2011年—2017年新课标全国卷理科数学试题分类汇编10.数列一、选择题(2017·新课标Ⅰ,4)记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若4524a a +=,648S =,则{}n a 的公差为( )A .1B .2C .4D .8(2017·新课标Ⅰ,12)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16 ,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N :N >100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是( )A .440B .330C .220D .110(2017·新课标Ⅱ,3)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏 (2017·新课标Ⅲ,9)等差数列{}n a 的首项为1,公差不为0.若2a ,3a ,6a 成等比数列,则{}n a 前6项的和为( )A .24-B .3-C .3D .8(2016·新课标Ⅰ,3)已知等差数列}{n a 前9项的和为27,810=a ,则=100a ( )A .100B .99C .98D .97(2016·新课标Ⅲ,12)定义“规范01数列”{a n }如下:{a n }共有2m 项,其中m 项为0,m 项为1,且对任意k ≤2m ,a 1,a 2,…,a k 中0的个数不少于1的个数,若m =4,则不同的“规范01数列”共有( )A .18个B .16个C .14个D .12个(2015·新课标Ⅱ,4)已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+ a 3+ a 5=21,则a 3+ a 5+ a 7 =( )A .21B .42C .63D .84(2013·新课标Ⅰ,7)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =( ).A .3B .4C .5D .6 (2013·新课标Ⅰ,12)设△A n B n C n 的三边长分别为a n ,b n ,c n ,△A n B n C n 的面积为S n ,n =1,2,3,…若b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1,a n +1=a n ,b n +1=2n n c a +,c n +1=2n nb a +,则( ). A .{S n }为递减数列 B .{S n }为递增数列C .{S 2n -1}为递增数列,{S 2n }为递减数列D .{S 2n -1}为递减数列,{S 2n }为递增数列 (2013·新课标Ⅱ,3)等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知32110S a a =+,59a =,则1a =( )A .13B .13-C .19D .19-(2012·新课标Ⅰ,5)已知{n a }为等比数列,472a a +=,568a a =-,则110a a +=( )A .7B .5C .-5D .-7(2012·新课标Ⅱ,5)已知{a n }为等比数列,a 4 + a 7 = 2,a 5 a 6 = 8,则a 1 + a 10 =( )A. 7B. 5C. -5D. -7二、填空题(2017·新课标Ⅱ,15)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,33a =,410S =,则11nk kS ==∑ . (2017·新课标Ⅲ,14)设等比数列{}n a 满足12–1a a +=, 13––3a a =,则4a = ___________. (2016·新课标Ⅰ,15)设等比数列}{n a 满足1031=+a a ,542=+a a ,则12n a a a L 的最大值为 . (2015·新课标Ⅱ,16)设S n 是数列{a n }的前项和,且11a =-,11n n n a S S ++=,则S n =________________. (2013·新课标Ⅰ,14)若数列{a n }的前n 项和2133n n S a =+,则{a n }的通项公式是a n =__________. (2013·新课标Ⅱ,16)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知100S =,1525S =,则n nS 的最小值为____. (2012·新课标Ⅰ、Ⅱ,16)数列{n a }满足1(1)21n n n a a n ++-=-,则{n a }的前60项和为______. 三、解答题(2016·新课标Ⅱ,17)(满分12分)S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28. 记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg99]=1. (Ⅰ)求b 1,b 11,b 101;(Ⅱ)求数列{b n }的前1 000项和.(2016·新课标Ⅲ,17)(本小题满分12分)已知数列{}n a 的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0.(1) 证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式;(2) 若53132S =,求λ.(2015·新课标Ⅰ,17)n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知n a >0,2243nn n a a S +=+.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和.