数列不等式题目

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数列与不等式复习题

数列与不等式复习题（一）1．数列 ,8,5,2,1-的一个通项公式为（） A ．43-=n a n B ．43+-=n a n C ．()43)1(--=n a nn D ．()43)1(1--=-n a n n2、在数列{}n a 中，122,211=-=+n n a a a ，则101a 的值为（）A ．49B ．50C ．51D ．523、已知等比数列{a n }的公比为2, 前4项的和是1, 则前8项的和为（） A ．15. B ．17. C ．19. D ．21 4．不等式01312>+-x x 的解集是（）A ．}2131|{>-<x x x 或B ．}2131|{<<-x xC ．}21|{>x xD ．}31|{->x x5．已知某等差数列共有10项，其奇数项之和为15，偶数项之和为30，则其公差为（）A.5B.4C. 3D. 2 6．数列 ,1614,813,412,211前n 项的和为（） A ．2212nn n ++B ．12212+++-nn nC ．2212nn n ++-D ． 22121nn n -+-+7．f x ax ax ()=+-21在R 上满足f x ()<0，则a 的取值范围是（）A ．a ≤0B ．a <-4C ．-<<40aD ．-<≤40a8．在等比数列{}n a 中,12a =,前n 项和为n S ,若数列{}1n a +也是等比数列,则n S 等于（）(A)122n +- (B) 3n (C) 2n (D)31n -9．已知在等比数列{}n a 中，各项均为正数，且,7,13211=++=a a a a 则数列{}n a 的通项公式是_________=n a .10．若方程x x a a 22220-+-=lg()有一个正根和一个负根，则实数a 的取值范围是__________________．11．设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和，若5,10105-==S S ,则公差为（用数字作答）． 12.已知实数a ，b ，c 成等差数列，和为15，且a ＋1，b ＋1，c ＋4成等比数列，求a ，b ，c ．13．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S n ＝f (1)＋f (2)＋…＋f (n )的表达式.14. 数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1=1，113n n a S +=，n =1，2，3，……，求（I ）a 2，a 3，a 4的值及数列{a n }的通项公式；（II ）2462n a a a a ++++ 的值.数列与不等式复习题（一）答案9．12n - 10．11,0,122⎛⎫⎛⎫-⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11．-1 12．解：由题意，得215 (1)2(2)(1)(4)(1)(3)a b c a c b a c b ⎧++=⎪+=⎨⎪++=+⎩………………由(1)(2)两式，解得5b =将10c a =-代入(3),整理得213220a a -+=，解得 2a =或11a =故2a =,5,8b c ==或11,5,1a b c ===- 经验算，上述两组数符合题意。

数列和不等式

2011 数列和不等式 18. （本小题满分14分）已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，且1310a a +=, 424S =．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）令12111n n T S S S =+++ ，求证：34n T <. 6. 在等比数列{}n a 中, 若362459,27a a a a a ==, 则2a 的值为 A . 2 B. 3 C. 4 D. 97. 如果实数x 、y 满足条件1,210,10.y x y x y ≤⎧⎪--≤⎨⎪+-≥⎩则2x y +的最大值为A . 1 B. 53C. 2D. 33. 不等式2230x x --<的解集是A . ()3,1- B. ()1,3- C. ()(),13,-∞-+∞ D. ()(),31,-∞-+∞ 2010 18．（本小题满分14分）已知数列{}n a 是首项为1，公比为2的等比数列，数列{}n b 的前n 项和2n S n =．（1）求数列{}n a 与{}n b 的通项公式；（2）求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和． 14．设不等式组0,02036x y x y x y -+-⎧⎪-+⎨⎪⎩≤≥≥，表示的平面区域为D ，若直线0kx y k -+=上存在区域D上的点，则k 的取值范围是．200920. (本小题满分14分)已知二次函数()()20f x x tx t =+>在区间[]1,0-上的最小值为1-.(1)求t 的值;(2)记n S 为数列{}n a 的前n 项和, 且11,a = 0(n a n >∈N *)，点)12n a +在函数()f x 的图象上, 求n S 的表达式.11. 已知等差数列{}n a 的首项为1，公差为2，则通项公式n a = .14．已知0,0a b >>，且三点()()()1,1,,0,0,A B a C b 共线，则a b +的最小值为 .9. 已知不等式组0,0,1,3x y y x y x≥⎧⎪≥⎪⎨≤+⎪⎪≤-⎩表示的平面区域为D , 则区域D 的面积为( )Ａ． 1 Ｂ．32 Ｃ．52 Ｄ．72200811、在等差数列{}n a 中，已知22a =，48a =，则公差d 的值为． 14、下图所示的算法流程图中，若3a =，则输出的T 值为；若输出的120T =，则a 的值为（*a ∈N ）． 20．（本小题满分14分）设数列{}n a 满足21=a ，nn n a a 21+=+λ，*n ∈N ，λ为常数．（1）若02=a ，求3a 的值；（2）是否存在实数λ，使得数列{}n a 为等差数列，若存在，求数列{}n a 的通项公式，若不存在，请说明理由；（3）设1=λ，nn a n b 74-=，数列{}n b 的前n 项和为n S ，求满足0>n S 的最小自然数n 的值．17. (2007广州市水平测试)（本小题满分14分）已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S , 252,0a S ==. （1）求数列{}n a 的通项公式; （2）当n 为何值时, n S 取得最大值.14. (2007广州市水平测试)某体育场一角的看台的座位是这样排列的：从第二排起每一排都比前一排多出相同的座位数. 现在数得该看台的第6排有25个座位, 则该看台前11排的座位总数是 .4. (2007广州市水平测试)已知集合{}{}20,22A x x x B x x =-<=-<<，则=B AA ．{}12<<-x xB ．{}10<<x xC ．{}21<<x xD ．{}2012x x x -<<<<或5. (2007广州市水平测试)已知等比数列{}n a 的公比是2，13=a ，则5a 的值是 A ．161 B ．41C ．4D ．168. (2007广州市水平测试)已知0<<b a , 则下列不等式一定成立的是A ．ab a <2B ．ba 11> C ．b a <D ．ba⎪⎭⎫⎝⎛<⎪⎭⎫ ⎝⎛212120．（本小题满分14分）把正整数排列成如图所示的数阵．（Ⅰ）求数阵中前10行所有的数的个数；（Ⅱ）求第n 行最左边的数；（Ⅲ）2007位于数阵的第几行的第几个数（从左往右数）．在等比数列{}n a 中，5162a =，公比3q =，前n 项和242n S =，求首项1a 和项数n（15）不等式组20,20,220,x y x y x y -+≥⎧⎪++≥⎨⎪--≤⎩所确定的平面区域记为D .若点(),x y 是区域D 上的点，则2x y +的最大值是（9）不等式x 2– y 2≥0所表示的平面区域（阴影部分）是12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15…… …… …… ……（A ）（B ）（C ）（D ）3）设一元二次不等式210ax bx ++>的解集为{x|-1<x<2}，则a+b 的值是（）A ．1B ．21 C ．0 D ．-1（17）（本小题满分12分）设等差数列{}n a 的前n 项和为n S , 已知335,9a S ==. （Ⅰ）求首项1a 和公差d 的值; （Ⅱ）若100n S =，求n 的值.14）定义“等积数列”为：数列}{n a 中，对任意*N n ∈，都有p a a n n =⋅-1（常数），则数列}{n a 为等积数列，p 为公积，现已知数列}{n a 为等积数列，公积为1，首项为a ，则a 2007= S 2007= .，。

数列与不等式30大题(有答案)

S1 S2
Sn
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10. 在等比数列 an 和等差数列 bn 中，a1 = b1 > 0，a3 = b3 > 0，a1 ≠ a3，试比较 a5 和 b5 的大小．
11. 设数列 an 的前 n 项和为 Sn，且 a1 = 1，an+1 = 1 + Sn n ∈ ∗ ．
(1) 求数列 an 的通项公式；
∗ 成立，
18. 已知常数 p 满足 0 < p < 1，数列 xn 满足 x1 = p + 1p，xn+1 = xn2 − 2．
(1) 求 x2，x3，x4；
(2) 猜想 xn 的通项公式(不用给出证明)； (3) 求证：xn+1 > xn 对 n ∈ ∗ 成立．
19. 设 b > 0 ，数列
an
大值．
7. 已知 an 是正整数组成的数列，a1 = 1 ,且点( an,an+1 )( n ∈ ∗ )在函数 y = x2 + 1 的图象上；
(1) 求数列 an 的通项公式；
(2) 若数列 bn 满足 b1 = 1，bn+1 = bn + 2an ,求证：bn ⋅ bn+2 < bn2+1
8. x,y ∈
∈
+ 都成立
的最大正整数 k 的值．
6. 已知数列 an 是等比数列，首项 a1 = 1，公比 q > 0，其前 n 项和为 Sn，且 S1 + a1，S3 + a3，
S2 + a2 成等差数列．
(1) 求数列 an 的通项公式；
(2) 若数列
bn
满足 an+1 =

数列_不等式_向量综合测试题

数列向量不等式测试卷一．选择题1.不等式11<-x 的解为（）A.0<x<2 B -1<x<1 C x<0或x>2 D x<22.已知c b a ,,满足a b c <<且ac<0，则下列选项中不一定成立的是（） A.ac ab < B 0>-ca b Ccacb22>Dacc a -<03.在ABC ∆中，若B a b sin 2=，则A=（）A o o 6030或B o o 6045或C 120o或60oD 30o或150o4.已知,0)(,2,122=⋅-==a b a b a 则b a 与的夹角为（）A.30oB.45oC.60oD.90o5.在等差数列{}n a 中，8,3a a 是方程 0532=--x x 的两根，则S 10= A.15 B.30 C.50 D15+29126.已知各项均为正数的等比数列{}n a 中，5321=a a a ，10987=a a a ，则654a a a =A.24B.7C.6D.257.等差数列{}n a 中，,14,1531=+=a a a 其前n 项和100=n s ，则n 的值为 A.8 B.10 C .12 D.148.等比数列{}n a 满足：,4,23221=+=+a a a a 则=+65a a （） A.64 B.32 C.16 D 189.已知ABC ∆中，oC 90=∠，)1,(k B A = ，)3,2(=C A ，则k 的值为（） A.5 B.-5 C.23 D.23-10.有两个等差数列{}n a 和{}n b ，若)(7642121+∈++=+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅++N n n n b b b a a a nn ,则=+++++++131176314963b b b b b a a a a （）A.75152 B.914 C.512 D.23二．填空题11.已知关于x 的不等式2232>+-x ax 的解集为{}21><x x x 或，则实数___=a 。

数列不等式

数列知识点1、数列的通项公式：表示数列{}n a 的第n 项与序号n 之间的关系的公式．2、等差数列符号表示:1n n a a d +-=。

3、若2a cb +=，则称b 为a 与c 的等差中项． 4、若等差数列{}n a 的首项是1a ，公差是d ，则()11naa n d =+-．5、若{}n a 是等差数列，且m n p q +=+（m 、n 、p 、*q ∈N ），则m n p q a a a a +=+；若{}n a 是等差数列，且2n p q =+（n 、p 、*q ∈N ），则2np q a a a =+．6、等差数列的前n 项和的公式：①()12n n n a a S +=；②()112n n n S na d -=+． 7、等比数列符号表示：1n na q a +=（注：等比数列中不会出现值为0的项；） 8、若2G ab =，则称G 为a 与b 的等比中项．（注：由2G ab =不能得出a ，G ，b 成等比，由a ，G ，b ⇒2G ab =）9、若等比数列{}n a 的首项是1a ，公比是q ，则11n n a a q -=．10、若{}n a 是等比数列，且m n p q +=+（m 、n 、p 、*q ∈N ），则m n p q a a a a ⋅=⋅；若{}n a 是等比数列，且2n p q =+（n 、p 、*q ∈N ），则2np q a a a =⋅．11、等比数列{}n a 的前n 项和的公式：()()()11111111n n n na q S a q a a q q qq =⎧⎪=-⎨-=≠⎪--⎩．12.常用结论1）1+2+3+...+n =2）1+3+5+...+(2n-1) = 3）2)1(+n n 2n )12)(1(613212222++=++++n n n n习题1.已知等差数列{}n a 的前3项分别为2、4、6,则数列{}n a 的第4项为 A.7 B.8 C.10 D.122．已知等差数列{}n a 中，7916+=a a ，41=a ，则12a 的值是（） A ．15 B ．30 C ．31 D ．643．已知1,,9x 成等比数列，则实数x =． 4.在正项等比数列{a n }中，a 1=4,a 3=64. (1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)记b n =log 4a n ,求数列{b n }的前n 项和S n ;5.在等差数列{}n a 中，已知22=a ，44=a ，（1）求数列{}n a 的通项公式n a ；（2）设n an b 2=，求数列{}n b 前5项的和5S .6．已知数列{}n a 的前n 项和为2n S n n =+．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若()12na nb =，求数列{}n b 的前n 项和为n T ．7．已知数列{}n a 满足：313a =-，14n n a a -=+(1,)n n N >∈. （1）求12,a a 及通项n a ；（2）设n S 是数列{}n a 的前n 项和n S ，则数列1S ，2S ，3S ，…中哪一项最小？并求出这个最小值.8.已知数列{}n a 的前n 项和为()2n n S a a n N *=+∈为常数，.⑴求123,,;a a a⑵若数列{}n a 为等比数列,求常数a 的值及n a ;不等式知识点1、不等式的性质：①a b b a >⇔<；②,a b b c a c >>⇒>；③a b a c b c >⇒+>+； ④,0a b c ac bc >>⇒>，,0a b c ac bc ><⇒<；⑤,a b c d a c b d >>⇒+>+； ⑥0,0a b c d ac bd >>>>⇒>；⑦()0,1n na b a b n n >>⇒>∈N >；⑧)0,1a b n n >>⇒>∈N >．2，一元二次不等式的求解：特例一元二次不等式ax 2+bx+c>0(a>0)解的讨论.对于a<0的不等式可以先把a 化为正后用上表来做即可。

数列与不等式30大题(有答案)

数列与不等式综合问题30道1. 已知数列是等差数列，()．证明：数列是等差数列．2. 已知曲线，过上的点作斜率为的直线交曲线于另一点，点列的横坐标构成数列，其中．(1) 求与的关系式；(2) 令，求证：数列是等比数列；(3) 若(为非零整数，)，试确定的值，使得对任意，都有成立．3. 设，是曲线在点处的切线与轴交点的横坐标，(1) 求数列的通项公式；(2) 记，证明：．4. 已知数列满足，．(1) 求数列的通项公式；(2) 证明：．5. 已知数列的前项和为，点在直线上．数列满足，，且其前项和为．(1) 求数列，的通项公式．(2) 设，数列的前项和为，求使不等式对一切都成立的最大正整数的值．6. 已知数列是等比数列，首项，公比，其前项和为，且，，成等差数列．(1) 求数列的通项公式；(2) 若数列满足，为数列的前项和，若恒成立，求的最大值．7. 已知是正整数组成的数列， ,且点( )( )在函数的图象上；(1) 求数列的通项公式；(2) 若数列满足， ,求证：8. ，且，若依次成等差数列，依次成等差数列，试比较与的大小．9. 已知数列的各项为正数，其前项和满足．(1) 求与之间的关系式，并求的通项公式；(2) 求证：．10. 在等比数列和等差数列中，，，，试比较和的大小．11. 设数列的前项和为，且，．(1) 求数列的通项公式；(2) 若数列为等差数列，且，公差为．当时，比较与的大小．12. 已知数列中，，．(1) 求证：是等比数列，并求的通项公式；(2) 设，记其前项和为，若不等式对一切恒成立，求的取值范围．13. 已知数列的前项和为，，，数列的前项和为，点在函数图象上．(1) 求数列的通项公式；(2) 求；(3) 试比较和的大小，并证明．14. 已知等差数列的前项和为，非常数等比数列的公比是，且满足：，，，．(1) 求与；(2) 设，若数列是递减数列，求实数的取值范围．15. 某种汽车的购车费用是万元，每年使用的保险费、养路费、汽油费约为万元，年维修费用第一年是万元，以后逐年递增万元，问这种汽车使用多少年时，它的年平均费用最小？最小值是多少？16. 是否存在一个等差数列，使是一个与无关的常数？若存在，求此常数；若不存在，请说明理由．17. 函数，数列满足，，(1) 求证：数列是等差数列；(2) 令，，，若对一切成立，求最小正整数．18. 已知常数满足，数列满足，．(1) 求，，；(2) 猜想的通项公式(不用给出证明)；(3) 求证：对成立．19. 设，数列满足，．(1) 求数列的通项公式；(2) 证明：对于一切正整数，．20. 已知常数满足，数列满足，．(1) 求，，；(2) 猜想的通项公式，并给出证明；(3) 求证：对成立．21. 设，，，若将适当排序后可构成公差为的等差数列的前三项．(1) 求的值及的通项公式；(2) 记函数的图象在轴上截得的线段长为，设，求．22. 已知数列的首项，，(1) 求证：是等比数列，并求出的通项公式；(2) 证明：对任意的，，(3) 证明：．23. 在数列中，，．(1) 证明数列是等差数列；(2) 求数列的通项；(3) 若对任意的整数恒成立，求实数的取值范围．24. 在数列中，，()．(1) 证明：数列是等差数列；(2) 求数列的通项；(3) 若对任意的整数恒成立，求实数的取值范围．25. 已知数列中，，，且．(1) 求数列的通项公式；(2) 求证：对一切，有．26. 已知数列满足，．(1) 证明：数列为单调递减数列；(2) 记为数列的前项和，证明：．27. 已知，函数．记为的从小到大的第个极值点．(1) 证明：数列是等比数列；(2) 若对一切，恒成立，求的取值范围．28. 设数列的前项和满足，其中．(1) 求证：是首项为的等比数列；(2) 若，求证：，并给出等号成立的充要条件．29. 设数列定义为，，．(1) 证明：存在正实数，使得，，成等差数列；(2) 求实数的取值范围，使得当时，．30. 已知数列满足，()．(1) 证明：数列是等比数列；(2) 令，数列的前项和为，(ⅰ)证明：；(ⅱ)求证：当时，．数列与不等式30大题答案1. 设公差为，则所以，，根据等差数列的定义，得是首项为，公差为的等差数列．2. (1) 依题意得：．又和在曲线上，所以．所以，即．(2) ．所以．将(1)中的结论代入整理得．所以数列是首项为，公比的等比数列．(3) 由(2)知，要使恒成立，即恒成立，所以恒成立，当为奇数时，恒成立，所以．当为偶数时，恒成立，所以．所以，因为为非零整数，所以．3. (1) ，曲线在点处的切线斜率为．从而切线方程为．令，解得切线与轴交点的横坐标．所以数列的通项公式．(2) 由题设和(1)中的计算结果知当时，．当时，因为，所以综上可得，对任意的，均有．4. (1) 由已知可得，所以，即，所以，又，所以，所以数列是以为首项，为公比的等比数列，所以，所以．(2) 证明：因为所以，因为是正整数，所以，所以，所以，所以．5. (1) 由已知得，所以．当时，有当时，也符合上式，所以由知是等差数列，由的前项和为，可得，得又，所以的公差．因为，所以，所以．(2) ，所以因为增大时，增大，所以是递增数列，所以所以对一切都成立，只要即可，解得，所以．6. (1) 由题意可知：，所以，即，于是，因为，所以；因为，所以．(2) 因为，所以，所以，所以，所以，所以得：，所以，因为恒成立，只需，因为，所以为递增数列，所以当时，，所以，所以的最大值为．7. (1) 由已知得 ,又 ,所以数列是以为首项，公差为的等差数列．故．(2) 证法一：由(1)知，从而．因为所以 .证法二：因为， ,所以．8. 由题意知，所以因为且，所以．所以，所以．9. (1)由得，．是公差的等差数列．而，． (2) 由(1)知，．，10. 设等比数列的公比是，等差数列的公差时．由及，得；由，从而．．所以．11. (1) 因为所以当时，由两式相减，得，即，因为当时，，所以，所以．所以数列是首项为，公比为的等比数列，所以．(2) 因为，所以，，因为，由，得，所以当时，．12. (1) 证明：因为数列中，，，所以，又，所以是以为首项，为公比的等比数列，所以，所以．(2) 因为，所以①-②，得所以，因为不等式对一切恒成立，所以对一切恒成立，所以对一切恒成立，设，则是递增函数，所以．所以．13. (1) 当时，，所以；当时，由，得，两式作差，得即所以数列从第二项起是等比数列，所以(2) 因为点在直线上，所以时，；时，因为所以由得所以时，，经检验，时也成立．综上，．(3) ，所以时，，所以；时，，所以；时，，所以．14. (1) 设等差数列的公差为，则，且，即有，解得或(舍去)，即有，，则；．(2) ，由题意可得对恒成立，即有，即，即对恒成立，由为递减数列，即有的最大值为，则有，解得，故实数的取值范围为．15. 设这种汽车使用年时，它的年平均费用为万元，则当且仅当，即时．因此，使用年时，年平均费用最小，最小值是万元．16. 假设存在一个等差数列，使，且为首项，为公差．由，得整理，得式是关于的一元一次方程，且对都成立．只需即或(i)当时，；(ii)当时，．17. (1) 证明：由已知得，两边取倒数得，又，所以是首项为，公差为的等差数列；(2) 由(1)得，所以，所以．所以显然当时，单调递增且，又，，所以．若对一切成立，则，解得最小正整数18. (1) ，，．(2) 猜想：．(3) 因为，，所以，而由(2)知道，，所以的符号与的符号相同，依次类推，我们只需要证明．因为，而，所以，所以，，所以，所以，即．19. (1) 因为，所以所以① 当时，则是以为首项，为公差的等差数列，所以即② 当且时，当时，所以是以为首项，为公比的等比数列，所以所以所以综上所述，且(2) ① 当时，② 当且时，要证，只需证，即证即证即证即证因为所以原不等式成立，所以对于一切正整数，20. (1) ，，．(2) 猜想：．下面用数学归纳法证明：当时，，结论成立，假设当时，结论成立，即；当时，因为，所以，即时，结论成立，所以对成立．(3) 因为，，所以，而由(2)知道，，所以的符号与的符号相同，依次类推，我们只需要证明．因为，而，所以，所以，，所以，所以，即．21. (1) 依题意有，可得所以最大．又．当时，，，解得，满足．当时，，，解得，不满足．所以的前三项为，，，此时．因此．(2) 因为，所以时，，即．所以．又因为，所以所以所以22. (1) ，，即，又，是以为首项，为公比的等比数列．，．(2)(3) 由，知，当时等号成立．．由(2)知，对于任意，有，取，则．故．23. (1) 由得，，所以数列是以为首项，为公差的等差数列．(2) 由(1)可得， .所以．(3) 由对的整数恒成立，即对 ( )恒成立．整理得 ( ， )，令，因为，所以，所以为单调递增数列，最小，且，故的取值范围为 .24. (1) 将()整理得()．所以数列是以为首项、为公差的等差数列．(2) 由(1)可得，，所以．(3) 对任意的整数恒成立，即对任意的整数恒成立，整理得，令，则．因为，所以，所以数列为单调递增数列，所以最小，．所以的取值范围为．25. (1) 由已知，对有，两边同除以，得，即于是即所以所以又时也成立，故．(2) 当，有所以时，有又时，，故对一切，有．26. (1) 证明：由题意知，故，所以数列为单调递减数列．(2) 证明：因为，，所以，当时，，得，故．因为，故．所以．27. (1) ．令，由，得，即．而对于，当时，若，即，则；若，即，则；因此，在区间与上，的符号总相反．于是，当时，取得极值，所以．此时，，易知，而是常数，故数列是首项为，公比为的等比数列．(2) 对一切，恒成立，即恒成立，亦即恒成立(因为)．设，则，由得．当时，，所以在上单调递减；当时，，所以在上单调递增．因为，且当时，，，所以．因此，恒成立，当且仅当，解得，故的取值范围是．28. (1) 证法一：由，得即，因，故，得又由题设条件知两式相减得即由，知，因此综上，对所有成立．从而是首项为，公比为的等比数列．证法二：用数学归纳法证明．当时，由，得即，再由，得，所以结论成立．假设时，结论成立，即，那么这就是说，当时，结论也成立．综上可得，对任意．因此是首项为，公比为的等比数列．(2) 证法一：当或时，显然等号成立．设，且．由(1)知，，所以要证的不等式化为即证当时，上面不等式的等号成立．当时，与同为负；当时，与同为正．因此当且时，总有，即上面不等式对从到求和得由此得综上，当且时，有，当且仅当或时等号成立．证法二：当或时，显然，等号成立．当时，，等号也成立．当时，由(1)知，．下证：且当时，上面不等式化为令当时，，故即所要证的不等式成立．当时，求导得其中则即是上的减函数，故，从而进而是上的增函数，因此所要证的不等式成立．当时，令，则，由已证的结论知两边同乘以得所要证的不等式．综上，当且时，有当且仅当或时等号成立．-29. (1) ，，．当，，成等差数列时，，即，当时，有，则．设，则，，在上有零点．所以存在正实数，使得，，成等差数列．(2) 由题意，有，则，显然．所以，．当时，，因为当时，，所以，解得．下面证明当时，对任意整数，有．所以，故当时，数列递减．因此，即当时，对任意整数，有．30. (1) 因为()，所以，两边同除以得，即，也即．又，所以，所以数列是以为首项，为公比的等比数列．(2) 由(1)得，，所以，所以．(ⅰ)原不等式即为：．先用数学归纳法证明不等式：当时，．证明过程如下：当时，左边，不等式成立．假设时，不等式成立，即；则时，左边所以当时，不等式也成立．因此，当时，．显然，当时，，所以当时，．又当时，左边，不等式成立，故原不等式成立．(ⅱ)由(i)可得，．方法一：当时，将上面式子累加得，因为所以即故原不等式成立．方法二：且所以当时，令，则因为，所以因为所以当时，．。

