2019届苏教版(理科数学) 数列中的易错题 单元测试
苏教版(理科数学)数列中的易错题 名师精编单元测试
1.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式为a n =________.2.(2018·泰州模拟)1+2+22+…+2n 的和为________.3.设S n 是公差为d (d ≠0)的无穷等差数列{a n }的前n 项和,给出下列结论: ①若d <0,则数列{S n }有最大项;②若数列{S n }有最大项,则d <0;③若数列{S n }是递增数列,则对任意n ∈N *,均有S n >0;④若对任意n ∈N *,均有S n >0,则数列{S n }是递增数列.其中错误的是________.(填序号)4.已知数列-1,a 1,a 2,-4成等差数列,-1,b 1,b 2,b 3,-4成等比数列,则a 2-a 1b 2的值为________.5.已知函数y =f (x ),x ∈R ,数列{a n }的通项公式是a n =f (n ),n ∈N *,那么“函数y =f (x )在[1,+∞)上递增”是“数列{a n }是递增数列”的____________条件.6.数列{a n }满足a 1=1,a n +1=r ·a n +r (n ∈N *,r ∈R 且r ≠0),则“r =1”是“数列{a n }为等差数列”的__________条件.7.已知数列{a n }的通项公式为a n =log 3n n +1(n ∈N *),则使S n <-4成立的最小自然数n 为________.8.已知数列{a n }满足:a n =⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )n -3,n ≤7,a n -6,n >7(n ∈N *),且{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是________________.9.等差数列{a n }的前m 项的和为30,前2m 项的和为100,则它的前3m 项的和为________.10.(2018·南通模拟)等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n .若S n T n =7n +14n +27(n ∈N *),则a 7b 7=________.11.已知数列{a n }是单调递增数列,且对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是________.12.已知{a n }是各项均为正数的等比数列,其前n 项积为T n .若a m +1·a m -1=2a m (m ≥2),T 2m -1=512,则m 的值为________.13.已知数列{a n }满足a n =1+2+3+…+n n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和为________.14.在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,数列{a n a n +1}是公比为q (q >0)的等比数列,则数列{a n }的前2n 项和S 2n =____________.答案精析1.⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2 2.2n +1-1 3.③ 4.12 5.充分不必要 6.充分不必要 7.81 8.(2,3)9.210解析 因为{a n }是等差数列,所以S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列,即2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m ),所以S 3m =3(S 2m -S m )=3×(100-30)=210.10.9279解析 a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=S 13T 13=7×13+14×13+27=9279. 11.(-3,+∞)解析 因为数列{a n }是单调递增数列,所以a n +1-a n >0 (n ∈N *)恒成立.又a n =n 2+λn (n ∈N *),所以(n +1)2+λ(n +1)-(n 2+λn )>0恒成立,即2n +1+λ>0. 所以λ>-(2n +1)(n ∈N *)恒成立.而当n ∈N *时,-(2n +1)的最大值为-3(n =1时),所以λ的取值范围为(-3,+∞).12.5解析 因为a m +1·a m -1=2a m =a 2m (m ≥2),所以a m =2(m ≥2),所以T 2m -1=a 1·a 2·…·a m ·…·a 2m -1=(a 2m )m -1·a m =22m -1=512,解得m =5. 13.2n n +2解析 a n =1+2+3+…+n n =n +12, 则1a n a n +1=4(n +1)(n +2)=4⎝⎛⎭⎫1n +1-1n +2, 所以所求的前n 项和为4⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n +1-1n +2 =4⎝⎛⎭⎫12-1n +2=2n n +2.14.⎩⎪⎨⎪⎧ 3(1-q n )1-q ,q >0且q ≠1,3n ,q =1解析 ∵数列{a n a n +1}是公比为q (q >0)的等比数列,∴a n +1a n +2a n a n +1=q ,即a n +2a n =q , 这表明数列{a n }的所有奇数项成等比数列,所有偶数项成等比数列,且公比都是q ,又a 1=1,a 2=2,∴当q ≠1时,S 2n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 2n -1+a 2n=(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2n )=a 1(1-q n )1-q +a 2(1-q n )1-q =3(1-q n )1-q; 当q =1时,S 2n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 2n -1+a 2n=(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2n )=(1+1+1+…+1n 个)+(2+2+2+…+2n 个)=3n .综上所述,S 2n =⎩⎪⎨⎪⎧3(1-q n )1-q ,q >0且q ≠1,3n ,q =1.。
2019届苏教版(理科数学) 第6章 第4节 数列求和 单元测试
一、填空题1.若数列{a n }的前n 项和S n =(-1)n (2n 2+4n +1)-1(n ∈N ),且a n b n =(-1)n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 10等于________.解析:由S n =(-1)n (2n 2+4n +1)-1可求得a n =(-1)n ·4n (n +1),所以b n =14n (n +1),于是T 10=14(1-12+12-13+…+110-111)=522.答案:5222.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N ),a 1=-12,S n 是{a n }的前n 项和,则S 2 014=________.解析:由题意得数列{a n }的各项为-12,1,-12,1,…,以2为周期的周期数列,所以S 2 014=12×1 007=1 0072.答案:1 00723.在数列{a n }中,若对任意的n 均有a n +a n +1+a n +2为定值(n ∈N ),且a 7=2,a 9=3,a 98=4,则此数列{a n }的前100项的和S 100=________.解析:由题设得a n +a n +1+a n +2=a n +1+a n +2+a n +3,∴a n =a n +3,∴a 3 +1=2( ∈N),a 3 +2=4( ∈N),a 3 =3( ∈N ),∴S 100=34×2+33×4+33×3=299.答案:2994.已知等比数列{a n }中,a 1=3,a 4=81,若数列{b n }满足b n =log 3a n ,则数列{1b n b n +1}的前n 项和S n =________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4a 1=q 3=27,解得q =3.所以a n =a 1q n -1=3×3n-1=3n,故b n=log3a n=n,所以1b n b n+1=1n(n+1)=1n-1n+1.则数列{1b n b n+1}的前n项和为1-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.答案:nn+15.若数列{a n}是正项数列,且a1+a2+…+a n=n2+3n(n∈N),则a12+a23+…+a nn+1=________.解析:令n=1得a1=4,即a1=16,当n≥2时,a n=(n2+3n)-[(n-1)2+3(n -1) =2n+2,所以a n=4(n+1)2,当n=1时,也适合,所以a n=4(n+1)2(n∈N).于是a nn+1=4(n+1),故a12+a23+…+a nn+1=2n2+6n.答案:2n2+6n6.设a1,a2,…,a50是从-1,0,1这三个整数中取值的数列,若a1+a2+…+a50=9且(a1+1)2+(a2+1)2+…+(a50+1)2=107,则a1,a2,…,a50当中取零的项共有________个.解析:(a1+1)2+(a2+1)2+…+(a50+1)2=a21+a22+…+a250+2(a1+a2+…+a50)+50=107,∴a21+a22+…+a250=39,∴a1,a2,…,a50中取零的项应为50-39=11个.答案:117.设函数f(x)=x m+ax的导函数f′(x)=2x+1,则数列{1f(n)}(n∈N)的前n项和是________.解析:f′(x)=mx m-1+a=2x+1,∴a=1,m=2,∴f(x)=x(x+1),1f (n )=1n (n +1)=1n -1n +1, 用裂项法求和得S n =n n +1. 答案:n n +18.设关于x 的不等式x 2-x <2nx (n ∈N )的解集中整数的个数为a n ,数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 100的值为________.解析:由x 2-x <2nx (n ∈N )得0<x <2n +1,因此a n =2n ,所以数列{a n }是一个等差数列,所以S 100=100×(2+200)2=10 100. 答案:10 1009.已知函数f (n )=n 2cos n π,且a n =f (n )+f (n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 100=________.解析:f (n )=n 2cos n π=⎩⎪⎨⎪⎧-n 2 (n 为奇数)n 2 (n 为偶数)=(-1)n ·n 2,由a n =f (n )+f (n +1) =(-1)n ·n 2+(-1)n +1·(n +1)2=(-1)n [n 2-(n +1)2=(-1)n +1·(2n +1),得a 1+a 2+a 3+…+a 100=3+(-5)+7+(-9)+…+199+(-201)=50×(-2)=-100.答案:-100二、解答题10.已知函数f (x )=2n -3n -1,点(n ,a n )在f (x )的图象上,a n 的前n 项和为S n .(1)求使a n <0的n 的最大值;(2)求S n .解析:(1)依题意a n =2n -3n -1,∴a n <0即2n -3n -1<0.当n =3时,23-9-1=-2<0,当n =4时,24-12-1=3>0,∴2n -3n -1<0中n 的最大值为3.(2)S n =a 1+a 2+…+a n=(2+22+…+2n )-3(1+2+3+…+n )-n=2(1-2n )1-2-3·n (n +1)2-n =2n +1-n (3n +5)2-2. 11.已知函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0)的导函数f ′(x )=-2x +7,数列{a n }的前n 项和为S n ,点P n (n ,S n )(n ∈N )均在函数y =f (x )的图象上.(1)求数列{a n }的通项公式及S n 的最大值;(2)令b n =2a n ,其中n ∈N ,求数列{nb n }的前n 项和.解析:(1)∵f (x )=ax 2+bx (a ≠0),∴f ′(x )=2ax +b ,又∵f ′(x )=-2x +7,得a =-1,b =7,∴f (x )=-x 2+7x .又∵点P n (n ,S n )(n ∈N )均在函数y =f (x )的图象上,∴有S n =-n 2+7n , 当n =1时,a 1=S 1=6,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-2n +8,∴a n =-2n +8(n ∈N ).令a n =-2n +8≥0,得n ≤4,∴当n =3或n =4时, S n 取得最大值12.(2)由题意得b 1=26=8,b n =2-2n +8=2-n +4.∴b n +1b n=12,即数列{b n }是首项为8,公比为12的等比数列, 故数列{nb n }的前n 项和T n =1×23+2×22+…+n ×2-n +4,① 12T n =1×22+2×2+…+(n -1)×2-n +4+n ×2-n +3,② 由①-②得:12T n =23+22+…+2-n +4-n ×2-n +3, ∴T n =16×[1-(12)n ]1-12-n ·24-n =32-(2+n )24-n . 12.已知等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 3=0,S 5=-5.(1)求{a n }的通项公式;(2)求数列{1a 2n -1a 2n +1}的前n 项和. 解析:(1)设{a n }的公差为d ,则S n =na 1+n (n -1)2d .由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =0,5a 1+10d =-5.解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,d =-1. 故{a n }的通项公式为a n =2-n .(2)由(1)知1a 2n -1a 2n +1=1(3-2n )(1-2n ) =12(12n -3-12n -1), 从而数列{1a 2n -1a 2n +1}的前n 项和为 12(1-1-11+11-13+…+12n -3-12n -1)=n 1-2n .。
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数列中的易错问题数列中的易错问题
数列是中学数学中的重要内容,有着不同于其他内容的特殊性质.在解决数列问题时,学生往往会出现“会而不对,对而不全”的情况,正确解决这个问题,对提高学生的学习成绩起着至关重要的作用.为此,以下列举数列中几类易错的问题并进行分析,来帮助学生正确全面地解答数列问题.
易错点一:忽视公式an=Sn-Sn-1成立的条件致错
例1 已知数列{an}的前n项和Sn满足log2(Sn+1)=n+1,求数列{an}的通项公式an.
错解由log2(Sn+1)=n+1,得Sn+1=2n+1Sn=2n+1-1,
有an=Sn-Sn-1=2n+1-1-(2n-1)=2n,所以数列{an}的通项公式an=2n.
正解由log2(Sn+1)=n+1,得Sn+1=2n+1Sn=2n+1-1.
(1)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1-1-(2n-1)=2n;
(2)当n=1时,a1=S1=21+1-1=3,所以数列{an}的通项公式an=
错因分析在运用公式an=Sn-Sn-1解题时,这里忽略了n=1的情况导致解答不完整.
