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高考数学真题汇编---数列(有答案)
高考数学真题汇编数列
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一.选择题(共9小题)
1.(2017•新课标Ⅰ)记为等差数列{}的前n项和.若a45=24,S6=48,则{}的公差为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
2.(2017•新课标Ⅱ)在明朝程大位《算法统宗》中有这样的一首歌谣:“远看巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”这首古诗描述的这个宝塔(古称浮屠),本题说它一共有7层,每层悬挂的红灯数是上一层的2倍,共有381盏灯,问塔顶有几盏灯?你算出的结果是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
3.(2017•新课标Ⅲ)等差数列{}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{}前6项的和为( )
A.﹣24 B.﹣3 C.3 D.8
4.(2017•新课标Ⅰ)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是( )
A.440 B.330 C.220 D.110
5.(2016•上海)已知无穷等比数列{}的公比为q,前n项和为,且,下列条件中,使得2<S(n∈N*)恒成立的是( )
A.a1>0,0.6<q<0.7 B.a1<0,﹣0.7<q<﹣0.6
C.a1>0,0.7<q<0.8 D.a1<0,﹣0.8<q<﹣0.7
6.(2016•新课标Ⅰ)已知等差数列{}前9项的和为27,a10=8,则a100=( )
A.100 B.99 C.98 D.97
7.(2016•四川)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )
(参考数据:1.12=0.05,1.3=0.11,2=0.30)
A.2018年 B.2019年 C.2020年 D.2021年
8.(2016•浙江)如图,点列{}、{}分别在某锐角的两边上,且112|,≠1,n∈N*,112|,≠1,n∈N*,(P≠Q表示点P与Q不重合)若,为△1的面积,则( )
A.{}是等差数列 B.{2}是等差数列
C.{}是等差数列 D.{2}是等差数列
9.(2016•新课标Ⅲ)定义“规范01数列”{}如下:{}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,中0的个数不少于1的个数,若4,则不同的“规范01数列”共有( )
A.18个 B.16个 C.14个 D.12个
二.填空题(共9小题)
10.(2017•北京)若等差数列{}和等比数列{}满足a11=﹣1,a44=8,则= .
11.(2017•江苏)等比数列{}的各项均为实数,其前n项和为,已知S3=,S6=,则a8= .
12.(2017•新课标Ⅱ)等差数列{}的前n项和为,a3=3,S4=10,则 = .
13.(2017•新课标Ⅲ)设等比数列{}满足a12=﹣1,a1﹣a3=﹣3,则a4= .
14.(2016•江苏)已知{}是等差数列,是其前n项和,若a122=﹣3,S5=10,则a9的值是 .
15.(2016•北京)已知{}为等差数列,为其前n项和.若a1=6,a35=0,则S6= .
16.(2016•上海)无穷数列{}由k个不同的数组成,为{}的前n项和,若对任意n∈N*,∈{2,3},则k的最大值为 .
17.(2016•新课标Ⅰ)设等比数列{}满足a13=10,a24=5,则a1a2…的最大值为 .
18.(2016•浙江)设数列{}的前n项和为,若S2=4,1=21,n∈N*,则a1= ,S5= .
三.解答题(共22小题)
19.(2017•新课标Ⅱ)已知等差数列{}的前n项和为,等比数列{}的前n项和为,a1=﹣1,b1=1,a22=2.
(1)若a33=5,求{}的通项公式;
(2)若T3=21,求S3.
20.(2017•山东)已知{}是各项均为正数的等比数列,且x12=3,x3﹣x2=2.
(Ⅰ)求数列{}的通项公式;
(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系中,依次连接点P1(x1,1),P2(x2,2)…1(1,1)得到折线P1 P2…1,求由该折线与直线0,1,1所围成的区域的面积.
21.(2017•山东)已知{}是各项均为正数的等比数列,且a12=6,a1a23.
(1)求数列{}通项公式;
(2){} 为各项非零的等差数列,其前n项和为,已知S211,求数列的前n项和.
22.(2017•天津)已知{}为等差数列,前n项和为(n∈N*),{}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b23=12,b34﹣2a1,S11=11b4.
(Ⅰ)求{}和{}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{a2}的前n项和(n∈N*).
23.(2017•天津)已知{}为等差数列,前n项和为(n∈),{}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b23=12,b34﹣2a1,S11=11b4.
(Ⅰ)求{}和{}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{a22n﹣1}的前n项和(n∈).
