1、第六章6.7数列中的综合问题数列的综合运算问题以及数列与函数、不等式等知识的交汇问题,是历年高考的热点内容.一般围绕等差数列、等比数列的知识命题,涉及数列的函数性质、通项公式、前n项和公式等.课标要求课标要求例1已知公差不为0的等差数列an满足a26,a1,a3,a7成等比数列.(1)求数列an的通项公式;题型一等差数列、等比数列的综合运算根据题意,设等差数列an的公差为d(d0),由于a26,a1,a3,a7成等比数列,an2n2.(2)设bnn ,求数列bn的前n项和Sn.22na 由bnn22nn4n,则Sn14242343(n1)4n1n4n,4Sn142243344(n1)4nn4n
2、1,得,3Sn442434nn4n1数列的综合运算问题常将等差、等比数列结合,两者相互联系、相互转化,解答这类问题的方法:寻找通项公式,利用性质进行转化.跟踪训练1(2024无锡模拟)已知等差数列an的前n项和为Sn,公差d0,a3是a1,a13的等比中项,S525.(1)求an的通项公式;an12(n1)2n1.(2)若数列bn满足b11,bnbn1Sn,求b20.bn1bn2(n1)2,得,bn2bn2n1,b11,b22.b20b20b18b18b16b4b2b237332952题型二数列与其他知识的交汇问题命题点命题点1 1数列与不等式的交汇数列与不等式的交汇方法一当n取奇数时,同理可
3、得b3b5,b5b7,于是可得b1b3b5b7,故A不正确;同理可得b4b6,b6b8,于是可得b2b4b6b8b4,b5b6,b7b8,又b3b7,所以b3b8,故B不正确;因为b4b8,所以b40,则f(a1)f(a2)f(a3)f(a2 022)f(a2 023)的值A.恒为正数 B.恒为负数C.恒为0 D.可正可负命题点命题点2 2数列与函数的交汇数列与函数的交汇因为函数f(x)是R上的奇函数且是严格增函数,所以f(0)0,且当x0时,f(x)0;当x0时,f(x)0,故f(a1 012)0.再根据a1a2 0232a1 0120,所以a1a2 023,则f(a1)f(a2 023)f
4、(a2 023),所以f(a1)f(a2 023)0.同理可得f(a2)f(a2 022)0,f(a3)f(a2 021)0,所以f(a1)f(a2)f(a3)f(a2 022)f(a2 023)f(a1)f(a2 023)f(a2)f(a2 022)f(a1 011)f(a1 013)f(a1 012)0.数列与函数、不等式的综合问题关键在于通过函数关系寻找数列的递推关系,求出数列的通项公式或前n项和公式,再利用数列或数列对应的函数解决最值、范围问题,通过放缩进行不等式的证明.跟踪训练2(1)分形的数学之美,是以简单的基本图形,凝聚扩散,重复累加,以迭代的方式而形成的美丽的图案.自然界中存在
5、着许多令人震撼的天然分形图案,如鹦鹉螺的壳、蕨类植物的叶子、孔雀的羽毛、菠萝等.如图为正方形经过多次自相似迭代形成的分形图形,且相邻的两个正方形的对应边所成的角为15.若从外往里最大的正方形边长为9,则第5个正方形的边长为设第n个正方形的边长为an,则由已知可得anan1sin 15an1cos 15,1则数列xn是等差数列,公差为4,且f(xn)2,nN*,因此A2,函数f(x)的最小正周期是4,课时精练123456789101112一、单项选择题一、单项选择题1.(2023广州模拟)已知f(x)2x2,数列an满足a12,且对一切nN*,有an1f(an),则A.an是等差数列B.an是等
6、比数列C.log2an是等比数列D.log2an1是等比数列123456789101112所以log2an112log2an,所以log2an112(log2an1),nN*,所以log2an1是等比数列,又log2a112,所以log2an12n,所以log2an2n1,故A,B,C错误,D正确.2.(2024铜仁模拟)为了进一步学习贯彻党的二十大精神,推进科普宣传教育,激发学生的学习热情,营造良好的学习氛围,不断提高学生对科学、法律、健康等知识的了解,某学校组织高一10个班级的学生开展“红色百年路科普万里行”知识竞赛.统计发现,10个班级的平均成绩恰好成等差数列,最低平均成绩为70,公差为