易错点二:忽视等比数列中每一项都不为零致错。
2019届苏教版(理科数学) 函数中的易错题 单元测试
1.函数f (x )=log 12x 2的单调递增区间为________.2.若f (x )=1log 12(2x +1),则f (x )的定义域为________.3.若y =(log 12a )x 在R 上为减函数,则实数a 的取值范围是________.4.某同学从A 地跑步到B 地,随路程的增加速度减小.若用y 表示该同学离B 地的距离,用x 表示出发后的时间,则下列图象中比较符合该同学走法的是________.(填序号)5.(2018·宿迁模拟)若函数f (x )=log 2(x 2-ax +3a )在区间[2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是______.6.已知y =f (x )在(0,2)上是增函数,y =f (x +2)是偶函数,则f (1),f ⎝⎛⎭⎫52,f ⎝⎛⎭⎫72的大小关系是__________.(用“<”连接)7.设f (x )=1-(x -a )(x -b )(a <b ),m ,n 为y =f (x )的两个零点,且m <n ,则a ,b ,m ,n 的大小关系是________________.(用“<”连接)8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2+1,x ≥0,(a -2)e x ,x <0是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是________.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ log 2x ,x >0,log 12(-x ),x <0,若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是________________.10.对于函数f (x ),使f (x )≤n 成立的所有常数n 中,我们把n 的最小值G 叫做函数f (x )的上确界,则函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2-x ,x ≥0,log 12⎝⎛⎭⎫12-x ,x <0的上确界是________.11.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+x ,x ≤1,log 0.5x ,x >1.若对于任意x ∈R ,不等式f (x )≤t 24-t +1恒成立,则实数t 的取值范围是________________.12.(2018·镇江模拟)设方程2x +x +2=0和方程log 2x +x +2=0的根分别为p 和q ,函数f (x )=(x +p )(x +q )+2,则f (0),f (2),f (3)大小关系为________________.13.若关于x 的不等式ax 2+x -2a <0的解集中仅有4个整数解,则实数a 的取值范围为________.14.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x >0,-x 2+bx +c ,x ≤0满足f (0)=1,且有f (0)+2f (-1)=0,那么函数g (x )=f (x )+x 的零点有________个.答案精析1.(-∞,0) 2.⎝⎛⎭⎫-12,0 3.⎝⎛⎭⎫12,1 4.③ 5.(-4,4] 6.f ⎝⎛⎭⎫72<f (1)<f ⎝⎛⎭⎫52 解析 因为y =f (x +2)是偶函数,f (x +2)的图象向右平移2个单位长度即得f (x )的图象.所以函数y =f (x )的图象关于直线x =2对称,又因为f (x )在(0,2)上是增函数,所以f (x )在(2,4)上是减函数,且f (1)=f (3),由于72>3>52>2,所以f ⎝⎛⎭⎫72<f (3)<f ⎝⎛⎭⎫52, 即f ⎝⎛⎭⎫72<f (1)<f ⎝⎛⎭⎫52. 7.m <a <b <n解析 因为函数f (x )=1-(x -a )(x -b )的图象开口向下,且f (a )=f (b )=1>0,所以在区间[a ,b ]上,f (x )>0恒成立,所以函数f (x )=1-(x -a )(x -b )的两个零点在区间[a ,b ]的两侧,即m <a <b <n .8.(2,3]解析 若f (x )在R 上单调递增,则有⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,a -2>0,a -2≤1,解得2<a ≤3; 若f (x )在R 上单调递减,则有⎩⎪⎨⎪⎧a <0,a -2<0,a -2≥1,a 无解. 综上,实数a 的取值范围是(2,3].9.(-1,0)∪(1,+∞)解析 当a >0,即-a <0时,由f (a )>f (-a )知log 2a >log 12a ,在同一坐标系中画出函数y =log 2x 和y =log 12x 的图象(图略),由图象可知a >1;当a <0,即-a >0时,同理可得-1<a <0,综上可得,a 的取值范围是(-1,0)∪(1,+∞).10.1解析 f (x )在(-∞,0)上是单调递增的,f (x )在[0,+∞)上是单调递减的,∴f (x )在R 上的最大值是f (0)=1,∴n ≥1,∴G =1.11.(-∞,1]∪[3,+∞)解析 由题意可知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+x ,x ≤1,log 0.5x ,x >1的最大值为14,若对于任意x ∈R ,不等式f (x )≤t 24-t +1恒成立,则14≤t 24-t +1,解得t ∈(-∞,1]∪[3,+∞). 12.f (2)=f (0)<f (3)解析 方程2x +x +2=0和方程log 2x +x +2=0可以看作方程2x =-x -2和方程log 2x =-x -2.因为方程2x +x +2=0和方程log 2x +x +2的根分别为p 和q ,即函数y =2x 与函数y =-x -2的交点B 的横坐标为p ;函数y =log 2x 与函数y =-x -2的交点C 的横坐标为q .因为y =2x 与y =log 2x 互为反函数且关于y =x 对称,所以BC 的中点A 一定在直线y =x 上,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,y =-x -2,解得A 点坐标为(-1,-1).根据中点坐标公式得到p +q 2=-1即p +q =-2.所以函数f (x )=(x +p )(x +q )+2为开口向上的抛物线,且对称轴为x =-p +q 2=1,得到f (0)=f (2),且当x >1时,函数为增函数,所以f (3)>f (2).综上所述,f (3)>f (2)=f (0).13.⎣⎡⎭⎫27,37解析 设f (x )=ax 2+x -2a ,由题中不等式ax 2+x -2a <0的解集中仅有4个整数解,易知抛物线的开口向上,即a >0.又f (0)=-2a <0,知解集中有0;f (-1)=-1-a <0,知解集中有-1;而f (1)=1-a 与f (-2)=2a -2=2(a -1)异号,又f (2)=2>0,则可推出解集中四个整数为:-3,-2,-1,0,故有⎩⎪⎨⎪⎧ f (-3)<0,f (-4)≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧7a -3<0,14a -4≥0,解得a ∈⎣⎡⎭⎫27,37. 14.2解析 由f (0)=1,且有f (0)+2f (-1)=0,得c =1,b =12, g (x )=f (x )+x =⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -2,x >0,-x 2+32x +1,x ≤0.当x >0时,函数g (x )有一个零点x =1;当x ≤0时,函数g (x )是开口向下的抛物线,且与y 轴交于点(0,1),故在x 轴的负半轴上有且只有一个零点.故函数g (x )有2个零点.。
错题宝典高考复习易错题分类《数列》易错题400
错题宝典高考复习易错题分类《数列》易错题 测试题2019.91,数列{a n }的前n 项和S n =n 2+1,则a n =____________2,已知{a n }为递增数列,且对于任意正整数n ,a n =-n 2+λn 恒成立,则λ的取值范围是____________3,关于数列有下列四个判断:1.若d c b a ,,,成等比数列,则d c c b b a +++,,也成等比数列;2.若数列{n a }既是等差数列也是等比数列,则{n a }为常数列;3.数列{n a }的前n 项和为n S ,且)(1R a a S n n ∈-=,则{n a }为等差或等比数列;4.数列{n a }为等差数列,且公差不为零,则数列{n a }中不会有)(n m a a n m ≠=,其中正确判断的序号是______(注:把你认为正确判断的序号都填上)4,关于x 的方程)(0743)23(22Z n n x n x ∈=-++-的所有实根之和为_____。
5,有四个命题:1.一个等差数列{n a }中,若存在)(01N k a a k k ∈>>+,则对于任意自然数k n >,都有0>n a ;2.一个等比数列{n a }中,若存在)(0,01N k a a k k ∈<<+,则对于任意k n ∈,都有0<n a ;3.一个等差数列{n a }中,若存在)(0,01N k a a k k ∈<<+,则对于任意k n ∈,都有0<n a ;4.一个等比数列{n a }中,若存在自然数k ,使01<⋅+k k a a ,则对于任意k n ∈,都有01<⋅+n n a a ,其中正确命题的序号是_____。
6,已知数列{a n }的前n 项和S n =a n -1(a 0,≠∈a R ),则数列{a n }_______________A.一定是等差数列B.一定是等比数列C.或者是等差数列或者是等比数列D.既非等差数列又非等比数列7,设等差数列}{n a 中,31-=a ,且从第5项开始是正数,则公差的范围是8,方程()()031623162=++++nx x mx x ·的四个实数根组成一个首项为23的等比数列,则m n -=9,等差数列{a n }中, a 1=25, S 17=8S ,则该数列的前__________项之和最大,其最大值为_______。
数列单元测试题苏教版必修
数列单元测试题苏教版必修SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#必修五单元测试题一、选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内,12道小题,每题5分,共60分)1.数列5,7,9,11,,21n -的项数是 ( )A .nB .1n -C .2n -D .3n -2.在ABC ∆中,a=23 b=6 A=300 则 C 等于 ( )A . 300 B. 600 C . 1200 D .900 或 300 3.等差数列{}n a 中,10120S =,那么110a a += ( )A. 12B. 24C. 36D. 484.下列各一元二次不等式中,解集为空集的是 ( )A .(x +3)(x -1)>0 B .(x +4)(x -1)<0 C .x 2-2x +3<0 D .2x 2-3x -2>05.若0<a <1,则不等式(x -a )(x -1a)>0的解集是 ( )A .(a ,1a) B .(1a,a )C .(-∞,a )∪(1a,+∞) D .(-∞,1a)∪(a ,+∞) 6.直角三角形三边成等比数列,公比为q ,则2q 的值为 ( )A .2 B.215- C.215+ D.215± 7.如果点p (5,b )在平行直线6810x y -+=和 3450x y -+= 之间,则 b 应取值的整数值为 ( ) A. 5 B. -5 C. 4 D . -48.设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧-≥≥+≤632x y y x x y ,则目标函数y x z +=2的最小值为( )A .2B .3C .4D .99.设x,y 为正数, 则(x+y)(1x + 4y )的最小值为( )10.海上有A 、B 两个小岛相距10 nmile ,从A 岛望B 岛和C 岛成60°的视角,从B 岛望A 岛和C 岛成75°角的视角,则B 、C 间的距离是 ( )2 nmile3 nmile C. 1036nmile 6 nmile11.正项等比数列{a n }的首项a 1=2-5,其前11项的几何平均数为25,若前11项中抽取一项后的几何平均数仍是25,则抽去一项的项数为 ( )12.某工厂的年产值第二年比第一年的增长率为p 1,第三年比第二年的增长率是p 2,而这两年中的年平均增长率为p ,在p 1+p 2为定值的情况下,p 的最大值是 ( ) A.21p pB.221p p + C.221ppD.)1)(1(21p p ++二、填空题(把正确答案填在横线位置,共4小题,每小题5分,共20分) 13.在ABC ∆中,三边a 、b 、c 所对的角分别为A 、B、C ,已知a =2b =,ABC ∆的面积S=3,则C = 14.不等式1-x ax<1的解集为{x |x <1或x >2},那么a 的值为__________. 15.两个等差数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,若337++=n n T S n n ,则88a b = . 16.已知两个正实数x 、y 满足x +y =4,则使不等式x 1+y4≥m 恒成立的实数m 的取值范围是__________.三、解答题(共6道大题)17.已知数列{}n a 是等差数列,且12a =,12312a a a ++=.(1)求数列{}n a 的通项公式及前n 项和n S ; (2)求123101111S S S S ++++的值.18.已知方程2(cos )cos 0x b B x a A -+=的两根之积等于两根之和,其中a 、b 为ABC ∆的两边,A 、B 为两内角,试判断这个三角形的形状。
2019届苏教版(理科数学) §6.4 数列的综合应用 单元测试
考点一 数列的通项公式及前n 项和的求法1.(2017山东,19,12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n .已知S 2n+1=b n b n+1,求数列 b n a n的前n 项和T n .解析 (1)设{a n }的公比为q,由题意知:a 1(1+q)=6,a 12q=a 1q 2,又a n >0,解得a 1=2,q=2,所以a n =2n. (2)由题意知:S 2n+1=(2n +1)(b 1+b 2n +1)=(2n+1)b n+1,又S 2n+1=b n b n+1,b n+1≠0,所以b n =2n+1. 令c n =b n n,则c n =2n +1n. 因此T n =c 1+c 2+…+c n =3+522+723+…+2n -12n -1+2n +1n , 又1T n =322+523+724+…+2n -1n +2n +12n +1, 两式相减得12T n =32+ 12+122+…+12n -1-2n +12n +1,所以T n =5-2n +52n. 2.(2017北京,15,13分)已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (1)求{a n }的通项公式; (2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n-1.解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d. 因为a 2+a 4=10,所以2a 1+4d=10. 解得d=2. 所以a n =2n-1.(2)设等比数列{b n }的公比为q. 因为b 2b 4=a 5,所以b 1qb 1q 3=9. 解得q 2=3.所以b 2n-1=b 1q 2n-2=3n-1.从而b 1+b 3+b 5+…+b 2n-1=1+3+32+…+3n-1=3n -12.3.(2016天津,18,13分)已知{a n }是等比数列,前n 项和为S n (n ∈N),且1a 1-1a 2=2a 3,S 6=63.(1)求{a n }的通项公式;(2)若对任意的n ∈N,b n 是log 2a n 和log 2a n+1的等差中项,求数列{(-1)nb n 2}的前2n 项和.解析 (1)设数列{a n }的公比为q.由已知,有1a 1-1a 1q =2a 1q2,解得q=2,或q=-1.又由S 6=a 1·1-q 61-q=63,知q ≠-1,所以a 1·1-261-2=63,得a 1=1.所以a n =2n-1.(2)由题意,得b n =12(log 2a n +log 2a n+1)=12(log 22n-1+log 22n)=n-12,即{b n }是首项为1,公差为1的等差数列.设数列{(-1)nb n 2}的前n 项和为T n,则 T 2n =(-b 12+b 22)+(-b 32+b 42)+…+(-b 2n -12+b 2n 2) =b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n-1+b 2n =2n (b 1+b 2n )2=2n 2.4.(2014课标Ⅰ,17,12分)已知{a n }是递增的等差数列,a 2,a 4是方程x 2-5x+6=0的根. (1)求{a n }的通项公式; (2)求数列 an 2n 的前n 项和.解析 (1)方程x 2-5x+6=0的两根为2,3,由题意得a 2=2,a 4=3. 设数列{a n }的公差为d,则a 4-a 2=2d,故d=12,从而a 1=32.所以{a n }的通项公式为a n =12n+1.(2)设 an 2n 的前n 项和为S n ,由(1)知a n2n =n +22n +1,则S n =322+423+…+n +12n +n +22n +1,12S n =323+424+…+n +12n +1+n +22n +2. 两式相减得12S n =34+123+…+12n +1 -n +22n +2=34+141-12n -1-n +22n +2.所以S n =2-n +42n +1.教师用书专用(5—13)5.(2015湖北,19,12分)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b 1=a 1,b 2=2,q=d,S 10=100. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)当d>1时,记c n =a n n,求数列{c n }的前n 项和T n .解析 (1)由题意有, 10a 1+45d =100,a 1d =2,即 2a 1+9d =20,a 1d =2,解得 a 1=1,d =2,或 a 1=9,d =29.故 a n =2n-1,b n =2n -1,或 a n =1(2n +79),b n =9· 29 n -1.(2)由d>1,知a n =2n-1,b n =2n-1,故c n =2n -12n -1,于是T n =1+3+522+723+924+…+2n -12n -1,①12T n =12+322+523+724+925+…+2n -12n .② ①-②可得1T n =2+1+122+…+12n -2-2n -1n =3-2n +3n , 故T n =6-2n +32n -1.6.(2015安徽,18,12分)已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=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 =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)由题设知a 1·a 4=a 2·a 3=8,又a 1+a 4=9,可解得 a 1=1,a 4=8或 a 1=8,a 4=1(舍去).由a 4=a 1q 3得公比为q=2,故a n =a 1q n-1=2n-1. (2)S n =a 1(1-q n )1-q=2n-1,又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n = 1S 1-1S 2 + 1S 2-1S 3 +…+ 1S n -1S n +1 =1S 1-1S n +1=1-12n +1-1.7.(2015山东,19,12分)已知数列{a n }是首项为正数的等差数列,数列1a n ·a n +1的前n 项和为n2n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(a n +1)·2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)设数列{a n }的公差为d. 