2014年高考数学分类汇编(高考真题+模拟新题)数列 文

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D单元 数列

D1 数列的概念与简单表示法

3n-n*

17.、、[2014·江西卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N.

2

(1)求数列{an}的通项公式;

*

(2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N,使得a1,an,am成等比数列.

2

3n-n17.解:(1)由Sn=,得a1=S1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1也符合上

2

式,所以数列{an}的通项公式为an=3n-2.

22

(2)证明:要使得a1,an,am成等比数列,只需要an=a1·am,即(3n-2)=1·(3m-2),

2*

即m=3n-4n+2.而此时m∈N,且m>n,

*

所以对任意的n>1,都存在m∈N,使得a1,an,am成等比数列.

22

18.、[2014·江西卷] 已知函数f(x)=(4x+4ax+a)x,其中a<0. (1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;

(2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.

2(5x-2)(x-2)2

18.解:(1)当a=-4时,由f′(x)==0得x=或x=2,由f′(x)

5x2

?2?>0得x∈?0,?或x∈(2,+∞).

?5?

?2?故函数f(x)的单调递增区间为?0,?和(2,+∞). ?5?

(10x+a)(2x+a)

(2)因为f′(x)=,a<0,

2x所以由f′(x)=0得x=-

或x=-. 102

aa当x∈?0,-?时,f(x)单调递增;当x∈?-,-?时,f(x)单调递减;当

10?2???10

?

a??

aa??a?x∈?-,+∞?时,f(x)单调递增. ?2

?

易知f(x)=(2x+a)

2

?a?x≥0,且f?-?=0.

?2?

2

①当-≤1,即-2≤a<0时,f(x)在[1,4]上的最小值为f(1),由f(1)=4+4a+a2=8,得a=±22-2,均不符合题意.

a②当1<-≤4时,即-8≤a<-2时,f(x)在[1,4]时的最小值为f?-?=0,不符合

2?2?

题意.

③当->4时,即a<-8时,f(x)在[1,4]上的最小值可能在x=1或x=4时取得,

2

2

而f(1)≠8,由f(4)=2(64+16a+a)=8得a=-10或a=-6(舍去).

当a=-10时,f(x)在(1,4)上单调递减,f(x)在[1,4]上的最小值为f(4)=8,符合题意.

综上有,a=-10.

1

16.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 数列{an}满足an+1=,a8=2,则a1=________.

1-an11111116. [解析] 由题易知a8==2,得a7=;a7==,得a6=-1;a6=21-a721-a621-a5

1

a?a?a

1

=-1,得a5=2,于是可知数列{an}具有周期性,且周期为3,所以a1=a7=. 2

D2 等差数列及等差数列前n项和

2.[2014·重庆卷] 在等差数列{an}中,a1=2,a3+a5=10,则a7=( ) A.5 B.8 C.10 D.14

2.B [解析] 由题意,得a1+2d+a1+4d=2a1+6d=4+6d=10,解得d=1,所以a7

=a1+6d=2+6=8.

5.[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=( )

A.2 B.-2 11C. D.- 22

4×3

5.D [解析] ∵S2=2a1-1,S4=4a1+×(-1)=4a1-6,且S1,S2,S4成等比数列,

212

∴(2a1-1)=a1(4a1-6),解得a1=-. 2

15.、[2014·北京卷] 已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列{bn}满足b1=4,b4=20,且{bn-an}为等比数列.

(1)求数列{an}和{bn}的通项公式; (2)求数列{bn}的前n项和.

15.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,由题意得

a4-a112-3d===3.

3

3

所以an=a1+(n-1)d=3n(n=1,2,?). 设等比数列{bn-an}的公比为q,由题意得

b4-a420-12q3===8,解得q=2.

b1-a14-3

所以bn-an=(b1-a1)q=2.

n-1

从而bn=3n+2(n=1,2,?).

n-1

(2)由(1)知bn=3n+2(n=1,2,?).

31-2n-1n数列{3n}的前n项和为n(n+1),数列{2}的前n项和为1×=2-1,

21-23n所以,数列{bn}的前n项和为n(n+1)+2-1.