24.(2017•新课标Ⅲ)设数列{}满足a1+3a2+…+(2n﹣1)2n.
(1)求{}的通项公式;
(2)求数列{}的前n项和.
25.(2017•新课标Ⅰ)记为等比数列{}的前n项和.已知S2=2,S3=﹣6.
(1)求{}的通项公式;
(2)求,并判断1,,2是否成等差数列.
26.(2017•江苏)对于给定的正整数k,若数列{}满足:﹣﹣1+…﹣11+…﹣12对任意正整数n(n>k)总成立,则称数列{}是“P(k)数列”.
(1)证明:等差数列{}是“P(3)数列”;
(2)若数列{}既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,证明:{}是等差数列.
27.(2017•北京)已知等差数列{}和等比数列{}满足a11=1,a24=10,b2b45.
(Ⅰ)求{}的通项公式;
(Ⅱ)求和:b135+…2n﹣1.
28.(2017•北京)设{}和{}是两个等差数列,记{b1﹣a1n,b2﹣a2n,…,﹣}(1,2,3,…),其中{x1,x2,…,}表示x1,x2,…,这s个数中最大的数.
(1)若,2n﹣1,求c1,c2,c3的值,并证明{}是等差数列;
(2)证明:或者对任意正数M,存在正整数m,当n≥m时,>M;或者存在正整数m,使得,1,2,…是等差数列.
29.(2017•浙江)已知数列{}满足:x1=1,1(11)(n∈N*),证明:当n∈N*时,
(Ⅰ)0<1<;
(Ⅱ)21﹣≤;
(Ⅲ)≤≤.
30.(2016•北京)已知{}是等差数列,{}是等比数列,且b2=3,b3=9,a11,a144.
(1)求{}的通项公式;
(2)设,求数列{}的前n项和.
31.(2016•北京)设数列A:a1,a2,…, (N≥2).如果对小于n(2≤n≤N)的每个正整数k都有<,则称n是数列A的一个“G时刻”,记G(A)是数列A的所有“G时刻”组成的集合.
(Ⅰ)对数列A:﹣2,2,﹣1,1,3,写出G(A)的所有元素;
(Ⅱ)证明:若数列A中存在使得>a1,则G(A)≠∅;
(Ⅲ)证明:若数列A满足﹣﹣1≤1(2,3,…,N),则G(A)的元素个数不小于﹣a1.
32.(2016•新课标Ⅱ)等差数列{}中,a34=4,a57=6.
(Ⅰ)求{}的通项公式;
(Ⅱ)设[],求数列{}的前10项和,其中[x]表示不超过x的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.
33.(2016•天津)已知{}是等比数列,前n项和为(n∈N*),且﹣=,S6=63.
(1)求{}的通项公式;
(2)若对任意的n∈N*,是2和21的等差中项,求数列{(﹣1)}的前2n项和.
34.(2016•上海)对于无穷数列{}与{},记{,n∈N*},{,n∈N*},若同时满足条件:①{},{}均单调递增;②A∩∅且A∪*,则称{}与{}是无穷互补数列.
(1)若2n﹣1,4n﹣2,判断{}与{}是否为无穷互补数列,并说明理由;
(2)若2n且{}与{}是无穷互补数列,求数量{}的前16项的和;
(3)若{}与{}是无穷互补数列,{}为等差数列且a16=36,求{}与{}的通项公式.
35.(2016•新课标Ⅲ)已知数列{}的前n项和1+λ,其中λ≠0.
(1)证明{}是等比数列,并求其通项公式;
(2)若S5=,求λ.
36.(2016•浙江)设数列{}的前n项和为,已知S2=4,1=21,n∈N*.
(Ⅰ)求通项公式;
(Ⅱ)求数列{﹣n﹣2|}的前n项和.
37.(2016•新课标Ⅱ)为等差数列{}的前n项和,且a1=1,S7=28,记[],其中[x]表示不超过x的最大整数,如[0.9]=0,[99]=1.
(Ⅰ)求b1,b11,b101;
(Ⅱ)求数列{}的前1000项和.
38.(2016•四川)已知数列{}的首项为1,为数列{}的前n项和,11,其中q>0,n∈
(Ⅰ)若a2,a3,a23成等差数列,求数列{}的通项公式;
(Ⅱ)设双曲线x2﹣=1的离心率为,且e2=2,求e1222+…2.
39.(2016•新课标Ⅰ)已知{}是公差为3的等差数列,数列{}满足b1=1,b2=,11.
