【高考押题卷】2025年高考数学高频易错考前冲刺 数列(含解析)

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【高考押题卷】2025年高考数学高频易错考前冲刺 数列(含解析)

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高考数学押题预测 数列
一.选择题(共8小题)
1.(2025 湛江一模)在等比数列{an}中,a3 a5=49,a4+a6=70,则a8=(  )
A.﹣567 B.567 C.451 D.699
2.(2025 香坊区校级开学)若在等差数列{an}中,a1+a2+a3=21,a4+a5+a6=39.则{an}的公差为(  )
A.1 B.2 C.3 D.6
3.(2025春 浙江月考)定义在(0,+∞)的增函数f(x)满足:f(x)+f(y)=f(xy)﹣1,且f(2)=0,f(an)=n﹣1,已知数列{an}的前n项和为Sn,则使得Sn<2025成立的n的最大值是(  )
A.8 B.9 C.10 D.11
4.(2025 重庆模拟)已知数列{an}满足a1=3,,则a7=(  )
A. B. C.3 D.2
5.(2024秋 琅琊区校级期末)已知等差数列{an}满足a1+a4+a19=6,则a3+a13=(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
6.(2025 六盘水模拟)如果等比数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,且a3=4,S3=7,设,那么(  )
A. B. C. D.
7.(2025 盐山县校级一模)嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造卫星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:,,依次类推,其中,则(  )
A.b1<b5 B.b3<b5 C.b6<b2 D.b4<b7
8.(2024秋 市北区校级期末)设数列{an}满足a1=1,a2=4,an+an+2=2an+1+2,若[x)表示大于x的最小整数,如[2)=3,[﹣2.1)=﹣2,记,则数列{bn}的前2024项之和为(  )
A.4050 B.4049 C.4048 D.4047
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 海南模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=﹣9,an+2﹣an=﹣6,则(  )
A.等差数列{an}的公差d=﹣3
B.Sn的最大值为S2或S3
C.a2+a3+a7+a8=﹣24
D. n∈N*,an<an+1
(多选)10.(2025 鼓楼区校级开学)已知数列{an}满足a1=t(t为正整数),,则下列结论正确的是(  )
A.若t=27,则a8=1
B.若a5=1,则t所有可能取值的集合为{3,9,12,13,81}
C.若t=3k,k为正整数,则{an}的前k项和为
D.任意n∈N*,an,an+1,an+2都不能构成等差数列
(多选)11.(2025 鄂州一模)设5个正实数组成公差大于0的等差数列,记其首项为a,公差为d,且这5个数中有3个数组成等比数列,则的值可能为(  )
A. B. C.1 D.2
(多选)12.(2024秋 渭滨区期末)已知,x成等比数列,则x的值可以是(  )
A.0 B.1 C. D.﹣1
三.填空题(共4小题)
13.(2025 湛江一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足S2n﹣1=4n2﹣2an﹣1,a1=1,则数列{an}的通项公式为    .
14.(2025 淄博模拟)已知等比数列{an}的各项为正数,前n项和为Sn,若S3=13,a3=9,则公比q=    .
15.(2025春 上海月考)若{an}是首项为2,公差为3的等差数列,则a4=    .
16.(2025 安顺模拟)等差数列8,5,2,…的第10项为   .
四.解答题(共4小题)
17.(2025 武威模拟)已知公差不为零的等差数列{an}满足a1=1,且a2,a4,a8成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:lnan≤an﹣1;
(3)若数列{bn}满足,证明:(e为自然对数的底).
18.(2025 五华区模拟)已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若,求t的取值范围.
19.(2025 东昌府区校级模拟)斐波那契数列定义为:数列中每一项都是前两项之和(第一、二项可任意给定),如果用Fn表示数列的第n项,则每一个斐波那契数列都符合递推公式Fn+2=Fn+Fn+1.
(1)已知斐波那契数列{an},{bn},记cn=an+bn,证明:{cn}是斐波那契数列;
(2)若存在首项为1的等比数列为斐波那契数列,试求符合此条件的等比数列通项公式;
(3)一个常见的斐波那契数列{On}为:0,1,1,2,…,{On}又被称为“黄金数列”,这是因为存在首项为1的等比数列{An},{Bn},使得,其中为黄金数.
