高考数学二轮复习 专题10 数列求和及其应用押题专练 理
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专题10 数列求和及其应用 1.已知数列112,314,518,7116,„,则其前n项和Sn为( ) A.n2+1-12n B.n2+2-12n C.n2+1-12n-1 D.n2+2-12n-1 解析:∵an=2n-1+12n,
∴Sn=n(1+2n-1)2+1-12n·121-12=n2+1-12n. 答案:A 2.若数列{an}的通项公式为an=2n(n+2),则其前n项和Sn为( )
A.1-1n+2 B.32-1n-1n+1 C.32-1n-1n+2 D.32-1n+1-1n+2
答案:D 3.已知等比数列{an}中,a2·a8=4a5,等差数列{bn}中,b4+b6=a5,则数列{bn}的前9项和S9等于( ) A.9 B.18 C.36 D.72 解析:∵在等比数列{an}中,a2·a8=4a5,即a25=4a5, ∴a5=4. ∴由题意可知a5=b4+b6=2b5=4,∴b5=2. ∴S9=9b5=18. 答案:B 4.等比数列{an}中,a4=2, a7=5,则数列{lg an}的前10项和等于( ) A.2 B.lg 50 C.5 D.10 解析:由题意可知a4a7=a5a6=a3a8=a2a9=a1a10,即a1a2„a9a10=105, 所以数列{lg an}的前10项和等于lg a1+lg a2+„+lg a9+lg a10=lg a1a2„a10=lg 105=5. 答案:C 5.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问第二天走了( ) A.192里 B.96里 C.48里 D.24里
解析:由题意,知每天所走路程形成以a1为首项,公比为12的等比数列,则a11-1261-12=378,解得a1=192,则a2=96,即第二天走了96里. 答案:B 6.在数列{an}中,an+1-an=2,Sn为{an}的前n项和.若S10=50,则数列{an+an+1}的前10项和为________. 解析:{an+an+1}的前10项和为a1+a2+a2+a3+„+a10+a11=2(a1+a2+„+a10)+a11
-a1=2S10+10×2=120.
答案:120 7.已知数列5,6,1,-5,„,该数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前16项之和S16等于________.
答案:7 8.已知定义在R上的函数f(x)是奇函数,且满足f(x)=f(x+3),f(-2)=-3.若数
列{an}中,a1=-1,且前n项和Sn满足Snn=2×ann+1,则f(a5)+f(a6)=________. 解析:∵函数f(x)是奇函数, ∴f(-x)=-f(x),f(0)=0. ∵f(x)=f(x+3), ∴f(x)是以3为周期的周期函数. ∵Sn=2an+n, ∴Sn-1=2an-1+(n-1)(n≥2), 两式相减并整理得an=2an-1-1,即an-1=2(an-1-1)(n≥2), ∴数列{an-1}是以2为公比的等比数列, 首项为a1-1=-2, ∴an-1=-2×2n-1=-2n,an=-2n+1, ∴a5=-31,a6=-63, ∴f(a5)+f(a6)=f(-31)+f(-63)=f(2)+f(0)=f(2)=-f(-2)=3. 答案:3 9.已知{an}是等差数列,{bn}是等比数列,且b2=3,b3=9,a1=b1,a14=b4. (1)求{an}的通项公式; (2)设cn=an+bn,求数列{cn}的前n项和.
10.已知等差数列{an}的前n项和Sn满足S3=6,S5=15. (1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=an2an,求数列{bn}的前n项和Tn. 解:(1)设等差数列{an}的公差为d,首项为a1, ∵S3=6,S5=15, ∴3a1+12×3×(3-1)d=6,5a1+12×5×(5-1)d=15.即a1+d=2,a1+2d=3, 解得a1=1,d=1. ∴{an}的通项公式为an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×1=n. (2)由(1)得bn=an2an=n2n,
∴Tn=12+222+323+„+n-12n-1+n2n,① ①式两边同乘12,得 12Tn=122+223+223+324+„+n-12n+n2n+1
,②
①-②得12Tn=12+122+123+„+12n-n2n+1=121-12n1-12-n2n+1=1-12n-n2n+1, ∴Tn=2-12n-1-n2n. 11.已知函数f(x)=x2+bx为偶函数,数列{an}满足an+1=2f(an-1)+1,且a1=3,an>1.
