(完整版)高中数学数列专题大题训练
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高中数学数列专题大题组卷
一.选择题(共9小题)
1.等差数列{a n}的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为()A.130 B.170 C.210 D.260
2.已知各项均为正数的等比数列{a n},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=()A.B.7 C.6 D.
3.数列{a n}的前n项和为S n,若a1=1,a n+1=3S n(n≥1),则a6=()
A.3×44B.3×44+1 C.44D.44+1
4.已知数列{a n}满足3a n+1+a n=0,a2=﹣,则{a n}的前10项和等于()A.﹣6(1﹣3﹣10)B.C.3(1﹣3﹣10)D.3(1+3﹣10)5.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=()A.B.C.D.
6.已知等差数列{a n}满足a2+a4=4,a3+a5=10,则它的前10项的和S10=()A.138 B.135 C.95 D.23
7.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S m﹣1=﹣2,S m=0,S m+1=3,则m=()A.3 B.4 C.5 D.6
8.等差数列{a n}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{a n}的前n项和S n=()
A.n(n+1)B.n(n﹣1)C.D.
9.设{a n}是等差数列,下列结论中正确的是()
A.若a1+a2>0,则a2+a3>0 B.若a1+a3<0,则a1+a2<0
C.若0<a1<a2,则a2D.若a1<0,则(a2﹣a1)(a2﹣a3)>0
二.解答题(共14小题)
10.设数列{a n}(n=1,2,3,…)的前n项和S n满足S n=2a n﹣a1,且a1,a2+1,a3成等差数列.
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)记数列{}的前n项和为T n,求使得|T n﹣1|成立的n的最小值.11.设等差数列{a n}的公差为d,前n项和为S n,等比数列{b n}的公比为q,已知b1=a1,b2=2,q=d,S10=100.
(1)求数列{a n},{b n}的通项公式
(2)当d>1时,记c n=,求数列{c n}的前n项和T n.
12.已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=3a n+1.
(Ⅰ)证明{a n+}是等比数列,并求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)证明:++…+<.
13.已知等差数列{a n}的公差不为零,a1=25,且a1,a11,a13成等比数列.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)求a1+a4+a7+…+a3n﹣2.
14.等差数列{a n}中,a7=4,a19=2a9,
(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=,求数列{b n}的前n项和S n.
15.已知等比数列{a n}中,a1=,公比q=.
(Ⅰ)S n为{a n}的前n项和,证明:S n=
(Ⅱ)设b n=log3a1+log3a2+…+log3a n,求数列{b n}的通项公式.
16.已知数列{a n}满足a n+2=qa n(q为实数,且q≠1),n∈N*,a1=1,a2=2,且a2+a3,a3+a4,a4+a5成等差数列
(1)求q的值和{a n}的通项公式;
(2)设b n=,n∈N*,求数列{b n}的前n项和.
17.已知数列{a n}是首项为正数的等差数列,数列{}的前n项和为.(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设b n=(a n+1)•2,求数列{b n}的前n项和T n.
18.已知数列{a n}和{b n}满足a1=2,b1=1,a n+1=2a n(n∈N*),b1+b2+b3+…+b n=b n+1﹣1(n∈N*)
(Ⅰ)求a n与b n;
(Ⅱ)记数列{a n b n}的前n项和为T n,求T n.
19.已知数列{a n}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设S n为数列{a n}的前n项和,b n=,求数列{b n}的前n项和T n.
20.设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.
(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.
21.设数列{a n}的前n项和为S n.已知a1=a,a n+1=S n+3n,n∈N*.由
(Ⅰ)设b n=S n﹣3n,求数列{b n}的通项公式;
≥a n,n∈N*,求a的取值范围.
(Ⅱ)若a n
+1
22.已知等差数列{a n}的公差为2,前n项和为S n,且S1,S2,S4成等比数列.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)令b n=(﹣1)n﹣1,求数列{b n}的前n项和T n.
23.数列{a n}满足a1=1,na n+1=(n+1)a n+n(n+1),n∈N*.
