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专题6等差数列和等比数列测试题
命题报告:
1. 高频考点:等差(等比数列)定义,通项公式以及求和公式以及数列的性质等。
2. 考情分析:本部分是高考必考内容,多以选择题、填空题形式出现,突出小巧活的特征,有时候在解答题中出现,考察数列的基本量的计算,数列的性质,求数列的通项公式,利用定义法证明等差数列(等比数列)等,求和(裂项求和、错位相减法、分组求和等)。
3.重点推荐:第12题,需要探索出数列的周期,再利用周期求解。
一.选择题(共12小题,每一题5分)
1. 已知等差数列{an}满足a2=2,前5项和S5=25,若Sn=39,则n的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】:B
【解析】设等差数列{an}的公差为d,则a2=a1+d=2,S5=5a1+d=25,
联立解得a1=﹣1,d=3,∴Sn=na1+d=﹣n+×3=39,
解得n=6,故选:B.
2. (2019华南师范大学附属中学月考)在数列中,若,且对所有满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】:依题意,;;;,所以.
3. (2018 •滨州期末)设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=2Sn,则S12=( )
A.310 B.311 C. D.
【答案】:B
【解析】∵a1=1,an+1=2Sn,∴Sn+1﹣Sn=2Sn,即Sn+1=3Sn,S1=1.
∴数列{Sn}是等比数列,首项为1,公比为3.∴S12=1×311=311.故选:B.
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4. (2018—2019赣州市十四县(市)期中)已知等差数列的前项和为,若,则( )
A. 1009 B. 1010 C. 2018 D. 2019
【答案】A
【解析】由题得,所以,所以=.故答案为:A
5. 已知{an}为等比数列,下面结论中正确的是( )
A.a22+a42≥2a32 B.a3+a5≥2a4
C.若a2<a4,则a1<a3 D.若a2=a4,则a2=a3
【答案】:A
6. 设直线与两坐标轴围成的三角形面积为Sn,则S1+S2+…+S2018的值为( )
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】直线与两坐标轴的交点为:(0,)和(,0),则Sn=••==﹣,则S1+S2+…+S2018=1﹣+﹣+…+﹣=1﹣=.故选:C.
7. (2018•双流区期末)已知{an}是首项为2的等比数列,Sn是{an}的前n项和,且28S3=S6,则数列{}
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的前3项和为等于( )
A. B. C.或 D.或3
【答案】:B
【解析】设等比数列{an}的公比为q≠1,∵28S3=S6,
∴28(1+q+q2)=1+q+q2+q3+q4+q5,∵1+q+q2≠0,可得:28=1+q3,
解得q=3.∴an=2×3n﹣1.∴=()n﹣1则数列{}的前3项和为=×=,故选:B.
8. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=an+1﹣1,则bn=log4an,Tn为数列{bn}的前n项和,则T100=( )
A.4950 B.99log46+4851
C.5050 D.99log46+4950
【答案】:B
【解析】a1=1,Sn=an+1﹣1,a1=a2﹣1,
可得a2=6,可得n≥2时,Sn﹣1=an﹣1,
又Sn=an+1﹣1,两式相减可得an=Sn﹣Sn﹣1=an+1﹣1﹣an+1,
即有an+1=4an,则an=6•4n﹣2,n≥2,
bn=log4an=,
T100=0+99×(log46﹣2)+×99×(2+100)
=4851+99log46.故选:B.
9. 在一个排列中,如果一个大数排在一个小数前面,就称它们为一个逆序,一个排列中逆序的总数就称作这个排列的逆序数.如排列2,3,7,5,1中2,1;3,1;7,5;7,1;5,1为逆序,逆序数是5.现有1~50这50个自然数的排列:2,4,6,8,…50,49,47…5,3,1,则此排列的逆序数是( )
A.625 B.720 C.925 D.1250
【答案】:A
【解析】根据题意,在排列:2,4,6,8,…50,49,47…5,3,1中,
1的逆序有49个,即2,4,6,8,…50,49,47…5,3;
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3的逆序有47个,即4,6,8,…50,49,47…5;
……
49的逆序有1个,即50,
其逆序为首项为49,末项为1,项数为25的等差数列,
则此排列的逆序数:49+47+……+1==625;
故选:A.
