资源简介 专题06 数列 (九大题型)题型01 2021-2024年高考+春考真题 1题型02 定义法求解数列 5题型03 无穷等比数列及其应用 7题型04 分段数列 10题型05 取值范围、最值问题 12题型06 数列中的个数、项数问题 14题型07 数列的实际应用,其他应用 18题型08 列举分析、综合分析 20题型09 选择压轴题 23【解题规律·提分快招】1、解决数列的单调性问题的方法 用作差比较法,根据an+1-an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列. 2、解决数列周期性问题的方法 先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值. 3、求数列的最大项与最小项的常用方法 ①函数法,利用函数的单调性求最值. ②利用(n≥2)确定最大项,利用(n≥2)确定最小项. a⊥b a·b=0 |a-b|=|a+b|(其中a≠0,b≠0). 4、如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,求数列{an·bn}的前n项和时,常采用错位相减法. 5、错位相减法求和时,应注意: ①在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“Sn-qSn”的表达式. ②应用等比数列求和公式必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式Sn=na1.题型01 2021-2024年高考+春考真题【典例1-1】.(2024 上海)无穷等比数列{an}满足首项a1>0,q>1,记In={x﹣y|x,y∈[a1,a2]∪[an,an+1]},若对任意正整数n,集合In是闭区间,则q的取值范围是 [2,+∞) .【分析】当n≥2时,不妨设x≥y,则x﹣y∈[0,a2﹣a1]∪[an﹣a2,an+1﹣a1]∪[0,an+1﹣an],结合In为闭区间可得对任意的n≥2恒成立,故可求q的取值范围.【解析】解:由题设有,因为a1>0,q>1,故an+1>an,故,当n=1时,x,y∈[a1,a2],故x﹣y∈[a1﹣a2,a2﹣a1],此时I1为闭区间,当n≥2时,不妨设x≥y,若x,y∈[a1,a2],则x﹣y∈[0,a2﹣a1],若y∈[a1,a2],x∈[an,an+1],则x﹣y∈[an﹣a2,an+1﹣a1],若x,y∈[an,an+1],则x﹣y∈[0,an+1﹣an],综上,x﹣y∈[0,a2﹣a1]∪[an﹣a2,an+1﹣a1]∪[0,an+1﹣an],又In为闭区间等价于[0,a2﹣a1]∪[an﹣a2,an+1﹣a1]∪[0,an+1﹣an]为闭区间,而an+1﹣a1>an+1﹣an>a2﹣a1,故an+1﹣an≥an﹣a2对任意n≥2恒成立,故,故qn﹣2(q﹣2)+1≥0,故对任意的n≥2恒成立,因为q>1,故当n→+∞时,→0,故q﹣2≥0即q≥2.故答案为:[2,+∞).【点评】本题考查数列的应用,等比数列的性质的应用,是中档题.【典例1-2】.(2024 上海)数列{an},an=n+c,S7<0,c的取值范围为 (﹣∞,﹣4) .【分析】由已知结合等差数列的求和公式及性质的应用,属于基础题.【解析】解:等差数列由an=n+c,知数列{an}为等差数列S7==7a4<0,即7(4+c)<0,解得c<﹣4.故c的取值范围为(﹣∞,﹣4).故答案为:(﹣∞,﹣4).【点评】本题主要考查了等差数列的性质及求和公式的应用,属于基础题.【变式1-1】.(2023 上海)已知首项为3,公比为2的等比数列,设等比数列的前n项和为Sn,则S6= 189 .【分析】直接利用等比数列的前n项和公式求解.【解析】解:∵等比数列的首项为3,公比为2,∴S6==189.故答案为:189.【点评】本题主要考查了等比数列的前n项和公式,属于基础题.【变式1-2】.(2023 上海)已知无穷数列{an}的各项均为实数,Sn为其前n项和,若对任意正整数k>2022都有|Sk|>|Sk+1|,则下列各项中可能成立的是( )A.a1,a3,a5, ,a2n﹣1, 为等差数列,a2,a4,a6, ,a2n, 为等比数列B.a1,a3,a5, ,a2n﹣1, 为等比数列,a2,a4,a6, ,a2n, 为等差数列C.a1,a2,a3, ,a2022为等差数列,a2022,a2023, ,an, 为等比数列D.a1,a2,a3, ,a2022为等比数列,a2022,a2023, ,an, 为等差数列【分析】由对任意正整数k>2022,都有|Sk|>|Sk+1|,可以知道a2022,a2033,a2024, ,an不可能为等差数列,若d=0,an=0,则|Sk|=|Sk+1|,矛盾;若d=0,an<0,当n→+∞,Sn→﹣∞,k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d=0,an>0,当n→+∞,Sn→+∞,必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d>0,当n→+∞,an→+∞,Sn→+∞必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d<0,当n→+∞,an→﹣∞,Sn→﹣∞,必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;即可判断.