2019年高中数学第二章数列章末综合检测(二)(含解析)新人教A版必修5
- 格式:doc
- 大小:127.50 KB
- 文档页数:8
章末综合检测(二)(时间:120分钟,满分:150分)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知数列1,3,5,7,3,11,…2n -1,…,则21是这个数列的( ) A .第10项 B .第11项 C .第12项D .第21项解析:选B.观察可知该数列的通项公式为a n =2n -1(事实上,根号内的数成等差数列,首项为1,公差为2),令21=2n -1,解得n =11,故选B.2.已知等比数列{a n }的前3项的和等于首项的3倍,则该等比数列的公比为( ) A .-2 B .1 C .-2或1D .2或-1解析:选C.由题设条件可得a 1+a 1q +a 1q 2=3a 1, 所以q 2+q -2=0,所以q =1或q =-2,故选C.3.在等差数列{a n }中,若a 2+a 3=4,a 4+a 5=6,则a 9+a 10=( ) A .9 B .10 C .11D .12解析:选C.设等差数列{a n }的公差为d ,则有(a 4+a 5)-(a 2+a 3)=4d =2, 所以d =12.又(a 9+a 10)-(a 4+a 5)=10d =5,所以a 9+a 10=(a 4+a 5)+5=11.4.设等差数列{a n }的前n 项和是S n ,若-a m <a 1<-a m +1(m ∈N *,且m ≥2),则必定有( ) A .S m >0,且S m +1<0 B .S m <0,且S m +1>0 C .S m >0,且S m +1>0 D .S m <0,且S m +1<0解析:选A.因为-a m <a 1<-a m +1,所以a 1+a m >0,a 1+a m +1<0,所以S m >0,且S m +1<0. 5.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,下列选项中不可能是{S n }的图象的是( )解析:选D.因为S n 是等差数列{a n }的前n 项和,所以S n =an 2+bn (a ,b 为常数,n ∈N *),则其对应函数y =ax 2+bx 的图象是过原点的一条曲线.当a =0时,该曲线是过原点的直线,如选项C ;当a ≠0时,该曲线是过原点的抛物线,如选项A ,B ;选项D 中的曲线不过原点,不符合题意.故选D.6.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 1=1且a 1a 2a 3=-8,则S 5S 2=( ) A .-11 B .-8 C .5D .11解析:选A.设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 1a 2a 3=-8,所以a 32=-8,a 2=-2,又a 1=1,所以q =-2,S 5S 2=a 1(1-q 5)1-q ·1-q a 1(1-q 2)=1-q 51-q 2=1-(-2)51-(-2)2=-11,故选A.7.已知公差不为0的等差数列{a n }的前23项的和等于前8项的和.若a 8+a k =0,则k =( )A .22B .23C .24D .25解析:选C.等差数列的前n 项和S n 可看作关于n 的二次函数(图象过原点).由S 23=S 8,得S n 的图象关于n =312对称,所以S 15=S 16,即a 16=0,所以a 8+a 24=2a 16=0,所以k =24.8.已知数列{a n }满足a 1=2,4a 3=a 6,⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,则数列{(-1)na n }的前10项的和S 10=( )A .220B .110C .99D .55解析:选B.因为⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,所以可设a nn=an +b .所以a n =an 2+bn .因为a 1=2,4a 3=a 6,所以a +b =2,且4(9a +3b )=36a +6b ,解得a =2,b =0,所以a n =2n 2.所以S 10=2[(-12+22)+(-32+42)+…+(-92+102)]=110.故选B.9.数列{a n }满足递推公式a n =3a n -1+3n-1(n ≥2),又a 1=5,则使得⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ3n为等差数列的实数λ等于( )A .2B .5C .-12D.12解析:选C.a 1=5,a 2=23,a 3=95,令b n =a n +λ3n.则b 1=5+λ3,b 2=23+λ9,b 3=95+λ27,因为b 1+b 3=2b 2,所以λ=-12.10.各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =3,S 3n =39,则S 4n =( ) A .80 B .90 C .120D .130解析:选C.由已知,可得公比q ≠1,q >0,因为S n =3,S 3n =39,所以a 1(1-q n )1-q =3,a 1(1-q 3n )1-q =39,两式相除化简可得q 2n +q n -12=0,解得q n =3或q n=-4(舍去),所以a 11-q=-32.则S 4n =a 1(1-q 4n)1-q =-32×(1-34)=120.故选C.11.设b n =a n(a n +1)(a n +1+1)(其中a n =2n -1),数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 5=( ) A.3133 B.3233 C.3166D.1633解析:选 C.b n =2n -1(2n -1+1)(2n +1)=12n -1+1-12n+1,所以T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫120+1-121+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫121+1-122+1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+1-12n +1=12-12n +1,所以T 5=12-133=3166. 