10. 设Sn为等差数列{an}的前n项和,a1=﹣2016,﹣=2,则S2018的值为( )
A.﹣2 018 B.2 018 C.2 017 D.﹣2 019
【答案】:B
11. (2018春•黔东南州期末)己知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an(n∈N*),则数列{an}的前2018项的和S2018等于( )
A.2(31008﹣1) B.2(31009﹣1) C.2(32018﹣1) D.2(32017﹣1)
【答案】:B
【解析】由an+2=3an(n∈N*),即,当n=1时,可得a1,a3……a2n﹣1成等比,首项为1,公比为3.
当n=2时,可得a2,a4……a2n成等比,首项为2,公比为3.
那么:,
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前2018项中,奇数项和偶数项分别有1009项
故得S2018==2×31009﹣2=2(31009﹣1).
故选:B.
12. (2018•蚌埠期末)定义函数f(x)如下表,数列{an}满足an+1=f(an),n∈N*,若a1=2,则a1+a2+a3+…+a2018=( )
x
1
2
3
4
5
6
f(x)
3
5
4
6
1
2
A.7042 B.7058 C.7063 D.7262
【答案】:C
【解析】由题意,∵a1=2,且对任意自然数均有an+1=f(an),
∴a2=f(a1)=f(2)=5,a2=5,
a3=f(a2)=f(5)=1,a3=1,
a4=f(a3)=f(1)=3,a4=3,
a5=f(a4)=f(3)=4,a5=4,
a6=f(a5)=f(4)=6,a6=6,
a7=f(a6)=f(6)=2,a7=2,
故数列{an}满足:2,5,1,3,4,6,2,5,1…是一个周期性变化的数列,周期为:6.
a1+a2+a3+…+a6=21.
a1+a2+a3+…+a2018=336×(a1+a2+a3+…+a6)+a1+a2=7056+2+5=7063.
故选:C.
二.填空题(共4题,每小题5分)
13. 在各项均为正数的等比数列中,若,,则的值是 .
【答案】4
【解析】设等比数列的公比为.∵,∴,化为,解得.∴.故答案为:4.
14. (2018•宁波期末)数列{an}满足,则通项公式an= .
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【答案】:
【解析】当n=1时,a1=1;当n≥2时,a1+2a2+3a3+…+(n﹣1)an﹣1=(n﹣1)2,
,作差可得,nan=n2﹣(n﹣1)2=2n﹣1,
故an=,a1=1也满足上式;故an=,故答案为:.
15. (2018•江门一模)设[x]表示不超过x的最大整数,如[π]=3,[﹣3.2]=﹣4,则[lg1]+[lg2]+[lg3]+…+[lg100]= .
【答案】:92
【解析】∵[lg1]=[lg2]=[lg3]=…[lg9]=0,
[lg10]=[lg11]=…+[lg99]=1,[lg100]=2.
∴[lg1]+[lg2]+[lg3]+…+[lg100]=90×1+2=92.
故答案为:92.
16(2018•黄浦区二模)已知数列{an}是共有k个项的有限数列,且满足,若a1=24,a2=51,ak=0,则k= .
【思路分析】根据题意,将an+1=an﹣1﹣变形可得an+1an﹣an﹣1an=﹣n,据此可得(a3a2﹣a2a1)=﹣2,(a4a3﹣a3a2)=﹣3,……akak﹣1﹣ak﹣1ak﹣2=﹣(k﹣1),用累加法分析可得akak﹣1﹣a1a2=﹣[1+2+3+……(k﹣1)],代入数据变形可得k2﹣k﹣2450=0,解可得k的值,即可得答案.
【解析】:根据题意,数列{an}满足an+1=an﹣1﹣,
变形可得:an+1an﹣an﹣1an=﹣n,
则有(a3a2﹣a2a1)=﹣2,
(a4a3﹣a3a2)=﹣3,
(a5a4﹣a4a3)=﹣4,
……
akak﹣1﹣ak﹣1ak﹣2=﹣(k﹣1),
相加可得:akak﹣1﹣a1a2=﹣[1+2+3+……(k﹣1)],
又由a1=24,a2=51,ak=0,
则有k2﹣k﹣2450=0,
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解可得:k=50或﹣49(舍);
故k=50;故答案为:50.