【解析】解:由对任意正整数k>2022,都有|Sk|>|Sk+1|,可以知道a2022,a2033,a2024, ,an不可能为等差数列,因为若d<0,当n→+∞,an→﹣∞,Sn→﹣∞,必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d=0,an=0,则|Sk|=|Sk+1|,矛盾;若d=0,an<0,当n→+∞,Sn→﹣∞,k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d=0,an>0,当n→+∞,Sn→+∞,必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;若d>0,当n→+∞,an→+∞,Sn→+∞必有k使得|Sk+1|>|Sk|,矛盾;所以选项B中的a2,a4,a6, ,a2n为等差数列与上述推理矛盾,故不可能正确;选项D中的a2022,a2023,a2024, ,an为等差数列与上述推理矛盾,故不可能正确;选项A中的a1,a3,a5, ,a2n﹣1为等差数列与上述推理矛盾,故不可能正确;由排除法可得C正确.故选:C.【点评】本题考查了等差数列和等比数列的性质,属于中档题.【变式1-3】.(2022 上海)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,前n项积为Tn,则下列选项判断正确的是( )A.若S2022>S2021,则数列{an}是递增数列B.若T2022>T2021,则数列{an}是递增数列C.若数列{Sn}是递增数列,则a2022≥a2021D.若数列{Tn}是递增数列,则a2022≥a2021【分析】反例判断A;反例判断B;构造等比数列,结合等比数列的性质判断C;推出数列公比以及数列项的范围,即可判断D.【解析】解:如果数列a1=﹣1,公比为﹣2,满足S2022>S2021,但是数列{an}不是递增数列,所以A不正确;如果数列a1=1,公比为﹣,满足T2022>T2021,但是数列{an}不是递增数列,所以B不正确;如果数列a1=1,公比为,Sn==2(1﹣),数列{Sn}是递增数列,但是a2022<a2021,所以C不正确;数列{Tn}是递增数列,可知Tn>Tn﹣1,可得an>1,所以q≥1,可得a2022≥a2021正确,所以D正确;故选:D.【点评】本题考查数列的应用,等比数列的性质的应用,是中档题.【变式1-4】.(2022 上海)已知等差数列{an}的公差不为零,Sn为其前n项和,若S5=0,则Si(i=1,2,…,100)中不同的数值有 98 个.【分析】由等差数前n项和公式求出a1=﹣2d,从而Sn=(n2﹣5n),由此能求出结果.【解析】解:∵等差数列{an}的公差不为零,Sn为其前n项和,S5=0,∴=0,解得a1=﹣2d,∴Sn=na1+=﹣2nd+=(n2﹣5n),∵d≠0,∴Si(i=0,1,2 ,100)中S0=S5=0,S2=S3=﹣3d,S1=S4=﹣2d,其余各项均不相等,∴Si(i=1,2 ,100)中不同的数值有:101﹣3=98.故答案为:98.【点评】本题考查等差数列的前n项和公式、通项公式等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.【变式1-5】.(2021 上海)已知{an}为无穷等比数列,a1=3,an的各项和为9,bn=a2n,则数列{bn}的各项和为 .【分析】设{an}的公比为q,由无穷递缩等比数列的求和公式,解方程可得q,进而得到an,bn,求得数列{bn}的首项和公比,再由无穷递缩等比数列的求和公式,可得所求和.【解析】解:设{an}的公比为q,由a1=3,an的各项和为9,可得=9,解得q=,所以an=3×()n﹣1,bn=a2n=3×()2n﹣1,可得数列{bn}是首项为2,公比为的等比数列,则数列{bn}的各项和为=.故答案为:.【点评】本题考查等比数列的通项公式和无穷递缩等比数列的求和公式,考查方程思想和运算能力,属于基础题.【变式1-6】.(2021 上海)在无穷等比数列{an}中,(a1﹣an)=4,则a2的取值范围是 (﹣4,0)∪(0,4) .【分析】由无穷等比数列的概念可得公比q的取值范围,再由极限的运算知a1=4,从而得解.【解析】解:∵无穷等比数列{an},∴公比q∈(﹣1,0)∪(0,1),∴an=0,∴(a1﹣an)=a1=4,∴a2=a1q=4q∈(﹣4,0)∪(0,4).故答案为:(﹣4,0)∪(0,4).【点评】本题考查无穷等比数列的概念与性质,极限的运算,考查学生的运算求解能力,属于基础题.题型02 定义法求解数列【典例2-1】.(24-25高三上·上海·期中)设等比数列满足,,则 .【答案】【分析】根据题设及等比数列通项公式求基本量,即可求.【解析】令公比为,则,可得,所以或(舍),可得,则.故答案为:【典例2-2】.(2024·上海静安·一模)设是等差数列,,则该数列的前8项的和的值为 .【答案】36【分析】根据给定条件,求出数列的公差,进而求出其前8项的和.【解析】在等差数列中,,则公差,所以.故答案为:36【变式2-1】.(2024·全国·高考真题)记为等差数列的前n项和,若,,则 .【答案】95【分析】利用等差数列通项公式得到方程组,解出,再利用等差数列的求和公式节即可得到答案.【解析】因为数列为等差数列,则由题意得,解得,则.故答案为:.【变式2-2】.(24-25高三上·上海·期中)设等差数列的公差不为0,其前项和为.若,则 .【答案】【分析】由等差数列的通项公式代入化简可得,再结合等差数列的前项和公式即可得出答案.【解析】设等差数列的首项和公差为,所以,可得,则,,故答案为:.【变式2-3】.(24-25高二上·上海·阶段练习)为等差数列的前项和,,则与的等比中项为 .【答案】【分析】通过已知条件可求得,再根据等比中项的定义即可求得答案.【解析】解:因为为等差数列,且,所以,所以,解得,所以与的等比中项为.故答案为:【变式2-4】.(23-24高三上·上海青浦·期中)已知数列是等差数列,,则 .【答案】【分析】根据等差数列的前项公式结合等差数列的性质即可得解.【解析】因为数列是等差数列,所以,所以,所以,所以.故答案为:.题型03 无穷等比数列及其应用【典例3-1】.(23-24高三上·上海虹口·期末)设等比数列的前n项和为,若,,则 .【答案】【分析】求出,得到公比,再利用公式法求和,最后求出其极限.【解析】设等比数列的公比为,,所以,所以,所以,故答案为:.