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  • 2021-06-11 发布

【数学】2020届一轮复习人教版(理)第五章第三节 等比数列及其前n项和作业

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限时规范训练(限时练·夯基练·提能练) A 级 基础夯实练 1.(2018·四川绵阳诊断性考试)设{an}是由正数组成的等比数列, Sn 为其前 n 项和.已知 a2a4=1,S3=7,则 S5 等于(  ) A.15 2            B.31 4 C.33 4 D.17 2 解析:选 B.设数列{an}的公比为 q,则显然 q≠1,由题意得Error! 解得Error!或Error!(舍去),∴S5=a1(1-q5) 1-q = 4(1- 1 25) 1-1 2 =31 4 . 2.(2018·浙江丽水模拟)已知等比数列{an}的前 n 项和为 Sn=a·2n -1+1 6 ,则 a 的值为(  ) A.-1 3 B.1 3 C.-1 2 D.1 2 解析:选 A.当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=a·2n-1-a·2n-2=a·2n-2, 当 n=1 时,a1=S1=a+1 6 ,所以 a+1 6 =a 2 ,所以 a=-1 3 . 3.(2018·东北六校联考)已知数列 1,a1,a2,9 是等差数列,数列 1,b1,b2,b3,9 是等比数列,则 b2 a1+a2 的值为(  ) A. 7 10 B.7 5 C. 3 10 D.1 2 解析:选 C.因为 1,a1,a2,9 是等差数列,所以 a1+a2=1+9= 10.又 1,b1,b2,b3,9 是等比数列,所以 b22=1×9=9,因为 b21=b2> 0,所以 b2=3,所以 b2 a1+a2 = 3 10 . 4.(2018·河北三市第二次联考)古代数学著作《九章算术》有如 下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意 思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的 2 倍,已知她 5 天共织布 5 尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件, 若要使织布的总尺数不少于 30,该女子所需的天数至少为(  ) A.7 B.8 C.9 D.10 解析:选 B.设该女子第一天织布 x 尺,则x(1-25) 1-2 =5,得 x= 5 31 , ∴前 n 天所织布的尺数为 5 31 (2n -1).由 5 31 (2n -1)≥30,得 2n≥187,则 n 的最小值为 8. 5.(2018·福州模拟)已知数列{an}满足 log3an+1=log3an+1(n∈N*), 且 a2+a4+a6=9,则 log1 3 (a5+a7+a9)的值是(  ) A.-5 B.-1 5 C.5 D.1 5 解析:选 A.因为 log3an+1=log3an+1,所以 an+1=3an. 所以数列{an}是公比 q=3 的等比数列, 所以 a2+a4+a6=a2(1+q2+q4)=9. 所以 a5+a7+a9=a5(1+q2+q4)=a2q3(1+q2+q4)=9×33=35. 所以 log1 3 35=-log335=-5. 6.(2018·河南四校联考)在等比数列{an}中,an>0,a1+a2+…+ a8=4,a1a2·…·a 8=16,则 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 a8 的值为(  ) A.2 B.4 C.8 D.16 解析:选 A.由分数的性质得到 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 a8 =a8+a1 a8a1 +a7+a2 a7a2 + … + a4+a5 a4a5 . 因 为 a8a1 = a7a2 = a3a6 = a4a5 , 所 以 原 式 = a1+a2+…+a8 a4a5 = 4 a4a5 ,又 a1a2·…·a 8=16=(a 4a5)4,an>0,∴a 4a5= 2,∴ 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 a8 =2. 