式得a1+5d=12,
又a2=4,∴a1=2,d=2,∴Sn=n2+n,∴eq \f(1,Sn)=eq \f(1,nn+1)=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),∴eq \f(1,S1)+eq \f(1,S2)+…+eq \f(1,S10)=(1-eq \f(1,2))+(eq \f(1,2)-eq \f(1,3))+…+(eq \f(1,10)-eq \f(1,11))=1-eq \f(1,11)=eq \f(10,11).选B.
3.在数列{an}中,an=eq \f(1,n+1)+eq \f(2,n+1)+…+eq \f(n,n+1),又bn=eq \f(2,anan+1),则数列{bn}的前n项和为________.
3.答案 eq \f(8n,n+1) 解析 因为an=eq \f(\f(nn+1,2), n+1 )=eq \f(n,2),所以bn=eq \f(8,nn+1)=8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1))).所以b1+b2+…+bn=
8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)+\f(1,2)-\f(1,3)+…+\f(1,n)-\f(1,n+1)))=eq \f(8n,n+1).
4.已知数列{an}满足:an+1=an(1-2an+1),a1=1,数列{bn}满足:bn=an·an+1,则数列{bn}的前2 017项
的和S2 017=________.
4.答案 eq \f(2 017,4 035) 解析 由an+1=an(1-2an+1),可得eq \f(1,an+1)-eq \f(1,an)=2,所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是首项为1,公差为2的
等差数列,故eq \f(1,an)=1+(n-1)×2=2n-1,所以an=eq \f(1,2n-1).又bn=an·an+1=eq \f(1,2n-12n+1)=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1))),所以S2 017=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)+\f(1,3)-\f(1,5)+…+\f(1,4 033)-\f(1,4 035)))=eq \f(1,2)×eq \f(4 034,4 035)=eq \f(2 017,4 035).
5.在等差数列{an}中,a3+a5+a7=6,a11=8,则数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an+3·an+4)))的前n项和为( )
A.eq \f(n+1,n+2) B.eq \f(n,n+2) C.eq \f(n,n+1) D.eq \f(2n,n+1)
5.答案 C 解析 因为a3+a5+a7=6,所以3a5=6,a5=2,又a11=8,所以等差数列{an}的公差d=eq \f(a11-a5,11-5)
=1,所以an=a5+(n-5)d=n-3,所以eq \f(1,an+3·an+4)=eq \f(1,n(n+1))=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),因此数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an+3·an+4)))的前n项和为1-eq \f(1,2)+eq \f(1,2)-eq \f(1,3)+…+eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1)=1-eq \f(1,n+1)=eq \f(n,n+1),故选C.
6.设数列{(n2+n)an}是等比数列,且a1=eq \f(1,6),a2=eq \f(1,54),则数列{3nan}的前15项和为________.
6.答案 eq \f(15,16) 解析 等比数列{(n2+n)an}的首项为2a1=eq \f(1,3),第二项为6a2=eq \f(1,9),故公比为eq \f(1,3),所以(n2+n)an
=eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)=eq \f(1,3n),所以an=eq \f(1,3n(n2+n)),则3nan=eq \f(1,n2+n)=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),其前n项和为1-eq \f(1,n+1),n=15时,为1-eq \f(1,16)=eq \f(15,16).
7.已知数列{an}满足:an+1=an(1-2an+1),a1=1,数列{bn}满足:bn=an·an+1,则数列{bn}的前2 017项
的和S2 022=________.
7.答案 eq \f(2 022,4 045) 解析 由an+1=an(1-2an+1),可得eq \f(1,an+1)-eq \f(1,an)=2,所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是首项为1,公差为2的等
差数列,故eq \f(1,an)=1+(n-1)×2=2n-1,所以an=eq \f(1,2n-1).又bn=an·an+1=eq \f(1,2n-12n+1)=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1))),所以S2 022=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)+\f(1,3)-\f(1,5)+…+\f(1,4 043)-\f(1,4 045)))=eq \f(1,2)×eq \f(4 044,4 045)=eq \f(2 022,4 045).
8.已知数列{an}满足2a1+22a2+…+2nan=n(n∈N*),数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,lg2anlg2an+1)))的前n项和为Sn,则
S1·S2·S3·…·S10=( )
A.eq \f(1,10) B.eq \f(1,5) C.eq \f(1,11) D.eq \f(2,11)
8.答案 C 解析 ∵2a1+22a2+…+2nan=n(n∈N*),∴2a1+22a2+…+2n-1an-1=n-1(n≥2),两式相
减得2nan=1(n≥2),a1=eq \f(1,2)也满足上式,故an=eq \f(1,2n),故eq \f(1,lg2anlg2an+1)=eq \f(1,n(n+1))=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),Sn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1)))=1-eq \f(1,n+1)=eq \f(n,n+1),∴S1·S2·S3·…·S10=eq \f(1,2)×eq \f(2,3)×eq \f(3,4)×…×eq \f(9,10)×eq \f(10,11)=eq \f(1,11),故选C.
