专题限时集训(四) 数列求和与综合问题
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一、选择题
1.(2018·昆明模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn=n2,则a3+a8的值是( )
A.200 B.100 C.20 D.10
C [当n=1时,a1=S1=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,所以an=2n-1,所以a3+a8=5+15=20,故选C.]
2.+++…+的值为( )
A. B.-
C.- D.-+
C [∵===-,∴+++…+=1-+-+-+…+-
==-.]
3.已知数列{an}满足an+1=,若a1=,则a2 018=( )
A.-1 B. C.1 D.2
D [由a1=,an+1=,得a2==2,a3==-1,a4==,a5==2,…因此数列{an}是周期为3的周期数列,a2 018=a3×672+2=a2=2,故选D.]
4.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,a2=2,且对于任意n>1,n∈N*,满足Sn+1+Sn-1=2(Sn+1),则S10=( )
A.91 B.90 C.55 D.54
A [由Sn+1+Sn-1=2(Sn+1)得(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=2,
即an+1-an=2(n≥2),又a2-a1=1,
因此数列{an}从第2项起,是公差为2的等差数列,
则S10=a1+(a2+a3+…+a10)=1+9×2+×2=91.]
5.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,则m=( )
A.3 B.4 C.5 D.6
C [法一:∵Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,∴am=Sm-Sm-1=2,am+1=Sm+1-Sm=3,∴公差d=am+1-am=1,由公式Sn=na1+d=na1+,
得
由①得a1=,代入②可得m=5.
法二:∵数列{an}为等差数列,且前n项和为Sn,
∴数列也为等差数列.
∴+=,即+=0,解得m=5.经检验为原方程的解.故选C.]
6.(2018·厦门模拟)已知函数f(n)=,且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a2 018等于( )
A.-2 017 B.-2 018 C.2 017 D.2 018
D [当n为奇数时,an=n2-(n+1)2=-2n-1,当n为偶数时,an=-n2+(n+1)2=2n+1,所以a1=-3,a2=5,a3=-7,a4=9…,故a1+a2=2,a3+a4=2…,所以a1+a2+a3+…+a2 018=2×=2 018,故选D.]
7.(2018·河南百校联盟模拟)已知正项数列{an}中,a1=1,a2=2,2a=a+a(n≥2),bn=,记数列{bn}的前n项和为Sn,则S33的值是( )
A. B. C.4 D.3
D [∵2a=a+a(n≥2),∴数列{a}为等差数列,首项为1,公差为22-1=3.
∴a=1+3(n-1)=3n-2,∵an>0,∴an=,
∴bn===(-),故数列{bn}的前n项和为Sn=
=(-1),则S33=(-1)=3.故选D.]
8.(2018·南阳模拟)设数列{an}的通项公式an=+++…+(n∈N*),若数列{an}的前n项积为Tn,则使Tn>100成立的最小正整数n为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
C [因为==2,所以an=2=,该数列的前n项积为Tn=2n=,由题意知<100,<100,>100,使Tn>100成立的最小正整数n为11,故选C.]
二、填空题
9.已知数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,且2Sn+2=3an(n∈N*),则an=________.
2×3n-1(n∈N*) [因为2Sn+2=3an,①
所以2Sn+1+2=3an+1,②
由②-①,得2Sn+1-2Sn=3an+1-3an,
所以2an+1=3an+1-3an,即=3.
当n=1时,2+2S1=3a1,所以a1=2,所以数列{an}是首项为2,公比为3的等比数列,
所以an=2×3n-1(n∈N*).]
10.(2018·晋城模拟)已知数列{an}的前n项和Sn,且Sn+1+Sn=2an+1,且a1=1,则an=________.
an= [因为Sn+1+Sn=2an+1,①,所以Sn+Sn-1=2an,②,①-②得an+1+an=2an+1-2an,(n≥2),即=3,当n=1时,(a1+a2)+a1=2a2.解得a2=2,∴an=]
11.已知数列{an}前n项和为Sn,若Sn=2an-2n,则Sn=________.
n·2n(n∈N*) [由Sn=2an-2n得当n=1时,S1=a1=2;当n≥2时,Sn=2(Sn-Sn-1)-2n,即-=1,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,则=n,Sn=n·2n(n≥2),当n=1时,也符合上式,所以Sn=n·2n(n∈N*).]
12.设数列{an}的前n项和为Sn,若a2=12,Sn=kn2-1(n∈N*),则数列的前n项和为________.
[令n=1得a1=S1=k-1,令n=2得S2=4k-1=a1+a2=k-1+12,解得k=4,所以Sn=4n2-1,===,则数列的前n项和为++…+==.]
三、解答题
13.(2016·全国卷Ⅱ)等差数列{an}中,a3+a4=4,a5+a7=6.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=[an],求数列{bn}的前10项和,其中[x]表示不超过x的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.
[解] (1)设数列{an}的首项为a1,公差为d,
由题意有解得
所以{an}的通项公式为an=.
(2)由(1)知,bn=.
当n=1,2,3时,1≤<2,bn=1;
当n=4,5时,2≤<3,bn=2;
当n=6,7,8时,3≤<4,bn=3;
当n=9,10时,4≤<5,bn=4.
所以数列{bn}的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.
14.已知等差数列{an}的公差d≠0,它的前n项和为Sn,若S5=70,且a2,a7,a22成等比数列,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列的前n项和为Tn,求证:≤Tn<.
[解] (1)由已知及等差数列的性质得S5=5a3,
∴a3=14,
又a2,a7, a22成等比数列,所以a=a2·a22.
所以(a1+6d)2=(a1+d)(a1+21d)且d≠0,
解得a1=d,∴a1=6,d=4.
故数列{an}的通项公式为an=4n+2,n∈N*.
(2)由(1)得Sn==2n2+4n,==,
∴Tn=
=-.
又Tn≥T1=-=,
所以≤Tn<.