7.(2018·青岛二模)已知{an}是等比数列,a2=2,a5=1 4 ,则 a1a2 +a2a3+…+anan+1(n∈N*)的取值范围是(  ) A.[12,16] B.[8,32 3 ] C.[8,32 3 ) D.[16 3 ,32 3 ] 解析:选 C.因为{an}是等比数列,a2=2,a5=1 4 ,所以 q3=a5 a2 = 1 8 ,q=1 2 ,a1=4,故 a1a2+a2a3+…+anan+1=a1a2(1-q2n) 1-q2 =32 3 (1-q2n) ∈[8,32 3 ),故选 C. 8.(2018·兰州、张掖联考)已知数列{a n}的首项为 1,数列{bn}为 等比数列且 bn=an+1 an ,若 b10·b11=2,则 a21=________. 解析:∵b1=a2 a1 =a2,b2=a3 a2 , ∴a3=b2a2=b1b2,∵b3=a4 a3 , ∴a4=b1b2b3,…,an=b1b2b3·…·b n-1, ∴a21=b1b2b3·…·b 20=(b10b11)10=210=1 024. 答案:1 024 9.设等比数列{an}满足 a1+a3=10,a2+a4=5,则 a1a2·…·a n 的 最大值为________. 解析:设等比数列{an}的公比为 q,则由 a1+a3=10,a2+a4=q(a1 +a3)=5,知 q=1 2 .又 a1+a1q2=10, ∴a1=8. 故 a1a2·…·a n=an1q1+2+…+(n-1)=23n·(1 2 )(n-1)n 2 =23n-n2 2 +n 2 =2-n2 2 +7 2 n. 记 t=-n2 2 +7n 2 =-1 2 (n2-7n)=-1 2(n-7 2)2+49 8 , 结合 n∈N*可知 n=3 或 4 时,t 有最大值 6. 又 y=2t 为增函数,从而 a1a2·…·a n 的最大值为 26=64. 答案:64 10.(2018·广东中山调研)设数列{a n}的前 n 项和为 Sn,a1=1, 且数列{Sn}是以 2 为公比的等比数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)求 a1+a3+…+a2n+1. 解:(1)∵S1=a1=1, 且数列{Sn}是以 2 为公比的等比数列, ∴Sn=2n-1, 又当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=2n-2(2-1)=2n-2. 当 n=1 时 a1=1,不适合上式. ∴an=Error! (2)∵a3,a5,…,a2n+1 是以 2 为首项,以 4 为公比的等比数列, ∴a3+a5+…+a2n+1=2(1-4n) 1-4 =2(4n-1) 3 . ∴a1+a3+…+a2n+1=1+2(4n-1) 3 =22n+1+1 3 . B 级 能力提升练 11.设{an}是首项为正数的等比数列,公比为 q,则“q<0”是“对 任意的正整数 n,a2n-1+a2n<0”的(  ) A.充要条件       B.充分而不必要条件 C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件 解析:选 C.若对任意的正整数 n,a2n-1+a2n<0,则 a1+a2<0, 又 a1>0,所以 a2<0,所以 q=a2 a1 <0.若 q<0,可取 q=-1,a1=1, 则 a1+a2=1-1=0,不满足对任意的正整数 n,a2n-1+a2n<0.所以“q <0”是“对任意的正整数 n,a2n-1+a2n<0”的必要而不充分条件, 故选 C. 12.(2018·济南模拟)设数列{a n}是以 3 为首项,1 为公差的等差 数列,{bn}是以 1 为首项,2 为公比的等比数列,则 ba1+ba2+ba3+ba4 =(  ) A.15 B.60 C.63 D.72 解析:选 B.由数列{an}是以 3 为首项,1 为公差的等差数列,得 数列{an}的通项公式为 an=3+(n-1)1=n+2.由数列{bn}是以 1 为首 项,2 为公比的等比数列,得数列{bn}的通项公式为 bn=b1qn-1=2n- 1,所以 ban=2n+1 ,所以 ba1+ba2+ba3+ba4=22+23+24+25= 4 × (1-24) 1-2 =60. 