资源简介 压轴12 数列中的创新与融合问题的4大核心题型新高考的命题要求为:创新试题形式,加强情境设计,注意联系社会生活实际,增加综合性、开放性、应用性、探究性试题.这些要求反映在数列试题中,就是出现了数列的新情境、新定义和新性质问题,这些“三新”问题逐渐成为热点的压轴题.题型01 数列与其他知识的交汇1.数列满足,,,.(1)证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;(2)求正整数,使得.2.(2025湖南长沙模拟)已知函数,设曲线在点处的切线与轴的交点为,且.(1)用表示;(2)若,记,证明数列是等比数列,并求数列的通项公式.题型02 数列的新情境问题3.(2026·湖北黄冈·一模)抽屉里有相同规格的3块充电电池和2块一次性干电池,当需要使用电池时即从抽屉随机抽取一块,充电电池使用完后充满电放回原抽屉,干电池使用完后即作垃圾回收.当抽屉只剩下充电电池时则停止电池的随机抽取.(1)求在第2次抽取的是干电池的条件下第1次抽取的也是干电池的概率;(2)若每次用完一块干电池就补充一块充电电池,直到2块干电池用完.记抽取第次时恰好抽到最后一块干电池的概率为,求.4.(2026·江苏南京·三模)小芳、小明两人各拿两颗质地均匀的骰子(点数为)玩游戏,游戏规则如下:每次由1人投掷手中的两颗骰子,在一次投掷后,若掷出的点数之和为4的倍数,则由原来投掷人继续投掷;若掷出的点数之和不是4的倍数,则由对方接着投掷.(1)求小明在一次投掷后,掷出的点数之和是4的倍数的概率;(2)规定第一次从小明开始,在游戏的前4次投掷中,设小芳投掷的次数为随机变量,求的分布列和均值;(3)若第一次从小芳开始,求第次由小芳投掷的概率.题型03 数列的新定义问题5.(2025·安徽芜湖·期末)已知数列的前项和为,且.(1)求数列的通项公式;(2)伯努利不等式是由瑞士数学家雅各布 伯努利提出的,是分析不等式中最常见的一种不等式.伯努利不等式的一般形式为:若且为正整数时,,当且仅当或时等号成立.(ⅰ)证明:数列为递增数列;(ⅱ)已知时,,证明:.6.(2025·江苏徐州·一模)对于每项均是正整数的数列P:,定义变换,将数列P变换成数列:.对于每项均是非负整数的数列,定义,定义变换,将数列Q各项从大到小排列,然后去掉所有为零的项,得到数列.(1)若数列为2,4,3,7,求的值;(2)对于每项均是正整数的有穷数列,令,.(i)探究与的关系;(ii)证明:.题型04 数列的凹凸性7.(2026·山东枣庄·模拟预测)若数列的各项均为正数,对任意,有,则称数列为“对数凹性”数列.(1)已知数列1,3,2,4和数列1,2,4,3,2,判断它们是否为“对数凹性”数列,并说明理由;(2)若函数有三个零点,其中.证明:数列为“对数凹性”数列;(3)若数列的各项均为正数,,记的前n项和为,,对任意三个不相等正整数p,q,r,存在常数t,使得.证明:数列为“对数凹性”数列.8.(2026·浙江金华·三模)若正实数数列满足,则称是一个对数凸数列;若实数列满足,则称是一个凸数列.已知是一个对数凸数列,.(1)证明:;(2)若,证明:;(3)若,,求的最大值.1.(2025·上海松江·二模)已知函数,当时函数取得最大值4,记.(1)求函数的表达式;(2)若数列为等差数列,,记,求数列的前项和.2.(2025·北京平谷·一模)对于数列,若满足,则称数列为“数列”.定义变换,若,将变成0,1,若,将变成1,0,得到新的“数列”.设是“数列”,令.(1)若数列,求数列;(2)若数列共有10项,则数列中连续两项相等的数对至多有多少对?请说明理由;(3)若为0,1,记数列中连续两项都是0的数对个数为.求关于的表达式.3.(2025·浙江温州·模拟)设数列的各项均为不等的正整数,其前项和为,我们称满足条件“对任意的,均有的数列为“好”数列.