(Ⅰ)求{}的通项公式;
(Ⅱ)求{}的前n项和.
40.(2016•江苏)记{1,2,…,100},对数列{}(n∈N*)和U的子集T,若∅,定义0;若{t1,t2,…,},定义…+.例如:{1,3,66}时,1366.现设{}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当{2,4}时,30.
(1)求数列{}的通项公式;
(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:<1;
(3)设C⊆U,D⊆U,≥,求证:∩D≥2.
41、(2016•山东)已知数列{}的前n项和3n2+8n,{}是等差数列,且1.
(Ⅰ)求数列{}的通项公式;
(Ⅱ)令,求数列{}的前n项和.
42、(2016•新课标Ⅲ)已知各项都为正数的数列{}满足a1=1,2﹣(21﹣1)﹣21=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{}的通项公式
高考数学真题汇编数列
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.
【分析】利用等差数列通项公式及前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出{}的公差.
【解答】解:∵为等差数列{}的前n项和,a45=24,S6=48,
∴,
解得a1=﹣2,4,
∴{}的公差为4.
故选:C.
2.
【分析】设塔顶的a1盏灯,由题意{}是公比为2的等比数列,利用等比数列前n项和公式列出方程,能求出结果.
【解答】解:设塔顶的a1盏灯,
由题意{}是公比为2的等比数列,
∴S7381,
解得a1=3.
故选:D.
3.
【分析】利用等差数列通项公式、等比数列性质列出方程,求出公差,由此能求出{}前6项的和.
【解答】解:∵等差数列{}的首项为1,公差不为0.a2,a3,a6成等比数列,
∴,
∴(a1+2d)2=(a1)(a1+5d),且a1=1,d≠0,
解得﹣2,
∴{}前6项的和为﹣24.
故选:A.
4.
【分析】方法一:由数列的性质,求得数列{}的通项公式及前n项和,可知当N为时(n∈),数列{}的前N项和为数列{}的前n项和,即为21﹣n﹣2,容易得到N>100时,n≥14,分别判断,即可求得该款软件的激活码;
方法二:由题意求得数列的每一项,及前n项和21﹣2﹣n,及项数,由题意可知:21为2的整数幂.只需将﹣2﹣n消去即可,分别即可求得N的值.
【解答】解:设该数列为{},设…21﹣1,(n∈),则,
由题意可设数列{}的前N项和为,数列{}的前n项和为,则21﹣1+22﹣1+…+21﹣1=21﹣n﹣2,
可知当N为时(n∈),数列{}的前N项和为数列{}的前n项和,即为21﹣n﹣2,
容易得到N>100时,n≥14,
A项,由=435,440=435+5,可知S440295=230﹣29﹣2+25﹣1=230,故A项符合题意.
B项,仿上可知=325,可知S330255=226﹣25﹣2+25﹣1=226+4,显然不为2的整数幂,故B项不符合题意.
C项,仿上可知=210,可知S=221﹣20﹣2+210﹣1=221+210﹣23,显然不为2的整数幂,故C项不符合题意.
D项,仿上可知=105,可知S110145=215﹣14﹣2+25﹣1=215+15,显然不为2的整数幂,故D项不符合题意.
故选A.
方法二:由题意可知:,,,…,
根据等比数列前n项和公式,求得每项和分别为:21﹣1,22﹣1,23﹣1,…,2n﹣1,
每项含有的项数为:1,2,3,…,n,
总共的项数为1+2+3+…,
所有项数的和为:21﹣1+22﹣1+23﹣1+…+2n﹣1=(21+22+23+…+2n)﹣﹣21﹣2﹣n,
由题意可知:21为2的整数幂.只需将﹣2﹣n消去即可,
则①1+2+(﹣2﹣n)=0,解得:1,总共有+2=3,不满足N>100,
②1+2+4+(﹣2﹣n)=0,解得:5,总共有+3=18,不满足N>100,
③1+2+4+8+(﹣2﹣n)=0,解得:13,总共有+4=95,不满足N>100,
④1+2+4+8+16+(﹣2﹣n)=0,解得:29,总共有+5=440,满足N>100,
∴该款软件的激活码440.
故选:A.
5.
【分析】由已知推导出,由此利用排除法能求出结果.
【解答】解:∵,,﹣1<q<1,
2<S,
∴,
若a1>0,则,故A与C不可能成立;
若a1<0,则,
在B中,a1<0,﹣0.7<q<﹣0.6故B成立;
在D中,a1<0,﹣0.8<q<﹣0.7,此时q2>,D不成立.