12.对于正项数列{a n },定义G n =a 1+2a 2+3a 3+…+na nn为数列{a n }的“匀称”值.已知数列{a n }的“匀称”值为G n =n +2,则该数列中的a 10等于( )A .2 3 B.45 C .1D.2110解析:选D.因为G n =a 1+2a 2+3a 3+…+na nn,数列{a n }的“匀称”值为G n =n +2, 所以a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n (n +2),① 所以n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=(n -1)(n +1),②①-②得na n =2n +1, 所以a n =2n +1n,n ≥2,当n =1时,a 1=G 1=3满足上式.所以a n =2n +1n ,a 10=2110.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上. 13.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,S 8=4a 3,a 7=-2,则a 9=________. 解析:S 8=8×(a 1+a 8)2=4(a 3+a 6).由于S 8=4a 3,所以a 6=0.又a 7=-2,所以a 8=-4,a 9=-6.答案:-614.已知等比数列{a n }中,a 2a 10=6a 6,等差数列{b n }中,b 4+b 6=a 6,则数列{b n }的前9项和为________.解析:因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a 10=a 26,又a 2a 10=6a 6,所以a 26=6a 6,解得a 6=6,所以b 4+b 6=6.因为数列{b n }是等差数列,所以数列{b n }的前9项和为(b 1+b 9)×92=(b 4+b 6)×92=6×92=27. 答案:2715.数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n·n ·sin n π2+1,其前n 项和为S n ,则S 100=________.解析:由数列{a n }的通项公式得a 1=0,a 2=1,a 3=4,a 4=1,a 5=-4,a 6=1,a 7=8,a 8=1,…,四项为一组,每组的和都是6,故S 100=25×6=150.答案:15016.已知等差数列{a n }中,a 3=7,a 6=16,将此等差数列的各项排成如下三角形数阵:a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8 a 9 a 10… … … … …则此数阵中第20行从左到右的第10个数是________.解析:第1行有1项,第2行有2项,第3行有3项,故前19行共有19×202=190(项),第20行第10项为数列{a n }中的第200项.又a 3=7,a 6=16,所以公差d =a 6-a 36-3=16-73=3,所以a n =a 3+(n -3)·d =7+3(n -3)=3n -2,所以a 200=3×200-2=598.答案:598三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(本小题满分10分)已知数列{a n }为等差数列,且a 1+a 5=-12,a 4+a 8=0. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若等比数列{b n }满足b 1=-8,b 2=a 1+a 2+a 3,求数列{b n }的通项公式. 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d , 因为a 1+a 5=2a 3=-12,a 4+a 8=2a 6=0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 3=-6a 6=0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =-6a 1+5d =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-10d =2,所以a n =-10+2(n -1)=2n -12. (2)设等比数列{b n }的公比为q , 因为b 2=a 1+a 2+a 3=-24,b 1=-8, 所以-8q =-24,即q =3, 因此b n =b 1·qn -1=(-8)×3n -1.18.(本小题满分12分)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d ≠0,且S 3=9,a 1,a 3,a 7成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)因为a 1,a 3,a 7成等比数列,所以a 23=a 1a 7,即(a 1+2d )2=a 1(a 1+6d ). 化简得d =12a 1,d =0(舍去).所以S 3=3a 1+2×32×12a 1=92a 1=9,得a 1=2,d =1,所以a n =a 1+(n -1)d =2+(n -1)=n +1, 即a n =n +1. (2)因为b n =2a n =2n +1,所以b 1=4,b n +1b n=2. 所以数列{b n }是以4为首项,2为公比的等比数列.所以T n =b 1(1-q n )1-q =4(1-2n )1-2=2n +2-4.19.(本小题满分12分)已知等比数列{a n }满足a 3+a 4=12,a 1a 6=32,前n 项和为S n ,且公比q >1.(1)求证:S n =2a n -1; (2)求证:1a 1+1a 2+…+1a n<2.