内容正文:
书
答案详解
2024~2025学年 高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期(2025年4月)
第37期3,4版
数列概念及函数特性同步核心素养测评
一、单项选择题
1~4 ADCB 5~8 CACD
提示:
3.an =f(n)=log2(n
2+7),
所以{an}的第五项a5 =log2(5
2+7)=log232=5.
故选(C).
4.a1 =0,a2 =
a1-槡3
槡3a1+1
=-槡3,
a3 =
a2-槡3
槡3a2+1
= -槡3-槡3
槡3(-槡3)+1
=槡3,
a4 =
a3-槡3
槡3a3+1
= 槡3-槡3
槡3(槡3)+1
=0,
所以数列{an}为周期数列,周期为3.
所以a20 =a2 =-槡3.
故选(B).
5.设第n个图形中长度为1的线段的条数构成数列{an},
则a1 =4=2×1×2,a2 =12=2×2×3,
a3 =24=2×3×4,a4 =40=2×4×5,……,
所以an =2n(n+1),所以a10 =2×10×11=220.
故选(C).
6.依题意易得T5 =a1×a2×a3×a4×a5
=3×5×7×9×11=10395.
故选(A).
7.设第n行实心圆点的个数为an,由题图可得,
a1 =0,a2 =1,a3 =1,a4 =2,a5 =3,a6 =5,…,
则an =an-2+an-1(n≥3),
故a7 =a5+a6 =8,a8 =a6+a7 =13,
a9 =a7+a8 =21,a10 =a8+a9 =34.
故选(C).
8.因为数列{an}对任意n∈N+都有an+1 <
an+an+2
2 ,
所以an+an+2 >2an+1,即an+2-an+1 >an+1-an,
因此(an+2-an+1)-(an+1-an)>0,
所以{an+1-an}为递增数列.
所以a6-a5 >a5-a4,即a4+a6 >2a5,
a7-a6 >a4-a3,即a3+a7 >a4+a6,
同理可得,2a5 <a4+a6 <a3+a7 <a2+a8 <a1+a9.
所以a1+a2+a3+… +a9=(a1+a9)+(a2+a8)+(a3
+a7)+(a4+a6)+a5 >9a5,
即9a5 <9,所以a5 <1.
故选(D).
二、多项选择题
9.ACD; 10.BC; 11.AB.
提示:
9.对于(A),因为an =
1
n(n+2)(n∈N+),
所以令
1
n(n+2)=
1
120,解得n=10,
故
1
120是这个数列的第10项,(A)正确;
对于(B),因为an =2n
2-10n+3= (2 n- )52
2
-192,
因为n∈N+,所以n=2或n=3时,an为最小项,
即它的最小项是第2项或第3项,(B)错误;
对于(C),分析可得:a1 =2
1+1=3,
a2 =2
2+1=5,a3 =2
3+1=9,
a4 =2
4+1=17,a5 =2
5+1=33,…,
故an =2
n+1,(C)正确
;
—1—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
对于(D),由递推关系,a2 =2,a3 =
3
2,
所以a4 =
5
3,(D)正确.
故选(A)(C)(D).
10.a1 =1;a2 =a1+
1
2×1=
3
2;
a3 =a2+
1
3×2=
5
3;a4 =a3+
1
4×3=
7
4;
a5 =a4+
1
5×4=
9
5,故(A)错误;
由an =an-1+
1
n(n-1),
得an-an-1 =
1
n(n-1)=
1
n-1-
1
n(n≥2),
所以an =(an-an-1)+(an-1-an-2)+… +(a3-a2)+
(a2-a1)+a1 =
1
n(n-1)+
1
(n-1)(n-2)+… +
1
3×2+
1
2×1+1 (= 1n-1-1 )n (+ 1n-2- 1n- )1 +… (+ 12-
)13 (+ 1- )12 +1=-1n+1+1=2-1n=2n-1n (n≥2).
当n=1时,a1=1符合上式,所以an=
2n-1
n ,故(B)正确;
因为an=2-
1
n,n增大时,
1
n减小,-
1
n增大,所以{an}
为递增数列,(C)正确;
因为{an}为递增数列,最小项为a1 =1,故(D)错误.