故选:B.
6.
【分析】根据已知可得a5=3,进而求出公差,可得答案.
【解答】解:∵等差数列{}前9项的和为27,S99a5.
∴9a5=27,a5=3,
又∵a10=8,
∴1,
∴a1005+9598,
故选:C.
7.
【分析】设第n年开始超过200万元,可得130×(1+12%)n﹣2015>200,两边取对数即可得出.
【解答】解:设第n年开始超过200万元,
则130×(1+12%)n﹣2015>200,
化为:(n﹣2015)1.12>2﹣1.3,
n﹣2015>=3.8.
取2019.
因此开始超过200万元的年份是2019年.
故选:B.
8.
【分析】设锐角的顶点为O,再设1,1,112,112,由于a,c不确定,判断C,D不正确,设△1的底边1上的高为,运用三角形相似知识,2=21,由•,可得2=21,进而得到数列{}为等差数列.
【解答】解:设锐角的顶点为O,1,1,
112,112,
由于a,c不确定,则{}不一定是等差数列,
{2}不一定是等差数列,
设△1的底边1上的高为,
由三角形的相似可得,
,
两式相加可得,2,
即有2=21,
由•,可得2=21,
即为2﹣11﹣,
则数列{}为等差数列.
另解:可设△A1B1B2,△A2B2B3,…,1为直角三角形,
且A1B1,A2B2,…,为直角边,
即有2=21,
由•,可得2=21,
即为2﹣11﹣,
则数列{}为等差数列.
故选:A.
9.
【分析】由新定义可得,“规范01数列”有偶数项2m项,且所含0与1的个数相等,首项为0,末项为1,当4时,数列中有四个0和四个1,然后一一列举得答案.
【解答】解:由题意可知,“规范01数列”有偶数项2m项,且所含0与1的个数相等,首项为0,末项为1,若4,说明数列有8项,满足条件的数列有:
0,0,0,0,1,1,1,1; 0,0,0,1,0,1,1,1; 0,0,0,1,1,0,1,1; 0,0,0,1,1,1,0,1; 0,0,1,0,0,1,1,1;
0,0,1,0,1,0,1,1; 0,0,1,0,1,1,0,1; 0,0,1,1,0,1,0,1; 0,0,1,1,0,0,1,1; 0,1,0,0,0,1,1,1;
0,1,0,0,1,0,1,1; 0,1,0,0,1,1,0,1; 0,1,0,1,0,0,1,1; 0,1,0,1,0,1,0,1.共14个.
故选:C.
二.填空题(共9小题)
10.
【分析】利用等差数列求出公差,等比数列求出公比,然后求解第二项,即可得到结果.
【解答】解:等差数列{}和等比数列{}满足a11=﹣1,a44=8,
设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q.
可得:8=﹣1+3d,3,a2=2;
8=﹣q3,解得﹣2,∴b2=2.
可得=1.
故答案为:1.
11.
【分析】设等比数列{}的公比为q≠1,S3=,S6=,可得=,=,联立解出即可得出.
【解答】解:设等比数列{}的公比为q≠1,
∵S3=,S6=,∴=,=,
解得a1=,2.
则a832.
故答案为:32.
12.
【分析】利用已知条件求出等差数列的前n项和,然后化简所求的表达式,求解即可.
【解答】解:等差数列{}的前n项和为,a3=3,S4=10,S4=2(a23)=10,
可得a2=2,数列的首项为1,公差为1,
,=,
则 =2[1﹣…+]=2(1﹣)=.
故答案为:.
13.
【分析】设等比数列{}的公比为q,由a12=﹣1,a1﹣a3=﹣3,可得:a1(1)=﹣1,a1(1﹣q2)=﹣3,解出即可得出.
【解答】解:设等比数列{}的公比为q,∵a12=﹣1,a1﹣a3=﹣3,
∴a1(1)=﹣1,a1(1﹣q2)=﹣3,
解得a1=1,﹣2.
则a4=(﹣2)3=﹣8.
故答案为:﹣8.
14.
【分析】利用等差数列的通项公式和前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出a9的值.
【解答】解:∵{}是等差数列,是其前n项和,a122=﹣3,S5=10,
∴,
解得a1=﹣4,3,
∴a9=﹣4+8×3=20.
故答案为:20.
15.
【分析】由已知条件利用等差数列的性质求出公差,由此利用等差数列的前n项和公式能求出S6.