(1)试分别判断数列,是否为“好”数列,其中,,,并给出证明;(2)已知数列为“好”数列.①若,求数列的通项公式;②若,且对任意给定正整数,有成等比数列,求证:4.(2025·河南洛阳·模拟)已知函数.(1)当时,,求实数的取值范围.(2)若,设的正零点从小到大依次为.(ⅰ)证明:;(ⅱ)判断数列的单调性,并证明.附:当时,.5.(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)在篮球训练场上,教练甲指导三名学员进行传球训练,训练开始时,篮球在教练甲手中.由甲开始传球,他每次等可能地将篮球传给学员其中一人,学员接球后,将篮球传出,传给教练甲的概率为,传给另外两学员的概率相等,篮球在四人之间传递.(1)若四人进行了4次传球,求教练甲接球次数的分布列、数学期望;(2)设表示经过次传球后篮球在手中的概率,求.6.(2026·江苏盐城·月考)若数列的各项均为正数,且对任意的相邻三项,都满足,则称该数列为“对数性凸数列”,若对任意的相邻三项,都满足则称该数列为“凸数列”.(1)已知正项数列是一个“凸数列”,且,(其中e为自然常数,),证明:数列是一个“对数性凸数列”;(2)若关于x的函数有三个零点,其中.证明:数列是一个“对数性凸数列”;(3)设正项数列是一个“对数性凸数列”证明:.7.(2026·北京海淀一模)已知数列,如果对任意的且,都有,则称为凸数列.(1)直接判断数列和是否为凸数列;(2)若是一个凸数列,证明:当,且时,有;(3)已知项数为的数列是一个凸数列,,且的所有项的和等于,求的最大值.8.(2026·辽宁辽阳·一模)在数列中,记,若为等差数列,则称为二阶等差数列.(1)若,判断是否为二阶等差数列?并说明理由;(2)已知二阶等差数列满足,,.①求数列的通项公式;②若不等式对恒成立,求实数k的取值范围.9.(2026·湖北孝感·二模)已知数列的前项和为,若对任意,向量,,有.数列满足,其前项和为.(1)求数列的通项公式;(2)若对任意恒成立,求实数的取值范围.10.(2026·黑龙江·一模)近年来,全球数字化进程持续加速,人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)已然成为科技变革的核心驱动力,有媒体称DeepSeek开启了我国AI新纪元.某地区随机调查了经常使用某AI工具的360名用户,统计他们的年龄,得到如下的统计表:第一组 第二组 第三组 第四组 第五组年龄人数 30 150 90 60 30(1)利用统计表中的数据试估计该AI工具用户的平均年龄;(2)已知用分层随机抽样的方法,从上面360名用户中随机抽取了12人,现从这12人中随机抽取4人,记抽到第一组的人数为m,第二组的人数为n.设,求的分布列;(3)已知该工具对某20个问题能准确答对其中的(,且)个.若从这20个问题中随机抽取10个对该工具提问,恰好答对3个问题的概率最大,求此时的取值.11.(2026·广东广州·二模)已知函数.(1)直线过点且与曲线相切,求直线方程;(2)已知在导函数的图象上,以点为圆心的与轴都相切,且与彼此外切.若,且,求数列的前项之和.21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)压轴12 数列中的创新与融合问题的4大核心题型新高考的命题要求为:创新试题形式,加强情境设计,注意联系社会生活实际,增加综合性、开放性、应用性、探究性试题.这些要求反映在数列试题中,就是出现了数列的新情境、新定义和新性质问题,这些“三新”问题逐渐成为热点的压轴题.题型01 数列与其他知识的交汇1.数列满足,,,.(1)证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;(2)求正整数,使得.【解】(1)由已知条件可知,由于,故,则,故数列是以1为公差的等差数列,且首项为,故,即.