2024-2025學(xué)年高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)解答題提優(yōu)思路:數(shù)列新定義問題(學(xué)生版+解析)_第1頁
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文檔簡介

專題12數(shù)列新定義問題(典型題型歸類訓(xùn)練)

1.(2024?甘肅定西?一模)在〃個(gè)數(shù)碼1,2,,“色€N,〃22)構(gòu)成的一個(gè)排列/,J力中,若

一個(gè)較大的數(shù)碼排在一個(gè)較小的數(shù)碼的前面,則稱它們構(gòu)成逆序(例如h>h,則h與八構(gòu)

成逆序),這個(gè)排列的所有逆序的總個(gè)數(shù)稱為這個(gè)排列的逆序數(shù),記為j“),例如,

7(312)=2,

⑴計(jì)算7(51243);

⑵設(shè)數(shù)列{q}滿足q用=%?T(51243)—T(3412),?1=2,求{4}的通項(xiàng)公式;

⑶設(shè)排列刀Jn(〃eN,〃22)滿足

/.=M+1-J(z=1,2,,n),bn=T(jj24),5"=”+:++4,求s“,

bbb

23?+i

2.(2024高三下?全國?專題練習(xí))若數(shù)列{%}中存在三項(xiàng),按一定次序排列構(gòu)成等比數(shù)列,

則稱{%}為"等比源數(shù)列

⑴已知數(shù)列{%}為4,3,1,2,數(shù)列{2}為1,2,6,24,分別判斷列),依}是否為“等比

源數(shù)列”,并說明理由;

(2)己知數(shù)列{c,}的通項(xiàng)公式為c“=2i+l,判斷{%}是否為“等比源數(shù)列”,并說明理由;

3.(23-24高二下?吉林四平階段練習(xí))在數(shù)列{4}中,若存在常數(shù)乙使得g+i=a。%…4+f

(〃eN*)恒成立,則稱數(shù)列{4}為數(shù)列

⑴判斷數(shù)列1,2,3,7,43是否為""⑴數(shù)列";

(2)若%=1+工,試判斷數(shù)列{%}是否為""⑺數(shù)列",請說明理由;

n

⑶若數(shù)列{%}為"〃(,)數(shù)列",且《=2,數(shù)列{〃}為等比數(shù)列,滿足£>;=%+]+/沖22一/求

Z=1

數(shù)列{〃}的通項(xiàng)公式和f的值.

4.(23-24高二下?四川南充?階段練習(xí))給定數(shù)列{%},稱{%-?!保秊椋鹮}的差數(shù)列(或一階

差數(shù)列),稱數(shù)列{%+「4}的差數(shù)列為{%}的二階差數(shù)列,若《=3".

(1)設(shè){%}的二階差數(shù)列為也J,求也}的通項(xiàng)公式.

(2)在(1)的條件下,設(shè)c“=bg3不+“,求{%}的前"項(xiàng)和為,

7.(2024?黑龍江?二模)如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比都大于3,則稱

這個(gè)數(shù)列為"G型數(shù)列

⑴若數(shù)列{%}滿足2%=S"+1,判斷{4}是否為"G型數(shù)列",并說明理由;

⑵已知正項(xiàng)數(shù)列{%}為"G型數(shù)列",4=1,數(shù)列也}滿足用=%+2,"N*,也}是等比

數(shù)列,公比為正整數(shù),且不是"G型數(shù)列",求數(shù)列{凡}的通項(xiàng)公式.

8.(2015高二?全國?競賽)設(shè)數(shù)列{4}滿足:①4=1;②所有項(xiàng)^eN*;③

1=?1<。2<。"+1<….設(shè)集合4={n\an<m,m&N^,將集合4,中的元素的最大值

記為鬣.換句話說,鬣是數(shù)列{4}中滿足不等式%的所有項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)的最大值.我們稱數(shù)列

也}為數(shù)列{凡}的伴隨數(shù)列.例如,數(shù)列1,3,5的伴隨數(shù)列為1,1,2,2,3.

