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- 2021-05-13 发布
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第二十八讲 等差数列
一、选择题:(本大题共6小题,每小题6分,共36分,将正确答案的代号填在题后的括号内.)
1.等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a2+a4+a15的值是一个确定的常数,则数列{an}中也为常数的项是( )
A.S7 B.S8
C.S13 D.S15
解析:设a2+a4+a15=p(常数),
∴3a1+18d=p,解a7=p.
∴S13==13a7=p.
答案:C
2.等差数列{an}中,已知a1=,a2+a5=4,an=33,则n为( )
A.48 B.49
C.50 D.51
解析:∵a2+a5=2a1+5d=4,则由a1=得d=,令an=33=+(n-1)×,可解得n=50.故选C.
答案:C
3.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:a5=S5-S4≤5,S5=a1+a2+…+a5=5a3≤15,a3≤3,则a4=≤4,a4的最大值为4.故选C.
答案:C
4.设Sn是等差数列{an}的前n项和,S5=3(a2+a8),则的值为( )
A. B.
C. D.
解析:∵{an}是等差数列,
∴==×5==,故选D.
答案:D
5.(2011·济宁市模拟)已知数列{an}为等差数列,若<-1,且它们的前n项和Sn有最大值,则使Sn>0的n的最大值为( )
A.11 B.19
C.20 D.21
解析:∵<-1,且Sn有最大值,
∴a10>0,a11<0,且a10+a11<0,
∴S19==19·a10>0,
S20==10(a10+a11)<0.
所以使得Sn>0的n的最大值为19,故选B.
答案:B
6.如图,坐标纸上的每个单元格的边长为1,由下往上的六个点:1,2,3,4,5,6的横纵坐标分别对应数列{an}(n∈N*)的前12项,如下表所示:
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
x1
y1
x2
y2
x3
y3
x4
y4
x5
y5
x6
y6
按如此规律下去,则a2009+a2010+a2011等于( )
A.1003 B.1005
C.1006 D.2011
解析:依题意得,数列a2,a4,a6,…,a2k,…,是以a2=1为首项,1为公差的等差数列,因此a2010=a2×1005=1+(1005-1)×1=1005.数列a1,a3,a5,a7,…,a2k-1,…,即是以1,-1,2,-2,…,的规律呈现,且a2009是该数列的第1005项,且1005=2×502+1,因此a2009=503,a2011=-503,a2009+a2010+a2011=1005,选B.
答案:B
二、填空题:(本大题共4小题,每小题6分,共24分,把正确答案填在题后的横线上.)
7.设Sn是等差数列{an}的前n项和,a12=-8,S9=-9,则S16=________.
解析:S9=9a5=-9,
∴a5=-1,S16=8(a5+a12)=-72.
答案:-72
8.已知两个等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为An和Bn,且=,则=________.
解析:本题考查等差数列的基础知识,由于这是选择题可直接由结论=求得.
答案:
9.设f(x)=,利用课本中推导等差数列前n项和的公式的方法,可求得f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)的值为________.
解析:∵f(x)=,
∴f(1-x)===,
∴f(x)+f(1-x)=+==.
设S=f(-5)+f(-4)+…+f(6),
则S=f(6)+f(5)+…+f(-5),
∴2S=[f(6)+f(-5)]+[f(5)+f(-4)]+…+
[f(-5)+f(6)]=6,
∴S=f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)=3.
答案:3
10.等差数列{an}的前n项和为Sn,且a4-a2=8,a3+a5=26,记Tn=,如果存在正整数M
,使得对一切正整数n,Tn≤M都成立,则M的最小值是________.
解析:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
∵a4-a2=8,∴d=4.
又∵a3+a5=26,即2a1+6d=26,∴a1=1.
∴Sn=n+×4=2n2-n,
则Tn==2-<2.
∵对一切正整数Tn≤M恒成立,∴M≥2.
∴M的最小值为2.
答案:2
三、解答题:(本大题共3小题,11、12题13分,13题14分,写出证明过程或推演步骤.)
11.已知:f(x)=-,数列{an}的前n项和为Sn,点Pn在曲线y=f(x)上(n∈N*),且a1=1,an>0.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{bn}的前n项和为Tn,且满足=+16n2-8n-3,问:当b1为何值时,数列{bn}是等差数列.
解:(1)由y=-,
点Pn在曲线y=f(x)上,
∴-=f(an)=-,
并且an>0,∴=,
∴-=4(n∈N*).
数列{}是等差数列,首项=1,公差d为4,
∴=1+4(n-1)=4n-3,a=.
∵an>0,∴an=(n∈N*).
(2)由an=,=+16n2-8n-3得
(4n-3)Tn+1=(4n+1)Tn+(4n-3)(4n+1),
=+1.
令cn=,如果c1=1,此时b1=T1=1,
∴cn=1+(n-1)×1=n,n∈N*,
则Tn=(4n-3)n=4n2-3n,n∈N*,
∴bn=8n-7,n∈N*,∴b1=1时数列{bn}是等差数列.
12.数列{an}满足an=3an-1+3n-1(n∈N*,n≥2),已知a3=95.
(1)求a1,a2;
(2)是否存在一个实数t,使得bn=(an+t)(n∈N*),且{bn}为等差数列?若存在,则求出t的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)n=2时,a2=3a1+32-1
n=3时,a3=3a2+33-1=95,
∴a2=23.
∴23=3a1+8,∴a1=5.
(2)当n≥2时,
bn-bn-1=(an+t)-(an-1+t)
=(an+t-3an-1-3t)
=(3n-1-2t)=1-.
要使{bn}为等差数列,则必须使1+2t=0,∴t=-,
即存在t=-,使{bn}为等差数列.
13.设f(x)=(a≠0),令a1=1,an+1=f(an),又bn=an·an+1,n∈N*.
(1)证明数列是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)求数列{bn}的前n项和.
分析:将题设中函数解析式转化为数列的递推关系,再将递推关系通过整理变形转化为等差数列,从而求数列的通项公式,本题在求{bn}前n项和时运用了裂项相消法,这是数列求和的常用方法.
解:(1)证明:an+1=f(an)==,
∴=+,即-=.
∴是首项为1,公差为的等差数列.
(2)由(1)知是等差数列,
∴=1+(n-1).整理得an=.
(3)bn=an·an+1=·=a2.
设数列{bn}的前n项和为Tn,
则Tn=a2
=a2=a2·=.
∴数列{bn}的前n项和为.