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4.1数列的概念
一、单选题
1.(2022高二下·山东月考)下列数列中,为递减数列的是( )
A. B. C. D.
2.(2022高二上·商洛期末)已知数列,则这个数列的第8项为( )
A. B. C. D.
3.(2022高三上·如皋月考)意大利著名数学家斐波那在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,…,其中,且从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,即,后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”,则斐波那契数列中,( )
A. B. C. D.
4.(2022高三上·浙江开学考)已知数列为递增数列,前项和,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2021高三上·永州月考)在数列 中, ,则 ( )
A.25 B.32 C.62 D.72
6.(2020高三上·北京期中)设 是等差数列,且公差不为零,其前 项和为 .则“ , ”是“ 为递增数列”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
7.(2022高二上·凉州期末)在数列中,,则此数列最大项的值是( )
A.102 B. C. D.108
8.(2019高一下·安吉期中)数列 中, 对所有的 都有 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
9.(2019高二下·周口期末)数列0, , , ,…的一个通项公式是( )
A. B.
C. D.
10.(2023高二上·孝义期末)数列0,,,…的通项公式可以为( )
A. B.
C. D.
11.(2019高一下·邢台月考)数列 , , , , , ,的一个通项公式为( )
A. B.
C. D.
12.(2020高三上·运城期中)若 ,则 、 、 、 中值为 的共有( )
A.202个 B.404个 C.606个 D.808个
13.(2019高一下·马鞍山期中)数列 中, ,则下列说法正确的是( )
A.有最大项,无最小项 B.无最大项,有最小项
C.既有最大项,也有最小项 D.既无最大项,也无最小项
14.(2021高三上·河南开学考)若数列 满足: ,则数列 的通项公式为( )
A. B. C. D.
15.(2021高二上·浙江期中)已知函数的定义域为R,数列满足,且是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
16.(2019高二上·丰台期中)设等比数列{an}的前 n 项和为Sn,且S3=7a1 ,则数列{an}的公比q的值为( )
A.2或-3 B.2或3 C.2 D.3
17.(2020高一下·海林期中)已知数列 , , , ,…,则 可能是这个数列的( )
A.第6项 B.第7项 C.第10项 D.第11项
18.(2021高二上·湖南月考)数列中前项和满足,若是递增数列,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
19.(2021·浙江模拟)已知等比数列 的前n项和为 ,且满足公比0<q<1, <0,则下列说法不正确的是( )
A. 一定单调递减 B. 一定单调递增
C.式子 - ≥0恒成立 D.可能满足 = ,且k≠1
20.(2021高二上·怀仁期末)已知数列是首项为,公差为1的等差数列,数列满足.若对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A., B. C., D.
二、填空题
21.(2020高二上·保山月考)数列7,77,777,7777…的一个通项公式是 .
22.(2022·唐山模拟)角谷猜想又称冰雹猜想,是指任取一个正整数,如果它是奇数,就将它乘以3再加1;如果它是偶数,则将它除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈.如取正整数,根据上述运算法则得出,共需要经过8个步滕变成1(简称为8步“香程”),已知数列满足:(m为正整数),①若,则使得至少需要 步雹程;②若;则m所有可能取值的和为 .
23.(2019高三上·湖南月考)已知数列 ,若 ,且对于任意 ,都有 ,则实数 的取值范围是 .
24.(2019高二上·北京期中)已知数列 的前 项和为 ,且 ,则 , .
25.(2020高二上·苏州期中)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.大衍数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中国传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题,其前10项依次是0, 2,4, 8,12, 18, 24, 32, 40, 50, 则此数列第19项的值为 .此数列的通项公式 .
26.(2022高二上·河西期末)已知数列的前n项和为,且满足通项公式,则 .
27.(2023·上海市模拟)若项数为10的数列 , 满足 , 且 , 则数列 中最大项的最大值为 .
三、解答题
28.(2020高二上·徐汇期中)设 轴、 轴正方向上的单位向量分别是 ,坐标平面上点列 分别满足下列两个条件:① 且 ;② 且 ;
(1)写出 及 的坐标,并求出 的坐标
(2)若 的面积是 ,求 的表达式
(3)对于(2)中的 ,是否存在最大的自然数 ,对一切 都有 成立?若存在,求出 ,若不存在,说明理由
29.已知函数f(x)=2x-2-x,数列{an}满足f(log2an)=-2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:数列{an}是递减数列.
30.(2021·淮安模拟)已知数列 满足 , ,且 , .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 , ,求 的最小值.
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】对于A,,数列为递增数列,A不符合题意;
对于B,,
当时,数列递增;当时,数列递减,B不符合题意;
对于C,,数列为递增数列,C不符合题意;
对于D,,数列为递减数列,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】利用已知条件结合分类讨论的方法和作差判断数列的单调性的方法,进而找出递减数列的选项。
2.【答案】B
【解析】【解答】由已知条件得
∵数列,,,,
∴,
则
故答案为:B.
