【18天考点全覆盖】冲刺2023年高考数学考前必刷题
第12天 数列
一、单选题
1.设等比数列的前n项和为,已知,,则( )
A.6 B.12 C.18 D.48
2.记为等比数列的前n项和.若,,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
3.记为等差数列的前项和.若,,则( )
A. B. C. D.
4.已知数列的前n项和为,,且,则下列说法中错误的是( )
A. B.
C.是等比数列 D.是等比数列
5.已知数列满足,且,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
6.《中国共产党党旗党徽制作和使用的若干规定》指出,中国共产党党旗为旗面缀有金黄色党徽图案的红旗,通用规格有五种.这五种规格党旗的长(单位:cm)成等差数列,对应的宽为(单位: cm),且长与宽之比都相等,已知,,,则
A.64 B.96 C.128 D.160
7.南宋数学家在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,高阶等差数列中前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列.现有高阶等差数列,其前项分别为、、、、、、,则该数列的第项为( )
A. B. C. D.
8.等比数列的公比为,且,,成等差数列,则的前10项和为( ).
A. B. C.171 D.
9.已知数列满足,且,,则( )
A. B. C. D.
10.已知正项等比数列满足,若存在、,使得,则的最小值为( )
A. B. C. D.
11.已知等比数列的前3项和为168,,则( )
A.14 B.12 C.6 D.3
12.已知数列满足,,则=( )
A.80 B.100 C.120 D.143
13.若是数列的前n项和,已知,,且,则( )
A. B. C. D.
14.已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
15.已知是数列的前项和,且,(),则下列结论正确的是( )
A.数列为等比数列 B.数列为等比数列
C. D.
二、填空题
16.已知等比数列的公比,,,则_____________.
17.数列{an}满足,,则数列{an}的通项公式为___________.
18.记为等差数列的前n项和.若,则公差_______.
19.已知数列满足首项,,则数列的前2n项的和为_____________.
20.已知数列的前项和为,,,若数列满足,,则_____________.
21.设正项等比数列的前项和为,若,则的值为______.
22.已知数列满足,若,则的最大值为__________.
23.已知数列满足,且,则数列的通项公式为______.
24.已知数列中,,则数列的通项公式为______.
25.数列满足:,,则的通项公式为_____________.
26.在数列中,,,且满足,则___________.
27.在数列中,,,且满足,则___________.
三、解答题
28.记为数列的前n项和.已知.
(1)证明:是等差数列;
(2)若成等比数列,求的最小值.
29.已知为等差数列,是公比为2的等比数列,且.
(1)证明:;
(2)求集合中元素个数.
30.已知数列的各项均为正数,记为的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列是等差数列:②数列是等差数列;③.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
31.已知等差数列的首项,公差.记的前n项和为.
(1)若,求;
(2)若对于每个,存在实数,使成等比数列,求d的取值范围.
32.数列满足:.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,若恒成立,求实数的取值范围.
33.已知数列为等差数列,,,前项和为,数列满足,求证:
(1)数列为等差数列;
(2)数列中任意三项均不能构成等比数列.
34.已知等差数列{}的前三项和为15,等比数列{}的前三项积为64,且.
(1)求{}和{}的通项公式;
(2)设,求数列{}的前20项和.
35.已知数列是等差数列,且,前四项的和为16,数列满足,,且数列为等比数列.
(1)求数列和的通项公式:
(2)求数列的前项和.
36.已知数列满足,,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)记的前项和为,若,均有,求实数的取值范围.
37.在数列中,,,,且数列是等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
38.已知数列的前n项和为,,且.
(1)求数列的通项;
(2)设数列满足,记的前n项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
39.记为数列的前n项和,已知是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
40.记是公差不为0的等差数列的前项和,已知,数列满足,且.
(1)求的通项公式;
(2)证明数列是等比数列,并求的通项公式;
(3)求证:对任意的,.
41.已知数列和满足.