令n=1,得1a 1a 2=13, 所以a 1a 2=3. 令n=2,得1a 1a 2+1a 2a 3=25, 所以a 2a 3=15. 解得a 1=1,d=2, 所以a n =2n-1. (2)由(1)知b n =2n ·22n-1=n ·4n,所以T n =1·41+2·42+…+n ·4n, 所以4T n =1·42+2·43+…+n ·4n+1, 两式相减,得-3T n =41+42+ (4)-n ·4n+1=4(1-4n )1-4-n ·4n+1=1-3n 3×4n+1-43. 所以T n =3n -19×4n+1+49=4+(3n -1)4n +19.8.(2014湖北,19,12分)已知等差数列{a n}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)记S n为数列{a n}的前n项和,是否存在正整数n,使得S n>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由. 解析(1)设数列{a n}的公差为d,依题意,得2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),化简得d2-4d=0,解得d=0或d=4.当d=0时,a n=2;当d=4时,a n=2+(n-1)·4=4n-2,从而得数列{a n}的通项公式为a n=2或a n=4n-2.(2)当a n=2时,S n=2n.显然2n<60n+800,此时不存在正整数n,使得S n>60n+800成立.当a n=4n-2时,S n=n[2+(4n-2)2=2n2.令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0,解得n>40或n<-10(舍去),此时存在正整数n,使得S n>60n+800成立,n的最小值为41.综上,当a n=2时,不存在满足题意的n;当a n=4n-2时,存在满足题意的n,其最小值为41.9.(2014安徽,18,12分)数列{a n}满足a1=1,na n+1=(n+1)a n+n(n+1),n∈N.(1)证明:数列a nn是等差数列;(2)设b n=3n·a n,求数列{b n}的前n项和S n.解析(1)证明:由已知可得a n+1n+1=a nn+1,即a n+1n+1-a nn=1.所以a n是以a1=1为首项,1为公差的等差数列.(2)由(1)得a n=1+(n-1)·1=n,所以a n=n2.从而b n=n·3n.∴S n=1·31+2·32+3·33+…+n·3n,①3S n=1·32+2·33+…+(n-1)·3n+n·3n+1.②①-②得-2S n=31+32+…+3n-n·3n+1=3·(1-3n )1-3-n ·3n+1=(1-2n )·3n +1-3.所以S n =(2n -1)·3n +1+34.10.(2014山东,19,12分)在等差数列{a n }中,已知公差d=2,a 2是a 1与a 4的等比中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n (n +1)2,记T n =-b 1+b 2-b 3+b 4-…+(-1)nb n ,求T n .解析 (1)由题意知(a 1+d)2=a 1(a 1+3d), 即(a 1+2)2=a 1(a 1+6), 解得a 1=2,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n. (2)由题意知b n =a n (n +1)2=n(n+1).所以b n+1-b n =2(n+1), 所以当n 为偶数时,T n =(-b 1+b 2)+(-b 3+b 4)+...+(-b n-1+b n ) =4+8+12+ (2)=n2(4+2n)2=n (n +2)2, 当n 为奇数时, 若n=1,则T 1=-b 1=-2, 若n>1,则T n =T n-1+(-b n )=(n -1)(n +1)2-n(n+1) =-(n +1)2, n=1时,满足上式. 所以T n =-(n +1)22,n 为奇数,n (n +2)2,n 为偶数.11.(2013重庆,16,13分)设数列{a n }满足:a 1=1,a n+1=3a n ,n ∈N +. (1)求{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)已知{b n }是等差数列,T n 为其前n 项和,且b 1=a 2,b 3=a 1+a 2+a 3,求T 20.解析 (1)由题设知{a n }是首项为1,公比为3的等比数列,所以a n =3n-1,S n =1-3n 1-3=12(3n-1). (2)b 1=a 2=3,b 3=1+3+9=13,b 3-b 1=10=2d,所以公差d=5,故T 20=20×3+20×192×5=1 010. 12. (2013安徽,19,13分)设数列{a n }满足a 1=2,a 2+a 4=8,且对任意n ∈N,函数f(x)=(a n -a n+1+a n+2)x+a n+1cos x-a n+2sin x 满足f ' π2=0.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)若b n =2 a n +1a n,求数列{b n }的前n 项和S n .解析 (1)由题设可得, f '(x)=a n -a n+1+a n+2-a n+1sin x-a n+2·cos x. 对任意n ∈N,f ' π =a n -a n+1+a n+2-a n+1=0,即a n+1-a n =a n+2-a n+1, 故{a n }为等差数列.由a 1=2,a 2+a 4=8,解得{a n }的公差d=1,所以a n =2+1·(n-1)=n+1. (2)由b n =2 a n +1a n=2 n +1+12n +1 =2n+1n +2知,S n =b 1+b 2+…+b n =2n+2·n (n +1)2+12 1- 12 n 1-12=n 2+3n+1-12n .13.(2013湖南,19,13分)设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1≠0,2a n -a 1=S 1·S n ,n ∈N. (1)求a 1,a 2,并求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{na n }的前n 项和.解析 (1)令n=1,得2a 1-a 1=a 12,即a 1=a 12.因为a 1≠0,所以a1=1.令n=2,得2a2-1=S2=1+a2.解得a2=2.当n≥2时,2a n-1=S n,2a n-1-1=S n-1,两式相减得2a n-2a n-1=a n.即a n=2a n-1.于是数列{a n}是首项为1,公比为2的等比数列.因此,a n=2n-1.所以数列{a n}的通项公式为a n=2n-1.(2)由(1)知na n=n·2n-1.记数列{n·2n-1}的前n项和为B n,于是B n=1+2×2+3×22+…+n×2n-1,①2B n=1×2+2×22+3×23+…+n×2n.②①-②得-B n=1+2+22+…+2n-1-n·2n=2n-1-n·2n.从而B n=1+(n-1)·2n.考点二数列的综合应用1.(2017天津,18,13分)已知{a n}为等差数列,前n项和为S n(n∈N),{b n}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.(1)求{a n}和{b n}的通项公式;(2)求数列{a2n b n}的前n项和(n∈N).解析(1)设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q.由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,而b1=2,所以q2+q-6=0.又因为q>0,解得q=2.所以,b n=2n.由b3=a4-2a1,可得3d-a1=8①.由S11=11b4,可得a1+5d=16②,联立①②,解得a1=1,d=3,由此可得a n=3n-2.所以,{a n}的通项公式为a n=3n-2,{b n}的通项公式为b n=2n.(2)设数列{a2n b n}的前n项和为T n,由a2n=6n-2,有T n=4×2+10×22+16×23+…+(6n-2)×2n,2T n=4×22+10×23+16×24+…+(6n-8)×2n+(6n-2)×2n+1,上述两式相减,得-T n =4×2+6×22+6×23+…+6×2n -(6n-2)×2n+1=12×(1-2n )1-2-4-(6n-2)×2n+1=-(3n-4)2n+2-16. 得T n =(3n-4)2n+2+16.所以,数列{a 2n b n }的前n 项和为(3n-4)2n+2+16.2.(2016浙江,17,15分)设数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 2=4,a n+1=2S n +1,n ∈N. (1)求通项公式a n ;(2)求数列{|a n -n-2|}的前n 项和.解析 (1)由题意得 a 1+a 2=4,a 2=2a 1+1,则 a 1=1,a 2=3.又当n ≥2时,由a n+1-a n =(2S n +1)-(2S n-1+1)=2a n ,得a n+1=3a n .又因为a 2=3=3a 1,所以数列{a n }是首项为1,公比为3的等比数列. 所以,数列{a n }的通项公式为a n =3n-1,n ∈N. (2)设b n =|3n-1-n-2|,n ∈N,则b 1=2,b 2=1. 当n ≥3时,由于3n-1>n+2,故b n =3n-1-n-2,n ≥3. 设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 1=2,T 2=3.当n ≥3时,T n =3+9(1-3n -2)1-3-(n +7)(n -2)2=3n -n 2-5n+112, 经检验,n=2时也符合.所以T n = 2, n =1,3n -n 2-5n+11,n ≥2,n ∈N .3.(2016四川,19,12分)已知数列{a n }的首项为1,S n 为数列{a n }的前n 项和,S n+1=qS n +1,其中q>0,n ∈N. (1)若a 2,a 3,a 2+a 3成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(2)设双曲线x 2-y 2a n2=1的离心率为e n ,且e 2=2,求e 12+e 22+…+e n2. 解析 (1)由已知,S n+1=qS n +1,S n+2=qS n+1+1,两式相减得到a n+2=qa n+1,n ≥1. 又由S 2=qS 1+1得到a 2=qa 1, 故a n+1=qa n 对所有n ≥1都成立.所以,数列{a n }是首项为1,公比为q 的等比数列. 从而a n =q n-1.由a 2,a 3,a 2+a 3成等差数列,可得2a 3=a 2+a 2+a 3,所以a 3=2a 2,故q=2. 所以a n =2n-1(n ∈N). (2)由(1)可知,a n =q n-1.所以双曲线x 2-y 2a n2=1的离心率e n = 1+a n 2= 1+q 2(n -1).由e 2= 2=2解得q= 3.所以,e 12+e 22+…+e n2 =(1+1)+(1+q 2)+…+[1+q 2(n-1)=n+[1+q 2+…+q2(n-1)=n+q 2n -1q 2-1=n+1(3n-1).4.(2015天津,18,13分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 1=b 1=1,b 2+b 3=2a 3,a 5-3b 2=7. (1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)设c n =a n b n ,n ∈N,求数列{c n }的前n 项和.解析 (1)设数列{a n }的公比为q,数列{b n }的公差为d,由题意知q>0.由已知,有 2q 2-3d =2,q 4-3d =10,消去d,整理得q 4-2q 2-8=0.又因为q>0,解得q=2,所以d=2.所以数列{a n }的通项公式为a n =2n-1,n ∈N ;数列{b n }的通项公式为b n =2n-1,n ∈N. (2)由(1)有c n =(2n-1)·2n-1,设{c n }的前n 项和为S n ,则 S n =1×20+3×21+5×22+…+(2n-3)×2n-2+(2n-1)×2n-1, 2S n =1×21+3×22+5×23+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n,上述两式相减,得-S n =1+22+23+ (2)-(2n-1)×2n=2n+1-3-(2n-1)×2n=-(2n-3)×2n-3, 所以,S n =(2n-3)·2n+3,n ∈N .教师用书专用(5—9)5.(2017江苏,19,16分)对于给定的正整数 ,若数列{a n }满足:a n- +a n- +1+…+a n-1+a n+1+…+a n+ -1+a n+ =2 a n 对任意正整数n(n> )总成立,则称数列{a n }是“P( )数列”. (1)证明:等差数列{a n }是“P(3)数列”;(2)若数列{a n }既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,证明:{a n }是等差数列. 证明 (1)证明:因为{a n }是等差数列,设其公差为d,则a n =a 1+(n-1)d,从而,当n ≥4时,a n- +a n+ =a 1+(n- -1)d+a 1+(n+ -1)d=2a 1+2(n-1)d=2a n , =1,2,3, 所以a n-3+a n-2+a n-1+a n+1+a n+2+a n+3=6a n , 因此等差数列{a n }是“P(3)数列”.(2)数列{a n }既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,因此, 当n ≥3时,a n-2+a n-1+a n+1+a n+2=4a n ,① 当n ≥4时,a n-3+a n-2+a n-1+a n+1+a n+2+a n+3=6a n .② 由①知,a n-3+a n-2=4a n-1-(a n +a n+1),③ a n+2+a n+3=4a n+1-(a n-1+a n ).④将③④代入②,得a n-1+a n+1=2a n ,其中n ≥4, 所以a 3,a 4,a 5,…是等差数列,设其公差为d'. 在①中,取n=4,则a 2+a 3+a 5+a 6=4a 4,所以a 2=a 3-d', 在①中,取n=3,则a 1+a 2+a 4+a 5=4a 3,所以a 1=a 3-2d', 所以数列{a n }是等差数列.6.(2015浙江,17,15分)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=2,b 1=1,a n+1=2a n (n ∈N),b 1+12b 2+13b 3+ (1)b n =b n+1-1(n ∈N).(1)求a n 与b n ;(2)记数列{a n b n }的前n 项和为T n ,求T n . 解析 (1)由a 1=2,a n+1=2a n ,得a n =2n(n ∈N). 由题意知,当n=1时,b 1=b 2-1,故b 2=2. 当n ≥2时,1nb n =b n+1-b n ,整理得b n +1n +1=b nn, 所以b n =n(n ∈N). (2)由(1)知a n b n =n ·2n,因此T n =2+2·22+3·23+…+n ·2n, 2T n =22+2·23+3·24+…+n ·2n+1, 所以T n -2T n =2+22+23+ (2)-n ·2n+1. 故T n =(n-1)2n+1+2(n ∈N).7.(2014广东,19,14分)设各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n 满足S n 2-(n 2+n-3)S n-3(n 2+n)=0,n ∈N. (1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式; (3)证明:对一切正整数n,有1a 1(a 1+1)+1a 2(a 2+1)+…+1a n (a n +1)<13.解析 (1)∵S n 2-(n 2+n-3)S n -3(n 2+n)=0,∴令n=1,得a 12+a 1-6=0,解得a 1=2或a 1=-3. 又a n >0,∴a 1=2.(2)由S n 2-(n 2+n-3)S n -3(n 2+n)=0,得[S n -(n 2+n) (S n +3)=0, 又a n >0,所以S n +3≠0, 所以S n =n 2+n,所以当n ≥2时,a n =S n -S n-1=n 2+n-[(n-1)2+n-1 =2n, 又由(1)知,a 1=2,符合上式, 所以a n =2n. (3)证明:由(2)知,1a n (a n +1)=12n (2n +1),所以1a 1(a 1+1)+1a 2(a 2+1)+…+1a n (a n +1)=12×3+14×5+…+12n (2n +1)<1+1+1+…+1(2n -1)(2n +1)=1+1 1-1 + 1-1 +…+12n -1-1=1+1 1-1<1+1×1=1.8.(2013课标全国Ⅱ,17,12分)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.(1)求{a n}的通项公式;(2)求a1+a4+a7+…+a3n-2.解析(1)设{a n}的公差为d.由题意得,a112=a1a13,即(a1+10d)2=a1(a1+12d).于是d(2a1+25d)=0.又a1=25,所以d=0(舍去)或d=-2.故a n=-2n+27.(2)令S n=a1+a4+a7+…+a3n-2.由(1)知a3n-2=-6n+31,故{a3n-2}是首项为25,公差为-6的等差数列.从而S n=n(a1+a3n-2)=n2(-6n+56)=-3n2+28n.9.(2013山东,20,12分)设等差数列{a n}的前n项和为S n,且S4=4S2,a2n=2a n+1.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}满足b1a1+b2a2+…+b na n=1-12n,n∈N,求{b n}的前n项和T n.解析(1)设等差数列{a n}的首项为a1,公差为d.由S4=4S2,a2n=2a n+1得4a1+6d=8a1+4d,a1+(2n-1)d=2a1+2(n-1)d+1,解得a1=1,d=2.因此a n=2n-1,n∈N.(2)由已知b11+b22+…+b nn=1-1n,n∈N,得当n=1时,b1a1=12 ;当n≥2时,b na n =1-12n-1-12n-1=12n.所以b na n =12n,n∈N.由(1)知,a n=2n-1,n∈N,所以b n =2n -12n ,n ∈N, 又T n =1+322+523+…+2n -1n, 1T n =122+323+…+2n -3n +2n -12n +1, 两式相减得12T n =12+222+223+…+22n -2n -12n +1 =3-12n -1-2n -12n +1,所以T n =3-2n +32n.三年模拟A 组 2016—2018年模拟·基础题组考点一 数列的通项公式及前n 项和的求法1.(2018辽宁沈阳二中期中,8)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =1n (n +1),则S 5等于( )A.1B.56C.16D.130答案 B2.(2017陕西渭南二模,9)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 2=3,S 5=25,若1n n +1的前n 项和为1 008,则n 的值为( )A.504B.1 008C.1 009D.2 017答案 B3.(2017山西孝义模考,9)已知数列{a n },{b n },其中{a n }是首项为3,公差为整数的等差数列,且a 3>a 1+3,a 4<a 2+5,a n =log 2b n ,则{b n }的前n 项和S n 为( )A.8(2n-1) B.4(3n-1) C.83(4n -1)D.43(3n-1)答案 C4.(人教A必5,二,4,B2,变式)中国古代数著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,则第二天走了()A.192里B.96里C.48里D.24里答案B5.(2018福建六校联考,17)若数列{a n}的前n项和S n满足S n=2a n+1.