【分析】依据前五项的规律写出数列的项项公式,由通项公式求出数列第8项即可.
3.【答案】D
【解析】【解答】由题意知,,
则,,
所以
.
故答案为:D.
【分析】由题意知,,则,,代入所求式子可得结论.
4.【答案】B
【解析】【解答】当时,,
故可知当时,单调递增,故为递增数列只需满足,即
故答案为:B
【分析】由,借助数列单调性得到即可求解。
5.【答案】B
【解析】【解答】解:令函数 ,
由对勾函数的性质得函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以当 时, 是单调递减数列,当 时, 是单调递增数列,
所以
所以
故答案为:B
【分析】根据题意构造函数,由对勾函数的单调性即可得出数列的单调性,结合单调性的定义即可得出数列项的大小,结合绝对值的几何意义计算出结果即可。
6.【答案】A
【解析】【解答】 是等差数列,且公差 不为零,其前 项和为 ,
充分性: ,则 对任意的 恒成立,则 ,
,若 ,则数列 为单调递减数列,
则必存在 ,使得当 时, ,则 ,不合乎题意;
若 ,由 且数列 为单调递增数列,
则对任意的 , ,合乎题意,
所以“ , ” “ 为递增数列”;
必要性:设 ,当 时, ,
此时, ,但数列 是递增数列,
所以“ , ” “ 为递增数列”,
因此,“ , ”是“ 为递增数列”的充分而不必要条件.
故答案为:A.
【分析】分别利用等差数列的前项和公式,以及充分条件和必要条件的定义进行判断,即可得出答案.
7.【答案】D
【解析】【解答】将看作一个二次函数,其对称轴为,开口向下,
因为,
所以当时,取得最大值,
故答案为:D
【分析】将看作一个二次函数,利用二次函数的性质求解.
8.【答案】B
【解析】【解答】当n=2时, ,
故答案为:B.
【分析】利用特殊值法结合已知条件,再利用作商的方法,从而求出数列第三项的值。
9.【答案】A
【解析】【解答】在四个选项中代n=2,B,D是正数,不符,A选项值为 ,符合,C选项值为 ,不符。
故答案为:A.
【分析】根据前几项,找规律,确定通项公式即可.
10.【答案】C
【解析】【解答】对于A,,,A不符合题意;
对于B, ,,,B不符合题意;
对于C,,,,C符合题意;
对于D,,,,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据数列的项逐项判断可得答案.
11.【答案】C
【解析】【解答】∵数列{an}各项值为 , , , , , ,
∴各项绝对值构成一个以1为首项,以2为公差的等差数列,
∴|an|=2n﹣1
又∵数列的奇数项为负,偶数项为正,
∴an=(﹣1)n(2n﹣1).
故答案为:C.
【分析】根据各项符号和数值的特点,写出通项公式即可.
12.【答案】B
【解析】【解答】由于 , , ,
, , ,
所以 ,
,
所以 , ,
,
所以, ,则 , ,
因此, 、 、…、 中值为0的共有 个.
故答案为:B.
【分析】利用数列的周期的应用求出结果,可得答案。
13.【答案】C
【解析】【解答】依题意得, , ,
当 时, ,数列 为单调递减数列,
所以当 时, 的值最小,
当 时, ,数列 为单调递减数列,
所以当 时, 的值最大,
所以, 有最大项,也有最小项.
故答案为:C.
【分析】由题,结合单调性可知,当 时, 的值最小;当 时, 的值最大,即可得出答案.
14.【答案】D
【解析】【解答】由 ①得,当 时 ②
由①-②得
当 时 也满足上式
故答案为:D
【分析】 直接求出b1 = 2即可得到答案,也可直接求解通项公式.
15.【答案】D
【解析】【解答】由函数的定义域为,数列满足,且是递增数列,
可得,即为,
解得,
则实数的取值范围是。
故答案为:D.
【分析】由函数的定义域为,数列满足,且是递增数列,可得,从而解不等式组得出实数的取值范围。
16.【答案】A
【解析】【解答】因为 ,所以可得 ,解得 或 q= ,
故答案为:A。
【分析】利用等比数列前n项和公式结合已知条件 ,从而解一元二次方程求出公比q的值。
17.【答案】B
【解析】【解答】数列 , , , ,…,即 , , , ,…,所以数列的通项公式为 ,所以 ,解得 ,
故答案为:B.
【分析】利用已知条件结合归纳推理的方法,找出规律推出数列的通项公式,再利用数列通项公式结合代入法,从而建立关于n的方程,再解方程求出n的值,从而求出 可能是这个数列的第七项。
18.【答案】B
【解析】【解答】解:因为,则,两式相减得,
因为是递增数列,所以当时,,解得,
又,,所以,解得,
综上得,
故答案为:B.