(1)证明:是等比数列,是等差数列;
(2)求的通项公式以及的前项和.
42.已知数列的各项均为正整数且互不相等,记为的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列是等比数列;②数列是等比数列;③.
注:如选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
43.已知等差数列的前项和为,满足,.数列满足,,.求数列,的通项公式.
44.设数列的前项和为,已知,且.
(1)证明为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)设,且,证明;
(3)在(2)的条件下,若对于任意的不等式恒成立,求实数的取值范围.
45.已知是公差为2的等差数列,其前8项和为64.是公比大于0的等比数列,.
(I)求和的通项公式;
(II)记,
(i)证明是等比数列;
(ii)证明
46.记为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式.
参考答案
1.B
【分析】首先根据已知条件得到,从而得到,再求即可.
【详解】因为,所以.
所以,解得.
所以.
故选:B
2.A
【分析】根据题目条件可得,,成等比数列,从而求出,进一步求出答案.
【详解】∵为等比数列的前n项和,
∴,,成等比数列
∴,
∴,
∴.
故选:A.
3.D
【分析】利用等差数列通项和求和公式可构造不等式组求得,由等差数列通项公式可求得结果.
【详解】设等差数列的公差为,
由得:,解得:,
.
故选:D.
4.C
【分析】根据已知条件,令代入,求得,判断A;结合数列前n项和与的关系式,求出时,结合,判断C,求出,即可判断B;利用可得,构造出,即可判断D.
【详解】由题意数列的前项和为,,且,
则,即,
所以即选项A正确;
因为①,
∴当 时,②,
①-②可得,,即,
当时,,不满足 ,
故数列不是等比数列,故C错误,
由时,可得,则,
故,故B正确;
由得:
所以
令,则
所以
所以,即,
故是首项为,
公比为4的等比数列,D正确,
故选:C.
5.B
【分析】根据累加法求解即可.
【详解】由,且,根据累加法可得:
,
所以,则.
故选:B
6.C
【分析】设等差数列公差为,求得,得到,结合党旗长与宽之比都相等和,列出方程,即可求解.
【详解】由题意,五种规格党旗的长(单位:cm)成等差数列,设公差为,
因为,,可得,
可得,
又由长与宽之比都相等,且,可得,所以.
故选:C.
7.C
【分析】设所求数列为,分析可得,,,,,利用累加法可求得的值.
【详解】设数列的前项分别为、、、、、、,
由题意可得,,,,,
上述等式全加可得,
所以,.
故选:C.
8.A
【分析】根据已知条件求得,从而求得.
【详解】由于,,成等差数列,
所以,
即,
解得,
所以.
故选:A
9.C
【分析】根据等差中项定义可确定为等差数列,结合等差数列通项公式可推导得到,代入即可求得结果.
【详解】由得:,数列为等差数列,
又,,数列的公差,
,,.
故选:C.
10.D
【分析】设等比数列的公比为,则,根据已知条件求出的值,由已知条件可得出,将代数式与相乘,利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】设等比数列的公比为,则,由可得,解得,
因为,则,,可得,
由已知、,所以,
,
当且仅当时,等号成立,
因此,的最小值为.
故选:D.
11.D
【分析】设等比数列的公比为,易得,根据题意求出首项与公比,再根据等比数列的通项即可得解.
【详解】解:设等比数列的公比为,
若,则,与题意矛盾,
所以,
则,解得,
所以.
故选:D.
12.C
【分析】根据,可得,从而可证得数列是等差数列,从而可求得数列的通项,即可得解.
【详解】解:因为,
所以,即,
等式两边开方可得:,即,
所以数列是以首项为,公差为1的等差数列,
所以,所以,
所以.
故选:C.
13.A
【分析】根据已知条件及与的关系,利用构造法得通项公式,结合等比数列的前n项和公式及分组求和法即可求解.
【详解】由题意得当时,,
设,得,
又因为,,
所以也满足上式,
所以数列是以首项为,公比为的等比数列,
所以,即,
所以
故.
