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- 2021-06-24 发布
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79
等差数列的概念与运算
8.(2015辽宁重点中学协作体模拟,文8,等差数列的概念与运算,选择题)已知数列{an}的首项a1=1且an-an+1=anan+1(n∈N*),则a2 015=( )
A.12 014 B.2 0142 015 C.-2 0142 015 D.12 015
解析:∵an-an+1=anan+1,∴1an+1-1an=1.
又a1=1,∴1a1=1.
∴数列1an是首项和公差均为1的等差数列.
∴1an=1+(n-1)=n.
∴1a2 015=2 015,∴a2 015=12 015.
答案:D
15.(2015宁夏银川一中二模,文15,等差数列的概念与运算,填空题)已知Sn为数列{an}的前n项和,2an-n=Sn,则数列{an}的通项公式 .
解析:由2an-n=Sn,得2a1-1=a1,解得a1=1.
又2an-1-(n-1)=Sn-1(n≥2),
两式作差得an=2an-1+1,
即an+1=2(an-1+1)(n≥2).
∵a1+1=2,∴{an+1}是以2为首项,2为公差的等差数列.
∴an+1=2n,即an=2n-1.
答案:2n-1
17.(2015河南开封定位模拟,文17,等差数列的概念与运算,解答题)已知数列{an}满足a1=1,n(an+1-an)=an+n2+n,n∈N*,证明:数列ann是等差数列.
证明:∵n(an+1-an)=an+n2+n,
∴nan+1-(n+1)an=n(n+1).
∴an+1n+1-ann=1.
∴数列ann是等差数列.
80
等差数列的性质
5.(2015辽宁沈阳一模,文5,等差数列的性质,选择题)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sn+2-Sn=36,则n=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
解析:由Sn+2-Sn=36,得an+1+an+2=36,
即a1+nd+a1+(n+1)d=36,
又a1=1,d=2,所以2+2n+2(n+1)=36.解得n=8.
答案:D
5.(2015河南郑州一模,文5,等差数列的性质,选择题)已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,若a1a2a3=10,且5S1S5=15,则a2=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:∵数列{an}是等差数列,∴S1=a1,S5=5a3.
又5S1S5=15,∴a1a3=5.
∵a1a2a3=10,∴a2=2.
答案:A
3.(2015宁夏银川一中一模,文3,等差数列的性质,选择题)已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,则m为( )
A.12 B.8 C.6 D.4
解析:a3+a6+a10+a13=32,即(a3+a13)+(a6+a10)=32,
根据等差数列的性质得2a8+2a8=32,a8=8,
故m=8.
答案:B
3.(2015河南六市联考一模,文3,等差数列的性质,选择题)在等差数列{an}中,首项a1=0,公差d≠0,若ak=a1+a2+a3+…+a7,则k=( )
A.22 B.23 C.24 D.25
解析:∵数列{an}为等差数列,且首项a1=0,公差d≠0,
又ak=(k-1)d=a1+a2+a3+…+a7=7a4=21d,
∴k=22.
答案:A
10.(2015河南商丘一模,文10,等差数列的性质,选择题)公差不为零的等差数列{an}中,2a3-a72+2a11=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b6b8=( )
A.2 B.4 C.8 D.16
解析:∵2a3-a72+2a11=0,
∴a72=2(a3+a11)=4a7,∴a7=4或a7=0.
∵数列{bn}是等比数列,且b7=a7,
∴b7=4.∴b6b8=b72=16.
答案:D
81
等差数列前n项和公式与最值
10.(2015辽宁大连二模,文10,等差数列前n项和公式与最值,选择题)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=4,S10=110,则Sn+64an的最小值为( )
A.7 B.8 C.152 D.172
解析:设等差数列{an}的公差为d,
则a2=a1+d=4,S10=10a1+10×92d=110,解得a1=2,d=2,
故an=2+2(n-1)=2n,Sn=2n+n(n-1)2×2=n2+n,
所以Sn+64an=n2+n+642n=n2+32n+12
≥2n2·32n+12=172,当且仅当n2=32n,即n=8时取等号,即Sn+64an的最小值为172.
答案:D
13.(2015哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学一模,文13,等差数列前n项和公式与最值,填空题)若等差数列{an}中,满足a4+a6+a2 010+a2 012=8,则S2 015= .
解析:∵a2 012+a4=a6+a2 010=a1+a2 015,
a4+a6+a2 010+a2 012=8,
∴2(a1+a2 015)=8.
∴a1+a2 015=4.
∴S2 015=2 015(a1+a2 015)2=4 030.