【典例3-2】.(22-23高一下·上海长宁·期末)已知无穷等比数列,,,则公比 .【答案】【分析】依题意得到,再利用无穷等比数列和的公式得到与,解方程组即可得解.【解析】因为无穷等比数列,,则,,所以是首项为,公比为的等比数列,又,得,即,则,又,则,得.故答案为:.【变式3-1】.(20-21高二上·上海宝山·阶段练习)已知无穷等比数列,公比满足,,求实数的取值范围【答案】【分析】根据无穷等比数列性质,可结合极限的概念表示出的代换式,再结合数列的通项公式,代换得,结合即可求得的取值范围【解析】等比数列的前项和公式,,的值趋向于正无穷时,即,,又,,,且,故.故答案为:.【点睛】本题考查等比数列通项公式与前项和公式的应用,极限思想在处理数列中的应用,推理转化能力,运算能力,属于中档题型.【变式3-2】.(22-23高二下·上海宝山·期末)如图,记棱长为1的正方体为,以各个面的中心为顶点的正八面体为,以各面的中心为顶点的正方体为,以各个面的中心为顶点的正八面体为,…,以此类推得到一系列的多面体,设的棱长为,则 . 【答案】/【分析】根据条件先求出,根据条件依次求出,,,然后利用归纳推理得到:奇数项与偶数项都是等比数列,然后求和即可.【解析】正方体各面中心为顶点的凸多面体为正八面体,它的中截面(垂直平分相对顶点连线的界面)是正方形,该正方形对角线长等于正方体的棱长,所以它的棱长;以各个面的中心为顶点的正方体为图形是正方体,正方体面对角线长等于棱长的,(正三角形中心到对边的距离等于高的,因此对角线为,所以,以上方式类推,得,,,各项依次为:,,,,,,奇数项是首项为:,公比为的等比数列,偶数项是首项为:,公比为的等比数列,则.故答案为:.【变式3-3】.(2023·上海嘉定·一模)数列满足,且,为的前项和,求【答案】【分析】逐项代入可得,再根据等比数列求和与极限求解即可.【解析】由题,,,,,,,,,,..故.又当时,,故.故答案为:题型04 分段数列【典例4-1】.(23-24高三上·上海普陀·期中)已知数列满足,,则的前10项和 .【答案】75【分析】根据题意分别求,进而求.【解析】由题意可知:,,,,,,,,,,所以的前10项和.故答案为:75.【变式4-1】.(24-25高三上·上海·期中)数列满足:为正整数,,若,则 .【答案】【分析】利用递推关系式可推得数列是周期为的周期数列,从而利用数列的周期性即可得解.【解析】因为,,所以,,,,以此类推,可知,即数列是周期为的周期数列,所以.故答案为:.【变式4-2】.(2023·上海浦东新·三模)已知数列(是正整数)的递推公式为若存在正整数,使得,则的最大值是 .【答案】【分析】对原递推公式作代数变换,转化为等比数列,求出的通项公式,再解不等式 即可.【解析】由题意,当时, ,令 , ,即 是 ,公比为3的等比数列, ,,当 , 也成立, ;对于 ,即 ,令 ,考察= ,其中 是对称轴为 ,开口向下的抛物线,当时, ,当时, , ,当 时 最大,;故答案为: .题型05 取值范围、最值问题【典例5-1】.(2023·上海闵行·一模)已知数列为无穷等比数列,若,则的取值范围为 .【答案】【分析】利用无穷等比数列的前项和公式及性质即可得解.【解析】因为为无穷等比数列,,所以,则,则,因为,所以是以为公比的等比数列,且,此时,所以,当时,;当时,,因为,所以,故,则;综上:,即,故的取值范围为.故答案为:.【典例5-2】.(24-25高三上·上海·开学考试)已知等差数列的首项表示的前项和,若数列是严格增数列,则的公差取值范围是 .【答案】【分析】由与的关系再结合等差数列通项公式的基本量计算即可;【解析】若数列是严格增数列,则恒成立,即恒成立,又,所以,所以的公差取值范围是,故答案为:.【变式5-1】.(2024·上海普陀·模拟预测)已知数列的通项公式为为数列的前项和,若,则实数的取值范围为 .【答案】【分析】先证明是等差数列,再根据求和公式计算,解不等式即可.【解析】当,,当,则(常数)。则是首项为,公差为1的等差数列.由题意知,,故,故.故答案为:.【变式5-2】.(2024·上海嘉定·一模)已知数列的通项公式为,其中为常数,设数列的前项和为,若且,则的取值范围为 .【答案】【分析】根据给定条件,可得且,由此建立不等式组并求解即得.【解析】数列的前项和为,由且,得且,而,因此,解得,所以的取值范围为.故答案为:【变式5-3】.(21-22高三上·上海浦东新·期中)设其中成公比为的等比数列,成公差为的等差数列,则的最小值是 .【答案】【分析】由已知利用等差数列的通项公式将用表示,求出的最小值,进而可求出的最小值,利用等比数列的通项即可求出的范围.【解析】由题意得,所以,所以,所以,故的最小值是,满足题意,故答案为:.【变式5-4】.(23-24高三下·上海浦东新·阶段练习)已知数列满足:对任意,都有,, 设数列的前项和为,若,则的最大值为 .【答案】【分析】首先求第二项,再找到可行数列,再证明可行性,即可求解.【解析】若,则,得,若,与矛盾,只能取.注意到一个可行的数列为0,,1,,2,,3,…下面证明该数列使达到最大:为此,我们证明:当为奇数时,,假设存在某正奇数使,则分为两种可能:①若,则,;同时,按原数列要求,,,故.注意到该数列显然为整数数列,故当为奇数时,不存在整数能位于该区间,因此矛盾.②若,则,,与矛盾;综上,原假设不成立,故当为奇数时,.而已经找到的数列0,,1,,2,,3, …中等号全部成立,故的最大值为.【点睛】关键点点睛:本题的关键是找到可行数列,再结合推理证明可行性.题型06 数列中的个数、项数问题【典例6-1】.(2024·上海奉贤·三模)若数列满足对任意整数有成立,则在该数列中小于100的项一共有 项.【答案】【分析】根据与的关系求出数列的通项,再令即可得解.【解析】设数列的前项和为,则,当时,,当时,,当时,上式也成立,所以,令,则,所以在该数列中小于100的项一共有项.故答案为:.【典例6-2】.(24-25高三·上海·课堂例题)从中选3个不同的数,使这三个数成等差数列,这样的等差数列最多有 个.