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- 2021-05-10 发布
课时冲关练(十二)
数列的通项与求和
(45分钟 80分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2014·茂名模拟)数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则a6=
( )
A.3×44 B.3×44+1
C.44 D.44+1
【解析】选A.因为an+1=3Sn,所以an=3Sn-1(n≥2),
两式相减得:an+1-an=3an,
即=4(n≥2),
所以数列a2,a3,a4,…构成以a2=3S1=3a1=3为首项,公比为4的等比数列,
所以a6=a2·44=3×44.
【误区警示】本题易误以为数列是等比数列而致误.
2.在等比数列{an}中,a1+an=34,a2·an-1=64,且前n项和Sn=62,则项数n等于
( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】选B.在等比数列中,a2an-1=a1an=64,
又a1+an=34,解得a1=2,an=32或a1=32,an=2.
当a1=2,an=32时,
Sn===62,
解得q=2,
又an=a1qn-1,
所以2×2n-1=2n=32,
解得n=5.
同理当a1=32,an=2时,
解得n=5.
综上项数n等于5.
3.(2014·潮州模拟)如果数列{an}的前n项和Sn=an-3,那么这个数列的通项公式是 ( )
A.an=2(n2+n+1) B.an=3·2n
C.an=3n+1 D.an=2·3n
【解析】选D.因为Sn=an-3,
则Sn-1=an-1-3(n≥2),
所以Sn-Sn-1=an=an-an-1,
即an=3an-1(n≥2).
a1=S1=a1-3,解得:a1=6,
故{an}是以6为首项,公比为3的等比数列,
所以an=6×3n-1=2·3n.故选D.
4.(2014·济南模拟)已知函数f(n)=n2cos(nπ),且an=f(n),则a1+a2+a3+…+a100=
( )
A.0 B.100 C.5050 D.10200
【解题提示】把n的取值代入f(n)表示出数列的项重新组合,找出规律求解.
【解析】选C.
a1+a2+a3+…+a100=-12+22-32+42-…-992+1002
=(22-12)+(42-32)+…+(1002-992)=3+7+…+199==5050.
5.已知{an},{bn}均为等差数列,其前n项和分别为Sn和Tn,若=,则的值是 ( )
A. B.2 C. D.无法确定
【解析】选B.等差数列的前n项和Sn=an2+bn,
故可设Sn=(2n+2)·kn,Tn=(n+3)·kn,
a10=S10-S9,
所以a10=S10-S9=40k,b9=T9-T8=20k,
所以=2.
【误区警示】忽略等差数列前n项和公式的函数特点,如只根据比例的性质,设Sn=k(2n+2),Tn=k(n+3),或者有同学审题出问题,没有注意下标的不同皆会导致错解.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.(2014·揭阳模拟)已知等差数列{an}的公差不为零,a1=25,且a1,a11,a13成等比数列,则a1+a4+a7+…+a3n-2= .
【解题提示】设出公差d,利用a1,a11,a13成等比数列,求得d,可得通项公式,{a3n-2}构成新的等差数列,确定新数列的公差与项数,然后利用公式求和.
【解析】设{an}的公差为d.
由题意,=a1a13,
即(a1+10d)2=a1(a1+12d).
于是d(2a1+25d)=0.
又a1=25,所以d=0(舍去),d=-2.
故an=-2n+27,a3n-2=-6n+31.
令Sn=a1+a4+a7+…+a3n-2
=
=(-6n+56)=-3n2+28n.
答案:-3n2+28n
7.现有一根n节的竹竿,自上而下每节的长度依次构成等差数列,最上面一节长为10cm,最下面的三节长度之和为114cm,第6节的长度是首节与末节长度的等比中项,则n= ______.
【解析】设对应的数列为{an},公差为d(d>0),
由题意知a1=10,an+an-1+an-2=114,
=a1an,
由an+an-1+an-2=114
得3an-1=114,解得an-1=38,
即(a1+5d)2=a1(an-1+d),
即(10+5d)2=10(38+d),解得d=2(负值舍去),
所以an-1=a1+(n-2)d=38,
即10+2(n-2)=38,解得n=16.