故选(B)(C).
11.因为a1=1,a2=1,an=an-1+an-2(n≥3,n∈N+),
所以a3 =a2+a1 =2,a4 =a3+a2 =3,a5 =a4+a3 =
5,a6 =a5+a4 =8,a7 =a6+a5 =13,因此(A)正确;
S7 =1+1+2+3+5+8+13=33,所以(C)不正确;
a1+a3+a5+… +a219
=a1+a2+a1+a4+a3+… +a218+a217
=a1+S218 =1+S218,
又an+2 =an+1+an
=an+an-1+an-1+an-2
=an+an-1+an-2+an-3+an-3+an-4
=… =Sn+1,
所以a220=S218+1=a1+a3+a5+…+a219,所以(B)正确;
a2+a4+a6+… +a220
=a2+a3+a2+a5+a4+… +a219+a218
=a1+a2+a3+a4+a5+… +a219 =S219,
但S219+1=a221,所以a2+a4+a6+… +a220≠a221,所
以(D)不正确.
故选(A)(B).
三、填空题
12.(1)an =(-1)
n(6n-5),(2)an =(2n-1)+
1
2n
;
13.a10,a9; 14.
21
2.
提示:
13.因为an =
n-槡98
n-槡99
(n∈N+),
所以an =
n-槡99+槡99-槡98
n-槡99
=1+槡99-槡98
n-槡99
,
所以当n≤9时,an =1-槡
99-槡98
槡99-n
,随着n的增大,an
越来越小且小于1,即1>a1 >a2 >a3… >a9 >0.
当10≤n≤30时,an =1+槡
99-槡98
n-槡99
,随着n的增大,
an越来越小且大于1,即a10 >a11 >… >a30 >1.
综上有:a9 <a8 <… <a1 <1<a30 <… <a10.
所以前30项中的最大项为a10,最小项为a9.
14.依题意得,a2-a1 =2,a3-a2 =4,…,
an-an-1 =2(n-1)(n≥2),
所以an-a1 =2+4+… +2(n-1)
=n(n-1)=n2-n(n≥2).
所以an =n
2-n+33(n≥2),
又n=1时,a1 =33满足上式,
所以an =n
2-n+33,所以
an
n =n+
33
n-1.
设f(x)=x+33x-1(x>0).
易知f(x)在(0,槡33)上单调递减,在(槡33,+∞)上单调递增,
因为5<槡33<6,f(5)=5+
33
5-1=
53
5,
f(6)=6+336-1=
21
2
,
—2—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
所以
an
n的最小值为
a6
6 =
21
2.
四、解答题
15.解:当n=1时,a1 =S1 =3-2=1;
当n≥2时,an =Sn-Sn-1
=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]
=6n-5.
又n=1时,a1 =6-5=1,
所以an =6n-5.
16.解:(1)因为函数 f(x)=a·bx的图象过点 A(2,1),
B(4,4),所以
1=ab2,
4=ab4{ .得a= 14,b=2.
所以所求的函数的解析式为f(x)=2x-2.
(2)因为an =log2f(n)=log22
n-2 =n-2,
所以Sn =a1+a2+… +an
=(1-2)+(2-2)+(3-2)+… +(n-2)
=1+2+3+… +n-2n
=(1+n)×n2 -2n=
n(n-3)
2 .
得S30 =405.
17.解:(1)根据an =3n
2-28n,
得a4=3×4
2-28×4=-64,a6=3×6
2-28×6=-60.
(2)令3n2-28n=-49,即3n2-28n+49=0,
解得n=7或n= 73(舍),
所以 -49是该数列的第7项.
令3n2-28n=68,即3n2-28n-68=0,
解得n=-2或n=343,均不是正整数,
所以68不是该数列的项.
18.解:(1)由题意得,当A=2,C=0时,Sn =2n
2+Bn.
则当n≥2时,an =Sn-Sn-1
=2n2+Bn-[2(n-1)2+B(n-1)]
=4n+B-2.
