2014年高考数学理科(高考真题+模拟新题)分类汇编:D单元数列2779.pdf

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1、梦想不会辜负一个努力的人 all试题 1 数 学 D 单元 数列 D1 数列的概念与简单表示法 17、2014江西卷 已知首项都是 1 的两个数列an,bn(bn0,nN*)满足 anbn1an1bn2bn1bn0.(1)令 cnanbn,求数列cn的通项公式;(2)若 bn3n1,求数列an的前 n 项和 Sn.17解:(1)因为 anbn1an1bn2bn1bn0,bn0(nN*),所以an1bn1anbn2,即 cn1cn2,所以数列cn是以 c11 为首项,d2 为公差的等差数列,故 cn2n1.(2)由 bn3n1,知 an(2n1)3n1,于是数列an的前 n 项和 Sn13033

2、1532(2n1)3n1,3Sn131332(2n3)3n1(2n1)3n,将两式相减得2Sn12(31323n1)(2n1)3n2(2n2)3n,所以 Sn(n1)3n1.17、2014新课标全国卷 已知数列an的前 n 项和为 Sn,a11,an0,anan1Sn1,其中 为常数(1)证明:an2an.(2)是否存在,使得an为等差数列?并说明理由 17解:(1)证明:由题设,anan1Sn1,an1an2Sn11,两式相减得 an1(an2an)an1.因为 an10,所以 an2an.(2)由题设,a11,a1a2S11,可得 a21,由(1)知,a31.若an为等差数列,则 2a2a

3、1a3,解得 4,故 an2an4.由此可得a2n1是首项为 1,公差为 4 的等差数列,a2n14n3;a2n是首项为 3,公差为 4 的等差数列,a2n4n1.所以 an2n1,an1an2.因此存在 4,使得数列an为等差数列 17、2014新课标全国卷 已知数列an满足 a11,an13an1.(1)证明an12是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明1a11a21an32.17解:(1)由 an13an1 得 an1123an12.又 a11232,所以an12是首项为32,公比为 3 的等比数列,所以 an123n2,因此数列an的通项公式为 an3n12.(2)证明:由(1)知

4、1an23n1.因为当 n1 时,3n123n1,梦想不会辜负一个努力的人 all试题 2 所以13n1123n1,即1an23n113n1.于是1a11a21an11313n132113n32.所以1a11a21an32.22,2014重庆卷 设 a11,an1 a2n2an2b(nN*)(1)若 b1,求 a2,a3及数列an的通项公式(2)若 b1,问:是否存在实数 c 使得 a2nca2n1对所有 nN*成立?证明你的结论 22解:(1)方法一:a22,a3 21.再由题设条件知(an11)2(an1)21.从而(an1)2是首项为 0,公差为 1 的等差数列,故(an1)2n1,即

5、an n11(nN*)方法二:a22,a3 21.可写为 a1 111,a2 211,a3 311.因此猜想 an n11.下面用数学归纳法证明上式 当 n1 时,结论显然成立 假设 nk 时结论成立,即 ak k11,则 ak1(ak1)211(k1)11(k1)11,这就是说,当 nk1 时结论成立 所以 an n11(nN*)(2)方法一:设 f(x)(x1)211,则 an1f(an)令 cf(c),即 c(c1)211,解得 c14.下面用数学归纳法证明命题 a2nca2n11.当 n1 时,a2f(1)0,a3f(0)21,所以 a214a31,结论成立 假设 nk 时结论成立,即

6、 a2kca2k1f(a2k1)f(1)a2,即 1ca2k2a2.再由 f(x)在(,1上为减函数,得 cf(c)f(a2k2)f(a2)a31,故 ca2k31,因此 a2(k1)ca2(k1)11,这就是说,当 nk1 时结论成立 综上,存在 c14使 a2nCa2a1对所有 nN*成立 方法二:设 f(x)(x1)211,则 an1f(an)先证:0an1(nN*)当 n1 时,结论明显成立 假设 nk 时结论成立,即 0ak1.易知 f(x)在(,1上为减函数,从而 0f(1)f(ak)f(0)211.即 0ak11.这就是说,当 nk1 时结论成立故成立 再证:a2na2n1(nN

