2026年高三数学上学期专题突破练:数列(含解析)

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名称 2026年高三数学上学期专题突破练:数列(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2025-08-11 11:26:59

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2026年高三数学上学期专题突破练:数列
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 邯郸期中)已知等差数列{an}的公差为﹣2,且a2+a4+a6=39,则a5=(  )
A.9 B.11 C.13 D.15
2.(2025春 立山区校级期中)正项等比数列{an}前n项和为Sn,S5=6,S15=78,则S20=(  )
A.144 B. C.162 D.240
3.(2025春 兴宁区校级期中)数列3,4,5,6, 的一个通项公式为(  )
A.an=n B.an=n+1 C.an=n+2 D.an=2n
4.(2025春 顺义区校级期中)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,,a2=4,若数列的前k项和为,则k=(  )
A.11 B.10 C.9 D.8
5.(2025春 湖北月考)一个等差数列{an}的前n项和、前2n项和、前3n项和分别为Sn,S2n,S3n,公差为d,则下列说法正确的是(  )
A.若S2n=4Sn,则2a1=d
B.若S3n=9Sn,则3a1=d
C.Sn,S2n,S3n成等比数列
D.Sn,S2n,S3n成等差数列
6.(2025 青羊区校级开学)已知数列{an}是各项为正数的等比数列,公比为q,在a1,a2之间插入1个数,使这3个数成等差数列,记公差为d1,在a2,a3之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为d2,…,在an,an+1之间插入n个数,使这n+2个数成等差数列,公差为dn.以下能使得数列{dn}单调递增的是(  )
A.q>1 B.1<q C.d1<d2 D.d2<d3
7.(2025 重庆模拟)已知等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为Sn、Tn,若,对 n∈N*, M>0,,则M的最小值为(  )
A. B. C. D.1
8.(2025 重庆模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,且an>0,4Sn2an+1+1,将数列{an}与数列{n2﹣1}的公共项从小到大排列得到新数列{cn},则(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2025春 保亭县校级期中)数列{an}的前n项和为Sn,已知,则(  )
A.{an}是递增数列
B.a10=﹣12
C.当n>4时,an<0
D.当n=3时,Sn取得最大值
(多选)10.(2025春 安庆校级月考)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足,则(  )
A.存在s,t∈N*,满足a2s﹣1=a2t
B.a2025﹣a2024=2025
C.{a2n+1+a2n﹣1}构成公差为4的等差数列
D.a2n+2+a2n=1
(多选)11.(2025春 湖北校级期末)已知n∈N*,记集合{1,2, ,n}中所有不包含相邻正整数的非空子集的个数为Tn,例如T1=1,T3=4,对于数列{Tn},下列说法正确的是(  )
A.2Tn+1+1=Tn+2+Tn
B.T1+T3+ +T2n﹣1=T2n﹣n
C.T4n﹣2+1一定为3的倍数
D.
三.填空题(共3小题)
12.(2025春 罗平县期末)已知数列{an}为等比数列,a5=2,若{an}的前9项和为,则数列的前9项和为     .
13.(2025春 立山区校级期中)数列{xn}首项为,,已知数列{xn}是单调递增数列,则a的取值范围为     .
14.(2025春 北京校级期中)已知数列{an}满足,
①当a1=4时,a10=     ;
②当{an}为递增数列时,a1的取值集合是     .
四.解答题(共5小题)
15.(2025春 简阳市校级期中)已知在等差数列{an}中,a5=3,a9=﹣5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
16.(2025春 雁江区校级期中)已知数列{an}为等差数列,数列{bn}为单调递增的等比数列,a1=5,a2+a5=20且b2+b5=a7+1,b3b4=a5+a8.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)设cn=anbn,求数列{cn}的前n项和Tn.
17.(2025春 邯郸期中)已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+2n﹣6.
(1)证明:{an﹣1}是等比数列,并求{an}的通项公式;
(2)记,记数列{bn}的前n项和为Tn.