2

17.,[2014·福建卷] 在等比数列{an}中,a2=3,a5=81. (1)求an;

(2)设bn=log3an,求数列{bn}的前n项和Sn. 17.解:(1)设{an}的公比为q,依题意得

???a1q=3,?a1=1,?4解得? ??aq=81,q=3.?1?

nn-1

n-1

因此,an=3.

(2)因为bn=log3an=n-1,

2

n-1

=. 22

19.、、[2014·湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,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Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.

19.解:(1)设数列{an}的公差为d,

2

依题意知,2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)=2(2+4d),

2

化简得d-4d=0,解得d=0或d=4, 当d=0时,an=2;

当d=4时,an=2+(n-1)·4=4n-2,

从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2. (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800, 此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.

n[2+(4n-2)]2

当an=4n-2时,Sn==2n.

2

22

令2n>60n+800,即n-30n-400>0, 解得n>40或n<-10(舍去),

此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41. 综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n;

当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.

n2+n*

16.、[2014·湖南卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N.

2

(1)求数列{an}的通项公式;

n(2)设bn=2an+(-1)an,求数列{bn}的前2n项和. 16.解:(1)当n=1时,a1=S1=1;

n2+n(n-1)2+(n-1)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=n.

22

故数列{an}的通项公式为an=n.

nn122n(2)由(1)知,bn=2+(-1)n.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(2+2+?+2)+(-1+2-3+4-?+2n).

122n记A=2+2+?+2,B=-1+2-3+4-?+2n,

2n2(1-2)2n+1

则A==2-2,

1-2

B=(-1+2)+(-3+4)+?+[-(2n-1)+2n]=n.

2n+1

故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=2+n-2.

13.[2014·江西卷] 在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取得最大值,则d的取值范围为________.

7??-1,-13.?? [解析] 由题可知a8>0且a9<0,即7+7d>0且7+8d<0,所以-1

7-. 8

9.[2014·辽宁卷] 设等差数列{an}的公差为d,若数列{2a1an}为递减数列,则( ) A.d>0 B.d<0 C.a1d>0 D.a1d<0

bn+12a1an+1

9.D [解析] 令bn=2a1an,因为数列{2a1an}为递减数列,所以 ==2a1(an+

bn2a1an1-an)=2a1d<1,所以a1d<0.

17.[2014·全国卷] 数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=2an+1-an+2. (1)设bn=an+1-an,证明{bn}是等差数列;

3

所以数列{bn}的前n项和Sn=

n(b1+bn)n2-n

(2)求{an}的通项公式.

17.解:(1)由an+2=2an+1-an+2,得 an+2-an+1=an+1-an+2, 即bn+1=bn+2. 又b1=a2-a1=1,

所以{bn}是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)得bn=1+2(n-1), 即an+1-an=2n-1.

于是

2

所以an+1-a1=n,

2

即an+1=n+a1.

2

又a1=1,所以{an}的通项公式an=n-2n+2.

5.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 等差数列{an}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{an}的前n项和Sn=( )

A.n(n+1) B.n(n-1)

C.

n(n+1)

2

D.n(n-1)

2

2

5.A [解析] 由题意,得a2,a2+4,a2+12成等比数列,即(a2+4)=a2(a2+12),解得a2=4,即a1=2,所以Sn=2n+

n(n-1)

2

×2=n(n+1).

2

17.、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x-5x+6=0的根.

(1)求{an}的通项公式;

(2)求数列?n?的前n项和.

?2?

17.解:(1)方程x-5x+6=0的两根为2,3. 由题意得a2=2,a4=3.

设数列{an}的公差为d,则a4-a2=2d, 13故d=,从而得a1=.

22

1

所以{an}的通项公式为an=n+1.

2

?an?ann+2(2)设?n?的前n项和为Sn,由(1)知n=n+1,

22?2?

2

?an?

34n+1n+2

则Sn=2+3+?+n+n+1,

2222134n+1n+2Sn=3+4+?+n+1+n+2, 22222

两式相减得

1?n+231?1?n+213?1n+4

Sn=+?3+?+n+1?-n+2=+?1-n-1?-n+2,所以Sn=2-n+1.

2?224?244?2?22

19.,,[2014·山东卷] 在等差数列{an}中,已知公差d=2,a2是a1与a4的等比中项.

4

(1)求数列{an}的通项公式;

n(2)设bn=an(n+1),记Tm=-b1+b2-b3+b4-?+(-1)bn,求Tn.