答案:4 030
14.(2015辽宁丹东二模,文13,等差数列前n项和公式与最值,填空题)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=4a3,a9=-6,则a7= .
解析:设等差数列{an}的公差为d,
则由S8=4a3,可得8a1+8(8-1)d2=4(a1+2d),
化简得a1+5d=0,
又a9=-6,∴a1+8d=-6.
∴a1=10,d=-2.
∴a7=a1+6d=10-12=-2.
答案:-2
82
等比数列的概念与运算
4.(2015河南洛阳一模,文4,等比数列的概念与运算,选择题)已知a∈R,若a+1,a+2,a+6依次构成等比数列,则此等比数列的公比为( )
A.4 B.2 C.1 D.-23
解析:∵a+1,a+2,a+6依次构成等比数列,
∴(a+2)2=(a+1)(a+6),解得a=-23.
∴此等比数列的公比q=a+2a+1=4313=4.
答案:A
13.(2015河南郑州一模,文13,等比数列的概念与运算,填空题)已知数列{an}是等比数列,若a1=32,a4=6,则a10= .
解析:在等比数列{an}中,由a1=32,a4=6,
得q3=a4a1=632=4,
故a10=a4q6=6×42=96.
答案:96
3.(2015辽宁鞍山一模,文3,等比数列的概念与运算,选择题)已知递增等比数列{an}满足a3·a7=6,a2+a8=5,则a10a4=( )
A.56 B.65 C.25 D.32
解析:∵递增等比数列{an}满足a3·a7=6,a2+a8=5,
∴a2a8=6,a2+a8=5,解得a2=2,a8=3.
∴a10a4=a8a2=32.
答案:D
14.(2015宁夏银川一中一模,文14,等比数列的概念与运算,填空题)等比数列{an}的前n项和为Sn,若S1,S3,S2成等差数列,则{an}的公比q= .
解析:∵等比数列{an}的前n项和为Sn,S1,S3,S2成等差数列,
∴依题意有a1+(a1+a1q)=2(a1+a1q+a1q2).
∵a1≠0,∴2q2+q=0,
又q≠0,解得q=-12.
答案:-12
83
等比数列的性质
4.(2015辽宁锦州一模,文4,等比数列的性质,选择题)已知各项不为0的等差数列{an}满足a4-2a72+3a8=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b2b8b11等于( )
A.1 B.2 C.4 D.8
解析:∵数列{an}是各项不为0的等差数列,
由a4-2a72+3a8=0,得(a4+a8)-2a72+2a8=0,
2a6-2a72+2a8=0,2(a6+a8)-2a72=0,
∴4a7-2a72=0,解得a7=2.
∴b7=a7=2.
又数列{bn}是等比数列,
则b2b8b11=b7q5·b7q·b7q4=b73=23=8.
答案:D
14.(2015河南洛阳二模,文14,等比数列的性质,填空题)等比数列{an}中,a1=1,a10=2,则log2a1+log2a2+…+log2a10= .
解析:由题意得,等比数列{an}各项均为正数,且a1a10=2,
根据对数的运算性质和等比数列的性质得,
log2a1+log2a2+…+log2a10=log2(a1a2a3…a9a10)
=log2(a1a10)5=log225=5.
答案:5
84
等比数列前n项和公式
14.(2015辽宁沈阳一模,文14,等比数列前n项和公式,填空题)已知{an}是等比数列,a2=2,a5=14,则a1a2+a2a3+…+anan+1= .
解析:由a5=14=a2·q3=2·q3,解得q=12.
∵anan+1an-1an=q2=74(n≥2),∴数列{anan+1}是首项是a1a2=8,公比为14的等比数列,
∴a1a2+a2a3+…+anan+1=81-14n1-14
=323(1-4-n).
答案:323(1-4-n)
4.(2015辽宁沈阳四校联考,文4,等比数列前n项和公式,选择题)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S6S3=3,则S9S6=( )
A.2 B.73 C.83 D.3
解析:设公比为q,则S6S3=a1(1-q6)1-qa1(1-q3)1-q=1-q61-q3=1+q3=3,
所以q3=2.
所以S9S6=1-q91-q6=1-231-22=73.
答案:B
17.(2015河南六市联考一模,文17,等比数列前n项和公式,解答题)已知{an}是一个公差大于0的等差数列,且满足a3a5=45,a2+a6=14.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b12+b222+…+bn2n=an+1(n∈N*),求数列{bn}的前n项和.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,则依题设d>0.
∵a2+a6=14,∴a4=7.
∵a3a5=45,∴(7-d)(7+d)=45,可得d=2.