①求T2n;
②若存在n∈N*,使得λ≥Tn,求λ的取值范围.
18.(2025 肇庆一模)对于一个给定的数列{an},令bn=an+an+1,则数列{bn}称为数列{an}的一阶和数列,再令cn=bn+bn+1,则数列{cn}是数列{an}的二阶和数列,以此类推,可得数列{an}的p阶和数列.
(1)若{an}的二阶和数列是等比数列,且a1=0,a2=1,a3=0,a4=3,求a7;
(2)若an=n,求{an}的二阶和数列的前n项和;
(3)若{an}是首项为1的等差数列,{bn}是{an}的一阶和数列,且3ak﹣1≤2bk﹣1,a1+a2+ +ak=1000,求正整数k的最大值,以及k取最大值时{an}的公差.
19.(2025春 个旧市校级期中)已知数列{an}满足a1=1,an=1+an﹣1(n>1,n∈N*),数列{bn}是公比为正数的等比数列,b1=2,且2b2,b3,8成等差数列,
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若数列{cn}满足an cn,求数列{cn}的前n项和Sn;
(3)若数列{dn}满足dn,求证:d1+d2+…+d2n.
2026年高三数学上学期专题突破练:数列
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D C B A C C A
二.多选题(共3小题)
题号 9 10 11
答案 BC ACD BCD
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 邯郸期中)已知等差数列{an}的公差为﹣2,且a2+a4+a6=39,则a5=(  )
A.9 B.11 C.13 D.15
【解答】解:因为等差数列{an}的公差为﹣2,且a2+a4+a6=39,
由等差数列的性质可得3a4=39,即a4=13,
所以a5=a4+d=a4﹣2=11.
故选:B.
2.(2025春 立山区校级期中)正项等比数列{an}前n项和为Sn,S5=6,S15=78,则S20=(  )
A.144 B. C.162 D.240
【解答】解:正项等比数列{an}前n项和为Sn,S5=6,S15=78,
由题意可知S5,S10﹣S5,S15﹣S10,S20﹣S15成等比数列,设其公比为q,
则,即,整理可得,
即(S10﹣24)(S10+18)=0,解得S10=24,
由,则,解得S20=240.
故选:D.
3.(2025春 兴宁区校级期中)数列3,4,5,6, 的一个通项公式为(  )
A.an=n B.an=n+1 C.an=n+2 D.an=2n
【解答】解:由数列的第一项为3可排除ABD,
因为数列3,4,5,6, ,
所以数列的一个通项公式为an=n+2.
故选:C.
4.(2025春 顺义区校级期中)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,,a2=4,若数列的前k项和为,则k=(  )
A.11 B.10 C.9 D.8
【解答】解:等差数列{an}中,,a2=4,
则a1+8d(a1+11d)+6,a1+d=4,
解得a1=d=2,
则an=2n,Sn=2nn2+n=n(n+1),
则数列的前k项和11,
则k=10.
故选:B.
5.(2025春 湖北月考)一个等差数列{an}的前n项和、前2n项和、前3n项和分别为Sn,S2n,S3n,公差为d,则下列说法正确的是(  )
A.若S2n=4Sn,则2a1=d
B.若S3n=9Sn,则3a1=d
C.Sn,S2n,S3n成等比数列
D.Sn,S2n,S3n成等差数列
【解答】解:由等差数列{an}的公差为d,可得Sn=na1n(n﹣1)d,
即有Snn[2a1+(n﹣1)d],S2n=n[2a1+(2n﹣1)d],
S3nn[2a1+(3n﹣1)d],
对于A,若S2n=4Sn,可得n[2a1+(2n﹣1)d]=2n[2a1+(n﹣1)d],
两边同时除以n,可得2a1+(2n﹣1)d=2(2a1+(n﹣1)d),
化为2a1=d.故选项A正确;
对于B,若S3n=9Sn,则n[2a1+(3n﹣1)d]n[2a1+(n﹣1)d],
所以2a1=d,故选项B错误;
对于C,取 a1=1,d=1,n=1,可得S1=1,S2=3,S3=6,
显然不满足Sn,S2n,S3n成等比数列,故选项C错误;
对于D,取a1=1,d=1,n=1,可得S1=1,S2=3,S3=6,
显然不满足Sn,S2n,S3n成等差数列,故选项D错误.
