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第02講數(shù)列中的新定義綜合(8類核心考點(diǎn)精講精練)新高考改革后,數(shù)列作為高中數(shù)學(xué)的重要組成部分,在考試中占據(jù)了重要的地位。數(shù)列的考查不僅限于傳統(tǒng)的等差數(shù)列、等比數(shù)列等基礎(chǔ)知識(shí),還涉及到了一些新的定義和概念。這些新定義通常要求考生具備較強(qiáng)的邏輯推理能力和創(chuàng)新思維。在新定義數(shù)列的考題中,有以下幾種情況:新定義的數(shù)列類型:例如,斐波那契數(shù)列的變種、遞推數(shù)列、分段定義的數(shù)列等。這些數(shù)列的定義和性質(zhì)可能與傳統(tǒng)數(shù)列有所不同,需要考生仔細(xì)閱讀題目,準(zhǔn)確理解新定義。數(shù)列性質(zhì)的探究:考生可能需要探究新定義數(shù)列的通項(xiàng)公式、遞推關(guān)系、特殊項(xiàng)的性質(zhì)等。這要求考生能夠靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法、數(shù)列極限等數(shù)學(xué)工具。數(shù)列與函數(shù)、不等式等其他數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用:新定義數(shù)列的題目往往與其他數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合,考查考生的綜合運(yùn)用能力。例如,數(shù)列與函數(shù)的圖像、數(shù)列與不等式的解法等。實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模:新高考數(shù)學(xué)注重考查學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,因此,數(shù)列問(wèn)題可能會(huì)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,要求考生建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)新定義數(shù)列的考題,考生需要:熟悉并掌握高中數(shù)學(xué)數(shù)列的基本概念和性質(zhì)。增強(qiáng)閱讀理解能力,準(zhǔn)確把握新定義數(shù)列的特點(diǎn)。培養(yǎng)邏輯推理和創(chuàng)新思維,能夠獨(dú)立探究數(shù)列的性質(zhì)。加強(qiáng)與其他數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,提高綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。注重實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力。總之,新高考數(shù)學(xué)數(shù)列部分的考查更加注重考生的綜合能力,考生需要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累,同時(shí)加強(qiáng)思維訓(xùn)練和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。考點(diǎn)一、斐波那契數(shù)列1.(2024·黑龍江大慶·模擬預(yù)測(cè))意大利著名數(shù)學(xué)家斐波那契在研究兔子繁殖問(wèn)題時(shí),發(fā)現(xiàn)有這樣的一列數(shù):,該數(shù)列的特點(diǎn)是:從第三個(gè)數(shù)起,每一個(gè)數(shù)都等于它前面兩個(gè)數(shù)的和,人們把這樣的一列數(shù)所組成的數(shù)列稱為“斐波那契數(shù)列”,則是斐波那契數(shù)列中的第項(xiàng).2.(2024·貴州遵義·模擬預(yù)測(cè))(多選)數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,…稱為斐波那契數(shù)列,又稱黃金分割該數(shù)列,從第三項(xiàng)開(kāi)始,各項(xiàng)等于其前相鄰兩項(xiàng)之和,即(),則下列選項(xiàng)正確的是(
)A.B.C.D.3.(23-24高三上·河北廊坊·期末)意大利數(shù)學(xué)家斐波那契以兔子繁殖數(shù)量為例,引入數(shù)列:1,1,2,3,5,8,該數(shù)列從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都等于前兩項(xiàng)之和,即,故此數(shù)列稱為斐波那契數(shù)列,又稱為“兔子數(shù)列”,其通項(xiàng)公式為,設(shè)是不等式的正整數(shù)解,則的最小值為(
)A.6 B.7 C.8 D.91.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))我們把由0和1組成的數(shù)列稱為數(shù)列,數(shù)列在計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,把斐波那契數(shù)列(,)中的奇數(shù)換成0,偶數(shù)換成1可得到數(shù)列an,若數(shù)列an的前項(xiàng)和為,且,則的值可能是(
)A.100 B.201 C.302 D.3992.(24-25高二上·山東青島·階段練習(xí))在數(shù)學(xué)上,斐波納契數(shù)列定義為:,,,斐波納契數(shù)列有種看起來(lái)很神奇的巧合,如根據(jù)可得,所以,類比這一方法,可得(
)A.714 B.1870 C.4895 D.48963.(2024·山東·模擬預(yù)測(cè))(多選)意大利著名數(shù)學(xué)家斐波那契在研究兔子的繁殖問(wèn)題時(shí),發(fā)現(xiàn)有這樣的一列數(shù):1,1,2,3,5,8,13,21,….該數(shù)列的特點(diǎn)如下:前兩個(gè)數(shù)均為1,從第三個(gè)數(shù)起,每一個(gè)數(shù)都等于它前面兩個(gè)數(shù)的和.人們把這樣的一列數(shù)組成的數(shù)列稱為斐波那契數(shù)列,若用表示斐波那契數(shù)列的第項(xiàng),則數(shù)列滿足:,.則下列說(shuō)法正確的是(
)A.B.C.D.考點(diǎn)二、差數(shù)列及階差數(shù)列1.(23-24高二上·云南昆明·期末)數(shù)學(xué)家楊輝在其專著《詳解九章算術(shù)法》和《算法通變本末》中,提出了一些新的高階等差數(shù)列.其中二階等差數(shù)列是一個(gè)常見(jiàn)的高階等差數(shù)列,如數(shù)列2,4,7,11,16從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的差組成的新數(shù)列2,3,4,5是等差數(shù)列,則稱數(shù)列2,4,7,11,16為二階等差數(shù)列.現(xiàn)有二階等差數(shù)列,其前六項(xiàng)分別為1,3,6,10,15,21,則的最小值為.2.(23-24高三下·重慶·階段練習(xí))定義:滿足為常數(shù),)的數(shù)列稱為二階等比數(shù)列,為二階公比.已知二階等比數(shù)列的二階公比為,則使得成立的最小正整數(shù)為(
)A.7 B.8 C.9 D.103.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))給定數(shù)列,稱為的差數(shù)列(或一階差數(shù)列),稱數(shù)列的差數(shù)列為的二階差數(shù)列……(1)求的二階差數(shù)列;(2)用含的式子表示的階差數(shù)列,并求其前項(xiàng)和.1.(2024·四川自貢·一模)南末數(shù)學(xué)家楊輝在《詳解九章算法》和《算法通變本末》中,提出了一些新的垛積公式,所討論的高階等差數(shù)列與一般等差數(shù)列不同,前后兩項(xiàng)之差并不相等,但是逐項(xiàng)差數(shù)之差或者高次差成等差數(shù)列.對(duì)這類高階等差數(shù)列的研究,在楊輝之后一般稱為“垛積術(shù)”.現(xiàn)有高階等差數(shù)列,其前項(xiàng)分別為,則該數(shù)列的第項(xiàng)(
)A. B. C. D.2.(2024·四川南充·三模)對(duì)于數(shù)列,規(guī)定為數(shù)列的一階差分,其中,規(guī)定為數(shù)列的k階差分,其中.若,則(
)A.7 B.9 C.11 D.133.(2024·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))對(duì)于數(shù)列,稱為數(shù)列的一階差分?jǐn)?shù)列,其中.對(duì)正整數(shù),稱為數(shù)列的階差分?jǐn)?shù)列,其中已知數(shù)列的首項(xiàng),且為的二階差分?jǐn)?shù)列.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)為數(shù)列的一階差分?jǐn)?shù)列,對(duì),是否都有成立?并說(shuō)明理由;(其中為組合數(shù))(3)對(duì)于(2)中的數(shù)列,令,其中.證明:.考點(diǎn)三、平方數(shù)列與類平方數(shù)列1.(23-24高三上·四川綿陽(yáng)·階段練習(xí))若數(shù)列滿足則稱為“平方遞推數(shù)列”.已知數(shù)列是“平方遞推數(shù)列”,且則(
)A.是等差數(shù)列 B.是等差數(shù)列C.是“平方遞推數(shù)列” D.是“平方遞推數(shù)列”1.(2024·海南·模擬預(yù)測(cè))(多選)已知數(shù)列an滿足:①;②,,,,則稱數(shù)列an為“類平方數(shù)列”,若數(shù)列bn滿足:①數(shù)列bn不是“類平方數(shù)列”;②將數(shù)列bn中的項(xiàng)調(diào)整一定的順序后可使得新數(shù)列成為“類平方數(shù)列”,則稱數(shù)列bn為“變換類平方數(shù)列”,則(
A.已知數(shù)列,則數(shù)列an為“類平方數(shù)列”B.已知數(shù)列an為:3,5,6,11,則數(shù)列aC.已知數(shù)列an的前頂和為,則數(shù)列an為“類平方數(shù)列”D.已知,.則數(shù)列an為“變換類平方數(shù)列”考點(diǎn)四、數(shù)列的單調(diào)性1.(2024·江西新余·模擬預(yù)測(cè))我們規(guī)定:若數(shù)列為遞增數(shù)列且也為遞增數(shù)列,則為“數(shù)列”.(1)已知:,,,數(shù)列中其中只有一個(gè)數(shù)列,它是:;請(qǐng)從另外兩個(gè)數(shù)列中任選一個(gè)證明其不是數(shù)列.(2)已知數(shù)列an滿足:,為an的前項(xiàng)和,試求an的通項(xiàng)并判斷數(shù)列是否為數(shù)列并證之.(3)已知數(shù)列an、bn均為數(shù)列,且,,求證:數(shù)列也為數(shù)列.1.(24-25高三上·河南·開(kāi)學(xué)考試)若數(shù)列的相鄰兩項(xiàng)或幾項(xiàng)之間的關(guān)系由函數(shù)確定,則稱為的遞歸函數(shù).設(shè)的遞歸函數(shù)為.(1)若,(),證明:為遞減數(shù)列;(2)若,且,的前項(xiàng)和記為.①求;②我們稱為取整函數(shù),亦稱高斯函數(shù),它表示不超過(guò)的最大整數(shù),例如,.若,求.2.(2024·廣東深圳·模擬預(yù)測(cè))已知是各項(xiàng)均為正整數(shù)的無(wú)窮遞增數(shù)列,對(duì)于,定義集合,設(shè)為集合中的元素個(gè)數(shù),特別規(guī)定:若時(shí),.(1)若,寫出,及的值;(2)若數(shù)列是等差數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)設(shè)集合,,求證:且.考點(diǎn)五、數(shù)列的凹凸性1.(2024·安徽池州·模擬預(yù)測(cè))定義:若對(duì)恒成立,則稱數(shù)列為“上凸數(shù)列”.(1)若,判斷是否為“上凸數(shù)列”,如果是,給出證明;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.(2)若為“上凸數(shù)列”,則當(dāng)時(shí),.(?。┤魯?shù)列為的前項(xiàng)和,證明:;(ⅱ)對(duì)于任意正整數(shù)序列(為常數(shù)且),若恒成立,求的最小值.1.(24-25高三上·安徽亳州·開(kāi)學(xué)考試)已知數(shù)列,對(duì)于任意的,都有,則稱數(shù)列為“凹數(shù)列”.(1)判斷數(shù)列是否為“凹數(shù)列”,請(qǐng)說(shuō)明理由;(2)已知等差數(shù)列,首項(xiàng)為4,公差為,且為“凹數(shù)列”,求的取值范圍;(3)證明:數(shù)列為“凹數(shù)列”的充要條件是“對(duì)于任意的,當(dāng)時(shí),有”.2.(24-25高二上·上?!るA段練習(xí))已知數(shù)列,對(duì)于任意的正整數(shù),都有則稱數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列.(1)若數(shù)列,的通項(xiàng)公式分別為,判斷數(shù)列,是否為嚴(yán)格凹數(shù)列,無(wú)需說(shuō)明理由;(2)證明:“對(duì)于任意正整數(shù)的,當(dāng)時(shí),有”是“數(shù)列為嚴(yán)格凹數(shù)列”的充要條件;(3)函數(shù)是定義在正實(shí)數(shù)集上的嚴(yán)格增函數(shù),且數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列,嚴(yán)格增數(shù)列(正整數(shù)為常數(shù)且)各項(xiàng)均為互不相等的正整數(shù),若恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.