(1)求{a n}的通项公式;(2)设b n=log2(-a n+1),求数列1b n b n+1的前n项和T n.解析(1)当n=1时,a1=S1=2a1+1,得a1=-1;当n≥2时,根据题意得S n-1=2a n-1+1,所以a n=S n-S n-1=(2a n+1)-(2a n-1+1)=2a n-2a n-1(n≥2),即a nan-1=2(n≥2).∴数列{a n}是首项为-1,公比为2的等比数列.∴a n=(-1)·2n-1=-2n-1.(2)由(1)得b n=log2(-a n+1)=log22n=n.∴1b n b n+1=1n(n+1)=1n-1n+1,∴T n=1-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.6.(2018广东汕头金山中期中考试,17)已知数列{a n}是等比数列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=2log2a n-1,求数列{a n b n}的前n项和T n.解析(1)设数列{a n}的公比为q(q≠0),因为a2=4,所以a3=4q,a4=4q2.因为a3+2是a2和a4的等差中项,所以2(a3+2)=a2+a4,即2(4q+2)=4+4q2,化简得q2-2q=0.因为公比q≠0,所以q=2.所以a n=a2q n-2=4×2n-2=2n(n∈N).(2)因为a n=2n,所以b n=2log2a n-1=2n-1,所以a n b n=(2n-1)2n,则T n=1×2+3×22+5×23+…+(2n-3)2n-1+(2n-1)2n①,2T n=1×22+3×23+5×24+…+(2n-3)2n+(2n-1)2n+1②.由①-②得,-T n=2+2×22+2×23+…+2×2n-(2n-1)2n+1=2+2×4(1-2n -1)1-2-(2n-1)2n+1=-6-(2n-3)2n+1, 所以T n =6+(2n-3)2n+1.7.(2017广东10月百校联考,17)已知数列{a n }的前n 项和S n =12n(na 1+1).(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n ·2n-1}的前n 项和T n .解析 (1)∵S n =12n(na 1+1),∴a 1=12(a 1+1),∴a 1=1,∴S n =12n(n+1),∴S n-1=12n(n-1)(n ≥2),两式相减得a n =n(n ≥2),而当n=1时,a 1=1也满足a n =n,所以a n =n(n ∈N). (2)T n =1+2×21+3×22+4×23+…+n×2n-1, 则2T n =1×2+2×22+3×23+…+(n-1)×2n-1+n×2n, 两式相减,得-T n =1+21+22+…+2n-1-n×2n=1-2n 1-2-n×2n =2n (1-n)-1,∴T n =(n-1)2n+1. 8.(2017福建福州八中第六次质检,17)在等比数列{a n }中,公比q ≠1,等差数列{b n }满足b 1=a 1=3,b 4=a 2,b 13=a 3. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)记c n =(-1)nb n +a n ,求数列{c n }的前2n 项和S 2n . 解析 (1)设等差数列{b n }的公差为d.则有 3+3d =3q ,3+12d =3q 2,解得 q =3,d =2或 q =1,d =0(舍去), 所以a n =3n,b n =2n+1.(2)由(1)知c n =(-1)n(2n+1)+3n,则S 2n =(3+32+33+…+32n )+{(-3)+5+(-7)+9+…+[-(4n-1) +(4n+1)}=3(1-32n )1-3+[(5-3)+(9-7)+…+(4n+1-4n+1) =32n +1-32+2n.考点二 数列的综合应用9.(2018河南中原名校11月联考,10)设函数f(x)满足f(n+1)=2f (n )+n (n ∈N),且f(1)=2,则f(40)=( )A.95B.97C.105D.392答案 D10.(2017河南新乡第一次调研,6)已知各项均不为0的等差数列{a n }满足a 3-a 722+a 11=0,数列{b n }为等比数列,且b 7=a 7,则b 1·b 13=( )A.16B.8C.4D.25答案 A11.(2016福建四地六校第一次联考,9)设数列{a n }是以3为首项,1为公差的等差数列,{b n }是以1为首项,2为公比的等比数列,则b a 1+b a 2+b a 3+b a 4=( ) A.15B.60C.63D.72答案 B12.(2018广东珠海二中期中,18)已知数列{a n }与{b n }满足a n+1-a n =2(b n+1-b n ),n ∈N,b n =2n-1,且a 1=2. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设c n =a nn b nn -1,T n 为数列{c n }的前n 项和,求T n .解析 (1)因为a n+1-a n =2(b n+1-b n ),b n =2n-1, 所以a n+1-a n =2(b n+1-b n )=2(2n+1-2n+1)=4,所以{a n }是等差数列,首项a 1=2,公差为4,所以a n =4n-2. (2)c n =a nn b nn -1=(4n -2)n (2n -1)n -1=(2n-1)·2n.∴T n =c 1+c 2+c 3+…+c n =1·2+3·22+5·23+…+(2n-1)·2n①, 2T n =1·22+3·23+5·24+…+(2n-1)·2n+1②, ①-②得-T n =1·2+2·22+2·23+…+2·2n -(2n-1)·2n+1=2+2·4(1-2n -1)1-2-(2n-1)·2n+1=-6-(2n-3)·2n+1, ∴T n =6+(2n-3)·2n+1.13.(2017广东韶关六校联考,17)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=9,a 1,a 3,a 7成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)当a n ≠a 1时,数列{b n }满足b n =2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解析 (1)设{a n }的公差为d.∵等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=9,a 1,a 3,a 7成等比数列, ∴ (a 1+2d)2=a 1(a 1+6d),3a 1+3×2d =9,解得 a 1=3,d =0或 a 1=2,d =1. 当a 1=3,d =0时,a n =3;当 a 1=2,d =1时,a n =2+(n-1)=n+1.∴{a n }的通项公式为a n =3或a n =n+1. (2)∵a n ≠a 1,∴a n =n+1,∴b n =2a n =2n+1,∴b 1=22=4,b n +1b n=2. ∴{b n }是以4为首项,以2为公比的等比数列,∴T n =4(1-2n )1-2=2n+2-4.B 组 2016—2018年模拟·提升题组(满分:80分 时间:60分钟)一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2018湖北孝感六校联考,10)已知数列{a n }满足:a 1=1,a n+1=a n a n +2(n ∈N).若b n+1=(n-2λ)·1a n+1 (n ∈N),b 1=-32λ,且数列{b n }是单调递增数列,则实数λ的取值范围是( )A.λ<45B.λ<1C.λ<32D.λ<23答案 A2.(2016河南洛阳期中,12)设a n =|sin1|2+|sin2|22+…+|sin n |2n ,则对任意正整数m,n(m>n)都成立的是( )A.a m -a n <12nB.a m -a n >12nC.a m -a n <12mD.a m -a n >m -n2答案 A二、填空题(每小题5分,共10分)3.(2017江西南昌模拟,14)已知数列{a n }的通项为a n =(-1)n·(4n-3),则数列{a n }的前50项和T 50= . 答案 1004.(2016安徽皖江名校联考,16)数列{a n }满足:a 1=4,且a n+1=4(n +1)a n n (n ∈N),则11+22+33+…+2 0162 016= .答案6 0473+13×42 016三、解答题(每小题15分,共60分)5.(2018福建福州八校联考,17)已知公差不为0的等差数列{a n }的前三项和为6,且a 2,a 4,a 8成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n a n +1,数列{b n }的前n 项和为S n ,求使S n <1415的n 的最大值.解析 (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d(d ≠0),依题意可得 a 1+a 2+a 3=6,a 42=a 2a 8,即 a 1+d =2,d 2-a 1d =0, ∵d≠0,∴a 1=1,d=1,∴a n =n. (2)由(1)可得b n =1n (n +1)=1n -1n +1. ∴S n = 1-12 + 12-13 +…+ 1n -1n +1 =1-1n +1. 令1-1n +1<1415,得n<14,∴n 的最大值为13.6.(2018广东佛山一中期中考试,17)在等差数列{a n }中,a 1=3,其前n 项和为S n ,等比数列{b n }的各项均为正数,b 1=1,公比为q,且b 2+S 2=12,q=S 2b 2.(1)求a n 与b n ;(2)证明:13≤1S 1+1S 2+…+1S n <23.解析 (1)设数列{a n }的公差为d. 因为b 2+S 2=12,q =S 2b2,所以 q +6+d =12,q =6+dq. 解得q=3或q=-4(舍),d=3. 故a n =3+3(n-1)=3n,b n =3n-1. (2)证明:因为S n =n (3+3n )2, 所以1n =2=2 1-1.故1S 1+1S 2+…+1S n=23 1-12 + 12-13 + 13-14 +…+ 1n -1n +1 =23 1-1n +1.因为n ≥1,所以0<1n +1≤12,所以12≤1-1n +1<1, 所以13≤23 1-1n +1 <23, 即1≤11+12+…+1n <2.7.(2017湖南长沙长郡中 模拟,17)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,S n 为数列{a n }的前n 项和,a 1=b 1=1,且b 3S 3=36,b 2S 2=8(n ∈N). (1)求a n 和b n ; (2)若a n <a n+1,求数列1n n +1的前n 项和T n .解析 (1)设{a n }的公差为d,{b n }的公比为q, 由题意得 q 2(3+3d)=36,q (2+d )=8.解得 d =2,q =2,或d =-2,q =6.∴a n =2n-1,b n =2n-1或a n =1(5-2n),b n =6n-1.(2)若a n <a n+1,由(1)知a n =2n-1, 则1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=12 12n -1-12n +1, ∴T n =12 1-13+13-15+…+12n -1-12n +1 =n2n +1.8.(2017福建龙岩五校期中,20)已知数列{a n }的首项a 1=2,且满足a n+1=2a n +3·2n+1,n ∈N. (1)设b n =an 2n ,证明数列{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解析 (1)证明:∵b n+1-b n =a n +12n +1-a n 2n =a n +1-2a n 2n +1=3·2n +12n +1=3, ∴数列{b n }是以b 1=a 1=1为首项,3为公差的等差数列.(2)由(1)可知b n =1+3(n-1)=3n-2,∴a n =(3n-2)·2n, ∴S n =1×2+4×22+7×23+…+(3n-2)·2n①, 2S n =1×22+4×23+…+(3n-5)·2n+(3n-2)·2n+1②, ①-②得-S n =2+3×22+3×23+…+3×2n-(3n-2)·2n+1=2+3·22(1-2n -1)1-2-(3n-2)·2n+1=(5-3n)·2n+1-10,∴S n =(3n-5)·22n+1+10.C 组 2016—2018年模拟·方法题组方法 数列求和的方法1.(2017河北衡水中 五调,5)已知数列{a n }中,a 1=1,a n+1=2a n +1(n ∈N),S n 为其前n 项和,则S 5的值为( )A.57B.61C.62D.63 答案 A2.(2017湖北华中师大一附中期中,13)数列{a n }满足a n = n +1+ n ,记其前n 项和为S n .若S n =5,则项数n 的值为 . 答案 353.(2018山西太原五中模拟,19)已知数列{a n }的首项a 1=1,前n 项和为S n ,a n+1=3S n +1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2 a n +1,求数列 b n a n 的前n 项和T n .解析 (1)由a n+1=3S n +1,得a n =3S n-1+1(n ≥2),两式相减得a n+1-a n =3(S n -S n-1)=3a n (n ≥2),故a n+1=4a n (n ≥2),所以当n ≥2时,{a n }是以4为公比的等比数列.因为a 2=3S 1+1=3a 1+1=4,∴a 2a 1=4.所以{a n }是首项为1,公比为4的等比数列,a n =4n-1(n ∈N ).(2)由(1)知a n =4n-1,故b n =log 2 n +1=log 22n =n,∴b n a n =n 4n -1. T n =1× 14 0+2× 14 1+3× 14 2+4× 14 3+…+n× 14n -1①, 1T n =1× 1 1+2× 1 2+3× 1 3+4× 1 4+…+(n-1)× 1 n -1+n× 1 n ②, 由①-②,得 34T n =1+ 14 1+ 14 2+ 14 3+…+ 14 n -1-n× 14 n =1- 14 n 1-14-n× 14 n , ∴T n =169-3n +49× 14 n -1. 4.(2018云南昆明一中调研,17)在等差数列{a n }中,公差d ≠0,前5项和S 5=15,且a 1,a 3,a 7成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求a 2+a 8+a 26+…+a 3k -1( ∈N)的值.解析 (1)根据题意得 5a 1+5×42d =15,(a 1+2d)2=a 1(a 1+6d),解得 a 1=32,d =3.所以数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n-1)d=34n+34. (2)解法一:由(1)得a 3n -1=34(3n -1)+34=34×3n, 所以a 2+a 8+a 26+…+a 3k -1=34(31+32+33+…+3 )=34×3(1-3k )1-3=98(3 -1). 解法二:设b n =a 3n -1=3(3n -1)+3=3×3n ,则b n +1n=3(n ∈N ). 所以数列{b n }是首项为94,公比为3的等比数列, 所以数列{b n }的前 项和T =94(1-3k )1-3=98(3 -1). 5.(2017湖南郴州二模,17)已知等差数列{a n }满足:a n+1>a n (n ∈N ),a 1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后成等比数列,a n +2log 2b n =-1.(1)分别求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n . 解析 (1)设d 为等差数列{a n }的公差,则d>0, 由a 1=1,a 2=1+d,a 3=1+2d 分别加上1,1,3后成等比数列, 得(2+d)2=2(4+2d),解得d=2(舍负),所以a n =1+(n-1)×2=2n -1, 又因为a n +2log 2b n =-1,所以log 2b n =-n,则b n =12n . (2)由(1)知a n ·b n =(2n-1)·12n , 则T n =121+322+523+…+2n -12n,① 12T n =122+323+524+…+2n -12n +1,② ①-②,得12T n =12+2× 122+123+124+…+12n -2n -12n +1.∴12T n =12+2×14 1-12n -1 1-12-2n -12n +1, ∴T n =1+2-22n -1-2n -1n =3-4+2n -1n =3-3+2n n .。
2019届苏教版(理科数学) 数列求和 单元测试
1.等差数列{a n }的通项公式为a n =2n +1,其前n 项的和为S n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项的和为________.[解析] 因为a 1=3,S n =n (a 1+a n )2=n (n +2),所以S n n =n +2.故S 11+S 22+…+S 1010=75. [答案] 752.数列a 1+2,…,a k +2k ,…,a 10+20共有10项,且其和为240,则a 1+…+a k +…+a 10的值为________.[解析] a 1+…+a k +…+a 10=240-(2+…+2k +…+20)=240-(2+20)×102=240-110=130.[答案] 1303.已知数列{a n }中a n =⎩⎪⎨⎪⎧n -1,n 为奇数,n ,n 为偶数,则a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 99+a 100=________.[解析] 由题意得a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 99+a 100=0+2+2+4+4+…+98+98+100=2(2+4+6+…+98)+100=2×49×(2+98)2+100=5 000.[答案] 5 0004.已知数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn (a 、b ∈R ),且S 25=100,则a 12+a 14=________. [解析] 由数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn (a 、b ∈R ),可知数列{a n }是等差数列,由S 25=(a 1+a 25)×252=100,解得a 1+a 25=8,所以a 1+a 25=a 12+a 14=8.[答案] 85.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,当n ≥2时,a n +2S n -1=n ,则S 2 017的值为________.[解析] 因为a n +2S n -1=n ,n ≥2,所以a n +1+2S n =n +1,n ≥1,两式相减得a n +1+a n =1,n ≥2.又a 1=1,所以S 2 017=a 1+(a 2+a 3)+…+(a 2 016+a 2 017)=1 009.[答案] 1 0096.已知数列{a n }的通项公式为a n =lg ⎝⎛⎭⎫1+2n 2+3n ,n =1,2,…,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S n =________.[解析] a n =lg ⎝⎛⎭⎫1+2n 2+3n =lg n 2+3n +2n 2+3n =lg (n +1)(n +2)n (n +3)=lg(n +1)+lg(n +2)-lg n -lg(n +3),所以S n =a 1+a 2+…+a n =(lg 2+lg 3-lg 1-lg 4)+(lg 3+lg 4-lg 2-lg 5)+(lg 4+lg 5-lg 3-lg 6)+…+[lg(n +1)+lg(n +2)-lg n -lg(n +3)]=[lg(n +1)-lg 1]-[lg(n +3)-lg 3]=lgn +1n +3+lg 3.[答案] lg n +1n +3+lg 37.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 5=5,S 5=15,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为________.