【答案】180【分析】根据等差数列的性质和前项和公式,运算分类计数原理进行求解即可.【解析】以连续三个数构成等差数列有个,以相隔一个数的3个连续数所构成的等差数列共有个,以相隔两个数的3个连续数所构成的等差数列共有个,,所以这样的等差数列最多有个,故答案为:180【变式6-1】.(2024·上海虹口·一模)已知项数为10的数列中任一项均为集合中的元素,且相邻两项满足.若中任意两项都不相等,则满足条件的数列有 个.【答案】【分析】先将任意排列,依次将到插入该数列,考虑满足条件,求出其方法总数,即可得出答案.【解析】由于,可以先将任意排列,再将插入该数列,但不能在的左边且与相邻,共有种,再将插入该数列,同样不能在和的左边且与,相邻,共有种,再将插入该数列,同样不能在,和3的左边且与相邻,共有种,以此类推,将插入该数列,共有种.故答案为:.【变式6-2】.(2024·上海·模拟预测)已知无穷数列的前项和为,不等式对任意不等于2的正整数恒成立,且,那么这样的数列有 个.【答案】4【分析】因为,令,求得,再由与的关系,求得或,求得,结合不等式恒成立,可得所求结论.【解析】当时,,得或,当时,由,得,两式相减得:,整理得,所以或,当时,若,可得,因为不等式对任意不等于2的正整数恒成立,所以对任意不等于2的正整数恒成立,则当时,,即,,,,成立;若,时,,即,,,,成立;当时,若,可得,,不合题意,舍去;当时,若,可得,由题意可得对任意不等于2的正整数恒成立,则当时,,即,,,,成立;若,时,,即,,,,成立;当时,若,可得,,不合题意,舍去.所以满足题意的数列有4个.故答案为:4.【点睛】关键点点睛:本题的关键是用与的关系求得或,但由于或两个值,就会有四种组合,分类意义验证恒成立即可.【变式6-3】.(2022·上海·模拟预测)若一个整数数列的首项和末项都是1,且任意相邻两项之差的绝对值不大于1,则我们称这个数列为“好数列”,例如:1,2,2,3,4,3,2,1,1是一个好数列,若一个好数列的各项之和是2021,则这个数列至少有 项.【答案】89【分析】根据题意分析可得数列要想项数最少,需要各项最大,可设这个“好数列”为:,求这个“好数列”各项之和为,令得,此时,将85分成小于或等于44的项,最少可以分成两项,由此即可求解.【解析】由题意得数列要想项数最少,需要各项最大;又因为数列首项和末项都是1,且任意相邻两项之差的绝对值不大于1,所以需要数列前面递增,后面对称递减,又各项之和是2021,中间可能存在相等的项,设除去相等项后的各项为,令各项和,得,当为44时,项数为项,,将85分成小于或等于44的项,最少可以分成两项,故这个数列至少有项,故答案为:89【点睛】本题考查数列新定义和等差数列求和,关键在于理解数列新定义中各项数的特点,严格按照运用定义进行求和和数列的项的探索,属于中档题.【变式6-4】.(23-24高三上·上海青浦·开学考试)已知等差数列(公差不为零)和等差数列的前n项和分别为、,如果关于x的实系数方程有实数解,那么以下2023个方程()中,有实数解的方程至少有 个【答案】1012【分析】设出两个等差数列的公差,由等差数列的性质得到,要想无实根,要满足,结合根的判别式与基本不等式得到和至多一个成立,同理可证:和至多一个成立,……,和至多一个成立,且,从而得到结论.【解析】由题意得:,其中,,代入上式得:,要想方程有实数解,则,显然第1012个方程有解,设方程与方程的判别式分别为和,则,等号成立的条件是.所以和至多一个成立,同理可证:和至多一个成立,……,和至多一个成立,且,综上,在所给的2023个方程中,无实数根的方程最多1011个,有实数根的方程至少1012个.故答案为:1012【变式6-5】.(2024·上海·三模)已知有穷数列的首项为1,末项为12,且任意相邻两项之间满足,则符合上述要求的不同数列的个数为 .【答案】144【分析】首末项相差11,从首项到末项的运算方法进行分类,结合组合计数问题列式计算即得.【解析】依题意,首项和末项相差11,而任意相邻两项之间满足,,当时,即后一项与前一项的差均为1,数列的个数为1;当时,即后一项与前一项的差出现一个2,九个1,数列的个数为;当时,即后一项与前一项的差出现两个2,七个1,数列的个数为;当时,即后一项与前一项的差出现三个2,五个1,数列的个数为;当时,即后一项与前一项的差出现四个2,三个1,数列的个数为;当时,即后一项与前一项的差出现五个2,一个1,数列的个数为,所以符合上述要求的不同数列的个数为.故答案为:144【点睛】关键点点睛:按后一项与前一项的差2出现的次数分类是解决本问题的关键.题型07 数列的实际应用,其他应用【典例7-1】.(2023·上海闵行·三模)已知是同一直线上三个不同的点,为直线外一点,在等差数列中,,则数列的前7项和 .【答案】/3.5【分析】由题意,然后利用等差数列的前项和公式,结合等差数列的性质求解.【解析】因为是同一直线上三个不同的点,为直线外一点,且,所以,则.故答案为:.【变式7-1】.(23-24高三下·上海·开学考试)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支,十天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌,亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,例如,第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,然后地支回到“子”重新开始,即“丙子”…,以此类推.2024年是甲辰年,高斯出生于1777年,该年是( )A.丁酉年 B.丁戌年 C.戊酉年 D.戊戌年【答案】A【分析】依题意天干以十年为一个周期,地支以十二年为一个周期,求出相隔的年数,再由周期性判断即可.【解析】天干以十年为一个周期,地支以十二年为一个周期.年与年相隔年,,即天干有24个周期,余7年;,即地支有20个周期,余7年.故甲往前数7年为丁,辰往前数7年为酉,故年为丁酉年.