故选:A.
14.C
【分析】对所给式子化简、变形,构造新数列,通过等比数列的定义求出新数列的通项公式,再用累加法求出,进而得到数列的通项公式,即可得到答案.
【详解】因为,由递推知,,所以,
则,有,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
则,所以
则,所以.
故选:C.
【点睛】利用递推数列求通项公式,在理论上和实践中均有较高的价值。比较复杂的递推公式求通项公式一般需用构造法构造来求,构造法求数列通项公式一般而言包括:取倒数,取对数,待定系数法等,其中待定系数法较为常见.
一、倒数变换法,适用于(为常数)
二、取对数运算
三、待定系数法
1、构造等差数列法
2、构造等比数列法
①定义构造法。利用等比数列的定义通过变换,构造等比数列的方法.
②(为常数)型递推式可构造为形如的等比数列.
③(为常数,下同)型递推式,可构造为形如的等比数列.
四、函数构造法
对于某些比较复杂的递推式,通过分析结构,联想到与该递推式结构相同或相近的公式、函数,再构造“桥函数”来求出所给的递推数列的通项公式的方法.
15.D
【分析】A选项,计算出,故不是等比数列,A错误;
B选项,计算出的前三项,得到,B错误;
C选项,由题干条件得到,故为等比数列,得到,故,,……,,相加即可求出,C错误;
D选项,在的基础上,分奇偶项,分别得到通项公式,最后求出.
【详解】由题意得:,,
由于,故数列不是等比数列,A错误;
则,,,
由于,故数列不为等比数列,B错误;
时,,即,
又,
故为等比数列,首项为2,公比为3,
故,
故,,……,,
以上20个式子相加得:,C错误;
因为,所以,两式相减得:
,
当时,,,……,,
以上式子相加得:,
故,而也符和该式,故,
令得:,
当时,,,……,,
以上式子相加得:,
故,而也符号该式,故,
令得:,
综上:,D正确.
故选:D
【点睛】当遇到时,数列往往要分奇数项和偶数项,分别求出通项公式,最后再检验能不能合并为一个,这类题目的处理思路可分别令和,用累加法进行求解.
16.
【分析】根据已知条件求出和的值,得到公比,即可求出的表达式.
【详解】解:在等比数列中,公比,,
,解得:.
∵,∴解得:或.
当时,;
当时,,不合题意,舍去.
∴,此时,解得:.
∴.
故答案为:.
17..
【分析】已知式两边同除以,构造一个等差数列,由等差数列的通项公式可得结论.
【详解】∵,所以,即,
∴是等差数列,而,
所以,
所以.
故答案为:.
18.2
【分析】转化条件为,即可得解.
【详解】由可得,化简得,
即,解得.
故答案为:2.
19.
【分析】当为奇数时,由递推关系得,构造为等比数列,可求出通项,结合即可分组求和.
【详解】当为奇数时,,即,此时为以为首项,公比为3的等比数列,
故,即.
.
故答案为:
【点睛】本题解题关键是根据题意找到相邻奇数项或偶数项之间的递推关系,从而求出当为奇数或为偶数时的通项公式,再通过相邻两项的关系求出前2n项的和.
20.5149
【分析】用求出的递推,然后根据递推求通项,根据,分奇偶项来找规律求解.
【详解】∵,∴.
当时,,
∴,
即.∴.……
,上式累加得,
∴.
当时也满足,故.又,,∴,
当时,,①
当时,,②
当时,,③
由①②得,由②③得,
∴
.
故答案为:5149
21.91
【分析】方法一:利用等比数列前项和的性质即可求解;方法二:利用等比数列前项和的公式,代入计算即可求解.
【详解】方法一:等比数列中,,,成等比数列,
则,,成等比数列,∴,∴,
∴.
方法二:设公比为,由题意显然且,所以,
∴,
故答案为:.
22.
