专题2.6 以新定义数列为背景的解答题-2018年高考数学备考优生百日闯关系列(江苏专版)(解析版).doc
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专题 压轴解答题
【名师综述】设数列的首项为1,前n项和为,若对任意的,均有k是常数且)成立,则称数列为“数列”.
1)若数列为“数列”,求数列的通项公式;
2)是否存在数列既是“数列”,也是“数列”?若存在,求出符合条件的数列的通项公式及对应的k的值;若不存在,请说明理由;
3)若数列为“数列” ,设,证明: .
【答案】1).2)见解析;3)见解析.
2)假设存在这样的数列,则有,故有
两式相减得: ,故有
同理由是“数列”可得:
所以对任意恒成立
所以,即,又,即,两者矛盾,故不存在这样的数列既是“数列”,也是“数列”.
3)因为数列为“数列”,所以
所以
故有, ,又n=1时, ,故,满足:
所以对任意正整数n恒成立,数列的前几项为:1,2,3,5,8,
故
所以,
两式相减得:
=,显然,故,即.
若数列同时满足:①对于任意的正整数, 恒成立;②对于给定的正整数, 对于任意的正整数恒成立,则称数列是“数列”.
(1)已知判断数列是否为“数列”,并说明理由;
(2)已知数列是“数列”,且存在整数,使得, , , 成等差数列,证明: 是等差数列.
【答案】(1)是(2)见解析
【解析】
.
所以,数列是“数列”.
(2)由题意可得: ,
则数列, , , 是等差数列,设其公差为,
数列, , , 是等差数列,设其公差为,
数列, , , 是等差数列,设其公差为.
因为,所以,
所以,
所以①,②.
若,则当时,①不成立;
若,则当时,②不成立;
若,则①和②都成立,所以.
同理得: ,所以,记.
设 ,
则
.
同理可得: ,所以.
所以是等差数列.
【另解】 ,
,
,
以上三式相加可得: ,所以,[来源:学科网]
所以 ,
,
,
所以,所以,
所以,数列是等差数列.
2 已知数列满足记数列的前项和为,
(1)求证:数列为等比数列,并求其通项;
(2)求;
(3)问是否存在正整数,使得成立?说明理由.
【答案】(1) (2) (3)当为偶数时, 都成立,(3)详见解析
【解析】
(2) ,所以 ,
当为奇数时,可令
则
,
当为偶数时,可令
则
;
(3)假设存在正整数 ,使得 成立,
因为 , ,
所以只要
即只要满足 ①: ,和②: ,
对于①只要 就可以;
对于②,
当 为奇数时,满足 ,不成立,
当 为偶数时,满足,即
令 ,
因为
即 ,且当 时, ,
所以当 为偶数时,②式成立,即当 为偶数时, 成立 .
已知两个无穷数列分别满足,其中,设数列的前项和分别为.
(1)若数列都为递增数列,求数列的通项公式;
(2)若数列满足:存在唯一的正整数,使得,称数列为“坠点数列”.
①若数列“坠点数列”,求
②若数列为“坠点数列”,数列为“坠点数列”,是否存在正整数,使得,若存在,求的最大值;若不存在,说明理由.
【答案】(1).(2)①,② 6.
(2)①∵数列满足:存在唯一的正整数k=5,使得,且,
∴数列必为1,3,5,7,5,7,9,11,…,即前4项为首项为1,公差为2的等差数列,从第5项开始为首项5,公差为2的等差数列,
故;
②∵,即,∴,而数列为“坠点数列”且,数列中有且只有两个负项.假设存在正整数,使得,显然,且为奇数,而中各项均为奇数,∴必为偶数. .
ⅰ.当时,,
当时,,故不存在,使得成立.
ⅱ.当时,,显然不存在,使得成立.
ⅲ.当时,,当时,才存在,使得成立.所以.当时,,构造为1,3,1,3,5,7,9,…,为-1,2,4,8,-16,32,…,此时,所以的最大值为6.
3 记.对数列和的子集T,若,定义;若,定义.例如:时,.现设是公比为3的等比数列,且当时,.
(1)求数列的通项公式;
(2)对任意正整数,若,求证:;
(3)设,求证:.
【答案】(1)(2)详见解析(3)详见解析
【解析】
试题解析:(1)由已知得.
于是当时,.
又,故,即.
所以数列的通项公式为.
(2)因为,,
所以.
因此,.
(3)下面分三种情况证明.
①若是的子集,则.
②若是的子集,则.
③若不是的子集,且不是的子集.
令,则,,.
于是,,进而由,得.
设是中的最大数,为中的最大数,则.
由(2)知,,于是,所以,即.
又,故,
从而,
故,所以,
即.
综合①②③得,.
【名师指点】本题三个难点,一是数列新定义,利用新定义确定等比数列首项,再代入等比数列通项公式求解,二是利用放缩法求证不等式,放缩目的,是将非特殊数列转化为特殊数列,从而可利用特殊数列性质,以算代征,三是结论含义的应用,实质又是一个新定义,只不过是新定义的性质应用.
【举一反三】设数列A: , ,… ().如果对小于()的每个正整数都有 <
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