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华二附中高二月考数学试卷
2022.03
一、填空题(本大题满分 40分,本大题共有 10题,只要求直接写结果,每个空格填对得 4
分,否则一律得零分)
1. 已知数列 a 为等差数列,其前n项和为S . 若S 36,则a a a ______.
n n 9 3 4 8
【答案】12
【解析】
9
【分析】由S a a 9a 36,得a 4,再由a a a 3a 12d 3a ,能求出结果.
9 2 1 9 5 5 3 4 8 1 5
【详解】解:
数列 a
n
为等差数列,其前n项和为S
n
.S
9
36,
9
S a a 9a 36,
9 2 1 9 5
解得a 4,
5
a a a 3a 12d 3a 12.
3 4 8 1 5
【点睛】本题考查等差数列的三项和的求法,考查等差数列的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基
础题.
2. 已知数列 a 的前n项和S n2 n1,则数列 a 的通项公式为_________
n n n
3,n1
【答案】a
n 2n,n2,nN*
【解析】
【分析】利用a ,S 关系求 a 的通项公式.
n n n
【详解】由题设,a S 3,
1 1
当n2时,S (n1)2 (n1)1n2 n1,
n1
所以a S S 2n,显然a 3不符合该式
n n n1 1 .
3,n1
综上,a .
n 2n,n2,nN*
3,n1
故答案为:a .
n 2n,n2,nN*
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3. “a a a a ”是“数列a 、a 、a 、a 依次成等差数列”的_________条件.
1 4 2 3 1 2 3 4
【答案】必要不充分
【解析】
【分析】根据特殊值法结合等差数列的性质判断可得出结论.
【详解】取a 1,a 2,a 4,a 5,则a a a a ,但数列a 、a 、a 、a 不成等差数
1 2 3 4 1 4 2 3 1 2 3 4
列,
即“a a a a ” “数列a 、a 、a 、a 依次成等差数列”;
1 4 2 3 1 2 3 4
若数列a 、a 、a 、a 依次成等差数列,由等差数列的性质可得a a a a ,
1 2 3 4 1 4 2 3
即“a a a a ”“数列a 、a 、a 、a 依次成等差数列”.
1 4 2 3 1 2 3 4
因此,“a a a a ”是“数列a 、a 、a 、a 依次成等差数列”的必要不充分条件.
1 4 2 3 1 2 3 4
故答案为:必要不充分.
4. 等差数列 a 的前n项和为S ,若S S ,则S _________
n n 10 20 30
【答案】0
【解析】
29
【分析】设等差数列的公差为d,由已知求出a = d ,即得解.
1 2
109 2019
【详解】解:设等差数列的公差为d,10a d 20a d,
1 2 1 2
29
所以a = d .
1 2
3029 29 3029
所以S 30a d 30( d) d 0.
30 1 2 2 2
故答案为:0
5. 若数列 a 的通项公式为a n2 7n6,则当n=_________时, a 的前n项和S 最小
n n n n
【答案】5或6
【解析】
【分析】由题设可得a (n1)(n6),结合二次函数的性质,讨论n判断a 的符号,即可确定n为何
n n
值时S 最小.
n
【详解】由题设,a (n1)(n6)且nN*,
n
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所以,当1n6时a 0;当n1或n6时a 0;当n6时a 0;
n n n
综上,当n5或n6时S 最小.
n
故答案为:5或6.
(a a )2
6. 已知实数x,a,a ,y等成等差数列,x,b,b ,y成等比数列,则 1 2 的取值范围是__________.
1 2 1 2 bb
1 2
【答案】(,0][4,)
【解析】
(a a )2
【详解】试题分析:由等差数列的性质得a a x y,由等比数列的性质得bb xy,所以 1 2
1 2 1 2 bb
1 2
(x y)2 y x y y x y y x
= = 2,当 0时, 2224,当 0,( )2220,所
xy x y x x y x x y
y x
以 2 0,
x y
(a a )2
故 1 2 的取值范围是 ,04, .
bb
1 2
考点:本题主要考查等差、等比数列的性质,均值定理的应用,综合法的定义及方法.
