资源描述
数列 综合练习题
1.若Sn是数列{an}的前n项和,则Sn=a1+a2+…+an,an=
2.若数列{an}为等差数列,则有:
(1)通项公式:an=a1+(n-1)d;
(2)前n项和:Sn=na1+=.
3.等差数列的常用性质
(1)若{an}为等差数列,且m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq.
(2)若Sn表示等差数列{an}的前n项和,则
Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等差数列.
一、选择题
1.在等差数列{an}中,a1+3a8+a15=120,则2a9-a10的值为( )
A.24 B.22
C.20 D.-8
答案 A
2.等差数列{an}的前n项和为Sn,若a3+a7+a11=6,则S13等于( )
A.24 B.25
C.26 D.27
答案 C
解析 ∵a3+a7+a11=6,∴a7=2,
∴S13==13a7=26.
3.设数列{an}、{bn}都是等差数列,且a1=25,b1=75,a2+b2=100,则a37+b37等于( )
A.0 B.37
C.100 D.-37
答案 C
解析 设数列{an},{bn}的公差分别为d,d′,
则a2+b2=(a1+d)+(b1+d′)
=(a1+b1)+(d+d′)
=100.
又∵a1+b1=100,∴d+d′=0.
∴a37+b37=(a1+36d)+(b1+36d′)
=(a1+b1)+36(d+d′)=100.
4.设{an}是公差为正数的等差数列,若a1+a2+a3=15,a1a2a3=80,则a11+a12+a13等于( )
A.120 B.105
C.90 D.75
答案 B
解析 ∵a1+a2+a3=3a2=15,∴a2=5.
∵a1=5-d,a3=5+d,d>0,
∴a1a2a3=(5-d)·5·(5+d)=80,
∴d=3,a1=2.
∴a11+a12+a13=3a12=3(a1+11d)
=3a1+33d=3×2+33×3=105.
5.若{an}为等差数列,Sn为其前n项和,若a1>0,d<0,S4=S8,则Sn>0成立的最大自然数n为( )
A.11 B.12
C.13 D.14
答案 A
解析 S4=S8⇒a5+a6+a7+a8=0⇒a6+a7=0,又a1>0,d<0,S12==0,n<12时,
Sn>0.
6.在等差数列{an}中,a1=-2 008,其前n项和为Sn,若-=2,则S2 012等于( )
A.-2 012 B.2 012
C.6 033 D.6 036
答案 D
解析 =a1+,
∴-=a1+d-a1-d
=d=2.
∴S2 012=2 012×(-2 008)+×2
=2 012×3=6 036.
二、填空题
7.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+n+1,则a6+a7+…+a10的值为________.
答案 80
解析 a6+a7+…+a10=S10-S5=111-31=80.
8.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sp=Sq(p,q∈N*且p≠q),则Sp+q=________.
答案 0
解析 设Sn=an2+bn,由Sp=Sq.
知ap2+bp=aq2+bq,∴p+q=-.
∴Sp+q=a(p+q)2+b(p+q)
=a(-)2+b(-)
=-=0.
9.等差数列{an}中,|a3|=|a9|,公差d<0,则使前n项和Sn取得最大值的自然数n是______.
答案 5或6
解析 d<0,|a3|=|a9|,∴a3>0,a9<0且a3+a9=0,
∴a6=0,∴a1>a2>…>a5>0,a6=0,0>a7>a8>….
∴当n=5或6时,Sn取到最大值.
10.已知数列{an}中,a1=20,an+1=an+2n-1,n∈N*,则数列{an}的通项公式an=________.
答案 n2-2n+21
解析 ∵an+1-an=2n-1, ∴a2-a1=1,a3-a2=3,…, an-an-1=2n-3,
n≥2. ∴an-a1=1+3+5+…+(2n-3). ∴an=20+=n2-2n+21.
三、解答题
11.甲、乙两物体分别从相距70 m的两处同时相向运动,甲第1分钟走2 m,以后每分钟比前1分钟多走1 m,乙每分钟走5 m.
(1)甲、乙开始运动后几分钟相遇?
