【高中数学】《数列》知识点
一、选择题
1.设等差数列?an?的前n项和为Sn,若S15?0,S16?0,则Sn取最大值时n的值为( ) A.6 【答案】C 【解析】 【分析】
根据题意推导出数列?an?为单调递减数列,且当n?8时,an?0,当n?9时,an?0,由此可得出结果. 【详解】
B.7
C.8
D.13
QS15?15?a1?a15?16?a1?a16??15a8?0,S16??8?a8?a9??0,?a8?0,
22a9?0,
所以,等差数列?an?的公差d?a9?a8?0,则数列?an?为单调递减数列. 当n?8时,an?0,当n?9时,an?0, 因此,当n?8时,Sn取最大值. 故选:C. 【点睛】
本题考查利用等差数列前n项和的最值求对应的n的值,主要分析出数列的单调性,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.
n2.已知等差数列?an?的前n项和为Sn,若2a3?2a4?128,S3?6,则数列(?1)an的前40
??项和为( ) A.0 【答案】B 【解析】 【分析】
先由题意求出a3+a4=7,然后利用等差数列的前n项和公式表示出a1?a3?4,前后两式
n作差,求出公差,进而代入求出首项,最后即得an?n,代入题目中(?1)an,两两组
B.20 C.40 D.80
??合可求新数列前40项的和. 【详解】 依题意,S3?3?a1?a3?2?6 ,
∴a1?a3?4,①
∵2a3?2a4?128,即2a3?a4?128, ∴a3+a4=7,② ②-①得3d?3, ∴d?1, ∴a1?1,an?n, ∴(?1)nan?(?1)nn,
n∴(?1)an的前40项和S40?(?1?2)?(?3?4)?????(?39?40)?20,
??故选:B. 【点睛】
本题考查了指数运算:同底数幂相乘,底数不变,指数相加;主要考查等差数列的前n和公式,等差中项的性质等等,以及常见的摆动数列的有限项求和,可以采用的方法为:分组求和法,两两合并的方法等等,对学生的运算能力稍有要求,为中等难度题
3.已知数列{an}满足an?1?an?2,且a1,a3,a4成等比数列.若{an}的前n项和为Sn,则
Sn的最小值为( )
A.–10 【答案】D 【解析】 【分析】
利用等比中项性质可得等差数列的首项,进而求得Sn,再利用二次函数的性质,可得当
B.?14
C.–18
D.–20
n?4或5时,Sn取到最小值.
【详解】
根据题意,可知{an}为等差数列,公差d?2,
2由a1,a3,a4成等比数列,可得a3?a1a4,
2∴(a1?4)?a1(a1?6),解得a1??8.
∴Sn??8n?n(n?1)981?2?n2?9n?(n?)2?. 224根据单调性,可知当n?4或5时,Sn取到最小值,最小值为?20. 故选:D. 【点睛】
本题考查等差数列通项公式、等比中项性质、等差数列前n项和的最值,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意当n?4或5时同时取到最值.
4.等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a2?a6?a11?a20?3,则S21的值为( )
A.63 【答案】C 【解析】 【分析】
B.21 C.?63 D.21
根据等差数列性质,原式可变为?a2?a20??(a6?a16)?a11?3,即可求得
S21?21a11??63.
【详解】
∵a2?a6?a11?a16?a20?3, ∴?a2?a20??(a6?a16)?a11?3, ∴a11??3,∴S21?21a11??63, 故选:C. 【点睛】
此题考查等差数列性质和求和公式,需要熟练掌握等差数列基本性质,根据性质求和.
5.已知等比数列{an},an>0,a1=256,S3=448,Tn为数列{an}的前n项乘积,则当Tn取得最大值时,n=( ) A.8 【答案】C 【解析】 【分析】
设等比数列{an}的公比为q,由an>0,可得q>0.根据a1=256,S3=448,可得256(1+q+q2)=448,解得q.可得an,Tn,利用二次函数的单调性即可得出. 【详解】
设等比数列{an}的公比为q,∵an>0,∴q>0. ∵a1=256,S3=448, ∴256(1+q+q2)=448, 解得q?B.9
C.8或9
D.8.5
1. 212n?1∴an=256?()8
7
?29﹣n.
