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- 2021-06-16 发布
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对应学生用书[练案37理][练案36文]
第四讲 数列求和
A组基础巩固
一、选择题
1.数列{(-1)n(2n-1)}的前2 018项和S2 018等于( B )
A.-2 018 B.2 018
C.-2 017 D.2 017
[解析] S2 018=-1+3-5+7+…-(2×2 017-1)+(2×2 018-1)=2+2+…+=2 018.故选B.
2.在数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln(1+),则an=( A )
A.2+lnn B.2+(n-1)lnn
C.2+nlnn D.1+n+lnn
[解析] 由已知条件得a2=a1+ln2,a3=a2+ln,a4=a3+ln,…,an=an-1+ln,得an=a1+ln2+ln+ln+…+ln=2+ln(2×××…×)=2+lnn,故选A.
3.在数列{an}中,已知a1+a2+…+an=2n-1,则a+a+…+a=( D )
A.(2n-1)2 B.
C.4n-1 D.
[解析] 由题意得,当n=1时,a1=1,当n≥2时,a1+a2+…+an-1=2n-1-1,则an=2n-1-(2n-1-1)=2n-1(n≥2),n=1时也成立,所以an=2n-1,则a=22n-2,所以数列{a}为首项为1,公比为4的等比数列,所以a+a+…+a==,故选D.
4.(文)数列{an}首项a1=1,对于任意m,n∈N*,有an+m=an+3m,则{an}前5项和S5=( D )
A.121 B.25
C.31 D.35
(理)(2019·山东省日照市高三校际联考)已知数列{an}中,a1=1,且对任意的m,n∈N*,都有am+n=am+an+mn,则=( D )
A. B.
C. D.
[解析] (文)由题意知an+1=an+3,∴{an}是首项为1公差为3的等差数列,a5=a1+12=13,∴S5==35.故选D.
(理)取m=1得,an+1=a1+an+n,即an+1-an=1+n,从而(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)=n+(n-1)+…+2,即an-a1=n+(n-1)+…+2,求得an=,=++…+=2(1-)=,故选D.
5.已知等比数列{an}的公比为正数,前n项和为Sn,a1+a2=2,a3+a4=6,则S8等于( D )
A.81-27 B.54
C.38-1 D.80
[解析] q2==3,又a1(1+q)=2,∴a1==-1,∴S8===80.故选D.
6.数列1,(1+2),(1+2+22),…,(1+2+22+…+2n-1),…的前n项之和为( D )
A.2n-1 B.n·2n-n
C.2n+1-n D.2n+1-n-2
(理)数列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n项和Sn>1 020,那么n的最小值是( D )
A.7 B.8
C.9 D.10
[解析] (文)记an=1+2+22+…+2n-1=2n-1,
∴Sn=-n=2n+1-2-n.故选D.
(理)an=1+2+22+…+2n-1=2n-1.
∴Sn=(21-1)+(22-1)+…+(2n-1)=(21+22+…+2n)-n=2n+1-n-2,
∴S9=1 013<1 020,S10=2 036>1 020,∴Sn>1 020,n的最小值是10.
7.一个蜂巢里有1只蜜蜂,第一天,它飞出去带回了5个伙伴;第二天,6只蜜蜂飞出去各自带回了5个伙伴……,如果这个过程继续下去,那么第6天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中共有蜜蜂( B )
A.只 B.66只
C.63只 D.62只
[解析] 记第n天归巢有an只蜜蜂,由题意知a1=6,an+1=6an,即{an}是首项为6,公比为6的等比数列,∴a6=6×65=66.故选B.
8.(2017·江南十校联考)已知函数f(x)=xα的图象过点(4,2),令an=,n∈N*.记数列{an}的前n项和为Sn,则S2 017=( C )
A.-1 B.-1
C.-1 D.+1
(理)(2019·广东省茂名市五大联盟学校高三3月联考)已知函数f(x)在区间(-1,+∞)上单调,且函数y=f(x-2)的图象关于x=1对称.若数列{an}是公差不为0的等差数列.且f(x50)=f(x51),则数列{an}的前100项的和为( B )
A.-200 B.-100
C.0 D.-50
[解析] (文)由f(4)=2可得4α=2,解得α=,
则f(x)=x.
∴an===-,
S2 017=a1+a2+a3+…+a2 017=(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)=-1.故选C.
(理)因为函数y=f(x-2)的图象关于x=1对称,则函数f(x)的图象关于x=-1对称,又函数f(x)在(-1,+∞)上单调,数列{an}是公差不为0的等差数列,且f(a50)=f(a51),所以a50+a51=-2,所以S100==50(a50+a51)=-100,故选B.
二、填空题
9.Sn=++…+= .
(理)+++…+= -(+)
[解析] (文)通项an===(-),∴Sn=(1-+-+…+-)=(1-)=.
(理)∵===(-),
∴+++…+
=(1-+-+-+…+-)
=(--)
=-(+).
10.已知在数列{an}的前n项之和为Sn,若a1=2,an+1=an+2n-1+1,则S10=__1_078___.
[解析] a1=2,an+1=an+2n-1+1⇒an+1-an=2n-1+1⇒an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1⇒an=2n-2+2n-3+…+2+1+n-1+a1.
=+n-1+2=2n-1+n.
S10=1+2+22+…+29+=1 078.
