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- 2021-06-17 发布
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第六章 数 列
第1讲 数列的概念与简单表示法
一、选择题
1.数列{an}的前n项积为n2,那么当n≥2时,{an}的通项公式为( )
A.an=2n-1 B.an=n2
C.an= D.an=
解析 设数列{an}的前n项积为Tn,则Tn=n2,当n≥2时,an==.
答案 D
2.已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn+Sn+1=an+1(n∈N*),则此数列是 ( ).
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.摆动数列
解析 ∵Sn+Sn+1=an+1,∴当n≥2时,Sn-1+Sn=an.
两式相减得an+an+1=an+1-an,∴an=0(n≥2).
当n=1时,a1+(a1+a2)=a2,∴a1=0,
∴an=0(n∈N*),故选C.
答案 C
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-1(n∈N*),则a5= ( ).
A.-16 B.16 C.31 D.32
解析 当n=1时,S1=a1=2a1-1,∴a1=1,
又Sn-1=2an-1-1(n≥2),∴Sn-Sn-1=an=2(an-an-1).
∴=2.∴an=1×2n-1,∴a5=24=16.
答案 B
4.对于数列{an},“an+1>|an|(n=1,2…)”是“{an}为递增数列”的( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 由an+1>|an|可得an+1>an.∴{an}是递增数列.
∴“an+1>|an|”是“{an}为递增数列”的充分条件.
当数列{an}为递增数列时,不一定有an+1>|an|,如:-3,-2,-1,0,1,….
∴“an+1>|an|”不是“{an}为递增数列”的必要条件.
答案 B
5.数列{an}满足下列条件:a1=1,且对于任意的正整数n(n≥2,n∈N+),
恒有2an=2nan-1,则a100的值为( )
A.1 B.299
C.2100 D.24 950
解析 由2an=2nan-1可得=2n-1(n≥2),
∴a100=××…×××a1=299×298×…×22×21×1=2=24 950.
答案 D
6.定义运算“*”,对任意a,b∈R,满足①a*b=b*a;②a*0=a;(3)(a*b)*c=c*(ab)+(a*c)+(c*b).设数列{an}的通项为an=n**0,则数列{an}为( ).
A.等差数列 B.等比数列
C.递增数列 D.递减数列
解析 由题意知an=*0=0]n·+(n*0)+)=1+n+,显然数列{an}
既不是等差数列也不是等比数列;又函数y=x+在[1,+∞)上为增函数,
所以数列{an}为递增数列.
答案 C
二、填空题
7.数列{an}的通项公式an=-n2+10n+11,则该数列前________项的和最大.
解析 易知a1=20>0,显然要想使和最大,则应把所有的非负项求和即可,这样只需求数列{an}的最末一个非负项.令an≥0,则-n2+10n+11≥0,∴-1≤n≤11,可见,当n=11时,a11=0,故a10是最后一个正项,a11=0,故前10或11项和最大.
答案 10或11
8.已知数列{an}满足a1=1,且an=n(an+1-an)(n∈N*),则a2=________;an=________.
解析 由an=n(an+1-an),可得=,
则an=···…··a1=×××…××1=n,∴a2=2,an=n.
答案 2 n
9.函数y=x2(x>0)的图像在点(ak,a)处的切线与x轴的交点的横坐标为ak+1,其中k∈N+.若a1=16,则a1+a3+a5的值是________
解析 函数y=x2(x>0)在点(a1,a)处(a1=16)即点(16,256)处的切线方程为y-256=32(x-16).令y=0,得a2=8;同理函数y=x2(x>0)在点(a2,a)处(a2=8)即点(8,64)处的切线方程为y-64=16(x-8).令y=0,得a3=4,依次同理求得a4=2,a5=1.所以a1+a3+a5=21.
答案 21
10.在数列{an}中,若a1=,an=(n≥2,n∈N+),则a2 011=________.
解析 ∵a1=,an=(n≥2,n∈N+),
∴a2=2,a3=-1,a4=.
∴{an}是以3为周期的数列.
∴a2011=a670×3+1=a1=.
答案
三、解答题
11.若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明 当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,
得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,所以-=2,
又==2,故是首项为2,公差为2的等差数列.
(2)解 由(1)可得=2n,∴Sn=.
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-==-.
当n=1时,a1=不适合上式.
故an=
12.设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a(a≠3),an+1=Sn+3n,n∈N*.
(1)设bn=Sn-3n,求数列{bn}的通项公式;
(2)若an+1≥an,n∈N*,求a的取值范围.
解 (1)依题意,Sn+1-Sn=an+1=Sn+3n,
即Sn+1=2Sn+3n,由此得Sn+1-3n+1=2(Sn-3n),
又S1-31=a-3(a≠3),故数列{Sn-3n}是首项为a-3,公比为2的等比数列,
因此,所求通项公式为bn=Sn-3n=(a-3)2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知Sn=3n+(a-3)2n-1,n∈N*,
于是,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n+(a-3)2n-1-3n-1-(a-3)2n-2=2×3n-1+(a-3)2n-2,
当n=1时,a1=a不适合上式,
故an=
an+1-an=4×3n-1+(a-3)2n-2
=2n-2,
当n≥2时,an+1≥an⇔12·n-2+a-3≥0⇔a≥-9.
又a2=a1+3>a1.
综上,所求的a的取值范围是[-9,+∞).
13.在等差数列{an}中,a3+a4+a5=84,a9=73.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)对任意m∈N*,将数列{an}中落入区间(9m,92m)内的项的个数记为bm,求数
列{bm}的前m项和Sm.
解 (1)因为{an}是一个等差数列,
所以a3+a4+a5=3a4=84,即a4=28.
设数列{an}的公差为d,则5d=a9-a4=73-28=45,故d=9.
由a4=a1+3d得28=a1+3×9,即a1=1.
所以an=a1+(n-1)d=1+9(n-1)=9n-8(n∈N*).
(2)对m∈N*,若9m<an<92m,
则9m+8<9n<92m+8,因此9m-1+1≤n≤92m-1,
故得bm=92m-1-9m-1.
于是Sm=b1+b2+b3+…+bm
=(9+93+…+92m-1)-(1+9+…+9m-1)
=-
=.
14.已知二次函数f(x)=x2-ax+a(a>0,x∈R),有且只有一个零点,数列{an}的前n项和Sn=f(n)(n∈N+).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设cn=1-(n∈N+),定义所有满足cm·cm+1<0的正整数m的个数,称为这个数列{cn}的变号数,求数列{cn}的变号数.
解 (1)依题意,Δ=a2-4a=0,∴a=0或a=4.
又由a>0得a=4,
∴f(x)=x2-4x+4.∴Sn=n2-4n+4.
当n=1时,a1=S1=1-4+4=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-5.[来源:学|科|网]
∴an=
(2)由题设cn=
由1-=可知,当n≥5时,恒有an>0.
又c1=-3,c2=5,c3=-3,c4=-,
即c1·c2<0,c2·c3<0,c4·c5<0,
∴数列{cn}的变号数为3.