故选:A.【变式7-2】.(2023·上海黄浦·三模)南宋的数学家杨辉“善于把已知形状、大小的几何图形的求面积、体积的连续量问题转化为离散量的垛积问题”,在他的专著《详解九章算法·商功》中,杨辉将堆垛与相应立体图形作类比,推导出了三角垛、方垛、刍童垛等的公式,例如三角垛指的是如图顶层放1个,第二层放3个,第三层放6个,第四层放10个第n层放个物体堆成的堆垛,则 . 【答案】/【分析】根据给定条件,求出数列的递推关系,利用累加法求出通项,再利用裂项相消法求和作答.【解析】依题意,在数列中,,当时,,满足上式,因此,,数列的前项和为,则,所以.故答案为:题型08 列举分析、综合分析【典例8-1】.(2024·上海杨浦·一模)设无穷数列的前项和为,且对任意的正整数,则的值可能为( )A. B.0 C.6 D.12【答案】A【分析】根据与的关系,探索数列的结构特点,分别求出和,再根据及数列是无穷数列对各选项进行判断.【解析】当时,.当时,,所以,两式相减得:,因为,所以.所以数列的奇数项是以为首项,1为公差的等差数列,且.所以.同理,数列的偶数项是以1为首项,1为公差的等差数列,所以.所以.若,则数列各项均不为0,数列是无穷数列,故A正确;若,这与矛盾,故B错误;若,根据奇数项成公差为1的等差数列,则,则无法求出,这与数列是无穷数列矛盾,故C错误;若,根据奇数项成公差为1的等差数列,则,则无法求出,这与数列是无穷数列矛盾,故D错误.故选:A【点睛】关键点点睛:观察出数列的特点后,一定要注意及数列是无穷数列这两个条件的应用.【典例8-2】.(24-25高三上·上海·阶段练习)设数列的前项和为,若,且存在正整数,使得,则的取值集合为( )A. B. C. D.【答案】B【分析】利用分组求和求得,不妨令,解得,所以,因为,所以或17,分情况讨论可得答案.【解析】因为,所以不妨令,可得,解得或(舍去),所以.又因为,所以或17,因为,所以,所以当时,由所以当时,由又由所以所以的取值集合为.故选:B.【变式8-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)已知是等差数列,,存在正整数,使得,,.若集合中只含有4个元素,则t的可能取值有( )个A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C【分析】考虑不符合题意,时,列举出满足条件的集合,再考虑时不成立,得到答案.【解析】当时,,根据周期性知集合最多有3个元素,不符合;当时,,取,此时,满足条件;当时,,即,即,所以,或,(舍),故解得,此时在单位圆上的5等分点,取到的,,,,,不可能取到4个不同的正弦值,故不满足;当时,,取,此时,满足条件;当时,,取,此时,满足条件;当时,,取,此时,满足条件;故选:C【点睛】思路点睛:关于新定义集合的思路有:(1)根据题意,先写出几项,找出规律;(2)找到新集合和旧集合之间的关系;(3)分情况讨论,结合题意,找出适合的答案即可.【变式8-2】.(2024·上海嘉定·一模)已知数列满足,给出以下四个结论:①当时,存在有限个,使得对任意正整数,都有②当时,存在和正整数,当时,③当时,存在和正整数,当时,④当时,不存在,使得对任意正整数,且,都有其中正确结论是( ).A.①② B.②③ C.③④ D.②④【答案】B【分析】对于①②,利用作差法可得一元二次不等式,求得数列中的项的取值范围,可得其正误;对于③④,根据递推公式,利用赋值法求得当数列为常数列时所取的数值,进而求得首项,结合举例,可得答案.【解析】对于①,当时,,,解得,当时,恒成立,故①错误;对于②,当时,,,解得或,易知,由①可知,当时,数列单调递增,,所以一定存在,当时,,故②正确;对于③,当时,,令,可得,解得或,令,解得或,当时,可得当时,,故③正确;对于④,当时,,令,则,解得或,令,可得,解得或,令,可得,解得,当时,当时,,故④错误.故选:B.题型09 选择压轴题【典例9-1】.(2024·上海宝山·一模)设的三边长分别为、、,面积为(为正整数).若,其中,,,,则( )A.为严格减数列B.为严格增数列C.为严格增数列,为严格减数列D.为严格减数列,为严格增数列【答案】B【分析】由可知的边为定值,由,,可知为定值,结合双曲线定义可知动点在以,为焦点的双曲线上,再根据面积公式可得单调性.【解析】 由已知,即的边为定值,不妨设,为定点,如图所示,又,,则,即为定值,又,所以为定值,即,所以动点到定点,的距离之差的绝对值为定值,满足双曲线定义,所以动点的轨迹为以,为焦点的双曲线,如图所示,所以,又,所以数列是以为首项,为公差的等差数列,则数列为递增数列,所以当增大时,变大,即变大,此时向远离处运动,即变大,所以变大,即数列为严格增数列,且,均为严格增数列,故选:B.【变式9-1】.(2024·上海长宁·一模)数列为严格增数列,且对任意的正整数n,都有,则称数列满足“性质Ω”.①存在等差数列满足“性质Ω”;②任意等比数列,若首项,则满足“性质Ω”;下列选项中正确的是( )A.①是真命题,②是真命题; B.①是真命题,②是假命题;C.①是假命题,②是真命题; D.①是假命题,②是假命题.【答案】B【分析】根据等差数列基本量的计算即可判断①,根据等比数列为常数列时,即可判断②.【解析】设等差数列的首项和公差分别为,若等差数列满足“性质Ω”;由可得,故,即,故只需要即可满足“性质Ω”;故①是真命题,设等比数列的首项和公比分别为,若,,则显然不成立,因此存在等比数列不满足“性质Ω”;故②是假命题故选:B【变式9-2】.(24-25高三上·上海黄浦·期末)设函数在区间I上有导函数,且在区间I上恒成立,对任意的,有.对于各项均不相同的数列,,,下列结论正确的是( )A.数列与均是严格增数列B.数列与均是严格减数列C.数列与中的一个是严格增数列,另一个是严格减数列D.数列与均既不是严格增数列也不是严格减数列【答案】C【分析】由条件易知函数在I上严格递减,构造,因数列的各项均不相同,由的大小比较,利用函数单调性可得的大小关系,即得结论.