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增分专练(五) 数列大题考向探究
第一次作业 基础通关训练
1.(2021·新高考全国Ⅱ卷)记Sn是公差不为0的等差数列{an}的前n项和,若a3=S5,a2·a4=S4。
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)求使Sn>an成立的n的最小值。
解 (1)设{an}的公差为d(d≠0),
所以
解得所以an=-4+2(n-1)=2n-6。
(2)Sn=-4n+·2=n2-5n。
由Sn>an得n2-5n>2n-6,
所以n2-7n+6>0,即(n-1)(n-6)>0,
所以n>6或n<1,
又n∈N*,故n的最小值为7。
2.(2021·东北三省四市联考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,S5=25,且a3-1,a4+1,a7+3成等比数列。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=(-1)nan+1,Tn是数列{bn}的前n项和,求T2n。
解 (1)因为S5=5a3=25,所以a3=5。
设数列{an}的公差为d,由a3-1,a4+1,a7+3成等比数列得(6+d)2=4(8+4d),
所以d2-4d+4=0,所以d=2,
所以an=a3+(n-3)d=2n-1。
(2)因为bn=(-1)nan+1,
所以bn=(-1)n(2n-1)+1,
所以T2n=(-1+1)+(3+1)+(-5+1)+(7+1)+…+[-(4n-3)+1]+[(4n-1)+1]=4n。
3.(2021·南通市调研)已知等差数列{an}满足an+2an+1=3n+5。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记数列的前n项和为Sn,若∀n∈N*,Sn<-λ2+4λ(λ为偶数),求λ的值。
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,
因为an+2an+1=3n+5,
所以即
解得a1=2,d=1,
所以an=2+(n-1)=n+1。
经检验,an=n+1符合题设,
所以数列{an}的通项公式为an=n+1。
(2)由(1)得==-,
所以Sn=++…+=-<。
因为∀n∈N*,Sn<-λ2+4λ,
所以-λ2+4λ≥,即(λ-2)2≤。
因为λ为偶数,所以λ=2。
4.已知数列{an}满足a1=4,an+1=2an+3×2n+1。
(1)证明数列为等差数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn。
解 (1)因为an+1=2an+3×2n+1,
所以-=3,
即数列是首项为=2,公差为3的等差数列,所以=2+(n-1)×3=3n-1,
所以an=(3n-1)·2n。
(2)由an=(3n-1)·2n得
bn=
==-,
所以Tn=++…+=-=。
5.(2021·福州市质量检测)在①Sn=2an+1,②a1=-1,log2(anan+1)=2n-1,③a=anan+2,S2=-3,a3=-4这三个条件中任选一个,补充在下面问题的横线上,并解答。
问题:已知单调数列{an}的前n项和为Sn,且满足________。
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{-nan}的前n项和Tn。
解 (1)选①,即Sn=2an+1 (ⅰ),
则当n=1时,S1=2a1+1,故a1=-1。
当n≥2时,Sn-1=2an-1+1 (ⅱ),
(ⅰ)(ⅱ)两式相减得an=2an-1(n≥2),
所以{an}为等比数列,其中公比为2,首项为-1。
所以an=-2n-1。
选②,即a1=-1,log2(anan+1)=2n-1,
所以当n≥2时,
log2(anan+1)-log2(an-1an)=2,
即=4,
所以{a2k-1}(k∈N*)为等比数列,
其中首项为a1=-1,公比为4,
所以a2k-1=-1×4k-1=-2(2k-1)-1(k∈N*)。
由a1=-1,log2(a1a2)=1,得a2=-2,
同理可得,a2k=-2×4k-1=-22k-1(k∈N*)。
综上,an=-2n-1。
选③,即a=anan+2,S2=-3,a3=-4,
所以{an}为等比数列,设其公比为q,
则
解得或
又{an}为单调数列,所以q>0,
故所以an=-2n-1。
(2)由(1)知,-nan=n·2n-1,
所以Tn=1+2×2+3×22+…+(n-1)·2n-2+n·2n-1,
2Tn=2+2×22+…+(n-2)·2n-2+(n-1)·2n-1+n·2n,
两式相减得-Tn=1+2+22+…+2n-2+2n-1-n·2n=(2n-1)-n·2n。
所以Tn=(n-1)·2n+1。
6.(2021·皖豫名校联考)已知数列{an}的前n项和Sn=1+2an,在等差数列{bn}中,b1=20,b3=b5+b9。
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列中项的最大值。
解 (1)因为Sn=1+2an,所以an≠0。
当n≥2时