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“数列” 大题规范增分练
1.(2023·山东省实验中学校考二模)已知两个正项数列{an},{bn}满足(an-bn)bn=1,=.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若数列{cn}满足cn=[an+an+1]+bn,其中[x]表示不超过x的最大整数,求{cn}的前n项和Sn.
解:(1)由=,得anbn=n2+1,由(an-bn)·bn=1,得anbn=1+b,∴b=n2.∵{bn}是正项数列,∴bn=n,∴an==n+.
(2)∵[an+an+1]===
∴cn=[an+an+1]+bn=
∴当n≥2时Sn=5+7+10+…+(3n+1)
=5+=(3n2+5n+2),
当n=1时S1=5满足Sn=(3n2+5n+2),
∴Sn=(3n2+5n+2).
2.(2023·潍坊模拟)已知公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,S3=15, 且a1,a3,a11成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an·n,试问数列{bn}是否存在最大项?若存在,求出最大项序号n的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)设该等差数列的公差为d,d≠0,由S3=15⇒3a1+×3×2d=15①.
因为a1,a3,a11成等比数列,所以a=a1a11⇒(a1+2d)2=a1(a1+10d)②,
由①②可得a1=2,d=3⇒an=2+(n-1)·3=3n-1.
(2)由(1)可知,an=3n-1,bn=an·n=(3n-1)·n,假设存在最大项bn,
则有
⇒
⇒⇒≤n≤.
因为n∈N*,所以n=6.所以假设成立,数列{bn}存在最大项,序号n=6.
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且=.
(1)证明:数列{an}是等差数列;
(2)若a2+1,a3+1,a5成等比数列.从下面三个条件中选择一个,求数列{bn}的前n项和Tn.①bn=;②bn=;③bn=.
解:(1)证明:因为=,即n(an+1)=2Sn,当n=1时a1+1=2S1,解得a1=1;
当n≥2时(n-1)(an-1+1)=2Sn-1,所以n(an+1)-(n-1)(an-1+1)=2Sn-2Sn-1,
即n(an+1)-(n-1)(an-1+1)=2an,所以(n-2)an-(n-1)an-1+1=0,
当n=2时上述式子恒成立,当n>2时两边同时除以(n-2)(n-1),得-=-=-,即-=-,所以为常数列,即=a2-1,所以an-1=(n-1)(a2-1),即an=(n-1)(a2-1)+1,
当n=1时上述an=(n-1)(a2-1)+1也成立,
所以an+1-an=n(a2-1)+1-(n-1)(a2-1)-1=a2-1.所以{an}是以1为首项,a2-1为公差的等差数列.
(2)设{an}的公差为d,因为a2+1,a3+1,a5成等比数列,
所以(a3+1)2=a5(a2+1),即(2+2d)2=(1+4d)·(2+d),解得d=2.所以an=2n-1.
若选①:bn=,则bn==,
所以Tn==.
若选②:bn=,则bn=
=
=(-),
所以Tn=(-+-+…+-)=(-1).
若选③:bn=,
则bn==-,
所以Tn=-+-+…+-
=-.
4.(2023·南通模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn=2an-n+1.
(1)证明:数列{an+1}是等比数列;
(2)若数列{bn}满足b1=a2,bn+1=求数列{bn}的前14项的和.
解:(1)证明:Sn=2an-n+1, ①
则Sn+1=2an+1-(n+1)+1, ②
②-①,得an+1=2an+1-2an-1,即an+1=2an+1,
∴an+1+1=2(an+1),即=2.
令Sn=2an-n+1中n=1,得S1=a1=2a1-1+1,解得a1=0,则a1+1=1.
∴{an+1}是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知an+1=2n-1,则an=2n-1-1,
∴bn+1=且b1=a2=22-1-1=1.
∴当n为偶数时,bn+1=2n-1-1-bn,即bn+bn+1=2n-1-1,
∴b1+b2+…+b14=b1+(b2+b3)+(b4+b5)+…+(b12+b13)+ b14=1+21-1+23-1+…+211-1+212-1=1+-6+212-1=.
5.(2023·长沙模拟)已知数列{an}为等差数列,a2=3,a14=3a5,数列{bn}的前n项和为Sn,且满足2Sn=3bn-1.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若cn=an·bn,数列{cn}的前n项和为Tn,且Tn-n·3n<(-1)n·m对n∈N*恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
则⇒
⇒⇒⇒an=2n