【精选】高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.1.2习题精选北师大版必修5
(常考题)北师大版高中数学必修五第一章《数列》测试题(含答案解析)(1)
一、选择题1．设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，且4331S S S =-，若11a >，则（ ） A ．13a a <，24a a < B ．13a a >，24a a < C ．13a a <，24a a >D ．13a a >，24a a >2．已知数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，若1234480k k k k a a a a +++++++=，则k =（ ）A ．3B ．4C ．5D ．63．已知等差数列{}n a 满足3434a a =，则该数列中一定为零的项为（ ）A ．6aB ．7aC ．8aD ．9a4．记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若2342S S S =+，12a =，则2a =（ ） A ．2B ．-4C ．2或-4D ．45．在等差数列{}n a 中，0n a ≠，()21102n n n a a a n -+-+=≥，若2138n S -=，则n =( )．A ．38B ．20C ．10D ．96．数列{}n a 的前n 项和为()21n S n n =-（*n ∈N ），若173a a ka +=，则实数k 等于（ ） A ．2B ．3C ．269D ．2597．我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题：“远望巍巍塔七层，红光点点倍加增，共灯三百八十一，请问尖头几盏灯？”意思是：一座7层塔共挂了381盏灯，且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍，则塔的底层共有灯（ ） A ．64盏B ．128盏C ．192盏D ．256盏8．若{}n a 是等比数列，其公比是q ，且546,,a a a -成等差数列，则q 等于( ) A ．－1或2B ．1或－2C ．1或2D ．－1或－29．已知函数()()31f x x x =-+，数列{}n a 中各项互不相等，记()()()12n n S f a f a f a =+++，给出两个命题：①若等差数列{}n a 满足55S =，则33a =；②若正项等比数列{}n a 满足33S =，则21a <；其中（ ）A ．①是假命题，②是真命题B ．①是真命题，②是假命题C ．①②都是假命题D ．①②都是真命题10．设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，523S =，360n S =，5183n S -=，则n =（ ） A ．18B ．19C ．20D ．2111．等差数列{}n a 中，10a >,310S S =，则当n S 取最大值时，n 的值为 （ ） A ．6B ．7C ．6或7D ．不存在12．已知数列{}n a 为等差数列，10a <且1231990a a a a +++⋅⋅⋅+=，设()*12n n n n b a a a n N ++=∈，当{}n b 的前n 项和n S 最小时，n 的值有（ ）A ．5个B ．4个C ．3个D ．2个二、填空题13．数列{}n a 中，16a =，29a =，且{}1n n a a +-是以2为公差的等差数列，则n a =______.14．数列{}n a 中，11a =，212a =，11211(2)n n n n a a a +-=+≥，则{}1n n a a +⋅的前n 项和n S =__________．15．已知公差不为0的等差数列的首项12a =，前n 项和为n S ，且________（①1a ，2a ，4a 成等比数列；②(3)2n n n S +=；③926a =任选一个条件填入上空）.设3n n a b =，n n n a c b =，数列{}n c 的前n 项和为n T ，试判断n T 与13的大小. 16．已知数列{}n a 与{}n b 满足11222n n a a a ++++=-，1(1)(1)nn n n a b a a +=--，数列{}n b 的前n 项的和为n S ，若n S M ≤恒成立，则M 的最小值为_________.17．数列{}n a 满足：112a =，212n n a a a n a ++⋯+=⋅，则数列{}n a 的通项公式n a =___________.18．设无穷数列{a n }的前n 项和为S n ，下列有三个条件： ①m n m n a a a +⋅＝； ②S n ＝a n +1+1，a 1≠0；③S n ＝2a n +1p（p 是与n 无关的参数）．从中选出两个条件，能使数列{a n }为唯一确定的等比数列的条件是______．19．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且11a =，()112n n a S n -=+≥，则4a =______. 20．我们知道，斐波那契数列是数学史上一个著名数列，在斐波那契数列{}n a 中，()*12211,1,n n n a a a a a n ++===+∈N ．用n S 表示它的前n 项和，若已知2020S m =，那么2022a =_______．三、解答题21．已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和满足1n S >，且()()*612,n n n S a a n =++∈N .（1）求{}n a 的通项公式： （2）设数列{}n b 满足,2n n na nb n ⎧=⎨⎩是奇数，是偶数，并记n T 为{}n b 的前n 项和，求2n T . 22．从①()*123(1)2n n n b b b b n +++++=∈N ，②{}n b 为等差数列且215227b b b =+=，，这两个条件中选择一个条件补充到问题中，并完成解答.问题：已知数列{}{},n n a b 满足2n bn a =，且___________. （1）证明：数列{}n a 为等比数列；（2）若m c 表示数列{}n b 在区间()0,m a 内的项数，求数列{}m c 前m 项的和m T . 23．已知数列{}n a 的首项为4． （1）若数列{}2nn a -是等差数列，且公差为2，求{}na 的通项公式．（2）在①3248a a -=且20a >，②364a =且40a >，③20212201716a a a =这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中并解答． 问题，若{}n a 是等比数列，__________，求数列(){}31nn a -的前n 项和nS．24．已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足()*224n n S a a n N =-∈，且1a ，2a ，31a-成等差数列.（1）求数列{}n a 的通项公式； （2）设()()222221log log +=n n n b a a ，{}n b 的前项和为n T ，对任意*n N ∈，23n m T >恒成立，求m 的取值范围.25．在①222n n S n a =+，②3516a a +=且3542S S +=，③2142n n S n S n +=+且756S =这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中，并加以解答．问题：设数列{}n a 为等差数列，其前n 项和为n S ，_________．数列{}n b 为等比数列，11b a =，23b a =．求数列1n n b S ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ． 26．若数列{}n a 对任意连续三项12,,i i i a a a ++，均有()()2210()i i i i a a a a i N *+++-->∈，则称该数列为“跳跃数列”.（1）判断下列两个数列是否是跳跃数列： ① 等差数列：1,2,3,4,5,；② 等比数列：11111,,,,24816--；（2）跳跃数列{}n a 满足对任意正整数n 均有21195nn a a +-=，求首项1a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．B 解析：B 【分析】首先根据题中所给的条件4331S S S =-，11a >利用等比数列求和公式求出0q <，分情况讨论求得10q -<<，从而可以得到项之间的大小关系. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ， 由4331S S S =-可得431a S =-， 若1q =，则1113a a =-显然不成立，所以1q ≠， 所以()312111q a a q q -++=，即()232111q q a q +=-+， 因为22131024q q q ⎛⎫++=++> ⎪⎝⎭，210a >，所以30q <，所以0q <，当1q ≤-时，31q ≤-，211q q ++≥，因为11a >，则()232111q q a q +=-+不可能成立，所以10q -<<，()213110a a a q -=->，()224110a a a q q -=-<，所以13a a >，24a a <， 故选：B. 【点睛】关键点点睛：本题解题的关键是利用等比数列求和公式将已知条件化简得到()232111q q a q +=-+，结合11a >求出q 的范围.2．B解析：B 【分析】由已知，取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，根据等比数列的通项公式建立方程得可求得解． 【详解】因为数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，所以取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，所以数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，所以2nn a =，又1234480k k k k a a a a +++++++=，即12344220282k k k k +++++++=，即040238k ⨯=，解得4k =， 故选：B ． 【点睛】关键点点睛：解决本题的问题的关键在于令1m =，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，利用等比数列的通项公式建立方程得解．3．B解析：B 【分析】由条件可得34a d =-,进而得n a (7)n d =-,从而得解. 【详解】33a 44a =,33a ∴()33444a d a d =+=+, 34d a ∴=-n a ∴3(3)a n d =+-⋅4(3)d n d =-+- (7)n d =- 70a ∴=,故选：B 【点睛】本题主要考查了等差数列的通项公式，等差数列的性质，属于基础题.4．B解析：B 【分析】利用等比数列的前n 项和公式求出公比，由此能求出结果． 【详解】∵n S 为等比数列{}n a 的前n 项和，2342S S S =+，12a =，∴()()()34212122211q q q qq--+=+--，解得2q =-，∴214a a q ==-，故选B ． 【点睛】本题主要考查等比数列的性质以及其的前n 项和等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．5．C解析：C 【分析】由2110n n n a a a -+-+=，可得2112n n n n a a a a -++==，得到2n a =，再根据等差数列的求和公式，得到2138(21)n n n S a --==，代入即可求解，得到答案． 【详解】由题意，等差数列{}n a 中，()21102n n n a a a n -+-+=≥，可得2112n n n n a a a a -++==，又0,n a ≠解得2n a =， 又由12121(21)()(2)3812n n n n a a n a S ---+==-=，即(21)823n -⨯=，解得10n =，故选C ． 【点睛】本题主要考查了等差数列的性质，以及等差数列的求和公式的应用，其中解答中熟记等差数列的性质，求得2n a =和2138(21)n n n S a --==是解答本题的关键，着重考查了推理与运算能力，属于基础题．6．C解析：C 【分析】由已知结合递推公式可求n a ，然后结合等差数列的通项公式即可求解. 【详解】因为()21n S n n =-， 所以111a S ==，当2n ≥时，()()()12112343n n n a S S n n n n n -=-=----=-，111a S ==适合上式，故43n a n =-，因为173a a ka +=， ∴1259k +=， 解可得269k = 故选：C.本题主要考查了由数列前n 项和求数列的通项公式，考查来了运算能力，属于中档题.7．C解析：C 【分析】设塔的顶层共有1a 盏灯，第n 层的灯有n a 盏，则数列{}n a 是公比为2的等比数列，利用等比数列的前n 项和公式可求得1a 的值，进而可求得塔的底层的灯的盏数7a . 【详解】设塔的顶层共有1a 盏灯，第n 层的灯有n a 盏，则数列{}n a 是公比为2的等比数列， 由题意可知，一座7层塔所挂的灯的盏数为()71711212738112a S a -===-，解得13a =.因此，塔的底层的灯的盏数为6732192a =⨯=. 故选：C. 【点睛】本题考查等比数列及其前n 项和基本量的计算，考查推理能力与计算能力，属于中等题.8．A解析：A 【解析】分析：由546,,a a a -成等差数列可得5642a a a -+=，化简可得()()120q q +-=，解方程求得q 的值. 详解：546,,a a a -成等差数列，所以5642a a a -+=，24442a q a q a ∴-+=，220q q ∴--=，()()120q q ∴+-=，1q ∴=-或2，故选A.点睛：本题考查等差数列的性质，等比数列的通项公式基本量运算，属于简单题. 等比数列基本量的运算是等比数列的一类基本题型，数列中的五个基本量1,,,,,n n a q n a S ，一般可以“知二求三”，通过列方程组所求问题可以迎刃而解，解决此类问题的关键是熟练掌握等比数列的有关性质和公式，并灵活应用.9．A解析：A 【分析】先确定函数()f x 对称性与单调性，再结合等差数列的等距性确定3a ；结合基本不等式将等比数列性质转化到等差数列性质上，解不等式即得结果.因为()()()3311(1)1f x x x x x =-+=-+-+，而3y x x =+关于原点对称且在R 上单调递增，所以()f x 关于(1,1)对称且在R 上单调递增， 先证明下面结论：若()g x 为奇函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123g()()()()0n a g a g a g a ++++=，则1230n a a a a ++++=.证明：若1230n a a a a ++++>，则当n 为偶数时，1211220n n n n a a a a a a -++=+==+>111()()()()+()0n n n n a a g a g a g a g a g a >-∴>-=-∴>同理21+122()()0,,()+()0n n n g a g a g a g a -+>>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>与题意矛盾，当n 为奇数时，1211220n n n a a a a a -++=+==>类似可得12112()()0,()(),,()0n n n g a g a g a g a g a -++>+>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>，与题意矛盾同理可证1230n a a a a ++++<也不成立，因此1230n a a a a ++++=再引申结论：若()f x 为关于(,)a b 函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123()()()()n f a f a f a f a nb ++++=，则123n a a a a na ++++=证明过程只需令()()g x f x a b =+-，再利用上面结论即得.①若等差数列{}n a 满足55S =，即 12345()()()()()5f a f a f a f a f a ++++=，则123453555a a a a a a ++++=∴=， 31a ∴=，故①是假命题，②若正项等比数列{}n a 满足33S =， 即123()()()3f a f a f a ++= 因为数列{}n a 中各项互不相等，所以公比不为1，不妨设公比大于1，即123123()()()a a a f a f a f a <<∴<<，因为1322a a a +>=∴2()1f a <，()3222111a a a -+<∴<故②是真命题 故选：A 【点睛】本题考查函数()f x 对称性与单调性、等差数列性质、基本不等式应用，考查综合分析判断能力，属中档题.10．A解析：A 【分析】根据题意，由等差数列的前n 项和公式可得()155355232a a S a+⨯===，变形可得3235a =，又由5432125360183177n n n n n n n n S S a a a a a a ------++-=+===+-，变形可得21775n a -=，结合等差数列的性质分析可得答案. 【详解】根据题意，等差数列{}n a 中，523S =，则()155355232a a S a+⨯===，变形可得3235a =， 又由360n S =，5183n S -=，则5432125360183177n n n n n n n n S S a a a a a a ------++-=+===+-，则21775n a -=， 又由360n S =，则()()()13223177203602210n n n a a n a a n n S n -+⨯+⨯+⨯=====，解可得18n =. 故选：A. 【点睛】本题考查利用等差数列求和公式求参数，同时也考查了等差数列基本性质的应用，考查计算能力，属于中等题.11．C解析：C 【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ∵310S S = ∴()()113319913922a d a d ⨯-⨯-+=+∴160a d += ∴70a = ∵10a >∴当n S 取最大值时，n 的值为6或7 故选C12．B解析：B 【分析】根据等差数列的性质可知1000a ，从而判断数列{}n a 是单调递增数列，即可判断当{}n b 的前n 项和n S 最小时，n 可取的值. 【详解】数列{}n a 为等差数列，119921981002a a a a a ，1231990a a a a +++⋅⋅⋅+=，则1001990a ，即1000a ，10a <，可以判断数列{}n a 是单调递增数列，991010,0a a ， 12n n n n b a a a ++=，12323412nn n n S a a a a a a a a a ，当{}n b 的前n 项和n S 最小时，n 可取的值为97，98，99，100共4个. 故选：B. 【点睛】本题主要考查等差数列的性质，属于中档题.二、填空题13．【分析】由是以2为公差的等差数列可得：再利用累加求和方法等差数列的求和公式即可得出【详解】∵是以2为公差的等差数列∴∴故答案为：【点睛】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式累加求和方法考查了推理能 解析：25n +【分析】由{}1n n a a +-是以2为公差的等差数列，可得：121n n a a n --=-，再利用累加求和方法、等差数列的求和公式即可得出. 【详解】∵{}1n n a a +-是以2为公差的等差数列， ∴()()1212221n n a a a a n n --=-+-=-，∴()()()12116321n n n a a a a a a n -=+-+⋯⋯+-=++⋯⋯+-()2121552n n n +-=+=+， 故答案为：25n +. 【点睛】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式、累加求和方法，考查了推理能力与计算能力，属于中档题.14．【分析】根据利用等差中项得到是等差数列然后由利用裂项相消法求和【详解】∵∴是等差数列又∴∴∴∴故答案为：【点睛】本题主要等差中项以及裂项相消法求和还考查了运算求解的能力属于中档题 解析：1n n + 【分析】 根据11211(2)n n n n a a a +-=+≥，利用等差中项得到1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列，然后由 1111(1)1n n a n n a n n +==-++⋅，利用裂项相消法求和.【详解】 ∵11211(2)n n n n a a a +-=+≥， ∴1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列， 又11a =，212a =， ∴21111d a a =-=， ∴1nn a ，1n a n=，∴1111(1)1n n a n n a n n +==-++⋅∴11111111 (1111)1223341n nS n n n n -+-+-++--=+=+=+． 故答案为：1nn + 【点睛】本题主要等差中项以及裂项相消法求和，还考查了运算求解的能力，属于中档题.15．选①：；选②：当时；当时；当时；选③：【分析】任选一个条件求出数列公差及通项利用错位相减法求和再比较大小可得解【详解】若选①设公差为因为成等比数列所以解得或0（不合舍去）所以所以利用错位相减可得；若解析：选①：13n T <；选②：当1n =时，12193T =<；当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>；选③：13n T <.【分析】任选一个条件，求出数列{}n a 公差及n b ，n c 通项，利用错位相减法求和，再比较大小可得解. 【详解】若选①，设公差为d ，因为1a ，2a ，4a 成等比数列，所以2(2)2(23)d d +=+，解得2d =或0（不合，舍去），所以2n a n =，9n n b =所以29n n nc =，利用错位相减可得1991213232993n n n n T +=-⨯-<； 若选②，因为(3)2n n n S +=，所以公差1d =，所以1n a n =+，13n n b +=所以113n n n c ++=，利用错位相减可得11515()()24312n n T n +=--⨯+当1n =时，12193T =<； 当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>； 若选③，因为926a =，所以公差3d =，所以31n a n =-，所以31313n n n c --=， 利用错位相减可得1652346911676676273n n n T -=-⨯<. 【定睛】本题考查等差数列通项及错位相减法求和，属于基础题.16．【分析】由已知式写出为的式子相减求得检验是否相符求得用裂项相消法求得和由表达式得的范围从而得最小值【详解】∵所以时两式相减得又所以有从而显然所以的最小值为1故答案为：1【点睛】方法点睛：本题主要考查 解析：1【分析】由已知式写出n 为1n -的式子，相减求得n a ，检验1a 是否相符，求得n b ，用裂项相消法求得和n S ，由n S 表达式得M 的范围，从而得最小值． 【详解】 ∵11222n n a a a ++++=-，所以2n ≥时，12122n n a a a -+++=-，两式相减得1222n n nn a +=-=，又21222a =-=，所以*n N ∈，有2nn a =，从而11211(21)(21)2121n n n n n n b ++==-----，122231111111212121212121n n n n S b b b +⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭⎝⎭11121n +=--，显然1n S <，所以1M ≥，M 的最小值为1．故答案为：1． 【点睛】方法点睛：本题主要考查求数列的通项公式，考查裂项相消法求和，数列求和的常用方法有：（1）公式法，（2）错位相减法，（3）裂项相消法，（4）分组（并项）求和法，（5）倒序相加法．17．【分析】当时作差即可得到再利用累乘法求出数列的通项公式即可；【详解】解：因为①；当时②；①减②得即所以所以所以所以……所以所以又所以当时也成立所以故答案为：【点睛】对于递推公式为一般利用累乘法求出数 解析：21n n+ 【分析】当2n ≥时，()212111n n a a a n a --++⋯+=-⋅，作差即可得到111n n a n a n --=+，再利用累乘法求出数列的通项公式即可； 【详解】解：因为212n n a a a n a ++⋯+=⋅①；当2n ≥时，()212111n n a a a n a --++⋯+=-⋅②；①减②得()2211n n n a n a n a -=⋅-⋅-，即()()22111n n n a n a -⋅-⋅-=，所以()()()21111n n n n a n a --+=⋅-⋅，所以()()111n n n a n a -⋅-⋅+=，所以111n n a n a n --=+ 所以2113a a =，3224a a =，4335a a =，……，111n n a n a n --=+，所以324211312313451n n a a a a n a a a a n --⋅⋅⋅⨯⨯⨯=⨯+，所以()121n a a n n =+，又112a =，所以()11n a n n =+，当1n =时()11n a n n =+也成立，所以()11n a n n =+故答案为：()11n n +【点睛】对于递推公式为()1nn a f n a -=，一般利用累乘法求出数列的通项公式，对于递推公式为()1n n a a f n --=，一般利用累加法求出数列的通项公式；18．①③【分析】选①②在①中令在②中令联立方程由方程无解推出矛盾；选①③在③中由通项与前项和之间的关系求出公比在①中令在③中用表示出联立方程求出确定数列；选②③由通项与前项和之间的关系即可作出判断【详解解析：①③ 【分析】选①②，在①中令1m n ==，在②中令1n =联立方程，由方程无解推出矛盾；选①③，在③中由通项与前n 项和之间的关系求出公比，在①中令1m n ==，在③中用12,a a 表示出12,S S 联立方程，求出1,a p 确定数列{}n a ；选②③，由通项与前n 项和之间的关系即可作出判断. 【详解】在①中，令1m n ==，得221a a =；在②中，11n n S a +=+，当2n ≥时， 11n n S a -=+，两式相减，得1n n n a a a +=-，即12n n a a +=；在③中，11112,2n n n n S a S a p p++=+=+，两式相减，得 1122n n n a a a ++=-，即 12n n a a +=，若选①②，则22112,1a a a a ⎧=⎨=+⎩即 2211111,10a a a a =--+=， 2(1)41130∆=--⨯⨯=-<，方程无解，故不能选①②作为条件；若选①③，则由12n n a a +=知，数列{}n a 的公比为2，由 221111221212a a a a p a a a p ⎧⎪=⎪⎪=+⎨⎪⎪+=+⎪⎩得1212a p =⎧⎪⎨=-⎪⎩，所以数列 {}n a 是首项为2，公比为2的等比数列； 若选②③作为条件，则无法确定首项，数列{}n a 不唯一，故不能选②③作为条件. 综上所述，能使数列{}n a 为唯一确定的等比数列的条件是①③. 故答案为：①③ 【点睛】思路点睛：本题考查利用递推关系求数列中的项，涉及等比数列的判定和通项公式，遇到和与项的递推关系时，一般有两种方法：（1）消去和，得到项的递推关系；（2）消去项，得到和的递推关系.19．8【分析】根据可得两式相减可得利用递推关系即可求解【详解】①②②①得当时故答案为：8【点睛】本题主要考查了数列的项与前n 项和的关系考查了利用递推关系求数列的项属于中档题解析：8 【分析】根据()112n n a S n -=+≥可得11n n a S +=+，两式相减可得12n n a a +=(2)n ≥，利用递推关系即可求解. 【详解】()112n n a S n -=+≥①，11n n a S +∴=+②，②-①得，12n n a a +=(2)n ≥， 当2n =时，211112a S a =+=+=，3224a a ∴==， 4328a a ∴==，故答案为：8 【点睛】本题主要考查了数列的项n a 与前n 项和n S 的关系，考查了利用递推关系求数列的项，属于中档题.20．【分析】由已知利用累加法即可得到答案【详解】由已知各式相加得即又所以故答案为：【点睛】本题考查了累加求和方法斐波那契数列的性质考查了推理能力与计算能力属于中档题 解析：1m +【分析】由已知，123a a a +=，234,a a a +=202020212022a a a +=，利用累加法即可得到答案. 【详解】由已知，123a a a +=，234,a a a +=202020212022a a a +=，各式相加得1234202020222a a a a a a +++++=，即220202022a S a +=，又21a =，2020S m =，所以20221a m =+. 故答案为：1m + 【点睛】本题考查了“累加求和”方法、“斐波那契数列”的性质，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．三、解答题21．（1）31n a n =-；（2）1224433n n T n n +-=+-.【分析】（1）令1n =，结合111a S =>可得12a =，由()()612n n n S a a =++，*n ∈N 可得()()111612n n n S a a +++=++，两式相减可得13n n a a +-=即可求{}n a 的通项公式；（2）24221321()(222)nn n T a a a -=++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+，利用分组并项求和，以及等差和等比数列求和公式即可求解. 【详解】 （1）由()()11111126a S a a ==++，即()()11210a a --=， 因为111a S =>，所以12a =， 由()()612n n n S a a =++，*n ∈N 可得()()111612n n n S a a +++=++，两式相减可得()()()()11161212n n n n n a a a a a +++=++-++， 得()()1130n n n n a a a a +++--=， 又0n a >，得13n n a a +-=，所以{}n a 是首项为2公差为3的等差数列， 故{}n a 的通项公式为31n a n =-.（2）24221321()(222)nn n T a a a -=++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+()242(28146222)4n n ++⋅⋅⋅+=++++-+12(264)4(14)4432143n n n n n n ++---=+=+--.【点睛】方法点睛：数列求和的方法（1）倒序相加法：如果一个数列{}n a 的前n 项中首末两端等距离的两项的和相等或等于同一个常数，那么求这个数列的前n 项和即可以用倒序相加法（2）错位相减法：如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的，那么这个数列的前n 项和即可以用错位相减法来求；（3）裂项相消法：把数列的通项拆成两项之差，在求和时，中间的一些项可相互抵消，从而求得其和；（4）分组转化法：一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成，则求和时可用分组转换法分别求和再相加减；（5）并项求和法：一个数列的前n 项和可以两两结合求解，则称之为并项求和，形如()()1nn a f n =-类型，可采用两项合并求解.22．条件选择见解析；（1）证明见解析；（2）122m m T m +=--.【分析】（1）选择①，可得(1)(1),22n n n n n b n +-=-=从而可得2,nn a =进而利用等比数列的定义可得结论；选择②，列出首项与公差的方程可得n b n =，从而可得2nn a =，进而利用等比数列的定义可得结论；（2）若选择①，则2nn a =，可得21m m c =-，利用分组求和法，结合等比数列的求和公式可得答案；选择②，则2nn a =，利用分组求和法，结合等比数列的求和公式可得答案； 【详解】（1）选择①，因为()*123(1)2n n n b b b b n N +++++=∈， 当1n =时，11b =， 当2n ≥时，(1)(1),122n n n n n b n n +-=-==时也成立，故n b n =. 所以1122,22n nn n n n a a a ++===， 所以数列{}n a 是以2为首项，2为公比的等比数列. 若选择②，设数列{}n b 公差为d ， 由题意1112247b d b b d +=⎧⎨++=⎩，，得111b d =⎧⎨=⎩，，得n b n =，即2log n a n =，得2nn a =，所以11222n n n n a a ++==. 所以数列{}n a 是以2为首项，2为公比的等比数列.（2）若选择条件①，则2nn a =，所以1c 对应的区间为(0,2)，则121c c =；对应的区间为(0,4)，则23c =；3c 对应的区间为(0,8)，则37c =；m c 对应的区间为()0,2m ，则21m m c =-；所以()1212122121212212m mm mT m m +-=-+-+-=-=---.