(Ⅰ)证明:数列{}是等差数列;
(Ⅱ)设b n=3n•,求数列{b n}的前n项和S n.
高中数学数列专题大题组卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.(1996•全国)等差数列{a n}的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为()
A.130 B.170 C.210 D.260
【分析】利用等差数列的前n项和公式,结合已知条件列出关于a1,d的方程组,用m表示出a1、d,进而求出s3m;或利用等差数列的性质,s m,s2m﹣s m,s3m﹣s2m成等差数列进行求解.
【解答】解:解法1:设等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,
由题意得方程组,
解得d=,a1=,
∴s3m=3ma1+d=3m+=210.
故选C.
解法2:∵设{a n}为等差数列,
∴s m,s2m﹣s m,s3m﹣s2m成等差数列,
即30,70,s3m﹣100成等差数列,
∴30+s3m﹣100=70×2,
解得s3m=210.
故选C.
【点评】解法1为基本量法,思路简单,但计算复杂;解法2使用了等差数列的一个重要性质,即等差数列的前n项和为s n,则s n,s2n﹣s n,s3n﹣s2n,…成等差数列.
2.(2010•大纲版Ⅰ)已知各项均为正数的等比数列{a n},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=()
A.B.7 C.6 D.
【分析】由数列{a n}是等比数列,则有a1a2a3=5⇒a23=5;a7a8a9=10⇒a83=10.【解答】解:a1a2a3=5⇒a23=5;
a7a8a9=10⇒a83=10,
a52=a2a8,
∴,∴,
故选A.
【点评】本小题主要考查等比数列的性质、指数幂的运算、根式与指数式的互化等知识,着重考查了转化与化归的数学思想.
3.(2011•四川)数列{a n}的前n项和为S n,若a1=1,a n+1=3S n(n≥1),则a6=()A.3×44B.3×44+1 C.44D.44+1
【分析】根据已知的a n
=3S n,当n大于等于2时得到a n=3S n﹣1,两者相减,根
+1
据S n﹣S n﹣1=a n,得到数列的第n+1项等于第n项的4倍(n大于等于2),所以得到此数列除去第1项,从第2项开始,为首项是第2项,公比为4的等比数列,由a1=1,a n+1=3S n,令n=1,即可求出第2项的值,写出2项以后各项的通项公式,把n=6代入通项公式即可求出第6项的值.
=3S n,得到a n=3S n﹣1(n≥2),
【解答】解:由a n
+1
﹣a n=3(S n﹣S n﹣1)=3a n,
两式相减得:a n
+1
=4a n(n≥2),又a1=1,a2=3S1=3a1=3,
则a n
+1
得到此数列除去第一项后,为首项是3,公比为4的等比数列,
所以a n=a2q n﹣2=3×4n﹣2(n≥2)
则a6=3×44.
故选A
【点评】此题考查学生掌握等比数列的确定方法,会根据首项和公比写出等比数列的通项公式,是一道基础题.
4.(2013•大纲版)已知数列{a n}满足3a n+1+a n=0,a2=﹣,则{a n}的前10项和等于()
A.﹣6(1﹣3﹣10)B.C.3(1﹣3﹣10)D.3(1+3﹣10)【分析】由已知可知,数列{a n}是以﹣为公比的等比数列,结合已知可求a1,然后代入等比数列的求和公式可求
+a n=0
【解答】解:∵3a n
+1
∴
∴数列{a n}是以﹣为公比的等比数列
∵
∴a1=4
由等比数列的求和公式可得,S10==3(1﹣3﹣10)
故选C
【点评】本题主要考查了等比数列的通项公式及求和公式的简单应用,属于基础试题
5.(2013•新课标Ⅱ)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=()
A.B.C.D.
【分析】设等比数列{a n}的公比为q,利用已知和等比数列的通项公式即可得到
,解出即可.
【解答】解:设等比数列{a n}的公比为q,
∵S3=a2+10a1,a5=9,
∴,解得.
∴.
故选C.
【点评】熟练掌握等比数列的通项公式是解题的关键.
