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1、(文理通用)2022屆高考數(shù)學大二輪復習 第1部分 專題4 數(shù)列 第2講 數(shù)列求和及綜合應用練習
A組
1.設{an}的首項為a1,公差為-1的等差數(shù)列,Sn為其前n項和.若S1,S2,S4成等比數(shù)列,則a1=( D )
A.2 B.-2
C. D.-
[解析] 由題意知S1=a1,S2=2a1-1,S4=4a1-6,
因為S1,S2,S4成等比數(shù)列,
所以S=S1·S4,即(2a1-1)2=a1(4a1-6),
解得a1=-.故選D.
2.若數(shù)列{an}為等比數(shù)列,且a1=1,q=2,則Tn=++…+等于( B )
A.1- B.(1-)
C
2、.1- D.(1-)
[解析] 因為an=1×2n-1=2n-1,
所以an·an+1=2n-1·2n=2×4n-1,
所以=×()n-1,所以{}也是等比數(shù)列,
所以Tn=++…+=×=(1-),故選B.
3.(2018·煙臺模擬)已知等差數(shù)列{an}中,a2=6,a5=15,若bn=a2n,則數(shù)列{bn}的前5項和等于( C )
A.30 B.45
C.90 D.186
[解析] 設{an}的公差為d,首項為a1,由題意得,解得所以an=3n,
所以bn=a2n=6n,且b1=6,公差為6,
所以S5=5×6+×6=90.
4.等差數(shù)列
3、{an}中,a1>0,公差d<0,Sn為其前n項和,對任意自然數(shù)n,若點(n,Sn)在以下4條曲線中的某一條上,則這條曲線應是( C )
[解析] ∵Sn=na1+d,∴Sn=n2+(a1-)n,又a1>0,公差d<0,所以點(n,Sn)所在拋物線開口向下,對稱軸在y軸右側.
[點評] 可取特殊數(shù)列驗證排除,如an=3-n.
5.定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函數(shù)f(x),如果對于任意給定的等比數(shù)列{an},{f(an)}仍是等比數(shù)列,則稱f(x)為“保等比數(shù)列函數(shù)”.現(xiàn)有定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的如下函數(shù):
①f(x)=x2; ②f(x)=2x;
③f(x
4、)=; ④f(x)=ln|x|.
則其中是“保等比數(shù)列函數(shù)”的f(x)的序號為( C )
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
[分析] 保等比數(shù)列函數(shù)指:①定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函數(shù);②若{an}是等比數(shù)列,則{f(an)}仍是等比數(shù)列.
[解析] 解法一:設{an}的公比為q.
①f(an)=a,∵=()2=q2,
∴{f(an)}是等比數(shù)列,排除B、D.
③f(an)=,
∵==,
∴{f(an)}是等比數(shù)列,排除A.
解法二:不妨令an=2n.
①因為f(x)=x2,所以f(an)=a=4n.顯然{f(an)}是首項為4,公比為4的
5、等比數(shù)列.
②因為f(x)=2x,
所以f(a1)=f(2)=22,f(a2)=f(4)=24,
f(a3)=f(8)=28,
所以==4≠==16,
所以{f(an)}不是等比數(shù)列.
③因為f(x)=,所以f(an)==()n.
顯然{f(an)}是首項為,公比為的等比數(shù)列.
④因為f(x)=ln|x|,所以f(an)=ln2n=nln2.
顯然{f(an)}是首項為ln2,公差為ln2的等差數(shù)列,故選C.
6.(2018·邵陽一模)已知數(shù)列{bn}為等比數(shù)列,且b1 009=e(e為自然對數(shù)的底數(shù)),數(shù)列{an}的首項為1,且an+1=an·bn,則lna2 018的值
6、為2_017.
[解析] 因為數(shù)列{bn}為等比數(shù)列,且b1 009=e(e為自然對數(shù)的底數(shù)),數(shù)列{an}的首項為1,且an+1=an·bn,
所以a2 018=b1·b2·b3·b4·…·b2 017=b=e2 017,
lna2 018=lne2 017=2 017.
7.已知數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其公比為2,設bn=log2an,且數(shù)列{bn}的前10項的和為25,那么+++…+的值為.
[解析] 數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其公比為2,
設bn=log2an,且數(shù)列{bn}的前10項的和為25,
所以b1+b2+…+b10
=log2(a1·a2·…·a10)
=lo
7、g2(a21+2+…+9)=25,
所以a×245=225,可得:a1=.
那么+++…+
=4(1+++…+)
=4×=.
8.已知等比數(shù)列{an}的公比q>1,4是a1和a4的一個等比中項,a2和a3的等差中項為6,若數(shù)列{bn}滿足bn=log2an(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)求數(shù)列{anbn}的前n項和Sn.