=2
8+7+…+9﹣n
n?8?9?n?2289??17?[?n?)2??24??2Tn=2?2?……?2
9﹣n
?2?2.
∴当n=8或9时,Tn取得最大值时, 故选C. 【点睛】
本题考查了等比数列的通项公式与求和公式及其性质、二次函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
6.数列?an?的通项公式为an?n?cn?N条件. A.必要而不充分 【答案】A 【解析】 【分析】
B.充要
???.则“c?2”是“?a?为递增数列”的( )
nC.充分而不必要 D.即不充分也不必要
根据递增数列的特点可知an?1?an?0,解得c?n?1,由此得到若?an?是递增数列,则23,根据推出关系可确定结果. 2【详解】 c?若“?an?是递增数列”,则an?1?an?n?1?c?n?c?0, 即?n?1?c???n?c?,化简得:c?n?又n?N?,?n?则c?2?221, 2133?,?c?, 222?an?是递增数列,?an?是递增数列?c?2,
?“c?2”是“?an?为递增数列”的必要不充分条件.
故选:A. 【点睛】
本题考查充分条件与必要条件的判断,涉及到根据数列的单调性求解参数范围,属于基础题.
7.设{an}为等比数列,{bn}为等差数列,且Sn为数列{bn}的前n项和.若a2=1,a10=16且a6=b6,则S11=( ) A.20 【答案】C 【解析】 【分析】
设等比数列{an}的公比为q,由a2=1,a10=16列式求得q2,进一步求出a6,可得b6,再由等差数列的前n项和公式求解S11. 【详解】
设等比数列{an}的公比为q,由a2=1,a10=16, 得q?8B.30 C.44 D.88
a10?16,得q2=2. a24∴a6?a2q?4,即a6=b6=4,
又Sn为等差数列{bn}的前n项和,
∴S11??b1?b11??11?11b26?44.
故选:C. 【点睛】
本题考查等差数列与等比数列的通项公式及性质,训练了等差数列前n项和的求法,是中档题.
8.已知等比数列?an?的前n项和为Sn,若A.10 【答案】C 【解析】 【分析】
根据等比数列的性质可将已知等式变为【详解】 由题意得:
B.7
111???2,a2?2,则S3?( ) a1a2a3C.8
D.4
a1?a2?a3S3??2,解方程求得结果. 2a24111a1?a31a1?a2?a3S3???????2 ?S3?8 2a1a2a3a1a3a2a24本题正确选项:C 【点睛】
本题考查等比数列性质的应用,关键是能够根据下角标的关系凑出关于S3的方程,属于基础题.
9.在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数取出.先取1;再取1后面两个偶数2,4;再取4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再取9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再取此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直取下去,得到一个新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个新数列中,由1开始的第2 019个数是( ) A.3 971 【答案】D 【解析】 【分析】
先对数据进行处理能力再归纳推理出第n组有n个数且最后一个数为n2,则前n组共1+2+3+…+n?【详解】
解:将新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,分组为(1),(2,4),(5,7,9,),(10,12,14,16),(17,19,21,23,25)…
B.3 972
C.3 973
D.3 974
n?n?1?2个数,运算即可得解.
则第n组有n个数且最后一个数为n2, 则前n组共1+2+3+…+n?n?n?1?2设第2019个数在第n组中,
个数,
?n?n?1??2019??2则?, ??n?1?n<2019??2解得n=64,
即第2019个数在第64组中,
则第63组最后一个数为632=3969,前63组共1+2+3+…+63=2016个数,接着往后找第三个偶数则由1开始的第2019个数是3974, 故选:D. 【点睛】
本题考查了对数据的处理能力及归纳推理能力,考查等差数列前n项和公式,属中档题.
10.已知函数f?x??x?mx图象在点A1,f?1?处的切线l与直线x?3y?2?0垂直,
2????1??若数列??的前n项和为Sn,则S2018的值为( )
?f?n????2015 2016【答案】D 【解析】 【分析】
A.
B.
2016 2017C.
2017 2018D.
