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2022年高考数学北京15

(5分)已知数列$\{a_{n}\}$的各项均为正数,其前$n$项和$S_{n}$满足$a_{n}\cdot S_{n}=9(n=1$,2,$\ldots )$.给出下列四个结论:
①$\{a_{n}\}$的第2项小于3;
②$\{a_{n}\}$为等比数列;
③$\{a_{n}\}$为递减数列;
④$\{a_{n}\}$中存在小于$\dfrac{1}{100}$的项.
其中所有正确结论的序号是  ①③④ .
分析:对于①,求出$a_{2}$即可得出结论;对于②,假设$\{a_{n}\}$为等比数列,推出矛盾即可得出结论;对于③,容易推得$a_{n} < a_{n-1}$;对于④,假设所有项均大于等于$\dfrac{1}{100}$,推出矛盾即可判断.
解答:解:对于①$n=1$时,可得$a_{1}=3$,当$n=2$时,由$a_{2}\cdot S_{2}=9$,可得$a_{2}\cdot (a_{1}+a_{2})=9$,可得$a_{2}=\dfrac{3(\sqrt{5}-1)}{2} < 3$,故①正确;
对于②,当$n\geqslant 2$时,由${S}_{n}=\dfrac{9}{{a}_{n}}$得${S}_{n-1}=\dfrac{9}{{a}_{n-1}}$,于是可得${a}_{n}=\dfrac{9}{{a}_{n}}-\dfrac{9}{{a}_{n-1}}$,即$\dfrac{{a}_{n}}{{a}_{n-1}}=\dfrac{9-{{a}_{n}}^{2}}{9}$,
若$\{a_{n}\}$为等比数列,则$n\geqslant 2$时,$a_{n+1}=a_{n}$,即从第二项起为常数,可检验$n=3$不成立,故②错误;
对于③,因为$a_{n}\cdot S_{n}=9$,$a_{n} > 0$,$a_{1}=3$,
当$n\geqslant 2$时,$S_{n}=\dfrac{9}{{a}_{n}}$,
所以$a_{n}=S_{n}-S_{n-1}=\dfrac{9}{{a}_{n}}-\dfrac{9}{{a}_{n-1}} > 0$,
所以$\dfrac{9}{{a}_{n}} > \dfrac{9}{{a}_{n-1}}$$\Rightarrow$$\dfrac{1}{{a}_{n}} > \dfrac{1}{{a}_{n-1}}\Rightarrow a_{n} < a_{n-1}$,
所以$\{a_{n}\}$为递减数列,故③正确;
对于④,假设所有项均大于等于$\dfrac{1}{100}$,取$n > 90000$,则${a}_{n}\geqslant \dfrac{1}{100},{S}_{n} > 900$,则$a_{n}S_{n} > 9$与已知矛盾,故④正确;
故答案为:①③④.
点评:本题考查命题的真假判断,考查数列的递推关系,考查逻辑推理能力,运算求解能力,属于较难题目.
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