点评:综合性较强,在理解掌握综合法的基础上,运用等差、等比数列的知识及均值定理完成解答.
a a a a
7. 在共有2009项的等比数列 a 中,有等式 1 3 5 2009 a 成立,类比上述性质,在共有
n a a a a 1005
2 4 6 2008
2019项的等差数列
b
中,相应的有等式_________成立
n
【答案】(b
1
b
3
b
5
b
2019
)(b
2
b
4
b
6
b
2018
)b
1010
【解析】
【分析】根据给定条件,结合等差数列与等比数列的类比性,写出类比等式作答.
【详解】等差数列 b 中的b b 可与等比数列 a 中的a a 类比,等差数列 b 中的b b 可与
n n m n n m n n m
a
等比数列 a 中的 n 类比,
n a
m
所以,在共有2019项的等差数列 b n 中,有(b 1 b 3 b 5 b 2019 )(b 2 b 4 b 6 b 2018 )b 1010
故答案为:(b
1
b
3
b
5
b
2019
)(b
2
b
4
b
6
b
2018
)b
1010
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8. 设a 、a 、…、a 是各项不为零的等差数列,n4,且公差d 0,若将此数列删去某一项后,得
1 2 n
a
到的数列(按原来顺序)是等比数列,则所有数对 n, 1 所组成的集合为_________
d
【答案】
4,4,4,1
##
4,1,4,4
【解析】
【分析】设出公差,依次列出各项,分类讨论去掉第一项、第二项、第三项、第四项及以后项即可.
【详解】设公差为d,则各项为:a
1
,a
1
d,a
1
2d,
a
1
(n1)d,若去掉第一项,
a 2d2 a da 3d,解得d 0 ,不合题意;若去掉第二项,a 2d2 a a 3d,化
1 1 1 1 1 1
a
简得da 4d0,解得d 1 ,等比数列不能出现0,a 4d 0不出现等比数列中,即
1 4 1
n4,数对为 4,4 ;若去掉第三项,a d2 a a 3d,化简得dd a 0,解得d a ,
1 1 1 1 1
此时数列为a ,2a ,3a ,4a ,即n4,数对为 4,1 ;若去掉第四项或以后项,
1 1 1 1
a d2 a a 2d,解得d 0 ,不合题意;故满足题意的数对只有 4,4 , 4,1 .
1 1 1
故答案为:
4,4,4,1
.
9. 若数列 a 满足:对任意的nN*,只有有限个正整数k使得a n成立,记这样的k的个数为
n k
a * ,则得到一个新数列
a
*
,例如,若数列a n,则数列
a
*
是0、1、2、…、n1、…,
n n n n
若a n2,则
a
**
_________
n n
【答案】n2
【解析】
【分析】根据题意寻找规律,从而求出当2n12 1m2n2 时,a * 2n1,再求出
m
a
**
1357 2n1n2.
n
【详解】由a 1,a 4,a 9,a 16,……,得:a * 0,a * a * a * 1,
1 2 3 4 1 2 3 4
a * a * a * a * a * 2,
5 6 7 8 9
当10m16时,a * 3,……,当2n12 1m2n2 时,a * 2n1,
m m
所以
a
**
1,
a
**
134,
a
**
1359,……,
1 2 3
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a
**
1357 2n1n2,
n
故答案为:n2
【点睛】对于定义新数列题目,要能正确理解题干中的信息,把不熟悉的问题转化为熟悉的问题,寻找规
律进行求解.
1
10. 已知数列 a 的前n项和S ,对任意nN*,S (1)na n3且(a p)(a p)<0恒成
n n n n 2n n1 n
立,则实数 p的取值范围是__________.
3 11
【答案】( , )
4 4
【解析】
1
【 详 解 】 试 题 分 析 : 由 S (1)na n3, 得 ; 当 时 ,
n n 2n
,若
为 偶 数 , 则 , ∴ ( 为 正 奇 数 ); 若 为 奇 数 , 则
,∴ ( 为正偶数).函数
( 为正奇数)为减函数,最大值为 ,函数 ( 为正偶数)为增函数,最小值为
3 11
.若(a -p)(a -p)<0恒成立,则 ,即 .故答案为( , ).
n1 n 4 4
二、选择题(本大题满分 16分,本大题共有 4题,每题都给出代号为 A、B、C、D 的四个
结论,其中有且只有一个结论是正确的,每题答对得 4分,否则一律得零分.)
