【世纪金榜】2015高考数学专题辅导与训练配套练习:课时冲关练(九) 数列的通项与求和

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- 1 - 课时冲关练(九) 数列的通项与求和 (45分钟 100分) 一、选择题(每小题5分,共40分) 1.数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则a6= ( ) A.3×44 B.3×44+1 C.44 D.44+1 【解析】选A.因为an+1=3Sn,所以an=3Sn-1(n≥2), 两式相减得:an+1-an=3an, 即=4(n≥2), 所以数列a2,a3,a4,…构成以a2=3S1=3a1=3为首项,公比为4的等比数列,所以a6=a2·44=3×44. 【误区警示】本题易误以为数列是等比数列而致误. 2.在等比数列{an}中,a1+an=34,a2·an-1=64,且前n项和Sn=62,则项数n等于 ( ) A.4 B.5 C.6 D.7 【解析】选B.在等比数列中,a2an-1=a1an=64, 又a1+an=34,解得a1=2,an=32或a1=32,an=2. 当a1=2,an=32时,

Sn===62, 解得q=2, - 2 -

又an=a1qn-1, 所以2×2n-1=2n=32, 解得n=5. 同理当a1=32,an=2时, 解得n=5. 综上项数n等于5. 3.(2014·周口模拟)如果数列{an}的前n项和Sn=an-3,那么这个数列的通项公式是 ( ) A.an=2(n2+n+1) B.an=3·2n C.an=3n+1 D.an=2·3n 【解析】选D.因为Sn=an-3, 则Sn-1=an-1-3(n≥2), 所以Sn-Sn-1=an=an-an-1, 即an=3an-1(n≥2). a1=S1=a1-3,解得:a1=6, 故{an}是以6为首项,公比为3的等比数列, 所以an=6×3n-1=2·3n.故选D. 4.(2014·济南模拟)已知函数f(n)=n2cos(nπ),且an=f(n),则a1+a2+a3+…+a100= ( ) A.0 B.100 C.5050 D.10200 【解题提示】把n的取值代入f(n)表示出数列的项重新组合,找出规律 - 3 -

求解. 【解析】选C. a1+a2+a3+…+a100=-12+22-32+42-…-992+1002 =(22-12)+(42-32)+…+(1002-992)=3+7+…+199==5050. 5.(2014·台州模拟)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知1≤S2≤2,3≤S4≤5,则S6的取值范围是 ( ) A.[3,12] B.[4,12] C.[5,11] D.[5,8] 【解析】选A.设Sn=An2+Bn(A≠0), 由S2=4A+2B∈[1,2], S4=16A+4B∈[3,5]得S6=-3S2+3S4∈[3,12]. 6.等差数列{an}中,a10<0,a11>0,且|a10|<|a11|,Sn为其前n项之和,则 ( ) A.S1,S2,…,S10都小于零,S11,S12,…都大于零 B.S1,S2,…,S5都小于零,S6,S7,…都大于零 C.S1,S2,…,S19都小于零,S20,S21,…都大于零 D.S1,S2,…,S20都小于零,S21,S22,…都大于零 【解析】选C. S19==19·a10<0, S21==21·a11>0, 又因为|a10|<|a11|, a11+a10>0, 所以S20==10(a11+a10)>0. - 4 -

7.已知{an},{bn}均为等差数列,其前n项和分别为Sn和Tn,若=,则的值是 ( ) A. B.2 C. D.无法确定 【解析】选B.等差数列的前n项和Sn=an2+bn, 故可设Sn=(2n+2)·kn,Tn=(n+3)·kn, a10=S10-S9, 所以a10=S10-S9=40k,b9=T9-T8=20k, 所以=2. 【误区警示】忽略等差数列前n项和公式的函数特点,如只根据比例的性质,设Sn=k(2n+2),Tn=k(n+3),或者有同学审题出问题,没有注意下标的不同皆会导致错解. 8.(2014·绍兴模拟)数列{an}的通项an=n2cos,其前n项和为Sn,则S30为 ( ) A.470 B.490 C.495 D.510 【解析】选A.S30=-+×22+32+×42+×52+62+…+×282+×292+302 =(32-1)+(32-22)+(62-42)+(62-52)+…+(302-282)+(302-292) =(2×4+1×5+2×10+1×11+…+2×58+1×59) =[2(4+10+…+58)+1×(5+11+…+59)] =+×=310+160=470. 二、填空题(每小题4分,共16分) - 5 -