⑴請寫出數(shù)列1,4,7的伴隨數(shù)列;

(2)設(shè)冊=3-,求數(shù)列{凡}的伴隨數(shù)列也}的前20之和;

⑶若數(shù)列{%}的前"項(xiàng)和5“=1+c(其中c常數(shù)),求數(shù)列{4}的伴隨數(shù)列也“}的前加項(xiàng)和

9.(23-24高二下?上海閔行?階段練習(xí))若有窮數(shù)列為,出,?,《,(”是正整數(shù)),滿足4=4,,

%=%一”…,4=q即4=%T+(是正整數(shù),且一口嘰就稱該數(shù)列為"對稱數(shù)列".例如,

數(shù)列1,3,5,5,3,1就是"對稱數(shù)列

⑴己知數(shù)列色,}是項(xiàng)數(shù)為7的對稱數(shù)列,且4,b2,b3,a成等差數(shù)列,4=2,々=11,

試寫出{%}的每一項(xiàng);

(2)對于確定的正整數(shù)以>1,寫出所有項(xiàng)數(shù)不超過2%的"對稱數(shù)列",使得1,2,22,依

次是該數(shù)列中連續(xù)的項(xiàng);當(dāng)機(jī)=10時(shí),求其中一個(gè)"對稱數(shù)列"前19項(xiàng)的和H9

10.(23-24高二下?江西?階段練習(xí))將數(shù)列{風(fēng)}按照一定的規(guī)則,依順序進(jìn)行分組,得到一

個(gè)以組為單位的序列稱為{凡}的一個(gè)分群數(shù)列,{%}稱為這個(gè)分群數(shù)列的原數(shù)列.如

(%%,(4+1,%+2,-,q),(4+i,4+2'’4)…,(4+1,%n+2,-0,)是{%}的一個(gè)分群數(shù)

列,其中第左個(gè)括號稱為第4群.已知{凡}的通項(xiàng)公式為%=2"-1.

⑴若{見}的一個(gè)分群數(shù)列中每個(gè)群都含有3項(xiàng);該分群數(shù)列第左群的中間一項(xiàng)為4,求數(shù)

列也}的通項(xiàng)公式;

(2)若{q}的一個(gè)分群數(shù)列滿足第人群含有左項(xiàng),4為該分群數(shù)列的第人群所有項(xiàng)構(gòu)成的數(shù)

集,設(shè)”={%%€44+764+2},求集合M中所有元素的和.

專題12數(shù)列新定義問題(典型題型歸類訓(xùn)練)

1.(2024?甘肅定西?一模)在〃個(gè)數(shù)碼1,2,,"("€2,讓2)構(gòu)成的一個(gè)排列///“中,若

一個(gè)較大的數(shù)碼排在一個(gè)較小的數(shù)碼的前面,則稱它們構(gòu)成逆序(例如)2>八,則人與人構(gòu)

成逆序),這個(gè)排列的所有逆序的總個(gè)數(shù)稱為這個(gè)排列的逆序數(shù),記為力),例如,

7(312)=2,

⑴計(jì)算7(51243);

⑵設(shè)數(shù)列{q}滿足。角=%](51243)-7(3412),4=2,求{見}的通項(xiàng)公式;

⑶設(shè)排列山h(〃eN,〃22)滿足

ji=n+l-i(i=1,2,-,n),bn=T(jj24),5“=”+:++J,求s“,

b2b3%

【答案】(1)5

(2)凡=5"-+1

(3電=力

【分析】(1)利用逆序數(shù)的定義,依次分析排列51243中的逆序個(gè)數(shù),從而得解;

(2)利用逆序數(shù)的定義得到%=5”“-4,從而利用構(gòu)造法推得{q-1}是等比數(shù)列,從而

得解;

(3)利用逆序數(shù)的定義,結(jié)合等差數(shù)列的求和公式得到么,再利用裂項(xiàng)相消法即可得解.

【詳解】(1)在排列51243中,與5構(gòu)成逆序的有4個(gè),與1構(gòu)成逆序的有0個(gè),

與2構(gòu)成逆序的有0個(gè),與4構(gòu)成逆序的有1個(gè),與3構(gòu)成逆序的有0個(gè),

所以7(51243)=4+0+0+1+0=5.

