- 数列与函数的综合
- 共73题
22.已知数列与
满足
,
.
(1)若,且
,求数列
的通项公式;
(2)设的第
项是最大项,即
(
),求证:数列
的第
项是最大项;
(3)设,
(
),求
的取值范围,使得
有最大值
与最小值
,且
.
正确答案
(1)
(2)详见解析
(3)
解析
因为,
,所以
,即
.
故的第
项是最大项.
(3)因为,所以
,
当时,
.
当时,
,符合上式.
所以.
因为,所以
,
.
①当时,由指数函数的单调性知,
不存在最大、最小值;
②当时,
的最大值为
,最小值为
,而
;
③当时,由指数函数的单调性知,
的最大值
,最小值
,由
及
,得
.
综上,的取值范围是
.
知识点
5.等比数列中,
,则数列
的前10项和等于( )
正确答案
解析
等比数列中,,
所以=
,所以选C
考查方向
解题思路
利用等比数列项和项数的关系,进而求解
易错点
利用等比数列前N项和公式求解,找a1和公比q,使试题复杂。
知识点
17.设{an}是公比大于1的等比数列,Sn为数列{an}的前n项和.已知S3=7且a1+3,3a2,a3+4构成等差数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)令bn=lnan,n=1,2,…,求数列{bn}的前n项和Tn.
正确答案
(Ⅰ);
(Ⅱ).
解析
(I)设{an}是公比q大于1的等比数列,∵a1+3,3a2,a3+4构成等差数列,
∴6a2=a3+4+a1+3,化为6a1q=+7+a1,又S3=a1(1+q+q2)=7,
联立解得a1=1,q=2.∴an=2n﹣1.
(II)bn=lnan=(n﹣1)ln2,∴数列{bn}的前n项和Tn=ln2.
考查方向
解题思路
(Ⅰ)由于是
公比大于
的等比数列,
且
构成等差数列,不难构造基本量
的方程组,通过解方程组求得
的值,进而求出通项公式;
(Ⅱ)把第(Ⅰ)问求得的代入
化简可得
,显然是等差数列,通过等差数列的前
项和公式即可得解.
易错点
本题在第二问构造中易出现错误
知识点
16.数列满足
,若
为等比数列,则
的取值范围是_______
正确答案
解析
第一种情况:当时,则
,不能构成等比数列;
第二种情况:当时,
,在此基础上再来看
与
的大小当
时,
,不能构成等比数列;当
时,
,
,
,
…由此得到后面各项应该都满足
,所以能够使得数列为一个公比为2的等比数列,所以得到
考查方向
解题思路
由分段函数可知,若数列为等比数列,则它的公比为2,要使得数列是公比为2的等比数列,则从数列的第二项开始,都应该满足分段函数的2式,也就是
易错点
不能理解分段函数的意思
知识点
12.数列{an}的通项公式为an =,关于{an}有如下命题:
①{an}为先减后增数列;
②{an}为递减数列:
③
④
其中正确命题的序号为
正确答案
解析
先取对数得,
由此可知an的单调性与的相同,
故此先研究的单调性。
构造函数(x>0),
,
所以,
由此可知,
单调递增,
又因,
所以,
因此函数单调递减,
故{an}为递减数列,
且,
故选C。
考查方向
本题主要考查了数列的单调性与有界性
解题思路
首先取对数得,由此可知an的单调性与
的相同,故此先研究
的单调性。构造函数
,通过二次求导便可研究它的单调性,进而得到数列的有界性。
易错点
对于数列单调性无从下手。
知识点
16.已知各项均为正数的数列
满足
若
则数列
的前六项和等于
正确答案
解析
,
,
,同理得
,
考查方向
解题思路
本题属于简单题,
(1)逐一写出数列各项
(2)找出规律后,求和
易错点
计算过程易忽略数列当中的规律
知识点
20.若实数数列满足
,则称数列
为“
数列”.
(1)若数列是
数列,且
,求
,
的值;
(2) 求证:若数列是
数列,则
的项不可能全是正数,也不可能全是负数;
(3) 若数列为
数列,且
中不含值为零的项,记
前
项中值为负数的项的个数为
,求
所有可能取值.
正确答案
(1)
(2)见解析
(3)
解析
(1)因为是
数列,且
所以,
所以,
所以,解得
,
所以.
(2) 假设数列
的项都是正数,即
,
所以,
,与假设矛盾.
故数列
的项不可能全是正数,
假设数列
的项都是负数,
则而
,与假设矛盾,
故数列
的项不可能全是负数
(3)由(Ⅱ)可知数列
中项既有负数也有正数,
且最多连续两项都是负数,最多连续三项都是正数.
因此存在最小的正整数满足
(
).
设,则
.
,
故有, 即数列
是周期为9的数列
由上可知这9项中
为负数,
这两项中一个为正数,另一个为负数,其余项都是正数.
因为,
所以当时,
;
当时,
这
项中至多有一项为负数,而且负数项只能是
,
记这
项中负数项的个数为
,
当时,若
则
,故
为负数,
此时,
;
若则
,故
为负数.