【详解】由题意可得: ,
即: ,整理可得: ,
又 ,则数列 是首项为-10,公比为 的等比数列,
,
则: ,
很明显, 为偶数时可能取得最大值,由 可得: ,
则的最大值为.
点睛:数列的递推关系是给出数列的一种方法,根据给出的初始值和递推关系可以依次写出这个数列的各项,由递推关系求数列的通项公式,常用的方法有:①求出数列的前几项,再归纳猜想出数列的一个通项公式;②将已知递推关系式整理、变形,变成等差、等比数列,或用累加法、累乘法、迭代法求通项.
23.
【分析】利用取倒数及等差数列通项公式即可求解.
【详解】由两边取倒数可得,即.
所以数列是首项为2,公差为3等差数列.
所以,所以.
故答案为:.
24.
【分析】将整理为,即可得到数列是以为首项,2为公差的等差数列,然后求即可.
【详解】当时,解得,不满足,所以,同理,
由可得,当时,,
所以数列是以为首项,2为公差的等差数列,,
所以.
故答案为:.
25.
【分析】先由条件得,再结合累乘法求得的通项公式即可.
【详解】由得,,
则,
即,又,所以.
故答案为:.
26.
【分析】由递推公式两边同除得到,即可得到,即可得到是以为首项、为公比的等比数列,则,再利用累加法求出,即可得到数列的通项公式;
【详解】解:因为,,,显然,所以,同除得,所以,所以,所以是以为首项、为公比的等比数列,所以,所以
所以
故答案为:
27.
【分析】由递推公式两边同除得到,即可得到,即可得到是以为首项、为公比的等比数列,则,再利用累加法求出,即可得到数列的通项公式;
【详解】解:因为,,,显然,所以,同除得,所以,所以,所以是以为首项、为公比的等比数列,所以,所以
所以
故答案为:
28.(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)依题意可得,根据,作差即可得到,从而得证;
(2)法一:由(1)及等比中项的性质求出,即可得到的通项公式与前项和,再根据二次函数的性质计算可得.
【详解】(1)因为,即①,
当时,②,
①②得,,
即,
即,所以,且,
所以是以为公差的等差数列.
(2)[方法一]:二次函数的性质
由(1)可得,,,
又,,成等比数列,所以,
即,解得,
所以,所以,
所以,当或时,.
[方法二]:【最优解】邻项变号法
由(1)可得,,,
又,,成等比数列,所以,
即,解得,
所以,即有.
则当或时,.
【整体点评】(2)法一:根据二次函数的性质求出的最小值,适用于可以求出的表达式;
法二:根据邻项变号法求最值,计算量小,是该题的最优解.
29.(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)设数列的公差为,根据题意列出方程组即可证出;
(2)根据题意化简可得,即可解出.
【详解】(1)设数列的公差为,所以,,即可解得,,所以原命题得证.
(2)由(1)知,,所以,即,亦即,解得,所以满足等式的解,故集合中的元素个数为.
30.证明过程见解析
【分析】选①②作条件证明③时,可设出,结合的关系求出,利用是等差数列可证;也可分别设出公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系,进行证明.
选①③作条件证明②时,根据等差数列的求和公式表示出,结合等差数列定义可证;
选②③作条件证明①时,设出,结合的关系求出,根据可求,然后可证是等差数列;也可利用前两项的差求出公差,然后求出通项公式,进而证明出结论.
【详解】选①②作条件证明③:
[方法一]:待定系数法+与关系式
设,则,
当时,;
当时,;
因为也是等差数列,所以,解得;
所以,,故.
[方法二] :待定系数法
设等差数列的公差为d,等差数列的公差为,
则,将代入,
化简得对于恒成立.
则有,解得.所以.
选①③作条件证明②:
因为,是等差数列,
所以公差,
所以,即,
因为,
所以是等差数列.