(2)由(1)中的方法,同理可得7(3412)=4,

又7(51243)=5,所以%=56-4,

a

設(shè)n+i+彳=5(4+5),得an+l=5an+4Z,

所以4X=T,解得=則?!?]-1=5(a“-1),

因?yàn)閝-l=lw0,

所以數(shù)列{為-1}是首項(xiàng)為1,公比為5的等比數(shù)列,

所以4-1=5"-,貝1]?!?5"—+1.

(3)因?yàn)?="+1-i(i=l,2,…,

所以4)=〃T+"2+,+1+0=

nn+1

In

所以S.=21-----1---------FH------------

223nn+1n+1

2.(2024高三下,全國?專題練習(xí))若數(shù)列{”“}中存在三項(xiàng),按一定次序排列構(gòu)成等比數(shù)歹U,

則稱{%}為"等比源數(shù)列

(1)已知數(shù)列{%}為4,3,1,2,數(shù)列{"}為1,2,6,24,分別判斷列},但}是否為"等比

源數(shù)列”,并說明理由;

⑵己知數(shù)列{&}的通項(xiàng)公式為C“=2"T+1,判斷{%}是否為“等比源數(shù)列”,并說明理由;

【答案】(1){七}是"等比源數(shù)列",協(xié)"}不是"等比源數(shù)列",理由見解析

⑵{qj不是"等比源數(shù)列",理由見解析

【分析】(1)根據(jù)等比中項(xiàng),結(jié)合列舉法即可求解,

(2)假設(shè)是“等比源數(shù)列"得d=g,,,即可根據(jù)指數(shù)幕的運(yùn)算,結(jié)合奇偶數(shù)的性質(zhì)得矛盾,

即可求解.

【詳解】(1){叫是“等比源數(shù)列",{或}不是"等比源數(shù)列

{4}中"1,2,4"構(gòu)成等比數(shù)列,所以{4"}是"等比源數(shù)列";

{£}中"1,2,6","1,2,24","1,6,24","2,6,24"均不能構(gòu)成等比數(shù)列,

且這四者的其他次序也不構(gòu)成等比數(shù)列,

所以{么}不是"等比源數(shù)列

⑵{%}不是"等比源數(shù)列

假設(shè)匕,}是"等比源數(shù)列",因?yàn)樨啊故菃握{(diào)遞增數(shù)列,

即匕,}中存在的1,cn,,(機(jī)<”<發(fā))三項(xiàng)成等比數(shù)列,

2

也就是C;=cmck,即(2-+1)=(2小+1)(21+1),

22"-2+2"=2"z+2?-1+,兩邊時(shí)除以2m-1得22"~'"~1+2"~'"+I=2睜+1+2"叫,

等式左邊22fT+2"皿1為偶數(shù),

等式右邊2"|+1+2"戊為奇數(shù).

所以數(shù)列{?!埃胁淮嬖谌?xiàng)按一定次序排列構(gòu)成等比數(shù)列.

綜上可得匕}不是"等比源數(shù)列

3.(23-24高二下?吉林四平?階段練習(xí))在數(shù)列{凡}中,若存在常數(shù)使得=。田2%

(〃eN*)恒成立,則稱數(shù)列{%}為"“⑴數(shù)列

⑴判斷數(shù)列1,2,3,7,43是否為"H⑴數(shù)列";

(2)若c“=l+,,試判斷數(shù)列{q}是否為""⑺數(shù)列",請說明理由;

n

⑶若數(shù)列{q}為"H(Z)數(shù)列",且4=2,數(shù)列出}為等比數(shù)列,滿足力=an+1+log2bn-t求

Z=1

數(shù)列也}的通項(xiàng)公式和f的值.

【答案】(1)是

⑵不是,理由見解析

(3也=2"」=一1

【分析】(1)根據(jù)H(。數(shù)列的定義判斷

(2)根據(jù)已知條件求出cB+1-qc2c3…6即可判斷;

(3)根據(jù)數(shù)列{4}為"H⑺數(shù)列",化Za;=an+l+log26“-t為£a;=qa2a3…氏+l°g2b”,

nn

i=l\b.

a

進(jìn)而求得Ea;=%%%???cinan+i+log2bn+1,作差有n+\-(%+i-l)axa2a3+log2,根據(jù)

D

〃+ln

[t=~\

已知條件化為(,+1)凡+「(,+log24)=。,解得c,由此求出4=4,即可求出數(shù)列也}

兇=2

的通項(xiàng)公式.

