高考数列与不等式压轴题(难题)
高考数学压轴专题(易错题)备战高考《不等式》难题汇编含答案
一、选择题
1.设 , 满足 ,向量 , ,则满足 的实数 的最小值为()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先根据平面向量垂直的坐标表示,得 ,根据约束条件画出可行域,再利用 的几何意义求最值,只需求出直线 过可行域内的点C时,从而得到 的最小值即可.
【详解】
解:不等式组表示的平面区域如图所示:因为 , ,
6.已知 、 满足约束条件 ,若 ,则实数 的最小值为()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
作出不等式组所表示的可行域,利用目标函数的几何意义求出 的最小值,进而可得出实数 的最小值.
【详解】
作出不等式组 所表示的可行域如下图所示,
表示原点到可行域内的点 的距离的平方,
原点到直线 的距离的平方最小, .
10.已知实数 , 满足 ,且 ,则 的最小值为().
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
令 ,用 表示出 ,根据题意知 ,利用 的代换后根据基本不等式即可得 的最小值.
【详解】
,
令 ,解得 ,则 , ,
当且仅当 ,即 ,即
即 时取等号.
故选:B.
【点睛】
本题主要考查的是利用基本不等式求最值的问题,换元后根据1的代换是解题的关键,考查学生的计算能力,是中档题.
【详解】
当 时,即当 时,则有 ,该不等式恒成立,合乎题意;
当 时,则 ,解得 .
综上所述,实数 的取值范围是 .
故选:D.
【点睛】
本题考查利用变系数的二次不等式恒成立求参数,要注意对首项系数是否为零进行分类讨论,考查运算求解能力,属于中等题.
高考数学压轴专题(易错题)备战高考《不等式》难题汇编附答案解析
【高中数学】数学《不等式》高考复习知识点一、选择题1.已知x ,y 满足约束条件02340x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .2B .12C .-2D .12-【答案】A 【解析】 【分析】由约束条件可得到可行域,根据图象可知最优解为()2,0A ,代入可构造方程求得结果. 【详解】由约束条件可知可行域如下图阴影部分所示:当直线:l y ax z =-+经AOB V 区域时,当l 过点()2,0A 时,在y 轴上的截距最大, 即()2,0A 为最优解,42a ∴=,解得:2a =. 故选:A . 【点睛】本题考查线性规划中的根据目标函数的最值求解参数值的问题,关键是能够通过约束条件准确得到可行域,根据数形结合的方式确定最优解.2.已知点(2,0)M ,点P 在曲线24y x =上运动,点F 为抛物线的焦点,则2||||1PM PF -的最小值为( ) A 3B .51)C .45D .4【答案】D 【解析】 【分析】如图所示:过点P 作PN 垂直准线于N ,交y 轴于Q ,则11PF PN PQ -=-=,设(),P x y ,0x >,则2||4||1PM x PF x=+-,利用均值不等式得到答案. 【详解】如图所示:过点P 作PN 垂直准线于N ,交y 轴于Q ,则11PF PN PQ -=-=,设(),P x y ,0x >,则()()22222224||||44||1x y x x PM P P M x F x Q P x x-+-+====+≥-, 当4x x =,即2x =时等号成立. 故选:D .【点睛】本题考查了抛物线中距离的最值问题,意在考查学生的计算能力和转化能力.3.变量,x y 满足约束条件1{2314y x y x y ≥--≥+≤,若使z ax y =+取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的取值集合是( ) A .{3,0}- B .{3,1}-C .{0,1}D .{3,0,1}-【答案】B 【解析】若0a =,结合图形可知不合题设,故排除答案A ,C ,D ,应选答案B .4.在平面直角坐标系中,不等式组20{200x y x y y +-≤-+≥≥,表示的平面区域的面积是( )A .2B .4C .22D .2【答案】B 【解析】试题分析:不等式组表示的平面区域如图所示的三角形ABC 及其内部.可得,A (2,0),B (0,2),C (-2,0),显然三角形ABC 的面积为.故选B .考点:求不等式组表示的平面区域的面积.5.已知等差数列{}n a 中,首项为1a (10a ≠),公差为d ,前n 项和为n S ,且满足15150a S +=,则实数d 的取值范围是( )A .[3,3];B .(,3]-∞C .3,)+∞D .(,3]3,)-∞-⋃+∞【答案】D 【解析】 【分析】由等差数列的前n 项和公式转化条件得11322a d a =--,再根据10a >、10a <两种情况分类,利用基本不等式即可得解. 【详解】Q 数列{}n a 为等差数列,∴1515455102a d d S a ⨯=+=+,∴()151********a S a a d +++==, 由10a ≠可得11322a d a =--, 当10a >时,11111133323222222a a a d a a a ⎛⎫=--=-+≤-⋅=- ⎪⎝⎭13a 时等号成立; 当10a <时,11113332222a a d a a ⎛⎫⎛⎫=--≥-⋅-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭13a =-立;∴实数d 的取值范围为(,3]3,)-∞⋃+∞.【点睛】本题考查了等差数列前n 项和公式与基本不等式的应用,考查了分类讨论思想,属于中档题.6.在ABC V 中,,,a b c 分别为A ∠,B Ð,C ∠所对的边,函数32()1f x x bx x =+++的导函数为()f x ',当函数[]()ln ()g x f x '=的定义域为R 时,B Ð的取值范围为( )A .,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .,6ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .2,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .0,6π⎛⎫⎪⎝⎭【答案】D 【解析】 【分析】首先求出函数的导数,依题意即222()3203a c f x x bx +-'=++>恒成立,所以()222(2)40b a c ∆=-+-<,再结合余弦定理即可求出B 的取值范围;【详解】解:因为32()1f x x bx x =+++,所以222()323a c f x x bx +-'=++,若()g x 的定义域为R ,则有()222(2)40b a c ∆=-+-<,即222a c b +->,结合余弦定理,222cos 22a cb B ac +-=>,故0,6B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故选:D. 【点睛】本题考查导数的计算,对数函数的定义域以及不等式恒成立问题,属于中档题.7.已知0a >,0b >,且()122y a b x =+为幂函数,则ab 的最大值为( ) A .18B .14C .12D .34【答案】A 【解析】 【分析】根据()122y a b x =+为幂函数,得到21a b +=,再将ab 变形为ab 122a b =⋅利用基本不【详解】因为()122y a b x =+为幂函数, 所以21a b +=, 又因为0a >,0b >,所以ab 2112122228a b a b +⎛⎫=⋅≤= ⎪⎝⎭,当且仅当21a b +=,2a b =即11,24a b ==取等号. 所以ab 的最大值为 18. 故选:A 【点睛】本题主要考查幂函数的定义和基本不等式的应用,还考查运算求解的能力,属于中档题.8.已知实数,x y 满足线性约束条件1020x x y x y ≥⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩,则1y x +的取值范围为( )A .(-2,-1]B .(-1,4]C .[-2,4)D .[0,4]【答案】B 【解析】 【分析】 作出可行域,1y x+表示可行域内点(,)P x y 与定点(0,1)Q -连线斜率,观察可行域可得最小值. 【详解】作出可行域,如图阴影部分(含边界),1y x+表示可行域内点(,)P x y 与定点(0,1)Q -连线斜率,(1,3)A ,3(1)410QA k --==-,过Q 与直线0x y +=平行的直线斜率为-1,∴14PQ k -<≤.故选:B .【点睛】本题考查简单的非线性规划.解题关键是理解非线性目标函数的几何意义,本题1y x+表示动点(,)P x y 与定点(0,1)Q -连线斜率,由直线与可行域的关系可得结论.9.设a b c ,,为非零实数,且a c b c >>,,则( ) A .a b c +> B .2ab c >C .a b2c +> D .112a b c+> 【答案】C 【解析】 【分析】取1,1,2a b c =-=-=-,计算知ABD 错误,根据不等式性质知C 正确,得到答案. 【详解】,a c b c >>,故2a b c +>,2a bc +>,故C 正确; 取1,1,2a b c =-=-=-,计算知ABD 错误; 故选:C . 【点睛】本题考查了不等式性质,意在考查学生对于不等式性质的灵活运用.10.已知实数0x >,0y >,则“224x y +≤”是“1xy ≤”的( ) A .充要条件 B .必要不充分条件 C .充分不必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】 【分析】利用基本不等式和充分,必要条件的判断方法判断. 【详解】22x y +≥Q 且224x y+≤ ,422x y ∴≤≤⇒+≤ , 等号成立的条件是x y =,又x y +≥Q ,0,0x y >>21xy ∴≤⇒≤ , 等号成立的条件是x y =,2241x y xy ∴+≤⇒≤,反过来,当12,3x y ==时,此时1xy ≤,但224x y +> ,不成立, ∴ “224x y +≤”是“1xy ≤”的充分不必要条件. 故选:C 【点睛】本题考查基本不等式和充分非必要条件的判断,属于基础题型.11.已知函数()2814f x x x =++,()()2log 4g x x =,若[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立,则a 的最大值为( )A .-4B .-3C .-2D .-1【答案】C 【解析】 【分析】由[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立得:()f x 的值域为()g x 的值域的子集,从而28142a a ++≤,故可求a 的最大值为2-.【详解】由[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立, 得:()f x 的值域为()g x 的值域的子集,由()()2log 4g x x =(]20,1x ∈()2g x ⇒≤ ,所以(](),2g x ∈-∞ 当43a --≤≤ 时,()21f x-#-,此时()f x 的值域为()g x 的值域的子集成立.当3a >-时,()22814f x a a -≤≤++,须满足()f x 的值域为()g x 的值域的子集,即28142a a ++≤,得62a -≤≤- 所以a 的最大值为2-. 故选:C. 【点睛】本题主要考查恒成立和存在性问题,注意把两类问题转化为函数值域的包含关系,此问题属于中档题目.12.过抛物线24x y =的焦点F 作倾斜角为锐角的直线l ,与抛物线相交于A ,B 两点,M 为线段AB 的中点,O 为坐标原点,则直线OM 的斜率的取值范围是( ) A.2⎫+∞⎪⎪⎣⎭B .[)1,+∞C.)+∞D .[)2,+∞【答案】C 【解析】 【分析】假设直线l 方程,代入抛物线方程,利用韦达定理和直线方程求得M 点坐标,利用两点连线斜率公式和基本不等式可求得结果. 【详解】由抛物线方程知:()0,1F ,设直线l 的方程为()10y kx k =+>,代入抛物线方程得:2440x kx --=, 设点()11,A x y ,()22,B x y ,()00,M x y ,则124x x k +=,M Q 为线段AB 的中点,12022x x x k +∴==, M Q 在直线l 上,200121y kx k ∴=+=+,20021122OMy k k k x k k +∴===+≥=2k =时取等号), 即直线OM斜率的取值范围为)+∞. 故选:C . 【点睛】本题考查直线与抛物线综合应用问题,涉及到利用基本不等式求解最值的问题;关键是能够结合韦达定理,利用一个变量表示出所求的斜率,进而利用基本不等式求得最值.13.已知直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是( )A .12k >B .16k <-或12k > C .62k -<< D .1162k -<< 【答案】D 【解析】 【分析】联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,可解得交点坐标(,)x y ,由于直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,可得00x y >⎧⎨>⎩,解得即可. 【详解】解:联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,解得24216121k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩, Q 直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限, ∴2402161021kk k k -⎧>⎪⎪+⎨+⎪>⎪+⎩,解得:1162k -<<.故选:D . 【点睛】本题考查两直线的交点和分式不等式的解法,以及点所在象限的特征.14.某学生到工厂实践,欲将一个底面半径为2,高为3的实心圆锥体工件切割成一个圆柱体,并使圆柱体的一个底面落在圆锥体的底面内.若不考虑损耗,则得到的圆柱体的最大体积是( ) A .169πB .89π C .1627πD .827π 【答案】A 【解析】 【分析】根据条件求出圆柱的体积,利用基本不等式研究函数的最值即可. 【详解】解:设圆柱的半径为r ,高为x ,体积为V , 则由题意可得323r x -=, 332x r ∴=-,∴圆柱的体积为23()(3)(02)2V r r r r π=-<<,则33333163331616442()(3)()9442939r r rV r r r r πππ++-=-=g g g g ….当且仅当33342r r =-,即43r =时等号成立.∴圆柱的最大体积为169π, 故选:A .【点睛】本题考查圆柱的体积和基本不等式的实际应用,利用条件建立体积函数是解决本题的关键,是中档题.15.数学中的数形结合,也可以组成世间万物的绚丽画面.一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的结合产物,曲线22322():16C x y x y =+恰好是四叶玫瑰线.给出下列结论:①曲线C 经过5个整点(即横、纵坐标均为整数的点);②曲线C 上任意一点到坐标原点O 的距离都不超过2;③曲线C 围成区域的面积大于4π;④方程()223221)60(x y x y xy +=<表示的曲线C 在第二象限和第四象限其中正确结论的序号是( ) A .①③ B .②④ C .①②③ D .②③④【答案】B 【解析】 【分析】利用基本不等式得224x y +≤,可判断②;224x y +=和()3222216x y x y +=联立解得222x y ==可判断①③;由图可判断④.【详解】()2223222216162x y x yx y ⎛⎫++=≤ ⎪⎝⎭, 解得224x y +≤(当且仅当222x y ==时取等号),则②正确;将224x y +=和()3222216x y x y +=联立,解得222x y ==, 即圆224x y +=与曲线C相切于点,(,(,, 则①和③都错误;由0xy <,得④正确.故选:B.【点睛】本题考查曲线与方程的应用,根据方程,判断曲线的性质及结论,考查学生逻辑推理能力,是一道有一定难度的题.16.若 x y ,满足约束条件02323x x y x y ≥⎧⎪+≥⎨⎪+≤⎩,则z x y =-的最小值是( )A .0B .3-C .32D .3 【答案】B【解析】可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中3(0,),(0,3),(1,1)2A B C ,所以直线z x y =-过点B 时取最小值3-,选B.17.设x ∈R ,则“|1|1x -<”是“220x x --<”的( ) A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A【解析】 1111102x x x -<⇔-<-<⇔<<,22012x x x --<⇒-<<,故为充分不必要条件.18.设m ,n 为正数,且2m n +=,则1312n m n ++++的最小值为( ) A .32 B .53 C .74 D .95【答案】D【解析】【分析】根据2m n +=,化简135112(1)(2)n m n m n ++=++++⋅+,根据均值不等式,即可求得答案;【详解】当2m n +=时, Q 131111212n m n m n ++=++++++ 3511(1)(2)(1)(2)m n m n m n ++=+=++⋅++⋅+ Q 21225(1)(2)24m n m n +++⎛⎫+⋅+≤= ⎪⎝⎭, 当且仅当12m n +=+时,即3122m n ==,取等号, ∴139125n m n ++≥++. 故选:D【点睛】本题主要考查了根据均值不等式求最值,解题关键是灵活使用均值不等式,注意要验证等号的是否成立,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.19.若圆1C :2224100x y mx ny +---=(m ,0n >)始终平分圆2C :()()22112x y +++=的周长,则12m n +的最小值为( ) A .92B .9C .6D .3 【答案】D【解析】【分析】把两圆的方程相减,得到两圆的公共弦所在的直线l 的方程,由题意知圆2C 的圆心在直线l 上,可得()123,213m n m n +=∴+=,再利用基本不等式可求最小值. 【详解】 把圆2C :()()22112x y +++=化为一般式,得22220x y x y +++=, 又圆1C :2224100x y mx ny +---=(m ,0n >),两圆的方程相减,可得两圆的公共弦所在的直线l 的方程:()()12150m x n y ++++=. Q 圆1C 始终平分圆2C 的周长,∴圆心()21,1C --在直线l 上,()()12150m n ∴-+-++=,即()123,213m n m n +=∴+=. ()112225331212121n m m n m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫∴+=+⨯=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫+=++ ⎪⎝⎝⎭⎭()115522333⎛≥+=+⨯= ⎝. 当且仅当2322m n n m m n +=⎧⎪⎨=⎪⎩即1m n ==时,等号成立. 12m n∴+的最小值为3. 故选:D .【点睛】本题考查两圆的位置关系,考查基本不等式,属于中档题.20.定义在R 上的函数()f x 对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,且函数(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,若s 满足不等式()()222323f s s f s s -+--+…,则s 的取值范围是( )A .13,2⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ B .[3,2]-- C .[2,3)- D .[3,2]-【答案】D【解析】【分析】由已知可分析出()f x 在R 上为减函数且()y f x =关于原点对称,所以不等式等价于()()222323f s s f s s -+-+-…,结合单调性可得222323s s s s -+≥-+-,从而可求出s 的取值范围.【详解】解:因为对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,所以()f x 在R 上为减函数; 又(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,所以()y f x =关于原点对称,则()()()222232323f s s f s s f s s -+--+=-+-…,所以222323s s s s -+≥-+-,整理得260s s +-≤,解得32s -≤≤.故选:D.【点睛】本题考查了函数的单调性,考查了函数的对称性,考查了一元二次不等式的求解.本题的关键是由已知得到函数的单调性和对称性,从而将不等式化简.。
专题21 数列与不等式结合的问题(解析版)
专题21 数列与不等式结合的问题一、题型选讲题型一 不等式恒成立中的参数的范围,求解数列与不等式相结合恒成立条件下的参数问题主要两种策略:(1)若函数()f x 在定义域为D ,则当x D ∈时,有()f x M ≥恒成立()min f x M ⇔≥;()f x M ≤恒成立()max f x M ⇔≤;(2)利用等差数列与等比数列等数列知识化简不等式,再通过解不等式解得.例1、(2019镇江期末)设数列{a n }是各项均为正数的等比数列,a 1=2,a 2a 4=64.数列{b n }满足:对任意的正整数n ,都有a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(n -1)·2n +1+2.(1) 分别求数列{a n }与{b n }的通项公式.(2) 若不等式λ⎝⎛⎭⎫1-12b 1⎝⎛⎭⎫1-12b 2…⎝⎛⎭⎫1-12b n <12b n +1对一切正整数n 都成立,求实数λ的取值范围. (3) 已知k ∈N *,对于数列{b n },若在b k 与b k +1之间插入a k 个2,得到一个新数列{c n }.设数列{c n }的前m 项的和为T m ,试问:是否存在正整数m ,使得T m =2019?如果存在,求出m 的值;如果不存在,请说明理由.规范解答 (1)设等比数列{a n }的公比为q(q>0),因为a 1=2,a 2a 4=a 1q ·a 1q 3=64,解得q =2,则a n =2n .(1分)当n =1时,a 1b 1=2,则b 1=1;(2分)当n ≥2时,a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(n -1)·2n +1+2 ①,a 1b 1+a 2b 2+…+a n -1b n -1=(n -2)·2n +2 ②, ①-②得a n b n =n·2n ,则b n =n. 综上,b n =n.(4分)(2) 不等式λ⎝⎛⎭⎫1-12b 1⎝⎛⎭⎫1-12b 2…⎝⎛⎭⎫1-12b n <12b n +1对一切正整数n 都成立,即λ⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14…⎝⎛⎭⎫1-12n <12n +1恒成立. 因为⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14…⎝⎛⎭⎫1-12n >0,当λ≤0时,不等式显然成立.(5分) 当λ>0时,不等式等价于⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14…⎝⎛⎭⎫1-12n 2n +1<1λ. 设f(n)=⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14…⎝⎛⎭⎫1-12n 2n +1,则f (n +1)f (n )=⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14…⎝⎛⎭⎫1-12n ⎝⎛⎭⎫1-12n +22n +3⎝⎛⎭⎫1-12⎝⎛⎭⎫1-14—⎝⎛⎭⎫1-12n 2n +1=2n +12n +32n +2=4n 2+8n +34n 2+8n +4<1.(7分)所以f(1)>f(2)>f(3)>…>f(n)>…,所以1λ>f(n)max =f(1)=32,故λ<233,则0<λ<233.综上,λ<233.(8分)例2、(2019南京、盐城二模)已知数列{a n }各项均为正数,且对任意n ∈N *,都有(a 1a 2…a n )2=a n +11a n -1n +1.(1) 若a 1,2a 2,3a 3成等差数列,求a 2a 1的值;(2) ①求证:数列{a n }为等比数列;②若对任意n ∈N *,都有a 1+a 2+…+a n ≤2n -1,求数列{a n }的公比q 的取值范围.规范解答 (1)因为(a 1a 2)2=a 31a 3,所以a 22=a 1a 3,因此a 1,a 2,a 3成等比数列.(2分)设公比为t ,因为a 1,2a 2,3a 3成等差数列,所以4a 2=a 1+3a 3,即4×a 2a 1=1+3×a 3a 1,于是4t =1+3t 2,解得t =1或13,所以a 2a 1=1或13.(4分)(2)①因为(a 1a 2…a n )2=a n +11a n -1n +1,所以(a 1a 2…a n a n +1)2=a n +21a nn +2,两式相除得a 2n +1=a 1a n n +2a n -1n +1,即a n +1n +1=a 1a n n +2,(*)(6分)由(*),得a n +2n +2=a 1a n +1n +3,(**)(*)(**)两式相除得a n +2n +2a n +1n +1=a n +1n +3a n n +2,即a 2n +2n +2=a n +1n +1a n +1n +3, 所以a 2n +2=a n +1a n +3,即a 2n +1=a n a n +2,n ≥2,n ∈N *,(8分) 由(1)知a 22=a 1a 3,所以a 2n +1=a n a n +2,n ∈N *,因此数列{a n }为等比数列.(10分) ②当0<q ≤2时,由n =1时,可得0<a 1≤1,所以a n =a 1q n -1≤2n -1,因为a 1+a 2+…+a n ≤1+2+…+2n -1=2n -1,所以0<q ≤2满足条件.(12分) 当q >2时,由a 1+a 2+…+a n ≤2n-1,得a 1(1-q n )1-q≤2n -1,整理得a 1q n ≤(q -1)2n +a 1-q +1.(14分)因为q >2,0<a 1≤1,所以a 1-q +1<0, 因为a 1q n<(q -1)2n,即⎝⎛⎭⎫q 2n<q -1a 1,由于q 2>1,因此n <log q 2q -1a 1,与任意n ∈N *恒成立相矛盾,所以q >2不满足条件.综上,公比q 的取值范围为(0,2].(16分)例3、(2019苏州三市、苏北四市二调)已知数列{a n }的各项均不为零.设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{a 2n }的前n 项和为T n ,且3S 2n -4S n +T n =0,n ∈N *.(1) 求a 1,a 2的值;(2) 证明:数列{a n }是等比数列;(3) 若(λ-na n )(λ-na n +1)<0对任意的n ∈N *恒成立,求实数λ的所有值.思路分析 (1) 对3S 2n -4S n +T n =0,令n =1,2得到方程,解得a 1,a 2的值.