【解答】解:∵{}为等差数列,为其前n项和.
a1=6,a35=0,
∴a1+21+40,
∴12+60,
解得﹣2,
∴S636﹣30=6.
故答案为:6.
16.
【分析】对任意n∈N*,∈{2,3},列举出1,2,3,4的情况,归纳可得n>4后都为0或1或﹣1,则k的最大个数为4.
【解答】解:对任意n∈N*,∈{2,3},可得
当1时,a11=2或3;
若2,由S2∈{2,3},可得数列的前两项为2,0;或2,1;或3,0;或3,﹣1;
若3,由S3∈{2,3},可得数列的前三项为2,0,0;或2,0,1;
或2,1,0;或2,1,﹣1;或3,0,0;或3,0,﹣1;或3,1,0;或3,1,﹣1;
若4,由S3∈{2,3},可得数列的前四项为2,0,0,0;或2,0,0,1;
或2,0,1,0;或2,0,1,﹣1;或2,1,0,0;或2,1,0,﹣1;
或2,1,﹣1,0;或2,1,﹣1,1;或3,0,0,0;或3,0,0,﹣1;
或3,0,﹣1,0;或3,0,﹣1,1;或3,﹣1,0,0;或3,﹣1,0,1;
或3,﹣1,1,0;或3,﹣1,1,﹣1;
…
即有n>4后一项都为0或1或﹣1,则k的最大个数为4,
不同的四个数均为2,0,1,﹣1,或3,0,1,﹣1.
故答案为:4.
17.
【分析】求出数列的等比与首项,化简a1a2…,然后求解最值.
【解答】解:等比数列{}满足a13=10,a24=5,
可得q(a13)=5,解得.
a12a1=10,解得a1=8.
则a1a2…1n•q1+2+3+…+(n﹣1)=8n•,
当3或4时,表达式取得最大值:=26=64.
故答案为:64.
18.
【分析】运用1时,a11,代入条件,结合S2=4,解方程可得首项;再由n>1时,11﹣,结合条件,计算即可得到所求和.
【解答】解:由1时,a11,可得a2=2S1+1=2a1+1,
又S2=4,即a12=4,
即有3a1+1=4,解得a1=1;
由11﹣,可得
1=31,
由S2=4,可得S3=3×4+1=13,
S4=3×13+1=40,
S5=3×40+1=121.
故答案为:1,121.
三.解答题(共22小题)
19.
【分析】(1)设等差数列{}的公差为d,等比数列{}的公比为q,运用等差数列和等比数列的通项公式,列方程解方程可得d,q,即可得到所求通项公式;
(2)运用等比数列的求和公式,解方程可得公比,再由等差数列的通项公式和求和,计算即可得到所求和.
【解答】解:(1)设等差数列{}的公差为d,等比数列{}的公比为q,
a1=﹣1,b1=1,a22=2,a33=5,
可得﹣12,﹣1+22=5,
解得1,2或3,0(舍去),
则{}的通项公式为2n﹣1,n∈N*;
(2)b1=1,T3=21,
可得12=21,
解得4或﹣5,
当4时,b2=4,a2=2﹣4=﹣2,
﹣2﹣(﹣1)=﹣1,S3=﹣1﹣2﹣3=﹣6;
当﹣5时,b2=﹣5,a2=2﹣(﹣5)=7,
7﹣(﹣1)=8,S3=﹣1+7+15=21.
20.
【分析】(I)列方程组求出首项和公比即可得出通项公式;
()从各点向x轴作垂线,求出梯形的面积的通项公式,利用错位相减法求和即可.
【解答】解:(I)设数列{}的公比为q,则q>0,
由题意得,
两式相比得:,解得2或﹣(舍),
∴x1=1,
∴2n﹣1.
()过P1,P2,P3,…,向x轴作垂线,垂足为Q1,Q2,Q3,…,,
记梯形11的面积为,
则(21)×2n﹣2,
∴3×2﹣1+5×20+7×21+…+(21)×2n﹣2,①
∴23×20+5×21+7×22+…+(21)×2n﹣1,②
①﹣②得:﹣(2+22+…+2n﹣1)﹣(21)×2n﹣1
﹣(21)×2n﹣1=﹣+(1﹣2n)×2n﹣1.
∴.
21.
【分析】(1)通过首项和公比,联立a12=6、a1a23,可求出a12,进而利用等比数列的通项公式可得结论;
(2)利用等差数列的性质可知S21=(21)1,结合S211可知21,进而可知=,利用错位相减法计算即得结论.