(2)解:由题意得cn=n2n-n. 设An=1×2+2×22+3×23+„+n×2n, 设Bn=1+2+3+4+„+n=n(n+1)2, ∴2An=1×22+2×23+3×24+„+n×2n+1. ∴-An=2+22+23+„+2n-n×2n+1=2(1-2n)1-2-n×2n+1=2n+1-n×2n+1-2, ∴An=(n-1)2n+1+2. ∴Sn=An-Bn=(n-1)2n+1+2-n(n+1)2. 12.设等差数列{an}的前n项和为Sn,且S3=2S2+4,a5=36. (1)求an,Sn; (2)设bn=Sn-1(n∈N*),Tn=1b1+1b2+1b3+„+1bn,求Tn.
13.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=12,an=-2SnSn-1(n≥2且n∈N*). (1)求证:数列1Sn是等差数列; (2)求Sn和an. 解:(1)证明:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-2SnSn-1,① ∴Sn(1+2Sn-1)=Sn-1,由上式知,若Sn-1≠0,则Sn≠0. ∵S1=a1≠0,由递推关系知Sn≠0(n∈N*), ∴由①式可得,当n≥2时,1Sn-1Sn-1=2. ∴1Sn是等差数列,其中首项为1S1=1a1=2,公差为2. (2)∵1Sn=1S1+2(n-1)=1a1+2(n-1)=2+2(n-1)=2n,∴Sn=12n. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-12n(n-1); 当n=1时,a1=S1=12不适合上式.
∴an=12(n=1,n∈N*),-12n(n-1)(n≥2,n∈N*). 14.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公比为q的等比数列{bn}的首项为12,且a1+2q=3,a2+4b2=6,S5=40. (1)求数列{an},{bn}的通项公式an,bn; (2)求数列1anan+1+1bnbn+1的前n项和Tn. 15.已知正项数列{an}的前n项和为Sn,对∀n∈N*,有2Sn=a2n+an. (1)求数列{an}的通项公式; (2)令bn=1anan+1+an+1an,设{bn}的前n项和为Tn,求T1,T2,T3,„,T100中有理数的个数. (2)∵bn=1anan+1+an+1an =1nn+1+(n+1)n=nn-n+1n+1, ∴{bn}的前n项和为Tn=1-22+22-33+„+nn-n+1n+1=1-n+1n+1, ∴T1,T2,T3,„,T100中只有取n=3,8,15,24,35,48,63,80,99时,Tn才有理数. ∴T1,T2,T3,„,T100中有理数的个数为9. 16.已知等差数列{an}的公差d≠0,它的前n项和为Sn,若S5=70,且a2,a7,a22成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设数列1Sn的前n项和为Tn,求证:16≤Tn<38. 解:(1)由题意得
5a1+10d=70,(a1+6d)2=(a1+d)(a1+21d),
解得a1=6,d=4, ∴an=6+(n-1)×4=4n+2. (2)∵a1=6,d=4, ∴Sn=6n+n(n-1)2×4=2n2+4n, 即1Sn=12n(n+2)=141n-1n+2, ∴Tn=141-13+12-14+„+1n-1n+2 =141+12-1n+1-1n+2 =38-2n+34(n+1)(n+2)<38, ∵Tn+1-Tn=141n+1-1n+3>0, ∴数列{Tn}是递增数列, 即(Tn)min=T1=38-2n+34(n+1)(n+2)=16. 故16≤Tn<38. 17.已知数列{an}是公差为正数的等差数列,数列{bn}为等比数列,且a1=1,a2=b2,a5=b3,a14=b4.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式; (2)对任意给定的k∈N*,是否存在p,r∈N*(k<p<r)使1ak,1ap,1ar成等差数列?若存在,用k分别表示p和r(只要写出一组即可);若不存在,请说明理由.
(2)当k=1时,若存在p,r,使1ak,1ap,1ar成等差数列,则1ar=2ap-1ak=22p-1-1a1=3-2p2p-1, 因为p≥2,所以ar<0,与数列{an}为正项数列相矛盾,因此,当k=1时不存在; 当k≥2时,设ak=x,ap=y,ar=z, 则1x+1z=2y, 所以z=xy2x-y,
综上所述,当k=1时,不存在p,r; 当k≥2时,存在p=2k-1,r=4k2-5k+2满足要求.