2016高中数学人教A版必修5课时作业21 专题研究三 数列的实际应用
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【高考调研】2015年高中数学课时作业21 专题研究三数列的实际
应用新人教版必修5
1、夏季高山的温度从山脚起每升高100 m,降低0、7 ℃,已知山顶温度就是14、8 ℃,山脚温度就是26 ℃,则山的相对高度就是()
A、1 500 m
B、1 600 m
C、1 700 m
D、1 800 m
答案 B
解析∵26=14、8+(n-1)·0、7,∴0、7n=11、9,n=17、
∴a n=0+(17-1)×100=1 600,故选B、
2、某工厂预计今年十二月份产量就是今年一月份产量的m倍,则该厂今年的月平均增长率应就是( )
A、错误!
B、错误!
C、11
m-1 D、错误!-1
答案 C
解析设月平均增长率为p,则(1+p)11=m,∴p=错误!-1、
3、“嫦娥奔月,举国欢庆",据科学计算,运载“神十”的“长征二号”系列火箭,在点火第一秒钟通过的路程为2 km,以后每秒钟通过的路程都增加2 km,在达到离地面240 km 的高度时,火箭与飞船分离,则这一过程大约需要的时间就是( )
A、10秒钟
B、13秒钟
C、15秒钟
D、20秒钟
答案 C
4、某商品的价格前两年每年递增20%,后两年每年递减20%,最后一年的价格与原来的价格比较,变化情况就是()
A、不增不减
B、约增1、4%
C、约减9、2%
D、约减7、8%
答案 D
5、某企业在今年年初贷款a万元,年利率为γ,从今年年末开始每年偿还一定金额,预计五年内还清,则每年应偿还( )
A、错误!万元
B、错误!万元
C、错误!万元
D、错误!万元
答案 B
6、一个蜂巢里有一只蜜蜂,第1天,它飞出去找回了5个伙伴;第2天,6只蜜蜂飞出去,
各自找回了5个伙伴;…,如果这个找伙伴的过程继续下去,第6天所有的蜜蜂都归巢后,蜂巢中一共有________只蜜蜂、
答案46 656
解析每只蜜蜂归巢后的数目组成一个等比数列,a1=6,q=6,∴第6天所有蜜蜂归巢后,蜜蜂总数为a6=66=46 656只、
7、
一个堆放铅笔的V形架的最下面一层放1支铅笔,往上每一层都比它下面一层多放1支,最上面一层放了120支,这个V形架上共放了________支铅笔、
答案7 260
解析从下向上依次放了1,2,3,…,120支铅笔,∴共放了铅笔1+2+3+…+120=7 260(支)、
8、密封的瓶中,如果放进一个细菌,1分钟后瓶中就充满了细菌,已知每个细菌每秒钟分裂2个,两秒钟就分裂4个,…,如果放进两个细菌,要使瓶中充满细菌,需要时间不小于________秒、
答案59
解析因为瓶中容纳的细菌个数S60=1+2+4+…+260=261-1,若开始放进两个细菌,n秒后充满一瓶,则S n=2+4+…+2n+1=2n+2-2,∴2n+2>261,故n〉59秒、
9、某林场去年年底森林中木材存量为3 300万立方米,从今年起每年以25%的增长率生长,同时每年冬季要砍伐的木材量为b,为了实现经过20年达到木材存量至少翻两番的目标,每年冬季木材的砍伐量不能超过多少?(取lg2=0、3)
解析设a1,a2,…,a20表示今年开始的各年木材存量,且a0=3 300,则a n=a n-1(1+25%)-b、
∴a n=错误!a n-1-b,a n-4b=错误!(a n-1-4b),
即数列{a n-4b}就是等比数列,公比q=错误!、
∴a 20-4b =(a 0-4b )·(错误!)20
、
令t =(错误!)20
,则lg t =20lg 错误!=20(1-3×0、3)=2、 ∴t =100,于就是a 20-4b =100(a 0-4b )、 ∴a 20=100a 0-396b ,由a 20≥4a 0,
得100a 0-396b ≥4a 0,b ≤错误!a 0=800、 故每年冬季木材的砍伐量不能超过800万立方米、
10、某地区位于沙漠边缘地带,到2000年底全县的绿化率只有30%,从2001年开始,计划将每年原有沙漠面积的16%栽树改造为绿洲,而同时,原有绿洲面积的4%又被侵蚀变成沙漠、
(1)设该地区的面积为1,2000年底绿洲面积为a 1=错误!,经过一年绿洲面积为a 2,经过
n 年绿洲面积为a n +1,求证:a n +1=错误!a n +错误!;
(2)问至少需要经过多少年的努力才能使该地区的绿洲面积超过60%(年数取整数)?(lg2=0、301 0)
解析 (1)证明 设2000年底的沙漠面积为b 1,经过n 年后沙漠面积为b n +1,则a 1+b 1=1,a n +b n =1、
a n +1=96%·a n +16%·
b n =96%a n +16(1-a n )