【分析】由已知求得,再根据当时,,求解可得 的取值范围 。
19.【答案】D
【解析】【解答】因为等比数列 的前n项和为 ,且满足公比0<q<1, <0,
所以当 时,由 可得 ,故数列 为增函数,A正确,不符合题意;
由0<q<1, <0知 ,
所以 ,故 一定单调递减,B正确,不符合题意;
因为当 时, , ,所以 ,即 - ,当 时,
,综上 ,C正确,不符合题意;
若 = ,且k≠1,则 ,即 ,因为 ,故 ,
故矛盾,所以D错误,符合题意.
故答案为:D
【分析】根据等比数列的通项公式,前n项和的意义,可逐项分析求解。
20.【答案】D
【解析】【解答】解:根据题意:数列是首项为,公差为1的等差数列,
所以,
由于数列满足,
所以对任意的都成立,
故数列单调递增,且满足,,
所以,
解得.
故答案为:D.
【分析】根据题意由等差数列的通项公式整理化简已知条件,由此即可得出数列的单调性,由数列的单调性以及通项公式即可得出a的取值范围。
21.【答案】
【解析】【解答】解:先写出9,99,999,9999的通项是 ,
∴数列7,77,777,7777…的一个通项公式 .
故答案为 .
【分析】根据所给的这个数列的特点,先写出9,99,999,9999的通项是 ,再乘以九分之七即可得解.
22.【答案】9;385
【解析】【解答】m=13,依题意, ,
共9共 步骤;
若, , 或,
若,
若,
的集合为 ,其和为385;
故答案为:9,385.
【分析】根据题意把实际问题转化为数学问题,结合数列的递推公式整理化简分情况讨论计算出的取值,结合已知条件即可得出数列的通项公式;并把结果代入到数列的通项公式由此计算出结果即可。
23.【答案】
【解析】【解答】数列{an},若an═﹣n2+kn+4,则an+1═﹣(n+1)2+k(n+1)+4,
由an+1<an,整理得﹣(n+1)2+k(n+1)+4﹣(﹣n2+kn+4)<0,
化简得:k<2n+1,
由于对于任意n∈N*,都有an+1<an恒成立,
所以k<(2n+1)min,
即当n=1时,k<3.
故答案为: .
【分析】直接利用数列的通项公式和数列的单调性的应用求出结果.
24.【答案】-3;8
【解析】【解答】由题意,
则令 , ;
;
故答案为:-3;8
【分析】根据数列前 项和公式定义,令 ,可求 ,再求 ,即可求解.
25.【答案】180;
【解析】【解答】观察前10项可得, , , , , ,即当 为奇数时, ,所以 ;
又 , , , , ,即当 为偶数时, ;
所以 .
故答案为:180; .
【分析】通过观察法,分别确定奇数项和偶数项对应的通项公式,进而可求出结果.
26.【答案】
【解析】【解答】因为 ,
所以 时, ,即 ,
化简得 ,又 ,
所以 ,
检验 时也成立,
所以 ,
所以 。
故答案为: 。
【分析】利用已知条件结合的关系式和分类讨论的方法,再结合检验的方法得出数列的通项公式,再结合数列的通项公式和代入法得出数列第2021项的值。
27.【答案】8
【解析】【解答】解:因为,所以或,
不妨设 ,
即中相邻两项相差最大为2,但又要保证,则数列中的项有增有减,
假如bi中有x个2,增量最大为2x,则有9-x项是减少的,
则必有 ,所以 ,解得x=3或4,
取x=4, a1取最大值0,按最大连续增量8计算,有 a5=a1+8 ,即中有最大值为a5=8.
故答案为:8
【分析】根据数列的增减性计算即可.
28.【答案】(1)解:因为 , ,所以 .
又因为 ,所以
所以 得出 然后累加得:
,所以有
所以 的坐标是 , 的坐标是 , 的坐标是 .
(2)解: 累加得:
故 因为
所以
(3)解:
而 在 的情况下是单调递增,并且 又是整数,所以 即为 的最小值.
所以
【解析】【分析】(1)利用向量的加法运算写出 和 的坐标,并求出 的坐标;(2)应用向量积来计算三角形的面积,即可求出 的表达式;(3)用函数的单调性来算出自然数 的最大值。
29.【答案】(1)解: , ,
即 (看成关于 的方程).
,
解得 .
,
(2)证明:
又 ,故数列 是递减数列.
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合代入法,从而结合恒等式和一元二次方程求出数列的通项公式。
(2)利用已知条件结合减函数的定义,从而结合作商法,进而证明出数列{an}是递减数列。
30.【答案】(1)令 ,则 ,而 ,
∴ 是首项为2,公差为4的等差数列,即 ,
∴ ,又 ,
∴ .
(2)由题设, , ,
∴ ,当且仅当 时等号成立,故 且在 上单调递增,又 ,
∴当 时, 的最小值 .
【解析】【分析】(1) 令 ,结合已知条件可知 是首项为2,公差为4的等差数列 ,写出通项公式,再应用累加法有 ,即可求数列 的通项公式;
(2)由(1)知 , , 易知 在上恒成立,且数列单调递增,即可求其最小值。
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