考點(diǎn)六、數(shù)列的周期性1.(2024·上海青浦·二模)若無(wú)窮數(shù)列滿足:存在正整數(shù),使得對(duì)一切正整數(shù)成立,則稱是周期為的周期數(shù)列.(1)若(其中正整數(shù)m為常數(shù),),判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列,并說(shuō)明理由;(2)若,判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列,并說(shuō)明理由;(3)設(shè)是無(wú)窮數(shù)列,已知.求證:“存在,使得是周期數(shù)列”的充要條件是“是周期數(shù)列”.2.(2024·廣東珠?!ひ荒#?duì)于數(shù)列an,若存在常數(shù),,使得對(duì)任意的正整數(shù),恒有成立,則稱數(shù)列an是從第項(xiàng)起的周期為的周期數(shù)列.當(dāng)時(shí),稱數(shù)列an為純周期數(shù)列;當(dāng)時(shí),稱數(shù)列an為混周期數(shù)列.記x為不超過(guò)的最大整數(shù),設(shè)各項(xiàng)均為正整數(shù)的數(shù)列an滿足:.(1)若對(duì)任意正整數(shù)都有,請(qǐng)寫出三個(gè)滿足條件的的值;(2)若數(shù)列an是純周期數(shù)列,請(qǐng)寫出滿足條件的的表達(dá)式,并說(shuō)明理由;(3)證明:不論為何值,總存在使得.3.(2024·湖南長(zhǎng)沙·一模)對(duì)于數(shù)列,如果存在正整數(shù),使得對(duì)任意,都有,那么數(shù)列就叫做周期數(shù)列,叫做這個(gè)數(shù)列的周期.若周期數(shù)列滿足:存在正整數(shù),對(duì)每一個(gè),都有,我們稱數(shù)列和為“同根數(shù)列”.(1)判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列.如果是,寫出該數(shù)列的周期,如果不是,說(shuō)明理由;(2)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是和,求的最大值.1.(24-25高三上·黑龍江牡丹江·階段練習(xí))對(duì)于數(shù)列,若存在常數(shù),,使得對(duì)任意的正整數(shù),恒有成立,則稱數(shù)列是從第項(xiàng)起的周期為的周期數(shù)列.當(dāng)時(shí),稱數(shù)列為純周期數(shù)列;當(dāng)時(shí),稱數(shù)列為混周期數(shù)列.記為不超過(guò)的最大整數(shù),設(shè)各項(xiàng)均為正整數(shù)的數(shù)列滿足:.(1)若對(duì)任意正整數(shù)都有,請(qǐng)寫出三個(gè)滿足條件的的值;(2)若數(shù)列是常數(shù)列,請(qǐng)寫出滿足條件的的表達(dá)式,并說(shuō)明理由;(3)證明:不論為何值,總存在使得.2.(23-24高三上·北京豐臺(tái)·期末)對(duì)于數(shù)列,如果存在正整數(shù),使得對(duì)任意,都有,那么數(shù)列就叫做周期數(shù)列,叫做這個(gè)數(shù)列的周期.若周期數(shù)列,滿足:存在正整數(shù),對(duì)每一個(gè),都有,我們稱數(shù)列和為“同根數(shù)列”.(1)判斷下列數(shù)列是否為周期數(shù)列.如果是,寫出該數(shù)列的周期,如果不是,說(shuō)明理由;①;②(2)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是3和5,求證:;(3)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是和,求的最大值.考點(diǎn)七、數(shù)列的新概念1.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))定義:已知數(shù)列的首項(xiàng),前項(xiàng)和為.設(shè)與是常數(shù),若對(duì)一切正整數(shù),均有成立,則稱此數(shù)列為“”數(shù)列.若數(shù)列是“”數(shù)列,則數(shù)列的通項(xiàng)公式(
)A. B. C. D.2.(23-24高三下·湖南長(zhǎng)沙·階段練習(xí))對(duì)于無(wú)窮數(shù)列,若對(duì)任意,且,存在,使得成立,則稱為“數(shù)列”.(1)若數(shù)列bn的通項(xiàng)公式為,試判斷數(shù)列bn是否為“數(shù)列”,并說(shuō)明理由;(2)已知數(shù)列an①若an是“數(shù)列”,,且,求所有可能的取值;②若對(duì)任意,存在,使得成立,求證:數(shù)列an為“數(shù)列”.3.(2024·遼寧·三模)若實(shí)數(shù)列滿足,有,稱數(shù)列為“數(shù)列”.(1)判斷是否為“數(shù)列”,并說(shuō)明理由;(2)若數(shù)列為“數(shù)列”,證明:對(duì)于任意正整數(shù),且,都有(3)已知數(shù)列為“數(shù)列”,且.令,其中表示中的較大者.證明:,都有.4.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))若無(wú)窮數(shù)列滿足:對(duì)于,其中為常數(shù),則稱數(shù)列為數(shù)列.(1)若一個(gè)公比為的等比數(shù)列為“數(shù)列”,求的值;(2)若是首項(xiàng)為1,公比為3的等比數(shù)列,在與之間依次插入數(shù)列中的項(xiàng)構(gòu)成新數(shù)列,求數(shù)列中前30項(xiàng)的和.(3)若一個(gè)“數(shù)列"滿足,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為.是否存在正整數(shù),使不等式對(duì)一切都成立?若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由.1.(2024·北京東城·二模)設(shè)無(wú)窮正數(shù)數(shù)列,如果對(duì)任意的正整數(shù),都存在唯一的正整數(shù),使得,那么稱為內(nèi)和數(shù)列,并令,稱為的伴隨數(shù)列,則(
)A.若為等差數(shù)列,則為內(nèi)和數(shù)列B.若為等比數(shù)列,則為內(nèi)和數(shù)列C.若內(nèi)和數(shù)列為遞增數(shù)列,則其伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列D.若內(nèi)和數(shù)列的伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列,則為遞增數(shù)列2.(2024·湖北荊州·三模)“數(shù)列”定義:數(shù)列的前項(xiàng)和為,如果對(duì)于任意的正整數(shù),總存在正整數(shù)使則稱數(shù)列是“數(shù)列”.(1)若數(shù)列的前項(xiàng)和為求證:數(shù)列是“數(shù)列”;(2)已知數(shù)列是“數(shù)列”,且數(shù)列是首項(xiàng)為,公差小于的等差數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)若數(shù)列滿足:求數(shù)列的前項(xiàng)和.3.(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“型數(shù)列”.(1)若數(shù)列滿足,判斷是否為“型數(shù)列”,并說(shuō)明理由;(2)已知正項(xiàng)數(shù)列為“型數(shù)列”,,數(shù)列滿足,,是等比數(shù)列,公比為正整數(shù),且不是“型數(shù)列”,求數(shù)列的通項(xiàng)公式.4.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))定義:若對(duì)于任意的,數(shù)列滿足,則稱這個(gè)數(shù)列是“數(shù)列”.(1)已知首項(xiàng)為1的等差數(shù)列是“數(shù)列”,且恒成立,求的取值范圍.(2)已知各項(xiàng)均為正整數(shù)的等比數(shù)列是“數(shù)列”,數(shù)列不是“數(shù)列”.記,若數(shù)列是“數(shù)列”.①求數(shù)列的通項(xiàng)公式.②是否存在正整數(shù),使成等差數(shù)列?若存在,求出的所有值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.考點(diǎn)八、數(shù)列的新性質(zhì)1.(2024·山東青島·三模)(多選)若有窮整數(shù)數(shù)列滿足:,且,則稱具有性質(zhì).則(
)A.存在具有性質(zhì)的B.存在具有性質(zhì)的C.若具有性質(zhì),則中至少有兩項(xiàng)相同D.存在正整數(shù),使得對(duì)任意具有性質(zhì)的,有中任意兩項(xiàng)均不相同2.(2024·河南·三模)已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,若存在常數(shù),使得對(duì)任意都成立,則稱數(shù)列具有性質(zhì).(1)若數(shù)列為等差數(shù)列,且,求證:數(shù)列具有性質(zhì);(2)設(shè)數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù),且具有性質(zhì).①若數(shù)列是公比為的等比數(shù)列,且,求的值;②求的最小值.1.(23-24高二下·安徽六安·期末)如果無(wú)窮數(shù)列滿足“對(duì)任意正整數(shù),都存在正整數(shù),使得”,則稱數(shù)列具有“性質(zhì)”.(1)若等比數(shù)列的前項(xiàng)和為,且公比,求證:數(shù)列具有“性質(zhì)”;(2)若等差數(shù)列的首項(xiàng),公差,求證:數(shù)列具有“性質(zhì)”,當(dāng)且僅當(dāng);(3)如果各項(xiàng)均為正整數(shù)的無(wú)窮等比數(shù)列具有“性質(zhì)”,且四個(gè)數(shù)中恰有兩個(gè)出現(xiàn)在數(shù)列中,求的所有可能取值之和.2.(2024·湖北·模擬預(yù)測(cè))若項(xiàng)數(shù)為的數(shù)列滿足兩個(gè)性質(zhì):①;②存在,使得,并記是數(shù)列的最大項(xiàng),.則稱數(shù)列具有性質(zhì).(1)若,寫出所有具有性質(zhì)的數(shù)列;(2)數(shù)列具有性質(zhì),若,求的最大項(xiàng)的最大值;(3)數(shù)列具有性質(zhì),若,且還滿足以下兩條性質(zhì):(?。?duì)于滿足的項(xiàng)和,在的余下的項(xiàng)中,總存在滿足的項(xiàng)和,使得;(ⅱ)對(duì)于滿足的項(xiàng)和,在的余下的項(xiàng)中,總存在滿足的項(xiàng)和,使得.求滿足上述性質(zhì)的的最小值.一、填空題1.(2023·陜西銅川·一模)定義“等和數(shù)列”:在一個(gè)數(shù)列中,如果每一項(xiàng)與它后一項(xiàng)的和都為同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列叫做等和數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做該數(shù)列的公和.已知數(shù)列是等和數(shù)列,且,公和為1,那么這個(gè)數(shù)列的前2024項(xiàng)和.2.(2024·北京通州·三模)若數(shù)列、均為嚴(yán)格增數(shù)列,且對(duì)任意正整數(shù)n,都存在正整數(shù)m,使得,則稱數(shù)列為數(shù)列的“M數(shù)列”.已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,則下列結(jié)論中正確的是.①存在等差數(shù)列,使得是的“M數(shù)列”②存在等比數(shù)列,使得是的“M數(shù)列”③存在等差數(shù)列,使得是的“M數(shù)列”④存在等比數(shù)列,使得是的“M數(shù)列”3.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))將正整數(shù)n分解為兩個(gè)正整數(shù),的積,即,當(dāng),兩數(shù)差的絕對(duì)值最小時(shí),我們稱其為最優(yōu)分解.如,其中即為12的最優(yōu)分解,當(dāng),是n的最優(yōu)分解時(shí),定義,則數(shù)列的前2024項(xiàng)的和為(
)A. B. C. D.4.(2024·江蘇鎮(zhèn)江·三模)若對(duì)項(xiàng)數(shù)為的數(shù)列中的任意一項(xiàng),也是該數(shù)列中的一項(xiàng),則稱這樣的數(shù)列為“可倒數(shù)數(shù)列”.已知正項(xiàng)等比數(shù)列是“可倒數(shù)數(shù)列”,其公比為,所有項(xiàng)和為,寫出一個(gè)符合題意的的值.5.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))定義首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列為“數(shù)列”.已知數(shù)列()的前項(xiàng)和為,且滿足,.設(shè)為正整數(shù).若存在“數(shù)列”(),對(duì)任意正整數(shù),當(dāng)時(shí),都有成立,則的最大值為.二、多選題6.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,若對(duì),都有(為常數(shù)),則稱數(shù)列為“等差比數(shù)列”,為公差比,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和是,則下列說(shuō)法一定正確的是(