11. 无穷等差数列 a 的首项a 0,公差d 0, a 的前n项的和为S ,则( )
n 1 n n
A. S 单调递减 B. S 单调递增
n n
C. S 有最大值 D. S 有最小值
n n
【答案】C
【解析】
【分析】由等差数列{a }的公差d 0得数列为递减数列,且先正值,后负值,从而判断出S 有最大值.
n n
【详解】 无穷等差数列{a }的首项a 0,公差d 0,
n 1
{a }是递减数列,且先正值,后负值;
n
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{a }的前n项和为S 先增加,后减小;
n n
S 有最大值;
n
故选C.
【点睛】本题考查等差数列的单调性,求解时要从a ,d 两个量,判断等差数列的性质.事实上,等差数列
1
的前几项都大于或等于0,从某项起开始小于0,则此类等差数列存在前几项和达到最大值.
12. 设 f(x)是定义在正整数集上的函数,且 f(x)满足:“当 f(k)k2成立时,总可推出
f(k1)(k1)2成立”.那么,下列命题总成立的是( )
A. 若 f(1)1成立,则 f(10)100成立
B. 若 f(2)4成立,则 f(1)1成立
C. 若 f(3)9成立,则当k³ 1时,均有 f(k)k2成立
D. 若 f(4)25成立,则当k 4时,均有 f(k)k2成立
【答案】D
【解析】
【详解】解:利用互为逆否命题真值相同,可知,由已知的条件满足当 f(k)k2成立时,总可以推出
f(k1)(k1)2成立,则能推断若 f(4)25成立,则当k 4时,均有 f(k)k2成立.其余不成立.
13. “十二平均律” 是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做
出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个
单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于122 .若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为
A. 3 2f B. 3 22 f
C. 1225 f D. 1227 f
【答案】D
【解析】
【详解】分析:根据等比数列的定义可知每一个单音的频率成等比数列,利用等比数列的相关性质可解.
详解:因为每一个单音与前一个单音频率比为122 ,
所以a 122a (n2,nN ),
n n1
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又a f ,则a aq7 f(122)7 1227 f
1 8 1
故选D.
点睛:此题考查等比数列的实际应用,解决本题的关键是能够判断单音成等比数列. 等比数列的判断方法
主要有如下两种:
a a
(1)定义法,若 n1 q(q0,nN*)或 n q(q 0,n2,nN*), 数列{a }是等比数列;
a a n
n n1
(2)等比中项公式法,若数列{a }中,a 0且a2 a a (n3,nN*),则数列{a }是等比数
n n n1 n n2 n
列.
14. 以下有四个命题:①一个等差数列 a 中,若存在a a 0 kN* ,则对于任意自然数
n k1 k
nk ,都有a 0;②一个等比数列 a 中,若存在a 0,a 0 kN ,则对于任意nN,
n n k k1
都有a 0;③一个等差数列 a 中,若存在a 0,a 0 kN ,则对于任意nN,都有
n n k k1
a 0;④一个等比数列 a 中,若存在自然数k,使a a 0则对于任意nN,都有
n n k k1
a a 0.其中正确命题的个数是( )
n n1
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
【答案】D
【解析】
【分析】在等差数列中,由d a a 0可知数列为递增数列,知①正确;等比数列中,由公比
k1 k
a
q k1 知数列各项符号相同或为摆动数列,从而得到②④正误;利用反例可知③错误.
a
k
【详解】对于①,由a a 0知:公差d a a 0,自第k项起,数列 a 为递增数列,
k1 k k1 k n
又a 0,对于任意自然数nk ,都有a 0,①正确;
k n
a
对于②,由a 0,a 0知:公比q k1 0,数列 a 各项符号相同,
k k1 a n
k
即对于任意nN,都有a 0,②正确;
n
对于③,若等差数列 a 中,a 1,a 3,则公差d 2,a 10,③错误;
n 2 3 1
a
对于④,由a a 0知:公比q k1 0,
k k1 a
k
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等比数列 a 为摆动数列,奇数项的符号相同,偶数项的符号相同,且奇数项与偶数项异号,
n
对于任意nN,都有a a 0,④正确;
n n1
综上所述:正确的命题的个数为3个.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题考查等差和等比数列的单调性和各项的符号特征;解题关键是能够根据相邻两
项之间的关系确定等差或等比数列的公差或公比的正负,进而得到等差数列的单调性和等比数列各项的符
号特征.
