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数列求和
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.设数列{an}的前n项和为Sn,且an=-2n+1,则数列{}的前11项和为
( )
A.-45 B.-50
C.-55 D.-66
解析:Sn==-n2,即=-n,则数列{}的前11项和为-1-2-3-4-…-11=-66.
答案:D
2.若Sn=1-2+3-4+…+(-1)n-1n,则S17+S33+S50等于
( )
A.1 B.-1
C.0 D.2
解析:S2n=-n,S2n+1=S2n+a2n+1=-n+2n+1=n+1,
∴S17+S33+S50=9+17-25=1.
答案:A
3.数列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n项和Sn>1020,那么n的最小值是
( )
A.7 B.8
C.9 D.10
解析:an=1+2+22+…+2n-1=2n-1,
∴Sn=(21+22+…+2n)-n=-n=2n+1-2-n.
Sn>1020 即2n+1-2-n>1020.
∵210=1024,1024-2-9=1013<1020.
故nmin=10.
答案:D
4.已知数列{}的前n项和为Sn,则Sn等于
( )
A.0 B.1[来源:高考%资源网 KS%5U]
C. D.2
解析:∵==-
∴Sn=(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)+(-)
=1+--.
∴Sn= (1+--)=.
答案:C
5.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,S10>0且S11=0,若Sn≤Sk对n∈N*恒成立,则正整数k的构成集合为
( )
A.{5} B.{6}
C.{5,6} D.{7}
解析:由S10>0,且S11=0得
S10=>0⇒a1+a10=a5+a6>0
S11==0⇒a1+a11=2a6=0,故可知{an}为递减数列且a6=0,所以S5=S6≥Sn,即k=5或6.
答案:C
6.数列{an}的通项an=n2(cos2-sin2),其前n项和为Sn,则S30为
( )
A.470 B.490
C.495 D.510
解析:an=n2·cosπ,a1=12·(-),a2=22(-),a3=32,a4=42(-),
…
S30=(-)(12+22-2·32+42+52-2·62+…+282+292-2·302)=(-)(3k-2)2+(3k-1)2-2·(3k)2]=(-)(-18k+5)=-[-18·+50]=470.
答案:A
二、填空题(每小题5分,共20分)
7.数列{an}的通项公式为an=n+2n(n=1,2,3,…),则{an}的前n项和Sn=__________.
解析:由题意得数列{an}的前n项和等于(1+2+3+…+n)+(2+22+23+…+2n)=+=+2n+1-2.
答案:+2n+1-2[来源:高考%资源网 KS%5U]
8.数列,,,…的前n项和等于________.
解析:an==
∴Sn=
==-.
答案:-
9.已知数列{an}的通项公式为an=2n-1+1,则a1C+a2C+a3C+…+an+1C=________.
解析:a1C+a2C+…+an+1C=(20+1)C+(21+1)C+(22+1)C+…+(2n+1)C=20C+21C+22C+…+2nC+C+C+…+C=(2+1)n+2n=3n+2n.
答案:2n+3n
10.倒序相加
三、解答题(共50分)
11.(15分)求和:(1)++…+.
(2)+++…+.
解:(1)∵=(-)
∴原式=(1-)+(-)+…+(-)=(1-+-+…+-)
=(1-)=.
(2)∵==-
∴原式=-+-+…+-[来源:高考%资源网 KS%5U]
=1-.
12.(15分)已知数列{an},{bn}满足a1=2,2an=1+anan+1,bn=an-1,数列{bn}的前n项和为Sn,Tn=S2n-Sn.
(1)求数列{bn}的通项公式;
(2)求证:Tn+1>Tn;
解:(1)由bn=an-1得an=bn+1,代入2an=1+anan+1,得2(bn+1)=1+(bn+1)(bn+1+1),整理,得bnbn+1+bn+1-bn=0,从而有-=1,∵b1=a1-1=2-1=1,
∴{}是首项为1,公差为1的等差数列,
∴=n,即bn=.
(2)∵Sn=1++…+,
∴Tn=S2n-Sn=++…+,
Tn+1=++…+++,
Tn+1-Tn=+->+-=0,(∵2n+1<2n+2)
∴Tn+1>Tn.
13.(20分)(2009·全国卷Ⅰ)在数列{an}中,a1=1,an+1=(1+)an+.
(1)设bn=,求数列{bn}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
解:(1)由已知得b1=a1=1,且=+,
即bn+1=bn+,
从而b2=b1+,
b3=b2+,
…
bn=bn-1+(n≥2),
于是bn=b1+++…+=2-(n≥2).
又b1=1,故所求数列{bn}的通项公式为bn=2-.
(2)由(1)知an=n(2-)=2n-.
令Tn=,则2Tn=,
于是Tn=2Tn-Tn=-=4-.
又(2k)=n(n+1),所以Sn=n(n+1)+-4.
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