又a2 =-10,所以8+B-2=-10,
所以B=-16,所以an =4n-18(n≥2).
当n=1时,a1 =S1 =2×1
2+(-16)×1=-14.
经检验,当n=1时,符合an =4n-18,
所以an =4n-18.
(2)由题意得,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2An+B-A,
所以a3 =6A+B-A=5A+B=-9,
所以B=-5A-9,
所以an =2An+B-A=2An-6A-9(n≥2).
若{an}的各项均为负数,则A<0,an =2An-6A-9在
n≥2时单调递减,
又因为a1 =-36<0,所以只需a2 <0即可,
即a2 =4A-6A-9<0,
所以A>-92.
故实数A (的取值范围为 -92, )0 .
19.解:因为bn =na
n(a>0),
所以bn+1-bn =(n+1)a
n+1-nan
=an[(n+1)a-n]
=an·[(a-1)n+a].
(1)当a>1时,a-1>0,bn+1-bn>0,故数列不存在最
大项.
(2)当a=1时,bn+1-bn =1,数列也不存在最大项.
(3)当0<a<1时,a-1<0,
bn+1-bn =a
n(a-1 () n+ aa- )1 ,
即bn+1-bn与n+
a
a-1有相反的正负值,
由于n为变量,而 aa-1为常数,设k为不大于
a
1-a的最大
整数,
则bn+1-bn
>0,n<k,
=0,n=k,
<0,
{
n>k.
即有b1 <b2 <b3 <… <bk-1 <bk,且bk >bk+1 >…,
故对任意自然数n,bn≤bk.
所以0<a<1时,{bn}存在最大项.
第38期2版
专项小练一
1.C; 2.C; 3.BC.
4.74n-
15
4; 5.47
.
—3—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
6.(1)证明:因为 bn =
an
n+1 =
2n2+5n+3
n+1 =
(n+1)(2n+3)
n+1 =2n+3,
所以bn+1-bn =[2(n+1)+3]-(2n+3)=2.
所以数列{bn}是等差数列.
(2)解:a2 =2×2
2+5×2+3=21,
由2n+3=21得n=9.
所以a2是数列{bn}中的第9项.
专项小练二
1.A; 2.C; 3.CD.
4.3; 5.6.
6.解:设各项均为正数的等差数列{an}的公差为d,
因为S3 =a5,2a2 =3,
所以
3a1+3d=a1+4d,
2a1+2d=3
{
,
解得
a1 =
1
2,
d=1
{
,
所以an =
1
2+(n-1)·1=n-
1
2,即an =n-
1
2.
第38期3,4版
等差数列同步核心素养测评
一、单项选择题
1~4 DDBC 5~8 BBCC
提示:
1.因为a3+a4+a5+a6+a7
=(a3+a7)+(a4+a6)+a5
=5a5 =45,
所以a5 =9,所以a2+a8 =2a5 =18.
故选(D).
2.设等差数列{an}的公差为d,
因为a1 =1,S3 =18,可得3a1+3d=3+3d=18,
解得d=5,
所以S6 =6a1+15d=6+15×5=81.
故选(D).
3.因为a7-2a4 =-1,
所以a3+4d-2(a3+d)=-1,
所以4d-2d=-1,所以d=-12.
故选(B).
4.因为S8 =S5,所以S8-S5 =a6+a7+a8 =0,
根据等差数列的性质,可得a7 =0.
又数列{an}的公差为1,
所以a10 =a7+3d=0+3×1=3.
故选(C).
5.设公差为d.
因为a8+a10 =28,a8 =a1+7d,a10 =a1+9d,
所以4+16d=28,解得d= 32,
所以S9 =2×9+
9×8
2 ×
3
2 =72.
故选(B).
6.在等差数列{an}中,
a5
a3
= 59,
所以
2a5
2a3
=
a1+a9
a1+a5
= 59,
所以
S9
S5
=
9
2(a1+a9)
5
2(a1+a5)
= 95×
5
9 =1.
故选(B).
7.设第n层放小球的个数为an,
由题意a2-a1 =2,a3-a2 =3,……,
数列{an+1-an}是首项为2,公差为1的等差数列,
所以an-an-1 =2+(n-2)=n(n≥2,n∈N+).