(2)如果甲、乙到达对方起点后立即返回,甲继续每分钟比前1分钟多走1 m,乙继续每分钟走5 m,那么开始运动几分钟后第二次相遇?
解 (1)设n分钟后第1次相遇,依题意,
有2n++5n=70, 整理得n2+13n-140=0. 解之得n=7,n=-20(舍去).
第1次相遇是在开始运动后7分钟.
(2)设n分钟后第2次相遇,依题意,有
2n++5n=3×70, 整理得n2+13n-420=0. 解之得n=15,n=-28(舍去).
第2次相遇是在开始运动后15分钟.
12.已知公差大于零的等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a3·a4=117,a2+a5=22.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若数列{bn}是等差数列,且bn=,求非零常数c.
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,且d>0.
∵a3+a4=a2+a5=22,又a3·a4=117,
又公差d>0,∴a3<a4,∴a3=9,a4=13.
∴,∴,∴an=4n-3.
(2)由(1)知,Sn=n·1+·4=2n2-n, ∴bn==.
∴b1=,b2=,b3=.
∵{bn}是等差数列,∴2b2=b1+b3, ∴2c2+c=0,∴c=- (c=0舍去).
能力提升
13.在等差数列{an}中,a10<0,a11>0,且|a10|<a11,Sn为{an}的前n项的和,则下列结论正确的是( )
A.S1,S2,…,S10都小于零,S11,S12,…都大于零
B.S1,S2,…,S5都小于零,S6,S7,…都大于零
C.S1,S2,…,S20都小于零,S21,S22,…都大于零
D.S1,S2,…,S19都小于零,S20,S21,…都大于零
答案 D
解析 ∵S19==19a10<0, S20=.
而a1+a20=a10+a11,∵a10<0,a11>0且|a10|<a11, ∴a10+a11>0,
∴S20==10(a10+a11)>0. 又∵d=a11-a10>0. ∴Sn>0 (n≥20).
14.把自然数1,2,3,4,…按下列方式排成一个数阵.
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
11 12 13 14 15
……………………………
根据以上排列规律,数阵中第n (n≥3)行从左至右的第3个数是______________.
答案 -+3
解析 该数阵的第1行有1个数,第2行有2个数,…,第n行有n个数,则第n-1 (n≥3)行的最后一个数为=-,则第n行从左至右的第3个数为-+3.
常见的几种求和方法
1.等差数列的前n项和公式:Sn==na1+d.
2.等比数列前n项和公式:
(1)当q=1时,Sn=na1;
(2)当q≠1时,Sn==.
3.数列{an}的前n项和Sn=a1+a2+a3+…+an,则an=.
4.拆项成差求和经常用到下列拆项公式:
(1)=-;
(2)=(-);
(3)=-.
一、选择题
1.数列{an}的前n项和为Sn,若an=,则S5等于( )
A.1 B. C. D.
答案 B
解析 ∵an==-,
∴S5=(1-)+(-)+…+(-) =1-=.
2.数列{an}的通项公式an=,若前n项的和为10,则项数为( )
A.11 B.99 C.120 D.121
答案 C
解析 ∵an==-,
∴Sn=-1=10,∴n=120.
3.数列1,2,3,4,…的前n项和为( )
A.(n2+n+2)- B.n(n+1)+1-
C.(n2-n+2)- D.n(n+1)+2(1-)
答案 A
解析 1+2+3+…+(n+)
=(1+2+…+n)+(++…+) =+
=(n2+n)+1- =(n2+n+2)-.
4.已知数列{an}的通项an=2n+1,由bn=所确定的数列{bn}的前n项之和是( )
A.n(n+2) B.n(n+4) C.n(n+5) D.n(n+7)
答案 C
解析 a1+a2+…+an=(2n+4)=n2+2n.
∴bn=n+2,∴bn的前n项和Sn=.
5.已知Sn=1-2+3-4+…+(-1)n-1n,则S17+S33+S50等于( )
A.0 B.1 C.-1 D.2
答案 B
解析 S17=(1-2)+(3-4)+…+(15-16)+17=9,
S33=(1-2)+(3-4)+…+(31-32)+33=17,
S50=(1-2)+(3-4)+…+(49-50)=-25,
所以S17+S33+S50=1.