[解析] (1)因為4是a1和a4的一個等比中項,
所以a1·a4=(4)2=32.
由題意可得
因為q>1,所以a3>a2.
解得所以q==2.
故數(shù)列{an}的通項公式an=2n.
(2)由于bn=log2an(n∈N*
8、),所以anbn=n·2n,
Sn=1·2+2·22+3·23+…+(n-1)·2n-1+n·2n,①
2Sn=1·22+2·23+…+(n-1)·2n+n·2n+1.②
①-②得,-Sn=1·2+22+23+…+2n-n·2n+1=-n·2n+1.
所以Sn=2-2n+1+n·2n+1=2+(n-1)·2n+1.
9.(文)(2018·天津卷,18)設{an}是等差數(shù)列,其前n項和為Sn(n∈N*);{bn}是等比數(shù)列,公比大于0,其前n項和為Tn(n∈N*).已知b1=1,b3=b2+2,b4=a3+a5,b5=a4+2a6.
(1)求Sn和Tn;
(2)若Sn+(T1+T2
9、+…+Tn)=an+4bn,求正整數(shù)n的值.
[解析] (1)設等比數(shù)列{bn}的公比為q,由b1=1,b3=b2+2,可得q2-q-2=0.因為q>0,可得q=2,故bn=2n-1.
所以Tn==2n-1.
設等差數(shù)列{an}的公差為d.由b4=a3+a5,可得a1+3d=4.
由b5=a4+2a6,
可得3a1+13d=16,從而a1=1,d=1,故an=n,所以Sn=.
(2)由(1),知T1+T2+…+Tn=(21+22+…+2n)-n=2n+1-n-2.
由Sn+(T1+T2+…+Tn)=an+4bn可得+2n+1-n-2=n+2n+1,
整理得n2-3n-4=0,解
10、得n=-1(舍),或n=4.所以n的值為4.
(理)(2018·天津卷,18)設{an}是等比數(shù)列,公比大于0,其前n項和為Sn(n∈N*),{bn}是等差數(shù)列. 已知a1=1,a3=a2+2,a4=b3+b5,a5=b4+2b6.
(1)求{an}和{bn}的通項公式.
(2)設數(shù)列{Sn}的前n項和為Tn(n∈N*),
①求Tn;
②證明
[解析] (1)設等比數(shù)列{an}的公比為q.由a1=1,a3=a2+2,可得q2-q-2=0.
因為q>0,可得q=2,故an=2n-1.
設等差數(shù)列{bn}的公差為d,由a4=b3+b5,可得b1+3d=4.由a5=b4+2b6,可得
11、3b1+13d=16,從而b1=1,d=1,故bn=n.
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=2n-1,數(shù)列{bn}的通項公式為bn=n.
(2)①由(1),有Sn==2n-1,故Tn=(2k-1)=
k-n=-n=2n+1-n-2.
②因為==
=-,
B組
1.設Sn是公差不為0的等差數(shù)列{an}的前n項和,S1,S2,S4成等比數(shù)列,且a3=-,則數(shù)列{}的前n項和Tn=( C )
A.- B.
C.- D.
[解析] 本題主要考查等差、等比數(shù)列的性質以及裂項法求和.
設{an}的公差為d,因為S1=a1,S2=2a1+d=2a1+=a1-,S4=3a3+
12、a1=a1-,
因為S1,S2,S4成等比數(shù)列,所以(a1-)2=(a1-)a1,
整理得4a+12a1+5=0,所以a1=-或a1=-.
當a1=-時,公差d=0不符合題意,舍去;
當a1=-時,公差d==-1,
所以an=-+(n-1)×(-1)=-n+=-(2n-1),
所以=-=-(-),
所以其前n項和Tn=-(1-+-+…+-)
=-(1-)=-,故選C.
2.(文)以Sn表示等差數(shù)列{an}的前n項和,若S5>S6,則下列不等關系不一定成立的是( D )
A.2a3>3a4 B.5a5>a1+6a6
C.a5+a4-a3<0 D.a3+a6+a12<
13、2a7
[解析] 依題意得a6=S6-S5<0,2a3-3a4=2(a1+2d)-3(a1+3d)=-(a1+5d)=-a6>0,2a3>3a4;5a5-(a1+6a6)=5(a1+4d)-a1-6(a1+5d)=-2(a1+5d)=-2a6>0,5a5>a1+6a6;a5+a4-a3=(a3+a6)-a3=a6<0.綜上所述,故選D.
(理)已知an=,數(shù)列{an}的前n項和為Sn,關于an及Sn的敘述正確的是( C )
A.an與Sn都有最大值 B.an與Sn都沒有最大值
C.an與Sn都有最小值 D.an與Sn都沒有最小值
[解析] 畫出an=的圖象,
點(n,a
14、n)為函數(shù)y=圖象上的一群孤立點,(,0)為對稱中心,S5最小,a5最小,a6最大.