7、*)当 n1 时,a2f(1)0,a3f(a2)f(0)21,所以 a2a3,即 n1 时成立 假设 nk 时,结论成立,即 a2kf(a2k1)a2k2,a2(k1)f(a2k1)f(a2k2)a2(k1)1.梦想不会辜负一个努力的人 all试题 3 这就是说,当 nk1 时成立所以对一切 nN*成立 由得 a2n a22n2a2n21,即(a2n1)2a22n2a2n2,因此 a2nf(a2n1),即 a2n1a2n2.所以 a2n1 a22n12a2n121,解得 a2n114.综上,由知存在 c14使 a2nc0,a7a100,a7a10a8a90,a960n800?若存在,求 n的最

8、小值;若不存在,说明理由 18解:(1)设数列an的公差为 d,依题意得,2,2d,24d 成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得 d24d0,解得 d0 或 d4.当 d0 时,an2;当 d4 时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为 an2 或 an4n2.(2)当 an2 时,Sn2n,显然 2n60n800 成立 当 an4n2 时,Snn2(4n2)22n2.令 2n260n800,即 n230n4000,解得 n40 或 n60n800 成立,n 的最小值为 41.综上,当 an2 时,不存在满足题意的正整数 n;当 an4n2 时,存在满足题意的正整数 n

9、,其最小值为 41.20、2014湖南卷 已知数列an满足 a11,|an1an|pn,nN*.梦想不会辜负一个努力的人 all试题 4(1)若an是递增数列,且 a1,2a2,3a3成等差数列,求 p 的值;(2)若 p12,且a2n1是递增数列,a2n是递减数列,求数列an的通项公式 20解:(1)因为an是递增数列,所以 an1an|an1an|pn.而 a11,因此 a2p1,a3p2p1.又 a1,2a2,3a3成等差数列,所以 4a2a13a3,因而 3p2p0,解得 p13或 p0.当 p0 时,an1an,这与an是递增数列矛盾,故 p13.(2)由于a2n1是递增数列,因而

10、a2n1a2n10,于是(a2n1a2n)(a2na2n1)0.因为122n122n1,所以|a2n1a2n|0,因此 a2na2n1122n1(1)2n22n1.因为a2n是递减数列,同理可得,a2n1a2n0,故 a2n1a2n122n(1)2n122n.由可知,an1an(1)n12n.于是 ana1(a2a1)(a3a2)(anan1)112122(1)n2n1112112n11124313(1)n2n1.故数列an的通项公式为 an4313(1)n2n1.82014辽宁卷 设等差数列an的公差为 d.若数列2a1an为递减数列,则()Ad0 Ca1d0 8C 解析 令 bn2a1an

11、,因为数列2a1an为递减数列,所以bn1bn2a1an12a1an2a1(an1an)2a1d1,所得 a1d0.18、2014全国卷 等差数列an的前 n 项和为 Sn.已知 a110,a2为整数,且 SnS4.(1)求an的通项公式;(2)设 bn1anan1,求数列bn的前 n 项和 Tn.18解:(1)由 a110,a2为整数知,等差数列an的公差 d 为整数 又 SnS4,故 a40,a50,于是 103d0,104d0,解得103d52,因此 d3.故数列an的通项公式为 an133n.(2)bn1(133n)(103n)131103n1133n.于是 Tnb1b2bn13171

12、1014171103n1133n131103n110n10(103n).17、2014新课标全国卷 已知数列an的前 n 项和为 Sn,a11,an0,anan1Sn1,其中 为常数 梦想不会辜负一个努力的人 all试题 5(1)证明:an2an.(2)是否存在,使得an为等差数列?并说明理由 17解:(1)证明:由题设,anan1Sn1,an1an2Sn11,两式相减得 an1(an2an)an1.因为 an10,所以 an2an.(2)由题设,a11,a1a2S11,可得 a21,由(1)知,a31.若an为等差数列,则 2a2a1a3,解得 4,故 an2an4.由此可得a2n1是首项为