数列与不等式结合典型题

数列与不等式结合典型题1.已知数列}{n a 中，),3,2,1(0 =>n a n ，其前n 项和为n S ，满足*,)1(N n a p S p n n ∈-=-，10≠>p p 且. 数列}{n b 满足.log 1n p n a b -=（Ⅰ）求数列}{n a 、}{n b 的通项n n b a 与；（Ⅱ）若n nn n T a b c p ,,21==记为数列}{n c 的前n 项和，求证：.40<<n T2．已知定义在（－1，1）上的函数)1,1(,,1)21()(-∈=y x f x f 且对满足时，有).1()()(xyyx f y f x f --=-（I ）判断)1,1()(-在x f 的奇偶性，并证明之；（II ）令)}({,12,21211n nn n x f x x x x 求数列+==+的通项公式；（III ）设T n 为数列})(1{n x f 的前n 项和，问是否存在正整数m ，使得对任意的34,-<∈*m T N n n 有成立？若存在，求出m 的最小值；若不存在，则说明理由.3．（本小题满分14分）设函数)0()(22>-+=a a x x x f（Ⅰ）求)()(1x f x f -的反函数及定义域；（Ⅱ）若数列}{,),(,3}{111n n n n n n n b aa aa b a f a a a a 求设满足+-===-+的通项公式；（Ⅲ）S n 表示{b n }的前n 项和，试比较S n 与87的大小. 4.（本小题满分14分）已知数列.)11(2,2:}{211n n n a na a a +==+满足（1）求数列}{n a 的通项公式；（2）设n n C Bn An b 2)(2⋅++=，试推断是否存在常数A ，B ，C ，使对一切*∈N n 都有n n n b b a -=+1成立？说明你的理由；（3）求证：.2)22(2221+⋅+-≥+++n n n n a a a5. 设函数f （x ）=22-ax x （a ∈N*）, 又存在非零自然数m, 使得f （m ）= m , f （– m ）< –m1成立.（1）求函数f （x ）的表达式;（2）设{a n }是各项非零的数列, 若)...(41)1(21n n a a a a f +++=对任意n ∈N*成立, 求数列{a n }的一个通项公式;（3）在（2）的条件下, 数列{a n }是否惟一确定? 请给出判断, 并予以证明6. 已知函数)3(1)(b ax f x-=的图象过点A （1，2）和B （2，5）. （1）求函数)(x f 的反函数)(1x f -的解析式；（2）记*)(,3)(1N n a n f n ∈=-，试推断是否存在正数k ，使得12)11()11)(11(21+≥+++n k a a a n对一切*N n ∈均成立？若存在，求出k 的最大值；若不存在，说明理由.卷二一、选择题：（每小题5分，共50分）1、数列95,74,53,32,1的一个通项公式n a 是（） A 、12+n n B 、12-n n C 、32-n n D 、32+n n2、已知等比数列{}n a 的公比为正数，且24282a a a =，11=a 则=2a （）A 、2B 、2C 、22D 、213、已知等差数列{}n a 前n 项和为n S 且0>n a 已知02564=-+a a a 则=9S （）A 、17B 、18C 、19D 、204、已知)1,0(,21∈a a ，记21a a M =，121-+=a a N 则M 与N 的大小关系（） A 、M<N B 、M>N C 、M=N D 、不确定5、若011<<b a ，则下列不等式：bc a c c b c a b a ab b a 22)4(,)3(,)2(,)1(<+>+><+中正确的是（）A 、（1）（2）B 、（2）（3）C 、（1）（3）D 、（3）（4）6、不等式1213≥--x x 的解集是（） A 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤243x x B 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧<≤243x x C 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤>432x x x 或 D 、{}2<x x7、设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和，若59355,9a Sa S ==则（）A 、 1B 、 1-C 、 2D 、 128、在的条件下，，00>>b a 三个①22b a b a ab +≤+，②，2222b a b a +≤+ ③b a b a a b +≥+22，其中正确的个数是（）A 、0B 、1C 、2D 、39、目标函数y x z +=2，变量y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥<+≤+-12553034x y x y x ，则有（）A 、3,12min max ==z zB 、,12max =z z 无最小值C 、z z ,3min =无最大值D 、z 既无最大值，也无最小值10、在R 上定义运算).1(:y x y x -=⊗⊗若不等式1)()(<+⊗-a x a x 对任意实数x 成立，则（）A 、11<<-aB 、20<<aC 、2321<<-a D 、2123<<-a 二、填空题：（每小题5分，共25分）11、等比数列{}n a 公比,0>q 已知n n n a a a a 6,1122=+=++,则{}n a 的前4项和=4S ___________12、等比数列{}n a 的前n 项和n S ，又2132S S S +=，则公比=q ___________ 13、若0>x ,0>y 且12=+y x ，则xy 的最大值为___________14、实数x 、y 满足不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥≥001y x y x ，则W=x y 1-的取值范围是_____________15、关于x 的不等式211(1)0(0)x a x a a a a-++++<>的解集为三、解答题：16、（本小题满分12分）等比数列{}n a 中，已知16,241==a a ，（1）求数列{}n a 的通项公式;（2）若53,a a 分别为等差数列{}n b 的第3项和第5项，试求数列{}n b 的通项公式及前n 项和n S .17、（本小题满分12分）已知数列{}n a 的前n 项和248n S n n =-(1) 求数列{}n a 的通项公式； (2) 求n S 的最大或最小值.18、（本小题满分12分）已知向量)sin ,2(cos θθn n a n =，),)(sin 2,1(*N n n b n ∈=θ若n n a C =·n n b 2+，（1）求数列{}n C 的通项公式；（2）求数列{}n C 的前n 项和n S .19、（本小题满分12分）在数列{}n a 中，n n n a a a 22,111+==+（1）设12-=n nn a b ，证明：数列{}n b 是等差数列; （2）求数列{}n a 的前n 项和n S .20、（本小题满分13分）某房地产开发商投资81万元建一座写字楼，第一年装修费为1万元，以后每年增加2万元，把写字楼出租，每年收入租金30万元．（Ⅰ）若扣除投资和各种装修费，则从第几年开始获取纯利润？（Ⅱ）若干年后开发商为了投资其他项目，有两种处理方案：①年平均利润最大时以 46万元出售该楼; ②纯利润总和最大时，以10万元出售该楼，问哪种方案盈利更多？21、（本小题满分14分）已知数列{}n a 满足：1112,2--==n n a a a ， ,4,3,2=n ，(1) 求证：数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-11n a 为等差数列； (2) 求数列{}n a 的通项公式；（3）令∑=+=ni i i n a a T 11，求证：43+<n T n.答案卷一1．解：（I ）1=n 时，.10.0)1()1(1111=⇒>=-⇒-=-a p a p a p a p 由 1分当,)1(2n n a p S p n -=-≥ ①,)1(11++-=-n n a p S p ②由②－①，有,)1(11++-=-n n n a a a p 2分从而，.111pa a a pa n n n n =⇒=++∴数列}{n a 是以1为首项，p1为公比的等比数列.∴1)1(-=n n pa .∴.)1(1)1(log 1log 11n n pa b n p n p n =--=-=-=-（II ）当21=p 时，.21-==n n n n n a b c 1分 ∵.0.0>∴>n n T c 12102232221-++++=n n n T ， ③ n n n nn T 221222121121+-+++=∴- . ④由③－④，得n n n nT 221212121211210-++++=-.22222122211)21(11n n n n nn n n +-=--=---=-.2241-+-=∴n n nT 1分.40.4,0221<<∴<∴>+∴-n n n T T n1分2．解：（I ）令0)0(,0===f y x 得。

专题2.4 提高复习之数列与不等式相结合问题-备战期末考试2015-2016学年高一下学期数学期

1．已知数列{n a }满足：11a =，2210,1n n n a a a +>-= ()*n N ∈，那么使n a ＜3成立的n 的最大值为（） A ．2 B ．3 C ．8 D ．9 【答案】C 【解析】试题分析：由题知{}2n a 是等差数，221(1)1n a a n n =+-⨯=，3n a <，29n a ∴<，9n ∴<，则n 的最大值为8.故选C.2．已知数列{}n a 的前n 项和n n S n 92-=，第k 项满足1310<<k a ，则=k （） A ．9 B ．10 C ．11 D ．12 【答案】C 【解析】试题分析：由数列{}n a 的前n 项和n n S n 92-=，可求得通项公式210n a n =-，所以1021013k <-<，解得1011.5k <<，因为*k N ∈，所以11k =，故选C.3．已知数列{}n a 满足134()n n a a n N +++=∈且19a =，其前n 项和为n S ，则满足1|6|125n S n --<的最小正整数n 为（）A. 6B.7C.8D.9 【答案】B4．已知数列{}n a 满足712,83,8n n a n n a a n -⎧⎛⎫-+>⎪ ⎪=⎝⎭⎨⎪≤⎩，若对于任意n N *∈都有1n n a a +>，则实数a 的取值范围是（）A ．10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D5．已知数列{}n a 的通项公式为327n a n =-，记数列S n 的前n 项和为，则使S 0n ≤成立的n 的最大值为（） A ．4 B ．5 C ．6 D ．8 【答案】C 【解析】试题分析：123433333,1,3,32175227237247a a a a ==-==-==-==⨯-⨯-⨯-⨯-,531257a ==⨯-6332675a ==⨯-,7332777a ==⨯-,…，所以使0n S ≤成立的n 的最大值为6，故选C.6．已知数列{}n a 是递增数列，且对任意*n N ∈都有2n a n bn =+成立，则实数b 的取值范围是（） A ．7(,)2-+∞ B ．(0,)+∞ C ．(2,)-+∞ D ．(3,)-+∞ 【答案】D 【解析】试题分析：因为*n N ∈，{}n a 递增，所以322b -<，3b >-．故选D ． 7．若，a ∈N *，且数列{a n }是递增数列，则a 的值是（）A ．4或5B ．3或4C ．3或2D ．1或2 【答案】A8．已知等差数列}{n a 的前n 项和为n S ，满足95S S =，且01>a ，则n S 中最大的是（） A ．6S B ．7S C ．8S D ．15S 【答案】B 【解析】试题分析：由95S S =,得()67897820a a a a a a +++=+=, 由01>a 知,0,087<>a a ,所以7S 最大，故B 正确.9．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，满足515S =-，3172d <<，则当n S 取得最小值时n 的值为（） A ．7 B ．8 C ．9 D ．10 【答案】C 【解析】试题分析：由等差数列求和公式得251551522d d S a ⎛⎫=⨯+-⨯=- ⎪⎝⎭ ，整理得132a d =--，故22215323222222n d d d d d d S n a n n d n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+---=+-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，对称轴35=2n d +，因为3172d <<，n Z ∈，故=9n 时取得最小值. 10．已知n S 是等差数列{}n a 的前n 项和，且675S S S >>，给出下列五个命题：①0d <；②110S >；③120S <；④数列{}n S 中的最大项为11S ；⑤67a a >其中正确命题的个数是（）A ．5B ．4C ．3D ．1 【答案】C11．在数列}{n a 中，12a =，11(1)(1)220()n n n n a a a a n N *++--+-=∈，若5150n a <，则n 的最小值为__________. 【答案】100 【解析】试题分析：令1n n a b -=，则∵11(1)(1)220()n n n n a a a a n N *++--+-=∈，∴11220n n n n b b b b +++-=，∴11112n n b b +-=，∵12a =，∴111b =，∴1111(1)22n n n b +=+-=，∴21n b n =+，∴211n a n -=+，∴211n a n =++，∵5150n a <，∴2511150n +<+，∴99n >，∴n 的最小值为100．所以答案应填：100． 12．数列{}n a 满足141,1211=+=+n n a a a ，记2232221n n a a a a S +⋅⋅⋅+++=，若3012m S S n n ≤-+对任意*∈N n 恒成立，则正整数m 的最小值为_______. 【答案】10 【解析】试题分析：由1n a +=，得221114n n a a +-=，可知数列21n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以首项为1，公差为4的等差数列，所以()2111443nn n a =+-⨯=-，则2143n a n =-，22212n nS a a a =+++，考查()()222212*********418589n n n n n n n S S S S a a a n n n ++++++---=--=--+++，又1111082858289n n n n ⎛⎫⎛⎫-+->⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭，即()()212311*********n n n n S S S S n n n +++---=-->+++，则可知数列{}21n n S S +-是一个递减数列，所以数列{}21n n S S +-的最大项为22313211149545S S a a -=+=+=，又3012m S S n n ≤-+对任意*∈N n 恒成立，所以144530m ≤，即283m ≥，所以m 的最小值是10.13．记数列{a n }的前n 项和为S n ，若不等式222122n n S a ma n+≥对任意等差数列{a n }及任意正整数n 都成立，则实数m 的最大值为____________．【答案】11014．已知n S 为数列}{n a 的前n 项和，1=1a ,2=(1)n n S n a +，若存在唯一的正整数n 使得不等式2220n n a ta t --≤成立，则实数t 的取值范围为_______.【答案】1(2,1][,1)2-- 【解析】试题分析：由2(1)n n S n a =+得，当2n ≥时有112n n S na --=，所以11222(1)n n n n n a S S n a na --=-=+-，即1(1)n n n a na --=，11n n a na n -=-，又11a =，所以121211n n nn n n a a a a a n a a a a ---=⋅⋅⋅==，所以2220n n a ta t --≤等价于2220n tn t --≤，设22()2f n n tn t =--，由于2(0)20f t =-≤，所以由题意有2222(1)120(2)2220f t t f t t ⎧=--<⎪⎨=--≥⎪⎩，解之得21t -<≤-或112t ≤<，所以应填1(2,1][,1)2--. 15．已知等比数列{}n a 的首项为43，公比为13-，其前n 项和为n S ，若23n nS S N ≤-≤M 对n *∈N 恒成立，则M -N 的最小值为．【答案】251216．已知数列{}n a 通项为98.5n n a n -=-，若n a ≤M 恒成立，则M 的最小值为．【答案】2 【解析】试题分析：根据题意可知M 的最小值为数列的最小项，因为90.518.58.5n n a n n -==---，可知当8n =时取得最小值，而82a =，所以M 的最小值为2．17．已知数列{}n a 的前n 项和为n T ,且点(,)n n T 在函数23122y x x =-上，且423log 0n n a b ++=（n N *∈）．（I ）求{}n b 的通项公式；（II ）数列{}n c 满足n n n c a b =⋅，求数列{}n c 的前n 项和n S ；（III ）记数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n B ，设21n n nd b B =⋅，证明：1212n d d d +++<.【答案】（I ）n n b 41=；（II ）nn n S ⎪⎭⎫⎝⎛+-=4132332；（III ）证明见解析.试题解析：（I ）由点()n T n ,在函数x x y 21232-=上，得：n n T n 21232-= （ⅰ）当1=n 时，1212311=-==T a . （ⅱ）当2≥n 时，231-=-=-n T T a n n n ，∴23-=n a n ．又∵0log 324=++n n b a ， ∴n n n b 414==- （II ）∵()nn n n n b a c ⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅=4123且n n c c c c S +++=321，∴()nn n S ⎪⎭⎫⎝⎛⨯-++⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=4123417414411321 ……①()1432412341741441141+⎪⎭⎫⎝⎛⨯-++⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=n n n S …②由①-②得：()132412341414134143+⎪⎭⎫⎝⎛--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=n n n n S()141412341141116134143+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫⎝⎛-+=n n n n S整理得：nn n S ⎪⎭⎫⎝⎛+-=4132332.18．已知各项都是正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ，212n n n S a a =+，n N *∈ （1）求数列{}n a 的通项公式；（2）设数列{}n b 满足：11b =，12(2)n n n b b a n --=≥，数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ，求证：2n T <；（3）若(4)n T n λ≤+对任意n N *∈恒成立，求λ的取值范围. 【答案】（1）12n a n =；（2）证明见解析；（3）29≥λ．【解析】试题分析：（1）本小题是已知n S 与n a 的关系求通项公式的题型，方法是先由11a S =，求出1a ，然后利用当2n ≥时，1n n n a S S -=-得到n a 与1n a -的关系，再求通项；（2）由已知得1n n b b n --=，已知前后项的差，因此可用累加法求得通项，即由121321()()()n n n b b b b b b b b -=+-+-++-得(1)2n n n b +=，从而用裂项求和法求出1{}nb 的前n 项和n T ，并证得题设结论；（3）不等式2(4)1n λn n ≤++恒成立，可变形为2(1)(4)n λn n ≥++，为此只要求得2(1)(4)nn n ++的最大值即可，这可由基本不等式得到结论．试题解析：（1）1n =时，211111122a a a a =+∴= 21112211211121222n n n n n n nn n n n S a a a a a a a S a a+++--⎧=+⎪⎪⇒=-+-⎨⎪=+⎪⎩ 111()()02n n n n a a a a --⇒+--= 1102n n n a a a ->∴-=∴{}n a 是以12为首项，12为公差的等差数列 12n a n ∴=（3）由2(4)1n λn n ≤++得224(1)(4)5n n n n n λ≥=++++，当且仅当2n =时，245n n++有最大值29，29λ∴≥19．已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且()()241n n S a n N *=+∈.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）设n T 为数列12n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和，证明：()213n T n N *≤<∈. 【答案】（1）21n a n =-；（2）证明见解析．【解析】试题分析：（1）已知()241n n S a =+，要求通项公式，可再写一式2n ≥时，()21141n n S a --=+，利用1n n n a S S -=-，把两式相减可得n a 的递推关系，本题可得{}n a 是等差数列，易得通项；（2）要证明题设不等式，必须求得和n T ，由于12211(21)(21)2121n n a a n n n n +==--+-+，即可用裂项相消法求得和n T 1121n =-+，注意到*n N ∈，不等式易得证．试题解析：（1）1n =时，11a =；2n ≥时，()21141n n S a --=+，又()241n n S a =+，两式相减得()()1120n n n n a a a a --+--=,{}10,2,n n n n a a a a ->∴-=为是以1位首项，2为公差的等差数列，即21n a n =-.20．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，点,n S n n⎛⎫⎪⎝⎭在直线11122y x =+上. （1）求数列{}n a 的通项公式；[来（2）设()()13211211n n n b a a +=--，求数列{}n b 的前n 项和为n T ，并求使不等式20n kT >对一切*n N ∈都成立的最大正整数k 的值．【答案】（1）5n a n =+；（2）max 19k =．【解析】试题分析：（1）由题意，得11122n S n n =+，化为211122n S n n =+，利用递推关系即可得出；（2）利用“裂项求和”可得Tn ，再利用数列的单调性、不等式的性质即可得出．试题解析：（1）由题意，得11122n S n n =+，即211122n S n n =+故当2n ≥时，()()2211111111152222n n n a S S n n n n n -⎛⎫⎡⎤=-=+--+-=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 当n=1时，11615a S ===+, 所以5n a n =+.。

27汇编之数列与不等式综合汇编

高考模拟热点交汇试题汇编之数列与不等式（30题）1. 已知函数()()ln 1f x x x =-+,数列{}n a 满足101a <<, ()1n n a f a +=; 数列{}n b 满足1111,(1)22n n b b n b +=≥+, *n N ∈.求证: （Ⅰ）101;n n a a +<<<（Ⅱ）21;2n n a a +<（Ⅲ）若12a =则当n ≥2时,!n n b a n >⋅. 解: (Ⅰ)先用数学归纳法证明01n a <<,*n 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01k a <<.则当n=k+1时, 因为0<x<1时,1()1011xf x x x '=-=>++,所以f(x)在(0,1)上是增函数. 又f(x)在[]0,1上连续,所以f(0)<f(k a )<f(1),即0<11ln 21k a +<-<.故当n=k+1时,结论也成立. 即01n a <<对于一切正整数都成立.————4分又由01n a <<, 得()1ln 1ln(1)0n n n n n n a a a a a a +-=-+-=-+<,从而1n n a a +<.综上可知10 1.n n a a +<<<————6分(Ⅱ)构造函数g(x)=22x -f(x)=2ln(1)2x x x ++-, 0<x<1, 由2()01x g x x'=>+,知g(x)在(0,1)上增函数.又g(x)在[]0,1上连续,所以g(x)>g(0)=0.因为01n a <<,所以()0n g a >,即()22n n a f a ->0,从而21.2n n a a +<————10分(Ⅲ) 因为 1111,(1)22n n b b n b +=≥+,所以0n b >,1n nbb +12n +≥ ,所以1211211!2n n n n n n b b b b b n b b b ---=⋅⋅≥⋅ ————①, ————12分由(Ⅱ)21,2n n a a +<知:12n n n a a a +<, 所以1n a a =31212121222n n n a a a a a aa a a --⋅< ,因为12a =, n≥2, 10 1.n n a a +<<< 所以 n a 1121222n a a a a -<⋅ <112n n a -<2122n a ⋅=12n ————② . ————14分由①② 两式可知: !n n b a n >⋅.————16分2.已知α为锐角，且12tan -=α，函数)42sin(2tan )(2παα+⋅+=x x x f ，数列{a n }的首项)(,2111n n a f a a ==+. ⑴ 求函数)(x f 的表达式； ⑵ 求证：n n a a >+1；⑶ 求证：),2(21111111*21N n n a a a n∈≥<++++++< 解：⑴1)12(1)12(2tan 1tan 22tan 22=---=-=ααα 又∵α为锐角 ∴42πα=∴1)42sin(=+πα x x x f +=2)(⑵ n n n a a a +=+21 ∵211=a ∴n a a a ,,32都大于0 ∴02>n a ∴n n a a >+1⑶nn n n n n n a a a a a a a +-=+=+=+111)1(11121∴11111+-=+n n n a a a ∴1322121111111111111+-++-+-=++++++n n n a a a a a a a a a 1111211++-=-=n n a a a∵4321)21(22=+=a , 143)43(23>+=a , 又∵n n a a n >≥+12 ∴131>≥+a a n ∴21211<-<+n a∴2111111121<++++++<na a a 3.（本小题满分14分）已知数列{}n a 满足()111,21n n a a a n N *+==+∈（Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式；（Ⅱ）若数列{}n b 满足n n b n b b b b a )1(44441111321+=---- ，证明：{}n a 是等差数列；（Ⅲ）证明：()23111123n n N a a a *++++<∈ 解：（1）121+=+n n a a ，)1(211+=+∴+n n a a ……………………2分故数列}1{+n a 是首项为2，公比为2的等比数列。

