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限时规范训练十一 数列求和及综合应用
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.数列{an}中,a1=1,对所有n∈N*都有a1·a2·…·an=n2,则a3+a5=( )
A. B.
C. D.
解析:选A.当n≥1时,a1·a2·a3·…·an=n2;当n≥2时,a1·a2·a3·…·an-1=(n-1)2.两式相除,得an=2.∴a3=,a5=,∴a3+a5=,故选A.
2.已知Sn表示数列{an}的前n项和,若对任意n∈N*满足an+1=an+a2,且a3=2,则S2 019=( )
A.1 008×2 020 B.1 008×2 019
C.1 009×2 019 D.1 009×2 020
解析:选C.在an+1=an+a2中,令n=1,得a2=a1+a2,a1=0;令n=2,得a3=2=2a2,a2=1,于是an+1-an=1,故数列{an}是首项为0,公差为1的等差数列,S2 019==1 009×2 019.
3.已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,若a1a2a3=15,且++=,则a2等于( )
A.2 B.
C.3 D.
解析:选C.∵S1=a1,S3=3a2,S5=5a3,
∴=++,
∵a1a2a3=15.
∴=++=,即a2=3.
4.数列{an}的通项公式是an=,若前n项和为10,则项数n为( )
A.120 B.99
C.11 D.121
解析:选A.an=
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=
=-,
所以a1+a2+…+an=(-1)+(-)+…+(-)
=-1=10.
即=11,所以n+1=121,n=120.
5.+++…+的值为( )
A. B.-
C.- D.-+
解析:选C.∵===.
∴+++…+=
==-.
6.定义为n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”.若已知正项数列{an}的前n项的“均倒数”为,又bn=,则++…+=( )
A. B.
C. D.
解析:选C.设数列{an}的前n项和为Sn,由=得Sn=n(2n+1),∴当n≥2时,an=Sn-Sn-1=4n-1,
∴bn==n,则++…+=++…+=++…+=1-=.故选C.
二、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
7.在数列{an}中,已知a1=1,an+1+(-1)nan=cos(n+1)π,记Sn为数列{an}的前n项和,则S2 019=________.
解析:∵an+1+(-1)nan=cos(n+1)π=(-1)n+1,∴当n=2k时,a2k+1+a2k=-1,
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k∈N*,∴S2 019=a1+(a2+a3)+…+(a2 018+a2 019)=1+(-1)×1 009=- 1008.
答案:-1 008
8.若数列{an}的前n项和Sn=an+,则{an}的通项公式an=________.
解析:当n=1时,由已知Sn=an+,得a1=a1+,即a1=1;当n≥2时,由已知得到Sn-1=an-1+,所以an=Sn-Sn-1=-=an-an-1,所以an=-2an-1,所以数列{an}为以1为首项,-2为公比的等比数列,所以an=(-2)n-1.
答案:(-2)n-1
9.在等比数列{an}中,0<a1<a4=1,则能使不等式++…+≤0成立的最大正整数n是________.
解析:设等比数列的公比为q,由已知得a1q3=1,且q>1,++…+=(a1+a2+…+an)-=-≤0,化简得q-3≤q4-n,
则-3≤4-n,n≤7.
答案:7
三、解答题(本题共3小题,每小题12分,共36分)
10.等差数列{an}中,a2=4,a4+a7=15.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2an-2+n,求b1+b2+b3+…+b10的值.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d.
由已知得
解得
所以an=a1+(n-1)d=n+2.
(2)由(1)可得bn=2n+n.
所以b1+b2+b3+…+b10
=(2+1)+(22+2)+(23+3)+…+(210+10)
=(2+22+23+…+210)+(1+2+3+…+10)
=+
=(211-2)+55
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=211+53=2 101.
11.已知正项数列{an}的前n项和Sn满足:4Sn=(an-1)(an+3)(n∈N*).
(1)求an;
(2)若bn=2n·an,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)∵4Sn=(an-1)(an+3)=a+2an-3,
∴当n≥2时,4Sn-1=a+2an-1-3,
两式相减得,
4an=a-a+2an-2an-1,
化简得,(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
∵{an}是正项数列,∴an+an-1≠0,
∴an-an-1-2=0,对任意n≥2,n∈N*都有an-an-1=2,
又由4S1=a+2a1-3得,a-2a1-3=0,
解得a1=3或a1=-1(舍去),
∴{an}是首项为3,公差为2的等差数列,
∴an=3+2(n-1)=2n+1.
(2)由已知及(1)知,
bn=(2n+1)·2n,
Tn=3·21+5·22+7·23+…+(2n-1)·2n-1+(2n+1)·2n,①
2Tn=3·22+5·23+7·24+…+(2n-1)·2n+(2n+1)·2n+1,②
②-①得,
Tn=-3×21-2(22+23+24+…+2n)+(2n+1)·2n+1
=-6-2×+(2n+1)·2n+1
=2+(2n-1)·2n+1.
12.若数列{an}的前n项和为Sn,点(an,Sn)在y=-x的图象上(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若c1=0,且对任意正整数n都有cn+1-cn=logan.
求证:对任意正整数n≥2,总有≤+++…+<.
解:(1)∵Sn=-an,
∴当n≥2时,an=Sn-Sn-1=an-1-an,
∴an=an-1.又∵S1=-a1,
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∴a1=,
∴an=n-1=2n+1.
(2)证明:由cn+1-cn=logan=2n+1,得当n≥2时,
cn=c1+(c2-c1)+(c3-c2)+…+(cn-cn-1)=0+3+5+…+(2n-1)=n2-1=(n+1)(n-1).
∴+++…+=+++…+
=×
==-<.
又∵+++…+≥=,
∴原式得证.
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