(2014·新课标Ⅰ,17)已知数列{n a }的前n 项和为n S ,1a =1,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,其中λ为常数.(Ⅰ)证明:2n n a a λ+-=;(Ⅱ)是否存在λ,使得{n a }为等差数列?并说明理由.(2014·新课标Ⅱ,17)已知数列{a n }满足a 1 =1,a n +1 =3 a n +1.(Ⅰ)证明1{}2n a +是等比数列,并求{a n }的通项公式;(Ⅱ)证明:123111…2n a a a +++<.(2011·新课标Ⅰ、Ⅱ,17)等比数列{}n a 的各项均为正数,且212326231,9.a a a a a +==(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设31323log log log n n b a a a =+++L L ,求数列1{}nb 的前n 项和.2011年—2017年新课标全国卷理科数学试题分类汇编10.数列(解析版)一、选择题(2017·新课标Ⅰ,4)记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若4524a a +=,648S =,则{}n a 的公差为( )A .1B .2C .4D .8【答案】C 解析:45113424a a a d a d +=+++=,61656482S a d ⨯=+=,联立求得11272461548a d a d +=⎧⎪⎨+=⎪⎩①② 3⨯-①②得()211524-=d ,624d =,4d =∴,选C ;(2017·新课标Ⅰ,12)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16 ,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N :N >100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是( )A .440B .330C .220D .110【答案】A 解析:设首项为第1组,接下来两项为第2组,再接下来三项为第3组,以此类推.设第n 组的项数为n ,则n 组的项数和为()12n n +,由题,100N >,令()11002n n +>→14n ≥且*n ∈N ,即N 出现在第13组之后,第n 组的和为122112nn-=--,n 组总共的和为()2122212n n n n --=---,若要使前N 项和为2的整数幂,则()12n n N +-项的和21k -应与2n --互为相反数,即()*21214k n k n -=+∈N ,≥,()2log 3k n =+,→295n k ==,,则()2912954402N ⨯+=+=,故选A ;(2017·新课标Ⅱ,3)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏 【答案】B 解析:一座7层塔共挂了381盏灯,即7381S =;相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,即2q =,塔的顶层为1a ;由等比前n 项和()()1111n n a q S q q-=≠-可知:()171238112n a S -==-,解得13a =.(2017·新课标Ⅲ,9)等差数列{}n a 的首项为1,公差不为0.若2a ,3a ,6a 成等比数列,则{}n a 前6项的和为( )A .24-B .3-C .3D .8【答案】A 解析:因为{}n a 为等差数列,且236,,a a a 成等比数列,设公差为d .则2326a a a =⋅,即()()()211125a d a d a d +=++, 又因为11a =,代入上式可得220d d +=又0d ≠,则2d =-, 所以()61656561622422S a d ⨯⨯=+=⨯+⨯-=-.故选A. (2016·新课标Ⅰ,3)已知等差数列}{n a 前9项的和为27,810=a ,则=100a ( )A .100B .99C .98D .97 【答案】C 解析:由等差数列性质可知:()1959599292722a a a S a +⨯====,故53a =,而108a =,因此公差1051105a a d -==-∴100109098a a d =+=.故选C . (2016·新课标Ⅲ,12)定义“规范01数列”{a n }如下:{a n }共有2m 项,其中m 项为0,m 项为1,且对任意k ≤2m ,a 1,a 2,…,a k 中0的个数不少于1的个数,若m =4,则不同的“规范01数列”共有( )A .18个B .16个C .14个D .12个 【答案】C 解析:011110111010111101001110011110110011101010111001111011001110101⎧⎧→⎧⎪⎪⎪→⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪→⎧⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎪→⎪⎪⎩⎩⎩⎪⎪⎧→⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪→⎧⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪→⎨⎩⎪⎩⎪⎨⎪→⎪⎧⎪⎪→⎨⎪⎪⎪→⎩⎩⎩⎪⎪⎧→⎧⎪⎪⎪→⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎪→→⎨⎩⎩⎪⎪⎪→⎧⎪⎪→⎨⎪→⎪⎩⎩⎩,共14个,故选C. (2015·新课标Ⅱ,4)已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+ a 3+ a 5=21,则a 3+ a 5+ a 7 =( )A .21B .42C .63D .84【答案】B 解析:设等比数列公比为q ,则a 1+a 1q 2+a 1q 4=21,又因为a 1=3,所以q 4+q 2-6=0,解得q 2=2,所以a 3+a 5+a 7=(a 1+a 3+a 5)q 2=42,故选B.