(2) 3S 2n -4S n +T n =0中,对n 赋值作差,消去T n ,再对n 赋值作差,消去S n ,从而得到a n +1=-12a n ,证得数列{a n }是等比数列.(3)先求出a n =⎝⎛⎭⎫-12n -1,由(λ-na n )(λ-na n +1)<0恒成立,确定λ=0适合,再运用反证法证明λ>0和λ<0不成立.规范解答 (1)因为3S 2n -4S n +T n =0,n ∈N *.令n =1,得3a 21-4a 1+a 21=0,因为a 1≠0,所以a 1=1.令n =2,得3(1+a 2)2-4(1+a 2)+(1+a 22)=0,即2a 22+a 2=0,因为a 2≠0,所以a 2=-12.(3分) (2)解法1 因为3S 2n -4S n +T n =0, ① 所以3S 2n +1-4S n +1+T n +1=0, ②②-①得,3(S n +1+S n )a n +1-4a n +1+a 2n +1=0,因为a n +1≠0,所以3(S n +1+S n )-4+a n +1=0, ③(5分) 所以3(S n +S n -1)-4+a n =0(n ≥2), ④当n ≥2时,③-④得,3(a n +1+a n )+a n +1-a n =0,即a n +1=-12a n ,因为a n ≠0,所以a n +1a n =-12.又因(1)知,a 1=1,a 2=-12,所以a 2a 1=-12,所以数列{a n }是以1为首项,-12为公比的等比数列.(8分)解法2 因为3S 2n -4S n +T n =0,① 所以3S 2n +1-4S n +1+T n +1=0,②②-①得,3(S n +1+S n )a n +1-4a n +1+a 2n +1=0, 因为a n +1≠0,所以3(S n +1+S n )-4+a n +1=0, 所以3(S n +1+S n )-4+(S n +1-S n )=0,(5分) 整理为S n +1-23=-12⎝⎛⎭⎫S n -23,又S 1-23=a 1-23=13, 所以S n -23=13·⎝⎛⎭⎫-12n -1,得S n =13·⎝⎛⎭⎫-12n -1+23,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=⎝⎛⎭⎫-12n -1,而a 1=1也适合此式,所以a n =⎝⎛⎭⎫-12n -1,所以a n +1a n =-12所以数列{a n }是以-12为公比的等比数列.(8分)(3)解法1 由(2)知,a n =⎝⎛⎭⎫-12n -1.因为对任意的n ∈N *,(λ-na n )(λ-na n +1)<0恒成立, 所以λ的值介于n ⎝⎛⎭⎫-12n -1和n ⎝⎛⎭⎫-12n之间. 因为n ⎝⎛⎭⎫-12n -1·n ⎝⎛⎭⎫-12n<0对任意的n ∈N *恒成立,所以λ=0适合.(10分) 若λ>0,当n 为奇数时,n ⎝⎛⎭⎫-12n<λ<n ⎝⎛⎭⎫-12n -1恒成立,从而有λ<n2n -1恒成立.记p (n )=n 22n (n ≥4),因为p (n +1)-p (n )=(n +1)22n +1-n 22n =-n 2+2n +12n +1<0, 所以p (n )≤p (4)=1,即n 22n ≤1,所以n 2n ≤1n(*),从而当n ≥5且n ≥2λ时,有λ≥2n ≥n2n -1,所以λ>0不符.(13分)若λ<0,当n 为奇数时,n ⎝⎛⎭⎫-12n<λ<n ⎝⎛⎭⎫-12n -1恒成立,从而有-λ<n2n 恒成立.由(*)式知,当n ≥5且n ≥-1λ时,有-λ≥1n ≥n2n ,所以λ<0不符.综上,实数λ的所有值为0. 解法2 由(2)知,a n =⎝⎛⎭⎫-12n -1,故a n a n +1<0,所以当λ=0时,(λ-na n )(λ-na n +1)<0即n 2a n a n +1<0,对任意的n ∈N *成立,符合题意;(10分)因为对任意的n ∈N *,(λ-na n )(λ-na n +1)<0恒成立,所以对任意的大于3的偶数n ,(λ-na n )(λ-na n +1)<0即⎝⎛⎭⎫λ+n 2n -1⎝⎛⎭⎫λ-n 2n <0成立,亦即对任意的大于3的偶数n ,|λ|<n 2n -⎝⎛⎭⎫-n 2n -1=3n2n 成立,(13分) 先证,当n ≥4时,n 2n ≤1n,记p (n )=n 22n (n ≥4),因为p (n +1)-p (n )=(n +1)22n +1-n 22n =-n 2+2n +12n +1<0, 所以p (n )≤p (4)=1,即n 22n 41,所以n 2n ≤1n (*),所以对任意的大于3的偶数n ,|λ|<3n成立,但若λ≠0,当n >3|λ|时,|λ|>3n ,所以λ≠0不合题意,综上,实数λ的所有值为0.(16分)题型二、运用放缩法证明不等式与常数的关系此类问题往往与数列和有关,通过数列求和的方法研究求和或者通过放缩法研究数列和的不等关系,一般会得出数列的和与常数与一个变量之间的关系,进而得到与常数之间的不等关系。
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数列大题训练50题1 .数列{n a }的前n 项和为n S ,且满足11a =,2(1)n n S n a =+.(1)求{n a }的通项公式; (2)求和T n =1211123(1)na a n a ++++ . 2 .已知数列}{n a ,a 1=1,点*))(2,(1N n a a P n n ∈+在直线0121=+-y x 上. (1)求数列}{n a 的通项公式; (2)函数)2*,(1111)(321≥∈++++++++=n N n a n a n a n a n n f n且 ,求函数)(n f 最小值. 3 .已知函数xab x f =)( (a ,b 为常数)的图象经过点P (1,81)和Q (4,8) (1) 求函数)(x f 的解析式;(2) 记a n =log 2)(n f ,n 是正整数,n S 是数列{a n }的前n 项和,求n S 的最小值。
4 .已知y =f (x )为一次函数,且f (2)、f (5)、f (4)成等比数列,f (8)=15.求n S =f (1)+f (2)+…+f (n )的表达式.5 .设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1n n S c ca =+-,其中c 是不等于1-和0的实常数.(1)求证: {}n a 为等比数列;(2)设数列{}n a 的公比()q f c =,数列{}n b 满足()()111,,23n n b b f b n N n -==∈≥,试写出1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的通项公式,并求12231n n b b b b b b -+++ 的结果.6 .在平面直角坐标系中,已知A n (n,a n )、B n (n,b n )、C n (n -1,0)(n ∈N *),满足向量1+n n A A 与向量n n C B 共线,且点B n (n,b n ) (n ∈N *)都在斜率为6的同一条直线上.(1)试用a 1,b 1与n 来表示a n ;(2)设a 1=a ,b 1=-a ,且12<a ≤15,求数列{a n }中的最小项.7 .已知数列{}n a 的前三项与数列{}n b 的前三项对应相同,且212322a a a +++…12n n a -+8n =对任意的∈n N*都成立,数列1{}n n b b +-是等差数列.(1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式;(2)问是否存在k ∈N *,使得(0,1)k k b a -∈?请说明理由.8 .已知数列),3,2(1335,}{11 =-+==-n a a a a nn n n 且中(I )试求a 2,a 3的值; (II )若存在实数}3{,nn a λλ+使得为等差数列,试求λ的值. 9 .已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若()1,211++=⋅=+n n S a n a n n ,(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)令n nn S T 2=,①当n 为何正整数值时,1+>n n T T :②若对一切正整数n ,总有m T n ≤,求m 的取值范围。
2024全国数学高考压轴题(数列选择题)附答案
2024全国数学高考压轴题(数列)一、单选题1.若数列{b n }、{c n }均为严格增数列 且对任意正整数n 都存在正整数m 使得b m ∈[c n ,c n+1] 则称数列{b n }为数列{c n }的“M 数列”.已知数列{a n }的前n 项和为S n 则下列选项中为假命题的是( )A .存在等差数列{a n } 使得{a n }是{S n }的“M 数列”B .存在等比数列{a n } 使得{a n }是{S n }的“M 数列”C .存在等差数列{a n } 使得{S n }是{a n }的“M 数列”D .存在等比数列{a n } 使得{S n }是{a n }的“M 数列”2.已知函数f(x)及其导函数f ′(x)的定义域均为R 记g(x)=f ′(x).若f(x +3)为奇函数 g(32+2x)为偶函数 且g(0)=−3 g(1)=2 则∑g 2023i=1(i)=( ) A .670B .672C .674D .6763.我们知道按照一定顺序排列的数字可以构成数列 那么按照一定顺序排列的函数可以构成函数列.设无穷函数列{f n (x)}(n ∈N +)的通项公式为f n (x)=n 2+2nx+x 2+1(n+x)(n+1)x ∈(0,1) 记E n 为f n (x)的值域 E =U n=1+∞E n 为所有E n 的并集 则E 为( )A .(56,109)B .(1,109)C .(56,54)D .(1,54)4.已知等比数列{x n }的公比q >−12则( )A .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 100|<1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 100|<10B .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 100|>1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 100|>10C .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 101|<1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 101|<10D .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 101|>1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 101|>105.已知数列{a n } {b n }满足a 1=2 b 1=12 {a n+1=b n +1an b n+1=a n +1bn,,,n ,∈,N ∗ 则下列选项错误的是( ) A .a 2b 2=14B .a 50⋅b 50<112C .a 50+b 50=52√a 50⋅b 50D .|a 50−b 50|≤156.已知数列{a n }满足:a 1=2 a n+1=13(√a n +2a n )(n ∈N ∗).记数列{a n }的前n 项和为S n 则( )A .12<S 10<14B .14<S 10<16C .16<S 10<18D .18<S 10<207.已知数列 {a n } 满足: a 1=100,a n+1=a n +1an则( )A .√200+10000<a 101<√200.01+10000B .√200.01+10000<a 101<√200.1+10000C .√200.1+10000<a 101<√201+10000D .√201+10000<a 101<√210+100008.已知数列 {a n } 满足 a 1=a(a >0) √a n+1a n =a n +1 给出下列三个结论:①不存在 a 使得数列 {a n } 单调递减;②对任意的a 不等式 a n+2+a n <2a n+1 对所有的 n ∈N ∗ 恒成立;③当 a =1 时 存在常数 C 使得 a n <2n +C 对所有的 n ∈N ∗ 都成立.其中正确的是( ) A .①②B .②③C .①③D .①②③9.已知F 为抛物线y 2=4x 的焦点 点P n (x n ,y n )(n =1,2,3,⋯)在抛物线上.若|P n+1F|−|P n F|=1 则( ) A .{x n }是等差数列 B .{x n }是等比数列 C .{y n }是等差数列D .{y n }是等比数列10.已知数列 11 21 12 31 22 13 41 32 23 14… 其中每一项的分子和分母均为正整数.第一项是分子与分母之和为2的有理数;接下来两项是分子与分母之和为3的有理数 并且从大到小排列;再接下来的三项是分子与分母之和为4的有理数 并且从大到小排列 依次类推.此数列第n 项记为 a n 则满足 a n =5 且 n ≥20 的n 的最小值为( ) A .47B .48C .57D .5811.已知△A n B n C n (n =1,2,3,⋯)是直角三角形 A n 是直角 内角A n ,B n ,C n 所对的边分别为a n ,b n ,c n 面积为S n .若b 1=4,c 1=3,b n+12=a n+12+c n 23,c n+12=a n+12+b n 23则下列选项错误的是( )A .{S 2n }是递增数列B .{S 2n−1}是递减数列C .数列{b n −c n }存在最大项D .数列{b n −c n }存在最小项12.已知数列{a n }的各项都是正数 a n+12−a n+1=a n (n ∈N ∗).记b n =(−1)n−1a n −1数列{b n }的前n 项和为S n 给出下列四个命题:①若数列{a n }各项单调递增 则首项a 1∈(0,2)②若数列{a n }各项单调递减 则首项a 1∈(2,+∞)③若数列{a n }各项单调递增 当a 1=32时 S 2022>2④若数列{a n }各项单调递增 当a 1=23时S2022<−5则以下说法正确的个数()A.4B.3C.2D.113.已知正项数列{a n}对任意的正整数m、n都有2a m+n≤a2m+a2n则下列结论可能成立的是()A.a nm+a mn=a mn B.na m+ma n=a m+n C.a m+a n+2=a mn D.2a m⋅a n=a m+n14.古希腊哲学家芝诺提出了如下悖论:一个人以恒定的速度径直从A点走向B点要先走完总路程的三分之一再走完剩下路程的三分之一如此下去会产生无限个“剩下的路程” 因此他有无限个“剩下路程的三分之一”要走这个人永远走不到终点.另一方面我们可以从上述第一段“三分之一的路程”开始通过分别计算他在每一个“三分之一距离”上行进的时间并将它们逐个累加不难推理出这个人行进的总时间不会超过一个恒定的实数.记等比数列{a n}的首项a1=13公比为q 前n项和为S n则造成上述悖论的原理是()A.q=16,∃t∈R,∀n∈N ∗,Sn<t B.q=13,∃t∈R,∀n∈N∗,S n<tC.q=12,∃t∈R,∀n∈N ∗,Sn<t D.q=23,∃t∈R,∀n∈N∗,S n<t15.已知sinx,siny,sinz依次组成严格递增的等差数列则下列结论错误的是()A.tanx,tany,tanz依次可组成等差数列B.cosx,cosy,cosz依次可组成等差数列C.cosx,cosz,cosy依次可组成等差数列D.cosz,cosx,cosy依次可组成等差数列16.记U={1,2,⋯,100}.对数列{a n}(n∈N∗)和U的子集T 若T=∅定义S T=0;若T={t1,t2,⋯,t k}定义S T=a t1+a t2+⋯+a tk.则以下结论正确的是()A.若{a n}(n∈N∗)满足a n=2n−1,T={1,2,4,8}则S T=15B.若{a n}(n∈N∗)满足a n=2n−1则对任意正整数k(1≤k≤100),T⊆{1,2,⋯,k},S T< a kC.若{a n}(n∈N∗)满足a n=3n−1则对任意正整数k(1≤k≤100),T⊆{1,2,⋯,k},S T≥a k+1D .若{a n }(n ∈N ∗)满足a n =3n−1 且C ⊆U ,D ⊆U ,S C ≥S D 则S C +S C∩D ≥2S D17.已知数列 {a n }、{b n }、{c n } 满足 a 1=b 1=c 1=1,c n =a n+1−a n ,c n+2=bn+1b n ⋅c n (n ∈N ∗),S n =1b 2+1b 3+⋯+1b n (n ≥2),T n =1a 3−3+1a 4−4+⋯+1a n −n (n ≥3) 则下列有可能成立的是( )A .若 {a n } 为等比数列 则 a 20222>b 2022B .若 {c n } 为递增的等差数列 则 S 2022<T 2022C .若 {a n } 为等比数列 则 a 20222<b 2022D .若 {c n } 为递增的等差数列 则 S 2022>T 202218.已知数列{a n }满足a 1=1 a n =a n−1+4(√a n−1+1√an−1)(n ∈N ∗,n ≥2) S n 为数列{1a n }的前n 项和 则( ) A .73<S 2022<83B .2<S 2022<73C .53<S 2022<2 D .1<S 2022<5319.已知数列{a n }满足a n ⋅a n+1⋅a n+2=−1(n ∈N ∗),a 1=−3 若{a n }的前n 项积的最大值为3 则a 2的取值范围为( ) A .[−1,0)∪(0,1] B .[−1,0)C .(0,1]D .(−∞,−1)∪(1,+∞)20.已知正项数列{a n }的前n 项和为S n (a n +1)2=4S n 记b n =S n ⋅sin nπ2+S n+1⋅sin (n+1)π2若数列{b n }的前n 项和为T n 则T 100=( ) A .-400B .-200C .200D .40021.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和 a 2=−7 S 5=2a 1 当|S n |取得最小值时 n =( )A .10B .9C .8D .722.已知数列{a n }中 a 2+a 4+a 6=285 na n =(n −1)a n+1+101(n ∈N ∗) 当数列{a n a n+1a n+2}(n ∈N ∗)的前n 项和取得最大值时 n 的值为( ) A .53B .49C .49或53D .49或5123.定义在R 上的函数序列{f n (x)}满足f n (x)<1nf n ′(x)(f n ′(x)为f n (x)的导函数) 且∀x ∈N ∗ 都有f n (0)=n .若存在x 0>0 使得数列{f n (x 0)}是首项和公比均为q 的等比数列 则下列关系式一定成立的是( ).A .0<q <2√2e x 0B .0<q <√33e x 0C .q >2√2e x 0D .q >√33e x 024.已知数列{a n }的前n 项和为S n 满足a 1=1 a 2=2 a n =a n−1⋅a n+1(n ≥2) 则( )A .a 1:a 2:a 3=a 6:a 7:a 8B .a n :a n+1:a n+2=1:2:2C .S 6 S 12 S 18成等差数列D .S 6n S 12n S 18n 成等比数列25.已知S n 为数列{a n }的前n 项和 且a 1=1 a n+1+a n =3×2n 则S 100=( )A .2100−3B .2100−2C .2101−3D .2101−226.已知 {a n } 为等比数列 {a n } 的前n 项和为 S n 前n 项积为 T n 则下列选项中正确的是( )A .若 S 2022>S 2021 则数列 {a n } 单调递增B .若 T 2022>T 2021 则数列 {a n } 单调递增C .若数列 {S n } 单调递增 则 a 2022≥a 2021D .若数列 {T n } 单调递增 则 a 2022≥a 2021二、多选题27.“冰雹猜想”也称为“角谷猜想” 是指对于任意一个正整数x 如果x 是奇数㩆乘以3再加1 如果x 是偶数就除以2 这样经过若干次操作后的结果必为1 犹如冰雹掉落的过程.参照“冰雹猜想” 提出了如下问题:设k ∈N ∗ 各项均为正整数的数列{a n }满足a 1=1 a n+1={a n2,a n 为偶数,a n +k ,a n 为奇数,则( )A .当k =5时 a 5=4B .当n >5时 a n ≠1C .当k 为奇数时 a n ≤2kD .当k 为偶数时 {a n }是递增数列28.已知数列{a n } a 2=12且满足a n+1a n 2=a n −a n+1 n ∈N ∗ 则( ) A .a 4−a 1=1929B .a n 的最大值为1C .a n+1≥1n+1D .√a 1+√a 2+√a 3+⋅⋅⋅+√a 35>1029.已知数列{a n }的前n 项和为S n a 1=1 且4a n ⋅a n+1=a n −3a n+1(n =1 2 …) 则( )A .3a n+1<a nB .a 5=1243C .ln(1an )<n +1D .1≤S n <171430.如图 已知正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1顶点处有一质点Q 点Q 每次会随机地沿一条棱向相邻的某个顶点移动 且向每个顶点移动的概率相同.从一个顶点沿一条棱移动到相邻顶点称为移动一次.若质点Q 的初始位置位于点A 处 记点Q 移动n 次后仍在底面ABCD 上的概率为P n 则下列说法正确的是( )A .P 2=59B .P n+1=23P n +13C .点Q 移动4次后恰好位于点C 1的概率为0D .点Q 移动10次后仍在底面ABCD 上的概率为12(13)10+1231.已知数列{a n } {b n } 有a n+1=a n −b n b n+1=b n −a n n ∈N ∗ 则( )A .若存在m >1 a m =b m 则a 1=b 1B .若a 1≠b 1 则存在大于2的正整数n 使得a n =0C .若a 1=a a 2=b 且a ≠b 则b 2022=−b ×22020D .若a 1=−1 a 2=−3 则关于x 的方程2a 3+(2a 3+1)cosx +2cos2x +cos3x =0的所有实数根可构成一个等差数列32.已知△A n B n C n (n =1,2,3,⋯)是直角三角形 A n 是直角 内角A n 、B n 、C n 所对的边分别为a n 、b n 、c n 面积为S n 若b 1=4 c 1=3 b n+12=a n+12+c n 23 c n+12=a n+12+b n 23则( ) A .{S 2n }是递增数列 B .{S 2n−1}是递减数列 C .{b n −c n }存在最大项D .{b n −c n }存在最小项33.已知S n 是数列{a n }的前n 项和 且S n+1=−S n +n 2 则下列选项中正确的是( ).A .a n +a n+1=2n −1(n ≥2)B .a n+2−a n =2C .若a 1=0 则S 100=4950D .若数列{a n }单调递增 则a 1的取值范围是(−14,13)三、填空题34.已知n ∈N ∗ 将数列{2n −1}与数列{n 2−1}的公共项从小到大排列得到新数列{a n } 则1a 1+1a 2+⋯+1a 10= .35.若函数f(x)的定义域为(0,+∞) 且f(x)+f(y)=f(xy) f(a n )=n +f(n) 则∑f ni=1(a i i )= .36.在数列{a n }中 a 1=1 a n+1=a n +1an(n∈N ∗) 若t ∈Z 则当|a 7−t|取得最小值时 整数t 的值为 .37.已知函数f(x)满足f(x −2)=f(x +2),0≤x <4时 f(x)=√4−(x −2)2 g(x)=f(x)−k n x(n ∈N ∗,k n >0).若函数g(x)的图像与x 轴恰好有2n +1个不同的交点 则k 12+k 22+⋅⋅⋅+k n 2= .38.已知复数z =1+i 对于数列{a n } 定义P n =a 1+2a 2+⋅⋅⋅+2n−1a n n为{a n }的“优值”.若某数列{a n}的“优值”P n =|z|2n 则数列{a n }的通项公式a n = ;若不等式a n 2−a n +4≥(−1)nkn 对于∀n ∈N ∗恒成立 则k 的取值范围是 .39.数列{a n }是公比为q(q ≠1)的等比数列 S n 为其前n 项和. 已知a 1⋅a 3=16 S3q=12 给出下列四个结论: ①q <0 ;②若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最大 则m 的一个可能值是3; ③若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最大 则m 的一个可能值是4; ④若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最小 则m 的值只能是2. 其中所有正确结论的序号是 .40.如图 某荷塘里浮萍的面积y (单位:m 2)与时间t (单位:月)满足关系式:y =a t lna (a 为常数) 记y =f(t)(t ≥0).给出下列四个结论:①设a n=f(n)(n∈N∗)则数列{a n}是等比数列;②存在唯一的实数t0∈(1,2)使得f(2)−f(1)=f′(t0)成立其中f′(t)是f(t)的导函数;③常数a∈(1,2);④记浮萍蔓延到2m23m26m2所经过的时间分别为t1t2t3则t1+t2>t3.其中所有正确结论的序号是.41.在现实世界很多信息的传播演化是相互影响的.选用正实数数列{a n}{b n}分别表示两组信息的传输链上每个节点处的信息强度数列模型:a n+1=2a n+b n,b n+1=a n+2b n(n=1,2⋯)描述了这两组信息在互相影响之下的传播演化过程.若两组信息的初始信息强度满足a1>b1则在该模型中关于两组信息给出如下结论:①∀n∈N∗,a n>b n;②∀n∈N∗,a n+1>a n,b n+1>b n;③∃k∈N∗使得当n>k时总有|a nb n−1|<10−10④∃k∈N∗使得当n>k时总有|a n+1a n−2|<10−10.其中所有正确结论的序号是答案解析部分1.【答案】C2.【答案】D3.【答案】C4.【答案】A5.【答案】D6.【答案】B7.【答案】A8.【答案】A9.【答案】A10.【答案】C11.【答案】B12.【答案】B13.【答案】D14.【答案】D15.【答案】B16.【答案】D17.【答案】B18.【答案】D19.【答案】A20.【答案】C21.【答案】C22.【答案】D23.【答案】D24.【答案】C25.【答案】D26.【答案】D27.【答案】A,C,D28.【答案】B,C,D29.【答案】A,D30.【答案】A,C,D 31.【答案】A,C,D 32.【答案】A,C,D 33.【答案】A,C 34.【答案】102135.【答案】n(n+1)236.【答案】4 37.【答案】n 4(n+1) 38.【答案】n+1;[−163,5] 39.【答案】①②③ 40.【答案】①②④ 41.【答案】①②③。
高考压轴题之数列不等式恒成立问题解法例析
当 一1时 , 口 —S =b — 1 , 只 需 l l 2 >0 故
需 6 1 > ;
当 ≥ 2时 , 为 6 0 所 以 S =b + 因 > , 2
些差别 , 生 容易 出错 , 至不 知 所 措. 考 甚 这
n 2 >O恒成立 -
.
里通过几个例 子归 纳这类 问题 的几种常 用解 法 和需要注意 的 问题 .
第 2 卷第 3 9 期
21 0 0年 3月
数 学教 学 研 究
2 7
1 \
I
高考压轴题之数列不等式恒成立问题解法例析
余锦银
( 北 省大 冶市 第 一 中学 湖 450) 3 1 0
不 等式的恒 成立 问题是考 生较难 理解 和
即
s -6+ 。
.