【解答】解:(1)记正项等比数列{}的公比为q,
因为a12=6,a1a23,
所以(1)a1=6,2a1,
解得:a12,
所以2n;
(2)因为{} 为各项非零的等差数列,
所以S21=(21)1,
又因为S211,
所以21,=,
所以3•+5•+…+(21)•,
3•+5•+…+(2n﹣1)•+(21)•,
两式相减得:3•+2(…+)﹣(21)•,
即3•+(…+)﹣(21)•,
即3+1…+)﹣(21)•=3+﹣(21)•
=5﹣.
22.
【分析】(Ⅰ)设等差数列{}的公差为d,等比数列{}的公比为q.通过b23=12,求出q,得到.然后求出公差d,推出3n﹣2.
(Ⅱ)设数列{a2}的前n项和为,利用错位相减法,转化求解数列{a2}的前n项和即可.
【解答】(Ⅰ)解:设等差数列{}的公差为d,等比数列{}的公比为q.由已知b23=12,得,而b1=2,所以q2﹣6=0.又因为q>0,解得2.所以,.
由b34﹣2a1,可得3d﹣a1=8.
由S11=11b4,可得a1+516,联立①②,解得a1=1,3,
由此可得3n﹣2.
所以,{}的通项公式为3n﹣2,{}的通项公式为.
(Ⅱ)解:设数列{a2}的前n项和为,由a26n﹣2,有,,
上述两式相减,得=.
得.
所以,数列{a2}的前n项和为(3n﹣4)22+16.
23.
【分析】(Ⅰ)设出公差与公比,利用已知条件求出公差与公比,然后求解{}和{}的通项公式;
(Ⅱ)化简数列的通项公式,利用错位相减法求解数列的和即可.
【解答】解:(I)设等差数列{}的公差为d,等比数列{}的公比为q.
由已知b23=12,得b1(2)=12,而b1=2,所以2﹣6=0.
又因为q>0,解得2.所以,2n.
由b34﹣2a1,可得3d﹣a1=8①.
由S11=11b4,可得a1+516②,
联立①②,解得a1=1,3,由此可得3n﹣2.
所以,数列{}的通项公式为3n﹣2,数列{}的通项公式为2n.
()设数列{a22n﹣1}的前n项和为,
由a26n﹣2,b2n﹣1=4n,有a22n﹣1=(3n﹣1)4n,
故2×4+5×42+8×43+…+(3n﹣1)4n,
42×42+5×43+8×44+…+(3n﹣1)41,
上述两式相减,得﹣32×4+3×42+3×43+…+3×4n﹣(3n﹣1)41
﹣(3n﹣2)41﹣8
得.
所以,数列{a22n﹣1}的前n项和为.
24.
【分析】(1)利用数列递推关系即可得出.
(2)﹣.利用裂项求和方法即可得出.
【解答】解:(1)数列{}满足a1+3a2+…+(2n﹣1)2n.
n≥2时,a1+3a2+…+(2n﹣3)﹣1=2(n﹣1).
∴(2n﹣1)2.∴.
当1时,a1=2,上式也成立.
∴.
(2)﹣.
∴数列{}的前n项和…1﹣=.
25.
【分析】(1)由题意可知a33﹣S2=﹣6﹣2=﹣8,a1,a2,由a12=2,列方程即可求得q及a1,根据等比数列通项公式,即可求得{}的通项公式;
(2)由(1)可知.利用等比数列前n项和公式,即可求得,分别求得1,2,显然12=2,则1,,2成等差数列.
【解答】解:(1)设等比数列{}首项为a1,公比为q,
则a33﹣S2=﹣6﹣2=﹣8,则a1,a2,
由a12=2,2,整理得:q2+44=0,解得:﹣2,
则a1=﹣2,(﹣2)(﹣2)n﹣1=(﹣2)n,
∴{}的通项公式(﹣2)n;
(2)由(1)可知:﹣[2+(﹣2)1],
则1=﹣[2+(﹣2)2],2=﹣[2+(﹣2)3],
由12=﹣[2+(﹣2)2]﹣[2+(﹣2)3],
=﹣[4+(﹣2)×(﹣2)1+(﹣2)2×(﹣2)1],
=﹣[4+2(﹣2)1]=2×[﹣(2+(﹣2)1)],
=2,
即12=2,
∴1,,2成等差数列.
26.