2018 2019求出原函数的导函数,得到y?f?x?在x?1时的导数值,进一步求得m,可得函数解析式,然后利用裂项相消法可计算出S2018的值. 【详解】
由f?x??x?mx,得f??x??2x?m,?f??1??m?2,
2因为函数f?x??x?mx图象在点A1,f?1?处的切线l与直线x?3y?2?0垂直,
2???f??1??m?2?3,解得m?1,?f?x??x2?x,则
11111?2???. f?n?n?nn?n?1?nn?1因此,S2018?1?故选:D. 【点睛】
1111112018???L???1??. 2232018201920192019本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了利用裂项相消法求数列的前n项和,是中档题.
11.已知等差数列?an?的前n项和为Sn,若a2?a3?a10?9,则S9?( ) A.3 【答案】D 【解析】
设等差数列?an?的首项为a1,公差为d. ∵a2?a3?a10?9
∴3a1?12d?9,即a1?4d?3 ∴a5?3 ∴S9?故选D.
B.9
C.18
D.27
9?(a1?a9)?27 2
12.已知等差数列?an?的公差d?0,且a1,a3,a13成等比数列,若a1?1,Sn为数列?an?2Sn?6的前n项和,则的最小值为( )
an?3A.4 【答案】D 【解析】 【分析】
由题意得(1?2d)?1?12d,求出公差d的值,得到数列{an}的通项公式,前n项和,
2B.3
C.23?2 D.2
2Sn?6从而可得,换元,利用基本不等式,即可求出函数的最小值.
an?3【详解】
解:Qa1?1,a1、a3、a13成等比数列,
?(1?2d)2?1?12d. 得d?2或d?0(舍去),
?an?2n?1,
?Sn?n(1?2n?1)?n2, 222Sn?62n2?6n2?3?n?1??2?n?1??4????. an?32n?2n?1n?1令t?n?1,则
2Sn?644?t??2?2t??2?2 an?3tt当且仅当t?2,即n?1时,?故选:D. 【点睛】
2Sn?6的最小值为2.
an?3本题主要考查等比数列的定义和性质,等比数列的通项公式,考查基本不等式,属于中档题.
213.在递减等差数列{an} 中,a1a3?a2?4.若a1?13,则数列{1}的前n项和的最anan?16 13大值为 ( ) A.
24 143B.
1 143C.
24 13D.
【答案】D 【解析】
2设公差为d,d?0 ,所以由a1a3?a2?4,a1?13,得
13(13?2d)?(13?d)2?4?d??2 (正舍),即an?13?2(n?1)?15?2n , 11111?1???(?) ,所以数列?因为?的前n项anan?1(15?2n)(13?2n)22n?152n?13?anan?1?和等于
1111116(??)?(??)? ,选D. 2132n?132132?6?1313点睛:裂项相消法是指将数列的通项分成两个式子的代数和的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如??c?? (其中?an?是各项均不为零的等差数
?anan?1?列,c为常数)的数列. 裂项相消法求和,常见的有相邻两项的裂项求和(如本例),还有一类
11. 隔一项的裂项求和,如或
(n?1)(n?3)n(n?2)
14.在等比数列?an?中,已知a2?9,a5?243,那么?an?的前4项和为( ). A.81 【答案】B 【解析】 【分析】 根据
B.120
C.121
D.192
a5?q3求出公比,利用等比数列的前n项和公式即可求出. a2【详解】
Q
a5?q3?27, a2? q?3
a1(1?q4)3(1?34)? S4???120.故选:B
1?q1?3【点睛】
本题主要考查了等比数列的通项公式,等比数列的前n项和,属于中档题.