故选:A.
6.(2025 青羊区校级开学)已知数列{an}是各项为正数的等比数列,公比为q,在a1,a2之间插入1个数,使这3个数成等差数列,记公差为d1,在a2,a3之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为d2,…,在an,an+1之间插入n个数,使这n+2个数成等差数列,公差为dn.以下能使得数列{dn}单调递增的是(  )
A.q>1 B.1<q C.d1<d2 D.d2<d3
【解答】解:等比数列{an}中,an+1=an q(q>0,各项为正).在an与an+1间插入n个数,形成n+2项等差数列,公差为dn.
由等差数列通项性质:an+1=an+(n+1)dn,代入an+1=an q,得:,
又,故.
数列单调递增需dn+1>dn,即:,整理得.
因是递减数列,最大值为n=1时的.
故当时,对所有n成立,{dn}单调递增.
选项AB:若,则,.计算得,则d2<d1,数列不单调递增,AB错误.
选项C:d2>d1等价于.此时,对任意n,,故{dn}单调递增,C正确.
选项D:d3>d2等价于.但当时,,则d2<d1,数列不单调递增,D错误.
故选:C.
7.(2025 重庆模拟)已知等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为Sn、Tn,若,对 n∈N*, M>0,,则M的最小值为(  )
A. B. C. D.1
【解答】解:由已知可得,
且当n→+∞时,,
因为 n∈N*, M>0,,则,即M的最小值为.
故选:C.
8.(2025 重庆模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,且an>0,4Sn2an+1+1,将数列{an}与数列{n2﹣1}的公共项从小到大排列得到新数列{cn},则(  )
A. B. C. D.
【解答】解:等差数列{an}的前n项和为Sn,且an>0,设公差为d,d>0,
由4Sn2an+1+1,可得4a1=(a2﹣1)2=(a1+d﹣1)2,
又4(2a1+d)=(a3﹣1)2=(a1+2d﹣1)2,
解得a1=1,d=2,
则an=2n﹣1,
将数列{an}与数列{n2﹣1}的公共项从小到大排列得到新数列{cn},
可得cn=(2n﹣1)(2n+1),

则1...1.
故选:A.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2025春 保亭县校级期中)数列{an}的前n项和为Sn,已知,则(  )
A.{an}是递增数列
B.a10=﹣12
C.当n>4时,an<0
D.当n=3时,Sn取得最大值
【解答】解:因为,
所以当n=1时,a1=﹣1+7=﹣2+8=6,
当n≥2时,,
当n=1时,也满足上式,所以an=﹣2n+8,
对于A,因为an+1﹣an=﹣2(n+1)+8+2n﹣8=﹣2<0,所以{an}是递减数列,故A错误;
对于B,a10=﹣2×10+8=﹣12,故B正确;
对于C,当an=﹣2n+8=0,得n=4,所以当n>4时,an<0,故C正确;
对于D,因为,且n∈N*,
所以当且仅当n=3,或n=4时,Sn取得最大值12,故D错误.
故选:BC.
