高中数学竞赛题1.doc
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1、竞赛题12019年11月18日一填空题(共40小题)1设数列an满足,则数列an的前2020项之和为 2正项数列an满足:,设Tna1a2an,若,则的取值范围是 3记数列an的前n项和为Sn,已知2Snan+1n(an+1),且a25,若m,则实数m的取值范围 4已知数列an满足:,则a2019 5已知数列an的前n项和是Sn,且,则an (写出两个即可)6已知两个等差数列an、bn,它们的前n项和分别是Sn、Tn,若,则 7已知数列an的通项公式,则|a1a2|+|a2a3|+|a3a4|+|a9a10| 8若存在无穷数列an,bn满足:对于任意nN+,an+1,bn+1是方程x2(an+
2、bn)x+0的两根,且a101,b10,则b1 9已知yf(x),对任意实数x,y满足:f(x+y)f(x)+f(y)3()当nN*时求f(n)的表达式;()若b11,bn+1,求bn;()记,试证c1+c2+c20148910设数列an满足:a44,(an+1an2)(2an+1an)0(nN*),则a1的值小于4的概率为 11已知两个等差数列an和bn的前n项和分别为An和Bn,且,则使得为整数的个数是 12已知函数()求f(x)+f(1x),xR的值;()若数列an 满足anf(0)+f()+f()+f()+f(1)(nN*),求数列an 的通项公式;()若数列 bn 满足bn2n+1a
3、n,Sn是数列 bn 的前n项和,是否存在正实数k,使不等式knSn4bn对于一切的nN*恒成立?若存在,请求出k的取值范围;若不存在,请说明理由13在某个QQ群中有n名同学在玩一种叫“数字哈哈镜”的游戏这些同学编号依次为1,2,3,n在哈哈镜中,每个同学看到的像用数对(p,q)表示规则如下:编号为k的同学看到的像为(ak,ak+1),且满足ak+1akk(kN*),已知编号为1的同学看到的像为(5,6),则编号为4的同学看到的像为 ;某位同学看到的像为(195,q),其中q的值被遮住了,请你帮这位同学猜出q 14已知数列an中,an0且an22anSn+10,其中Sn为数列an的前n项和(1
4、)求证:Sn2是等差数列;(2)求证:anan+1(nN*)15求和: 16已知数列an中,a12,nN*,an0,数列an的前n项和为Sn,且满足an+1(1)求Sn的通项公式;(2)设bk是Sn中的按从小到大顺序组成的整数数列求b3;存在N(NN*),当nN时,使得在Sn中,数列bk有且只有20项,求N的范围17正整数按下列所示的规律排列,则上起2007,左起2008列的数是 18已知数列an的前n项和为Sn,a11,a22,an+2则满足2019Sm3000的正整数m的所有取值为 19数列an的前n项和为Sn,数列bn的前n项和为Tn,满足a12,且anbnn+1若对任意nN*,T2nT
5、n恒成立,则实数的最大值为 20已知等差数列an满足a1+a6+a112,则cos(a3+a9)的值为 21已知数列an满足an+13an+10,bnan4(n+1),若bn+1bn,则数列an的首项的取值范围为 22已知正项数列an的前n项和为Sn,且,则 23已知函数,数列an满足anf(n)(nN*),且数列an是单调递增数列,则实数a的取值范围是 24定义“等和数列”:在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和都为同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和已知数列an是等和数列,且a12,公和为5,这个数列的前2n1项和S2n1 25若数列an满足an+1,且对任意n
6、N*,有an+1an,则a1的取值范围是 26已知数列an,若ann2+kn+4,且对于任意nN*,都有an+1an,则实数k的取值范围是 27设等差数列an的前n项和为Sn,若S39,S525,则a2019 28已知数列bn是首项为6,公差为1的等差数列,数列an满足an+1an2n(nN*)且a1b9,则数列的最大值为 29已知数列an满足,则an的前10项和为 30正项等比数列an中,存在两项am,an(m,nN*)使得am,an16a12,且a7a6+2a5,则的最小值为 31已知两个等差数列an和bn的前n项和分别为Sn和Tn,且,则使得为整数的正整数n的个数是 32若数列an满足(