若选择条件②，则2nn a =，所以1c 对应的区间为(0,2)，则121c c =；对应的区间为(0,4)，则23c =；3c 对应的区间为(0,8)，则37c =；m c 对应的区间为()0,2m ，则21m m c =-；所以()1212122121212212m m m m T m m +-=-+-+-=-=---.【点睛】方法点睛：数列求和的常见方法：1、公式法；2、错位相减法；3、裂项相消法；4、分组求和法；5、倒序相加法. 23．（1）22nn a n =+；（2）()132483n n n S +-+=【分析】 （1）求出{}2nn a -首项，即可求出{}2n na-通项公式，得出{}n a 的通项公式；（2）设出公比，建立关系求出公比，再利用错位相减法即可求出n S . 【详解】解：（1）因为14a =，所以122a -=， 因为数列{}2nn a -是等差数列，且公差为2，所以()22212nn a n n -=+-=，则22n n a n =+.（2）选①：设公比为q ，由3248a a -=，得24448qq -=，解得4q =或3-，因为20a >，所以4q =. 故4nn a =.()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯，两式相减得()()231383444314n n nS n +-=++++--，即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--，故()132483n nn S +-+=. 选②：设公比为q ，由364a =，得2464q=，解得4q =±，因为20a >，所以4q =. 故4nn a =.()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯，两式相减得()()231383444314n n nS n +-=++++--，即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--，故()132483n nn S +-+=. 选③：设公比为q ，由20212201716a a a =，得20211201820181664a a a a ==，则364q =，所以4q =.故4nn a =.()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯，两式相减得()()231383444314n n nS n +-=++++--，即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--，故()132483n nn S +-+=. 【点睛】方法点睛：数列求和的常用方法：（1）对于等差等比数列，利用公式法可直接求解；（2）对于{}n n a b 结构，其中{}n a 是等差数列，{}n b 是等比数列，用错位相减法求和； （3）对于{}+n n a b 结构，利用分组求和法； （4）对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭结构，其中{}n a 是等差数列，公差为d ，则111111n n n n a a d a a ++⎛⎫=- ⎪⎝⎭，利用裂项相消法求和. 24．（1）12n n a ；（2）233m <. 【分析】（1）根据题设中的递推关系有12n n a a -=，算出1a 后可求{}n a 的通项. （2）利用裂项相消法可求n T ，求出n T 的最小值后可得m 的取值范围. 【详解】（1）因为()*224n n S a a n N=-∈，故11224n n Sa a --=-，所以1244n n n a a a -=-即12n n a a -=，其中2n ≥，所以322a a =且212a a =， 因为1a ，2a ，31a -成等差数列，故21321a a a =+-即111441a a a =+-，故11a =且10a ≠，故0n a ≠，故12nn a a -=即{}n a 为等比数列且公比为2，故12n na .（2）()()()()2222211111log log 212122121n n n b a a n n n n +⎛⎫===- ⎪-+-+⎝⎭,所以1111111111213352121221n T n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦， 因为0n b >，故{}n T 为增数列，故()1min 13n T T ==，故1323m>即233m <. 【点睛】方法点睛：数列求和关键看通项的结构形式，如果通项是等差数列与等比数列的和，则用分组求和法；如果通项是等差数列与等比数列的乘积，则用错位相减法；如果通项可以拆成一个数列连续两项的差，那么用裂项相消法；如果通项的符号有规律的出现，则用并项求和法. 25．见解析 【分析】根据选择的条件求出{}n a 的通项，再利用分组求和可得n T . 【详解】若选①，由222n n S n a =+可得1122a a =+，故12a =，又22422S a ⨯=+，故()222224a a =+⨯+，故24a =， 故等差数列的公差422d =-=，故()2212n a n n =+-=， 所以()()2212n n n S n n +==+， 所以12b =，26b =，所以等比数列{}n b 的公比为3q =，故123n n b -=⨯故()111111=232311n n n n b S n n n n --++⨯=-+⨯++， 故11111111131=231223341131n n n T n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-+⨯=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 若选②，由题设可得11126163351042a d a d a d +=⎧⎨+++=⎩，解得122a d =⎧⎨=⎩，同①可得131nn T n =-+. 若选③，由题设可得1213S S =即212a a =，故1d a =，故1n a na =， 而74567S a ==，故48a =，故12a =，故2n a n =，同①可得131n n T n =-+. 【点睛】 方法点睛：等差数列或等比数列的处理有两类基本方法：（1）利用基本量即把数学问题转化为关于基本量的方程或方程组，再运用基本量解决与数列相关的问题；（2）利用数列的性质求解即通过观察下标的特征和数列和式的特征选择合适的数列性质处理数学问题．另外求和注意根据通项的特征选择合适的求和方法.26．（1）①不是跳跃数列；②是跳跃数列；（2）()()2,23,21-. 【分析】（1）①根据定义可直接判断其不是跳跃数列；②根据定义可直接判断其是跳跃数列； （2）根据条件分1n n a a +>和1n n a a +<两种情况求出n a 的取值范围，再求出首项1a 的取值范围.【详解】（1）①等差数列：1,2,3,4,5,，不满足()()2210()i i i i a a a a i N *+++-->∈，所以不是跳跃数列；②等比数列：11111,,,,24816--，满足()()2210()i i i i a a a a i N *+++-->∈，所以是跳跃数列；（2）由()2111955n n n n a a a a +-=--，得()()22211519195125n n n n n n a a a a a a ++-=----， ()()()22123195125n n n n n n a a a a a a +-=----.若1n n a a +>，则12n n n a a a ++>>，此时2n a ⎫∈⎪⎪⎝⎭；若1n n a a +<，则12n n n a a a ++<<，此时n a ⎛∈ ⎝⎭.若2n a ⎫∈⎪⎪⎝⎭，则21195n n a a +⎛-=∈ ⎝⎭，所以()12,2a ∈-；若53,2n a ⎛+∈ ⎝⎭，则()21192,25n n a a +-=∈-，所以(1a ∈， 所以()()12,23,21a ∈-. 【点睛】 求解等差等比的综合问题，需要分析清楚条件，根据条件描述的等差数列的性质还是等比数列的性质列式，然后再根据数列{}n a 是等差或者等比数列，将式子表示为基本量1,a d 或者1,a q 进行化简计算.。
(常考题)北师大版高中数学必修五第一章《数列》测试(有答案解析)
一、选择题1．记无穷数列{}n a 的前n 项12,,,n a a a …的最大项为n A ，第n 项之后的各项12,n n a a ++，···的最小项为n B ，令n n n b A B =-，若数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，则数列{}n b 的前10项和为（ ）A ．169-B ．134-C ．103-D ．78-2．我国古代数学名著《孙子算经》载有一道数学问题：“今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩二，七七数之剩二，问物几何?”根据这一数学思想，所有被3除余2的整数从小到大组成数列{}n a ，所有被5除余2的正整数从小到大组成数列{}n b ，把数{}n a 与{}n b 的公共项从小到大得到数列{}n c ，则下列说法正确的是（ ） A ．122a b c +=B ．824b a c -=C ．228b c =D ．629a b c =3．已知数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，若1234480k k k k a a a a +++++++=，则k =（ ）A ．3B ．4C ．5D ．64．在正项等比数列{}n a 中，若3788a a a =，2105a a +=，则公比q =（ ） A ．122B ．122或1212⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．142D ．142或1412⎛⎫ ⎪⎝⎭5．在等比数列{n a }中，13a =，424a =，则345a a a ++的值为（ ） A ．33B ．72C ．84D ．1896．记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若2342S S S =+，12a =，则2a =（ ） A ．2B ．-4C ．2或-4D ．47．已知递增的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，175a a ⋅=，266a a +=，对于n *∈N ，不等式1231111+++⋅⋅⋅+<nM S S S S 恒成立，则整数M 的最小值是（ ） A ．1B ．2C ．3D ．48．已知数列{}n a 的前n 项的和为n S ，且()23n n S a n n N *=-∈，则（ ） A ．{}n a 为等比数列 B ．{}n a 为摆动数列 C ．1329n n a +=⨯-D ．6236n n S n =⨯--9．已知{}n a 是公比为整数的等比数列，设212n nn na ab a -+=，n ∈+N ，且113072b =，记数列{}n b 的前n 项和为n S ，若2020n S ≥，则n 的最小值为（ ） A ．11B ．10C ．9D ．810．在等比数列{}n a 中，48,a a 是关于x 的方程21040x x ++=的两个实根，则2610a a a =（ ） A ．8B ．8-C ．4D ．88-或11．若a ，b 是函数()()20,0f x x px q p q =-+>>的两个不同的零点，a ，b ，2-这三个数适当排序后可成等比数列，点(),2a b 在直线2100x y +-=上，则p q +的值等于（ ） A ．6B ．7C ．8D ．912．已知定义域为R 的函数f (x )满足f (x )=3f (x +2)，且1224,[0,1)()3,[1,2]x x f x x x x -⎧⎪∈=⎨⎪-+∈⎩，设f (x )在[2n -2,2n )上的最大值为*()n a n N ∈，且数列{a n }的前n 项和为S n ，若S n <k 对任意的正整数n均成立，则实数k 的取值范围为（ ） A ．27,8⎛⎫+∞⎪⎝⎭B ．27,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C ．27,4⎛⎫+∞⎪⎝⎭D ．27,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭二、填空题13．数列{}n a 中，1111,,21n n n a a a a --==+则n a =_____________.14．设数列{}n a 满足12a =，26a =，且2122n n n a a a ++-+=，则n a =______. 15．在平面直角坐标系xOy 中，直线l 经过坐标原点，()3,1n =是l 的一个法向量.已知数列{}n a 满足：对任意的正整数n ，点()n 1n a ,a +均在l 上，若2a 6=，则3a 的值为______．16．等比数列{a n }的公比为q ，其前n 项的积为T n ，并且满足条件a 1>1，a 49a 50－1>0，(a 49－1)(a 50－1)<0.给出下列结论：①0<q<1；②a 1a 99－1<0；③T 49的值是T n 中最大的；④使T n >1成立的最大自然数n 等于98.其中所有正确结论的序号是____________． 17．等比数列{}n a 的各项均为正数，且2414a a =，则2122232425log log log log log a a a a a ++++=___________.18．已知公差不为0的等差数列的首项12a =，前n 项和为n S ，且________（①1a ，2a ，4a 成等比数列；②(3)2n n n S +=；③926a =任选一个条件填入上空）.设3n n a b =，n n n a c b =，数列{}n c 的前n 项和为n T ，试判断n T 与13的大小. 19．若数列{}n a 满足12a =，141n n a a +=+，则使得22020n a ≥成立的最小正整数n 的值是______.20．若数列}{n a2*3()n n n N =+∈，则n a =_______．三、解答题21．已知数列{}n a 的前n 项和为n S 满足2n S n n =+，数列{}n b 是公比为正数的等比数列，满足14b =，351024b b =. （1）求数列{}n a 、{}n b 的通项公式； （2）若11n n n c a a +=，求数列{}n c 的前n 项和n T . 22．已知公差不为零的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，525S =，1a ，2a ，5a 成等比数列.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若等差数列{}2log n b 的首项为1，公差为1，求数列{}n n a b 的前n 项和n T .23．已知数列{}n a 的前n 项和2n S n =．等比数列{}n b 的前n 项和为n T ，公比1q ≠且653222b b b b -=-，430T =．（1）求数列{}n a ，{}n b 的通项公式；（2）记1122n n n Q a b a b a b =++⋯+，是否存在正整数,(1)m k m k <<，使得m Q 是13Q 与k Q 的等差中项？若存在，求出所有m ，k 的值；若不存在，请说明理由.24．已知数列{}n a 的前n 项和为21n S n n =++．（1）求这个数列的通项公式； （2）设()11n n n b n a a *+=∈N ，证明：对n *∀∈N ，数列{}n b 的前n 项和524n T <． 25．已知数列n A ：1a ，2a ，…，()2n a n ≥满足：①11a =；②()121,2,,1k ka k n a +==-.记()12n n S A a a a =+++.（1）直接写出()3S A 的所有可能值； （2）证明：()0n S A >的充要条件是0n a >； （3）若()0n S A >，求()n S A 的所有可能值的和.26．在①222n n S n a =+，②3516a a +=且3542S S +=，③2142n n S n S n +=+且756S =这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中，并加以解答．问题：设数列{}n a 为等差数列，其前n 项和为n S ，_________．数列{}n b 为等比数列，11b a =，23b a =．求数列1n n b S ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【分析】先利用单调性依次写出前几项，再根据规律求和即可. 【详解】数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，故从2a 起单调递增，且1231,0,3a a a ===， 所以11112101b A B a a =-=-=-=，22213b A B a a =-=-，33334b A B a a =-=-，44445b A B a a =-=-，…，1010101011b A B a a =-=-，又2112117116171a =⨯-⨯+=，所以数列{}n b 的前10项和为()()()()12101334451011...1...b b b a a a a a a a a +++=+-+-+-++-111111171169a a =+-=+-=-.故选：A. 【点睛】 关键点点睛：本题的解题关键在于发现数列从2a 起单调递增，才能依次确定{}n b 的项，找到规律，突破难点.2．C解析：C 【分析】根据题意数列{}n a 、{}n b 都是等差数列，从而得到数列{}n c 是等差数列，依次对选项进行判断可得答案. 【详解】根据题意数列{}n a 是首项为2，公差为3的等差数列， 23(1)31n a n n =+-=-， 数列{}n b 是首项为2，公差为5的等差数列，25(1)53n b n n =+-=-，数列{}n a 与{}n b 的公共项从小到大得到数列{}n c ，故数列{}n c 是首项为2，公差为15的等差数列，215(1)1513n c n n =+-=-，对于A ， 12222539,1521317a b c +=+⨯-==⨯-=， 122a b c +≠，错误；对于B ， 82458332132,1541347b a c -=⨯--⨯+==⨯-=，824b a c -≠，错误； 对于C ， 2285223107,15813107b c =⨯-==⨯-=，228b c =，正确；对于D ， ()()629361523119,15913122a b c =⨯-⨯⨯-==⨯-=，629a b c ≠，错误. 故选：C. 【点睛】本题考查了等差数列的定义、通项公式，解题的关键是利用数列{}n a 、{}n b 都是等差数列得到数列{}n c 的通项公式，考查了理解能力和计算能力.3．B解析：B 【分析】由已知，取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，根据等比数列的通项公式建立方程得可求得解． 【详解】因为数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，所以取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，所以数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，所以2nn a =，又1234480k k k k a a a a +++++++=，即12344220282k k k k +++++++=，即040238k ⨯=，解得4k =， 故选：B ． 【点睛】关键点点睛：解决本题的问题的关键在于令1m =，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，利用等比数列的通项公式建立方程得解．4．D解析：D 【分析】由等比数列的性质可得出关于2a 、10a 的方程组，进而可求得等比数列{}n a 的公比. 【详解】由3788a a a =得()326753111168a q a q a q a q a ⋅⋅===，即62a =．22106()4a a a ∴==，又2105a a +=，解得21014a a =⎧⎨=⎩或21041a a =⎧⎨=⎩，0q >，11181084242a q a ⎛⎫∴=== ⎪⎝⎭或1111884104211242a q a -⎛⎫⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭．故选：D.【点睛】关键点点睛：本题的解题关键就是利用等比数列下标和的性质建立有关2a 、10a 的方程组，通过求出2a 、10a 的值，结合等比数列的基本量来进行求解.5．C解析：C 【分析】根据341a a q =，可求出q ，再根据等比数列通项公式求出35,a a 即可.【详解】因为341a a q =，即3243q =，所以2q，所以22313212a a q ==⨯=，44513248a a q ==⨯=，所以34512244884a a a ++=++=. 故选：C 【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式的应用，属于基础题.6．B解析：B 【分析】利用等比数列的前n 项和公式求出公比，由此能求出结果． 【详解】∵n S 为等比数列{}n a 的前n 项和，2342S S S =+，12a =，∴()()()34212122211q q q qq--+=+--，解得2q =-，∴214a a q ==-，故选B ． 【点睛】本题主要考查等比数列的性质以及其的前n 项和等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．7．C解析：C 【分析】先求出等差数列的1a 和d ，由等差数列前n 项和公式得n S ，把1nS 拆成两项的差，用裂项相消法求得和12111nS S S +++，在n 变化时，求得M 的范围，得出结论． 【详解】∵{}n a 是等差数列，∴17266a a a a +=+=，由171765a a a a +=⎧⎨=⎩解得1715a a =⎧⎨=⎩或1751a a =⎧⎨=⎩，又{}n a 是递增数列，∴1715a a =⎧⎨=⎩，715127163a a d --===-， 1(1)(1)(2)233n n n n n n n S na d n --+=+=+=， 121113331324(2)n S S S n n +++=+++⨯⨯+3111111112324112n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦31119311122124212n n n n ⎛⎫⎛⎫=+--=-+ ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭94<， 由不等式1231111+++⋅⋅⋅+<n M S S S S 恒成立，得94M ≥，∴最小的整数3M =． 故选：C ． 【点睛】本题考查不等式恒成立问题，考查等差数列的性质，等差数列的通项公式和前n 项和公式，裂项相消法求和，本题属于中档题．8．D解析：D 【分析】利用已知条件求出数列{}n a 的通项公式，再求出{}n a 的前n 项的和为n S ，即可判断四个选项的正误. 【详解】因为23n n S a n =-①，当1n =时，1123a a =-，解得：13a =， 当2n ≥时，()11231n n S a n --=--②，①-②得：1223n n n a a a -=--，即123n n a a -=+，所以()1323n n a a -+=+，所以{}3n a +是以6为首项，2为首项的等比数列，所以1362n n a -+=⨯，所以1623n n a -=⨯-，所以{}n a 不是等比数列，{}n a 为递增数列，故A B 、不正确，()11263623612n n n S n n ⨯-=⨯-=⨯---，故选项C 不正确，选项D 正确.故选：D 【点睛】本题主要考查了利用数列的递推公式求通项公式，考查了构造法，考查了分组求和，属于中档题.9．B解析：B 【分析】设{}n a 是公比为q ，根据已知条件有1n n n b qq -=+求得2q，数列{}n b 的前n 项和为3(21)n n S =-即2020n S ≥可求n 的最小值【详解】令{}n a 是公比为q ，由212n nn na ab a -+=，n ∈+N ∴1n n n b qq -=+，又113072b =即10113072q q +=，又q Z ∈，知：2q∵{}n b 的前n 项和为n S ，则3(21)nn S =-∴2020n S ≥时，3(21)2020n -≥，n ∈+N 解得10n ≥ 故选：B 【点睛】本题考查了数列，由数列的递推关系及已知条件求公比，进而根据新数列的前n 项和及不等式条件求n 的最小值10．B解析：B 【分析】结合根与系数关系，根据等比中项满足的性质，计算6a ，代入，计算式子，即可． 【详解】48,a a 是关于x 的方程21040x x ++=的两实根，所以24821064a a a a a ===，由48480,100a a a a >+=-<得480,0a a <<，所以2640a a q =<，即62a =-，所以26108a a a =-.故选B【点睛】本道题考查了等比中项的性质，关键利用好该性质，计算结果，即可，难度中等．11．D解析：D 【分析】由零点定义得,a b p ab q +==得0,0a b >>，因此2-只能是等比数列的中间项，从而得4ab =，由点(),2a b 在直线2100x y +-=上，得5a b +=，这样可得,p q 值．从而得出结论．【详解】∵a ，b 是函数()()20,0f x x px q p q =-+>>的两个不同的零点，∴,a b p ab q +==，∴0,0a b >>，而a ，b ，2-这三个数适当排序后可成等比数列，只能是2-是,a b 的等比中项，即4ab =，点(),2a b 在直线2100x y +-=上，则22100a b +-=，得5a b +=， 由45ab a b =⎧⎨+=⎩，∴5,4p q ==，9p q +=．故选：D ． 【点睛】本题考查函数零点的概念，考查等比数列的定义，考查韦达定理，关键是由题意分析出0,0a b >>．12．B解析：B 【分析】运用二次函数的最值和指数函数的单调性求得[0,2]x ∈的()f x 的最大值，由递推式可得数列{}n a 为首项为94，公比为13的等比数列，由等比数列的求和公式和不等式恒成立思想可得k 的最小值 【详解】解：当[0,2]x ∈时，且1224,[0,1)()3,[1,2]x x f x x x x -⎧⎪∈=⎨⎪-+∈⎩，可得01x ≤<时，()f x 的最大值为(0)2f =，12x <≤时，()f x 的最大值为39()24f =，即当[0,2]x ∈时，()f x 的最大值为94， 当24x ≤<时，1()(2)3f x f x =-的最大值为912，当46x ≤<时，1()(2)3f x f x =-的最大值为936，……可得数列{}n a 为首项为94，公比为13的等比数列，所以91(1)2712743(1)183813n n nS -==-<-， 由S n <k 对任意的正整数n 均成立，可得278k ≥， 所以实数k 的取值范围为27,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭，故选：B 【点睛】此题考查分段函数的最值求法和等比数列的求和公式，以及不等式恒成立问题的解法，考查转化思想和运算能力，属于中档题二、填空题13．【分析】对两边取到数可得从而可得数列是等差数列求出数列的通项公式即可求出【详解】因为所以即又所以数列是以为首项2为公差的等差数列所以所以故答案为：【点睛】本题主要考查取到数构造新数列同时考查等差数列解析：121n - 【分析】 对1121n n n a a a --=+两边取到数可得1112n n a a --=，从而可得数列1{}n a 是等差数列，求出数列1{}na 的通项公式，即可求出n a . 【详解】 因为1121n n n a a a --=+，所以11121112n n n n a a a a ---+==+，即1112n n a a --=，又111a ，所以数列1{}na 是以1为首项，2为公差的等差数列， 所以11(1)221n n n a =+-⨯=-，所以121n a n =-. 故答案为：121n - 【点睛】本题主要考查取到数构造新数列，同时考查等差数列的概念及通项公式，属于中档题.14．【分析】构造求出由题意可得利用等差数列的通项公式可得利用累加法即可求得【详解】构造则由题意可得故数列是以4为首项2为公差的等差数列故所以以上n-1个式子相加可得解得故答案为：【点睛】本题考查等差数列解析：()()*1n n n N+∈【分析】构造1n n n b a a +=-，求出1b ，由题意可得()()21112n n n n n n a a a a b b ++++---=-=，利用等差数列的通项公式可得n b ，利用累加法即可求得n a . 【详解】构造1n n n b a a +=-，则1214b a a =-=，由题意可得()()21112n n n n n n a a a a b b ++++---=-=， 故数列{}n b 是以4为首项2为公差的等差数列， 故()*142(1)22n n n b a a n n n N +=-=+-=+∈，所以21324314,6,8,2n n a a a a a a a a n --=-=-=-=，以上n -1个式子相加可得1(1)(42)2n n n a a -+-=，解得()*(1)n a n n n N =+∈，故答案为：()()*1n n n N +∈【点睛】本题考查等差数列，累加法求数列通项公式，属于基础题.15．-2【分析】由直线的法向量可得直线的斜率和直线方程求得则数列为公比q 为的等比数列运用等比数列的通项公式可得所求值【详解】直线经过坐标原点是的一个法向量可得直线的斜率为即有直线的方程为点均在上可得即有解析：-2 【分析】由直线的法向量可得直线的斜率和直线方程，求得n 1n 1a a 3+=-，则数列{}n a 为公比q 为13-的等比数列，运用等比数列的通项公式可得所求值． 【详解】直线经过坐标原点，()n 3,1=是l 的一个法向量， 可得直线l 的斜率为3-， 即有直线l 的方程为y 3x =-，点()n 1n a ,a +均在l 上，可得n n 1a 3a +=-， 即有n 1n 1a a 3+=-，则数列{}n a 为公比q 为13-的等比数列， 可得321a a q 623⎛⎫==⨯-=- ⎪⎝⎭．故答案为2-． 【点睛】本题主要考查等比数列的定义和通项公式的运用，考查直线方程的求法，考查运算能力，属于基础题．16．①②③④【解析】由条件a1>1a49a50－1>0(a49－1)(a50－1)<0可知a49>1a50<1所以0<q<1①对；∵a1a99＝<1②对；因为a49>1a50<1所以T49的值是Tn 中最解析：①②③④ 【解析】由条件a 1>1，a 49a 50－1>0，(a 49－1)(a 50－1)<0可知a 49>1，a 50<1，所以0<q <1，①对；∵a 1a 99＝250a <1，②对；因为a 49>1，a 50<1，所以T 49的值是T n 中最大的，③对；∵T n ＝a 1a 2a 3…a n ，又∵a 1a 98＝a 49a 50>1，a 1a 99＝250a <1，所以使T n >1成立的最大自然数n 等于98.故填①②③④.17．【分析】由题意利用等比数列的性质求得的值再利用对数的运算性质求得结果【详解】解：等比数列{an}的各项均为正数且∴则故答案为：【点睛】本题考查等比中项的性质考查运算求解能力求解时注意对数运算法则的运用 解析：5-【分析】由题意利用等比数列的性质求得3a 的值，再利用对数的运算性质，求得结果. 【详解】解：等比数列{a n }的各项均为正数， 且224314a a a ==，∴312a =， 则2122232425log log log log log a a a a a ++++523231og 5log 5(1)5a a ===⋅-=-，故答案为：5-. 【点睛】本题考查等比中项的性质，考查运算求解能力，求解时注意对数运算法则的运用.18．选①：；选②：当时；当时；当时；选③：【分析】任选一个条件求出数列公差及通项利用错位相减法求和再比较大小可得解【详解】若选①设公差为因为成等比数列所以解得或0（不合舍去）所以所以利用错位相减可得；若解析：选①：13n T <；选②：当1n =时，12193T =<；当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>；选③：13n T <.【分析】任选一个条件，求出数列{}n a 公差及n b ，n c 通项，利用错位相减法求和，再比较大小可得解. 【详解】若选①，设公差为d ，因为1a ，2a ，4a 成等比数列，所以2(2)2(23)d d +=+，解得2d =或0（不合，舍去），所以2n a n =，9n n b =所以29n n nc =，利用错位相减可得1991213232993n n n n T +=-⨯-<； 若选②，因为(3)2n n n S +=，所以公差1d =，所以1n a n =+，13n n b +=所以113n n n c ++=，利用错位相减可得11515()()24312n n T n +=--⨯+当1n =时，12193T =<； 当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>； 若选③，因为926a =，所以公差3d =，所以31n a n =-，所以31313n n n c --=， 利用错位相减可得1652346911676676273n n n T -=-⨯<. 【定睛】本题考查等差数列通项及错位相减法求和，属于基础题.19．