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- 2021-06-16 发布
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课时作业28 数列的概念与简单表示法
[基础达标]
一、选择题
1.[2019·河南安阳模拟]已知数列:,,,,,,,,,,…,依它的前10项的规律,这个数列的第2 018项a2 018等于( )
A. B.
C.64 D.
解析:观察数列:,,,,,,,,,,…,可将它分成k(k∈N*)组,即第1组有1项,第2组有2项,第3组有3项,……,所以第k组有k项,各项的分子从k依次减小至1,分母从1依次增大到k,所以前k组共有项,令2 018=+m(k∈N*,1≤m≤k,m∈N*),可得k=63,m=2,∴该数列的第2 018项a2 018为第64组的第2项,故a2 018=,故选D.
答案:D
2.[2019·广东茂名模拟]Sn是数列{an}的前n项和,且∀n∈N*都有2Sn=3an+4,则Sn=( )
A.2-2×3n B.4×3n
C.-4×3n-1 D.-2-2×3n-1
解析:∵2Sn=3an+4,∴2Sn=3(Sn-Sn-1)+4(n≥2),变形为Sn-2=3(Sn-1-2),又n=1时,2S1=3S1+4,解得S1=-4,∴S1-2=-6.∴数列{Sn-2}是等比数列,首项为-6,公比为3.∴Sn-2=-6×3n-1,可得Sn=2-2×3n.故选A.
答案:A
3.[2019·河北石家庄模拟]若数列{an}满足a1=2,an+1=,则a2 018的值为( )
A.2 B.-3
C.- D.
解析:∵a1=2,an+1=,∴a2==-3,同理可得:a3=-,a4=,a5=2,……,可得an+4=an,则a2 018=a504×4+2=a2=-3.故选B.
答案:B
4.[2019·广东惠州模拟]已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-1,则=( )
A. B.
C. D.
解析:∵Sn=2an-1,∴n=1时,a1=2a1-1,解得a1=1;n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-1-(2an-1-1),化为an=2an-1.∴数列{an}是等比数列,公比为2.∴a6=25=32,S6==63,则=.故选A.
答案:A
5.已知数列{an}满足条件a1+a2+a3+…+an=2n+5,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n+1 B.an=
C.an=2n D.an=2n+2
解析:由题意可知,数列{an}满足条件a1+a2+a3+…+an=2n+5,
则a1+a2+a3+…+an-1
=2(n-1)+5,n>1,
两式相减可得:=2n+5-2(n-1)-5=2,
∴an=2n+1,n>1,n∈N*.
当n=1时,=7,∴a1=14,
综上可知,数列{an}的通项公式为:
an=
故选B.
答案:B
二、填空题
6.[2019·惠州高三调研]已知数列{an}满足a1=1,an+1-2an=2n(n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=________.
解析:an+1-2an=2n两边同除以2n+1,可得-=,又=,∴数列是以为首项,为公差的等差数列,∴=+(n-1)×=,∴an=n·2n-1.
答案:n·2n-1
7.[2019·太原市高三模拟]已知数列{an}中,a1=0,an-an-1-1=2(n-1)(n∈N*,n≥2),若数列{bn}满足bn=n··n-1,则数列{bn}的最大项为第______项.
解析:由a1=0,且an-an-1-1=2(n-1)(n∈N*,n≥2),得an-an-1=2n-1(n≥2),则a2-a1=2×2-1,a3-a2=2×3-1,a4-a3=2×4-1,…,an-an-1=2n-1(n≥2),以上各式累加得an=2(2+3+…+n)-(n-1)=2×-n+1=n2-1(n≥2),当n=1时,上式仍成立,所以bn=n··n-1=n··n-1=(n2+n)·n-1(n∈N*).由得解得≤n≤.因为n∈N*,所以n=6,所以数列{bn}的最大项为第6项.
答案:6
8.[2019·广州市高中综合测试]我国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中,用图①的三角形形象地表示了二项式系数规律,俗称“杨辉三角”.现将杨辉三角中的奇数换成1,偶数换成0,得到图②所示的由数字0和1组成的三角形数表,由上往下数,记第n行各数字的和为Sn,如S1=1,S2=2,S3=2,S4=4,…,则S126=________.