选②③作条件证明①:
[方法一]:定义法
设,则,
当时,;
当时,;
因为,所以,解得或;
当时,,当时,满足等差数列的定义,此时为等差数列;
当时,,不合题意,舍去.
综上可知为等差数列.
[方法二]【最优解】:求解通项公式
因为,所以,,因为也为等差数列,所以公差,所以,故,当时,,当时,满足上式,故的通项公式为,所以,,符合题意.
【整体点评】这类题型在解答题中较为罕见,求解的关键是牢牢抓住已知条件,结合相关公式,逐步推演,选①②时,法一:利用等差数列的通项公式是关于的一次函数,直接设出,平方后得到的关系式,利用得到的通项公式,进而得到,是选择①②证明③的通式通法;法二:分别设出与的公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系,,进而得到;选①③时,按照正常的思维求出公差,表示出及,进而由等差数列定义进行证明;选②③时,法一:利用等差数列的通项公式是关于的一次函数,直接设出,结合的关系求出,根据可求,然后可证是等差数列;法二:利用是等差数列即前两项的差求出公差,然后求出的通项公式,利用,求出的通项公式,进而证明出结论.
31.(1)
(2)
【分析】(1)利用等差数列通项公式及前项和公式化简条件,求出,再求;
(2)由等比数列定义列方程,结合一元二次方程有解的条件求的范围.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,又,
所以,
所以,
所以,
(2)因为,,成等比数列,
所以,
,
,
由已知方程的判别式大于等于0,
所以,
所以对于任意的恒成立,
所以对于任意的恒成立,
当时,,
当时,由,可得
当时,,
又
所以
32.(1)
(2)
【分析】(1)把递推关系式里的换成得到一个新的递推公式,两个递推相减可得到.
(2)裂项相消求和,然后求和的范围.
【详解】(1)当时,
①
②
②减①得:
经检验也符合
综上:
(2)
又因为,又因为恒成立,即或
所以的范围为
33.(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)求出数列的公差,可求得、的表达式,利用等差数列的定义可证得结论成立;
(2)假设数列中存在不同三项构成等比数列,不妨设、、(、、均不相等)成等比数列,即,结合数列的通项公式化简可得出,即可推出矛盾,从而可证得原结论成立.
【详解】(1)解:因为数列为等差数列,,,
所以数列的公差为,,
则,又,
,故数列为等差数列.
(2)证明:假设数列中存在不同三项构成等比数列,
不妨设、、(、、均不相等)成等比数列,即,
由数列的通项公式可得,
将此式展开可得,
所以有,即,
所以,,所以,,
化简整理得,,与假设矛盾,
故数列中任意三项均不能构成等比数列.
34.(1),
(2)
【分析】(1)根据等差,等比数列的性质,分别求公差和公比,即可求得通项公式;
(2)根据(1)的结果求数列的通项公式,再利用分组求和法,求数列的前20项和.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
由条件可知,,得,,
所以,
等比数列中,,则,,
所以;
(2),
对数列为奇数时,,
所以数列的奇数项是首项为2,公差为6的等差数列,
对数列为偶数,,
所以数列的偶数项是首项为2,公比为2的等比数列,
所以数列的前20项和为:
.
35.(1);
(2)
【分析】(1)先利用等差数列的通项公式与前项和公式求得基本量,从而求得,再利用等比数列的通项公式求得公比,从而求得,由此得解;
(2)结合(1)中结论,利用分组求和法与公式法即可求得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,的前项和为,
因为,所以,整理得,解得,
所以,
所以,,又,,则,
因为数列为等比数列,设其公比为,
则,故,
所以.
(2)由(1)得,,
所以.
36.(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由已知递推关系式可得,根据等比数列定义可证得结论;
(2)由等比数列通项公式可求得,整理可得,结合可确定,得到;利用等比数列求和公式可得,采用分离变量法可求得;采用作差法可求得单调递增,由此可得,进而构造不等关系求得结果.