掌握的一 个难点 , 以数 列 为 载体 的不 等式 恒 成立问题 的档次更 高 、 合性更 强 , 是一类 综 它 非常常见 的考试 题 型 , 出现在 高 考 压轴 题 常 中, 它与 函数 恒成立 问题 既有类 似之处 , 又有
a n 1 +
问题本质 的理 解 , 只是视角 不同 , 3种方法 这
是将 数列看成 函数 问题 来解 决 , 2分 离 变 法
量 后需解 不等 式 , 1 离 变 量 b后 需 求 法 分 最值. 若对 本题 ( ) 再作 如 下变 式 , 更 易 1式 则
看透恒成立 问题 的方法本 质. 变式 1 将 ( ) 变 为 关 于 b的 二 次不 1式
例 2 已知 <
法 3 令 g ) ( —6 +3 —1 则 一 ( 一n 1 ) 6 ,
次 函数 g 在 ≥4单 调递减. () 要使 g ) ( <0在 ≥ 4时恒 成 立 , 需 只
高考数学数列压轴题常考题型
数列基本题型一、由a n 与S n 的关系求通项a n :a n =⎩⎪⎨⎪⎧ S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,n ∈N *. 1、记S n 为数列{a n }的前n 项和.若S n =2a n +1,则a n =________.2、设S n 是数列{a n }的前项和,且11a =-,11n n n a S S ++=,则S n =________________.3、已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1(n ∈N *),则a n =________.4、n S 为数列{a n }的前n 项和,已知20,243n n n n a a a S >+=+,a n =________.注:根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.(1) 利用a n =S n -S n -1(n ≥2)转化为只含S n ,S n -1的关系式,再求解.(2) 利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为只含a n ,a n -1的关系式,再求解. 二、由递推关系式求数列的通项公式1、差商法:一个数列每一项前的系数构成等差或者等比数列:① 设数列{}n a 满足123(21)2n a a n a n ++⋅⋅⋅+-=,a n =________.② 已知数列满足{}n a 满足,a n =________.2、累加法:a n+1=a n +f (n )③ 设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1=a n +n +1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为___________.3、累乘法:a n+1=a n ⋅f (n )④ 设数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2n a n ,则通项公式a n =________.4、构造法:⑤ a n+1=pa n +q已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +2,则数列{a n }的通项公式为________________. ⑥ a n+1=pa n +q n (等式左右两边同除q n 或者q n+1)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +,则数列{a n }的通项公式为________________. 已知数列{an }满足a 1=1,a n +1=2a n {a n }的通项公式为________________.⑦ a n+1=da n b+ca n (取倒数) 已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=,则数列{a n }的通项公式为________________. 三、数列性质及其应用1、周期性:① 数列{a n }满足a n +1=⎩⎨⎧ 2a n ,0≤a n ≤12,2a n -1,12<a n <1,a 1=35,则数列的第2 019项为________. ② 已知数列{a n }满足a n +1=11-a n ,若a 1=12,则数列的第2 019项为________. 2、单调性:③ 已知数列{a n }满足2S n =4a n -1,当n ∈N *时,是递增数列,则实数λ的取值范围是________________.④ 已知数列{a n }的通项公式为,则当a n 取得最大值时,n =________. ⑤ 已知数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,,,则S n 的最大值为________. 性质:(1)按单调性来分:⎩⎪⎨⎪⎧ 递增数列:a n +1>a n ,递减数列:a n +1<a n ,常数列:a n +1=a n =C 常数,摆动数列.(2)在数列{a n }中,若a n 最大,则⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥a n -1,a n ≥a n +1.若a n 最小,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤a n -1,a n ≤a n +1. 3、奇偶并项⑥ 脚标分奇偶项数列{n a },求a n =_________________.数列{n a }满足,求S n =_________________.⑦ 隔项等差或等比(数列退项相减或相除,构造隔项等差或等比)数列{a n }满足,求a n =_________________.(奇偶项法或待定系数法) 数列{a n }满足a n =_________________.数列{n a },求S n =_________________. 注:(1) 形如:最终数列中的奇数项和偶数项分别构成等差数列。
压轴题02 数列压轴题(解析版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)
压轴题02数列压轴题题型/考向一:多选、填空综合题型/考向二:数列通项公式与数列求和题型/考向三:数列与其他知识综合一、等差数列、等比数列的基本公式1.等差数列的通项公式:a n =a 1+(n -1)d ;2.等比数列的通项公式:a n =a 1·q n -1.3.等差数列的求和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d ;4.等比数列的求和公式:S na 1-a n q1-q ,q ≠1,二、等差数列、等比数列的性质1.通项性质:若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N *),则对于等差数列,有a m +a n =a p +a q =2a k ,对于等比数列,有a m a n =a p a q =a 2k .2.前n 项和的性质(m ,n ∈N *):对于等差数列有S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…成等差数列;对于等比数列有S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…成等比数列(q =-1且m 为偶数情况除外).三、数列求和的常用方法热点一分组求和与并项求和1.若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,或c nn ,n 为奇数,n ,n 为偶数,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.2.若数列的通项公式中有(-1)n 等特征,根据正负号分组求和.热点二裂项相消法求和裂项常见形式:(1)分母两项的差等于常数1(2n -1)(2n +1)=1n (n +k )=(2)分母两项的差与分子存在一定关系2n (2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1;n +1n 2(n +2)2=141n 2-1(n +2)2.(3)分母含无理式1n +n +1=n +1-n .热点三错位相减法求和如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,那么求数列{a n ·b n }的前n 项和S n 时,可采用错位相减法.用其法求和时,应注意:(1)等比数列的公比为负数的情形;(2)在写“S n ”和“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便准确写出“S n -qS n ”的表达式.○热○点○题○型一多选题综合一、多选题1.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足12321a a a ++=,525S =,下列说法正确的是()A .23n a n =+B .210n S n n=-+C .{}n S 的最大值为5S D .11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前10项和为1099-【答案】BCD【详解】根据等差中项,1232213a a a a ++==,解得27a =,()()512345315243255S a a a a a a a a a a a ==++++=++++=,解得35a =,设等差数列{}n a 的公差为d ,则322d a a =-=-,于是等差数列的通项公式为:2(2)112n a a n d n =+-=-,故A 选项错误;2.数列n 是等差数列,8,则下列说法正确的是()A .36a a +为定值B .若1272a =,则5n =时n S 最大C .若12d =,使n S 为负值的n 值有3个D .若46S =,则1212S =111的对角线向相邻的某个顶点移动,且向每个相邻顶点移动的概率相同,设蚂蚁移动n次后还在底面ABC的概率为n P,则下列说法正确的是()A.11 2P=B.213 25P=C.12nP⎧-⎫⎨⎬⎩⎭为等比数列D.11111052nnP-⎛⎫=-⨯-+⎪⎝⎭4.已知函数()f x 的定义域为()1,1-,对任意的(),1,1x y ∈-,都有()()1f x f y f xy --= ⎪-⎝⎭,且112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,当()0,1x ∈时,()0f x >,则()A .()f x 是偶函数B .()00f =C .当A ,B 是锐角ABC 的内角时,()()cos sin f B f A <D .当0n x >,且21112n n n x x x ++=,112x =时,()12n n f x -=5.已知定义在[]0,1上的函数()0,010,1,1,,,,f x p p x p q q q q ⎧==⎪=⎛⎫⎨= ⎪⎪⎝⎭⎩或或为内的无理数为正整数为既约真分数该函数称为黎曼函数.若数列{}n a 满足1n n a f n ⎛⎫= ⎪+⎝⎭,则下列说法正确的是()A .0n a >B .1n na a +>C .11nn i a =<∑D .1112nn n i a a +=<∑二、填空题6.艾萨克牛顿是英国皇家学会会长,著名物理学家,他在数学上也有杰出贡献.牛顿用“作切线”的方法求函数()f x 零点时给出一个数列{}()()1:n n n n n f x x x x f x +-'=,我们把该数列称为牛顿数列.如果函数()2(0)f x ax bx c a =++>有两个零点1和2,数列{}n x 为牛顿数列.设2ln 1nn nx a x -=-,已知11a =,2n x >,{}n a 的前n 项和为n S ,则2023S =__________.【答案】202321-##202312-+7.对任意*n ∈N ,任意[1,2]a ∈,都有2112e 3ax x a n ⎛⎫+≤-+- ⎪⎝⎭恒成立(注:e 为自然对数的底数),则实数x 的取值范围是__________.123新编辑,编辑新序列为*234123,,,a a a A a a a ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,它的第n 项为1n na a +,若序列()**A 的所有项都是2,且41a =,532a =,则1a =__________.9.黎曼猜想由数学家波恩哈德·黎曼于1859年提出,是至今仍未解决的世界难题.黎曼猜想涉及到很多领域的应用,有些数学家将黎曼猜想的攻坚之路趣称为:“各大行长躲在银行保险柜前瑟瑟发抖,不少黑客则潜伏敲着键盘蓄势待发”.黎曼猜想研究的是无穷级数()1111123ss s s n s n ξ∞-===+++∑ ,我们经常从无穷级数的部分和1111123s s s sn ++++ 入手.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足112n n n S a a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则12400111S S S ⎡⎤+++=⎢⎥⎣⎦ ______(其中[]x 表示不超过x 的最大整数).10.南宋数学家杨辉善于把已知形状、大小的几何图形的求面积、体积的连续量问题转化为求离散量的垛积问题,在他的专著《详解九章算法·商功》中给出了著名的三角垛公式()()()()()1112123123126n n n n ++++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=++,则数列{}22n n +的前n项和为____________.○热○点○题○型二数列通项公式与数列求和11.已知数列{}n a 满足1322a a a +=,13,2,n n na n a a n +⎧=⎨+⎩为奇数为偶数,数列{}n c 满足21n n c a -=.(1)求数列{}n c 和{}n a 的通项公式;(2)求数列{}n a 的前n 项和n S .【详解】(1)13,2,n n n a n a a n +⎧=⎨+⎩为奇数为偶数,得213213,232a a a a a ==+=+,因为1322a a a +=,即111326a a a ++=,解得11a =,由21n n c a -=,得111211,n n c a c a ++===,12.在①n b =②11n n n b a a +=;③2nn n b a =,这三个条件中任选一个补充在下面横线上,并解答问题.已知数列{}n a 的前n 项和23322n n S na n n =-+.(1)证明:数列{}n a 是等差数列;(2)若12a =,设___________,求数列{}n b 的前n 项和n T .13.在数列n a 中,19a =,2313912n n n n a n a ++⋅+=+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设{}n a 的前n 项和为n S ,证明:525443n nn S +<-⋅.○热○点○题○型三数列与其他知识综合14.已知函数()y f x =是定义在()(),00,∞-+∞U 上的偶函数,当0x >时,()()121,0212,22x x f x f x x -⎧-<≤⎪=⎨->⎪⎩,()n a f n =(n 为正整数).(1)当20x -≤<时,求()y f x =的解析式;(2)若函数()()g x f x m =-存在零点,且零点个数不超过10,求实数m 的取值范围;(3)求数列{}n a 的前n 项和为,n n S S 是否存在极限?若存在,求出这个极限;若不存在,请说明理由【详解】(1)当20x -≤<时,()02,x y f x <-≤= 是偶函数,()()11|2121x x f x f x --+∴=-=-=-∣(2)0x >,当()222N,1k x k k k -<≤∈≥时,()0212x k <--≤,()()()()()()2321111112222322211212122x k k k f x f x f x f x f x k -+--∴=-=-⨯=-⨯=⎡⎤=--=-⎣⎦ ,∴当02x <≤时,()[]1|210,1x f x -=-∈∣,当24x <≤时,()()()|31112210,222x f x f x -⎡⎤=-=-∈⎢⎥⎣⎦∣,当24x <≤时,()()()521114210,244x f x f x -⎡⎤=-=-∈⎢⎥⎣⎦,图像如图所示:若1m =,函数()()g x f x m =-有1个零点2x =;若112m <<,函数()()g x f x m =-有2个零点;若12m =,函数()()g x f x m =-有3个零点;15.若无穷数列n 的各项均为整数.且对于,,i j i j *∀∈<N ,都存在,使得k j i j i a a a a a =--,则称数列{}n a 满足性质P .(1)判断下列数列是否满足性质P ,并说明理由.①n a n =,1n =,2,3,…;②2n b n =+,1n =,2,3,….(2)若数列{}n a 满足性质P ,且11a =,求证:集合{}3∣n n a *∈=N 为无限集;(3)若周期数列{}n a 满足性质P ,请写出数列{}n a 的通项公式(不需要证明).【详解】(1)对①,取1i =,对,1j j *∀∈>N ,则11,j i j a a a ===,可得11j j i i j a a a j a =---=--,显然不存在,k j k *>∈N ,使得1k a =-,所以数列{}n a 不满足性质P ;对②,对于,,i j i j *∀∈<N ,则2i b i =+,2j b j =+,故()()()()2222j i i j i j i j i j i j b b b b --=++-+-+=⋅++()22i j i j =⋅++-+,因为,,1,2i j i j *∈≥≥N ,则()2i j i j *⋅++-∈N ,且()()2123i j i j i j j ⋅++-=++-≥,所以存在()2k i j i j *=⋅++-∈N ,k j >,使得()22j k i j i b b i b j i j b b =⋅++-=--+,故数列{}n b 满足性质P ;(2)若数列{}n a 满足性质P ,且11a =,则有:取111,1,i j j j *==>∈N ,均存在111,k j k *>∈N ,使得111111k j j a a a a a =--=-,取2121,,i j j k j *==>∈N ,均存在2212,k j k k *>>∈N ,使得222111k j j a a a a a =--=-,取121,i k j k k ==>,均存在1211,m k m *>>∈N ,使得112123m k k k k a a a a a =--=,故数列{}n a 中存在n *∈N ,使得3n a =,即{}3∣n n a *∈=≠∅N ,反证:假设{}3∣n n a *∈=N 为有限集,其元素由小到大依次为()12,,,1l l n n n n >L ,取1,1l l i j n n ==+>,均存在1,L l L k n k *>+∈N ,使得11111Lllk n n a a a a a ++=--=-,取1,1L i j k ==+,均存在111,L L L k k k *++>+∈N ,使得111111L L L kk k a a a a a +++=--=-,取1,L L i k j k +==,均存在111,l L l l n k n n *+++>>∈N ,使得1113l LL LL n k k k ka a a a a +++=--=,即{}13∣l n n n a *+∈∈=N 这与假设相矛盾,故集合{}3∣n n a *∈=N 为无限集.(3)设周期数列{}n a 的周期为1,T T *≥∈N ,则对n *∀∈N ,均有n n T a a +=,设周期数列{}n a 的最大项为,,1M a M M T *∈≤≤N ,最小项为,,1N a N N T *∈≤≤N ,即对n *∀∈N ,均有N n M a a a ≤≤,若数列{}n a 满足性质P :反证:假设4M a ≥时,取,i M j M T ==+,则,k M T k *∃>+∈N ,使得22k M M T M M T M M a a a a a a a ++=--=-,则()2330k M M M M M a a a a a a -=-=->,即k M a a >,这对n *∀∈N ,均有N n M a a a ≤≤矛盾,假设不成立;则对n *∀∈N ,均有3n a ≤;反证:假设2N a ≤-时,取,i N j N T ==+,则,k N T k *∃>+∈N ,使得224k N N T N N T N N a a a a a a a ++=--=-≥,这与对n *∀∈N ,均有3n a ≤矛盾,假设不成立,即对n *∀∈N ,均有1n a ≥-;综上所述:对n *∀∈N ,均有13n a -≤≤,反证:假设1为数列{}n a 中的项,由(2)可得:1,3-为数列{}n a 中的项,∵()13135-⨯---=-,即5-为数列{}n a 中的项,这与对n *∀∈N ,均有13n a -≤≤相矛盾,即对n *∀∈N ,均有1n a ≠,同理可证:1n a ≠-,∵n a ∈Z ,则{}0,2,3n a ∈,当1T =时,即数列{}n a 为常数列时,设n a a =,故对,,i j i j *∀∈<N ,都存在k j >,使得22i k i j j a a a a a a a a =--=-=,解得0a =或3a =,即0n a =或3n a =符合题意;当2T ≥时,即数列{}n a 至少有两个不同项,则有:①当0,2为数列{}n a 中的项,则02022⨯--=-,即2-为数列{}n a 中的项,但{}20,2,3-∉,不成立;②当0,3为数列{}n a 中的项,则03033⨯--=-,即3-为数列{}n a 中的项,但{}30,2,3-∉,不成立;③当2,3为数列{}n a 中的项,则23231⨯--=,即1为数列{}n a 中的项,但{}10,2,3∉,不成立;综上所述:0n a =或3n a =.16.如果数列{}n a 对任意的*N n ∈,211n n n n a a a a +++->-,则称{}n a 为“速增数列”.(1)判断数列{}2n是否为“速增数列”?说明理由;(2)若数列{}n a 为“速增数列”.且任意项Z n a ∈,121,3,2023k a a a ===,求正整数k 的最大值;(3)已知项数为2k (2,Z k k ≥∈)的数列{}n b 是“速增数列”,且{}n b 的所有项的和等于k ,若2n bn c =,1,2,3,,2n k = ,证明:12k k c c +<.即32121k k k k k k b b b b b b +--+++>+>+,同理可得:211k m m k k b b b b -+++>+,*N m ∈,11m k ≤≤-,故()()()()1221222111k k k k k k k k b b b b b b b b b k b b -++=+++=++++++>+ ,故11k k b b ++<,1112222kk kk b b b bk k c c ++++=⨯=<,得证.。
高考数学数列难题压轴题练习高三党必做
6.已知数列{an},{bn}满足:a1=1.1, b1=0.2,an+1= ,bn+1= ,
令cn=an-bn,则满足cn≤1/104的n的最小值为( )
数列压轴题
1.设 是等比数列 的前 项和, ,且 ,则 _________.
2.数列 的前 项和为 ,项 由下列方式给出 .
若 ,则 的最小值为()
A.200B.202C.204D.205
3.已知数列 满足条件 , ,则 的最小值为()
A.3B.2C.1D.0
4.已知整数数列a0,a1,a2,…,a2014中,满足关系式a0=0,|a1|=|a0+1|,|a2|=|a1+1|,…,|a2014|=|a2013+1|,则|a1+a2+a3+…+a2014|的最小值为__________.
