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- 2021-06-11 发布
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数列的概念与简单表示法
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一、选择题
1.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式an等于( )
A. B.cos
C.cosπ D.cosπ
D [令n=1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D正确.]
2.若Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=,则等于( )
A. B.
C. D.30
D [当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=,所以=5×6=30.]
3.记Sn为数列{an}的前n项和.“任意正整数n,均有an>0”是“{Sn}是递增数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
A [∵“an>0”⇒“数列{Sn}是递增数列”,
∴“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的充分条件.
如数列{an}为-1,1,3,5,7,9,…,显然数列{Sn}是递增数列,但是an不一定大于零,还有可能小于零,
∴“数列{Sn}是递增数列”不能推出“an>0”,
∴“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的不必要条件.
∴“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的充分不必要条件.]
4.(2019·武汉5月模拟)数列{an}中,an+1=2an+1,a1=1,则a6=( )
A.32 B.62
C.63 D.64
C [数列{an}中,an+1=2an+1,故an+1+1=2(an+1),
因为a1=1,故a1+1=2≠0,故an+1≠0,
所以=2,所以{an+1}为等比数列,首项为2,公比为2.
所以an+1=2n即an=2n-1,故a6=63,故选C.]
5.若数列{an}的前n项和Sn=n2-10n(n∈N+),则数列{nan}中数值最小的项是( )
A.第2项 B.第3项
C.第4项 D.第5项
B [∵Sn=n2-10n,
∴当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-11;
当n=1时,a1=S1=-9也适合上式.
∴an=2n-11(n∈N+).
记f(n)=nan=n(2n-11)=2n2-11n,
此函数图像的对称轴为直线n=,但n∈N+,
∴当n=3时,f(n)取最小值.
∴数列{nan}中数值最小的项是第3项.]
二、填空题
6.已知数列,,,,,…,则5是它的第________项.
21 [数列,,,,,…中的各项可变形为,,,,,…,
所以通项公式为an==,
令=5,得n=21.]
7.若数列{an}满足a1=1,a2=3,an+1=(2n-λ)an(n=1,2,…),则a3等于________.
15 [令n=1,则3=2-λ,即λ=-1,由an+1=(2n+1)an,得a3=5a2=5×3=15.]
8.在一个数列中,如果任意n∈N+,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+a3+…+a12=________.
28 [∵a1a2a3=8,且a1=1,a2=2.
∴a3=4,同理可求a4=1,a5=2.
a6=4,∴{an}是以3为周期的数列,
∴a1+a2+a3+…+a12=(1+2+4)×4=28.]
三、解答题
9.(2019·洛阳模拟)已知数列{an}满足a1=50,
an+1=an+2n(n∈N+),
(1)求{an}的通项公式;
(2)已知数列{bn}的前n项和为an,若bm=50,求正整数m的值.
[解] (1)当n≥2时,
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1
=2(n-1)+2(n-2)+…+2×2+2×1+50
=2×+50
=n2-n+50.
又a1=50=12-1+50,
∴{an}的通项公式为an=n2-n+50,n∈N+.
(2)b1=a1=50,
当n≥2时,
bn=an-an-1=n2-n+50-[(n-1)2-(n-1)+50]=2n-2,
即bn=.
当m≥2时,令bm=50,得2m-2=50,解得m=26.
又b1=50,
∴正整数m的值为1或26.
10.设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a(a≠3),an+1=Sn+3n,n∈N+,设bn=Sn-3n,
(1)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),
即bn+1=2bn,
又b1=S1-3=a-3,
所以数列{bn}的通项公式为bn=(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,
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(a≠3).
综上,a的取值范围是[-9,3)∪(3,+∞).
1.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( )
A.(2,+∞) B.(3,+∞)
C.(-∞,2) D.(-∞,3)
C [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<n+1,
因为n∈N+,所以λ<2,故选C.]
2.(2019·临沂三模)意大利数学家列昂那多·斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”: 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…即F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3,n∈N+),此数列在现代物理“准晶体结构”、化学等都有着广泛的应用.若此数列被2整除后的余数构成一个新数列{an},则数列{an}的前2 019项的和为( )
A.672 B.673
C.1 346 D.2 019
C [由数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…各项除以2的余数,可得{an}为1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,…,所以{an}是周期为3的周期数列,
一个周期中三项和为1+1+0=2,
因为2 019=673×3,
所以数列{an}的前2 019项的和为673×2=1 346,故选C.]
3.(2019·晋城三模)记数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=3an+2n-3,则数列{an}的通项公式为an=________.
an=2-n [当n=1时,S1=a1=3a1-1,解得a1=;当n≥2时,Sn=3an+2n-3,
Sn-1=3an-1+2n-5,两式相减可得,
an=3an-3an-1+2,故an=an-1-1,设an+λ=(an-1+λ),故λ=-2,即an-2=(an-1-2),故=.故数列{an-2}是以-为首项,为公比的等比数列,故an-2=-·n-1,故an=2-n.]
4.已知数列{an}中,a1=1,其前n项和为Sn,且满足2Sn=(n+1)an
(n∈N+).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=3n-λa,若数列{bn}为递增数列,求λ的取值范围.
[解] (1)∵2Sn=(n+1)an,
∴2Sn+1=(n+2)an+1,
∴2an+1=(n+2)an+1-(n+1)an,
即nan+1=(n+1)an,∴=,
∴==…==1,
∴an=n(n∈N+).
(2)由(1)知bn=3n-λn2.
bn+1-bn=3n+1-λ(n+1)2-(3n-λn2)
=2·3n-λ(2n+1).
∵数列{bn}为递增数列,
∴2·3n-λ(2n+1)>0,
即λ<.令cn=,
即=·=>1.
∴{cn}为递增数列,
∴λ
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