(2),由,得.2.(2025湖南长沙模拟)已知函数,设曲线在点处的切线与轴的交点为,且.(1)用表示;(2)若,记,证明数列是等比数列,并求数列的通项公式.【解】(1)因为,所以,则曲线在点处的切线方程为,将点代入方程,得,因为为正实数,所以为正实数,.(2)因为,所以,,由题意得,则,而,则,故为公比为的等比数列,且,得到,故,两边取指数得到,解得.题型02 数列的新情境问题3.(2026·湖北黄冈·一模)抽屉里有相同规格的3块充电电池和2块一次性干电池,当需要使用电池时即从抽屉随机抽取一块,充电电池使用完后充满电放回原抽屉,干电池使用完后即作垃圾回收.当抽屉只剩下充电电池时则停止电池的随机抽取.(1)求在第2次抽取的是干电池的条件下第1次抽取的也是干电池的概率;(2)若每次用完一块干电池就补充一块充电电池,直到2块干电池用完.记抽取第次时恰好抽到最后一块干电池的概率为,求.【解】(1)记第1,2次取出的是干电池的概率分别为,,,,在第2次取出的是干电池的条件下第1次取出的也是干电池的概率为.(2)方法一:依题意有抽屉里有3块充电电池,2块干电池,用完第一块干电池后补充一块充电电池,电池总数为5块不变.记第次恰好抽到第一块干电池,第次恰好抽到第二块干电池的概率为,则,∴ .方法二:“第次抽取时恰好抽到最后1块干电池”可分为两类:第1次抽到干电池与第1次抽到充电电池.当第1次抽到充电电池时:此时“第次抽取时恰好抽到最后1块干电池”的概率为,当第1次抽到干电池时,仅第1次与第次抽到干电池:此时“第次抽取时恰好抽到最后1块干电池”的概率为,∴,.,.∴,∴,∵,∴是以为首项为公比的等比数列,∴,∴,当时该式也成立.故所求概率为,.4.(2026·江苏南京·三模)小芳、小明两人各拿两颗质地均匀的骰子(点数为)玩游戏,游戏规则如下:每次由1人投掷手中的两颗骰子,在一次投掷后,若掷出的点数之和为4的倍数,则由原来投掷人继续投掷;若掷出的点数之和不是4的倍数,则由对方接着投掷.(1)求小明在一次投掷后,掷出的点数之和是4的倍数的概率;(2)规定第一次从小明开始,在游戏的前4次投掷中,设小芳投掷的次数为随机变量,求的分布列和均值;(3)若第一次从小芳开始,求第次由小芳投掷的概率.【解】(1)设事件为“小明投掷一次骰子后,点数之和为4的倍数”,则基本事件为:,,,总数为36,事件包含的基本事件有:,共9个基本事件,所以.(2)由(1)知小芳投掷一次后,出现点数之和是4的倍数的概率也为,由题意知可取值为,则:,,所以的分布列为:0 1 2 3数学期望为:.(3)若第一次从小芳开始,则第次由小芳投掷骰子有两种情况:第一种情况:第次由小芳投掷,第次继续由小芳投掷,其概率为,第二种情况:第次由小明投掷,第次由小芳投掷,其概率为,由于这两种情况彼此互斥,所以,所以,且,所以是以为首项,为公比的等比数列,所以,即.题型03 数列的新定义问题5.(2025·安徽芜湖·期末)已知数列的前项和为,且.(1)求数列的通项公式;(2)伯努利不等式是由瑞士数学家雅各布 伯努利提出的,是分析不等式中最常见的一种不等式.伯努利不等式的一般形式为:若且为正整数时,,当且仅当或时等号成立.(ⅰ)证明:数列为递增数列;(ⅱ)已知时,,证明:.【解】(1)因为,当时,,当时,,符合此式,所以;(2)(ⅰ)记,则,则,所以数列为递增数列;(ⅱ)当,时,因为,由伯努利不等式,得,于是,所以当时,,所以,即,当时,,不等式成立,当时,,不等式成立,当时,,不等式成立,综上所述,不等式恒成立.6.(2025·江苏徐州·一模)对于每项均是正整数的数列P:,定义变换,将数列P变换成数列:.对于每项均是非负整数的数列,定义,定义变换,将数列Q各项从大到小排列,然后去掉所有为零的项,得到数列.(1)若数列为2,4,3,7,求的值;(2)对于每项均是正整数的有穷数列,令,.