13、 1,公差为 4 的等差数列,a2n14n3;a2n是首项为 3,公差为 4 的等差数列,a2n4n1.所以 an2n1,an1an2.因此存在 4,使得数列an为等差数列 19,2014山东卷 已知等差数列an的公差为 2,前 n 项和为 Sn,且 S1,S2,S4成等比数列(1)求数列an的通项公式;(2)令 bn(1)n14nanan1,求数列bn的前 n 项和 Tn.19解:(1)因为 S1a1,S22a121222a12,S44a143224a112,由题意得(2a12)2a1(4a112),解得 a11,所以 an2n1.(2)由题意可知,bn(1)n14nanan1(1)n14n

14、(2n1)(2n1)(1)n112n112n1.当 n 为偶数时,Tn113131512n3 12n112n112n1 112n1 2n2n1.当 n 为奇数时,Tn113131512n312n112n112n1 112n1 梦想不会辜负一个努力的人 all试题 6 2n22n1.所以 Tn2n22n1,n为奇数,2n2n1,n为偶数.或Tn2n1(1)n12n1 16,2014陕西卷 ABC 的内角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c.(1)若 a,b,c 成等差数列,证明:sin Asin C2sin(AC);(2)若 a,b,c 成等比数列,求 cos B 的最小值 16解:(1)a

15、,b,c 成等差数列,ac2b.由正弦定理得 sin Asin C2sin B.sin Bsin(AC)sin(AC),sin Asin C2sin(AC)(2)a,b,c 成等比数列,b2ac.由余弦定理得 cos Ba2c2b22aca2c2ac2ac2acac2ac12,当且仅当 ac 时等号成立,cos B 的最小值为12.11、2014天津卷 设an是首项为 a1,公差为1 的等差数列,Sn为其前 n 项和若S1,S2,S4成等比数列,则 a1的值为_ 1112 解析 S22a11,S44a1432(1)4a16,S1,S2,S4成等比数列,(2a11)2a1(4a16),解得 a1

16、12.22,2014重庆卷 设 a11,an1 a2n2an2b(nN*)(1)若 b1,求 a2,a3及数列an的通项公式(2)若 b1,问:是否存在实数 c 使得 a2nca2n1对所有 nN*成立?证明你的结论 22解:(1)方法一:a22,a3 21.再由题设条件知(an11)2(an1)21.从而(an1)2是首项为 0,公差为 1 的等差数列,故(an1)2n1,即 an n11(nN*)方法二:a22,a3 21.可写为 a1 111,a2 211,a3 311.因此猜想 an n11.下面用数学归纳法证明上式 当 n1 时,结论显然成立 假设 nk 时结论成立,即 ak k11

17、,则 ak1(ak1)211(k1)11(k1)11,这就是说,当 nk1 时结论成立 所以 an n11(nN*)(2)方法一:设 f(x)(x1)211,则 an1f(an)令 cf(c),即 c(c1)211,解得 c14.下面用数学归纳法证明命题 梦想不会辜负一个努力的人 all试题 7 a2nca2n11.当 n1 时,a2f(1)0,a3f(0)21,所以 a214a31,结论成立 假设 nk 时结论成立,即 a2kca2k1f(a2k1)f(1)a2,即 1ca2k2a2.再由 f(x)在(,1上为减函数,得 cf(c)f(a2k2)f(a2)a31,故 ca2k31,因此 a2

18、(k1)ca2(k1)11,这就是说,当 nk1 时结论成立 综上,存在 c14使 a2nCa2a1对所有 nN*成立 方法二:设 f(x)(x1)211,则 an1f(an)先证:0an1(nN*)当 n1 时,结论明显成立 假设 nk 时结论成立,即 0ak1.易知 f(x)在(,1上为减函数,从而 0f(1)f(ak)f(0)211.即 0ak11.这就是说,当 nk1 时结论成立故成立 再证:a2na2n1(nN*)当 n1 时,a2f(1)0,a3f(a2)f(0)21,所以 a2a3,即 n1 时成立 假设 nk 时,结论成立,即 a2kf(a2k1)a2k2,a2(k1)f(a2

