「精品」高考数学二轮复习专题三数列第1讲等差数列等比数列的基本问题练习
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专题三 数列 第1讲 等差数列、等比数列的基本问题练习
一、选择题
1.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sm-1=5,Sm=-11,Sm+1=21,则m等于( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析 由已知得Sm-Sm-1=am=-16,Sm+1-Sm=am+1=32,
故公比q=-2,又Sm=a1-amq1-q=-11,故a1=-1,
又am=a1qm-1=-16,代入可求得m=5.
答案 C
2.(2014·新课标全国Ⅱ卷)等差数列{an}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{an}的前n项和Sn等
于( )
A.n(n+1) B.n(n-1)
C.n(n+1)2 D.n(n-1)2
解析 由a2,a4,a8成等比数列,得a24=a2a8,
即(a1+6)2=(a1+2)(a1+14),∴a1=2.
∴Sn=2n+n(n-1)2×2
=2n+n2-n=n(n+1).
答案 A
3.(2015·浙江卷)已知{an}是等差数列,公差d不为零,前n项和是Sn,若a3,a4,a8成等比数列,则( )
A.a1d>0,dS4>0 B.a1d<0,dS4<0
C.a1d>0,dS4<0 D.a1d<0,dS4>0
解析 ∵a3,a4,a8成等比数列,∴(a1+3d)2=(a1+2d)·(a1+7d),整理得a1=-53d,∴a1d=-53d2<0,
又S4=4a1+4×32d=-2d3,∴dS4=-2d23<0,故选B.
答案 B
4.(2016·福州二模)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这
三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析 由题意知:a+b=p,ab=q,∵p>0,q>0,∴a>0,b>0.在a,b,-2这三个数的6种排序
中,成等差数列的情况有a,b,-2;b,a,-2;-2,a,b;-2,b,a;成等比数列的情况有:a,
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-2,b;b,-2,a.
∴ab=4,2b=a-2或ab=4,2a=b-2解之得:a=4,b=1或a=1,b=4.
∴p=5,q=4,∴p+q=9,故选D.
答案 D
5.(2016·浙江卷)如图,点列{An},{Bn}分别在某锐角的两边上,且|AnAn+1|
=|An+1An+2|,An≠An+2,n∈N*,
|BnBn+1|=|Bn+1Bn+2|,Bn≠Bn+2,n∈N*(P≠Q表示点P与Q不重合).若dn=|AnBn|,
Sn为△AnBnB
n
+1
的面积,则( )
A.{Sn}是等差数列 B.{S2n}是等差数列
C.{dn}是等差数列 D.{d2n}是等差数列
解析 由题意,过点A1,A2,A3,…,An,An+1,…分别作直线B1Bn+1的垂线,高分别记为h1,h2,h3,…,
hn,hn+1,…,根据平行线的性质,得h1,h2,h3,…,hn,hn+1,…成等差数列,又Sn=12×|BnBn+1|×h
n
,
|BnBn+1|为定值,所以{Sn}是等差数列,故选A.
答案 A
二、填空题
6.(2016·全国Ⅰ卷)设等比数列满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…an的最大值为__________.
解析 设等比数列{an}的公比为q,∴a1+a3=10,a2+a4=5⇒a1+a1q2=10,a1q+a1q3=5,解得a1=8,q=12,
∴a1a2…an=12(-3)+(-2)+…+(n-4)
=1212n(n-7)=1212n-722-494,
当n=3或4时,12n-722-494取到最小值-6,
此时1212n-722-494取到最大值26,所以a1a2…an的最大值为64.
答案 64
7.数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=15,且对任意正整数m,n,都有am+n=am·an,若Sn<t恒成立,则
实数t的最小值为________.
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解析 令m=1,可得an+1=15an,所以{an}是首项为15,公比为15的等比数列,所以Sn=151-15n1-15=
1
4
1-
1
5
n
<14,故实数t的最小值为14.
答案 14
8.(2013·新课标全国Ⅱ卷)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S10=0,S15=25,则nSn的最小值为
________.
解析 设数列{an}的首项和公差分别为a1,d,
则10a1+45d=0,15a1+105d=25,a1=-3,d=23,
则nSn=n-3n+n(n-1)3=n33-103n2.
设函数f(x)=x33-103x2,则f′(x)=x2-203x,
当x∈0,203时,f′(x)<0;
当x∈203,+∞时,f′(x)>0,
所以函数f(x)min=f203,
但6<203<7,且f(6)=-48,f(7)=-49,
因为-48>-49,所以最小值为-49.
答案 -49
三、解答题
9.(2014·新课标全国Ⅱ卷)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1,
(1)证明{an+12}是等比数列,并求{an}的通项公式;
(2)证明1a1+1a2+…+1an<32.
证明 (1)由an+1=3an+1,
得an+1+12=3an+12.
又a1+12=32,所以{an+12}是首项为32,公比为3的等比数列.
a
n
+12=3n2,
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因此{an}的通项公式为an=3n-12.
(2)由(1)知1an=23n-1.
因为当n≥1时,3n-1≥2×3n-1,所以13n-1≤12×3n-1.
于是1a1+1a2+…+1an≤1+13+…+13n-1=321-13n<32.
所以1a1+1a2+…+1an<32.
10.数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且对任意正整数n,点(an+1,Sn)在直线2x+y-2=0上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在实数λ,使得数列Sn+λn+λ2n为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理
由.
解 (1)由题意,可得2an+1+Sn-2=0.①
当n≥2时,2an+Sn-1-2=0.②
①-②,得2an+1-2an+an=0,所以an+1an=12(n≥2).
因为a1=1,2a2+a1=2,所以a2=12.
所以{an}是首项为1,公比为12的等比数列.
所以数列{an}的通项公式为an=12n-1.
(2)由(1)知,Sn=1-12n1-12=2-12n-1.
若Sn+λn+λ2n为等差数列,则S1+λ+λ2,S2+2λ+λ22,S3+3λ+λ23成等差数列,则2S2+9λ4=
S1+3λ2+S
3
+25λ8,即232+9λ4=1+3λ2+74+25λ8,解得λ=2.
又λ=2时,Sn+2n+22n=2n+2,
显然{2n+2}成等差数列,故存在实数λ=2,
使得数列{Sn+λn+λ2n}成等差数列.
11.(2015·浙江卷)已知数列{an}满足a1=12且an+1=an-a2n(n∈N*).
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(1) 证明:1≤anan+1≤2(n∈N*);
(2)设数列{a2n}的前n项和为Sn,证明:12(n+2)≤Snn≤12(n+1)(n∈N*).
证明 (1)由题意得an+1-an=-a2n≤0,即an+1≤an,故an≤12.
由an=(1-an-1)an-1得
an=(1-an-1)(1-an-2)…(1-a1)a
1
>0.
由0<an≤12得
anan+1=a
n
an-a2n=11-a
n
∈[1,2],
即1≤anan+1≤2.
(2)由题意得
a2n=an-an+1,所以Sn=a1-a
n
+1
.①
由1an+1-1an=anan+1和1≤anan+1≤2得
1≤1an+1-1an≤2,所以n≤1an+1-1a1≤2n,
因此12(n+1)≤an+1≤1n+2(n∈N*).②
由①②得12(n+2)≤Snn≤12(n+1)(n∈N*).