(i)探究与的关系;(ii)证明:.【解】(1)依题意,,,.(2)(i)记,,,,,所以.(ii)设是每项均为非负整数的数列,当存在,使得时,交换数列的第项与第项得到数列,则,当存在,使得时,若记数列为,则,因此,从而对于任意给定的数列,由,,由(i)知,所以.题型04 数列的凹凸性7.(2026·山东枣庄·模拟预测)若数列的各项均为正数,对任意,有,则称数列为“对数凹性”数列.(1)已知数列1,3,2,4和数列1,2,4,3,2,判断它们是否为“对数凹性”数列,并说明理由;(2)若函数有三个零点,其中.证明:数列为“对数凹性”数列;(3)若数列的各项均为正数,,记的前n项和为,,对任意三个不相等正整数p,q,r,存在常数t,使得.证明:数列为“对数凹性”数列.【解】(1)根据“对数凹性”数列的定义可知数列1,3,2,4中不成立,所以数列1,3,2,4不是“对数凹性”数列;而数列1,2,4,3,2中均成立,所以数列1,2,4,3,2是“对数凹性”数列;(2)根据题意及三次函数的性质易知有两个不等实数根,所以,又,所以,显然,即不是的零点,又,令,则也有三个零点,即有三个零点,则有三个零点,所以有两个零点,所以同上有,故数列为“对数凹性”数列(3)将互换得:,所以,令,得,所以,故数列是等差数列,记,所以,所以,又因为,所以,所以,所以为单调递增的等差数列,所以.所以所以,数列是“对数凹性”数列8.(2026·浙江金华·三模)若正实数数列满足,则称是一个对数凸数列;若实数列满足,则称是一个凸数列.已知是一个对数凸数列,.(1)证明:;(2)若,证明:;(3)若,,求的最大值.【解】(1)法一:由题意得:,∴,∴,,,,,将以上式子累乘得:,也即成立.法二:由题意得:,∴,∴成立.(2)法一:∵,∴,∴,则,∴,∴.法二:考虑反证法,假设,由得,∴,∴,同理:,∴,∴,同理可证:,,…,,综上可得:,与条件矛盾,∴假设不成立,∴成立.法三:∵,∴,也即,同时,由可得:,∴,也即,∴,,…,,将以上式子累加得:,也即,同理可得:,,……,将以上式子累加得:,∴,∴,∴成立.(3)由可得:,∴,也即,∴,,…,,将以上式子累加得:,①另外,,,…,,将以上式子累加得:,②结合①②式可得:,∴,化简得:,另外,显然有符合题意,此时,综上,的最大值为10.1.(2025·上海松江·二模)已知函数,当时函数取得最大值4,记.(1)求函数的表达式;(2)若数列为等差数列,,记,求数列的前项和.【解】(1)已知当时函数取得最大值4,因为,所以.此时,又,解得,所以函数的表达式为.(2)由(1)知,则,.因为是等差数列,设公差为,则,解得,,所以.又,数列是以为首项,为公比的等比数列,可得.2.(2025·北京平谷·一模)对于数列,若满足,则称数列为“数列”.定义变换,若,将变成0,1,若,将变成1,0,得到新的“数列”.设是“数列”,令.(1)若数列,求数列;(2)若数列共有10项,则数列中连续两项相等的数对至多有多少对?请说明理由;(3)若为0,1,记数列中连续两项都是0的数对个数为.求关于的表达式.【解】(1)由变换的定义可得.(2)数列中连续两项相等的数对至多有19对.证明:对于任意一个“数列”中每一个1在中对应连续四项,在中每一个0在中对应的连续四项为,因此,共有10项的“数列”中的每一个项在中都会对应一个连续相等的数对,在中若出现连续两项的数对最多,对于中的每一个第项和第项之间产生一个连续相等的数对,所以中至多有19对连续相等的数对.比如:取,则.(3)设中有个0,1数对,中的“0,0”数对只能由中的“0,1”数对得到,所以,中的“0,1”数对有两个产生途径:①由中的1得到;②由中“0,0”得到,由变换的定义及可得中0和1的个数总相等,且共有个.所以,得,由可得,所以,当时,若为偶数,.上述各式相加可得,经检验,时,也满足.若为奇数,.上述各式相加可得,经检验,时,也满足.