9.已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(1,n+1\r(n)+n\r(n+1))(n∈N*),其前n项和为Sn,则在数列S1,S2,…,
S2 020中,有理数项的项数为( )
A.42 B.43 C.44 D.45
9.答案 B 解析 an=eq \f(1,n+1\r(n)+n\r(n+1))=eq \f(1,\r(nn+1)\r(n+1)+\r(n))=eq \f(\r(n+1)-\r(n),\r(nn+1))=eq \f(1,\r(n))-eq \f(1,\r(n+1)),所以
Sn=eq \i\su(i=1,n,a)i=1-eq \f(1,\r(n+1)).442<2 021<452,所以[eq \r(n+1)]min=2,[eq \r(n+1)]max=44,即S1,S2,…,S2 021共有43个有理项.故选B.
10.已知数列{an}:eq \f(1,2),eq \f(1,3)+eq \f(2,3),eq \f(1,4)+eq \f(2,4)+eq \f(3,4),…,eq \f(1,10)+eq \f(2,10)+eq \f(3,10)+…+eq \f(9,10),…,若bn=eq \f(1,anan+1),那么数列{bn}的前
n项和Sn为( )
A.eq \f(n,n+1) B.eq \f(4n,n+1) C.eq \f(3n,n+1) D.eq \f(5n,n+1)
10.答案 B 解析 ∵an=eq \f(1+2+3+…+n,n+1)=eq \f(n,2),∴bn=eq \f(1,anan+1)=eq \f(4,nn+1)=4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1))),∴Sn=
4eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+…+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1)))))=4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,n+1)))=eq \f(4n,n+1).
11.已知函数f(x)=xα的图象过点(4,2),令an=eq \f(1,f(n+1)+f(n)),n∈N*.记数列{an}的前n项和为Sn,则S2 019
=( )
A.eq \r(2 018)-1 B.eq \r(2 019)-1 C.eq \r(2 020)-1 D.eq \r(2 020)+1
11.答案 C 解析 由f(4)=2可得4α=2,解得α=eq \f(1,2),则f(x)=x SKIPIF 1 < 0 .∴an=eq \f(1,f(n+1)+f(n))=eq \f(1,\r(n+1)+\r(n))=
eq \r(n+1)-eq \r(n),S2 019=a1+a2+a3+…+a2 019=(eq \r(2)-eq \r(1))+(eq \r(3)-eq \r(2))+(eq \r(4)-eq \r(3))+…+(eq \r(2 019)-eq \r(2 018))+(eq \r(2 020)-eq \r(2 019))=eq \r(2 020)-1.
12.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2+4n,若首项为eq \f(1,3)的数列{bn}满足eq \f(1,bn+1)-eq \f(1,bn)=an,则数列{bn}
的前10项和为( )
A.eq \f(175,264) B.eq \f(39,88) C.eq \f(173,264) D.eq \f(181,264)
12.答案 A 解析 由Sn=n2+4n,可得an=2n+3,根据eq \f(1,bn+1)-eq \f(1,bn)=an=2n+3,结合题设条件,应用累
加法可求得eq \f(1,bn)=n2+2n,所以bn=eq \f(1,n2+2n)=eq \f(1,n(n+2))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+2))),所以数列{bn}的前n项和为Tn=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)+\f(1,2)-\f(1,4)+…+\f(1,n)-\f(1,n+2)))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)-\f(1,n+1)-\f(1,n+2))),所以T10=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)-\f(1,11)-\f(1,12)))=eq \f(175,264),故选A.
13.若数列{an}的通项公式为an=2n+2n-1,则数列{an}的前n项和为( )
A.2n+n2-1 B.2n+1+n2-1 C.2n+1+n2-2 D.2n+n-2
13.答案 C 解析 Sn=a1+a2+a3+…+an=(21+2×1-1)+(22+2×2-1)+(23+2×3-1)+…+(2n+
2n-1)=(2+22+…+2n)+2(1+2+3+…+n)-n=eq \f(21-2n,1-2)+2×eq \f(nn+1,2)-n=2(2n-1)+n2+n-n=2n+1+n2-2.
14.若数列{an}的通项公式是an=(-1)n·(3n-2),则a1+a2+…+a12=( )
A.18 B.15 C.-18 D.-15
14.答案 A 解析 记bn=3n-2,则数列{bn}是以1为首项,3为公差的等差数列,所以a1+a2+…+
a11+a12=(-b1)+b2+…+(-b11)+b12=(b2-b1)+(b4-b3)+…+(b12-b11)=6×3=18.