13.(2018·湖北黄石检测)已知等差数列{a n}的公差 d>0,且 a2, a5-1,a 10 成等比数列,若 a1=5,S n 为数列{an}的前 n 项和,则 2Sn+n+32 an+1 的最小值为________. 解析:由于 a2,a5-1,a10 成等比数列,所以(a5-1)2=a2·a10,(a1 +4d-1)2=(a1+d)·(a1+9d),又 a1=5,所以 d=3,所以 an=5+3(n -1)=3n+2,Sn=na1+n(n-1) 2 d=5n+3 2 n(n-1),所以2Sn+n+32 an+1 = 3n2+8n+32 3n+3 =1 3 [3(n+1)+ 27 n+1 +2]≥20 3 ,当且仅当 3(n+1)= 27 n+1 , 即 n=2 时等号成立. 答案:20 3 14.已知数列{an}的前 n 项和 Sn=1+λan,其中 λ≠0. (1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式; (2)若 S5=31 32 ,求 λ. 解:(1)证明:由题意得 a1=S1=1+λa1, 故 λ≠1,a1= 1 1-λ ,故 a1≠0. 由 Sn=1+λan,Sn+1=1+λan+1 得 an+1=λan+1-λan, 即 an+1(λ-1)=λan. 由 a1≠0,λ≠0 得 an≠0,所以an+1 an = λ λ-1 . 因此{an}是首项为 1 1-λ ,公比为 λ λ-1 的等比数列, 于是 an= 1 1-λ( λ λ-1)n-1. (2)由(1)得 Sn=1-( λ λ-1)n. 由 S5=31 32 得 1-( λ λ-1)5=31 32 ,即 ( λ λ-1)5= 1 32 . 解得 λ=-1. 15.(2018·河北省“五个一名校联盟”高三模拟)已知数列{an}是 等差数列,a2=6,前 n 项和为 Sn,数列{bn}是等比数列,b2=2,a1b3 =12,S3+b1=19. (1)求{an},{bn}的通项公式; (2)求数列{bncos(anπ)}的前 n 项和 Tn. 解:(1)∵数列{an}是等差数列,a2=6, ∴S3+b1=3a2+b1=18+b1=19, ∴b1=1, ∵b2=2,数列{bn}是等比数列, ∴bn=2n-1. ∴b3=4, ∵a1b3=12,∴a1=3, ∵a2=6,数列{an}是等差数列, ∴an=3n. (2)设 Cn=bncos(anπ),由(1)得 Cn=bncos(anπ)=(-1)n2n-1, 则 Cn+1=(-1)n+12n, ∴Cn+1 Cn =-2, 又 C1=-1, ∴数列{bncos(anπ)}是以-1 为首项、-2 为公比的等比数列. ∴Tn=-1 × [1-(-2)n] 1-(-2) =1 3 [(-2)n-1]. C 级 素养加强练 16.(2018·辽宁鞍山模拟)已知等比数列{a n}满足:|a2-a3|=10, a1a2a3=125. (1)求数列{an}的通项公式; (2)是否存在正整数 m,使得 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 am ≥1?若存在,求 m 的最小值;若不存在,说明理由. 解:(1)设等比数列{an}的公比为 q, 则由已知可得Error! 解得Error!或Error! 故 an=5 3 ·3n-1,或 an=-5·(-1)n-1. (2)若 an=5 3 ·3n-1,则 1 an =3 5 ·(1 3 )n-1, 故{ 1 an }是首项为3 5 ,公比为1 3 的等比数列 , 从而 m ∑ n=1 1 an = 3 5·[1-(1 3 )m] 1-1 3 = 9 10 ·[1-(1 3 )m]< 9 10 <1. 若 an=(-5)·(-1)n-1, 则 1 an =-1 5 (-1)n-1, 故{ 1 an }是首项为-1 5 ,公比为-1 的等比数列,从而 m ∑ n=1 1 an =Error! 故 m ∑ n=1 1 an <1. 综上,对任意正整数 m,总有 m ∑ n=1 1 an <1. 故不存在正整数 m,使得 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 am ≥1 成立.