专题04 数列与不等式- 2021年高考数学(理)试题分项版解析(原卷版)

1.【2017课标1，理4】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和．若4524a a +=，648S =，则{}n a 的公差为A ．1B ．2C ．4D ．82.【2017课标II ，理3】我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题：“远望巍巍塔七层，红光点点倍加增，共灯三百八十一，请问尖头几盏灯？”意思是：一座7层塔共挂了381盏灯，且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍，则塔的顶层共有灯（）A ．1盏B ．3盏C ．5盏D ．9盏3.【2017课标1，理12】几位大学生响应国家的创业号召，开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣，他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案：已知数列1， 1，2，1，2，4，1，2，4，8，1，2，4，8，16，…，其中第一项是20，接下来的两项是20，21，再接下来的三项是20，21，22，依此类推.求满足如下条件的最小整数N ：N >100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是A ．440B ．330C ．220D ．1104.【2017浙江，6】已知等差数列{a n }的公差为d ，前n 项和为S n ，则“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”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5.【2017课标II ，理5】设x ，y 满足约束条件2330233030x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪+≥⎩，则2z x y =+的最小值是（）A ．15-B ．9-C ．1D ．96.【2017天津，理2】设变量,x y 满足约束条件20,220,0,3,x y x y x y +≥⎧⎪+-≥⎪⎨≤⎪⎪≤⎩则目标函数z x y =+的最大值为（A ）23 （B ）1（C ）32（D ）3 7.【2017山东，理4】已知x,y 满足x y 3x y ⎧-+≤⎪+≤⎨⎪+≥⎩30+5030x ，则z=x+2y 的最大值是（A ）0 （B ） 2 （C ） 5 （D ）68.【2017山东，理7】若0a b >>，且1ab =，则下列不等式成立的是（A ）()21log 2a b a a b b +<<+ （B ）()21log 2a b a b a b<+<+ （C ）()21log 2a b a a b b +<+< （D ）()21log 2a b a b a b +<+< 9.【2017课标3，理9】等差数列{}n a 的首项为1，公差不为0．若a 2，a 3，a 6成等比数列，则{}n a 前6项的和为A ．24-B ．3-C ．3D ．810.【2017北京，理4】若x ，y 满足32x x y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩，，，则x + 2y 的最大值为（A ）1 （B ）3（C ）5 （D ）911.【2017浙江，4】若x ，y 满足约束条件03020x x y x y ≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩，则y x z 2+=的取值范围是 A ．[0，6]B ．[0，4]C ．[6，)∞+D ．[4，)∞+12.【2017天津，理8】已知函数23,1,()2, 1.x x x f x x x x ⎧-+≤⎪=⎨+>⎪⎩设a ∈R ，若关于x 的不等式()||2x f x a ≥+在R 上恒成立，则a 的取值范围是（A ）47[,2]16-（B ）4739[,]1616-（C ）[23,2]-（D ）39[23,]16- 13.【2017课标3，理13】若x ，y 满足约束条件y 0200x x y y -≥⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩，则z 34x y =-的最小值为__________.14．【2017课标3，理14】设等比数列{}n a 满足a 1 + a 2 = –1, a 1 – a 3 = –3，则a 4 = ___________.15.【2017课标II ，理15】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，33a =，410S =，则11nk k S ==∑。

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。

第23讲证明数列不等式(解析版)