故an =a1+(a2-a1)+… +(an-an-1)
=1+2+… +n= 12n(n+1),
故a40 =
1
2×40×41=820.
故选(C).
8.△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,
若
1
tanA,
1
tanB,
1
tanC成等差数列,
则
2
tanB=
1
tanA+
1
tanC,
所以
2cosB
sinB =
cosA
sinA+
cosC
sinC,
利用正弦定理及余弦定理得
2·a
2+c2-b2
2abc =
b2+c2-a2
2abc +
a2+b2-c2
2abc
,
—4—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
即2b2 =a2+c2,
即a2,b2,c2成等差数列.此时对等差数列a2,b2,c2的每一
项取相同的运算得到数列a,b,c或槡a,槡b,槡c或a
3,b3,c3,这些
数列一般都不可能是等差数列,除非a=b=c,但题目中没有
说△ABC是等边三角形.
故选(C).
二、多项选择题
9.ACD; 10.AC; 11.AD.
提示:
9.由题意得81=1+(n-1)d,所以(n-1)d=80,
所以d= 80n-1.
因为n和d都为正整数,
所以d=2时,n=41,故(A)正确;
当d=3时,n=833,不成立,故(B)错误;
d=4时,n=21,故(C)正确;
d=5时,n=17,故(D)正确.
故选(A)(C)(D).
10.根据题意,数列{an}是等差数列,若a1+5a3 =S8,
即a1+5a1+10d=8a1+28d,变形可得a1 =-9d,
对于(A),an =a1+(n-1)d=(n-10)d,则a10=0,故
(A)正确;
对于(B),不能确定a1和d的符号,不能确定S10最小,故
(B)不正确;
对于(C),由Sn=na1+
n(n-1)d
2 =-9nd+
n(n-1)d
2 =
d
2×(n
2-19n),
由二次函数图象的性质可知,S7 =S12,故(C)正确;
对于(D),S20 =20a1+
20×19d
2 =-180d+190d=10d,
当公差不为2时,S20≠20,则(D)不正确.
故选(A)(C).
11.an+4Sn-1Sn =0(n≥2),
所以Sn-Sn-1+4Sn-1Sn =0(n≥2),
因为Sn≠0,所以
1
Sn
- 1Sn-1
=4(n≥2),
{因此数列 1S }n 是以 1S1 =4为首项,4为公差的等差数
列,也是递增数列,即(D)正确;
所以
1
Sn
=4+4(n-1)=4n,
所以Sn =
1
4n,即(A)正确;
当n≥2时,an =Sn-Sn-1 =
1
4n-
1
4(n-1)
=- 14n(n-1),
所以an =
1
4,n=1,
- 14n(n-1),n≥2
{
,
a1 >a2,即(B),(C)不
正确.
故选(A)(D).
三、填空题
12.70; 13.-2; 14.(-4,11].
提示:
12.因为a4+a11 =10,所以a1+a14 =a4+a11 =10,
所以S14 =
14(a1+a14)
2 =
14×10
2 =70.
13.由am +an+3 =10①,am+3+an+2 =18②,
② -①得3d-d=8,得d=4,
又Sn =
(a1+an)n
2 ,
则
Sn
n =
a1+an
2 ,
故
Sn
n-
Sn+1
n+1=
a1+an
2 -
a1+an+1
2
=-12(an+1-an)
=-12d=-2.
14.因为等差数列{an}是递增数列,且a1+a2+a3≤3,
所以a2≤1,d>0.
又因为a7-3a3≤8,即a1+6d-3(a1+2d)=-2a1≤8,
所以a1≥-4,0<d=a2-a1≤5,
从而a4 =a1+3d>-4,
a4 =a2+2d≤1+10=11,
故a4的取值范围为(-4,11].
四、解答题
15.解:(1)设{an}的首项为a1,公差为d
,
—5—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
由a5 =9,a1+a7 =14,得
a1+4d=9,
2a1+6d=14
{
,
解得a1 =1,d=2,所以an =2n-1.