6.(2008•全国卷Ⅰ)已知等差数列{a n}满足a2+a4=4,a3+a5=10,则它的前10项的和S10=()
A.138 B.135 C.95 D.23
【分析】本题考查的知识点是等差数列的性质,及等差数列前n项和,根据a2+a4=4,a3+a5=10我们构造关于基本量(首项及公差)的方程组,解方程组求出基本量(首项及公差),进而代入前n项和公式,即可求解.
【解答】解:∵(a3+a5)﹣(a2+a4)=2d=6,
∴d=3,a1=﹣4,
∴S10=10a1+=95.
故选C
【点评】在求一个数列的通项公式或前n项和时,如果可以证明这个数列为等差数列,或等比数列,则可以求出其基本项(首项与公差或公比)进而根据等差或等比数列的通项公式,写出该数列的通项公式,如果未知这个数列的类型,则可以判断它是否与某个等差或等比数列有关,间接求其通项公式.
7.(2013•新课标Ⅰ)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S m﹣1=﹣2,S m=0,S m+1=3,则m=()
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】由a n与S n的关系可求得a m+1与a m,进而得到公差d,由前n项和公式及S m=0可求得a1,再由通项公式及a m=2可得m值.
【解答】解:a m=S m﹣S m﹣1=2,a m+1=S m+1﹣S m=3,
所以公差d=a m
﹣a m=1,
+1
S m==0,得a1=﹣2,
所以a m=﹣2+(m﹣1)•1=2,解得m=5,
故选C.
【点评】本题考查等差数列的通项公式、前n项和公式及通项a n与S n的关系,考查学生的计算能力.
8.(2014•新课标Ⅱ)等差数列{a n}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{a n}的前n项和S n=()
A.n(n+1)B.n(n﹣1)C.D.
【分析】由题意可得a42=(a4﹣4)(a4+8),解得a4可得a1,代入求和公式可得.【解答】解:由题意可得a42=a2•a8,
即a42=(a4﹣4)(a4+8),
解得a4=8,
∴a1=a4﹣3×2=2,
∴S n=na1+d,
=2n+×2=n(n+1),
故选:A.
【点评】本题考查等差数列的性质和求和公式,属基础题.
9.(2015•北京)设{a n}是等差数列,下列结论中正确的是()
A.若a1+a2>0,则a2+a3>0 B.若a1+a3<0,则a1+a2<0
C.若0<a1<a2,则a2D.若a1<0,则(a2﹣a1)(a2﹣a3)>0【分析】对选项分别进行判断,即可得出结论.
【解答】解:若a1+a2>0,则2a1+d>0,a2+a3=2a1+3d>2d,d>0时,结论成立,即A不正确;
若a1+a3<0,则a1+a2=2a1+d<0,a2+a3=2a1+3d<2d,d<0时,结论成立,即B 不正确;
{a n}是等差数列,0<a1<a2,2a2=a1+a3>2,∴a2>,即C正确;
若a1<0,则(a2﹣a1)(a2﹣a3)=﹣d2≤0,即D不正确.
故选:C.
【点评】本题考查等差数列的通项,考查学生的计算能力,比较基础.
二.解答题(共14小题)
10.(2015•四川)设数列{a n}(n=1,2,3,…)的前n项和S n满足S n=2a n﹣a1,且a1,a2+1,a3成等差数列.
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)记数列{}的前n项和为T n,求使得|T n﹣1|成立的n的最小值.【分析】(Ⅰ)由已知数列递推式得到a n=2a n﹣1(n≥2),再由已知a1,a2+1,a3成等差数列求出数列首项,可得数列{a n}是首项为2,公比为2的等比数列,则其通项公式可求;
(Ⅱ)由(Ⅰ)求出数列{}的通项公式,再由等比数列的前n项和求得T n,结合求解指数不等式得n的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)由已知S n=2a n﹣a1,有
a n=S n﹣S n﹣1=2a n﹣2a n﹣1(n≥2),
即a n=2a n﹣1(n≥2),
从而a2=2a1,a3=2a2=4a1,
又∵a1,a2+1,a3成等差数列,
∴a1+4a1=2(2a1+1),解得:a1=2.