三.解答题(本大题满分 44分,本大题共有 4题,解答下列各题必须写出必要的步骤)
6n5,n2k1
15. 已知数列 a 通项公式a kN* ,求数列 a 的前n项和S
n n 2n,n2k n n
3 5 2n2 4
n2 n ,n2k
【答案】S
2 2 3 3 kN*
n 3 1 2n1 7
n2 n ,n2k1
2 2 3 3
【解析】
【分析】利用分组求和法即可求出S .
n
【详解】当n为偶数时,S
n
a
1
a
2
a
3
a
4
a
n1
a
n
a
1
a
3
+a
n1
a
2
a
4
a
n
113
+6n11 22 24
2n
n
n
2
1+6n11 22
12 2 2
n6n10 4
12n
3 5 2n2 4
n2 n
2 122 4 14 2 2 3 3
当n为奇数时,
3 5 2n1 4 3 1 2n1 7
S S a n12 n1 6n5 n2 n
n n1 n 2 2 3 3 2 2 3 3
3 5 2n2 4
n2 n ,n2k
所以S
2 2 3 3 kN*
n 3 1 2n1 7
n2 n ,n2k1
2 2 3 3
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1
31a 21a
16. 数列 a 满足a , n1 n ,数列b 1a2,数列c a2 a2 nN*
n 1 2 1a 1a n n n n1 n
n n1
(1)求证:数列
b
是等比数列;
n
(2)求数列
c
的通项公式.
n
【答案】(1)证明见解析;
3 2
(2)c ( )n,nN*.
n 8 3
【解析】
【分析】(1)由题设可得3(1a2 )2(1a2),结合题设即可证结论.
n1 n
3 2
(2)由(1)可得a2 1 ( )n1,结合c a2 a2 nN* 写出 c 的通项公式.
n 4 3 n n1 n n
【小问1详解】
3
由题设,3(1a2 )2(1a2)且a 1,即3b 2b 且b 0,而b 1a2 ,
n1 n n n1 n n 1 1 4
b 2 3 3 2
所以 n1 且b ,则 b 是首项为 ,公比为 的等比数列,得证.
b 3 1 4 n 4 3
n
【小问2详解】
3 2 3 2 3 2
由(1)可得:b ( )n1,故a2 1 ( )n1,则a2 1 ( )n,
n 4 3 n 4 3 n1 4 3
9 2 3 2 3 2
所以c a2 a2 ( )n ( )n ( )n.
n n1 n 8 3 4 3 8 3
3 2
则 c 的通项公式为c ( )n.
n n 8 3
17. 数列 a 满足a 1,a 2,a 1cos2 n a sin2 n nN* .
n 1 2 n2 2 n 2
(1)分别求数列
a
和
a
的通项公式;
2n1 2n
a
(2)设b
n
a
2n1 ,S
n
b
1
b
2
b
n
,若对任意正整数n,不等式6S
n
log
2
3m 9恒成立,求
2n
满足条件的整数m的集合D;
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4n6c 4n10 c 2
(3)若c D ,c n nN* ,判断 n 是否为等比数列?若不是,请说明
1 n1 2n1 2n1
理由;若是,试求出通项c .
n
【答案】(1)a n,a 2n
2n1 2n
(2)D 2,1,0
(3)答案见解析
【解析】
【分析】(1)推导出数列 a 为等差数列,确定该数列的首项和公差,可求得a ,推导出数列 a
2n1 2n1 2n
为等比数列,确定该数列的首项和公比,可求得a ;
2n
(2)分析数列 S 的单调性,求出数列 S 的最小项的值,可得出关于m的不等式,即可解得集合
n n
D;
c 2
(3)令d n ,可得出d 2d ,对c 的取值进行分类讨论,结合等比数列的定义可得出结论,
n 2n1 n1 n 1
结合等比数列的通项公式可得结果.