所以.3.(2025·浙江温州·模拟)设数列的各项均为不等的正整数,其前项和为,我们称满足条件“对任意的,均有的数列为“好”数列.(1)试分别判断数列,是否为“好”数列,其中,,,并给出证明;(2)已知数列为“好”数列.①若,求数列的通项公式;②若,且对任意给定正整数,有成等比数列,求证:【解】(1),则,所以,而,所以,对任意的均成立,即数列是“好”数列;,取,则,,此时,即数列不是“好”数列.(2)因为数列为“好”数列,取,则,即恒成立.当,有,两式相减,得,即,所以,所以,即,即,当时,有,即,所以对任意,恒成立,所以数列是等差数列.设数列的公差为,若,则,即,因为数列的各项均为不等的正整数,所以,所以,,所以若,则,由成等比数列,得,所以,即,化简得,,即因为是任意给定正整数,要使,必须,不妨设,由于是任意给定正整数,所以4.(2025·河南洛阳·模拟)已知函数.(1)当时,,求实数的取值范围.(2)若,设的正零点从小到大依次为.(ⅰ)证明:;(ⅱ)判断数列的单调性,并证明.附:当时,.【解】(1)由题意,即对任意恒成立.设,则,当时,,则,所以,在上单调递增,,所以,即的取值范围是.(2)(ⅰ)若,,则在定义域内恒成立,所以对任意,在区间上单调递增,又,当趋近于时,趋近于,所以在区间内有唯一零点,所以.所以和都在区间内,又,所以,即.(ⅱ)数列是递减数列.证明如下:记,要证明数列是递减数列,即证明:当时,,即,又因为,所以只需证明当时,.由(ⅰ)知,所以,且.所以,所以.,设函数,,则,因为在区间上单调递增,所以当时,,,所以在时单调递增,所以,即,所以.因为在上单调递增,且,所以,综上,数列是递减数列.5.(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)在篮球训练场上,教练甲指导三名学员进行传球训练,训练开始时,篮球在教练甲手中.由甲开始传球,他每次等可能地将篮球传给学员其中一人,学员接球后,将篮球传出,传给教练甲的概率为,传给另外两学员的概率相等,篮球在四人之间传递.(1)若四人进行了4次传球,求教练甲接球次数的分布列、数学期望;(2)设表示经过次传球后篮球在手中的概率,求.【解】(1)设教练甲接球次数为,可取,球在学员手中,传给教练甲的概率为,传给其他学员的概率为,,,分布列为:0 1 2数学期望;(2)设表示经过次传球后篮球在教练甲手中的概率,,且,即,则数列是首项为,公比为的等比数列,,即,又传给学员的概率相等,.6.(2026·江苏盐城·月考)若数列的各项均为正数,且对任意的相邻三项,都满足,则称该数列为“对数性凸数列”,若对任意的相邻三项,都满足则称该数列为“凸数列”.(1)已知正项数列是一个“凸数列”,且,(其中e为自然常数,),证明:数列是一个“对数性凸数列”;(2)若关于x的函数有三个零点,其中.证明:数列是一个“对数性凸数列”;(3)设正项数列是一个“对数性凸数列”证明:.【解】(1))因为,所以,因为正项数列是一个“凸数列”,所以,所以,所以,所以数列是一个“对数性凸数列”.(2)因为有三个零点,所以有两个不等实数根,所以,又,所以;时,,所以不是的零点,又,令,则也有三个零点,即有三个零点,令,则有三个零点,所以有两个零点,所以,因为,所以正项数列对任意的相邻三项,都满足,所以数列是一个“对数性凸数列”.(3)记,则要证,即证,即,即①,因为数列为对数性凸数列,所以,,所以,所以,,而,所以,当且仅当时等号成立,故式①成立,所以原不等式成立.7.(2026·北京海淀一模)已知数列,如果对任意的且,都有,则称为凸数列.(1)直接判断数列和是否为凸数列;(2)若是一个凸数列,证明:当,且时,有;(3)已知项数为的数列是一个凸数列,,且的所有项的和等于,求的最大值.【解】(1),所以,.,而,因为,即,所以为凸数列.,则,所以,而,因为,即,所以不是凸数列.