∴数列{a n}是首项为2,公比为2的等比数列.故;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:,
∴.
由,得,即2n>1000.
∵29=512<1000<1024=210,
∴n≥10.
于是,使|T n﹣1|成立的n的最小值为10.
【点评】本题考查等差数列与等比数列的概念、等比数列的通项公式与前n项和公式等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
11.(2015•湖北)设等差数列{a n}的公差为d,前n项和为S n,等比数列{b n}的公比为q,已知b1=a1,b2=2,q=d,S10=100.
(1)求数列{a n},{b n}的通项公式
(2)当d>1时,记c n=,求数列{c n}的前n项和T n.
【分析】(1)利用前10项和与首项、公差的关系,联立方程组计算即可;(2)当d>1时,由(1)知c n=,写出T n、T n的表达式,利用错位相减法及等比数列的求和公式,计算即可.
【解答】解:(1)设a1=a,由题意可得,
解得,或,
当时,a n=2n﹣1,b n=2n﹣1;
当时,a n=(2n+79),b n=9•;
(2)当d>1时,由(1)知a n=2n﹣1,b n=2n﹣1,
∴c n==,
∴T n=1+3•+5•+7•+9•+…+(2n﹣1)•,
∴T n=1•+3•+5•+7•+…+(2n﹣3)•+(2n﹣1)•,
∴T n=2+++++…+﹣(2n﹣1)•=3﹣,
∴T n=6﹣.
【点评】本题考查求数列的通项及求和,利用错位相减法是解决本题的关键,注
意解题方法的积累,属于中档题.
12.(2014•新课标Ⅱ)已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=3a n+1.
(Ⅰ)证明{a n+}是等比数列,并求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)证明:++…+<.
【分析】(Ⅰ)根据等比数列的定义,后一项与前一项的比是常数,即=常
数,又首项不为0,所以为等比数列;
再根据等比数列的通项化式,求出{a n}的通项公式;
(Ⅱ)将进行放大,即将分母缩小,使得构成一个等比数列,从而求和,证明不等式.
【解答】证明(Ⅰ)==3,
∵≠0,
∴数列{a n+}是以首项为,公比为3的等比数列;
∴a n+==,即;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
当n≥2时,∵3n﹣1>3n﹣3n﹣1,∴<=,
∴当n=1时,成立,
当n≥2时,++…+<1+…+==<.∴对n∈N
时,++…+<.
+
【点评】本题考查的是等比数列,用放缩法证明不等式,证明数列为等比数列,
只需要根据等比数列的定义就行;数列与不等式常结合在一起考,放缩法是常用的方法之一,
通过放大或缩小,使原数列变成一个等比数列,或可以用裂项相消法求和的新数列.属于中档题.
13.(2013•新课标Ⅱ)已知等差数列{a n}的公差不为零,a1=25,且a1,a11,a13成等比数列.
(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)求a1+a4+a7+…+a3n﹣2.
【分析】(I)设等差数列{a n}的公差为d≠0,利用成等比数列的定义可得,,再利用等差数列的通项公式可得,化为d (2a1+25d)=0,解出d即可得到通项公式a n;
=﹣2(3n﹣2)+27=﹣6n+31,可知此数列是以25为首项,(II)由(I)可得a3n
﹣2
﹣6为公差的等差数列.利用等差数列的前n项和公式即可得出a1+a4+a7+…+a3n
.
﹣2
【解答】解:(I)设等差数列{a n}的公差为d≠0,
由题意a1,a11,a13成等比数列,∴,
∴,化为d(2a1+25d)=0,
∵d≠0,∴2×25+25d=0,解得d=﹣2.
∴a n=25+(n﹣1)×(﹣2)=﹣2n+27.
=﹣2(3n﹣2)+27=﹣6n+31,可知此数列是以25为首项,(II)由(I)可得a3n
﹣2
﹣6为公差的等差数列.