7、nN,d为常数),则称数列an为调和数列,已知数列为调和数列,且x1+x2+x20200,则x5+x16 33已知等差数列an的前n项和为Sn,若1a13,3a1+S36,则的取值范围是 34设等差数列an的前n项和为Sn,若1a43,3a101,则S12的取值范围为 35由正整数组成的数列an、bn中分别为递增的等差数列、等比数列a1b11,记cnan+bn,若存在正整数k(k2)满足ck1100,ck+11000,则ck 36正项数列an的前n项和Sn满足Sn若对于任意的nN*,都有ank成立,则整数k的最大值为 37已知数列an的前n项和为Sn,且an0,若不等式对任意的nN*恒成立,则
8、k的取值范围是 38已知点列P1(1,y1),P2(2,y2),P3(3,y3),Pn+1(n+1,yn+1)在x轴的投影为Q1,Q2,Qn+1,且点Pn+1满足y11,直线PnPn+1的斜率k2n则多边形P1Q1Qn+1Pn+1的面积为 39已知数列an是公差为d的等差数列,Sn是其前项和,若也是公差为d的等差数列,则an的通项为 40分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学分形的外表结构极为复杂,但其内部却是有规律可寻的一个数学意义上分形的生成是基于一个不断迭代的方程式,即一种基于递归的反馈系统下面我们用分形的方法来得到一系列图形,如图1,线段AB的长度为a,在线段AB上取两个点
9、C,D,使得ACDB,以CD为一边在线段AB的上方做一个正六边形,然后去掉线段CD,得到图2中的图形;对图2中的最上方的线段EF作相同的操作,得到图3中的图形;依此类推,我们就得到了以下一系列图形:记第n个图形(图1为第1个图形)中的所有线段长的和为Sn,现给出有关数列Sn的四个命题:数列Sn是等比数列;数列Sn是递增数列;存在最小的正数a,使得对任意的正整数n,都有Sn2018;存在最大的正数a,使得对任意的正整数n,都有Sn2018其中真命题的序号是 (请写出所有真命题的序号)竞赛题1参考答案与试题解析一填空题(共40小题)1设数列an满足,则数列an的前2020项之和为910101【解答
10、】解:由题意,当n1时,a32a2+3a1,即2a2+919,a25将递推式两边同时加上an+1,可得:an+2+an+13an+1+3an3(an+1+an)构造数列bnan+1+an,则有b1a2+a15+38,很明显数列bn是以8为首项,3为公比的等比数列bn83n1,nN*S2020a1+a2+a3+a4+a5+a6+a2019+a2020b1+b3+b5+b20198+832+834+8320188(1+9+92+91009)8910101故答案为:910101【点评】本题主要考查三项递推式的变形及构造新数列的问题,然后转化数列求和考查了等比数列求和问题本题属综合性较强的中档题2正项
11、数列an满足:,设Tna1a2an,若,则的取值范围是(10,11)【解答】解:,n2k(kN*)时,可得:a2k+1a2k22kn2k1(kN*)时,可得:22k1,a2k1a2k+12,a1a3a1925n2k+1(kN*)时,可得22k+1a2ka2k+224k+1,a2a3a2025+13+372105设Tna1a2an,2110,化为:2110,解得:1011则的取值范围是(10,11)故答案为:(10,11)【点评】本题考查了数列递推关系、分类讨论方法、方程与不等式的解法、等差数列的通项公式与求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题3记数列an的前n项和为Sn,已知2Snan
12、+1n(an+1),且a25,若m,则实数m的取值范围m2【解答】解:当n2时,2(a1+a2)a2+12(a2+1);解得a13;2Sn+1an+1+1(n+1)(an+1+1)2Snan+1n(an+1),整理可得;化简为,即an2n+1;数列an是以3为首项,2为公差的等差数列;令;则;当n1时,可知T2T1;当n2时,可知Tn+1Tn;数列Tn的最大项为T22;实数m的取值范围是:m2【点评】本题考查了通过递推式求通项公式,判断数列的递增递减,涉及累加法,作差法,属中档题4已知数列an满足:,则a2019【解答】解:由得,为等差数列,又1,1,故答案为:【点评】本题考查数列递推公式,等
13、差数列知识,属于中档题5已知数列an的前n项和是Sn,且,则an(1)n1或2n1(写出两个即可)【解答】解:由已知,得4S1(a1+1)2,(a11)20,a11又由得4Sn(an+1)2(an1+1)2,即(an1)2,an1an1+1或an1(an1+1),即anan12(常数)或(常数),当anan12(常数)时,数列an是以1为首项,2为公差的等差数列,所以an1+2(n1)2n1;当(常数)时,数列an是以1为首项,1为公比的等比数列,所以故答案为:(1)n1或2n1【点评】此题是常规题型,考察了递推关系以及等差和等比数列定义,属于较容易的题目6已知两个等差数列an、bn,它们的前