3.已知正數(shù)組成的等差數(shù)列{an},前20項和為100,則a7·a14的最大值是( A )
A.25 B.50
C.100 D.不存在
[解析] ∵S20=×20=100,∴a1+a20=10.
∵a1+a20=a7+a14,∴a7+a14=10.
∵an>0,∴a7·a14≤()2=25.當且僅當a7=a14時取等號.
4.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,Sn=2an+1,則Sn=( B )
A.2n-1 B.()n-1
C.()n-1 D.
[解析] 由
15、Sn=2an+1得Sn=2(Sn+1-Sn),即2Sn+1=3Sn,
∴=,
∵a1=1,S1=2a2,∴a2=a1=,∴S2=,
∴=,∴Sn=()n-1.
5.(2018·山東省實驗中學調研)在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+ln(1+),則an=( A )
A.2+lnn B.2+(n-1)lnn
C.2+nlnn D.1+n+lnn
[解析] an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=lnn-ln(n-1)+ln(n-1)-ln(n-2)+…+ln2-ln1+2=2+lnn.
6.(2018·西安一模)已知數(shù)列{an}
16、的通項公式an=log2(n∈N*),設其前n項和為Sn,則使Sn<-4成立的最小自然數(shù)n的值為16.
[解析] 因為an=log2,
所以Sn=log2+log2+log2+…+log2
=log2(···…·)=log2,
若Sn<-4,則<,即n>15,
則使Sn<-4成立的最小自然數(shù)n的值為16.
7.如圖所示,將正整數(shù)排成三角形數(shù)陣,每排的數(shù)稱為一個群,從上到下順次為第一群,第二群,…,第n群,…,第n群恰好n個數(shù),則第n群中n個數(shù)的和是3·2n-2n-3.
[解析] 由圖規(guī)律知,第n行第1個數(shù)為2n-1,第2個數(shù)為3·2n-2,第3個數(shù)為5·2n-3……設這n個數(shù)
17、的和為S
則S=2n-1+3·2n-2+5×2n-3+…+(2n-3)·2+(2n-1)·20?、?
2Sn=2n+3·2n-1+5·2n-2+…+(2n-3)·22+(2n-1)·21?、?
②-①得Sn=2n+2·2n-1+2·2n-2+…+2·22+2·2-(2n-1)
=2n+2n+2n-1+…+23+22-(2n-1)
=2n+-(2n-1)
=2n+2n+1-4-2n+1
=3·2n-2n-3.
8.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ為常數(shù).
(1)證明:an+2-an=λ;
(2)是否存在λ,使得{an}為等差數(shù)
18、列?并說明理由.
[分析] (1)利用an+1=Sn+1-Sn用配湊法可獲證;(2)假設存在λ,則a1,a2,a3應成等差數(shù)列求出λ的值,然后依據(jù)an+2-an=λ推證{an}為等差數(shù)列.
[解析] (1)由題設:anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1,
兩式相減得an+1(an+2-an)=λan+1.
由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.
(2)由題設,a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.
由(1)知,a3=λ+1,
令2a2=a1+a3,解得λ=4.
故an+2-an=4,由此可得
{a2n-1}是首項為1,公差為4的等差數(shù)列,
19、a2n-1=4n-3;
{a2n}是首項為3,公差為4的等差數(shù)列,a2n=4n-1.
所以an=2n-1,an+1-an=2.
因此存在λ=4,使得數(shù)列{an}為等差數(shù)列.
9.已知數(shù)列{an}滿足an+1=-,a1=-.
(1)求證{}是等差數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式;
(3)設Tn=an+an+1+…+a2n-1.若Tn≥p-n對任意的n∈N*恒成立,求p的最大值.
[解析] (1)證明:∵an+1=-,
∴an+1+1=-+1==,
由于an+1≠0,
∴==1+,
∴{}是以2為首項,1為公差的等差數(shù)列.
(2)由(1)題結論知:=2+(n-1)=n+1,
∴an=-1=-(n∈N*).
(3)∵Tn=an+an+1+…+a2n-1≥P-n,
∴n+an+an+1+…+a2n-1≥P,
即(1+an)+(1+an+1)+(1+an+2)+…+(1+a2n-1)≥p,對任意n∈N*恒成立,
而1+an=,
設H(n)=(1+an)+(1+an+1)+…+(1+a2n-1),
∴H(n)=++…+,
H(n+1)=++…+++,
∴H(n+1)-H(n)=+-=->0,
∴數(shù)列{H(n)}單調遞增,
∴n∈N*時,H(n)≥H(1)=,故P≤.
∴P的最大值為.