6.数列{an}满足a1,a2-a1,a3-a2,…,an-an-1是首项为1,公比为2的等比数列,那么an等于( )
A.2n-1 B.2n-1-1 C.2n+1 D.4n-1
答案 A
解析 由于an-an-1=1×2n-1=2n-1,
那么an=a1+(a2-a1)+…+(an-an-1)
=1+2+…+2n-1=2n-1.
二、填空题
7.一个数列{an},其中a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,那么这个数列的第5项是________.
答案 -6
8.在数列{an}中,an+1=,对所有正整数n都成立,且a1=2,则an=______.
答案
解析 ∵an+1=,∴=+.
∴是等差数列且公差d=.
∴=+(n-1)×=+=, ∴an=.
9.在100内所有能被3整除但不能被7整除的正整数之和是________.
答案 1 473
解析 100内所有能被3整除的数的和为:S1=3+6+…+99==1 683.
100内所有能被21整除的数的和为:S2=21+42+63+84=210.
∴100内能被3整除不能被7整除的所有正整数之和为
S1-S2=1 683-210=1 473.
10.数列{an}中,Sn是其前n项和,若a1=1,an+1=Sn (n≥1),则an=____________.
答案
解析 an+1=Sn,an+2=Sn+1,
∴an+2-an+1=(Sn+1-Sn)=an+1, ∴an+2=an+1 (n≥1).
∵a2=S1=,∴an=.
三、解答题
11.已知等差数列{an}满足:a3=7,a5+a7=26,{an}的前n项和为Sn.
(1)求an及Sn;
(2)令bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
解 (1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
因为a3=7,a5+a7=26,所以
解得所以an=3+2(n-1)=2n+1,Sn=3n+×2=n2+2n.
所以,an=2n+1,Sn=n2+2n.
(2)由(1)知an=2n+1 所以bn===·
=·, 所以Tn=·(1-+-+…+-)
=·(1-)=, 即数列{bn}的前n项和Tn=.
12.设数列{an}满足a1=2,an+1-an=3·22n-1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=nan,求数列{bn}的前n项和Sn.
解 (1)由已知,当n≥1时,an+1=[(an+1-an)+(an-an-1)+…+(a2-a1)]+a1=3(22n-1+22n-3+…+2)+2=22(n+1)-1.
而a1=2,符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=22n-1.
(2)由bn=nan=n·22n-1知
Sn=1·2+2·23+3·25+…+n·22n-1, ①
从而22·Sn=1·23+2·25+3·27+…+n·22n+1. ②
①-②得(1-22)Sn=2+23+25+…+22n-1-n·22n+1,
即Sn=[(3n-1)22n+1+2].
能力提升
13.在数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln,则an等于( )
A.2+ln n B.2+(n-1)ln n C.2+nln n D.1+n+ln n
答案 A
解析 ∵an+1=an+ln,
∴an+1-an=ln=ln=ln(n+1)-ln n.
又a1=2,
∴an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)=2+[ln 2-ln 1+ln 3-ln 2+ln 4-ln 3+…+ln n-ln(n-1)]=2+ln n-ln 1=2+ln n.
14.已知正项数列{an}的前n项和Sn=(an+1)2,求{an}的通项公式.
解 当n=1时,a1=S1,所以a1=(a1+1)2,
解得a1=1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2=(a-a+2an-2an-1),
∴a-a-2(an+an-1)=0,
∴(an+an-1)(an-an-1-2)=0.
∵an+an-1>0,∴an-an-1-2=0.
∴an-an-1=2.
∴{an}是首项为1,公差为2的等差数列.
∴an=1+2(n-1)=2n-1.
数列 章末复习课
一、选择题
1.在如图的表格中,每格填上一个数字后,使每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列,则a+b+c的值为( )
1
2
1
a
b
c
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 A
解析 由题意知,a=,b=,c=,
故a+b+c=1.