【詳角星】(1)由題意可得2=1+1,3=lx2+l,7=lx2x3+l,43=2x3x7+1,

所以1,2,3,7,43是"“⑴數(shù)列”;

(2)數(shù)列{g}不是"〃⑺數(shù)列",理由如下:

c,=1+'=葉1(aeN*),貝!lq,+i=£=(neN*),

nnn+1

p234n+\1/*、

又qc2c3…------=n+l(neN),

123n

所以g+i-qc2c3…c"="|一(〃+l)=」7-〃(”eN*),

n+1n+1

因?yàn)閣一〃不是常數(shù),所以數(shù)列{%}不是""⑺數(shù)列"?

(3)因?yàn)閿?shù)列{%}為"“?)數(shù)列",由用+log2b“T(〃eN*),

n

z=l

有Z。;…〃〃+log2d(〃EN*)①,

n

i=l

所以…凡凡+l+log2%(〃£N*)②,

77+1

b

兩式作差得%+l=(?n+l-1)?????+l°g2-^T-(〃WN*),

bn

又因?yàn)閿?shù)列{%}為""(r)數(shù)列",所以%—=41?%,,?可(〃eN*),

設(shè)數(shù)列出}的公比為4,所以晨1=(%+「1)(q+「「)+log24(〃eN*),

即(f+l)a?+1-(?+log2q)=0對V”eN*成立,

"1=0\t=-l

則{ic*c,

[z+log2q=0[q=2

又q=2,<2;=ax+log2Z?1,得仿=4.

所以b“=4x2"T=2向,t=-l.

4.(23-24高二下?四川南充?階段練習(xí))給定數(shù)列{%},稱{。向-4}為{4}的差數(shù)列(或一階

差數(shù)列),稱數(shù)列{%+「4}的差數(shù)列為{%}的二階差數(shù)列,若。.=3".

⑴設(shè){叫的二階差數(shù)列為也},求也}的通項(xiàng)公式.

(2)在(1)的條件下,設(shè)c“=bg39+a,求{g}的前〃項(xiàng)和為■

【答案】(1)2=4-3"

(2)7;.=2-3-+y+^-6

【分析】(1)借助定義計(jì)算即可得;

(2)借助等差數(shù)列及等比數(shù)列的求和公式計(jì)算即可得.

+I

【詳解】(1)fl?+1-a?=3"-3"=2-3",則勿=2?3用-2-3"=4?3";

44.3"

4

(2)cn=log3+^?=log3——■F4-3"=n+4-3",

則八U++

1-3222

5.(2024?安徽池州?模擬預(yù)測)定義:若對WkeN*,左>2,%+%<24.恒成立,則稱數(shù)列何}

為"上凸數(shù)列

(1)若a“=V7二L判斷{%}是否為"上凸數(shù)列",如果是,給出證明;如果不是,請說明理

由.

(2)若{%}為"上凸數(shù)列",貝IJ當(dāng)m2〃+2(九〃€河)時(shí),am+an<am_x+an+i.

(回)若數(shù)列S”為{q}的前〃項(xiàng)和,證明:S?>j(a1+aK);

(回)對于任意正整數(shù)序列%,%2,尤3,-,冷?,%(〃為常數(shù)且〃22,weN*),若

>收一12x―2j-1恒成立,求久的最小值.

【答案】①是,證明見解析

(2)(E)證明見解析;(國)n-1

【分析】(1)構(gòu)造函數(shù)f(x)=^x+l)2-1-47^1,x>l,利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性結(jié)合"上凸

數(shù)列"定義判定即可;

(2)(0)利用"上凸數(shù)列"定義及倒序相加法證明即可;令4=病二L利用條件及數(shù)列求

和適當(dāng)放縮計(jì)算即可.