【分析】根据递推关系式可证得数列为等比数列根据等比数列通项公式求得代入不等式结合可求得结果【详解】数列是以为首项为公比的等比数列由得：即且满足题意的最小正整数故答案为：【点睛】本题考查根据数列递推关 解析：11【分析】根据递推关系式可证得数列}1，代入不等式，结合n *∈N 可求得结果. 【详解】()21411n n a a +=+=，1=，)121=，∴数列}111=为首项，2为公比的等比数列， )1112n -+=⨯，)1121n -=⨯-，由22020n a ≥2020≥，即)1220211837n -≥=⨯≈，92512=，1021024=且n *∈N ，∴满足题意的最小正整数11n =.故答案为：11. 【点睛】本题考查根据数列递推关系式求解数列通项公式并解不等式的问题，关键是能够通过构造的方式，通过递推关系式得到等比数列的形式，进而利用等比数列通项公式来进行求解.20．【分析】有已知条件可得出时与题中的递推关系式相减即可得出且当时也成立【详解】数列是正项数列且所以即时两式相减得所以（）当时适合上式所以【点睛】本题考差有递推关系式求数列的通项公式属于一般题 解析：()241n +【分析】有已知条件可得出116a =，2n ≥时()()2*131()n n n N =-+-∈，与题中的递推关系式相减即可得出()241n a n =+，且当1n =时也成立．【详解】数列}{n a2*3()n n n N =+∈4=，即116a =2n ≥()()2*131()n n n N =-+-∈22n =+， 所以()241n a n =+（2n ≥ ）当1n =时，116a =适合上式，所以()241n a n =+ 【点睛】本题考差有递推关系式求数列的通项公式，属于一般题．三、解答题21．（1）2n a n =，12n n b +=；（2）()41n nT n =+.【分析】（1）由11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩可求得数列{}n a 的通项公式，由已知条件计算出等比数列{}n b 的公比，进而可求得等比数列{}n b 的通项公式；（2）计算得出11141n c n n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭，利用裂项求和法可求得n T . 【详解】（1）当1n =时，112a S ==；当2n ≥时，()()()221112n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=+--+-=⎣⎦.12a =满足2n a n =，所以，对任意的n *∈N ，2n a n =.设等比数列{}n b 的公比为q ，则0q >，262635141024b b b q q ∴==⨯=，解得2q，1111422n n n n b b q --+∴==⨯=；（2）()()111111112214141n n n c a a n n n n n n +⎛⎫===⋅=- ⎪⨯+++⎝⎭， ()121111111111422314141n n n T c c c n n n n ⎛⎫⎛⎫∴=+++=-+-+-=-= ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭. 【点睛】方法点睛：数列求和的常用方法：（1）对于等差等比数列，利用公式法直接求和；（2）对于{}n n a b 型数列，其中{}n a 是等差数列，{}n b 是等比数列，利用错位相减法求和；（3）对于{}n n a b +型数列，利用分组求和法；（4）对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭型数列，其中{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列，利用裂项相消法求和.22．（1）21n a n =-；（2）()12326n n T n +=-⨯+.【分析】（1）由等差数列的前n 项和公式，等比数列的性质列出关于1a 和d 的方程组，解方程组后可得通项公式n a ；（2）由等差数列通项公式求得2log n b 后得n b ，然后由错位相减法求得和n T ． 【详解】（1）设{}n a 公差为d ，则()()11211154525122124n a d a a n d a d a a d ⨯⎧+==⎧⎪⇒⇒=-⎨⎨=⎩⎪+=+⎩. （2）由题意2log 11(1)n b n n =+⨯-=，2n n b ∴=()2323252212n n T n =+⨯+⨯++-⨯，（1）()2341223252212n n T n +=+⨯+⨯++-⨯，（2）（1）－（2）得：2312222222(21)2n n n T n +-=+⨯+⨯++⨯--⨯118(12)2(21)212n n n -+-=+--⨯-，()12326n n T n +=-⨯+.【点睛】本题考查求等差数列的通项公式，错位相减法求和．数列求和的常用方法： 设数列{}n a 是等差数列，{}n b 是等比数列，（1）公式法：等差数列或等比数列的求和直接应用公式求和； （2）错位相减法：数列{}n n a b 的前n 项和应用错位相减法； （3）裂项相消法；数列1{}n n ka a +（k 为常数，0n a ≠）的前n 项和用裂项相消法； （4）分组（并项）求和法：数列{}n n pa qb +用分组求和法，如果数列中的项出现正负相间等特征时可能用并项求和法；（5）倒序相加法：满足m n m a a A -+=（A 为常数）的数列，需用倒序相加法求和．23．（1）21n a n =-，2nn b =；（2）不存在，理由见解析.【分析】 （1）利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求得数列{}n a 的通项公式.利用已知条件求得1,b q ，由此求得数列{}n b 的通项公式.（2）利用错位相减求和法求得n Q ，利用123m k Q Q Q =+列方程，化简后判断不存在符合题意的,m k . 【详解】（1）当1n =时，111a S ==，当2n ≥时，221(1)21n n n a S S n n n -=-=--=-，当1n =时，等式也成立，所以，数列{}n a 的通项公式为21n a n =-． 在等比数列{}n b 中，653222b b b b -=-，即()32(2)10b q q --=，又20b ≠且1q ≠，2q ∴=，()414123012b T -∴==-，12b ∴=，112n n n b b q -∴==．（2）23123252(21)2nn Q n =⨯+⨯+⨯+⋯+-⋅ ①，①×2得：23412123252(23)2(21)2n n n Q n n +=⨯+⨯+⨯+⋯+-⋅+-⋅ ②，-②①得：2312222222(21)2n n n Q n +=--⨯-⨯-⋯-⨯+-⋅1(23)26n n +=-⋅+，13326Q =⨯=，1(23)26k k Q k +=-⋅+，1(23)26m m Q m +=-⋅+，若123m k Q Q Q =+，即112(23)2126(23)26m k m k ++-⋅+=+-⋅+，112(23)2(23)2m k m k ++∴-⋅=-⋅，46223k m m k +-∴=- ③， 又1m k <<，22k m -∴≥，464622323m k k k --<=--， ∴③式不成立，故不存在这样的正整数m ，k 使m Q 是13Q 与k Q 的等差中项．【点睛】如果已知条件是有关n S 与n 的关系式，可利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求得数列的通项公式.如果一个数列是由等差数列乘以等比数列构成，则利用错位相减求和法进行求和. 24．（1）*3,(1)2,(2,)n n a n n n N =⎧=⎨≥∈⎩；（2）证明见解析． 【分析】 （1）利用*1,(1),(2,)n n nn S n a S S n n N -=⎧=⎨-≥∈⎩求解即可；（2）利用n a 求n b ，当1n =时，1151224b =≤显然成立，当2n ≥时，利用列项相消法求和判断即可. 【详解】 解：（1）当1n =时，111113a S ==++=； 当2n ≥时，1n n n a S S -=-22(1)[(1)(1)1]n n n n =++--+-+2n =，所以*3,(1)2,(2,)n n a n n n N =⎧=⎨≥∈⎩； （2）由（1）易知*1,(1)121(2,),4(1)n n b n n N n n ⎧⎪=⎪=⎨≥∈⎪+⎪⎩当1n =时，1151224b =≤显然成立． 当2n ≥时，1111()4(1)41n b n n n n ==-++， 123n n T b b b b =+++11111111[()()()]12423341n n =+-+-++-+ 1111()12421n =+-+ 515244(1)24n =-<+； 故结论成立． 【点睛】关键点睛：本题考查数列求通项公式，利用数列求和证明不等式.利用列项相消法求和是解决本题的关键.25．（1）所有可能值是7-，5-，3-，1-，1，3，5，7；（2）证明见解析；（3）222n -.【分析】（1）根据递推关系式以及求和式子即可得出结果.（2）充分性：求出数列的通项公式，再利用等比数列的前n 和公式可证；必要性：利用反证法即可证明.（3）列出n A 中的项，得出数列的规律：每一个数列前1n -项与之对应项是相反数的数列，即可求解. 【详解】解：（1）()3S A 的所有可能值是7-，5-，3-，1-，1，3，5，7. （2）充分性：若0n a >，即12n n a .所以满足12n na ，且前n 项和最小的数列是1-，2-，4-，…，22n --，12n -.所以()211212422n n n a a a --++⋅⋅⋅+≥-+++⋅⋅⋅++211222112n n ---⋅=-+=-.所以()0n S A >.必要性：若()0n S A >，即120n a a a ++⋅⋅⋅+>.假设0n a <，即12n n a -=-.所以()()21121242210n n n n S A a a a --=++⋅⋅⋅+≤+++⋅⋅⋅+-=-<，与已知()0n S A >矛盾.所以()0n S A >.综上所述，()0n S A >的充要条件是0n a >. （3）由（2）知，()0n S A >可得0n a >.所以12n na .因为数列n A ：1a ，2a ，…，()2n a n ≥中1a 有1-，1两种，2a 有2-，2两种，3a 有4-，4两种，…，1n a -有22n --，22n -两种，n a 有12n -一种，所以数列n A ：1a ，2a ，…，()2n a n ≥有12n -个，且在这12n -个数列中，每一个数列都可以找到前1n -项与之对应项是相反数的数列. 所以这样的两数列的前n 项和是122n -⨯. 所以这12n -个数列的前n 项和是1122122222n n n ---⨯⨯⨯=. 所以()n S A 的所有可能值的和是222n -. 【点睛】关键点点睛：本题考查了等比数列的通项公式、求和公式，解题的关键是根据递推关系式得出数列n A 的通项公式，注意讨论，此题也考查了数列不等式、反证法在数列中的应用. 26．见解析 【分析】根据选择的条件求出{}n a 的通项，再利用分组求和可得n T . 【详解】若选①，由222n n S n a =+可得1122a a =+，故12a =，又22422S a ⨯=+，故()222224a a =+⨯+，故24a =， 故等差数列的公差422d =-=，故()2212n a n n =+-=， 所以()()2212n n n S n n +==+， 所以12b =，26b =，所以等比数列{}n b 的公比为3q =，故123n n b -=⨯故()111111=232311n n n n b S n n n n --++⨯=-+⨯++， 故11111111131=231223341131n nn T n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-+⨯=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 若选②，由题设可得11126163351042a d a d a d +=⎧⎨+++=⎩，解得122a d =⎧⎨=⎩，同①可得131nn T n =-+. 若选③，由题设可得1213S S =即212a a =，故1d a =，故1n a na =，而74567S a ==，故48a =，故12a =，故2n a n =， 同①可得131nn T n =-+. 【点睛】方法点睛：等差数列或等比数列的处理有两类基本方法：（1）利用基本量即把数学问题转化为关于基本量的方程或方程组，再运用基本量解决与数列相关的问题；（2）利用数列的性质求解即通过观察下标的特征和数列和式的特征选择合适的数列性质处理数学问题．另外求和注意根据通项的特征选择合适的求和方法.。
(部编版)2020学年高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.2习题精选北师大版必修
3.2等比数列的前n项和课后篇巩固探究A组1.设{a n}是公比为正数的等比数列,若a1=1,a5=16,则数列{a n}前7项的和为()A.63B.64C.127D.128解析:设公比为q(q>0),则1·q4=16,解得q=2(q=-2舍去).于是S7==127.答案:C2.设S n为等比数列{a n}的前n项和,已知3S3=a4-2,3S2=a3-2,则公比q等于()A.3B.4C.5D.6解析:由题意知,两式相减,得3a3=a4-a3,即4a3=a4,则q==4.答案:B3.若数列{a n}的前n项和S n=a n-1(a∈R,且a≠0),则此数列是()A.等差数列B.等比数列C.等差数列或等比数列D.既不是等差数列,也不是等比数列解析:当n=1时,a1=S1=a-1;当n≥2时,a n=S n-S n-1=(a n-1)-(a n-1-1)=a n-a n-1=a n-1(a-1).当a-1=0,即a=1时,该数列为等差数列,当a≠1时,该数列为等比数列.答案:C4.公比q≠-1的等比数列的前3项,前6项,前9项的和分别为S3,S6,S9,则下面等式成立的是()A.S3+S6=S9B.=S3·S9C.S3+S6-S9=D.=S3(S6+S9)解析:由题意知S3,S6-S3,S9-S6也成等比数列.∴(S6-S3)2=S3(S9-S6),整理得=S3(S6+S9).答案:D5.已知{a n}是首项为1的等比数列,S n是{a n}的前n项和,且9S3=S6,则数列的前5项和为()A.或5B.或5C.D.解析:设{a n}的公比为q.由9S3=S6知q≠1,于是,整理得q6-9q3+8=0,所以q3=8或q3=1(舍去),于是q=2.从而是首项为=1,公比为的等比数列.其前5项的和S=.答案:C6.设等比数列{a n}的前n项和为S n,若a1=1,S6=4S3,则a4=.解析:设等比数列{a n}的公比为q,很明显q≠1,则=4·,解得q3=3,所以a4=a1q3=3.答案:37.已知lg x+lg x2+…+lg x10=110,则lg x+lg2x+…+lg10x=.答案:2 0468.已知在等比数列{a n}中,a2=2,a5=,则a1a2+a2a3+…+a n a n+1=.解析:设数列{a n}的公比为q,由a2=2,a5=a2q3=,得q=,∴a1==4.∵=q2=为常数(n≥2),∴数列{a n a n+1}是以a1a2=4×2=8为首项,以为公比的等比数列,∴a1a2+a2a3+…+a n a n+1=(1-4-n).答案:(1-4-n)9.(2017北京高考)已知等差数列{a n}和等比数列{b n}满足a1=b1=1,a2+a4=10,b2b4=a5.(1)求{a n}的通项公式;(2)求和:b1+b3+b5+…+b2n-1.解(1)设等差数列{a n}的公差为d.因为a2+a4=10,所以2a1+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b2b4=a5,所以b1qb1q3=9.解得q2=3.所以b2n-1=b1q2n-2=3n-1.从而b1+b3+b5+…+b2n-1=1+3+32+…+3n-1=.10.导学号33194023已知等差数列{a n}满足a n+1>a n(n∈N+),a1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后顺次成为等比数列{b n}的前三项.(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)设T n=+…+(n∈N+),求T n.解(1)设d,q分别为等差数列{a n}的公差、等比数列{b n}的公比,由题意知,a1=1,a2=1+d,a3=1+2d,分别加上1,1,3得2,2+d,4+2d,∴(2+d)2=2(4+2d),∴d=±2.∵a n+1>a n,∴d>0,∴d=2.∴a n=2n-1(n∈N+).由此可得b1=2,b2=4,b3=8,∴q=2.∴b n=2n(n∈N+).(2)∵T n=+…+=+…+,①∴T n=+…+,②由①-②得T n=+…+,∴T n=1+=3-=3-.B组1.已知等比数列{a n}的前n项和为S n,则下列一定成立的是()A.若a3>0,则a2 017<0B.若a4>0,则a2 016<0C.若a3>0,则S2 017>0D.若a4>0,则S2 016>0解析:若a3>0,则a3=a1q2>0,因此a1>0,当公比q>0时,任意n∈N+,a n>0,故有S2 017>0,当公比q<0时,q2 017<0,则S2 017=>0,故答案为C.答案:C2.已知数列前n项的和S n=2n-1,则此数列奇数项的前n项的和是()A.(2n+1-1)B.(2n+1-2)C.(22n-1)D.(22n-2)解析:由S n=2n-1知当n=1时,a1=21-1=1.当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n-1,当n=1时也适合,∴a n=2n-1.∴奇数项的前n项和为S n=(4n-1)=(22n-1).答案:C3.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S1,2S2,3S3成等差数列,则数列{a n}的公比为.解析:由S1,2S2,3S3成等差数列知4S2=S1+3S3,即4(a1+a2)=a1+3(a1+a2+a3),整理得3a3-a2=0,∴,则数列{a n}的公比为.答案:4.设数列{x n}满足lg x n+1=1+lg x n(n∈N+),且x1+x2+…+x100=100,则x101+x102+…+x200=.解析:由lg x n+1=1+lg x n,得lg x n+1=lg(10x n),即=10.故x101+x102+…+x200=q100(x1+x2+…+x100)=10100×100=10102.答案:101025.已知等比数列{a n}是递增数列,S n是{a n}的前n项和.若a1,a3是方程x2-5x+4=0的两个根,则S6=.解析:∵x2-5x+4=0的两根为1和4,又{a n}为递增数列,∴a1=1,a3=4,q=2.∴S6==63.答案:636.导学号33194024数列{a n}的前n项和记为S n,a1=t,点(S n,a n+1)在直线y=3x+1上,n∈N+.(1)当实数t为何值时,数列{a n}是等比数列;(2)在(1)的结论下,设b n=log4a n+1,c n=a n+b n,T n是数列{c n}的前n项和,求T n.解(1)∵点(S n,a n+1)在直线y=3x+1上,∴a n+1=3S n+1,a n=3S n-1+1(n>1,且n∈N+),a n+1-a n=3(S n-S n-1)=3a n,∴a n+1=4a n,n>1,a2=3S1+1=3a1+1=3t+1,∴当t=1时,a2=4a1,数列{a n}是等比数列.(2)在(1)的结论下,a n+1=4a n,a n+1=4n,b n=log4a n+1=n,c n=a n+b n=4n-1+n,T n=c1+c2+…+c n=(40+1)+(41+2)+…+(4n-1+n)=(1+4+42+…+4n-1)+(1+2+3+…+n)=.7.导学号33194025设数列{b n}的前n项和为S n,且b n=2-2S n,数列{a n}为等差数列,且a5=14,a7=20.(1)求数列{b n}的通项公式;(2)若c n=a n·b n(n=1,2,3…),T n为数列{c n}的前n项和,求T n.解(1)由b n=2-2S n,令n=1,则b1=2-2S1,又S1=b1,所以b1=.当n≥2时,由b n=2-2S n及b n-1=2-2S n-1,可得b n-b n-1=-2(S n-S n-1)=-2b n,即.所以{b n}是以为首项,为公比的等比数列,于是b n=.(2)由数列{a n}为等差数列,公差d=(a7-a5)=3,可得a n=3n-1.从而c n=a n·b n=2(3n-1)·,所以T n=2,①T n=2. ②①-②得,T n=2=2=,T n=.。
高中数学北师大版必修5习题：第一章数列 1.3.1.1 含解析
3.1 等比数列第1课时 等比数列的概念和通项公式课时过关·能力提升1.在等比数列{a n }中,a 1=12,q=12,a n =132,则项数n 为( ) B.4 C.5D.6a n =a 1q n-1,所以12×(12)n -1=132, 即(1)n =(1)5,解得n=5.{a n }的第三项a 3=6,第四项a 4=18,则a 1+a 2等于( )A.43B.13C.38D.83 q=a 4a 3=186=3,∴a 1+a 2=a 3+a 4q 2=249=83. {a n }中,已知a 1a 2a 12=64,则a 4a 6的值为( )B .24C .48D .128q ,则a 1a 2a 12=a 13q 12=64,a 1q 4=4,所以a 4a 6=(a 1q 4)2=16.{a n }满足a n a n+1=16n ,则公比为( )B.4C.8D.16n=1,得a 1a 2=16,① n=2,得a 2a 3=162. ② ②÷①,得a 3a 1=16,q 2=16,即q=±4.①知q>0,故q=4.5.若数列a 1,a 2a 1,a 3a 2,…,a n a n -1,…是首项为1,公比为-√2的等比数列,则a 5等于( )B .64C .-32D .-64{a n }是等比数列,且a 1+a 3=-3,a 2a 4=4,则公比q 的值是( )√2 B.-2 C.±√2 D.±2 a 1+a 3=a 1+a 1q 2=-3,a 12(1+q 2)2=9,a 2·a 4=a 12·q 4=4.∴(1+q 2)2q 4=94.∴5q 4-8q 2-4=0. q 2=2.∴q=±√2.{a n }中,各项均为正数,且a 1=1,a 1+a 2+a 3=7,则数列{a n }的通项公式a n = .q ,则1+q+q 2=7,q=2或q=-3(舍去),所以a n =2n-1.n-1n }是公差不为0的等差数列,a 1=2,且a 1,a 3,a 6成等比数列,则{a n }的前n 项和则a 32=a 1a 6.设数列{a n }的公差为d ,则(2+2d )2=2(2+5d ),解得d=12或d=0(舍去),所以数列{a n }的前n 项和S n =2n+n (n -1)2×12=n 24+7n 4.+7n 4{a n }为递增数列,且a 52=a 10,2(a n +a n+2)=5a n+1,则数列{a n }的通项公式2)=5a n+1,∴2a n +2a n ·q 2=5a n ·q , 即2q 2-5q+2=0,解得q=2或q=12(舍去).又a 52=a 10=a5·q 5,∴a 5=q 5=25=32,∴32=a 1q 4,解得a 1=2,a n =2×2n-1=2n .n{a n }中,a 1=1,a n +2a n-1+3=0(n ≥2,n∈N +).(1)判断数列{a n +1}是否为等比数列,并说明理由;a n .由a n +2a n-1+3=0(n ≥2,n ∈N +),得a n +1=-2(a n-1+1), ∴a n+1a n -1+1=-2,即q=-2.又a 1+1=2≠0, ∴数列{a n +1}是首项为2,公比为-2的等比数列.(2)由(1)知,a n +1=(a 1+1)(-2)n-1=2×(-2)n-1,则a n =2×(-2)n-1-1(n ∈N +). ★11.等比数列{a n }同时满足以下三个条件:(1)a 1+a 6=11;(2)a 3a 4=329;(3)三个数23a 2,a 32,a4+49成等差数列.{a n }的通项公式.,得{a 1+a 1q 5=11,a 1q 2·a 1q 3=329, 即{a 1(1+q 5)=11,a 12·q 5=329,① ②由①2②,得(1+q 5)2q 5=112×932, 即32(q 5)2-1 025q 5+32=0, 即(32q 5-1)(q 5-32)=0,∴q 5=132或q 5=32, ∴q=12或q=2.当q=12时,a 1=323;当q=2时,a 1=13. ∴当q=2时,a n =13·2n-1;当q=12时,a n =13·26-n .若a n =13·2n-1,则23a 2+a 4+49=329,2a 32=329, ∴23a 2,a 32,a 4+49成等差数列,满足条件(3).若a n =13·26-n ,则23a 2+a 4+49=489,2a 32=1289.∵23a 2+a 4+49≠2a 32,∴23a 2,a 3,a 4+49不成等差数列,不满足条件(3). 故通项公式a n =13·2n-1. ★12.在等差数列{a n }中,a 3+a 6=17,a 1a 8=-38,且a 1<a 8.(1)求数列{a n }的通项公式;{a n }的前三项a 1,a 2,a 3的顺序,使它们成为等比数列{b n }的前三项,求{b n }的通项公式. 由题意,得17=a 3+a 6=a 1+a 8.又a 1a 8=-38,a 1<a 8,∴a 1=-2,a 8=19.∴数列{a n }的公差d=3.∴a n =3n-5.(2)由(1)得a 1=-2,a 2=1,a 3=4.依题意可得数列{b n }的前三项为b 1=1,b 2=-2,b 3=4或b 1=4,b 2=-2,b 3=1. ①当等比数列{b n }的前三项为b 1=1,b 2=-2,b 3=4时,公比q=-2,b n =(-2)n-1; ②当等比数列{b n }的前三项为b 1=4,b 2=-2,b 3=1时,公比q=-12,b n =(-1)n -12n -3.。
高中数学 第一章 数列 1.3 等比数列 1.3.1.1习题精选 北师大版必修5
第1课时等比数列的定义和通项公式课后篇巩固探究1.若{a n}是等比数列,则下列数列不是等比数列的是()A.{a n+1}B.C.{4a n}D.{}答案:A2.在等比数列{a n}中,2a4=a6-a5,则公比是()A.0B.1或2C.-1或2D.-1或-2解析:设公比为q(q≠0),由已知得2a1q3=a1q5-a1q4,∴2=q2-q,∴q2-q-2=0,∴q=-1或q=2.答案:C3.若一个等比数列的首项为,末项为,公比为,则这个数列的项数为()A.3B.4C.5D.6解析:在等比数列中,∵,∴n-3=1,即n=4,故选B.答案:B4.若数列{a n}满足a n+1=4a n+6(n∈N+)且a1>0,则下列数列是等比数列的是()A.{a n+6}B.{a n+1}C.{a n+3}D.{a n+2}解析:由a n+1=4a n+6可得a n+1+2=4a n+8=4(a n+2),因为a1>0,所以a n>0,从而a n+2>0(n∈N+),因此=4,故{a n+2}是等比数列.答案:D5.在等比数列{a n}中,若a5·a6·a7=3,a6·a7·a8=24,则a7·a8·a9的值等于()A.48B.72C.144D.192解析:设公比为q,由a6·a7·a8=a5·a6·a7·q3,得q3==8.所以a7·a8·a9=a6·a7·a8·q3=24×8=192.答案:D6.数列{a n}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{b n}的连续三项,则数列{b n}的公比为()A. B.4 C.2 D.解析:∵a1,a3,a7为等比数列{b n}中的连续三项,∴=a 1·a7.设{a n}的公差为d,则d≠0,∴(a1+2d)2=a1(a1+6d),∴a1=2d.∴公比q==2,故选C.答案:C7.(2017全国3高考)设等比数列{a n}满足a1+a2=-1,a1-a3=-3,则a4=.解析:设{a n}的公比为q,则由题意,得解得故a4=a1q3=-8.答案:-88.设数列{a n}是等比数列,公比q=2,则的值是.解析:∵q=2,∴2a1=a2,2a3=a4,∴.答案:9.已知数列{a n}满足a9=1,a n+1=2a n(n∈N+),则a5=.解析:由a n+1=2a n(n∈N+)知,数列{a n}是公比q==2的等比数列.所以a5=a1q4=.答案:10.若数列{a n}为等差数列,且a2=3,a5=9,则数列一定是数列(填“等差”或“等比”).解析:设{a n}的公差为d,则解得于是a n=2n-1,从而=2·,设b n=2·,则,故一定是等比数列.答案:等比11.导学号33194017在等比数列{a n}中,a1·a9=256,a4+a6=40,则公比q=. 解析:∵a1a9=q8,a4a6=a1q3·a1q5=q8,∴a1a9=a4a6.可得方程组解得∴q2=或q2==4.∴q=±或q=±2.答案:-2,2,-12.在等比数列{a n}中,已知a1=2,a4=16.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若a3,a5分别为等差数列{b n}的第3项和第5项,试求数列{b n}的通项公式.解(1)设{a n}的公比为q(q≠0),由已知得16=2·q3,解得q=2,∴a n=a1·q n-1=2×2n-1=2n.(2)由(1)得a3=8,a5=32,则b3=8,b5=32,设{b n}的公差为d,则有解得∴b n=-16+12(n-1)=12n-28.13.导学号33194018已知关于x的二次方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根α,β满足6α-2αβ+6β=3,且a1=1.(1)试用a n表示a n+1;(2)求证:数列为等比数列;(3)求数列{a n}的通项公式.(1)解因为α,β是方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根,所以又因为6α-2αβ+6β=3,所以6a n+1-3a n-2=0.所以a n+1=a n+.(2)证明因为a n+1=a n+⇒a n+1-a n-为常数,且a1-,所以为等比数列.(3)解令b n=a n-,则{b n}为等比数列,公比为,首项b1=a1-,所以b n=.所以a n=b n+.所以数列{a n}的通项公式为a n=.14.导学号33194019容积为a L(a>1)的容器盛满酒精后倒出1 L,然后加满水,再倒出1 L混合溶液后又用水加满,如此继续下去,问第n次操作后溶液的浓度是多少?当a=2时,至少应倒出几次后才可能使酒精浓度低于10%?解开始的浓度为1,操作一次后溶液的浓度是a1=1-.设操作n次后溶液的浓度是a n,则操作n+1次后溶液的浓度是a n+1=a n.所以{a n}构成以a1=1-为首项,q=1-为公比的等比数列.所以a n=,即第n次操作后溶液的浓度是.当a=2时,由a n=,得n≥4.因此,至少应倒4次后才可以使酒精浓度低于10%.。
北师大版高中数学必修五第一章 数 列.doc