∴a1=7-3d=1.∴an=2n-1.
(2)设cn=bn2n,则c1+c2+…+cn=an+1,
即c1+c2+…+cn=2n,
可得c1=2,且c1+c2+…+cn+cn+1=2(n+1).
∴cn+1=2,可知cn=2(n∈N*).
∴bn=2n+1.
∴数列{bn}是首项为4,公比为2的等比数列.
∴数列{bn}的前n项和Sn=4(1-2n)1-2=2n+2-4.
5.(2015天津河北区一模,文5,等比数列前n项和公式,选择题)设{an}是各项均为正数的等比数列,Sn为其前n项和,若S4=5S2,则此数列的公比q的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:若q=1,S4=4a1,5S2=10a1,不满足S4=5S2,
故q≠1.
由S4=5S2,得a1(1-q4)1-q=5a1(1+q),
∵an>0,∴1+q2=5,即q2=4.
∵{an}是各项均为正数的等比数列,∴q=2.
答案:B
10.(2015河南商丘二模,文10,等比数列前n项和公式,选择题)在递增的等比数列{an}中,已知a1+an=34,a3·an-2=64,且前n项和为Sn=42,则n=( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:由等比数列的性质可得a1an=a3·an-2=64,
又a1+an=34,
∴a1和an是方程x2-34x+64=0的两根,
解方程可得x=2或x=32.
∵等比数列{an}递增,∴a1=2,an=32.
∵Sn=42,∴a1-anq1-q=2-32q1-q=42,解得q=4.
∴32=2×4n-1,解得n=3.
答案:A
85
分组求和与并项求和
11.(2015辽宁锦州一模,文11,分组求和与并项求和,选择题)已知数列{an}满足an+1=an-an-1(n≥2),a1=1,a2=3,记Sn=a1+a2+…+an,则下列结论正确的是( )
A.a100=-1,S100=5
B.a100=-3,S100=5
C.a100=-3,S100=2
D.a100=-1,S100=2
解析:由an+1=an-an-1(n≥2),得
an+6=an+5-an+4=an+4-an+3-an+4=-an+3=-(an+2-an+1)=-(an+1-an-an+1)=an,
所以6为数列{an}的周期.
又a3=a2-a1=3-1=2,a4=a3-a2=2-3=-1,a5=a4-a3=-1-2=-3,a6=a5-a4=-3-(-1)=-2,
所以a100=a96+4=a4=-1,
S100=16(a1+a2+a3+a4+a5+a6)+a1+a2+a3+a4=16×0+1+3+2-1=5.
答案:A
86
错位相减求和
17.(2015辽宁锦州二模,文17,错位相减求和,解答题)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=2,nan+1=Sn+n(n+1).
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)设Tn为数列an2n的前n项和,求Tn;
(3)设bn=1anan+1an+2,证明:b1+b2+b3+…+bn<132.
(1)解:由n∈N*时,nan+1=Sn+n(n+1),①
得n≥2时,(n-1)an=Sn-1+(n-1)n,②
①-②,得nan+1-(n-1)an=an+2n,即an+1-an=2(n≥2).
当n=1时,a2=S1+1×2,即a2=a1+2.
所以对一切正整数n,有an+1-an=2,所以数列{an}为以2为首项,2为公差的等差数列,故an=2n.
(2)解:由(1)得an2n=2n2n=n2n-1,
所以Tn=1+22+322+…+n2n-1,③
两边同乘以12,得12Tn=12+222+323+…+n-12n-1+n2n,④
③-④,得12Tn=1+12+122+…+12n-1-n2n,
整理得T=4-n+22n-1.
(3)证明:由(1)知,bn=12n·2(n+1)·2(n+2)
=1161n(n+1)-1(n+1)(n+2),
所以b1+b2+b3+…+bn
=11611×2-12×3+12×3-13×4+…+1n(n+1)-
1(n+1)(n+2)
=11612-1(n+1)(n+2)
=132-116(n+1)(n+2)<132.
17.(2015宁夏银川一中二模,文17,错位相减求和,解答题)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S1,S3,S2成等差数列.
(1)求{an}的公比q;
(2)若a1-a3=3,bn=nan.求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)∵等比数列{an}的前n项和为Sn,
∴当q=1时,S1=a1,S3=3a1,S2=2a1,S1,S3,S2不是等差数列.
当q≠1时,Sn=a1(1-qn)1-q,
∵S1,S3,S2成等差数列,
∴2S3=S1+S2,化简得2q2-q-1=0,
解得q=-12,q=1(舍去).
(2)∵a1-a3=3,∴a1-14a1=3,a1=4.
