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1、
專題能力提升練(三) 數(shù)列
一、選擇題(每小題5分)
1.已知數(shù)列{an}是公差不為0的等差數(shù)列,且a2+a6=a8,則=( )
A.8 B.6
C.5 D.3
解析:在等差數(shù)列中,由a2+a6=a8得2a1+6d=a1+7d,得a1=d≠0,所以====3.
答案:D
2.已知公差不為0的等差數(shù)列{an}的前21項(xiàng)的和等于前8項(xiàng)的和.若a8+ak=0,則k=( )
A.20 B.21
C.22 D.23
解析:設(shè)Sn為{an}的前n項(xiàng)和,∵S21=S8,∴S14=S15,即a15=0,∴a8+a22=2a15=0,又∵a8
2、+ak=0,∴k=22.
答案:C
3.已知等差數(shù)列{an}單調(diào)遞增且滿足a1+a10=4,則a8的取值范圍是( )
A.(2,4) B.(-∞,2)
C.(2,+∞) D.(4,+∞)
解析:由題知{an}的公差d>0,a1+a10=a6-5d+a10=2a8-5d=4,所以a8=2+d>2.
答案:C
4.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-2n+2,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=2n-3 B.a(chǎn)n=2n+3
C.a(chǎn)n= D.a(chǎn)n=
解析:當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=1;當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2n-3.由于
3、當(dāng)n=1時(shí),a1的值不適合n≥2的解析式,故選C.
答案:C
5.已知正項(xiàng)數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,2a=a+a(n≥2),則a6等于( )
A.16 B.8
C.2 D.4
解析:由2a=a+a(n≥2)可知數(shù)列{a}是等差數(shù)列,且以a為首項(xiàng),以d=a-a=4-1=3為公差,所以數(shù)列{a}的通項(xiàng)公式為a=1+3(n-1)=3n-2,所以a=3×6-2=16,即a6=4,故選D.
答案:D
6.已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,首項(xiàng)為a1,且,an,Sn成等差數(shù)列.則a5=( )
A.4 B.8
C.16 D.32
解析:由題意知2
4、an=Sn+,an>0,當(dāng)n=1時(shí),2a1=a1+,∴a1=.當(dāng)n≥2時(shí),Sn=2an-,Sn-1=2an-1-,
兩式相減得an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,整理得=2,∴數(shù)列{an}是以為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,an=×2n-1=2n-2,∴a5=8.
答案:B
7.已知數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正整數(shù),其前n項(xiàng)和為Sn.若an+1=,且S3=29,則a1=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解析:當(dāng)a1=4時(shí),a2=2,a3=1,S3=7,排除A;當(dāng)a1=5時(shí),a2=16,a3=8,S3=29,B符合題意,故選B.
答案:B
8.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為
5、Sn,a1=1,且對(duì)任意正整數(shù)n,點(diǎn)(an+1,Sn)在直線2x+y-2=0上,則a10=( )
A.512 B.1 024
C. D.
解析:因?yàn)辄c(diǎn)(an+1,Sn)在直線2x+y-2=0上,所以2an+1+Sn-2=0.當(dāng)n>1時(shí),2an+Sn-1-2=0,兩式相減得2an+1-2an+Sn-Sn-1=0,即2an+1-2an+an=0,所以an+1=an.又當(dāng)n=1時(shí),2a2+S1-2=2a2+a1-2=0,a2==a1,所以{an}是首項(xiàng)a1=1,公比q=的等比數(shù)列,所以a10=9=.
答案:C
9.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S2=10,S5=55,
6、則過(guò)點(diǎn)P(n,an)和Q(n+2,an+2)(n∈N*)的直線的斜率是( )
A.4 B.3
C.2 D.1
解析:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,因?yàn)镾2=2a1+d=10,S5=(a1+a5)=5(a1+2d)=55,所以d=4,所以kPQ===d=4,故選A.
答案:A
10.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,其中m≥2,則nSn的最小值為( )
A.-3 B.-5
C.-6 D.-9
解析:由已知得,am=Sm-Sm-1=2(m≥2),am+1=Sm+1-Sm=3,因?yàn)閿?shù)列{an}為等差數(shù)列,所以公差d=am+1-a
7、m=1.又Sm==0,所以m(a1+2)=0,因?yàn)閙≠0,所以a1=-2,故Sn=-2n+=,即nSn=,令f(x)=(x>0),則f ′(x)=x2-5x,令f ′(x)>0,得x>,
令f ′(x)<0,得0
8、-2=2k-1,②
當(dāng)n=2k+1(k∈N*)時(shí),a2k+1+a2k=2k+1,③
①+②得,a2k+a2k-2=4k-1,③-①得,a2k+1+a2k-1=1,
∴S40=(a1+a3+a5+…+a39)+(a2+a4+a6+a8+…+a40)=1×10+(7+15+23+…+79)=10+7×10+×8=440.
答案:440
12.設(shè)正項(xiàng)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S3=3,S9-S6=12,則S6=__________.
解析:在等比數(shù)列{an}中,S3,S6-S3,S9-S6成等比數(shù)列,即3,S6-3,12成等比數(shù)列,所以(S6-3)2=3×12=36,所以S6-
9、3=±6,所以S6=9或S6=-3(舍去).
答案:9
13.在數(shù)列{an}中,若a1=1,an+1=2an+3(n≥1),則該數(shù)列的通項(xiàng)an=__________.