(2013·新课标Ⅰ,7)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =( ).A .3B .4C .5D .6【答案】C 解析:∵S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,∴a m =S m -S m -1=0-(-2)=2,a m +1=S m +1-S m =3-0=3. ∴d =a m +1-a m =3-2=1. ∵S m =ma 1+12m m (-)×1=0,∴112m a -=-.又∵a m +1=a 1+m ×1=3,∴132m m --+=. ∴m =5.故选C.(2013·新课标Ⅰ,12)设△A n B n C n 的三边长分别为a n ,b n ,c n ,△A n B n C n 的面积为S n ,n =1,2,3,….若b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1,a n +1=a n ,b n +1=2n n c a +,c n +1=2n nb a +,则( ). A .{S n }为递减数列 B .{S n }为递增数列C .{S 2n -1}为递增数列,{S 2n }为递减数列D .{S 2n -1}为递减数列,{S 2n }为递增数列 【答案】B 解析:略.(2013·新课标Ⅱ,3)等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知32110S a a =+,59a =,则1a =( )A .13B .13-C .19D .19-【答案】C 解析:解析:由S 3=a 2+10a 1,得,a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1即,a 3=9a 1,亦即a 1q 2=9a 1,解得q 2=9. ∵a 5=a 1·q 4=9,即81a 1=9,∴a 1=19.(2012·新课标Ⅰ,5)已知{n a }为等比数列,472a a +=,568a a =-,则110a a +=( )A .7B .5C .-5D .-7【答案】D 解析:因为{n a }为等比数列,所以由已知得47475628a a a a a a +=⎧⎨==-⎩,解得4724a a =-⎧⎨=⎩或4742a a =⎧⎨=-⎩,所以1312a q =⎧⎨=-⎩或13812a q =-⎧⎪⎨=-⎪⎩,因此110a a +=91(1)7a q +=-,故选择D .(2012·新课标Ⅱ,5)已知{a n }为等比数列,a 4 + a 7 = 2,a 5 a 6 = 8,则a 1 + a 10 =( )A. 7B. 5C. -5D. -7【答案】D 解析:472∵a a +=,56478a a a a ==-,4742a a ∴==-,或4724a a =-=,,14710∵,,,a a a a 成等比数列,1107a a ∴+=-.【答案】 解析: 二、填空题(2017·新课标Ⅱ,15)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,33a =,410S =,则11nk kS ==∑ . 【答案】2,1nn N n *∈+解析:∵ 410S =,2314a a a a +=+ ,∴ 235a a +=,∵ 33a =,∴ 22a = ∴ n a n =,∵ ()12n n n a a S +=∴ ()21n S n n =+ ∴ ()1211211n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭∴ 11122111ni nn S n n =⎛⎫=-=⎪++⎝⎭∑,∴ 112,1ni nn n N S n *==∈+∑(2017·新课标Ⅲ,14)设等比数列{}n a 满足12–1a a +=, 13––3a a =,则4a = ___________. 【答案】8- 解析:因为{}n a 为等比数列,设公比为q .121313a a a a +=-⎧⎨-=-⎩,即1121113a a q a a q +=-⎧⎪⎨-=-⎪⎩①②,显然1q ≠,10a ≠,②①得13q -=,即2q =-,代入①式可得11a =, 所以()3341128a a q ==⨯-=-.(2016·新课标Ⅰ,15)设等比数列}{n a 满足1031=+a a ,542=+a a ,则12n a a a L 的最大值为 . 【答案】64 解析:由于{}n a 是等比数列,设11n n a a q -=,其中1a 是首项,q 是公比.∴2131132411101055a a a a q a a a q a q ⎧+=+=⎧⎪⇔⎨⎨+=+=⎪⎩⎩,解得:1812a q =⎧⎪⎨=⎪⎩.故412n n a -⎛⎫= ⎪⎝⎭,∴()()()32...4121...2n n a a a -+-++-⎛⎫⋅⋅⋅= ⎪⎝⎭ ()211749722241122n n n ⎡⎤⎛⎫---⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当3n =或4时,21749224n ⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦取到最小值6-,此时2174922412n ⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎛⎫ ⎪⎝⎭取到最大值62.所以12...n a a a ⋅⋅⋅的最大值为64.