江苏省数学数列
高考
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题
2011年
{a}Sa,1nn120、(本小题满分16分)设M为部分正整数组成的集合,数列的首项,前n项和为,已知对任
S,S,2(S,S)n,kn,knk意整数k属于M,当n>k时,都成立。
a{a}a,25n2(1)设M=,1,,,求的值;(2)设M=,3,4,,求数列的通项
公式
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。
knSSSSSSSS,?,,,,,?,,,1,1,2(),2()nnnnnn,,,,111211解析:(1)即:aaa,,2nnn,,21
aSSSSSaa,,,,,?,?,3,2()7,4,8;,,a,2n23211352所以,n>1时,成等差,而,
,,,,,,,,,,nSSSSnSSSS3,2(),(1);4,2(),(2)nnnnnn,,,,333444, (2)由题意:
,,,,,,,,,,nSSSSnSSSS4,2(),(3);5,2(),(4);nnnnnn,,,,,,42135314
aaa,,2,(5)n,5nn,,434当时,由(1)(2)得:
aaa,,2,(6)nn,,524由(3)(4)得:
aaa,,2,(7);nnn,,,421由(1)(3)得:
aaa,,2,(8);nnn,,,531由(2)(4)得:
aaa,,,aaa,,,dd,,nnn,,,412nnn,,,51312由(7)(8)知:成等差,成等差;设公差分别为: 由(5)(6)得:
aadaadaadaad,,,,,,,,,,222,(9);222,(10);nnnnnn,,,,,,532442421541
?,a(2)naaddaddaadd,,,,,,,,,2,;,,nnnnn,,,,54214122321由(9)(10)得:成等差,设公差为d,
2+6a152(255),452;adaadad,,,,,,,即12122在(1)(2)中分别取n=4,n=5得: 28282(279),351aadaadad,,,,,,,,即12122
?,,?,,adan3,2,21.2n
2010年
第19题(
,,S,,aS2a,a,andnn213设各项均为正数的数列的前n项和为,已知,数列 是公差为的等差数列.
,,an,dn?求数列的通项公式(用表示)
S,S,cSm,n,km,n,3k且m,nmnkc?设为实数,对满足的任意正整数,不等式都成立。
9
2c求证:的最大值为
,,?S2S,S,Sn213解:(1)是等差数列,,
y 2a,a,a?2a,a,a,3a2131212 又,,平方得 T
B2 2M 3a,a,23aa(a,3a),0121221 ,即,
?a,3a21,
O AAx 1 2
d,S,S,2a,a,aS,d211111? ,即,
22S,S,(n,1)d,ndS,ndn1n? ,
22222a,S,S,nd,(n,1)d,(2n,1)dn,2nnn,1 时,
n,1 且对成立,
2?a,(2n,1)dn
22m,n
2222S,ScSm,nckmnkck(2)由>得>即<
222222m,n9(m,n)9(m,n)?,,222222k(m,n)m,n,2mnm,n(m,n)?2mn ,<
222222m,n9(m,n)9(m,n)9?,,2222k(m,n)m,n,2mn2 >
99?c,22c ,的最大值为。
2009年第14题(
ab,,,,q||1q,ban,,,1(1,2,)nnnn是公比为的等比数列,,令若数列有连续设
,,53,23,19,37,82,,6q,四项在集合中,则 .
17((本小题满分14分)
2222a,,aaaa,S,,,,7Sn23457nn设是公差不为零的等差数列,为其前项和,满足
a,,Snnn(1)求数列的通项公式及前项和;
aamm,1
aSmm,2n(2)试求所有的正整数,使得为数列中的项.