(多选)10.(2025春 安庆校级月考)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足,则(  )
A.存在s,t∈N*,满足a2s﹣1=a2t
B.a2025﹣a2024=2025
C.{a2n+1+a2n﹣1}构成公差为4的等差数列
D.a2n+2+a2n=1
【解答】解:对于A,由a1=2,可得a2+a1=1,即有a2=﹣1,
a3﹣a2=2,即有a3=1,
a4+a3=3,则a4=2,有a1=a4,
即存在s=1,t=2,满足a2s﹣1=a2t,故A正确;
对于B,a2k+1﹣a2k=2k,则a2025﹣a2024=2024,故B错误;
对于C,a2k+a2k﹣1=2k﹣1,则a2k+1+a2k﹣1=4k﹣1,
(a2k+3+a2k+1)﹣(a2k+1+a2k﹣1)=4(k+1)﹣1﹣(4k﹣1)=4,
{a2n+1+a2n﹣1}构成公差为4的等差数列,故C正确;
对于D,a2n+2+a2n+1=2n+1,a2n+1﹣a2n=2n,则a2n+2+a2n=1,故D正确.
故选:ACD.
(多选)11.(2025春 湖北校级期末)已知n∈N*,记集合{1,2, ,n}中所有不包含相邻正整数的非空子集的个数为Tn,例如T1=1,T3=4,对于数列{Tn},下列说法正确的是(  )
A.2Tn+1+1=Tn+2+Tn
B.T1+T3+ +T2n﹣1=T2n﹣n
C.T4n﹣2+1一定为3的倍数
D.
【解答】解:设集合{1,2, ,n}中所有不包含相邻正整数的非空子集构成的集合为An,
因此A2={{1},{2}},因此T2=2,
对于A选项,当n≥3时,集合An可由以下两种方式构成:
①若n不是集合{1,2, ,n}中所有不包含相邻正整数的非空子集的元素,
这样的子集个数等于集合{1,2, ,n﹣1}的所有不包含相邻正整数的非空子集的个数,为Tn﹣1;
②若n是集合{1,2, ,n}中所有不包含相邻正整数的非空子集的元素,
因此n﹣1不在这类非空子集中,
这类非空子集等同于将集合{1,2, ,n﹣2}中的每个符合条件的子集中加入元素n,其个数为Tn﹣2,
同时符合条件的这类子集中,包含集合{n},因此包含n的非空子集的个数为Tn﹣2+1,
因此当n≥3且n∈N*时,Tn=Tn﹣1+Tn﹣2+1,
因此对任意的n∈N*,Tn+2=Tn+1+Tn+1,A选项错;
对于B选项,当n≥2且n∈N*时,由题意可得T2n=T2n﹣1+T2n﹣2+1,因此T2n﹣1=﹣T2n﹣2+T2n﹣1,
此时T1+T3+T5+ +T2n﹣1=1+(﹣T2+T4﹣1)+ +(﹣T2n﹣2+T2n﹣1)
=1﹣T2+T2n﹣(n﹣1)=1﹣2+T2n﹣(n﹣1)=T2n﹣n,
当n=1时,T1=1=2﹣1=T2﹣1,合乎题意,
因此对任意的n∈N*,T1+T3+ +T2n﹣1=T2n﹣n,B选项对;
对于C选项,T4n+2=T4n+1+T4n+1=2T4n+2+T4n﹣1
=2T4n+2+(﹣T4n﹣2+T4n﹣1)=3T4n+1﹣T4n﹣2,
因此T4n+2+1=3T4n+2﹣T4n﹣2=3(T4n+1)﹣(T4n﹣2+1),
猜想:T4n﹣2+1能被3整除,因为T2+1=3能被3整除,
假设当n=k(k∈N*)时,猜想成立,即T4k﹣2+1能被3整除,
因为T4k+2+1=3(T4k+1)﹣(T4k﹣2+1),且3(T4k+1)、T4k﹣2+1都能被3整除,
因此T4k+2+1=3(T4k+1)﹣(T4k﹣2+1)能被3整除,由数学归纳法可知T4n﹣2+1能被3整除,C选项对;
对于D选项,当k≥2时,,
所以
+(﹣T1+T3)+(﹣T2+T4)+(﹣T3+T5)+ +(﹣Tn﹣1+Tn+1)
=4﹣2+TnTn+1﹣1﹣2+Tn+Tn+1
=TnTn+1+Tn+Tn+1﹣1,D选项对.