=错误!a n +错误!、
(2)依题意知a n +1=错误!a n +错误!,
得a n +1-错误!=错误!(a n -错误!)=(错误!)2
·(a n -1-错误!) =…=(错误!)n
(a 1-错误!)=-错误!(错误!)n 、 ∴a n +1=错误!-错误!·(错误!)n
、
依题意错误!-错误!(错误!)n
>60%,∴(错误!)n
〈错误!、 ∴n >log 错误!错误!=错误!≈4、1、
故至少需要经过5年,才能使全地区绿洲面积超过60%、
11、假设某市2009年新建住房400万平方米,其中有250万平方米就是中低价房、预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%、另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万平方米、那么,到哪一年年底、
(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2009年为累计的第一年)将首次不少于4 750万平方米?
(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%?(1、085≈1、47)
解析 (1)设中低价房面积构成数列{a n },由题意可知{a n }就是等差数列、 其中a 1=250,d =50,则S n =250n +
n n -1
2
×50=25n 2
+225n 、
令25n 2
+225n ≥4 750,即n 2
+9n -190≥0,而n 就是正整数,∴n ≥10、
∴到2018年年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4 750万平方米、 (2)可新建住房面积构成数列{b n },由题意可知{b n }就是等比数列、其中b 1=400,q =1、08,则b n =400×1、08
n -1
、
由题意可知a n >0、85b n , 有250+(n -1)·50>400×1、08
n -1
×0、85、
由1、085
≈1、47解得最小正整数n =6,
∴到2014年年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%、
1、某校为扩大教学规模,从今年起扩大招生,现有学生人数为b 人,以后学生人数年增长率为4、9‰、该校今年年初有旧实验设备a 套,其中需要换的旧设备占了一半、学校决定每年以当年年初设备数量的10%的增长率增加新设备,同时每年淘汰x 套的旧设备、
(1)如果10年后该校学生的人均占有设备的比率正好比目前翻一番,那么每年应更换的旧设备就是多少套?
(2)依照(1)的更换速度,其需多少年能更换所有需要更换的旧设备? 下列数据供计算时参考:
1、19
=2、38 1、004 99
=1、04 1、110=2、60 1、004 910
=1、05 1、111=2、85
1、004 811=1、06
解析 10
1、05b , 由题设可知,1年后的设备为a ×(1+10%)-x =1、1a -x , 2年后的设备为1、12
a -1、1x -x =1、12
a -x (1+1、1), ……
10年后的设备为a ×1、110
-x (1+1、1+1、12
+…+1、19
) =2、6a -x ×
1×1-1、1101-1、1
=2、6a -16x ,
由题设得错误!=2×错误!,解得x =错误!a 、 (2)全部更换旧设备还需错误!a ÷错误!=16年、 答案 (1)每年更换旧设备为1
32a 套;
(2)按此速度全部更换旧设备还需16年、
2、陈老师购买安居工程集资房92 m 2
,单价为1 000元/m 2
,一次性国家财政补贴28 800元,学校补贴14 400,余款由个人负担、房地产开发公司对教师实行分期付款每期为一年,等额付款,签订购房合同后一年付款一次再经过一年又付款一次,共付10次,10年后付清,如果按年利率7、5%,每年按复利计算,那么每年应付款多少元?(计算结果精确到百元)
解析 设每年应付款x 元,那么到最后一次付款时(即购房十年后), 第一年付款所生利息之与为x ×1、0759元, 第二年付款及所生利息之与为x ×1、0758元,… 第九年付款及其所生利息之与为x ×1、075元,
第十年付款为x 元,而所购房余款的现价及其利息之与为[1 000×92-(28 800+14 400)]×1、07510
=48 800×1、07510
(元)、
因此有x (1+1、075+1、0752
+…+1、0759
) =48 800×1、07510
、
∴x =48 800×1、07510×错误!