2008年第19题
aaa,,(4)n,d,012n.(I)设是各项均不为零的等差数列,且公差,若将此数列删去某一项得到的数列(按原来的顺序)是等比数列:
a1
n,4dn当时,求的数值;?求的所有可能值;
bbb,(4)n,12n(II)求证:对于一个给定的正整数,存在一个各项及公差都不为零的等差数列,其中任意三项(按原来的顺序)都不能组成等比数列。
【解析】本小题考查等差数列与等比数列的综合运用。
aaaa,,,n,4d,01234(I)?当时, 中不可能删去首项或末项,否则等差数列中连续三项成等比数列,则。
a1,,422a(2)(3)adaad,,,aaa,2d314111若删去,则有,即,化简得;
a1,122aaaa,()(3)adaad,,,d3214111若删去,则有,即,化简得。
a1,,41或d综上可知。
aaaaa,,,,n,512345当时, 中同样不可能删去首项或末项。
a1,,6aaaaa,aadadad(4)(2)(3),,,,215341111d若删去,则有,即,化简得; aaaaa,aadadad(4)()(3),,,,30d,315241111若删去,则有,即,化简得,舍去;
a1,2aaaaa,aadadad(4)()(2),,,,415231111d,则有,即,化简得。 若删去
aaaaaa,,,,n,612321nnn,,当时,不存在这样的等差数列。事实上,在数列中,由于不能删去首项和末
aaaaa,aaaaa,d,0d,02132nn,n,1132nn,项,若删去,则必有,这与矛盾;同样若删去,也有,这与
n,4,5aaaaaa,,,d,032n,121nn,矛盾;若删去中的任意一个,则必有,这与矛盾。综上可知。 2007年
{}a{}bSqababa,,,,nnn1122120((本小题满分16分)已知 是等差数列,是公比为的等比数列,,记{}bnn为数列的前项和,
bamk,(,Sma,,(1))kmk,112(1)若是大于的正整数,求证:;(4分)
bai,({}b{}aq)n3in(2)若是某一正整数,求证:是整数,且数列中每一项都是数列中的项;(8分)
2007年
{}a{}bSqababa,,,,nnn1122120((本小题满分16分)已知 是等差数列,是公比为的等比数列,,记
{}bnn为数列的前项和,
bamk,(,Sma,,(1))kmk,112(1)若是大于的正整数,求证:;(4分)
bai,({}bq)n3i(2)若是某个正整数,求证:是整数,且数列中每一项
{}an都是数列中的项;(8分)
{}bqn(3)是否存在这样的正数,使等比数列中有三项成等差数列,若存在,
q写出一个的值,并加以说明;若不存在,请说明理由;(4分)
本小题主要考查等差、等比数列的有关知识,考查运用方程、分类讨论等思想方法
进行分析、探索及论证问题的能力(满分16分(
daq,,1{}aa,0,,dq,,0,1ababa,,,,dn1112211解:设的公差为,由,知,()
k,1aqamaq,,,,11ba,,,,,111km(1)因为,所以,
k,1qmqmmq,,,,,,,,11121,,,,,,,
k,1aq1,ammq,,,11,,,,,,11Sma,,,,1,,k,111,qq所以
2baqaaiaq,,,,,,11ba,,,,,i31113i(2),由,
22qiqqiqi,,,,,,,,,111,120,,,,,,,,,q,1qi,,2所以解得,或,
qq,1qi,,2ii,2但,所以,因为是正整数,所以是整数,即是整数,
n,,1baqnN,,,,{}bn1n设数列中任意一项为,
,mN,,,amaq,,,11{}aa,,,,11nm设数列中的某一项=
n,1aqamaq,,,,11ba,,,,,111mnm现在只要证明存在正整数,使得,即在方程
n,1q,1nn,,122qmqmqqq,,,,,,,,,,111,11,,,,q,1m中有正整数解即可,,
22n,bbabba,,,,q,,1mqqq,,,,22111,222nn,i,1所以,若,则,那么,
abab,,,ba,i,3n,3i,311223i当时,因为,只要考虑的情况,因为,所以,
{}bqnm因此是正整数,所以是正整数,因此数列中任意一项为
n,,122n,baqnN,,,,{}an12,,,qqqn与数列的第项相等,从而结论成立。
,bbbmnpmnpN,,,,,,,,,,{}bmnpn(3)设数列中有三项成等差数列,则有
1y,,q,nmp,,,111xnmxpnyxyN,,,,,,,,,,aqaqaq,,,q1112设,所以2,
23qqq,,,,110,,,,xy,,1,2q,1qq,,,210,令,则,因为,
51,51,q,q,舍去负值,,2{}bqq,,,10n22所以,所以,即存在使得
,bbbmN,,,,,mmm13,,中有三项成等差数列。
2006年
21)(本小题满分14分)
{a}{b}{c}b,a,ac,a,2a,3annnnnn,2nnn,1n,2 设数列、、满足:,(n=1,2,3,…), {a}{c}b,bnnnn,1 证明为等差数列的充分必要条件是为等差数列且(n=1,2,3,…)
{a}n证明:必要性. 设是公差为d的等差数列,则 1
b,b,(a,a),(a,a),(a,a),(a,a),d,d,0n,1nn,1n,3nn,2n,1nn,3n,211 b,b(n,1,2,3,?nn,1所以)成立.
c,c,(a,a),2(a,a),3(a,a)n,1nn,1nn,2n,1n,3n,2又
,d,2d,3d,6d1111 (常数)(n=1,2,3,…),
{c}n所以数列为等差数列.