【解析】依题意,因在区间I上恒成立,则函数在I上严格递减,由,,因数列的各项均不相同,且,若,则,即,即此时数列严格递增,数列严格递减;若,则,即,即此时数列严格递减,数列严格递增.综上所述,数列与中的一个是严格增数列,另一个是严格减数列.故选:C.【点睛】思路点睛:本题主要考查利用函数单调性判断数列的单调性的应用,属于难题.解题思路在于根据选项信息,考虑数列中连续偶数项的差,通过对应的连续奇数项的大小比较,借助于函数单调性得出偶数项的大小关系.一、填空题1.(2023·上海宝山·一模)已知等差数列的前项和为,若则【答案】【分析】由等差数列的性质结合等差数列的求和公式可得答案.【解析】由等差数列的性质可得:,所以,故答案为:8.2.(2024·上海普陀·二模)设等比数列的公比为,则“,,成等差数列”的一个充分非必要条件是 .【答案】(或,答案不唯一)【分析】根据已知条件,结合等差数列、等比数列的性质,即可求解.【解析】,,成等差数列,则,即,解得或,故“,,成等差数列”的一个充分非必要条件是(或.故答案为:(或,答案不唯一)3.(2024·上海·模拟预测)数列的最小项的值为 .【答案】【分析】直接根据反比例函数的单调性即可得解.【解析】令,得,令,得,所以当时,,当时,,而函数在上单调递减,所以当时,取得最小值,即数列的最小项的值为.故答案为:.4.(2024·上海松江·二模)已知等差数列的公差为2,前项和为,若,则使得成立的的最大值为 .【答案】【分析】根据题意,列出方程求得,得到且,结合,列出不等式,即可求解.【解析】由等差数列的公差为2,前项和为,若,可得,解得,所以,且,因为,即,整理得,解得,因为,所以使得成立的的最大值为.故答案为:.5.(2024·上海杨浦·二模)某钢材公司积压了部分圆钢,经清理知共有2024根,每根圆钢的直径为10厘米.现将它们堆放在一起.若堆成纵断面为等腰梯形(如图每一层的根数比上一层根数多1根),且为考虑安全隐患,堆放高度不得高于米,若堆放占用场地面积最小,则最下层圆钢根数为 . 【答案】134【分析】由题设信息,第一层有根,共有层,利用等差数列前n项和公式列出关系式,再借助整除的思想分析计算得解.【解析】设第一层有根,共有层,则,,显然和中一个奇数一个偶数,则或或,即或或,显然每增加一层高度增加厘米,当时,厘米厘米,此时最下层有根;当时,厘米厘米,此时最下层有根;当时,厘米,超过米,所以堆放占用场地面积最小时,最下层圆钢根数为根.故答案为:1346.(2024·上海奉贤·一模)已知集合是由函数的图象上两两不相同的点构成的点集,集合,其中、.若集合中的元素按照从小到大的顺序排列能构成公差为的等差数列,当时,则符合条件的点集的个数为 .【答案】60【分析】确定数列中最大值为1,最小值为,然后根据分类得出等差数列,再由等差数列的项确定点的横坐标的值,然后由中对应点的情形确定集合个数.【解析】由已知,,设,则,显然,若,则,因此有,由得或,对应,同理对应,集合中已经含有点,因此产生的集合中,点可有也可没有,至少有一个,所以的个数为,若,则,,或,,或,对应点,产生的集合中,点可有也可没有,至少有一个,中至少有一个,中至少有一个,的个数为,综上,集合的个数为.故答案为:60.【点睛】方法点睛:确定集合的个数即为确定集合中元素的可能性,本题中首先确定出最终等差数列的最大值和最小值,从而根据公差得出等差数列,由等差数列确定可能含有的点,从而得出集合个数.二、单选题7.(2024·上海青浦·二模)设是首项为,公比为q的等比数列的前项和,且,则( ).A. B. C. D.【答案】C【分析】根据题意算出,可得且,由此对各项的结论加以判断,即可得结论.【解析】,,,即且,,且,两边都除以,得,可得.对于A,由,可得,故A项不正确;对于B,由于,所以不成立,故B不正确;对于C,因为,所以,可得.结合,可得,故C正确;对于D,根据且,当,时,,此时不成立,故D不正确.故选:C.8.(2023·上海杨浦·一模)等比数列的首项,公比为,数列满足(是正整数),若当且仅当时,的前项和取得最大值,则取值范围是( )A. B. C. D.【答案】C【分析】求出的通项公式,分析出其为等差数列,然后由条件得出,代入通项公式即可求解.【解析】所以是以为首项,为公差的等差数列,若当且仅当时,的前项和取得最大值,所以即,,故选:C.9.(2024·上海虹口·一模)设数列的前四项分别为,对于以下两个命题,说法正确的是( ).①存在等比数列以及锐角α,使成立.②对任意等差数列以及锐角α,均不能使成立.A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题【答案】A【分析】假设,,成等比数列,可得,在同一坐标系内作和的图象可判断①;分,和,求出的最大值和最小值可知,判断该方程是否有解可判断②.【解析】对于①,若,,成等比数列,即,,则,即,得,在同一坐标系内作和的图象: 可知方程,有且只有一解,所以存在等比数列以及锐角α,使成立,①是真命题;对于②,假设存在等差数列以及锐角α,使成立,则必有,当时,显然不成立;当时,,,所以,,所以,则,,即,即,因为,所以,,不存在这样的使得等式成立;当时,,,所以,,所以,同理,因为,所以,,不存在这样的使得等式成立;所以②是真命题.故选:A.【点睛】思路点睛:与三角有关的方程是否有解的问题,可根据代数式的特征选择合适的范围,再根据范围判断一些特定代数式的符号,从而可判断方程是否有解.21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题06 数列 (九大题型)题型01 2021-2024年高考+春考真题 1题型02 定义法求解数列 2题型03 无穷等比数列及其应用 3题型04 分段数列 3题型05 取值范围、最值问题 4题型06 数列中的个数、项数问题 4题型07 数列的实际应用,其他应用 5题型08 列举分析、综合分析 5题型09 选择压轴题 6【解题规律·提分快招】1、解决数列的单调性问题的方法 用作差比较法,根据an+1-an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列. 2、解决数列周期性问题的方法 先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值. 3、求数列的最大项与最小项的常用方法 ①函数法,利用函数的单调性求最值. ②利用(n≥2)确定最大项,利用(n≥2)确定最小项. a⊥b a·b=0 |a-b|=|a+b|(其中a≠0,b≠0). 