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第五章 第4节
一、选择题
1.等差数列{an}的通项公式为an=2n+1,其前n项和为Sn,则数列{}的前10项的和为( )
A.120 B.70
C.75 D.100
[解析] ∵=n+2,∴{}的前10项和为10×3+=75.
[答案] C
2.(2022·新课标高考全国卷Ⅱ)等差数列{an}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{an}的前n项和Sn=( )
A.n(n+1) B.n(n-1)
C. D.
[解析] 由题意,得a2,a2+4,a2+12成等比数列,即(a2+4)2=a2(a2+12),解得a2=4,即a1=2,所以Sn=2n+×2=n(n+1).
[答案] A
3.(2021·北京师大附中统测)已知数列{an}:,+,++,+++,…,那么数列{bn}=的前n项和为( )
A.4 B.4
C.1- D.-
[解析] 由题意知an=+++…+==,bn==4,所以b1+b2+…+bn=4+4+…+4=4=4.
[答案] A
4.数列{an}的通项公式为an=(-1)n-1·(4n-3),则它的前100项之和S100等于( )
A.200 B.-200
C.400 D.-400
[解析] S100=(4×1-3)-(4×2-3)+(4×3-3)-…-(4×100-3)=4×[(1-2)+(3-4)+…+(99-100)]=4×(-50)=-200.
[答案] B
5.数列an=,其前n项之和为,则在平面直角坐标系中,直线(n+1)x+y+n=0在y轴上的截距为( )
A.-10 B.-9
C.10 D.9
[解析] 数列的前n项和为
++…+=1-==,
∴n=9,∴直线方程为10x+y+9=0.
令x=0,得y=-9,∴在y轴上的截距为-9.
[答案] B
6.已知等比数列{an}的各项均为不等于1的正数,数列{bn}满足bn=lg an,b3=18,b6=12,则数列{bn}的前n项和的最大值等于 ( )
A.126 B.130
C.132 D.134
[解析] bn+1-bn=lg an+1-lg an=lg =lg q(常数),
∴{bn}为等差数列.∴∴
由bn=-2n+24≥0,得n≤12,∴{bn}的前11项为正,第12项为零,从第13项起为负,∴S11、S12最大且S11=S12=132.
[答案] C
二、填空题
7.数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,a2=2,an+2-an=1+(-1)n (n∈N+),则S100=________.
[解析] 由an+2-an=1+(-1)n知a2k+2-a2k=2,
a2k+1-a2k-1=0,∴a1=a3=a5=…=a2n-1=1,数列{a2k}是等差数列,a2k=2k.
∴S100=(a1+a3+a5+…+a99)+(a2+a4+a6+…+a100)=50+(2+4+6+…+100)=50+=2 600.
[答案] 2 600
8.数列{an}的前n项和Sn=n2-4n+2,则|a1|+|a2|+…+|a10|=________.
[解析] 当n=1时,a1=S1=-1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-5.
∴an=.
令2n-5≤0,得n≤,∴当n≤2时,an<0,当n≥3时,
an>0,∴|a1|+|a2|+…+|a10|=-(a1+a2)+(a3+a4+…+a10)=S10-2S2=66.
[答案] 66
9.等比数列{an}的前n项和Sn=2n-1,则a+a+…+a=________.
[解析] 当n=1时,a1=S1=1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1-(2n-1-1)=2n-1,
又∵a1=1适合上式.∴an=2n-1,∴a=4n-1.
∴数列{a}是以a=1为首项,以4为公比的等比数列.
∴a+a+…+a==(4n-1).
[答案] (4n-1)
10.若数列{an}是正项数列,且++…+=n2+3n(n∈N+),则++…+=________.
[解析] 令n=1得=4,即a1=16,当n≥2时,=(n2+3n)-[(n-1)2+3(n-1)]=2n+2,所以an=4(n+1)2,当n=1时,也适合上式,所以an=4(n+1)2(n∈N*).于是=4(n+1),故++…+=2n2+6n.
[答案] 2n2+6n
三、解答题
11.(2021·乌鲁木齐第一次诊断)已知等比数列{an}和等差数列{bn}均是首项为2,各项为正数的数列,且b2=4a2,a2b3=6.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)求使<0.001成立的正整数n的最小值.
[解] (1)设{an}的公比为q,{bn}的公差为d,
依题意得
解得,或(舍)
∴an=()n-2,bn=2n.
(2)由(1)得abn=a2n=()2n-2,
∵abn<0.001,即()2n-2<0.001,
∴22n-2>1 000,
∴2n-2≥10,即n≥6,
∴满足题意的正整数n的最小值为6.
12.(2021·江南十校联考)已知直线ln:y=x-与圆Cn:x2+y2=2an+n交于不同的两点An、Bn,n∈N+,数列{an}满足:a1=1,an+1=|AnBn|2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解] (1)由题意知,圆Cn的圆心到直线ln的距离dn=,圆Cn的半径rn=,
∴an+1=(|AnBn|)2=r-d=(2an+n)-n=2an,
又a1=1,∴an=2n-1.
(2)当n为偶数时,Tn=(b1+b3+…+bn-1)+(b2+b4+…+bn)
=[1+5+…+(2n-3)]+(2+23+…+2n-1)
=+
=+(2n-1).
当n为奇数时,n+1为偶数,Tn+1=+(2n+1-1)=+(2n+1-1),
而Tn+1=Tn+bn+1=Tn+2n,
∴Tn=+(2n-2).
∴Tn=
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