【详解】(1)由得:,
又,数列是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)得:,即,
,又,
数列为常数列且,即,
,,
则由得:
令,
则;
当为奇数时,恒成立,则;
当为偶数时,,
单调递增,;
综上所述:单调递增,,
,解得:,即实数的取值范围为.
37.(1)
(2).
【分析】(1)根据数列是等差数列,利用条件进行推导首项,公差的值,再利用累加法求得数列的通项公式;
(2)根据,讨论n的奇偶性,分类求解,利用并项求和法可得答案.
【详解】(1)因为,,所以,
所以数列是首项为4,公差为2的等差数列,所以.
当时,
,
当时,也满足上式,所以.
(2)由(1)知,,
当,时,
,
当,时,
.
所以.
38.(1);(2).
【分析】(1)由,结合与的关系,分讨论,得到数列为等比数列,即可得出结论;
(2)由结合的结论,利用错位相减法求出,对任意恒成立,分类讨论分离参数,转化为与关于的函数的范围关系,即可求解.
【详解】(1)当时,,
,
当时,由①,
得②,①②得
,
又是首项为,公比为的等比数列,
;
(2)由,得,
所以,
,
两式相减得
,
所以,
由得恒成立,
即恒成立,
时不等式恒成立;
时,,得;
时,,得;
所以.
【点睛】易错点点睛:(1)已知求不要忽略情况;(2)恒成立分离参数时,要注意变量的正负零讨论,如(2)中恒成立,要对讨论,还要注意时,分离参数不等式要变号.
39.(1)
(2)见解析
【分析】(1)利用等差数列的通项公式求得,得到,利用和与项的关系得到当时,,进而得:,利用累乘法求得,检验对于也成立,得到的通项公式;
(2)由(1)的结论,利用裂项求和法得到,进而证得.
【详解】(1)∵,∴,∴,
又∵是公差为的等差数列,
∴,∴,
∴当时,,
∴,
整理得:,
即,
∴
,
显然对于也成立,
∴的通项公式;
(2)
∴
40.(1)
(2)证明见解析;
(3)见解析
【分析】(1)根据题意求出等差数列的首项与公差,再根据等差数列的通项即可得解;
(2)根据等比数列的定义结合递推公式证明为定值,即可得证,再根据等比数列的通项求出数列的通项,从而可得出答案;
(3)由(2)得,再根据等比数列的前项和的公式即可得证.
【详解】(1)解:设等差数列的公差为,
因为,
则,
解得或(舍去),
所以;
(2)证明:因为,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以;
(3)证明:由(2)得,
故
,
所以.
41.(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据所给递推关系,结合结论提示,变形递推关系,由等比、等差定义证明即可;
(2)由(1)求出通项公式,利用分组求和即可得解.
【详解】(1)证明:因为,
所以,即,
所以是公比为的等比数列.
将方程左右两边分别相减,
得,化简得,
所以是公差为2的等差数列.
(2)由(1)知,
,
上式两边相加并化简,得,
所以.
42.证明见解析
【分析】选择①②为条件,③为结论.根据已知条件及等比数列的通项公式,再利用等比数列前n项和公式,结合等比中项即可求解;
选择①③为条件,②为结论,据已知条件及等比数列的通项公式,再利用等比数列前n项和公式,结合等比数列的定义即可求解;
选择②③为条件,①为结论,据已知条件及等比数列的通项公式,得出,再利用与的关系,结合等比数列的定义即可求解.
【详解】选择①②为条件,③为结论.
证明过程如下:设等比数列的公比为q,由题意知且.
则,,,
因为是等比数列,所以,
即,展开整理得,
所以,即.
选择①③为条件,②为结论,
证明过程如下:设的公比为q,由题意知且.
因为,即,因为,所以.
所以,所以.
因为,,
所以是首项为,公比为的等比数列.
选择②③为条件,①为结论,
证明过程如下:设的公比为,由题意知且.
则,所以,
又因为,且,所以.所以.