)A.等差數(shù)列是等差比數(shù)列B.若等比數(shù)列是等差比數(shù)列,則該數(shù)列的公比與公差比相同C.若數(shù)列是等差比數(shù)列,則數(shù)列是等比數(shù)列D.若數(shù)列是等比數(shù)列,則數(shù)列等差比數(shù)列7.(23-24高三上·上海普陀·期末)對(duì)于無(wú)窮數(shù)列,給出如下三個(gè)性質(zhì):①;②對(duì)于任意正整數(shù),都有;③對(duì)于任意正整數(shù),存在正整數(shù),使得定義:同時(shí)滿足性質(zhì)①和②的數(shù)列為“s數(shù)列”,同時(shí)滿足性質(zhì)①和③的數(shù)列為“t數(shù)列”,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.若為“s數(shù)列”,則為“t數(shù)列”B.若,則為“t數(shù)列”C.若,則為“s數(shù)列”D.若等比數(shù)列為“t數(shù)列”則為“s數(shù)列”8.(2024·河北承德·二模)對(duì)于給定的數(shù)列,如果存在實(shí)數(shù),使得對(duì)任意成立,我們稱數(shù)列是“線性數(shù)列”,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.等差數(shù)列是“線性數(shù)列”B.等比數(shù)列是“線性數(shù)列”C.若且,則D.若且,則是等比數(shù)列的前項(xiàng)和9.(2024·湖南衡陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))在股票市場(chǎng)中,股票的價(jià)格是有界的,投資者通常會(huì)通過(guò)價(jià)格的變化來(lái)確保自己的風(fēng)險(xiǎn),這種變化的價(jià)格類似于我們數(shù)學(xué)中的數(shù)列,定義如果存在正數(shù),使得對(duì)一切正整數(shù),都有,則稱為有界數(shù)列,數(shù)列收斂指數(shù)列有極限,我們把極限存在(不含無(wú)窮大)的數(shù)列稱為收斂數(shù)列,如數(shù)列,顯然對(duì)一切正整數(shù)都有,而的極限為,即數(shù)列既有界也收斂.如數(shù)列,顯然對(duì)一切正整數(shù)都有,但不存在極限,即數(shù)列有界但不收斂.下列數(shù)列是有界數(shù)列但不收斂的數(shù)列有(
)A. B.C. D.10.(2024·河南·一模)對(duì)于數(shù)列(),定義為,,…,中最大值()(),把數(shù)列稱為數(shù)列的“M值數(shù)列”.如數(shù)列2,2,3,7,6的“M值數(shù)列”為2,2,3,7,7,則(
)A.若數(shù)列是遞減數(shù)列,則為常數(shù)列B.若數(shù)列是遞增數(shù)列,則有C.滿足為2,3,3,5,5的所有數(shù)列的個(gè)數(shù)為8D.若,記為的前n項(xiàng)和,則三、解答題11.(2024·內(nèi)蒙古包頭·二模)已知數(shù)列為有窮數(shù)列,且,若數(shù)列滿足如下兩個(gè)性質(zhì),則稱數(shù)列為的增數(shù)列:①;②對(duì)于,使得的正整數(shù)對(duì)有個(gè).(1)寫出所有4的1增數(shù)列;(2)當(dāng)時(shí),若存在的6增數(shù)列,求的最小值.12.(23-24高二下·廣東深圳·階段練習(xí))若在數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入此兩項(xiàng)的和,形成新的數(shù)列,再把所得數(shù)列按照同樣的方法不斷構(gòu)造出新的數(shù)列.現(xiàn)對(duì)數(shù)列1,2進(jìn)行構(gòu)造,第一次得到數(shù)列1,3,2;第二次得到數(shù)列1,4,3,5,2;依次構(gòu)造,第次得到的數(shù)列的所有項(xiàng)之和記為.(1)設(shè)第次構(gòu)造后得的數(shù)列為,則,請(qǐng)用含的代數(shù)式表達(dá)出,并推導(dǎo)出與滿足的關(guān)系式;(2)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)證明:13.(2024·貴州貴陽(yáng)·二模)給定數(shù)列,若滿足且,對(duì)于任意的,都有,則稱數(shù)列an為“指數(shù)型數(shù)列".(1)已知數(shù)列an滿足,判斷數(shù)列是不是“指數(shù)型數(shù)列"?若是,請(qǐng)給出證明,若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由;(2)若數(shù)列an是“指數(shù)型數(shù)列”,且,證明:數(shù)列an14.(2024·湖北·模擬預(yù)測(cè))若正整數(shù)m,n只有1為公約數(shù),則稱m,n互質(zhì),歐拉函數(shù)是指,對(duì)于一個(gè)正整數(shù)n,小于或等于n的正整數(shù)中與n互質(zhì)的正整數(shù)(包括1)的個(gè)數(shù),記作,例如,.(1)求,,;(2)設(shè),,求數(shù)列an的前項(xiàng)和;(3)設(shè),,數(shù)列bn的前項(xiàng)和為,證明:,15.(23-24高三下·云南昆明·階段練習(xí))表示正整數(shù)a,b的最大公約數(shù),若,且,,則將k的最大值記為,例如:,.(1)求,,;(2)設(shè).(i)求數(shù)列的通項(xiàng)公式,(ii)設(shè),求數(shù)列的前n項(xiàng)和.16.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))設(shè)滿足以下兩個(gè)條件的有窮數(shù)列為階“曼德拉數(shù)列”:①;②.(1)若某階“曼德拉數(shù)列”是等比數(shù)列,求該數(shù)列的通項(xiàng)(,用表示);(2)若某階“曼德拉數(shù)列”是等差數(shù)列,求該數(shù)列的通項(xiàng)(,用表示);(3)記階“曼德拉數(shù)列”的前項(xiàng)和為,若存在,使,試問(wèn):數(shù)列能否為階“曼德拉數(shù)列”?若能,求出所有這樣的數(shù)列;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.17.(2024·廣東梅州·二模)已知an是由正整數(shù)組成的無(wú)窮數(shù)列,該數(shù)列前項(xiàng)的最大值記為,即;前項(xiàng)的最小值記為,即,令(),并將數(shù)列稱為an的“生成數(shù)列”.(1)若,求其生成數(shù)列的前項(xiàng)和;(2)設(shè)數(shù)列的“生成數(shù)列”為,求證:;(3)若是等差數(shù)列,證明:存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),,,,是等差數(shù)列.18.(2024·山東濰坊·二模)數(shù)列中,從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與其前一項(xiàng)的差組成的數(shù)列稱為的一階差數(shù)列,記為,依此類推,的一階差數(shù)列稱為的二階差數(shù)列,記為,….如果一個(gè)數(shù)列的p階差數(shù)列是等比數(shù)列,則稱數(shù)列為p階等比數(shù)列.(1)已知數(shù)列滿足,.(?。┣?,,;(ⅱ)證明:是一階等比數(shù)列;(2)已知數(shù)列為二階等比數(shù)列,其前5項(xiàng)分別為,求及滿足為整數(shù)的所有n值.19.(2024·貴州·模擬預(yù)測(cè))若給定一個(gè)數(shù)列,其連續(xù)兩項(xiàng)之差構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列:,,,…,,…,這個(gè)數(shù)列稱為原數(shù)列的“一階差數(shù)列”,記為,其中.再由的連續(xù)兩項(xiàng)的差得到新數(shù)列,,,…,,…,此數(shù)列稱為原數(shù)列的“二階差數(shù)列”,記為,其中.以此類推,可得到的“p階差數(shù)列”.如果數(shù)列的“p階差數(shù)列”是非零常數(shù)數(shù)列,則稱為“p階等差數(shù)列”.(1)證明由完全立方數(shù)組成的數(shù)列是“3階等差數(shù)列”;(2)若(且,),證明數(shù)列是“k階等差數(shù)列”,并且若將的“k階差數(shù)列”記作,則.20.(2024·河南鄭州·模擬預(yù)測(cè))設(shè)任意一個(gè)無(wú)窮數(shù)列的前項(xiàng)之積為,若,,則稱是數(shù)列.(1)若是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,請(qǐng)判斷是否為數(shù)列?并說(shuō)明理由;(2)證明:若的通項(xiàng)公式為,則不是數(shù)列;(3)設(shè)是無(wú)窮等比數(shù)列,其首項(xiàng),公比為,若是數(shù)列,求的值.21.(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測(cè))定義:一個(gè)正整數(shù)稱為“漂亮數(shù)”,當(dāng)且僅當(dāng)存在一個(gè)正整數(shù)數(shù)列,滿足①②:①;②.(1)寫出最小的“漂亮數(shù)”;(2)若是“漂亮數(shù)”,證明:是“漂亮數(shù)”;(3)在全體滿足的“漂亮數(shù)”中,任取一個(gè)“漂亮數(shù)”,求是質(zhì)數(shù)的概率.22.(24-25高三上·河南焦作·開(kāi)學(xué)考試)對(duì)于一個(gè)正項(xiàng)數(shù)列,若存在一正實(shí)數(shù),使得且,有,我們就稱是-有限數(shù)列.(1)若數(shù)列滿足,,,證明:數(shù)列為1-有限數(shù)列;(2)若數(shù)列是-有限數(shù)列,,使得且,,證明:.23.(2024·北京門頭溝·一模)已知數(shù)列,數(shù)列,其中,且,.記的前項(xiàng)和分別為,規(guī)定.記,且,,且(1)若,,寫出;(2)若,寫出所有滿足條件的數(shù)列an,并說(shuō)明理由;(3)若,且.證明:,使得.24.(2024·湖北荊州·三模)對(duì)于數(shù)列,如果存在一個(gè)正整數(shù),使得對(duì)任意,都有成立,那么就把這樣的一類數(shù)列稱作周期為的周期數(shù)列,的最小值稱作數(shù)列的最小正周期,簡(jiǎn)稱周期.(1)判斷數(shù)列和是否為周期數(shù)列,如果是,寫出該數(shù)列的周期,如果不是,說(shuō)明理由.(2)設(shè)(1)中數(shù)列前項(xiàng)和為,試問(wèn)是否存在,使對(duì)任意,都有成立,若存在,求出的取值范圍,若不存在,說(shuō)明理由.(3)若數(shù)列和滿足,且,是否存在非零常數(shù),使得是周期數(shù)列?若存在,請(qǐng)求出所有滿足條件的常數(shù);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.25.(2024·安徽蕪湖·三模)若數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù),且對(duì)任意的相鄰三項(xiàng),都滿足,則稱該數(shù)列為“對(duì)數(shù)性凸數(shù)列”,若對(duì)任意的相鄰三項(xiàng),都滿足則稱該數(shù)列為“凸數(shù)列”.(1)已知正項(xiàng)數(shù)列是一個(gè)“凸數(shù)列”,且,(其中為自然常數(shù),),證明:數(shù)列是一個(gè)“對(duì)數(shù)性凸數(shù)列”,且有;(2)若關(guān)于的函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),其中.證明:數(shù)列是一個(gè)“對(duì)數(shù)性凸數(shù)列”:(3)設(shè)正項(xiàng)數(shù)列是一個(gè)“對(duì)數(shù)性凸數(shù)列”,求證:26.(2024·新疆·二模)我們把滿足下列條件的數(shù)列an稱為數(shù)列:①數(shù)列an②存在正奇數(shù)m,使得數(shù)列an的每一項(xiàng)除以m(1)若a,b,c是公差為2的等差數(shù)列,求證:a,b,c不是數(shù)列;(2)若數(shù)列bn滿足對(duì)任意正整數(shù)p,q,恒有,且,判斷數(shù)列是否是數(shù)列,并證明你的結(jié)論;(3)已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列共有100項(xiàng),且對(duì)任意,恒有,若數(shù)列為數(shù)列,求滿足條件的所有兩位數(shù)k值的和.27.(2024·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知正整數(shù),設(shè),,…,,,,…,是個(gè)非負(fù)實(shí)數(shù),.若對(duì)于任意,取,,,都有,則稱這個(gè)數(shù)構(gòu)成—孿生數(shù)組.