2.已知等比数列{an},a1=3,且4a1、2a2、a3成等差数列,则a3+a4+a5等于( )
A.33 B.72 C.84 D.189
答案 C
解析 由题意可设公比为q,则4a2=4a1+a3,
又a1=3,∴q=2. ∴a3+a4+a5=a1q2(1+q+q2) =3×4×(1+2+4)=84.
3.已知一个等比数列首项为1,项数为偶数,其奇数项和为85,偶数项之和为170,则这个数列的项数为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
答案 C
解析 设项数为2n,公比为q.
由已知S奇=a1+a3+…+a2n-1. ①
S偶=a2+a4+…+a2n. ②
②÷①得,q==2,
∴S2n=S奇+S偶=255==, ∴2n=8.
4.在公差不为零的等差数列{an}中,a1,a3,a7依次成等比数列,前7项和为35,则数列{an}的通项an等于( )
A.n B.n+1 C.2n-1 D.2n+1
答案 B
解析 由题意a=a1a7,即(a1+2d)2=a1(a1+6d),
得a1d=2d2.
又d≠0,∴a1=2d,S7=7a1+d=35d=35.
∴d=1,a1=2,an=a1+(n-1)d=n+1.
5.在数列{an}中,a1=1,anan-1=an-1+(-1)n (n≥2,n∈N+),则的值是( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 由已知得a2=1+(-1)2=2,
∴a3·a2=a2+(-1)3,∴a3=, ∴a4=+(-1)4,∴a4=3,
∴3a5=3+(-1)5,∴a5=, ∴=×=.
6.已知等比数列{an}的各项均为正数,数列{bn}满足bn=ln an,b3=18,b6=12,则数列{bn}前n项和的最大值等于( )
A.126 B.130 C.132 D.134
答案 C
解析 ∵{an}是各项不为0的正项等比数列,
∴{bn}是等差数列.
又∵b3=18,b6=12,∴b1=22,d=-2,
∴Sn=22n+×(-2)=-n2+23n, =-(n-)2+
∴当n=11或12时,Sn最大, ∴(Sn)max=-112+23×11=132.
二、填空题
7.三个数成等比数列,它们的和为14,积为64,则这三个数按从小到大的顺序依次为__________.
答案 2,4,8
解析 设这三个数为,a,aq.由·a·aq=a3=64,得a=4.
由+a+aq=+4+4q=14.解得q=或q=2.
∴这三个数从小到大依次为2,4,8.
8.一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项与奇数项和之比为32∶27,则这个等差数列的公差是____.
答案 5
解析 S偶=a2+a4+a6+a8+a10+a12;S奇=a1+a3+a5+a7+a9+a11.
则,∴S奇=162,S偶=192,
∴S偶-S奇=6d=30,d=5.
9.如果b是a,c的等差中项,y是x与z的等比中项,且x,y,z都是正数,则(b-c)logmx+(c-a)logmy+(a-b)logmz=______.
答案 0
解析 ∵a,b,c成等差数列,设公差为d,
则(b-c)logmx+(c-a)logmy+(a-b)logmz=-dlogmx+2dlogmy-dlogmz
=dlogm=dlogm1=0.
10.等比数列{an}中,S3=3,S6=9,则a13+a14+a15=________.
答案 48
解析 易知q≠1,∴,
∴=1+q3=3,∴q3=2. ∴a13+a14+a15=(a1+a2+a3)q12 =S3·q12=3×24=48.
三、解答题
11.设{an}是等差数列,bn=an,已知:b1+b2+b3=,b1b2b3=,求等差数列的通项an.
解 设等差数列{an}的公差为d,
则==an+1-an=d.
∴数列{bn}是等比数列,公比q=d.
∴b1b2b3=b=,∴b2=.
∴,解得或.当时,q2=16,∴q=4(q=-4<0舍去)
此时,bn=b1qn-1=·4n-1=22n-5. 由bn=5-2n=an,∴an=5-2n.
当时,q2=,∴q=
此时,bn=b1qn-1=2·n-1=2n-3=an,
∴an=2n-3. 综上所述,an=5-2n或an=2n-3.