故选:BCD.
三.填空题(共3小题)
12.(2025春 罗平县期末)已知数列{an}为等比数列,a5=2,若{an}的前9项和为,则数列的前9项和为    .
【解答】解:显然等比数列公比不是1,否则,
记数列{an}的公比为q,且q≠1,则,
故,
注意到的公比也为q,
则的前9项和.
故答案为:.
13.(2025春 立山区校级期中)数列{xn}首项为,,已知数列{xn}是单调递增数列,则a的取值范围为  (,]  .
【解答】解:由数列{xn}首项为,,
可得且,数列{xn}是单调递增数列,
则,
根据单调性有,即,显然Δ>0,
所以,且,则,
所以xn随n的增大无限接近于,则,可得,
由,则,所以,
即有a的取值范围为(,].
故答案为:(,].
14.(2025春 北京校级期中)已知数列{an}满足,
①当a1=4时,a10=  4  ;
②当{an}为递增数列时,a1的取值集合是  (4,6)∪(8,+∞)  .
【解答】解:①因为a1=4,由数列{an}满足,
得到,同理,由a2=4,得到a3=4, ,a10=4;
②当{an}为递增数列,可得an+1>an,即f(an)>an对于任意的n∈N*都成立.
设t=an﹣6,则不等式化为:,
解得t∈(﹣2,0)∪(2,+∞),即an=6+t∈(4,6)∪(8,+∞).
所以a1∈(4,6)∪(8,+∞),下面说明此时,能保证an∈(4,6)∪(8,+∞),
从而根据上面分析能保证数列{an}为单调递增的数列.
当a1∈(4,6)时:设a1=6+t,其中t∈(﹣2,0),则.
由于t3∈(﹣8,0),故,即a2∈(4,6),同理依次得到an∈(4,6),
当a1∈(8,+∞)时:设a1=6+t,其中t>2,则.
由于t3>8,故,即a2>8,同理依次得到an∈(8,+∞).
综上,a1的取值集合为(4,6)∪(8,+∞).
故答案为:4;(4,6)∪(8,+∞).
四.解答题(共5小题)
15.(2025春 简阳市校级期中)已知在等差数列{an}中,a5=3,a9=﹣5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
【解答】解:(1)在等差数列{an}中,a5=3,a9=﹣5,
设等差数列{an}的公差为d,则4d=a9﹣a5=﹣5﹣3=﹣8,
解得d=﹣2,
∴an=a5+(n﹣5)d=3﹣2(n﹣5)=13﹣2n;
(2)∵a1=11,
∴.
16.(2025春 雁江区校级期中)已知数列{an}为等差数列,数列{bn}为单调递增的等比数列,a1=5,a2+a5=20且b2+b5=a7+1,b3b4=a5+a8.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)设cn=anbn,求数列{cn}的前n项和Tn.
【解答】解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
因为a1=5,a2+a5=20,
所以a1+d+a1+4d=10+5d=20,解得d=2,
所以an=5+2(n﹣1)=2n+3,
所以b2+b5=a7+1=18,b3b4=a5+a8=13+19=32,
因数列{bn}为单调递增的等比数列,则可设数列{bn}的公比为q(q>1),
因为b3b4=b2b5,所以,
解得或(舍去),
所以,解得q=2,
所以,
则数列{an}的通项公式为an=2n+3,{bn}的通项公式为.
(2)由(1)知,
则Tn=5×20+7×21×9×22+…+(2n+3) 2n﹣1①,
所以2Tn=5×21+7×22×9×23+…+(2n+1) 2n﹣1+(2n+3) 2n②,
①﹣②得:﹣Tn=5+2(21+22+23+…+2n﹣1)﹣(2n+3) 2n
=5(2n+3) 2n
=1+2×2n﹣(2n+3) 2n
=1﹣(2n+1) 2n,
所以.
17.(2025春 邯郸期中)已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+2n﹣6.