(i)试求{An},{Bn}的通项公式;
(ii)证明:对于任一斐波那契数列{Fn},存在实数对(a,b),使得Fn=aAn+bBn.
20.(2025 重庆模拟)定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M﹣数列”.
(1)已知等比数列满足:a3a8=a10,a4﹣6a3+9a2=0,判断数列{an}是否为“M﹣数列”.如果是,说明理由;
(2)已知数列满足:b1=1,,其中Sn为数列{bn}的前n项和.
①求数列{bn}的通项公式;
②设m为正整数,若存在“M﹣数列”,对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.
高考数学押题预测 数列
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025 湛江一模)在等比数列{an}中,a3 a5=49,a4+a6=70,则a8=(  )
A.﹣567 B.567 C.451 D.699
【考点】等比数列的性质.
【专题】转化思想;转化法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】B
【分析】由已知根据等比中项可得a4=±7,分两种情况求解即可.
【解答】解:由,解得a4=±7,
当a4=﹣7时,a4+a6=﹣7﹣7q2=70,所以q2=﹣11<0,故舍去,
所以a4=7,所以a4+a6=7+7q2=70,所以q2=9,
即.
故选:B.
【点评】本题考查等比数列的性质和通项公式,属于基础题.
2.(2025 香坊区校级开学)若在等差数列{an}中,a1+a2+a3=21,a4+a5+a6=39.则{an}的公差为(  )
A.1 B.2 C.3 D.6
【考点】等差数列的通项公式.
【专题】计算题;方程思想;定义法;等差数列与等比数列;逻辑思维;运算求解.
【答案】B
【分析】根据等差数列的通项公式,将已知等式化简,两式相减即可求得答案.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,
因为a1+a2+a3=21,a4+a5+a6=39,
所以(a4+a5+a6)﹣(a1+a2+a3)=9d=39﹣21=18,
所以d=2.
故选:B.
【点评】本题考查等差数列的通项公式,考查学生基本的数学运算能力,属于基础题.
3.(2025春 浙江月考)定义在(0,+∞)的增函数f(x)满足:f(x)+f(y)=f(xy)﹣1,且f(2)=0,f(an)=n﹣1,已知数列{an}的前n项和为Sn,则使得Sn<2025成立的n的最大值是(  )
A.8 B.9 C.10 D.11
【考点】求等比数列的前n项和;抽象函数的值域.
【专题】整体思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】B
【分析】应用赋值法计算得出,再应用等比数列的求和公式计算可得.
【解答】解:∵f(x)+f(y)=f(xy)﹣1,f(an)=n﹣1
由题f(2)=0=1﹣1,∴a1=2;
令x=y=2,∴f(2)+f(2)=f(4)﹣1,∴f(4)=1=2﹣1,∴a2=4;
令x=2,y=4,∴f(2)+f(4)=f(8)﹣1,∴f(8)=2=3﹣1,∴a3=8;
∴,∴,
∴2n+1<2027.
∵210=1024,211=2048,∴(n+1)max=10,∴nmax=9.
故选:B.
【点评】本题主要考查了等比数列求和公式的应用,属于中档题.
4.(2025 重庆模拟)已知数列{an}满足a1=3,,则a7=(  )
A. B. C.3 D.2
【考点】数列递推式.
【答案】C
【分析】利用数列{an}的递推公式推出{an}是以3为周期的数列,进而求解.
【解答】解:数列{an}满足a1=3,,
所以,
,,…,
所以{an}的最小正周期为3,
则a7=a1=3.
故选:C.
【点评】本题考查数列中的项,求得数列的周期是解题的关键,考查运算能力和推理能力,属于中档题.
5.(2024秋 琅琊区校级期末)已知等差数列{an}满足a1+a4+a19=6,则a3+a13=(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】等差数列的性质.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】B
【分析】根据题意,由等差数列的性质求出a8=2,结合等差中项的性质分析可得答案.
【解答】解:根据题意,等差数列{an}中,a1+a4+a19=6,
则有a1+a4+a19=3a1+21d=3a8=6,即a8=2,
故a3+a13=2a8=4.
故选:B.
【点评】本题考查等差数列的性质,涉及等差数列的通项公式,属于基础题.