第一章 数 列（北京师大版必修5）建议用时 实际用时满分实际得分120分钟150分一、选择题（每小题5分，共60分）1.等差数列{}的前n 项和为，＝－18，＝－52，等比数列{}中，=，=，则的值为 A.64B.－64 C.128D.－1282.已知｛a n ｝是递增数列，且对任意n ∈N *都有a n =n 2+λn 恒成立，则实数λ的取值范围是( ) A.(－72,+∞) B.(0,+∞) C.(－2,+∞)D.(－3,+∞)3.设数列{}是以2为首项，1为公差的等差数列，数列{}是以1为首项，2为公比的等比数列，则=A.1033B.1034C.2057D.20584.等比数列{}的前n 项和为，=1，若4，2，成等差数列，则＝ A.7B.8 C.16D.155.已知一等比数列的前三项依次为33,22,++x x x ，那么2113-是此数列的第（）项.A ．2B ．4C ．6D ．8 6.在ABC ∆中,tan A 是以－4为第三项,4为第七项的等差数列的公差,tan B 是以13为第三项,9为第六项的等比数列的公比,则这个三角形是（ ）A ．钝角三角形B ．锐角三角形C ．等腰直角三角形D ．以上都不对 7.等比数列{}n a 的各项均为正数,且564718a a a a +=，则3132log log a a ++L +310log a =（ ）A.12B.10C.31log 5+D.32log 5+ 8.在公比为整数的等比数列{}n a 中，如果,12,183241=+=+a a a a 那么该数列的前8项之和为（ ） A.513B.512C.510D.82259.已知数列｛｝的通项公式为=1(1)n -- •(4n －3),则它的前100项之和为( ) A.200 B.－200 C.400 D.－40010.若数列{}的前n 项和S n =n 2－2n +3，则此数列的前3项依次为 ( ) A.－1,1,3 B.2,1,3 C.6,1,3 D.2,3,611.等差数列｛｝中，a 1＞0，S 5＝S 11，则第一个使a n ＜0的项是（ ）A.a 7B.a 8C.a 9D.a 10 12.已知{}n a 是等比数列，41252==a a ，，则13221++++n n a a a a a a Λ=（ ） A.)41(16n -- B.)21(16n -- C.)41(332n -- D.)21(332n --二、填空题（每小题4分，共16分）13.三个不同的实数c b a ,,成等差数列，b c a ,,成等比数列，则::a b c =_________.14.在数列{}中，a 1=3，且对任意大于1的正整数n ，点（n a ，1-n a ）在直线x －y －3=0上，则=_________. 15.等比数列{}n a 的前n 项和为21n-，则数列{}2na 的前n 项和为______________.16.等差数列{}的前n 项和为，且-=8+=26.记=，如果存在正整数M ，使得对一切正整数n ，≤M 都成立，则M 的最小值是.三、解答题（本大题共6题，共74分）17.有四个数，其中前三个数成等比数列，其积为216，后三个数成等差数列，其和为36求这四个数.18.在数列{}中，=，并且对任意n ∈，n≥2都有=-成立，令=（n ）.（1）求数列{}的通项公式； （2）求数列{}的前n 项和.19.已知{}为各项都为正数的等比数列，=1，=256，为等差数列{}的前n项和，=2，5=2.（1）求{}和{}的通项公式；（2）设=++…+，求.20. 互不相等的三个数之积为-8，这三个数适当排列后可成为等比数列，也可排成等差数列，求这三个数排成的等差数列.21.已知数列{a n }满足a 1=1,1n a +=2a n +1(n ∈N *).（1）求数列{a n }的通项公式； （2）若数列{b n }满足114b -•214b -•…•14n b -=(1)n b n a + (n ∈N *)，证明：{b n }是等差数列.22.已知函数f （x ）=-2x 2+22x ，数列{}的前n 项和为，点（n ，）（n ∈）均在函数y =f （x ）的图象上.（1）求数列{}的通项公式及前n 项和；（2）存在k ∈，使得++…+<k 对任意n∈恒成立，求出k 的最小值.第一章 数 列（北京师大版必修5）答题纸得分：题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112答案13. ； 14. ； 15.；16.. 三、解答题 17. 18. 19. 20. 21. 22.第一章数 列（北京师大版必修5）参考答案1.B 解析：因为＝（+）=9=-18，=（+）=13=-52，所以=-2，=-4.又=，=，所以=2，=·=-4×16=-64.2.D 解析：由｛a n ｝为递增数列得1n a +－a n =2n +1+λ＞0恒成立,即λ＞－2n －1在n ≥1时恒成立，只需λ＞(－2n －1)max =－3,故选D.3.A 解析：由题意知=n +1，=，则=+1，所以++…+=10+=1033.4.D 解析：设公比为q ，则4，2q ，成等差数列，∴4q =4+，∴q =2，∴==16-1=15.5.B 解析：由题意得,得x =-1或x =-4, 当x =-1时，2x +2=0，故舍去，所以,所以-13 ，所以n =4.6.B 解析：设等差数列为｛a n ｝，公差为d ,则=-4,=4,所以d =2，所以设等比数列为｛b n ｝，公比为q ，则,=9,所以q =3，所以所以tan tan()1C A B =-+=，所以,,A B C 都是锐角，即此三角形为锐角三角形.7.B 解析：313231031210log log log log ()a a a a a a +++=L L 5103563log ()log (3)10a a ===.8.C 解析：332112131(1)18,()12,,2,22q a q a q q q q q q ++=+====+得或而q ∈Z ,∴q =2,-2=510. 9.B 解析：S 100=a 1+a 2+…+a 100=1－5+9－13+17－…+(4×99－3)－(4×100－3)=(1－5)+(9－13)+…+［(4×99－3)－(4×100－3)］=－4×50=－200.10.B 解析：当n =1时，a 1=S 1=12－2×1+3=2;当n =2时，由S 2=a 1+a 2=22－2×2+3=3,得a 2=1;当n =3时，由S 3=a 1+a 2+a 3=32－2×3+3=6,得a 3=3.11.C 解析：由S 5＝S 11 得2a 1＋15d ＝0.又a 1＞0，所以d ＜0．而2＝2a 1＋2（n －1）d ＝（2n －17）d ＜0，所以2n －17＞0，即n ＞8.5．12.C 解析：Θ41252==a a ，，∴.21,41==q a ∴=++++13221n n a a a a a a Λ)41(332n --.13.)2(:1:4- 解析：22222,2,(2),540a c b c b a ab c b a a ab b +==-==--+=，又,4,2a b a b c b ≠∴==-.14.3n 2解析：将点代入直线方程得n a －1-n a =3，由定义知{n a }是以3为首项，以3为公差的等差数列，故n a =3n ，即a n =3n 2.15.413n -解析：1121121,21,2,4,n n n n n n n n S S a a ----=-=-==21144-11,4,=143n n n a q S -==∴=-. 16.2 解析：∵{}为等差数列，由-=8，+=26，得a 1=1，d =4，可解得=2-n ，∴=2-.若≤M 对一切正整数n 恒成立，则只需的最大值≤M 即可.又=2-<2，∴只需2≤M ，故M 的最小值是2.17.解：设这四个数为，a ，aq ，2aq －a ,则216,(2)36,a a aq q a aq aq a ⎧=⎪⎨⎪++-=⎩g g ①② 由①，得a 3=216,a =6, ③将③代入②，得q =2 , ∴ 这四个数为3，6，12，18.18.解：（1）当n =1时，==3.当n ≥2时，由=得=1，所以=1.所以数列{}是首项为3，公差为1的等差数列， 所以数列{}的通项公式为=n +2. （2）因为==()，=(1－+++…++)=[－(+)]=.19.解：（1）设{}的公比为q ，由=，得q =4，所以=.设{}的公差为d ，由5=2及=2得d =3， 所以=+（n -1）d =3n -1. （2）因为=1×2+4×5+×8+…+（3n -1），①4=4×2+×5+…+（3n -1），②由②-①，得3=-2-3（4++…+）+（3n -1）=2+（3n -2）·.所以=(n -)·+.20.解：设这三个数为，a ，aq ，∴=－8，即a =-2，∴这三个数为－，－2，－2q .（1）若－2为－和－2q 的等差中项，则+2q =4， ∴－2q +1=0，∴q =1，与已知矛盾；（2）若－2q 为－与－2的等差中项，则+2=4q ， ∴2－q －1=0，∴q =－或q =1（舍去）， ∴这三个数为4，1，－2；（3）若－为－2q 与－2的等差中项，则2q +2=，∴+q －2=0，∴q =－2或q =1（舍去）， ∴这三个数为4，1，－2. 综合（1）（2）（3）可知，这三个数排成的等差数列为4，1，-2. 21.（1）解: ∵=2+1（n ∈），∴1+1=2+1n n a a +（），即1+1=2+1n n a a +， {}1n a ∴+是以112a +=为首项，2为公比的等比数列.12.n n a ∴+=即-1（).（2）证法1：12(...)42.n n b b b n nb +++-∴=122[(...)],n n b b b n nb ∴+++-=① 12112[(...)(1)](1).n n n b b b b n n b ++++++-+=+②②－①，得112(1)(1),n n n b n b nb ++-=+- 即1(1)20,n n n b nb +--+=③21(1)20.n n nb n b ++-++=④④－③，得2120,n n n nb nb nb ++-+= 即2120,n n n b b b ++-+=, 故{b n }是等差数列.22.解：（1）因为点（n ，）（n ∈）均在函数y =f （x ）的图象上，所以=-2+22n .当n =1时，==20; 当n ≥2时，=-=-4n +24.所以=-4n +24（n ∈）.（2）存在k ∈，使得++…+<k 对任意n ∈恒成立，只需k >，由（1）知=-2+22n ， 所以＝-2n +22=2（11-n ）.当n <11时，>0；当n =11时，=0；当n >11时，<0. 所以当n =10或n =11时，++…+有最大值是110. 所以k >110. 又因为k ∈，所以k 的最小值为111.。
高中数学1.3.1等比数列同步精练北师大版必修5【含答案】
高中数学 1.3.1 等比数列同步精练 北师大版必修5基础巩固1下列说法中正确的是( )A ．一个数列每一项与它的前一项的比都等于常数，这个数列就叫等比数列B ．一个数列每一项与它的前一项的比都等于同一个常数，这个数列就叫等比数列C ．一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的比都等于常数，这个数列就叫等比数列D ．一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的比都等于同一个常数，这个数列就叫等比数列2公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 4是a 3与a 7的等比中项，S 8＝32，则S 10等于( )A ．18B ．24C ．60D ．903设{a n }是公比为q 的等比数列，|q |＞1，令b n ＝a n ＋1(n ＝1,2，…)，若数列{b n }有连续四项在集合{－53，－23,19,37,82}中，则6q ＝__________.4已知数列{a n }满足：lg a n ＝3n ＋5，求证：{a n }是等比数列． 5在等比数列{a n }中，(1)已知a 3＝9，a 6＝243，求a 5； (2)已知a 1＝98，a n ＝13，q ＝23，求n .6某厂生产微机，原计划第一季度每月增加台数相同，在生产过程中，实际上二月份比原计划多生产10台，三月份比原计划多生产25台，这样三个月产量成等比数列．而第3个月的产量是原计划第一季度总产量的一半少10台，问该厂第一季度实际生产微机多少台？综合过关7已知等差数列{a n }的公差d ≠0，它的第1、5、17项顺次成等比数列，则这个等比数列的公比是( )A ．4B ．3C ．2 D.128设{a n }是公差不为0的等差数列，a 1＝2，且a 1，a 3，a 6成等比数列，则{a n }的前n 项和S n 等于( )A.n 24＋7n 4B.n 23＋5n3 C.n 22＋3n4D ．n 2＋n9首项为3的等比数列{a n }，它的第n 项为48，第2n －3项为192，问从第几项起各项的绝对值都超过100?10设关于x 的一元二次方程a n x 2－a n ＋1x ＋1＝0(n ∈N ＋)有两根α，β，且满足6α－2αβ＋6β＝3.(1)试用a n 表示a n ＋1；(2)求证：{a n －23}是等比数列；(3)当a 1＝76时，求数列{a n }的通项公式．能力提升11等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝1＋2，S 3＝9＋3 2. (1)求数列{a n }的通项a n 与前n 项和S n ；(2)设b n ＝S n n(n ∈N ＋)，求证：数列{b n }中任意不同的三项都不可能成为等比数列． 12已知数集A ＝{a 1，a 2，…，a n }(1≤a 1＜a 2＜…＜a n ，n ≥2)具有性质P ：对任意的i ，j (1≤i ≤j ≤n )，a i a j 与a ja i两数中至少有一个属于A .(1)分别判断数集{1,3,4}与{1,2,3,6}是否具有性质P ，并说明理由； (2)证明：a 1＝1，且a 1＋a 2＋…＋a na －11＋a －12＋…＋a －1n＝a n ； (3)证明：当n ＝5时，a 1，a 2，a 3，a 4，a 5成等比数列．参考答案1解析：很明显仅有D 符合等比数列的定义． 答案：D2解析：由a 24＝a 3a 7，则⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋3d 2＝a 1＋2d a 1＋6d ，8a 1＋562d ＝32，解得d ＝2，a 1＝－3，所以S 10＝10a 1＋902d ＝60.答案：C3解析：{a n }有连续四项在集合{－54，－24,18,36,81}中，但仅有四项－24,36，－54,81成等比数列，公比为q ＝－32，6q ＝－9.答案：－94分析：利用等比数列的定义证明a n ＋1a n＝q (常数)． 证明：由lg a n ＝3n ＋5，得a n ＝103n ＋5，∴a n ＋1a n ＝10n ＋＋5103n ＋5＝1 000＝常数． ∴{a n }是等比数列．5分析：由已知条件列出关于a 1，q 的方程(或方程组)，或有关量的方程(或方程组)． 解：(1)∵a 6＝a 3q 3，∴q 3＝27.∴q ＝3.∴a 5＝a 6·13＝81.(2)∵a n ＝a 1qn －1，∴13＝98·(23)n －1.∴(23)n －1＝(23)3.∴n ＝4. 6分析：可根据等差数列、等比数列的条件列出方程组得出所求．解：根据已知，可设该厂第一季度原计划3个月生产微机台数分别为x －d ，x ，x ＋d (d ＞0)，则实际上这3个月生产微机台数分别为x －d ，x ＋10，x ＋d ＋25，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2＝x －d x ＋d ＋，x ＋d ＋25＝3x2－10，解得x ＝90，d ＝10.则该厂第一季度实际生产微机(x －d )＋(x ＋10)＋(x ＋d ＋25)＝3x ＋35＝3×90＋35＝305(台)． 7解析：设公差为d ，则a 25＝a 1a 17，即(a 1＋4d )2＝a 1(a 1＋16d )，整理，得a 1＝2d . 所以a 5a 1＝a 1＋4d a 1＝2d ＋4d2d＝3.答案：B8解析：a 23＝a 1a 6，设数列{a n }的公差为d ，则(2＋2d )2＝2(2＋5d )，解得d ＝12或d ＝0(舍去)，所以数列{a n }的前n 项和S n ＝2n ＋n n －2×12＝n 24＋7n 4. 答案：A9解：设公比为q ，则⎩⎪⎨⎪⎧3q n －1＝48，3q 2n －4＝192，即⎩⎪⎨⎪⎧ q n －1＝16，q 2n －4＝64.①②①2÷②得q 2＝4， ∴⎩⎪⎨⎪⎧q ＝2，n ＝5，或⎩⎪⎨⎪⎧q ＝－2，n ＝5.∴由|a n |＝3×2n －1＞100，得n ≥7，即从第7项起各项的绝对值都超过100.10分析：(1)根据一元二次方程根与系数的关系列出关于a n 和a n ＋1的等量关系；(2)转化为证明a n ＋1－23a n －23＝常数；(3)先求出{a n －23}的通项公式，再求出{a n }的通项公式．(1)解：由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧α＋β＝an ＋1an，αβ＝1an，又6α－2αβ＋6β＝3，∴6(α＋β)－2αβ＝3. ∴6a n ＋1a n －2a n ＝3.∴a n ＋1＝12a n ＋13. (2)证明：∵a n ＋1＝12a n ＋13，∴a n ＋1－23＝12(a n －23)，即a n ＋1－23a n －23＝12.∴{a n －23}是等比数列．(3)解：当a 1＝76时，a 1－23＝12，则{a n －23}是以12为首项，以12为公比的等比数列．∴a n －23＝(12)n .∴a n ＝23＋(12)n.11分析：(1)求出公差即可写出数列{a n }的通项a n 与前n 项和S n ；(2)利用反证法证明．(1)解：由已知，得⎩⎨⎧a 1＝2＋1，3a 1＋3d ＝9＋32，解得d ＝2，则a n ＝2＋1＋(n －1)2＝2n －1＋2，S n ＝n (2＋1)＋n n －22＝n (n ＋2)．(2)证明：由(1)得b n ＝S nn＝n ＋ 2.假设数列{b n }中存在三项b p ，b q ，b r (p ，q ，r 互不相等)成等比数列，则b 2q ＝b p b r ， 即(q ＋2)2＝(p ＋2)(r ＋2)． ∴(q 2－pr )＋(2q －p －r )2＝0.∵p ，q ，r ∈N ＋，∴⎩⎪⎨⎪⎧q 2－pr ＝0，2q －p －r ＝0.∴(p ＋r2)2－pr ＝0.∴(p －r )2＝0.∴p ＝r ，与p ≠r 矛盾．∴数列{b n }中任意不同的三项都不可能成等比数列． 12分析：(1)a i a j 与a j a i两数中至少有一个属于A 是指：数集A 中的任意两个数的积与和中至少有一个属于A ，且数集A 中的任意数的平方与自身的商中至少有一个属于A ，则对数集{1,3,4}与{1,2,3,6}中的元素验证即可；(2)转化为证明a n a n ∉A ，则说明1＝a n a n∈A ，利用已知证得a n a k＝a n －k ＋1，从而获得等式；(3)利用(2)验证从第二项起，每一项与前一项的比都等于a 2.(1)解：由于3×4与43均不属于数集{1,3,4}，∴数集{1,3,4}不具有性质P .由于1×2,1×3,1×6,2×3，62，63，11，22，33，66都属于数集{1,2,3,6}，∴数集{1,2,3,6}具有性质P .(2)证明：∵A ＝{a 1，a 2，…，a n }具有性质P ， ∴a n a n 与a n a n中至少有一个属于A . 由于1≤a 1＜a 2＜…＜a n ， ∴a n a n －a n ＝a n (a n －1)＞0. ∴a n a n ＞a n ， 故a n a n ∉A .从而1＝a n a n∈A ，∴a 1＝1. ∵1＝a 1＜a 2＜…＜a n ， ∴a k a n ＞a n ，故a k a n ∉A (k ＝2,3，…，n )．由A 具有性质P 可知a n a k∈A (k ＝1,2,3，…，n )． ∴a n a n ＜a n a n －1＜…＜a n a 2＜a na 1.又1＝a 1＜a 2＜…＜a n (n ≥2)， ∴a n a n ＝1＝a 1，a n a n －1＝a 2，…，a n a 2＝a n －1，a na 1＝a n . ∴a n a n ＋a n a n －1＋…＋a n a 2＋a na 1＝a 1＋a 2＋…＋a n －1＋a n . ∴(a －1n ＋a －1n －1＋…＋a －12＋a －11)a n ＝a 1＋a 2＋…＋a n －1＋a n . ∴a 1＋a 2＋…＋a na －11＋a －12＋…＋a －1n＝a n . (3)证明：由(2)知，当n ＝5时，有a 5a 4＝a 2，a 5a 3＝a 3，即a 5＝a 2a 4＝a 23. ∵1＝a 1＜a 2＜…＜a 5， ∴a 3a 4＞a 2a 4＝a 5.∴a 3a 4∉A . 由A 具有性质P 可知a 4a 3∈A .由a 2a 4＝a 23，得a 3a 2＝a 4a 3∈A ，且1＜a 3a 2＝a 2， ∴a 4a 3＝a 3a 2＝a 2.∴a 5a 4＝a 4a 3＝a 3a 2＝a 2a 1＝a 2，即a 1，a 2，a 3，a 4，a 5是首项为1，公比为a 2的等比数列．第二课时基础巩固1在等比数列{a n }中，a 4＝2，a 5＝1，则公比q 等于( ) A.12B ．1C ．2D ．4 2等比数列{a n }的各项都为正数，且a 5a 6＋a 4a 7＝18，log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 10等于( )A ．12B ．10C ．8D ．2＋log 353各项均为实数的等比数列{a n }中，a 2＝1，a 4＝9，则a 3＝________. 4等比数列{a n }中，a 2 009a 2 010a 2 011＝8，则a 2 010＝______.5在83和272之间插入三个数，使这五个数成等比数列，则插入的三个数的乘积为______．6等比数列{a n }中，a 1＝1，a 9＝6 561，求a 5的值．7设{a n }是各项均为正数的等比数列，b n ＝log 2a n ，若b 1＋b 2＋b 3＝3，b 1·b 2·b 3＝－3，求此等比数列的通项公式a n .综合过关8(1)在各项均为正的等比数列{a n }中，a 3·a 9＝4，a 6·a 10＋a 3·a 5＝41，求a 4＋a 8的值； (2)在等比数列{a n }中，a 5，a 9是方程7x 2－18x ＋7＝0的两个根，求a 7.9三个互不相等的实数成等差数列，如果适当排列这三个数，又可成为等比数列，且这三个数的和为6，求这三个数．能力提升10设数列{a n }的首项为a 1＝1，前n 项和S n 满足关系式3tS n －(2t ＋3)S n －1＝3t (t ＞0，n ＝2,3,4，…)．(1)求证：数列{a n }是等比数列；(2)设数列{a n }的公比为f (t )，作数列{b n }，使b 1＝1，b n ＝f (1b n －1)，n ＝2,3,4，…，求b n .参考答案1解析：q ＝a 5a 4＝12.答案：A2解析：a 5a 6＋a 4a 7＝2a 5a 6＝18，所以a 5a 6＝9.所以log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 10＝log 3(a 1a 2…a 10)＝log 3[(a 1a 10)(a 2a 9)…(a 5a 6)]＝log 395＝10.答案：B3解析：a 23＝a 2a 4＝9，则a 3＝±3. 答案：±34解析：a 2 009a 2 010a 2 011＝a 32 010＝8，∴a 2 010＝2. 答案：25解析：先求公比q ，把三个数用a 1，q 表示或利用性质求解． 方法一：设这个等比数列为{a n }， 其公比为q ，a 1＝83，a 5＝272＝a 1q 4＝83·q 4.∴q 4＝8116，q 2＝94.∴a 2·a 3·a 4＝a 1q ·a 1q 2·a 1q 3＝a 31·q 6＝(83)3·(94)3＝63＝216.方法二：设这个等比数列为{a n }，公比为q ， 则a 1＝83，a 5＝272，加入的三项分别为a 2，a 3，a 4，由题意a 1，a 3，a 5也成等比数列， ∴a 23＝83×272＝36.故a 3＝6.∴a 2·a 3·a 4＝a 23·a 3＝a 33＝216. 答案：2166分析：可以先解出公比q ，再求a 5，或利用等比中项求解． 解法一：∵a 9＝a 1q 8＝6 561， ∴q ＝±3.∴a 5＝a 1q 4＝1×(±3)4＝81.解法二：∵a 5是a 1与a 9的等比中项， ∴a 25＝a 1a 9＝6 561.∴a 5＝±81.而a 5＝－81不合题意，应舍去，∴a 5＝81.7分析：需由已知条件求出公比q 和某一项，再求通项公式． 解：由b 1＋b 2＋b 3＝3得log 2(a 1·a 2·a 3)＝3. ∴a 1·a 2·a 3＝23＝8. ∵a 22＝a 1·a 3， ∴a 2＝2.又∵b 1·b 2·b 3＝－3， 设等比数列{a n }的公比为q ，得log 2(2q)·log 22·log 2(2·q )＝－3，解得q ＝4或14.∴所求等比数列{a n }的通项公式为：a n ＝a 2·q n －2＝22n －3或25－2n .8分析：(1)此题应考虑使用等比数列的性质求解，即若m 、n 、p 、q ∈N ＋，且m ＋n ＝p ＋q ，则a m ·a n ＝a p ·a q ；(2)应用a 27＝a 5·a 9求解，但应注意a 7的符号．解：(1)∵{a n }为等比数列，且3＋9＝4＋8,6＋10＝2×8,3＋5＝2×4， ∴a 3·a 9＝a 4·a 8＝4，a 6·a 10＝a 28，a 3·a 5＝a 24. ∴a 6·a 10＋a 3·a 5＝a 28＋a 24＝41，a 4·a 8＝4. ∴(a 4＋a 8)2＝41＋2×4＝49，且a n ＞0. ∴a 4＋a 8＝7.(2)∵a 5，a 9是方程7x 2－18x ＋7＝0的两个根， ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5＋a 9＝187，a 5·a 9＝1.∴a 5，a 9＞0.又∵a 27＝a 5·a 9＝1，且a 7＝a 5·q 2＞0， ∴a 7＝1.9分析：由题意可设三个数为a －d ，a ，a ＋d ，再结合等比中项知识讨论上述三个数哪一个可能为排列之后等比数列的中间项．解：由题意，这三个数成等差数列，可设分别为a －d ，a ，a ＋d . ∴a －d ＋a ＋a ＋d ＝6.∴a ＝2，这三个数分别为2－d,2,2＋d . 若2－d 为等比中项，则有(2－d )2＝2(2＋d )． 解之得，d ＝6或d ＝0(舍去)，此时三数为－4,2,8. 若2＋d 是等比中项，则有(2＋d )2＝2(2－d )，解之得，d ＝－6或d ＝0(舍去)，此时三个数为8,2，－4. 若2为等比中项，则22＝(2＋d )(2－d )， 解得d ＝0(舍去)．综上可知，这三个数是－4,2,8. 10解：(1)由S 1＝a 1＝1，S 2＝1＋a 2， 得3t (1＋a 2)－(2t ＋3)＝3t ， 得a 2＝2t ＋33t ，∴a 2a 1＝2t ＋33t.又3tS n －(2t ＋3)S n －1＝3t ， ①3tS n －1－(2t ＋3)S n －2＝3t ， ② ①－②得3ta n －(2t ＋3)a n －1＝0， ∴a n a n －1＝2t ＋33t，n ＝2,3,4，…. 所以{a n }是一个首项为1，公比为2t ＋33t 的等比数列．(2)由f (t )＝2t ＋33t ＝23＋1t得b n ＝f (1b n －1)＝23＋b n －1， 可见{b n }是一个首项为1，公差为23的等差数列，于是b n ＝1＋23(n －1)＝2n ＋13.。
(常考题)北师大版高中数学必修五第一章《数列》测试(包含答案解析)
一、选择题1．记无穷数列{}n a 的前n 项12,,,n a a a …的最大项为n A ，第n 项之后的各项12,n n a a ++，···的最小项为n B ，令n n n b A B =-，若数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，则数列{}n b 的前10项和为（ ）A ．169-B ．134-C ．103-D ．78-2．若等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，首项10a >，202020210a a +>，202020210a a ⋅<，则满足0n S >成立的最大正整数n 是（ ） A ．4039B ．4040C ．4041D ．40423．在等比数列{n a }中，13a =，424a =，则345a a a ++的值为（ ） A ．33B ．72C ．84D ．1894．已知数列{}n a 中，13n n a S +=，则下列关于{}n a 的说法正确的是（ ） A ．一定为等差数列 B ．一定为等比数列C ．可能为等差数列，但不会为等比数列D ．可能为等比数列，但不会为等差数列 5．已知{}n a 是公比为整数的等比数列，设212n nn na ab a -+=，n ∈+N ，且113072b =，记数列{}n b 的前n 项和为n S ，若2020n S ≥，则n 的最小值为（ ） A ．11B ．10C ．9D ．86．我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题：“远望巍巍塔七层，红光点点倍加增，共灯三百八十一，请问尖头几盏灯？”意思是：一座7层塔共挂了381盏灯，且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍，则塔的底层共有灯（ ） A ．64盏B ．128盏C ．192盏D ．256盏7．在等比数列{}n a 中，48,a a 是关于x 的方程21040x x ++=的两个实根，则2610a a a =（ ） A ．8B ．8-C ．4D ．88-或8．已知数列{}n a的通项公式为)*n a n N =∈，其前n 项和为n S ，则在数列1S ，2S …，2019S 中，有理数项的项数为（ ） A ．42B ．43C ．44D ．459．在等比数列{}n a 中，若1234531a a a a a ++++=，2345662a a a a a ++++=，则通项n a 等于（ ） A ．12n -B ．2nC ．12n +D ．22n -10．已知函数()()31f x x x =-+，数列{}n a 中各项互不相等，记()()()12n n S f a f a f a =+++，给出两个命题：①若等差数列{}n a 满足55S =，则33a =；②若正项等比数列{}n a 满足33S =，则21a <；其中（ ）A ．①是假命题，②是真命题B ．①是真命题，②是假命题C ．①②都是假命题D ．①②都是真命题11．已知数列{}n a 满足123n n a a +-=，11a =，3n n b a =+，则10b =（ ） A ．92B ．103C ．2048D ．102412．在1和19之间插入个n 数，使这2n +个数成等差数列，若这n 个数中第一个为a ，第n 个为b ，当116a b+取最小值时，n 的值是（ ） A ．4B ．5C ．6D ．7二、填空题13．给定*1log (2)()n n a n n N +=+∈，则使乘积12k a a a 为整数的()*k k ∈N 称为“和谐数”，则在区间内[1,2020]的所有“和谐数”的和为_______.14．在各项均为正数的等比数列{}n a 中，公比()0,1q ∈，若355a a +=，264a a =，2log n n b a =，数列{}n b 的前n 项和为n S ，则数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项的和n T 为______.15．在等比数列{}n a 中，2514,2==a a ，则公比q =__________． 16．已知公差不为0的等差数列的首项12a =，前n 项和为n S ，且________（①1a ，2a ，4a 成等比数列；②(3)2n n n S +=；③926a =任选一个条件填入上空）.设3nn a b =，n n n a c b =，数列{}n c 的前n 项和为n T ，试判断n T 与13的大小. 17．已知数列{}n a 的前n 项和()2*32n n n S n +=∈N ，则数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前10项和为______．18．已知数列{}n a 的首项12a =，且满足132n n a a +=+（*N n ∈），则{}n a 的前n 项和n S =___________.19．若数列{}n a 满足：15n n a a n ++=，11a =，则2020a =________________. 20．我们知道，斐波那契数列是数学史上一个著名数列，在斐波那契数列{}n a 中，()*12211,1,n n n a a a a a n ++===+∈N ．用n S 表示它的前n 项和，若已知2020S m =，那么2022a =_______．三、解答题21．设数列{}n a 满足()121*4n n a n N a +=-∈-，其中11a =. （1）证明：112n a ⎧⎫-⎨⎬-⎩⎭是等比数列；（2）令32n n n a b a -=-，设数列(){}21-⋅n n b 的前n 项和为n S ，求使2021n S <成立的最大自然数n 的值.22．设数列{}n a ，{}n b 是公比不相等的两个等比数列，数列{}n c 满足*,n n n c a b n =+∈N ．（1）若2,3nnn n a b ==，是否存在常数k ，使得数列{}1n n c kc +-为等比数列?若存在，求k 的值；若不存在，说明理由；（2）证明：{}n c 不是等比数列．23．在①242n n n S a a =+，②12a =，12n n na S +=这两个条件中任选一个，补充到下面横线处，并解答.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ， ． （1）求数列{}n a 的通项公式； （2）若数列{}n b 满足131log 12n n b a =-，且n n n c a b =，求数列{}n c 的前n 项和n M . 注：如果选择多个条件分别进行解答，按第一个解答进行计分.24．在数列{}n a 中，11a =，()*21221,,k k k a a a k N -+∈成等比数列，公比为0k q >.（Ⅰ）若2k q =，求13521k a a a a -+++⋅⋅⋅+；（Ⅱ）若()*22122,,k k k a a a k N ++∈成等差数列，公差为k d ，设11k k b q =-. ①求证：{}n b 为等差数列；②若12d =，求数列{}k d 的前k 项和k D . 25．已知数列{}n a 的首项为4． （1）若数列{}2nn a -是等差数列，且公差为2，求{}na 的通项公式．（2）在①3248a a -=且20a >，②364a =且40a >，③20212201716a a a =这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中并解答． 问题，若{}n a 是等比数列，__________，求数列(){}31nn a -的前n 项和nS．26．在①420S =,②332S a =，③3423a a b -=这三个条件中任选一个，补充在下面问题中，并作答．问题：已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，{}n b 是各项均为正数的等比数列，14a b =，______，2138,34b b b =-=，是否存在正整数k ，使得数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前k 项和34k T >？若存在，求k 的最小值；若不存在，说明理由， 注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【分析】先利用单调性依次写出前几项，再根据规律求和即可. 【详解】数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，故从2a 起单调递增，且1231,0,3a a a ===， 所以11112101b A B a a =-=-=-=，22213b A B a a =-=-，33334b A B a a =-=-，44445b A B a a =-=-，…，1010101011b A B a a =-=-，又2112117116171a =⨯-⨯+=，所以数列{}n b 的前10项和为()()()()12101334451011...1...b b b a a a a a a a a +++=+-+-+-++-111111171169a a =+-=+-=-.