4、如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,求数列{an·bn}的前n项和时,常采用错位相减法. 5、错位相减法求和时,应注意: ①在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“Sn-qSn”的表达式. ②应用等比数列求和公式必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式Sn=na1.题型01 2021-2024年高考+春考真题【典例1-1】.(2024 上海)无穷等比数列{an}满足首项a1>0,q>1,记In={x﹣y|x,y∈[a1,a2]∪[an,an+1]},若对任意正整数n,集合In是闭区间,则q的取值范围是 .【典例1-2】.(2024 上海)数列{an},an=n+c,S7<0,c的取值范围为 .【变式1-1】.(2023 上海)已知首项为3,公比为2的等比数列,设等比数列的前n项和为Sn,则S6= .【变式1-2】.(2023 上海)已知无穷数列{an}的各项均为实数,Sn为其前n项和,若对任意正整数k>2022都有|Sk|>|Sk+1|,则下列各项中可能成立的是( )A.a1,a3,a5, ,a2n﹣1, 为等差数列,a2,a4,a6, ,a2n, 为等比数列B.a1,a3,a5, ,a2n﹣1, 为等比数列,a2,a4,a6, ,a2n, 为等差数列C.a1,a2,a3, ,a2022为等差数列,a2022,a2023, ,an, 为等比数列D.a1,a2,a3, ,a2022为等比数列,a2022,a2023, ,an, 为等差数列【变式1-3】.(2022 上海)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,前n项积为Tn,则下列选项判断正确的是( )A.若S2022>S2021,则数列{an}是递增数列B.若T2022>T2021,则数列{an}是递增数列C.若数列{Sn}是递增数列,则a2022≥a2021D.若数列{Tn}是递增数列,则a2022≥a2021【变式1-4】.(2022 上海)已知等差数列{an}的公差不为零,Sn为其前n项和,若S5=0,则Si(i=1,2,…,100)中不同的数值有 个.【变式1-5】.(2021 上海)已知{an}为无穷等比数列,a1=3,an的各项和为9,bn=a2n,则数列{bn}的各项和为 .【变式1-6】.(2021 上海)在无穷等比数列{an}中,(a1﹣an)=4,则a2的取值范围是 .题型02 定义法求解数列【典例2-1】.(24-25高三上·上海·期中)设等比数列满足,,则 .【典例2-2】.(2024·上海静安·一模)设是等差数列,,则该数列的前8项的和的值为 .【变式2-1】.(2024·全国·高考真题)记为等差数列的前n项和,若,,则 .【变式2-2】.(24-25高三上·上海·期中)设等差数列的公差不为0,其前项和为.若,则 .【变式2-3】.(24-25高二上·上海·阶段练习)为等差数列的前项和,,则与的等比中项为 .【变式2-4】.(23-24高三上·上海青浦·期中)已知数列是等差数列,,则 .题型03 无穷等比数列及其应用【典例3-1】.(23-24高三上·上海虹口·期末)设等比数列的前n项和为,若,,则 .【典例3-2】.(22-23高一下·上海长宁·期末)已知无穷等比数列,,,则公比 .【变式3-1】.(20-21高二上·上海宝山·阶段练习)已知无穷等比数列,公比满足,,求实数的取值范围【变式3-2】.(22-23高二下·上海宝山·期末)如图,记棱长为1的正方体为,以各个面的中心为顶点的正八面体为,以各面的中心为顶点的正方体为,以各个面的中心为顶点的正八面体为,…,以此类推得到一系列的多面体,设的棱长为,则 . 【变式3-3】.(2023·上海嘉定·一模)数列满足,且,为的前项和,求题型04 分段数列【典例4-1】.(23-24高三上·上海普陀·期中)已知数列满足,,则的前10项和 .【变式4-1】.(24-25高三上·上海·期中)数列满足:为正整数,,若,则 .【变式4-2】.(2023·上海浦东新·三模)已知数列(是正整数)的递推公式为若存在正整数,使得,则的最大值是 .题型05 取值范围、最值问题【典例5-1】.(2023·上海闵行·一模)已知数列为无穷等比数列,若,则的取值范围为 .【典例5-2】.(24-25高三上·上海·开学考试)已知等差数列的首项表示的前项和,若数列是严格增数列,则的公差取值范围是 .【变式5-1】.(2024·上海普陀·模拟预测)已知数列的通项公式为为数列的前项和,若,则实数的取值范围为 .【变式5-2】.(2024·上海嘉定·一模)已知数列的通项公式为,其中为常数,设数列的前项和为,若且,则的取值范围为 .【变式5-3】.(21-22高三上·上海浦东新·期中)设其中成公比为的等比数列,成公差为的等差数列,则的最小值是 .【变式5-4】.(23-24高三下·上海浦东新·阶段练习)已知数列满足:对任意,都有,, 设数列的前项和为,若,则的最大值为 .题型06 数列中的个数、项数问题【典例6-1】.(2024·上海奉贤·三模)若数列满足对任意整数有成立,则在该数列中小于100的项一共有 项.【典例6-2】.(24-25高三·上海·课堂例题)从中选3个不同的数,使这三个数成等差数列,这样的等差数列最多有 个.【变式6-1】.