(1)寫出8個(gè)不全相等的數(shù),使得這8個(gè)數(shù)構(gòu)成—孿生數(shù)組;(2)求最小的,使得,,…,,,,…,構(gòu)成—孿生數(shù)組;(3)若,且,,…,,,,…,構(gòu)成—孿生數(shù)組,求的最大值.參考公式:(i),當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等;(ii)當(dāng)正偶數(shù)時(shí),設(shè),有;當(dāng)正奇數(shù)時(shí),設(shè),有.28.(2024·吉林·模擬預(yù)測(cè))對(duì)于數(shù)列,若,對(duì)任意的,有,則稱數(shù)列是有界的.當(dāng)正整數(shù)n無(wú)限大時(shí),若無(wú)限接近于常數(shù)a,則稱常數(shù)a是數(shù)列的極限,或稱數(shù)列收斂于a,記為.單調(diào)收斂原理:“單調(diào)有界數(shù)列一定收斂”可以幫助我們解決數(shù)列的收斂性問(wèn)題.(1)證明:對(duì)任意的,,恒成立;(2)已知數(shù)列,的通項(xiàng)公式為:,,.(i)判斷數(shù)列,的單調(diào)性與有界性,并證明;(ii)事實(shí)上,常數(shù),以為底的對(duì)數(shù)稱為自然對(duì)數(shù),記為.證明:對(duì)任意的,恒成立.29.(2024·廣東江蘇·高考真題)設(shè)m為正整數(shù),數(shù)列是公差不為0的等差數(shù)列,若從中刪去兩項(xiàng)和后剩余的項(xiàng)可被平均分為組,且每組的4個(gè)數(shù)都能構(gòu)成等差數(shù)列,則稱數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列.(1)寫出所有的,,使數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列;(2)當(dāng)時(shí),證明:數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列;(3)從中任取兩個(gè)數(shù)和,記數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列的概率為,證明:.30.(2024·北京·高考真題)已知集合.給定數(shù)列,和序列,其中,對(duì)數(shù)列進(jìn)行如下變換:將的第項(xiàng)均加1,其余項(xiàng)不變,得到的數(shù)列記作;將的第項(xiàng)均加1,其余項(xiàng)不變,得到數(shù)列記作;……;以此類推,得到,簡(jiǎn)記為.(1)給定數(shù)列和序列,寫出;(2)是否存在序列,使得為,若存在,寫出一個(gè)符合條件的;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3)若數(shù)列的各項(xiàng)均為正整數(shù),且為偶數(shù),求證:“存在序列,使得的各項(xiàng)都相等”的充要條件為“”.1.(2024·新Ⅰ卷·高考真題)設(shè)m為正整數(shù),數(shù)列是公差不為0的等差數(shù)列,若從中刪去兩項(xiàng)和后剩余的項(xiàng)可被平均分為組,且每組的4個(gè)數(shù)都能構(gòu)成等差數(shù)列,則稱數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列.(1)寫出所有的,,使數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列;(2)當(dāng)時(shí),證明:數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列;(3)從中任取兩個(gè)數(shù)和,記數(shù)列是可分?jǐn)?shù)列的概率為,證明:.2.(2024·北京·高考真題)已知集合.給定數(shù)列,和序列,其中,對(duì)數(shù)列進(jìn)行如下變換:將的第項(xiàng)均加1,其余項(xiàng)不變,得到的數(shù)列記作;將的第項(xiàng)均加1,其余項(xiàng)不變,得到數(shù)列記作;……;以此類推,得到,簡(jiǎn)記為.(1)給定數(shù)列和序列,寫出;(2)是否存在序列,使得為,若存在,寫出一個(gè)符合條件的;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3)若數(shù)列的各項(xiàng)均為正整數(shù),且為偶數(shù),求證:“存在序列,使得的各項(xiàng)都相等”的充要條件為“”.3.(2023·北京·高考真題)已知數(shù)列的項(xiàng)數(shù)均為m,且的前n項(xiàng)和分別為,并規(guī)定.對(duì)于,定義,其中,表示數(shù)集M中最大的數(shù).(1)若,求的值;(2)若,且,求;(3)證明:存在,滿足使得.4.(2022·北京·高考真題)已知為有窮整數(shù)數(shù)列.給定正整數(shù)m,若對(duì)任意的,在Q中存在,使得,則稱Q為連續(xù)可表數(shù)列.(1)判斷是否為連續(xù)可表數(shù)列?是否為連續(xù)可表數(shù)列?說(shuō)明理由;(2)若為連續(xù)可表數(shù)列,求證:k的最小值為4;(3)若為連續(xù)可表數(shù)列,且,求證:.5.(2021·北京·高考真題)設(shè)p為實(shí)數(shù).若無(wú)窮數(shù)列滿足如下三個(gè)性質(zhì),則稱為數(shù)列:①,且;②;③,.(1)如果數(shù)列的前4項(xiàng)為2,-2,-2,-1,那么是否可能為數(shù)列?說(shuō)明理由;(2)若數(shù)列是數(shù)列,求;(3)設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為.是否存在數(shù)列,使得恒成立?如果存在,求出所有的p;如果不存在,說(shuō)明理第02講數(shù)列中的新定義綜合(8類核心考點(diǎn)精講精練)新高考改革后,數(shù)列作為高中數(shù)學(xué)的重要組成部分,在考試中占據(jù)了重要的地位。數(shù)列的考查不僅限于傳統(tǒng)的等差數(shù)列、等比數(shù)列等基礎(chǔ)知識(shí),還涉及到了一些新的定義和概念。這些新定義通常要求考生具備較強(qiáng)的邏輯推理能力和創(chuàng)新思維。在新定義數(shù)列的考題中,有以下幾種情況:新定義的數(shù)列類型:例如,斐波那契數(shù)列的變種、遞推數(shù)列、分段定義的數(shù)列等。這些數(shù)列的定義和性質(zhì)可能與傳統(tǒng)數(shù)列有所不同,需要考生仔細(xì)閱讀題目,準(zhǔn)確理解新定義。數(shù)列性質(zhì)的探究:考生可能需要探究新定義數(shù)列的通項(xiàng)公式、遞推關(guān)系、特殊項(xiàng)的性質(zhì)等。這要求考生能夠靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法、數(shù)列極限等數(shù)學(xué)工具。數(shù)列與函數(shù)、不等式等其他數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用:新定義數(shù)列的題目往往與其他數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合,考查考生的綜合運(yùn)用能力。例如,數(shù)列與函數(shù)的圖像、數(shù)列與不等式的解法等。實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模:新高考數(shù)學(xué)注重考查學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,因此,數(shù)列問(wèn)題可能會(huì)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,要求考生建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)新定義數(shù)列的考題,考生需要:熟悉并掌握高中數(shù)學(xué)數(shù)列的基本概念和性質(zhì)。增強(qiáng)閱讀理解能力,準(zhǔn)確把握新定義數(shù)列的特點(diǎn)。培養(yǎng)邏輯推理和創(chuàng)新思維,能夠獨(dú)立探究數(shù)列的性質(zhì)。加強(qiáng)與其他數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,提高綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。注重實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力。總之,新高考數(shù)學(xué)數(shù)列部分的考查更加注重考生的綜合能力,考生需要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累,同時(shí)加強(qiáng)思維訓(xùn)練和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。考點(diǎn)一、斐波那契數(shù)列1.(2024·黑龍江大慶·模擬預(yù)測(cè))意大利著名數(shù)學(xué)家斐波那契在研究兔子繁殖問(wèn)題時(shí),發(fā)現(xiàn)有這樣的一列數(shù):,該數(shù)列的特點(diǎn)是:從第三個(gè)數(shù)起,每一個(gè)數(shù)都等于它前面兩個(gè)數(shù)的和,人們把這樣的一列數(shù)所組成的數(shù)列稱為“斐波那契數(shù)列”,則是斐波那契數(shù)列中的第項(xiàng).【答案】2025【分析】根據(jù)“斐波那契數(shù)列”的遞推關(guān)系可得結(jié)果.【詳解】依題意有:,所以:,故答案為:2025.2.(2024·貴州遵義·模擬預(yù)測(cè))(多選)數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,…稱為斐波那契數(shù)列,又稱黃金分割該數(shù)列,從第三項(xiàng)開(kāi)始,各項(xiàng)等于其前相鄰兩項(xiàng)之和,即(),則下列選項(xiàng)正確的是(
)A.B.C.D.【答案】ABD【分析】根據(jù)遞推公式進(jìn)行驗(yàn)證.【詳解】由已知,A正確;,B正確;,C錯(cuò);,D正確,故選:ABD.3.(23-24高三上·河北廊坊·期末)意大利數(shù)學(xué)家斐波那契以兔子繁殖數(shù)量為例,引入數(shù)列:1,1,2,3,5,8,該數(shù)列從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都等于前兩項(xiàng)之和,即,故此數(shù)列稱為斐波那契數(shù)列,又稱為“兔子數(shù)列”,其通項(xiàng)公式為,設(shè)是不等式的正整數(shù)解,則的最小值為(
)A.6 B.7 C.8 D.9【答案】D【分析】利用對(duì)數(shù)運(yùn)算將變形化簡(jiǎn)得到,結(jié)合的表達(dá)式可得,結(jié)合,即可求出答案.【詳解】因?yàn)?,所以,即故,故,所以,由斐波那契?shù)列可知,則,所以的最小值為9,故選:D.1.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))我們把由0和1組成的數(shù)列稱為數(shù)列,數(shù)列在計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,把斐波那契數(shù)列(,)中的奇數(shù)換成0,偶數(shù)換成1可得到數(shù)列an,若數(shù)列an的前項(xiàng)和為,且,則的值可能是(
)A.100 B.201 C.302 D.399【答案】C【分析】根據(jù)題意求出an【詳解】因?yàn)?,,所以,所以?shù)列an,則,所以,,,.故選:C.2.(24-25高二上·山東青島·階段練習(xí))在數(shù)學(xué)上,斐波納契數(shù)列定義為:,,,斐波納契數(shù)列有種看起來(lái)很神奇的巧合,如根據(jù)可得,所以,類比這一方法,可得(
)A.714 B.1870 C.4895 D.4896【答案】C【分析】根據(jù)題意,分析可得,進(jìn)而變形可得,據(jù)此可得,計(jì)算可得答案.【詳解】根據(jù)題意,數(shù)列滿足,即,兩邊同乘以,可得,則.故選:C.3.(2024·山東·模擬預(yù)測(cè))(多選)意大利著名數(shù)學(xué)家斐波那契在研究兔子的繁殖問(wèn)題時(shí),發(fā)現(xiàn)有這樣的一列數(shù):1,1,2,3,5,8,13,21,….該數(shù)列的特點(diǎn)如下:前兩個(gè)數(shù)均為1,從第三個(gè)數(shù)起,每一個(gè)數(shù)都等于它前面兩個(gè)數(shù)的和.人們把這樣的一列數(shù)組成的數(shù)列稱為斐波那契數(shù)列,若用表示斐波那契數(shù)列的第項(xiàng),則數(shù)列滿足:,.則下列說(shuō)法正確的是(