故选：A. 【点睛】 关键点点睛：本题的解题关键在于发现数列从2a 起单调递增，才能依次确定{}n b 的项，找到规律，突破难点.2．B解析：B 【分析】由等差数列的10a >，及202020210a a ⋅<得数列是递减的数列，因此可确定202020210,0a a ><，然后利用等差数列的性质求前n 项和，确定和n S 的正负．【详解】∵202020210a a ⋅<，∴2020a 和2021a 异号，又数列{}n a 是等差数列，首项10a >，∴{}n a 是递减的数列，202020210,0a a ><， 由202020210a a +>，所以140404040202020214040()2020()02a a S a a +==+>，14041404120214041()404102a a S a +==<，∴满足0n S >的最大自然数n 为4040． 故选：B ． 【点睛】关键点睛：本题求满足0n S >的最大正整数n 的值，关键就是求出100n n S S +><，，时成立的n 的值，解题时应充分利用等差数列下标和的性质求解,属于中档题.3．C解析：C 【分析】根据341a a q =，可求出q ，再根据等比数列通项公式求出35,a a 即可.【详解】因为341a a q =，即3243q =，所以2q，所以22313212a a q ==⨯=，44513248a a q ==⨯=，所以34512244884a a a ++=++=. 故选：C 【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式的应用，属于基础题.4．C解析：C 【分析】根据13n n a S +=得14n n S S +=，分类讨论当10S =和10S ≠两种情况分析得数列{}n a 可能为等差数列，但不会为等比数列. 【详解】解：13n n a S +=，13n n n S S S +∴=-， 14n n S S +∴=，若10S =，则数列{}n a 为等差数列；若10S ≠，则数列{}n S 为首项为1S ，公比为4的等比数列，114n n S S -∴=⋅，此时21134n n n n a S S S -==-⋅﹣（2n ≥），即数列从第二项起，后面的项组成等比数列.综上，数列{}n a 可能为等差数列，但不会为等比数列. 故选：C.本题考查等差数列、等比数列的判断，考查学生分析解决问题的能力，正确分类讨论是关键.5．B解析：B 【分析】设{}n a 是公比为q ，根据已知条件有1n n n b qq -=+求得2q，数列{}n b 的前n 项和为3(21)n n S =-即2020n S ≥可求n 的最小值【详解】令{}n a 是公比为q ，由212n nn na ab a -+=，n ∈+N ∴1n n n b qq -=+，又113072b =即10113072q q +=，又q Z ∈，知：2q∵{}n b 的前n 项和为n S ，则3(21)nn S =-∴2020n S ≥时，3(21)2020n -≥，n ∈+N 解得10n ≥ 故选：B 【点睛】本题考查了数列，由数列的递推关系及已知条件求公比，进而根据新数列的前n 项和及不等式条件求n 的最小值6．C解析：C 【分析】设塔的顶层共有1a 盏灯，第n 层的灯有n a 盏，则数列{}n a 是公比为2的等比数列，利用等比数列的前n 项和公式可求得1a 的值，进而可求得塔的底层的灯的盏数7a . 【详解】设塔的顶层共有1a 盏灯，第n 层的灯有n a 盏，则数列{}n a 是公比为2的等比数列， 由题意可知，一座7层塔所挂的灯的盏数为()71711212738112a S a -===-，解得13a =.因此，塔的底层的灯的盏数为6732192a =⨯=. 故选：C. 【点睛】本题考查等比数列及其前n 项和基本量的计算，考查推理能力与计算能力，属于中等题.7．B解析：B结合根与系数关系，根据等比中项满足的性质，计算6a ，代入，计算式子，即可． 【详解】48,a a 是关于x 的方程21040x x ++=的两实根，所以24821064a a a a a ===，由48480,100a a a a >+=-<得480,0a a <<，所以2640a a q =<，即62a =-，所以26108a a a =-.故选B【点睛】本道题考查了等比中项的性质，关键利用好该性质，计算结果，即可，难度中等．8．B解析：B 【分析】本题先要对数列{}n a 的通项公式n a 运用分母有理化进行化简，然后求出前n 项和为n S 的表达式，再根据n S 的表达式的特点判断出那些项是有理数项，找出有理数项的下标的规律，再求出2019内属于有理数项的个数． 【详解】解：由题意，可知：n a ====． 12n n S a a a ∴=++⋯+1=1= 3S ∴，8S ，15S ⋯为有理项，又下标3，8，15，⋯的通项公式为21(2)n b n n =-，212019n ∴-，且2n ，解得：244n ，∴有理项的项数为44143-=．故选：B ． 【点睛】本题主要考查分母有理化的运用，根据算式判断有理数项及其下标的规律，属于中档题．9．A解析：A 【详解】设等比数列{a n }的公比为q ，∵a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=31,a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=62， ∴q=2，∴a1(1+q+q 2+q 3+q 4)=31， 则a 1=1， 故an=2n−1. 故选A.10．A解析：A 【分析】先确定函数()f x 对称性与单调性，再结合等差数列的等距性确定3a ；结合基本不等式将等比数列性质转化到等差数列性质上，解不等式即得结果. 【详解】因为()()()3311(1)1f x x x x x =-+=-+-+，而3y x x =+关于原点对称且在R 上单调递增，所以()f x 关于(1,1)对称且在R 上单调递增， 先证明下面结论：若()g x 为奇函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123g()()()()0n a g a g a g a ++++=，则1230n a a a a ++++=.证明：若1230n a a a a ++++>，则当n 为偶数时，1211220n n n n a a a a a a -++=+==+>111()()()()+()0n n n n a a g a g a g a g a g a >-∴>-=-∴>同理21+122()()0,,()+()0n n n g a g a g a g a -+>>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>与题意矛盾，当n 为奇数时，1211220n n n a a a a a -++=+==>类似可得12112()()0,()(),,()0n n n g a g a g a g a g a -++>+>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>，与题意矛盾同理可证1230n a a a a ++++<也不成立，因此1230n a a a a ++++=再引申结论：若()f x 为关于(,)a b 函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123()()()()n f a f a f a f a nb ++++=，则123n a a a a na ++++=证明过程只需令()()g x f x a b =+-，再利用上面结论即得.①若等差数列{}n a 满足55S =，即 12345()()()()()5f a f a f a f a f a ++++=，则123453555a a a a a a ++++=∴=， 31a ∴=，故①是假命题，②若正项等比数列{}n a 满足33S =， 即123()()()3f a f a f a ++= 因为数列{}n a 中各项互不相等，所以公比不为1，不妨设公比大于1，即123123()()()a a a f a f a f a <<∴<<，因为1322a a a +>=∴2()1f a <，()3222111a a a -+<∴<故②是真命题 故选：A 【点睛】本题考查函数()f x 对称性与单调性、等差数列性质、基本不等式应用，考查综合分析判断能力，属中档题.11．C解析：C 【分析】根据题意得到12n n b b +=，计算得到答案. 【详解】123n n a a +-=，()1323n n a a +∴+=+，即12n n b b +=， 14b =，910422048b ∴=⨯=.故选：C . 【点睛】本题考查了根据数列的递推式求通项公式，确定12n n b b +=是解题的关键.12．B解析：B 【分析】设等差数列公差为d ,可得20a b +=,再利用基本不等式求最值,从而求出答案. 【详解】设等差数列公差为d ,则119a d b d =+=-，,从而20a b +=, 此时0d >,故0,0a b >>,所以11616()()1161725b a a b a b a b ++=+++≥+=,即116255204a b +=,当且仅当16b a a b =,即4b a =时取“=”, 又1,19a d b d =+=-,解得3d =,所以191(1)3n =++⨯,所以5n =, 故选:B . 【点睛】本题主要考查数列和不等式的综合运用,需要学生对所学知识融会贯通,灵活运用.二、填空题13．2026【分析】根据换底公式把代入并且化简转化为为整数即可求得区间内的所有和谐数的和【详解】由换底公式：得为整数∴分别可取最大值则最大可取10故所有和谐数的和为故答案为：2026【点睛】考查数列的综解析：2026 【分析】根据换底公式把1log (2)n n a n +=+代入12k a a a ⋯并且化简，转化为lg(2)lg 2k +为整数，即22n k +=，n *∈N ，可求得区间[1,2020]内的所有“和谐数”的和.【详解】由换底公式：log log log b a b NN a=， 得()231241log 3log 4log 5log 2k k a a a k +=⋯+122lg3lg 4lg5lg(2)lg(2)log (2)lg 2lg3lg 4lg(1)lg 2==++⋯⋅⋅⋅⋅=++k k k a a a k k 为整数，∴22n k +=，n *∈N ，k 分别可取23422,22,22---，最大值222020n -≤，则n 最大可取10， 故所有“和谐数”的和为()923104122221818202612-++⋅⋅⋅+-=-=-.故答案为：2026. 【点睛】考查数列的综合应用及对数的换底公式，把12k a a a ⋯化简并且转化为对数的运算，体现了转化的思想，属中档题.14．【分析】首先利用方程组求出数列的通项公式进一步求出数列的通项公式进一步利用分类讨论思想的应用求出数列的和【详解】解：各项均为正数的等比数列中若所以由于公比解得所以解得所以由于所以则当时当时所以故答案解析：()()2217941714494n n n n T n n n ⎧-≤⎪⎪=⎨-+⎪>⎪⎩【分析】首先利用方程组求出数列{}n a 的通项公式，进一步求出数列{}n b 的通项公式，进一步利用分类讨论思想的应用求出数列的和. 【详解】解：各项均为正数的等比数列{}n a 中，若355a a +=，264a a =， 所以35352654a a a a a a +=⎧⎨==⎩，由于公比()0,1q ∈，解得3541a a =⎧⎨=⎩，所以253a a q =，解得12q =. 所以55512n n n a a q--⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭.由于5221log log 52n n n b a n -⎛⎫===- ⎪⎝⎭.所以()()45922n n n n n S +--==， 则()9292n n n n S n c nn--===， 当9n ≤时，()212171744n n n n n n T c c c --=+++==. 当9n >时，()()212910*********24n n n n n T c c c c c c c c c c -+=+++---=++-+++=. 所以()()2217941714494n n n n T n n n ⎧-≤⎪⎪=⎨-+⎪>⎪⎩.故答案为：()()2217941714494n n n n T n n n ⎧-≤⎪⎪=⎨-+⎪>⎪⎩【点睛】本题考查等比数列的通项公式，等差数列的前n 项和公式，考查分类讨论思想和数学运算能力，是中档题.15．【分析】本题先用表示再建立方程组解题即可【详解】解：∵是等比数列∴∵∴解得：故答案为：【点睛】本题考查等比数列的基本量法是基础题 解析：12【分析】本题先用1a ，q 表示2a ，5a ，再建立方程组21451412a a q a a q ==⎧⎪⎨==⎪⎩解题即可. 【详解】解：∵ {}n a 是等比数列，∴ 21a a q =，451a a q∵24a =，512a =，∴ 21451412a a q a a q ==⎧⎪⎨==⎪⎩，解得：1812a q =⎧⎪⎨=⎪⎩， 故答案为：12. 【点睛】本题考查等比数列的基本量法，是基础题.16．选①：；选②：当时；当时；当时；选③：【分析】任选一个条件求出数列公差及通项利用错位相减法求和再比较大小可得解【详解】若选①设公差为因为成等比数列所以解得或0（不合舍去）所以所以利用错位相减可得；若解析：选①：13n T <；选②：当1n =时，12193T =<；当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>；选③：13n T <.【分析】任选一个条件，求出数列{}n a 公差及n b ，n c 通项，利用错位相减法求和，再比较大小可得解. 【详解】若选①，设公差为d ，因为1a ，2a ，4a 成等比数列，所以2(2)2(23)d d +=+，解得2d =或0（不合，舍去），所以2n a n =，9n n b =所以29n nnc =，利用错位相减可得1991213232993n n n n T +=-⨯-<； 若选②，因为(3)2n n n S +=，所以公差1d =，所以1n a n =+，13n n b +=所以113n n n c ++=，利用错位相减可得11515()()24312n n T n +=--⨯+当1n =时，12193T =<； 当2n =时，21133T ==；当3n ≥时，3311813n T T ≥=>； 若选③，因为926a =，所以公差3d =，所以31n a n =-，所以31313n n n c --=， 利用错位相减可得1652346911676676273n n n T -=-⨯<. 【定睛】本题考查等差数列通项及错位相减法求和，属于基础题.17．【分析】根据可求得的通项公式经检验满足上式所以可得代入所求利用裂项相消法求和即可得答案【详解】因为所以所以又满足上式所以所以所以数列的前10项和为故答案为：【点睛】解题的关键是根据求得的通项公式易错 解析：532【分析】根据1(2)n n n a S S n -=-≥可求得n a 的通项公式，经检验，112a S ==满足上式，所以可得n a ，代入所求，利用裂项相消法求和，即可得答案. 【详解】因为()2*32n n n S n +=∈N ，所以2213(1)1352(2)22n n n n n S n --+--+==≥， 所以221335231,(2)22n n n n n n n a S S n n -+-+=---≥==，又1131122a S ⨯+===满足上式， 所以()*31,n a n n N=-∈，所以111111(31)(32)3313+2n n a a n n n n +⎛⎫== ⎪-+-⎝⎭-，所以数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前10项和为11111111115325582932323232⎛⎫⎛⎫-+-+⋅⋅⋅+-=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 故答案为：532【点睛】解题的关键是根据1(2)n n n a S S n -=-≥，求得n a 的通项公式，易错点为，若11a S =满足上式，则写成一个通项公式的形式，若11a S =不满足上式，则需写成分段函数形式，考查计算化简的能力，属中档题.18．【分析】根据递推公式构造等比数列求出再分组根据等比数列求和公式可得结果【详解】由得因为所以是首项为公比为的等比数列所以所以所以故答案为：【点睛】关键点点睛：构造等比数列求解是解题关键解析：()11332n n +-- 【分析】 根据递推公式构造等比数列{1}n a +，求出n a ，再分组根据等比数列求和公式可得结果. 【详解】由132n n a a +=+得113(1)n n a a ++=+，因为1130a +=≠，所以{1}n a +是首项为3，公比为3的等比数列，所以11333n nn a -+=⨯=，所以31n n a =-，所以1233333n n S n =++++-3(13)13n n -=--()11332n n +=--. 故答案为：()11332n n +-- 【点睛】关键点点睛：构造等比数列{1}n a +求解是解题关键.19．【分析】根据写出相减以后可得可以判断出数列是等差数列然后判断出首项和公差即可得【详解】两式相减得故是首项为公差为的等差数列的第项故故答案为：【点睛】要注意等差数列的概念中的从第项起与同一个常数的重要解析：5049. 【分析】根据15n n a a n ++=写出155n n a a n -+=-，相减以后可得115n n a a +--=，可以判断出数列{}2n a 是等差数列，然后判断出首项和公差，即可得2020a . 【详解】11555n n n n a a n a a n +-+=⇒+=-.两式相减，得115n n a a +--=.12254a a a +=⇒=.故2020a 是首项为4，公差为5的等差数列的第1010项， 故()202041010155049a =+-⨯=. 故答案为：5049. 【点睛】要注意等差数列的概念中的“从第2项起”与“同一个常数”的重要性，巧妙运用等差数列的性质，可化繁为简；如果1n n a a +-是常数，则{}n a 是等差数列，如果11n n a a +--是常数，则数列中的奇数项或者偶数项为等差数列，所以需要注意等差数列定义的推广应用.20．【分析】由已知利用累加法即可得到答案【详解】由已知各式相加得即又所以故答案为：【点睛】本题考查了累加求和方法斐波那契数列的性质考查了推理能力与计算能力属于中档题 解析：1m +【分析】由已知，123a a a +=，234,a a a +=202020212022a a a +=，利用累加法即可得到答案. 【详解】由已知，123a a a +=，234,a a a +=202020212022a a a +=，各式相加得1234202020222a a a a a a +++++=，即220202022a S a +=，又21a =，2020S m =，所以20221a m =+. 故答案为：1m + 【点睛】本题考查了“累加求和”方法、“斐波那契数列”的性质，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．三、解答题21．（1）证明见解析；（2）最大自然数6n =. 【分析】（1）根据题中条件，可得1112n a +--的表达式，根据等比数列的定义，即可得证；（2）由（1）可得1122n n a -=-，则可得2n n b =，根据错位相减求和法，可求得n S 的表达式，根据n S 的单调性，代入数值，分析即可得答案. 【详解】解：（1）∵()1621*44n n n n a a n N a a +-=-=∈--， ∴()()1116323346312311122162262822224n n n n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a +++----⎛⎫----+--======- ⎪-----+----⎝⎭--即11122112n n a a +--=--， ∴112n a ⎧⎫-⎨⎬-⎩⎭是首项为113132212a a --==--，公比为2的等比数列. （2）由（1）知，1122n n a -=-， 即321112222n n n n n n n a a b a a a ---==-==---， ∴()()21212-⋅=-⋅nn n b n ，()123123252212n n S n =⋅+⋅+⋅++-⋅，①()23412123252212n n S n +=⋅+⋅+⋅++-⋅，②①减②得()()()112311421222222122221212n nn n n S n n +++--=⋅++++--⋅=+⋅--⋅-()13226n n +=-⋅-.∴()12326n n S n +=-⋅+.∴()()()21112122322210++++-=-⋅--⋅=+>n n n n n S S n n n ，∴n S .单调递增.∵7692611582021S =⨯+=<，87112628222021S =⨯+=>.故使2021n S <成立的最大自然数6n =. 【点睛】解题的关键是根据所给形式，进行配凑和整理，根据等比数列定义，即可得证，求和常用的方法有：①公式法，②倒序相加法，③裂项相消法，④错位相减法等，需熟练掌握. 22．（1）存在，2k =或3k =；（2）证明见解析. 【分析】（1）若数列{}1n n c kc +-为等比数列，则有()()()21211n n n n n n c kc c kc c kc +++--=-⋅-，其中2n ≥且*n ∈N ，将23n n n c =+代入上式，整理得1(2)(3)2306n nk k --⋅⋅=化简即可得出答案；（2）证{}n c 不是等比数列只需证2213c c c ≠⋅，验证其不成立即可.【详解】解：（1）由题意知，若数列{}1n n c kc +-为等比数列，则有()()()21211n n n n n n c kc c kc c kc +++--=-⋅-，其中2n ≥且*n ∈N ，将23n nn c =+代入上式，得()()()211221111232323232323n n n n n n n n n n n n k k k ++++++--⎡⎤⎡⎤⎡⎤+-+=+-+⋅+-+⎣⎦⎣⎦⎣⎦， 即21111(2)2(3)3(2)2(3)3(2)2(3)3n n n n n n k k k k k k ++--⎡⎤⎡⎤⎡⎤-+-=-+-⋅-+-⎣⎦⎣⎦⎣⎦，整理得1(2)(3)2306n nk k --⋅⋅=，解得2k =或3k =．（2）设数列{}n a ，{}n b 的公比分别为,,p q p q ≠且,0p q ≠，11,0a b ≠， 则1111n n n c a pb q --=+，为证{}n c 不是等比数列，只需证2213c c c ≠⋅，事实上()22222221111112c a p b q a p a b pq b q =+=++，()()()222222221311111111c c a b a p b q a p a b p q b q ⋅=+⋅+=+++，由于p q ≠，故222p q pq +>，又11,0a b ≠，从而2213c c c ≠⋅，所以{}n c 不是等比数列. 【点睛】方法点睛：等差、等比数列的证明经常利用定义法和等比中项法，通项公式法和前n 项和公式法经常在选择题、填空题中用来判断数列是否为等差、等比数列不能用来证明．23．（1）条件性选择见解析，2n a n =；（2）1931223n n M n -⎫⎫⎛⎛=-+⨯ ⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭.【分析】（1）若选①，先求出12a =，由242n n n S a a =+可得111242n n n S a a +++=+，两式相减可得()()1120n n n n a a a a +++--=，从而12n n a a +-=得出答案; 若选②，由12n n na S +=可得1(1)2n n n a S --=，两式相减可得11n n a n a n++=，由累乘法可得答案. (2)由（1）可得13log 1n b n =-，则113n n b -⎛⎫= ⎪⎝⎭，于是1123n n n n c a b n -⎫⎛==⨯ ⎪⎝⎭，由错位相减法可求和得出答案. 【详解】（1）选①时，当1n =时，211142a a a =+，因为10a >，所以12a =， 由242n n n S a a =+，① 可得111242n n n S a a +++=+，②②－①得，22111422n n n n n a a a a a +++=-+-， 整理得2211220n n n n a a a a ++---=，所以()()1120n n n n a a a a +++--= 因为0n a >，所以12n n a a +-=，所以数列{}n a 是首项为2，公差为2的等差数列， 所以2n a n =； 选②时， 因为12n n na S +=①所以当2n ≥时，1(1)2n n n a S --=② ①－②得：1(1)n n na n a +=+，即11n n a n a n++= ①中，令1n =，得2124a a ==，212a a =适合上式 所以当2n ≥时，1232112321n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----=⋅⋅⋅⋅12322212321n n n n n n n --=⋅⋅⋅⋅⨯⨯=--- 又1n =，1221a ==⨯ 所以对任意*N n ∈，2n a n = （2）因为13log 12nn a b =-即13log 1n b n =-所以113n n b -⎛⎫= ⎪⎝⎭，于是1123n n n n c a b n -⎫⎛==⨯ ⎪⎝⎭，2111121462333n n M n -⎫⎫⎛⎛=⨯+⨯+⨯+⋯+⨯ ⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭③2311111246233333nn M n ⎫⎫⎫⎛⎛⎛=⨯+⨯+⨯+⋯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎝⎝⎭⎭⎭④ ③－④得231211111222222333333n nn M n -⎫⎫⎫⎫⎛⎛⎛⎛=+⨯+⨯+⨯+⋯+⨯-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎝⎝⎝⎭⎭⎭⎭1111212333n nn -⎡⎤⎫⎫⎛⎛=⨯++⋯+-⨯⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭⎢⎥⎣⎦1113221313nnn ⎫⎛- ⎪⎫⎛⎝⎭=⨯-⨯ ⎪⎝⎭-所以1931223n n M n -⎫⎫⎛⎛=-+⨯ ⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭【点睛】关键点睛：本题考查求数列的通项公式和应用错位相减法求数列的前n 项和，解答本题的关键是按照步骤求解，考查计算能力，由2111121462333n n M n -⎫⎫⎛⎛=⨯+⨯+⨯+⋯+⨯ ⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭，得出2311111246233333nn M n ⎫⎫⎫⎛⎛⎛=⨯+⨯+⨯+⋯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎝⎝⎭⎭⎭，两式相减再化简得出答案，属于中档题.24．（Ⅰ）413-k ；（Ⅱ）①证明见解析；②(3)2+=k k k D . 【分析】（Ⅰ）根据题中条件，得到221214k k k a q a +-==，求出21k a -的通项，利用等比数列的求和公式，即可求出结果；（Ⅱ）①先由条件，得到212222k k k a a a ++=+，推出112k kq q +=+，得出11k k b b +-=，即可证明数列是等差数列；②根据12d =，由①的结论，根据等差数列的通项公式，求出k b ，推出11k q k=+，得到221211k k a k a k +-+⎛⎫= ⎪⎝⎭，根据212k k k d a a +=-，求出{}k d 的通项，判断其是等差数列，由等差数列的求和公式，即可得出结果. 【详解】（Ⅰ）由已知，221214k k k a q a +-==，所以1214k k a --=， 又11a =，所以数列{}21k a -是以1为首项，以4为公比的等比数列，所以()132111414413k k k a a a -⨯-=-++⋅⋅⋅+=-； （Ⅱ）①对任意的*k N ∈，2k a ，21k a +，22k a +成等差数列， 所以212222k k k a a a ++=+，即22221212k k k k a a a a +++=+，即112k kq q +=+， 所以111111111k k kq q q +==+---，即11k k b b +-=，所以{}n b 成等差数列，其公差为1.②若12d =，则21a q =，231a q =，322a a -=，所以21120q q --=，又0k q >，所以12q =，从而111111k k k q q =+-=--，即11k q k=+. 所以221211k k a k a k +-+⎛⎫= ⎪⎝⎭，可得235212111323k k k a a a a a k a a a ---=⨯⨯⨯⋅⋅⋅⨯=， 则221(1)k k k a a q k k -==+，所以2212(1)(1)1k k k d a a k k k k +=-=+-+=+，即{}k d 为等差数列，所以()1(3)22k k k d d k k D ++==. 【点睛】思路点睛：求解等差数列与等比数列的综合问题时，一般需要根据等差数列与等比数列的通项公式，以及求和公式，进行求解.（有时需要根据递推公式，先证明数列是等差数列或等比数列，再进一步求解）25．（1）22nn a n =+；（2）()132483n n n S +-+=【分析】 （1）求出{}2nn a -首项，即可求出{}2n na-通项公式，得出{}n a 的通项公式；（2）设出公比，建立关系求出公比，再利用错位相减法即可求出n S . 【详解】解：（1）因为14a =，所以122a -=，因为数列{}2n n a -是等差数列，且公差为2， 所以()22212n n a n n -=+-=，则22n n a n =+. （2）选①：设公比为q ，由3248a a -=，得24448qq -=， 解得4q =或3-，因为20a >，所以4q =.故4nn a =. ()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯， 两式相减得()()231383444314n n n S n +-=++++--， 即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--， 故()132483n n n S +-+=. 选②：设公比为q ，由364a =，得2464q =，解得4q =±，因为20a >，所以4q =.故4nn a =. ()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯， 两式相减得()()231383444314n n n S n +-=++++--， 即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--， 故()132483n n n S +-+=. 选③：设公比为q ，由20212201716a a a =，得20211201820181664a a a a ==，则364q =，所以4q =.故4n n a =. ()22454314n n S n =⨯+⨯++-⨯， ()23142454314n n S n +=⨯+⨯++-⨯， 两式相减得()()231383444314n n n S n +-=++++--，即()2114438313414n n n S n ++--=+⨯+--()12348n n +=--， 故()132483n n n S +-+=. 【点睛】方法点睛：数列求和的常用方法：（1）对于等差等比数列，利用公式法可直接求解；（2）对于{}n n a b 结构，其中{}n a 是等差数列，{}n b 是等比数列，用错位相减法求和； （3）对于{}+n n a b 结构，利用分组求和法；（4）对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭结构，其中{}n a 是等差数列，公差为d ，则111111n n n n a a d a a ++⎛⎫=- ⎪⎝⎭，利用裂项相消法求和. 26．选①k 的最小值为4；选②k 的最小值为4；选③k 的最小值为3；【分析】 先由条件求出11162n n b -⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭，得出142a b ==，若选①可得2d =，则2n a n =，从而1111n S n n =-+，由裂项相消法求出k T ，可得答案；若选②可得12a d ==，所以2n a n =，一下同选①；若选③可得43d =，从而131142n S n n ⎛⎫=⨯- ⎪+⎝⎭，由裂项相消法求出k T ，可得答案.【详解】 设等比数列{}n b 的公比为q ，由2138,34b b b =-= 所以18b q =，则8384q q -⨯=，解得12q =或23q =-（舍） 则1816b q ==，所以11162n n b -⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭则142a b ==若选① 由4143486202S a d d ⨯=+=+=，则2d = 所以2n a n =， 则212n n a a S n n n +=⨯=+ 所以()111111n S n n n n ==-++则1211111111122311n n n T S S S n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++-= ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 由314k k T k =>+，则3k >，由k 为正整数，则k 的最小值为4. 若选② 由332S a =，即()11323222a d a d ⨯+=+ ，可得12a d == 所以2n a n =，一下同选①.若选③ 由3423a a b -=，可得()()113238a d a d +-+=，即43d =所以()()14222233n n n S n n n -=+⨯=+ ()1313112242n S n n n n ⎛⎫=⨯=⨯- ⎪++⎝⎭12111311111311111432424212n n T S S S n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=⨯-+-++-=+-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦所以93118412n T n n ⎛⎫=-+ ⎪++⎝⎭ 所以9311124438k k k T ⎛⎫-+ ⎪++⎭>⎝=，即111122k k +<++，也即240k k --> 解得12k +>，由1232+<<，又k 为正整数，则k 的最小值为3. 【点睛】关键点睛：本题考查等差、等比数列求通项公式和等差数列的前n 项和以及用裂项相消法求和，解答本题的关键是将所要求和的数列的通项公式裂成两项的差，即1111n S n n =-+，131142n S n n ⎛⎫=⨯- ⎪+⎝⎭，注意裂项和的系数和求和时相抵消的项以及最后余下的项，属于中档题.。