≈48 800×2、061×0、071≈7 141(元)、 故每年需交款7 141元、
1、(2013·新课标全国)等比数列{a n }的前n 项与为S n 、已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则
a 1=( )
A 、错误!
B 、-错误!
C 、错误!
D 、-错误!
答案 C
解析 设数列{a n }的公比为q ,若q =1,则由a 5=9,得a 1=9,此时S 3=27,而a 2+10a 1
=99,不满足题意,因此q ≠1、
∵q ≠1时,S 3=错误!=a 1·q +10a 1, ∴错误!=q +10,整理得q 2
=9、
∵a 5=a 1·q 4
=9,即81a 1=9,∴a 1=错误!、
2、(2012·全国)已知数列{a n }的前n 项与为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( ) A 、2
n -1
B 、(32
)n -1
C 、(错误!)n -1
D 、错误!
答案 B
解析 当n =1时,S 1=2a 2,又因S 1=a 1=1, 所以a 2=错误!,S 2=1+错误!=错误!、选B 、
3、(2013·辽宁)已知等比数列{a n }就是递增数列,S n 就是{a n }的前n 项与、若a 1,
a 3就是方程x 2-5x +4=0的两个根,则S 6=________、
答案 63
解析 因为x 2
-5x +4=0的两根为1与4,又数列{a n }就是递增数列,所以a 1=1,a 3
=4,所以q =2、所以S 6=错误!=63、
4、(2013·重庆)已知{a n }就是等差数列,a 1=1,公差d ≠0,S n 为其前n 项与,若a 1,a 2,a 5
成等比数列,则S 8=________、
答案 64
解析 由a 1、a 2、a 5成等比数列,得(a 1+d )2
=a 1(a 1+4d ),即(1+d )2
=1+4d ,解得d =2(d =0舍去),S 8=错误!×8=64、
5、(2012·北京)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项与、若a 1=错误!,S 2=a 3,则a 2
=________,S n =________、
答案 1 错误!(n 2
+n ) 解析 由a 1=错误!,S 2=a 3,得
a 1+a 2=a 3,即a 3-a 2=错误!、
∴{a n }就是一个以a 1=1
2为首项,以错误!为公差的等差数列、
∴a n =错误!+(n -1)×错误!=错误!n 、
∴a 2=1,S n =错误!(a 1+a n )=错误!n 2
+错误!n =错误!(n 2
+n )、
6、(2012·江西)设数列{a n },{b n }都就是等差数列,若a 1+b 1=7,a 3+b 3=21,则a 5+b 5
=________、
答案 35
解析 ∵{a n },{b n }均就是等差数列,根据等差数列的性质可得a 1+a 5=2a 3,b 1+b 5=2b 3,即a 5=2a 3-a 1,b 5=2b 3-b 1,
∴a 5+b 5=2(a 3+b 3)-(a 1+b 1)=2×21-7=35、
7、(2012·浙江)设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项与为S n ,若S 2=3a 2+2,S 4
=3a 4+2,则q =________、
答案 错误!