9.数列 满足 ,前ຫໍສະໝຸດ 6项和为540,则 .10.在数列{an}中,a2=2 ,a3=3,an+3+ (-1)nan+1=1,则a18-a17=
11.已知数列{an}满足anan+1= 为偶数,设数列{an}的前n项积为Tn,
若T15=(1/2)60,则a13=
A.9B.10C.11D.12
7.数列{an}满足:nan+2+(n+1)an=(2n+1)an+1-1,a1=1,a2=6,令cn=ancos(nπ/2),则数列{cn}的前n项和Sn=__________
(压轴题)高中数学必修五第三章《不等式》测试题(答案解析)(4)
一、选择题1.若实数x ,y 满足1,,1,x y y x y +≤⎧⎪≤⎨⎪≥-⎩则2z x y =+的最大值为( )A .3-B .0C .1D .32.已知关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,则实数a 的取值范围为( ) A .2a ≤B .2a ≥C .52a ≥D .52a ≤3.已知x ,y 满足约束条件11y x x y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则2z x y =+的最大值为( )A .3B .3-C .1D .324.已知正项等比数列{}n a 中979a a =,若存在两项m a 、n a ,使2127m n a a a =,则116m n+的最小值为( ) A .5 B .215C .516D .6545.已知实数x ,y 满足222y x x y x ≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,3z x y =-,则z 的最小值是( )A .2-B .4-C .6-D .8-6.当x ,y 满足不等式组11y x y x y ≤⎧⎪≥-⎨⎪+≤⎩时,目标函数2=+t x y 最小值是( )A .-4B .-3C .3D .327.若正数x ,y 满足35x y xy += ,则43x y + 的最小值为( ) A .275B .245C .5D .68.已知0,0x y >>,且21x y +=,则xy 的最大值是( ) A .14B .4C .18D .89.若a ,b 是任意实数,且a >b ,则下列不等式成立的是( )A .a 2>b 2B .1b a< C .lg(a -b )>0D .11()()33ab<10.设x ,y 满足约束条件1x y ax y +≥⎧⎨-≤-⎩,且z x ay =+的最小值为7,则a =( )A .5-B .3C .5-或3D .5或3-11.已知集合{}24120A x x x =--≤,{}440B x x =->,则AB =( )A .{}12x x <≤B .{}2x x ≥-C .{}16x x <≤D .{}6x x ≥-12.已知4213332,3,25a b c ===,则 A .b a c << B .a b c << C .b c a <<D .c a b <<二、填空题13.若实数a ,b 满足22221a b +=,则22141a b ++的最小值为___________. 14.设实数s ,t 满足0t >,且24s t +=,则128s s t+的最小值是____________. 15.若x >1,y >1,且a b x y xy ==,则a +4b 的最小值为___________. 16.已知0a >,0b >且3a b +=.式子2021202120192020a b +++的最小值是___________.17.设ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且3cos 2cos a C c A b ⋅=⋅+,则()tan A C -的最大值为__________. 18.已知实数,x y 满足102801x y x y x -+≤⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩,则3yx +的最大值为_______.19.实数,x y 满足2025040x y x y x y -+≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≥⎩,则24z x y =+-的最大值是___.20.非负实数x ,y ,满足360x y +-≥,则521z x y =+-的最小值为__________.三、解答题21.为摆脱美国政府针对中国高科技企业的封锁,加强自主性,某企业计划加大对芯片研发部的投入.据了解,该企业研发部原有100名技术人员,年人均投入a 万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员x 名(x ∈N 且4575x ≤≤),调整后研发人员的年人均投入增加()4%x ,技术人员的年人均投入调整为225x a m ⎛⎫-⎪⎝⎭万元.(1)要使这100x -名研发人员的年总投入不低于调整前100名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多多少人?(2)是否存在这样的实数m ,使得技术人员在已知范围内调整后,同时满足以下两个条件:①技术人员的年人均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入.若存在,求出m 的范围;若不存在,说明理由. 22.已知函数()()()23f x x a x =-+. (1)当72a >-时,解关于x 的不等式()46f x x >+; (2)若关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根,求实数a 的取值范围. 23.已知函数2()()f x x ax a R =-∈. (1)若2a =,求不等式()3f x ≥的解集;(2)若[1,)x ∈+∞时,2()2f x x ≥--恒成立,求a 的取值范围.24.已知函数2()12af x x x =-+ (1)若()0f x ≥,在R 上恒成立,求实数a 的取值范围; (2)若[]1,2,()2x f x ∃∈≥成立,求实数a 的取值范围. 25.已知函数2()3f x x x m =++. (1)当m =-4时,解不等式()0f x ≤; (2)若m >0,()0f x <的解集为(b ,a ),求14a b+的最大値. 26.已知函数2()(3)2f x ax a x =+-+(其中a ∈R ). (1)当a =-1时,解关于x 的不等式()0f x <; (2)若()1f x ≥-的解集为R ,求实数a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】画出约束条件所表示的平面区域,根据目标函数的几何意义,结合图形,即可求出结果. 【详解】由x ,y 满足条件1,,1,x y y x y +≤⎧⎪≤⎨⎪≥-⎩作出可行域,如图.则()()1,1,2,1B C ---,由1x y y x+=⎧⎨=⎩得11,22A ⎛⎫⎪⎝⎭目标函数2z x y =+,化为2y x z =-+ 则z 表示直线2y x z =-+在y 轴上的截距.由图可知,当直线2y x z =-+过点C 时,z 有最大值. 所以z 的最大值为:2213z =⨯-= 故选:D【点睛】方法点睛:解决线性规划问题的实质是把代数问题几何化,即数形结合思想.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意让其斜率与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大值或最小值会在可行域的端点或边界上取得.2.D解析:D 【分析】由题意得分离参数将不等式等价于不等式1a x x ≤+在区间[1,2]上有解,设()1f x x x =+,由函数()1f x x x=+在[1,2]上单调递增,可求得实数a 的取值范围.【详解】由题意得:关于x 的不等式210x ax -+≥在区间[1,2]上有解,等价于不等式1a x x≤+在区间[1,2]上有解,设()1f x x x =+,则函数()1f x x x =+在[1,2]上单调递增,所以()()(152)2f f f x ≤=≤,所以实数a 的取值范围为52a ≤, 故选:D. 【点睛】方法点睛:对于不等式有解的问题,常常有以下情况:()m f x >有解⇔()min m f x >,()m f x <有解⇔()max m f x <. 3.A解析:A 【分析】由题意首先画出可行域,然后结合目标函数的几何意义求解最大值即可. 【详解】绘制不等式组表示的平面区域如图所示,结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A 处取得最大值,联立直线方程:11y x y =-⎧⎨+=⎩,可得点A 的坐标为:()2,1A -,据此可知目标函数的最大值为:max 2213z =⨯-=. 故选:A【点睛】方法点睛:求线性目标函数()0z ax by ab =+≠的最值,当0b >时,直线过可行域且在y 轴上截距最大时,z 值最大,在y 轴截距最小时,z 值最小;当0b <时,直线过可行域且在y 轴上截距最大时,z 值最小,在y 轴上截距最小时,z 值最大.4.A解析:A 【分析】根据条件可先求出数列的公比,再根据2127m n a a a =可得出5m n +=,利用基本不等式即可求出116m n +的最小值. 【详解】正项等比数列中,2979a q a ==,所以3q =. 因为11222111127m n m n m n a a a q a q a qa --+-=⋅==,所以5m n +=. 因为1161116116116()()(17)(17)5555n m n mm n m n m n m n m n+=++=++≥⋅+=, 当且仅当16n mm n=,即4n m =时取等号,因为m 、n *N ∈,所以1m =,4n =, 所以116m n +的最小值为5. 故选:A. 【点睛】本题考查等比数列的基本量的计算,考查利用基本不等式求最值,属于基础题.5.D解析:D 【分析】根据约束条件画出可行域,将问题转化为133zy x =-在y 轴截距最大值的求解问题,利用数形结合的方式可求得结果. 【详解】由约束条件可得可行域如下图阴影部分所示:由3z x y =-得:133zy x =-, ∴当z 取最小值时,133zy x =-在y 轴截距最大; 由图象可知,当133zy x =-过点A 时,在y 轴截距最大,由222x x y =-⎧⎨+=⎩得:()2,2A -,min 2328z ∴=--⨯=-. 故选:D . 【点睛】本题考查线性规划中的最值问题的求解,关键是能够将所求最值转化为直线在y 轴截距的最值的求解问题,属于常考题型.6.B解析:B 【详解】绘制不等式组表示的平面区域如图所示,结合目标函数的几何意义可得2=+t x y 在点(1,1)A --处取得最小值()()min 2113t =⨯-+-=-,本题选择B 选项.点睛:求线性目标函数z =ax +by (ab ≠0)的最值,当b >0时,直线过可行域且在y 轴上截距最大时,z 值最大,在y 轴截距最小时,z 值最小;当b <0时,直线过可行域且在y 轴上截距最大时,z 值最小,在y 轴上截距最小时,z 值最大.7.A解析:A 【解析】正数x ,y 满足35x y xy +=,则13155y x+=,()1349362743433325555255x y x y x y y x y x⎛⎫+=++=++≥+=⎪⎝⎭ 故答案为A.点睛:这个题目考查的是含有两个变量的表达式的最值的求法,解决这类问题一般有以下几种方法,其一,不等式的应用,这个题目用的是均值不等式,注意要满足一正二定三相等;其二,二元化一元,减少变量的个数;其三可以应用线线性规划的知识来解决,而线性规划多用于含不等式的题目中.8.C解析:C【分析】根据基本不等式求解即可得到所求最大值. 【详解】由题意得,221121112222228x y xy xy +⎛⎫⎛⎫=⨯≤⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当11,42x y ==时等号成立,所以xy 的最大值是18. 故选C . 【点睛】运用基本不等式解题时,既要掌握公式的正用,也要注意公式的逆用,例如222a b ab+≥逆用就是222a b ab +;(,0)2a b ab a b +≥>逆用就是2(,0)2a b ab a b +⎛⎫> ⎪⎝⎭等.当应用不等式的条件不满足时,要注意运用“添、拆项”等技巧进行适当的变形,使之满足使用不等式的条件,解题时要特别注意等号成立的条件.9.D解析:D 【详解】试题分析:A 中1,2a b ==-不成立,B 中1,12a b =-=-不成立,C 中0,1a b ==-不成立,D 中由指数函数单调性可知是成立的10.B解析:B 【分析】画出可行域,讨论当0a =时,当0a <时,当0a >时三种情况,分别求出目标函数的最值,即可筛选出符合题意的a 的值. 【详解】根据题中约束条件1x y ax y +≥⎧⎨-≤-⎩可画出可行域如图所示,两直线交点坐标为:11,22a a A -+⎛⎫⎪⎝⎭, 当0a =时,z x ay =+无最小值; 当0a <时,z x ay =+在11,22a a A -+⎛⎫⎪⎝⎭处取最大值,无最小值. 当0a >时,z x ay =+在11,22a a A -+⎛⎫⎪⎝⎭处有最小值: 21121222a a a a z a -++-=+⨯=,则22172a a +-=,解得3a =,故选B.【点睛】本题主要考查可行域、含参数目标函数最优解和均值不等式求最值,属于难题.含参变量的线性规划问题是近年来高考命题的热点,由于参数的引入,提高了思维的技巧、增加了解题的难度, 此类问题的存在增加了探索问题的动态性和开放性,此类问题一般从目标函数的结论入手,对目标函数变化过程进行详细分析,对变化过程中的相关量的准确定位,是求最优解的关键.11.C解析:C 【分析】根据不等式的解法,求得集合{}26A x x =-≤≤,{}1B x x =>,结合集合交集的运算,即可求解. 【详解】由题意,集合{}{}2412026A x x x x x =--≤=-≤≤,{}{}4401B x x x x =->=>,根据集合交集的概念与运算,可得{}16A B x x ⋂=<≤. 故选:C. 【点睛】本题考查集合的交集的概念及运算,其中解答中正确求解集合,A B ,结合集合的交集的概念及运算求解是解答的关键,着重考查运算求解能力,属于基础题.12.A解析:A 【详解】因为422233332=4,3,5a b c ===,且幂函数23y x =在(0,)+∞ 上单调递增,所以b <a <c . 故选A.点睛:本题主要考查幂函数的单调性及比较大小问题,解答比较大小问题,常见思路有两个:一是判断出各个数值所在区间(一般是看三个区间()()(),0,0,1,1,-∞+∞ );二是利用函数的单调性直接解答;数值比较多的比大小问题也可以两种方法综合应用;三是借助于中间变量比较大小.二、填空题13.6【分析】由条件可得则由均值不等式可得答案【详解】实数满足即所以则当且仅当又即时取得等号故答案为:6【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时要注意其必须满足的三个条件:(1)一正二定三相等一正就是各解析:6 【分析】由条件可得()22312a b ++=,则()222222142141131a b a b a b ⎛⎫⎡⎤+=⨯+++ ⎪⎣⎦++⎝⎭由均值不等式可得答案. 【详解】实数a ,b 满足22221a b +=,即2212a b +=,所以()22312a b ++=则()222222142141131a b a b a b ⎛⎫⎡⎤+=⨯+++ ⎪⎣⎦++⎝⎭()2222214221455463133b a a b ⎛⎛⎫+=⨯+++≥⨯+=⨯+= ⎪ +⎝⎭⎝ 当且仅当2222141b a a b +=+, 又2212a b +=,即22120a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 时,取得等号. 故答案为:6 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方,这时改用勾型函数的单调性求最值.14.【分析】变换得到利用均值不等式计算得到答案【详解】当且时即时等号成立故答案为:【点睛】本题考查了利用均值不等式求最值意在考查学生的计算能力和转化能力 解析:716【分析】变换得到22816132s t s s s t s s t+=++,利用均值不等式计算得到答案. 【详解】24s t +=,222178321163216162s s s s t s t s s t s s t t +=+=++≥-+=+, 当232t s s t =且0s <时,即23s =-,163t =时等号成立. 故答案为:716. 【点睛】本题考查了利用均值不等式求最值,意在考查学生的计算能力和转化能力. 15.9【分析】首先由已知确定然后利用基本不等式求最小值【详解】因为所以又所以所以当且仅当时等号成立所以的最小值为9故答案为:9【点睛】易错点睛:易错点睛:利用基本不等式求最值时要注意其必须满足的三个条件 解析:9【分析】首先由已知确定1,1a b >>,然后利用基本不等式求最小值.【详解】因为a b x y xy ==,所以1a y x -=,1b x y -=,又1,1x y >>,所以10,10a b ->->, 111(1)(1)()b a b a b x y x x -----===,所以(1)(1)1a b --=,4(1)4(1)559a b a b +=-+-+≥=,当且仅当14(1)a b -=-时等号成立,所以4a b +的最小值为9.故答案为:9.【点睛】易错点睛:易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.16.2【分析】令从而可得再利用基本不等式即可求解【详解】令则且∴∴当且仅当取等号即时成立故答案为:2【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时要注意其必须满足的三个条件:(1)一正二定三相等一正就是各项必 解析:2【分析】令2019a x +=,2020b y +=,从而可得1()14042x y +=,再利用基本不等式即可求解. 【详解】令2019a x +=,2020b y +=, 则2019x >,2020y >且4042x y +=, ∴1()14042x y +=, ∴202120211111120212021()201920204042x y a b x y x y ⎛⎫⎛⎫+=+=+⋅+ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭1111222y x x y⎛⎫=+++⋅ ⎪⎝⎭≥, 当且仅当y x x y=取等号,即2021,2,1x y a b ====时成立. 故答案为:2【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方17.【分析】利用正弦定理将化为然后利用三角形内角和定理将用代换再利用两角和的正弦公式展开整理可得再由同角三角函数关系可得将其代入展开式消去结合基本不等式即可求出的最大值【详解】解:∵由正弦定理边角互化得解析:12【分析】利用正弦定理将3cos 2cos a C c A b ⋅=⋅+化为3sin cos 2sin cos sin A C C A B ⋅=⋅+,然后利用三角形内角和定理将B 用()A C π-+代换,再利用两角和的正弦公式展开整理可得2sin cos 3sin cos A C C A ⋅=⋅,再由同角三角函数关系可得3tan tan 2A C =,将其代入()tan A C -展开式消去tan A ,结合基本不等式即可求出()tan A C -的最大值.【详解】解:∵ 3cos 2cos a C c A b ⋅=⋅+由正弦定理边角互化得3sin cos 2sin cos sin A C C A B ⋅=⋅+,又∵ ()()sin sin sin sin cos cos sin B A C A C A C A C π=-+=+=+⎡⎤⎣⎦,∴ 3sin cos 2sin cos sin cos cos sin A C A C C A A C +⋅=⋅+,∴ 2sin cos 3sin cos A C C A ⋅=⋅∵ 当cos 0C ≤或cos 0A ≤时,等式不成立,∴ ,0,2A C π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,3tan tan 2A C =, ∴ ()22tan tan tan tan tan tan 112tan ==32123132tan tan tan tan C A C C A C C C A C C C-==++++-, 又∵ tan 0C >,∴2tan tan 3C C ≥=+当且仅当23tan tan C C ==,即tan 3C =等号成立, ∴ ()tan tan tan tan tan tan 1tan =213A C A C C C A C -≤++-=【点睛】 本题主要考查正弦定理,两角差的正切公式及基本不等式的应用,需要注意的是在利用基本不等式时,要根据条件确定tan 0C >.18.【分析】根据约束条件画出可行域目标函数可以看成是可行域内的点和的连线的斜率从而找到最大值时的最优解得到最大值【详解】根据约束条件可以画出可行域如下图阴影部分所示目标函数可以看成是可行域内的点和的连线 解析:78【分析】根据约束条件,画出可行域,目标函数可以看成是可行域内的点(),x y 和()3,0-的连线的斜率,从而找到最大值时的最优解,得到最大值.【详解】根据约束条件102801x y x y x -+≤⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩可以画出可行域,如下图阴影部分所示, 目标函数3y x +可以看成是可行域内的点(),x y 和()3,0-的连线的斜率, 因此可得,当在点A 时,斜率最大联立2801x yx+-=⎧⎨=⎩,得172xy=⎧⎪⎨=⎪⎩即71,2A⎛⎫⎪⎝⎭所以此时斜率为()7072138-=--,故答案为78.【点睛】本题考查简单线性规划问题,求目标函数为分式的形式,关键是要对分式形式的转化,属于中档题.19.21【分析】画出满足的可行域当目标函数经过点时取得最大值求解即可【详解】画出满足的可行域由解得点则目标函数经过点时取得最大值为【点睛】本题考查的是线性规划问题解决线性规划问题的实质是把代数问题几何化解析:21【分析】画出,x y满足的可行域,当目标函数24z x y=+-经过点()7,9B时,z取得最大值,求解即可.【详解】画出,x y满足的可行域,由20250x yx y-+=⎧⎨--=⎩解得点()7,9B,则目标函数24z x y=+-经过点()7,9B时,z取得最大值为718421+-=.【点睛】本题考查的是线性规划问题,解决线性规划问题的实质是把代数问题几何化,即数形结合思想.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意让其斜率与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大值或最小值会在可行域的端点或边界上取得.20.3【分析】作出不等式组对应的平面区域利用目标函数的几何意义即可得到结论【详解】解:解:不等式组为对应的平面区域为如图阴影所示由得平移直线由图象可知当直线经过点时直线的截距最小此时最小代入目标函数得即 解析:3【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义即可得到结论.【详解】解:解:不等式组为00360x y x y ⎧⎪⎨⎪+-≥⎩,对应的平面区域为如图阴影所示,由521z x y =+-得5122z y x +=-+,平移直线5122z y x +=-+, 由图象可知当直线5122z y x +=-+经过点()0,2时, 直线5122z y x +=-+的截距最小,此时z 最小. 代入目标函数521z x y =+-得02213z =+⨯-=.即目标函数521z x y =+-的最小值为3.故答案为:3【点睛】本题主要考查线性规划的应用,利用目标函数的几何意义,结合数形结合的数学思想是解决此类问题的基本方法,属于中档题.三、解答题21.(1)最多75人;(2)存在,{}7m ∈.【分析】(1)根据题意直接列出不等式可求解;(2)由①可得2125x m ≥+,由②可得100325x m x ≤++,分别利用函数单调性和基本不等式即可求解.【详解】(1)依题意可得调整后研发人员的年人均投入为()14%x a +⎡⎤⎣⎦万元,则()()10014%100x x a a -+≥⎡⎤⎣⎦,(0a >)解得075x ≤≤, 4575x ,所以调整后的技术人员的人数最多75人;(2)①由技术人员年人均投入不减少有225x a m a ⎛⎫-≥ ⎪⎝⎭,解得2125x m ≥+. ②由研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入有()()210014%25x x x a x m a ⎛⎫-+≥-⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝⎭,两边同除以ax 得1002112525x x m x ⎛⎫⎛⎫-+≥-⎪⎪⎝⎭⎝⎭, 整理得100325x m x ≤++, 故有2100132525x x m x +≤≤++,因为10033725x x ++≥=,当且仅当50x =时等号成立,所以7m ≤, 又因为4575x ≤≤,当75x =时,225x 取得最大值7,所以7m ≥, 77m ∴≤≤,即存在这样的m 满足条件,使得其范围为{}7m ∈.【点睛】本题考查不等式的应用,解题的关键是正确理解题中数量关系,建立正确的不等式,进而求解.22.(1)3|2x x ⎧<-⎨⎩或}2x a >+;(2)112a <-或51325a <<. 【分析】(1)对一元二次不等式分解因式,通过72a >-得出322a +>-,可得不等式的解集; (2)关于x 的方程()80f x +=在(–),1∞上有两个不相等实根,可得0∆>,设()22(32)38g x x a x a =+--+,则有()10g >且对称轴小于1,解不等式可得实数a 的取值范围.【详解】(1)∵()()()2346f x x a x x =-+>+∴22(12)3(2)0x a x a -+-+>,即()3202x x a ⎛⎫+--> ⎪⎝⎭ 73,222a a >-+>- 3|2x x ⎧∴<-⎨⎩或}2x a >+ (2)解法一:∵22(32)380x a x a +--+=在(–),1∞上有两个不相等实根∴2412550a a ∆=+->112a <-或52a > 设()22(32)38g x x a x a =+--+,则()10g >∴()232380a a +--+> ∴135a <, 又()g x 的对称轴为324a x -=-,∴3214a --<,∴72a < ∴综上112a <-或51325a <<. 解法二: ∵22(32)380x a x a +--+=在(,1)-∞上有两个不相等实根 ∴223823x x a x ++=+ 令2238()23x x g x x ++=+ 令()()23,00,5t x =+∈-∞ 则2316()2t t g t t-+=,即183()22g t t t =+- 由图象可知,该题转化为y a =与18322y t t =+-有两个不同的交点 ∴112a <-或51325a << 【点睛】方法点睛:本题考查一元二次不等式的解法,考查一元二次方程根的分布,考查了学生计算能力,不妨设一元二次方程所对应的二次函数()f x 开口向上,则两根都小于k 时,则()020b k a f k ∆>⎧⎪⎪-<⎨⎪>⎪⎩; 2.两根都大于k 时,则()020b k a f k ∆>⎧⎪⎪->⎨⎪>⎪⎩ 3.一根小于k ,一根大于k 时,则()0f k <.23.(1){|1x x ≤-或3}x ≥;(2)(,4]-∞.【解析】试题分析:(1)先对不等式移项并因式分解得()()310x x -+≥,再根据不等号方向得不等式解集,(2)先化简不等式,并分离12a x x ⎛⎫≤+ ⎪⎝⎭,转化为求对应函数最值:()min a h x ≤,其中()12h x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再根据基本不等式求()h x 最值,即得a 的取值范围.试题(1)若()2,3a f x =≥即()()2230,310x x x x --≥-+≥ 所以原不等式的解集为{|1x x ≤-或3}x ≥(2)()22f x x ≥--即12a x x ⎛⎫≤+ ⎪⎝⎭在[)1,x ∈+∞时恒成立, 令()12h x x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,等价于()min a h x ≤在[)1,x ∈+∞时恒成立,又()124h x x x ⎛⎫=+≥= ⎪⎝⎭,当且仅当1x x =即1x =等号成立,所以4a ≤. 故所求a 的取值范围是(],4-∞. 24.(1)[]44-,;(2)(],3∞-. 【分析】(1)由二次不等式()0f x ≥恒成立可得0∆≤,于是可求得a 的取值范围;(2)分离参数得12a x x ≤-在区间[]1,2上有解,转化为求1y x x =-在区间[]1,2上的最大值求解即可.【详解】(1)由题意得()2102a f x x x =-+≥在R 上恒成立, ∴2404a ∆=-≤, 解得44a -≤≤,∴实数a 的取值范围为[]4,4-.(2)由题意得[]21,2,122a x x x ∃∈-+≥成立, ∴[]11,2,2a x x x ∃∈≤-成立. 令()[]1,?1,2g x x x x=-∈, 则()g x 在区间[]1,2上单调递增,∴()()322max g x g ==, ∴322a ≤, 解得3a ≤,∴实数a 的取值范围为(],3∞-.【点睛】解题时注意以下结论的运用:(1)()a f x >恒成立等价于()max a f x >,()a f x >有解等价于()min a f x >; (2)若函数()f x 的最值不存在,则可利用函数值域的端点值来代替.25.(1)[-4,1];(2)-3.【分析】(1)当m =﹣4时,利用十字相乘法解出不等式的解集;(2)()0f x <的解集为(b ,a ),等价于()0f x =的根即为a ,b ,根据韦达定理判断出a ,b 的符号,利用"1"的代换以及基本不等式求出最大值,并验证取等条件.【详解】(1)当m =﹣4时,不等式f (x )≤0,即为x 2+3x ﹣4≤0,可得:(x +4)(x ﹣1)≤0,即不等式f (x )≤0的解集为[﹣4,1].(2)由题()0f x =的根即为a ,b ,故a +b =-3,ab =m >0,故a ,b 同负,则14a b+=114141()5(53333a b a b a b b a ⎛⎫⎛⎫-++=-++≤-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 当且仅当1,2a b =-=- 等号成立.【点睛】本题考查一元二次不等式,基本不等式在求最值中的应用,使用时要注意“一正,二定,三相等”,属于中档题.26.(1)(2)(62)-∞--+∞,,;(2)99a -+≤【分析】(1)当0a =时,解一元二次不等式求得不等式()0f x <的解集.(2)化简不等式()1f x ≥-,对a 分成0a ≠和0a >两种情况进行分类讨论,结合一元二次不等式恒成立,求得实数a 的取值范围.【详解】(1)当1a =-时,由()0f x <得,2420x x --+<,所以2420x x +->,所以不等式的解集为(2)(62)-∞-+∞,,;(2)因为()1f x ≥-解集为R ,所以2(3)21ax a x +-+-≥在R 恒成立,当0a =时,得321x -+-≥,不合题意;当0a ≠时,由2(3)30ax a x +-+≥在R 恒成立,得()203120a a a >⎧⎪⎨--≤⎪⎩,所以99a -+≤【点睛】本小题主要考查一元二次不等式的解法,考查一元二次不等式恒成立问题,属于中档题.。