[解析] 设等差数列{a n }公差为d .因为a 5=5,S 5=15,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =5,5a 1+5×(5-1)2d =15, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1,所以a n =a 1+(n -1)d =n .所以1a n a n +1=1n (n +1)=1n -1n +1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为1-12+12-13+…+1100-1101=1-1101=100101. [答案]1001018.(2018·南京质检)已知数列{a n }满足a n +1=12+a n -a 2n ,且a 1=12,则该数列的前2 018项的和等于________.[解析] 因为a 1=12,又a n +1=12+a n -a 2n ,所以a 2=1,从而a 3=12,a 4=1, 即得a n =⎩⎪⎨⎪⎧12,n =2k -1(k ∈N *),1,n =2k (k ∈N *),故数列的前2 018项的和等于S 2 018=1 009×⎝⎛⎭⎫1+12=3 0272. [答案]3 02729.对于数列{a n },定义数列{a n +1-a n }为数列{a n }的“差数列”,若a 1=2,{a n }的“差数列”的通项公式为a n +1-a n =2n ,则数列{a n }的前n 项和S n =________.[解析] 因为a n +1-a n =2n ,所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+22+2+2=2-2n1-2+2=2n -2+2=2n .所以S n =2-2n +11-2=2n +1-2.[答案] 2n +1-210.(2018·辽宁省五校协作体联考)在数列{a n }中,a 1=1,a n +2+(-1)n a n =1,记S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 60=________.[解析] 依题意得,当n 是奇数时,a n +2-a n =1,即数列{a n }中的奇数项依次形成首项为1、公差为1的等差数列,a 1+a 3+a 5+…+a 59=30×1+30×292×1=465;当n 是偶数时,a n +2+a n =1,即数列{a n }中的相邻的两个偶数项之和均等于1,a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 58+a 60=(a 2+a 4)+(a 6+a 8)+…+(a 58+a 60)=15.因此,该数列的前60项和S 60=465+15=480.[答案] 48011.已知等比数列{a n }中,首项a 1=3,公比q >1,且3(a n +2+a n )-10a n +1=0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n +13a n 是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{b n }的通项公式和前n 项和S n .[解] (1)因为3(a n +2+a n )-10a n +1=0, 所以3(a n q 2+a n )-10a n q =0, 即3q 2-10q +3=0. 因为公比q >1,所以q =3. 又首项a 1=3,所以数列{a n }的通项公式为a n =3n . (2)因为⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n +13a n 是首项为1,公差为2的等差数列, 所以b n +13a n =1+2(n -1).即数列{b n }的通项公式为b n =2n -1-3n -1,前n 项和S n =-(1+3+32+…+3n -1)+[1+3+…+(2n -1)]=-12(3n -1)+n 2.12.(2018·江西省名校学术联盟第一次调研)设数列{a n }满足a 1=2,a 2+a 5=14,且对任意n ∈N *,函数f (x )=a n +1x 2-(a n +2+a n )x 满足f ′(1)=0.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =1(a n -1)(a n +1),记数列{b n }的前n 项和为S n ,求证:S n <12.[解] (1)由f (x )=a n +1x 2-(a n +2+a n )x ,得f ′(x )=2a n +1x -(a n +2+a n ), 由f ′(1)=0,得2a n +1=a n +2+a n ,故{a n }为等差数列. 设等差数列{a n }的公差为d ,由a 1=2,a 2+a 5=14,得 (a 1+d )+(a 1+4d )=14,解得d =2,所以数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =2+(n -1)×2=2n (n ∈N *). (2)证明:b n =1(a n -1)(a n +1)=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,所以S n =12⎝⎛⎭⎫1-13+13-15+…+12n -1-12n +1=12⎝⎛⎭⎫1-12n +1<12.1.已知等比数列{a n }中,a 1=3,a 4=81,若数列{b n }满足b n =log 3a n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n项和S n =________.[解析] 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4a 1=q 3=27,解得q =3.所以a n =a 1q n -1=3×3n -1=3n ,故b n =log 3a n =n ,所以1b n b n +1=1n (n +1)=1n -1n +1. 则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和为1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.[答案]nn +12.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =________. [解析] 由S m -1=-2,S m =0,S m +1=3, 得a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3, 所以等差数列的公差为d =a m +1-a m =3-2=1, 由⎩⎪⎨⎪⎧a m =a 1+(m -1)d =2,S m =a 1m +12m (m -1)d =0, 得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+m -1=2,a 1m +12m (m -1)=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,m =5. [答案] 53.设函数f (x )=x m +ax 的导函数f ′(x )=2x +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1f (n )(n ∈N *)的前n 项和为________.[解析] 因为f ′(x )=mx m -1+a ,所以m =2,a =1. 所以f (x )=x 2+x ,f (n )=n 2+n . 所以1f (n )=1n 2+n =1n (n +1)=1n -1n +1, 则1f (1)+1f (2)+1f (3)+…+1f (n -1)+1f (n )=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n -1-1n +⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1=nn +1. [答案]nn +14.(2017·西安模拟)数列{a n }是等差数列,数列{b n }满足b n =a n a n +1a n +2(n ∈N *),设S n 为{b n }的前n 项和.若a 12=38a 5>0,则当S n 取得最大值时n 的值为________.[解析] 设{a n }的公差为d ,由a 12=38a 5>0得a 1=-765d ,d <0,所以a n =⎝⎛⎭⎫n -815d , 从而可知当1≤n ≤16时,a n >0; 当n ≥17时,a n <0.从而b 1>b 2>…>b 14>0>b 17>b 18>…,b 15=a 15a 16a 17<0,b 16=a 16a 17a 18>0,故S 14>S 13>…>S 1,S 14>S 15,S 15<S 16,S 16>S 17>S 18>….因为a 15=-65d >0,a 18=95d <0,所以a 15+a 18=-65d +95d =35d <0,所以b 15+b 16=a 16a 17(a 15+a 18)>0,所以S 16>S 14, 故当S n 取得最大值时n =16. [答案] 165.(2018·南京四校第一学期联考)已知向量a =(x ,-1),b =(xy ,x -y ),若a ⊥b ,y =f (x ). (1)求f (x )的表达式;(2)已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=13,a 2n +1=2a n f (a n )(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式;(3)在(2)的条件下,设b n =1a 2n -1,S n 为数列{b n }的前n 项和,求使S n >1278成立的n 的最小值.解:(1)由a ⊥b ,得x 2y +(-1)(x -y )=0, 所以y =xx 2+1, 则f (x )的表达式为f (x )=x x 2+1. (2)由(1)知f (x )=xx 2+1, 所以a 2n +1=2a n f (a n )=2a n ·a n a 2n +1=2a 2n a 2n +1,因此1a 2n +1=a 2n +12a 2n =12a 2n +12,所以1a 2n +1-1=12a 2n -12=12⎝⎛⎭⎫1a 2n -1. 又1a 21-1=9-1=8≠0, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a 2n -1是以8为首项,12为公比的等比数列,则1a 2n -1=8×⎝⎛⎭⎫12n -1=24-n .又a n >0,所以a n =124-n +1, 则数列{a n }的通项公式为a n =124-n +1. (3)由(2)知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a 2n -1是以8为首项,12为公比的等比数列,而b n =1a 2n -1,所以数列{b n }是以8为首项,12为公比的等比数列,因此数列{b n }的前n 项和S n =8⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n1-12=16⎝⎛⎭⎫1-12n . 又S n >1278,所以16⎝⎛⎭⎫1-12n >1278, 则12n <1128,所以n >7. 所以正整数n 的最小值为8.6.(2018·江苏省重点中学领航高考冲刺卷(二))定义:nP 1+P 2+…+P n为n 个正数P 1,P 2,P 3,…,P n (n ∈N *)的“均倒数”.已知等比数列{a n }的公比为2,前n 项和为S n ,若S 3+2是S 2和S 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }的前n 项的“均倒数”为12a n -1(n ∈N *).令c n =b n -a n +1a 2n -1(n ∈N *),记数列{c n }的前n 项和为T n ,若对任意正整数n ,都有T n ∈[a ,b ],求b -a 的最小值.[解] (1)因为S 3+2是S 2和S 4的等差中项, 所以2S 3+4=S 2+S 4,所以a 3+4=a 4, 又等比数列{a n }的公比为2, 所以a 3=4,所以a 1=1,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n -1. (2)由题意知,n b 1+b 2+…+b n =12n -1,所以b 1+b 2+…+b n =n (2n -1),①所以b 1+b 2+…+b n -1=(n -1)(2n -1-1)(n ≥2),② ①-②得,b n =(n +1)×2n -1-1(n ≥2). 又b 1=1也满足该式,所以b n =(n +1)×2n -1-1(n ∈N *), 因为a n =2n -1,b n =(n +1)2n -1-1,所以c n =b n -a n +1a 2n -1=n 2n -1=n ⎝⎛⎭⎫12n -1, 所以T n =1+2×12+3×⎝⎛⎭⎫122+…+n ⎝⎛⎭⎫12n -1,12T n =1×12+2×⎝⎛⎭⎫122+…+(n -1)×⎝⎛⎭⎫12n -1+n ⎝⎛⎭⎫12n 两式相减得12T n =1+12+⎝⎛⎭⎫122+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-n ⎝⎛⎭⎫12n=1-⎝⎛⎭⎫12n1-12-n ⎝⎛⎭⎫12n =2-2+n 2n ,所以T n =4-2+n2n -1<4,又c n =n ×⎝⎛⎭⎫12n -1>0,所以T n 单调递增,所以(T n )min =T 1=1, 故有1≤T n <4.因为对任意正整数n ,都有T n ∈[a ,b ],所以a ≤1,b ≥4,即a 的最大值为1,b 的最小值为4, 故(b -a )min =4-1=3.。
错题宝典高考复习易错题分类《数列》易错题370
错题宝典高考复习易错题分类《数列》易错题 测试题2019.91,在等差数列}{n a 中,11011-<a a ,若它的前n 项和Sn 有最大值,那么}{n S 中的最小正数是( )A 、S 17B 、S 18C 、S 19D 、S 202,若a,b,a+b 成等差数列,a,b,ab 成等比数列,且1)(log 0<<ab m ,则m 的取值范围是( )A 、),1(+∞B 、)8,1(C 、),8(+∞D 、),8()1,0(+∞⋃3,已知数列}{n a 的通项公式为]1)43[()43(11-=--n n n a ,则关于a n 的最大,最小项,叙述正确的是( )A 、最大项为a 1,最小项为a 3B 、最大项为a 1,最小项不存在C 、最大项不存在,最小项为a 3D 、最大项为a 1,最小项为a 44,等比数列{}821,2,1a a q a a n 和则公比中,已知==的等比中项为( ) A 、16 B 、±16 C 、32 D 、±325,已知}{n a 的前n 项之和+++-=212,14a a n n S n 则…n a 的值为 ( )A、67 B、65 C、61 D、556,设数列的前项和为,求这个数列的通项公公式n 224()n S n n n N +=++∈7,已知一个等比数列前四项之积为,第二、,求这个等比数列的公比.8,已知正项数{a n }满足a 1= a (0<a<1) ,且nnn a a a +≤+11,求证:(I) a n a a n n )1(1-+≤; (II) ∑=<+nk kk a 111.9, 已知数列{}a n 的前n 项和S n 满足log ()211S n n +=+,求数列{}a n 的通项公式。
10,等比数列{}a n 的前n 项和为S S S S n ,3692+=,求公比q 。
测试题答案1, 答案:C 错解:D 错因:11011-<a a 化简时没有考虑a 10的正负。
2019高考数学江苏(理)精准提分练 解答题专项练 6.数 列
6.数 列1.已知从数列{a n }中取出部分项,并按原来的顺序组成一个新的数列1n a ,2n a ,3n a …,称为数列{a n }的一个子数列,若该子数列为等比数列,则称为数列{a n }的等比子数列.(1)设数列{a n }是一个公差不为0的等差数列,若a 1=1,a 3=6,且a 1,a 3,1n a ,2n a ,3n a ,…,k n a 为数列{a n }的等比子数列,求数列{n k }的通项公式;(2)是否存在一个等差数列{a n },使得{b n }是数列{a n }的一个等比子数列?其中数列{b n }的公比为q ,同时满足b 1=a 21,b 2=a 22,b 3=a 23(a 1<a 2),b 1=(1+2)(1-q ).若存在,求出数列{a n }的通项公式;若不存在,请说明理由.解 (1)因为数列{a n }是等差数列,且a 1=1,a 3=6,则等差数列{a n }的公差d =52,所以a n =52n -32(n ∈N *),k n a =52n k -32.又a 1,a 3,1n a ,2n a ,3n a ,…,k n a 为数列{a n }的等比子数列,且a 3a 1=6, 所以k n a =6k +1,即6k +1=52n k -32, 故n k =2×6k +1+35(k ∈N *).(2)设数列{a n }的公差为d ,因为a 1<a 2,所以d >0. 由题意得a 21(a 1+2d )2=(a 1+d )4, 化简得2a 21+4a 1d +d 2=0,所以d =(-2±2)a 1,而-2±2<0,故a 1<0.若d =(-2-2)a 1,则q =b 2b 1=a 22a 21=(2+1)2,故b 1=a 21=(1+2)(1-q )=(1+2)(-2-22)<0,故舍去.若d =(-2+2)a 1,则q =b 2b 1=a 22a 21=(2-1)2,从而b 1=a 21=(1+2)(1-q )=(22-2)(1+2)=2, 所以a 1=-2,d =(-2+2)a 1=22-2, 所以a n =(22-2)n -32+2. 又b 1=2,令(22-2)n -32+2=2,故n =32+62不是整数,即b 1不是数列{a n }中的项.故不存在满足条件的等差数列{a n }.2.设等比数列{a n }的首项为a 1=2,公比为q (q 为正整数),且满足3a 3是8a 1与a 5的等差中项;数列{b n }满足2n 2-(t +b n )n +32b n =0(t ∈R ,n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)试确定t 的值,使得数列{b n }为等差数列;(3)当{b n }为等差数列时,对每个正整数k ,在a k 与a k +1之间插入b k 个2,得到一个新数列{c n }.设T n 是数列{c n }的前n 项和,试求满足T m =2c m +1的所有正整数m .解 (1)由题意6a 3=8a 1+a 5,则6q 2=8+q 4,解得q 2=4或q 2=2(舍),则q =2,又a 1=2,所以a n =2n.(2)当n =1时,2-(t +b 1)+32b 1=0,得b 1=2t -4,当n =2时,2×22-(t +b 2)×2+32b 2=0,得b 2=16-4t ,当n =3时,2×32-(t +b 3)×3+32b 3=0,得b 3=12-2t ,则由b 1+b 3=2b 2,得t =3,而当t =3时,2n 2-(3+b n )n +32b n =0,得b n =2n ,由b n +1-b n =2(常数)知,此时数列{b n }为等差数列,故t =3. (3)由(1)(2)知,a n =2n,b k =2k .由题意知,c 1=a 1=2,c 2=c 3=2,c 4=a 2=4,c 5=c 6=c 7=c 8=2,c 9=a 3=8,…, 则当m =1时,T 1≠2c 2,不合题意, 当m =2时,T 2=2c 3,适合题意.当m ≥3时,若c m +1=2,则T m ≠2c m +1,一定不适合题意, 从而c m +1必是数列{a n }中的某一项a k +1,则T m =a 1+122b +⋅⋅⋅+14243个+a 2+222b +⋅⋅⋅+14243个+a 3+322b +⋅⋅⋅+14243个+a 4+…+a k +22k b +⋅⋅⋅+14243个,=(2+22+23+ (2))+2(b 1+b 2+b 3+…+b k ) =2×(2k -1)+2×(2+2k )k 2=2k +1+2k 2+2k -2,2c m +1=2a k +1=2×2k +1,所以2k +1+2k 2+2k -2=2×2k +1,即2k -k 2-k +1=0,所以2k +1=k 2+k .2k +1(k ∈N *)为奇数,而k 2+k =k (k +1)为偶数, 所以上式无解.即当m ≥3时,T m ≠2c m +1.综上知,满足题意的正整数仅有m =2.3.