219.解:(1)由题意知,(a1+d)=a1(a1+3d),

2

即(a1+2)=a1(a1+6),解得a1=2. 故数列{an}的通项公式为an=2n.

(2)由题意知,bn=an(n+1)=n(n+1),

2所以Tn=-1×2+2×3-3×4+?+(-1)n×(n+1). 因为bn+1-bn=2(n+1), 所以当n为偶数时,

Tn=(-b1+b2)+(-b3+b4)+?+(-bn-1+bn) =4+8+12+?+2n (4+2n)=

22=

n2

nn(n+2)

2

当n为奇数时, Tn=Tn-1+(-bn) =

(n-1)(n+1)

-n(n+1)

2

2

(n+1)=-.

2

(n+1)-,n为奇数,

2

所以Tn=

n(n+2)

,n为偶数.2

?????

2

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 A+sin C=2sin(A+C); (2)若a,b,c成等比数列,且c=2a,求cos B的值.

16.解: (1)∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b.由正弦定理得sin A+sin C=2sin B. ∵sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C), ∴sin A+sin C=2sin(A+C).

2

(2)由题设有b=ac,c=2a, ∴b=2a.

a2+c2-b2a2+4a2-2a23

由余弦定理得cos B===. 2

2ac4a4

x19.、、[2014·四川卷] 设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2的图像

*

上(n∈N).

(1)证明:数列{bn}为等比数列;

1

(2)若a1=1,函数f(x)的图像在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-,求数ln 2

2

列{anbn}的前n项和Sn.

19.解:(1)证明:由已知得,bn=2an>0,

5

a4-a112-3d===3.

3

3

所以an=a1+(n-1)d=3n(n=1,2,?). 设等比数列{bn-an}的公比为q,由题意得

b4-a420-12q3===8,解得q=2.

b1-a14-3

所以bn-an=(b1-a1)q=2.

n-1

从而bn=3n+2(n=1,2,?).

n-1

(2)由(1)知bn=3n+2(n=1,2,?).

31-2n-1n数列{3n}的前n项和为n(n+1),数列{2}的前n项和为1×=2-1,

21-23n所以,数列{bn}的前n项和为n(n+1)+2-1.

216.、[2014·湖南卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=

nn-1

n-1

n2+n2

,n∈N.

*

(1)求数列{an}的通项公式;

n(2)设bn=2an+(-1)an,求数列{bn}的前2n项和. 16.解:(1)当n=1时,a1=S1=1;

n2+n(n-1)2+(n-1)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=n.

22

故数列{an}的通项公式为an=n.

nn122n(2)由(1)知,bn=2+(-1)n.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(2+2+?+2)+(-1+2-3+4-?+2n).

122n记A=2+2+?+2,B=-1+2-3+4-?+2n,

2n2(1-2)2n+1

则A==2-2,

1-2

B=(-1+2)+(-3+4)+?+[-(2n-1)+2n]=n.

2n+1

故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=2+n-2.

2

17.、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x-5x+6=0的根.

(1)求{an}的通项公式;

(2)求数列?n?的前n项和.

?2?

17.解:(1)方程x-5x+6=0的两根为2,3. 由题意得a2=2,a4=3.

设数列{an}的公差为d,则a4-a2=2d, 13故d=,从而得a1=.

22

1

所以{an}的通项公式为an=n+1.

2

?an?ann+2(2)设?n?的前n项和为Sn,由(1)知n=n+1,

22?2?

2

?an?

34n+1n+2

则Sn=2+3+?+n+n+1,

2222134n+1n+2Sn=3+4+?+n+1+n+2, 22222

11

两式相减得

1?n+231?1?n+213?1n+4

Sn=+?3+?+n+1?-n+2=+?1-n-1?-n+2,所以Sn=2-n+1.

2?224?244?2?22

19.,,[2014·山东卷] 在等差数列{an}中,已知公差d=2,a2是a1与a4的等比中项.

(1)求数列{an}的通项公式;

n(2)设bn=an(n+1),记Tm=-b1+b2-b3+b4-?+(-1)bn,求Tn.

219.解:(1)由题意知,(a1+d)=a1(a1+3d),

2

即(a1+2)=a1(a1+6),解得a1=2. 故数列{an}的通项公式为an=2n.