∴S n=a1+a4+a7+…+a3n﹣2=
=
=﹣3n2+28n.
【点评】熟练掌握等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式是解题的关键.
14.(2013•大纲版)等差数列{a n}中,a7=4,a19=2a9,
(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=,求数列{b n}的前n项和S n.
【分析】(I)由a7=4,a19=2a9,结合等差数列的通项公式可求a1,d,进而可求a n
(II)由==,利用裂项求和即可求解
【解答】解:(I)设等差数列{a n}的公差为d
∵a7=4,a19=2a9,
∴
解得,a1=1,d=
∴=
(II)∵==
∴s n=
==
【点评】本题主要考查了等差数列的通项公式及裂项求和方法的应用,试题比较容易
15.(2011•新课标)已知等比数列{a n}中,a1=,公比q=.
(Ⅰ)S n为{a n}的前n项和,证明:S n=
(Ⅱ)设b n=log3a1+log3a2+…+log3a n,求数列{b n}的通项公式.
【分析】(I)根据数列{a n}是等比数列,a1=,公比q=,求出通项公式a n和前n项和S n,然后经过运算即可证明.
(II)根据数列{a n}的通项公式和对数函数运算性质求出数列{b n}的通项公式.【解答】证明:(I)∵数列{a n}为等比数列,a1=,q=
∴a n=×=,
S n=
又∵==S n
∴S n=
(II)∵a n=
∴b n=log3a1+log3a2+…+log3a n=﹣log33+(﹣2log33)+…+(﹣nlog33)
=﹣(1+2+…+n)
=﹣
∴数列{b n}的通项公式为:b n=﹣
【点评】本题主要考查等比数列的通项公式、前n项和以及对数函数的运算性质.
16.(2015•天津)已知数列{a n}满足a n+2=qa n(q为实数,且q≠1),n∈N*,a1=1,a2=2,且a2+a3,a3+a4,a4+a5成等差数列
(1)求q的值和{a n}的通项公式;
(2)设b n=,n∈N*,求数列{b n}的前n项和.
【分析】(1)通过a n
=qa n、a1、a2,可得a3、a5、a4,利用a2+a3,a3+a4,a4+a5
+2
成等差数列,计算即可;
(2)通过(1)知b n=,n∈N*,写出数列{b n}的前n项和T n、2T n的表达式,利用错位相减法及等比数列的求和公式,计算即可.
【解答】解:(1)∵a n
=qa n(q为实数,且q≠1),n∈N*,a1=1,a2=2,
+2
∴a3=q,a5=q2,a4=2q,
又∵a2+a3,a3+a4,a4+a5成等差数列,
∴2×3q=2+3q+q2,
即q2﹣3q+2=0,
解得q=2或q=1(舍),
∴a n=;
(2)由(1)知b n===,n∈N*,
记数列{b n}的前n项和为T n,
则T n=1+2•+3•+4•+…+(n﹣1)•+n•,
∴2T n=2+2+3•+4•+5•+…+(n﹣1)•+n•,
两式相减,得T n=3++++…+﹣n•
=3+﹣n•
=3+1﹣﹣n•
=4﹣.
【点评】本题考查求数列的通项与前n项和,考查分类讨论的思想,利用错位相减法是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.
17.(2015•山东)已知数列{a n}是首项为正数的等差数列,数列{}的前n项和为.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设b n=(a n+1)•2,求数列{b n}的前n项和T n.
【分析】(1)通过对c n=分离分母,并项相加并利用数列{}的前n项和为即得首项和公差,进而可得结论;
(2)通过b n=n•4n,写出T n、4T n的表达式,两式相减后利用等比数列的求和公式即得结论.