12.已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d>0,且第二项、第五项、第十四项分别是一个等比数列的第二项、第三项、第四项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn= (n∈N*),Sn=b1+b2+…+bn,是否存在t,使得对任意的n均有Sn>总成立?若存在,求出最大的整数t;若不存在,请说明理由.
解 (1)由题意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2,整理得2a1d=d2.∵d>0,∴d=2
∵a1=1.∴an=2n-1 (n∈N*).
(2)bn===,
∴Sn=b1+b2+…+bn
= ==.
假设存在整数t满足Sn>总成立,
又Sn+1-Sn=-=>0, ∴数列{Sn}是单调递增的.
∴S1=为Sn的最小值,故<,即t<9. 又∵t∈Z,∴适合条件的t的最大值为8.
能力提升
13.已知数列{an}为等差数列,公差d≠0,其中ak1,ak2,…,akn恰为等比数列,若k1=1,k2=5,k3=17,求k1+k2+…+kn.
解 由题意知a=a1a17,
即(a1+4d)2=a1(a1+16d). ∵d≠0,由此解得2d=a1.
公比q===3.∴akn=a1·3n-1. 又akn=a1+(kn-1)d=a1,
∴a1·3n-1=a1. ∵a1≠0,∴kn=2·3n-1-1,
∴k1+k2+…+kn=2(1+3+…+3n-1)-n =3n-n-1.
14.设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式:
3tSn-(2t+3)Sn-1=3t (t>0,n=2,3,4,…).
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)设数列{an}的公比为f(t),作数列{bn},使b1=1,bn=f (n=2,3,4,…).求数列{bn}的通项bn;
(3)求和:b1b2-b2b3+b3b4-b4b5+…+b2n-1b2n-b2n·b2n+1.
(1)证明 由a1=S1=1,S2=1+a2,
得a2=,=.
又3tSn-(2t+3)Sn-1=3t, ① 3tSn-1-(2t+3)Sn-2=3t. ②
① -②,得3tan-(2t+3)an-1=0.
∴=,(n=2,3,…). ∴数列{an}是一个首项为1, 公比为的等比数列.
(2)解 由f(t)==+, 得bn=f=+bn-1.
∴数列{bn}是一个首项为1,公差为的等差数列. ∴bn=1+(n-1)=.
(3)解 由bn=,可知{b2n-1}和{b2n}是首项分别为1和,公差均为的等差数列.
于是b1b2-b2b3+b3b4-b4b5+…+b2n-1b2n-b2nb2n+1
=b2(b1-b3)+b4(b3-b5)+b6(b5-b7)+…+b2n(b2n-1-b2n+1)
=-(b2+b4+…+b2n)=-·n =-(2n2+3n).
数列 章末检测 (A)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)
1.{an}是首项为1,公差为3的等差数列,如果an=2 011,则序号n等于( )
A.667 B.668 C.669 D.671
答案 D
解析 由2 011=1+3(n-1)解得n=671.
2.已知等差数列{an}中,a7+a9=16,a4=1,则a12的值是( )
A.15 B.30 C.31 D.64
答案 A
解析 在等差数列{an}中,a7+a9=a4+a12,
∴a12=16-1=15.
3.等比数列{an}中,a2=9,a5=243,则{an}的前4项和为( )
A.81 B.120 C.168 D.192
答案 B
解析 由a5=a2q3得q=3.
∴a1==3,
S4===120.
4.等差数列{an}中,a1+a2+a3=-24,a18+a19+a20=78,则此数列前20项和等于( )
A.160 B.180 C.200 D.220
答案 B
解析 ∵(a1+a2+a3)+(a18+a19+a20)
=(a1+a20)+(a2+a19)+(a3+a18)
=3(a1+a20)=-24+78=54,
∴a1+a20=18.
∴S20==180.
5.数列{an}中,an=3n-7 (n∈N+),数列{bn}满足b1=,bn-1=27bn(n≥2且n∈N+),若an+logkbn为常数,则满足条件的k值( )
A.唯一存在,且为 B.唯一存在,且为3
C.存在且不唯一 D.不一定存在
答案 B
解析 依题意,
bn=b1·n-1=·3n-3=3n-2,
∴an+logkbn=3n-7+logk3n-2
=3n-7+(3n-2)logk
=n-7-2logk,
∵an+logkbn是常数,∴3+3logk=0,
即logk3=1,∴k=3.