(2024·上海虹口·一模)已知项数为10的数列中任一项均为集合中的元素,且相邻两项满足.若中任意两项都不相等,则满足条件的数列有 个.【变式6-2】.(2024·上海·模拟预测)已知无穷数列的前项和为,不等式对任意不等于2的正整数恒成立,且,那么这样的数列有 个.【变式6-3】.(2022·上海·模拟预测)若一个整数数列的首项和末项都是1,且任意相邻两项之差的绝对值不大于1,则我们称这个数列为“好数列”,例如:1,2,2,3,4,3,2,1,1是一个好数列,若一个好数列的各项之和是2021,则这个数列至少有 项.【变式6-4】.(23-24高三上·上海青浦·开学考试)已知等差数列(公差不为零)和等差数列的前n项和分别为、,如果关于x的实系数方程有实数解,那么以下2023个方程()中,有实数解的方程至少有 个【变式6-5】.(2024·上海·三模)已知有穷数列的首项为1,末项为12,且任意相邻两项之间满足,则符合上述要求的不同数列的个数为 .题型07 数列的实际应用,其他应用【典例7-1】.(2023·上海闵行·三模)已知是同一直线上三个不同的点,为直线外一点,在等差数列中,,则数列的前7项和 .【变式7-1】.(23-24高三下·上海·开学考试)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支,十天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌,亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,例如,第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,然后地支回到“子”重新开始,即“丙子”…,以此类推.2024年是甲辰年,高斯出生于1777年,该年是( )A.丁酉年 B.丁戌年 C.戊酉年 D.戊戌年【变式7-2】.(2023·上海黄浦·三模)南宋的数学家杨辉“善于把已知形状、大小的几何图形的求面积、体积的连续量问题转化为离散量的垛积问题”,在他的专著《详解九章算法·商功》中,杨辉将堆垛与相应立体图形作类比,推导出了三角垛、方垛、刍童垛等的公式,例如三角垛指的是如图顶层放1个,第二层放3个,第三层放6个,第四层放10个第n层放个物体堆成的堆垛,则 . 题型08 列举分析、综合分析【典例8-1】.(2024·上海杨浦·一模)设无穷数列的前项和为,且对任意的正整数,则的值可能为( )A. B.0 C.6 D.12【典例8-2】.(24-25高三上·上海·阶段练习)设数列的前项和为,若,且存在正整数,使得,则的取值集合为( )A. B. C. D.【变式8-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)已知是等差数列,,存在正整数,使得,,.若集合中只含有4个元素,则t的可能取值有( )个A.2 B.3 C.4 D.5【变式8-2】.(2024·上海嘉定·一模)已知数列满足,给出以下四个结论:①当时,存在有限个,使得对任意正整数,都有②当时,存在和正整数,当时,③当时,存在和正整数,当时,④当时,不存在,使得对任意正整数,且,都有其中正确结论是( ).A.①② B.②③ C.③④ D.②④题型09 选择压轴题【典例9-1】.(2024·上海宝山·一模)设的三边长分别为、、,面积为(为正整数).若,其中,,,,则( )A.为严格减数列B.为严格增数列C.为严格增数列,为严格减数列D.为严格减数列,为严格增数列【变式9-1】.(2024·上海长宁·一模)数列为严格增数列,且对任意的正整数n,都有,则称数列满足“性质Ω”.①存在等差数列满足“性质Ω”;②任意等比数列,若首项,则满足“性质Ω”;下列选项中正确的是( )A.①是真命题,②是真命题; B.①是真命题,②是假命题;C.①是假命题,②是真命题; D.①是假命题,②是假命题.【变式9-2】.(24-25高三上·上海黄浦·期末)设函数在区间I上有导函数,且在区间I上恒成立,对任意的,有.对于各项均不相同的数列,,,下列结论正确的是( )A.数列与均是严格增数列B.数列与均是严格减数列C.数列与中的一个是严格增数列,另一个是严格减数列D.数列与均既不是严格增数列也不是严格减数列一、填空题1.(2023·上海宝山·一模)已知等差数列的前项和为,若则2.(2024·上海普陀·二模)设等比数列的公比为,则“,,成等差数列”的一个充分非必要条件是 .3.(2024·上海·模拟预测)数列的最小项的值为 .4.(2024·上海松江·二模)已知等差数列的公差为2,前项和为,若,则使得成立的的最大值为 .5.(2024·上海杨浦·二模)某钢材公司积压了部分圆钢,经清理知共有2024根,每根圆钢的直径为10厘米.现将它们堆放在一起.若堆成纵断面为等腰梯形(如图每一层的根数比上一层根数多1根),且为考虑安全隐患,堆放高度不得高于米,若堆放占用场地面积最小,则最下层圆钢根数为 . 6.(2024·上海奉贤·一模)已知集合是由函数的图象上两两不相同的点构成的点集,集合,其中、.若集合中的元素按照从小到大的顺序排列能构成公差为的等差数列,当时,则符合条件的点集的个数为 .二、单选题7.(2024·上海青浦·二模)设是首项为,公比为q的等比数列的前项和,且,则( ).A. B. C. D.8.(2023·上海杨浦·一模)等比数列的首项,公比为,数列满足(是正整数),若当且仅当时,的前项和取得最大值,则取值范围是( )A. B. C. D.9.(2024·上海虹口·一模)设数列的前四项分别为,对于以下两个命题,说法正确的是( ).①存在等比数列以及锐角α,使成立.②对任意等差数列以及锐角α,均不能使成立.A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2025年高考数学二轮热点题型归纳与演练(上海专用)专题06数列(九大题型)(原卷版).docx 2025年高考数学二轮热点题型归纳与演练(上海专用)专题06数列(九大题型)(解析版).docx