(2015·新课标Ⅱ,16)设S n 是数列{a n }的前项和,且11a =-,11n n n a S S ++=,则S n =________________. 【答案】1n -解析:由已知得111n n n n n a S S S S +++=-=⋅,两边同时除以1n n S S +⋅,得1111n nS S +=--,故数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以1-为首项,1-为公差的等差数列,则11(1)nS n n =---=-,所以1nS n =-. (2013·新课标Ⅰ,14)若数列{a n }的前n 项和2133n n S a =+,则{a n }的通项公式是a n =__________. 【答案】1(2)n -- 解析:∵2133n n S a =+,① ∴当n ≥2时,112133n n S a --=+.②①-②,得12233n n n a a a -=-,即1n n aa -=-2,∵a 1=S 1=12133a +,∴a 1=1.∴{a n }是以1为首项,-2为公比的等比数列,a n =(-2)n -1.(2013·新课标Ⅱ,16)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知100S =,1525S =,则n nS 的最小值为____. 【答案】-49 解析:设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则S 10=1109102a d ⨯+=10a 1+45d =0①,S 15=11514152a d ⨯+=15a 1+105d =25②,联立①②,得a 1=-3,23d =,所以S n 2(1)211032333n n n n n -=-+⨯=-. 令f (n )=nS n ,则32110()33f n n n =-,220()3f n n n '=-. 令f ′(n )=0,得n =0或203n =. 当203n >时,f ′(n )>0,200<<3n 时,f ′(n )<0,所以当203n =时,f (n )取最小值,而n ∈N +,则f (6)=-48,f (7)=-49,所以当n =7时,f (n )取最小值-49.(2012·新课标Ⅰ、Ⅱ,16)数列{n a }满足1(1)21n n n a a n ++-=-,则{n a }的前60项和为______.【答案】1830 解析:因为1(1)21n n n a a n ++-=-,所以211a a -=,323a a +=,435a a -=,547a a +=,659a a -=,7611a a +=,……,5857113a a -=,5958115a a +=,6059117a a -=.由211a a -=,323a a +=可得132a a +=; 由659a a -=,7611a a +=可得572a a +=;…… 由5857113a a -=,5958115a a +=可得57592a a +=;从而1357575913575759()()()21530a a a a a a a a a a a a ++++++=++++++=⨯= . 又211a a -=,435a a -=,659a a -=,…,5857113a a -=,6059117a a -=, 所以2466013559()()a a a a a a a a ++++-++++2143656059()()()()a a a a a a a a =-+-+-++-= 159117++++ 3011817702⨯==. 从而24660a a a a ++++ 135591770a a a a =+++++ 3017701800=+=. 因此6012345960S a a a a a a =++++++ 13592460()()a a a a a a =+++++++3018001830=+=.方法2:由1(1)21n n n a a n ++-=-得2212124341①②k k k k a a k a a k -+-=-⎧⎪⎨+=-⎪⎩L L ,由②-①得,21212k k a a +-+=③由①得,2143656059()()()()奇偶S S a a a a a a a a -=-+-+-++-L (1117)30159********+⨯=++++==L . 由③得,3175119()()()奇S a a a a a a =++++++5957()21530a a ++=⨯=L , 所以60()217702301830奇奇奇偶偶S S S S S S =+=-+=+⨯=. 三、解答题(2016·新课标Ⅱ,17)(满分12分)S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28. 记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg99]=1. (Ⅰ)求b 1,b 11,b 101;(Ⅱ)求数列{b n }的前1 000项和. 解析:⑴设数列{}n a 的公差为d ,74728S a ==,∴44a =,∴4113a a d -==, ∴1(1)n a a n d n =+-=.∴[][]11lg lg10b a ===,[][]1111lg lg111b a ===, [][]101101lg lg1012b a ===.⑵记{}n b 的前n 项和为n T ,则1000121000T b b b =++⋅⋅⋅+[][][]121000lg lg lg a a a =++⋅⋅⋅+. 当0lg 1n a <≤时,129n =⋅⋅⋅,,,;当1lg 2n a <≤时,101199n =⋅⋅⋅,,,; 当2lg 3n a <≤时,100101999n =⋅⋅⋅,,,;当lg 3n a =时,1000n =. ∴1000091902900311893T =⨯+⨯+⨯+⨯=.