习题课(2)
课时目标
1.能由简单的递推公式求出数列的通项公式;
2.掌握数列求和的几种基本方法.
1.等差数列的前n项和公式:Sn==na1+d.
2.等比数列前n项和公式:
(1)当q=1时,Sn=na1;
(2)当q≠1时,Sn==.
3.数列{an}的前n项和Sn=a1+a2+a3+…+an,则an=.
4.拆项成差求和经常用到下列拆项公式:
(1)=-;
(2)=(-);
(3)=-.
一、选择题
1.数列{an}的前n项和为Sn,若an=,则S5等于( )
A.1 B. C. D.
答案 B
解析 ∵an==-,
∴S5=(1-)+(-)+…+(-)
=1-=.
2.数列{an}的通项公式an=,若前n项的和为10,则项数为( )
A.11 B.99 C.120 D.121
答案 C
解析 ∵an==-,
∴Sn=-1=10,∴n=120.
3.数列1,2,3,4,…的前n项和为( )
A.(n2+n+2)- B.n(n+1)+1-
C.(n2-n+2)- D.n(n+1)+2(1-)
答案 A
解析 1+2+3+…+(n+)
=(1+2+…+n)+(++…+)
=+
=(n2+n)+1-
=(n2+n+2)-.
4.已知数列{an}的通项an=2n+1,由bn=所确定的数列{bn}的前n项之和是( )
A.n(n+2) B.n(n+4) C.n(n+5) D.n(n+7)
答案 C
解析 a1+a2+…+an=(2n+4)=n2+2n.
∴bn=n+2,∴bn的前n项和Sn=.
5.已知Sn=1-2+3-4+…+(-1)n-1n,则S17+S33+S50等于( )
A.0 B.1 C.-1 D.2
答案 B
解析 S17=(1-2)+(3-4)+…+(15-16)+17=9,
S33=(1-2)+(3-4)+…+(31-32)+33=17,
S50=(1-2)+(3-4)+…+(49-50)=-25,
所以S17+S33+S50=1.
6.数列{an}满足a1,a2-a1,a3-a2,…,an-an-1是首项为1,公比为2的等比数列,那么an等于( )
A.2n-1 B.2n-1-1 C.2n+1 D.4n-1
答案 A
解析 由于an-an-1=1×2n-1=2n-1,
那么an=a1+(a2-a1)+…+(an-an-1)
=1+2+…+2n-1=2n-1.
二、填空题
7.一个数列{an},其中a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,那么这个数列的第5项是________.
答案 -6
8.在数列{an}中,an+1=,对所有正整数n都成立,且a1=2,则an=______.
答案
解析 ∵an+1=,∴=+.
∴是等差数列且公差d=.
∴=+(n-1)×=+=,
∴an=.
9.在100内所有能被3整除但不能被7整除的正整数之和是________.
答案 1 473
解析 100内所有能被3整除的数的和为:S1=3+6+…+99==1 683.
100内所有能被21整除的数的和为:S2=21+42+63+84=210.
∴100内能被3整除不能被7整除的所有正整数之和为
S1-S2=1 683-210=1 473.
10.数列{an}中,Sn是其前n项和,若a1=1,an+1=Sn (n≥1),则an=____________.
答案
解析 an+1=Sn,an+2=Sn+1,
∴an+2-an+1=(Sn+1-Sn)=an+1,
∴an+2=an+1 (n≥1).
∵a2=S1=,∴an=.
三、解答题
11.已知等差数列{an}满足:a3=7,a5+a7=26,{an}的前n项和为Sn.
(1)求an及Sn;
(2)令bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
解 (1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
因为a3=7,a5+a7=26,所以
解得所以an=3+2(n-1)=2n+1,Sn=3n+×2=n2+2n.
所以,an=2n+1,Sn=n2+2n.
(2)由(1)知an=2n+1,
所以bn===·
=·,
所以Tn=·(1-+-+…+-)
=·(1-)=,
即数列{bn}的前n项和Tn=.
12.设数列{an}满足a1=2,an+1-an=3·22n-1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=nan,求数列{bn}的前n项和Sn.
解 (1)由已知,当n≥1时,an+1=[(an+1-an)+(an-an-1)+…+(a2-a1)]+a1=3(22n-1+22n-3+…+2)+2=22(n+1)-1.
而a1=2,符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=22n-1.
(2)由bn=nan=n·22n-1知
Sn=1·2+2·23+3·25+…+n·22n-1, ①
从而22·Sn=1·23+2·25+3·27+…+n·22n+1. ②
①-②得(1-22)Sn=2+23+25+…+22n-1-n·22n+1,
即Sn=[(3n-1)22n+1+2].
能力提升
13.在数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln,则an等于( )
A.2+ln n B.2+(n-1)ln n C.2+nln n D.1+n+ln n
答案 A
解析 ∵an+1=an+ln,
∴an+1-an=ln=ln=ln(n+1)-ln n.
又a1=2,
∴an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)=2+[ln 2-ln 1+ln 3-ln 2+ln 4-ln 3+…+ln n-ln(n-1)]=2+ln n-ln 1=2+ln n.
14.已知正项数列{an}的前n项和Sn=(an+1)2,求{an}的通项公式.
解 当n=1时,a1=S1,所以a1=(a1+1)2,
解得a1=1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2=(a-a+2an-2an-1),
∴a-a-2(an+an-1)=0,
∴(an+an-1)(an-an-1-2)=0.
∵an+an-1>0,∴an-an-1-2=0.
∴an-an-1=2.
∴{an}是首项为1,公差为2的等差数列.
∴an=1+2(n-1)=2n-1.
1.递推公式是表示数列的一种重要方法.由一些简单的递推公式可以求得数列的通项公式.其中主要学习叠加法、叠乘法以及化归为等差数列或等比数列的基本方法.
2.求数列前n项和,一般有下列几种方法:错位相减、分组求和、拆项相消、奇偶并项等,学习时注意根据题目特点灵活选取上述方法.