{c}b,bnn1充分性,设数列是公差d的等差数列,且(n=1,2,3,…). 2
证法一:
?c,a,2a,3a,nnn,1n,2?
?c,a,2a,3a.? n,2n,2n,3n,4
c,c,(a,a),2(a,a),3(a,a)nn,2nn,2n,1n,3n,2n,4?,?得
,b,2b,3b,nn,1n,2 ,
?c,c,(c,c),(c,c),,2dnn,2nn,1n,1n,22 ?b,2b,3b,,2dnn,1n,22, ?
从而有
b,2b,3b,,2d.n,1n,2n,32 ?
?,?得
(b,b),2(b,b),3(b,b),0.n,1nn,2n,1n,3n,2 ? ?b,b,0,b,b,0,b,b,0n,1nn,2n,1n,3n,2,
b,b,0(n,1,2,3,?).n,1n?由?得
b,d(n,1,2,3,?),则a,a,dn3nn,23由此 不妨设(常数).
c,a,2a,3a,4a,2a,3dnnn,1n,2nn,13由此,
c,4a,2a,3d,4a,2a,5dn,1n,1n,23n,1n3从而,
a,c,2(a,a),2dn,1nn,1n3两式相减得,
11a,a,(c,c),d,d,d(常数)(n,1,2,3,?)n,1nn,1n32322因此,
{a}n所以数列是等差数列.
A,a,a,由b,b知a,a,a,a,nn,1nnn,1nn,2n,1n,3证法二:令
a,a,a,a,即A,A(n,1,2,3,?).n,1nn,3n,2nn,2 从而 c,a,2a,3a,c,a,2a,3annn,1n,2n,1n,1n,2n,3由 c,c,(a,a),2(a,a),3(a,a)n,1nn,1nn,2n,1n,3n,2得,即 A,2A,3A,dnn,1n,22. ?
A,2A,3A,dn,2n,3n,42由此得. ?
(A,A),2(A,A),3(A,A),0nn,2n,1n,3n,2n,4?,?得. ?
A,A,0,A,A,0,A,A,0nn,2n,1n,3n,2n,4因为,
A,A,0(n,1,2,3,?).nn,2所以由?得
于是由?得,
4A,2A,A,2A,3A,dnn,1nn,1n,22 ? 从而
2A,4A,4A,2A,d.nn,1n,1n,22 ?
4A,2A,2A,4A,故A,A,nn,1nn,1n,1n由?和?得即 a,a,a,a(n,1,2,3,?),n,2n,1n,1n
{a}n所以数列是等差数列.
2005年
3(在各项都为正数的等比数列中,首项,前三项和为21,则{a}a,3a,a,a,1n345
( C )
A(33 B(72 C(84 D(189
23( (本小题满分14分,第一小问满分2分, 第二、第三小问满分各6分)
设数列,,的前n项和为,已知=1,=6,=11,且 aa a aS(5n,8)S,(5n,2)Sn123nn,1n
其中A,B为常数. ,An,B,n,1,2,3,?,
(?)求A与B的值;
(?)证明数列,,为等差数列; an
5a,aa,1(?)证明不等式对任何正整数m、n都成立. mnmn
解:(?)由已知,得 S,a,1,S,a,a,7,S,a,a,a,18.112123123由知 (5n,8)S,(5n,2)S,An,Bn,1n
,3,7,,,SSAB,,,28,AB,,21即 解得A=,20,B=,8. ,,2S,12S,2A,B,AB2,,,48.,32,
解得
(?)方法1 由(?)得, ? 5(n,8)S,(5n,2)S,,20n,8,n,1n
所以 ? (5n,3)S,(5n,7)S,,20n,28.n,2n,1
?,?,得 ? (5n,3)S,(10n,1)S,(5n,2)S,,20.n,2n,1n
所以 ? (5n,2)S,(10n,9)S,(5n,7)S,,20.n,3n,2n,1
?,?,得 (5n,2)S,(15n,6)S,(15n,6)S,(5n,2)S,0.n,3n,2n,1n因为 所以 a,S,S(5n,2)a,(10n,4)a,(5n,2)a,0.n,1n,1nn,3n,2n,1又因为 即 5n,2,0,所以a,2a,a,0,a,a,a,a.n,1n,3n,2n,1n,3n,2n,2n,1又 所以数列为等差数列. a,a,a,a,5{a}3221n
方法2
由已知, S,a,1,又(5n,8)S,(5n,2)S,,20n,8.且5n,8,0,11n,1n
所以数列是惟一确定的,因而数列是惟一确定的. {S}{a}nn
n(5n,3)T,.设则数列为等差数列,前n项和 b,5n,4,{b}nnn2
(1)(52)(53)n,n,nn,(58)(52)(58)(52)于是 n,T,n,T,n,,n,n,1n22
,即数列为等差数列. 由惟一性得 b,a{a}nnn
(?)由(?)可知 a,1,5(n,1),5n,4.n
5a,na,1,5a,1,aa,2aa要证 只要证 mnmnmnmnmn因为 a,5mn,4,aa,(5m,4)(5n,4),25mn,20(m,n),16,mnmn
5(5mn,4),1,25mn,20(m,n),16,2aa,故只要证 mn
20m,20n,37,2aa.即只要证 mn
2aa,a,a,5m,5n,8,5m,5n,8,(15m,15n,29)因为 mnmn
,20m,20n,37.