(2018·江苏省邗江中学期中)已知各项均为正数的数列{}a n 满足a 2n +1=2a 2n +a n a n +1,且a 2+a 4=2a 3+4,其中n ∈N *. (1)求数列{}a n 的通项公式;(2)设数列{b n }满足 b n =na n(2n +1)·2n ,是否存在正整数m ,n (1<m <n ),使得b 1,b m ,b n 成等比数列?若存在,求出所有的m ,n 的值;若不存在,请说明理由.(3)令c n =(n +1)2+1n (n +1)a n +2,记数列{c n }的前n 项和为S n ,其中n ∈N *,证明:516≤S n <12.(1)解 ∵a 2n +1=2a 2n +a n a n +1, ∴(a n +1+a n )(2a n -a n +1)=0,又a n >0,∴2a n -a n +1=0,即2a n =a n +1, ∴数列{a n }是公比为2的等比数列.由a 2+a 4=2a 3+4,得2a 1+8a 1=8a 1+4,解得a 1=2. ∴数列{a n }的通项公式为a n =2n,n ∈N *.(2)解 b n =na n (2n +1)·2n=n 2n +1,若b 1,b m ,b n 成等比数列,则⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2m +12=13⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n +1,即m 24m 2+4m +1=n6n +3.由m 24m 2+4m +1=n 6n +3,得3n =-2m 2+4m +1m 2, ∴-2m 2+4m +1>0,解得1-62<m <1+62. 又m ∈N *,且m >1, ∴m =2,此时n =12.故存在正整数m =2,n =12,使得b 1,b m ,b n 成等比数列. (3)证明 c n =(n +1)2+1n (n +1)·2n +2=12·n 2+2n +2n (n +1)·2n +1=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤n 2+n n (n +1)·2n +1+n +2n (n +1)·2n +1=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12n +1+1n ·2n -1(n +1)·2n +1,∴S n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+12n +1+12⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫11·2-12·22+⎝⎛⎭⎪⎫12·22-13·23+⎦⎥⎤…+⎝⎛⎭⎪⎫1n ·2n -1(n +1)·2n +1=12·122⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n 1-12+12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12-1(n +1)·2n +1 =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1·n +2n +1,n ∈N *. ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1·n +2n +1递减, ∴0<⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1·n +2n +1≤⎝ ⎛⎭⎪⎫121+1·1+21+1=38,∴516≤12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1·n +2n +1<12,∴516≤S n <12. 4.(2018·江苏省扬州树人学校模拟)已知无穷数列{}a n 的各项都不为零,其前n 项和为S n ,且满足a n ·a n +1=S n (n ∈N *),数列{}b n 满足b n =a na n +t,其中t 为正整数.(1)求a 2 018;(2)若不等式a 2n +a 2n +1<S n +S n +1对任意的n ∈N *都成立,求首项a 1的取值范围;(3)若首项a 1是正整数,则数列{}b n 中的任意一项是否总可以表示为数列{}b n 中的其他两项之积?若是,请给出一种表示方式;若不是,请说明理由. 解 (1)令n =1,则a 1a 2=S 1,即a 1a 2=a 1, 又a 1≠0, 所以a 2=1.由a n ·a n +1=S n ,得a n +1·a n +2=S n +1, 两式相减得(a n +2-a n )a n +1=a n +1, 又a n +1≠0, 故a n +2-a n =1, 所以a 2 018=a 2+⎝⎛⎭⎪⎫2 0182-1×1=1 009.(2)由(1)知数列{}a 2n 是首项为a 2=1,公差为1的等差数列,数列{}a 2n -1是首项为a 1,公差为1的等差数列.故a n=⎩⎪⎨⎪⎧a 1+n -12,n 是奇数,n2,n 是偶数.所以S n=⎩⎪⎨⎪⎧n +12a 1+n 2-14,n 是奇数,n 2a 1+n24,n 是偶数.①当n 是奇数时,a 2n +a 2n +1<S n +S n +1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+n -122+⎝ ⎛⎭⎪⎫n +122<⎝ ⎛⎭⎪⎫n +12a 1+n 2-14+⎣⎢⎡⎦⎥⎤n +12a 1+(n +1)24, 即a 21-2a 1<n -12对任意正奇数n 恒成立,所以a 21-2a 1<0, 解得0<a 1<2.②当n 是偶数时,a 2n +a 2n +1<S n +S n +1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫n 22+⎝⎛⎭⎪⎫a 1+n 22<⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2a 1+n 24 +⎣⎢⎡⎦⎥⎤n +22a 1+(n +1)2-14,即a 21-a 1<n2对任意正偶数n 恒成立,所以a 21-a 1<1, 解得1-52<a 1<1+52.综合①②得0<a 1<1+52.(3)由数列{}a 2n 是首项为1,公差为1的等差数列,数列{}a 2n -1是首项为正整数a 1,公差为1的等差数列知,数列{}a n 的各项都是正整数. 设b n =b m b k ,即a na n +t =a ma m +t ·a ka k +t,所以a m =a n (a k +t )a k -a n,取k =n +2,则a k -a n =1,故a m =a n (a n +2+t ),不妨设m 是偶数,则m2=a n (a n +2+t )一定是整数,故当n 是偶数时,方程b n =b m b k 的一组解是⎩⎪⎨⎪⎧k =n +2,m =n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+t +1,当n 是奇数时,方程b n =b m b k 的一组解是⎩⎪⎨⎪⎧k =n +2,m =2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+n -12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+n +12+t ,所以数列{}b n 中的任意一项总可以表示为数列{}b n 中的其他两项之积. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且2a 5-a 3=13,S 4=16. (1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)设T n =∑ni =1(-1)i a i ,若对一切正整数n ,不等式λT n <[a n +1+(-1)n +1a n ]2n -1恒成立,求实数λ的取值范围;(3)是否存在正整数m ,n (n >m >2),使得S 2,S m -S 2,S n -S m 成等比数列?若存在,求出所有的m ,n ;若不存在,请说明理由.解 (1)设数列{a n }的公差为d . 因为2a 5-a 3=13,S 4=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧2(a 1+4d )-(a 1+2d )=13,4a 1+6d =16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,所以a n =2n -1,S n =n 2.(2)①当n 为偶数时,设n =2k ,k ∈N *,则T 2k =(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 2k -a 2k -1)=2k . 代入不等式λT n <[a n +1+(-1)n +1a n ]·2n -1,得λ·2k <4k,从而λ<4k2k.设b k =4k2k ,k ∈N *,则b k +1-b k =4k +12(k +1)-4k2k =4k(3k -1)2k (k +1).因为k ∈N *,所以b k +1-b k >0,所以数列{b k }是递增的,所以(b k )min =2,所以λ<2. ②当n 为奇数时,设n =2k -1,k ∈N *, 则T 2k -1=T 2k -(-1)2ka 2k =2k -(4k -1)=1-2k . 代入不等式λT n <[a n +1+(-1)n +1a n ]2n -1,得λ(1-2k )<(2k -1)4k ,从而λ>-4k .因为k ∈N *,所以-4k的最大值为-4,所以λ>-4. 综上,λ的取值范围为(-4,2).(3)假设存在正整数m ,n (n >m >2),使得S 2,S m -S 2,S n -S m 成等比数列,则(S m -S 2)2=S 2(S n -S m ),即(m 2-4)2=4(n 2-m 2), 所以4n 2=(m 2-2)2+12,即4n 2-(m 2-2)2=12, 即(2n -m 2+2)(2n +m 2-2)=12.因为n >m >2,所以n ≥4,m ≥3,所以2n +m 2-2≥15.因为2n -m 2+2是整数,所以等式(2n -m 2+2)(2n +m 2-2)=12不成立, 故不存在正整数m ,n (n >m >2),使得S 2,S m -S 2,S n -S m 成等比数列.6.(2018·南京模拟)若数列{}a n 满足:对于任意n ∈N *,a n +||a n +1-a n +2均为数列{}a n 中的项,则称数列{}a n 为“T 数列”.(1)若数列{}a n 的前n 项和S n =2n 2,n ∈N *,求证:数列{}a n 为“T 数列”;(2)若公差为d 的等差数列{}a n 为“T 数列”,求d 的取值范围;(3)若数列{}a n 为“T 数列”,a 1=1,且对于任意n ∈N *,均有a n <a 2n +1-a 2n <a n +1,求数列{}a n 的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-2(n -1)2=4n -2, 又a 1=S 1=2=4×1-2,所以a n =4n -2.所以a n +|a n +1-a n +2|=4n -2+4=4(n +1)-2为数列{a n }的第n +1项, 因此数列{a n }为“T 数列”.(2)解 因为数列{a n }是公差为d 的等差数列, 所以a n +|a n +1-a n +2|=a 1+(n -1)d +|d |. 因为数列{a n }为“T 数列”,所以任意n ∈N *,存在m ∈N *,使得a 1+(n -1) d +|d |=a m ,即有(m -n )d =|d |. ①若d ≥0,则存在m =n +1∈N *,使得(m -n )d =|d |, ②若d <0,则m =n -1.此时,当n =1时,m =0不为正整数,所以d <0不符合题意. 综上,d ≥0. (3)解 因为a n <a n +1,所以a n +|a n +1-a n +2|=a n +a n +2-a n +1,又因为a n <a n +a n +2-a n +1=a n +2-(a n +1-a n )<a n +2,且数列{a n }为“T 数列”, 所以a n +a n +2-a n +1=a n +1,即a n +a n +2=2a n +1, 所以数列{a n }为等差数列. 设数列{a n }的公差为t (t >0), 则有a n =1+(n -1)t , 由a n <a 2n +1-a 2n <a n +1,得1+(n -1)t <t [2+(2n -1)t ]<1+nt , 整理得n (2t 2-t )>t 2-3t +1,① n (t -2t 2)>2t -t 2-1.②若2t 2-t <0,取正整数N 0>t 2-3t +12t 2-t, 则当n >N 0时,n (2t 2-t )<(2t 2-t )N 0<t 2-3t +1, 与①式对于任意n ∈N *恒成立相矛盾,因此2t 2-t ≥0. 同样根据②式可得t -2t 2≥0, 所以2t 2-t =0.又t >0,所以t =12.经检验当t =12时,①②两式对于任意n ∈N *恒成立,所以数列{a n }的通项公式为a n =1+12(n -1)=n +12.。
(完整版)数列部分易错题选及答案(可编辑修改word版)
∑ 数列部分易错题选一、选择题1. 设 s n 是等差数列{ a n } 的前 n 项和, 已知 s 6 =36,s n =324, s n -6 =144 (n >6), 则n=() A 15B16C17D18正确答案:D 错因:学生不能运用数列的性质计算 a 1 +a n =36 + 324 - 14462. 已知 s n 是等差数列{a n }的前 n 项和,若 a 2 +a 4 +a 15 是一个确定的常数,则数列{s n }中是常数的项是()As 7Bs 8Cs 11Ds 13正确答案: D 错因:学生对等差数列通项公式的逆向使用和等差数列的性质不能灵活应用。
3. 设{a n }是等差数列,{b n }为等比数列,其公比 q≠1, 且 b i >0(i=1、2、3…n) 若 a1 =b 1 ,a 11 =b 11 则 ()A a 6 =b 6Ba 6 >b 6Ca 6 <b 6Da 6 >b 6 或 a 6 <b 6正确答案 B 错因:学生不能灵活运用等差中项和等比中项的定义及基本不等式。
4. 已知非常数数列{a },满足 a 2 -a a +a 2 =0 且 a ≠a, i=1、2、3、…n,对于给ni +1i i +1ii +1i -1n -1 定的正整数 n,a 1 =a i +1 ,则aii =1等于( ) A2B-1C1D正确答案:D错因:学生看不懂题目,不能挖掘题目的隐含条件,{a n }的项具有周期性。
5. 某人为了观看 2008 年奥运会,从 2001 年起每年 5 月 10 日到银行存入 a 元定期储蓄, 若年利率为 p 且保持不变,并且每年到期的存款及利息均自动转为新一年定期,到 2008 年将所有的存款和利息全部取回,则可取回的钱的总数(元)为( ).Aa(1+p) 7Ba(1+p) 8C a[(1 + p )7 - (1 + p )]pDa[(1 + p )8 - (1 + p ) ] p正确答案:D 错因: 学生对存款利息的计算方法没掌握。
2019届苏教版(理科数学) 等差数列与等比数列 单元测试
A 组 专题通关1.在等比数列{a n }中,若公比q =4,且前3项之和等于21,则该数列的通项公式a n =________. 答案 4n -1 解析 由题意知a 1+4a 1+16a 1=21,解得a 1=1,所以通项公式a n =4n -1.2.设S n 是等差数列{a n }(n ∈N *)的前n 项和,且a 1=1,a 4=7,则S 5=________. 答案 25解析 由a 1=1,a 4=7,可得a 1=1,d =2,所以a n =2n -1,所以S 5=(1+9)×52=25. 3.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________.答案 74解析 a 2+a 8=a 4+a 6=a 3+a 7=37,故a 2+a 4+a 6+a 8=2×37=74.4.等差数列{a n }前9项的和等于前4项的和.若a 1=1,a k +a 4=0,则k =________. 答案 10解析 方法一 S 9=S 4,即9(a 1+a 9)2=4(a 1+a 4)2, ∴9a 5=2(a 1+a 4),即9(1+4d )=2(2+3d ),∴d =-16, 由1+⎝⎛⎭⎫-16(k -1)+1+3·⎝⎛⎭⎫-16=0,得k =10. 方法二 S 9=S 4,∴a 5+a 6+a 7+a 8+a 9=0,∴a 7=0,从而a 4+a 10=2a 7=0,∴k =10.5.已知{a n }为等差数列,其公差为-2,且a 7是a 3与a 9的等比中项,S n 为{a n }的前n 项和,n ∈N *,则S 10的值为________.答案 110解析 ∵a 27=a 3a 9,d =-2,∴(a 1-12)2=(a 1-4)(a 1-16),解得a 1=20,∴S 10=10×20+10×92×(-2)=110. 6.设数列{a n }满足a 1=1,(1-a n +1)(1+a n )=1(n ∈N *),则∑k =1100a k a k +1的值为________.答案 100101解析 因为(1-a n +1)(1+a n )=1,所以a n -a n +1-a n a n +1=0,从而1a n +1-1a n=1, 即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,1为公差的等差数列, 所以1a n =1+n -1=n ,所以a n =1n. 故a n +1a n =1(n +1)n =1n -1n +1, 因此∑k =1100a k a k +1=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1100-1101=1-1101=100101. 7.设{a n }是等差数列,{b n }是各项都为正数的等比数列,且a 1=b 1=1,a 3+b 5=21,a 5+b 3=13.(1)求{a n },{b n }的通项公式;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 的前n 项和S n . 解 (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则依题意有q >0且⎩⎪⎨⎪⎧1+2d +q 4=21,1+4d +q 2=13, 解得d =2,q =2.所以a n =1+(n -1)d =2n -1,b n =q n -1=2n -1.(2)a n b n =2n -12n -1.S n =1+321+522+…+2n -32n -2+2n -12n -1,① 2S n =2+3+52+…+2n -32n -3+2n -12n -2,② ②-①,得S n =2+2+22+222+…+22n -2-2n -12n -1 =2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+122+…+12n -2-2n -12n -1=2+2×1-12n -11-12-2n -12n -1=6-2n +32n -1. 8.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=14,且S n =S n -1+a n -1+12(n ∈N *,且n ≥2),数列{b n }满足:b 1=-1194,且3b n -b n -1=n (n ≥2,且n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:数列{b n -a n }为等比数列.(1)解 由S n =S n -1+a n -1+12,得 S n -S n -1=a n -1+12, 即a n -a n -1=12(n ∈N *,n ≥2), 则数列{a n }是以12为公差的等差数列. 又a 1=14,∴a n =a 1+(n -1)d =12n -14(n ≥2). 当n =1时,a 1=14也满足a n =12n -14, ∴a n =12n -14(n ∈N *). (2)证明 ∵3b n -b n -1=n (n ≥2),∴b n =13b n -1+13n (n ≥2), ∴b n -a n =13b n -1+13n -12n +14=13b n -1-16n +14=13⎝⎛⎭⎫b n -1-12n +34(n ≥2). b n -1-a n -1=b n -1-12(n -1)+14=b n -1-12n +34(n ≥2), ∴b n -a n =13(b n -1-a n -1)(n ≥2). ∵b 1-a 1=-30≠0,∴b n -a nb n -1-a n -1=13(n ≥2). ∴数列{b n -a n }是以-30为首项,13为公比的等比数列.B 组 能力提高9.