11.已知数列{an}满足:a1为正整数,an+1=如果a1=1,则a1+a2+a3+…+a2018=__4709___.
[解析] 由已知得a1=1,a2=4,a3=2,a4=1,a5=4,a6=3,周期为3的数列,a1+a2+…+a2018=(1+4+2)×672+1+4=4709.
12.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“个有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤.斩末一尺,重二斤.问依次一尺各重几何?”其意思是:“现有一根金杖(一头粗,一头细)长五尺,在粗的一端截下1尺,重4斤.在细的一端截下1尺,重2斤.问依次每一尺各重多少斤?”根据上题的已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,问该金箠的总重量为__15___斤.
[解析] 由题意知,金箠的5段重量构成以4为首项,2为末项的等差数列,则总重量S=×5=15(斤).
三、解答题
13.已知公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=110,且a1,a2,a4成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足bn=,若数列{bn}前n项和Tn,证明Tn<.
[分析] (1)利用等比数列的基本性质及等差数列的前n项和求出首项和公差,进而求出数列{an}的通项公式;
(2)利用裂项相消法求和,求得Tn=(1-)<.
[解析] (1)由题意知:
⇒
解a1=d=2,故数列an=2n;
(2)由(1)可知bn==(-),
则Tn=[(-)+(-)+…+(-)]=(1-)<.
14.等差数列{an}的首项a1>0,数列{}的前n项和为Sn=.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=(an+1)-2an,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解析] (1)由{}的前n项和为Sn=知
可得
设等差数列{an}的公差为d,
从而解得或,
又a1>0,则,
故an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)由(1)知bn=(an+1)·2an=2n·22n-1=n·4n,
则Tn=b1+b2+b3+…+bn-1+bn=1×41+2×42+3×43+…+(n-1)×4n-1+n×4n,
两边同时乘以4得4Tn=1×42+2×43+3×44+…+(n-1)×4n+n×4n+1,
两式相减得-3Tn=41+42+43+44+…+4n-n×4n+1=-n×4n+1,
故Tn=+·4n+1.
B组能力提升
1.已知数列{an}:,+,++,+++,…,若bn=,那么数列{bn}前n项的和为( A )
A.4(1-) B.4(-)
C.1- D.-
(理)(2019·广东省深圳市高三12月份月考试题)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,(Sn+1-Sn)an=2n(n∈N*),则S2018=( A )
A.3(21009-1) B.(21009-1)
C.3(22018-1) D.(22018-1)
[解析] (文)∵an===,∴bn===4(-).
∴Sn=4(1-).
(理)由已知得(Sn+1-Sn)·an=an+1an=2n,进而可得anan-1=2n-1两式相除得=2,当n=1时,a1a2=2,又a1=1,所以a2=2,则当n为奇数时,an=()n-1,当n为偶数时,an=()n,则S2018=a1+a2+a3+…+a2018=(a1+a3+a5+…+a2017)+(a2+a4+…+a2018)=+=3(21009-1),故选A.
2.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-6n,则{|an|}的前n项和Tn=( C )
A.6n-n2 B.n2-6n+18
C. D.
[解析] 由Sn=n2-6n,得{an}是等差数列,且首项为-5,公差为2.∴an=-5+(n-1)×2=2n-7,
∴n≤3时,an<0;n>3时,an>0,
∴Tn=
3.我国古代数学名著《孙子算经》中有如下问题:“今有三女,长女五日一归,中女四日一归,少女三日一归.问:三女何日相会?”意思是:“一家出嫁的三个女儿中,大女儿每五天回一次娘家,二女儿每四天回一次娘家,小女儿每三天回一次娘家.三个女儿从娘家同一天走后,至少再隔多少天三人再次相会?”若当地风俗正月初二都要回娘家,且回娘家当天均返回夫家,则从正月初三算起的一百天内,有女儿回娘家的天数有( C )
A.58 B.59
C.60 D.61
[解析] 小女儿、二女儿和大女儿回娘家的天数分别是33,25,20,小女儿和二女儿、小女儿和大女儿、二女儿和大女儿回娘家的天数分别是8,6,5,三个女儿同时回娘家的天数是1,所以有女儿在娘家的天数是:35+25+20-(8+6+5)+1=60.
4.“斐波那契数列”由十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契发现,因为斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称该数列为“兔子数列”,斐波那契数列{an}满足:a1=1,a2
=1,an=an-1+an-2(n≥3,n∈N*),记其前n项和为Sn,设a2018=t(t为常数),则S2016+S2015-S2014-S2013=__t___(用t表示).
[解析] S2016+S2015-S2014-S2013=a2016+a2015+a2015+a2014=a2017+a2016=a2018=t.
5.等差数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}是等比数列,满足a1=3,b1=1,b2+S2=10,a5-2b2=a3.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)令cn=,设数列{cn}的前n项和Tn,求T2n.
[解析] (1)设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,
由b2+S2=10,a5-2b2=a3
得,解得.
∴an=3+2(n-1)=2n+1,bn=2n-1.
(2)由a1=3,an=2n+1得Sn=n(n+2),
则n为奇数,cn==-,
n为偶数,cn=2n-1.
∴T2n=(c1+c3+…+c2n-1)+(c2+c4+…+c2n)
=[(1-)+(-)+…+(-)]+(2+23+…+22n-1)
=1-+=+(4n-1).