三解答题(本大题共6小题)
17. 数列{an}的前n项和为Sn且Sn=n2+1.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
【分析】(I)由Sn=n2+1.可得n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1,n=1时,a1=S1=2.即可得出an.
(II)n=1时,T1=2.n≥2时,bn===,利用裂项求和方法即可得出.
【解析】:(I)∵Sn=n2+1.∴n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=n2+1﹣[(n﹣1)2+1]=2n﹣1.
n=1时,a1=S1=2.
∴an=.…………4分
(II)n=1时,T1=2.
n≥2时,bn===,…………6分
∴数列{bn}的前n项和Tn=2++……+
=2+.
n=1时,上式也成立.
∴Tn=2+.…………10分
18. 已知是一个公差大于的等差数列,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列和数列满足等式,求数列
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的前项和.
【解析】:(1)设等差数列的公差为,由,得①
由,得②…………4分
易得.………………6分
(2)令,则有, ,
由(1)得 ,故,即,………………8分
面,所以可得,于是.即.…………12分
19. (2018•山东淄博二模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,数列是公差为1的等差数列,若a1=2b1,a4﹣a2=12,S4+2S2=3S3.
(I)求数列{an},{bn}的通项公式;
(II)设cn=,Tn为{cn}的前n项和,求T2n.
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(2)cn=,
即为cn=,…………8分
T2n=(c1+c3+…+c2n﹣1)+(c2+c4+…+c2n)
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=[++…+]+(++…+)
=(1﹣+﹣+…+﹣)+
=﹣•+(1﹣)
=﹣•﹣•.…………12分
20. (2018•萍乡期末)已知数列{an}中,a1=1,,记T2n为{an}的前2n项的和,bn=a2n.
(1)证明:数列{bn}是等比数列,并求{bn}的通项公式bn;
(2)若不等式T2n<k对于一切n∈N+恒成立,求实数k的取值范围.
【分析】(1)由等比数列的定义,结合条件,化简可得结论,由等比数列的通项公式即可得到所求通项;
(2)讨论n为奇数或偶数,可得{an}的通项公式,运用分组求和可得T2n,运用不等式的性质即可得到所求范围.
【解析】:(1)证明:∵,
所以{bn}是以,公比为的等比数列,
所以;…………6分
(2)当n=2k(k∈N+)时,,
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当n=2k﹣1(k∈N+)时,.
即,…………8分
∴,
得T2n<3,因不等式T2n<k对于一切n∈N+恒成立.所以,k的取值范围为[3,+∞)…………12分
21. 已知Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S2=2,S4=﹣20.
(1)求数列{an}的通项公式和前n项和Sn;
(2)是否存在n,使Sn,Sn+2+2n,Sn+3成等差数列,若存在,求出n,若不存在,说明理由.
【分析】(1)设等差数列{an}的公差为d,运用等差数列的通项公式和求和公式,解方程可得首项和公差,即可得到所求通项和求和;
(2)假设存在n,使Sn,Sn+2+2n,Sn+3成等差数列,运用等差数列中项性质,解方程可得n,即可得到所求结论.
【解析】:(1)设等差数列{an}的公差为d,∵S2=2,S4=﹣20,
∴2a1+d=2,4a1+6d=﹣20,
联立解得a1=4,d=﹣6,
∴an=4﹣6(n﹣1)=10﹣6n,
Sn==7n﹣3n2;…………6分
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22(2018•大庆一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,点(n,Sn)在曲线上,数列{bn}满足bn+bn+2=2bn+1,b4=11,{bn}的前5项和为45.
(1)求{an},{bn}的通项公式;
(2)设,数列{cn}的前n项和为Tn,求使不等式恒成立的最大正整数k的值.
【分析】(1)利用已知条件求出{an}的通项公式,判断数列是等差数列求解{bn}的通项公式;
(2)化简数列的通项公式,利用裂项相消法求解数列的和即可.
【解析】:(1)由已知得:,
当n=1时,,…………2分
当n≥2时, =n+2,
当n=1时,符合上式.
所以an=n+2.…………4分
因为数列{bn}满足bn+bn+2=2bn+1,所以{bn}为等差数列.设其公差为d.
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则,解得,
所以bn=2n+3.…………6分
(2)由(1)得, =,…………8分
=,因为,
所以{Tn}是递增数列.所以,
故恒成立只要恒成立.
所以k<9,最大正整数k的值为8.…………12分
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