6.(2025 六盘水模拟)如果等比数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,且a3=4,S3=7,设,那么(  )
A. B. C. D.
【考点】求等比数列的前n项和.
【专题】方程思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】C
【分析】由等比数列的通项公式、前n项和公式,求得首项和公比,进而求得an,bn,再由裂项相消法求和,即可得到所求和.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,
因为a3=4,S3=7,
所以,,
解得a1=1,q=2,所以,
所以,
所以,
所以.
故选:C.
【点评】本题考查等比数列的通项公式、前n项和公式以及裂项相消法求和,属于中档题.
7.(2025 盐山县校级一模)嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造卫星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:,,依次类推,其中,则(  )
A.b1<b5 B.b3<b5 C.b6<b2 D.b4<b7
【考点】数列的应用.
【专题】计算题;整体思想;综合法;点列、递归数列与数学归纳法;运算求解.
【答案】D
【分析】,利用特殊值取ak=1,依次求出数列的前7项,能求出正确选项.
【解答】解:∵,∴可以取ak=1,
则,






∴b1>b5,故A错误;
b3>b5,故B错误;
b6>b2,故C错误;
b4<b7,故D正确.
故选:D.
【点评】本题考查了数列的应用,属于中档题.
8.(2024秋 市北区校级期末)设数列{an}满足a1=1,a2=4,an+an+2=2an+1+2,若[x)表示大于x的最小整数,如[2)=3,[﹣2.1)=﹣2,记,则数列{bn}的前2024项之和为(  )
A.4050 B.4049 C.4048 D.4047
【考点】数列求和的其他方法;数列递推式.
【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列;点列、递归数列与数学归纳法;逻辑思维;运算求解;新定义类.
【答案】B
【分析】变形得到(an+2﹣an+1)﹣(an+1﹣an)=2,从而{an+1﹣an}为等差数列,得到an+1﹣an=2n+1,累加法得到,从而,得到b1=[2)=3,当n≥2时,,故,从而求出答案.
【解答】解:由于:数列{an}满足a1=1,a2=4,an+an+2=2an+1+2,
故{an+1﹣an}为公差为2的等差数列,首项为a2﹣a1=4﹣1=3,
所以an+1﹣an=3+2(n﹣1)=2n+1,
则an=(an﹣an﹣1)+(an﹣1﹣an﹣2)+ +(a2﹣a1)+a1,
故,
故b1=[2)=3,当n≥2时,,故,
所以数列{bn}的前2024项之和为3+2×2023=4049.
故选:B.
【点评】本题考查的知识点:数列的递推关系式,数列的求和,主要考查学生的运算能力,属于中档题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 海南模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=﹣9,an+2﹣an=﹣6,则(  )
A.等差数列{an}的公差d=﹣3
B.Sn的最大值为S2或S3
C.a2+a3+a7+a8=﹣24
D. n∈N*,an<an+1
【考点】等差数列的前n项和;等差数列通项公式的应用.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】ABC
【分析】利用等差数列的通项公式和前n项和公式,求出首项和公差,结合等差数列的性质逐项进行判断即可.
【解答】解:根据题意,设等差数列{an}的公差为d,
由于S6=﹣9,an+2﹣an=﹣6,
则,即,解得,故A正确;
因此可得数列{an}是以6为首项,﹣3为公差的等差数列,
由d<0,则数列{an}为递减数列,即 n∈N*,an>an+1,故D错误;
又an=6+(n﹣1)×(﹣3)=﹣3n+9,
当n=3时,a3=0,所以Sn的最大值为S2或S3,故B正确;
由a2+a3+a7+a8=4a5=4(﹣15+9)=﹣24,故C正确.
故选:ABC.
【点评】本题考查等差数列的性质和应用,涉及等差数列的求和,属于基础题.
(多选)10.(2025 鼓楼区校级开学)已知数列{an}满足a1=t(t为正整数),,则下列结论正确的是(  )
A.若t=27,则a8=1
B.若a5=1,则t所有可能取值的集合为{3,9,12,13,81}
C.若t=3k,k为正整数,则{an}的前k项和为
D.任意n∈N*,an,an+1,an+2都不能构成等差数列
【考点】数列递推式.