(2)由an =2n-1,得
Sn =1+3+5+… +(2n-1)
=(1+2n-1)n2 =n
2.
16.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
则有
a1+d=5,
a1+4d=14
{
,
解得
a1 =2,
d=3{ ,
所以an =2+3(n-1)=3n-1,
所以bn =a2n =3×2n-1=6n-1.
所以数列{an}和{bn}的通项公式为an=3n-1,bn=6n-1.
(2)因为bn =a2n,所以b2 =a4,b6 =a12,
所以b2和b6的等差中项即为a4和a12的等差中项,
因为a8 =
a4+a12
2 ,所以n=8.
17.解:(1)a1 =1,a2 =(2-λ)a1 =2-λ=-1,
得λ=3,故a3 =(4+2-3)a2 =3×(-1)=-3.
(2)a1 =1,a2=(2-λ)a1=2-λ,a3=(6-λ)a2=(6
-λ)(2-λ)=λ2-8λ+12,
假设数列{an}是等差数列,则2a2 =a1+a3,
则2(2-λ)=1+λ2-8λ+12,即(λ-3)2 =0,λ=3,
当λ=3时,an+1 =(n
2+n-3)an,
a2 =-1,a3 =(6-3)a2 =3a2 =-3,
a4 =(9+3-3)a3 =9a3 =-27,
故2a3≠a2+a4,数列{an}不是等差数列,
故假设不成立,故数列{an}不可能为等差数列.
18.解:(1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
因为a3 =7,a5+a7 =26,
所以
a1+2d=7,
2a1+10d=26
{
,
解得
a1 =3,
d=2{ .
所以an =3+2(n-1)=2n+1,
Sn =3n+
n(n-1)
2 ×2=n
2+2n.
(2)由(1)知an =2n+1,
所以bn =
1
a2n-1
= 1
(2n+1)2-1
= 14×
1
n(n+1)=
1
4×
1
n-
1
n+( )1.
所以Tn =
1
4 (× 1-12+12-13+… +1n- 1n+ )1
= 14× 1-
1
n+( )1 =
n
4(n+1),
即数列{bn}的前n项和Tn =
n
4(n+1).
19.(1)证明:由Sn =
1
8(an+2)
2,
则Sn-1 =
1
8(an-1+2)
2(n≥2).
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=
1
8(an+2)
2-18(an-1+2)
2,
整理得(an+an-1)(an-an-1-4)=0.
因为数列{an}为正整数数列,
所以an-an-1 =4,即数列{an}为等差数列.
(2)解:因为S1 =
1
8(a1+2)
2,所以a1 =
1
8(a1+2)
2.
解得a1 =2,所以an =2+4(n-1)=4n-2,
所以bn =
1
2an-30=
1
2(4n-2)-30=2n-31.
令bn <0得n<
31
2,
设数列{bn}的前n项和为Tn,所以T15为Tn的最小值.
T15 =b1+b2+… +b15
=2×(1+2+… +15)-15×31=-225.
第39期2版
专项小练一
1.B; 2.A; 3.ABC. 4.16; 5.±2或 ±12.
6.解:因为a1a3+2a2a4+a2a6 =25,
所以a22+2a2a4+a
2
4 =25,即(a2+a4)
2 =25,
又an >0,所以a2+a4 =5.
因为a2a4 =a
2
3 =4,所以
a2+a4 =5,
a2a4 =4
{ .
解得
a2 =1,
a4 =4
{
,
或
a2 =4,
a4 =1
{ .
又0<q<1,所以
a2 =4,
a4 =1
{
.
—6—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
所以q= 12,所以a1 =8.
所以数列{an}的通项公式为an =8×( )12
n-1
=24-n.
专项小练二
1.C; 2.C; 3.AD. 4.4n-1; 5.2n-1.
6.解:依题意,可得
a1+a2 =8,
a3 =18
{
,
即
a1(1+q)=8,
a1q
2 =18
{
.
所以
1+q
q2
= 49,整理得4q
2-9q-9=0,
解得q=-34或q=3.