【解答】解:(1)设等差数列{a n}的首项为a1、公差为d,则a1>0,
∴a n=a1+(n﹣1)d,a n+1=a1+nd,
令c n=,
则c n==[﹣],
∴c1+c2+…+c n﹣1+c n=[﹣+﹣+…+﹣]
=[﹣]
=
=,
又∵数列{}的前n项和为,
∴,
∴a1=1或﹣1(舍),d=2,
∴a n=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
(2)由(1)知b n=(a n+1)•2=(2n﹣1+1)•22n﹣1=n•4n,
∴T n=b1+b2+…+b n=1•41+2•42+…+n•4n,
∴4T n=1•42+2•43+…+(n﹣1)•4n+n•4n+1,
两式相减,得﹣3T n=41+42+…+4n﹣n•4n+1=•4n+1﹣,
∴T n=.
【点评】本题考查求数列的通项及求和,利用错位相减法是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.
18.(2015•浙江)已知数列{a n}和{b n}满足a1=2,b1=1,a n+1=2a n(n∈N*),b1+b2+b3+…+b n=b n+1﹣1(n∈N*)
(Ⅰ)求a n与b n;
(Ⅱ)记数列{a n b n}的前n项和为T n,求T n.
【分析】(Ⅰ)直接由a1=2,a n+1=2a n,可得数列{a n}为等比数列,由等比数列的通项公式求得数列{a n}的通项公式;
再由b1=1,b1+b2+b3+…+b n=b n+1﹣1,取n=1求得b2=2,当n≥2时,得另一递推式,作差得到,整理得数列{}为常数列,由此可得{b n}的通项公式;
(Ⅱ)求出,然后利用错位相减法求数列{a n b n}的前n项和为T n.【解答】解:(Ⅰ)由a1=2,a n+1=2a n,得.
由题意知,当n=1时,b1=b2﹣1,故b2=2,
当n≥2时,b1+b2+b3+…+=b n﹣1,和原递推式作差得,
,整理得:,
∴;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
因此
,
两式作差得:,
(n∈N*).
【点评】本题主要考查等差数列的通项公式、等差数列和等比数列等基础知识,同时考查数列求和等基本思想方法,以及推理论证能力,是中档题.
19.(2015•安徽)已知数列{a n}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设S n为数列{a n}的前n项和,b n=,求数列{b n}的前n项和T n.
【分析】(1)根据等比数列的通项公式求出首项和公比即可,求数列{a n}的通项公式;
(2)求出b n=,利用裂项法即可求数列{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(1)∵数列{a n}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.
∴a1+a4=9,a1a4=a2a3=8.
解得a1=1,a4=8或a1=8,a4=1(舍),
解得q=2,即数列{a n}的通项公式a n=2n﹣1;
(2)S n==2n﹣1,
∴b n===﹣,
∴数列{b n}的前n项和T n=+…+﹣=﹣=1﹣.
【点评】本题主要考查数列的通项公式以及数列求和的计算,利用裂项法是解决本题的关键.
20.(2015•山东)设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.
(Ⅰ)求{a n}的通项公式;
(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.
【分析】(Ⅰ)利用2S n=3n+3,可求得a1=3;当n>1时,2S n﹣1=3n﹣1+3,两式相减2a n=2S n﹣2S n﹣1,可求得a n=3n﹣1,从而可得{a n}的通项公式;
(Ⅱ)依题意,a n b n=log3a n,可得b1=,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,于是可求得T1=b1=;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+
(n﹣1)×31﹣n),利用错位相减法可求得{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(Ⅰ)因为2S n=3n+3,所以2a1=31+3=6,故a1=3,
=3n﹣1+3,
当n>1时,2S n
﹣1
此时,2a n=2S n﹣2S n﹣1=3n﹣3n﹣1=2×3n﹣1,即a n=3n﹣1,
所以a n=.
(Ⅱ)因为a n b n=log3a n,所以b1=,
当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,
所以T1=b1=;
当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n),
所以3T n=1+(1×30+2×3﹣1+3×3﹣2+…+(n﹣1)×32﹣n),
两式相减得:2T n=+(30+3﹣1+3﹣2+…+32﹣n﹣(n﹣1)×31﹣n)=+﹣(n ﹣1)×31﹣n=﹣,
所以T n=﹣,经检验,n=1时也适合,
综上可得T n=﹣.