【专题】转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】AD
【分析】根据递推公式代入计算可判断A正确,B错误,由t=3k可知数列的前k构成等比数列,利用等比数列前n项和公式计算可得C错误,对n∈N*,an,an+1,an+2中的前两项是否为3的倍数进行分类讨论,再由等差数列定义判断即可得D正确.
【解答】解:数列{an}满足a1=t(t为正整数),,
对于A,若t=27,可得a1=27,
根据递推公式计算可得a2=9,a3=3,a4=1,a5=3,a6=1,a7=3,a8=1,即可得A正确;
对于B,由题意a1=t(t为正整数)以及递推公式可知an均为正整数;
显然当a5=1时,可得a4只能为3,
再根据递推公式可得前3项的取值有以下情况:
a3=9,a2=27,a1=81;a3=9,a2=27,a1=13;a3=9,a2=4,a1=12;
a3=1,a2=3,a1=9;a3=1,a2=3,a1=1;
所以t所有可能取值的集合为{1,9,12,13,81},可得B错误;
对于C,若t=3k,k为正整数,显然可知数列的前k构成等比数列,公比为,ak=1;
则可知数列{an}的前k项和为,即C错误;
对于D,若n∈N*,an,an+1都不为3的倍数,且an,an+1,an+2能构成等差数列,
则an+1=2an+1,an+2=2an+1+1,因此,
解得an+1=﹣1,与题意矛盾,显然此时an,an+1,an+2不能构成等差数列;
若任意n∈N*,an,an+1都为3的倍数,且an,an+1,an+2能构成等差数列,
因此可得,显然此时,
显然此时an,an+1,an+2不能构成等差数列;
若n∈N*,an为3的倍数,an+1不为3的倍数,且能构成等差数列,
则an=3an+1,an+2=2an+1+1,因此an+an+2=5an+1+1=2an+1,
解得,与题意矛盾,显然此时an,an+1,an+2不能构成等差数列;
若n∈N*,an不为3的倍数,an+1为3的倍数,且能构成等差数列,
则,因此,
解得,与题意矛盾,显然此时an,an+1,an+2不能构成等差数列;
综上可得,任意n∈N*,an,an+1,an+2都不能构成等差数列,即D正确.
故选:AD.
【点评】本题考查数列的递推式和等差数列、等比数列的通项公式和求和公式,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
(多选)11.(2025 鄂州一模)设5个正实数组成公差大于0的等差数列,记其首项为a,公差为d,且这5个数中有3个数组成等比数列,则的值可能为(  )
A. B. C.1 D.2
【考点】由等比数列中若干项求通项公式或其中的项.
【专题】转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】BC
【分析】结合等差数列,等比数列的性质即可求解.
【解答】解:5个正实数组成公差大于0的等差数列,
记其首项为a,公差为d,且这5个数中有3个数组成等比数列,
由题意知等差数列的5个正实数为a,a+d,a+2d,a+3d,a+4d,
若a,a+d,a+2d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+d)2=a(a+2d),解得d=0,与题意不符;
若a,a+d,a+3d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+d)2=a(a+3d),解得d2=ad,即,符合题意;
若a,a+d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+d)2=a(a+4d),解得d2=2ad,即,符合题意;
若a+d,a+2d,a+3d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+2d)2=(a+d)(a+3d),解得d=0,与题意不符;
若a+d,a+2d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+2d)2=(a+d)(a+4d),解得ad=0,与题意不符;
若a+d,a+3d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+3d)2=(a+d)(a+4d),解得ad=﹣5d2,与题意不符;
若a+2d,a+3d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+3d)2=(a+2d)(a+4d),解得d=0,与题意不符;
若a,a+2d,a+3d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+2d)2=a(a+3d),解得4d2=﹣ad,与题意不符;
若a,a+2d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+2d)2=a(a+4d),解得d2=0,与题意不符;
若a,a+3d,a+4d成等比数列,
则由等比数列的性质得(a+3d)2=a(a+4d),解得,与题意不符;
综上,或.
故选:BC.
【点评】本题考查等比数列等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
(多选)12.(2024秋 渭滨区期末)已知,x成等比数列,则x的值可以是(  )
A.0 B.1 C. D.﹣1
【考点】等比数列的性质.