在等比数列{a n }中,若a 1=1,a 3a 5=4(a 4-1),则a 7=________.答案 4解析 方法一 设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 1=1,a 3a 5=4(a 4-1),所以q 2·q 4=4(q 3-1),即q 6-4q 3+4=0,q 3=2,所以a 7=q 6=4.方法二 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 3a 5=4(a 4-1),得a 24=4(a 4-1),即a 24-4a 4+4=0,所以a 4=2.因为a 1=1,所以q 3=2,a 7=q 6=4.10.在等比数列{}a n 中,a 2=1,公比q ≠±1.若a 1,4a 3,7a 5成等差数列,则a 6的值是________. 答案 149解析 由题意得8a 3=a 1+7a 5⇒8q =1q +7q 3⇒7q 4-8q 2+1=0⇒q 2=17(舍q 2=1),从而a 6=q 4=149. 11.已知公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 5S 3=3,则a 5a 3的值为________. 答案 179解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,则由S 5S 3=3,得5a 1+10d 3a 1+3d=3,所以d =4a 1, 所以a 5a 3=a 1+4d a 1+2d =17a 19a 1=179. 12.记等差数列{a n }的前n 项和为S n .若S k -1=8,S k =0,S k +1=-10,则正整数k =________. 答案 9解析 由题意得S k -S k -1=a k =-8,S k +1-S k =a k +1=-10,则d =-2.由S k =(a 1+a k )k 2=0,a 1=8, 所以a k =a 1+(k -1)d =-8,即8-2(k -1)=-8,则k =9.13.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2a 4a 6a 8=120,且1a 4a 6a 8+1a 2a 6a 8+1a 2a 4a 8+1a 2a 4a 6=760,则S 9的值为________.答案 632解析 等式两边同时乘以a 2a 4a 6a 8,得a 2+a 4+a 6+a 8=14,即2(a 2+a 8)=14,a 2+a 8=7.从而S 9=(a 1+a 9)×92=(a 2+a 8)×92=7×92=632. 14.已知等比数列a 1,a 2,a 3的和为定值m (m >0),且公比q <0,令t =a 1a 2a 3,t 的取值范围为________.答案 [-m 3,0)解析 m =a 1+a 2+a 3=a 2⎝⎛⎭⎫1q +q +1,所以a 2=m 1+q +1q,因为q <0,所以q +1q ≤-2. 又m >0,所以-m ≤m 1+q +1q<0,即-m ≤a 2<0, 所以t =a 1a 2a 3=a 32∈[-m 3,0).15.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=0,a 1+a 2+a 3+…+a n +n =a n +1,n ∈N *.(1)求证:数列{a n +1}是等比数列;(2)设数列{b n }的前n 项和为T n ,b 1=1,点(T n +1,T n )在直线x n +1-y n =12上,若不等式b 1a 1+1+b 2a 2+1+…+b n a n +1≥m -92+2a n对于n ∈N *恒成立,求实数m 的最大值. (1)证明 由a 1+a 2+a 3+…+a n +n =a n +1,得a 1+a 2+a 3+…+a n -1+n -1=a n ,n ≥2,两式相减得a n +1=2a n +1,所以a n +1+1=2(a n +1),n ≥2,因为a 1=0,所以a 1+1=1,a 2=2a 1+1=1,a 2+1=2(a 1+1),所以{a n +1}是以1为首项,2为公比的等比数列.(2)解 由(1)得a n =2n -1-1,因为点(T n +1,T n )在直线xn +1-y n =12上,所以T n +1n +1-T n n =12,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫T n n 是以T 11=1为首项,12为公差的等差数列, 故T n n =1+12(n -1),所以T n =n (n +1)2. 当n ≥2时,b n =T n -T n -1=n (n +1)2-n (n -1)2=n , 因为b 1=1满足该式,所以b n =n .所以不等式b 1a 1+1+b 2a 2+1+…+b n a n +1≥m -92+2a n,即1+22+322+…+n 2n -1≥m -92n , 令R n =1+22+322+…+n 2n -1, 则12R n =12+222+323+…+n 2n , 两式相减,得⎝⎛⎭⎫1-12R n =1+12+122+123+…+12n -1-n 2n =2-n +22n , 所以R n =4-n +22n -1. 由R n ≥m -92n 恒成立,即4-2n -52n ≥m 恒成立. 又⎝⎛⎭⎪⎫4-2n -32n +1-⎝ ⎛⎭⎪⎫4-2n -52n =2n -72n +1, 故当n ≤3时,⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫4-2n -52n 单调递减,且当n =3时,4-2×3-523=318; 当n ≥4时,⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫4-2n -52n 单调递增,且当n =4时,4-2×4-524=6116, 则4-2n -52n 的最小值为6116, 所以实数m 的最大值是6116. 16.已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=a ,且a n +1=k (a n +a n +2)对任意正整数都成立,数列{a n }的前n 项和为S n .(1)是否存在实数k ,使数列{a n }是公比不为1的等比数列,且任意相邻三项a m ,a m +1,a m +2按某顺序排列后成等差数列?若存在,求出所有k 的值;若不存在,说明理由;(2)若k =-12,求S n . 解 (1)设数列{a n }是等比数列,则它的公比q =a 2a 1=a , 所以a m =a m -1,a m +1=a m ,a m +2=a m +1.①若a m +1为等差中项,则2a m +1=a m +a m +2,即2a m =a m -1+a m +1,解得a =1,不合题意;②若a m 为等差中项,则2a m =a m +1+a m +2, 即2a m -1=a m +a m +1,化简得a 2+a -2=0,解得a =-2或1(舍).当a =-2时,k =a m +1a m +a m +2=a ma m -1+a m +1=a 1+a 2=-25; ③若a m +2为等差中项,则2a m +2=a m +1+a m , 即2a m +1=a m +a m -1,化简得2a 2-a -1=0,解得a =-12或1(舍). 当a =-12时,k =a m +1a m +a m +2=a m a m -1+a m +1=a 1+a 2=-25. 综上可得满足要求的实数k 有且仅有一个,即k =-25. (2)若k =-12,则a n +1=-12(a n +a n +2), 于是a n +2+a n +1=-(a n +1+a n ),所以a n +3+a n +2=-(a n +2+a n +1)=a n +1+a n . 当n 是偶数时,S n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a n -1+a n =(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a n -1+a n )=n 2(a 1+a 2)=n 2(a +1); 当n 是奇数时,S n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a n -1+a n =a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a n -1+a n )=a 1+n -12(a 2+a 3)=a 1+n -12[-(a 1+a 2)] =1-n -12(a +1). 当n =1时也适合上式.综上可得S n =⎩⎪⎨⎪⎧ 1-n -12(a +1),n 是奇数,n 2(a +1),n 是偶数.。
2019届苏教版(理科数学) 数学归纳法 单元测试(1)
提升训练(37)数学归纳法1.已知n为正偶数,用数学归纳法证明1-+-+…-=2时,若已假设n=k(k≥2且k为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证( )A.n=k+1时等式成立B.n=k+2时等式成立C.n=2k+2时等式成立D.n=2(k+2)时等式成立【解析】选B.因为n为偶数,故假设n=k成立后,再证n=k+2时等式成立.2.(2016·南昌模拟)已知f(n)=12+22+32+…+(2n)2,则f(k+1)与f(k)的关系是( )A.f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2B.f(k+1)=f(k)+(k+1)2C.f(k+1)=f(k)+(2k+2)2D.f(k+1)=f(k)+(2k+1)2【解析】选A.f(k+1)=12+22+32+…+(2k)2+(2k+1)2+2=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2.3.(2016·岳阳模拟)用数学归纳法证明不等式1+++…+>(n∈N)成立,其初始值至少应取( )A.7B.8C.9D.10【解析】选B.1+++…+=>,整理得2n>128,解得n>7,所以初始值至少应取8.4.用数学归纳法证明2n>2n+1,n的第一个取值应是( )A.1B.2C.3D.4【解析】选C.因为n=1时,21=2,2×1+1=3,2n>2n+1不成立;n=2时,22=4,2×2+1=5,2n>2n+1不成立;n=3时,23=8,2×3+1=7,2n>2n+1成立.所以n的第一个取值应是3.5.平面内有n 条直线,最多可将平面分成f(n)个区域,则f(n)的表达式为( )A.n+1B.2nC.D.n 2+n+1【解析】选C.1条直线将平面分成1+1个区域;2条直线最多可将平面分成1+(1+2)=4(个)区域;3条直线最多可将平面分成1+(1+2+3)=7(个)区域;…;n 条直线最多可将平面分成1+(1+2+3+…+n)=1+=(个)区域.6.(2016·九江模拟)已知f(n)=1+++…+(n ∈N),经计算得f(4)>2,f(8)>, f(16)>3,f(32)>,则其一般结论为 . 【解析】因为f(22)>,f(23)>,f(24)>, f(25)>,所以当n ≥2时,有f(2n)>.故填f(2n)>(n ≥2,n ∈N). 答案:f(2n )>(n ≥2,n ∈N)7.设平面内有n 条直线(n ≥3),其中有且仅有两条直线互相平行,任意三条直线不过同一点.若用f(n)表示这n 条直线交点的个数,则f(4)= ;当n>4时,f(n)= (用n 表示). 【解析】f(3)=2,f(4)=f(3)+3=2+3,f(5)=f(4)+4=2+3+4,f(6)=f(5)+5=2+3+4+5, 猜想f(n)=2+3+4+…+(n-1)=(n>4).答案:5(n+1)(n-2)8. 已知数列{a n }满足a n +1=12-a n (n∈N),a 1=12.试通过求a 2,a 3,a 4的值猜想a n 的表达式,并用数学归纳法加以证明.解:a 2=12-a 1=12-12=23,a 3=12-a 2=12-23=34,a 4=12-a 3=12-34=45.猜想:a n =n n +1(n∈N).用数学归纳法证明如下:① 当n =1时,左边=a 1=12,右边=11+1=12,所以等式成立;② 假设n =k 时等式成立,即a k =k k +1,则当n =k +1时,a k +1=12-a k =12-k k +1=k +1k +2=k +1(k +1)+1,所以当n =k +1时等式也成立. 由①②得,当n ∈N时等式都成立.9. 是否存在常数a ,b ,c ,使等式1·(n 2-12)+2(n 2-22)+…+n(n 2-n 2)=an 4+bn 2+c 对一切正整数n 成立?证明你的结论.解:分别用n =1,2,3代入解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a +b +c =0,16a +4b +c =3,81a +9b +c =18⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =14,b =-14,c =0.下面用数学归纳法证明.① 当n =1时,由上可知等式成立;② 假设当n =k 时,等式成立,则当n =k +1时,左边=1·[(k+1)2-12]+2[(k +1)2-22]+…+k[(k +1)2-k 2]+(k +1)[(k +1)2-(k +1)2]=1·(k 2-12)+2(k 2-22)+…+k(k 2-k 2)+1·(2k+1)+2(2k +1)+…+k(2k +1)=14k 4+⎝ ⎛⎭⎪⎫-14k 2+(2k +1)+2(2k +1)+…+k(2k +1)=14(k +1)4-14(k +1)2,∴ 当n =k +1时,等式成立.由①②得等式对一切的n∈N均成立.10.(2018·大连双基测试)数列{a n }满足a n +1=a n2a n +1,a 1=1.(1)证明:数列{1a n}是等差数列;(2)求数列{1a n }的前n 项和S n ,并证明1S 1+1S 2+…+1S n >nn +1.解析:(1)证明:∵a n +1=a n2a n +1,∴1a n +1=2a n +1a n ,化简得1a n +1=2+1a n ,即1a n +1-1a n=2,故数列{1a n }是以1为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知1a n =2n -1,∴S n =n (1+2n -1)2=n 2.法一:1S 1+1S 2+…+1S n =112+122+…+1n 2>11×2+12×3+…+1n (n +1)=(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)=1-1n +1=n n +1. 法二:当n =1时,1S 1=1,n n +1=12,不等式成立.假设当n =k 时,不等式成立,即1S 1+1S 2+…+1S k >kk +1.则当n =k +1时,1S 1+1S 2+…+1S k +1S k +1>k k +1+1(k +1)2,又k k +1+1(k +1)2-k +1k +2=1-1k +1+1(k +1)2-1+1k +2=1k +2-k (k +1)2=1(k +2)(k +1)2>0, ∴1S 1+1S 2+…+1S k +1S k +1>k +1k +2, ∴原不等式成立.11.已知集合X ={1,2,3},Y n ={1,2,3,…,n }(n ∈N ),设S n ={(a ,b )|a 整除b 或b 整除a ,a ∈X ,b ∈Y n }.令f (n )表示集合S n 所含元素的个数. (1)写出f (6)的值;(2)当n ≥6时,写出f (n )的表达式,并用数学归纳法证明. 解析:(1)Y 6={1,2,3,4,5,6},S 6中的元素(a ,b )满足: 若a =1,则b =1,2,3,4,5,6; 若a =2,则b =1,2,4,6; 若a =3,则b =1,3,6. 所以f (6)=13. (2)当n ≥6时,f (n )=⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧n +2+⎝⎛⎭⎫n 2+n 3,n =6t ,n +2+⎝⎛⎭⎫n -12+n -13,n =6t +1,n +2+⎝⎛⎭⎫n 2+n -23,n =6t +2,n +2+⎝⎛⎭⎫n -12+n 3,n =6t +3,n +2+⎝⎛⎭⎫n 2+n -13,n =6t +4,n +2+⎝⎛⎭⎫n -12+n -23,n =6t +5(t ∈N ).下面用数学归纳法证明:①当n =6时,f (6)=6+2+62+63=13,结论成立;②假设n =k (k ≥6)时结论成立,那么n =k +1时,S k +1在S k 的基础上新增加的元素在(1,k +1),(2,k +1),(3,k +1)中产生,分以下情形讨论: a .若k +1=6t ,则k =6(t -1)+5,此时有 f (k +1)=f (k )+3=k +2+k -12+k -23+3=(k +1)+2+k +12+k +13,结论成立;b .若k +1=6t +1,则k =6t ,此时有 f (k +1)=f (k )+1=k +2+k 2+k3+1=(k +1)+2+(k +1)-12+(k +1)-13,结论成立;c .若k +1=6t +2,则k =6t +1,此时有 f (k +1)=f (k )+2=k +2+k -12+k -13+2=(k +1)+2+k +12+(k +1)-23,结论成立;d .若k +1=6t +3,则k =6t +2,此时有 f (k +1)=f (k )+2=k +2+k 2+k -23+2=(k +1)+2+(k +1)-12+k +13,结论成立;e .若k +1=6t +4,则k =6t +3,此时有f (k +1)=f (k )+2=k +2+k -12+k3+2=(k +1)+2+k +12+(k +1)-13,结论成立;f .若k +1=6t +5,则k =6t +4,此时有 f (k +1)=f (k )+1=k +2+k 2+k -13+1=(k +1)+2+(k +1)-12+(k +1)-23,结论成立.综上所述,结论对满足n ≥6的自然数n 均成立. 12.(12分)(2016·常德模拟)设a>0,f(x)=,令a 1=1,a n+1=f(a n ),n ∈N.(1)写出a 2,a 3,a 4的值,并猜想数列{a n }的通项公式. (2)用数学归纳法证明你的结论.【解析】(1)因为a 1=1,所以a 2=f(a 1)=f(1)=;a 3=f(a 2)=;a 4=f(a 3)=.猜想a n =(n ∈N).(2)①当n=1时,a 1=1猜想正确.②假设n=k(k≥1,k∈N)时猜想正确,则a k=.则a k+1=f(a k)====.这说明,n=k+1时猜想正确.由①②知,对于任何n∈N,都有a n=.13.(13分)(2016·九江模拟)设数列{a n}的前n项和为S n,并且满足2S n=+n,a n>0(n∈N).(1)猜想{a n}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.(2)设x>0,y>0,且x+y=1,证明:+≤.【解题提示】(1)将n=1,2,3代入已知等式得a1,a2,a3,从而可猜想a n,并用数学归纳法证明.(2)利用分析法,结合x>0,y>0,x+y=1,利用基本不等式进行证明.【解析】(1)分别令n=1,2,3,得因为a n>0,所以a1=1,a2=2,a3=3.猜想:a n=n.由2S n=+n,①可知,当n≥2时,2S n-1=+(n-1),②①-②,得2a n=-+1,即=2a n+-1.(i)当n=2时,=2a2+12-1,因为a2>0,所以a2=2,等式成立.(ii)假设当n=k(k≥2)时,a k=k,那么当n=k+1时,=2a k+1+-1=2a k+1+k2-1⇒=0,因为a k+1>0,k≥2,所以a k+1+(k-1)>0,所以a k+1=k+1.即当n=k+1时也成立.所以a n=n(n≥2).显然n=1时,也成立,故对于一切n∈N,均有a n=n.(2)要证+≤,只要证nx+1+2+ny+1≤2(n+2). 即n(x+y)+2+2≤2(n+2), 将x+y=1代入,得2≤n+2,即只要证4(n2xy+n+1)≤(n+2)2,即4xy≤1,因为x>0,y>0,且x+y=1,所以≤=,即xy≤,故4xy≤1成立,所以原不等式成立.。
2019届苏教版(理科数学) 数学归纳法与证明 单元测试