19、k1)f(a2k2)a2(k1)1.这就是说,当 nk1 时成立所以对一切 nN*成立 由得 a2n a22n2a2n21,即(a2n1)2a22n2a2n2,因此 a2nf(a2n1),即 a2n1a2n2.所以 a2n1 a22n12a2n121,解得 a2n114.综上,由知存在 c14使 a2nc60n800?若存在,求 n的最小值;若不存在,说明理由 18解:(1)设数列an的公差为 d,依题意得,2,2d,24d 成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得 d24d0,解得 d0 或 d4.当 d0 时,an2;当 d4 时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为

20、an2 或 an4n2.(2)当 an2 时,Sn2n,显然 2n60n800 成立 当 an4n2 时,Snn2(4n2)22n2.令 2n260n800,即 n230n4000,解得 n40 或 n60n800 成立,n 的最小值为 41.综上,当 an2 时,不存在满足题意的正整数 n;当 an4n2 时,存在满足题意的正整数 n,其最小值为 41.17、2014新课标全国卷 已知数列an满足 a11,an13an1.(1)证明an12是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明1a11a21an32.17解:(1)由 an13an1 得 an1123an12.又 a11232,所以an1

21、2是首项为32,公比为 3 的等比数列,所以 an123n2,因此数梦想不会辜负一个努力的人 all试题 9 列an的通项公式为 an3n12.(2)证明:由(1)知1an23n1.因为当 n1 时,3n123n1,所以13n1123n1,即1an23n113n1.于是1a11a21an11313n132113n32.所以1a11a21an32.19,2014山东卷 已知等差数列an的公差为 2,前 n 项和为 Sn,且 S1,S2,S4成等比数列(1)求数列an的通项公式;(2)令 bn(1)n14nanan1,求数列bn的前 n 项和 Tn.19解:(1)因为 S1a1,S22a12122

22、2a12,S44a143224a112,由题意得(2a12)2a1(4a112),解得 a11,所以 an2n1.(2)由题意可知,bn(1)n14nanan1(1)n14n(2n1)(2n1)(1)n112n112n1.当 n 为偶数时,Tn113131512n3 12n112n112n1 112n1 2n2n1.当 n 为奇数时,Tn113131512n312n112n112n1 112n1 2n22n1.梦想不会辜负一个努力的人 all试题 10 所以 Tn2n22n1,n为奇数,2n2n1,n为偶数.或Tn2n1(1)n12n1 16,2014陕西卷 ABC 的内角 A,B,C 所对的

23、边分别为 a,b,c.(1)若 a,b,c 成等差数列,证明:sin Asin C2sin(AC);(2)若 a,b,c 成等比数列,求 cos B 的最小值 16解:(1)a,b,c 成等差数列,ac2b.由正弦定理得 sin Asin C2sin B.sin Bsin(AC)sin(AC),sin Asin C2sin(AC)(2)a,b,c 成等比数列,b2ac.由余弦定理得 cos Ba2c2b22aca2c2ac2ac2acac2ac12,当且仅当 ac 时等号成立,cos B 的最小值为12.11、2014天津卷 设an是首项为 a1,公差为1 的等差数列,Sn为其前 n 项和若S

24、1,S2,S4成等比数列,则 a1的值为_ 1112 解析 S22a11,S44a1432(1)4a16,S1,S2,S4成等比数列,(2a11)2a1(4a16),解得 a112.19、2014天津卷 已知 q 和 n 均为给定的大于 1 的自然数 设集合 M0,1,2,q1,集合 Ax|xx1x2qxnqn1,xiM,i1,2,n(1)当 q2,n3 时,用列举法表示集合 A.(2)设 s,tA,sa1a2qanqn1,tb1b2qbnqn1,其中 ai,biM,i1,2,n.证明:若 anbn,则 st.19解:(1)当 q2,n3 时,M0,1,Ax|xx1x22x322,xiM,i1

25、,2,3,可得 A0,1,2,3,4,5,6,7(2)证明:由 s,tA,sa1a2qanqn1,tb1b2qbnqn1,ai,biM,i1,2,n 及 anbn,可得 st(a1b1)(a2b2)q(an1bn1)qn2(anbn)qn1(q1)(q1)q(q1)qn2qn1(q1)(1qn1)1qqn1 10,所以 s0,于是(a2n1a2n)(a2na2n1)0.因为122n122n1,所以|a2n1a2n|0,因此 a2na2n1122n1(1)2n22n1.因为a2n是递减数列,同理可得,a2n1a2n12x,原不等式成立 假设 pk(k2,kN*)时,不等式(1x)k1kx 成立

