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- 2021-06-15 发布
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核心素养测评三十二 等差数列
(30分钟 60分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.若等差数列{an}的公差为d,则数列{}是 ( )
A.公差为d的等差数列
B.公差为2d的等差数列
C.公差为nd的等差数列
D.非等差数列
【解析】选B.数列{}其实就是a1,a3,a5,a7,…,奇数项组成的数列,它们之间相差2d.
2.在等差数列{an}中,已知a2=2,前7项和S7=56,则公差d= ( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
【解析】选B.由题意可得
即解得
【一题多解】选B.由等差数列的性质S7=7a4=56,
所以a4=8,因此d==3.
3.(2020·常州模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a6=2a3,则=( )
A. B. C. D.
- 8 -
【解析】选D.===.
4.(2020·济南模拟)已知等差数列{an}的公差d为4,项数为偶数,所有奇数项的和为15,所有偶数项的和为55,则这个数列的项数为 ( )
A.10 B.20 C.30 D.40
【解析】选B.设等差数列{an}的项数为n,前n项和为Sn,
则S偶-S奇=d=2n=40,n=20,即这个数列的项数为20.
5.(多选)(2020·海南联考)在等差数列{an}中,已知a3+a9=0,且S9<0,则S1、S2、…、S9中最小的是 ( )
A.S5 B.S6 C.S7 D.S8
【解析】选AB.在等差数列{an}中,
因为a3+a9=0,S9<0,
所以a3+a9=2a6=0,S9==9a5<0,
所以a5<0,a6=0,
所以S1、S2、…、S9中最小的是S5或S6.
【变式备选】
(2019·北京高考)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=-3,S5=-10,则a5=________,Sn的最小值为________.
【解析】设公差为d,a2=a1+d=-3,
S5=5a1+d=-10,即a1+2d=-2,
解得a1=-4,d=1,
所以a5=a1+4d=0,
- 8 -
Sn=na1+d=,
当n=4或5时,Sn最小,为-10.
答案:0 -10
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足-=1,则数列{an}的公差
是________.
【解析】设等差数列{an}的公差为d,因为-=1,
所以2-3=6,
所以6a1+6d-6a1-3d=6,所以d=2.
答案:2
7.(2019·全国卷Ⅲ)记Sn为等差数列{an}的前n项和,a1≠0,a2=3a1,则=________.
【解析】设该等差数列的公差为d,因为a2=3a1,
所以a1+d=3a1,故d=2a1(a1≠0,d≠0),
所以====4.
答案:4
8.已知{an},{bn}都是等差数列,若a1+b10=9,a3+b8=15,则a5+b6=________.
【解析】因为{an},{bn}都是等差数列,所以2a3=a1+a5,2b8=b10+b6,所以2(a3+b8)=(a1+b10)+(a5+b6),
即2×15=9+(a5+b6),解得a5+b6=21.
- 8 -
答案:21
三、解答题(每小题10分,共20分)
9.在等差数列{an}中,a1=1,a3=-3.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{an}的前k项和Sk=-35,求k的值.
【解析】(1)设等差数列{an}的公差为d,
则an=a1+(n-1)d.
由a1=1,a3=-3可得1+2d=-3,
解得d=-2,从而an=1+(n-1)×(-2)=3-2n.
(2)由(1)可知an=3-2n.
所以Sn==
2n-n2.由Sk=-35可得2k-k2=-35,
即k2-2k-35=0,解得k=7或k=-5.
又k∈N*,故k=7.
10.设{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,已知S7=7,S15=75,Tn为数列的前n项和,求Tn.
【解析】设等差数列{an}的公差为d,则
Sn=na1+n(n-1)d.
因为S7=7,S15=75,所以
即解得a1=-2,d=1.
所以=a1+(n-1)d=-2+(n-1),
- 8 -
因为-=,所以数列是等差数列,其首项为-2,公差为,所以Tn=n2-n.
(15分钟 35分)
1.(5分)现给出以下几个数列:①2,4,6,8,…,2(n-1),2n;②1,1,2,3,…,n;③常数列a,a,a,…,a;④在数列{an}中,已知a2-a1=2,a3-a2=2.其中一定是等差数列的个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】选B.①由4-2=6-4=…=2n-2(n-1)=2得数列2,4,6,8,…,2(n-1),2n为等差数列;②因为1-1=0≠2-1=1,所以数列1,1,2,3,…,n不是等差数列;③常数列a,a,a,…,a为等差数列;④当数列{an}仅有3项时,数列{an}是等差数列,当数列{an}的项数超过3项时,数列{an}不一定是等差数列,故一定是等差数列的个数为2.