此时,
,
当时,
必须为负数,
,
,
综上可知的取值集合为
。
考查方向
本题主要考察了数列中项的问题,属于难题,是高考的热点,解决此类题的关键:是会对数列中的项进行分析。
易错点
1、本题易在对数列中的项分析不全面出现错误 。
2、对数列中项的性质研究不全面出现错误。
知识点
已知函数(
为常数,
且
),且数列
是首项为4,公差为2的等差数列.
(1)求证:数列是等比数列;
(2) 若,当
时,求数列
的前
项和
的最小值;
(3)若,问是否存在实数
,使得
是递增数列?若存在,求出
的范围;若不存在,说明理由.
正确答案
(1) 证:由题意,
即,
∴
∴.
∵常数且
,∴
为非零常数,
∴数列是以
为首项,
为公比的等比数列.
(2) 当时,
,
,
所以
因为,所以,
是递增数列,
因而最小值为
(3) 由(1)知,,要使
对一切
成立,
即对一切
成立.
当时,
,
对一切
恒成立;
当时,
,
对一切
恒成立,只需
,
∵单调递增,
∴当时,
.
∴,且
,
∴.
综上所述,存在实数满足条件.
解析
本题属于数列与不等式的综合应用题,题目的难度是偏难,本题的关键是:
(1)、利函数的性质求出数列的通项公式;
(2)、利用等比数列的求和公式求出前n项和的表达式,并求出最小值;
(3)、根据数学归纳法,分类讨论出k的取值范围。
考查方向
本题考查了数列的综合应用题,特别是数列与不等式之间的应用题
易错点
1、由,得出
.不容易想到2、对
的讨论求出最小值讨论需要仔细3、数学归纳法的应用需要注意细节
知识点
20.在数字的任意一个排列A:
中,如果对于
,有
,那么就称
为一个逆序对. 记排列A中逆序对的个数为
.
如时,在排列B:3, 2, 4, 1中,逆序对有
,
,
,
,则
.
(Ⅰ)设排列 3, 5, 6, 4, 1, 2,写出
的值;
(Ⅱ)对于数字1,2,,n的一切排列A,求所有
的算术平均值;
(Ⅲ)如果把排列A:中两个数字
交换位置,而其余数字的位置保持不变,那么就得到一个新的排列
:
,求证:
为奇数。
正确答案
(Ⅰ);
(Ⅱ);
(Ⅲ)证明略。
解析
试题分析:本题属于新定义题目的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求,(2)要注意分类讨论思想的应用
(Ⅰ)解:;
(Ⅱ)解:考察排列
与排列
,
因为数对与
中必有一个为逆序对(其中
),
且排列D中数对共有
个,
所以.
所以排列与
的逆序对的个数的算术平均值为
.
而对于数字1,2,,n的任意一个排列A:
,都可以构造排列A1:
,且这两个排列的逆序对的个数的算术平均值为
.
所以所有的算术平均值为
.
(Ⅲ)证明:①当,即
相邻时,
不妨设,则排列
为
,
此时排列与排列A:
相比,仅多了一个逆序对
,
所以,
所以为奇数.
②当,即
不相邻时,
假设之间有m个数字,记排列A:
,
先将向右移动一个位置,得到排列A1:
,
由①,知与
的奇偶性不同,
再将向右移动一个位置,得到排列A2:
,
由①,知与
的奇偶性不同,
以此类推,共向右移动m次,得到排列Am:
,
再将向左移动一个位置,得到排列Am+1:
,
以此类推,共向左移动m+1次,得到排列A2m+1:
,
即为排列,
由①,可知仅有相邻两数的位置发生变化时,排列的逆序对个数的奇偶性发生变化,
而排列A经过次的前后两数交换位置,可以得到排列
,
所以排列A与排列的逆序数的奇偶性不同,
所以为奇数.
综上,得为奇数。
考查方向
本题主要考查了新定义的研究,对新定义问题的考查注意分以下几类:
1.与集合相关的新定义,
2.与数列相关的新定义,
3.与函数相关的新定义;与计数原理相关的新定义.
解题思路
本题考查新定义问题的考查,解题步骤如下:
1.直接写出的值;
2.考查考察排列
与排列
中的数对个数;
3.研究排列与逆序的个数,进而求其平均值;
4.分情况讨论研究“仅有相邻两数的位置发生变化”
易错点
1、第二问中,对“逆序”理解不透彻,导致错误;
2、第三问中,不要忽视对的关系和
的是否相邻进行讨论。
知识点
23.已知函数,若存在常数T(T>0),对任意
都有
,则称函数
为T倍周期函数
(1)判断是否是T倍周期函数,并说明理由
(2)证明是T倍周期函数,且T的值是唯一的
(3)若是2倍周期函数,
,
,
表示
的前n 项和,
,求
正确答案
(1) 不是T倍周期函数,理由略
(2)证明略
(3)
解析
解:(1) 设:
则 对任意x恒成立
无解
不是T倍周期函数
(2) 设:
则 对任意x恒成立
下证唯一性:
若,
矛盾
若,
矛盾
是唯一的
(3)
同理:
同理:
考查方向
解题思路
首先作到最后,要有耐心和信心,认真审题,发掘题目中的可利用信息。第一问直接证明有困难,可以考虑反证法;第三问因为奇数项和偶数项的变化规律不同,宜采用分组求和法。
易错点
第三问数列的奇数项和偶数项要区别对待,忽视容易产生错误。
知识点
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