26、当 pk1 时,(1x)k1(1x)(1x)k(1x)(1kx)1(k1)xkx21(k1)x.所以当 pk1 时,原不等式也成立 综合可得,当 x1,x0 时,对一切整数 p1,不等式(1x)p1px 均成立(2)方法一:先用数学归纳法证明 anc1p.当 n1 时,由题设知 a1c1p成立 假设 nk(k1,kN*)时,不等式 akc1p成立 由 an1p1pancpa1pn易知 an0,nN*.当 nk1 时,ak1akp1pcpapk 11pcapk1.由 akc1p0 得11p1pcapk1 1p 1pcapk1 capk.因此 apk1c,即 ak1c1p,所以当 nk1 时,不等

27、式 anc1p也成立 综合可得,对一切正整数 n,不等式 anc1p均成立 再由an1an11pcapn1 可得an1an1,即 an1an1c1p,nN*.方法二:设 f(x)p1pxcpx1p,xc1p,则 xpc,所以 f(x)p1pcp(1p)xpp1p1cxp0.由此可得,f(x)在c1p,)上单调递增,因而,当 xc1p时,f(x)f(c1p)c1p.梦想不会辜负一个努力的人 all试题 14 当 n1 时,由 a1c1p0,即 ap1c 可知 a2p1pa1cpa1p1a111pcap11c1p,从而可得 a1a2c1p,故当 n1 时,不等式 anan1c1p成立 假设nk(k

28、1,kN*)时,不等式akak1c1p成立,则当nk1时,f(ak)f(ak1)f(c1p),即有 ak1ak2c1p,所以当 nk1 时,原不等式也成立 综合可得,对一切正整数 n,不等式 anan1c1p均成立 18、2014湖北卷 已知等差数列an满足:a12,且 a1,a2,a5成等比数列(1)求数列an的通项公式(2)记 Sn为数列an的前 n 项和,是否存在正整数 n,使得 Sn60n800?若存在,求 n的最小值;若不存在,说明理由 18解:(1)设数列an的公差为 d,依题意得,2,2d,24d 成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得 d24d0,解得 d0 或 d4.

29、当 d0 时,an2;当 d4 时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为 an2 或 an4n2.(2)当 an2 时,Sn2n,显然 2n60n800 成立 当 an4n2 时,Snn2(4n2)22n2.令 2n260n800,即 n230n4000,解得 n40 或 n60n800 成立,n 的最小值为 41.综上,当 an2 时,不存在满足题意的正整数 n;当 an4n2 时,存在满足题意的正整数 n,其最小值为 41.17、2014江西卷 已知首项都是 1 的两个数列an,bn(bn0,nN*)满足 anbn1an1bn2bn1bn0.(1)令 cnanbn,求数列cn

30、的通项公式;(2)若 bn3n1,求数列an的前 n 项和 Sn.17解:(1)因为 anbn1an1bn2bn1bn0,bn0(nN*),所以an1bn1anbn2,即 cn1cn2,所以数列cn是以 c11 为首项,d2 为公差的等差数列,故 cn2n1.(2)由 bn3n1,知 an(2n1)3n1,于是数列an的前 n 项和 Sn130331532(2n1)3n1,3Sn131332(2n3)3n1(2n1)3n,将两式相减得2Sn12(31323n1)(2n1)3n2(2n2)3n,所以 Sn(n1)3n1.17、2014新课标全国卷 已知数列an满足 a11,an13an1.梦想不

31、会辜负一个努力的人 all试题 15(1)证明an12是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明1a11a21an32.17解:(1)由 an13an1 得 an1123an12.又 a11232,所以an12是首项为32,公比为 3 的等比数列,所以 an123n2,因此数列an的通项公式为 an3n12.(2)证明:由(1)知1an23n1.因为当 n1 时,3n123n1,所以13n1123n1,即1an23n113n1.于是1a11a21an11313n132113n32.所以1a11a21an0,c30,c40,当 n5 时,cn1n(n1)n(n1)2n1,而n(n1)2n(n1)