解析 S 4-S 2=3a 4-3a 2,a 3+a 4=3a 4-3a 2,
a 3+3a 2=2a 4,a 1·q 2+3a 1q =2a 1q 3,q =错误!,q =-1(舍去)、
8、(2012·全国)已知数列{a n }中,a 1=1,前n 项与S n =错误!a n 、 (1)求a 2,a 3;
(2)求{a n}的通项公式、
解析(1)由S2=错误!a2,得3(a1+a2)=4a2,解得a2=3a1=3、
由S3=错误!a3,得3(a1+a2+a3)=5a3,解得a3=错误!(a1+a2)=6、
(2)由题设知a1=1、
当n〉1时有a n=S n-S n-1=错误!a n-错误!a n-1,
整理得a n=错误!a n-1、
于就是a1=1,a2=错误!a1,a3=错误!a2,…,a n-1=错误!a n-2,
a n=错误!a n-1、
将以上n个等式两端分别相乘,整理得a n=错误!、
综上,{a n}的通项公式a n=错误!、
9、(2013·新课标全国)已知等差数列{a n}的前n项与S n满足S3=0,S5=-5、(1)求{a n}的通项公式;
(2)求数列{错误!}的前n项与、
解析(1)设{a n}的公差为d,则S n=na1+错误!d、
由已知可得错误!解得a1=1,d=-1、
故{a n}的通项公式为a n=2-n、
(2)由(1)知1
a2n-1a2n+1
=错误!=错误!(错误!-错误!),从而数列{错误!}的前n项与为
1
2
(-1+错误!+错误!-错误!+…+错误!-错误!)
=错误!、
10、(2012·江西文)已知数列{a n}的前n项与S n=-1
2
n2+kn
(其中k∈N+),且S n的最大值为8、
(1)确定常数k,并求a n;
(2)求数列{错误!}的前n项与T n、
解析(1)由题知,当n=k∈N+时,S n=-错误!n2+kn取得最大值,即S=S k=-错误! k2+k2=错误!k2,
故k2=16(k∈N+),因此k=4、
从而a n=S n-S n-1=错误!-n(n≥2)、
又a1=S1=错误!,所以a n=错误!-n、
(2)因为b n=错误!=错误!,
T n=b1+b2+…+b n=1+错误!+错误!+…+错误!+错误!,
所以T n=2T n-T n=2+1+错误!+…+错误!-错误!=4-错误!-错误!=4-错误!、
11、(2012·江西)已知数列{a n }的前n 项与S n =kc n
-k (其中c ,k 为常数),且a 2=4,a 6=8a 3、
(1)求a n ;
(2)求数列{na n }的前n 项与T n 、 解析 (1)由S n =kc n
-k , 得a n =S n -S n -1=kc n
-kc
n -1(n ≥2)、
由a 2=4,a 6=8a 3,得kc (c -1)=4,kc 5
(c -1)=8kc 2
(c -1), 解得错误!所以a 1=S 1=2,a n =kc n
-kc n -1
=2n
(n ≥2)、
于就是a n =2n
、
(2)T n =错误!ia i =错误!i ·2i
,即
T n =2+2·22+3·23+4·24+…+n ·2n ,
T n =2T n -T n =-2-22-23-24-…-2n +n ·2n +1=-2n +1+2+n ·2n +1=(n -1)2n +1
+2、
12、(2011·新课标)已知等比数列{a n }中,a 1=1
3,公比q =错误!、
(1)S n 为{a n }的前n 项与,证明:S n =错误!;
(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列{b n }的通项公式、
解析 (1)证明:因为a n =13×(错误!)n -1
=错误!,S n =错误!=错误!,所以S n =错误!、
(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n =-(1+2+…+n )=-错误!、 所以{b n }的通项公式为b n =-错误!、
13、(2012·重庆)已知{a n }为等差数列,且a 1+a 3=8,a 2+a 4=12、 (1)求{a n }的通项公式;
(2)记{a n }的前n 项与为S n ,若a 1,a k ,S k +2成等比数列,求正整数k 的值、 解析 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意知 错误!解得a 1=2,d =2、
所以a n =a 1+(n -1)d =2+2(n -1)=2n 、 (2)由(1)可得S n =错误!=错误!=n (n +1)、 因a 1,a k ,S k +2成等比数列,所以a 错误!=a k S k +2、 从而(2k )2
=2(k +2)(k +3),即k 2
-5k -6=0、 解得k =6或k =-1(舍去)、因此k =6、
14、(2013·浙江)在公差为d 的等差数列{a n }中,已知a 1=10,且a 1,2a 2+2,5a 3成等比数列、
(1)求d ,a n ;
(2)若d 〈0,求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |、 解析 (1)由题意得5a 3·a 1=(2a 2+2)2
,
即d2-3d-4=0,故d=-1或d=4、
所以a n=-n+11,n∈N*或a n=4n+6,n∈N*、
(2)设数列{a n}的前n项与为S n、
因为d<0,由(1)得d=-1,a n=-n+11、
则当n≤11时,
|a1|+|a2|+|a3|+…+|a n|=S n=-错误!n2+错误!n、
当n≥12时,
|a1|+|a2|+|a3|+…+|a n|=-S n+2S11=错误!n2-错误!n+110、
综上所述,
|a1|+|a2|+|a3|+…+|a n|=错误!