9.已知等差数列{an}的公差不为零,a1=25,且a1,a11,a13成等比数列,则a1+a4+a7+…+a3n-2= . 【解题提示】设出公差d,利用a1,a11,a13成等比数列,求得d,可得通项公式,{a3n-2}构成新的等差数列,确定新数列的公差与项数,然后利用公式求和. 【解析】设{an}的公差为d. 由题意,=a1a13, 即(a1+10d)2=a1(a1+12d). 于是d(2a1+25d)=0. 又a1=25,所以d=0(舍去),d=-2. 故an=-2n+27,a3n-2=-6n+31. 令Sn=a1+a4+a7+…+a3n-2 = =(-6n+56)=-3n2+28n. 答案:-3n2+28n 10.现有一根n节的竹竿,自上而下每节的长度依次构成等差数列,最上面一节长为10cm,最下面的三节长度之和为114cm,第6节的长度是首节与末节长度的等比中项,则n= ______________. 【解析】设对应的数列为{an},公差为d(d>0), 由题意知a1=10,an+an-1+an-2=114, =a1an, 由an+an-1+an-2=114 - 6 -

得3an-1=114,解得an-1=38, 即(a1+5d)2=a1(an-1+d), 即(10+5d)2=10(38+d),解得d=2(负值舍去), 所以an-1=a1+(n-2)d=38, 即10+2(n-2)=38,解得n=16. 答案:16 11.(2014·福州模拟)数列{an}中,已知对任意n∈N*,a1+a2+a3+…+an=3n-1,则+++…+= . 【解析】记数列{an}的前n项和为Sn, 则Sn=3n-1,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2·3n-1; 当n=1时,a1=S1=2满足上式, 故an=2·3n-1(n∈N*), 所以数列是等比数列,且公比为3, 数列也是等比数列,且公比为9,首项为4, 故+++…+=(n∈N*). 答案: 12.(2014·南昌模拟)已知分别以d1和d2为公差的等差数列{an}和{bn}满足a1=18,b14=36,ak=bk=0,且数列a1,a2,…,ak,bk+1,bk+2,…,b14,…(k<14)的前n项和Sn满足S14=2Sk,则an+bn= . 【解析】由S14=2Sk,得Sk=S14-Sk, 因为ak=bk=0,Sk=S14-Sk-1 所以×k=×(14-k+1), - 7 -

则9k=18×(15-k),得k=10, d1==-2,d2==9, 则an=-2n+20,bn=9n-90, 即有an+bn=7n-70. 答案:7n-70 三、解答题(13~14题每题10分,15~16题每题12分,共44分) 13.(2014·衡水模拟)已知数列{an}满足:a1=20,a2=7,an+2-an=-2(n∈N*). (1)求a3,a4,并求数列{an}的通项公式. (2)记数列{an}的前2n项和为S2n,当S2n取最大值时,求n的值. 【解题提示】该数列不是一个统一的等差数列,是分奇数项、偶数项两个不同的等差数列,所以要分类讨论;第(2)题求最值时可表示出S2n,利用二次函数的性质求解.也要注意其个性,自变量只能取非零自然数. 【解析】(1)因为a1=20,a2=7,an+2-an=-2, 所以a3=18,a4=5. 由题意可得数列{an}奇数项、偶数项分别是以-2为公差的等差数列, 当n为奇数时,an=a1+×(-2)=21-n, 当n为偶数时,an=a2+×(-2)=9-n,

所以an= (2)S2n=a1+a2+…+a2n =(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+…+a2n) =na1+×(-2)+na2+×(-2) =-2n2+29n. - 8 -

结合二次函数的性质可知,当n=7时最大. 14.已知数列{an}满足a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,n∈N*. (1)求数列{an}的通项公式. (2)设bn=(2n-1)an,求数列{bn}的前n项和Sn. 【解析】(1)因为a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,① 所以当n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=,② ①-②得,2n-1an=, 所以an=(n≥2),③ 又因为a1=也适合③式, 所以an=(n∈N*). (2)由(1)知bn=(2n-1)·, 所以Sn=1·+3·+5·+…+(2n-1)·,④ Sn=1·+3·+5·+…+(2n-1)·,⑤ ④-⑤得, Sn=+2-(2n-1)· =+1--(2n-1)·=-, 所以Sn=3-. 15.(2014·安徽高考)数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N*. (1)证明:数列是等差数列. (2)设bn=3n·,求数列{bn}的前n项和Sn. 【解题提示】利用等差数列的定义、错位相减法分别求解. 【解析】(1)由已知可得=+1-=1,