)A.B.C.D.【答案】BCD【分析】對(duì)于A,根據(jù)題意求出斐波那契數(shù)列的前10項(xiàng)進(jìn)行判斷,對(duì)于B,當(dāng)時(shí),,,,三式相加判斷,對(duì)于C,根據(jù),對(duì)依次取1,2,……,2023,得到2023個(gè)式子相加進(jìn)行判斷,對(duì)于D,由,得,對(duì)依次取1,2,……,2022,然后相加進(jìn)行判斷.【詳解】對(duì)于A,由題意可知斐波那契數(shù)列的前10項(xiàng)為1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,所以,所以A錯(cuò)誤,對(duì)于B,當(dāng)時(shí),,,,所以三式相加得,所以,所以B正確,對(duì)于C,因?yàn)閿?shù)列滿足:,,所以,,,……,,,,以上2023個(gè)等式相加得,因?yàn)?,所以,所以C正確,對(duì)于D,因?yàn)椋?,所以?,,……,,所以,所以D正確,故選:BCD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查斐波那契數(shù)列的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是理解斐波那契數(shù)列中項(xiàng)之間的關(guān)系,充分利用分析判斷,考查推理能力和理解能力,屬于較難題.考點(diǎn)二、差數(shù)列及階差數(shù)列1.(23-24高二上·云南昆明·期末)數(shù)學(xué)家楊輝在其專著《詳解九章算術(shù)法》和《算法通變本末》中,提出了一些新的高階等差數(shù)列.其中二階等差數(shù)列是一個(gè)常見(jiàn)的高階等差數(shù)列,如數(shù)列2,4,7,11,16從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的差組成的新數(shù)列2,3,4,5是等差數(shù)列,則稱數(shù)列2,4,7,11,16為二階等差數(shù)列.現(xiàn)有二階等差數(shù)列,其前六項(xiàng)分別為1,3,6,10,15,21,則的最小值為.【答案】【分析】先得出遞推公式,并用疊加法求出通項(xiàng)公式,再用基本不等式求最小值.【詳解】數(shù)列的前六項(xiàng)分別為1,3,6,10,15,21,依題知,,,,,疊加可得:,整理得,當(dāng),,滿足,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即,時(shí)等號(hào)成立,又,所以等號(hào)取不到,所以最小值在時(shí)取得,當(dāng)時(shí),,所以最小值為.故答案為:2.(23-24高三下·重慶·階段練習(xí))定義:滿足為常數(shù),)的數(shù)列稱為二階等比數(shù)列,為二階公比.已知二階等比數(shù)列的二階公比為,則使得成立的最小正整數(shù)為(
)A.7 B.8 C.9 D.10【答案】B【分析】根據(jù)數(shù)列新定義可得,利用累乘法求得的表達(dá)式,解數(shù)列不等式,即可求得答案.【詳解】由題意知二階等比數(shù)列的二階公比為,則,故,將以上各式累乘得:,故,令,由于,故,即,又的值隨n的增大而增大,且,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故n的最小值為8,故選:B3.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))給定數(shù)列,稱為的差數(shù)列(或一階差數(shù)列),稱數(shù)列的差數(shù)列為的二階差數(shù)列……(1)求的二階差數(shù)列;(2)用含的式子表示的階差數(shù)列,并求其前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)差數(shù)列的定義,依次求出數(shù)列的一階差數(shù)列和二階差數(shù)列即得;(2)根據(jù)(1)的規(guī)律,猜想的階差數(shù)列為,接著運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行證明;再根據(jù)等比數(shù)列的前項(xiàng)和公式求解即得.【詳解】(1)由差數(shù)列的定義,數(shù)列的一階差數(shù)列為數(shù)列的二階差數(shù)列為的一階差數(shù)列,即故數(shù)列的二階差數(shù)列為.(2)通過(guò)找規(guī)律得,的階差數(shù)列為,下面運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行證明:①當(dāng)時(shí),顯然成立;時(shí),由(1)得結(jié)論也成立.②假設(shè)該結(jié)論對(duì)時(shí)成立,嘗試證明其對(duì)時(shí)也成立.由差數(shù)列的定義,的階差數(shù)列即的階差數(shù)列的一階差數(shù)列,即故該結(jié)論對(duì)時(shí)也成立,證畢.故的階差數(shù)列為.該數(shù)列是以為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,故其前項(xiàng)和為故的階差數(shù)列為,其前項(xiàng)和為.1.(2024·四川自貢·一模)南末數(shù)學(xué)家楊輝在《詳解九章算法》和《算法通變本末》中,提出了一些新的垛積公式,所討論的高階等差數(shù)列與一般等差數(shù)列不同,前后兩項(xiàng)之差并不相等,但是逐項(xiàng)差數(shù)之差或者高次差成等差數(shù)列.對(duì)這類高階等差數(shù)列的研究,在楊輝之后一般稱為“垛積術(shù)”.現(xiàn)有高階等差數(shù)列,其前項(xiàng)分別為,則該數(shù)列的第項(xiàng)(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)“高階等差數(shù)列”的定義求得第項(xiàng).【詳解】,設(shè),,設(shè),所以,所以是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,所以,即,所以.故選:D2.(2024·四川南充·三模)對(duì)于數(shù)列,規(guī)定為數(shù)列的一階差分,其中,規(guī)定為數(shù)列的k階差分,其中.若,則(
)A.7 B.9 C.11 D.13【答案】D【分析】由數(shù)列的新定義計(jì)算即可.【詳解】由可得,,由可得,所以,故選:D.3.(2024·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))對(duì)于數(shù)列,稱為數(shù)列的一階差分?jǐn)?shù)列,其中.對(duì)正整數(shù),稱為數(shù)列的階差分?jǐn)?shù)列,其中已知數(shù)列的首項(xiàng),且為的二階差分?jǐn)?shù)列.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)為數(shù)列的一階差分?jǐn)?shù)列,對(duì),是否都有成立?并說(shuō)明理由;(其中為組合數(shù))(3)對(duì)于(2)中的數(shù)列,令,其中.證明:.【答案】(1);(2)成立,理由見(jiàn)解析;(3)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)由二階差分?jǐn)?shù)列的定義可得,將,可得,構(gòu)造等差數(shù)列即可求解;(2)由一階差分?jǐn)?shù)列的定義可得,要證成立,即證,根據(jù)二項(xiàng)式定理即可證明;(3)作差可得,故,根據(jù)等比數(shù)列的求和公式即可證明.【詳解】(1)因?yàn)闉閍n的二階差分?jǐn)?shù)列,所以,將,代入得,整理得,即,所以.故數(shù)列是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,因此,,即.(2)因?yàn)闉閿?shù)列bn的一階差分?jǐn)?shù)列,所以,故成立,即為.①當(dāng)時(shí),①式成立;當(dāng)時(shí),因?yàn)椋?,所以①成立,故?duì)都有成立.(3),因?yàn)?,所以,故,即,所?【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:涉及數(shù)列新定義問(wèn)題,關(guān)鍵是正確理解給出的定義,由給定的數(shù)列結(jié)合新定義探求數(shù)列的相關(guān)性質(zhì),并進(jìn)行合理的計(jì)算、分析、推理等方法綜合解決.考點(diǎn)三、平方數(shù)列與類平方數(shù)列1.(23-24高三上·四川綿陽(yáng)·階段練習(xí))若數(shù)列滿足則稱為“平方遞推數(shù)列”.已知數(shù)列是“平方遞推數(shù)列”,且則(
)A.是等差數(shù)列 B.是等差數(shù)列C.是“平方遞推數(shù)列” D.是“平方遞推數(shù)列”【答案】C【分析】對(duì)于AB,由題意得,然后根據(jù)等差數(shù)列的定義分析判斷即可,對(duì)于CD,由平方遞推數(shù)列的定義分析判斷.【詳解】對(duì)于AB,因?yàn)槭恰捌椒竭f推數(shù)列”,所以.又,所以則,,所以,不是等差數(shù)列,所以AB不正確.對(duì)于C,因?yàn)?,所以是“平方遞推數(shù)列”,所以C正確.對(duì)于D,因?yàn)?,所以不是“平方遞推數(shù)列”,D不正確.故選:C1.(2024·海南·模擬預(yù)測(cè))(多選)已知數(shù)列an滿足:①;②,,,,則稱數(shù)列an為“類平方數(shù)列”,若數(shù)列bn滿足:①數(shù)列bn不是“類平方數(shù)列”;②將數(shù)列bn中的項(xiàng)調(diào)整一定的順序后可使得新數(shù)列成為“類平方數(shù)列”,則稱數(shù)列bn為“變換類平方數(shù)列”,則(
A.已知數(shù)列,則數(shù)列an為“類平方數(shù)列”B.已知數(shù)列an為:3,5,6,11,則數(shù)列aC.已知數(shù)列an的前頂和為,則數(shù)列an為“類平方數(shù)列”D.已知,.則數(shù)列an為“變換類平方數(shù)列”【答案】CD【分析】利用“類平方數(shù)列”的定義判斷AC;利用“變換類平方數(shù)列”的定義判斷BD.【詳解】對(duì)于A,,,當(dāng)時(shí),不是正整數(shù)的平方,數(shù)列an不為“類平方數(shù)列”,A錯(cuò)誤;對(duì)于B,,當(dāng)時(shí),,即無(wú)論為數(shù)列的第幾項(xiàng),都不可能為正整數(shù)的平方,數(shù)列an不為“變換類平方數(shù)列”,B錯(cuò)誤;對(duì)于C,當(dāng)時(shí),,而滿足上式,則,當(dāng)時(shí),,數(shù)列an對(duì)于D,數(shù)列的4項(xiàng)依次為,將此數(shù)列調(diào)整為時(shí),有,因此數(shù)列an為“變換類平方數(shù)列”,D正確.故選:CD考點(diǎn)四、數(shù)列的單調(diào)性1.(2024·江西新余·模擬預(yù)測(cè))我們規(guī)定:若數(shù)列為遞增數(shù)列且也為遞增數(shù)列,則為“數(shù)列”.(1)已知:,,,數(shù)列中其中只有一個(gè)數(shù)列,它是:;請(qǐng)從另外兩個(gè)數(shù)列中任選一個(gè)證明其不是數(shù)列.(2)已知數(shù)列an滿足:,為an的前項(xiàng)和,試求an的通項(xiàng)并判斷數(shù)列是否為數(shù)列并證之.(3)已知數(shù)列an、bn均為數(shù)列,且,,求證:數(shù)列也為數(shù)列.【答案】(1),證明見(jiàn)解析(2),不是數(shù)列,證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)利用冪函數(shù)的單調(diào)性可得與都是遞增數(shù)列;利用特殊項(xiàng)的大小比較可得an與bn均不是數(shù)列;(2)由已知等式變形裂項(xiàng)可得,再由累加法可求通項(xiàng),進(jìn)而可得,利用等差數(shù)列求和公式可得,由可證明不是數(shù)列;(3)由“數(shù)列”的定義可得,,結(jié)合不等式的性質(zhì)與放縮法得,由此分別證明與即可得證.【詳解】(1)空格處填.原因如下:因?yàn)?,則,由冪函數(shù)與在上都是增函數(shù),由,故數(shù)列與都是遞增數(shù)列,則為“數(shù)列”.若選an,下面證明an不是證明:由,則.故,所以不是遞增數(shù)列.故an不是數(shù)列;若選bn,下面證明bn不是證明:由,則.所以不是遞增數(shù)列.故bn不是數(shù)列.(2)由可得,所以設(shè),則,,...,,累加得,又,故,所以.由,故an是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.所以,則,.即數(shù)列是遞增數(shù)列,但不是遞增數(shù)列,故不是數(shù)列.(3)數(shù)列an、bn均為數(shù)列,且,,由題意可得,且,,由不等式的性質(zhì)可得,,又,則,所以為遞增數(shù)列,且有,則,故也是遞增數(shù)列,故為數(shù)列.1.(24-25高三上·河南·開(kāi)學(xué)考試)若數(shù)列的相鄰兩項(xiàng)或幾項(xiàng)之間的關(guān)系由函數(shù)確定,則稱為的遞歸函數(shù).設(shè)的遞歸函數(shù)為.(1)若,(),證明:為遞減數(shù)列;(2)若,且,的前項(xiàng)和記為.①求;②我們稱為取整函數(shù),亦稱高斯函數(shù),它表示不超過(guò)的最大整數(shù),例如,.若,求.【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)①;②【分析】(1)根據(jù)定義得出,再根據(jù)即可證明;(2)根據(jù)等比數(shù)列的定義及等比數(shù)列的求和公式即可求解①;結(jié)合①得出,當(dāng)時(shí),,所以;當(dāng)時(shí),由放縮得出,結(jié)合得出進(jìn)而求解.【詳解】(1)證明:若,顯然.又,所以,,,,所以,.因?yàn)?,,所以,,所以,所以是遞減數(shù)列.(2)①由題意得,又,所以,所以,所以是以為首項(xiàng),6為公比的等比數(shù)列,則.②由①得,所以.當(dāng)時(shí),,所以;當(dāng)時(shí),.