等比数列及其前n项和训练题
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等比数列及其前n项和训练题 一、题点全面练 1.(2019·武汉联考)已知{an}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10等于( ) A.7 B.5 C.-5 D.-7
解析:选D 由 a4+a7=2,a5a6=a4a7=-8,
解得 a4=-2,a7=4或 a4=4,a7=-2.
∴ q3=-2,a1=1或 q3=-12,a1=-8,∴a1+a10=a1(1+q9)=-7. 2.设{an}是由正数组成的等比数列,Sn为其前n项和.已知a2a4=1,S3=7,则S5等于( )
A.152 B.314
C.334 D.172
解析:选B 设数列{an}的公比为q,则显然q≠1,由题意得 a1q·a1q3=1,a1-q31-q=7,解
得 a1=4,q=12或 a1=9,q=-13(舍去), ∴S5=a1-q51-q=41-1251-12=314. 3.(2018·邵阳二模)设Sn是等比数列{an}的前n项和,若S4S2=3,则S6S4=( ) A.2 B.73 C.310 D.1或2 解析:选B 设S2=k,S4=3k,∵数列{an}为等比数列,∴S2,S4-S2,S6-S4也为等比数列,又S2=k,S4-S2=2k,∴S6-S4=4k,∴S6=7k,∴S6S4=7k3k=73,故选B. 4.(2018·安庆二模)数列{an}满足:an+1=λan-1(n∈N*,λ∈R且λ≠0),若数列{an
-1}是等比数列,则λ的值等于( )
A.1 B.-1
C.12 D.2
解析:选D 由an+1=λan-1,得an+1-1=λan-2=λan-2λ.由于数列{an-1}是等比数列,所以2λ=1,得λ=2. 5.一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是( ) A.13 B.12 C.11 D.10 解析:选B 设该等比数列为{an},其前n项积为Tn,则由已知得a1·a2·a3=3,an-2·an
-1·an=9,(a1·an)3=3×9=33,∴a1·an=3,又Tn=a1·a2·…·an-1·an=an·an-1·…·a2·a1,∴T2n=(a1·an)n,即7292=3n,
∴n=12. 6.(2019·重庆调研)在各项均为正数的等比数列{an}中,若a5=5,则log5a1+log5a2
+…+log5a9=________.
解析:因为数列{an}是各项均为正数的等比数列,所以由等比数列的性质可得a1·a9=a2·a8=a3·a7=a4·a6=a25=52,则log5a1+log5a2+…+log5a9=log5(a1·a2·…·a9)=
log5[(a1·a9)·(a2·a8)·(a3·a7)·(a4·a6)·a5]=log5a95=log559=9. 答案:9 7.设各项都是正数的等比数列{an}的前n项和为Sn,且S10=10,S30=70,那么S40=________. 解析:易知S10,S20-S10,S30-S20,S40-S30成等比数列,因此有(S20-S10)2=S10(S30-S20),即(S20-10)2=10(70-S20),故S20=-20或S20=30.又S20>0,所以S20=30,S20-S10=20,S30-S20=40,故S40-S30=80,所以S40=150.
答案:150
8.在等比数列{an}中,若a1+a2+a3+a4=158,a2a3=-98,则1a1+1a2+1a3+1a4=________.
解析:1a1+1a2+1a3+1a4=a1+a4a1·a4+a2+a3a2·a3. ∵在等比数列{an}中,a1·a4=a2·a3, ∴原式=a1+a2+a3+a4a2·a3=158×-89=-53. 答案:-53 9.(2018·全国卷Ⅲ)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3. (1)求{an}的通项公式; (2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m. 解:(1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1. 由已知得q4=4q2, 解得q=0(舍去)或q=-2或q=2. 故an=(-2)n-1或an=2n-1.
(2)若an=(-2)n-1,则Sn=1--n3. 由Sm=63,得(-2)m=-188, 此方程没有正整数解.
若an=2n-1,则Sn=1-2n1-2=2n-1. 由Sm=63,得2m=64,解得m=6. 综上,m=6.
10.已知数列{an}的首项a1>0,an+1=3an2an+1(n∈N*),且a1=23.
(1)求证:1an-1是等比数列,并求出{an}的通项公式; (2)求数列1an的前n项和Tn.