15、(2012·浙江)已知数列{a n}的前n项与为S n,且S n=2n2+n,n∈N*,数列{b n}满足
a n=4log2
b n+3,n∈N*、
(1)求a n,b n;
(2)求数列{a n·b n}的前n项与T n、
解析(1)由S n=2n2+n,得当n=1时,a1=S1=3;
当n≥2时,a n=S n-S n-1=4n-1、
所以a n=4n-1,n∈N*、
由4n-1=a n=4log2b n+3,得b n=2n-1,n∈N*、
(2)由(1)知a n b n=(4n-1)·2n-1,n∈N*、
所以T n=3+7×2+11×22+…+(4n-1)·2n-1,
2T n=3×2+7×22+…+(4n-5)·2n-1+(4n-1)·2n、
所以2T n-T n=(4n-1)2n-[3+4(2+22+…+2n-1)]=(4n-5)2n+5、
故T n=(4n-5)2n+5,n∈N*、
16、(2013·福建)已知等差数列{a n}的公差d=1,前n项与为S n、
(1)若1,a1,a3成等比数列,求a1;
(2)若S5〉a1a9,则a1的取值范围、
解析(1)因为数列{a n}的公差d=1,且1,a1,a3成等比数列,
所以a21=1×(a1+2),即a错误!-a1-2=0,解得a1=-1或a1=2、
(2)因为数列{a n}的公差d=1,且S5〉a1a9,
所以5a1+10>a2,1+8a1,即a错误!+3a1-10〈0,
解得-5〈a1<2、
17、(2013·湖北)已知S n就是等比数列{a n}的前n项与,S4,S2,S3成等差数列,且a2+a3+a4=-18、
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)就是否存在正整数n ,使得S n ≥2 013?若存在,求出符合条件的所有n 的集合;若不存在,说明理由、
解析 (1)设数列{a n }的公比为q ,则a 1≠0,q ≠0、 由题意得错误! 即错误!解得错误!