第23讲证明数列不等式参考答案与试题解析一．解答题（共47小题）1．（2021•浙江月考）设等差数列{}n a 的前为n S ，已知24a =，420S =．（1）求数列{}n a 的通项公式（2）记数列21{}n n a a +的前n 项和为n T ，求证：212n T n n <++ 【解答】解：（1）设等差数列{}n a 的首项为1a ，公差为d ，则由24a =，420S =得1144620a d a d +=⎧⎨+=⎩，故122a d =⎧⎨=⎩，故2n a n =．（2）证明：1222212111()()n n nT a a a a a a =++⋯++++⋯+ 而212n a a a n n ++⋯+=+．222222121111111()412n a a a n ++⋯+=++⋯+，故221111111[11]422312n T n n n n n n <+++-+-+⋯+-<++-2．（2021春•江油市校级期中）等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知对任意的*n N ∈，点(,)n n S ，均在函数(0x y b r b =+>且1b ≠，b ，r 均为常数）的图象上．（1）求r 的值；（2）当2b =时，记*1()4nn bn n N a +=∈，求数列{}n b 的前n 项和n T （3）由（2），是否存在最小的整数m ，使得对于任意的*n N ∈，均有3220n mT -<，若存在，求出m 的值，若不存在，说明理由．【解答】解：（1）因为对任意的*n N ∈，点(,)n n S ，均在函数(0x y b r b =+>且1b ≠，b ，r 均为常数）的图象上所以得n n S b r =+，当1n =时，11a S b r ==+，当2n 时，111()(1)n n n n n n a S S b r b r b b ---=-=+-+=-，又因为{}n a 为等比数列，∴公比为b ，所以21(1)a b bb a b r-==+，解得1r =-，首项11a b =-，1(1)n n a b b -∴=-（2）当2b =时，12n n a -=，111114422n n n n n n n b a -++++===⨯ 则234123412222n n n T ++=+++⋯+∴34521234122222n n n T ++=+++⋯+ 两式相减，得23412121111222222n n n n T +++=+++⋯+-31211(1)112212212n n n -+-+=+--12311422n n n +++=-- 113113322222n n n n n n T ++++∴=--=- （3）若3220n mT -<使得对于任意的*n N ∈，都成立 33(3)220nn m+∴--<，即3220n n m +<对于任意的*n N ∈，都成立又1(1)3320222n n nn n n ++++---=<， ∴32nn +的最大值在1n =时取得，最大值为2， ∴220m>，40m >，所以存在这样的41m =符合题意． 3．（2021春•兰山区校级月考）等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知对任意的*n N ∈，点(,)n n S 均在函数(0x y b r b =+>且1b ≠，b ，r 均为常数）的图象上．（1）求r 的值；（2）当2b =时，记*32(log 1)()n n b a n N =+∈，证明：对任意的*n N ∈，不等式1212111n nb b b b b b +++⋯>【解答】解：（1）由题意，n n S b r =+，当2n 时，11n n S b r --=+，∴11(1)n n n n a S S b b --=-=-且1b ≠，所以2n 时，{}n a 是以b 为公比的等比数列，又1a b r =+，2(1)a b b =-，21a b a =，即(1)b b b b r-=+，解得1r =-， r 的值1-；（2）证明：当2b =时，由（1）知12n n a -=，因此*2()n b n n N =∈，∴不等式为214121242n n+++⋯>①当1n =时，左式32=，右式=>右式，所以结论成立②假设*()n k k N =∈时结论成立，即214121242k k+++⋯>则当1n k =+时，2141212323212422(1)2(1)2k k kk k k k +++++⋯>+=++ 要证当1n k =+>只需证：2241294128k k k k ++>++成立，显然成立，∴当1n k =+时，214121232422(1)k k k k ++++⋯>+综合①②可知不等式1212111n nb b b b b b +++⋯>4．数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知对任意的n N +∈，点(,)n n S 均在函数1(0x y b b =->且1b ≠，b 均为常数）的图象上．（1）求证：{}n a 是等比数列；（2）当2b =时，记1()4n n n b n N a ++=∈，证明：数列{}n b 的前n 项和32n T <．【解答】（1）证明：数列{}n a 的前n 项和为n S ，对任意的n N +∈，点(,)n n S 均在函数1x y b =-的图象上，∴1n n S b =-，111a S b ==-，当2n 时，11111(1)n n n n n n a S S b b b b --=-=--+=-．1n =时，上式成立，∴1(1)n n a b b=-，*n N ∈．{}n a ∴是等比数列．（2）2b =时，12n n a -=，11142n n n n n b a +++==， 231231222n n n T ++=++⋯+，① 34212212222n n n T ++=++⋯+，② ①-②，得：3412111111222222n n n n T +++=+++⋯+-1211(1)118212212n n n -+-+=+--23342n n ++=-， ∴13322n n n T ++=-， 32n T ∴<． 5．（2021•临沂期中）等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知对任意*n N ∈，点(,)n n S 均在函数2(x y r r =+为常数）的图象上．（1）求r 的值；（2）记*()n n b na n N =∈，数列{}n b 的前n 项和为n T ，试比较2n S 与n T 的大小．【解答】解：（1）因为对任意的n N +∈，点(,)n n S ，均在函数2(x y r r =+为常数）的图象上．所以得2n n S r =+，当1n =时，112a S r ==+，当2n 时，11112(2)222n n n n n n n n a S S r r ----=-=+-+=-=，又因为{}n a 为等比数列，所以112a r ==+ 故1r =-；（2）由（1）可知，12n n a -=，21n n S =-，*n N ∈ 又由*()n n b na n N =∈，则1*2()n n b n n N -=∈，则数列{}n b 的前n 项和为01232112223242(1)22n n n T n n --=⨯+⨯+⨯+⨯+⋯+-⨯+⨯①12341212223242(1)22n n n T n n -=⨯+⨯+⨯+⨯+⋯+-⨯+⨯②①-②得到：00123212(12)2222222212n n n nn n T n n ----=++++⋯++-⨯=-⨯-即221(1)21n n n n T n n =⨯-+=-⨯+所以22212221(3)23n n n n n n T S n n -=⨯-+-⨯+⨯=-⨯+ 当1n =时，21n n T S -=-，2n n T S ∴<；当2n =时，21n n T S -=-，2n n T S ∴<；当2n >时，20n n T S ->，2n n T S ∴>．综上，当1n =，2时，2n n T S <；当2n >时，2n n T S >．6．已知二次函数1k 图象经过坐标原点，其导函数为()62f x x '=-，数列{}n a 的前n 项和为n S ，点(n ，*)()n S n N ∈均在函数()y f x =的图象上；又11b =，1(2)3n n c a =+，且22112312222n n n n n a b b b c ---+++⋯++=，对任意*n N ∈都成立，（1）求数列{}n a ，{}n b 的通项公式；（2）求数列{}n n c b 的前n 项和n T ；（3）求证：()(1)(0)i ln x x +<>；2*2221()(4(1)ni i ilna n n ii n N a n =--<∈+∑，2)n ．【解答】解：（1）设二次函数2()f x ax bx =+，()2f x ax b '=+， 262a b ∴==-，则2()32f x x x =-， (,)n n S 在232y x x =-上，232n S n n ∴=-．当2n 时1n n n a S S -=-22323(1)2(1)65n n n n n =---+-=- 又1n =时1321615a =-==⨯-符合， 65n a n ∴=-，则163(2)2133n n n c a n -=+==-，由22112312222n n n n n b a b b b c ---+++⋯++=得，2211231222221n n n n b a b b b n ---+++⋯++=-①，令1(2)n n n =-代入上式得，22212311222223n n n n b a b b b n ----+++⋯++=-②， ①-②得，122n n b -=，即22(2)n n b n -=，又11b =不满足上式，∴21122n nn b n -=⎧=⎨⎩，（3）由（2）得，211(21)22n n nn c b n n -=⎧=⎨-⎩， 122135272(21)2n n T n ---∴=++⨯+⨯+⋯+-⨯③， 123111325272(21)222n n T n ----=+⨯+⨯+⨯+⋯+-⨯④， ③-④得，1221172(222)(21)222n n n T n ----=+++⋯+--⨯21111(1)711222(21)2(23)212212n n n n n ----=+⨯--⨯=-+⨯-，则211(23)2n n T n -=-+⨯，（3）()i 设()(1)(0)g x x ln x x =-+>，则1()1011x g x x x '=-=>++， ()g x ∴在(0,)+∞上是增函数， ()(0)0g x g ∴>=，即(1)0x ln x -+>，故(1)(0)ln x x x +<>； ()(1)(0)ii ln x x x +<>，当*n N ∈，2n 时，令1n n =-代入上式得： 1lnn n <-，即111lnn n n n n-<=-，令2n n =代入上式得，22211lnn n n <-，∴2211(1)2lnn n n<-则222222222231111(111)23223ni lni ln ln lnn in n ==++⋯+<-+-+⋯+-∑22211111111[(1)()][(1)()]22322334(1)n n n n n =--++⋯+<--++⋯+⨯⨯+ 1111111[(1)()]223341n n n =---+-+⋯+-+ 21111121[(1)()][(1)]22122(1)4(1)n n n n n n n n ---=---=--=+++，故结论成立．7．11()43x f x b -+=-⨯+，等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，点(n P n ，*)()n S n N ∈均在函数()y f x =上．（1）求b 的值及数列{}n a 的通项公式；（2）设32log (8)n n b a =⨯，记数列{}n b 的前n 项和为n T ，是否存在*k N ∈，使得1212n T T T k n++⋯+<对任意*n N ∈恒成立？若存在，求出k 的最小值；若不存在，请说明理由．【解答】解：（1）依题意，1143n n S b -+=-⨯+，当2n 时，21143n n S b -+-=-⨯+，12111144433n n n n n n a S S -+-+-+-∴=-=-⨯+⨯=，114144n n n n a q a -+-+∴===，∴2121111144114433a ab b -+-+===-⨯+-，即43b =， ∴数列{}n a 的通项公式14n n a -+=；（2）结论：存在*k N ∈，使得1212n T T T k n++⋯+<对任意*n N ∈恒成立．理由如下：由（1）可知12242n n n a -+-+==，39222118222n n n a -+-+∴⨯=⨯=， 322log (8)log 2n n b a ∴=⨯=211211n n -+=-+，2(1)211102n n n T n n n +∴=-+=-+， ∴21010n T n n n n n-+==-， ∴2212(1)119119136110()122222224n T T T n n n n n n n +++⋯+=-=-+=--+， ∴当9n =或10时1212n T T T n ++⋯+取最大值211910104522-⨯+⨯=， ∴存在*k N∈，使得1212n T T T k n++⋯+<对任意*n N ∈恒成立，且k 的最小值为45．8．已知*)n a n N =⋯+∈，求证：3(1)1(1)23n n n a n +<<+．【解答】证明：(1n n n n <<+，12231n n ∴++⋯+<⋯+<++⋯++，∴3(1)(3)1(1)223n n n n n ++<+． ∴3(1)1(1)23n n n a n +<<+． 9．（2021•嘉兴模拟）设数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知1a ，n a ，n S 成等差数列，且542a S =+，*n N ∈．（Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式；（Ⅱ）记2n n n a b S =，*n N ∈，证明：123144(21)nn b b b ++⋯+--，*n N ∈．【解答】解：（Ⅰ）1a ，n a ，n S 成等差数列，可得12n n a a S =+，当2n 时，1112n n a a S --=+，两式相减可得1122n n n n n a a S S a ---=-=，即12n n a a -=，可得{}n a 为公比为2的等比数列，则11(12)(21)12n n n a S a -==--，由542a S =+，可得44112(21)2a a =-+，解得12a =，则2n n a =，*n N ∈；（Ⅱ）证明：2224(21)nn n n n a b S ==-，当2n 时，1211222111()4(21)4(21)(22)4(21)(21)42121n n n n n n n n n n nb ---=<==--------，则121111111131(1)24337212144(21)n n n n b b b -++⋯+<+-+-+⋯+-=----，当1n =时，131144(21)2a -==⨯-，则等号取得，则123144(21)nn b b b ++⋯+--，*n N ∈． 10．（2021春•秀山县校级月考）设函数()(1)f x ln x =+，22()()1x xg x a a R x+=∈+．（1）若函数()()()h x f x g x =-在定义域内单调递减，求a 的取值范围；（2）设*n N ∈，证明：3422212(1)(1)(1)(ne e n n n++⋯+<为自然对数的底数）．【解答】（1）解：函数()h x 的定义域为(1,)-+∞，且22()()()(1)1x xh x f x g x ln x a x+=-=+-+，则22221(22)(1)(2)(1)(22)()1(1)(1)x x x x x a x x h x a x x x ++-++-++'=-=+++，由于()h x 在(1,)-+∞内单调递减，则()0h x '对(1,)x ∈-+∞恒成立，即2(1)(22)0x a x x +-++对(1,)x ∈-+∞恒成立，⋯（2分）从而21()22max xa x x +++，则11()1211max a x x=+++，故a 的取值范围为1[,)2+∞⋯（4分）（2）证明：取12a =，由第（1）问可知()h x 在(0,)+∞为单调递减函数，从而()(0)0h x h <=；则212(1)21x xln x x++<+对(0,)x ∈+∞，均成立，⋯（6分）令2(1,2,,)kx k n n ==⋯，有222222222()2111(1)()()22211k k k k k k k n n ln k n n n k n n n++<=+++++；⋯（9分）从而22212[(1)(1)(1)]n ln n n n ++⋯+ 2222222221211212(1)(1)(1)()2111n n n ln ln ln n n n n n n n n n =++++⋯++<++⋯++++⋯++++ 221(1)(1)3[3]4(1)4n n n n n -+-=-+，故3422212(1)(1)(1)ne n n n++⋯+<⋯（12分）11．（2021春•阳江校级月考）设数列{}n a 满足12a =，211n nn a a na +=-+，1n =，2，3，⋯，（1）求2a ，3a ，4a ；（2）猜想出{}n a 的一个通项公式，并用数学归纳法证明你的结论；（3）设21n n b a =，数列{}n b 的前n 项和为n T ，求证：34n T <．【解答】解：（1）由12a =，得221113a a a =-+=，2322214a a a =-+=，45a =．（2）由此猜想{}n a 的一个通项公式：1(1)n a n n =+．下面用数学归纳法证明如下：①当1n =时，1211a ==+，等式成立． ②假设当n k=时等式成立，即1k a k =+，那么2211(1)(1)12(1)1k k k a a ka k k k k k +=-+=+-++=+=++，也就是说，当1n k =+时，1(1)1k a k +=++也成立．根据①②对于所有1n ，有1n a n =+．证明：（3）2211111(1)(1)1n n b a n n n n n ==<=-+++， 22222211111111111111111111113()()()()234(1)22334(1)(1)42334114214n T n n n n n n n n n n n ∴=+++⋯++<+++⋯++=+-+-+⋯+-+-=+-<+⨯⨯-+-++12．（2012秋•济源校级期中）设数列{}n a 满足121(2)n n a a n -=+，且11a =，2log (1)n n b a =+ （1）求数列{}n a 的通项公式；（2）设数列21{}n n b b +的前n 项和为n S ，证明：34n S <．【解答】（1）解：因为121(2)n n a a n -=+，所以112(1)(2)n n a a n -+=+，所以数列{1}n a +是以112a +=为首项，以2为公比的等比数列．所以11222n n n a -+==．所以21n n a =-⋯（4分）（2）证明：因为21n n a =-，所以2log (1)n n b a n =+=⋯（6分）所以211111()(2)22n n b b n n n n +==-++．⋯（8分）所以111111111111(1)(1)23241122212n S n n n n n n =-+-+⋯+-+-=+---++++31113()42124n n =-+<++．⋯（12分） 13．（2007•崇文区一模）已知数列{}n a 中，113a =，*11(2,)n n n n a a a a n n N --⋅=-∈，数列{}n b 满足*1()n nb n N a =∈．（Ⅰ）求数列{}n b 的通项公式；（Ⅱ）设数列1{}n nb 的前n 项和为n T ，证明3142n T n <-+．【解答】解：()I 当1n =时，1113b a ==，当2n 时，1111111n n n n n n n n a a b b a a a a ------=-==⋅，∴数列{}n b 是首项为3，公差为1的等差数列， ∴通项公式为2n b n =+；（5分）11()(2)n II nb n n =+， ∴1111132435(2)n T n n =++++⋅⋅⋅+ 11111111[(1)()()()]2324352n n =-+-+-++-+ 1311[()]2212n n =-+++ 1323[]22(1)(2)n n n +=-++ 23222(1)(2)(1)(2)2n n n n n n n ++>=+++++ ∴222(1)(2)2n n n n +-<-+++ ∴132313231[[]22(1)(2)22242n n n n n +-<-=-++++ ∴3142n T n <-+．（13分） 14．（2021春•绍兴期中）已知正项数列{}n a 满足：112a =，211(2)nn n n a a a a n --=+，n S 为数列{}n a 的前n 项和． ()I 求证：对任意正整数n ，有2nS n n； ()II 设数列21n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ，求证：对任意(0,6)M ∈，总存在正整数N ，使得n N>时，n T M >．【解答】证明：()I 正项数列{}n a 满足：112a =，211(2)nn n n a a a a n --=+， ∴22211022a a --=，20a >，解得2312a =<．猜想212nn a -．下面利用数学归纳法证明： ()i 当1n =时，112a =成立．()ii 假设*n k N =∈时，212kk a -成立．则1n k =+时，211121(1)(1)2kk k k k a a a a+++-=++，解得1(21)k k a +-+=(21)212k k -++=．因此1n k =+时也成立．综上可得：*n N ∀∈，212nn a -成立． 21321(121)22242nn n n n S -+-∴++⋯+==，故对任意正整数n ，有2nS n n． ()II 由（Ⅰ）知10n n a a +>>，22121a a a =+，21a =，()1xf x x =+在区间(0,)+∞上单调递增， 121121112n n n n a a a a a a +++∴-==++． 11122111(1)222n n n n n n a a a a a a a a n ---∴=+-+-+⋯+--+=，当2n 时，2211111n n n n na a a a a -+==+，21111n n n a a a -=-，222212*********6n n nT a a a a a a n∴=++⋯+=+--，令26M n ->，26n M>-，设0N 为不小于26M -的最小整数，取01N N =+（即2[]1)6N M=+-，当n N >时，n T M >．∴对任意(0,6)M ∈，总存在正整数N ，使得n N >时，n T M >．15．（2021•邯郸一模）已知正项数列{}n b 的前n 项和n S 满足：2*632()n nn S b b n N =++∈，且12b <．（Ⅰ）求{}n b 的通项公式；（Ⅱ）设数列{}n a 满足：1112,(1)(2,n n na a a nb -==+且*)n N ∈，试比较n a 的大小，并证明你的结论．【解答】解：（Ⅰ）数列{}n b 的前n 项和n S 满足：2*632()n nn S b b n N =++∈，① ∴当1n =时，2111632b b b =++，11b =或12b =， 12b <，11b ∴=．当2n ，*n N ∈时，2111632n n n S b b ---=++，②由①-②得：22116(32)(32)n n n n n b b b b b --=++-++，22113()n n n n b b b b --∴-=+，正项数列{}n b ， 13n n b b -∴-=，∴数列{}n b 是首项为1，公差3的等差数列．13(1)32n b n n ∴=+-=-， {}n b ∴的通项公式为：32n b n =-．（Ⅱ）结论为：n a > 证明：由（Ⅰ）知：32n b n =-． 11(1)n n na ab -=+，(2n 且*)n N ∈， 11(1)32n n a a n -∴=+-， ∴13132n n n a a n --=-， ∴2154a a =， 3287a a =，⋯13132n n n a a n --=-，又12a =，∴上述n 个式子叠乘，得：25811(31)4710(32)n n a n ⨯⨯⨯⨯⋯⨯-=⨯⨯⨯⋯⨯-．要比较n a的大小，只要比较3n a 与1n b +的大小， 0n a >，0n b >，∴只要比较31n n a b +与1 的大小．记33[258(31)]()[47(32)](31)n f n n n ⨯⨯⨯⋯⨯-=⨯⨯⋯⨯-+，f （1）33(25)12514432⨯==>⨯， 332332(1)(32)(31)543641()(31)(34)54274f n n n n n n f n n n n n n ++++++==>+++++， ()1f n ∴>，则有：n a >16．（2021•安徽三模）已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且*121111()()2n nn a n N S S S +=++⋯+∈ ①求1a ，2a ，3a ；②求数列{}n a 的通项公式n a ； ③若数列{}n b 满足11b =，11(2)n n nb b n a -=+，求证：21231111122()(2)234n n b b b b b n n-<++++⋯+．【解答】解：①由121111()2n nn a S S S +=++⋯+， ∴11111a S a ==，11a ∴=（负值舍去），同理：22a =，33a =；②猜想：n a n =（下面用数学归纳法证明)n a n =，当1n =时，命题成立；假设当n k =时命题成立，即k a k =， 112121111()2k k k k a S S S S +++=++⋯++，k a k =，∴(1)2k k k S +=， 121111111111112[(1)()()]2231k k k k S S S S k k S a ++++⋯++=-+-+⋯+-+++ 1111212(1)11k k k k k k S a k S a ++=-+=+++++， ∴11221()(1)212k k k k a k k k a+++=++++， 222112(1)(3)(1)(2)(1)0k k k a k k a k k k ++∴++--+++=， 211[2(1)(2)(1)][(1)]0k k k a k k a k ++∴++++-+=， 11k a k +∴=+，∴当1n k =+时命题成立． n a n ∴=．③11n n nb b a -=+， ∴22211112()n n n n n b b b a a --=++， ∴22211112()n n n n nb b b a a ---=+， ∴22112122223231111112()()n n n nb b b b b a a a a a a --=++⋯++++⋯+， ∴212122211111112()()2323n n b b b b n n-=+++⋯++++⋯+， 22211111111111(1)()()()1(2)23223341n n n n n++⋯+<-+-+-+⋯+-=--， ∴2121111112(!)123n n b b b b n n-<+++⋯++-， 21231111122()(2)234n n b b b b b n n-∴<++++⋯+．17．（2021春•历下区校级期中）（1）已知0a b >>，0m >，比较b a 和b m a m++的大小并给出解答过程；（2）证明：对任意的n N +∈，不等式357212462n n+⋯ 【解答】解：（1）b m ba m a+>+．由条件()()()()()b m b a b m b a m m a b a m a a a m a a m ++-+--==+++，a b >，0m >，∴()0()m a b a a m ->+，∴0b m ba m a +->+， ∴b m ba m a+>+；（2）证明：由（1）所得结论得若0a b <<，0m >，则b b ma a m+>+，可得3355772121()()()()22446622n n n n++⋯ 3456782122()()()()1234567221n nn n n ++>⋯=++，两边开方，命题得证，由①、②可得对任意的n N +∈，不等式357212462n n+⋯> 18．（2021•盐城三模）（1）已知*0,0()i i a b i N >>∈，比较221212b b a a +与21212()b b a a ++的大小，试将其推广至一般性结论并证明；（2）求证：3*01213521(1)()2n nn n n n n n n N C C C C +++++⋯+∈．【解答】解：（1）22222212211212121212()()()b b a b a b a a b b a a a a ++=+++，因为0i a >，0i b >，所以222112120,0a b a b a a >>，则2222112211212122a b a b a b b b a a a +⨯=，所以22222121212121212()()2()b b a a b b b b b b a a ++++=+，即22212121212()()()b b a a b b a a +++．所以22212121212()b b b b a a a a +++，当且仅当22211212a b a b a a =，即2112a b a b =时等号成立． ⋯⋯（2分）推广：已知0i a >，*0(i b i N >∈，1)i n ，则222212121212()n n nnb b b b b b a a a a a a ++⋯+++⋯+++⋯+．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4分）证明：①当1n =时命题显然成立；当2n =时，由上述过程可知命题成立； ②假设(2)n k k =时命题成立，即已知0i a >，*0(i b i N >∈，1)i k 时，有222212121212()k k k kb b b b b b a a a a a a ++⋯+++⋯+++⋯+成立，则1n k =+时，222222112112121121()()k k k k k k k k b b b b b b b b a a a a a a a a ++++++⋯+++⋯+++++⋯+，由22212121212()b b b b a a a a +++，可知222121121121121()()k k k k k k k k b b b b b b b b a a a a a a a a ++++++⋯+++⋯+++++⋯+++⋯++，故22222112112121121()k k k k k k k k b b b b b b b b a a a a a a a a ++++++⋯++++⋯++++⋯++，故1n k =+时命题也成立．综合①②，由数学归纳法原理可知，命题对一切*n N ∈恒成立． ⋯⋯（6分）（注：推广命题中未包含1n =的不扣分）（2）证明：由（1）中所得的推广命题知01213521nn n n nn C C C C ++++⋯+ 22222012012135(21)[135(21)]35(21)35(21)n nn n n n n n n nn n C C C n C C C C n C ++++⋯++=+++⋯+++++⋯++①，⋯（8分）记01235(21)nn n n n n S C C C n C =+++⋯++，则10(21)(21)n n n n n n S n C n C C -=++-+⋯+，两式相加，得0122(22)(22)(22)(22)nn n n n n S n C n C n C n C =++++++⋯++，012(22)()(22)2nn n n n n n C C C C n =++++⋯+=+⨯，故(1)2n n S n =+⨯②，又2241(21)[135(21)][(1)](1)2n n n n +++++⋯++=⨯+=+③，将②③代入①，得222243012135(21)(1)(1)35(21)(1)22nn nn n n nn n n C C C n C n ++++++⋯+=++，所以，301213521(1)2nnn n n n n n C C C C +++++⋯+，证毕． ⋯⋯（10分） 19．（2021春•枣庄校级月考）（1）已知a ，b ，m 都是正数，且a b <，用分析法证明a m ab m b+>+；（2）已知数列{}n a 的通项公式为312n n a -=，*n N ∈．利用（1）的结论证明如下等式：123111132n a a a a +++⋯+<．【解答】证明：（1）要证a m ab m b+>+，由于a ，b ，m 都是正数，只需证()()a b m b a m +<+，即ab am ab bm +<+，只需证am bm <因为0m >，所以只需证a b <，又已知a b <，所以原不等式成立（2）证明：1231nn a =-．当1n =时，左式312=<=右式．当1n >，*n N ∈时，由（1）知：11221131(31)13n n n n a -+=<=--+ 于是2112311111113131(1)333232n n n a a a a -+++⋯+<+++⋯+=-< 综上可得123111132n a a a a +++⋯+< 20．（2021•杭州期中）已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足13210n n a S ++-=，且113a =．（Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式；（Ⅱ）设113n n nb S =+，证明：1231712nb b b b n +++⋯+<+．【解答】（本小题满分12分）解：（Ⅰ）由112211113210,393n n a S a a a a ++-==⇒=⇒=；------------------（1分）当2n 时，111321033220n n n n n n a S a a S S -+-+-=⇒-+-=-----------（2分）∴113n n a a +=，(2)n ，----------------------------------（3分）又2113a a =，∴数列{}n a 是以13为首项，13为公比的等比数列， ∴13n na =．-------------（4分）证明：（Ⅱ）由（Ⅰ）可得112(1)12331n n n n S b =-⇒=+-------------------------（5分）∴12323222231313131n n b b b b n +++⋯+=+++⋯++---- 欲证1231712n b b b b n +++⋯+<+，只需证232222173131313112n +++⋯+<------------------------------（7分）令231n n c =-，记{}n c 的前n 项和为nT ，即证1217171171,11212412n T T T <=<=+<------------------------------------------（8分）当3n 时，12211313113n n n -+<=-----------------------------------+（10分）∴当3n 时，223111(1)11115513179311433344921213n n n T ---<++++⋯+=+<+=------------------（12分）综上，1231712n b b b b n +++⋯+<+对*n N ∈成立． 21．（2021•沙坪坝区校级一模）已知数列{}n a 的前n 项之积n T 满足条件：①1{}nT 为首项为2的等差数列；②2516T T -=．（1）求数列{}n a 的通项公式n a ；（2）设数列{}n b 满足n n b a ，其前n 项和为n S ．求证：对任意正整数n ，有104n S <<．【解答】解：（1）设数列1n T ⎧⎫⎨⎬⎩⎭公差为d ，因为数列1n T ⎧⎫⎨⎬⎩⎭首项为2，所以2511,224T T d d ==++，由方程2516T T -=可得1112246d d -=++，解得1d =，所以12(1)11n n n T =+-⨯=+，即11n T n =+，因为数列{}n a 的前n 项之积n T ，所以当2n 时，11111n n n T nn a T n n-+===+，当1n =时，1112a T ==符合，所以1n n a n =+，证明：（2）由（1）得，2222()01n n n n n n n b a n --===>+，所以数列{}n b 前n 项和0n S >，同由上面可知：1nn +，222222221111(2)(1)(2)(1)()2(1)(2)2122211n n n n n n n n n n n n b n n n n n n n n --++++<===-++++⨯⨯++，所以1231111111[()()()]2233412n n S b b b b n n =+++⋯+<-+-+⋯+-++1111()2224n =-<+，综上可得，104n S <<． 22．已知数列{}n a 中，n S 为{}n a 的前n 项和，13n n a S n +=-+，*n N ∈，12a =．（1）求{}n a 的通项公式；（2）设*()2n n n b n N S n =∈-+，数列{}n b 的前n 项和为n T ，求证：*14()33n T n N <∈．【解答】解：（1）当1n =时，2111324a S a =-+=+=， 13n n a S n +=-+，可得14n n a S n -=-+，两式相减可得，11n n n a a a +-=-，即有112(1)n n a a +-=-，即为数列{1}n a -为第二项起为等比数列，则2132n n a --=，1n >，n N ∈，即有22,1321,1n n n a n -=⎧=⎨+>⎩；（2）13n n a S n +=-+，可得1322n n S n -=-+，则1232n n n n nb S n -==-+，即有前n 项和为211233323232n n nT -=+++⋯+， 231123232323232n nnT =+++⋯+，两式相减可得，21111112332323232n n nn T -=+++⋯+-11()12133212n nn -=--，化简可得4412()33232n n nnT =--，由于{}bn 各项大于0，可得113n T T =，由不等式的性质可得43n T <．故*14()33n T n N <∈． 23．（2021•宾阳县校级期中）已知公差不为0的等差数列{}n a 满足：11a =且2a ，5a ，14a 成等比数列．（1）求数列{}n a 的通项公式n a 和前n 项和n S ；（2）证明不等式12331111112(221n n n S S S S n-<+++⋯+<-+且*)n N ∈ 【解答】解：（1）设数列{}n a 公差为d ，因为2a ，5a ，14a 成等比数列．所以25214a a a =，即2(14)(1)(113)d d d +=++得2360d d -=又0d ≠，所以2d =．故2(121)12(1)21,2n n n na n n S n +-=+-=-==．（6分）（2）证明：由（1）得211n S n=，因为当2n 时，2111(1)(1)n n n n n <<+-．即21111111n n n n n-<<-+-．所以22221111111111111111111233412342231n n n n n+-+-+⋯+-<++++⋯+<+-+-+⋯+-+-．即1233111111221n n S S S S n-<+++⋯+<-+．（12分）24．已知函数()f x lnx =，3()2ag x x=-，(a 为常数）（1）若方程2()()f x e g x =在区间1[2，1]上有解，求实数a 的取值范围；（2）当1a =时，证明不等式()()2g x f x x <<-在[4，)+∞上恒成立；（3）证明：(Tex translation failed)，*()n N ∈（参考数据：20.693)ln ≈ 【解答】解：（1）()f x lnx =，3()2ag x x=-， ∴方程2()()f x e g x =可化为232a x x=-．即332a x x =-+．令33()2h x x x =-+．则23()32h x x '=-+．由23()302h x x '=-+=得，2x =，或2x =-（舍去）．当x ∈时，23()302h x x '=-+>．()h x 单调递增．当x ∈时，23()302h x x '=-+<．()h x 单调递减．15()28h =，h （1）12=，h =．1[2x ∴∈，1]时，1()[2h x ∈． ∴方程2()()f x e g x =在区间1[2，1]上有解等价于1[22a ∈．（2）1a =时，不等式()()g x f x <可化为 312lnx x-<，即132lnx x +>．令1()r x lnx x=+．则211()r x x x '=-．当[4x ∈，)+∞时，()r x 单调递增． ()min r x r ∴=（4）13442ln =+>． ∴当[4x ∈，)+∞时，()()g x f x <恒成立．()2f x x <-可化为 2lnx x <-，即2lnx x -<-．令()k x lnx x =-． 1()1k x x'=-．当[4x ∈，)+∞时，()k x 单调递减． ()max k x k ∴=（4）442ln =-<-．∴当[4x ∈，)+∞时，()2f x x <-恒成立．∴当1a =时，证明不等式()()2g x f x x <<-在[4，)+∞上恒成立．（3）()f x lnx =，2(21)(1)()2(21)(1)f k f k f k ln k ln k lnk ∴+-+-=+-+- 2(21)(1)k lnk k +=+ 1(4)(1)f k k =++，由（2）可知，31()22f x x x-<<-， ∴3111(4)4212(1)(1)4(1)f k k k k k k -<+<+-++++，即3(1)111(4)224(1)1(1)1k k f k k k k k k +-<+<-+++++， ∴51111(4)2416(1)4(1)1f k k k k k k +<+<-+++++， ∴(Tex translation failed)，*n N ∈，∴(Tex translation failed)．25．（2021•衡水校级模拟）已知函数()cos sin (0)f x x x x x =->．（1）求函数()f x 在点(2π，())2f π处的切线方程；（2）记n x 为()f x 的从小到大的第*()n n N ∈个极值点，证明：不等式*2222212311117()4n n N x x x x π+++⋯+<∈．【解答】（1）解：()cos sin cos sin f x x x x x x x '=--=-，则切线的斜率为()sin 2222f ππππ'=-=-，又()12f π=-，故函数()f x 在点(,())22f ππ处的切线方程为(1)()22y x ππ--=--，即21024x y ππ++-=．（2）证明：由()sin 0f x x x '=-=，0x >，得*()n x n n N π=∈，所以当2n 且*n N ∈时，22222111111()(1)(1)2(1)(1)n x n n n n n πππ=<=--+-+．所以当2n 时，*n N ∈时，2222222222212311111111111111111111111117(1)(1)(1)23243531211221224n x x x x n n n n n n n n πππππππ+++⋯+<+-+-+-+⋯+-+-+-=++--<++=----++．又当1n =时，22211174x ππ=<．综上，*2222212311117()4n n N x x x x π+++⋯+<∈． 26．（2012•洛阳模拟）已知函数1()1()af x lnx ax a R x-=-+-∈．（Ⅰ）当12a <时，讨论()f x 的单调性；（Ⅱ）当0a =时，对于任意的n N +∈，且2n ，证明：不等式111321(2)(3)()42(1)n f f f n n n +++⋯+>-+．【解答】()I 解：函数的定义域为(0,)+∞，求导函数可得221()ax x a f x x-++-'= 当0a =时，21()x f x x -'=，令21()0x f x x -'=>可得1x >，令21()0x f x x-'=<，0x >，01x ∴<<，∴函数()f x 在(1,)+∞上是增函数，在(0,1)上是减函数；当0a <时，令221()0ax x a f x x -++-'=>得210ax x a -+-+>，解得1x >或11x a<-（舍去），此时函数()f x 在(1，_+∞上增函数，在(0,1)上是减函数；当102a <<时，令221()0ax x a f x x -++-'=>得210ax x a -+-+>，解得111x a<<- 此时函数()f x 在1(1,1)a -上是增函数，在(0,1)和1(1a-，)+∞上是减函数⋯（6分）()II 证明：由()I 知：0a =时，1()1f x lnx x=+-在(1,)+∞上是增函数， 1x ∴>时，()f x f >（1）0=设221()()(1)(1)g x f x x lnx x x x=--=+->，则22(1)(221)()x x x g x x -+-+'=22210x x -+>恒成立，1x ∴>时，()0g x '<，()g x ∴在(1,)+∞上单调递减 1x ∴>时，()g x g <（1）0=，即2()1f x x <-()0f x >，∴211111()()1211f x x x x >=---+ ∴1111111111111321(1)(1)(2)(3)()23241122142(1)n f f f n n n n n n n +++⋯+>-+-+⋯+-=+--=--+++∴不等式得证⋯（12分）27．证明不等式：3721135932n n n -+++⋯+<-．【解答】证明：1212121221323322n n n n n n n n ------++⋯+=-++⋯+，由11211213(221)2(3322)n n n n n n n -------++⋯+-++⋯+121211(32232)(34)n n n n n n ------=-+⋯+- 221132(34)(34)0n n n n ----=-+⋯+-，当1n =取得等号，即有11212323n n nn n ----，则113721242115932393n n n nn ---+++⋯+<+++⋯+- 21()2333()32313nn -==-<-．故原不等式成立．28．（2021春•辛集市校级月考）已知()(1)(1)f x x ln x =++． ()I 求函数()f x 的单调区间；（Ⅱ）设函数2()2()1g x x f x x =-+，若关于x 的方程()g x a =有解，求实数a 的最小值；（Ⅲ）证明不等式：*111(1)1()23ln n n N n+<+++⋯+∈ 【解答】（Ⅰ）解：()(1)(1)f x x ln x =++，(1)x >-，()(1)1f x ln x '=++，由()0f x '=，得11x e=-，当1(1,1)x e∈--时，()0f x '<；1(1x e ∈-，)+∞，()0f x '>．∴函数()f x 的单调增区间为：1(1e -，)+∞，单调减区间为：1(1,1)e--．（Ⅱ）函数2()2()22(1)1g x x f x x ln x x =-=-++，(1)x >- 2()21g x x '=-+，令()0g x '=，得0x =． (1,0)x ∈-时，()0g x '<，(0,)x ∈+∞时，()0g x '> ()g x ∴在(1,0)-递减，在(0,)+∞递增， ()(0)0g x g ∴=，∴关于x 的方程()g x a =有解，则实数a 的最小值为0．（Ⅲ）证明：由（Ⅱ）得(1)x ln x >+在(0,)+∞上恒成立，令1x n =，则有111(1)(1)ln ln n lnn n n n+<⇒+-< 1211ln ln ∴-<，1322ln ln -<，1433ln ln -<，⋯，1(1)ln n ln n+<<∴11(1)112ln n ln n+-<++⋯+ *111(1)1()23ln n n N n∴+<+++⋯+∈． 29．（2021•大庆一模）已知函数()1f x ax lnx =-+ （1）若不等式()0f x 恒成立，则实数a 的取值范围；（2）在（1）中，a 取最小值时，设函数()(1())(2)2g x x f x k x =--++．若函数()g x 在区间1[,8]2上恰有两个零点，求实数k 的取值范围；（3）证明不等式：2*212(234)(n n ln n n N n-+⨯⨯⨯⋯⨯>∈且2)n ．【解答】解：（1）由题意知，10ax lnx -+恒成立．变形得：1lnx a x+．设1()lnx h x x+=，则()max a h x ．由2()lnxh x x '=-可知，()h x 在(0,1)上单调递增，在(1,)+∞上单调递减， ()h x 在1x =处取得最大值，且()max h x h =（1）1=．所以()1max a h x =，实数a 的取值范围是[1，)+∞．（2）由（1）可知，1a ，当1a =时，()1f x x lnx =-+，2()()(2)2(2)2g x x x lnx k x x xlnx k x =--++=--++， ()g x 在区间1[,8]2上恰有两个零点，即关于x 的方程2(2)20x xlnx k x --++=在区间1[,8]2上恰有两个实数根．整理方程得，222x xlnx k x -+=+，令221(),[,8]22x xlnx s x x x -+=∈+，22324()(2)x x lnx s x x +--'=+．令2()324x x x lnx ϕ=+--，1[,8]2x ∈，则(21)(2)()x x x xϕ-+'=，1[,8]2x ∈，于是()0x ϕ'，()x ϕ在1[,8]2上单调递增．因为ϕ（1）0=，当1[,1)2x ∈时，()0x ϕ<，从而()0s x '<，()s x 单调递减，当(1x ∈，8]时，()0x ϕ>，从而()0s x '>，()s x 单调递增， 192()2105ln s =+，s （1）1=，33122(8)5ln s -=，因为157262(8)()0210ln s s --=>，所以实数k 的取值范围是92(1,]105ln +．证明（3）由（1）可知，当1a =时，有1x lnx -，当且仅当1x =时取等号．令21x k=，则有22111ln k k -，其中*k N ∈，2k ．整理得：21111121111(1)1lnkk k k k k k k-=->-=-+--，当2k =，3，⋯，n 时，11221212ln >-+-，11231313ln >-+-，⋯，11211lnn n n>-+-，上面1n -个式子累加得：12(23)11ln n n n⨯⨯⋯⨯>--+．*n N ∈且2n ，即2212(23)n n ln n n-+⨯⨯⋯⨯>．命题得证．30．（2021春•荔湾区校级月考）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，当2n 时，121n n S S -=+．数列{}n b 满足121111222n n n n b b b n a a a --++⋯+=-+．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）求数列{}n b 的通项公式；（3）若数列{}n b 的前n 项和为n T ，求证：n n S T ．【解答】解：（1）解：11a =，当2n 时，121n n S S -=+①，2211213S a S ∴=+=+=，即22a =，又121n n S S +=+②，由②-①可得：12(2)n n a a n +=，又2122a a ==也适合，∴数列{}n a 是首项为1，公比为2的等比数列，12n n a -∴=；（2）解：数列{}n b 满足121111222n n n n b b b n a a a --++⋯+=-+③， ∴当1n =时，有1111b b a ==，当2n 时，有112212112(1)22n n n n b b b n a a a ----++⋯+=--+④，对式子④左右两边同时乘以12可得：112112122n n n n b b b n a a a ---++⋯+=-+⑤，由③-⑤可得：1nb n a =， 1n b na n ∴==(2)n ，又当1n =时也适合， n b n ∴=；。

高考数学数列不等式证明题放缩法十种方法技巧总结(无师自通)

1. 均值不等式法例1 设.)1(3221+++⋅+⋅=n n S n !求证.2)1(2)1(2+<<+n S n n n例2 已知函数bxa x f 211)(⋅+=，若54)1(=f ，且)(x f 在[0，1]上的最小值为21，求证：.2121)()2()1(1−+>++++n n n f f f ! 例3 求证),1(221321N n n n C C C Cn n nn n n ∈>⋅>++++−!.例4 已知222121n a a a +++=L ，222121n x x x +++=L ，求证：n n x a x a x a +++!2211≤1.2．利用有用结论例5 求证.12)1211()511)(311)(11(+>−++++n n ! 例6 已知函数.2,,10,)1(321lg )(≥∈≤<⋅+−++++=∗n N n a nn a n x f xx x x 给定!求证：)0)((2)2(≠>x x f x f 对任意∗∈N n 且2≥n 恒成立。