1.已知数列{}n a 满足123012323222n n n n nC C C a C +++=++++…*2n n nn C n N ++∈,.(1)求1a , 2a , 3a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并证明. 【答案】(1) 122,4,a a == 38,a = (2)见解析【解析】试题分析:(1)利用等式,求出1a , 2a , 3a 的值;(2)归纳猜想,利用数学归纳法加以证明. 试题解析:(1)1=2a , 2=4a , 3=8a . (2)猜想: =2n n a .证明:①当1n =,2,3时,由上知结论成立; ②假设n k =时结论成立,则有12301232322222k k k k k k k k kk C C C C a C ++++=++++⋯+=.则1n k =+时, 123+101112+13+1+11123+12222k k k k k k k k k C C C C a C++++++++=++++⋯+. 由111k k kn nn C C C +++=+得 1021320112233123222k k k k k k k kC C C C C C a C ++++++++++=++++⋯ -1+1+++1+1+122k k k k k k k k k k k C C C ++++ 0121+1123+1+123+1222222k k kk k k k k k k k k C C C C C -+++++=++++⋯++, 121+1023+1+1111211222222k k kk k k k k k k k k kC C C C a C -++++++-⎛⎫=++++⋯++ ⎪⎝⎭121+10231-1+1+11121+1222222k k k kk k k k k k k kk k kC C C C C C -+++++++-⎛⎫=++++⋯++ ⎪⎝⎭. 又()()()()()()()()()()+1+1+1+11121!2221!21!112=!1!1!1!1!1!2k k k k k k k k k k k C C k k k k k k k ++++++++===+++++121+10231-1+1+111121112222222k k k kk k k k k k k k k k k k C C C C C C -++++++++-+⎛⎫=++++⋯+++ ⎪⎝⎭, 于是11122kk k a a ++=+. 所以112k k a ++=, 故1n k =+时结论也成立. 由①②得, =2n n a *n N ∈,.2.已知函数,记,当.(1)求证:在上为增函数; (2)对于任意,判断在上的单调性,并证明. 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】 【分析】 (1)证明:因为,所以,进而得到函数在上为增函数.(2)利用数学归纳法,即可证得对于任意,在上均为增函数.【详解】 (1)证明:因为,所以,因为所以,,所以,所以,所以在上为增函数.(2)结论:对于任意,在上均为增函数.证明:①当n =1时,结论显然成立; ②假设当n =k 时结论也成立,即在上为增函数,所以当时,在上恒成立.当n =k +1时,,所以 又当时,,,所以在上恒成立,所以在上恒成立,所以在上为增函数.由①②得证,对于任意,在上均为增函数.【点睛】本题主要考查了利用导数求解函数的单调性,以及数学归纳的证明问题,其中认真审题,掌握函数的导函数与原函数的关系,以及数学归纳法的步骤是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力. 3.(1)用数学归纳法证明:当*n N ∈时,cos cos2cos3cos x x x nx +++⋅⋅⋅+=1sin 12122sin 2n xx ⎛⎫+ ⎪⎝⎭-(x R ∈,且2x k π≠, k Z ∈); (2)求234sin2sin3sin 4sin 6666ππππ++++ 20182018sin6π⋅⋅⋅+的值. 【答案】(1)见解析(220152-【解析】试题分析:(1)根据数学归纳法格式逐一证明,主要用到两角差正弦公式给以论证(2)先对等式两边分别求导,再取自变量为6π,即得所求的值试题解析:(1)①当1n =时,等式右边1sin 112122sin 2x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=- 11sin 1sin 12212sin 2x x x ⎛⎫⎛⎫+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=1111sin cos cos sin sin cos cos sin 222212sin 2x x x x x x x x x⎛⎫⎛⎫+-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭=cos x = =等式左边,等式成立.②假设当n k =时等式成立,即cos cos2cos3cos x x x kx +++⋅⋅⋅+ 1sin 12122sin 2k xx ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=-. 那么,当1n k =+时,有()cos cos2cos3cos cos 1x x x kx k x +++⋅⋅⋅+++ ()1sin 12cos 1122sin 2k xk x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=-++()()11sin 12sin cos 1122122sin 2k x x x k xx ⎡⎤+-++⎢⎥⎣⎦=-()()()111sin 1cos cos 1sin 2sin cos 11222122sin 2k x x k x x x k xx +-+++=-()()11sin 1cos cos 1sin 122122sin 2k x x k x xx +++=- 1sin 112122sin 2k xx ⎛⎫++ ⎪⎝⎭=-这就是说,当1n k =+时等式也成立. 根据①和②可知,对任何*n N ∈等式都成立.(2)由(2)可知, cos cos2cos3cos2018x x x x +++⋅⋅⋅+=1sin 201812122sin 2xx ⎛⎫+ ⎪⎝⎭-, 两边同时求导,得sin 2sin23sin32018sin2018x x x x ----⋅⋅⋅-21111112018cos 2018sin sin 2018cos 22222212sin 2x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=所以232018sin2sin3sin 2018sin6666ππππ----⋅⋅⋅- 211112018cos 2018sin sin 2018cos 22612226122sin12πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=20152=所以2342018sin2sin3sin 4sin 2018sin66666πππππ++++⋅⋅⋅+20152=-. 4.已知函数()()00,0cx df x a ac bd ax b+=≠-≠+,设()n f x 为()1n f x -的导数, *n N ∈.(1)求()()12,f x f x ;(2)猜想()n f x 的表达式,并证明你的结论. 【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】【试题分析】(1)借助题设条件运用导数知识分别求解;(2)依据题设条件及(1)的结论先猜想结论,再运用数学归纳法分析推证:解:(1)()()()()()()()()'''10212232',a bc ad cx d bc ad cb ad f x f x f x f x ax b ax b ax b ax b ⎡⎤--+-+⎡⎤======⎢⎥⎢⎥+⎣⎦+++⎢⎥⎣⎦. (2)猜想()()()()11*11!,n n n n a bc ad n f x n N ax b --+-⋅⋅-⋅=∈+.证明:① 当1n =时,由(1)知结论正确;②假设当*,n k k N =∈时,结论正确,即有()()()()1111!k k k k a bc ad k f x ax b --+-⋅⋅-⋅=+.当1n k =+时,()()()()()'11'111!k k k k k a bc ad k f x f x ax b --++⎡⎤-⋅⋅-⋅==⎢⎥+⎢⎥⎣⎦()()()()'1111!k k k abc ad k ax b --+-⎡⎤=-⋅⋅-⋅+⎣⎦()()()()211!kk k a bc ad k ax b +-⋅⋅-⋅+=+,所以当1n k =+时结论成立,由①②得,对一切*n N ∈结论正确.点睛:数学归纳法是中学数学中重要的证明与自然数有关命题的数学思想方法,运用该方法时,一定要验证初始条件的成立与否,这是推证的基础;其中从,1n k n k ==+到的台阶更是尤为重要。
【最易丢分的送分题】2019届高三数学(理)三轮:数列(含解析)
《最易丢分的送分题(数学)》2019届高三三轮【拣分必备】之4.数列1.(菏泽调研)等差数列{a n }的通项公式a n =2n -1,数列(1a n a n +1),其前n 项和为S n ,则S n 等于( )[: A.2n 2n +1 B.n 2n +1 C.n 2n -1 D .以上都不对解析:∵a n =2n -1,∴1a n a n +1=12n +12n -1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1. ∴S n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+15-17+…+12n -1-12n +1 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1 =n 2n +1. 答案:B2.(济宁月考)若数列{a n }的通项为a n =4n -1,b n =a 1+a 2+…+a n n,n ∈N *,则数列{b n }的前n 项和是( ) A .n 2B .n(n +1)C .n(n +2)D .n(2n +1)解析:a 1+a 2+…+a n =(4×1-1)+(4×2-1)+…+(4n -1)=4(1+2+…+n)-n =2n(n +1)-n =2n 2+n ,[:∴b n =2n +1,b 1+b 2+…+b n =(2×1+1)+(2×2+1)+…+(2n +1)=n 2+2n=n(n +2).答案:C3.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-4n +2,则|a 1|+|a 2|+…+|a 10|=( )A .66B .65C .61D .56解析:当n =1时,a 1=S 1=-1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-4n +2-[(n -1)2-4(n -1)+2]=2n -5.∴a 2=-1,a 3=1,a 4=3,…,a 10=15.[:∴|a 1|+|a 2|+…+|a 10|=1+1+81+152=2+64=66. 答案:A4.(北京市昌平区期末考试)在数列{}n a 中 ,111,,)2n n a a a y x +==点(在直线上,则4a 的值为 ( )A .7B .8C .9D .16答案:B 解析:因为点1,)2n n a a y x +=(在直线上,生意12n n a a +=,即数列{}n a 是公比为2的等比数列,所以334128a a q ===,选B.5.(北京市东城区期末考试)已知{}n a 为等差数列,其前n 项和为n S ,若36a =,312S =,则公差d 等于( ) A .1B .53C .2D .3 答案:C解析:因为36a =,312S =,所以13133()3(6)1222a a a S ++===,解得12a =,所使用316222a a d d ==+=+,解得2d =,选C.[:6.已知数列{a n }是首项为a 1=14,公比q =14的等比数列,设b n +2=3log 14a n (n ∈N *),数列{c n }满足c n =a n ·b n . (1)求数列{b n }的通项公式;(2)求数列{c n }的前n 项和S n .解析:(1)由题意,知a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫14n (n ∈N *),又b n =3l og 14a n -2,故b n =3n -2(n ∈N *). (2)由(1),知a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫14n ,b n =3n -2(n ∈N *), ∴c n =(3n -2)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n (n ∈N *). ∴S n =1×14+4×⎝ ⎛⎭⎪⎫142+7×⎝ ⎛⎭⎪⎫143+…+(3n -5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n -1+(3n -2)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n , 于是14S n =1×⎝ ⎛⎭⎪⎫142+4×⎝ ⎛⎭⎪⎫143+7×⎝ ⎛⎭⎪⎫144+…+(3n -5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n +(3n -2)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n +1, 两式相减,得34S n =14+3⎣⎢⎡ ⎝ ⎛⎭⎪⎫142+⎝ ⎛⎭⎪⎫143+…⎦⎥⎤+⎝ ⎛⎭⎪⎫14n -(3n -2)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n +1=12-(3n +2)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n +1,[: ∴S n =23-3n +23×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n (n ∈N *).。
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1.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式为a n =________.
2.(2018·泰州模拟)1+2+22+…+2n 的和为________.
3.设S n 是公差为d (d ≠0)的无穷等差数列{a n }的前n 项和,给出下列结论: ①若d <0,则数列{S n }有最大项;
②若数列{S n }有最大项,则d <0;
③若数列{S n }是递增数列,则对任意n ∈N *,均有S n >0;
④若对任意n ∈N *,均有S n >0,则数列{S n }是递增数列.
其中错误的是________.(填序号)
4.已知数列-1,a 1,a 2,-4成等差数列,-1,b 1,b 2,b 3,-4成等比数列,则a 2-a 1b 2
的值为________.
5.已知函数y =f (x ),x ∈R ,数列{a n }的通项公式是a n =f (n ),n ∈N *,那么“函数y =f (x )在
[1,+∞)上递增”是“数列
{a n }是递增数列”的____________条件.
6.数列{a n }满足a 1=1,a n +1=r ·a n +r (n ∈N *,r ∈R 且r ≠0),则“r =1”是“数列{a n }为等差数列”的__________条件.
7.已知数列{a n }的通项公式为a n =log 3n n +1
(n ∈N *),则使S n <-4成立的最小自然数n 为________.
8.已知数列{a n }满足:a n =⎩⎪⎨⎪⎧
(3-a )n -3,n ≤7,a n -6,n >7(n ∈N *),且{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是________________.
9.等差数列{a n }的前m 项的和为30,前2m 项的和为100,则它的前3m 项的和为________.
10.(2018·南通模拟)等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n .若S n T n =7n +14n +27
(n ∈N *),则a 7b 7
=________.
11.已知数列{a n }是单调递增数列,且对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是________.
12.已知{a n }是各项均为正数的等比数列,其前n 项积为T n .若a m +1·a m -1=2a m (m ≥2),T 2m -1=512,则m 的值为________.
13.已知数列{a n }满足a n =1+2+3+…+n n ,则数列⎩⎨⎧⎭
⎬⎫1a n a n +1的前n 项和为________.
14.在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,数列{a n a n +1}是公比为q (q >0)的等比数列,则数列{a n }的前2n 项和S 2n =____________.
答案精析
1.⎩⎪⎨⎪⎧
-1,n =1,2n -1,n ≥2 2.2n +1-1 3.③ 4.12 5.充分不必要 6.充分不必要 7.81 8.(2,3)
9.210
解析 因为{a n }是等差数列,所以S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列,即2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m ),
所以S 3m =3(S 2m -S m )=3×(100-30)=210.
10.9279
解析 a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=S 13T 13=7×13+14×13+27=9279
. 11.(-3,+∞)
解析 因为数列{a n }是单调递增数列,
所以a n +1-a n >0 (n ∈N *)恒成立.
又a n =n 2+λn (n ∈N *),所以(n +1)2+λ(n +1)-(n 2+λn )>0恒成立,即2n +1+λ>0. 所以λ>-(2n +1)(n ∈N *)恒成立.
而当n ∈N *时,-(2n +1)的最大值为-3(n =1时),
所以λ的取值范围为(-3,+∞).
12.5
解析 因为a m +1·a m -1=2a m =a 2m (m ≥2),
所以a m =2(m ≥2),所以T 2m -1=a 1·a 2·…·a m ·…·a 2m -1=(a 2m )m -1·a m =22m -
1=512,解得m =5. 13.2n n +2
解析 a n =1+2+3+…+n n =n +12
, 则1a n a n +1=4(n +1)(n +2)=4⎝
⎛⎭⎫1n +1-1n +2, 所以所求的前n 项和为
4⎣⎡⎦
⎤⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n +1-1n +2 =4⎝⎛⎭⎫12-1n +2=2n n +2.
14.⎩⎪⎨⎪⎧ 3(1-q n )1-q ,q >0且q ≠1,3n ,q =1
解析 ∵数列{a n a n +1}是公比为q (q >0)的等比数列, ∴a n +1a n +2a n a n +1
=q ,即a n +2a n =q , 这表明数列{a n }的所有奇数项成等比数列, 所有偶数项成等比数列,且公比都是q , 又a 1=1,a 2=2,
∴当q ≠1时,S 2n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 2n -1+a 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2n ) =a 1(1-q n )1-q +a 2(1-q n )1-q =3(1-q n )1-q
; 当q =1时,S 2n =a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 2n -1+a 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2n ) =(1+1+1+…+1n 个
)+(2+2+2+…+2n 个)=3n .
综上所述,S 2n =⎩⎪⎨⎪⎧ 3(1-q n )1-q ,q >0且q ≠1,3n ,q =1.。