(压轴题)高中数学必修五第三章《不等式》测试题(包含答案解析)(1)
一、选择题1.设正数m ,n ,2m n u +=,222v m n mn =++,则2u v ⎛⎫ ⎪⎝⎭的最大值是( ) A .14B .13C .12D .12.已知x ,y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,若34z x y =-的最大值为9,则m 的值为( ) A .32-B .28-C .2D .33.已知正实数a ,b 满足231a b +=,则12a b+的最小值为( ) A .15B.8+C .16D.8+4.已知实数,x y 满足24240x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≤⎩,则32z x y =-的最小值是 ( )A .4B .5C .6D .75.当02x π<<时,函数21cos 28sin ()sin 2x xf x x++=的最小值为( )A .2B.C .4D.6.已知函数()()log 31a f x x =+-(0a >且1a ≠)的图象恒过定点A ,若点A 在直线40mx ny ++=上,其中0mn >,则12m n+的最小值为( ) A .23B .43C .2D .47.已知实数x y 、满足不等式组21010x x y m x y ≤⎧⎪-+≥⎨⎪+-≥⎩,若目标函数2z x y =-+的最大值不超过4,则实数m 的取值范围是 A.(B.⎡⎣ C.⎡⎤⎣⎦D .[ 8.在ABC 中,BAC ∠的平分线交BC 于D .若3BAC π∠=,4AB AC +=,则AD 长度的最大值为( ) AB .2C .3D.9.对于任意实数a ,b ,若a >b ,则下列不等式一定成立的是( ) A .11a b< B .a 2>b 2 C .a 3>b 3 D .a b b a> 10.设m 1>,在约束条件1y x y mx x y ≥⎧⎪≤⎨⎪+≤⎩下,目标函数z=x+my 的最大值小于2,则m 的取值范围为( ) A.(1,1 B.()1++∞ C .(1,3)D .(3,+∞)11.设变量,x y 、满足约束条件236y xx y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≥-⎩,则目标函数2z x y =+的最大值为( )A .2B .3C .4D .912.若a ,b ,c ∈R ,a >b ,则下列不等式恒成立的是( ) A .1a <1bB .a 2>b 2C .21a c +>21b c + D .a |c |>b |c |二、填空题13.123,,x x x 为实数,只要满足条件1230x x x >>>,就有不等式121233log 20202log 2020log 2020x x x x x x k +≥恒成立,则k 的最大值是__________.14.若x ,y ,z 满足约束条件4802400x y x y y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩,则z =__________.15.已知x ,y 满足041x y x y x -≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,则2z x y =+的最大值为________.16.已知实数x ,y 满足约束条件2020220x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪--≥⎩,则2z x y =+的最小值为________.17.已知实数,x y 满足不等式组201030y x y x y -≤⎧⎪--≤⎨⎪+-≥⎩,则yx 的取值范围为__________.18.记等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足570a a ,1122S =,则7811572a a a a a 的最小值为_________.19.某港口的水深y (米)随着时间t (小时)呈现周期性变化,经研究可用sincos66y a t b t c ππ=++来描述,若潮差(最高水位与最低水位的差)为3米,则+a b的取值范围为_______.20.已知正实数x ,y 满足22462x y xy ++=,则2x y +的最小值是_________.三、解答题21.设矩形ABCD 的周长为20,其中AB AD >,如图所示,把它沿对角线AC 对折后,AB 交DC 于点P .设AD x =,DP y =.(1)将y 表示成x 的函数,并求定义域; (2)求ADP △面积的最大值. 22.选修4-5 不等式选讲已知函数f (x )=|x -1|-2|x +1|的最大值为m . (1)求m ;(2)若a ,b ,c ∈(0,+∞),a 2+2b 2+c 2=2m ,求ab +bc 的最大值. 23.已知函数()243f x ax ax =--(1)当a=-1时,求不等式f(x)>0的解集;(2)若对于任意的x ∈R,均有不等式f(x)≤0成立,求实数a 的取值范围.24.若不等式2122x x mx -+>的解集为{}|02x x <<. (1)求m 的值;(2)已知正实数a ,b 满足4a b mab +=,求+a b 的最小值. 25.已知函数2()2,,f x x ax x R a R =-∈∈. (1)当1a =时,求满足()0f x <的x 的取值范围;(2)解关于x 的不等式2()3f x a <.26.(1)已知()2f x kx =+,不等式()3f x <的解集为()1,5-,不等式()1xf x ≥的解集为A .求集合A ;(2)解关于x 的不等式()2220ax a x +--≥.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】 化简22211()44u mn vm n mn=+⨯++,再结合基本不等式,即可求解. 【详解】由题意,正数m ,n ,2m nu +=,222v m n mn =++, 则2222222222()12112()444m n u m n mn mn v m n mn m n mn m n mn+++===+⨯++++++ 2111111111444444213()11mnm m m n n n n m=+⨯=+⨯≤+⨯=+++++, 当且仅当m n n m =时,即m n =时,等号成立,所以2u v ⎛⎫ ⎪⎝⎭的最大值是为13.故选:B . 【点睛】利用基本不等式求最值时,要注意其满足的三个条件:“一正、二定、三相等”: (1)“一正”:就是各项必须为正数;(2)“二定”:就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”:利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.2.D解析:D 【分析】作出x ,y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,表示的可行域如图中阴影部分所示,再利用数形结合分析得()max 33439z m =⨯--=,解得参数即可. 【详解】作出x ,y 满足约束条件20030x y x y m x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,表示的可行域如图中阴影部分所示,由z =3x -4y 得344z yx =-,它表示斜率为34纵截距为4z-的一系列直线, 当直线经过点A 时,直线的纵截距4z-最小,z 最大.由03x y m x +-=⎧⎨=⎩,解得A (3,m -3),故()max 33439z m =⨯--=,解得3m =. 故选:D. 【点睛】方法点睛:线性规划问题一般用图解法,其步骤如下: (1)根据题意,设出变量,x y ; (2)列出线性约束条件;(3)确定线性目标函数(,)z f x y =;(4)画出可行域(即各约束条件所示区域的公共区域); (5)利用线性目标函数作平行直线系()(y f x z =为参数).3.D解析:D 【分析】妙用“1”的代换,利用()121223a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭拼凑基本不等式,求和式的最小值即可. 【详解】正实数a ,b 满足231a b +=,则()12122388282343412843a b a b a b a b a b a b a b⎛⎫+=++=++≥+⋅=+=+ ⎪⎝⎭,当且仅当34b a b a =,即3133,46a b --==时等号成立,故12a b +的最小值为843+. 故选:D. 【点睛】 思路点睛:利用基本不等式求最值时,需注意取等号条件是否成立. (1)积定,利用2x y xy +≥,求和的最小值;(2)和定,利用()24x y xy +≤,求积的最大值;(3)已知和式(倒数和)或为定值时,妙用“1”拼凑基本不等式求最值.4.C解析:C 【分析】由约束条件画出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组得到最优解的坐标,代入目标函数得到答案. 【详解】由实数x ,y 满足24240x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≤⎩得到可行域如图:z =3x ﹣2y 变形为y =32x ﹣2z,由024y x y =⎧⎨-=⎩,解得B (2,0)当此直线经过图中B 时,在y 轴的截距最大,z 最小, 所以z 的最小值为3×2﹣2×0=6; 故选C .【点睛】本题主要考查线性规划中利用可行域求目标函数的最值,求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”:(1)作出可行域(一定要注意是实线还是虚线);(2)找到目标函数对应的最优解对应点(在可行域内平移变形后的目标函数,最先通过或最后通过的顶点就是最优解);(3)将最优解坐标代入目标函数求出最值.5.C解析:C 【解析】0,tan 02xx π<∴,()21cos28sin sin2x x f x x++=2222cos 8sin 28tan 14tan 42sin cos 2tan tan x x x x x x x x ++===+≥=,当且仅当1tan 2x =时取等号,函数()21cos28sin sin2x x f x x ++=的最小值为4,选C.6.C解析:C 【分析】由对数函数的图象得出A 点坐标,代入直线方程得,m n 的关系,从而用凑出基本不等式形式后可求得最小值. 【详解】令31+=x ,2x =-,(2)1f -=-,∴(2,1)A --,点A 在直线40mx ny ++=上,则240m n --+=,即24m n +=, ∵0mn >,24m n +=,∴0,0m n >>,∴12112141(2)442444n m m n m n m n m n ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝, 当且仅当4n mm n=,即1,2m n ==时等号成立. 故选:C . 【点睛】本题考查对数函数的性质,考查点在直线上,考查用基本不等式求最小值.是一道综合题,属于中档题.7.D解析:D 【分析】将2z x y =-+化为2y x z =+,作出可行域和目标函数基准直线2y x =(如图所示),当直线2y x z =+将左上方平移时,直线2y x z =+在y 轴上的截距z 增大,由图象,得当直线2y x z =+过点A 时,z 取得最大值,联立2010x y m x y ⎧-+=⎨+-=⎩,得2211,22m m A ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,则22112422m m -+-⨯+≤,解得33m -≤≤;故选D.点睛:线性规划的实质是把代数问题几何化,即数形结合的思想.需要注意的是:一、准确无误地作出可行域;二、画标准函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三、一般情况下,目标函数的最大或最小会在可行域的端点或边界上取得.8.A解析:A 【分析】根据题意,设,,,AD t AB c AC b ===由三角形面积公式1sin 2S a b θ=⋅⋅可表示出,,ACD ABD ABC ∆∆∆三者之间的关系,进而得边长关系为3,t bc =最后通过基本不等式求得AD 的最大值。
高考数学压轴专题专题备战高考《数列》难题汇编附答案解析
高中数学《数列》期末考知识点一、选择题1.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若32S =,618S =,则106S S 等于( ) A .-3 B .5C .-31D .33【答案】D 【解析】 【分析】先由题设条件结合等比数列的前n 项和公式,求得公比q ,再利用等比数列的前n 项和公式,即可求解106S S 的值,得到答案.【详解】由题意,等比数列{}n a 中32S =,618S =,可得313366316(1)1121(1)11181a q S q q a q S q q q ---====--+-,解得2q =, 所以101105105516(1)11133(1)11a q S q q q a q S q q---===+=---. 故选:D . 【点睛】本题主要考查了等比数列的前n 项和公式的应用,其中解答中熟记等比数列的前n 项和公式,准确计算是解答的关键,着重考查了推理与计算能力.2.数列{}n a :1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,称为斐波那契数列,是由十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”.该数列从第三项开始,每项等于其前相邻两项之和.即:21n n n a a a ++=+.记该数列{}n a 的前n 项和为n S ,则下列结论正确的是( )A .201920202S a =+B .201920212S a =+C .201920201S a =-D .201920211S a =-【答案】D 【解析】 【分析】根据递推关系利用裂项相消法探求和项与通项关系,即得结果. 【详解】因为1233243546521()()()()()n n n n S a a a a a a a a a a a a a a ++=++++=-+-+-+-+-L L 2221n n a a a ++=-=-,所以201920211S a =-,选D. 【点睛】本题考查裂项相消法,考查基本分析判断能力,属中档题.3.数列{}n a 满足12a =,对于任意的*n N ∈,111n na a +=-,则2018a =( ) A .-1 B .12C .2D .3【答案】A 【解析】 【分析】先通过递推公式111n na a +=-,找出此周期数列的周期,再计算2018a 的值. 【详解】111n na a +=-Q ,2111111111n n n na a a a ++∴===----, 32111111n nn n a a a a ++∴===-⎛⎫-- ⎪⎝⎭,故有3n n a a +=,则20183672221111a a a a ⨯+====-- 故选:A 【点睛】本题考查根据数列递推公式求数列各项的值,属于中档题.4.函数()f x 对任意正整数,a b 满足条件()()()f a b f a f b +=⋅,且()12f =,(2)(4)(6)(2018)(1)(3)(5)(2017)f f f f f f f f ++++L 的值是( )A .1008B .1009C .2016D .2018【答案】D 【解析】 【分析】由题意结合()()()f a b f a f b +=⋅求解()()()()()()()()24620181352017f f f f f f f f ++++L 的值即可.【详解】在等式()()()f a b f a f b +=⋅中,令1b =可得:()()()()112f a f a f f a +==, 则()()12f a f a +=,据此可知: ()()()()()()()()24620181352017f f f f f f f f ++++L 2222210092018=++++=⨯=L .本题选择D 选项. 【点睛】本题主要考查抽象函数的性质,函数的求值方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.数列{a n },满足对任意的n ∈N +,均有a n +a n +1+a n +2为定值.若a 7=2,a 9=3,a 98=4,则数列{a n }的前100项的和S 100=( ) A .132 B .299C .68D .99【答案】B 【解析】 【分析】由12n n n a a a ++++为定值,可得3n n a a +=,则{}n a 是以3为周期的数列,求出123,,a a a ,即求100S . 【详解】对任意的n ∈+N ,均有12n n n a a a ++++为定值,()()123120n n n n n n a a a a a a +++++∴++-++=,故3n n a a +=,{}n a ∴是以3为周期的数列,故17298392,4,3a a a a a a ======,()()()100123979899100123133S a a a a a a a a a a a ∴=+++++++=+++L ()332432299=+++=.故选:B . 【点睛】本题考查周期数列求和,属于中档题.6.已知等比数列{a n },a n >0,a 1=256,S 3=448,T n 为数列{a n }的前n 项乘积,则当T n 取得最大值时,n =( )A .8B .9C .8或9D .8.5【答案】C 【解析】 【分析】设等比数列{a n }的公比为q ,由a n >0,可得q >0.根据a 1=256,S 3=448,可得256(1+q +q 2)=448,解得q .可得a n ,T n ,利用二次函数的单调性即可得出. 【详解】设等比数列{a n }的公比为q ,∵a n >0,∴q >0. ∵a 1=256,S 3=448, ∴256(1+q +q 2)=448, 解得q 12=. ∴a n =25611()2n -⨯=29﹣n .T n =28•27•……•29﹣n=28+7+…+9﹣n()217289[)89242222n n n ⎛⎤--- ⎥+-⎝⎦==.∴当n =8或9时,T n 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.7.如果等差数列128,,,a a a L 的各项都大于零,公差0d ≠,则正确的关系为( ) A .1845a a a a > B .1845a a a a < C .1845a a a a +>+ D .1845a a a a =【答案】B 【解析】 【分析】先根据等差中项的性质,可排除C ,再利用作差比较,即可得到答案. 【详解】根据等差数列的性质,可得1845a a a a +=+,所以C 不正确;又由218451111(7)(3)(4)120a a a a a a d a d a d d -=+-++=-<,所以1845a a a a <.故选B . 【点睛】本题主要考查了等差数列的性质,等差数列的通项公式,以及作差比较法的应用,着重考查了推理与运算能力.8.将正整数20分解成两个正整数的乘积有120⨯,210⨯,45⨯三种,其中45⨯是这三种分解中两数差的绝对值最小的,我们称45⨯为20的最佳分解.当p q ⨯(p q ≤且*,p q ∈N )是正整数n 的最佳分解时我们定义函数()f n q p =-,则数列(){}5nf ()*n N ∈的前2020项的和为( )A .101051+B .1010514-C .1010512-D .101051-【答案】D 【解析】 【分析】首先利用信息的应用求出关系式的结果,进一步利用求和公式的应用求出结果. 【详解】解:依题意,当n 为偶数时,22(5)550nnn f =-=; 当n 为奇数时,111222(5)5545n n n n f +--=-=⨯,所以01100920204(555)S =++⋯+,101051451-=-g ,101051=-.故选:D 【点睛】本题考查的知识要点:信息题的应用,数列的求和的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.9.已知单调递增的等比数列{}n a 中,2616a a ⋅=,3510a a +=,则数列{}n a 的前n 项和n S =( ) A .2124n -- B .1122n -- C .21n - D .122n +-【答案】B 【解析】 【分析】由等比数列的性质,可得到35,a a 是方程210160x x -+=的实数根,求得1,a q ,再结合等比数列的求和公式,即可求解. 【详解】由题意,等比数列{}n a 中,2616a a ⋅=,3510a a +=, 根据等比数列的性质,可得3516a a ⋅=,3510a a +=,所以35,a a 是方程210160x x -+=的实数根,解得352,8a a ==或358,2a a ==, 又因为等比数列{}n a 为单调递增数列,所以352,8a a ==,设等比数列{}n a 的首项为1a ,公比为(1)q q >可得214128a q a q ⎧=⎨=⎩,解得11,22a q ==,所以数列{}n a 的前n 项和11(12)122122nn n S --==--. 故选:B . 【点睛】本题主要考查了等比数列的通项公式的基本量的运算,以及等比数列的前n 项和公式的应用,着重考查了推理与运算能力.10.已知数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S ,则“3152a a a >+”是“210n S -<”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】根据等比数列的通项公式与求和公式,即可判断命题间的关系. 【详解】因为数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S 若3152a a a >+,由等比数列的通项公式可得111242a a q a q >+,化简后可得()21210q a -<.因为()2210q -≥所以不等式的解集为10a < 若210n S -<当公比1q ≠±时, 210n S -<则10a <,可得3152a a a >+ 当公比1q =±时, 由210n S -<则10a <,可得3152a a a =+ 综上可知, “3152a a a >+”是“210n S -<”的充分不必要条件 故选:B 【点睛】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式的应用,在应用等比数列求和公式时,需记得讨论公比是否为1的情况,属于中档题.11.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +1=a n +a (n ∈N *,a 为常数),若平面内的三个不共线的非零向量OAOB OC u u u r u u u r u u u r,,满足10051006OC a OA a OB =+u u u r u u u r u u u r ,A ,B ,C 三点共线且该直线不过O 点,则S 2010等于( ) A .1005 B .1006C .2010D .2012【答案】A 【解析】 【分析】根据a n +1=a n +a ,可判断数列{a n }为等差数列,而根据10051006OC a OA a OB =+u u u r u u u r u u u r,及三点A ,B ,C 共线即可得出a 1+a 2010=1,从而根据等差数列的前n 项和公式即可求出S 2010的值. 【详解】由a n +1=a n +a ,得,a n +1﹣a n =a ; ∴{a n }为等差数列;由10051006OC a OA a OB =+u u u r u u u r u u u r, 所以A ,B ,C 三点共线; ∴a 1005+a 1006=a 1+a 2010=1, ∴S 2010()12010201020101100522a a +⨯===. 故选:A. 【点睛】本题主要考查等差数列的定义,其前n 项和公式以及共线向量定理,还考查运算求解的能力,属于中档题.12.已知首项为1的正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,4a -、3a 、5a 成等差数列,则2020S 与2020a 的关系是( )A .2020202021S a =+B .2020202021S a =-C .2020202041S a =+D .2020202043S a =-【答案】B 【解析】 【分析】求出等比数列{}n a 的公比q ,然后求出2020S 和2020a ,由此可得出结论. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,4a -Q 、3a 、5a 成等差数列,3542a a a ∴=-,所以,220q q --=,0q >Q ,解得2q =,20192019202012a a q∴==,()20201202020201211a q S q-==--,因此,2020202021S a =-. 故选:B. 【点睛】本题考查等比数列求和公式以及通项公式的应用,涉及等差中项的应用,考查计算能力,属于中等题.13.等差数列{}n a 中,n S 为它的前n 项和,若10a >,200S >,210S <,则当n =( )时,n S 最大. A .8 B .9C .10D .11【答案】C 【解析】 【分析】根据等差数列的前n 项和公式与项的性质,得出100a >且110a <,由此求出数列{}n a 的前n 项和n S 最大时n 的值. 【详解】等差数列{}n a 中,前n 项和为n S ,且200S >,210S <, 即()()120201*********a a S a a +==+>,10110a a ∴+>,()1212111212102a a S a +==<,所以,110a <,则100a >,因此,当10n =时,n S 最大. 故选:C. 【点睛】本题考查了等差数列的性质和前n 项和最值问题,考查等差数列基本性质的应用,是中等题.14.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 B .3 972C .3 973D .3 974【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n 2,则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,运算即可得解.【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)… 则第n 组有n 个数且最后一个数为n 2, 则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,设第2019个数在第n 组中,则()()120192120192n n n n ⎧+≥⎪⎪⎨-⎪⎪⎩<,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.15.执行如图所示的程序框图,若输出的S 为154,则输入的n 为( )A .18B .19C .20D .21【答案】B 【解析】 【分析】找到输出的S 的规律为等差数列求和,即可算出i ,从而求出n . 【详解】由框图可知,()101231154S i =+++++⋯+-= , 即()1231153i +++⋯+-=,所以()11532i i -=,解得18i =,故最后一次对条件进行判断时18119i =+=,所以19n =. 故选:B【点睛】本题考查程序框图,要理解循环结构的程序框图的运行,考查学生的逻辑推理能力.属于简单题目.16.一对夫妇为了给他们的独生孩子支付将来上大学的费用,从孩子一周岁生日开始,每年到银行储蓄a 元一年定期,若年利率为r 保持不变,且每年到期时存款(含利息)自动转为新的一年定期,当孩子18岁生日时不再存入,将所有存款(含利息)全部取回,则取回的钱的总数为( ) A .17(1)a r + B .17[(1)(1)]ar r r +-+C .18(1)a r +D .18[(1)(1)]ar r r+-+【答案】D 【解析】 【分析】由题意可得:孩子18岁生日时将所有存款(含利息)全部取回,可以看成是以(1)a r +为首项,(1)r +为公比的等比数列的前17项的和,再由等比数列前n 项和公式求解即可. 【详解】 解:根据题意,当孩子18岁生日时,孩子在一周岁生日时存入的a 元产生的本利合计为17(1)a r +, 同理:孩子在2周岁生日时存入的a 元产生的本利合计为16(1)a r +, 孩子在3周岁生日时存入的a 元产生的本利合计为15(1)a r +,⋯⋯孩子在17周岁生日时存入的a 元产生的本利合计为(1)a r +,可以看成是以(1)a r +为首项,(1)r +为公比的等比数列的前17项的和, 此时将存款(含利息)全部取回, 则取回的钱的总数:17171618(1)[(1)1](1)(1)(1)[(1)(1)]11a r r aS a r a r a r r r r r++-=++++⋯⋯++==+-++-;故选:D . 【点睛】本题考查了不完全归纳法及等比数列前n 项和,属中档题.17.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若816S =,61a =,则数列{}n a 的公差为( ) A .32B .32-C .23D .23-【答案】D【解析】【分析】根据等差数列公式直接计算得到答案.【详解】依题意,()()183********a a a a S ++===,故364a a +=,故33a =,故63233a a d -==-,故选:D . 【点睛】 本题考查了等差数列的计算,意在考查学生的计算能力.18.已知{}n a 是各项都为正数的等比数列,n S 是它的前n 项和,若47S =,821S =,则16S =( )A .48B .90C .105D .106【答案】C【解析】【分析】根据4841281612,,,S S S S S S S ---成等比数列即可求出16S .【详解】由等比数列的性质得4841281612,,,S S S S S S S ---成等比数列,所以1216127,14,21,S S S --成等比数列,所以121216162128,49,4956,105S S S S -=∴=∴-=∴=.故选:C【点睛】本题主要考查等比数列的性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.19.数列{}n a 满足11a =,对任意的*n N ∈都有11n n a a n +=++,则122016111a a a +++=L ( ) A .20152016B .40322017C .40342017D .20162017【答案】B【解析】【分析】 首先根据题设条件,由11n n a a n +=++,可得到递推关系为11n n a a n +-=+;接下来利用累加法可求得()12n n n a +=,从而()1211211n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,由此就可求得122016111a a a +++L 的值. 【详解】因为111n n n a a a n a n +=++=++,所以11n n a a n +-=+,用累加法求数列{}n a 的通项得:()()1211n n n a a a a a a -=+-+⋯+-()1122n n n +=++⋯+=, 所以()1211211n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 于是1232016111111111212222320162017a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +++⋯+=-+-+⋯+-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 121201*********⎛⎫==- ⎪⎝⎭. 故选:B.【点睛】本题是一道考查数列的题目,掌握数列的递推关系以及求解前n 项和的方法是解答本题的关键,属于常考题.20.已知数列11n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是公比为13的等比数列,且10a >,若数列{}n a 是递增数列,则1a 的取值范围为( )A .(1,2)B .(0,3)C .(0,2)D .(0,1)【答案】D【解析】【分析】先根据已知条件求解出{}n a 的通项公式,然后根据{}n a 的单调性以及10a >得到1a 满足的不等关系,由此求解出1a 的取值范围.【详解】 由已知得11111113n n a a -⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则11111113n n a a -=⎛⎫⎛⎫-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.因为10a >,数列{}n a 是单调递增数列,所以10n n a a +>>,则111111*********n n a a ->⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 化简得111110113a a ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭,所以101a <<. 故选:D.【点睛】本题考查数列通项公式求解以及根据数列单调性求解参数范围,难度一般.已知数列单调性,可根据1,n n a a +之间的大小关系分析问题.。