例7 已知112111,(1).2n nna a a n n +==+++ )(I 用数学归纳法证明2(2)n a n ≥≥；)(II 对ln(1)x x +<对0x >都成立，证明2n a e <（无理数 2.71828e ≈L）例8 已知不等式21111[log ],,2232n n N n n ∗+++>∈>L 。

2[log ]n 表示不超过n 2log 的最大整数。

设正数数列}{n a 满足：.2,),0(111≥+≤>=−−n a n na a b b a n n n 求证.3,][log 222≥+<n n b ba n再如：设函数()x f x e x =−。

（Ⅰ）求函数()f x 最小值；（Ⅱ）求证：对于任意n N ∗∈，有1().1nn k k ene =<−∑ 例9 设n n na )11(+=，求证：数列}{n a 单调递增且.4<n a3. 部分放缩例10 设++=a na 21111,23a aa n ++≥L ,求证：.2<n a例11 设数列{}n a 满足()++∈+−=N n na a a n n n 121，当31≥a 时证明对所有,1≥n 有：2)(+≥n a i n ； 21111111)(21≤++++++na a a ii !. 4 . 添减项放缩例12 设N n n∈>,1，求证)2)(1(8)32(++<n n n . 例13 设数列}{n a 满足).,2,1(1,211!=+==+n a a a a nn n 证明12+>n a n 对一切正整数n 成立；5 利用单调性放缩: 构造函数例14 已知函数223)(x ax x f −=的最大值不大于61，又当]21,41[∈x 时.81)(≥x f （Ⅰ）求a 的值；（Ⅱ）设∗+∈=<<N n a f a a n n ),(,21011，证明.11+<n a n 例15 数列{}n x 由下列条件确定：01>=a x ，,211⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=+n n n x a x x N n ∈．（I）证明：对2≥n总有a x n≥；(II) 证明：对2≥n 总有1+≥n n x x6 . 换元放缩例16 求证).2,(1211≥∈−+<<∗n N n n n n例17 设1>a ，N n n ∈≥,2，求证4)1(22−>a n a n.7 转化为加强命题放缩例18 设10<<a ，定义a a a a a nn +=+=+1,111，求证：对一切正整数n 有.1>n a 例19 数列{}n x 满足.,212211nx x x x n n n +==+证明.10012001<x例20 已知数列｛a n｝满足：a 1＝32，且a n＝n 1n 13na n 2n N 2a n 1∗≥∈－－（，）＋－（1）求数列｛a n ｝的通项公式；（2）证明：对一切正整数n 有a 1•a 2•……a n <2•n！8. 分项讨论例21 已知数列}{n a 的前n 项和n S 满足.1,)1(2≥−+=n a S n n n（Ⅰ）写出数列}{n a 的前3项321,,a a a ；（Ⅱ）求数列}{n a 的通项公式；（Ⅲ）证明：对任意的整数4>m ，有8711154<+++ma a a !.9. 借助数学归纳法例22（Ⅰ）设函数)10( )1(log )1(log )(22<<−−+=x x x x x x f ，求)(x f 的最小值；（Ⅱ）设正数n p p p p 2321,,,,!满足12321=++++n p p p p !，求证：np p p p p p p p n n −≥++++222323222121log log log log !10. 构造辅助函数法例23 已知()f x = 2ln 243x x +−,数列{}n a 满足()()*11 2 ,0211N n a f a n an ∈=<<−++（1）求()f x 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡−021，上的最大值和最小值; （2）证明：102n a −<<; （3）判断n a 与1()n a n N ∗+∈的大小，并说明理由.例24 已知数列{}n a 的首项135a =，1321n n n a a a +=+，12n =L，，．（Ⅰ）求{}n a 的通项公式；（Ⅱ）证明：对任意的0x>，21121(1)3n na x xx ⎛⎞−−⎜⎟++⎝⎠≥，12n =L ，，；（Ⅲ）证明：2121n n a a a n +++>+L ．例25 已知函数f(x)=x 2-1(x>0)，设曲线y=f(x)在点（x n ,f(x n )）处的切线与x 轴的交点为（x n+1,0）(n∈N *). (Ⅰ) 用x n 表示x n+1；（Ⅱ）求使不等式1n n x x +≤对一切正整数n 都成立的充要条件，并说明理由；（Ⅲ）若x 1=2，求证：.31211111121−≤++++++n n x x x !例1 解析此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k !=+=2121)1(+=++<+<k k k k k k ∵，)21(11∑∑==+<<∴nk n n k k S k ，即.2)1(22)1(2)1(2+<++<<+n n n n S n n n注：①应注意把握放缩的“度”：上述不等式右边放缩用的是均值不等式2ba ab +≤，若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk n ，就放过“度”了！②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式，这里3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。

数列不等式综合练习题

数列不等式综合练习题一、等差数列与不等式1. 已知等差数列{an}中，a1=1，a3=3，求满足不等式a_n > 0的最小正整数n。

2. 设等差数列{bn}的前n项和为Sn，若S4=8，S8=24，求满足不等式b_n < 5的最小正整数n。

3. 已知等差数列{cn}的公差为2，首项为1，求满足不等式c_n > 7的所有正整数n的个数。

二、等比数列与不等式1. 已知等比数列{dn}中，d1=2，d3=8，求满足不等式d_n < 64的所有正整数n。

2. 设等比数列{en}的前n项和为Tn，若T3=13，T6=121，求满足不等式e_n > 1的所有正整数n。

3. 已知等比数列{fn}的公比为1/2，首项为16，求满足不等式f_n < 1的所有正整数n的个数。

三、数列与不等式综合1. 已知数列{gn}的通项公式为gn = n^2 n + 1，求满足不等式gn > 10的所有正整数n。

2. 设数列{hn}的通项公式为hn = 3^n 2^n，求满足不等式hn < 100的所有正整数n。

3. 已知数列{kn}的通项公式为kn = 2n + 1，求满足不等式kn > 30的所有正整数n的个数。

四、数列不等式证明1. 证明：对于等差数列{an}，若a1 > 0，公差d > 0，则数列中存在正整数n，使得an > 0。

2. 证明：对于等比数列{bn}，若b1 > 1，公比q > 1，则数列中存在正整数n，使得bn > 1。

3. 证明：对于数列{cn}，若cn = n^2 + n + 1，则数列中存在正整数n，使得cn > 100。

四、数列不等式证明（续）4. 证明：对于数列{dn}，若dn = 2^n n^2，则存在正整数N，使得对于所有n > N，不等式dn > 0恒成立。

5. 证明：对于数列{en}，若en = n! / 2^n，则存在正整数M，使得对于所有n > M，不等式en < 1恒成立。

数列与不等式综合习题

数列与不等式的题型分类。

解题策略题型一求有数列参与的不等式恒成立条件下参数问题求得数列与不等式绫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⇔f(x）min≥M;f(x）≤M恒成立⇔f(x）max≤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】等比数列｛a n｝的公比q＞1,第17项的平方等于第24项，求使a1＋a2＋…＋a n＞错误!＋错误!＋…＋错误!恒成立的正整数n的取值范围.【分析】利用条件中两项间的关系，寻求数列首项a1与公比q之间的关系，再利用等比数列前n项公式和及所得的关系化简不等式，进而通过估算求得正整数n的取值范围。

【解】由题意得：（a1q16）2＝a1q23，∴a1q9＝1.由等比数列的性质知：数列{错误!}是以错误!为首项，以错误!为公比的等比数列,要使不等式成立，则须错误!＞错误!，把a错误!＝q-18代入上式并整理,得q-18（q n－1）＞q（1－错误!），q n＞q19，∵q＞1，∴n＞19，故所求正整数n的取值范围是n≥20.【点评】本题解答数列与不等式两方面的知识都用到了，主要体现为用数列知识化简，用不等式知识求得最后的结果。

本题解答体现了转化思想、方程思想及估算思想的应用。

【例2】(08·全国Ⅱ）设数列{a n}的前n项和为S n．已知a1＝a，a n+1＝S n＋3n,n∈N*．(Ⅰ）设b n＝S n－3n，求数列{b n}的通项公式；（Ⅱ）若a n+1≥a n,n∈N*，求a的取值范围．【分析】第（Ⅰ）小题利用S n与a n的关系可求得数列的通项公式；第（Ⅱ）小题将条件a n+1≥a n转化为关于n与a的关系，再利用a≤f（n)恒成立等价于a≤f(n）min求解．【解】（Ⅰ）依题意，S n+1－S n＝a n+1＝S n＋3n，即S n+1＝2S n＋3n，由此得S n+1－3 n+1＝2(S n－3n）．因此，所求通项公式为b n＝S n－3n＝(a－3）2 n-1，n∈N*, ①（Ⅱ)由①知S n＝3n＋（a－3）2 n-1,n∈N＊，于是，当n≥2时,a n＝S n－S n-1＝3n＋(a－3）2 n-1－3n-1－（a－3)2 n-2＝2×3n-1＋（a－3)2 n-2，a n+1－a n＝4×3 n-1＋(a－3)2 n-2＝2 n-2·［12·（错误!)n-2＋a－3]，当n≥2时，a n+1≥a n，即2 n-2·［12·（错误!）n-2＋a－3］≥0,12·(错误!）n-2＋a－3≥0，∴a≥－9，综上，所求的a的取值范围是［－9，＋∞]．【点评】一般地，如果求条件与前n项和相关的数列的通项公式，则可考虑S n与a n 的关系求解。

20道不等式组带解答过程

20道不等式组带解答过程篇一：不等式组是数学中非常重要的一个概念,用于求解具有不等性质的数列或不等式。

下面列出了20道不等式组题目,并附带解答过程。

1. 某项数列{a1, a2, a3, ...}的公差为2,首项为a1,求该数列的第10个数是多少?2. 已知数列{an}的前n项和为Sn,求数列{bn}的前n项和Sn"。

3. 某项数列{a1, a2, a3, ...}的前n项和为Sn,第n+1个数是a1,求数列{an}的前n+1个数是多少?4. 已知数列{an}的前n项和为Sn,求数列{bn}的前n+1项和Sn"。

5. 已知数列{an}的公比为2,首项为a1,求数列{bn}的前n项和。

6. 某项数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+1,求数列{bn}的前n+2个数是多少?7. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+2,求数列{bn}的前n+3个数是多少?8. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+3,求数列{bn}的前n+4个数是多少?9. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+4,求数列{bn}的前n+5个数是多少?10. 某项数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+5,求数列{bn}的前n+6个数是多少?11. 已知数列{an}的公比为2,首项为a1,求数列{bn}的前n项和。

12. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+6,求数列{bn}的前n+7个数是多少?13. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+7,求数列{bn}的前n+8个数是多少?14. 某项数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+8,求数列{bn}的前n+9个数是多少?15. 已知数列{an}的前n项和为Sn,第n+1个数是an+9,求数列{bn}的前n+10个数是多少?16. 已知数列{an}的公比为2,首项为a1,求数列{bn}的前n项和。

专题数列不等式 (解析版)