【分析】(1)由题意可知根据等差数列的性质,﹣3﹣2﹣1123=(﹣33)+(﹣22)+(﹣11)═2×3,根据“P(k)数列”的定义,可得数列{}是“P(3)数列”;
(2)由已知条件结合(1)中的结论,可得到{}从第3项起为等差数列,再通过判断a2与a3的关系和a1与a2的关系,可知{}为等差数列.
【解答】解:(1)证明:设等差数列{}首项为a1,公差为d,则1+(n﹣1)d,
则﹣3﹣2﹣1123,
=(﹣33)+(﹣22)+(﹣11),
=222,
=2×3,
∴等差数列{}是“P(3)数列”;
(2)证明:当n≥4时,因为数列{}是P(3)数列,则﹣3﹣2﹣1123=6,①
因为数列{}是“P(2)数列”,所以﹣2﹣112=4,②
则﹣123=41,③,
②+③﹣①,得24﹣1+41﹣6,即2﹣11,(n≥4),
因此n≥4从第3项起为等差数列,设公差为d,注意到a2356=4a4,
所以a2=4a4﹣a3﹣a5﹣a6=4(a3)﹣a3﹣(a3+2d)﹣(a3+3d)3﹣d,
因为a1245=4a3,所以a1=4a3﹣a2﹣a4﹣a5=4(a2)﹣a2﹣(a2+2d)﹣(a2+3d)2﹣d,
也即前3项满足等差数列的通项公式,
所以{}为等差数列.
27.
【分析】(Ⅰ)利用已知条件求出等差数列的公差,然后求{}的通项公式;
(Ⅱ)利用已知条件求出公比,然后求解数列的和即可.
【解答】解:(Ⅰ)等差数列{},a1=1,a24=10,可得:11+310,解得2,
所以{}的通项公式:1+(n﹣1)×2=2n﹣1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得a51+49,
等比数列{}满足b1=1,b2b4=9.可得b3=3,或﹣3(舍去)(等比数列奇数项符号相同).
∴q2=3,
{b2n﹣1}是等比数列,公比为3,首项为1.
b135+…2n﹣1.
28.
【分析】(1)分别求得a1=1,a2=2,a3=3,b1=1,b2=3,b3=5,代入即可求得c1,c2,c3;由(﹣)﹣(b1﹣1)≤0,则b1﹣1≥﹣,则1﹣1=1﹣n,1﹣﹣1对∀n∈N*均成立;
(2)由﹣[b1+(i﹣1)d1]﹣[a1+(i﹣1)d2]×(b1﹣a1n)+(i﹣1)(d2﹣d1×n),分类讨论d1=0,d1>0,d1<0三种情况进行讨论根据等差数列的性质,即可求得使得,1,2,…是等差数列;设对任意正整数M,存在正整数m,使得n≥m,>M,分类讨论,采用放缩法即可求得因此对任意正数M,存在正整数m,使得当n≥m时,>M.
【解答】解:(1)a1=1,a2=2,a3=3,b1=1,b2=3,b3=5,
当1时,c1{b1﹣a1}{0}=0,
当2时,c2{b1﹣2a1,b2﹣2a2}{﹣1,﹣1}=﹣1,
当3时,c3{b1﹣3a1,b2﹣3a2,b3﹣3a3}{﹣2,﹣3,﹣4}=﹣2,
下面证明:对∀n∈N*,且n≥2,都有1﹣1,
当n∈N*,且2≤k≤n时,
则(﹣)﹣(b1﹣1),
=[(2k﹣1)﹣]﹣1,
=(2k﹣2)﹣n(k﹣1),
=(k﹣1)(2﹣n),由k﹣1>0,且2﹣n≤0,
则(﹣)﹣(b1﹣1)≤0,则b1﹣1≥﹣,
因此,对∀n∈N*,且n≥2,1﹣1=1﹣n,
1﹣﹣1,
∴c2﹣c1=﹣1,
∴1﹣﹣1对∀n∈N*均成立,
∴数列{}是等差数列;
(2)证明:设数列{}和{}的公差分别为d1,d2,下面考虑的取值,
由b1﹣a1n,b2﹣a2n,…,﹣,
考虑其中任意﹣,(i∈N*,且1≤i≤n),
则﹣[b1+(i﹣1)d1]﹣[a1+(i﹣1)d2]×n,
=(b1﹣a1n)+(i﹣1)(d2﹣d1×n),
下面分d1=0,d1>0,d1<0三种情况进行讨论,
①若d1=0,则﹣═(b1﹣a1n)+(i﹣1)d2,