高考模拟热点交汇试题汇编之数列与不等式(30题)
高考模拟热点交汇试题汇编之数列与不等式(30题) 高考模拟热点交汇试题汇编之数列与不等式(30题)01,,a,数列满足, fxxx()ln1,,,a,,,,1n11*; 数列满足, .求证: bbnb,,,,(1)nN,afa,b,,,, 已知函数11nn,nn,1n22(?)01;,,,aa nn,12an(?)a,; 1n,22(?)若a,,ban,,!则当n?2时,. 1nn2*: (?)先用数学归纳法证明01,,a,. nN,n(1)当n=1时,由已知得结论成立;(2)假设当n=k时,结论成立,即01,,a.则当n=k+1时, k1x 因为0<x<1时,,fx()10,,,,,所以f(x)在(0,1)上是增函数. xx,,11又f(x)在a,,,1ln21a上连续,所以f(0)<f()<f(1),即0<. 0,1,,k,1k故当n=k+1时,结论也成立. 即01,,a对于一切正整数都成立.————4分 n 又由01,,aaa,, 得,从而. aaaaaa,,,,,,,,,ln1ln(1)0,,nnn,1nnnnnn,1 综上可知01.,,,aa————6分 nn,122xx (?)构造函数g(x)=,,,ln(1)xx-f(x)= , 0<x<1, 222x 由,gx()0,,,知g(x)在(0,1)上增函数. 1,x又g(x)在上连续,所以g(x)>g(0)=0. 0,1,,22aann 因为,faa01,,a,.,所以,即>0,从而————10分 ga,0,,1,,nnn,n22b11n,1n,1b,0,所以, , bbnb,,,,(1),n11nn,b222n(?) 因为 bbb1nn,12 所以,,,,, ————? , ————12分bbn!n1nbbb2nn,,1212aaaaaaaaaannn,131nn,212 由(?)na,,知:,, 所以=,, , 1n,aaaaa22222n121n,12 因为a,01.,,,aa, n?2, 1nn,12n2a2,aaaa111n,112 所以 a<<=————? . ————14分 ,,an1n1,nn222222由?? 两式可知: ban,,!.————16分 nn已知,为锐角,且tan,,2,1,,12函数,数列{a}的首项. f(x),xtan2,,x,sin(2,,)a,,a,f(a)n1n,1n42 ? 求函数f(x)的表达式;? 求证:a,a; n,1n111*1,,,?,,2(n,2,n,N)? 求证: 1,a1,a1,a12n2tan,2(2,1):?, 又?为锐角 tan2,,,1,221,tan,1,(2,1),,2 ?f(x),x,x2,, ?sin(2,,),1 4412 ? a,a,aa,a,?a ?a, ?都大于0 ,1nnn23n122 ?a,0a,a ? n,n1n11111 ? ,,,, 2aa(1,a)a1,aa,an,nnnn1nn111?,, 1,aaannn,1111111111,,?,,,,,,?,, aaaaaaaaa1,1,1,12n1223nn,1111 ? 2,,,, aaa1n,1n,11133322?n,2a,a, , 又? a,(),,a,(),,1n,1n23224441 ?a,a,11,2,,2 ? n,13an,1111 ?1,,,?,,2 aaa1,1,1,12n,(本小题满分14分)已知数列满足 aaanN,,,,1,21a,,,,11nn,n(?)求数列的通项公式; a,,nb,1b,1bb,1b,13nn12(?)若数列444?4,(a,1)满足,证明:是等差数列;ba,,,,nnn1112,(?)证明:,,,,,nN ,,aaa3,231n(1)?a,2a,1?a,1,2(a,1),……………………2分 n,1nn,1n故数列{a,1}是首项为2,公比为2的等比数列。
2020年高考数学压轴题专题复习: 数列与不等式的综合问题【解析版】
第二章 数列与不等式专题 数列与不等式的综合问题纵观近几年的高考命题,考查常以数列的相关项以及关系式,或数列的前n 项和与第n 项的关系入手,结合数列的递推关系式与等差数列或等比数列的定义展开,求解数列的通项、前n 项和,有时与参数的求解、数列不等式的证明等加以综合.数列与不等式的结合,一般有两类题:一是利用基本不等式求解数列中的最值;二是与数列中的求和问题相联系,证明不等式或求解参数的取值范围,此类问题通常是抓住数列通项公式的特征,多采用先求和后利用放缩法或数列的单调性证明不等式,求解参数的取值范围. 本专题通过例题说明此类问题解答规律与方法.①函数方法:即构造函数,通过函数的单调性、极值等得出关于正实数的不等式,通过对关于正实数的不等式特殊赋值得出数列中的不等式;②放缩方法:数列中不等式可以通过对中间过程或者最后的结果放缩得到; ③比较方法:作差或者作商比较.【压轴典例】例1.(2013·全国高考真题(理))设△A n B n C n 的三边长分别为a n ,b n ,c n ,△A n B n C n 的面积为S n ,n=1,2,3,… 若b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1,a n +1=a n ,b n +1=2n n c a +,c n +1=2n nb a +,则( ) A .{S n }为递减数列 B .{S n }为递增数列C .{S 2n -1}为递增数列,{S 2n }为递减数列D .{S 2n -1}为递减数列,{S 2n }为递增数列 【答案】B 【解析】因为11b c >,不妨设111142,33a a b c ==,13()22p a b c a =++=;故211S ==; 21a a =,112125326a ab a +==,112147326a a c a +==,2216S a ==; 显然21S S >;同理,31a a =,112159428a a b a +==,113137428a a c a +==,231S ==,显然32S S >.例2. (2018·江苏高考真题)已知集合*{|21,}A x x n n N ==-∈,*{|2,}n B x x n N ==∈.将AB 的所有元素从小到大依次排列构成一个数列{}n a .记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则使得112n n S a +>成立的n 的最小值为________. 【答案】27 【解析】设=2kn a ,则12[(211)+(221)+(221)][222]k k n S -=⨯-⨯-+⋅-++++()11221212212(12)222212k k kk k ---++⨯--=+=+--由112n n S a +>得2211211522212(21),(2)20(2)140,22,6k k k k k k k -+---+->+-->≥≥ 所以只需研究5622n a <<是否有满足条件的解,此时25[(211)+(221)+(21)][222]n S m =⨯-⨯-+-++++25122m +=+-,+121n a m =+,m 为等差数列项数,且16m >. 由25122212(21),2450022,527m m m m m n m ++->+-+>∴≥=+≥,得满足条件的n 最小值为27. 例3.(2018·浙江高考模拟)设数列的前项和分别为,其中,使成立的最大正整数__________,__________.【答案】 6. 114. 【解析】根据题意,数列{a n }中,a n =-3n+20,则数列{a n }为首项为17,公差为-3的等差数列,且当n≤6时,a n >0,当n >7时,a n <0,又由b n =|a n |,当n≤6时,b n =a n ,当n >7时,b n =-a n , 则使T n =S n 成立的最大正整数为6,T 2018+S 2018=(a 1+a 2+……+a 6+a 7+a 8+……+a 2018)+(b 1+b 2+……+b 6+b 7+b 8+……+b 2018)=(a 1+a 2+……+a 6+a 7+a 8+……+a 2018)+(a 1+a 2+……+a 6-a 7-a 8-……-a 2018) =2(a 1+a 2+……+a 6)=,故答案为:6,114 例4.(2019·江西师大附中高考模拟(文))数列{}n a 中的项按顺序可以排成如图的形式,第一行1项,排1a ;第二行2项,从左到右分别排2a ,3a ;第三行3项,……依此类推,设数列{}n a 的前n 项和为n S ,则满足2019n S >的最小正整数n 的值为( )A .20B .21C .26D .27【答案】B 【解析】第一行为4,其和为4,可以变形为:1232T =⨯-;第二行为首项为4,公比为3的等比数列,共2项,其和为:()22241323213T -==⨯--;第三行为首项为4,公比为3的等比数列,共3项,其和为()33341323213T -==⨯--;依此类推:第n 行的和:232nn T =⨯-;则前6行共:12345621+++++=个数 前6行和为:()()()()26267212322322322333123152172S =⨯-+⨯-+⋅⋅⋅+⨯-=⨯++⋅⋅⋅+-=-=满足2019n S >而第六行的第6个数为:543972⨯=,则202197212002019S S =-=<∴满足2019n S >的最小正整数n 的值为:21本题正确选项:B例5.(2019·内蒙古高考模拟(理))数列()11n a n n =+的前n 项和为n S ,若1S ,m S ,n S 成等比数列()1m >,则正整数n 值为______. 【答案】8 【解析】∵()11111n a n n n n ==-++,∴11111122311n nS n n n =-+-++-=++, 又1S ,m S ,n S 成等比数列()1m >,∴()21m n S S S =⋅, 即()221211m n n m =⋅++,()22211m n n m =++, ∴()2221m m <+,即2210m m --<,解得1212m -<<+,结合1m 可得2m =, ∴8n =,故答案为8.例6.(2016·天津高考真题(理))已知{}是各项均为正数的等差数列,公差为d ,对任意的,是和的等比中项.(Ⅰ)设求证:数列{}是等差数列;(Ⅱ)设求证:【答案】(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)详见解析 【解析】(Ⅰ)证明:由题意得,有,因此,所以是等差数列.(Ⅱ)证明:所以.例7.(2016·四川高考真题(理))已知数列{}的首项为1,为数列{}的前n 项和,,其中q>0,.(Ⅰ)若成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(Ⅱ)设双曲线的离心率为,且,证明:.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析.【解析】(Ⅰ)由已知,两式相减得到.又由得到,故对所有都成立.所以,数列是首项为1,公比为q的等比数列.从而.由成等差数列,可得,即,则,由已知,,故.所以.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,.所以双曲线的离心率.由解得.因为,所以.于是,故.例8.(2016·浙江高考真题(理))设数列满足,.(Ⅰ)证明:,;(Ⅱ)若,,证明:,.【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析.【解析】(Ⅰ)由得,故,,所以,因此.(Ⅱ)任取,由(Ⅰ)知,对于任意,,故.从而对于任意,均有.由的任意性得.①否则,存在,有,取正整数且,则,与①式矛盾.综上,对于任意,均有.【压轴训练】1.(2019·安徽高考模拟(理))设是等差数列,下列结论一定正确的是()A.若,则B.若,则C.若,则D.若,则【答案】C【解析】若a1+a2>0,则2a1+d>0,a2+a3=2a1+3d>2d,d>0时,结论成立,即A不正确;对于B选项,当,分别为-4,-1,2时,满足a1+a3<0,但a2+a3=1>0,故B不正确;又{a n }是等差数列,0<a 1<a 2,2a 2=a 1+a 3>2,∴a 2,即C 正确;若a 1<0,则(a 2﹣a 1)(a 2﹣a 3)=﹣d 2≤0,即D 不正确. 故选:C .2.(2018·浙江高考模拟)已知等差数列的前项和是,公差不等于零,若成等比数列,则A .B .C .D .【答案】C 【解析】 由成等比数列.可得,可得(,即,∵公差不等于零,故选:C .3.(2019·山东高考模拟(文))已知正项等比数列{}n a 满足5432a a a +=,若存在两项m a ,n a ,使得18m n a a a =,则91m n+的最小值为__________. 【答案】2 【解析】正项等比数列{}n a 满足5432a a a +=, 432111=+2a q a q a q ∴,整理,得210+2q q -=,又0q >,解得,12q =, 存在两项m a ,n a 使得18m n a a a =, 2221164m n a q a +-∴=,整理,得8m n +=,∴9119119()()(10)88m n m n m n m n n m +=++=++ 19(102)28m n n m+=, 则91m n+的最小值为2. 当且仅当9m n n m=取等号,又m ,*n N ∈.8m n +=, 所以只有当6m =,2n =时,取得最小值是2. 故答案为:24.(2019·湖南师大附中高考模拟(理))已知等比数列{a n }的前n 项积为T n ,若124a =-,489a =-,则当T n 取最大值时,n 的值为_____. 【答案】4 【解析】设等比数列{a n }的公比为q ,因为124a =-,489a =-,可得341127a q a ==,解得13q =,则()()()1112312(2131)(32424)n n nnn n n T a a a a q-+++⋅⋅⋅+-=⋅⋅⋅=-=-, 当T n 取最大值时,可得n 为偶数,函数13xy =()在R 上递减, 又由2192T =,4489T =,66983T =,可得246T T T <>,当6n >,且n 为偶数时,6n T T <, 故当4n =时,T n 取最大值.5.(2019·安徽高考模拟(理))已知数列的各项均为正数,记为的前项和,若,,则使不等式成立的的最小值是________.【答案】11 【解析】由可得,则()()=0,又数列的各项均为正数,∴,即,可得数列{a n }是首项为公比为q =2的等比数列,∴,则n>10,又,∴n 的最小值是11,故答案为11.6.(2019·甘肃天水一中高考模拟(文))已知数列{}n a 满足11a =,0n a >,11n n a a +=,那么32n a <成立的n 的最大值为______ 【答案】5 【解析】11n n a a +=, 所有{}na 11a =,公差d 1=n n a =,2n a n = 解232n a n =<,得n 42<所以32n a <成立的n 的最大值为5 故答案为:57.(2019·河北高考模拟(理))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()2119*2n n n nS S n N +-+=∈,若24a <-,则n S 取最小值时n =__________.【答案】10 【解析】由21192n n n nS S +-+=,()21(1)1912n n n n S S ----+=,两式作差可得:1110(2)n n S S n n +--=-≥,即110(2)n n a a n n ++=-≥,由110n na a n ++=-,219n n a a n +++=-,两式作差可得:21(2)n n a a n +-=≥,则328a a +=-,24a <-,故234a a <-<,进一步可得:4567891011,,,a a a a a a a a <<<<,又10110a a +=,则10110a a <<,且111212130a a a a <+<+<,则n S 取最小值时10n =.8.(2019·河南高考模拟(理))记首项为11(0)a a >,公差为d 的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1212a d =-,且1n n n S a S λ+≤+,则实数λ的取值范围为__________. 【答案】19,121⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】由1n n n S a S λ+≤+,得11n n n n S S a a λ++-=≤. 因为10a >,所以0d <,()12312n a a n d n d ⎛⎫=+-=-⎪⎝⎭. 所以当111n ≤≤时,0n a >,当12n ≥时,0n a <. (1)当111n ≤≤时,由1n n a a λ+≥得1211223n n n n n a a d d a a a n λ++≥==+=+-. 因为221911223212321n +≤+=-⨯-,所以1921λ≥.(2)当12n ≥时,由1n n a a λ+≥得121223n n a a n λ+≤=+-. 因为211223n +>-,所以1λ≤.综上所述,λ的取值范围是19,121⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 9.(2019·四川重庆南开中学高考模拟(理))在正项递增等比数列{}n a 中,51a =,记12...n n S a a a =+++,12111...n nT a a a =+++,则使得n n S T ≤成立的最大正整数n 为__________. 【答案】9【解析】由题得11111(1)(1)(1)11(1)1n nn nq q a q a q q q a q q--⋅-≤=---,因为数列是正项递增等比数,所以10,1a q >>,所以2111n a q -≤.因为51a =,所以44281111,,a q a q a q --=∴=∴=,所以81901,,9n n q qq q n ---⋅≤∴≤∴≤.所以使得n n S T ≤成立的最大正整数n 为9. 故答案为:910.(2017·吉林高考模拟(理))已知数列{}n a 满足()113,31.2n n a a a n N *+==-∈ (1)若数列{}n b 满足12n n b a =-,求证:{}n b 是等比数列; (2)若数列{}n c 满足312log ,n n n n c a T c c c ==+++,求证:()1.2n n n T ->【答案】(1) 见解析;(2)见解析. 【解析】(1) 由题可知()*n N∈,从而有13n n b b +=,11112b a =-=,所以{}n b 是以1为首项,3为公比的等比数列.(2) 由(1)知13n n b -=,从而1132n n a -=+,11331log 3log 312n n n c n --⎛⎫=+>=- ⎪⎝⎭,有()12101212n n n n T c c c n -=+++>+++-=,所以()12n n n T ->.11.(2019·江苏金陵中学高考模拟)已知各项均为正整数的数列{a n }的前n 项和为S n ,满足:S n ﹣1+ka n =ta n 2﹣1,n≥2,n∈N *(其中k ,t 为常数).(1)若k =12,t =14,数列{a n }是等差数列,求a 1的值; (2)若数列{a n }是等比数列,求证:k <t . 【答案】(1)a 1=(2)见解析 【解析】(1)∵k=12,t =14,∴2111124n n n S a a -+=-(n≥2),设等差数列{a n }的公差为d ,令n =2,则212211a a a 124+=-,令n =3,则2123311124a a a a ++=-,两式相减可得:()()()2332321124a a a a a a +=+-,∵a n >0,∴a 3﹣a 2=2=d .由212211124a a a +=-,且d =2,化为2112a a -﹣4=0,a 1>0.解得a 1=(2)∵S n ﹣1+ka n =ta n 2﹣1①,n≥2,n∈N *,所以S n +ka n+1=2n 1ta +﹣1②, ②-①得a n +ka n+1﹣ka n =2n 1ta +﹣2n ta ,∴a n =(a n+1﹣a n )[t (a n+1+a n )﹣k], 令公比为q >0,则a n+1=a n q ,∴(q ﹣1)k+1=ta n (q 2﹣1), ∴1=(q ﹣1)[ta n (q+1)﹣k];∵对任意n≥2,n∈N *, 1=(q ﹣1)[ta n (q+1)﹣k]成立;∴q≠1,∴a n 不是一个常数; ∴t=0,∴S n ﹣1+ka n =﹣1,且{a n }是各项均为正整数的数列,∴k<0, 故k <t .12.(2019·天津高考模拟(理))已知单调等比数列{}n a ,首项为12,其前n 项和是n S ,且3312a S +,5S ,44a S +成等差数列,数列{}n b 满足条件1231(2)n b na a a a =(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设1n n nc a b =-,记数列{}n c 的前n 项和是n T . ①求n T ;②求正整数k ,使得对任意*n N ∈,均有k n T T ≥.【答案】(1)12nn a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,(1)n b n n =+;(2)①.1112n n T n =-+;②.4k =. 【解析】(1)设11n n a a q -=.由已知得53344122S a S a S =+++,即5341222S a S =+, 进而有()543122S S a -=.所以53122a a =,即214q =,则12q =±.由已知数列{}n a 是单调等比数列,且112a =,所以取12q =.数列{}n a 的通项公式为12nn a ⎛⎫= ⎪⎝⎭. 1231(2)n b na a a a =,(1)2322222222n b n nn+∴⨯⨯⨯⨯==,则(1)n b n n =+.即数列{}n b 的通项公式为(1)n b n n =+. (2)①.由(1)可得:1111112(1)21n n n n n c a b n n n n ⎛⎫=-=-=-- ⎪++⎝⎭, 分组求和可得:1111112112n n nT n n ⎛⎫=---=- ⎪++⎝⎭. ②由于11111111(1)(2)222122(1)(2)n n n n n n n n T T n n n n ++++++--=--+=++++, 由于12n +比()()12n n ++变化快,所以令10n n T T +->得4n <. 即1234,,,T T T T 递增,而456,,n T T T T 递减.所以,4T 最大.即当4k =时,k n T T ≥.13.(2019·安徽高考模拟(文))已知数列为等差数列,且公差,其前项和为,,且,,成等比数列. (1)求等差数列的通项公式;(2)设,记数列的前项和为,求证.【答案】(1);(2)证明见解析.【解析】 (1)由题意得: ,解得:,∴(2)由(1)得,∴ ∴14.(2019·广东高考模拟(理))已知数列{}n a 满足11*121(22)2()n n n a a a n N n-++++=∈.(1)求12,a a 和{}n a 的通项公式;(2)记数列{}n a kn -的前n 项和为n S ,若4n S S ≤对任意的正整数n 恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(1) 1a 4= 26;a = 22n a n =+ (2) 125[,].52【解析】(1)由题意得111222?2n n n a a a n -++++=,所以23112124,222,a a a =⨯=+=⨯得26;a =由111222?2n n n a a a n -++++=,所以()2121221?2n n n a a a n --+++=-(2n ≥),相减得()1+12?21?2n n n n a n n -=--,得22,1n a n n =+=当也满足上式. 所以{}n a 的通项公式为22n a n =+.(2)数列{}n a kn -的通项公式为()2222,n a kn n kn k n -=+-=-+ 是以4k -为首项,公差为2k -的等差数列,若4n S S ≤对任意的正整数n 恒成立,等价于当4n =时,n S 取得最大值,所以()()4544220,55220.a k k a k k ⎧-=-+≥⎪⎨-=-+≤⎪⎩解得125.52k ≤≤ 所以实数k 的取值范围是125,.52⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 15.(2017·浙江高考模拟)已知无穷数列{}n a 的首项112a =,*1111,2n n n a n N a a +⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭. (Ⅰ)证明: 01n a <<;(Ⅱ) 记()211n n nn n a a b a a ++-=, n T 为数列{}n b 的前n 项和,证明:对任意正整数n , 310n T <. 【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析. 【解析】(Ⅰ)证明:①当1n =时显然成立;②假设当n k = ()*k N ∈时不等式成立,即01k a <<, 那么当1n k =+时,11112k k k a a a +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ > 1·12=,所以101k a +<<, 即1n k =+时不等式也成立.综合①②可知, 01n a <<对任意*n N ∈成立. (Ⅱ)12211n n n a a a +=>+,即1n n a a +>,所以数列{}n a 为递增数列. 又1111112n n n n n a a a a a +⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭ 112n n a a ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,易知1n n a a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭为递减数列, 所以111nn a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭也为递减数列, 所以当2n ≥时,111n n a a +-22112a a ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭154245⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 940= 所以当2n ≥时, ()211n n nn n a a b a a ++-== ()()11111940n n n n n n a a a a a a +++⎛⎫--<- ⎪⎝⎭当1n =时, 11934010n T T b ===<,成立; 当2n ≥时, 12n n T b b b =+++ < ()()()32431994040n n a a a a a a +⎡⎤+-+-++-⎣⎦()12994040n a a +=+- ()2999942731140404040510010a ⎛⎫<+-=+-=< ⎪⎝⎭ 综上,对任意正整数n , 310n T <16.(2017·浙江高考模拟)已知数列{}n a 满足: 11p ap +=, 1p >, 11ln n n na a a +-=.(1)证明: 11n n a a +>>; (2)证明:12112n nn n a a a a ++<<+; (3)证明:()1211121121ln 122n n n n n a a a p p ----⨯<⋯<⨯+. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析. 【解析】(1)先用数学归纳法证明1n a >. ①当1n =时,∵1p >,∴111p a p+=>; ②假设当n k =时, 1k a >,则当1n k =+时, 1111ln 1k k k k k a a a a a +--=>=-. 由①②可知1n a >. 再证1n n a a +>.111ln ln ln n nn nn n n n na a a a a a a a a +----=-=, 令()1ln f x x x x =--, 1x >,则()'ln 0f x x =-<, 所以()f x 在()1,+∞上单调递减,所以()()10f x f <=,所以1ln 0ln n n nna a a a --<,即1n n a a +>.(2)要证12112n nn n a a a a ++<<+,只需证2111ln 2n n n n n a a a a a -+<<+, 只需证()2210,{1220,n n n n n na lna a a lna a -+<+-+>其中1n a >, 先证22ln 10n n n a a a -+<,令()22ln 1f x x x x =-+, 1x >,只需证()0f x <. 因为()()'2ln 2221220f x x x x x =+-<-+-=, 所以()f x 在()1,+∞上单调递减,所以()()10f x f <=. 再证()1ln 220n n n a a a +-+>,令()()1ln 22g x x x x =+-+, 1x >,只需证()0g x >,()11'ln 2ln 1x g x x x x x +=+-=+-, 令()1ln 1h x x x =+-, 1x >,则()22111'0x h x x x x -=-=>,所以()h x 在()1,+∞上单调递增,所以()()10h x h >=,从而()'0g x >,所以()g x 在()1,+∞上单调递增,所以()()10g x g >=, 综上可得12112n nn n a a a a ++<<+. (3)由(2)知,一方面, 1112n n a a ---<,由迭代可得()1111111122n n n a a p --⎛⎫⎛⎫-<-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,因为ln 1x x ≤-,所以111ln 12n n n a a p -⎛⎫≤-< ⎪⎝⎭,所以()1212ln ln ln ln n n a a a a a a ⋯=++⋯+ 0111111222n p -⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫<++⋯+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 111112121212nn n p p -⎛⎫- ⎪-⎝⎭=⨯=⨯-;另一方面,即11112n n n na a a a ++-->, 由迭代可得111111111212n n nn a a a a p ----⎛⎫⎛⎫>⨯= ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭.因为1ln 1x x ≥-,所以1ln 1n n a a ≥- 11112n p -⎛⎫> ⎪+⎝⎭,所以()01112121111ln ln ln ln 1222n n n a a a a a a p -⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋯=++⋯+>⨯++⋯+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦112112n n p --=⨯+;综上,()1211121121ln 122n n n n n a a a p p ----⨯<⋯<⨯+.。