7、2,则这10个班级的平均成绩的第40百分位数为A.76 B.77 C.78 D.80123456789101112记10个班级的平均成绩形成的等差数列为an,则an702(n1)2n68,123456789101112123456789101112123456789101112设等比数列an的公比为q,1234567891011124.有一塔形几何体由若干个正方体构成,构成方式如图所示,上层正方体下底面的四个顶点是下层正方体上底面各边的中点.已知最底层正方体的棱长为8,如果该塔形几何体的最上层正方体的棱长等于1,那么该塔形几何体中正方体的个数是A.5 B.7 C.10 D.1212345678
8、91011127222n 112(2)n令an1,得n7,故该塔形几何体中正方体的个数为7.123456789101112 123456789101112而要满足anan1,故an要单调递减,当n7时,anan6,而要满足anan1,故an要单调递减,所以0a1,123456789101112123456789101112f(x)x22axb,x1x22a0,x1,x2为两个不等的负数,不妨设x1x20,则必有x1,x2,2(或2,x2,x1)成等差数列,x1,2,x2(或x2,2,x1)成等比数列,故有2x2x12,x1x24,解得x14,x21,1234567891011121234567
9、89101112对于A,当n2时,anSnSn12n212(n1)214n2,a1S13,a26,a310,a3a2a2a1,an不是等差数列,故A错误;123456789101112对于C,若an是等差数列,对于D,若an1,则Snn,S99S101991019 999,1234567891011128.(2024唐山模拟)如图,ABC是边长为2的等边三角形,连接各边中点得到A1B1C1,再连接A1B1C1的各边中点得到A2B2C2,如此继续下去,设AnBnCn的边长为an,AnBnCn的面积为Mn,则123456789101112显然AnBnCn是正三角形,1234567891011121
10、23456789101112当A,C,B三点共线时,a1a2 0231,由等差数列的求和公式可得三、填空题三、填空题12345678910111210.已知数列an为等比数列,a2a3a464,a632,数列bn满足bnlog2an1,若不等式4bn1(n4)对于任意的nN*恒成立,则实数的取值范围为_.123456789101112解得a34,解得q2,a11,所以an2n1,bnlog2an1n,则原不等式等价于4n1(n4),123456789101112四、解答题四、解答题11.(2022新高考全国)已知an是等差数列,bn是公比为2的等比数列,且a2b2a3b3b4a4.(1)证明:
11、a1b1;123456789101112123456789101112设等差数列an的公差为d,由a2b2a3b3,得a1d2b1a12d4b1,即d2b1;由a2b2b4a4,得a1d2b18b1(a13d),即a15b12d,将d2b1代入,得a15b122b1b1,即a1b1.(2)求集合k|bkama1,1m500中元素的个数.123456789101112123456789101112由(1)知ana1(n1)da1(n1)2b1(2n1)a1,bnb12n1,由bkama1,得b12k1(2m1)a1a1,由a1b10得2k12m,由题知1m500,所以22m1 000,所以k2,
12、3,4,10,共9个数,即集合k|bkama1,1m5002,3,4,10中元素的个数为9.12345678910111212.(2023长沙联考)已知数列an的前n项和为Sn,且Snnan.(1)求数列an的通项公式;123456789101112Snnan,Sn1(n1)an1(n2),两式作差得2anan11(n2),当n1时,S11a1,123456789101112(2)设数列bn的前n项和为Tn,且2bn(n2)(an1),若Tnbn对于nN*恒成立,求的取值范围.1234567891011122bn(n2)(an1),123456789101112Tnbn恒成立,当n1时,1;当n2时,R;本课结束