数列不等式(典型题型归类训练)目录一、典型题型题型一：数列不等式恒成立题型二：数列不等式能成立(有解)问题二、专题数列不等式专项训练一、典型题型题型一：数列不等式恒成立1(23-24高二下·河南南阳·期中)记数列a n 的前n 项和为S n ，已知a 1=-1，且a n +1+-1 n ⋅a n =8-2n ．(1)令b n =a 2n ，求数列b n 的通项公式；(2)若对于任意的n ∈ℕ*,2n +1⋅λ-6n +1+S 2n +1≥0恒成立，求实数λ的取值范围．【答案】(1)b n =9-4n (2)98,+∞．【分析】(1)分类讨论n 是奇数和偶数，利用递推公式计算即可；(2)先利用等差数列求和公式分组求和，再分离参数，令c n =n 22n ，判定其单调性，计算即可.【详解】(1)令n =2k -1，则a 2k -a 2k -1=10-4k ①，令n =2k ，则a 2k +1+a 2k =8-4k ②，②-①，得a 2k +1+a 2k -1=-2，又因为a 1=-1，所以可得a 2k -1=-1，代入①式，得a 2k =9-4k ，所以b n =9-4n ．(2)S 2n +1=S 奇 +S 偶，其中S 奇=-1 ⋅n +1 =-n +1 ，S 偶=b 1+b 2+⋯+b n =5n +n n -12×-4 =7n -2n 2，所以S 2n +1=-2n 2+6n -1．由2n +1⋅λ-6n +1+S 2n +1≥0，可得λ≥n 22n 恒成立．设c n =n 22n ，则c n +1-c n =n +1 22n +1-n 22n =-n 2+2n +12n +1，当1-2<n<1+2，即n=1,2时，c n+1-c n>0,c n<c n+1，当n>1+2，即n≥3时，c n+1-c n<0,c n>c n+1，所以c1<c2<c3>c4>c5>⋯，故c nmax=c3=98，所以λ≥98，即实数λ的取值范围为98,+∞．2(2024·广东韶关·二模)记R上的可导函数f x 的导函数为f x ，满足x n+1=x n-f x nf x nn∈N*的数列x n称为函数f x 的“牛顿数列”.已知数列x n为函数f x =x2-x的牛顿数列，且数列a n满足a1=2,a n=lnx nx n-1,x n>1.(1)求a2；(2)证明数列a n是等比数列并求a n；(3)设数列a n的前n项和为S n，若不等式(-1)n⋅tS n-14≤S2n对任意的n∈N∗恒成立，求t的取值范围.【答案】(1)4(2)证明见解析，a n=2n(3)-9≤t≤253【分析】(1)求出导函数，化简数列递推式，根据对数运算及递推式求解即可；(2)对递推式变形结合对数运算求得a n+1a n=2，利用等比数列定义即可证明，代入等比数列通项公式求解通项公式；(3)先利用等比数列求和公式求和，再把恒成立问题转化为(-1)n⋅t≤S n+14S n对任意的n∈N∗恒成立，令g x =x+14x，x∈0,+∞，利用导数研究函数的单调性，然后根据单调性求解函数最值，根据n的奇偶性分别求解范围即可.【详解】(1)因为f x =x2-x，则f x =2x-1，从而有x n+1=x n-f x nf x n=x n-x2n-x n2x n-1=x2n2x n-1，由a1=2,a n=lnx nx n-1，则2=lnx1x1-1，则x1x1-1=e2，解得x1=e2e2-1则有x2=x212x1-1=e4e4-1，所以a2=lnx2x2-1=2lnx1x1-1=4；(2)由x n+1=x2n2x n-1，则x n+1x n+1-1=x2n2x n-1x2n2x n-1-1=x2nx2n-2x n+1=x nx n-12，所以a n+1=lnx n+1x n+1-1=lnx nx n-12=2ln x n xn-1=2a n(x n>1)，故a n+1a n=2(非零常数)，且a1=2≠0，所以数列a n是以2为首项，2为公比的等比数列，所以a n=2×2n-1=2n；(3)由等比数列的前n项和公式得：S n=21-2n1-2=2n+1-2，因为不等式(-1)n⋅tS n-14≤S n2对任意的n∈N∗恒成立，又S n>0且S n单调递增，所以(-1)n⋅t≤S n+14S n对任意的n∈N∗恒成立，令g x =x+14x，x∈0,+∞，则g x =1-14x2=x2-14x2，当x∈0,14时，g x <0，g x 是减函数，当x∈14,+∞时，g x >0，g x 是增函数，又2=S1<14<S2=6，且g2 =9，g6 =253，g6 <g2 ，则g x min=g6 =253，当n为偶数时，原式化简为t≤S n+14S n，所以当n=2时，t≤253；当n为奇数时，原式化简为-t≤S n+14S n，所以当n=1时，-t≤9，所以t≥-9；综上可知，-9≤t≤25 3 .3(23-24高二下·贵州贵阳·期中)已知数列a n满足：a n+1=13a n+13n+1，且a1=-23.设a n 的前n项和为T n，b n=3n⋅a n.(1)证明：b n是等差数列；(2)求T n；(3)若不等式T n+34≤ta n对n∈N*恒成立，求实数t的取值范围.【答案】(1)证明见解析(2)T n=-34-n2-34⋅13 n(3)-12≤t≤-18【分析】(1)根据等差数列的定义证明(2)由已知得a n=b n3n=13n⋅n-3，再通过错位相减法求解出T n；(3)不等式化简为t n-3≥3-2n4，把问题转化为t n-3≥3-2n4对n∈N*恒成立，然后分别求出当1≤n<3、n=3和n>3时，t满足的条件即可【详解】(1)因为b n=3n⋅a n，所以b n+1=3n+1⋅a n+1，b n+1-b n=3n+1⋅a n+1-3n⋅a n=3n+113a n+13 n+1-3n⋅a n=1，且b1=-2，所以b n是以-2为首项，且公差为1的等差数列，即b n=n-3.(2)由(1)知，b n=n-3，所以a n=b n3n=13n⋅n-3.则T n=-2⋅131+-1 ⋅13 2+0⋅13 3+⋯+n-4⋅13n-1+n-3⋅13n，于是13T n=-2⋅132+-1 ⋅13 3+0⋅13 4+⋯+n-4⋅13n+n-3⋅13n+1，两式相减得23T n =-23+132+133+134+⋯+13n-n -3 ⋅13n +1=-23+191-13 n -11-13-n -3 ⋅13n +1=-12-n 3-12 ⋅13n，因此T n =-34-n 2-34 ⋅13n.(3)由T n +34≤ta n ，得-n 2-34 ⋅13 n ≤t n -3 ⋅13n ，依题意，t n -3 ≥3-2n4对n ∈N *恒成立，当1≤n <3时，t ≤3-2n 4n -3 =-12-34×1n -3,-12-34×1n -3≥-18，则t ≤-18；当n =3时，不等式恒成立；当n >3时，t ≥3-2n 4n -3=-12-34×1n -3,-12-34×1n -3<-12，则t ≥-12，于是-12≤t ≤-18，综上,实数t 的取值范围是-12≤t ≤-18.4(23-24高二下·吉林长春·阶段练习)设正项数列a n 的前n 项之和b n =a 1+a 2+⋯+a n ，数列b n 的前n 项之积c n =b 1b 2⋯b n ，且b n +c n =1.(1)求证：1c n为等差数列，并分别求a n ､b n 的通项公式；(2)设数列a n ⋅b n +1 的前n 项和为S n ，不等式S n >1λ+λ-136对任意正整数n 恒成立，求正实数λ的取值范围.【答案】(1)证明见解析，a n =1n n +1，b n =nn +1(2)12<λ<2【分析】(1)利用已知关系可得b n =c n c n -1，代入b n +c n =1，化简可证1c n 为等差数列，从而求得a n ，b n的通项公式；(2)由(1)得a n ⋅b n +1=1n n +2，利用裂项相消可得S n =34-121n +1+1n +2 ，利用数列的单调性求出S n ≥S 1=13，解不等式即可求出正实数λ的取值范围.【详解】(1)由题意知：当n ≥2时，b n =c n c n -1，代入b n +c n =1得cn c n -1+c n =1，所以1c n -1c n -1=1.由b 1=c 1b 1+c 1=1，得b 1=c 1=12，所以1c n是以2为首项，1为公差的等差数列，所以1c n=n+1，c n=1n+1，b n=1-c n=nn+1，当n≥2时，a n=b n-b n-1=nn+1-n-1n=1n n+1，当n=1时，a1=b1=12也符合上式，所以a n=1n n+1.(2)由(1)得a n⋅b n+1=1n n+1⋅n+1n+2=1n n+2，所以S n=11×3+12×4+13×5+⋯+1n-1n+1+1n n+2=121-13+12-14+13-15+⋯+1n-1-1n+1+1n-1n+2=34-121n+1+1n+2.显然S n单调递增，所以S n≥S1=1 3 .由题意得1λ+λ-136<13，即1λ+λ<52，又λ>0，所以λ的取值范围为12<λ<2.5(2024·湖南·二模)已知a n是各项都为正数的等比数列，数列b n满足：b n=2log2a n+1，且b1= 1，b4=7.(1)求数列a n,b n的通项公式；(2)若对任意的n∈N*都有2λa n≥b n-2，求实数λ的取值范围.【答案】(1)a n=2n-1；b n=2n-1(2)λ≥38【分析】(1)利用题设条件求得a1,a4，再利用等比数列的通项公式求得a n，进而求得b n；(2)将问题转化为λ≥2n-32n 恒成立，再利用作差法求得f(n)=2n-32n的最大值，从而得解.【详解】(1)因为b n=2log2a n+1，b1=1，b4=7，所以b1=1=2log2a1+1，则a1=1，b4=7=2log2a4+1，则a4=8，因为a n是各项都为正数的等比数列，所以q3=a4a1=8，即q=2，所以a n=2n-1，则b n=2log2a n+1=2n-1+1=2n-1.(2)因为2λa n≥b n-2恒成立，所以λ≥b n-22a n=2n-32n恒成立，设f(n)=2n-32nn∈N*，则f n+1-f n =2n-12n+1-2n-32n=5-2n2n+1，当n≤2时，f(n+1)-f(n)>0，则f(3)>f(2)>f(1)；当n ≥3时，f (n +1)-f (n )<0，则f (3)>f (4)>f (5)>⋯；所以f (n )max =f (3)=38，则λ≥38.6(23-24高二上·山东烟台·期末)设数列a n ，b n 的前n 项和分别为S n ，T n ，a 1=-2，b 1=1，且4S n +1=3S n -8，b n +1=43b n -2a n +1(n ∈N *).(1)求a n 的通项公式，并证明：34n -1b n 是等差数列；(2)若不等式(6nλ-54)43n-(n +3)(T n -9)≤0对任意的n ∈N *恒成立，求实数λ的取值范围.【答案】(1)a n =-2×34n -1，证明见解析；(2)(-∞,3].【分析】(1)根据给定条件，结合a n =S n -S n -1(n ≥2)求出a n 的通项，再利用等差数列的定义推理即得.(2)利用错位相减法求和得，T n =(3n -9)43n+9，由给定不等式得，λ≤n 2+92n =n 2+92n ，再求出n2+92n的最小值即可.【详解】(1)数列a n 中，4S n +1=3S n -8，当n ≥2时，4S n =3S n -1-8，两式相减得，a n +1=34a n，又4S 2=3S 1-8，即4(a 1+a 2)=3a 1-8，而a 1=-2，解得a 2=-32，则a 2=34a 1，所以数列a n 为等比数列，a n =-2×34n -1；由b n +1=43b n -2a n +1，b 1=1，得b n +1=43b n +134n⇒34nb n +1-34n -1b n =1，因此数列34n -1b n 是以34b 1=1为首项、1为公差的等差数列.(2)由(1)得，34n -1b n =1+(n -1)×1=n ，即b n =n 43n -1，则T n =1×43+2×431+3×432+⋯+n ×43n -1，于是43T n =1×431+2×432+3×433+⋯+(n -1)×43r -1+n ×43n，两式相减得，-13T n =43+431+432+433+⋯+43n -1-n 43n=343n-1-n 43n，因此T n =(3n -9)43n+9，又(6nλ-54)43n-(n +3)(T n -9)≤0，即(6nλ-54)43n≤(n +3)(3n -9)43n，于是λ≤n 2+92n =n 2+92n ，而n 2+92n ≥2n 2⋅92n=3，当且仅当n =3时等号成立，则λ≤3，所以实数λ的取值范围为(-∞,3].【点睛】思路点睛：涉及数列不等式恒成立问题，可以变形不等式，分离参数，借助函数思想求解即可.题型二：数列不等式能成立(有解)问题1(2024·云南·一模)已知a n 为等比数列，记S n ､T n 分别为数列a n ､b n 的前n 项和，S 5=62，S 10=2046,2T n =nb n +n ,b 2=3.(1)求a n ､b n 的通项公式；(2)是否存在整数c ，使b 1a 1+b 2a 2+⋯+bn a n<c 对任意正整数n 都成立？若存在，求c 的最小值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n =2n ，b n =2n -1；(2)存在，c 的最小值为3.【分析】(1)利用等比数列求和公式得首项和公比的方程组，得a n =2n ，利用数列的和与通项的关系得n -1 b n +1=nb n -1，结合nb n +2=n +1 b n +1-1得b n 是等差数列即可求解；(2)错位相减法求和得C n =b 1a 1+b 2a 2+⋯+bn a n，再利用数列性质求最值即可求解.【详解】(1)设等比数列a n 的公比为q ，根据已知得q ≠1，且S 5=a 11-q 51-q =62S 10=a 11-q 101-q =2046解方程组得a 1=2,q =2.∴a n 的通项公式为a n =a 1q n -1=2×2n -1=2n .∵2T n =nb n +n ，∴2T 1=2b 1=b 1+1，解得b 1=1，且2T n +1=n +1 b n +1+n +1.∴2T n +1-2T n =n +1 b n +1+n +1-nb n -n ，即2b n +1=n +1 b n +1+n +1-nb n -n .∴n -1 b n +1=nb n -1且nb n +2=n +1 b n +1-1，则nb n +2-n -1 b n +1=n +1 b n +1-nb n ，整理得b n +2+b n =2b n +1，故b n 是以1为首项，2为公差的等差数列，故b n =1+2n -1 =2n -1.∴b n 的通项公式为b n =2n -1.(2)设C n =b 1a 1+b 2a 2+⋯+b n a n =12+322+⋯+2n -12n ，则12C n =122+323+⋯+2n -12n +1.∴C n -12C n =12C n =12+222+223+⋯+22n -2n -12n +1=12+2×14×1-12n-11-12-2n-12n+1，∴C n=3-2n+32n.∵C n=3-2n+32n <3恒成立，且C4=3-1116>2,∴存在整数c，使b1a1+b2a2+⋯+b na n<c对任意正整数n都成立，且c的最小值为3.2(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知正项数列a n的前n项和为S n，且2S n=a n+1；数列b n是单调递增的等比数列，公比为q，且b2，b4的等差中项为10；b1，b5的等比中项为8．(1)求a n，b n的通项公式；(2)设c n=a n,n为奇数1b n,n为偶数，T n为数列c n 的前n项和，若存在n∈N*使得T2n-2n2+n≥λb n成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n-1,b n=2n(2)18【分析】(1)利用a n与S n的关系可得a n，利用等比数列性质及等差中项、等比中项性质可得b n；(2)分组求和可得T2n，可将原不等式转化为λ≤1312n-18n，计算即可得.【详解】(1)由2S n=a n+1可得4S n=a n+12，当n≥2时，4S n-1=a n-1+12，两式相减得4a n=a n2-a n-12+2a n-a n-1，∴a2n-a2n-1=2a n+a n-1，即a n+a n-1a n-a n-1=2a n+a n-1.∵a n>0，∴a n-a n-1=2(n≥2)，即可得a n是等差数列．由2S1=a1+1，得2a1=a1+1,∴a1=1，即a n=1+(n-1)×2=2n-1．由题意得b2+b4=20b1b5=64，即b2+b4=20b2b4=64，解得b2=4b4=16或b2=16b4=4，∵b n是递增的等比数列，∴b2=4b4=16，所以b1q=4b1q3=16，得b1=2q=2，∴b n=2×2n-1=2n，即a n=2n-1,b n=2n；(2)由(1)得：T2n=a1+a3+⋯+a2n-1+b2+b4+⋯+b2n=2n2-n+131-14n若存在n∈N*使得T2n-2n2+n≥λb n成立，等价于存在n∈N*使得λ≤1312n-18n能成立，设d n=1312n-18n，则d n-d n-1=1312n-18n-1312n-1-18n-1=1378n-12n<0，∴d n是递减数列，故d n的最大值为d1=1 8，因此λ的最大值为1 8 .3(2024·云南曲靖·一模)已知数列a n的前n项和为S n，且S n=2a n-n．(1)求数列a n的通项公式；(2)若数列b n满足b n=a n+1a n a n+1，其前n项和为T n，求使得T n>20232024成立的n的最小值．【答案】(1)a n=2n-1；(2)10.【分析】(1)根据a n,S n关系及递推式可得a n+1=2(a n-1+1)，结合等比数列定义写出通项公式，即可得结果；(2)应用裂项相消法求T n，由不等式能成立及指数函数性质求得n≥10，即可得结果.【详解】(1)当n≥2时，a n=S n-S n-1=(2a n-n)-(2a n-1-n+1)=2(a n-a n-1)-1，所以a n=2a n-1+1，则a n+1=2(a n-1+1)，而a1=S1=2a1-1⇒a1=1，所以a1+1=2，故{a n+1}是首项、公比都为2的等比数列，所以a n+1=2n⇒a n=2n-1.(2)由b n=a n+1a n a n+1=2n(2n-1)(2n+1-1)=12n-1-12n+1-1，所以T n=1-13+13-17+17-115+⋯+12n-1-12n+1-1=1-12n+1-1，要使T n=1-12n+1-1>20232024，即12n+1-1<12024⇒2n+1>2025，由210<2025<211且n∈N*，则n+1≥11⇒n≥10.所以使得T n>20232024成立的n的最小值为10.4(23-24高三上·山东·阶段练习)已知正项数列a n的前n项和为S n，2S n=a n+1；数列b n是递增的等比数列，公比为q，且b2，b4的等差中项为10，b1，b5的等比中项为8．(1)求a n，b n的通项公式；(2)设c n=-a n,n为奇数3b n,n为偶数，T n为c n 的前n项和，若T2n+2n2-n+3≥λb n能成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n-1，b n=2n(2)158【分析】(1)利用S n,a n的关系式即可求得a n是等差数列，可得a n=2n-1；再利用等比数列定义即可求得b 1=2,q =2，可得b n =2n ；(2)采用分组求和并利用等差、等比数列前n 项和公式即可求得T 2n =-2n 2+n +1-14n，不等式能成立等价于λ≤4×12n-18nmax ，利用单调性可求得λ≤158.【详解】(1)由2S n =a n +1可得4S n =a n +1 2，当n ≥2时，4S n -1=a n -1+1 2，两式相减得4a n =a n 2-a n -12+2a n -a n -1 ，∴a n 2-a 2n -1=2a n +a n -1 ，即a n +a n -1 a n -a n -1 =2a n +a n -1 ．∵a n >0，∴a n -a n -1=2(n ≥2)，即可得a n 是等差数列．由2S 1=a 1+1，得2a 1=a 1+1，∴a 1=1，即a n =1+n -1 ×2=2n -1．由题意得b 2+b 4=20b 1b 5=64，即b 2+b 4=20b 2b 4=64，解得b 2=4b 4=16 或b 2=16b 4=4 ．∵b n 是递增的等比数列，∴b 2=4b 4=16，所以b 1q =4b 1q 3=16 ，得b 1=2q =2，∴b n =2×2n -1=2n ．所以a n 和b n 的通项公式为a n =2n -1，b n =2n ．(2)由(1)得：T 2n =-a 1+a 3+a 5+⋯+a 2n -1 +b 2+b 4+b 6+⋯+b 2n =-1+5+9+⋯+4n -3 +3122+124+126+⋯+122n=-1+4n -3 n2+3141-14n1-14=-2n 2+n +1-14n．T 2n +2n 2-n +3≥λb n 能成立，等价于4-14n ≥λ×2n 能成立，化简得λ≤4×12n-18n能成立，即λ≤4×12n-18nmax．设d n =4×12n-18n，则d n +1-d n =4×12n +1-18n +1-4×12n+18n=-2×12n+78×18n=12n78×14n-2<0，∴d n 是递减数列，故d n 的最大值为d 1=158．∴λ≤158，因此λ的最大值为158．5(23-24高三上·河北张家口·阶段练习)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ，且a n =12S n+1n∈N*．数列b n的前n项和为T n，数列c n的前n项和为A n，数列b n=2na n-a n n∈N*,c n+1n n+1=1a n，n∈N*．(1)求数列a n的通项公式及T n；(2)若对任意n∈N*，存在x0∈-1,1使得A n≤2x0-m成立，求实数m的取值范围．【答案】(1)a n=2n,n∈N*；T n=6+2n-3⋅2n+1；(2)-∞,14980．【分析】(1)利用S n,a n的关系式可求得数列a n的通项公式为a n=2n,n∈N*，由错位相减法求和即可得T n =6+2n-3⋅2n+1；(2)易知A n=1n+1-12n，由数列的函数特性可知A n≤A4=15-116=1180，根据题意只需满足2-m≥1180即可求得m≤149 80.【详解】(1)由a n=12S n+1n∈N*，可得S n=2a n-2n∈N*,当n=1时，a1=S1=2a1-2，得a1=2；当n≥2时，a n=S n-S n-1=2a n-2-2a n-1+2，即a n=2a n-1，可得a n是以a1=2为首项，2为公比的等比数列，所以a n=2n,n∈N*；当n=1时，a1=2符合a n=2n，所以数列a n的通项公式为a n=2n,n∈N*；b n=2na n-a n=2n-1a n=2n-1⋅2n，则数列b n的前n项和为T n=1⋅2+3⋅22+5⋅23+⋅⋅⋅+2n-1⋅2n，2T n=1⋅22+3⋅23+5⋅24+⋅⋅⋅+2n-1⋅2n+1，相减可得：-T n=2+222+23+⋅⋅⋅+2n-2n-1⋅2n+1=2+2⋅41-2n-11-2-2n-1⋅2n+1=-6+2n+2-2n-1⋅2n+1所以T n=6+2n-3⋅2n+1；(2)由c n+1n n+1=1a n,n∈N*得c n=12n-1n-1n+1，可得A n=12+14+⋅⋅⋅+12n-1-12+12-13+⋅⋅⋅+1n-1n+1=121-12n1-12-1-1n+1=1n+1-12n，由c1=0,c2>0,c3>0,c4>0，当n≥5时，2n>n n+1，即有c n<0，可得A n≤A4=15-116=1180，又x∈-1,1时，y=2x-m的最大值为2-m，对任意n∈N*，存在x0∈-1,1，使得A n≤2x0-m成立，即2-m ≥1180即可，解得m ≤14980；所以实数m 的取值范围为-∞,14980二、专题数列不等式专项训练1(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)设数列a n 的前n 项和为S n ，已知a 1=5，a 2=25，S n +1+5S n -1=6S n n ≥2 ，T n 是数列2log 5a n -1 的前n 项和．(1)求数列a n 的通项公式；(2)求满足1-1T 21-1T 31-1T 4⋯1-1T n1-1T n +1≥10232025的最大正整数n 的值．【答案】(1)a n =5n (2)95【分析】(1)利用S n -S n -1=a n 得到数列a n 是等比数列，根据等比数列的通项公式求解；(2)先求出b n ，进而可得T n ，求出1-1T n +1代入不等式左边整理化简，然后解不等式即可.【详解】(1)因为S n +1+5S n -1=6S n n ≥2 ，所以S n +1-S n =5S n -5S n -1，即a n +1=5a n ，又a 2=25=5a 1≠0，所以数列a n 是以5为首项，5为公比的等比数列，所以a n =5n ；(2)由(1)得2log 5a n -1=2log 55n -1=2n -1，所以T n =1+2n -1 n2=n 2，则1-1T n +1=1-1n +1 2=n ⋅n +2 n +12，则1-1T 21-1T 31-1T 4⋯1-1T n1-1T n +1=1×322×2×432×3×542×⋯×n -1 n +1 n 2×n n +2 n +1 2=n +22n +1 ，所以n +22n +1≥10232025，又n ∈N ∗，解得n ≤95，所以正整数n 的最大值为95.2(2024·四川南充·二模)在数列a n 中，S n 是其前n 项和，且3S n -a n =64．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若∀n ∈N +，λ-1<S n ≤4λ+4恒成立，求λ的取值范围．【答案】(1)a n =32×-12n -1(2)7,17【分析】(1)由a n =S 1,n =1S n -S n -1,n ≥2，作差得到a n =-12a n -1，从而得到a n 是以32为首项，-12为公比的等比数列，即可求出其通项公式；(2)由(1)求出S n ，再根据指数函数的性质求出S n 的最值，即可得解.【详解】(1)因为3S n -a n =64，当n =1时，3S 1-a 1=64，解得a 1=32；当n ≥2时，3S n -1-a n -1=64，所以3S n -a n -3S n -1+a n -1=0，所以a n =-12a n -1；所以a n 是以32为首项，-12为公比的等比数列，所以a n =32×-12n -1.(2)由(1)可得S n =a n +643=6431--12n=6431-12 n,n 为偶数6431+12 n,n 为奇数，又y =12x在R 上单调递减，则y =-12x在R 上单调递增，所以当n 为偶数时，6431-12n≥6431-122=16，当n 为奇数时，6431+12n≤6431+12=32，所以当n =1时S n 取得最大值为32，当n =2时S n 取得最小值为16，因为∀n ∈N +，λ-1<S n ≤4λ+4恒成立，所以λ-1<1632≤4λ+4，解得7≤λ<17，所以λ的取值范围为7,17 .3(2024·全国·模拟预测)已知数列a n 的前n 项和为S n ，且a 2=3,2S n =n a n +2 ．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若存在n ∈N *，使得1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1≥λa n +1成立，求实数λ的取值范围．【答案】(1)a n =n +1；(2)-∞,116．【分析】(1)当n =1时，求得a 1=2，当n ≥3时，得到2S n -1=n -1 a n -1+2 ，两式相减化简得到a nn -1-a n -1n -2=-21n -2-1n -1，结合叠加法，即可求得数列a n 的通项公式；(2)由(1)得到1a n a n +1=1n +1-1n +2，求得1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-1n +2，解法1：根据题意，转化为λ≤n 2n +2 2，结合n 2n +2 2=12n +4n +4 ，结合基本不等式，即可求解；解法2：根据题意，转化为λ≤12n +2-1n +22，结合二次函数的性质，即可求解.【详解】(1)解：当n =1时，2S 1=2a 1=a 1+2，解得a 1=2，当n ≥3时，2S n =n a n +2 ,2S n -1=n -1 a n -1+2 ，两式相减可得，n -2 a n -n -1 a n -1=-2，则a n n -1-a n -1n -2=-21n -2-1n -1 ,a n -1n -2-a n -2n -3=-21n -3-1n -2 ,⋯，a 32-a 21=-21-12叠加可得，a n n -1-a 21=4-2nn -1，则a n =n +1，而n =1,2时也符合题意，所以数列a n 的通项公式为a n =n +1．(2)解：由(1)知a n =n +1，可得1a n a n +1=1n +1 n +2=1n +1-1n +2，故1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-13+13-14+⋯+1n +1-1n +2=n2n +2；解法1：由1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1≥λa n +1，可得n2n +2≥λn +2 ，即λ≤n 2n +2 2，即则λ≤n 2n +2 2 max ，又由n 2n +2 2=12n +4n +4≤116，当且仅当n =2时取等号，故实数λ的取值范围为-∞,116．解法2：由1a 1a 2+1a 2a 3+⋯+1a n a n +1=12-1n +2≥λn +2 ，可得λ≤12n +2 -1n +22=-1n +2-14 2+116，当n +2=4，即n =2时，12n +2 -1n +2 2max=116，则λ≤116，故实数λ的取值范围为-∞,116．4(23-24高二下·云南玉溪·阶段练习)已知S n 是等差数列a n 的前n 项和，且a 2=3,S 5=25．(1)求数列a n 的通项公式；(2)若对任意n ∈N *,m ≥a 131+a 232+⋅⋅⋅+a n3n ，求m 的最小整数值．【答案】(1)a n =2n -1(2)1【分析】(1)根据等差数列的通项公式及求和公式列出方程组求解即可；(2)根据错位相减法求出和，即可得解.【详解】(1)设a n 的公差为d ，因为a 2=3,S 5=25，所以a 1+d =35a 1+10d =25，解得a 1=1d =2 ，所以an =2n -1；(2)因为a n=2n-1，所以a n3n=2n-13n，令T n=a131+a232+⋅⋅⋅+a n3n=13+332+533+⋅⋅⋅+2n-13n，所以13T n=132+333+534+⋅⋅⋅+2n-13n+1，两式相减得23T n=13+232+⋅⋅⋅+23n-2n-13n+1=231-13n1-13-13-2n-13n+1=23-2n+23n+1，所以T n=1-n+1 3n．因为n+13n>0，所以T n<1，所以m≥1，故m的最小整数值为1．5(2024高三·全国·专题练习)已知数列a n的前n项和为S n，且关于x的方程nx2+2S n x+n+ 1=0，n∈N*有两个相等的实数根．(1)求a n的通项公式；(2)若b n=a n+1⋅2a n，数列b n的前n项和为T n，且T n≥4nλ对任意的n∈N*恒成立，求实数λ的最大值．【答案】(1)a n=2n(2)3【分析】(1)利用方程有等根可知判别式为0，求出S n=n2+n，根据a n,S n关系即可得出通项公式；(2)利用错位相减法求出T n，再分离参数后求解即可.【详解】(1)由关于x的方程nx2+2S n x+n+1=0，n∈N*有两个相等的实数根，可得Δ=4S n-4n n+1=0，即S n=n2+n，n∈N*，当n=1时，a1=S1=2．当n≥2时，a n=S n-S n-1=n2+n-n-12-n-1=2n．当n=1时，上式也成立，所以a n=2n．(2)由(1)可知，b n=a n+1⋅2a n=2n+1⋅4n，T n=3×41+5×42+⋅⋅⋅+2n+1⋅4n，①4T n=3×42+5×43+⋅⋅⋅+2n+1⋅4n+1，②①-②得：-3T n=3×41+2×42+⋅⋅⋅+2×4n-2n+1×4n+1=12+2×161-4n-11-4-2n+1⋅4n+1=-8n+43×4n+43，所以T n=83n+49⋅4n-49．又T n≥4nλ对任意的n∈N*恒成立，即83n+49⋅4n-49≥λ4n对任意的n∈N*恒成立，故λ≤83n+49-49×4nmin，因为数列83n +49 -49×4n 在n ∈N *时单调递增，所以83n +49-49×4nmin=3，当且仅当n =1时取得最小值．所以实数λ的最大值为3．6(2024·天津红桥·一模)已知S n 为数列a n 的前n 项和，且满足S n =2a n +r ，其中r ∈R ，且r ≠0．(1)求数列a n 的通项公式；(2)设b n =(-1)n +1S n r ，若对任意的n ∈N *，都有2n -1i =1b i <m <2ni =1b i ，求实数m 的取值范围．【答案】(1)a n =-r ⋅2n -1(2)-1<m <2【分析】(1)利用a n ,S n 的关系式求解即可；(2)由题意有2n -1i =1b imax<m <2ni =1b imin，利用分组求和法分别求出2n -1i =1b i ,2ni =1b i ，再根据数列的单调性分别求出2n -1i =1b imax,2n i =1b imin，即可得解.【详解】(1)由S n =2a n +r ，当n =1时，a 1=S 1=2a 1+r ，所以a 1=-r ≠0，当n ≥2时，a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1，所以a n =2a n -1，所以数列a n 是以2为公比的等比数列，所以a n =-r ⋅2n -1；(2)由(1)得S n =-r 1-2n1-2=r 1-2n ，则b n =(-1)n +1Sn r=(-1)n +11-2n =(-1)n +1+-2 n ，故2n -1i =1b i =b 1+b 2+⋯+b 2n -1=1+-21--2 2n -1 1--2 =--2 2n +13，2ni =1b i =b 1+b 2+⋯+b 2n =0+-21--2 2n 1--2 =--2 2n +1-23，而2n -1i =1b i =--2 2n +13=-4n +13随n 的增大而减小，所以2n -1i =1b imax =-41+13=-1，2ni =1b i =--2 2n +1-23=2⋅4n -23随n 的增大而增大，所以2ni =1b imin=2×41-23=2，因为对任意的n ∈N *，都有2n -1i =1b i <m <2ni =1b i ，所以-1<m <2.7(23-24高二下·湖南长沙·开学考试)已知a n 为等差数列，b n 为等比数列，a 1=b 1=1，a 5=5a 4-a 3 ，b 5=4b 4-b 3 .(1)求a n 和b n 的通项公式；(2)求数列1a n ⋅a n +2的前n 项和T n ；(3)记d n =3n -2⋅(-1)n λb n (λ∈R )，对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n ，求λ的取值范围.【答案】(1)a n =n ，b n =2n -1(2)34-12n +2-12n +4(3)-32,1 【分析】(1)根据等比数列和等差数列的通项公式求出公比和公差，即可求解；(2)利用裂项相消即可求和；(3)由d n +1>d n 恒成立，得到3n -1>(-2)n -1λ恒成立，分离参数，分别讨论n 为奇数和偶数时λ的范围，从而得到答案.【详解】(1)因为a n 为等差数列，且a 1=1，a 5=5a 4-a 3 ，所以a 1+4d =5a 1+3d -a 1-2d ，解得：d =1，即a n =n ；因为b n 为等比数列，且b 1=1，b 5=4b 4-b 3 ，所以b 1q 4=4b 1q 3-b 1q 2 ，解得：q =2，即b n =2n -1(2)由(1)可知1a n ⋅a n +2=1n (n +2)=121n -1n +2 ，所以T n =121-13 +1212-14 +1213-15 +1214-16 +⋯121n -1-1n +1+121n -1n +2 =121+12-1n +1-1n +2 所以T n =34-12n +2-12n +4(3)由(1)得d n =3n -2⋅(-1)n λb n =3n -(-2)n λ，由于对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n ，即3n +1-(-2)n +1λ>3n -(-2)n λ，则3n -1>(-2)n -1λ恒成立，当n 为奇数时，则λ<32n -1恒成立，由于32n -1≥1，故当λ<1时，对所有奇数n 恒有d n +1>d n ；当n 为偶数时，则λ>-32n -1恒成立，由于32n -1≥32，则-32n -1≤-32，即当λ>-32时，对所有偶数n 恒有d n +1>d n ；综上，当λ∈-32,1 时，对任意的n ∈N +，恒有d n +1>d n8(23-24高三下·湖南湘潭·阶段练习)设各项都不为0的数列a n 的前n 项积为T n ，T n =2n n -12⋅a n，a1=2.(1)求数列a n的通项公式；(2)保持数列a n中的各项顺序不变，在每两项a k与a k+1之间插入一项2a k+1-a k(其中k=1,2,3,⋅⋅⋅)，组成新的数列b n，记数列b n的前n项和为S n，若S n>2023，求n的最小值.【答案】(1)a n=2n(2)17【分析】(1)利用a n与T n的关系得到a n-1=2n-1，再检验a1即可得解；(2)利用并项求和法与等比数列的求和公式求得S2n，再依次求得S16,S18,S17，从而得解.【详解】(1)因为T n=2n n-12⋅a n，当n≥2时，T n-1=2(n-1)(n-2)2⋅a n-1，两式相除可得a n=2n-1a na n-1，因为a n≠0，所以a n-1=2n-1，又a1=2，所以a n=2n.(2)依题意，S2n=a1+2a2-a1+a2+2a3-a2+⋯+a n+2a n+1-a n=a1+a2+⋯+a n+2a2-a1+a3-a2+⋯+a n+1-a n=a1+a2+⋯+a n+2a n+1-a1=a1+a2+⋯+a n+2a n+1-2a1=21-2n1-2+2n+2-4=3⋅2n+1-6，易知S2n随着n增大而增大，当n=8时，S16=3⋅28+1-6=1530<2023，当n=9时，S18=3⋅29+1-6=3066>2023，而S17=S16+b17=S16+a9=1530+512=2042>2023,综上，n的最小值为17.9(2014高一·全国·竞赛)对于给定的m,n∈N*，若m≥n，定义C n m=m m-1⋯m-n+1n n-1⋯2×1.已知数列a n满足a1=1，当n≥2时，C2n S n+1=n-13n+22S n-n2-1S n-1，其中S n为数列a n的前n项和.(1)求a n的通项公式；(2)计算数列a n的前n项和S n，是否存在k∈N*，使得任意n≥k，都有S n>2014？若存在，求出k的最小值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n=n⋅2n-1(2)存在，9【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n-Sn -1,n ≥2求出a n +1a n =2n +1 n，利用累乘法求出答案；(2)错位相减法求和得到S n =n -1 ⋅2n +1，结合单调性求出答案.【详解】(1)根据C n m 的定义可得C 2n =n n -1 2，而n -1 3n +2 2=n 2-1+C 2n ，∴C 2n S n +1=n -1 3n +22S n -n 2-1 S n -1=C 2n S n +n 2-1 S n -S n -1 ，∴C 2n S n +1-S n=n 2-1 S n -S n -1 ，即a n +1a n =n 2-1C 2n=2n +1 n .已知a 1=1，利用“迭乘”原理得a n +1=a n +1a n ⋅a n a n -1⋅⋯⋅a 2a 1⋅a 1=2n +1 n ⋅2n n -1⋅⋅⋅⋅⋅2×21⋅1=n +1 ⋅2n .故通项公式a n =n ⋅2n -1，经检验当n =1时，也满足此式，综上，通项公式为a n =n ⋅2n -1；(2)存在k =9.理由如下：由(1)知S n =a 1+a 2+⋯+a n =1+2×21+3×22+⋯+n ⋅2n -1，①2S n =2+2×22+3×23+⋯+n -1 ⋅2n -1+n ⋅2n ，②用②-①可得S n =-1-2+22+23+⋯ +2n -1+n ⋅2n -1=-1-21-2n -11-2+n ⋅2n -1=n -1 ⋅2n +1.显然S n 是单调递增的，又S 8=1793,S 9=4097，故存在k =9，使得任意n ≥k ，都有S n >2014.10(23-24高三下·重庆·阶段练习)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ，且满足a 1=1，2S n =a n a n +1，数列b n 为正项等比数列，b 2=a 4且b 2,3b 1,b 3依次成等差数列.(1)求a n ,b n 的通项公式；(2)设c n =1a n b n，c n 的前n 项和为T n ，问是否存在正整数k 使得k 24<T n <k +124n ≥4 成立，若存在，求出k 的值；若不存在，请说明理由.【答案】(1)a n =n ，b n =2n (2)存在，k =16【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n-Sn -1,n ≥2，作差得到a n +1-a n -1=2，从而得到a n 的奇数项、偶数项分别为等差数列，从而求出其通项公式，设等比数列b n 的公比为q ，利用等差中项的性质及等比数列通项公式求出q ，即可求出b n 的通项公式；(2)由(1)可得c n =1n ×2n ，则T n =12+12×22+13×23+⋯+1n ×2n ，利用放缩法证明T n <1724，即可得解.【详解】(1)因为a 1=1，2S n =a n a n +1，当n =1时，2S1=a 1a 2，所以a 2=2；当n≥2时，2S n-1=a n a n-1，所以2S n-2S n-1=a n a n+1-a n a n-1，即2a n=a n a n+1-a n-1．∵a n>0，可得a n+1-a n-1=2n≥2，所以a n的奇数项是以1为首项，2为公差的等差数列，偶数项是以2为首项，2为公差的等差数列，所以a2n-1=2n-1，a2n=2n，综上可得a n=n；设等比数列b n的公比为q，因为b2,3b1,b3依次成等差数列，所以b2+b3=6b1，∴b21+q=6b2q，所以q2+q-6=0，解得q=2或q=-3．因为b n为正项等比数列，故q=2，由b2=a4=4，则b1=b2q=2，所以b n=2n．(2)由(1)可得c n=1a nb n =1n×2n，所以T n=12+12×22+13×23+⋯+1n×2n，则T3=12+12×22+13×23=1624，当n=4时，T4=12+12×22+13×23+14×24>T3=1624；当n>4时，T n=12+12×22+13×23+14×24+⋯+1n×2n<12+12×22+13×23+13×24+⋯+13×2n=16 24+13124+125+⋯+12n=16 24+13×1241-12n-31-12=16 24+13181-12n-3<1724．所以存在k=16，使得k24<T n<k+124n≥4．。