所以當(dāng)時(shí),,所以當(dāng)時(shí),,又,所以,所以,,所以,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:求解時(shí),關(guān)鍵是求出的取值范圍,根據(jù)不等式放縮得出是解題關(guān)鍵.2.(2024·廣東深圳·模擬預(yù)測(cè))已知是各項(xiàng)均為正整數(shù)的無(wú)窮遞增數(shù)列,對(duì)于,定義集合,設(shè)為集合中的元素個(gè)數(shù),特別規(guī)定:若時(shí),.(1)若,寫出,及的值;(2)若數(shù)列是等差數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)設(shè)集合,,求證:且.【答案】(1),,;(2);(3)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)數(shù)列bn的定義,分別求出,,;(2)假設(shè),,均與數(shù)列bn是等差數(shù)列矛盾,進(jìn)而得到數(shù)列an是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,進(jìn)而得到;(3)根據(jù)定義得到數(shù)列是遞增數(shù)列;用反證法證明,假設(shè)存在正整數(shù),若,則推出,與假設(shè)矛盾,所以;,所以要證,只需證,且,能推出,所以,所以,所以結(jié)論成立.【詳解】(1)因?yàn)椋?,,由得,,所以,由得,,所以;?)由題可知,所以,即,若,則,,所以,,與bn是等差數(shù)列矛盾,所以,設(shè),因?yàn)閍n是各項(xiàng)均為正整數(shù)的遞增數(shù)列,所以,假設(shè)存在使得,設(shè),由得,由得,,與bn是等差數(shù)列矛盾,所以對(duì)任意都有,所以數(shù)列an是等差數(shù)列,;(3)因?yàn)閷?duì)于,,所以,所以,即數(shù)列是遞增數(shù)列,先證明,假設(shè),設(shè)正整數(shù),由于,故存在正整數(shù)使得,所以,因?yàn)閍n是各項(xiàng)均為正整數(shù)的遞增數(shù)列,所以,所以,,所以,,又因?yàn)閿?shù)列是遞增數(shù)列,所以,與假設(shè)矛盾,所以;再證明,由題可知,所以要證,只需證,設(shè)且,因?yàn)閿?shù)列是各項(xiàng)均為正整數(shù)的遞增數(shù)列,所以存在正整數(shù),使得,令,若則,即,所以,所以,所以,若,則,所以所以,因?yàn)?,所以,所以,所以;綜上所述,且.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:新定義問(wèn)題解題策略首先,明確新定義的特點(diǎn);其次,根據(jù)定義中的步驟對(duì)具體題目進(jìn)行運(yùn)算;最后得到結(jié)論.考點(diǎn)五、數(shù)列的凹凸性1.(2024·安徽池州·模擬預(yù)測(cè))定義:若對(duì)恒成立,則稱數(shù)列為“上凸數(shù)列”.(1)若,判斷是否為“上凸數(shù)列”,如果是,給出證明;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.(2)若為“上凸數(shù)列”,則當(dāng)時(shí),.(?。┤魯?shù)列為的前項(xiàng)和,證明:;(ⅱ)對(duì)于任意正整數(shù)序列(為常數(shù)且),若恒成立,求的最小值.【答案】(1)是,證明見(jiàn)解析(2)(?。┳C明見(jiàn)解析;(ⅱ)【分析】(1)構(gòu)造函數(shù),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)(ⅰ)利用“上凸數(shù)列”定義及倒序相加法證明即可;令,利用條件及數(shù)列求和適當(dāng)放縮計(jì)算即可.【詳解】(1)是“上凸數(shù)列”,理由如下:因?yàn)?,令,則.當(dāng)時(shí),,所以,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以,所以,所以是“上凸數(shù)列”.(2)(?。┳C明:因?yàn)槭恰吧贤箶?shù)列”,由題意可得對(duì)任意,,所以,所以.(ⅱ)解:令,由(1)可得當(dāng)時(shí),是“上凸數(shù)列”,由題意可知,當(dāng)時(shí),.因?yàn)?,即.所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,所以.綜上所述,的最小值為.1.(24-25高三上·安徽亳州·開(kāi)學(xué)考試)已知數(shù)列,對(duì)于任意的,都有,則稱數(shù)列為“凹數(shù)列”.(1)判斷數(shù)列是否為“凹數(shù)列”,請(qǐng)說(shuō)明理由;(2)已知等差數(shù)列,首項(xiàng)為4,公差為,且為“凹數(shù)列”,求的取值范圍;(3)證明:數(shù)列為“凹數(shù)列”的充要條件是“對(duì)于任意的,當(dāng)時(shí),有”.【答案】(1)數(shù)列是“凹數(shù)列”,理由見(jiàn)解析(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)計(jì)算出,故滿足“凹數(shù)列”的定義;(2)利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式得到,由題意得對(duì)任意恒成立,化簡(jiǎn)得到,得到答案;(3)先證明出必要性,放縮得到,故,再證明充分性,取,則有,即,所以為“凹數(shù)列”.【詳解】(1)因?yàn)?,則,又,故,即,數(shù)列是“凹數(shù)列”.(2)因?yàn)榈炔顢?shù)列bn的公差為,所以,因?yàn)閿?shù)列是凹數(shù)列,所以對(duì)任意恒成立,即所以,即,因?yàn)?,解得.所以的取值范圍為.?)先證明必要性:因?yàn)闉椤鞍紨?shù)列”所以對(duì)任意的,都有,即,所以對(duì)任意的,當(dāng)時(shí),有,所以,又,所以.必要性成立,再證明充分性:對(duì)于任意的,當(dāng)時(shí),有,取,則有,即,所以為“凹數(shù)列”.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:數(shù)列新定義問(wèn)題,主要針對(duì)于等差,等比,遞推公式和求和公式等綜合運(yùn)用,對(duì)常見(jiàn)的求通項(xiàng)公式和求和公式要掌握牢固,同時(shí)涉及數(shù)列與函數(shù),數(shù)列與解析幾何,數(shù)列與二項(xiàng)式定理,數(shù)列與排列組合等知識(shí)的綜合,要將“新”性質(zhì)有機(jī)地應(yīng)用到“舊”性質(zhì)上,創(chuàng)造性的解決問(wèn)題.2.(24-25高二上·上?!るA段練習(xí))已知數(shù)列,對(duì)于任意的正整數(shù),都有則稱數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列.(1)若數(shù)列,的通項(xiàng)公式分別為,判斷數(shù)列,是否為嚴(yán)格凹數(shù)列,無(wú)需說(shuō)明理由;(2)證明:“對(duì)于任意正整數(shù)的,當(dāng)時(shí),有”是“數(shù)列為嚴(yán)格凹數(shù)列”的充要條件;(3)函數(shù)是定義在正實(shí)數(shù)集上的嚴(yán)格增函數(shù),且數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列,嚴(yán)格增數(shù)列(正整數(shù)為常數(shù)且)各項(xiàng)均為互不相等的正整數(shù),若恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.【答案】(1)不是嚴(yán)格凹數(shù)列;是嚴(yán)格凹數(shù)列.(2)證明見(jiàn)解析(3)答案見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)定義條件分析驗(yàn)證即可;(2)充分性,賦特值令可證;必要性,結(jié)合定義轉(zhuǎn)化為,再將拆項(xiàng)為,然后利用不等式放縮可得,同理可證,二者變形結(jié)合不等式傳遞性可得;(3)先舉特例探求條件,猜想結(jié)論并證明.結(jié)合是否為1,對(duì)給定常數(shù),分與兩大類討論.特殊情況當(dāng)時(shí),利用定義分析證明即可.一般情況下,利用(2)結(jié)論結(jié)合可證明,利用該不等式,將“首尾兩項(xiàng)和”逐次放縮可得恒成立.【詳解】(1)an不是嚴(yán)格凹數(shù)列;b已知數(shù)列的通項(xiàng)公式為,所以,,則,所以,故數(shù)列不是嚴(yán)格凹數(shù)列.由數(shù)列的通項(xiàng)公式為,則,,,所以,故數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列.(2)證明充分性:若對(duì)于任意正整數(shù)的,當(dāng)時(shí),有.對(duì)于任意的,令,則滿足條件,,則有,即,所以數(shù)列為嚴(yán)格凹數(shù)列.證明必要性:若數(shù)列為嚴(yán)格凹數(shù)列,所以對(duì)任意的,都有,即.所以對(duì)任意的,當(dāng)時(shí),則有,所以有,由,則;又有,由,則;又因?yàn)?,所?故“對(duì)于任意正整數(shù)的,當(dāng)時(shí),有”是“數(shù)列為嚴(yán)格凹數(shù)列”的充要條件.(3)特例1:令,則函數(shù)y=fx所以,則,故數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列,且,令,且,則數(shù)列為嚴(yán)格增數(shù)列,給定常數(shù)時(shí),要使不等式恒成立,則,即恒成立,即,解得.特例2:令,則函數(shù)y=fx所以,則,故數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列,且,嚴(yán)格增數(shù)列,給定常數(shù)時(shí),要使不等式恒成立,則,即恒成立,即,解得或.猜想1:給定常數(shù)時(shí),對(duì)任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,要使不等式恒成立,則.特例3:給定常數(shù),時(shí),對(duì)嚴(yán)格增數(shù)列,要使不等式恒成立,即使恒成立,注意到:對(duì)于函數(shù),,嚴(yán)格增數(shù)列,為定義在正實(shí)數(shù)集上的嚴(yán)格增函數(shù),滿足,且數(shù)列滿足,則,,當(dāng)時(shí),恒成立.考慮到滿足題意的函數(shù)若不斷逼近函數(shù),則的值也不斷接近于的值,給出猜想2.猜想2:給定常數(shù),時(shí),對(duì)任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,要使不等式恒成立,則.證明:由題意數(shù)列是嚴(yán)格凹數(shù)列,則由(2)所證結(jié)論可得,對(duì)于任意,有,即,故對(duì)任意的,,由,所以,則;故對(duì)任意的,,又,所以,則;,依此類推可得,當(dāng),且,時(shí),則.當(dāng)時(shí),令,故,又,則.由題意,數(shù)列為嚴(yán)格增數(shù)列(正整數(shù)為常數(shù)且),且各項(xiàng)均為互不相等的正整數(shù),所以,且,則,,又,①若給定常數(shù),對(duì)任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,則,要使,即恒成立.(i)若且時(shí),任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,則即當(dāng)時(shí),,故不成立.當(dāng)時(shí),由,由單調(diào)性可得,恒成立.(ii)若且時(shí),,則,而,又是定義在正實(shí)數(shù)集上的嚴(yán)格增函數(shù),當(dāng)時(shí),,則,則.則當(dāng)時(shí),恒成立.由(i)(ii)可知,給定常數(shù)時(shí),任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,要使恒成立,則.②若給定常數(shù),時(shí),任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,由,,.又是定義在正實(shí)數(shù)集上的嚴(yán)格增函數(shù),則當(dāng)時(shí),,則恒成立.所以若給定常數(shù),時(shí),任意滿足題意的,數(shù)列,數(shù)列,要使不等式恒成立,則.綜上所述,給定常數(shù),當(dāng)時(shí),要使恒成立,則;當(dāng)時(shí),要使恒成立,則.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決此題的關(guān)鍵點(diǎn)在于理解“嚴(yán)格凹數(shù)列”的定義,挖掘定義條件的變式結(jié)論并應(yīng)用:如(2)問(wèn)中拆項(xiàng)法中充分應(yīng)用了結(jié)論再進(jìn)行放縮處理從而得證;再如(3)問(wèn)中探究應(yīng)用結(jié)論再逐次放縮從而得到的取值范圍.考點(diǎn)六、數(shù)列的周期性1.(2024·上海青浦·二模)若無(wú)窮數(shù)列滿足:存在正整數(shù),使得對(duì)一切正整數(shù)成立,則稱是周期為的周期數(shù)列.