6.等比数列{an}中,a2,a6是方程x2-34x+64=0的两根,则a4等于( )
A.8 B.-8 C.±8 D.以上都不对
答案 A
解析 ∵a2+a6=34,a2·a6=64,∴a=64,
∵a2>0,a6>0,∴a4=a2q2>0,∴a4=8.
7.若{an}是等比数列,其公比是q,且-a5,a4,a6成等差数列,则q等于( )
A.1或2 B.1或-2 C.-1或2 D.-1或-2
答案 C
解析 依题意有2a4=a6-a5,
即2a4=a4q2-a4q,而a4≠0,
∴q2-q-2=0,(q-2)(q+1)=0.
∴q=-1或q=2.
8.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S10∶S5=1∶2,则S15∶S5等于( )
A.3∶4 B.2∶3 C.1∶2 D.1∶3
答案 A
解析 显然等比数列{an}的公比q≠1,则由==1+q5=⇒q5=-,
故====.
9.已知等差数列{an}的公差d≠0且a1,a3,a9成等比数列,则等于( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 因为a=a1·a9,所以(a1+2d)2=a1·(a1+8d).所以a1=d.
所以==.
10.已知{an}为等差数列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,以Sn表示{an}的前n项和,则使得Sn达到最大值的n是( )
A.21 B.20 C.19 D.18
答案 B
解析 ∵(a2-a1)+(a4-a3)+(a6-a5)=3d,
∴99-105=3d.∴d=-2.
又∵a1+a3+a5=3a1+6d=105,∴a1=39.
∴Sn=na1+d=-n2+40n=-(n-20)2+400.
∴当n=20时,Sn有最大值.
11.设{an}是任意等比数列,它的前n项和,前2n项和与前3n项和分别为X,Y,Z,则下列等式中恒成立的是( )
A.X+Z=2Y B.Y(Y-X)=Z(Z-X)
C.Y2=XZ D.Y(Y-X)=X(Z-X)
答案 D
解析 由题意知Sn=X,S2n=Y,S3n=Z.
又∵{an}是等比数列,
∴Sn,S2n-Sn,S3n-S2n为等比数列,
即X,Y-X,Z-Y为等比数列,
∴(Y-X)2=X·(Z-Y),
即Y2-2XY+X2=ZX-XY,
∴Y2-XY=ZX-X2,
即Y(Y-X)=X(Z-X).
12.已知数列1,,,,,,,,,,…,则是数列中的( )
A.第48项 B.第49项
C.第50项 D.第51项
答案 C
解析 将数列分为第1组一个,第2组二个,…,第n组n个,
即,,,…,,
则第n组中每个数分子分母的和为n+1,则为第10组中的第5个,其项数为(1+2+3+…+9)+5=50.
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
13.-1与+1的等比中项是________.
答案 ±1
14.已知在等差数列{an}中,首项为23,公差是整数,从第七项开始为负项,则公差为______.
答案 -4
解析 由,解得-≤d<-,
∵d∈Z,∴d=-4.
15.“嫦娥奔月,举国欢庆”,据科学计算,运载“神六”的“长征二号”系列火箭,在点火第一秒钟通过的路程为2 km,以后每秒钟通过的路程都增加2 km,在达到离地面240 km的高度时,火箭与飞船分离,则这一过程大约需要的时间是________秒.
答案 15
解析 设每一秒钟通过的路程依次为a1,a2,a3,…,an,则数列{an}是首项a1=2,公差d=2的等差数列,由求和公式得na1+=240,即2n+n(n-1)=240,解得n=15.
16.等比数列{an}的公比为q,其前n项的积为Tn,并且满足条件a1>1,a99a100-1>0,<0.给出下列结论:①0<q<1;②a99a101-1<0;③T100的值是Tn中最大的;④使Tn>1成立的最大自然数n等于198.其中正确的结论是________.(填写所有正确的序号)
答案 ①②④
解析 ①中,⇒
⇒q=∈(0,1),∴①正确.