当时,,
所以,
所以是首项为,公比为的等比数列.
43.,
【分析】利用基本量代换列方程组求出列的通项公式;用累乘法求出数列的通项公式.
【详解】设等差数列的公差为d,由题意可得,解得,
所以,所以数列的通项公式为;
因为数列满足,,,
所以当时,,
又满足,
所以数列的通项公式为.
44.(1)证明见解析,;(2)证明见解析;(3).
【分析】(1)运用数列的递推式和等比数列的定义、通项公式即可得到所求;
(2)求得,由放缩法和裂项相消求和,即可得证;
(3)由题意可得恒成立,设,讨论,,,结合二次函数的单调性,即可得到所求范围.
【详解】解:(1)在,中,
令,得,即,
∵,解得,
当时,由,得到,
则,
又,则,
∴数列是以为首项,为公比的等比数列,
∴,即,
(2),则,
当时,,
当时,,
,
综上,.
(3)当恒成立时,
即恒成立,
设,
当时,恒成立,则满足条件;
当时,由二次函数性质知不恒成立;
当时,由于对称轴,则在上单调递减,
恒成立,则满足条件,
综上所述,实数的取值范围是.
【点睛】本题考查等比数列的定义和通项公式,考查构造数列法,以及数列不等式的证明,注意运用放缩法和裂项相消求和,考查数列的单调性的运用,以及转化思想和运算能力和推理能力,属于难题.
45.(I),;(II)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【分析】(I)由等差数列的求和公式运算可得的通项,由等比数列的通项公式运算可得的通项公式;
(II)(i)运算可得,结合等比数列的定义即可得证;
(ii)放缩得,进而可得,结合错位相减法即可得证.
【详解】(I)因为是公差为2的等差数列,其前8项和为64.
所以,所以,
所以;
设等比数列的公比为,
所以,解得(负值舍去),
所以;
(II)(i)由题意,,
所以,
所以,且,
所以数列是等比数列;
(ii)由题意知,,
所以,
所以,
设,
则,
两式相减得,
所以,
所以.
【点睛】关键点点睛:
最后一问考查数列不等式的证明,因为无法直接求解,应先放缩去除根号,再由错位相减法即可得证.
46.(1)证明见解析;(2).
【分析】(1)由已知得,且,取,得,由题意得,消积得到项的递推关系,进而证明数列是等差数列;
(2)由(1)可得的表达式,由此得到的表达式,然后利用和与项的关系求得.
【详解】(1)[方法一]:
由已知得,且,,
取,由得,
由于为数列的前n项积,
所以,
所以,
所以,
由于
所以,即,其中
所以数列是以为首项,以为公差等差数列;
[方法二]【最优解】:
由已知条件知 ①
于是. ②
由①②得. ③
又, ④
由③④得.
令,由,得.
所以数列是以为首项,为公差的等差数列.
[方法三]:
由,得,且,,.
又因为,所以,所以.
在中,当时,.
故数列是以为首项,为公差的等差数列.
[方法四]:数学归纳法
由已知,得,,,,猜想数列是以为首项,为公差的等差数列,且.
下面用数学归纳法证明.
当时显然成立.
假设当时成立,即.
那么当时,.
综上,猜想对任意的都成立.
即数列是以为首项,为公差的等差数列.
(2)
由(1)可得,数列是以为首项,以为公差的等差数列,
,
,
当n=1时,,
当n≥2时,,显然对于n=1不成立,
∴.
【整体点评】(1)方法一从得,然后利用的定义,得到数列的递推关系,进而替换相除消项得到相邻两项的关系,从而证得结论;
方法二先从的定义,替换相除得到,再结合得到,从而证得结论,为最优解;
方法三由,得,由的定义得,进而作差证得结论;方法四利用归纳猜想得到数列,然后利用数学归纳法证得结论.
(2)由(1)的结论得到,求得的表达式,然后利用和与项的关系求得的通项公式;
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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