15.等比数列{an}的前n项和为Sn,若S10?10,S30?30,则S20= A.10 【答案】B 【解析】 【分析】
由等比数列的性质可得,S10,S20﹣S10,S30﹣S20成等比数列即(S20﹣S10)2=S10?(S30﹣S20),代入可求. 【详解】
10由等比数列的性质可得,S10,S20﹣S10,S30﹣S20成等比数列,且公比为q
B.20 C.20或-10 D.-20或10
∴(S20﹣S10)2=S10?(S30﹣S20)即?S20?10??10?30?S20? 解S20 =20或-10(舍去) 故选B. 【点睛】
本题主要考查了等比数列的性质(若Sn为等比数列的前n项和,且Sk,S2k﹣Sk,S3k﹣S2k不为0,则其成等比数列)的应用,注意隐含条件的运用
2
16.在各项都为正数的等比数列{an}中,若a1?2,且a1?a5?64,则数列
??an??的前n项和是( ) ?(an?1)(an?1?1)?A.1?12n?1?1【答案】A 【解析】
B.1?1 2n?1C.1?1 n2?1D.1?1 2n?12由等比数列的性质可得:a1a5?a3?64,?a3?8,
则数列的公比:q?a38??2, a12n?1n数列的通项公式:an?a1q?2,
an2n11?n??故:
?an?1??an?1?1?2?12n?1?12n?12n?1?1,
??????an??则数列??的前n项和是:
???an?1??an?1?1???1??11?1?1?1?1????L???1?. ?1??2??n?23n?1n?12?12?12?12?12?12?12?1??????本题选择A选项.
点睛:使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.
??2???m?fx?x?axfx?2x?117.设函数??的导数为??,则数列???n?N?的前n项
?f?n????和是( ) A.
n n?1B.
2n n?1C.
2n n?1D.
2?n?1? n【答案】B 【解析】 【分析】
m函数f(x)?x?ax的导函数f?(x)?2x?1,先求原函数的导数,两个导数进行比较即可
??2???am求出,,利用裂项相消法求出??n?N的前n项和即可.
??f?n?????【详解】
Qf?(x)?mxm?1?a?2x?1,
\\a=1,m?2,?f(x)?x(x?1),
2211??2(?), f(n)n(n?1)nn?111111112n?Sn?2[(?)?(?)?L?(?)]?2(1?)?,
1223nn?1n?1n?1故选:B. 【点睛】
本题考查数列的求和运算,导数的运算法则,数列求和时注意裂项相消法的应用.
18.正项等比数列?an?中的a1、a4039是函数f?x??13x?4x2?6x?3的极值点,则3log6a2020?( )
A.?1 【答案】B 【解析】 【分析】
B.1
C.2 D.2
根据可导函数在极值点处的导数值为0,得出a1a4039?6,再由等比数列的性质可得. 【详解】
解:依题意a1、a4039是函数f?x??13x?4x2?6x?3的极值点,也就是3f??x??x2?8x?6?0的两个根
∴a1a4039?6
又?an?是正项等比数列,所以a2020?a1?a4039?6 ∴log6a2020?log66?1.
故选:B 【点睛】
本题主要考查了等比数列下标和性质以应用,属于中档题.
19.已知数列?an?的首项a1?2,an?1?an?6an?2?9,则a27?( ) A.7268 【答案】C 【解析】 【分析】
由an?1?an?6an?2?9得an?1?2?(an?2?3)2,所以构造数列算出an?2?(3n?1)2,求出a27. 【详解】
易知an?0,因为an?1?an?6an?2?9,所以an?1?2?(an?2?3)2, 即an?1?2?an?2?3,
B.5068
C.6398
D.4028
?an?2为等差数列,
??an?2是以3为公差,以2为首项的等差数列.
?所以an?2?3n?1,an?2?(3n?1)2,即a27?802?2?6398. 故选 :C 【点睛】
本题主要考查由递推公式求解通项公式,等差数列的通项公式,考查了学生的运算求解能力.
20.已知数列?an?的前n项和为Sn,且a1?2,an?1?( )
n?2Sn(n?N*),则Sn?nA.2n?1?1 【答案】B 【解析】 【分析】
B.n?2n C.3n?1 D.2n?3n?1
an?1n?2?2?,再利用累乘法求出an?(n?1)?2n?1,即得Sn. 由题得ann?1【详解】 由题得Sn?nan?1(n?1)anna(n?1)an,?Sn?1?,?an?n?1?,(n?2) n?2n?1n?2n?1an?1n?2?2?,(n?2) 所以ann?1由题得a2?6,?aa26n?2,(n?1). ??3,所以n?1?2?ann?1a12ana23a34a45n?1?2?,?2?,?2?,L,?2?, 所以a12a23a34an?1nann?1n?1?2?,?an?(n?1)?2n?1. 所以a12所以Sn?故选:B 【点睛】
本题主要考查数列通项的求法,考查数列前n项和与an的关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
n?(n?2)?2n?n?2n. n?2
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