高考数学压轴专题专题备战高考《不等式》难题汇编含答案解析
【最新】《不等式》专题一、选择题1.若、a b 均为实数,则“()0->ab a b ”是“0a b >>”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】通过列举,和推理证明可以推出充要性. 【详解】若()0ab a b ->中,取12a b --=,=,则推不出0a b >>; 若0a b >>,则0a b ->,则可得出()0ab a b ->; 故“()0ab a b ->”是“0a b >>”的必要不充分条件, 故选:B. 【点睛】本题考查充分必要不条件的定义以及不等式的性质,可通过代入特殊值解决.2.变量,x y 满足约束条件1{2314y x y x y ≥--≥+≤,若使z ax y =+取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的取值集合是( ) A .{3,0}- B .{3,1}-C .{0,1}D .{3,0,1}-【答案】B 【解析】若0a =,结合图形可知不合题设,故排除答案A ,C ,D ,应选答案B .3.在平面直角坐标系中,不等式组20{200x y x y y +-≤-+≥≥,表示的平面区域的面积是( )A .42B .4C .22D .2【答案】B 【解析】试题分析:不等式组表示的平面区域如图所示的三角形ABC 及其内部.可得,A (2,0),B (0,2),C (-2,0),显然三角形ABC 的面积为.故选B .考点:求不等式组表示的平面区域的面积.4.已知实数x ,y 满足不等式||2x y +≥,则22x y +最小值为( )A .2B .4C .22D .8【答案】B 【解析】 【分析】先去掉绝对值,画出不等式所表示的范围,再根据22x y +表示圆心在原点的圆求解其最小圆的半径的平方,即可求解. 【详解】 由题意,可得当0y ≥时,2x y +≥ (2)当0y <时,2x y -≥如图所示,画出的图形,可得不等式表示的就是阴影部分的图形, 又由22xy +最小值即为原点到直线的垂线段的长度的平方,又由2222211d -==+,所以24d =,即22xy +最小值为4.故选:B .【点睛】本题主要考查了线性规划的知识,以及点到直线的距离公式的应用,着重考查了数形结合思想,以及计算能力.5.已知x、y满足约束条件122326x yx yx y+≥⎧⎪-≥-⎨⎪+≤⎩,若22z x y=+,则实数z的最小值为()A 2B.25C.12D.2【答案】C【解析】【分析】作出不等式组所表示的可行域,利用目标函数的几何意义求出22x y+的最小值,进而可得出实数z的最小值.【详解】作出不等式组122326x yx yx y+≥⎧⎪-≥-⎨⎪+≤⎩所表示的可行域如下图所示,22z x y =+表示原点到可行域内的点(),x y 的距离的平方,原点到直线10x y +-=的距离的平方最小,()222min212x y+==⎝⎭. 由于22z x y =+,所以,min 12z =. 因此,实数z 的最小值为12. 故选:C. 【点睛】本题考查线性规划中非线性目标函数最值的求解,考查数形结合思想的应用,属于中等题.6.在锐角ABC V 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若222cos 3a ab C b +=,则tan 6tan tan tan A B C A+⋅的最小值为( )A 73B 35C 33D .32【答案】B 【解析】 【分析】根据余弦定理得到4cos c b A =,再根据正弦定理得到sin cos 3sin cos A B B A =,故tan 3tan A B =,3t 53tan 4an 6ta 3ta tan tan n n B A B C AB ⎛⎫=+ ⎪⎝+⎭⋅,计算得到答案. 【详解】由余弦定理及222cos 3a ab C b +=可得222223a a b c b ++-=,即22222a b b c -=+,得22222cos a b a bc A -=+,整理得22 2cos a b bc A =+.2222cos a b c bc A =+-Q ,2222cos 2cos b bc A b c bc A ∴+=+-,得4cos c b A =.由正弦定理得sin 4sin cos C B A =,又()sin sin C A B =+,()sin 4sin cos A B B A ∴+=, 整理得sin cos 3sin cos A B B A =.易知在锐角三角形ABC 中cos 0A ≠, cos 0B ≠,tan 3tan A B ∴=, 且tan 0B >.πA B C ++=Q , ()tan tan C A B =-+tan tan 1tan tan A B A B +=--⋅24tan 3tan 1BB =-,tan 6tan tan tan A B C A ∴+⋅()233tan 124tan tan B B B -=+353tan 43tan B B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭34≥⨯当且仅当tan B 时等号成立. 故选:B . 【点睛】本题考查了正余弦定理,三角恒等变换,均值不等式,意在考查学生的计算能力和综合应用能力.7.已知函数()2222,2{log ,2x x x f x x x -+≤=> ,若0R x ∃∈,使得()2054f x m m ≤- 成立,则实数m 的取值范围为 ( ) A .11,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .1,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .12,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】B 【解析】由函数的解析式可得函数的最小值为:()11f =,则要考查的不等式转化为:2154m m ≤-,解得:114m ≤≤,即实数m 的取值范围为 1,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 本题选择B 选项.点睛: (1)求分段函数的函数值,要先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值.(2)当给出函数值求自变量的值时,先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验,看所求的自变量的值是否满足相应段自变量的取值范围.8.定义在R 上的函数()f x 对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,且函数(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,若s 满足不等式()()222323f s s f s s -+--+…,则s 的取值范围是( )A .13,2⎡⎫--⎪⎢⎣⎭B .[3,2]--C .[2,3)-D .[3,2]-【答案】D 【解析】 【分析】由已知可分析出()f x 在R 上为减函数且()y f x =关于原点对称,所以不等式等价于()()222323f s s f s s -+-+-…,结合单调性可得222323s s s s -+≥-+-,从而可求出s 的取值范围. 【详解】解:因为对任意()1212,x x x x ≠都有()()12120f x f x x x -<-,所以()f x 在R 上为减函数;又(1)=-y f x 的图象关于(1,0)成中心对称,所以()y f x =关于原点对称, 则()()()222232323f s s f s s f s s -+--+=-+-…,所以222323s s s s -+≥-+-,整理得260s s +-≤,解得32s -≤≤. 故选:D. 【点睛】本题考查了函数的单调性,考查了函数的对称性,考查了一元二次不等式的求解.本题的关键是由已知得到函数的单调性和对称性,从而将不等式化简.9.设a b c ,,为非零实数,且a c b c >>,,则( ) A .a b c +> B .2ab c >C .a b2c +> D .112a b c+> 【答案】C 【解析】 【分析】取1,1,2a b c =-=-=-,计算知ABD 错误,根据不等式性质知C 正确,得到答案. 【详解】,a c b c >>,故2a b c +>,2a bc +>,故C 正确; 取1,1,2a b c =-=-=-,计算知ABD 错误; 故选:C . 【点睛】本题考查了不等式性质,意在考查学生对于不等式性质的灵活运用.10.若实数x ,y ,对任意实数m ,满足()()222122211x y m x y m x y m ⎧-≤-⎪⎪+≥+⎨⎪-+-≤⎪⎩,则由不等式组确定的可行域的面积是( )A.1 4πB.12πC.πD.32π【答案】A【解析】【分析】画出约束条件的可行域,然后求解可行域的面积.【详解】实数x,y,对任意实数m,满足2221222(1)()1x y mx y mx y m--⎧⎪++⎨⎪-+-⎩………的可行域如图:可行域是扇形,14个圆,面积为:211144ππ⨯⨯=.故选:A.【点睛】本题考查线性规划的应用,考查数形结合以及计算能力,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.11.函数log(3)1ay x=-+(0a>且1a≠)的图像恒过定点A,若点A在直线10mx ny+-=上,其中·0m n>,则41m n+的最小值为()A.16 B.24 C.50 D.25【答案】D【解析】【分析】由题A(4,1),点A在直线上得4m+n=1,用1的变换构造出可以用基本不等式求最值的形式求最值.【详解】令x﹣3=1,解得x=4,y=1,则函数y =log a (x ﹣3)+1(a >0且a≠1)的图象恒过定点A (4,1), ∴4m+n =1, ∴41m n +=(41m n +)(4m+n )=16+14n 4m m n++=17+8=25,当且仅当m =n 15=时取等号,故则41m n +的最小值为25, 故选D . 【点睛】本题考查均值不等式,在应用过程中,学生常忽视“等号成立条件”,特别是对“一正、二定、三相等”这一原则应有很好的掌握.12.已知直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是( )A .12k >B .16k <-或12k > C .62k -<< D .1162k -<< 【答案】D 【解析】 【分析】联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,可解得交点坐标(,)x y ,由于直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限,可得00x y >⎧⎨>⎩,解得即可. 【详解】解:联立21122y kx k y x =++⎧⎪⎨=-+⎪⎩,解得24216121k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩, Q 直线21y kx k =++与直线122y x =-+的交点位于第一象限, ∴2402161021kk k k -⎧>⎪⎪+⎨+⎪>⎪+⎩,解得:1162k -<<.故选:D . 【点睛】本题考查两直线的交点和分式不等式的解法,以及点所在象限的特征.13.若集合()(){}130M x x x =+-<,集合{}1N x x =<,则M N ⋂等于( ) A .()1,3 B .(),1-∞-C .()1,1-D .()3,1-【答案】C 【解析】 【分析】解一元二次不等式求得M ,然后求两个集合的交集. 【详解】由()()130x x +-<解得13x -<<,故()1,1M N ⋂=-,故选C. 【点睛】本小题主要考查集合交集的概念以及运算,考查一元二次不等式的解法,属于基础题.14.若实数x ,y 满足不等式组11y x x y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则2x y +的最小值是( )A .3B .32C .0D .3-【答案】D 【解析】 【分析】根据已知的约束条件画出满足约束条件的可行域,再由目标函数2z x y =+可得2y x z =-+,此时Z 为直线在y 轴上的截距,根据条件可求Z 的最小值.【详解】解:作出不等式组所表示的平面区域,如图所示得阴影部分的ABC ∆, 由2z x y =+可得2y x z =-+,则z 为直线在y 轴上的截距把直线:2l y x =-向上平移到A 时,z 最小,此时由1y xy =⎧⎨=-⎩可得(1,1)A --此时3z =-,故选:D .【点睛】本题考查用图解法解决线性规划问题,分析题目的已知条件,找出目标函数中的z 的意义是关键,属于中档题.15.实数,x y 满足020360x y x y x y -≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,则2x y -的最大值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】画出可行域和目标函数,根据平移得到答案. 【详解】如图所示,画出可行域和目标函数,2z x y =-,则2y x z =-,z 表示直线与y 轴截距的相反数,根据平移知:当3,3x y ==时,2z x y =-有最大值为3. 故选:C .【点睛】本题考查了线性规划问题,画出图像是解题的关键.16.设集合{}20,201x M x N x x x x ⎧⎫=≤=-<⎨⎬-⎩⎭,则M N ⋂为( ) A .{}01x x ≤<B .{}01x x <<C .{}02x x ≤<D .{}02x x << 【答案】B【解析】【分析】 根据分式不等式和一元二次不等式的解法,求得集合{01},{|02}M x x N x x =≤<=<<,再结合集合交集的运算,即可求解.【详解】 由题意,集合{}20{01},20{|02}1x M x x x N x x x x x x ⎧⎫=≤=≤<=-<=<<⎨⎬-⎩⎭, 所以{}01M N x x ⋂=<<.故选:B .【点睛】本题主要考查了集合的交集的概念及运算,其中解答中结合分式不等式和一元二次不等式的解法,准确求解集合,A B 是解答的关键,着重考查了计算能力.17.已知等差数列{}n a 的公差0d ≠,且1313,,a a a 成等比数列,若11a =,n S 为数列{}n a 的前n 项和,则263n n S a ++的最小值为( ) A .4B .3 C.2 D .2【答案】D【解析】【分析】由题意得2(12)112d d +=+,求出公差d 的值,得到数列{}n a 的通项公式,前n 项和,从而可得263n n S a ++,换元,利用基本不等式,即可求出函数的最小值. 【详解】解:11a =Q ,1a 、3a 、13a 成等比数列,2(12)112d d ∴+=+.得2d =或0d =(舍去),21n a n ∴=-,2(121)2n n n S n +-∴==, ∴()()22211426263322112n n n n S n n a n n n ++++++===+-+++. 令1t n =+,则2642223n n S t a t +=+-≥=+ 当且仅当2t =,即1n =时,∴263n n S a ++的最小值为2. 故选:D .【点睛】 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.18.已知,a b 都是正实数,则222a b a b a b +++的最大值是( ) A.23- B.3- C.1 D .43【答案】A【解析】【分析】设2,2m a b n a b =+=+,将222a b a b a b +++,转化为2222233a b n m a b a b m n +=--++,利用基本不等式求解.【详解】设2,2m a b n a b =+=+, 所以22,33m n n m a b --==,所以2222222333a b n m a b a b m n +=--≤-=-++, 当且仅当233n m m n =时取等号. 所以222a b a b a b +++的最大值是2-. 故选:A【点睛】本题主要考查基本不等式的应用,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于中档题.19.已知函数()2814f x x x =++,()()2log 4g x x =,若[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立,则a 的最大值为( )A .-4B .-3C .-2D .-1 【答案】C【解析】【分析】由[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立得:()f x 的值域为()g x 的值域的子集,从而28142a a ++≤,故可求a 的最大值为2-.【详解】由[]()15,4x a a ∀∈-≥-,(]20,1x ∃∈,使得()()12f x g x =成立,得:()f x 的值域为()g x 的值域的子集,由()()2log 4g x x =(]20,1x ∈()2g x ⇒≤ ,所以(](),2g x ∈-∞当43a --≤≤ 时,()21f x -#-,此时()f x 的值域为()g x 的值域的子集成立.当3a >-时,()22814f x a a -≤≤++,须满足()f x 的值域为()g x 的值域的子集,即28142a a ++≤,得62a -≤≤-所以a 的最大值为2-.故选:C.【点睛】本题主要考查恒成立和存在性问题,注意把两类问题转化为函数值域的包含关系,此问题属于中档题目.20.已知函数1()cos 2(2)sin 2f x m x m x =+-,其中12m ≤≤,若函数()f x 的最大值记为()g m ,则()g m 的最小值为( )A .14-B .1 C.D1【答案】D【解析】【分析】2()sin (2)sin 2m f x m x m x =-+-+,令sin [1,1]x t =∈-,则2(2)2m y mt m t =-+-+,结合12m ≤≤可得()221122(2)31144t m m m g m y m m m=-+-===+-,再利用基本不等式即可得到答案.【详解】 由已知,221()(12sin )(2)sin sin (2)sin 22m f x m x m x m x m x =-+-=-+-+, 令sin [1,1]x t =∈-,则2(2)2m y mt m t =-+-+,因为12m ≤≤, 所以对称轴为2111[0,]222m t m m -==-∈,所以 ()221122(2)3111144t m m m g m y m m m =-+-===+-≥=,当且仅当m =. 故选:D【点睛】本题考查换元法求正弦型函数的最值问题,涉及到二次函数的最值、基本不等式的应用,考查学生的数学运算能力,是一道中档题.。
5分钟做不出来的数列压轴难题,用技巧30s出答案!
高中数学:5分钟做不出来的数列压轴难题,用技巧30s出答案!大家好,今天给大家讲两道高考压轴小题,如果常规运算这种题,大家可能在五分钟内未必能得出正确答案的,那么我们今天讲完技巧,这种题目能够在短短的30秒内就能得到正确答案。
按照我讲课的贯例,首先给大家讲常规解题,让大家先彻底理解这种题,然后讲技巧,对于大家的思维启发是非常有帮助的。
所以让我们先看常规解答,第一题:这道题我讲两种常规解答方法,大家自己可以好好体会一下:方法一:同学们看到没有,这是纯运算,我这样写出来,大家看着可能懂了,思路也清晰,但是,同学们一旦上了考场,未必能在3分钟把他算出来,很可能你在算的中途就动摇了,你可能觉得这道题不是这样去纯运算的,这题就没法做,很可能你就要把它放弃掉了。
方法二:大家看到了吧,这是常规方法解答,虽然我这样写出来同学们一看就懂,但是让同学自己遇到这种题,不一定能想得到这上面来。
好,接下来我们看下面这道题,这道题来源于江苏的压轴题(填空题的最后一道),大家都知道,江苏的题本来就非常难,何况这道题还是压轴题,难度可想而知!因为这道题需要用到的知识点有不等式、数列、函数最值,非常繁琐的一道题。
那么,我也先用常规方法解:我这个计算方法比标准答案还要简单很多,同学们,你们要是看标准答案的解题过程是未必能想得到的。
好了,要使这个不等式成立,我们首先要考虑的是找到它的零界状态时候的值是多少:同学们,看到没,这是常规解答,是不是非常之难。
那么,下面就给大家分享一个技巧:特殊法!30秒就能秒掉这两道题。
上次课程里面我讲了只要遇到等比数列的时候,我们就将它想像成特殊数列,比如说公比q=1,或者是2,4,6,8这种特殊等比数列。
因为像这种本身压轴题,一般就是按特殊思路来的,主要考察的同学们的思维。
那么只要掐住这么点,这种题就可以轻松解决!第2题同样是举特例30秒将它秒掉,需要同学们举一反三!。
数列与不等式压轴大题练习题和详细分析解答(2)
数列与不等式压轴大题练习题和详细分析解答(2)1.已知项数为()*2m m N m ∈≥,的数列{}n a 满足如下条件:①()*1,2,,n a Nn m ∈=;②12···.m a a a <<<若数列{}n b 满足()12*···1m n n a a a a b N m +++-=∈-,其中1,2,,n m=则称{}n b 为{}n a 的“伴随数列”.(I )数列13579,,,,是否存在“伴随数列”,若存在,写出其“伴随数列”;若不存在,请说明理由;(II )若{}n b 为{}n a 的“伴随数列”,证明:12···m b b b >>>; (III )已知数列{}n a 存在“伴随数列”{}n b ,且112049m a a ==,,求m 的最大值.2.已知数列{}n a 中,12112,4,23(2)n n n a a a a a n +-==+=≥. (1)求证:数列{}1n n a a +-是等比数列; (2)求数列{}n a 的通项公式;(3)设12122311,...n n n n n n a a a b a S b b b b b b +=-=+++,若对任意*n N ∈,有2823n m S m ≥-恒成立,求实数m 的取值范围.3.用[]x 表示一个小于或等于x 的最大整数.如:[]22=,[]4.14=,[]3.14-=-. 已知实数列0a 、1a 、对于所有非负整数i 满足[][]()1i i i i a a a a +⋅=-,其中0a 是任意一个非零实数.(Ⅰ)若0 2.6a =-,写出1a 、2a 、3a ; (Ⅱ)若00a >,求数列[]{}i a 的最小值;(Ⅲ)证明:存在非负整数k ,使得当i k ≥时,2i i a a +=.4.已知函数()1sin ()x f x e a x a R =--∈(1)当x ∈[0,π]时,f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围;(参考数据:sin 1≈0.84) (2)当a =1时,数列{a n }满足:0<a n <1,1n a +=f (a n ),求证:{a n }是递减数列.5.设无穷数列{}n a 的每一项均为正数,对于给定的正整数k ,n n n k b a a +=⋅(*n N ∈),若{}n b 是等比数列,则称{}n a 为()B k 数列.(1)求证:若{}n a 是无穷等比数列,则{}n a 是()B k 数列; (2)请你写出一个不是等比数列的(1)B 数列的通项公式;(3)设{}n a 为(1)B 数列,且满足2213a a a =⋅,请用数学归纳法证明:{}n a 是等比数列.6.Fibonacci 数列又称黄金分割数列,因为当n 趋向于无穷大时,其相邻两项中的前项与后0618≈..已知Fibonacci 数列的递推关系式为121213n n n a a a a a n --==⎧⎨=+≥⎩,. (1)证明:Fibonacci 数列中任意相邻三项不可能成等比数列;(2)Fibonacci 数列{a n }的偶数项依次构成一个新数列,记为{b n },证明:{b n +1-H 2·b n }为等比数列.7.如果存在常数k 使得无穷数列{}n a 满足mn m n a ka a =恒成立,则称为()P k 数列. (1)若数列{}n a 是()1P 数列,61a =,123a =,求3a ; (2)若等差数列{}n b 是()2P 数列,求数列{}n b 的通项公式;(3)是否存在()P k 数列{}n c ,使得2020c ,2021c ,2022c ,…是等比数列?若存在,请求出所有满足条件的数列{}n c ;若不存在,请说明理由.8.对于数列{}n x ,若存在*N m ∈,使得2m k k x x -=对任意*121N ()k m k ≤≤-∈都成立,则称数列{}n x 为“m -折叠数列”.(1)若1*2020(20,)21N n n a C n n -=≤∈,()2*20191Nn b n n n =--∈,判断数列{}na ,{}nb 是否是“m -折叠数列”,如果是,指出m 的值;如果不是,请说明理由;(2)若*(N )n n x q n =∈,求所有的实数q ,使得数列{}n x 是3-折叠数列;(3)给定常数*N p ∈,是否存在数列{},n x 使得对所有*N m ∈,{}n x 都是pm -折叠数列,且{}n x 的各项中恰有1p +个不同的值,证明你的结论.数列与不等式压轴练习题和详细分析解答(2)1.已知项数为()*2m m N m ∈≥,的数列{}n a 满足如下条件:①()*1,2,,n a Nn m ∈=;②12···.m a a a <<<若数列{}n b 满足()12*···1m n n a a a a b N m +++-=∈-,其中1,2,,n m=则称{}n b 为{}n a 的“伴随数列”.(I )数列13579,,,,是否存在“伴随数列”,若存在,写出其“伴随数列”;若不存在,请说明理由;(II )若{}n b 为{}n a 的“伴随数列”,证明:12···m b b b >>>; (III )已知数列{}n a 存在“伴随数列”{}n b ,且112049m a a ==,,求m 的最大值. 【答案】(I )不存在,理由见解析;(II )详见解析;(III )33. 【解析】 【分析】(I )根据“伴随数列”的定义判断出正确结论.(II )利用差比较法判断出{}n b 的单调性,由此证得结论成立.(III )利用累加法、放缩法求得关于m a 的不等式,由此求得m 的最大值. 【详解】(I )不存在.理由如下:因为*413579751b N ++++-=∈-,所以数列1,3,5,7,9不存在“伴随数列”.(II )因为*11,11,1n n n n a a b b n m n N m ++--=≤≤-∈-,又因为12m a a a <<<,所以10n n a a +-<,所以1101n n n n a a b b m ++--=<-,即1n n b b +<,所以12···m b b b >>>成立. (III )1i j m ∀≤<≤,都有1j j i j a a b b m --=-,因为*i b N ∈,12m b b b >>>,所以*i j b b N -∈,所以*11204811m m a a b b N m m --==∈--.因为*111n n n n a a b b N m ----=∈-,所以11n n a a m --≥-.而()()()()()()111221111m m m m m a a a a a a a a m m m ----=-+-++-≥-+-++-()21m =-,即()2204911m -≥-,所以()212048m -≤,故46m ≤. 由于*20481N m ∈-,经验证可知33m ≤.所以m 的最大值为33. 【点睛】本小题主要考查新定义数列的理解和运用,考查数列单调性的判断,考查累加法、放缩法,属于难题.2.已知数列{}n a 中,12112,4,23(2)n n n a a a a a n +-==+=≥. (1)求证:数列{}1n n a a +-是等比数列; (2)求数列{}n a 的通项公式;(3)设12122311,...n n n n n n a a a b a S b b b b b b +=-=+++,若对任意*n N ∈,有2823n m S m ≥-恒成立,求实数m 的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2)2nn a =;(3)1[,1]4-. 【解析】分析:第一问将1123(2)n n n a a a n +-+=≥,变形为11212(),2n n n n a a a a a a +--=--=,利用等比数列的定义即可证明;第二问根据第一问的结论可以得出12nn n a a +-=,之后应用累加法求得n a ,一定不要忘记对首项的验证;第三问对相应的项进行裂项,之后求和,再利用数列的单调性,不等式的解法即可得出结果. 