解析:题图②中的三角形数表,从上往下数,第1次全行的数都为1的是第1行,有1个1,第2次全行的数都为1的是第2行,有2个1,第3次全行的数都为1的是第4行,有4个1,依此类推,第n次全行的数都为1的是第2n-1行,有2n-1个1.第1行,1个1,第2行,2个1,第3行,2个1,第4行,4个1;第1行1的个数是第2行1的个数的,第2行与第3行1的个数相同,第3行1的个数是第4行1的个数的;第5行,2个1,第6行,4个1,第7行,4个1,第8行,8个1;第5行1的个数是第6行1的个数的,第6行与第7行1的个数相同,第7行1的个数是第8行1的个数的.根据以上规律,当n=8时,第28-1行有128个1,即S128=128,第127行有64个1,即S127=64,第126行有64个1,即S126=64.
答案:64
三、解答题
9.[2019·山东青岛调研]已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn=3×2n-3,其中n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{bn}为等差数列,Tn为其前n项和,b2=a5,b11=S3,求Tn的最值.
解析:(1)由Sn=3×2n-3,n∈N*,得
(ⅰ)当n=1时,a1=S1=3×21-3=3.
(ⅱ)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3×2n-3)-(3×2n-1-3)=3×(2n-2n-1)=3×2n-1(*).又当n=1时,a1=3也满足(*)式.
所以,对任意n∈N*,都有an=3×2n-1.
(2)设等差数列{bn}的首项为b1,公差为d,由(1)得b2=a5=3×25-1=48,b11=S3=3×23-3=21.
由等差数列的通项公式得解得
所以bn=54-3n.
可以看出bn随着n的增大而减小,
令bn≥0,解得n≤18,
所以Tn有最大值,无最小值,且T18(或T17)为前n项和Tn的最大值,
T18==9×(51+0)=459.
一题多解 对于求Tn的最值还有以下解法:
由上知bn=54-3n,
∴Tn==(-3n2+105n),
又y=(-3x2+105x)图象的对称轴为x=17.5.
∴T17=T18,它们的值最大,且Tn无最小值.
可得T18=459.
10.[2018·全国卷Ⅰ]已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an.设bn=.
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求{an}的通项公式.
解析:(1)由条件可得an+1=an.
将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以a2=4.
将n=2代入得,a3=3a2,所以a3=12.
从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2){bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
由条件可得=,即bn+1=2bn,
又b1=1,所以{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得=2n-1,
所以an=n·2n-1.
[能力挑战]
11.[2019·郑州高中质量预测]已知f(x)=数列{an}(n∈N*)满足an=f(n),且{an}是递增数列,则a的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.
C.(1,3) D.(3,+∞)
解析:因为an=f(n),且{an}是递增数列,所以则得a>3.故选D.
答案:D
12.[2019·山东济宁模拟]设数列{an}满足a1=1,a2=2,且2nan=(n-1)an-1+(n+1)an+1(n≥2且n∈N*),则a18=( )
A. B.
C.3 D.
解析:令bn=nan,则2bn=bn-1+bn+1,所以{bn}为等差数列,因为b1=1,b2=4,所以公差d=3,则bn=3n-2,所以b18=52,即18a18=52,所以a18=,故选B.
答案:B
13.[2019·山西省八校联考]已知数列{an}满足:a1=1,an+1=(n∈N*),若bn+1=(n-λ)·,b1=-λ,且数列{bn}是递增数列,则实数λ的取值范围是________.
解析:由an+1=,知=+1,即+1=2,所以数列是首项为+1=2,公比为2的等比数列,所以+1=2n,所以bn+1=(n-λ)·2n,因为数列{bn}是递增数列,所以bn+1-bn=(n-λ)2n-(n-1-λ)2n-1=(n+1-λ)2n-1>0对一切正整数n恒成立,所以λ