②中,⇒a99a101<1,∴②正确.
③中,⇒T100<T99,∴③错误.
④中,T198=a1a2…a198
=(a1a198)(a2a197)…(a99a100)
=(a99a100)99>1,
T199=a1a2…a198a199=(a1a199)…(a99a101)·a100
=a199100<1,∴④正确.
三、解答题(本大题共6小题,共74分)
17.(12分)已知{an}为等差数列,且a3=-6,a6=0.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若等比数列{bn}满足b1=-8,b2=a1+a2+a3,求{bn}的前n项和公式.
解 (1)设等差数列{an}的公差为d.
因为a3=-6,a6=0,
所以
解得a1=-10,d=2.
所以an=-10+(n-1)×2=2n-12.
(2)设等比数列{bn}的公比为q.
因为b2=a1+a2+a3=-24,b1=-8,
所以-8q=-24,q=3.
所以数列{bn}的前n项和公式为
Sn==4(1-3n).
18.(12分)已知等差数列{an}中,a3a7=-16,a4+a6=0,求{an}的前n项和Sn.
解 设{an}的公差为d,则
即
解得或
因此Sn=-8n+n(n-1)=n(n-9),
或Sn=8n-n(n-1)=-n(n-9).
19.(12分)已知数列{log2(an-1)} (n∈N*)为等差数列,且a1=3,a3=9.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:++…+<1.
(1)解 设等差数列{log2(an-1)}的公差为d.
由a1=3,a3=9,
得log2(9-1)=log2(3-1)+2d,则d=1.
所以log2(an-1)=1+(n-1)×1=n,
即an=2n+1.
(2)证明 因为==,
所以++…+
=+++…+
==1-<1.
20.(12分)在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n.
(1)设bn=.证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}的前n项和.
(1)证明 由已知an+1=2an+2n,
得bn+1===+1=bn+1.
∴bn+1-bn=1,又b1=a1=1.
∴{bn}是首项为1,公差为1的等差数列.
(2)解 由(1)知,bn=n,=bn=n.∴an=n·2n-1.
∴Sn=1+2·21+3·22+…+n·2n-1
两边乘以2得:2Sn=1·21+2·22+…+(n-1)·2n-1+n·2n,
两式相减得:-Sn=1+21+22+…+2n-1-n·2n
=2n-1-n·2n=(1-n)2n-1,
∴Sn=(n-1)·2n+1.
21.(12分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=Sn(n=1,2,3,…).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)当bn=log(3an+1)时,求证:数列{}的前n项和Tn=.
(1)解 由已知(n≥2),
得an+1=an(n≥2).
∴数列{an}是以a2为首项,以为公比的等比数列.
又a2=S1=a1=,
∴an=a2×()n-2(n≥2).
∴an=
(2)证明 bn=log(3an+1)=log[×()n-1]=n.
∴==-.
∴Tn=+++…+
=(-)+(-)+(-)+…+(-)
=1-=.
22.(14分)已知数列{an}的各项均为正数,对任意n∈N*,它的前n项和Sn满足Sn=(an+1)(an+2),并且a2,a4,a9成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=(-1)n+1anan+1,Tn为数列{bn}的前n项和,求T2n.
解 (1)∵对任意n∈N*,有Sn=(an+1)(an+2), ①
∴当n=1时,有S1=a1=(a1+1)(a1+2),
解得a1=1或2.
当n≥2时,有Sn-1=(an-1+1)(an-1+2). ②
①-②并整理得(an+an-1)(an-an-1-3)=0.
而数列{an}的各项均为正数,∴an-an-1=3.
当a1=1时,an=1+3(n-1)=3n-2,
此时a=a2a9成立;
当a1=2时,an=2+3(n-1)=3n-1,
此时a=a2a9不成立,舍去.
∴an=3n-2,n∈N*.
(2)T2n=b1+b2+…+b2n
=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1
=a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1)
=-6a2-6a4-…-6a2n
=-6(a2+a4+…+a2n)
=-6×=-18n2-6n.
15
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