(1)若(其中正整數(shù)m為常數(shù),),判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列,并說(shuō)明理由;(2)若,判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列,并說(shuō)明理由;(3)設(shè)是無(wú)窮數(shù)列,已知.求證:“存在,使得是周期數(shù)列”的充要條件是“是周期數(shù)列”.【答案】(1)是周期為的周期數(shù)列,理由見(jiàn)解析(2)答案見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題設(shè)定義,利用的周期,即可得出結(jié)果;(2)分與兩種情況討論,當(dāng),易得到是周期為1的周期數(shù)列,當(dāng)時(shí),構(gòu)造,則,利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性間的關(guān)系,可得出是嚴(yán)格增(或減)數(shù)列,從而可得出結(jié)果;(3)根據(jù)條件,利用充要條件的證明方法,即可證明結(jié)果.【詳解】(1)因?yàn)?,所以是周期為的周期?shù)列.(2)①當(dāng)時(shí),,,所以當(dāng)時(shí),是周期為1的周期數(shù)列,②當(dāng)時(shí),記,則,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,即,所以在上嚴(yán)格增,若,則,即,進(jìn)而可得,即是嚴(yán)格增數(shù)列,不是周期數(shù)列;同理,若,可得是嚴(yán)格減數(shù)列,不是周期數(shù)列.綜上,當(dāng)時(shí),是周期為1的周期數(shù)列;當(dāng)時(shí),不是周期數(shù)列.(3)必要性:若存在,使得是周期數(shù)列,設(shè)的周期為,則,所以是周期為的周期數(shù)列,充分性:若是周期數(shù)列,設(shè)它的周期為,記,則,是關(guān)于x的連續(xù)函數(shù);,是關(guān)于x的連續(xù)函數(shù);…,是關(guān)于x的連續(xù)函數(shù);,令,則是連續(xù)函數(shù),且,,所以存在零點(diǎn),于是,取,則,從而,,……一般地,對(duì)任何正整數(shù)n都成立,即是周期為T的周期數(shù)列.(說(shuō)明:關(guān)于函數(shù)連續(xù)性的說(shuō)明不作要求)【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)晴:對(duì)于數(shù)列的新定義問(wèn)題,解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確理解定義,并結(jié)合定義進(jìn)行判斷或轉(zhuǎn)化條件.2.(2024·廣東珠海·一模)對(duì)于數(shù)列an,若存在常數(shù),,使得對(duì)任意的正整數(shù),恒有成立,則稱數(shù)列an是從第項(xiàng)起的周期為的周期數(shù)列.當(dāng)時(shí),稱數(shù)列an為純周期數(shù)列;當(dāng)時(shí),稱數(shù)列an為混周期數(shù)列.記x為不超過(guò)的最大整數(shù),設(shè)各項(xiàng)均為正整數(shù)的數(shù)列an滿足:.(1)若對(duì)任意正整數(shù)都有,請(qǐng)寫出三個(gè)滿足條件的的值;(2)若數(shù)列an是純周期數(shù)列,請(qǐng)寫出滿足條件的的表達(dá)式,并說(shuō)明理由;(3)證明:不論為何值,總存在使得.【答案】(1),,(2),理由見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)分別取,,,,,根據(jù)已知條件逐一驗(yàn)證即可求解;(2)分別取,,,,,,,根據(jù)已知條件逐一驗(yàn)證得出猜想,并驗(yàn)證猜想;(3)根據(jù)(2)的分析,時(shí),滿足題意;再證明,當(dāng)時(shí),也存在使得即可.【詳解】(1)因?yàn)閷?duì)任意整數(shù)都有,所以取,則,不符合題意;取,,,此時(shí),數(shù)列為常數(shù)列;取,,,不符合題意;取,,,,此時(shí),數(shù)列的通項(xiàng)公式為;取,,,,此時(shí),數(shù)列的通項(xiàng)公式為;所以滿足條件的三個(gè)的值為,,;(2)取,,,此時(shí)數(shù)列為常數(shù)列,為純周期數(shù)列;取,則,,此時(shí)數(shù)列的通項(xiàng)公式為,為混周期數(shù)列;取,,,此時(shí),數(shù)列為常數(shù)列,為純周期數(shù)列;取,,,,此時(shí)數(shù)列的通項(xiàng)公式為,為混周期數(shù)列;取,,,,此時(shí),數(shù)列的通項(xiàng)公式為,為混周期數(shù)列;取,,,,此時(shí),數(shù)列的通項(xiàng)公式為,為混周期數(shù)列;取,,,此時(shí),數(shù)列為常數(shù)列,為純周期數(shù)列;根據(jù)上述計(jì)算得出猜想,當(dāng)時(shí),數(shù)列為常數(shù)列也是純周期數(shù)列,下面進(jìn)行驗(yàn)證:當(dāng)時(shí),,,,此時(shí)數(shù)列為常數(shù)列,也是純周期數(shù)列;(3)首先,根據(jù)(2)的分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí),數(shù)列為常數(shù)列,也是純周期數(shù)列,滿足題意;接下來(lái)證明,當(dāng)時(shí),也存在使得;因?yàn)?,所以只需要證明數(shù)列中始終存在值為1的項(xiàng)即可,當(dāng)時(shí),顯然存在值為1的項(xiàng),當(dāng)時(shí),有或,若為偶數(shù),則,若為奇數(shù)時(shí),則,,所以,所以無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有;特別的,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),且,類似的,可得:無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有;特別的,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),且;所以無(wú)論無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有;若,則恒為奇數(shù)且,于是,假設(shè)數(shù)列的且,所以,恒為奇數(shù)且,由于中僅有有限個(gè)正整數(shù),故數(shù)列從某項(xiàng)起恒為常數(shù);設(shè)為第一個(gè)值為的項(xiàng),而,故,這與“是第一個(gè)值為的項(xiàng)”相矛盾,所以,數(shù)列除第一項(xiàng)外,還存在不屬于區(qū)間的項(xiàng),假設(shè)這些不屬于區(qū)間的項(xiàng)全部屬于區(qū)間,那么也會(huì)出現(xiàn)類似的矛盾,所以,數(shù)列除第一項(xiàng)外,存在不屬于區(qū)間和的項(xiàng),以此類推,數(shù)列一定存在小于值為的正整數(shù)的項(xiàng),即存在值為的項(xiàng),得證.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:考查分段定義周期數(shù)列的相關(guān)知識(shí),方法是給賦值,逐一根據(jù)已知題意進(jìn)行驗(yàn)證.3.(2024·湖南長(zhǎng)沙·一模)對(duì)于數(shù)列,如果存在正整數(shù),使得對(duì)任意,都有,那么數(shù)列就叫做周期數(shù)列,叫做這個(gè)數(shù)列的周期.若周期數(shù)列滿足:存在正整數(shù),對(duì)每一個(gè),都有,我們稱數(shù)列和為“同根數(shù)列”.(1)判斷數(shù)列是否為周期數(shù)列.如果是,寫出該數(shù)列的周期,如果不是,說(shuō)明理由;(2)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是和,求的最大值.【答案】(1)答案見(jiàn)解析(2)答案見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)周期數(shù)列的定義進(jìn)行判斷即可;(2)根據(jù)同根數(shù)列的定義分類討論進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)均是周期數(shù)列,理由如下:因?yàn)?,所以?shù)列an因?yàn)?,所?所以數(shù)列bn(2)當(dāng)是奇數(shù)時(shí),首先證明不存在數(shù)列滿足條件.假設(shè),即對(duì)于,都有.因?yàn)?,所以,即,?又時(shí),,所以,與的最小值是矛盾.其次證明存在數(shù)列滿足條件.取及,對(duì)于,都有.當(dāng)是偶數(shù)時(shí),首先證明時(shí)不存在數(shù)列滿足條件.假設(shè),即對(duì)于,都有.因?yàn)?,所以,即,?又時(shí),,所以,與的最小值是矛盾.其次證明時(shí)存在數(shù)列滿足條件.取及對(duì)于,都有.綜上,當(dāng)是奇數(shù)時(shí),的最大值為;當(dāng)是偶數(shù)時(shí),的最大值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是理解同根數(shù)列的定義,運(yùn)用分類討論思想進(jìn)行求解是解題的關(guān)鍵.1.(24-25高三上·黑龍江牡丹江·階段練習(xí))對(duì)于數(shù)列,若存在常數(shù),,使得對(duì)任意的正整數(shù),恒有成立,則稱數(shù)列是從第項(xiàng)起的周期為的周期數(shù)列.當(dāng)時(shí),稱數(shù)列為純周期數(shù)列;當(dāng)時(shí),稱數(shù)列為混周期數(shù)列.記為不超過(guò)的最大整數(shù),設(shè)各項(xiàng)均為正整數(shù)的數(shù)列滿足:.(1)若對(duì)任意正整數(shù)都有,請(qǐng)寫出三個(gè)滿足條件的的值;(2)若數(shù)列是常數(shù)列,請(qǐng)寫出滿足條件的的表達(dá)式,并說(shuō)明理由;(3)證明:不論為何值,總存在使得.【答案】(1),,;(2),理由見(jiàn)解析;(3)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)分別取,,,,,根據(jù)已知條件逐一驗(yàn)證即可求解.(2)分別取,,,,,,,根據(jù)已知條件逐一驗(yàn)證得出猜想,并驗(yàn)證猜想.(3)根據(jù)(2)的分析,時(shí),滿足題意;再證明,當(dāng)時(shí),也存在使得即可.【詳解】(1)對(duì)任意整數(shù)都有,當(dāng)時(shí),,不符合題意;當(dāng)時(shí),,,數(shù)列為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),,,不符合題意;當(dāng)時(shí),,,,數(shù)列的通項(xiàng)公式為;取時(shí),,,,數(shù)列的通項(xiàng)公式為,所以滿足條件的三個(gè)的值為,,;(2)當(dāng)時(shí),,,此時(shí)數(shù)列為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),則,,此時(shí)數(shù)列的通項(xiàng)公式為,不為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),由(1)知,數(shù)列為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),,,,此時(shí)數(shù)列的通項(xiàng)公式為,不為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),由(1)知,數(shù)列的通項(xiàng)公式為,不為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),由(1)知,數(shù)列的通項(xiàng)公式為,不為常數(shù)列;當(dāng)時(shí),,,數(shù)列為常數(shù)列,根據(jù)上述計(jì)算得出猜想,當(dāng)時(shí),數(shù)列為常數(shù)列,證明如下:當(dāng)時(shí),,,,所以當(dāng)時(shí),數(shù)列為常數(shù)列.(3)由(2)知,當(dāng)時(shí),數(shù)列為常數(shù)列,則存在使得;當(dāng)時(shí),也存在使得,而,則只需要證明數(shù)列中始終存在值為1的項(xiàng)即可,當(dāng)時(shí),則,即數(shù)列存在值為1的項(xiàng),當(dāng)時(shí),有或,若為偶數(shù),則,若為奇數(shù)時(shí),則,,則,于是,即無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有,特別地,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),且,類似地,無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有;特別地,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),且,當(dāng)且僅當(dāng)取等號(hào),因此無(wú)論為奇數(shù)還是偶數(shù),均有,若,則恒為奇數(shù)且,當(dāng)且僅當(dāng)取等號(hào),于是假設(shè)數(shù)列的且,則恒為奇數(shù)且,當(dāng)且僅當(dāng)取等號(hào),由于中僅有有限個(gè)正整數(shù),則數(shù)列從某項(xiàng)起恒為常數(shù),設(shè)為第一個(gè)值為的項(xiàng),而,于是,有,這與“是第一個(gè)值為的項(xiàng)”相矛盾;因此數(shù)列除第一項(xiàng)外,還存在不屬于區(qū)間的項(xiàng),假設(shè)這些不屬于區(qū)間的項(xiàng)全部屬于區(qū)間,那么也會(huì)出現(xiàn)類似的矛盾,則數(shù)列除第一項(xiàng)外,存在不屬于區(qū)間和的項(xiàng),以此類推,數(shù)列一定存在小于值為的正整數(shù)的項(xiàng),即存在值為的項(xiàng),所以不論為何值,總存在使得.