解析:因?yàn)閍n+1=2an+3,所以an+1+3=2an+3+3=2(an+3),即數(shù)列{an+3}是以a1+3=4為首項(xiàng),以q=2為公比的等比數(shù)列,所以數(shù)列的通項(xiàng)an+3=4×2n-1=2n+1,所以an=2n+1-3.
答案:2n+1-3
14.已知函數(shù)f(n)=n2cos(nπ),且an=f(n)+f(n+1),則a1+a2+a3+…+a100=__________.
解析:因?yàn)閒(n)=n2cos(nπ),所
10、以a1+a2+a3+…+a100=[f(1)+f(2)+…+f(100)]+[f(2)+…+f(101)],
f(1)+f(2)+…+f(100)=-12+22-32+42-…-992+1002=(22-12)+(42-32)+…+(1002-992)=3+7+…+199==5 050,
f(2)+…+f(101)=22-32+42-…-992+1002-1012=(22-32)+(42-52)+…+(1002-1012)=-5-9-…-201==-5 150,
所以a1+a2+a3+…+a100=[f(1)+f(2)+…+f(100)]+[f(2)+…+f(101)]=-5 150+5
11、 050=-100.
答案:-100
15.對(duì)于一切實(shí)數(shù)x,令[x]為不大于x的最大整數(shù),則函數(shù)f(x)=[x]稱為高斯函數(shù)或取整函數(shù).若an=f,n∈N*,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,則S3n=__________.
解析:當(dāng)n=3k,n=3k+1,n=3k+2時(shí),均有an=f=,所以
=3××(n-1)+n=n2-n.
答案:n2-n
三、解答題(第16,17,18,19題每題12分,第20題13分,第21題14分)
16.在數(shù)列{an}中,a1=,an+1=an,n∈N*.
(1)求證:數(shù)列為等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)由an+1=a
12、n知=·,
∴是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)知是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,
∴=n,∴an=,
∴Sn=++…+,①
則Sn=++…+,②
①-②得:Sn=+++…+-=1-,
∴Sn=2-.
17.已知遞增的等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a6=64,且a4,a5的等差中項(xiàng)為3a3.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>0),
由題意,得,
解得,
所以an=2n.
(2)因?yàn)閎n==,
所以Tn=++++…+,①
Tn=+++…++,②
由①-②得
13、Tn=++++…+-=-=-,
故Tn=-=-.
18.設(shè)函數(shù)f(x)=+sinx的所有正的極小值點(diǎn)從小到大排成的數(shù)列為{xn}.
(1)求數(shù)列{xn}的通項(xiàng)公式;
(2)令bn=,設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,求證:Sn<.
解:(1)f(x)=+sinx,令f ′(x)=+cosx=0,得x=2kπ±(k∈Z).
由f ′(x)>0?2kπ-
14、
∴Sn<.
19.在數(shù)列{an}中,a1=8,a4=2,且滿足an+2-2an+1+an=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,求Sn.
解:(1)∵an+2-2an+1+an=0,
∴an+2-an+1=an+1-an,
∴{an+1-an}為常數(shù)列,
∴{an}是以a1為首項(xiàng)的等差數(shù)列,設(shè)an=a1+(n-1)d,
則a4=a1+3d,
∴d==-2,∴an=10-2n.
(2)由(1)知an=10-2n,令an=0,得n=5.
當(dāng)n>5時(shí),an<0;當(dāng)n=5時(shí),an=0;當(dāng)n<5時(shí),an>0.
∴當(dāng)n>5時(shí),S
15、n=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+a5-(a6+a7+…+an)=T5-(Tn-T5)=2T5-Tn=n2-9n+40,其中Tn=a1+a2+…+an.
當(dāng)n≤5時(shí),Sn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an=9n-n2.
∴Sn=.
20.已知函數(shù)f(x)=ax的圖象過(guò)點(diǎn),且點(diǎn)(n∈N*)在函數(shù)f(x)=ax的圖象上.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)令bn=an+1-an,若數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,求證:Sn<5.
解:(1)∵函數(shù)f(x)=ax的圖象過(guò)點(diǎn),
∴a=,f(x)=x.
又點(diǎn)(n∈N*)在函數(shù)f(x)=ax的圖
16、象上,
從而=,即an=.
(2)由bn=-=得,Sn=++…+,
則Sn=++…++,
兩式相減得Sn=+2-,∴Sn=5-,∴Sn<5.
21.已知數(shù)列{an}與{bn},若a1=3且對(duì)任意正整數(shù)n滿足an+1-an=2,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn=n2+an.
(1)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)因?yàn)閷?duì)任意正整數(shù)n滿足an+1-an=2,
所以{an}是公差為2的等差數(shù)列.
又因?yàn)閍1=3,所以an=2n+1.
當(dāng)n=1時(shí),b1=S1=4;
當(dāng)n≥2時(shí),bn=Sn-Sn-1=(n2+2n+1)-[(n-1)2+2(n-1)+1]=2n+1,對(duì)b1=4不成立.
所以數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為
bn=.
(2)由(1)知當(dāng)n=1時(shí),T1==.
當(dāng)n≥2時(shí),=
=,
所以Tn=+
=+
=+.
當(dāng)n=1時(shí)仍成立.
所以Tn=+.