∵bn=nan,an=4×-12n-1,
∴bn=nan=4n×-12n-1.
∴Tn=41+2×-12+3×-122+…+
(n-1)-12n-2+n-12n-1,①
-12Tn=41×-12+2×-122+3×
-123+…+(n-1)-12n-1+n-12n,②
①-②,得32Tn=41+-12+-122+
-123+…+-12n-1-n-12n
=41--12n32-n×-12n,
∴Tn=23×4×231--12n-83n-12n
=169-169-12n-83n-12n.
87
裂项相消求和
19.(2015辽宁沈阳四校联考,文19,裂项相消求和,解答题)数列{an}的前n项和为Sn,an是Sn和1的等差中项,等差数列{bn}满足b1+S4=0,b9=a1.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若cn=1(bn+16)(bn+18),求数列{cn}的前n项和Wn.
解:(1)∵an是Sn和1的等差中项,∴Sn=2an-1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2an-1)-(2an-1-1)=2an-2an-1,∴an=2an-1.
当n=1时,a1=1,
∴数列{an}是以1为首项,2为公比的等比数列.
∴an=2n-1.
∴Sn=2n-1.
设{bn}的公差为d,b1=-S4=-15,b9=a1=-15+8d=1,
∴d=2.∴bn=2n-17.
(2)∵cn=1(bn+16)(bn+18)=1212n-1-12n+1,
∴Wn=121-13+13-15+…+
12n-1-12n+1=121-12n+1=12-14n+2.
17.(2015河南开封二模,文17,裂项相消求和,解答题)等差数列{an}中公差d≠0,a1=3,a1,a4,a13成等比数列.
(1)求an;
(2)设{an}的前n项和为Sn,求1S1+1S2+…+1Sn.
解:(1)∵a1,a4,a13成等比数列,∴a42=a1a13.
∴(3+3d)2=3(3+12d),化为d2-2d=0,d≠0,解得d=2.
∴an=3+2(n-1)=2n+1.
(2)由(1)可得,Sn=n(3+2n+1)2=n(n+2),
∴1Sn=121n-1n+2.
∴1S1+1S2+…+1Sn
=121-13+12-14+13-15+…+
1n-1-1n+1+1n-1n+2
=121+12-1n+1-1n+2
=34-2n+32(n+1)(n+2).
17.(2015辽宁大连一模,文17,裂项相消求和,解答题)等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1+a7=-9,S9=-992.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=12Sn,数列{bn}的前n项和为Tn,求证:Tn>-34.
(1)解:设数列{an}的公差为d,
∵a1+a7=-9,S9=-992,
∴2a1+6d=-9,9a1+36d=-992,解得a1=-32,d=-1.
∴an=-32-(n-1)=-2n+12.
(2)证明:∵Sn=n-32-2n+122=-n(n+2)2,
∴bn=12Sn=-1n(n+2)=-121n-1n+2.
∴数列{bn}的前n项和为
Tn=-121-13+12-14+13-15+…+
1n-1-1n+1+1n-1n+2
=-121+12-1n+1-1n+2
=121n+1+1n+2-34>-34.
∴Tn>-34.
17.(2015河南商丘二模,文17,裂项相消求和,解答题)已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d=1,前n项和为Sn,bn=1Sn.
(1)求数列{bn}的通项公式;
(2)设数列{bn}前n项和为Tn,求Tn.
解:(1)∵等差数列{an}中a1=1,公差d=1,
∴Sn=na1+n(n-1)2d=n2+n2.
∴bn=2n2+n.
(2)bn=2n2+n=2n(n+1),
∴b1+b2+b3+…+bn
=211×2+12×3+13×4+…+1n(n+1)
=21-12+12-13+13-14+…+1n-1n+1
=21-1n+1.
17.(2015河南中原名校联盟模拟,文17,裂项相消求和,解答题)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2(n∈N*).
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=anlog121an,试求{bn}的前n项和Tn.
解:(1)当n=1时,由Sn=2an-2,a1=S1,可得a1=2,
由Sn=2an-2,①
可得Sn-1=2an-1-2(n≥2),②
由①-②,得an=2an-1(n≥2).
故{an}是首项和公比都为2的等比数列,通项公式为an=2n.
(2)由(1)可得,bn=anlog121an=2n·log1212n=n·2n.
则Tn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n.
2Tn=1×22+2×23+3×24+…+n×2n+1.
两式相减可得,-Tn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=2(1-2n)1-2-n×2n+1=(1-n)·2n+1-2.
故Tn=(n-1)·2n+1+2.