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第1讲 数列的概念及简洁表示法
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式是an等于 ( )
A. B.cos
C.cos π D.cos π
解析 令n=1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D正确.
答案 D
2.(2022·开封摸底考试)数列{an}满足an+1+an=2n-3,若a1=2,则a8-a4=
( )
A.7 B.6 C.5 D.4
解析 依题意得(an+2+an+1)-(an+1+an)=[2(n+1)-3]-(2n-3),即an+2-an=2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4.
答案 D
3.数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则a6等于 ( )
A.3×44 B.3×44+1 C.45 D.45+1
解析 当n≥1时,an+1=3Sn,则an+2=3Sn+1,
∴an+2-an+1=3Sn+1-3Sn=3an+1,即an+2=4an+1,
∴该数列从其次项开头是以4为公比的等比数列.
又a2=3S1=3a1=3,∴an=
∴当n=6时,a6=3×46-2=3×44.
答案 A
4.设an=-3n2+15n-18,则数列{an}中的最大项的值是 ( )
A. B. C.4 D.0
解析 ∵an=-3+,由二次函数性质,得当n=2或3时,an最大,最大为0.
答案 D
5.(2022·东北三校联考)已知数列{an}的通项公式为an=n2-2λn(n∈N*),则“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
解析 若数列{an}为递增数列,则有an+1-an>0,即2n+1>2λ对任意的n∈N*都成立,于是有3>2λ,λ<.由λ<1可推得λ<,但反过来,由λ<不能得到λ<1,因此“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的充分不必要条件,故选A.
答案 A
二、填空题
6.(2021·大连双基测试)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n+1(n∈N*),则an=________.
解析 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1,当n=1时,a1=S1=4≠2×1+1,因此an=
答案
7.数列{an}中,a1=1,对于全部的n≥2,n∈N*,都有a1·a2·a3·…·an=n2,则a3+a5=________.
解析 由题意知:a1·a2·a3·…·an-1=(n-1)2,
∴an=(n≥2),∴a3+a5=+=.
答案
8.数列{an}中,已知a1=1,a2=2,an+1=an+an+2(n∈N*),则a7=________.
解析 由已知an+1=an+an+2,a1=1,a2=2,
能够计算出a3=1,a4=-1,a5=-2,a6=-1,a7=1.
答案 1
三、解答题
9.已知数列{an}中,an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0).
(1)若a=-7,求数列{an}的最大项和最小项的值;
(2)若对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,求实数a的取值范围.
解 (1)由于an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0),
又a=-7,所以an=1+.
结合函数f(x)=1+的单调性,
可知1>a1>a2>a3>a4,
a5>a6>a7>…>an>1(n∈N*).
所以数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.
(2)an=1+=1+.
由于对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,
结合函数f(x)=1+的单调性,
所以5<<6,解得-10<a<-8.
故实数a的取值范围是(-10,-8).
10.(2021·陕西五校模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=4an-p,其中p是不为零的常数.
(1)证明:数列{an}是等比数列;
(2)当p=3时,数列{bn}满足bn+1=bn+an(n∈N*),b1=2,求数列{bn}的通项公式.
(1)证明 由于Sn=4an-p,
所以Sn-1=4an-1-p(n≥2),
所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=4an-4an-1,
整理得=.
由Sn=4an-p,令n=1,得a1=4a1-p,解得a1=.
所以{an}是首项为,公比为的等比数列.
(2)解 当p=3时,由(1)知,an=,
由bn+1=bn+an,得bn+1-bn=,
当n≥2时,
可得bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1)
=2+=3-1,
当n=1时,上式也成立.
∴数列{bn}的通项公式为bn=3-1.
力量提升题组
(建议用时:25分钟)
11.数列{an}的通项an=,则数列{an}中的最大项是 ( )
A.3 B.19
C. D.
解析 由于an=,运用基本不等式得,≤,由于n∈N*,不难发觉当n=9或10时,an=最大.
答案 C
12.(2021·沈阳质量监测)已知数列{an}满足an+1=an-an-1(n≥2),a1=1,a2=3,记Sn=a1+a2+…+an,则下列结论正确的是 ( )
A.a2 014=-1,S2 014=2 B.a2 014=-3,S2 014=5
C.a2 014=-3,S2 014=2 D.a2 014=-1,S2 014=5
解析 由an+1=an-an-1(n≥2),知an+2=an+1-an,则an+2=-an-1(n≥2),
an+3=-an,…,an+6=an,又a1=1,a2=3,a3=2,a4=-1,a5=-3,a6=-2,所以当k∈N时,ak+1+ak+2+ak+3+ak+4+ak+5+ak+6=a1+a2+a3+a4+a5+a6=0,所以a2 014=a4=-1,S2 014=a1+a2+a3+a4=1+3+2+(-1)=5.
答案 D
13.(2022·山西四校联考)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-n,则an=________.
解析 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-n-2an-1+(n-1),
即an=2an-1+1,∴an+1=2(an-1+1),
∴数列{an+1}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列,∴an+1=2·2n-1=2n,∴an=2n-1.
答案 2n-1
14.设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a(a≠3),an+1=Sn+3n,n∈N+.
(1)设bn=Sn-3n,求数列{bn}的通项公式;
(2)若an+1≥an,n∈N+,求a的取值范围.
解 (1)依题意,Sn+1-Sn=an+1=Sn+3n,
即Sn+1=2Sn+3n,由此得Sn+1-3n+1=2(Sn-3n),
又S1-31=a-3(a≠3),故数列{Sn-3n}是首项为a-3,公比为2的等比数列,
因此,所求通项公式为bn=Sn-3n=(a-3)2n-1,n∈N+.
(2)由(1)知Sn=3n+(a-3)2n-1,n∈N+,
于是,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n+(a-3)2n-1-3n-1-(a-3)2n-2=2×3n-1+(a-3)2n-2,
当n=1时,a1=a不适合上式,
故an=
an+1-an=4×3n-1+(a-3)2n-2
=2n-2,
当n≥2时,an+1≥an⇔12·+a-3≥0⇔a≥-9.
又a2=a1+3>a1.
综上,所求的a的取值范围是[-9,+∞).
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