高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.1.2习题精选北师大版必修
第2课时等比数列的性质及应用课后篇巩固探究A组1.在等比数列{a n}中,a5=3,则a2·a8=()A.3B.6C.8D.9解析:a2·a8==32=9.答案:D2.若1,a1,a2,4成等差数列,1,b1,b2,b3,4成等比数列,则的值等于()A.-B.C.±D.解析:∵=1×4=4,∴b2=2或b2=-2(舍去).又a2-a1==1,∴=-.答案:A3.若互不相等的实数a,b,c成等差数列,c,a,b成等比数列,且a+3b+c=10,则a等于()A.4B.2C.-2D.-4解析:由解得a=-4或a=2.又当a=2时,b=2,c=2,与题意不符,故a=-4.答案:D4.在等比数列{a n}中,a1=1,公比|q|≠1.若a m=a1a2a3a4a5,则m=()A.9B.10C.11D.12解析:因为{a n}是等比数列,所以a1a5=a2a4=,于是a1a2a3a4a5=.从而a m==(q2)5=q10=1×q11-1,故m=11.答案:C5.在正项等比数列{a n}中,=81,则等于()A. B.3 C.6 D.9解析:∵=81,∴=81,∴=81.∵数列各项都是正数,∴=9.答案:D6.在等差数列{a n}中,公差d≠0,且a1,a3,a9成等比数列,则=.解析:由题意知a3是a1和a9的等比中项,∴=a 1a9,∴(a1+2d)2=a1(a1+8d),得a1=d,∴.答案:7.在1和100之间插入n个正数,使这(n+2)个数成等比数列,则插入的这n个正数的积为.解析:设插入的n个正数为a1,a2,…,a n.设M=1·a1·a2·…·a n·100,则M=100·a n·a n-1·…·a1·1,∴M2=(1×100)n+2=100n+2,∴M=10=10n+2,∴a1·a2·…·a n=10n.答案:10n8.导学号33194020在表格中,每格填上一个数字后,使每一横行成等差数列,每一纵行成等比数列,所有公比相等,则a+b+c的值为.解析:设公比为q,由题意知q=,q2=.第四行最后一个数为.因为每一行成等差数列,所以2×2=1+,即bc=6.因为,所以所以所以q=.又=q3=,所以a=8,a+b+c=.答案:9.三个互不相等的实数成等差数列,如果适当排列这三个数,又可成为等比数列,且这三个数的和为6,求这三个数.解由题意,这三个数成等差数列,可设这三个数分别为a-d,a,a+d(d≠0),∴a-d+a+a+d=6,∴a=2,∴这三个数分别为2-d,2,2+d.若2-d为等比中项,则有(2-d)2=2(2+d).解得d=6或d=0(舍去),此时三个数分别为-4,2,8;若2+d是等比中项,则有(2+d)2=2(2-d),解得d=-6或d=0(舍去),此时三个数分别为8,2,-4.10.已知等比数列{b n}与数列{a n}满足b n=(n∈N+).(1)判断{a n}是何种数列;(2)若a8+a13=m,求b1.b2 (20)解(1)设数列{b n}的公比为q,则q>0.∵b n=,∴b1=,∴b n=·q n-1,∴·q n-1=. ①将两边取以3为底的对数得a n=log3(·q n-1)=a1+(n-1)log3q=log3b1+(n-1)log3q.∴数列{a n}是以log3b1为首项,log3q为公差的等差数列.(2)∵a1+a20=a8+a13=m,∴a1+a2+…+a20==10m,∴b 1·b2·…·b20=·…·==310m.B组1.已知0<a<b<c,且a,b,c成等比数列,n为大于1的整数,则log a n,log b n,log c n()A.成等差数列B.成等比数列C.各项倒数成等差数列D.以上都不对解析:∵a,b,c成等比数列,∴b2=ac,又=log n a+log n c=log n ac=log n b2=2log n b=,∴log a n,log b n,log c n的各项倒数成等差数列.故选C.答案:C2.一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是()A.13B.12C.11D.10解析:设该等比数列为{a n},其前n项积为T n,则由已知得a1·a2·a3=3,a n-2·a n-1·a n=9,(a1·a n)3=3×9=33,∴a1·a n=3,又T n=a1·a2·…·a n-1·a n,T n=a n·a n-1·…·a2·a1,∴=(a1·a n)n,即7292=3n,∴n=12.答案:B3.在等比数列{a n}中,|a1|=1,a5=-8a2,且a5>a2,则a n等于()A.(-2)n-1B.-(-2)n-1C.±(-2)n-1D.-(-2)n解析:∵|a1|=1,∴a1=1或a1=-1.∵a5=-8a2=a2·q3,∴q3=-8,∴q=-2.又a5>a2,即a2q3>a2,∴a2<0.而a2=a1q=a1·(-2)<0,∴a1=1.故a n=a1·(-2)n-1=(-2)n-1.答案:A4.已知等比数列{a n}满足a n>0,n=1,2,…,且a5·a2n-5=22n(n≥3),则当n≥1时,log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=()A.n(2n-1)B.(n+1)2C.n2D.(n-1)2解析:由等比数列的性质可得=a5·a2n-5=22n=(2n)2,∵a n>0,∴a n=2n,故数列首项a1=2,公比q=2,故log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=log2(a1·a3·…·a2n-1)=log2[(a1)n q0+2+4+…+2n-2]=log2[2n·]=log2=log2=n2,故选C.答案:C5.导学号33194021在数列{a n}中,a1=2,当n为奇数时,a n+1=a n+2;当n为偶数时,a n+1=2a n-1,则a12=()A.32 C.34 C.66 D.64解析:依题意,a1,a3,a5,a7,a9,a11构成以2为首项,2为公比的等比数列,故a11=a1×25=64,a12=a11+2=66.故选C.答案:C6.在等比数列{a n}中,已知a9=-2,则此数列的前17项之积为.解析:∵a1a2a3·…·a17=(a1·a17)(a2·a16)·…·a9=·…·a9==(-2)17=-217.答案:-2177.已知数列{a n}是公差不为零的等差数列,且a5,a8,a13是等比数列{b n}中相邻的三项,若b2=5,求数列{b n}的通项公式.解∵{a n}是等差数列,∴a5=a1+4d,a8=a1+7d,a13=a1+12d.∵a5,a8,a13是等比数列{b n}中相邻的三项,∴=a 5a13,即(a1+7d)2=(a1+4d)(a1+12d),解得d=2a1.∴q=,b2=b1q=5,b1=5,b1=3,∴b n=3·.8.导学号33194022已知两个等比数列{a n},{b n}满足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2-a2=2,b3-a3=3.(1)若a=1,求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{a n}唯一,求a的值.解(1)设{a n}的公比为q,则b1=1+a1=1+a=2,b2=2+aq=2+q,b3=3+aq2=3+q2.由b1,b2,b3成等比数列,得(2+q)2=2(3+q2),即q2-4q+2=0,解得q1=2+,q2=2-,故{a n}的通项公式为a n=(2+)n-1或a n=(2-)n-1.(2)设{a n}的公比为q,则由(2+aq)2=(1+a)·(3+aq2),得aq2-4aq+3a-1=0,由a>0得,Δ=4a2+4a>0,故方程aq2-4aq+3a-1=0有两个不同的实根.又{a n}唯一,故方程必有一根为0,代入上式得a=.。
高中数学北师大版必修5习题：第一章数列 1.3.2 含解析
3.2 等比数列的前n 项和课时过关·能力提升1.数列1,13,132,…,13n 的各项和的计算公式为( ) A.1-13n 1-13B.1-13n+11-13C.1-13n -11-13D.11-131,13,13,…,13各项和为等比数列{13}的前n+1项和,故计算式为1[1-(13)n+1]1-13=1-13n+11-13.2.在等比数列{a n }中,其前n 项和S n =5n+1+a ,则a 的值为( ) A.-1 B.1 C.5 D.-5n =5n+1+a=5×5n+a ,由等比数列的前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q=a 11-q −a11-q·q n可知其常数项与q n 的系数互为相反数,所以a=-5.3.在等比数列{a n }中,其前n 项和为S n =3n -1,则a 12+a 22+a 32+…+a n 2=( )A.12(3n -1) B.3n -1C.1(9n -1)D.9n -1S n =3n -1可知,当n ≥2时,a n =S n -S n-1=3n -1-3n-1+1=2·3n-1.由a 1=2,an a n -1=3(n ≥2),知数列{a n }是以2为首项,3为公比的等比数列.因为{a n 2}是以32为公比,a 12=4为首项的等比数列, 所以{a n 2}的前n 项和为T n =4(1-9n )1-32=12(9n -1).4.在等比数列{a n }中,公比q ≠1,它的前n 项和为M ,数列{2a n}的前n 项和为N ,则MN 的值为( )A.2a 12q nB.12a 1q n-1C.1a 12q n-1 D.2a 12q n-1{a n }是公比为q 的等比数列,∴{2a n }是首项为2a 1,公比为1q 的等比数列,∴M=a 1(1-q n )1-q ,N=2a 1[1-(1q )n]1-1q, 解得MN =12a 12q n-1.5.已知等比数列{a n }的公比q=2,它的前9项的平均值等于5113,若从中去掉一项a m ,剩下8项的平均值等于1 4378,则m 等于( )A.5B.6C.7D.8{a n }的前9项的和为S 9=5113×9=1 533,即a 1(1-29)1-2=1 533,解得a 1=3.因为a m =S 9-×8=96,且a m =3·2m-1,所以3·2m-1=96,解得m=6.6.已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和S n = .n -17.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 10=10,S 20=30,则S 30= .S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等比数列,∴S 10·(S 30-S 20)=(S 20-S 10)2,即10×(S 30-30)=(30-10)2,解得S 30=70.8.已知等比数列{a n }是递增数列,S n 是{a n }的前n 项和,若a 1,a 3是方程x 2-5x+4=0的两个根,则S 6= .a 1,a 3是方程x 2-5x+4=0的两个根,且数列{a n }是递增的等比数列,∴{a 1+a 3=5,a 1a 3=4,a 1<a 3,解得a 1=1,a 3=4. ∵a3a 1=q 2,∴q=2或q=-2(舍去). ∴S 6=1-261-2=63.9.已知等差数列{a n }满足a 3=6,a 4+a 6=20. (1)求通项公式a n ;(2)设{b n -a n }是首项为1,公比为3的等比数列,求数列{b n }的通项公式及其前n 项和T n .由题意,知{a 1+2d =6,2a 1+8d =20,解得{a 1=2,d =2,故a n =a 1+(n-1)d=2n.(2)由题意,知b n -a n =3n-1,所以b n =3n-1+2n.故T n =(1+3+…+3n-1)+2(1+2+…+n )=3n -12+n 2+n.★10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=1,S 11=33. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =(14)a n,求证:数列{b n }是等比数列,并求其前n 项和T n .{a n }的公差为d.∵{a 2=1,S 11=33, ∴{a 1+d =1,11a 1+11×102d =33,解得{a 1=12,d =12.∴a n =12+12(n-1)=12n.b n =(14)a n=(14)n2=(12)n,∴b n+1b n=12.∴数列{b n }是以b 1=12为首项,q=12为公比的等比数列. ∴其前n 项和T n =12×[1-(12)n ]1-12=1-12n . ★11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4=4S 2,a 2n =2a n +1. (1)求数列{a n }的通项公式.(2)设数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n +a n +12n=λ(λ为常数).令c n =b 2n (n ∈N +),求{c n }的前n项和R n .设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d.由S 4=4S 2,a 2n =2a n +1,得{4a 1+6d =8a 1+4d ,a 1+(2n -1)d =2a 1+2(n -1)d +1,解得{a 1=1,d =2,∴a n =2n-1,n ∈N +.(2)由题意知T n =λ-n2n -1, ∴当n ≥2时,b n =T n -T n-1=-n 2n -1+n -12n -2=n -22n -1,故c n =b 2n =2n -222n -1=(n-1)(14)n -1,n ∈N +.∴R n =0×(14)0+1×(14)1+2×(14)2+3×(14)3+…+(n-1)×(14)n -1,则14R n =0×(14)1+1×(14)2+2×(14)3+…+(n-2)×(14)n -1+(n-1)×(14)n,两式相减得34R n =(14)1+(14)2+(14)3+…+(14)n -1-(n-1)×(14)n=14-(14)n 1-14-(n-1)×(14)n =13−1+3n 3(14)n ,整理得R n =19(4-3n+14n -1).。
(常考题)北师大版高中数学必修五第一章《数列》测试(包含答案解析)(1)
一、选择题1．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，112a =，对任意的*n ∈N 都有1(2)n n na n a +=+，则2021S =（ ）A ．20192020B ．20202021C ．20212022D ．101010112．已知数列{}n a 中，11n n a a n +-=+，11a =，设数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ，则满足143n S n n ⎛⎫≥- ⎪⎝⎭)的n 的最大值为（ ）A ．3B ．4C ．5D ．63．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且0n a >，n *∈N ，若数列{}n a 和{}n S 都是等差数列，则下列说法不正确的是（ ） A ．{}n n a S +是等差数列 B ．{}n n a S ⋅是等差数列 C ．{}2na 是等比数列D ．{}2nS 是等比数列4．数列{}n a 中，11a =，113,3,3n n n n a N a n a N *+*-⎧+∉⎪⎪=⎨⎪∈⎪⎩，使2021n a <对任意的()n k k *≤∈N 恒成立的最大k 值为（ ） A ．1008B ．2016C ．2018D ．20205．对于数列{}n a ，定义11222n nn a a a Y n-++⋅⋅⋅+=为数列{}n a 的“美值”，现在已知某数列{}n a 的“美值”12n n Y +=，记数列{}n a tn -的前n 项和为n S ，若6n S S ≤对任意的*n N ∈恒成立，则实数t 的取值范围是（ ）A ．712,35⎡⎤⎢⎥⎣⎦B ．712,35⎛⎫⎪⎝⎭C ．167,73⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．167,73⎛⎫⎪⎝⎭6．《张丘建算经》是我国北魏时期大数学家丘建所著，约成书于公元466485~年间，其记臷着这么一道题：某女子善于织布，一天比一天织得快，而且每天增加的数量相同. 已知第一天织布5尺，30天其织布390尺，则该女子织布每天增加的尺数（不作近似计算）为（ ） A ．1629B ．1627C ．1113D ．13297．数列{}n a 的前n 项和为()21n S n n =-（*n ∈N ），若173a a ka +=，则实数k 等于（ ）A ．2B ．3C ．269D ．2598．已知数列{}n a的通项公式为)*n a n N =∈，其前n 项和为n S ，则在数列1S ，2S …，2019S 中，有理数项的项数为（ ） A ．42B ．43C ．44D ．459．已知函数()()31f x x x =-+，数列{}n a 中各项互不相等，记()()()12n n S f a f a f a =+++，给出两个命题：①若等差数列{}n a 满足55S =，则33a =；②若正项等比数列{}n a 满足33S =，则21a <；其中（ ）A ．①是假命题，②是真命题B ．①是真命题，②是假命题C ．①②都是假命题D ．①②都是真命题10．等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知32110S a a =+，534a =，则1a =（ ） A ．2B ．3C ．4D ．511．已知定义域为R 的函数f (x )满足f (x )=3f (x +2)，且1224,[0,1)()3,[1,2]x x f x x x x -⎧⎪∈=⎨⎪-+∈⎩，设f (x )在[2n -2,2n )上的最大值为*()n a n N ∈，且数列{a n }的前n 项和为S n ，若S n <k 对任意的正整数n均成立，则实数k 的取值范围为（ ） A ．27,8⎛⎫+∞⎪⎝⎭B ．27,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C ．27,4⎛⎫+∞⎪⎝⎭D ．27,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭12．记等差数列{}n a 的前n 项和为n S .若64a =，19114S =，则15S =（ ） A ．45B ．75C ．90D ．95二、填空题13．已知数列{}n a 满足对*,m n N ∀∈，都有m n m n a a a ++=成立，72a π=，函数()f x =2sin 24cos 2xx +，记()n n y f a =，则数列{}n y 的前13项和为______． 14．在平面直角坐标系xOy 中，点A 在y 轴正半轴上，点n P 在x 轴上，其横坐标为n x ，且{}n x 是首项为1、公比为2的等比数列，记*1,n n n P AP n N θ+∠=∈．若32arctan9θ=，则点A 的坐标为________． 15．数列{}n a 的通项()sin2n n a n n N π*=⋅∈，则前10项的和12310a a a a ++++=______16．设数列{}n a 的前n 项和n S 满足11n n n n S S S S ++=⋅-()n N *∈，且11a =，则n a =_____．17．已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且133,12n n a S a λ++==，则实数λ的值为_____18．已知数列{}n a 满足112a =，()*112n n a a n +=∈N .设2n n n b a λ-=，*n ∈N ，且数列{}n b 是递增数列，则实数λ的取值范围是________.19．若数列}{n a2*3()n n n N =+∈，则n a =_______．20．若等差数列{}n a 中，10a <，n S 为前n 项和，713S S =，则当n S 最小时n =________．三、解答题21．已知各项为正数的等比数列{}n a ，前n 项和为n S ，若2125,2,log a log a 成等差数列，37S =，数列{}n b 满足，11b =，数列11n n n b b a ++⎧⎫-⎨⎬⎩⎭的前n 项和为232n n+ （1）求{}n a 的公比q 的值； （2）求{}n b 的通项公式.22．已知数列{}n a 的前n 项和是2n S n =.（1）求数列{}n a 的通项公式； （2）记12n n n b a a +=，设{}n b 的前n 项和是n T ，求使得20202021n T >的最小正整数n ． 23．已知数列{}n a 满足：121(21)n n n a q ---=，224224231(N )22n n n n n a a a *++⋅⋅⋅+=+∈． （Ⅰ）求2n a ； （Ⅱ）若7553q <<，求数列{}n a 的最小项． 24．已知正项等比数列{}n a ，24a =， 1232a a a +=；数列{}n b 的前n 项和n S 满足n n S na =.（Ⅰ）求n a ，n b ；（Ⅱ）证明：312412233412n n n b b b b a a a a a a a a ++++++<. 25．己知数列{}n a 中，11a =，点1(,)n n P a a +，n *∈N 在直线10x y -+=上. （1）求数列{}n a 的通项公式；（2）设1n nb a =，S n 为数列{}n b 的前n 项和，试问：是否存在关于n 的整式()g n ，使得121(1)()(2,)n n S S S S g n n n N *-++=-⋅≥∈恒成立，若存在，写出()g n 的表达式，并加以证明，若不存在，说明理由.26．在①222n n S n a =+，②3516a a +=且3542S S +=，③2142n n S n S n +=+且756S =这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中，并加以解答．问题：设数列{}n a 为等差数列，其前n 项和为n S ，_________．数列{}n b 为等比数列，11b a =，23b a =．求数列1n n b S ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．C 解析：C 【分析】由1(2)n n na n a +=+，可得1(1)(1)(2)n n n n a n n a ++=++，数列{}(1)n n n a +为常数列，令1n =，可得1(1)21n n n a a +==，进而可得1(1)n a n n =+，利用裂项求和即可求解.【详解】 数列{}n a 满足112a =，对任意的*n ∈N 都有1(2)n n na n a +=+， 则有1(1)(1)(2)n n n n a n n a ++=++，可得数列{}(1)n n n a +为常数列， 有1(1)2n n n a a +=，得(1)1n n n a +=，得1(1)n a n n =+，又由111(1)1n a n n n n ==-++，所以20211111112021112232021202220222022S =-+-+⋅⋅⋅-=-=． 故选：C 【点睛】方法点睛：数列求和的方法（1）倒序相加法：如果一个数列{}n a 的前n 项中首末两端等距离的两项的和相等或等于同一个常数，那么求这个数列的前n 项和即可以用倒序相加法（2）错位相减法：如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的，那么这个数列的前n 项和即可以用错位相减法来求；（3）裂项相消法：把数列的通项拆成两项之差，在求和时，中间的一些项可相互抵消，从而求得其和；（4）分组转化法：一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成，则求和时可用分组转换法分别求和再相加减；（5）并项求和法：一个数列的前n 项和可以两两结合求解，则称之为并项求和，形如()()1nn a f n =-类型，可采用两项合并求解.2．C解析：C 【分析】利用累加法可求得数列{}n a 的通项公式，利用裂项求和法可求得n S ，然后解不等式143n S n n ⎛⎫≥- ⎪⎝⎭即可得解.【详解】因为2132123n n a a a a a a n --=⎧⎪-=⎪⎨⋅⋅⎪⎪-=⎩，所以123n a n a =+-++，()11232n n n a n +∴=++++=, ()1211211n a n n n n ⎛⎫∴==- ⎪++⎝⎭，所以1111122122311n nS n n n ⎛⎫=⨯-+-++-=⎪++⎝⎭， 由21413n n S n n n ⎛⎫=≥- ⎪+⎝⎭，化简得2311200n n --≤，解得453n -≤≤， *n ∈N ，所以，满足143n S n n ⎛⎫≥- ⎪⎝⎭的n 的最大值为5.故选：C. 【点睛】方法点睛：数列求和的常用方法：（1）对于等差等比数列，利用公式法直接求和；（2）对于{}n n a b 型数列，其中{}n a 是等差数列，{}n b 是等比数列，利用错位相减法求和；（3）对于{}n n a b +型数列，利用分组求和法；（4）对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭型数列，其中{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列，利用裂项相消法求和.3．D解析：D 【分析】由题意，判断出数列{}n a 是公差为0的等差数列，然后分别利用等差数列的定义与等比数列的定义判断每个选项即可. 【详解】因为数列{}n a 和{}n S 都是等差数列，1n n n a S S -=-，所以可判断n a 为定值，所以数列{}n a 是公差为0的等差数列，即10n n a a --=.对A ，()()1111----++-=-+-=n n n n n n n n n a S a S S S a a a ，所以数列{}n n a S +是等差数列；对B ，1121----=⋅⋅⋅⋅-=n n n n n n n n n a S a S a S a S a ，所以数列{}n n a S ⋅是等差数列；对C ，222211-==n n n n a a a a ，所以数列{}2n a 是等比数列；对D ，设n a a =，则222,==n n S na S n a ，则221222222(1)(1)-==--n n n a n n a n S S ，所以数列{}2n S 不是等比数列. 故选：D 【点睛】解答本题的关键在于判断出数列{}n a 是公差为0的等差数列，然后结合等差数列的定义，等比数列的定义列式判断是否为等差或者等比数列.4．C解析：C 【分析】根据数列的通项公式，列出各项，找数列的规律，判断到哪一项是大于2021，即可得答案. 【详解】由已知可得，数列{}n a ：1,4,7,4,7,10,7,10,13,，可得规律为1,4,7，4,7,10，7,10,13……此时将原数列分为三个等差数列：1,4,7,n a n =，{}31,n n n m m N ∈=+∈；4,7,10,2n a n =+，{}32,n n n m m N ∈=+∈；7,10,13,4n a n =+，{}33,n n n m m N ∈=+∈，当673m =时，312020n m =+=，即2020202120222020,2023,2026a a a ===. 而672m =时，312017n m =+=，即2017201820192017,2020,2023a a a ===， 所以满足2021n a <对任意的()n k k *≤∈N 恒成立的最大k 值为2018．故选：C. 【点睛】关于数列的项的判断，一般有两种题目类型，一种是具有周期的数列，可以通过列出前几项找出数列的周期，利用周期判断；另一种是数列的项与项之间存在规律，需要通过推理判断项与项之间的规律从而得数列的通项.5．C解析：C 【分析】由1112222n n n n a a a Y n -+++⋅⋅⋅+==，可得1112222n n n n a a a -+=⋅+⨯++⋅⋅进而求得22n a n =+，所以()22n a tn t n -=-+可得{}n a tn -是等差数列，由6n S S ≤可得660a t -≥，770a t -≤，即可求解【详解】由1112222n n n n a a a Y n-+++⋅⋅⋅+==可得1112222n n n n a a a -+=⋅+⨯++⋅⋅，当2n ≥时()21212221n n n a a a n --+⋅=⋅-+⋅+，又因为1112222n n n a a n a -+=++⋅⋅⋅+，两式相减可得：()()11122221n n n n n n n n a -+=--=+，所以22n a n =+， 所以()22n a tn t n -=-+， 可得数列{}n a tn -是等差数列， 由6n S S ≤对任意的*n N ∈恒成立， 可得：660a t -≥，770a t -≤， 即()2620t -⨯+≥且()2720t -⨯+≤， 解得：16773t ≤≤，所以实数t 的取值范围是167,73⎡⎤⎢⎥⎣⎦， 故选：C 【点睛】关键点点睛：本题解题的关键点是由已知条件得出1112222n n n n a a a -+=⋅+⨯++⋅⋅再写一式可求得n a ，等差数列前n 项和最大等价于0n a ≥，10n a +≤，6．A解析：A 【解析】由题设可知这是一个等差数列问题，且已知13030,390a S ==，求公差d ．由等差数列的知识可得30293053902d ⨯⨯+=，解之得1629d =，应选答案A ． 7．C解析：C【分析】由已知结合递推公式可求n a ，然后结合等差数列的通项公式即可求解. 【详解】因为()21n S n n =-， 所以111a S ==，当2n ≥时，()()()12112343n n n a S S n n n n n -=-=----=-，111a S ==适合上式，故43n a n =-，因为173a a ka +=， ∴1259k +=， 解可得269k = 故选：C. 【点睛】本题主要考查了由数列前n 项和求数列的通项公式，考查来了运算能力，属于中档题.8．B解析：B 【分析】本题先要对数列{}n a 的通项公式n a 运用分母有理化进行化简，然后求出前n 项和为n S 的表达式，再根据n S 的表达式的特点判断出那些项是有理数项，找出有理数项的下标的规律，再求出2019内属于有理数项的个数． 【详解】解：由题意，可知：n a ====． 12n n S a a a ∴=++⋯+1=11n =-+． 3S ∴，8S ，15S ⋯为有理项，又下标3，8，15，⋯的通项公式为21(2)n b n n =-，212019n ∴-，且2n ，解得：244n ，∴有理项的项数为44143-=．故选：B ． 【点睛】本题主要考查分母有理化的运用，根据算式判断有理数项及其下标的规律，属于中档题．9．A解析：A 【分析】先确定函数()f x 对称性与单调性，再结合等差数列的等距性确定3a ；结合基本不等式将等比数列性质转化到等差数列性质上，解不等式即得结果. 【详解】因为()()()3311(1)1f x x x x x =-+=-+-+，而3y x x =+关于原点对称且在R 上单调递增，所以()f x 关于(1,1)对称且在R 上单调递增， 先证明下面结论：若()g x 为奇函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123g()()()()0n a g a g a g a ++++=，则1230n a a a a ++++=.