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:考查分段定義周期數(shù)列的相關(guān)知識(shí),方法是給賦值,逐一根據(jù)已知題意進(jìn)行驗(yàn)證.2.(23-24高三上·北京豐臺(tái)·期末)對(duì)于數(shù)列,如果存在正整數(shù),使得對(duì)任意,都有,那么數(shù)列就叫做周期數(shù)列,叫做這個(gè)數(shù)列的周期.若周期數(shù)列,滿足:存在正整數(shù),對(duì)每一個(gè),都有,我們稱數(shù)列和為“同根數(shù)列”.(1)判斷下列數(shù)列是否為周期數(shù)列.如果是,寫出該數(shù)列的周期,如果不是,說(shuō)明理由;①;②(2)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是3和5,求證:;(3)若和是“同根數(shù)列”,且周期的最小值分別是和,求的最大值.【答案】(1)、均是周期數(shù)列,數(shù)列周期為1(或任意正整數(shù)),數(shù)列周期為6(2)證明見(jiàn)解析(3)答案見(jiàn)解析【分析】(1)由周期數(shù)列的定義求解即可;(2)由“同根數(shù)列”的定義求解即可;(3)是奇數(shù)時(shí),首先證明不存在數(shù)列滿足條件,其次證明存在數(shù)列滿足條件.當(dāng)是偶數(shù)時(shí),首先證明時(shí)不存在數(shù)列滿足條件,其次證明時(shí)存在數(shù)列滿足條件.【詳解】(1)、均是周期數(shù)列,理由如下:因?yàn)?,所以?shù)列是周期數(shù)列,其周期為1(或任意正整數(shù)).因?yàn)?,所以.所以?shù)列是周期數(shù)列,其周期為6(或6的正整數(shù)倍).(2)假設(shè)不成立,則有,即對(duì)于,都有.因?yàn)?,,所以.又因?yàn)?,,所以.所以,所以,與的最小值是3矛盾.所以.(3)當(dāng)是奇數(shù)時(shí),首先證明不存在數(shù)列滿足條件.假設(shè),即對(duì)于,都有.因?yàn)?,所以,即,及.又時(shí),,所以,與的最小值是矛盾.其次證明存在數(shù)列滿足條件.取及,對(duì)于,都有.當(dāng)是偶數(shù)時(shí),首先證明時(shí)不存在數(shù)列滿足條件.假設(shè),即對(duì)于,都有.因?yàn)?,所以,即,及.又時(shí),,所以,與的最小值是矛盾.其次證明時(shí)存在數(shù)列滿足條件.取及,對(duì)于,都有.綜上,當(dāng)是奇數(shù)時(shí),的最大值為;當(dāng)是偶數(shù)時(shí),的最大值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題(3)的突破口是利用“同根數(shù)列”的定義分類討論,當(dāng)是奇數(shù)時(shí),首先證明不存在數(shù)列滿足條件,其次證明存在數(shù)列滿足條件.當(dāng)是偶數(shù)時(shí),首先證明時(shí)不存在數(shù)列滿足條件,其次證明時(shí)存在數(shù)列滿足條件.考點(diǎn)七、數(shù)列的新概念1.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))定義:已知數(shù)列的首項(xiàng),前項(xiàng)和為.設(shè)與是常數(shù),若對(duì)一切正整數(shù),均有成立,則稱此數(shù)列為“”數(shù)列.若數(shù)列是“”數(shù)列,則數(shù)列的通項(xiàng)公式(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】由題可知,根據(jù)定義得,根據(jù)平方差公式化簡(jiǎn)得,求得,最后根據(jù),即可求出數(shù)列an的通項(xiàng)公式.【詳解】因?yàn)閿?shù)列是“”數(shù)列,則,所以,而,,,,,,,,.故選:B2.(23-24高三下·湖南長(zhǎng)沙·階段練習(xí))對(duì)于無(wú)窮數(shù)列,若對(duì)任意,且,存在,使得成立,則稱為“數(shù)列”.(1)若數(shù)列bn的通項(xiàng)公式為,試判斷數(shù)列bn是否為“數(shù)列”,并說(shuō)明理由;(2)已知數(shù)列an①若an是“數(shù)列”,,且,求所有可能的取值;②若對(duì)任意,存在,使得成立,求證:數(shù)列an為“數(shù)列”.【答案】(1)是,理由見(jiàn)解析(2)①的可能值為.②證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意,推得,取,得到,即可求解;(2)若an是“數(shù)列”,且為等差數(shù)列,得到,進(jìn)而得到存在,使得,求得,得到的值,進(jìn)而求得的可能值;②設(shè)數(shù)列an公差為,得到,求得,雞兒推得,得到答案.【詳解】(1)解:數(shù)列bn的通項(xiàng)公式為,對(duì)任意的,都有,取,則,所以bn是“數(shù)列”.(2)解:數(shù)列an①若an是“數(shù)列”,,且,則,對(duì)任意的,,由題意存在,使得,即,顯然,所以,即,.所以是8的正約數(shù),即,時(shí),;時(shí);時(shí);時(shí).綜上,的可能值為.②若對(duì)任意,存在,使得成立,所以存在,設(shè)數(shù)列an公差為,則,可得,對(duì)任意,則,取,可得,所以數(shù)列an是“數(shù)列”.3.(2024·遼寧·三模)若實(shí)數(shù)列滿足,有,稱數(shù)列為“數(shù)列”.(1)判斷是否為“數(shù)列”,并說(shuō)明理由;(2)若數(shù)列為“數(shù)列”,證明:對(duì)于任意正整數(shù),且,都有(3)已知數(shù)列為“數(shù)列”,且.令,其中表示中的較大者.證明:,都有.【答案】(1)數(shù)列是“數(shù)列”,數(shù)列不是“數(shù)列”;(2)證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)“數(shù)列”的定義判斷可得出結(jié)論;(2)由可得出,利用累加法結(jié)合不等式的基本性質(zhì)可得,以及,再結(jié)合可證得結(jié)論成立;(3)首先當(dāng)或2024時(shí)的情況,再考慮時(shí),結(jié)合(2)中結(jié)論考慮用累加法可證得結(jié)論.【詳解】(1)因?yàn)?,所以?shù)列是“數(shù)列”,因?yàn)椋詳?shù)列不是“數(shù)列”;(2)令,因?yàn)閿?shù)列為“數(shù)列”,所以從而,所以因?yàn)椋?,因?yàn)椋?(3)當(dāng)或2024時(shí),,從而,當(dāng)時(shí),因?yàn)?,由?2)問(wèn)的結(jié)論得,可推得,從而對(duì)于,由第(2)問(wèn)的結(jié)論得,從而也成立,從而對(duì)于,由第(2)問(wèn)的結(jié)論得,從而也成立,從而所以由條件可得,所以.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題主要考查數(shù)列新定義的問(wèn)題,處理此類問(wèn)題時(shí),通常根據(jù)題中的新定義,結(jié)合已知結(jié)論進(jìn)行推導(dǎo)、求解;本題中,根據(jù)“數(shù)列”的定義“”結(jié)合作差法、不等式的性質(zhì)進(jìn)行推理、證明不等式成立,并在推導(dǎo)時(shí),充分利用已有的結(jié)論進(jìn)行推導(dǎo),屬于難題.4.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))若無(wú)窮數(shù)列滿足:對(duì)于,其中為常數(shù),則稱數(shù)列為數(shù)列.(1)若一個(gè)公比為的等比數(shù)列為“數(shù)列”,求的值;(2)若是首項(xiàng)為1,公比為3的等比數(shù)列,在與之間依次插入數(shù)列中的項(xiàng)構(gòu)成新數(shù)列,求數(shù)列中前30項(xiàng)的和.(3)若一個(gè)“數(shù)列"滿足,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為.是否存在正整數(shù),使不等式對(duì)一切都成立?若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)1622(3)存在,理由見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,列出“數(shù)列”的式子,變形后得,與無(wú)關(guān),即可求解;(2)由題意確定數(shù)列中前30項(xiàng)含有的前7項(xiàng)和數(shù)列的前23項(xiàng),結(jié)合等差和等比數(shù)列的前項(xiàng)和公式,即可求解;(3)首先求解出,可得數(shù)列的前項(xiàng)和,并假設(shè)存在,通過(guò)驗(yàn)證求得,再利用放縮法,證明結(jié)論成立.【詳解】(1)數(shù)列是等比數(shù)列,則,,則,因?yàn)榕c無(wú)關(guān),所以,即;(2)由題意可知,,而,所以,是首項(xiàng)為1,公比為3的等比數(shù)列,而新數(shù)列中項(xiàng)(含)前共有項(xiàng),令,結(jié)合,解得:,故數(shù)列中前30項(xiàng)含有的前7項(xiàng)和數(shù)列的前23項(xiàng),所以數(shù)列中前30項(xiàng)的和;(3)因?yàn)閿?shù)列是“數(shù)列”,,,,則,,得,所以數(shù)列的前項(xiàng)和,假設(shè)存在正整數(shù),使得不等式,對(duì)一切都成立,即當(dāng)時(shí),,得,又為正整數(shù),得下面證明:對(duì)一切都成立,由于,,所以,,所以存在,使不等式對(duì)一切都成立.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題第3問(wèn)首先利用特殊值,首先確定的值,再用到了放縮法,求和后說(shuō)明存在.1.(2024·北京東城·二模)設(shè)無(wú)窮正數(shù)數(shù)列,如果對(duì)任意的正整數(shù),都存在唯一的正整數(shù),使得,那么稱為內(nèi)和數(shù)列,并令,稱為的伴隨數(shù)列,則(
)A.若為等差數(shù)列,則為內(nèi)和數(shù)列B.若為等比數(shù)列,則為內(nèi)和數(shù)列C.若內(nèi)和數(shù)列為遞增數(shù)列,則其伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列D.若內(nèi)和數(shù)列的伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列,則為遞增數(shù)列【答案】C【分析】對(duì)于ABD:舉反例說(shuō)明即可;對(duì)于C:根據(jù)題意分析可得,結(jié)合單調(diào)性可得,即可得結(jié)果.【詳解】對(duì)于選項(xiàng)AB:例題,可知即為等差數(shù)列也為等比數(shù)列,則,但不存在,使得,所以不為內(nèi)和數(shù)列,故AB錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng)C:因?yàn)?,?duì)任意,,可知存在,使得,則,即,且內(nèi)和數(shù)列為遞增數(shù)列,可知,所以其伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列,故C正確;對(duì)于選項(xiàng)D:例如,顯然是所有正整數(shù)的排列,可知為內(nèi)和數(shù)列,且的伴隨數(shù)列為遞增數(shù)列,但不是遞增數(shù)列,故D錯(cuò)誤;故選:C.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于新定義問(wèn)題,要充分理解定義,把定義轉(zhuǎn)化為已經(jīng)學(xué)過(guò)的內(nèi)容,簡(jiǎn)化理解和運(yùn)算.2.(2024·湖北荊州·三模)“數(shù)列”定義:數(shù)列的前項(xiàng)和為,如果對(duì)于任意的正整數(shù),總存在正整數(shù)使則稱數(shù)列是“數(shù)列”.(1)若數(shù)列的前項(xiàng)和為求證:數(shù)列是“數(shù)列”;(2)已知數(shù)列是“數(shù)列”,且數(shù)列是首項(xiàng)為,公差小于的等差數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)若數(shù)列滿足:求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)
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