15.已知数列{an}满足a1=1,an+1·an=2n(n∈N*),Sn是数列{an}的前n项和,则S2 020=( )
A.22 020-1 B.3×21 010-3 C.3×21 010-1 D.3×22 020-2
15.答案 B 解析 依题意得an·an+1=2n,an+1·an+2=2n+1,于是有eq \f(an+1·an+2,an·an+1)=2,即eq \f(an+2,an)=2,数列a1,
a3,a5,…,a2n-1,…是以a1=1为首项、2为公比的等比数列;数列a2,a4,a6,…,a2n,…是以a2=2为首项、2为公比的等比数列,于是有S2 020=(a1+a3+a5+…+a2 019)+(a2+a4+a6+…+a2 020)=eq \f(1-21 010,1-2)+eq \f(21-21 010,1-2)=3×21 010-3,故选B.
16.已知函数f(n)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(n2,n为奇数,,-n2,n为偶数,))且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100等于( )
A.0 B.100 C.-100 D.10 200
16.答案 B 解析 由题意,得a1+a2+a3+…+a100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002
-1002+1012=(12-22)+(32-22)+(32-42)+…+(992-1002)+(1012-1002)=-(1+2)+(3+2)-(4+3)+…-(99+100)+(101+100)=-(1+2+…+99+100)+(2+3+…+100+101)=-50×101+50×103=100.故选B.
17.已知函数f(n)=n2cs(nπ),且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100=________.
17.答案 -100 解析 a1+a2+…+a100=[f(1)+f(2)]+[f(2)+f(3)]+…+[f(99)+f(100)]+[f(100)+f(101)]
=2[f(1)+f(2)+f(3)+…+f(100)]-f(1)+f(101)=2(-11+22-32+42+…-992+1002)+1-1012
=2[(22-1)+(42-32)+…+(1002-992)]+1-1012=2(3+7+11+…+199)+1-1012
=2×eq \f(3+199,2)×50+1-1012=-100.
18.已知公比不为1的等比数列{an}的前5项积为243,且2a3为3a2和a4的等差中项.若数列{bn}满足bn
=lg3an+2(n∈N*),则数列{an+bn}的前n项和Sn=________.
18.答案 eq \f(3n-1,6)+eq \f(nn+1,2) 解析 由前5项积为243得a3=3.设等比数列{an}的公比为q(q≠1),由2a3
为3a2和a4的等差中项,得3×eq \f(3,q)+3q=4×3,由公比不为1,解得q=3,所以an=3n-2,故bn=lg3an+2=n,所以an+bn=3n-2+n,数列{an+bn}的前n项和Sn=3-1+30+31+32+…+3n-2+1+2+3+…+n=eq \f(3-11-3n,1-3)+eq \f(nn+1,2)=eq \f(3n-1,6)+eq \f(nn+1,2).
19.已知数列{an}的通项公式为an=lg(n+1)(n+2)(n∈N*),我们把使乘积a1·a2·a3·…·an为整数的n叫做“优
数”,则在(0,2 018]内的所有“优数”的和为( )
A.1 024 B.2 012 C.2 026 D.2 036
19.答案 C 解析 a1·a2·a3·…·an=lg23·lg34·lg45·…·lg(n+1)(n+2)=lg2(n+2)=k,k∈Z,令00,f(n)递增,当n≥5时,f(n+1)-f(n)1 024
的最小n的值为 .
36.答案 9 解析 由数列{an}的前n项和为Sn=2n+1-2,则当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1-2-2n+2
=2n,a1=S1=2,满足上式,所以bn=lg2(aeq \\al(2,n)· SKIPIF 1 < 0 )=lg2aeq \\al(2,n)+lg2 SKIPIF 1 < 0 =2n+2n,所以数列{bn}的前n和为Tn=eq \f(n(2+2n),2)+eq \f(2(1-2n),1-2)=n(n+1)+2n+1-2,当n=9时,T9=9×10+210-2=1 112>1 024,当n=8时,T8=8×9+29-2=5821 024的最小n的值为9.
37.已知数列{an}的前n项和为Sn=2n+1+m,且a1,a4,a5-2成等差数列,bn=eq \f(an,an-1an+1-1),数列
{bn}的前n项和为Tn,则满足Tn>eq \f(2 017,2 018)的最小正整数n的值为( )
A.11 B.10 C.9 D.8
37.答案 B 解析 根据Sn=2n+1+m可以求得an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m+4,n=1,,2n,n≥2,))所以有a1=m+4,a4=16,a5=32,
根据a1,a4,a5-2成等差数列,可得m+4+32-2=32,从而求得m=-2,所以a1=2满足an=2n,从而求得an=2n(n∈N*),所以bn=eq \f(an,an-1an+1-1)=eq \f(2n,2n-12n+1-1)=eq \f(1,2n-1)-eq \f(1,2n+1-1),所以Tn=1-eq \f(1,3)+eq \f(1,3)-eq \f(1,7)+eq \f(1,7)-eq \f(1,15)+…+eq \f(1,2n-1)-eq \f(1,2n+1-1)=1-eq \f(1,2n+1-1),令1-eq \f(1,2n+1-1)>eq \f(2 017,2 018),整理得2n+1>2 019,解得n≥10.
38.已知数列{an}满足060.
39.已知数列{nan}的前n项和为Sn,且an=2n,且使得Sn-nan+1+50eq \f(1,4),得0
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