【点评】本题考查数列的求和,着重考查数列递推关系的应用,突出考查“错位相减法”求和,考查分析、运算能力,属于中档题.
21.(2008•全国卷Ⅱ)设数列{a n}的前n项和为S n.已知a1=a,a n+1=S n+3n,n∈N*.由
(Ⅰ)设b n=S n﹣3n,求数列{b n}的通项公式;
≥a n,n∈N*,求a的取值范围.
(Ⅱ)若a n
+1
【分析】(Ⅰ)依题意得S n
=2S n+3n,由此可知S n+1﹣3n+1=2(S n﹣3n).所以b n=S n
+1
﹣3n=(a﹣3)2n﹣1,n∈N*.
(Ⅱ)由题设条件知S n=3n+(a﹣3)2n﹣1,n∈N*,于是,a n=S n﹣S n﹣1=,由此可以求得a的取值范围是[﹣9,+∞).
【解答】解:(Ⅰ)依题意,S n
﹣S n=a n+1=S n+3n,即S n+1=2S n+3n,
+1
﹣3n+1=2S n+3n﹣3n+1=2(S n﹣3n).(4分)
由此得S n
+1
因此,所求通项公式为b n=S n﹣3n=(a﹣3)2n﹣1,n∈N*.①(6分)
(Ⅱ)由①知S n=3n+(a﹣3)2n﹣1,n∈N*,
于是,当n≥2时,
a n=S n﹣S n﹣1=3n+(a﹣3)×2n﹣1﹣3n﹣1﹣(a﹣3)×2n﹣2=2×3n﹣1+(a﹣3)2n﹣2,a n+1﹣a n=4×3n﹣1+(a﹣3)2n﹣2=,
当n≥2时,⇔a≥﹣9.
又a2=a1+3>a1.
综上,所求的a的取值范围是[﹣9,+∞).(12分)
【点评】本题考查数列的综合运用,解题时要仔细审题,注意挖掘题设中的隐含条件.
22.(2014•山东)已知等差数列{a n}的公差为2,前n项和为S n,且S1,S2,S4成等比数列.
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)令b n=(﹣1)n﹣1,求数列{b n}的前n项和T n.
【分析】(Ⅰ)利用等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式即可得出;(Ⅱ)由(Ⅰ)可得b n=.对n分类讨论“裂项求和”即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)∵等差数列{a n}的公差为2,前n项和为S n,
∴S n==n2﹣n+na1,
∵S1,S2,S4成等比数列,
∴,
∴,化为,解得a1=1.∴a n=a1+(n﹣1)d=1+2(n﹣1)=2n﹣1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得b n=(﹣1)n﹣
1==.
∴T n=﹣++…+.
当n为偶数时,T n=﹣++…+﹣=1﹣=.
当n为奇数时,T n=﹣++…﹣+=1+=.
∴Tn=.
【点评】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力、计算能力、“裂项求和”、分类讨论思想方法,属于难题.
23.(2014•安徽)数列{a n}满足a1=1,na n+1=(n+1)a n+n(n+1),n∈N*.(Ⅰ)证明:数列{}是等差数列;
(Ⅱ)设b n=3n•,求数列{b n}的前n项和S n.
【分析】(Ⅰ)将na n
=(n+1)a n+n(n+1)的两边同除以n(n+1)得,
+1
由等差数列的定义得证.
(Ⅱ)由(Ⅰ)求出b n=3n•=n•3n,利用错位相减求出数列{b n}的前n项和S n.
=(n+1)a n+n(n+1),
【解答】证明(Ⅰ)∵na n
+1
∴,
∴,
∴数列{}是以1为首项,以1为公差的等差数列;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
∴,
b n=3n•=n•3n,
∴•3n﹣1+n•3n①
•3n+n•3n+1②
①﹣②得3n﹣n•3n+1
=
=
∴
【点评】本题考查利用等差数列的定义证明数列是等差数列;考查数列求和的方法:错位相减法.求和的关键是求出通项选方法.。