证明:(1)因为数列{a n }为等比数列, 所以a 1a 6=a 3a 4=32. 由⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 4=12a 3a 4=32,得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=4a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=8a 4=4, 由公比q >1,得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=4a 4=8,故⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1q =2, 所以a n =2n -1,S n =1-2n1-2=2n -1=2a n -1.(2)由(1)知a n =2n -1,所以1a 1+1a 2+…+1a n =1+12+…+12n -1=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n1-12=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =2-12n -1<2. 20.(本小题满分12分)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n =2S n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{a n }为等比数列;(2)若b n =(2n +1)a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)证明:当n =1时,a 1=2S 1-1=2a 1-1,解得a 1=1;当n ≥2时,a n =2S n -1,a n -1=2S n -1-1,两式相减得a n -a n -1=2a n ,化简得a n =-a n -1,所以数列{a n }是首项为1,公比为-1的等比数列.(2)由(1)可得a n =(-1)n -1,所以b n =(2n +1)·(-1)n -1,法一(并项求和法):当n 为偶数时,b n -1+b n =-2,T n =n2×(-2)=-n ;当n 为奇数时,n +1为偶数,T n =T n +1-b n +1=-(n +1)-[-(2n +3)]=n +2.综上,数列{b n }的前n 项和T n =⎩⎪⎨⎪⎧-n ,n 为偶数,n +2,n 为奇数.法二(错位相减法):T n =3·(-1)0+5·(-1)1+7·(-1)2+…+(2n +1)·(-1)n -1,-T n =3·(-1)1+5·(-1)2+…+(2n -1)·(-1)n -1+(2n +1)·(-1)n,两式相减得2T n =3+2·(-1)1+2·(-1)2+…+2·(-1)n -1-(2n +1)(-1)n=3+2·-[1-(-1)n -1]1-(-1)-(2n +1)·(-1)n=(2n +2)·(-1)n -1+2.所以数列{b n }的前n 项和T n =(n +1)·(-1)n -1+1.21.(本小题满分12分)设{a n }是等差数列,其前n 项和为S n (n ∈N *);{b n }是等比数列,公比大于0,其前n 项和为T n (n ∈N *),已知b 1=1,b 3=b 2+2,b 4=a 3+a 5,b 5=a 4+2a 6.(1)求S n 和T n ;(2)若S n +(T 1+T 2+…+T n )=a n +4b n ,求正整数n 的值. 解:(1)设等比数列{b n }的公比为q (q >0). 由b 1=1,b 3=b 2+2,可得q 2-q -2=0. 因为q >0,可得q =2,故b n =2n -1.所以T n =1-2n1-2=2n-1.设等差数列{a n }的公差为d .由b 4=a 3+a 5,可得a 1+3d =4. 由b 5=a 4+2a 6,可得3a 1+13d =16,从而a 1=1,d =1, 故a n =n ,所以S n =n (n +1)2.(2)由(1)有T 1+T 2+…+T n =(21+22+ (2))-n =2×(1-2n)1-2-n =2n +1-n -2.由S n +(T 1+T 2+…+T n )=a n +4b n 可得n (n +1)2+2n +1-n -2=n +2n +1.整理得n 2-3n -4=0,解得n =-1(舍去)或n =4. 所以n 的值为4.22.(本小题满分12分)在等差数列{a n }中,a 3=6,a 8=26,S n 为等比数列{b n }的前n 项和,且b 1=1,4S 1,3S 2,2S 3成等差数列.(1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)设c n =|a n |·b n ,求数列{c n }的前n 项和T n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d , 等比数列{b n }的公比为q .由题意,得a 8-a 3=5d =26-6=20, 所以d =4,所以a n =a 3+(n -3)d =4n -6. 因为6S 2=4S 1+2S 3,即3(b 1+b 2)=2b 1+b 1+b 2+b 3, 所以b 3=2b 2.所以公比q =2,所以b n =2n -1.(2)由(1)可得,c n =|4n -6|·2n -1=|2n -3|·2n.①当n =1时,2n -3<0,所以T 1=c 1=2.②当n ≥2时,2n -3>0,所以c n =(2n -3)·2n,T n =2+1×22+3×23+5×24+…+(2n -3)×2n ,所以2T n =4+1×23+3×24+…+(2n -3)×2n +1.所以-T n =2+2×(23+24+ (2))-(2n -3)×2n +1=2+2×23×(1-2n -2)1-2-(2n -3)×2n +1=-14+(5-2n )×2n +1. 所以T n =(2n -5)·2n +1+14.当n =1时,满足上式. 所以T n =(2n -5)·2n +1+14.。