2.(5分)已知等差数列{an}的前9项和为27,a10=8,则a100= ( )
A.100 B.99 C.98 D.97
【解析】选C.设{an}的公差为d,由等差数列前n项和公式及通项公式,得
解得
an=a1+(n-1)d=n-2,所以a100=100-2=98.
3.(5分)(2020·潍坊模拟)已知数列是等差数列,Sn是其前n项的和,则下列命题中真命题是 ( )
A.若a5>a3,则a8>0 B.若a5>a3,则S8>0
C.若S5>S3,则S8>0 D.若S5>S3,则a8>0
【解析】选C.令等差数列的公差d=1,a1=-12,
对A选项,a5=-8>a3=-10,而a8=-5<0,故A错误;
对B选项,因为a1=-12<0,a8=-5<0,所以S8=<0,故B错误;
又对D选项,令等差数列的d=-2,a1=12,
因为S5-S3=a5+a4=4+6=10>0,a8=-2<0,故D错误;
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对C选项,因为S5-S3=a5+a4=a1+a8>0,
所以S8=>0.
【变式备选】
已知数列{an}中,a2=,a5=,且是等差数列,则a7= ( )
A. B. C. D.
【解析】选D.设等差数列的公差为d,则=+3d,即=+3d,解得d=2,所以=+5d=12,解得a7=.
4.(10分)已知数列{an}满足a1=2,n(an+1-n-1)=(n+1)·(an+n)(n∈N*).
(1)求证数列是等差数列,并求其通项公式.
(2)设bn=-15,求数列{|bn|}的前n项和Tn.
【解析】(1)因为n(an+1-n-1)=(n+1)(an+n)(n∈N*).所以nan+1-(n+1)an=2n(n+1).
所以-=2,所以数列是等差数列,其公差为2,首项为2,所以=2+2(n-1)=2n.
(2)由(1)知an=2n2,所以bn=-15=2n-15,则数列{bn}的前n项和Sn==n2-14n.令bn=2n-15≤0,解得n≤7.5.所以当n≤7时,数列{|bn|}的前n项和Tn=-b1-b2-…-bn=-Sn=-n2+14n;
- 8 -
当n≥8时,数列{|bn|}的前n项和Tn=-b1-b2-…-b7+b8+…+bn=-2S7+Sn=-2×(72-14×7)+n2-14n=n2-14n+98.
所以Tn=
5.(10分)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数.
(1)求证:-an=λ.
(2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由.
【解析】(1)由题设,anan+1=λSn-1,
知an+1=λSn+1-1.
两式相减得,an+1(-an)=λan+1.
由于an+1≠0,所以-an=λ.
(2)存在.由a1=1,a1a2=λa1-1,可得a2=λ-1.
由(1)知,a3=λ+1.令2a2=a1+a3,解得λ=4.
故-an=4,由此可得,
{}是首项为1,公差为4的等差数列,
=1+(n-1)·4=4n-3=2(2n-1)-1;
{}是首项为3,公差为4的等差数列,=3+(n-1)·4=4n-1=2×(2n)-1.
所以an=2n-1,an+1-an=2.
所以数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列.
因此存在λ=4,使得{an}为等差数列.
1.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则等于 ( )
A. B. C. D.
【解析】选A.据等差数列前n项和性质可知:S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9仍成等差数列.
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设S3=k(k≠0),则S6=3k,S6-S3=2k,
所以S9-S6=3k,S12-S9=4k,
所以S9=S6+3k=6k,S12=S9+4k=10k,
所以==.
2.项数为n的数列a1,a2,a3,…,an的前k项和为Sk(k=1,2,3,…,n),定义为该项数列的“凯森和”,如果项数为99项的数列a1,a2,a3,…,a99的“凯森和”为1 000,那么项数为100的数列100,a1,a2,a3,…,a99的“凯森和”为 ( )
A.991 B.1 001
C.1 090 D.1 100
【解析】选C.项数为99项的数列a1,a2,a3,…,a99的“凯森和”为1 000,所以=1 000,又100,a1,a2,a3,…,a99的“凯森和”为
=
100+=100+990=1 090.
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