32、(n2)2n1(n1)(n2)2n10,得n(n1)2n5(51)251,所以,当 n5 时,cn0,n10.又 nN*,2.42014广州调研 已知数列an满足 a135,an13an2an1,nN*.(1)求证:数列1an1 为等比数列(2)是否存在互不相等的正整数 m,s,t,使 m,s,t 成等差数列,且 am1,as1,at1 成等比数列?如果存在,求出所有符合条件的 m,s,t;如果不存在,请说明理由 梦想不会辜负一个努力的人 all试题 17 4解:(1)证明:因为 an13an2an1,所以1an113an23,所以1an11131an1.因为 a135,所以1a1123,所以

33、数列1an1 是首项为23,公比为13的等比数列(2)由(1)知,1an12313n123n,所以 an3n3n2.假设存在互不相等的正整数 m,s,t 满足条件,则有mt2s,(as1)2(am1)(at1).由 an3n3n2与(as1)2(am1)(at1),得3s3s2123m3m213t3t21,即 3mt23m23t32s43s.因为 mt2s,所以 3m3t23s.又 3m3t2 3mt23s,当且仅当 mt 时,等号成立,这与 m,s,t 互不相等矛盾,所以不存在互不相等的正整数 m,s,t 满足条件 22014景德镇质检 已知递增数列an满足 a1a2a3an12(a2nn)

34、(1)求 a1及数列an的通项公式;(2)设 cnan1,n为奇数,an12an11,n为偶数,求数列cn的前 2n 项和 T2n.2解:(1)当 n1 时,a112(a211),解得 a11.当 n2 时,a1a2a3an112(a2n1n1),a1a2a3an12(a2nn),所以 an12(a2na2n11),即(an1)2a2n10,所以 anan11 或 anan11(n2)又因为数列an为递增数列,所以 anan11,所以数列an是首项为 1,公差为 1 的等差数列,所以 ann.(2)由 cnan1,n为奇数,an12an11,n为偶数,得 cnn1,n为奇数,(n1)2n11,

35、n为偶数,则 T2n(242n)121323(2n1)22n1nn(n1)121323(2n1)22n1n.记 Sn121323(2n1)22n1,则 4Sn123325(2n1)22n1.由,得 3Sn2242622n(2n1)22n1,梦想不会辜负一个努力的人 all试题 18 22242622n(2n1)22n12,所以3Sn4(14n)14(2n1)22n12,所以 Sn4(14n)9(2n1)22n1323,即 Sn(6n5)22n19109,故 T2n(6n5)22n19n22n109.72014福建闽南四校期末 已知数列an是公差为 2 的等差数列,且 a1,a2,a5成等比数列

36、,则 a2的值为()A3 B3 C2 D2 7A 解析 a1,a2,a5成等比数列,a22a1a5,a22(a22)(a26),解得 a23.102014郑州质检 已知各项不为 0 的等差数列an满足 a42a273a80,数列bn是等比数列,且 b7a7,则 b2b8b11等于()A1 B2 C4 D8 10D 解析 由已知,得 2a27a43a8a13d3a121d4a124d4(a16d)4a7,a72 或 a70(舍去),b72,b2b8b11b1qb1q7b1q10b31q18(b1q6)3b378.172014温州十校联考 已知二次函数 f(x)ax2bx 的图像过点(4n,0),

37、且 f(0)2n,nN*,数列an满足1an1f1an,且 a14.(1)求数列an的通项公式;(2)记 bn anan1,求数列bn的前 n 项和 Tn.17解:(1)f(x)2axb.由题意知 f(0)b2n,16n2a4nb0,a12,b2n,f(x)12x22nx,nN*.又数列an满足1an1f1an,f(x)x2n,1an11an2n,1an11an2n.由叠加法可得1an142462(n1)n2n,化简可得 an4(2n1)2(n2)当 n1 时,a14 也符合上式,an4(2n1)2(nN*)(2)bn anan14(2n1)(2n1)212n112n1,Tnb1b2bn a1a2 a2a3 anan1 2113131512n112n12112n14n2n1.

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