专题09 数列中不等式恒成立问题【解析版】

第二章数列与不等式专题09 数列中不等式恒成立问题【压轴综述】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．数列中不等式恒成立问题，是数列不等式的综合应用问题的命题形式之一. 主要有两类：一是证明不等式恒成立，二是由不等式恒成立确定参数的值（范围）. 以数列为背景的不等式恒成立问题,或不等式的证明问题,多与数列求和相联系,最后利用函数的单调性求解,或利用放缩法证明.本专题通过例题说明此类问题解答规律与方法.(1)数列与不等式的综合问题，如果是证明题，要灵活选择不等式的证明方法，如比较法、综合法、分析法、放缩法等；如果是解不等式，往往采用因式分解法或穿根法等．(2)如用放缩法证明与数列求和有关的不等式，一般有两种方法：一种是求和后再放缩；一种是放缩后再求和．放缩时，一要注意放缩的尺度，二要注意从哪一项开始放缩．【压轴典例】例1.（2019·浙江高考真题）设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，34a =，43a S =，数列{}n b 满足：对每12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.（1）求数列{},{}n n a b 的通项公式；（2）记,n C n *=∈N证明：12+.n C C C n *++<∈N【答案】（1）()21n a n =-，()1n b n n =+；（2）证明见解析. 【解析】(1)由题意可得：1112432332a d a d a d +=⎧⎪⎨⨯+=+⎪⎩，解得：102a d =⎧⎨=⎩，则数列{}n a 的通项公式为22n a n =- .其前n 项和()()02212n n n S nn +-⨯==-.则()()()()1,1,12n n n n n b n n b n n b -++++++成等比数列，即：()()()()21112n n n n n b n n b n n b ++=-+⨯+++⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦，据此有：()()()()()()()()2222121112121n n n n nn n n n b b n n n n n n b n n b b ++++=-++++++-+，故()()()()()22112121(1)(1)(1)(2)n n n n n n b n n n n n n n n n +--++==++++--+. (2)结合(1)中的通项公式可得：2n C ==<=<=，则()()()12210221212n C C C n n n +++<-+-++--=例2. （2018·浙江高考模拟）数列满足，，……，（1）求，，，的值；（2）求与之间的关系式；（3）求证：【答案】（1），，，；（2）；（3）详见解析.【解析】（1），，，；（2）！；（3）证明：由（2）可知，所以. 所以时不等式成立，而时不等式显然成立，所以原命题成立.例3.（2019·河南高考模拟（理））已知数列}{nb 的前n 项和为nS，2n n S b +=，等差数列}{na 满足123b a =，157b a +=（Ⅰ）求数列{}n a ，{}n b 的通项公式；（Ⅱ）证明：122313n n a b a b a b ++++<.【答案】（Ⅰ）1n a n =+,112n n b -⎛⎫= ⎪⎝⎭；（Ⅱ）详见解析.【解析】（Ⅰ）2n n S b += ∴当1n =时，1112b S b ==- 11b ∴=当2n ≥时，1122n n n n n b S S b b --=-=--+，整理得：112n n b b -=∴数列{}n b 是以1为首项，12为公比的等比数列 112n n b -⎛⎫∴= ⎪⎝⎭设等差数列{}n a 的公差为d123b a =，157b a += 11346a d a d +=⎧∴⎨+=⎩，解得：121a d =⎧⎨=⎩()()112111n a a n d n n ∴=+-=+-⨯=+（Ⅱ）证明：设()212231111231222nn n n T a b a b a b n -⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅+=⨯+⨯+⋅⋅⋅++⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()23111112312222n n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=⨯+⨯+⋅⋅⋅++⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭两式相减可得：()()23111111111111421111122222212n n n n n T n n ++-⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭=+++⋅⋅⋅+-+⋅=-+⋅+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭-13322n n ++=- 332n n n T +=-即12231332n n n n a b a b a b -+++⋅⋅⋅+=-302nn +> 122313n n a b a b a b -∴++⋅⋅⋅+< 例4.（2016高考浙江理）设数列{}n a 满足112n n a a +-≤，n *∈N ．（I ）证明：()1122n n a a-≥-，n *∈N ；（II ）若32nn a ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭，n *∈N ，证明：2n a ≤，n *∈N ．【答案】（I ）证明见解析；（II ）证明见解析．【解析】（I ）由112n n a a +-≤得1112n n a a +-≤，故 111222n n n n n a a ++-≤，n *∈N ，所以11223111223122222222nn n n n n a a a a a a a a --⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 121111222n -≤++⋅⋅⋅+ 1<，因此()1122n n a a -≥-．（II ）任取n *∈N ，由（I ）知，对于任意m n >，1121112122222222n m n n n n m m nmnn n n m m a a a a a a a a +++-+++-⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭11111222n n m +-≤++⋅⋅⋅+ 112n -<，故11222m nn n m a a -⎛⎫<+⋅ ⎪⎝⎭11132222m n n m -⎡⎤⎛⎫≤+⋅⋅⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦3224mn ⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭．从而对于任意m n >，均有3224mn n a ⎛⎫<+⋅ ⎪⎝⎭．由m 的任意性得2n a ≤． ①否则，存在0n *∈N ，有02n a >，取正整数000342log 2n n a m ->且00m n >，则00340002log 23322244n a m m n n a -⎛⎫⎛⎫⋅<⋅=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，与①式矛盾．综上，对于任意n *∈N ，均有2n a ≤．例5.（2019·河北石家庄二中高考模拟（理））已知等比数列{}n a 满足1,23428n n a a a a a +<++=，且32a +是24,a a 的等差中项.()1求数列{}n a 的通项公式；()2若1,2log n n n b a a = 12···+b n n S b b =++，对任意正整数n ，()10n n S n m a +++<恒成立，试求m 的取值范围.【答案】（1）2nn a =；（2）(],1-∞-.【解析】()1设等比数列{}n a 的首项为1a ，公比为q .依题意，有()32422a a a +=+，代入23428a a a ++=，得38a =.因此2420a a +=即有311220,8,q a q a q a q ⎧+=⎪⎨=⎪⎩，解得122q a =⎧⎨=⎩或11,232,q a ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 又{}n a 数列单调递增，则122q a =⎧⎨=⎩故2nn a =.()2122log 2?2n n nn b n ==-， 232122232++2,n S n ∴-=⨯+⨯+⨯⋅⋅⋅⨯ ① ()23412122232122n n n S n n +-=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+⨯，②-①②，得()23112122222?2?212n n n n n S n n ++-=+++⋅⋅⋅+-=-- 112?22n n n ++=--.()10n n S n m a +++<，11112?22?2?20n n n n n n m ++++∴--++<对任意正整数n 恒成立，11•222n n m ++∴<-对任意正整数n 恒成立，即112n m <-恒成立. 1112n ->-，1m ∴≤-，即m 的取值范围是(],1-∞-. 例6.（2019·江苏高考模拟）已知在数列{a n }中，设a 1为首项，其前n 项和为S n ，若对任意的正整数m ，n 都有不等式S 2m +S 2n ＜2S m+n （m≠n）恒成立，且2S 6＜S 3．（1）设数列{a n }为等差数列，且公差为d ，求1a d的取值范围；（2）设数列{a n }为等比数列，且公比为q （q ＞0且q≠1），求a 1⋅q 的取值范围．【答案】(1)1a d＜﹣3；（2）a 1⋅q ＞0 【解析】在数列{a n }中，设a 1为首项，其前n 项和为S n ，若对任意的正整数m 、n 都有不等式S 2m +S 2n ＜2S m+n （m≠n）恒成立，（1）设{a n }为等差数列，且公差为d ，则：2ma 1+2(21)2m m -d+2na 1+2(21)2n n -d ＜2[（m+n ）a 1+()(1)2m n m n ++-d]，整理得：（m ﹣n ）2d ＜0，则d ＜0，由2S 6＞S 3，整理得：9a 1+27d ＞0，则a 1＞﹣3d ，所以d ＜0，1a d＜﹣3；（2）设{a n }为等比数列，且公比为q （q ＞0且q≠1），则()()()2m 2n m+n 111a 1q a 1q 2a 1q 1q1q1q---+<---，整理得1a 1q-（2q m+n ﹣q 2m ﹣q 2n）＜0，则：﹣1a 1q -（q m ﹣q n ）2＜0，所以1a 1q -＞0，由2S 6＞S 3，则：2q 6﹣q 3﹣1＜0 解得：﹣12＜q 3＜1，由于q ＞0，所以：0＜q ＜1，则：a 1＞0．即有a 1⋅q ＞0．例7. （2017·高考模拟（理））已知数列{}n a 前n 项和n S ，点()()*,n n S n N ∈在函数21122y x x =+的图象上．(1)求{}n a 的通项公式；(2)设数列21n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ，不等式1log (1)3n a T a >-对任意的正整数恒成立，求实数a 的取值范围．【答案】（1）n a n =；（2）1(0,)2. 【解析】（1）点(),n n S 在函数()21122f x x x =+的图象上，21122n S n n ∴=+.① 当2n ≥时，()()21111122n S n n -=-+-，② ①-②得n a n =.当1n =时，111a S ==，符合上式.()*n a n n N ∴=∈．（2）由（1）得()2112n n a a n n +=+11122n n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭， 13242111n n n T a a a a a a +∴=+++111111123242n n ⎛⎫=-+-++- ⎪+⎝⎭31114212n n ⎛⎫=-+ ⎪++⎝⎭． ()()11013n n T T n n +-=>++，∴数列{}n T 单调递增，{}n T ∴中的最小项为113T =.要使不等式()1log 13n a T a >-对任意正整数n 恒成立，只要()11log 133a a >-，即()log 1log a a a a -<. 解得102a <<，即实数a 的取值范围为10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.例8.（2019·天津高考模拟（理））已知单调等比数列{}n a 中，首项为12，其前n 项和是n S ，且335441,,2a S S a S ++成等差数列,数列{}nb 满足条件(nb 123n12.a a a a =(Ⅰ) 求数列{}n a 、{}n b 的通项公式； (Ⅱ) 设 1n n nc a b =-,记数列{}n c 的前n 项和 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】(Ⅰ) 1()2nn a =；(1)n b n n =+；(Ⅱ)①见解析；②见解析. 【解析】(Ⅰ)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11.2a = 所以取12q =，数列{}n a 的通项公式为12nn a ⎛⎫= ⎪⎝⎭. ∵(12312nb na a a a =， ∴232222n ⨯⨯⨯⨯=()12222n n nb += 则()1n b n n =+.数列{}n b 的通项公式为()1n b n n =+. (Ⅱ)由(Ⅰ)得()11121n n n n c a b n n =-=-+ ①设n n p a =，{}n p 的前n 项和为n P .则2111112222n n nP =+++=-. 又设1111n n q b n n ==-+，{}n q 的前n 项和为n Q . 则1111111122311n Q n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-=- ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 所以n n n T P Q =-= 112n-1111112n n n ⎛⎫--=- ⎪++⎝⎭②令1111112212n n n nT T n n ++-=--+=++ ()()()()11122212n n 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 ≥.【压轴训练】1．(2018·郑州模拟)已知数列{}n a 满足123n a a a a ⋯=2n 2(n ∈N *),且对任意n ∈N *都有12111......nt a a a ++<,则实数t 的取值范围为 ( ) 1.(.)3A +∞ 1.[.)3B +∞ 2.(.)3C +∞ 2.[.)3D +∞ 【答案】D 【解析】因为数列{}n a 满足123n a a a a ⋯=2n 2,所以n=1时, 12a =,当n ≥2时, 2123121n a a a a n -⋯=-（）,可得: 212n n a -= ,所以2n 1n 11,a 2－＝当n=1时,也适合212n n a -=, 数列n 1{}a 为等比数列,首项为12,公比为14,所以 n n12n 11(1)11121224(1)1a a a 33414-⋯＋＋＋＝＝－＜，－因为对任意n ∈N *都有 12111......n t a a a ++<,则t 的取值范围为2[.).3+∞ 2.（广东省华南师范大学附属中学、广东实验中学、广雅中学、深圳中学2019届高三上期末）等差数列的前n 项和为，，，对一切恒成立，则的取值范围为__ __.【答案】【解析】，，所以，，，，由得，由函数的单调性及知，当或时，最小值为30，故. 3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 5＝a 5＋a 6＝25. (1)求{a n }的通项公式；(2)若不等式2S n ＋8n ＋27＞(－1)nk (a n ＋4)对所有的正整数n 都成立，求实数k 的取值范围．【答案】(1)a n ＝3n －4. (2)⎝⎛⎭⎪⎫－7，294. 【解析】(1)设公差为d ，则5a 1＋5×42d ＝a 1＋4d ＋a 1＋5d ＝25，∴a 1＝－1，d ＝3.∴{a n }的通项公式a n ＝3n －4. (2)由题意知S n ＝－n ＋3nn －2，2S n ＋8n ＋27＝3n 2＋3n ＋27，a n ＋4＝3n ，则原不等式等价于(－1)nk ＜n＋1＋9n对所有的正整数n 都成立．∴当n 为奇数时，k ＞－⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋1＋9n 恒成立；当n 为偶数时，k ＜n ＋1＋9n恒成立．又∵n ＋1＋9n≥7，当且仅当n ＝3时取等号，∴当n 为奇数时，n ＋1＋9n在n ＝3上取最小值7，当n 为偶数时，n ＋1＋9n 在n ＝4上取最小值294，∴不等式对所有的正整数n 都成立时，实数k 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－7，294.4.(2019·湖北黄冈调研)数列{a n }中，a 1＝2，a n ＋1＝n ＋12na n (n ∈N *)． (1)证明：数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等比数列，并求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝a n4n －a n，若数列{b n }的前n 项和是T n ，求证：T n <2.【答案】(1) 2·2n n a n －＝. (2)证明：见解析. 【解析】(1)由题设得a n ＋1n ＋1＝12·a nn，又a 11＝2，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为2，公比为12的等比数列，所以a n n ＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝22－n ，a n ＝n ·22－n＝4n 2n .(2)证明：b n ＝a n 4n －a n ＝4n2n 4n －4n 2n＝12n －1，因为对任意n ∈N *，2n －1≥2n －1，所以b n ≤12n －1.所以T n ≤1＋12＋122＋123＋…＋12n －1＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n <2. 5.(2019·昆明市诊断测试)已知数列{a n }是等比数列，公比q ＜1，前n 项和为S n ，若a 2＝2，S 3＝7. (1)求{a n }的通项公式；(2)设m ∈Z ，若S n ＜m 恒成立，求m 的最小值．【答案】(1)31()2n n a -=.(2)8.【解析】(1)由a 2＝2，S 3＝7得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ＝2a 1＋a 1q ＋a 1q 2＝7，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝4q ＝12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1q ＝2(舍去)．所以a n ＝4·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －3.(2)由(1)可知，S n ＝a 1（1－q n）1－q ＝4⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n 1－12＝8⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＜8.因为a n ＞0，所以S n 单调递增．又S 3＝7，所以当n ≥4时，S n ∈(7，8)．又S n ＜m 恒成立，m ∈Z ，所以m 的最小值为8.6. （2019·临川一中实验学校高考模拟（理））已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，满足()2212n n n S a a n *+=+∈N ．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）已知对于N n *∈，不等式1231111nM S S S S ++++<恒成立，求实数M 的最小值；【答案】（1）12n n a +=；（2）229. 【解析】（1）1n =时，2111212a a a +=+，又0n a >，所以11a =，当2n ≥时，()2212n n n S a a n *+=+∈N()2111212n n n S a n a --*-+=+∈N ，作差整理得：()()1112n n n n n n a a a a a a ---+=+-，因为0n a >，故10n n a a ->+，所以112n n a a --=，故数列{}n a 为等差数列，所以12n n a +=．（2）由（1）知()34n n n S +=，所以()14411333nS n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭，从而1231111nS S S S ++++ 411111111111=134253621123n n n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-+-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+-++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦411111411111221323123361239n n n n n n ⎛⎫⎛⎫=++---=---< ⎪ ⎪++++++⎝⎭⎝⎭．所以229M ≥，故M 的最小值为229．7. 在等差数列{a n }中，a 2＝6，a 3＋a 6＝27. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)记数列{a n }的前n 项和为S n ，且T n ＝S n3·2n －1，若对于一切正整数n ，总有T n ≤m 成立，求实数m 的取值范围.【答案】(1)a n ＝3n . (2) 32∞[,+).【解析】(1)设公差为d ，由题意得：⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋d ＝6，2a 1＋7d ＝27，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，d ＝3，∴a n ＝3n . (2)∵S n ＝3(1＋2＋3＋…＋n )＝32n (n ＋1)，∴T n ＝n （n ＋1）2n ，T n ＋1＝（n ＋1）（n ＋2）2n ＋1， ∴T n ＋1－T n ＝（n ＋1）（n ＋2）2n ＋1－n （n ＋1）2n＝（n ＋1）（2－n ）2n ＋1， ∴当n ≥3时，T n >T n ＋1，且T 1＝1<T 2＝T 3＝32，∴T n 的最大值是32，故实数m 的取值范围是32∞[,+).8. 已知数列{a n }的通项公式是a n ＝n 2＋kn ＋4.(1)若k ＝－5，则数列中有多少项是负数？n 为何值时，a n 有最小值？并求出最小值； (2)对于n ∈N *，都有a n ＋1>a n ，求实数k 的取值范围．【答案】(1)当n ＝2或n ＝3时，a n 有最小值，其最小值为a 2＝a 3＝－2. (2)(－3，＋∞)．【解析】 (1)由n 2－5n ＋4<0，解得1<n <4. 因为n ∈N *，所以n ＝2，3，所以数列中有两项是负数，即为a 2，a 3. 因为22595424n a n n n ＝－＋＝(-)－，由二次函数性质，得当n ＝2或n ＝3时，a n 有最小值，其最小值为a 2＝a 3＝－2.(2)由对于n ∈N *，都有a n ＋1>a n 知该数列是一个递增数列，又因为通项公式a n ＝n 2＋kn ＋4，可以看作是关于n 的二次函数，考虑到n ∈N *，所以322k <，即得k >－3.所以实数k 的取值范围为(－3，＋∞)．9.（2013·江西卷）正项数列{a n }的前n 项和S n 满足：S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n)＝0. (1)求数列{a n }的通项公式a n ； (2)令221(2)n n n n a b ++＝，数列{b n }的前n 项和为T n ，证明：对于任意的n ∈N *，都有564nT <. 【答案】（1）2n a n =.（2）见解析.10.（2016年高考四川理）已知数列{n a }的首项为1，n S 为数列{}n a 的前n 项和，11n n S qS +=+ ，其中q>0，*n N ∈ .（Ⅰ）若2322,,2a a a + 成等差数列，求{}n a 的通项公式；（Ⅱ）设双曲线2221n y x a -= 的离心率为n e ，且253e = ，证明：121433n nn n e e e --++⋅⋅⋅+>.【答案】（Ⅰ）1=n n a q -；（Ⅱ）详见解析. 【解析】（Ⅰ）由已知，1211,1,n n n n S qS S qS +++=+=+ 两式相减得到21,1n n a qa n ++=?. 又由211S qS =+得到21a qa =，故1n n a qa +=对所有1n ³都成立. 所以，数列{}n a 是首项为1，公比为q 的等比数列.从而1=n n a q -.由2322+2a a a ，，成等比数列，可得322=32a a +，即22=32,q q +，则(21)(2)0q+q -=，由已知,0q >，故 =2q . 所以1*2()n n a n -=?N .（Ⅱ）由（Ⅰ）可知，1n n a q -=.所以双曲线2221ny x a -=的离心率n e =由53q =解得43q =. 因为2(1)2(1)1+k k q q -->1*k q k -?N （）. 于是11211+1n n n q e e e q q q --++鬃?>+鬃?=-，故1231433n n n e e e --++鬃?>. 11. 设函数()ln 1f x x px =-+ （1）求函数()f x 的极值点；（2）当0p >时，若对任意的0x >，恒有()0f x ≤，求p 的取值范围；（3）证明：222222222ln 2ln 3ln 4ln 21(,2)2342(1)n n n n N n n n --+++⋅⋅⋅+<∈≥+ 【答案】（1）1x p=；（2）[1,)+∞；（3）见解析. 【解析】（1）∵ ()ln 1f x x px =-+，∴()f x 的定义域为(0,)+∞，11'()pxf x p x x-=-=，当0p ≤时，'()0f x >，()f x 在(0,)+∞上无极值点，当0p >时，()f x 有唯一极大值点1x p=；（2）由（1）可知，当0p >时，()f x 在1x p =处却极大值11()ln f p p=，此极大值也是最大值，要使()0f x ≤恒成立，只需11()ln0f p p=≤，解得1p ≥，故p 的取值范围为[1,)+∞；（3）令1p =，由（2）可知，ln 10x x -+≤，即ln 1x x ≤-，222222222222222ln 1ln 2ln 3ln 111ln 11112323n n n n n n n n n -≤-⇒≤⇒+++≤-+-++-=222111111(1)()(1)()232334(1)n n n n n --++⋅⋅⋅+<--++⋅⋅⋅+⨯⨯⨯+ =11111111(1)()(1)()2334121n n n n n ---+-+⋅⋅⋅+-=---++2212(1)n n n --=+. 12.(2019·大庆模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，点(n ，S n )在曲线y ＝12x 2＋52x 上，数列{b n }满足b n ＋b n＋2＝2b n ＋1，b 4＝11，{b n }的前5项和为45.(1)求{a n }，{b n }的通项公式； (2)设c n ＝1a n －b n －，数列{c n }的前n 项和为T n ，求使不等式T n ＞k54恒成立的最大正整数k 的值．【答案】(1)a n ＝n ＋2.b n ＝2n ＋3. (2)8.【解析】(1)由已知得S n ＝12n 2＋52n ，当n ＝1时，a 1＝S 1＝12＋52＝3；当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝12n 2＋52n －12(n －1)2－52(n －1)＝n ＋2，当n ＝1时，符合上式．所以a n ＝n ＋2.因为数列{b n }满足b n ＋b n ＋2＝2b n ＋1，所以数列{b n }为等差数列．设其公差为d ，则⎩⎪⎨⎪⎧b 1＋3d ＝11，5b 1＋10d ＝45，解得⎩⎪⎨⎪⎧b 1＝5，d ＝2，所以b n ＝2n ＋3. (2)由(1)得，c n ＝1a n －3b n －＝1n ＋n －＝1n ＋n －＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1，所以T n ＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋13－15＋…＋12n －1－12n ＋1 ＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＋1.因为T n ＋1－T n ＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1－12n ＋3＝1n ＋n ＋＞0，所以{T n }是递增数列，所以T n ≥T 1＝16，故要使T n ＞k 54恒成立，只要T 1＝16＞k54恒成立，解得k ＜9，所以使不等式成立的最大正整数k 的值为8.13．（2019·重庆一中高三月考（文））设函数()223(0)xf x e ax a a =-+>，对于x R ∀∈，都有()5f x a≥成立.（Ⅰ）求实数a 的取值范围；（Ⅱ）证明：*1232ln(),23n n n en e n N n n n n+++++++>+∈L （其中e 是自然对数的底数）. 【答案】（Ⅰ）(]0,1（Ⅱ）见证明【解析】（Ⅰ）()22()xf x e a x R '=-∈Q ，∴当0a >时，由()0f x '>，得ln x a >，由()0f x '<，得ln x a <，)(x f ∴在(ln ,)a +∞上单调递增，在(,ln )a -∞上单调递减.x R ∀∈，()5f x a ≥都成立，min ()5f x a ∴≥.又min ()(ln )2ln 5f x f a a a a ==-+，所以由2ln 55a a a a -+≥，得ln 0a a -≥.01a ∴<≤；a ∴的取值范围是(]0,1.（Ⅱ）当1a =时，()5f x a ≥，即2235x e x -+≥.1x e x ∴≥+.∴当1x >-时，ln(1)x x ≥+.令()*1x n N n =∈，则11ln n n n +⎛⎫≥ ⎪⎝⎭.且1n =时，1ln 2>. 11123411ln ln ln ln 23123n n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴++++>++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭L L2341ln ln(1)123n n n +⎛⎫=⨯⨯⨯⨯=+ ⎪⎝⎭L ，1111ln(1)23n n ∴++++>+L .123223n n n n n n n +++++++L 1111112n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭L 11111ln(1)1ln (1)23n e n n ⎛⎫=+++++>++=+ ⎪⎝⎭L ；即()*1232ln (1)23n n n e n n N n n n n+++++++>+∈L 恒成立. 14. 已知函数f(x)＝log k x(k 为常数，k>0且k≠1)，且数列{f(a n )}是首项为4，公差为2的等差数列． (1)求证：数列{a n }是等比数列；(2)若b n ＝a n ·f(a n )，当k时，求数列{b n }的前n 项和S n ；(3)若c n ＝a n lga n ，问是否存在实数k ，使得{c n }中的每一项恒小于它后面的项？若存在，求出k 的取值范围；若不存在，说明理由．【答案】 (1)略 (2)S n ＝n·2n ＋3(3)(0，3)∪(1，＋∞) 【解析】 (1)由题意知f(a n )＝4＋(n －1)×2＝2n ＋2，即log k a n ＝2n ＋2， ∴a n ＝k2n ＋2，∴2(1)2212(1)n n n n a k k a k++++＝＝.∵常数k>0且k≠1，∴k 2为非零常数．∴数列{a n }是以k 4为首项，k 2为公比的等比数列． (2)由(1)知，b n ＝a n f(a n )＝k2n ＋2·(2n ＋2)，当k时，b n ＝(2n ＋2)·2n ＋1＝(n ＋1)·2n ＋2.∴S n ＝2·23＋3·24＋4·25＋…＋(n ＋1)·2n ＋2，① 2S n ＝2·24＋3·25＋…＋n·2n ＋2＋(n ＋1)·2n ＋3.②②－①，得S n ＝－2·23－24－25－…－2n ＋2＋(n ＋1)·2n ＋3＝－23－(23＋24＋25＋…＋2n ＋2)＋(n ＋1)·2n ＋3，∴33332(12)21?2?2.12()n n n n S n n --＋＋＝－－＋＋＝ (3)存在．由(1)知，c n ＝a n lga n ＝(2n ＋2)·k2n ＋2lgk ，要使c n <c n ＋1对一切n∈N *成立，即(n ＋1)lgk<(n ＋2)k 2lgk对一切n∈N *成立．①当k>1时，lgk>0，n ＋1<(n ＋2)k 2对一切n∈N *恒成立；②当0<k<1时，lgk<0，n ＋1>(n ＋2)k 2对一切n∈N *恒成立，只需21()2min n n k ++<， ∵11122n n n +=-++单调递增，∴当n ＝1时，1()2min n n ++＝23. ∴k 2<23，且0<k<1，因此0<k<3.综上所述，存在实数k∈(0，315.（2019·江苏高三月考（理））已知正项数列中，用数学归纳法证明：.【答案】见解析. 【解析】当时，，，所以，时，不等式成立；假设（）时，成立，则当时，，所以，时，不等式成立．综上所述，不等式成立．16.（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 n n 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111n n 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 n n 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 <。