证明：若1230n a a a a ++++>，则当n 为偶数时，1211220n n n n a a a a a a -++=+==+>111()()()()+()0n n n n a a g a g a g a g a g a >-∴>-=-∴>同理21+122()()0,,()+()0n n n g a g a g a g a -+>>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>与题意矛盾，当n 为奇数时，1211220n n n a a a a a -++=+==>类似可得12112()()0,()(),,()0n n n g a g a g a g a g a -++>+>，即123g()()()()0n a g a g a g a ++++>，与题意矛盾同理可证1230n a a a a ++++<也不成立，因此1230n a a a a ++++=再引申结论：若()f x 为关于(,)a b 函数且在R 上单调递增，{}n a 为等差数列，123()()()()n f a f a f a f a nb ++++=，则123n a a a a na ++++=证明过程只需令()()g x f x a b =+-，再利用上面结论即得.①若等差数列{}n a 满足55S =，即 12345()()()()()5f a f a f a f a f a ++++=，则123453555a a a a a a ++++=∴=， 31a ∴=，故①是假命题，②若正项等比数列{}n a 满足33S =， 即123()()()3f a f a f a ++= 因为数列{}n a 中各项互不相等，所以公比不为1，不妨设公比大于1，即123123()()()a a a f a f a f a <<∴<<，因为1322a a a +>=∴2()1f a <，()3222111a a a -+<∴<故②是真命题 故选：A 【点睛】本题考查函数()f x 对称性与单调性、等差数列性质、基本不等式应用，考查综合分析判断能力，属中档题.10．A解析：A 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,∵S 3=a 2+10a 1,a 5=34， ∴3a 1+3d =11a 1+d ,a 1+4d =34， 则a 1=2. 本题选择A 选项.11．B解析：B 【分析】运用二次函数的最值和指数函数的单调性求得[0,2]x ∈的()f x 的最大值，由递推式可得数列{}n a 为首项为94，公比为13的等比数列，由等比数列的求和公式和不等式恒成立思想可得k 的最小值 【详解】解：当[0,2]x ∈时，且1224,[0,1)()3,[1,2]x x f x x x x -⎧⎪∈=⎨⎪-+∈⎩， 可得01x ≤<时，()f x 的最大值为(0)2f =，12x <≤时，()f x 的最大值为39()24f =，即当[0,2]x ∈时，()f x 的最大值为94， 当24x ≤<时，1()(2)3f x f x =-的最大值为912，当46x ≤<时，1()(2)3f x f x =-的最大值为936， ……可得数列{}n a 为首项为94，公比为13的等比数列， 所以91(1)2712743(1)183813n n nS -==-<-， 由S n <k 对任意的正整数n 均成立，可得278k ≥， 所以实数k 的取值范围为27,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭， 故选：B 【点睛】此题考查分段函数的最值求法和等比数列的求和公式，以及不等式恒成立问题的解法，考查转化思想和运算能力，属于中档题12．B解析：B 【分析】结合题意根据等差数列的通项公式和前n 项和公式列方程115419199114a d a d +=⎧⎨+⨯=⎩，解得11232d a ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，再利用前n 项和公式即可求得答案. 【详解】解：根据题意64a =，19114S =，结合等差数列的通项公式和前n 项和公式得：115419199114a d a d +=⎧⎨+⨯=⎩，即：115496a d a d +=⎧⎨+=⎩，解得11232d a ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩， 所以()1511515131451051515157752222S a d -+=+=⨯+⨯⨯==. 故选：B. 【点睛】本题考查利用等差数列的通项公式和前n 项和公式求等差数列的基本量，考查数学运算能力，是基础题.二、填空题13．【分析】由题意可得为常数可得数列为等差数列求得的图象关于点对称运用等差数列中下标公式和等差中项的性质计算可得所求和【详解】解：对都有成立可令即有为常数可得数列为等差数列函数由可得的图象关于点对称可得 解析：26【分析】由题意可得11n n a a a +-=，为常数，可得数列{}n a 为等差数列，求得()f x 的图象关于点,22π⎛⎫⎪⎝⎭对称，运用等差数列中下标公式和等差中项的性质，计算可得所求和． 【详解】 解：对*,m n ∀∈N ，都有m n m n a a a ++=成立，可令1m =即有11n n a a a +-=，为常数， 可得数列{}n a 为等差数列， 函数2()sin 24cos 2xf x x =+sin 22(1cos )x x =++， 由()()()sin 221cos f x fx x x π+-=++()()()sin 221cos 4x x ππ+-++-=，可得()f x 的图象关于点,22π⎛⎫⎪⎝⎭对称，113212a a a a +=+=6872a a a π=+==，∴()()()()113212f a f a f a f a +=+=()()()6874,2f a f a f a =+==，∴可得数列{}n y 的前13项和为46226⨯+=．故答案为26． 【点睛】本题考查等差数列的性质，以及函数的对称性及运用，化简运算能力，属于中档题．14．或【分析】设点的坐标利用两角差正切公式求列式解得结果【详解】设因为所以或故答案为：或【点睛】本题考查两角差正切公式等比数列考查综合分析求解能力属中档题解析：(0,2)或(0,16) 【分析】设点A 的坐标，利用两角差正切公式求3tan θ，列式解得结果. 【详解】设(0,),0A a a >,因为233443343,124,128P AP AP OAP O x x θ=-=⨯==⨯=∠∠=∠所以238442284t 21an 39a a a a a a aθ-===∴=++⋅或16 故答案为：(0,2)或(0,16)【点睛】本题考查两角差正切公式、等比数列，考查综合分析求解能力，属中档题.15．5【分析】利用的周期性求解即可【详解】的周期当时的值为10-10则前10项的和故答案为：5【点睛】本题考查利用数列的周期性求和属于基础题解析：5 【分析】利用()sin2n n N π*∈的周期性求解即可. 【详解】()sin 2n n N π*∈的周期2=42T ππ=，当1,2,3,4n =时sin 2n π的值为1,0，-1,0,则前10项的和123101+0305070905a a a a ++++=-+++-+++=，故答案为：5 【点睛】本题考查利用数列的周期性求和，属于基础题.16．【分析】由两本同除以可构造是等差数列由此可求出再利用即可求得【详解】由得是以为首相1为公差的等差数列当时故答案为：【点睛】本题主要考查了由数列的递推关系式求数列的通项公式是常考题型属于中档题解析：1,11,2(1)n n a n n n =⎧⎪=⎨-≥⎪-⎩【分析】由11n n n n S S S S ++=⋅-，两本同除以1n n S S +⋅，可构造1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列，由此可求出a 1n S n =，再利用1n n n a S S -=-，即可求得n a 【详解】 由11n n n n S S S S ++=⋅-，得1111n nS S +-= ()n N *∈ 1n S ⎧⎫∴⎨⎬⎩⎭是以11111S a ==为首相，1为公差的等差数列，11(1)1nn n S ∴=+-⨯=， 1n S n∴=， 当2n ≥ 时，11111(1)n n n a S S n n n n -=-=-=---， 1,11,2(1)n n a n n n =⎧⎪=⎨-≥⎪-⎩故答案为：1,11,2(1)n n a n n n =⎧⎪=⎨-≥⎪-⎩【点睛】本题主要考查了由数列的递推关系式，求数列的通项公式，是常考题型，属于中档题.17．【分析】首先利用与的关系式得到求得公比首项和第二项再通过赋值求的值【详解】当时两式相减得即并且数列是等比数列所以当时解得故答案为：【点睛】关键点点睛：本题的关键是利用数列和的关系式求数列的通项解析：34-【分析】首先利用1n a +与n S 的关系式，得到14n n a a +=，求得公比，首项和第二项，再通过赋值2n =求λ的值. 【详解】当2n ≥时，1133n nnn a S a S λλ+-+=⎧⎨+=⎩，两式相减得()1133n n n n n a a S S a +--=-=，即14n n a a +=，并且数列{}n a 是等比数列， 所以4q =，312a =，2133,4a a ∴==， 当2n =时，()321233a S a a λ+==+， 解得34λ=-. 故答案为：34- 【点睛】关键点点睛：本题的关键是利用数列n a 和n S 的关系式，求数列的通项.18．【分析】根据题意可得数列的通项公式代入表示根据数列是递增数列所以得恒成立参变分离以后计算【详解】由可得数列是首项和公比均为的等比数列所以则又因为是递增数列所以恒成立即恒成立所以所以故答案为：【点睛】解析：3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【分析】根据题意可得数列{}n a 的通项公式，代入表示n b ，根据数列{}n b 是递增数列，所以得10n n b b +->恒成立，参变分离以后计算.【详解】 由()*112n n a a n +=∈N 可得，数列{}n a 是首项和公比均为12的等比数列，所以12n n a =，则()222n n nn b n a λλ-==-，又因为{}n b 是递增数列，所以()()()11122222220n n n n n b b n n n λλλ++=+---=+->-恒成立，即220n λ+->恒成立，所以()min 223n λ<+=，所以32λ<. 故答案为：3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭.【点睛】关于数列的单调性应用的问题，一般需要计算1n n a a +-判断其正负，将不等式再转化为恒成立问题，通过参变分离的方法求解min ()a f n <或者max ()a f n >.19．【分析】有已知条件可得出时与题中的递推关系式相减即可得出且当时也成立【详解】数列是正项数列且所以即时两式相减得所以（）当时适合上式所以【点睛】本题考差有递推关系式求数列的通项公式属于一般题 解析：()241n +【分析】有已知条件可得出116a =，2n ≥时()()2*131()n n n N =-+-∈，与题中的递推关系式相减即可得出()241n a n =+，且当1n =时也成立．【详解】数列}{n a2*3()n n n N =+∈4=，即116a =2n ≥()()2*131()n n n N =-+-∈22n =+， 所以()241n a n =+（2n ≥ ）当1n =时，116a =适合上式，所以()241n a n =+ 【点睛】本题考差有递推关系式求数列的通项公式，属于一般题．20．10【分析】根据条件确定中项的符号变化规律即可确定最小时对应项数【详解】单调递增因此即最小故答案为：10【点睛】本题考查等差数列性质等差数列前项和性质考查基本分析求解能力属中档题解析：10 【分析】根据条件确定{}n a 中项的符号变化规律，即可确定n S 最小时对应项数. 【详解】7138910111213101103()0S S a a a a a a a a =∴+++++=∴+= 17130,a S S <=∴{}n a 单调递增，因此10110,0a a <>即10n =，n S 最小 故答案为：10 【点睛】本题考查等差数列性质、等差数列前n 项和性质，考查基本分析求解能力，属中档题.三、解答题21．（1）2q ；（2）()121n n b n =-⋅+.【分析】（1）对正项的等比数列{}n a ，利用基本量代换，列方程组，解出公比q ； （2）设11n nn n b b d a ++-=，由题意分析、计算得 1n d n =+，从而得到()112n n n b b n +-=+⋅，用累加法和错位相减法求出 n b .【详解】（1）∵2125log ,2,log a a 成等差数列，∴ ()225215log log log 4a a a a +==，即132516a a a ==，又0,n a >34a ∴=，又37,S =21211147a q a a q a q ⎧=∴⎨++=⎩解得2q或23q =-(舍).()2记11n n n n b b d a ++-=，当2n ≥时，()()221313122n n n n n d n -+-+=-=+又12d =也符合上式，1n d n ∴=+.而31322n n n a a --=⋅=，()112n n n b b n +∴-=+⋅，()()()21121321122322,)2(n n n n b b b b b b b b n n --∴=+-+-+⋯+-=+⋅+⋅+⋯+⋅≥， ()231222232122n n n b n n -∴=+⋅+⋅+⋅⋅⋅+-⋅+⋅两式相减得()2112222121n n n n b n n --=+++⋯+-⋅=-⋅-，()2)2(11,n n b n n ∴=-⋅+≥.而11b =也符合上式， 故()121nn b n =-⋅+.【点睛】(1) 等差（比）数列问题解决的基本方法：基本量代换； (2)数列求和常用方法：①公式法；②倒序相加法；③裂项相消法；④错位相减法． 22．（1）21n a n =-；（2）1011. 【分析】（1）利用1n n n a S S -=-可得答案； （2）求出112121n b n n =--+利用裂项相消可得答案. 【详解】 （1）111a S ==，当2n ≥时，()221121n n n a S S n n n -=-=--=-，1a 符合上式，所以21n a n =-． （2）()()21121212121n b n n n n ==--+-+， ∴11111111335212121n T n n n =-+-++-=--++， 令120201212021n ->+，解得1010n >，所以最小正整数n 为1011. 【点睛】数列求和的方法技巧：（ 1）倒序相加：用于等差数列、与二项式系数、对称性相关联的数列的求和． （ 2）错位相减：用于等差数列与等比数列的积数列的求和． （ 3）分组求和：用于若干个等差或等比数列的和或差数列的求和．（ 4）裂项相消法：用于通项能变成两个式子相减，求和时能前后相消的数列求和.23．（Ⅰ）2231n n a n =-；（Ⅱ）25q . 【分析】 （Ⅰ）设数列22n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为nS ，利用122n n nn S S a -=-可求2n a . （2）讨论{}2-1n a 的单调性后可求数列{}21n a -的最小项，结合223n a >可求数列{}n a 的最小项． 【详解】 解：（Ⅰ）设数列22n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ，即23122nS n n =+， ∴2131(1)(1)22n S n n -=-+-．则12231(2)n n nn S S n n a -=-=-≥， 故()22231n na n n =≥-，当1n =，21a =，也符合此式， ∴2231n na n =-． （Ⅱ）222223313313n n a n n ==+>--． 考虑奇数项，∵12121n n q a n --=-，∴[]112121(21)(21)2121(21)(21)n n n n n q q n n q q a a n n n n --+---+-=-=+-+-()()()111121(21)(21)(21)(21)2222n n q n q q q q q n n n q n n --⎡⎤-+----==+⎢⎥-⎡⎤⎣⎦+⎦-⎣-， 又()1112121q q q +=+--，∵7553q <<，得()112,321q +∈-，而220q ->， ∴当2n ≤时，2121n n a a +-<，当3n ≥时，2121n n a a +->，即奇数项中5a 最小．而25252593n q a a =<<<，所以数列{}n a 的最小项为255q a =． 【点睛】思路点睛：数列的最大项最小项，一般根据数列的单调性来处理，如果数列是分段数列，则可以分别讨论各段上的最大项最小项，比较后可得原数列的最大项最小项.24．（Ⅰ）2nn a =；()112n n b n -=+⋅；（Ⅱ）证明见解析.【分析】（1）由题设求出数列{}n a 的基本量，即可确定n a ；再由1n n n b S S -=-确定n b ； （2）用错位相减法整理不等式左侧即可证明. 【详解】（1）设正项等比数列{}n a 的公比为q ，由1232a a a +=，得22q q +=解得2q 或1q =-（舍）又242nn a a =⇒=由n n S na =，得12b =2n ≥时，()()11121212n n n n n n b S S n n n ---=-=⋅--⋅=+⋅则()112n n b n -=+⋅（2）()()11112212222n n n n n n n n b n a a +++++⎛⎫==+ ⎪⋅⎝⎭设31241223341n n n n b b b bT a a a a a a a a ++=++++则()2341111134522222n n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()341211111341222222n n n T n n ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+++++ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭两式相减得()2341211111131112222222n n n T n ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯++⨯-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭得()2111422n n T n +⎛⎫=-+⋅ ⎪⎝⎭得()112422n n T n +⎛⎫=-+⋅< ⎪⎝⎭【点睛】关键点睛：当数列{}n c 满足n n n c a b =，{}n a 为等差数列，{}n b 为等比数列时，数列{}n c 的前n 项求和可用错位相减法.25．（1）n a n =；（2）存在，()g n n =，证明见解析. 【分析】（1）根据点1(,)n n P a a +在直线10x y -+=上，将点坐标代入方程，可得1n a +与n a 的关系，根据等差数列的定义，即可求得数列{}n a 的通项公式； （2）由（1）可得n b ，进而可求得n S 的表示式，化简整理，可得11(1)1n n n nS n S S ----=+，利用累加法，即可求得121n S S S -++的表达式，结合题意，即可得答案. 【详解】（1）因为点1(,)n n P a a +，n *∈N 在直线10x y -+=上， 所以110n n a a +-+=，即11n n a a +-=，且11a =， 所以数列{}n a 是以1为首项，1为公差的等差数列，所以1(1)1,()n a n n n *=+-⨯=∈N ；（2）11n n b a n ==，所以111123n S n=+++⋅⋅⋅+， 所以11111111(1)(1)(2)23231n n S S n n n n--=+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+=≥-，即11n n nS nS --=，所以11(1)1n n n nS n S S ----=+，(2)n ≥122(1)(2)1n n n n S n S S ------=+， 233(2)(3)1n n n n S n S S ------=+⋅⋅⋅21121S S S -=+所以112311n n nS S S S S S n --=+++⋅⋅⋅++-所以1231(1)(2)n n n S S S S nS n n S n -+++⋅⋅⋅+=-=-≥， 根据题意121(1)()(2,)n n S S S S g n n n N *-++=-⋅≥∈恒成立，所以()g n n =，所以存在关于n 的整式()g n n =，使得121(1)()(2,)n n S S S S g n n n N *-++=-⋅≥∈恒成立， 【点睛】解题的关键是根据n S 表达式，整理得n nS 与1(1)n n S --的关系，再利用累加法求解，若出现1()n n a a f n +-=（关于n 的表达式）时，采用累加法求通项，若出现1()n na f n a +=（关于n 的表达式）时，采用累乘法求通项，考查计算化简的能力，属中档题.26．见解析【分析】根据选择的条件求出{}n a 的通项，再利用分组求和可得n T .【详解】若选①，由222n n S n a =+可得1122a a =+，故12a =，又22422S a ⨯=+，故()222224a a =+⨯+，故24a =，故等差数列的公差422d =-=，故()2212n a n n =+-=，所以()()2212n n n S n n +==+， 所以12b =，26b =，所以等比数列{}n b 的公比为3q =，故123n n b -=⨯ 故()111111=232311n n n n b S n n n n --++⨯=-+⨯++， 故11111111131=231223341131n n n T n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-+⨯=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 若选②，由题设可得11126163351042a d a d a d +=⎧⎨+++=⎩，解得122a d =⎧⎨=⎩， 同①可得131n n T n =-+. 若选③，由题设可得1213S S =即212a a =，故1d a =，故1n a na =， 而74567S a ==，故48a =，故12a =，故2n a n =，同①可得131n n T n =-+. 【点睛】方法点睛：等差数列或等比数列的处理有两类基本方法：（1）利用基本量即把数学问题转化为关于基本量的方程或方程组，再运用基本量解决与数列相关的问题；（2）利用数列的性质求解即通过观察下标的特征和数列和式的特征选择合适的数列性质处理数学问题．另外求和注意根据通项的特征选择合适的求和方法.。
高中数学北师大版必修5习题：第一章数列 1.3.1.2 含解析
第2课时 等比数列的性质及应用课时过关·能力提升1.已知等比数列{a n }的公比为正数,且a 2·a 6=9a 4,a 2=1,则a 1的值为( )A.3B.-3C.-13D.13a n }是公比为正数的等比数列, q ,则a 2·a 6=a 42,∴a 42=9a 4,∴a 4=9.∵q 2=a4a 2=9,∴q=3.∴a 1=a 2q =13.2.在等比数列{a n }中,若a 3a 5a 7a 9a 11=32,则a 92a 11的值为 ( ) B.2 C.-2 D.-4a 3a 5a 7a 9a 11=32,得a 75=32, ∴a 7=2,∴a 92a 11=a 7a 11a 11=a 7=2.{a n }的公差不为零,首项a 1=1,a 2是a 1和a 5的等比中项,则数列{a n }的前10项的和是( ) B.100 C.145 D.190d (d ≠0),则由a 22=a 1·a 5,得(1+d )2=1×(1+4d ),解得d=2或d=0(舍去),从而可得S 10=10a 1+10×92d=100.{a n }中,a 1,a 99是方程x 2-10x+16=0的两个根,则a 40a 50a 60的值为( )B.64C.±64D.256,可知a 1·a 99=16,∴a 50=4,a 40·a 50·a 60=a 503=43=64.a ,b ,c 成等差数列,c ,a ,b 成等比数列,且a+3b+c=10,则a 等于( )B.2C.-2D.-4{2b =a +c ,a 2=bc ,a +3b +c =10,解得a=-4或a=2.当a=2时,b=2,c=2,与题意不符,a=-4.0的等差数列{a n }满足2a 3-a 72+2a 11=0,数列{b n }为等比数列,且b 7=a 7,则b 1b 13等于( )B .8C .4D .2{a n }中,a n >0,a 10a 11=e,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20的值为( )B.10C.8D.ea 1+ln a 2+…+ln a 20ln[(a 1a 20)(a 2a 19)…(a 10a 11)]=ln e 10=10.{a n }中,a 223a 224a 225=8,则a 224= .a 223a 224a 225=a 2243=8,∴a 224=2.1的三个正数a ,b ,c 成等比数列,则(2-log b a )·(1+log c a )= .a ,b ,c 成等比数列,∴b 2=ac.又a ,b ,c ∈(0,1)∪(1,+∞),∴b=√ac ,(2-log b a )·(1+log c a )=2lgb -lga ·lgac =lgac -lga 12lgac ·lgac =2.10.在3和272之间插入三个数,使这五个数成等比数列,则插入的三个数的乘积为 . q ,把三个数用a 1,q 表示或利用性质求解.:设这个等比数列为{a n },其公比为q.∵a 1=83,a 5=272=a 1q 4=83·q 4,∴q 4=8116,∴q 2=94. ∴a 2a 3a 4=a 1q ·a 1q 2·a 1q 3=a 13q 6=(83)3·(94)3=63=216. 方法二:设这个等比数列为{a n },公比为q , 则a 1=83,a 5=272,加入的三项分别为a 2,a 3,a 4.∵由题意可知a 1,a 3,a 5也成等比数列,且a 3与a 1,a 5同号,∴a 32=83×272=36,故a 3=6. a 2a 3a 4=a 32·a 3=a 33=216.A 中盛有浓度为a %的农药m L,容器B 中盛有浓度为b %的同种农药m L,A,B 两容器中农药的浓度差为20%(a>b ),先将A 中农药的14倒入B 中,混合均匀后,再由B 中倒入A 中,恰好使A 中农m L,则至少经过多少次这样的操作,可使两容器中农药的浓度差小于1%?n 次操作后,A 中农药的浓度为a n ,B 中农药的浓度为b n ,则a 0=a %,b 0=b %.b 1=1(a 0+4b 0),a 1=3a 0+1b 1=1(4a 0+b 0); b 2=15(a 1+4b 1),a 2=34a 1+14b 2=15(4a 1+b 1); ……b n =15(a n-1+4b n-1),a n =15(4a n-1+b n-1). 有a n -b n =35(a n-1-b n-1)=…=35(a 0-b 0)·(35)n -1. 因为a 0-b 0=15,所以a n -b n =15·(35)n . 依题意,得15·(35)n <1%,n ∈N +,解得n ≥6. 故至少经过6次这样的操作,可使两容器中农药的浓度差小于1%.★12.如果一个等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,那么它的通项公式是a n =a 1q n-1.设一元二次方程a n x 2-a n+1x+1=0(n=1,2,3,…)有两个根α和β,且满足6α-2αβ+6β=3.(1)试用a n 表示a n+1;(2)求证:数列{a n -23}是等比数列;(3)当a 1=7时,求数列{a n }的通项公式.a n x 2-a n+1x+1=0(n=1,2,3,…)有两个根α和β,由根与系数的关系,得α+β=a n+1a n ,αβ=1a n . ∵6α-2αβ+6β=3, ∴6a n+1n−2n =3,即a n+1=1a n +1.a n+1=12a n +13,∴a n+1-23=12(a n -23), 当a n -23=0,即a n =23时,一元二次方程为23x 2-23x+1=0,即2x 2-2x+3=0.∵Δ=4-24<0, ∴a n -23=0不符合题意;当a n -23≠0时,a n+1-23a n -23=12. 故数列{a n -23}是公比为12的等比数列.(2)知:数列{a n -23}是以a 1-23=76−23=12为首项,12为公比的等比数列, ∴a n -23=12×(12)n -1=(12)n ,即a n =(12)n +23,∴数列{a n }的通项公式是a n =(12)n +23.。
高中数学 第一章 等比数列典型例题素材 北师大版必修5
第一章 等比数列典型例题素材 北师大版必修5【例1】已知{}n a 为等比数列，162,262==a a ，则=10a ．【解析】方法1： 811622451612=⇒⎩⎨⎧====q q a a q a a ∴131********69110=⨯===q a q a a 方法2：812162264===a a q ，∴13122811624610=⨯==q a a 方法3：{}na 为等比数列∴13122216222261026102===⇒=⋅a a a a a a【例2】等比数列{}n a 中，252a a =-，341a a +=-，求数列{}n a 的通项公式．【解析】方法1：设公比为q ，251231121a q a q a q ⎧=-⎪⎨+=-⎪⎩ 解得 11814122a a q q =-⎧⎧=⎪⎪⎨⎨=-⎪⎪=-⎩⎩或 则()1124n n a -=- 或1182n n a -⎛⎫=-- ⎪⎝⎭方法2：设公比为q ，知25342a a a a ==-。
343421a a a a =-⎧⎨+=-⎩ 解得3412a a =⎧⎨=-⎩ 或3421a a =-⎧⎨=⎩进而求出1a 和q ．【例3】已知等比数列{}n a 满足0,1,2,n a n >=，且25252(3)nn a an -⋅=≥，则当1n ≥时，212221log log log n a a a -+++=（ ）A ． (21)n n -B ． 2(1)n +C ． 2nD ． 2(1)n -【解析】由25252(3)n n a a n -⋅=≥得n n a 222=，0>n a ，则n n a 2=,+⋅⋅⋅++3212log log a a 2122)12(31log n n a n =-+⋅⋅⋅++=-，选C ．【例4】 等比数列同时满足下列三个条件： ⑴1611a a += ⑵93243=⋅a a ⑶三个数94 , ,324232+a a a 成等差数列．试求数列{}n a 的通项公式。
北师大版高中数学必修五本章练测：第一章数列(含答案解析).docx