【专题】方程思想;定义法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】BD
【分析】根据等比中项建立等式求解即可.
【解答】解:∵,x成等比数列,
∴根据题意可知:,
解得x=±1.
故选:BD.
【点评】本题考查等比数列的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
三.填空题(共4小题)
13.(2025 湛江一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足S2n﹣1=4n2﹣2an﹣1,a1=1,则数列{an}的通项公式为  an=2n﹣1 .
【考点】数列递推式.
【专题】方程思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】an=2n﹣1.
【分析】取n=2可得关于a2的方程,求解可得a2=3,结合a1=1,求得公差d,再由等差数列的通项公式即可求得.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,
因为,
所以,
所以a2=3,
因为a1=1,所以d=a2﹣a1=2,
所以an=1+2(n﹣1)=2n﹣1.
故答案为:an=2n﹣1.
【点评】本题考查等差数列的通项公式求法,属于基础题.
14.(2025 淄博模拟)已知等比数列{an}的各项为正数,前n项和为Sn,若S3=13,a3=9,则公比q=  3 .
【考点】求等比数列的前n项和.
【专题】整体思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】3.
【分析】根据S3的定义以及等比数列的定义,建立方程,可得答案.
【解答】解:等比数列{an}的各项为正数,
由S3=a1+a2+a3,可得S3﹣a3=a1+a2=4,
可得,
整理可得4q2﹣9q﹣9=0,分解因式可得(4q+3)(q﹣3)=0,
解得q=3或(舍去).
故答案为:3.
【点评】本题主要考查了等比数列通项公式及求和公式的应用,属于基础题.
15.(2025春 上海月考)若{an}是首项为2,公差为3的等差数列,则a4=  11 .
【考点】等差数列的通项公式.
【专题】整体思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】11.
【分析】根据等差数列的通项公式求值即可.
【解答】解:{an}是首项为2,公差为3的等差数列,
则an=a1+(n﹣1)d=2+(n﹣1)×3=3n﹣1,
所以a4=3×4﹣1=11.
故答案为:11.
【点评】本题主要考查了等差数列的通项公式的应用,属于基础题.
16.(2025 安顺模拟)等差数列8,5,2,…的第10项为 ﹣19 .
【考点】等差数列的通项公式.
【专题】等差数列与等比数列.
【答案】见试题解答内容
【分析】由题意得到等差数列的首项和公差,代入通项公式求解.
【解答】解:由等差数列8,5,2,…可知,该数列为首项a1=8,公差d=﹣3的等差数列,
所以a10=a1+9d=8+9×(﹣3)=﹣19.
故答案为﹣19.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式,是基础的计算题.
四.解答题(共4小题)
17.(2025 武威模拟)已知公差不为零的等差数列{an}满足a1=1,且a2,a4,a8成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:lnan≤an﹣1;
(3)若数列{bn}满足,证明:(e为自然对数的底).
【考点】数列求和的其他方法;等差数列与等比数列的综合.
【专题】转化思想;综合法;导数的综合应用;等差数列与等比数列;数学抽象;运算求解.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)证明见解析.
【分析】(1)由等差数列的通项公式及等比数列的性质即可求解,进而可得通项公式;
(2)设f(x)=lnx﹣x+1,求导,可得f(x)的单调性,进而可得结论;
(3)由题意需证,由(2)可得ln(1),利用放缩法与裂项相消法可证结论.
【解答】(1)解:设等差数列{an}公差为d(d≠0),∵a1=1,a2,a4,a8成等比数列,
∴,即(1+3d)2=(1+d)(1+7d),解得d=1或d=0(舍去),
∴数列{an}的通项公式;
(2)证明:设,
当x≥1时,f′(x)≤0,∴f(x)单调递减,
∴f(x)≤f(1)=0,∴lnx﹣x+1≤0,由(1)可知an≥1,
则有lnan﹣an+1≤0,∴不等式lnan≤an﹣1恒立.
(3)证明:∵,
∴要证,
只需证,
由(2)可知lnx≤x﹣1(当且仅当x=1时等号成立),
又,∴0,∴ln(1),


∴.