答案:16
8.(2014·南昌模拟)已知分别以d1和d2为公差的等差数列{an}和{bn}满足a1=18,b14=36,ak=bk=0,且数列a1,a2,…,ak,bk+1,bk+2,…,b14,…(k<14)的前n项和Sn满足S14=2Sk,则an+bn= .
【解析】由S14=2Sk,得Sk=S14-Sk,
因为ak=bk=0,Sk=S14-Sk-1
所以×k=×(14-k+1),
则9k=18×(15-k),得k=10,
d1==-2,d2==9,
则an=-2n+20,bn=9n-90,
即有an+bn=7n-70.
答案:7n-70
三、解答题(9题12分,10~11题每题14分,共40分)
9.(2014·韶关模拟)已知数列{an}满足:a1=20,a2=7,an+2-an=-2(n∈N*).
(1)求a3,a4,并求数列{an}的通项公式.
(2)记数列{an}的前2n项和为S2n,当S2n取最大值时,求n的值.
【解题提示】该数列不是一个统一的等差数列,是分奇数项、偶数项两个不同的等差数列,所以要分类讨论;第(2)题求最值时可表示出S2n,利用二次函数的性质求解.也要注意其个性,自变量只能取非零自然数.
【解析】(1)因为a1=20,a2=7,an+2-an=-2,
所以a3=18,a4=5.
由题意可得数列{an}奇数项、偶数项分别是以-2为公差的等差数列,
当n为奇数时,an=a1+×(-2)=21-n,
当n为偶数时,an=a2+×(-2)=9-n,
所以an=
(2)S2n=a1+a2+…+a2n
=(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+…+a2n)
=na1+×(-2)+na2+×(-2)
=-2n2+29n.
结合二次函数的性质可知,当n=7时最大.
10.(2014·中山模拟)数列{an}的前n项和为Sn,Sn+an=-n2-n+1(n∈N*).
设bn=an+n,
(1)证明:数列{bn}是等比数列.
(2)求数列{nbn}的前n项和Tn.
(3)若cn=-an,P=.求不超过P的最大整数的值.
【解析】(1)因为an+Sn=-n2-n+1,
所以①当n=1时,2a1=-1,则a1=-,
②当n≥2时,an-1+Sn-1=-(n-1)2-(n-1)+1,
所以2an-an-1=-n-1,即2(an+n)=an-1+n-1,
所以bn=bn-1(n≥2),而b1=a1+1=,
所以数列{bn}是首项为,公比为的等比数列,
所以bn=.
(2)由(1)得nbn=,
所以①Tn=++++…++
②2Tn=1++++…++
②-①得:Tn=1+++…+-
Tn=-=2-.
(3)由(1)知an=-n,
所以cn=n,
所以=
==1+-
=1+=1+-,
所以P=+++…
++1+-=2014+1-=2015-,
故不超过P的最大整数为2014.
11.(2014·广东高考)设数列的前n项和为Sn,满足Sn=2nan+1-3n2-4n,n∈N*,且S3=15.
(1)求a1,a2,a3的值.
(2)求数列{an}的通项公式.
【解题提示】(1)取n=1,n=2,结合S3=15列方程组求a1,a2,a3.
(2)利用an=Sn-Sn-1(n≥2),先猜出an,再用数学归纳法给出证明.
【解析】(1)由已知得
解得a1=3,a2=5,a3=7.
(2)猜测an=2n+1.
由Sn=2nan+1-3n2-4n得
Sn-1=2(n-1)an-3(n-1)2-4(n-1)(n≥2),
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,
所以两式相减,
整理得an=2nan+1-2(n-1)an-6n-1,
an+1=an+,
建立an与an+1的递推关系(n∈N*);
因为当n=1时,a1=3,
假设ak=2k+1成立,那么n=k+1时,
ak+1=ak+=(2k+1)+
=2k+3=2(k+1)+1,
对于n∈N*,有an=2n+1,
数列{an}的通项公式为an=2n+1.
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