【詳解】(1){七}是"上凸數(shù)列",理由如下:

因?yàn)閍“=\ltr—1,an+l—an=+1),-1—J"2一],

令f(x)=J(x+1)2_]-J尤2x>1,

mil「(尤)=Ix+1r^=-J(X+1)3(XTA巧元+

人」底西g-而EFT

當(dāng)尤31時(shí),(九+1)3(犬一1)—d(X+2)=—2x—1<0,

所以J(X+I1(%-1)<(%+2),

所以-(x)V0"(x)在區(qū)間[1,+8)上單調(diào)遞減,

所以/(〃)>/5+1),%—。〃+2—a九+if

所以*+”.42%,

所以{4}是"上凸數(shù)列

(2)(0)證明:因?yàn)椋?}是"上凸數(shù)列",由題意可得對任意14區(qū)”(iwN*

4+an_M>4T+a,I+?24-2+a?_M-->a2+an_x>ax+an,

所以2S"=(q+%)+(出+。"-1)+…+(a“_i+%)+(%+%)'〃(%+%),

所以S”>^(aj+a?).

(El)解:令%=y/n2-1,

由(i)可得當(dāng)%=而[7時(shí),{q}是“上凸數(shù)列”,

由題意可知,當(dāng)〃亞"+2(〃?,〃eN*)時(shí),am+an<am^+an+l.

因?yàn)閆Jx;-1=Jx;-1+也;-1+Jx;-1+?-?+小x;-1,

Z=1

即yjx;-1=Jx;-1+-1+y/xj-1T--

i=l

所以ZJ%;-1-J(%1_西+1)2—1+《X;-1+???+

z=l'

當(dāng)且僅當(dāng)玉=%=…=々.I時(shí)等號成立,

所以九2"-1.

綜上所述,幾的最小值為n-1.

6.(2024?江西南昌?一模)對于各項(xiàng)均不為零的數(shù)列{c,J,我們定義:數(shù)列[于]為數(shù)列{%}

的""比分?jǐn)?shù)列”.已知數(shù)列&},{〃}滿足4=a=1,且{4}的分-比分?jǐn)?shù)列〃與也}的"2-比

分?jǐn)?shù)列”是同一個(gè)數(shù)列.

(1)若{〃}是公比為2的等比數(shù)列,求數(shù)列{4}的前"項(xiàng)和S“;

(2)若也}是公差為2的等差數(shù)列,求凡.

【答案】(1電=3(4"一1);

(2)a?=1x(4?2-l).

【分析】(1)利用已知求出通項(xiàng)公式,再求前”項(xiàng)和即可.

(2)利用累乘法求通項(xiàng)公式即可.

(2b

【詳解】(1)由題意知」包=資,

因?yàn)?=1,且也}是公比為2的等比數(shù)列,所以如=4,

an

因?yàn)閝=i,所以數(shù)列{凡}首項(xiàng)為1,公比為4的等比數(shù)列,

而21x0-4")1..

所以s=—----i=-Lx(4"-lV

(2)因?yàn)?=1,且{,}是公差為2的等差數(shù)列,所以2=2〃-1,

4+12+2一2"+3

所以一一丁一^一T,

a?b,2n-l

pj-pia”_2"+1a”7_2"-1."_5

加以丁一2a-3,初—2〃-5".‘…4―1'

所以&=(2"+?(:T),因?yàn)椋?1,

q3x1

所以4=gx(4/一1).

7.(2024?黑龍江?二模)如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比都大于3,則稱

這個(gè)數(shù)列為"G型數(shù)列

(1)若數(shù)列{%}滿足2%=5“+1,判斷{q}是否為"G型數(shù)列",并說明理由;

⑵已知正項(xiàng)數(shù)列{%}為"G型數(shù)列",4=1,數(shù)列也}滿足包=4+2,〃eN*,也}是等比

數(shù)列,公比為正整數(shù),且不是"G型數(shù)列",求數(shù)列{風(fēng)}的通項(xiàng)公式.