(2016·新课标Ⅲ,17)(本小题满分12分)已知数列{}n a 的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0.(1) 证明{}n a 是等比数列,并求其通项公式; (2) 若53132S =,求λ. 解析:(1) 1,0n n S a λλ=+≠ ,0n a ∴≠当2n ≥时,11111n n n n n n n a S S a a a a λλλλ---=-=+--=-,即()11n n a a λλ--=, 0,0,10,n a λλ≠≠∴-≠ 即1λ≠,即()1,21n n a n a λλ-=≥-,∴{}n a 是等比数列,公比1q λλ=-, 当n =1时,1111S a a λ=+=,即111a λ=-,1111n n a λλλ-⎛⎫∴=⋅ ⎪--⎝⎭.(2)若53132S =, 则5551131113211S λλλλλλλ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦==-= ⎪-⎝⎭--, 1λ∴=- (2015·新课标Ⅰ,17)n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知n a >0,2243nn n a a S +=+.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和. 解析:(Ⅰ)当1n =时,211112434+3a a S a +=+=,因为0n a >,所以1a =3,当2n ≥时,2211n n n n a a a a --+--=14343n n S S -+--=4n a ,即111()()2()n n n n n n a a a a a a ---+-=+,因为0n a >,所以12n n a a --=,所以数列{n a }是首项为3,公差为2的等差数列,且n a =21n +. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,n b =1111()(21)(23)22123n n n n =-++++,则数列{n b }前n 项和为12n b b b +++ =1111111[()()()]235572123n n -+-++-++ =11646n -+.(2014·新课标Ⅰ,17)已知数列{n a }的前n 项和为n S ,1a =1,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,其中λ为常数.(Ⅰ)证明:2n n a a λ+-=;(Ⅱ)是否存在λ,使得{n a }为等差数列?并说明理由. 解析:(Ⅰ)由题设11n n n a a S λ+=-,1211n n n a a S λ+++=-,两式相减()121n n n n a a a a λ+++-=,由于0n a ≠,所以2n n a a λ+-= …………6分(Ⅱ)由题设1a =1,1211a a S λ=-,可得211a λ=-,由(Ⅰ)知31a λ=+ 假设{n a }为等差数列,则123,,a a a 成等差数列,∴1322a a a +=,解得4λ=; 证明4λ=时,{n a }为等差数列:由24n n a a +-=知数列奇数项构成的数列{}21m a -是首项为1,公差为4的等差数列2143m a m -=- 令21,n m =-则12n m +=,∴21n a n =-(21)n m =- 数列偶数项构成的数列{}2m a 是首项为3,公差为4的等差数列241m a m =- 令2,n m =则2nm =,∴21n a n =-(2)n m = ∴21n a n =-(*n N ∈),12n n a a +-=因此,存在存在4λ=,使得{n a }为等差数列. ………12分(2014·新课标Ⅱ,17)已知数列{a n }满足a 1 =1,a n +1 =3 a n +1.(Ⅰ)证明1{}2n a +是等比数列,并求{a n }的通项公式;(Ⅱ)证明:123111 (2)n a a a +++<.(2014·17).解析:(Ⅰ)证明:∵131n n a a +=+,∴1113()22n n a a ++=+,即:112312n n a a ++=+,又11322a +=,∴1{}2n a +是以32为首项,3为公比的等比数列.∴113322n n a -+=⋅,即312n n a -=.(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知312n n a -=,∴11231()3133n n n n n a -=≤=∈-N*,∴21211()11111131331[1()]133323213nn n n a a a -++⋅⋅⋅+≤+++⋅⋅⋅+==-<- 故:1211132n a a a ++⋅⋅⋅+<(2011·新课标Ⅰ、Ⅱ,17)等比数列{}n a 的各项均为正数,且212326231,9.a a a a a +==(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设31323log log log n n b a a a =+++L L ,求数列1{}nb 的前n 项和.解析:(Ⅰ)设数列{a n }的公比为q ,由23269a a a =得32349a a =所以219q =. 由条件可知a >0,故13q =. 由12231a a +=得12231a a q +=,所以113a =. 故数列{a n }的通项式为13n n a =.(Ⅱ )31323(1)log log log =(12)2n n n n b a a a n +=+++-+++=- , 故12112()(1)1n b n n n n =-=--++,121111111122((1)()())22311n nb b b n n n +++=--+-++-=-++ , 所以数列1{}nb 的前n 项和为21nn -+.。