【点评】本题主要考查等差数列与等比数列的综合,不等式的证明,考查运算求解能力与逻辑推理能力,属于中档题.
18.(2025 五华区模拟)已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若,求t的取值范围.
【考点】数列递推式;等差数列的概念与判定.
【专题】转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.
【答案】(1)证明见解答;(2)an=2n﹣1,n∈N*;(3)(0,].
【分析】(1)由数列的通项与求和的关系,以及等差数列的定义,可得证明;
(2)由等差数列的通项公式和数列通项与求和的关系,可得所求;
(3)由参数分离和数列的单调性、不等式恒成立思想,可得所求取值范围.
【解答】解:(1)证明:各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且,
可得Sn﹣Sn﹣1=()(),
即有1,
数列是首项和公差均为1的等差数列;
(2)由等差数列的通项公式,可得n,即Sn=n2,
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=n2﹣(n﹣1)2=2n﹣1,对n=1也成立,
则an=2n﹣1,n∈N*;
(3)若,
可得(1+1)(1)...(1) t恒成立,
设bn=(1+1)(1)...(1) ,
则bn+1=(1+1)(1)...(1)(1) ,
1,可得数列{bn}为递增数列,
则bn≥b1,即有0<t,
可得t的取值范围是(0,].
【点评】本题考查数列的通项与求和的关系,以及等差数列的通项公式和数列的单调性、不等式恒成立问题,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
19.(2025 东昌府区校级模拟)斐波那契数列定义为:数列中每一项都是前两项之和(第一、二项可任意给定),如果用Fn表示数列的第n项,则每一个斐波那契数列都符合递推公式Fn+2=Fn+Fn+1.
(1)已知斐波那契数列{an},{bn},记cn=an+bn,证明:{cn}是斐波那契数列;
(2)若存在首项为1的等比数列为斐波那契数列,试求符合此条件的等比数列通项公式;
(3)一个常见的斐波那契数列{On}为:0,1,1,2,…,{On}又被称为“黄金数列”,这是因为存在首项为1的等比数列{An},{Bn},使得,其中为黄金数.
(i)试求{An},{Bn}的通项公式;
(ii)证明:对于任一斐波那契数列{Fn},存在实数对(a,b),使得Fn=aAn+bBn.
【考点】数列递推式;数列的求和.
【专题】转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解;新定义类.
【答案】(1)证明见解析;
(2)均是符合要求的等比数列;
(3)(i);(ii)证明见解析.
【分析】(1)根据斐波那契数列的定义,证明即可;
(2)根据依斐波那契数列定义和等比数列的定义得:1+q=q2,可求q;
(3)(i)设{An}通项公式为通项公式为,根据题意求出
q1,q2即可;
(ii)先证命题1:任一斐波那契数列乘以实数仍是斐波那契,再证命题2:对于两个斐波那契数列{Sn},{Tn},若S1=T1,S2=T2,则Sn=Tn,即可得证原命题.
【解答】解:(1)证明:由斐波那契数列定义:数列中每一项都是前两项之和(第一、二项可任意给定),
如果用Fn表示数列的第n项,则每一个斐波那契数列都符合递推公式Fn+2=Fn+Fn+1.
∵{an},{bn}为斐波那契数列,
∴,
∵cn=an+bn,
则,
∴{cn}是斐波那契数列;
(2)若存在首项为1的等比数列为斐波那契数列,
设首项为1的等比数列公比为q(q≠0),
则数列为:1,q,q2, ,通项qn﹣1,
依斐波那契数列定义:1+q=q2,解得,
由1+q=q2可推出qn﹣1+qn=qn+1,
故均是符合要求的等比数列;
(3)(i)一个常见的斐波那契数列{On}为:0,1,1,2,…,{On}又被称为“黄金数列”,
这是因为存在首项为1的等比数列{An},{Bn},
使得,其中为黄金数.