高中数学讲义：放缩法证明数列不等式

放缩法证明数列不等式一、基础知识：在前面的章节中，也介绍了有关数列不等式的内容，在有些数列的题目中，要根据不等式的性质通过放缩，将问题化归为我们熟悉的内容进行求解。

本节通过一些例子来介绍利用放缩法证明不等式的技巧1、放缩法证明数列不等式的理论依据——不等式的性质：（1）传递性：若,a b b c >>，则a c >（此性质为放缩法的基础，即若要证明a c >，但无法直接证明，则可寻找一个中间量b ，使得a b >，从而将问题转化为只需证明b c >即可）（2）若,a b c d >>，则a c b d +>+，此性质可推广到多项求和：若()()()121,2,,n a f a f a f n >>>L ，则:()()()1212n a a a f f f n +++>+++L L （3）若需要用到乘法，则对应性质为：若0,0a b c d >>>>，则ac bd >，此性质也可推广到多项连乘，但要求涉及的不等式两侧均为正数注：这两条性质均要注意条件与结论的不等号方向均相同2、放缩的技巧与方法：（1）常见的数列求和方法和通项公式特点：① 等差数列求和公式：12nn a a S n +=×，n a kn m =+（关于n 的一次函数或常值函数）② 等比数列求和公式：()()1111n n a q S q q -=¹-，n n a k q =×（关于n 的指数类函数）③ 错位相减：通项公式为“等差´等比”的形式④ 裂项相消：通项公式可拆成两个相邻项的差，且原数列的每一项裂项之后正负能够相消，进而在求和后式子中仅剩有限项（2）与求和相关的不等式的放缩技巧：① 在数列中，“求和看通项”，所以在放缩的过程中通常从数列的通项公式入手② 在放缩时要看好所证不等式中不等号的方向，这将决定对通项公式是放大还是缩小（应与所证的不等号同方向）③ 在放缩时，对通项公式的变形要向可求和数列的通项公式靠拢，常见的是向等比数列与可裂项相消的数列进行靠拢。

数列不等式

数列不等式1、证明：1/2+1/3+。

+1/n < lnn 。

无非就是证明1/k<ln(k)-ln(k-1)对于k>=2都成立，这个高中生完全可以搞定.......尽管这个题的原型是中值定理和积分放缩...我们有(1+1/n)^n<e<(1+1/n)^(n+1)即nln(1+1/n)<1<(n+1)ln(1+1/n)即1/(n+1)<ln(1+1/n)<1/n然后分别令n=1,2,...,n-1 即1/2<ln2 1/3<ln(3/2) 1/4<ln(4/3) ... 1/n=ln(n/(n-1))再相加,即得1/2+1/3+...+1/n<ln(2.3/2.4/3...n/(n-1))=lnn1/(n+1)<ln(1+1/n)<1/n以上可以用导数来证，更符合教学实际：x/(1+x)<=ln(1+x)<=x以上讨论可以看出：1。

纯数列的要求更高 2。

涉及到lnn 的数列不等式应先介绍：用导数证明：x/(1+x)<=ln(1+x)<=x 再应用到数列： 1/(n+1)< ln(1+1/n) <1/n 得到： 1/(n+1)< ln(n+1)-lnn 于是：1/2+1/3+1/4+。

+1/n < ( ln2-ln1) + (ln3-ln2) + (ln4-ln3) +。

+ (lnn-ln(n-1)) = lnn2、3、下面是用n=k为真, 证明n=k+1为真的简略证明:n=k+1为真等价于4、5、6、6、回复 5# 的帖子由Catalan恒等式知a2n=(1+1/2+1/3+……+1/2n)-2(1/2+1/4+1/6+……+1/2n)=1/(n+1)+1/(n+2)……+1/2n,cn=1+1/2+ 1/3+……1/n-Inn收敛,lim(c2n-cn)=1/(n+1)+1/(n+2)+……1/2n-In(2n/n)=0a2n=In2>In(2-1/(n+1))7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、已知数列{}n x 满足1111,,.21n n x x n N x *+==∈+ （1）猜想数列{}n x 单调性并证明；（2）证明：1112.65n n n x x -+⎛⎫-≤ ⎪⎝⎭证（1）由1n+1244n 112513213821x x x x x x ===+==+及得，由246x x x >>猜想：数列{}2n x 是递减数列下面用数学归纳法证明：（1）当n=1时，已证命题成立（2）假设当n=k 时命题成立，即222k k x x +> 易知20k x >，那么23212224212321231111(1)(1)k k k k k k k k x x x x x x x x ++++++++--=-=++++ =22222122230(1)(1)(1)(1)k k k k k k x x x x x x ++++->++++ 即2(1)2(1)2k k x x +++>也就是说，当n=k+1时命题也成立，结合（1）和（2）知，命题成立（2）当n=1时，12116n n x x x x +-=-=，结论成立当2n ≥时，易知1111101,12,12n n n n x x x x ---<<∴+<=>+ 111115(1)(1)(1)(1)212n n n n n x x x x x ----∴++=++=+≥+ 11111111(1)(1)n n n n n n n n x x x x x x x x -+---∴-=-=++++ 2n -111221n -12225551265n n n n x x x x x x ---≤-≤-≤≤-= （）（）（）。

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数列不等式题目39. 已知函数f (x ) =ln(2-x ) +ax 在开区间（0，1）内是增函数.（1）求实数a 的取值范围；（2）若数列{a n }满足a 1∈(0, 1), a n +1=ln(2-a n ) +a n (n ∈N *), 证明：01x -2+a , f (x ) 在（0，1）内是增函数. ………………1分1x -2+a >0在x ∈(0, 1) 时恒成立. 即a >-1x -2∴f '(x )>0在x ∈(0, 1) 时恒成立，即在x ∈(0, 1) 时恒成立. ………………3分1x -212, ∴121x -2（2）证明：由题设知，当n=1时，a 1∈(0, 1).假设当n =k 时，有a k ∈(0, 1), 则当n =k +1时，有a k +1=ln(2-a k ) +a k . ………8分记g (x ) =ln(2-x ) +x , 则g '(x ) =1x -2+1在x ∈(0, 1) 上恒有g '(x ) >0.∴g (x ) 在区间（0，1）上是单调增函数………………10分又 a k +1=g (a k ) =ln(2-a k ) +a k , 且0∴ln(2-0) +0又ln 2>0, ∴000,∴a n +1-a n =ln(2-a n ) >0, 即a n +1>a n . 综上，得06．已知数列{a n }中，a 1=1，且a n =(Ⅰ) 求数列{a n }的通项公式；(Ⅱ)求数列{a n } 的前n 项和为S n ；(Ⅲ) 令c n =a n +1n +1n n -1a n -1+2n ⋅3n -2(n ≥2, n ∈N ) ．*(n ∈N ) ，数列{*2c n (c n -1)n n -1的前n 项和为T n ．求证：对任意n ∈N ， 2*都有 T n6．已知数列{a n }中，a 1=1，且a n =(Ⅰ) 求数列{a n }的通项公式；(Ⅱ) 求数列{a n } 的前n 项和为S n ；a n -1+2n ⋅3n -2(n ≥2, n ∈N ) ．*(Ⅲ) 令c n =a n +1n +1(n ∈N ) ，数列{*2c n (c n -1)2的前n 项和为T n ．求证：对任意n ∈N ，*都有 T nn n -1a n -1+2n ⋅3a n n -a 11n -2知，a n n=a n -1n -12+2⋅3n -2，n -2由累加法，当n ≥2时，=2+2⨯3+2⨯3+ +2⨯3代入a 1=1，得n ≥2时，又a 1=1，故a n =n ⋅3n -1（III ）c n = a n +1n +1na n n1-3*．．．．．．．．．．．．．．．4分(n ∈N ) ．． =1+2(1-3n -1)=3n -1=3n 2n当n ≥2时，2⨯3(3-1)≤+2⨯3nn n(3-1)(3-3) 2⨯3222=2⨯3n n 2n -1n -1(3-1)(3n-1) 12-=132n -1-1-13-112n. 13-13所以当n ≥2时T n =＋ +(且T 1= 1n -1321(3-1)+ +12⨯3(3-1)≤32+() +(3-1-)332-1-3-1n) =2-3-1n故对n ∈N *，T nS n (b n +2b n -b n +1) +b n +1b n =0.22nS n . 数列{b n }满足b 1=b 2=1.（I ）求{a n },{b n }的通项公式；a n =4n ，b n = （II ）求证：b 1+b 2+ +b n6．已知数列{a n }中，a 1=1，且a n =(Ⅰ) 求数列{a n }的通项公式；(Ⅱ) 求数列{a n } 的前n 项和为S n ；(Ⅲ) 令c n =a n +1n +1n n -12n +42nn -1a n -1+2n ⋅3n -2(n ≥2, n ∈N ) ．*(n ∈N ) ，数列{*2c n (c n -1)的前n 项和为T n ．求证：对任意n ∈N ， 2 *都有 T nn n -1a n -1+2n ⋅3a n n -a 11n -2知，a n n=a n -1n -12+2⋅3n -2，n -2由累加法，当n ≥2时，=2+2⨯3+2⨯3+ +2⨯3代入a 1=1，得n ≥2时，a n n=1+2(1-3n -1)1-3=3n -1又a 1=1，故a n =n ⋅3n -1(n ∈N *) ．．．．．．．．．．．．．．．．．4分（III ）c n =a n +1n +1n=3n 2n当n ≥2时，2⨯3(3-1)≤+2⨯3nn n(3-1)(3-3) 2⨯32=2⨯3n n 2n -1n -1(3-1)(3n-1) 12-=132n -1-1-13-112n. 13-13所以当n ≥2时T n =＋ +(且T 1= 1n -1321(3-1)+ +1(3-1)≤32+(13-1) +(3-1-)332-1-3-1n) =2-3-1n故对n ∈N *，T nS n (b n +2b n -b n +1) +b n +1b n =0.22nS n . 数列{b n }满足b 1=b 2=1.（I ）求{a n },{b n }的通项公式；a n =4n ，b n = （II ）求证：b 1+b 2+ +b n⎧a +2⎫（II ）证明：⎨ln n ⎬是等比数列；⎩a n -2⎭2n +4252nn 2n -1a n +b n2，a n +1=， b n +1=2a n b n a n +b n（Ⅲ）设S n 是数列{a n }的前n 项和，证明：S n⎝⎛4⎫⎪ 3⎭（I ）由已知a 1=4，a 2=b n =4a n52，所以b 1=1， a n +1b n +1=a n b n = =a 1b 1=4， +2a n，∴a n +1=a n 2用数学归纳法证明a n >2 （ⅰ）当n =1时，a 1>2． *（ⅱ）假设当n =k (k ∈N ) 时，a k >2则当n =k +1时， a k +1-2=(a k -2)22a ka n 2>0， a k +1>2*根据（ⅰ）和（ⅱ）知a n >2对所有n ∈N 成立于是a n +1-a n =+2a n-a n =4-a n 2a n2即2（II ） a n +1+2=∴lna n +1+2a n +1-2(a n +2)2a n=2ln2，a n +1-2=(a n -2)2a n2，a n +1a n +1+2⎛a n +2⎫= ⎪ -2⎝a n -2⎭2a n +22⎧a +2⎫，⎨ln n ⎬是等比数列a -2a n -2n ⎩⎭（Ⅲ）a n +1-2=(a n -2)2a n，⎛11⎫1，a n +1-2= -a -2a -2≤()(a n -2) ⎪n n +14⎝2a n ⎭111⎫⎛∴(a 1-2)+(a 2-2)+ +(a n -2)≤2 1++2+ +n -1⎪ 444⎭⎝1⎫⎛2 1-n ⎪1⎫84⎭8⎛⎝== 1-n ⎪13⎝4⎭31-44⎫⎛∴S n3⎭⎝5、设集合W 由满足下列两个条件的数列{a n }构成：①a n +a n +22②存在实数M ，使a n ≤M . （n 为正整数）（I ）在只有5项的有限数列{a n },{b n }中, 其中a 1=1, a 2=2, a 3=3, a 4=4, a 5=5; b 1=1, b 2=4, b 3=5, b 4=4, b 5=1；试判断数列{a n },{b n }是否为集合W 的元素；（II ）设{c n }是等差数列，S n 是其前n 项和，c 3=4, S 3=18, 证明数列{Sn }∈W ；并写出M 的取值范围；（III ）设数列{d n }∈W , 且对满足条件的常数M ，存在正整数k ，使d k =M . 求证：d k +1>d k +2>d k +3.解：（I ）对于数列{a n }，当n=1时，=2=a 2, 显然不满足集合W 的条件，①2故{a n }不是集合W 中的元素， a 1+a 3…………2分对于数列{b n }，当n ∈{1, 2, 3, 4, 5}时，不仅有b 3+b 3b 1+b 32=3b 2+b 42=42显然满足集合W 的条件①②，故{b n }是集合W 中的元素.…………4分（II ） {c n }是等差数列，S n 是其前n 项和，c 3=4, S 3=18, 设其公差为d ，∴c 3-2d +c 3-d +c 3=18.∴d =-2∴c n =c 3+(n -3) d =-2n +10, S n =-n +9n2…………7分∴S n +S n +22S n +S n +22-S n +1=-192) +2S n =-(n -814,∴S n 的最大值是S 4=S 5=20,即S n ≤S 4=20.∴{S n }∈W ，且M 的取值范围是[20, +∞)…………9分（III ）证明：{d n }∈W , ∴d k +d k +2整理d k +2d k +1+d k +3又∴d k +12>d k +2>d k +3.3、x n +1=4x n -2x n +14965，n =0,1, 2, ，写出{x n }的所有项；（Ⅰ）若x 0=（Ⅱ）确定x 0的值，使{x n }是一个无穷的常数数列；（Ⅲ）若对∀n ∈N +，都有x n353a n 2a n +1，a n +1=, n =1, 2, ．⎧1⎫-1⎬为等比数列；（1）求证：数列⎨⎩a n ⎭（2）记S n =1a 1+1a 2+1a n，若S n（3）是否存在互不相等的正整数m , s , n ，使m , s , n 成等差数列，且a m -1, a s -1, a n -1成等比数列，如果存在，请给出证明；如果不存在，请说明理由．（1）∵1a n +11a 1=23+13a n，∴1a n1a n +1-1=13a n*-13，………………………2分且∵-1≠0，∴-1≠0(n ∈N ) ，……………………………3分⎧1⎫-1⎬为等比数列．…………………………………4分∴数列⎨⎩a n ⎭（2）由（1）可求得1a n-1=1n -111n⨯() ，∴=2⨯() +1．…………… 5分 33a n 32S n =++ +=n +2(+2+ +n ) =n +2⋅a 1a 2a n 33311111111-3-1n +1=n +1-13n，…7分若S n13n n（3）假设存在，则m +n =2s , (a m -1) ⋅(a n -1) =(a s -1) 2，………………10分∵a n =3n n3+23+23+23+2化简得：3m +3n =2⋅3s ，………………………………………13分mns，∴(n-1) ⋅(3mm-1) =(3ss-1) ．……………12分2∵3+3≥2⋅=2⋅3，当且仅当m =n 时等号成立．………………………15分又m , n , s 互不相等，∴不存在．…………………………………………16分ax n x n +15、已知首项为x 1的数列{x n }满足x n +1=（a 为常数）。

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