详解:(1)证明:()11232n n n a a a n +-+=≥,()()1122n n n n a a a a n +-∴-=-≥.2120a a -=≠, ()102n n a a n -∴-≠≥, ()1122n nn n a a n a a +--∴=≥-.∴数列{}1n n a a +-是首项、公比均为2的等比数列.(2){}1n n a a +-是等比数列,首项为2,通项12n n n a a +-=,故()()()121321n n n a a a a a a a a -=+-+-++-12122222n n -=++++=,当1n =时,112a =符合上式,∴数列{}n a 的通项公式为2n n a = .(3)解:2,121nnn n n a b a ==-=-,()()11121121212121n n n n n n n n a b b +++∴==----- 12231111111212121212121n n n S +⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭⎝⎭故11121n n S +=--,又因为{S n }单调递增,所以S n 的最小值为S 1=23,228233m m ≥-成立,由已知,有2431m m -≤,解得114m -≤≤,所以m 的取值范围为1,14⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 点睛:该题属于数列的综合题,该题考查了等比数列的证明方法-------死咬定义,等比数列的通项公式,累加法求通项公式,裂项相消法求和,解不等式问题,在求解的过程中,要时刻注意细节问题,尤其是利用累加法求通项的时候一定不要忘记对首项的验证.3.用[]x 表示一个小于或等于x 的最大整数.如:[]22=,[]4.14=,[]3.14-=-. 已知实数列0a 、1a 、对于所有非负整数i 满足[][]()1i i i i a a a a +⋅=-,其中0a 是任意一个非零实数.(Ⅰ)若0 2.6a =-,写出1a 、2a 、3a ; (Ⅱ)若00a >,求数列[]{}i a 的最小值;(Ⅲ)证明:存在非负整数k ,使得当i k ≥时,2i i a a +=.【答案】(Ⅰ)1 1.2a =-,2 1.6a =-,30.8a =-;(Ⅱ)最小值为0;(Ⅲ)见解析. 【解析】 【分析】(Ⅰ)由0 2.6a =-,代入可得[][]()1000 1.2a a a a =-=-⋅,同理可得:2a 、3a ;(Ⅱ)由00a >,可得[]00a ≥,[][]()10000a a a a =-≥,设[]0i a ≥,1i ≥,可得10i a +≥,因此[]0i a ≥,0i ∀≥. 又因[]01i i a a ≤-<,可得[][]1i i a a +≤,0i ∀≥. 假设0i ∀≥,都有[]0i a >成立,可得:[][]11i i a a +≤-,0i ∀≥,利用累加求和方法可得[][]0n a a n ≤-,1n ∀≥,则当[]0n a ≥时,[]0n a ≤,得出矛盾,[]0k a =,从而可得出[]{}i a 的最小值; (Ⅲ)当00a >时,由(Ⅱ)知,存在k ∈N ,[]0k a =,可得10k a +=,[]10k a +=,由此得出0i a =,i k ∀≥,成立.;若0i a <,0i ∀≥,推导出数列[]{}i a 单调不减.由[]i a 是负整数,可知存在整数m 和负整数c ,使得当i m ≥时,[]i a c =.所以,当i m ≥时,()1i i a c a c +=-,转化为22111i i c c a c a c c +⎛⎫-=- ⎪--⎝⎭,令21i i c b a c =--,即1i i b cb +=,i m ≥.经过讨论:当0m b =时,得证.当0m b ≠时,0i b ≠,i m ≥,i mi m b c b -=,i m ≥,当i m≥时,[]i a c =,则[),1i a c c ∈+,则{}i b 有界,进而证明结论. 【详解】 (Ⅰ)0 2.6a =-,[][]()()10003 2.63 1.2a a a a ∴=-=-⨯--⋅+=,同理可得:2 1.6a =-,30.8a =-;(Ⅱ)因00a >,则[]00a ≥,所以[][]()10000a a a a =-≥, 设[]0i a ≥,1i ≥,则[][]()10i i i i a a a a +=-≥,所以[]0i a ≥,0i ∀≥. 又因[]01i i a a ≤-<,则[][]()[]1i i i i i a a a a a +=-≤,则[][]1i i a a +≤,0i ∀≥. 假设0i ∀≥,都有[]0i a >成立,则[][]()[]1i i i i i a a a a a +=-<, 则[][]1i i a a +<,0i ∀≥,即[][]11i i a a +≤-,0i ∀≥, 则[][]0n a a n ≤-,1n ∀≥,则当[]0n a ≥时,[]0n a ≤, 这与假设矛盾,所以[]0i a >,0i ∀≥不成立, 即存在k ∈N ,[]0k a =,从而[]{}i a 的最小值为0; (Ⅲ)当00a >时,由(Ⅱ)知,存在k ∈N ,[]0k a =, 所以10k a +=,所以[]10k a +=,所以0i a =,i k ∀≥,成立.当00a <时,若存在k ∈N ,0k a =,则0i a =,i k ∀≥,得证; 若0i a <,0i ∀≥,则[]1i a ≤-,则[][]()[]1i i i i i a a a a a +=->, 则[][]1i i a a +≥,0i ∀≥,所以数列[]{}i a 单调不减.由于[]i a 是负整数,所以存在整数m 和负整数c ,使得当i m ≥时,[]i a c =.所以,当i m ≥时,()1i i a c a c +=-,则22111i i c c a c a c c +⎛⎫-=- ⎪--⎝⎭,令21i i c b a c =--, 即1i i b cb +=,i m ≥.当0m b =时,则0i b =,i m ≥,则21i c a c =-,i m ≥,得证.当0m b ≠时,0i b ≠,i m ≥,i mi m b c b -=,i m ≥,因当i m ≥时,[]i a c =,则[),1i a c c ∈+),则{}i b 有界,所以1c ≤,所以负整数1c =-.()()()11111222i m i m i m m a b a i m --⎛⎫∴=-+-=-+-+≥ ⎪⎝⎭,则,,2,4,1,1,3,m i m a i m m m a a i m m =++⎧=⎨--=++⎩令k m =,满足当i k ≥时,2i i a a +=.综上,存在非负整数k ,使得当i k ≥时,2i i a a +=. 【点睛】本题考查了数列的递推关系、取整函数[]x 的性质及其应用、反证法、分类讨论思想的应用,考查分析问题和解决问题的能力、推理论证能力,属于难题. 4.已知函数()1sin ()x f x e a x a R =--∈(1)当x ∈[0,π]时,f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围;(参考数据:sin 1≈0.84) (2)当a =1时,数列{a n }满足:0<a n <1,1n a +=f (a n ),求证:{a n }是递减数列. 【答案】(1)(,1]-∞;(2)证明见解析.【解析】 【分析】求导()cos '=-xf x e a x ,()sin ''=+xf x e a x ,分0a ≤,01a <≤,1a >三种情况讨论求解.(2)要证{a n }是递减数列.即证()10+-=-<n n n n a a f a a ,由a =1,构造函数()()1sin =-=---x g x f x x e x x ,用导数法证明()0<g x 即可.【详解】因为()1sin ()xf x e a x a R =--∈,所以()cos '=-xf x e a x , 设()(),()sin xh x f x h x e a x +=''=,当0a ≤时,即0a -≥时,因为[]0,,sin 0π∈≥x x , 所以sin 0-≥a x ,而10x e -≥,所以1sin 0--≥x e a x 即f (x )≥0恒成立,当01a <≤时,()sin 0x h x e a x '=≥+, 所以()f x '在[0,π]上递增,而(0)10'=-≥f a , 所以()(0)0f x f ''≥=,所以()f x 在[0,π]上递增, 即()(0)0f x f ≥=成立,当1a >时,()sin 0xh x e a x '=≥+, 所以()f x '在[0,π]上递增,而2(0)10,()02ππ''=-<=>f a f e ,所以存在[]00,x π∈,有()00f x '=, 当00x x <<时,()0f x '<,()f x 递减, 当0x x π<<时,()0f x '>,()f x 递增,所以当0x x =时,()f x 取得最小值,最小值为0()f x ,而0()(0)0f x f <=,不成立 综上:实数a 的取值范围(,1]-∞.(2)因为a =1,所以()()1sin ,0,1=--∈xf x e x x ,令()()1sin =-=---xg x f x x e x x ,所以()cos 1'=--xg x e x ,设()()u x g x ='所以0n (i )s xu x e x +'=≥, 所以()g x '在()0,1上递增,而(0)10,(1)cos110''=-<=-->g g e , 所以存在()10,1x ∈,()10f x '=, 当10x x <<时,()0g x '<,()g x 递减, 当11x x <<时,()0g x '>,()g x 递增,而(0)0,(1)1sin1120.840==---≈--<g g e e , 所以()0<g x ,即当()0,1x ∈时,()f x x <,而()10+-=-<n n n n a a f a a ,1n n a a +<, 所以{a n }是递减数列. 【点睛】本题主要考查导数与不等式恒成立问题以及零点存在定理,还考查分类讨论,转化化归的思想和运算求解的能力,属于难题.5.设无穷数列{}n a 的每一项均为正数,对于给定的正整数k ,n n n k b a a +=⋅(*n N ∈),若{}n b 是等比数列,则称{}n a 为()B k 数列.(1)求证:若{}n a 是无穷等比数列,则{}n a 是()B k 数列; (2)请你写出一个不是等比数列的(1)B 数列的通项公式;(3)设{}n a 为(1)B 数列,且满足2213a a a =⋅,请用数学归纳法证明:{}n a 是等比数列.【答案】(1)证明见解析.(2)1112,21,2k n k a q n k a a qn k --⎧=-=⎨=⎩(2221a a q ≠).(答案不唯一).(3)证明见解析 【解析】 【分析】 (1)通过证明210n nb q b +=>,证得数列{}n b 是等比数列,由此证得{}n a 为()B k 数列. (2)根据满足1n n n b a a +=⋅的数列{}n b 是等比数列,但无穷数列{}n a 不是等比数列,举出相应的例子.(3)首先根据已知条件得到22n na q a +=,再利用数学归纳法证明212nn n a a a ++=⋅(或者利用数学归纳法证明1n n na c q a +==),由此证得{}n a 是等比数列. 【详解】(1)设{}n a 是公比为q 的等比数列,对于给定的正整数k ,n n n k b a a +=⋅(*n ∈N ), ∴111n n n k b a a ++++=⋅,21110n n n kn n n kb a a q b a a +++++⋅==>⋅, 又1110k b a a +=⋅>,∴{}n b 是等比数列, ∴{}n a 为()B k 数列.(2)1112,21,2k n k a q n k a a qn k --⎧=-=⎨=⎩(2221a a q ≠).(答案不唯一) 简洁的例子如:1,212,2n n k a n k=-⎧=⎨=⎩(*k ∈N ).(3)∵{}n a 为(1)B 数列,∴{}n b 是等比数列,其中1n n n b a a +=⋅(*n ∈N ),∴11221n n n n n n n nb a a a b a a a +++++⋅==⋅(*n ∈N ),∴2{}n n a a +(*n ∈N )是常数列,设常数为2q ,即22n na q a +=(*n ∈N ), 以下用数学归纳法证明(法一)212n n n a a a ++=⋅(*n ∈N ),①由已知2213a a a =⋅可得:当1n =时命题成立;②假设1n k =-(*n ∈N ,2k ≥)时命题成立,即,211k k k a a a -+=⋅,当n k =时,∵2{}n na a +(*n ∈N )是常数列, ∴211k k k k a a a a ++-=(*n ∈N ,2k ≥), ∴221211k k k k k k a a a a a a +++-⋅=⋅=, 等式也成立.根据①和②可以断定,212n n n a a a ++=⋅对任何*n ∈N 都成立,即{}n a 是等比数列.令1n n na c a +=,以下用数学归纳法证明(法二)n c q =(*n ∈N ), ①∵2213a a a =⋅,∴3221a a a a =,∴223211()a a q a a ==,∴21a q a =,即1c q =, ∴当1n =时命题成立, 假设n k =(*k ∈N ,1k)时命题成立,即k c q =(1k ka q a +=); ②当1n k =+时,22211112k k k k k k k a a a ac q q a a a a +++++==⋅=⋅=, 等式也成立;根据①和②可以断定,n c q =对任何*n ∈N 都成立,即{}n a 是等比数列. 【点睛】本小题主要考查等比数列的证明,考查数学归纳法证明数列问题,属于难题.6.Fibonacci 数列又称黄金分割数列,因为当n 趋向于无穷大时,其相邻两项中的前项与后0618≈..已知Fibonacci 数列的递推关系式为121213nn n a a a a a n --==⎧⎨=+≥⎩,. (1)证明:Fibonacci 数列中任意相邻三项不可能成等比数列;(2)Fibonacci 数列{a n }的偶数项依次构成一个新数列,记为{b n },证明:{b n +1-H 2·b n }为等比数列.【答案】(1)详见解析;(2)详见解析. 【解析】 【分析】(1)利用反证法,假设存在n a ,1n a +,2n a +三项成等比数列,则21+2n n n a a a +=,进而由已知关系证得1n n a a +=是无理数,这与其递推公式中反应的为有理数矛盾,得证; (2)由题表示2n n b a =,进而由已知n a 的递推关系表示出n b 的递推公式,再构造等比数列{}1n n b mb +-,进而由一一对应关系计算出对应参量,最后由等比数列定义得证.【详解】(1)证明:(反证法)假设存在n a ,1n a +,2n a +三项成等比数列,则21+2n n n a a a +=, 所以()21+1n n n n aa a a +=+,所以21110n n n n a aa a ++⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,解得1n n a a +=,由条件可知Fibonacci 数列的所有项均大于0,所以1n n a a +=, 又Fibonacci 数列的所有项均为整数(由递推公式),所以1nn a a +应该为有理数,这与1n n a a +=(无理数)矛盾(其相邻两项中的前项与后项的比值越来越接近黄金分割数,而不是恰好相等), 所以假设不成立,故原命题成立.(2)证明:由条件得2n n b a =,21222n n n a a a ++=-,所以()224232222212222222212233n n n n n n n n n n n n n b a a a a a a a a a a b b ++++++++++==+=+=+-=-=-, 即213n n n b b b ++=-,设()()21121n n n n n n n b mb n b mb b m n b mnb +++++-=-⇒=+-,则332132m m n mn n ⎧=⎪+=⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪=⎪⎩或3232m n ⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩所以211n n n n b b +++⎫-=⎪⎪⎝⎭或211n n n n b b +++⎫=⎪⎪⎝⎭所以)22211n n n n b H b b H b +++-⋅=-⋅,所以21{}n n b H b +-⋅. 【点睛】本题考查数列中的新定义问题的证明,涉及反证法的考查,还考查了构造等比数列,属于难题.7.如果存在常数k 使得无穷数列{}n a 满足mn m n a ka a =恒成立,则称为()P k 数列. (1)若数列{}n a 是()1P 数列,61a =,123a =,求3a ; (2)若等差数列{}n b 是()2P 数列,求数列{}n b 的通项公式;(3)是否存在()P k 数列{}n c ,使得2020c ,2021c ,2022c ,…是等比数列?若存在,请求出所有满足条件的数列{}n c ;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)313a =;(2)0n b =或12n b =或2n n b =;(3)存在;满足条件的()P k 数列{}n c 有无穷多个,其通项公式为1n c k=. 【解析】 【分析】(1)根据()P k 数列的定义,得623a a a =,1226a a a =,可求3a ;(2)根据()P k 数列的定义,得2mn m n b b b =,分10b =和10b ≠两种情况讨论.当10b =,0n b =.当10b ≠时,由{}n b 是等差数列,对,m n 赋值,求出1b 和公差d ,即求n b ;(3)假设存在满足条件的()P k 数列{}n c ,设等比数列2020c ,2021c ,2022c ,…的公比为q .则有2020202020202020c kc c ⋅=,2020202120202021c kc c ⋅=,可得q =1,故当2020n ≥时,1n c k=.当12020n <<时,不妨设2020i n ≥,i N *∈且i 为奇数, 由()()1122221i i i i i ii n n n n n n n n n n n c c kc c kc c k c c k c -----⨯⨯==⨯=⨯=⨯==,可得1n c k=. 即满足条件的()P k 数列{}n c 有无穷多个,其通项公式为1n c k=. 【详解】(1)由数列{}n a 是()1P 数列,得6231a a a ==,12263a a a ==,可得313a =; (2)由{}n b 是()2P 数列知2mn m n b b b =恒成立,取m =1得12n n b b b =恒成立, 当10b =,0n b =时满足题意,此时0n b =,当10b ≠时,由2112b b =可得112b =,取m =n =2得2422b b =, 设公差为d ,则21132()22d d +=+解得0d =或者12d =,综上,0n b =或12n b =或2n n b =,经检验均合题意. (3)假设存在满足条件的()P k 数列{}n c ,不妨设该等比数列2020c ,2021c ,2022c ,…的公比为q , 则有2020202020202020202020202020202020202020,c kc c c q kc c ⋅-⋅=∴⋅=⋅,可得2020202020202020qkc ⋅-=①2020202120202020202120202021202020202020,c kc c c q kc c q ⋅-⋅=∴⋅=⋅⋅,可得2020202120212020qkc ⋅-=②综上①②可得q =1,故202020202020c c ⋅=,代入2020202020202020c kc c ⋅=得20201c k=, 则当2020n ≥时,1n c k =, 又20201202011,c kc c c k=⋅∴=, 当12020n <<时,不妨设2020i n ≥,i N *∈且i 为奇数, 由()()1122221i i i i i ii n n n n n n n n n n n c c kc c kc c k c c k c -----⨯⨯==⨯=⨯=⨯==,而1i n c k =,11()i i n k c k -∴=,1()()ii n c k ∴=,1n c k∴=. 综上,满足条件的()P k 数列{}n c 有无穷多个,其通项公式为1n c k=. 【点睛】本题考查创新型题目,考查等差数列和等比数列的通项公式,考查学生的逻辑推理能力和计算能力,属于难题.8.对于数列{}n x ,若存在*N m ∈,使得2m k k x x -=对任意*121N ()k m k ≤≤-∈都成立,则称数列{}n x 为“m -折叠数列”.(1)若1*2020(20,)21N n n a C n n -=≤∈,()2*20191Nn b n n n =--∈,判断数列{}na ,{}nb 是否是“m -折叠数列”,如果是,指出m 的值;如果不是,请说明理由;(2)若*(N )n n x q n =∈,求所有的实数q ,使得数列{}n x 是3-折叠数列;(3)给定常数*N p ∈,是否存在数列{},n x 使得对所有*N m ∈,{}n x 都是pm -折叠数列,且{}n x 的各项中恰有1p +个不同的值,证明你的结论.【答案】(1){}n a 是“m -折叠数列”,{}n b 不是“m -折叠数列”,理由见解析;(2)0q =或1q =或1q =-;(3)存在,证明见解析.【解析】 【分析】(1)由给的定义进行求解;(2)根据题中所给定义,列方程讨论q 的取值可得出结果;(3)只需列举出例子即可证明,结合定义,数列{}n x 的图象有无数条对称轴,可联想三角函数求解. 【详解】解:(1)若数列{}n a 为“m -折叠数列”,则2m k k a a -=, 所以21120202020m k k C C ---=,所以2112020m k k --+-=,得1011m =, 所以{}n a 为“m -折叠数列”,1011m =; 若数列{}n b 是“m -折叠数列,则2m k k b b -=, 所以2201922m k k -+=,得20192m =*N ∉, 所以数列{}n b 不是“m -折叠数列;(2)要使通项公式为*(N )n n x q n =∈的数列{}n x 是3-折叠数列,只需6kk qq -=, 当0q =时,0n x =,显然成立, 当0q ≠时,由6kk qq -=,得621k q -=,2(3)1k q -=,({}1,2,3,4,5k ∈),所以1q =或1q =-, 综上0q =,1q =或1q =-;(3)对给定的*N p ∈,{}n x 都是pm -折叠数列,故n x 有多条对称轴,其中x pm =都是数列{}n x 的对称轴,设cos n x x pπ=,由x m pππ=(*N m ∈)得对称轴为x pm =,且nx 的周期为2p ,满足给定常数*N p ∈,使得对所有*N m ∈,{}n x 都是pm -折叠数列,n x 是周期函数,周期为2p ,在(1,2]p 这个周期内,x p =为对称轴,故(1,2]n x p ∈对应函数值的个数与[,2]n x p p ∈对应的函数值个数相等,即[,2]n x p p ∈时,[,2]n x pπππ∈所以{}n x 在[,2]n x p p ∈上单调递增,因为*N p ∈,所以n x 各项中共有1p +个不同的值,综上,给定常数*N p ∈,存在数列{}n x ,使得对所有*N m ∈,{}n x 都是pm -折叠数列,且{}n x 的各项中恰有1p +个不同的值 【点睛】此题考查了数列,三角函数等知识,用到了分类讨论思想,函数思想,属于难题.。
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高考数列与不等式压轴题
1.
已知数列{}n a 为等差数列,且满足211n n n a a na +=-+,*n N ∈。
1) 求数列{}n a 的通项公式; 2) 求证:
12321
1111
...ln 2n n n n a a a a ++++++++<. 3) 当
01λ<<时,设1
()2n n b a λ=-,(1)n n c a λ=-,数列1n n b c ⎧⎫⎨⎬⎩⎭
的前n 项和为n
T ,求证:
91
43
n n T n ->
+。
2.
(2013•蓟县一模)已知数列{}n a 中,11a =,*12311
23()2
n n n a a a na a n N +++++⋅⋅⋅+=
∈ 1) 求数列{}n a 的通项n a ; 2) 求数列2
{}n n
a 的前n 项和n T ;
3) 若存在*
n N ∈,使得(1)n
a n λ≥+成立,求实数λ的取值范围.
3.
(2010•无锡模拟)已知数列{}n a 的前n 项和为n S
,数列是公比为2的等比数列.
1) 证明:数列{}n a 成等比数列的充要条件是13a =;
2) 设*5(1)()n n
n b n a n N =--∈,若1n n b b +<对*n N ∈恒成立,求1a 的取值范围.
4.
已知数列{}n a 中,2
2(a a a =+为常数),n S 是{}n a 的前n 项和,且n S 是n na 与na 的等差中项.
1) 求数列{}n a 的通项公式;
2) 设数列{}n b 是首项为1,公比为2
3
-
的等比数列,n T 是{}n b 的前n 项和,问是否存在常数a ,使1012n a T ⋅<恒成立?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,说明理由.
5.
已知数列{}n a 满足11a =,2*123()1
n n n n a a m
a n N a +++=∈+。
1) 若恒有1n n a a +≥,求m 的取值范围.
2) 在31m -≤<时,证明:
121111
11112
n
n a a a ++⋅⋅⋅+≥-+++
3) 设正项数列{}n a 的通项n a 满足条件:*()
10()n
n n a na n N +-=∈,求证:1
02
n a ≤≤。
6.
(2012•资阳二模)已知数列{}n a 的前
n
项和为
n
S ,
11a =,且12n n
na S +=,数列{}n b 满足
212+1
1n n n b a a -=
⋅,数列{}n b 的前n 项和为n T (其中*
n N ∈).
1) 求n a 和n T ;
2) 若对任意的*
n N ∈,不等式8(1)n n
T n λ<+--恒成立,求实数λ的取值范围。
7.
已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1
1a =,(1)n n S na n n =--,*n N ∈,令1
1
n n n b a a +=
⋅,且数列
{}n b 的前项和为n T .
1) 求证:数列{}n a 为等差数列,并写出n a 关于n 的表达式; 2) 若不等式8
5
n
n T λ+<
(λ为常数)对任意正整数n 均成立,求λ的取值范围; 3) 是否存在正整数,m n (1m n <<),使得1,,m n T T T 成等比数列?若存在,求出所有的,m n 的值;若不
存在,请说明理由.
8.
已知函数
()2ln m
f x x x x
=-
-在定义域是单调函数,'()f x 是函数()f x 的导函数. 1) 求实数m 的取值范围;
2) 当m 取得最小值时,数列{}n a 满足:1
3a m =+,11
'(
)11
n n n a f na a +==-++,*n N ∈。
试证:①
2n a n >+;
② 121111
(1114)
n m a a a m ++++<++++ 9.
若数列{}n a 满足2
2
1n n
a a d
+-=,其中d 为常数,则称数列{}n a 为等方差数列.已知等方差数列{}n a 满足
0n a >,151,3a a ==。
1) 求数列{}n a 的通项公式. 2) 求数列2
1
{()}2
n n a ⋅的前n 项和。
3) 记2n
n b na =,则当实数k 大于4时,不等式n kb 大于(4)4n k -+能否对于一切的*
n N ∈恒成立?请
说明理由
10. (2011•河池模拟)已知正项数列{}n a 满足:1
1a =,且2211(1)n n n n n a na a a +++=-,*
n N ∈
(I) 求数列{}n a 的通项公式;
(II) 设数列1
{}n a 的前n 项积为n T ,求证:当0x >时,对任意的正整数n 都有n n x
x T e
>。
11. (2012•江苏三模)已知数列{}n a 满足1
2a =,且对任意*n N ∈,恒有12(1)n n na n a +=+。
1) 求数列{}n a 的通项公式; 2) 设区间1
[,]33(1)
n n a a n n ++中的整数个数为n b ,求数列{}n b 的通项公式.
12. 已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1
1a =,(1)n n S na n n =--,*n N ∈,令1
1n n n b a a +=
⋅,且数列
{}n b 的前项和为n T 。
1) 求证:数列{}n a 为等差数列,并写出n a 关于n 的表达式; 2) 若不等式8
5
n
n T λ+<
(λ为常数)对任意正整数n 均成立,求λ的取值范围; 3) 是否存在正整数,m n (1m n <<),使得1,,m n T T T 成等比数列?若存在,求出所有的,m n 的值;若不
存在,请说明理由。
13. 已知数列{}n a 满足1
21,(3a a λλλ==<≠且-2),且*216()n n n a a a n N ++=+∈。
1) 证明:数列1{2}n n a a ++与数列1{3}n n a a +-都是等比数列; 2) 若*1
()n n a a n N +>∈恒成立,求λ的取值范围.
14. 已知数列{}n a 中,
11a =,0n a >,1n a +是函数321111
()(1)3222
n n f x x a x a x =
+--⋅的极小值点.(2013•烟台二模)
1) 证明数列{}n a 为等比数列,并求出通项公式n a ; 2) 设2
n
n b na =,数列{}n b 的前n 项和为n S ,求证:16
9
n S <。
15. 已知数列{}n a 满足1
0a =,22a =,且对任意*,m n N ∈都有22121122()m n m n a a a m n --+-+=+-
1) 求35,a a 2) 设2121n n n b a a +-=-(*n N ∈),求{}n b 的通项公式;
3) 设1
1
n
n c a +=
,n S 为数列{}n c 的前n 项和,若存在n 使n S M >,求M 的取值范围.
16. 已知函数
32()(,,)f x ax bx cx a b c R =++∈
1) 若函数
()f x 过点(1,2)-且在点(1,(1))f 处的切线方程为20y +=,求函数()f x 的解析式;
2) 当1a =时,若2(1)1,1(1)3f f -≤-≤-≤≤,试求(2)f 的取值范围;
3) [1,1]x ∀∈-,都有|'()|1f x ≤,试求实数a 的最大值,并求a 取得最大值时,函数()f x 的解析式。