所以命题得证.
2004年
na(31),1n,115(设数列的前项和为,(对于所有),且,则的S,{}aSa,54annn41n2
数值是______2______.
20(设无穷等差数列的前n项和为. {}aSnn
32d,1a,(?)若首项 ,公差,求满足的正整数k; S,(S)12k2k
2(?)求所有的无穷等差数列,使得对于一切正整数k都有成立 {}aS,(S)2knk
3a,,d,1解:(I)当时, 12
(1)3(1)1nn,nn,2S,na,d,n,,n,n n12222
1142222 由,得kkkk,,,(), SS,()2kk22
13k(k,1),0k,0k,4 即 又,所以. 4
2d (II)设数列的公差为,则在中分别取k=1,2,得 {}aS,(S)2nnn
2,aa,,211(1) ,SS,(),,11 ,即 ,,4321,,22SS,()4(2)adad,,,(2) ,,4211,,22
由(1)得 或 a,0a,1.11
当时,代入(2)得d,0或 d,6,a,01
2 若,则,从而成立 ad,,0,0aS,,0,0SS,()1nnkk
2 若,则,由知 ad,,0,6an,,6(1)SSS,,,18,()324,2161nn33
2 故所得数列不符合题意. SS,(),93
2 当时,代入(2)得,解得d,0或d,2 a,146(2),,,dd1
2 若,则,从而成立; ad,,1,0aSn,,1,SS,()21nnkk
22 若,则,从而成立. ad,,1,2anSnn,,,,,,,,21,13(21)SS,()1nnn
综上,共有3个满足条件的无穷等差数列:
?{a} : a=0,即0,0,0,…; nn
?{a} : a=1,即1,1,1,…; nn
?{a} : a=2n,1,即1,3,5,…, nn
2003年
(22)(本小题满分14分)
2a,0设,如图,已知直线lyax:,及曲线上的点的横坐标为QCyxC:,,1
作直线平行于轴,交直线作直lPP于点,再从点aaaCQn(0).(1),,,从上的点xnn,,1111n
y线平行于轴,交曲线的横坐标构成数列 CQQn于点 …).(1,2,3,,a,,nn,1n
(?)试求的关系,并求的通项公式; aa与a,,nn,1nc y l
n11raa,,1,(?)当时,证明 2 aaa,,()1Q,,,123 kkk232,1kr1 Q2 nQ1 1a,1(?)当时,证明 aaa,,(),,,12kkkx O aaa3231,1k
aaa2 3 1
2002年
(18)(本小题满分12分)
设为等差数列,为等比数列,,分别求出{a}{b}a,b,1,a,a,b,bb,a11243243nn
P
及的前10项的和及。 {a}{b}ST1010nn
2解:因为为等差数列,为等比数列。 {a}{b}?a,a,2a,bb,bnn 243243
22 已知 得: a,a,b,bb,a?b,2a,a,bb,2bB A 243243333333
11,?b,a, 因为 b,0333 C D 24
131,d,,a,a, 由知的公差为 {a}13n48
10955,10?S,a,d,, 10128
1221,b,b,q,或q,, 由知的公比为 {b}13n222
10b(1,q)2311q, 当时, T,,(2,2)1021,q32
10b(1,q)2311 当时, q,,T,,(2,2)1021,q32