内容正文:
解答题特训(二)
数列
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赢在微点 无微不至
考前顶层设计 数学(理)
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赢在微点 无微不至
考前顶层设计 数学(理)
1.已知数列{an}中,a1=1,且满足________。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an+2n-1}的前n项和Sn。
从①an+1=2an(n∈N*);②an+1-an=2(n∈N*);③an+1+an=2(n∈N*)这三个条件中选择一个,补充在上面的问题中并作答。
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分。
解 选条件①。
(1)由an+1=2an(n∈N*),得=2,因为a1=1,所以数列{an}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以an=1×2n-1=2n-1。
(2)由(1)得an+2n-1=2n-1+2n-1=2n,则Sn=21+22+23+…+2n==2(2n-1)=2n+1-2。
选条件②。
(1)因为an+1-an=2(n∈N*),a1=1,所以数列{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,所以an=1+2(n-1)=2n-1。
(2)由(1)得an+2n-1=2n-1+2n-1,则Sn=(1+20)+(3+21)+(5+22)+…+[(2n-1)+2n-1]=[1+3+5+…+(2n-1)]+(20+21+22+…+2n-1)=+=n2+2n-1。
选条件③。
(1)因为an+1+an=2(n∈N*),a1=1,所以an=1。
(2)由(1)得an+2n-1=1+2n-1,则Sn=(1+20)+(1+21)+…+(1+2n-1)=n+(20+21+…+2n-1)=n+=n+2n-1。
2.(2022·石家庄市质量检测)已知等差数列{an}的各项均为正数,公差d<3,若分别从表中第一、二、三行中各取一个数,依次作为a3,a4,a5,且a3,a4,a5中任何两个数都不在同一列。
第一列
第二列
第三列
第一行
3
5
6
第二行
7
4
8
第三行
11
12
9
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,数列{bn}的前n项和为Tn,求证:Tn<。
解 (1)由题意可知,数列{an}为递增数列,又公差d<3,所以a3=5,a4=7,a5=9,所以an=2n-1。
(2)证明:bn===-,所以Tn=1-+-+-+-+…+-+-=1+--=--,所以Tn<。
3.(2022·八省八校联考)设数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn+1=3an(n∈N*)。
(1)求Sn;
(2)证明:当n≥2时,2Sn+≥9。
解 (1)当n=1时,2S1+1=2a1+1=3a1,解得a1=S1=1。当n≥2时,2Sn+1=3an= 3(Sn-Sn-1), Sn=3Sn-1+1。即Sn+=3Sn-1+,S1+=≠0,所以Sn+是以为首项,3为公比的等比数列,Sn+=×3n-1=,Sn=。
(2)证明:由Sn=,得an==3n-1,则2Sn+=3n-1+。令t=3n,n≥2,则t≥9。因为
f (t)=t-1+在[9,+∞)上单调递增,所以f (t)≥f (9)=9,即3n-1+≥9,当且仅当n=2时取等号,原命题得证。
4.(2022·烟台诊断性测试)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a4=9,S3=15。
(1)求{an}的通项公式;
(2)保持数列{an}中各项先后顺序不变,在ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k个1,使它们和原数列的项构成一个新的数列{bn},记{bn}的前n项和为Tn,求T100的值。
解 (1)设{an}的公差为d,由已知,得a1+3d=9,3a1+3d=15,解得a1=3,d=2。所以an=2n+1。
(2)因为ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k个1,所以ak在{bn}中对应的项数为n=k+21+22+23 +…+2k-1=k+=2k+k-2,当k=6时,2k+k-2=68,当k=7时,2k+k-2=133,所以a6=b68,a7=b133,且b69=b70=…=b100=1。因此T100=S6+(2×1+22×1+23×1 +24×1 +25×1)+32×1=×(3+13)