设{An}通项公式为通项公式为,
依题意:G1=0,G2=1,G3=1,
则,解得,
知;
(ii)证明:先证命题1:任一斐波那契数列乘以实数仍是斐波那契数列,
对于斐波那契数列Fn,实数c,
由Fn+2=Fn+1+Fn,知cFn+2=cFn+1+cFn,故cFn为斐波那契,证毕;
再证命题2:对于两个斐波那契数列{Sn},{Tn},若S1=T1,S2=T2,则Sn=Tn,
数学归纳法:S1=T1,S2=T2满足,
假设对n≤k,均满足Sn=Tn,
则对n=k+1,Sk+1=Sk+Sk﹣1=Tk+Tk﹣1=Tk+1,
故Sn=Tn,证毕;
下证原题:对于斐波那契数列,假设存在(a,b)满足F1=aA1+bB1,F2=aA2+bB2,
则有方程组,整理得:,
下证aAn+bBn=Fn,由命题1和第(1)问aAn+bBn是斐波那契数列,
由命题2,aAn+bBn=Fn,证毕.
【点评】本题考查数列的递推式和斐波那契数列,以及等比数列的定义、通项公式,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
20.(2025 重庆模拟)定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M﹣数列”.
(1)已知等比数列满足:a3a8=a10,a4﹣6a3+9a2=0,判断数列{an}是否为“M﹣数列”.如果是,说明理由;
(2)已知数列满足:b1=1,,其中Sn为数列{bn}的前n项和.
①求数列{bn}的通项公式;
②设m为正整数,若存在“M﹣数列”,对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.
【考点】数列与不等式的综合;由等比数列中若干项求通项公式或其中的项.
【专题】新定义;转化思想;分析法;点列、递归数列与数学归纳法;运算求解.
【答案】(1)数列{an}为“M﹣数列”;理由见解析;
(2)①bn=n;②5.
【分析】(1)设等比数列{an}的公比为q,由a3a8=a10,a4﹣6a3+9a2=0,求出首项a1=2和q即可判断数列{an}是否为“M﹣数列”;
(2)①由得,由bn=Sn﹣Sn﹣1即可求出;
②设{cn}的公比为q,存在“M﹣数列”,对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,即qk﹣1≤k≤qk对k≤m恒成立,k=1,k=2时可单独得出q的范围;当k≥3,两边取对数可得,对k≤m有解,即,构造,利用导数研究单调性求得相应最值,然后研究上述关于q的不等式有解的必要条件,即成立的整数m的取值范围,得到正整数m最大为5时q的范围,进一步验证此处得出的q的范围满足k=1,k=2时得到的q的范围的要求,进而求解.
【解答】解:(1)设等比数列{an}的公比为q,则
由a3a8=a10,a4﹣6a3+9a2=0,
∴, 得,
根据题目所给定义:定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M﹣数列”,
∴数列{an}首项为1且公比为正数,即数列{an}为“M﹣数列”;
(2)①当n=1,,b2=2
当n≥2,∵,
∴,,
∴,
∴,
2(bn+1﹣bn)(bn﹣bn﹣1)=bn+1(bn﹣bn﹣1)﹣bn﹣1(bn+1﹣bn),
展开化简得bn+1+bn﹣1=2bn,∴{bn}是等差数列,
故数列{bn}的通项公式为bn=n;
②设{cn}的公比为q.
存在“M﹣数列”,对任意正整数k,当k≤m时,都有ck≤bk≤ck+1成立,
即qk﹣1≤k≤qk对k≤m恒成立,
当k=1时,q≥1,当k=2时,,
当k≥3,两边取对数可得,对k≤m有解,
即,
令,则,
当x≥3时,f′(x)<0,此时f(x)递减,
∴当k≥3时,,
令,则,
令,则,
当x≥3时, ′(x)<0,∴φ(x)为单调递减函数,
∴,
即g′(x)<0,∴g(x)在[3,+∞)上单调递减,
即3≤k≤m时,,
所以,其中,
下面求解不等式,
化简,得3lnm﹣(m﹣1)ln3≥0,
令h(m)=3lnm﹣(m﹣1)ln3,则,
由k≥3得m≥3,进而h′(m)<0,∴h(m)在[3,+∞)上单调递减,
又由于h(5)=3ln5﹣4ln3=ln125﹣ln81>0,h(6)=3ln6﹣5ln3=ln216﹣ln243<0,
故使得h(m)>0的最大整数m=5,此时,
又因为,
所以当m=5时,满足题意,
综上所述,满足题意的实数m的最大值为5.
【点评】本题考查数列新定义,属于难题.
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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