【小问1详解】
2n1 2n1
解:
a
2n1
1cos2
2
a
2n1
sin2
2
a
2n1
1,
故数列 a 是以1为首项,以1为公差的等差数列,则a 1n1n,
2n1 2n1
a 1cos2n a sin2n2a ,且a 2,
2n2 2n 2n 2
故数列 a 是以a 2为首项,以2为公比的等比数列,故a 22n1 2n.
2n 2 2n
综上所述,a n,a 2n.
2n1 2n
【小问2详解】
a n
解:b 2n1 ,则S S b 0,故数列 S 为单调递增数列,
n a 2n n1 n n1 n
2n
1 1
故S S ,由题意可得log 3m 9 3,可得0 3m 9 8,解得3 m ,
n min 1 2 2 3
因此,D 2,1,0 .
【小问3详解】
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c 2 4n6c 4n10
解:设d n ,则c 2n1d 2,代入c n nN* ,
n 2n1 n n n1 2n1
4n62n1d 24n10
得2n3d 2 n ,
n1 2n1
即 2n32n1d 4n222n32n1d 8n124n10,可得d 2d ,
n1 n n1 n
c 2 c 2
因为d 1 ,故当c 2时,数列 n 不为等比数列;
1 3 1 2n1
c 2 1 c 2 2n1 2n12n16
当c 1时,d 1 ,数列 n 为等比数列,则d ,c ;
1 1 3 3 2n1 n 3 n 3
2 c 2 2n 2n12n 6
当c 0时,d ,数列 n 为等比数列,则d ,c .
1 1 3 2n1 n 3 n 3
18. 已知数列{a }的各项均为整数,其前n项和为S .规定:若数列{a }满足前r项依次成公差为1的等差
n n n
数列,从第r﹣1项起往后依次成公比为2的等比数列,则称数列{a }为“r关联数列”.
n
(1)若数列{a }为“6关联数列”,求数列{a }的通项公式;
n n
(2)在(1)的条件下,求出S ,并证明:对任意n∈N*,a S ≥a S ;
n n n 6 6
(3)已知数列{a }为“r关联数列”,且a =﹣10,是否存在正整数k,m(m>k),使得
n 1
a +a +…+a +a =a +a +…+a +a ?若存在,求出所有的k,m值;若不存在,请说明理由.
1 2 k﹣1 k 1 2 m﹣1 m
【答案】(1) (或 )
(2)见解析;(3)存在 或 或 或 .
【解析】
【详解】试题分析:(1)若数列{a }为“6关联数列”,{a }前6项为等差数列,从第5项起为等比数列,可
n n
得a =a +5,a =a +4,且 ,即 ,解得a ,即可求数列{a }的通项公式;
6 1 5 1 1 n
(2)由(1)得 (或 ,可见数列
{a S }的最小项为a S =﹣6,即可证明:对任意n∈N*,a S ≥a S ;
n n 6 6 n n 6 6
(3) ,分类讨论,求出所有的k,m值.
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解:(1)∵数列{a }为“6关联数列”,
n
∴{a }前6项为等差数列,从第5项起为等比数列,
n
∴a =a +5,a =a +4,且 ,即 ,解得a =﹣3
6 1 5 1 1
∴ (或 )
(2)由(1)得 (或 )
,
{S }:﹣3,﹣5,﹣6,﹣6,﹣5,﹣3,1,9,25,…{a S }:9,10,6,0,﹣5,﹣6,4,72,
n n n
400,…,
可见数列{a S }的最小项为a S =﹣6,
n n 6 6
证明: ,
列举法知当n≤5时,(a S ) =a S =﹣5;
n n min 5 5
当n≥6时, ,设t=2n﹣5,则
.
(3)数列{a }为“r关联数列”,且a =﹣10,∵
n 1
∴
①当k<m≤12时,由 得(k+m)(k﹣m)=21(k﹣m)k+m=21,k,m≤12,m>
k,∴ 或 .
②当m>k>12时,由2k﹣11﹣56=2m﹣11﹣56得m=k,不存在
③当k≤12,m>12时,由 ,2m﹣10=k2﹣21k+112
当k=1时,2m﹣10=92,m∉N*;当k=2时,2m﹣10=74,m∉N*;
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当k=3时,2m﹣10=58,m∉N*;当k=4时,2m﹣10=44,m∉N*;
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