内容正文:
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“四翼”检测评价(九)等比数列的前n项和公式
(一)基础落实
1.首项为a的数列{an}既是等差数列,又是等比数列,则这个数列的前n项和Sn为( )
A.an-1 B.an
C.(n-1)a D.na
解析:选D 既是等差数列又是等比数列的数列为常数列,故Sn=na.
2.(2023·全国甲卷)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若a1=1,S5=5S3-4,则S4=( )
A. B.
C.15 D.40
解析:选C 若该数列的公比q=1,代入S5=5S3-4中,有5=5×3-4,不成立,所以q≠1.由=5×-4,化简得q4-5q2+4=0,所以q2=1(舍去)或q2=4,由于此数列各项均为正数,所以q=2,所以S4==15.故选C.
3.在等比数列{an}中,已知a1=,an=,q=,则为( )
A. B.
C.3 D.6
解析:选B ∵在等比数列中,a1=,an=,q=,∴=×n-1=,∴n=4.∴===a1=×=.
4.设Sn是等比数列{an}的前n项和,已知S3+S6=0,则=( )
A.-512 B.-8
C.-2 D.-1
解析:选B 设等比数列{an}的公比为q(q≠0),由已知q≠1,因为S3+S6=0,所以+=0,解得q3=-2,所以==q9=(q3)3=-8. 故选B.
5.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=3,则=( )
A.2 B.
C. D.3
解析:选B 由等比数列的性质,得S3,S6-S3,S9-S6仍成等比数列,于是,由S6=3S3,可推出S9-S6=4S3,S9=7S3,∴=.
6.对于数列{an},若点(n,an)(n∈N+)都在函数f(x)=2x的图象上,则数列{an}的前4项和S4=______.
解析:由题设可得an=2n,故=2(n≥2),故{an}为等比数列,其首项为2,公比为2,故S4==30.
答案:30
7.已知等比数列{an}的前n项和Sn=t·2n-1+1,则实数t的值为________.
解析:Sn=t·2n-1+1=·2n+1,因为等比数列{an}的前n项和Sn=-A·qn+A,其中q为公比,所以+1=0,所以t=-2.
答案:-2
8.已知等比数列{an}的公比为2,前n项和为Tn,T99=77,则a3+a6+a9+…+a99=________.
解析:设S1=a1+a4+…+a97,
S2=a2+a5+…+a98,
S3=a3+a6+…+a99,
由等比数列前n项和的性质可得,
S2=2S1,S3=4S1,又S1+S2+S3=T99=77,
∴7S1=77,解得S1=11.
从而S3=4S1=44.
答案:44
9.已知等比数列{an}的公比为q,且有1-q=3a1,试用q表示{an}的前n项和.
解:当q=1时,∵3a1=1-q=0,
∴a1=0与{an}是等比数列矛盾,
∴q≠1,即=.
又∵等比数列的前n项和公式为
Sn==-·qn+,
∴Sn=-qn+.
10.在等比数列{an}中,a2·a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为17.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=a2n-1-a2n,求数列{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,
则由得
解得则an=a1qn-1=2n-3.
(2)bn=a2n-1-a2n=-22n-3=-22n-4,
故数列{bn}是首项为-,公比为4的等比数列,
故数列{bn}的前2n项和T2n==
(1-42n).
(二)综合应用
11.(多选)已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,且满足a6=8a3,则下列说法正确的是( )
A.{an}为递增数列
B.=9
C.S3 ,S6,S9成等比数列
D.Sn=2an-a1
解析:选BD 由a6=8a3,可得a3q3=8a3,则q=2,当首项a1<0时,可得{an}为递减数列,故A错误;由==9,故B正确;假设S3,S6,S9成等比数列,可得S=S3×S9,即(1-26)2=(1-23)(1-29)显然不成立,故S3,S6,S9不成等比数列,故C错误;由{an}是公比为q的等比数列,可得Sn===2an-a1,所以Sn=2an-a1,故D正确.
12.(多选)已知数列{an}是首项为1的正项数列,an+1=2an+3,Sn是数列{an}的前n项和,则下列选项正确的是( )
A.a3=13 B.数列{an+3}是等差数列
C.an=2n+1-3 D.Sn=2n+2-3n-4
解析:选ACD 由an+1=2an+3,得an+1+3=2(an+3).因为a1=1,可得a1+3=4,所以数列{an+3}是等比数列,可得an+3=4×2n