14、n项和分别是Sn、Tn,若,则【解答】解:因为,所以设Sn(2n2+3n)k,Tn(3n2n)k,则故答案为:【点评】本题考查了等差数列的前n项和,考查了等差数列前n项和与二次函数的关系属于基中档题7已知数列an的通项公式,则|a1a2|+|a2a3|+|a3a4|+|a9a10|101【解答】解:令bn|anan+1|4n11|,则所求式子为bn的前9项和s9其中b17,b23,从第三项起,是一个以1为首项,4为公差的等差数列,故答案为:101【点评】本题考查的是数列求和,关键在于把所求式子转换成为等差数列的前n项和,另外,带有绝对值的数列在求和时要注意里面的特殊项8若存在无穷数列an,bn
15、满足:对于任意nN+,an+1,bn+1是方程x2(an+bn)x+0的两根,且a101,b10,则b1512【解答】解:an+1,bn+1是方程x2(an+bn)x+0的两根,可得an+1+bn+1(an+bn),an+1bn+1,即有an+1+bn+1(a1+b1),an+1bn+1(a1b1),若a1,b10,可得an,bn0,由an+1+bn+12,可得(a1+b1)2(a1b1),对于给定的a1,b1,这显然是不可能的对于任意的n成立;同样可以证明an0,bn0,也不可能同时成立,所以a101,可得b100,倒推可得a1+b129(a10+b10),a1b1(a10b10),所以a1
16、0,b129512故答案为:512【点评】本题考查了数列递推关系、等比数列的通项公式、分类讨论方法,考查了推理能力与计算能力,属于难题9已知yf(x),对任意实数x,y满足:f(x+y)f(x)+f(y)3()当nN*时求f(n)的表达式;()若b11,bn+1,求bn;()记,试证c1+c2+c201489【解答】(I)解:令xy,则f(1)232435f(n+1)f(n)532f(n)f(1)+2(n1)2n+3(II)解:bn+1,2n+1+1+3+5+(2n1)n2(nN*)(III)证明:cn,c1+c2+c20141+2+1245189【点评】本题考查了抽象函数的性质、等差数列的通
17、项公式、“累加求和”,考查了放缩法、不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题10设数列an满足:a44,(an+1an2)(2an+1an)0(nN*),则a1的值小于4的概率为【解答】解:若,(an+1an2)(2an+1an)0,则an+1an20或2an+1an0,即an+1an2或2an+1an,分别取n1,2,则a3a22,a2a12或a22a3,a12a2,当a38时,a26或a216,当a26时,a14或a112,当a216时,a114或a132,则a1的值小于4的概率为,故答案为:【点评】本题主要考查数列的递推公式的应用,以及古典概型的概率计算,综合性较强11已知两个等
18、差数列an和bn的前n项和分别为An和Bn,且,则使得为整数的个数是7【解答】解:,5+要使Z,只要Z即可,n+1为24的正约数,即2,3,4,6,8,12,24,共有7个故答案为:7【点评】本题主要考查等差数列通项公式以及前n项和公式的应用,利用等差数列的性质进行转化是解决本题的关键12已知函数()求f(x)+f(1x),xR的值;()若数列an 满足anf(0)+f()+f()+f()+f(1)(nN*),求数列an 的通项公式;()若数列 bn 满足bn2n+1an,Sn是数列 bn 的前n项和,是否存在正实数k,使不等式knSn4bn对于一切的nN*恒成立?若存在,请求出k的取值范围;
19、若不存在,请说明理由【解答】解:()数,f(x)+f(1x)+1()anf(0)+f()+f()+f()+f(1)(nN*),由(),知f(x)+f(1x)1+,得2an(n+1),()bn2n+1an,bn(n+1)2n,Sn221+322+423+(n+1)2n,2Sn222+323+424+(n+1)2n+1,得Sn4+22+23+2n(n+1)2n+1,即,要使不等式knSn4bn对于一切的nN*恒成立,即kn22n20对于一切的nN*恒成立k对一切的nN*恒成立,令f(n),(n+1)+在nN*是单调递增的,(n+1)+的最小值为2+,f(n)min4,k4【点评】本题考查数列通项公
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