解:(1)证明:记bn=1an-1,则bn+1bn=1an+1-11an-1=2an+13an-11an-1=2an+1-3an3-3an=1-an-an=13, 又b1=1a1-1=32-1=12, 所以1an-1是首项为12,公比为13的等比数列. 所以1an-1=12·13n-1,即an=2·3n-11+2·3n-1. 所以数列{an}的通项公式为an=2·3n-11+2·3n-1. (2)由(1)知,1an-1=12·13n-1, 即1an=12·13n-1+1. 所以数列1an的前n项和
Tn=121-13n1-13+n=341-13n+n.
二、专项培优练 (一)易错专练——不丢怨枉分 1.各项均为正数的等比数列{an}中,若a1≥1,a2≤2,a3≥3,则a4的取值范围是________.
解析:设{an}的公比为q,则根据题意得q=a2a1=a3a2,
∴32≤q≤2,a4=a3q≥92,a4=a2q2≤8,∴a4∈92,8. 答案:92,8 2.已知四个数成等比数列,其积为1,第二项与第三项之和为-32,求这四个数. 解:设这四个数依次为a,aq,aq2,aq3,则由题意知,
a4q6=1, ①aq+q=-32, ②得 a2q3=±1, ③
a2q2+q2=94. ④
把a2q2=1q代入④,得q2-14q+1=0,此方程无解; 把a2q2=-1q代入④,得q2+174q+1=0, 解此方程得q=-14或q=-4. 当q=-14时,a=8;当q=-4时,a=-18. 所以这四个数为8,-2,12,-18或-18,12,-2,8. (二)交汇专练——融会巧迁移 3.[与方程交汇]在等比数列{an}中,若a3,a7是方程x2+4x+2=0的两根,则a5的值是( ) A.-2 B.-2 C.±2 D.2 解:选B 根据根与系数之间的关系得a3+a7=-4,a3a7=2,由a3+a7=-4<0,a3a7
>0,得a3<0,a7<0,即a5<0,由a3a7=a25,得a5=-a3a7=-2.故选B. 4.[与集合交汇]设{an}是公比为q的等比数列,|q|>1,令bn=an+1(n=1,2,…),若数列{bn}有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则q等于( )
A.-12 B.12
C.-32 D.32 解:选C {bn}有连续四项在{-53,-23,19,37,82}中且bn=an+1,即an=bn-1,则{an}有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中. ∵{an}是等比数列,等比数列中有负数项,∴q<0,且负数项为相隔两项,又∵|q|>1,∴等比数列各项的绝对值递增. 按绝对值由小到大的顺序排列上述数值18,-24,36,-54,81,
相邻两项相除-2418=-43,36-24=-32,-5436=-32,81-54=-32,则可得-24,36,-54,81是{an}中连续的四项. ∴q=-32. 5.[与等差数列的交汇]已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的各项均为正数,公比是q,且满足:a1=3,b1=1,b2+S2=12,S2=b2q. (1)求an与bn;
(2)设cn=3bn-λ·2na3 (λ∈R),若数列{cn}是递增数列,求λ的取值范围. 解:(1)由已知可得 q+3+a2=12,3+a2=q2, 所以q2+q-12=0, 解得q=3或q=-4(舍去),从而a2=6, 所以an=3n,bn=3n-1.
(2)由(1)知,cn=3bn-λ·2na3=3n-λ·2n. 由题意,知cn+1>cn对任意的n∈N*恒成立, 即3n+1-λ·2n+1>3n-λ·2n恒成立,
亦即λ·2n<2·3n恒成立,即λ<2·32n对任意的n∈N*恒成立. 由于函数y=32n在[1,+∞)上是增函数, 所以2·32nmin=2×32=3, 故λ<3,即λ的取值范围是(-∞,3).
(三)素养专练——学会更学通 6.[逻辑推理]已知数列{an}是等比数列,a1,a2,a3依次位于下表中第一行、第二行、第三行中的某一格内,又a1,a2,a3中任何两个都不在同一列,则an=________(n∈N*). 第一列 第二列 第三列 第一行 1 10 2 第二行 6 14 4 第三行 9 18 8 解析:观察题中的表格可知a1,a2,a3分别为2,6,18,即{an}是首项为2,公比为3的等比数列, ∴an=2×3n-1. 答案:2×3n-1 7.[数学建模]一种专门占据内存的计算机病毒开机时占据内存1 KB,然后每3分钟自身复制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机________分钟,该病毒占据内存64 MB(1 MB=210 KB). 解析:由题意可知,病毒每复制一次所占内存的大小构成一等比数列{an},且a1=2,q=2,∴an=2n, ∵2n=64×210=216,∴n=16, 即病毒共复制了16次. ∴所需时间为16×3=48(分钟). 答案:48