(2)由题意知,bn=an(n+1)=n(n+1),

2所以Tn=-1×2+2×3-3×4+?+(-1)n×(n+1). 因为bn+1-bn=2(n+1), 所以当n为偶数时,

Tn=(-b1+b2)+(-b3+b4)+?+(-bn-1+bn) =4+8+12+?+2n (4+2n)=

22=

n2

nn(n+2)

2

当n为奇数时, Tn=Tn-1+(-bn) =

(n-1)(n+1)

-n(n+1)

2

2

(n+1)=-.

2

(n+1)-,n为奇数,

2

所以Tn=

n(n+2)

,n为偶数.2

?????

2

D5 单元综合

*

18.[2014·安徽卷] 数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N.

(1)证明:数列??是等差数列;

?n??an?

(2)设bn=3·an,求数列{bn}的前n项和Sn. 18.解: (1)证明:由已知可得项,1为公差的等差数列.

(2)由(1)得=1+(n-1)·1=n,所以an=n, 从而可得bn=n·3.

nn?an?an+1anan+1ana1

=+1,即-=1,所以??是以=1为首n+1nn+1n1?n?

ann2

12

Sn=1×31+2×32+?+(n-1)×3n-1+n×3n,①

23nn+1

3Sn=1×3+2×3+?+(n-1)3+n×3.②

①-②得-2Sn=3+3+?+3-n·3(1-2n)·3

2

n+1

1

2

nn+1

3·(1-3)n=-n·3

1-3

n+1

-3,

n+1

(2n-1)·3

所以Sn=

4

+3.

19.[2014·广东卷] 设各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,且Sn满足Sn-(n2*

+n-3)Sn-3(n+n)=0,n∈N.

(1)求a1的值;

(2)求数列{an}的通项公式;

(3)证明:对一切正整数n,有

22

1111

++?+<. a1(a1+1)a2(a2+1)an(an+1)3

19.、、[2014·湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,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Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.

19.解:(1)设数列{an}的公差为d,

2

依题意知,2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)=2(2+4d),

2

化简得d-4d=0,解得d=0或d=4, 当d=0时,an=2;

当d=4时,an=2+(n-1)·4=4n-2,

从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2. (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800, 此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.

n[2+(4n-2)]2

当an=4n-2时,Sn==2n.

2

22

令2n>60n+800,即n-30n-400>0, 解得n>40或n<-10(舍去),

此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41. 综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n;

当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.

20.[2014·江苏卷] 设数列{an}的前n项和为Sn.若对任意的正整数n,总存在正整数m,使得Sn=am,则称{an}是“H数列”.

n(1)若数列{an}的前n项和Sn=2(n∈),证明:{an}是“H数列”.

(2)设{an}是等差数列,其首项a1=1,公差d<0.若{an}是“H数列”,求d的值. (3)证明:对任意的等差数列{an},总存在两个“H数列”{bn}和{cn},使得an=bn+cn(n∈)成立.

n+1nn20.解: (1)证明:由已知,当n≥1时,an+1=Sn+1-Sn=2-2=2.于是对任意的正

n整数n,总存在正整数m=n+1,使得Sn=2=am,

所以{an}是“H数列”.

(2)由已知得,S2=2a1+d=2+d.因为{an}是“H数列”,所以存在正整数m,使得S2

=am,即2+d=1+(m-1)d,于是(m-2)d=1.因为d<0,所以m-2<0,故m=1,从而d=-1.

13

当d=-1时,an=2-n,Sn=总存在正整数m=2-Sn=2-n(3-n)

22

是小于2的整数,n∈N.于是对任意的正整数n,

*

n(3-n)

,使得Sn=2-m=am,所以{an}是“H数列”,因此d的值为-1.

(3)证明:设等差数列{an}的公差为d,则an =a1+(n-1)d=na1+(n-1)(d-a1)(n∈N*).

*

令bn=na1,cn=(n-1)(d-a1),则an=bn+cn(n∈N). 下证{bn}是“H数列”.

设{bn}的前n项和为Tn,则Tn=正整数m=

n(n+1)

a1(n∈N*).于是对任意的正整数n,总存在

2

n(n+1)

2

,使得Tn=bm,所以{bn}是“H数列”.

同理可证{cn}也是“H数列”.