高中数学学习材料鼎尚图文*整理制作第一章 数 列（北京师大版必修5）建议用时 实际用时满分实际得分120分钟150分一、选择题（每小题5分，共60分）1.等差数列{ }的前n 项和为 ， ＝－18， ＝－52，等比数列{ }中， = ， = ，则 的值为A.64B.－64C.128D.－1282.已知｛a n ｝是递增数列，且对任意n ∈N *都有a n =n 2+λn 恒成立，则实数λ的取值范围是( ) A.(－72,+∞) B.(0,+∞)C.(－2,+∞)D.(－3,+∞) 3.设数列{ }是以2为首项，1为公差的等差数列，数列{ }是以1为首项，2为公比的等比数列，则 = A.1033B.1034C.2057D.20584.等比数列{ }的前n 项和为 ， =1，若4 ，2 ， 成等差数列，则 ＝A.7B.8C.16D.155.已知一等比数列的前三项依次为33,22,++x x x ，那么2113-是此数列的第（）项.A ．2B ．4C ．6D ．8 6.在ABC ∆中,tan A 是以－4为第三项,4为第七项的等差数列的公差,tan B 是以13为第三项,9为第六项的等比数列的公比,则这个三角形是（ ）A ．钝角三角形B ．锐角三角形C ．等腰直角三角形D ．以上都不对 7.等比数列{}n a 的各项均为正数,且564718a a a a +=，则31lo gl oa a +++3l o g a =（ ） A.12 B.10C.31log 5+D.32log 5+ 8.在公比为整数的等比数列{}n a 中，如果,12,183241=+=+a a a a 那么该数列的前8项之和为（ ） A.513B.512 C.510D.82259.已知数列｛ ｝的通项公式为 =1(1)n -- •(4n －3),则它的前100项之和为( ) A.200 B.－200 C.400 D.－40010.若数列{ }的前n 项和S n =n 2－2n +3，则此数列的前3项依次为 ( ) A.－1,1,3 B.2,1,3 C.6,1,3 D.2,3,611.等差数列｛ ｝中，a 1＞0，S 5＝S 11，则第一个使a n ＜0的项是（ ）A.a 7B.a 8C.a 9D.a 10 12.已知{}n a 是等比数列，41252==a a ，，则13221++++n n a a a a a a =（ ） A.)41(16n -- B.)21(16n -- C.)41(332n -- D.)21(332n --二、填空题（每小题4分，共16分）13.三个不同的实数c b a ,,成等差数列，且b c a ,,成等比数列，则::a b c =_________.14.在数列{ }中，a 1=3，且对任意大于1的正整数n ，点（n a ，1-n a ）在直线x －y －3=0上，则 =_________.15.等比数列{}n a 的前n 项和为21n-，则数列{}2na 的前n 项和为______________.16.等差数列{ }的前n 项和为 ，且 - =8，+ =26.记 =，如果存在正整数M ，使得对一切正整数n ， ≤M 都成立，则M 的最小值是.三、解答题（本大题共6题，共74分）17.有四个数，其中前三个数成等比数列，其积为216，后三个数成等差数列，其和为36，求这四个数.18.在数列{ }中， =，并且对任意n ∈ ，n≥2都有 = - 成立，令 =（n ∈ ）.（1）求数列{ }的通项公式；（2）求数列{}的前n 项和 .19.已知{}为各项都为正数的等比数列，=1，=256，为等差数列{}的前n项和，=2，5=2.（1）求{}和{}的通项公式；（2）设=++…+，求.20. 互不相等的三个数之积为-8，这三个数适当排列后可成为等比数列，也可排成等差数列，求这三个数排成的等差数列.21.已知数列{a n }满足a 1=1,1n a +=2a n +1(n ∈N *).（1）求数列{a n }的通项公式；（2）若数列{b n }满足114b -•214b -•…•14n b -=(1)n b n a + (n ∈N *)，证明：{b n }是等差数列.22.已知函数f （x ）=-2x 2+22x ，数列{ }的前n 项和为 ，点 （n ， ）（n ∈ ）均在函数y =f （x ）的图象上.（1）求数列{ }的通项公式 及前n 项和 ；（2）存在k ∈ ，使得++…+<k 对任意n∈ 恒成立，求出k 的最小值.第一章数列（北京师大版必修5）答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案二、填空题13. ； 14. ；15.；16..三、解答题17.18.19.20.21.22.第一章数列（北京师大版必修5）参考答案1.B解析：因为＝（+）=9=-18，=（+）=13=-52，所以=-2，=-4.又=，=，所以=2，=·=-4×16=-64.2.D 解析：由｛a n ｝为递增数列得1n a +－a n =2n +1+λ＞0恒成立,即λ＞－2n －1在n ≥1时恒成立，只需λ＞(－2n －1)max =－3,故选D.3.A 解析：由题意知 =n +1， = ，则 = +1，所以 + +…+ =10+=1033.4.D 解析：设公比为q ，则4 ，2 q ， 成等差数列，∴4q =4+ ，∴q =2， ∴ =（ ）=16-1=15.5.B 解析：由题意得 ,得x =-1或x =-4, 当x =-1时，2x +2=0，故舍去，所以,所以-13，所以n =4.6.B 解析：设等差数列为｛a n ｝，公差为d ,则 =-4, =4,所以d =2，所以设等比数列为｛b n ｝，公比为q ，则, =9,所以q =3，所以 所以tan tan()1C A B =-+=，所以,,A B C 都是锐角，即此三角形为锐角三角形.7.B 解析：313231031210log log log log ()a a a a a a +++=5103563log ()log (3)10a a ===.8.C 解析：332112131(1)18,()12,,2,22q a q a q q q q q q ++=+====+得或 而q ∈Z ,∴q =2,-2=510.9.B 解析：S 100=a 1+a 2+…+a 100=1－5+9－13+17－…+(4×99－3)－(4×100－3)=(1－5)+(9－13)+…+［(4×99－3)－(4×100－3)］=－4×50=－200.10.B 解析：当n =1时，a 1=S 1=12－2×1+3=2;当n =2时，由S 2=a 1+a 2=22－2×2+3=3,得a 2=1;当n =3时，由S 3=a 1+a 2+a 3=32－2×3+3=6,得a 3=3.11.C 解析：由S 5＝S 11 得2a 1＋15d ＝0.又a 1＞0，所以d ＜0．而2 ＝2a 1＋2（n －1）d ＝（2n －17）d ＜0，所以2n －17＞0，即n ＞8.5．12.C 解析： 41252==a a ，，∴.21,41==q a ∴=++++13221n n a a a a a a )41(332n --.13.)2(:1:4- 解析：22222,2,(2),540a cbc b a a b c b a a a b b +==-==--+=，又,4,2a b a b c b≠∴==-. 14.3n 2解析：将点代入直线方程得n a －1-n a =3，由定义知{n a }是以3为首项，以3为公差的等差数列，故n a =3n ，即a n =3n 2.15.413n -解析：1121121,21,2,4,n n n n n n n n S S a a ----=-=-==21144-11,4,=143n n n a q S -==∴=-. 16.2 解析：∵{ }为等差数列，由 - =8， + =26，得a 1=1，d =4，可解得 =2 -n ，∴ =2-.若 ≤M 对一切正整数n 恒成立，则只需 的最大值≤M 即可. 又 =2-<2，∴只需2≤M ，故M 的最小值是2.17.解：设这四个数为，a ，aq ，2aq －a ,则216,(2)36,a a aq qa aq aq a ⎧=⎪⎨⎪++-=⎩①② 由①，得a 3=216,a =6, ③将③代入②，得q =2 , ∴ 这四个数为3，6，12，18.18.解：（1）当n =1时， ==3.当n ≥2时，由 = － ，得－=1，所以 － =1.所以数列{ }是首项为3，公差为1的等差数列， 所以数列{ }的通项公式为 =n +2. （2）因为== (－)，=(1－ +－ +－+…+－ + － )= [ －( +)]=. 19.解：（1）设{ }的公比为q ，由 = ，得q =4，所以 = .设{ }的公差为d ，由5 =2 及 =2得d =3， 所以 = +（n -1）d =3n -1.（2）因为 =1×2+4×5+ ×8+…+ （3n -1），① 4 =4×2+ ×5+…+ （3n -1），②由②-①，得3 =-2-3（4+ +…+ ）+ （3n -1）=2+（3n -2）· . 所以 =(n -)· +.20.解：设这三个数为 ，a ，aq ，∴ =－8，即a =-2，∴这三个数为－，－2，－2q .（1）若－2为－和－2q 的等差中项，则+2q =4，∴ －2q +1=0，∴q =1，与已知矛盾；（2）若－2q 为－与－2的等差中项，则+2=4q ，∴2 －q －1=0，∴q =－或q =1（舍去），∴这三个数为4，1，－2；（3）若－为－2q 与－2的等差中项，则2q +2=，∴ +q －2=0，∴q =－2或q =1（舍去），∴这三个数为4，1，－2.综合（1）（2）（3）可知，这三个数排成的等差数列为4，1，-2. 21.（1）解: ∵ =2 +1（n ∈ ），∴1+1=2+1n n a a +（），即1+1=2+1n n a a +， {}1n a ∴+是以112a +=为首项，2为公比的等比数列.12.n n a ∴+=即 -1（ ).（2）证法1：12(...)42.n n b b b n nb +++-∴=122[(...)],n n b b b n nb ∴+++-=①12112[(...)(1)](1).n n n b b b b n n b ++++++-+=+②②－①，得112(1)(1),n n n b n b nb ++-=+- 即1(1)20,n n n b nb +--+=③21(1)20.n n nb n b ++-++=④④－③，得2120,n n n nb nb nb ++-+=即2120,n n n b b b ++-+= , 故{b n }是等差数列.22.解：（1）因为点 （n ， ）（n ∈ ）均在函数y =f （x ）的图象上，所以 =-2 +22n .当n =1时， = =20;当n ≥2时， = - =-4n +24. 所以 =-4n +24（n ∈ ）.（2）存在k ∈ ，使得 + +…+<k 对任意n ∈ 恒成立， 只需k >，由（1）知 =-2 +22n ，所以＝-2n+22=2（11-n）.当n<11时，>0；当n=11时，=0；当n>11时，<0. 所以当n=10或n=11时，++…+有最大值是110.所以k>110.又因为k∈，所以k的最小值为111.。
2017-2018学年高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.1.1习题精选北师大版必修5
第1课时等比数列的定义和通项公式课后篇巩固探究1.若{a n}是等比数列,则下列数列不是等比数列的是()A.{a n+1}B.C.{4a n}D.{}答案:A2.在等比数列{a n}中,2a4=a6-a5,则公比是()或2或2 或-2解析:设公比为q(q≠0),由已知得2a1q3=a1q5-a1q4,∴2=q2-q,∴q2-q-2=0,∴q=-1或q=2.答案:C3.若一个等比数列的首项为,末项为,公比为,则这个数列的项数为().4解析:在等比数列中,∵,∴n-3=1,即n=4,故选B.答案:B4.若数列{a n}满足a n+1=4a n+6(n∈N+)且a1>0,则下列数列是等比数列的是()A.{a n+6}B.{a n+1}C.{a n+3}D.{a n+2}解析:由a n+1=4a n+6可得a n+1+2=4a n+8=4(a n+2),因为a1>0,所以a n>0,从而a n+2>0(n∈N+),因此=4,故{a n+2}是等比数列.答案:D5.在等比数列{a n}中,若a5·a6·a7=3,a6·a7·a8=24,则a7·a8·a9的值等于().72解析:设公比为q,由a6·a7·a8=a5·a6·a7·q3,得q3==8.所以a7·a8·a9=a6·a7·a8·q3=24×8=192.答案:D6.数列{a n}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{b n}的连续三项,则数列{b n}的公比为()A..4 D.解析:∵a1,a3,a7为等比数列{b n}中的连续三项,∴=a 1·a7.设{a n}的公差为d,则d≠0,∴(a1+2d)2=a1(a1+6d),∴a1=2d.∴公比q==2,故选C.答案:C7.(2017全国3高考)设等比数列{a n}满足a1+a2=-1,a1-a3=-3,则a4=.解析:设{a n}的公比为q,则由题意,得解得故a4=a1q3=-8.答案:-88.设数列{a n}是等比数列,公比q=2,则的值是.解析:∵q=2,∴2a1=a2,2a3=a4,∴.答案:9.已知数列{a n}满足a9=1,a n+1=2a n(n∈N+),则a5=.解析:由a n+1=2a n(n∈N+)知,数列{a n}是公比q==2的等比数列.所以a5=a1q4=.答案:10.若数列{a n}为等差数列,且a2=3,a5=9,则数列一定是数列(填“等差”或“等比”).解析:设{a n}的公差为d,则解得于是a n=2n-1,从而=2·,设b n=2·,则,故一定是等比数列.答案:等比11.导学号在等比数列{a n}中,a1·a9=256,a4+a6=40,则公比q=.解析:∵a 1a9=q8,a4a6=a1q3·a1q5=q8,∴a1a9=a4a6.可得方程组解得∴q2=或q2==4.∴q=±或q=±2.答案:-2,2,-12.在等比数列{a n}中,已知a1=2,a4=16.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若a3,a5分别为等差数列{b n}的第3项和第5项,试求数列{b n}的通项公式.解(1)设{a n}的公比为q(q≠0),由已知得16=2·q3,解得q=2,∴a n=a1·q n-1=2×2n-1=2n.(2)由(1)得a3=8,a5=32,则b3=8,b5=32,设{b n}的公差为d,则有解得∴b n=-16+12(n-1)=12n-28.13.导学号已知关于x的二次方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根α,β满足6α-2αβ+6β=3,且a1=1.(1)试用a n表示a n+1;(2)求证:数列为等比数列;(3)求数列{a n}的通项公式.(1)解因为α,β是方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根,所以又因为6α-2αβ+6β=3,所以6a n+1-3a n-2=0.所以a n+1=a n+.(2)证明因为a n+1=a n+⇒a n+1-a n-为常数,且a1-,所以为等比数列.(3)解令b n=a n-,则{b n}为等比数列,公比为,首项b1=a1-,所以b n=.所以a n=b n+.所以数列{a n}的通项公式为a n=.14.导学号容积为a L(a>1)的容器盛满酒精后倒出1 L,然后加满水,再倒出1 L 混合溶液后又用水加满,如此继续下去,问第n次操作后溶液的浓度是多少?当a=2时,至少应倒出几次后才可能使酒精浓度低于10%?解开始的浓度为1,操作一次后溶液的浓度是a1=1-.设操作n次后溶液的浓度是a n,则操作n+1次后溶液的浓度是a n+1=a n.所以{a n}构成以a1=1-为首项,q=1-为公比的等比数列.所以a n=,即第n次操作后溶液的浓度是.当a=2时,由a n=,得n≥4.因此,至少应倒4次后才可以使酒精浓度低于10%.。
高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.2习题精选北师大版必修5
3.2等比数列的前n项和课后篇巩固探究A组1.设{a n}是公比为正数的等比数列,若a1=1,a5=16,则数列{a n}前7项的和为()A.63B.64C.127D.128解析:设公比为q(q>0),则1·q4=16,解得q=2(q=-2舍去).于是S7==127.答案:C2.设S n为等比数列{a n}的前n项和,已知3S3=a4-2,3S2=a3-2,则公比q等于()A.3B.4C.5D.6解析:由题意知,两式相减,得3a3=a4-a3,即4a3=a4,则q==4.答案:B3.若数列{a n}的前n项和S n=a n-1(a∈R,且a≠0),则此数列是()A.等差数列B.等比数列C.等差数列或等比数列D.既不是等差数列,也不是等比数列解析:当n=1时,a1=S1=a-1;当n≥2时,a n=S n-S n-1=(a n-1)-(a n-1-1)=a n-a n-1=a n-1(a-1).当a-1=0,即a=1时,该数列为等差数列,当a≠1时,该数列为等比数列.答案:C4.公比q≠-1的等比数列的前3项,前6项,前9项的和分别为S3,S6,S9,则下面等式成立的是()A.S 3+S6=S9B.=S3·S9C.S 3+S6-S9=D.=S3(S6+S9)解析:由题意知S3,S6-S3,S9-S6也成等比数列.∴(S6-S3)2=S3(S9-S6),整理得=S 3(S6+S9).答案:D5.已知{a n}是首项为1的等比数列,S n是{a n}的前n项和,且9S3=S6,则数列的前5项和为()A.或5B.或5C.D.解析:设{a n}的公比为q.由9S3=S6知q≠1,于是,整理得q6-9q3+8=0,所以q3=8或q3=1(舍去),于是q=2.从而是首项为=1,公比为的等比数列.其前5项的和S=.答案:C6.设等比数列{a n}的前n项和为S n,若a1=1,S6=4S3,则a4=.解析:设等比数列{a n}的公比为q,很明显q≠1,则=4·,解得q3=3,所以a4=a1q3=3.答案:37.已知lg x+lg x2+…+lg x10=110,则lg x+lg2x+…+lg10x=.答案:2 0468.已知在等比数列{a n}中,a2=2,a5=,则a1a2+a2a3+…+a n a n+1=.解析:设数列{a n}的公比为q,由a2=2,a5=a2q3=,得q=,∴a1==4.∵=q2=为常数(n≥2),∴数列{a n a n+1}是以a1a2=4×2=8为首项,以为公比的等比数列,∴a1a2+a2a3+…+a n a n+1=(1-4-n).答案:(1-4-n)9.(2019北京高考)已知等差数列{a n}和等比数列{b n}满足a1=b1=1,a2+a4=10,b2b4=a5.(1)求{a n}的通项公式;(2)求和:b1+b3+b5+…+b2n-1.解(1)设等差数列{a n}的公差为d.因为a2+a4=10,所以2a1+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b2b4=a5,所以b1qb1q3=9.解得q2=3.所以b2n-1=b1q2n-2=3n-1.从而b1+b3+b5+…+b2n-1=1+3+32+…+3n-1=.10.导学号33194023已知等差数列{a n}满足a n+1>a n(n∈N+),a1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后顺次成为等比数列{b n}的前三项.(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)设T n=+…+(n∈N+),求T n.解(1)设d,q分别为等差数列{a n}的公差、等比数列{b n}的公比,由题意知,a1=1,a2=1+d,a3=1+2d,分别加上1,1,3得2,2+d,4+2d,∴(2+d)2=2(4+2d),∴d=±2.∵a n+1>a n,∴d>0,∴d=2.∴a n=2n-1(n∈N+).由此可得b1=2,b2=4,b3=8,∴q=2.∴b n=2n(n∈N+).(2)∵T n=+…+=+…+,①∴T n=+…+,②由①-②得T n=+…+,∴T n=1+=3-=3-.B组1.已知等比数列{a n}的前n项和为S n,则下列一定成立的是()A.若a3>0,则a2 017<0B.若a4>0,则a2 016<0C.若a3>0,则S2 017>0D.若a4>0,则S2 016>0解析:若a3>0,则a3=a1q2>0,因此a1>0,当公比q>0时,任意n∈N+,a n>0,故有S2 017>0,当公比q<0时,q2 017<0,则S2 017=>0,故答案为C.答案:C2.已知数列前n项的和S n=2n-1,则此数列奇数项的前n项的和是()A.(2n+1-1)B.(2n+1-2)C.(22n-1)D.(22n-2)解析:由S n=2n-1知当n=1时,a1=21-1=1.当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n-1,当n=1时也适合,∴a n=2n-1.∴奇数项的前n项和为S n=(4n-1)=(22n-1).答案:C3.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S1,2S2,3S3成等差数列,则数列{a n}的公比为.解析:由S1,2S2,3S3成等差数列知4S2=S1+3S3,即4(a1+a2)=a1+3(a1+a2+a3),整理得3a3-a2=0,∴,则数列{a n}的公比为.答案:4.设数列{x n}满足lg x n+1=1+lg x n(n∈N+),且x1+x2+…+x100=100,则x101+x102+…+x200=.解析:由lg x n+1=1+lg x n,得lg x n+1=lg(10x n),即=10.故x101+x102+…+x200=q100(x1+x2+…+x100)=10100×100=10102.答案:101025.已知等比数列{a n}是递增数列,S n是{a n}的前n项和.若a1,a3是方程x2-5x+4=0的两个根,则S6=.解析:∵x2-5x+4=0的两根为1和4,又{a n}为递增数列,∴a1=1,a3=4,q=2.∴S6==63.答案:636.导学号33194024数列{a n}的前n项和记为S n,a1=t,点(S n,a n+1)在直线y=3x+1上,n∈N+.(1)当实数t为何值时,数列{a n}是等比数列;(2)在(1)的结论下,设b n=log4a n+1,c n=a n+b n,T n是数列{c n}的前n项和,求T n.解(1)∵点(S n,a n+1)在直线y=3x+1上,∴a n+1=3S n+1,a n=3S n-1+1(n>1,且n∈N+),a n+1-a n=3(S n-S n-1)=3a n,∴a n+1=4a n,n>1,a2=3S1+1=3a1+1=3t+1,∴当t=1时,a2=4a1,数列{a n}是等比数列.(2)在(1)的结论下,a n+1=4a n,a n+1=4n,b n=log4a n+1=n,c n=a n+b n=4n-1+n,T n=c1+c2+…+c n=(40+1)+(41+2)+…+(4n-1+n)=(1+4+42+…+4n-1)+(1+2+3+…+n)=.7.导学号33194025设数列{b n}的前n项和为S n,且b n=2-2S n,数列{a n}为等差数列,且a5=14,a7=20.(1)求数列{b n}的通项公式;(2)若c n=a n·b n(n=1,2,3…),T n为数列{c n}的前n项和,求T n.解(1)由b n=2-2S n,令n=1,则b1=2-2S1,又S1=b1,所以b1=.当n≥2时,由b n=2-2S n及b n-1=2-2S n-1,可得b n-b n-1=-2(S n-S n-1)=-2b n,即.所以{b n}是以为首项,为公比的等比数列,于是b n=.(2)由数列{a n}为等差数列,公差d=(a7-a5)=3,可得a n=3n-1.从而c n=a n·b n=2(3n-1)·, 所以T n=2,①T n=2. ②①-②得,T n=2=2=,T n=.。
[K12配套]2017_2018学年高中数学第一章数列1.3等比数列1.3.1.1习题精选北师大版必修5
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第1课时等比数列的定义和通项公式课后篇巩固探究1.若{a n}是等比数列,则下列数列不是等比数列的是()A.{a n+1}B.C.{4a n}D.{}答案:A2.在等比数列{a n}中,2a4=a6-a5,则公比是()A.0B.1或2C.-1或2D.-1或-2解析:设公比为q(q≠0),由已知得2a1q3=a1q5-a1q4,∴2=q2-q,∴q2-q-2=0,∴q=-1或q=2.答案:C3.若一个等比数列的首项为,末项为,公比为,则这个数列的项数为()A.3B.4C.5D.6解析:在等比数列中,∵,∴n-3=1,即n=4,故选B.答案:B4.若数列{a n}满足a n+1=4a n+6(n∈N+)且a1>0,则下列数列是等比数列的是()A.{a n+6}B.{a n+1}C.{a n+3}D.{a n+2}解析:由a n+1=4a n+6可得a n+1+2=4a n+8=4(a n+2),因为a1>0,所以a n>0,从而a n+2>0(n∈N+),因此=4,故{a n+2}是等比数列.答案:D5.在等比数列{a n}中,若a5·a6·a7=3,a6·a7·a8=24,则a7·a8·a9的值等于()A.48B.72C.144D.192解析:设公比为q,由a6·a7·a8=a5·a6·a7·q3,得q3==8.所以a7·a8·a9=a6·a7·a8·q3=24×8=192.答案:D6.数列{a n}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{b n}的连续三项,则数列{b n}的公比为()A. B.4 C.2 D.解析:∵a1,a3,a7为等比数列{b n}中的连续三项,∴=a 1·a7.设{a n}的公差为d,则d≠0,∴(a1+2d)2=a1(a1+6d),∴a1=2d.∴公比q==2,故选C.答案:C7.(2017全国3高考)设等比数列{a n}满足a1+a2=-1,a1-a3=-3,则a4=.解析:设{a n}的公比为q,则由题意,得解得故a4=a1q3=-8.答案:-88.设数列{a n}是等比数列,公比q=2,则的值是.解析:∵q=2,∴2a1=a2,2a3=a4,∴.答案:9.已知数列{a n}满足a9=1,a n+1=2a n(n∈N+),则a5=.解析:由a n+1=2a n(n∈N+)知,数列{a n}是公比q==2的等比数列.所以a5=a1q4=.答案:10.若数列{a n}为等差数列,且a2=3,a5=9,则数列一定是数列(填“等差”或“等比”).解析:设{a n}的公差为d,则解得于是a n=2n-1,从而=2·,设b n=2·,则,故一定是等比数列.答案:等比11.导学号33194017在等比数列{a n}中,a1·a9=256,a4+a6=40,则公比q=. 解析:∵a1a9=q8,a4a6=a1q3·a1q5=q8,∴a1a9=a4a6.可得方程组解得∴q2=或q2==4.∴q=±或q=±2.答案:-2,2,-12.在等比数列{a n}中,已知a1=2,a4=16.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若a3,a5分别为等差数列{b n}的第3项和第5项,试求数列{b n}的通项公式.解(1)设{a n}的公比为q(q≠0),由已知得16=2·q3,解得q=2,∴a n=a1·q n-1=2×2n-1=2n.(2)由(1)得a3=8,a5=32,则b3=8,b5=32,设{b n}的公差为d,则有解得∴b n=-16+12(n-1)=12n-28.13.导学号33194018已知关于x的二次方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根α,β满足6α-2αβ+6β=3,且a1=1.(1)试用a n表示a n+1;(2)求证:数列为等比数列;(3)求数列{a n}的通项公式.(1)解因为α,β是方程a n x2-a n+1x+1=0(n∈N+)的两根,所以又因为6α-2αβ+6β=3,所以6a n+1-3a n-2=0.所以a n+1=a n+.(2)证明因为a n+1=a n+⇒a n+1-a n-为常数,且a1-,所以为等比数列.(3)解令b n=a n-,则{b n}为等比数列,公比为,首项b1=a1-,所以b n=.所以a n=b n+.所以数列{a n}的通项公式为a n=.14.导学号33194019容积为a L(a>1)的容器盛满酒精后倒出1 L,然后加满水,再倒出1 L混合溶液后又用水加满,如此继续下去,问第n次操作后溶液的浓度是多少?当a=2时,至少应倒出几次后才可能使酒精浓度低于10%?解开始的浓度为1,操作一次后溶液的浓度是a1=1-.设操作n次后溶液的浓度是a n,则操作n+1次后溶液的浓度是a n+1=a n.所以{a n}构成以a1=1-为首项,q=1-为公比的等比数列.所以a n=,即第n次操作后溶液的浓度是.当a=2时,由a n=,得n≥4.因此,至少应倒4次后才可以使酒精浓度低于10%.。
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第2课时等比数列的性质及应用
课后篇巩固探究
A组
1.在等比数列{a n}中,a5=3,则a2·a8=()
D.9
C.8
B.6
A.3
解析:a2·a8==32=9.
答案:D
2.若1,a1,a2,4成等差数列,1,b1,b2,b3,4成等比数列,则的值等于()
D.
C.±
A.-
B.
解析:∵=1×4=4,∴b2=2或b2=-2(舍去).
又a2-a1==1,∴=-.
答案:A
3.若互不相等的实数a,b,c成等差数列,c,a,b成等比数列,且a+3b+c=10,则a等于()
A.4
B.2
C.-2
D.-4
解析:由解得a=-4或a=2.
又当a=2时,b=2,c=2,与题意不符,故a=-4.
答案:D
4.在等比数列{a n}中,a1=1,公比|q|≠1.若a m=a1a2a3a4a5,则m=()
A.9
B.10
C.11
D.12
解析:因为{a n}是等比数列,所以a1a5=a2a4=,
于是a1a2a3a4a5=.
从而a m==(q2)5=q10=1×q11-1,故m=11.
答案:C
5.在正项等比数列{a n}中,=81,则等于()
A. B.3 C.6 D.9
解析:∵=81,
∴=81,∴=81.
∵数列各项都是正数,∴=9.
答案:D
6.在等差数列{a n}中,公差d≠0,且a1,a3,a9成等比数列,则=.
解析:由题意知a3是a1和a9的等比中项,
∴=a1a9,∴(a1+2d)2=a1(a1+8d),得a1=d,
∴.
答案:
7.在1和100之间插入n个正数,使这(n+2)个数成等比数列,则插入的这n个正数的积为.
解析:设插入的n个正数为a1,a2,…,a n.
设M=1·a1·a2·…·a n·100,则
M=100·a n·a n-1·…·a1·1,
∴M2=(1×100)n+2=100n+2,∴M=10=10n+2,
∴a1·a2·…·a n=10n.
答案:10n
8.导学号33194020在表格中,每格填上一个数字后,使每一横行成等差数列,每一纵行成等比数列,所有公比相等,则a+b+c的值为.
解析:设公比为q,由题意知q=,q2=.
第四行最后一个数为.
因为每一行成等差数列,所以2×2=1+,即bc=6.
因为,所以
所以所以q=.
又=q3=,所以a=8,a+b+c=.
答案:
9.三个互不相等的实数成等差数列,如果适当排列这三个数,又可成为等比数列,且这三个数的和为6,求这三个数.
解由题意,这三个数成等差数列,可设这三个数分别为a-d,a,a+d(d≠0),∴a-d+a+a+d=6,∴a=2, ∴这三个数分别为2-d,2,2+d.
若2-d为等比中项,则有(2-d)2=2(2+d).
解得d=6或d=0(舍去),
此时三个数分别为-4,2,8;
若2+d是等比中项,则有(2+d)2=2(2-d),
解得d=-6或d=0(舍去),此时三个数分别为8,2,-4.
10.已知等比数列{b n}与数列{a n}满足b n=(n∈N+).
(1)判断{a n}是何种数列;
(2)若a8+a13=m,求b1.b2 (20)
解(1)设数列{b n}的公比为q,则q>0.
∵b
n=,∴b1=,
n-1,∴·q n-1=.①
∴b
将两边取以3为底的对数得a n=log3(·q n-1)
=a1+(n-1)log3q=log3b1+(n-1)log3q.
∴数列{a n}是以log3b1为首项,log3q为公差的等差数列.
(2)∵a1+a20=a8+a13=m,
∴a1+a2+…+a20==10m,
b2·…·b20=·…·
∴b
==310m.
B组
1.已知0<a<b<c,且a,b,c成等比数列,n为大于1的整数,则log a n,log b n,log c n()
B.成等比数列
A.成等差数列
D.以上都不对
C.各项倒数成等差数列
解析:∵a,b,c成等比数列,∴b2=ac,又=log n a+log n c=log n ac=log n b2=2log n b=,∴log a n,log b n,log c n的各项倒数成等差数列.
故选C.
答案:C
2.一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是()
A.13
B.12
C.11
D.10
解析:设该等比数列为{a n},其前n项积为T n,则由已知得a1·a2·a3=3,a n-2·a n-1·a n=9,(a1·a n)3=3×9=33,∴a1·a n=3,
又T n=a1·a2·…·a n-1·a n,T n=a n·a n-1·…·a2·a1,
∴=(a1·a n)n,即7292=3n,∴n=12.
答案:B
3.在等比数列{a n}中,|a1|=1,a5=-8a2,且a5>a2,则a n等于()
A.(-2)n-1
B.-(-2)n-1
C.±(-2)n-1
D.-(-2)n
解析:∵|a1|=1,∴a1=1或a1=-1.
∵a5=-8a2=a2·q3,∴q3=-8,∴q=-2.
又a5>a2,即a2q3>a2,∴a2<0.
而a2=a1q=a1·(-2)<0,∴a1=1.
故a n=a1·(-2)n-1=(-2)n-1.
答案:A
4.已知等比数列{a n}满足a n>0,n=1,2,…,且a5·a2n-5=22n(n≥3),则当n≥1时,log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=()
A.n(2n-1)
B.(n+1)2
C.n2
D.(n-1)2
解析:由等比数列的性质可得=a5·a2n-5=22n=(2n)2,
∵a n>0,∴a n=2n,故数列首项a1=2,公比q=2,
故
log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=log2(a1·a3·…·a2n-1)=log2[(a1)n q0+2+4+…+2n-2]=log2[2n·]=log2 =log2=n2,故选C.
答案:C
5.导学号33194021在数列{a n}中,a1=2,当n为奇数时,a n+1=a n+2;当n为偶数时,a n+1=2a n-1,则a12=()
A.32 C.34 C.66 D.64
解析:依题意,a1,a3,a5,a7,a9,a11构成以2为首项,2为公比的等比数列,故a11=a1×25=64,a12=a11+2=66.故选C.
答案:C
6.在等比数列{a n}中,已知a9=-2,则此数列的前17项之积为.
解析:∵a1a2a3·…·a17=(a1·a17)(a2·a16)·…·a9=·…·a9==(-2)17=-217.
答案:-217
7.已知数列{a n}是公差不为零的等差数列,且a5,a8,a13是等比数列{b n}中相邻的三项,若b2=5,求数列{b n}的通项公式.
解∵{a n}是等差数列,
∴a5=a1+4d,a8=a1+7d,a13=a1+12d.
∵a5,a8,a13是等比数列{b n}中相邻的三项,
∴=a5a13,即(a1+7d)2=(a1+4d)(a1+12d),
解得d=2a1.
∴q=,b2=b1q=5,b1=5,b1=3,
∴b n=3·.
8.导学号33194022已知两个等比数列{a n},{b n}满足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2-a2=2,b3-a3=3.
(1)若a=1,求数列{a n}的通项公式;
(2)若数列{a n}唯一,求a的值.
解(1)设{a n}的公比为q,则b1=1+a1=1+a=2,b2=2+aq=2+q,b3=3+aq2=3+q2.
由b1,b2,b3成等比数列,得(2+q)2=2(3+q2),即q2-4q+2=0,解得q1=2+,q2=2-,
故{a n}的通项公式为a n=(2+)n-1或a n=(2-)n-1.
(2)设{a n}的公比为q,则由(2+aq)2=(1+a)·(3+aq2),得aq2-4aq+3a-1=0,由a>0得,Δ=4a2+4a>0,故方程aq2-4aq+3a-1=0有两个不同的实根.又{a n}唯一,故方程必有一根为0,代入上式得a=.。