当若d2≤0,则(﹣)﹣(b1﹣a1n)=(i﹣1)d2≤0,
则对于给定的正整数n而言,1﹣a1n,此时1﹣﹣a1,
∴数列{}是等差数列;
当d2>0,(﹣)﹣(﹣)=(i﹣n)d2>0,
则对于给定的正整数n而言,﹣﹣a1n,
此时1﹣2﹣a1,
∴数列{}是等差数列;
此时取1,则c1,c2,…,是等差数列,命题成立;
②若d1>0,则此时﹣d12为一个关于n的一次项系数为负数的一次函数,
故必存在m∈N*,使得n≥m时,﹣d12<0,
则当n≥m时,(﹣)﹣(b1﹣a1n)=(i﹣1)(﹣d12)≤0,(i∈N*,1≤i≤n),
因此当n≥m时,1﹣a1n,
此时1﹣﹣a1,故数列{}从第m项开始为等差数列,命题成立;
③若d1<0,此时﹣d12为一个关于n的一次项系数为正数的一次函数,
故必存在s∈N*,使得n≥s时,﹣d12>0,
则当n≥s时,(﹣)﹣(﹣)=(i﹣1)(﹣d12)≤0,(i∈N*,1≤i≤n),
因此,当n≥s时,﹣,
此时﹣,
=﹣d2(d1﹣a12)+,
令﹣d1>0,d1﹣a12,b1﹣d2,
下面证明:对任意正整数M,存在正整数m,使得n≥m,>M,
若C≥0,取[+1],[x]表示不大于x的最大整数,
当n≥m时,≥≥[+1]>A•,
此时命题成立;
若C<0,取[]+1,
当n≥m时,
≥≥>A•≥M﹣C﹣,
此时命题成立,
因此对任意正数M,存在正整数m,使得当n≥m时,>M;
综合以上三种情况,命题得证.
29.
【分析】(Ⅰ)用数学归纳法即可证明,
(Ⅱ)构造函数,利用导数判断函数的单调性,把数列问题转化为函数问题,即可证明,
(Ⅲ)由≥21﹣得﹣≥2(﹣)>0,继续放缩即可证明
【解答】解:(Ⅰ)用数学归纳法证明:>0,
当1时,x1=1>0,成立,
假设当时成立,则>0,
那么1时,若1<0,则0<1(11)<0,矛盾,
故1>0,
因此>0,(n∈N*)
∴1(11)>1,
因此0<1<(n∈N*),
(Ⅱ)由1(11)得1﹣41+212﹣21+(1+2)(11),
记函数f(x)2﹣2(2)(1),x≥0
∴f′(x)(1)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴f(x)≥f(0)=0,
因此12﹣21+(1+2)(11)≥0,
故21﹣≤;
(Ⅲ)∵1(11)≤11=21,
∴≥,
由≥21﹣得﹣≥2(﹣)>0,
∴﹣≥2(﹣)≥…≥2n﹣1(﹣)=2n﹣2,
∴≤,
综上所述≤≤.
30.
【分析】(1)设{}是公差为d的等差数列,{}是公比为q的等比数列,运用通项公式可得3,2,进而得到所求通项公式;
(2)求得2n﹣1+3n﹣1,再由数列的求和方法:分组求和,运用等差数列和等比数列的求和公式,计算即可得到所求和.
【解答】解:(1)设{}是公差为d的等差数列,
{}是公比为q的等比数列,
由b2=3,b3=9,可得3,
2﹣2=3•3n﹣2=3n﹣1;
即有a11=1,a144=27,
则2,
则1+(n﹣1)1+2(n﹣1)=2n﹣1;
(2)2n﹣1+3n﹣1,
则数列{}的前n项和为
(1+3+…+(2n﹣1))+(1+3+9+…+3n﹣1)•2
2+.
31.
【分析】(Ⅰ)结合“G时刻”的定义进行分析;
(Ⅱ)可以采用假设法和递推法进行分析;
(Ⅲ)可以采用假设法和列举法进行分析.
【解答】解:(Ⅰ)根据题干可得,a1=﹣2,a2=2,a3=﹣1,a4=1,a5=3,a1<a2满足条件,2满足条件,a2>a3不满足条件,3不满足条件,
a2>a4不满足条件,4不满足条件,a1,a2,a3,a4,均小于a5,因此5满足条件,因此G(A)={2,5}.
(Ⅱ)因为存在>a1,设数列A中第一个大于a1的项为,
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