(1)证明:{an﹣1}是等比数列,并求{an}的通项公式;
(2)记,记数列{bn}的前n项和为Tn.
①求T2n;
②若存在n∈N*,使得λ≥Tn,求λ的取值范围.
【解答】解:(1)证明:根据题目:已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+2n﹣6,
数列{an}中,2Sn=3an+2n﹣6,当n≥2时,2Sn﹣1=3an﹣1+2(n﹣1)﹣6,
两式相减得2an=3an﹣3an﹣1+2,整理得an=3an﹣1﹣2,于是an﹣1=3(an﹣1﹣1),
而2a1=3a1+2﹣6,即a1=4,则a1﹣1=3,
所以数列{an﹣1}是以3为首项,3为公比的等比数列,,.
(2)①根据题目:记,记数列{bn}的前n项和为Tn,
由(1)知,,,

②由①知,,,

而数列单调递增,则,
因此,由存在n∈N*,使得λ≥Tn,得,
所以λ的取值范围是.
18.(2025 肇庆一模)对于一个给定的数列{an},令bn=an+an+1,则数列{bn}称为数列{an}的一阶和数列,再令cn=bn+bn+1,则数列{cn}是数列{an}的二阶和数列,以此类推,可得数列{an}的p阶和数列.
(1)若{an}的二阶和数列是等比数列,且a1=0,a2=1,a3=0,a4=3,求a7;
(2)若an=n,求{an}的二阶和数列的前n项和;
(3)若{an}是首项为1的等差数列,{bn}是{an}的一阶和数列,且3ak﹣1≤2bk﹣1,a1+a2+ +ak=1000,求正整数k的最大值,以及k取最大值时{an}的公差.
【解答】解:(1)根据题意,可得b1=a1+a2=1,b2=a2+a3=1,b3=a3+a4=3,
因此c1=b1+b2=2,c2=b2+b3=4,
由于数列{cn}是等比数列,因此公比为,所以此得c3=8,c4=16,c5=32,
因此b4=c3﹣b3=8﹣3=5,b5=c4﹣b4=16﹣5=11,b6=c5﹣b5=32﹣11=21,
因此a5=b4﹣a4=5﹣3=2,a6=b5﹣a5=11﹣2=9,a7=b6﹣a6=21﹣9=12.
(2)设数列{an}的二阶和数列的前n项和为Sn,
根据题意,得cn=bn+bn+1=2n+1+2(n+1)+1=4n+4,bn=an+an+1=n+n+1=2n+1,
因此数列.
(3)由于3ak﹣1≤2bk﹣1,
因此ak﹣1≤2(ak﹣1+ak),所以.
设{an}的公差为d,那么,
可得,
又由于a1+a2+ +ak=1000,
因此,解得k≤1999,
因此k的最大值是1999,公差为.
19.(2025春 个旧市校级期中)已知数列{an}满足a1=1,an=1+an﹣1(n>1,n∈N*),数列{bn}是公比为正数的等比数列,b1=2,且2b2,b3,8成等差数列,
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若数列{cn}满足an cn,求数列{cn}的前n项和Sn;
(3)若数列{dn}满足dn,求证:d1+d2+…+d2n.
【解答】解:(1)数列{bn}是公比为正数的等比数列,设公比为q,q>0,
b1=2,且2b2,b3,8成等差数列,
∴2b3=2b2+8,即4q2=4q+8,解得q=2,
∴数列{bn}是首项为2,公比为2的正数的等比数列.
∴.
数列{an}满足a1=1,,
∴an﹣an﹣1=1(常数),
∴数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,
∴.
∴an=n,.
(2)数列{cn}满足,
由(1)得,,
∴,

∴;
(3)证明:数列{dn}满足,
n≥2时,(22n﹣1﹣1)﹣22n﹣2=22n﹣2﹣1>0,
∴22n﹣1﹣1>22n﹣2,


故.
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