(2)因为是一个凸数列,所以对任意的且,都有,即,当时,有,所以,故.又,故.因为,所以.(3)因为数列是凸数列,所以,,当且仅当时,等号成立,即为凸数列,所以,所以,所以;因为的所有项的和等于,所以,所以,当且仅当时取等号,此时数列为等差数列;而中等号成立要求为常数列.设,则,由所有项的和为得,解得;故当时,取最大值2.8.(2026·辽宁辽阳·一模)在数列中,记,若为等差数列,则称为二阶等差数列.(1)若,判断是否为二阶等差数列?并说明理由;(2)已知二阶等差数列满足,,.①求数列的通项公式;②若不等式对恒成立,求实数k的取值范围.【解】(1)因为,所以,所以,故数列为等差数列,故数列为二阶等差数列.(2)①根据题意可得,,因为数列为等差数列,故数列的公差为,所以等差数列的首项为,故,所以,当时,,,,,上述等式相加得,故,也满足,故对任意的,;②由题意可知,,即,可得,令,则,当且时,,可得;当时,;当且时,,可得,所以数列的最大项为,故,所以实数的取值范围是.9.(2026·湖北孝感·二模)已知数列的前项和为,若对任意,向量,,有.数列满足,其前项和为.(1)求数列的通项公式;(2)若对任意恒成立,求实数的取值范围.【解】(1)因为,即:.①当时,,又,所以.当时,,②由①-②整理得:.整理得,由累乘法得:,代入比值:,当时,,符合上式,所以数列的通项公式为.(2)当为偶数时,,所以,为偶数,由恒成立,得,是偶数,当时,有最小值,所以;当为奇数时,为偶数,,所以,为奇数,由恒成立,得,又在上单调递增,所以当时,有最小值1,所以.综上,实数的取值范围是10.(2026·黑龙江·一模)近年来,全球数字化进程持续加速,人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)已然成为科技变革的核心驱动力,有媒体称DeepSeek开启了我国AI新纪元.某地区随机调查了经常使用某AI工具的360名用户,统计他们的年龄,得到如下的统计表:第一组 第二组 第三组 第四组 第五组年龄人数 30 150 90 60 30(1)利用统计表中的数据试估计该AI工具用户的平均年龄;(2)已知用分层随机抽样的方法,从上面360名用户中随机抽取了12人,现从这12人中随机抽取4人,记抽到第一组的人数为m,第二组的人数为n.设,求的分布列;(3)已知该工具对某20个问题能准确答对其中的(,且)个.若从这20个问题中随机抽取10个对该工具提问,恰好答对3个问题的概率最大,求此时的取值.【解】(1)估计平均年龄为.(2)由题意得,这12人中,年龄在第一组内的有(人),年龄在第二组内的有(人),则的所有可能取值为0,1,2,3,4,所以,,,,则的分布列为:0 1 2 3 4(3)从这20个问题中随机抽取10个对该工具提问,恰好答对3个问题的概率为,设,由,且得,所以,显然,,令,当时,有,,即,此时;当时,有,,即,此时,即,所以.11.(2026·广东广州·二模)已知函数.(1)直线过点且与曲线相切,求直线方程;(2)已知在导函数的图象上,以点为圆心的与轴都相切,且与彼此外切.若,且,求数列的前项之和.【解】(1)因为,则,设切点坐标为,则切线斜率,可得切线方程为,即,代入点可得,解得,所以直线方程为.(2)由(1)可知:,则,由题意可知:的圆心为,半径,因为与外切,则,可得,且,整理可得,即,可知数列是以首项,公差的等差数列,则,即,则,所以.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 2026年高考数学-压轴强化训练压轴12数列中的创新与融合问题的(4大核心压轴题型精讲+压轴强化训练)(学生版).docx 2026年高考数学-压轴强化训练压轴12数列中的创新与融合问题的(4大核心压轴题型精讲+压轴强化训练)(教师版).docx