【答案】⑴不是"G型數(shù)列",理由見解析;

⑵%=3"-2

【分析】(1)計(jì)算得出數(shù)列前兩項(xiàng)驗(yàn)證即可得出結(jié)論,并證明即可;

(2)利用{叫為"G型數(shù)歹1J”和也}是等比數(shù)列,且不是"G型數(shù)列"可求得也}的公比為3,

即可求出數(shù)列也,}的通項(xiàng)公式為4=3"-2.

【詳解】(1)易知當(dāng)〃=1時(shí),可得2%=H+1=4+1,即〃1=1;

而當(dāng)〃=2時(shí),2a2=S2+1=q+%+1,可得%=2;

止匕時(shí)&=;=2<3,不滿足"G型數(shù)列"定義,

猜想:數(shù)列{%}不是"G型數(shù)列",

證明如下:

由2。“=5“+1可得,當(dāng)”22時(shí),2%=50_[+1,

兩式相減可得2。"-2a,i=Sn-=an,可得an=2an_x,

此時(shí)從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比為2=2<3,因此{凡}不是“G型數(shù)列〃;

an-\

(2)設(shè)數(shù)列也}的公比為4,易知qeN*,

又因?yàn)閿?shù)列也}不是"G型數(shù)列",可得

從口+2

可得黃=個(gè)7=4,即得%=W“+2”2;

24+2

又?jǐn)?shù)列{%}為"G型數(shù)列",可得嘰=4+"2〉3.

易知"G型數(shù)列"為遞增數(shù)列,因此當(dāng)〃趨近于正無窮大時(shí),q+--趨近于心即可得“23;

%

綜上可得4=3,即%+i=3%+4,可得a*]+2=3(4+2);

所以數(shù)列{%+2}是以%+2=3為首項(xiàng),公比為3的等比數(shù)列;

即可得見+2=3X3"T=3"可得4=3"-2;

所以數(shù)列{凡}的通項(xiàng)公式為““=30-2.

8.(2015高二?全國?競賽)設(shè)數(shù)列{凡}滿足:①4=1;②所有項(xiàng)々"?N*;③

1=4<出<…<4<4+1<….設(shè)集合4={n]an<m,meN*j,將集合4,中的元素的最大值

記為鬣.換句話說,粼是數(shù)列{4}中滿足不等式巴的所有項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)的最大值.我們稱數(shù)列

也}為數(shù)列{凡}的伴隨數(shù)列.例如,數(shù)列1,3,5的伴隨數(shù)列為1,1,2,2,3.

⑴請寫出數(shù)列1,4,7的伴隨數(shù)列;

⑵設(shè)冊=3-,求數(shù)列{凡}的伴隨數(shù)列也}的前20之和;

⑶若數(shù)列{q}的前"項(xiàng)和S“=1+。(其中c常數(shù)),求數(shù)列{4}的伴隨數(shù)列{0}的前機(jī)項(xiàng)和

【答案】⑴1,1,1,2,2,2,3

(2)50

2

m+17)z、

4,(m=2r-l,reN*)

⑶T,"=*

一'——-eN*)

【分析】(1)由數(shù)列的新定義直接寫出即可;

(2)由數(shù)列的新定義結(jié)合對數(shù)的運(yùn)算求出即可;

(3)先由S,,求出與,再由數(shù)列新定義求出力,再分機(jī)為奇數(shù)和偶數(shù)時(shí)分別求出答.

【詳解】(1)數(shù)列L4,7的伴隨數(shù)列為1,1,1,2,2,2,3,(后面加3算對)

(2)由a"=3"T4〃z,<l+log3m(meN*)

團(tuán)當(dāng)1工加工2,相£^^*時(shí),bx=b2=l

【答案】⑴2,5,8,11,8,5,2

(2)答案見解析

【分析】(1)由等差數(shù)列基本量的計(jì)算結(jié)合對稱數(shù)列的定義即可求解;

(2)由該特殊對稱數(shù)列的定義結(jié)合等邊數(shù)列求和公式即可求解.

【詳解】(1)設(shè)仍,}的公差為d,則a=4+31=2+31=11,解得d=3,

,數(shù)歹!]也,}為2,5,8,11,8,5,2.

(2)若1,2,22,.,2皿一依次是該數(shù)列中連續(xù)的項(xiàng),且是對稱數(shù)歹U,

則至少有1+2(

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