故数列{a n }的通项公式为a n =3(-2)
n -1
、
(2)由(1)有S n =错误!=1-(-2)n
、
若存在n ,使得S n ≥2 013,则1-(-2)n
≥2 013, 即(-2)n
≤-2 012、
当n 为偶数时,(-2)n
〉0,上式不成立;
当n 为奇数时,(-2)n =-2n ≤-2 012,即2n
≥2 012,则n ≥11、
18、(2013·大纲全国)等差数列{a n }的前n 项与为S n 、已知S 3=a 2
2,且S 1,S 2,S 4成等比数列,求{a n }的通项公式、
解析 设{a n }的公差为d 、
由S 3=a 错误!,得3a 2=a 错误!,故a 2=0或a 2=3、 由S 1,S 2,S 4成等比数列,得S 2
,2=S 1S 4、 又S 1=a 2-d ,S 2=2a 2-d ,S 4=4a 2+2d , 故(2a 2-d )2
=(a 2-d )(4a 2+2d )、
若a 2=0,则d 2
=-2d 2
,所以d =0,此时S n =0,不合题意; 若a 3=3,则(6-d )2
=(3-d )(12+2d ),解得d =0或d =2、 因此{a n }的通项公式为a n =3或a n =2n -1、
19、(2013·四川)在等差数列{a n }中,a 1+a 3=8,且a 4为a 2与a 9的等比中项,求数列{a n }的首项、公差及前n 项与、
解析 设该数列公差为d ,前n 项与为S n 、
由已知,可得2a 1+2d =8,(a 1+3d )2
=(a 1+d )(a 1+8d )、
所以,a 1+d =4,d (d -3a 1)=0,解得a 1=4,d =0,或a 1=1,d =3,即数列{a n }的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3、
所以,数列的前n 项与S n =4n 或S n =错误!、
20、(2013·重庆)设数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=3a n ,n ∈N +、 (1)求{a n }的通项公式及前n 项与S n ;
(2)已知{b n }就是等差数列,T n 为其前n 项与,且b 1=a 2,b 3=a 1+a 2+a 3,求T 20、 解析 (1)由题设知{a n }就是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a n =3
n -1
,S n =1-3n
1-3=12
(3n
-1)、
(2)b1=a2=3,b3=1+3+9=13,b3-b1=10=2d,
所以公差d=5,故T20=20×3+错误!×5=1 010、
21、(2013·四川)在等比数列{a n}中,a2-a1=2,且2a2为3a1与a3的等差中项,求数列{a n}的首项、公比及前n项与、
解析设该数列的公比为q,由已知,可得
a1q-a1=2,4a1q=3a1+a1q2、
所以,a1(q-1)=2,q2-4q+3=0,解得q=3或q=1、
由于a1(q-1)=2,因此q=1不合题意,应舍去、
故公比q=3,首项a1=1、
所以,数列的前n项与S n=错误!、
1、(2012·四川)设函数f(x)=2x-cos x,{a n}就是公差为错误!的等差数列,f(a1)+f(a2)+…+f(a5)=5π,则[f(a3)2]-a1a5=( )
A、0
B、错误!π2
C、错误!π2
D、错误!π2
答案 D
解析因为{a n}就是以错误!为公差的等差数列,所以a1=a3-错误!,a2=a3-错误!,a4=a3+错误!,a5=a3+错误!,则f(a1)=2a3-错误!-cos(a3-错误!),f(a2)=2a3-错误!-cos(a3-错误!),f(a3)=2a3-cos a3,f(a4)=2a3+错误!-cos(a3+错误!),f(a5)=2a3+错误!-cos(a3+错误!)、
所以f(a1)+f(a2)+f(a3)+f(a4)+f(a5)
=10a3-[cos(a3-错误!)+cos(a3-错误!)+cos a3+cos(a3+错误!)+cos(a3+错误!)]
=10a3-(错误!cos a3+cos a3+2cos错误!cos a3)
=10a3-(错误!+1+2cos错误!)cos a3=5π、则a3=错误!、
于就是a1=a3-错误!=错误!,a5=a3+错误!=错误!,f(a3)=2×错误!-cos错误!=π、
故[f(a3)]2-a1a5=π2-错误!×错误!=错误!π2、
2、(2012·山东)已知等差数列{a n}的前5项与为105,且a10=2a5、
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)对任意m∈N*,将数列{a n}中不大于72m的项的个数记为b m、求数列{b m}的前m项与S m、
解析(1)设数列{a n}的公差为d,前n项与为T n、由T5=105,a10=2a5,
得到错误!解得a1=7,d=7、
因此a n=a1+(n-1)d=7+7(n-1)=7n(n∈N*)、(2)对m∈N*,若a n=7n≤72m,则n≤72m-1、
因此b m=72m-1、
所以数列{b m}就是首项为7公比为49的等比数列, 故S m=错误!=错误!=错误!=错误!、。