*

所以对任意的等差数列{an},总存在两个“H数列”{bn}和{cn},使得an=bn+cn(n∈N)成立.

2

3n-n*

17.、、[2014·江西卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N.

2

(1)求数列{an}的通项公式;

*

(2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N,使得a1,an,am成等比数列.

2

3n-n17.解:(1)由Sn=,得a1=S1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1也符合上

2

式,所以数列{an}的通项公式为an=3n-2.

22

(2)证明:要使得a1,an,am成等比数列,只需要an=a1·am,即(3n-2)=1·(3m-2),

2*

即m=3n-4n+2.而此时m∈N,且m>n,

*

所以对任意的n>1,都存在m∈N,使得a1,an,am成等比数列.

22

18.、[2014·江西卷] 已知函数f(x)=(4x+4ax+a)x,其中a<0. (1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;

(2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.

2(5x-2)(x-2)2

18.解:(1)当a=-4时,由f′(x)==0得x=或x=2,由f′(x)

5x?2?>0得x∈?0,?或x∈(2,+∞).

?5?

?2?故函数f(x)的单调递增区间为?0,?和(2,+∞). ?5?

(10x+a)(2x+a)

(2)因为f′(x)=,a<0,

2x所以由f′(x)=0得x=-

或x=-. 102

aa当x∈?0,-?时,f(x)单调递增;当x∈?-,-?时,f(x)单调递减;当

10?2???10

?

a??

aa??a?x∈?-,+∞?时,f(x)单调递增. ?2

?

易知f(x)=(2x+a)

2

?a?x≥0,且f?-?=0.

?2?

2

①当-≤1,即-2≤a<0时,f(x)在[1,4]上的最小值为f(1),由f(1)=4+4a+a2

a14

=8,得a=±22-2,均不符合题意.

②当1<-≤4时,即-8≤a<-2时,f(x)在[1,4]时的最小值为f?-?=0,不符合

2?2?

题意.

③当->4时,即a<-8时,f(x)在[1,4]上的最小值可能在x=1或x=4时取得,

2

2

而f(1)≠8,由f(4)=2(64+16a+a)=8得a=-10或a=-6(舍去).

当a=-10时,f(x)在(1,4)上单调递减,f(x)在[1,4]上的最小值为f(4)=8,符合题意.

综上有,a=-10.

x19.、、[2014·四川卷] 设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2的图像

*

上(n∈N).

(1)证明:数列{bn}为等比数列;

1

(2)若a1=1,函数f(x)的图像在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-,求数ln 2

2

列{anbn}的前n项和Sn.

19.解:(1)证明:由已知得,bn=2an>0,

a?a?abn+1d=2an+1-an=2. bnd故数列{bn}是首项为2a1,公比为2的等比数列.

x(2)函数f(x)=2在点(a2,b2)处的切线方程为y-2a2=(2a2ln 2)(x-a2),

当n≥1时,1. ln 2

11

由题意知,a2-=2-,

ln 2ln 2

解得a2=2,

n2n所以d=a2-a1=1,an=n,bn=2,anbn=n·4.

23n-1n于是,Sn=1×4+2×4+3×4+?+(n-1)×4+n×4,

23nn+1

4Sn=1×4+2×4+?+(n-1)×4+n×4,

n+1n+14-4(1-3n)4-42nn+1n+1

因此,Sn-4Sn=4+4+?+4-n·4=-n·4=,

33

n+1

(3n-1)4+4

所以,Sn=. 9

2

1.[2014·黄冈中学月考] 已知数列{an}的前n项和Sn=n-2n+2,则数列{an}的通项公式为( )

A.an=2n-3 B.an=2n+3

其在x轴上的截距为a2-

???1,n=1,?1,n=1,

C.an=? D.an=?

?2n-3,n≥2?2n+3,n≥2??

1.C [解析] 当n=1时,a1=S1=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-3.又当n=1时,

a1的值不适合n≥2时的通项公式,故选C.

6.[2014·杭州检测] 设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a4<0,a5>|a4|,则使Sn>0成立的最小正整数n为( )

A.6 B.7 C.8 D.9

8(a1+a8)8(a4+a5)

6.C [解析] 由题意知,S7=7a4<0,a4+a5>0,∴S8==>0,故

22

选C.

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/oush.html

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