第39期3,4版
等比数列同步核心素养测评
一、单项选择题
1~4 ACBC 5~8 DCBA
提示:
2.由题得
a1+a1q+a1q
2+a1q
3 =15,
a1q+a1q
3 =10
{
,
解得a1 =1,q=2,所以a2 =1×2=2.
故选(C).
3.由an=Sn-Sn-1得an=4
n+a-(4n-1+a)=3×4n-1.
又a1 =S1,所以有3×4
1-1 =41+a,
解得a=-1.
故选(B).
4.设等比数列{an}的公比为q,
则
a4+a7
a1+a4
=
q3(a1+a4)
a1+a4
=q3 =8,解得q=2,
所以a2 =
a6
q4
=32
24
=2.
故选(C).
5.因为数列{bn}是等比数列,若b8 =a8≠0,
由等差数列的性质可得a3+a13 =2a8,即有a
2
8 =4a8,
解得a8 =4或a8 =0(舍去),
即b8 =a8 =4,
由等比数列的性质可得b4b12 =b
2
8 =16.
故选(D).
6.设公比为q,由an+2 =4an+1-3an可得,
anq
2 =4anq-3an.
因为an≠0,所以q
2-4q+3=0.
因为q≠1,解得q=3,
所以an =a1q
n-1 =3n-1,
所以S5 =
a1(1-q
5)
1-q =
1-35
1-3=121.
故选(C).
7.因为等比数列中,a1 =
9
8,an =
1
3,q=
2
3,
所以
1
3 =
9
8 (× )23
n-1
=2
n-4
3n-3
,
解得n=4.
所以
Sn
1+q2
=
S4
1+q2
=
a1(1-q
4)
(1-q)(1+q2)
=a1(1+q)=
9
8 (× 1+ )23
=158.
故选(B).
8.由an+1 =3Sn+2得,当n≥2时,an =3Sn-1+2,
两式相减得an+1-an =3an,即an+1 =4an,
则数列{an}的公比q=4.
令n=1,得a2 =4a1 =3S1+2=3a1+2,
解得a1 =2,所以a5 =a1q
4 =2×44 =512.
故选(A).
二、多项选择题
9.AC; 10.AC; 11.BC.
提示:
9.由题意知2a3 =a1+a2,
所以2a1q
2 =a1+a1q.
又a1≠0,则2q
2 =1+q,
解得q=1或q=-12.
故选(A)(C).
10.因为a1 =1,3an+1 =Sn,
令n=1,得3a2 =a1 =1,a2 =
1
3,(A)正确;
3an+1 =Sn,所以3an =Sn-1(n≥2),
两式相减可得,3an+1-3an =an(n≥2
),
—7—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
则
an+1
an
= 43(n≥2),n=1时,不符合,
所以从第2项起,数列{an}是公比为
4
3的等比数列,
所以an =
1, n=1,
1
3 (× )43
n-2
,n≥2{ ,(B)错误;
则Sn =a1+
a2(1-q
n-1)
1-q (= )43
n-1
,(C)正确;
则 S5·S7 (= )43
4 (· )43
6 (= )43
10
=S26
[ (
=
)43 ]
5 2
,(D)错误.
故选(A)(C).
11.由题意可得a1 =1,a2 =3,a3 =7,a4 =15,
所以(A)不正确;
由题可得an+1-an=2
n,即an+1=an+2
n,所以(B)正确;
由an+1-an =2
n,
可得an =a1+(a2-a1)+… +(an-an-1)
=1+21+22+… +2n-1
=1-2
n
1-2=2
n-1,
则Sn =
2(1-2n)
1-2 -n=2
n+1-n-2=2(2n-1)-n,
所以Sn =2an-n,所以(C)正确;
由an =2
n-1可得
a1+a3+a5+… +a2n-1
=2(1-4
n)
1-4 -n=
2
3·4
n-n-23,
又由2a2n-n+1=2·(2
2n-1)-n+1=22n+1-n-1,
所以(D)不正确.
故选(B)(C).
三、填空题
12.3; 13.7; 14.9.
提示:
12.各项为正数的等比数列{an}中,
槡22是a5与a15的等比中项,
所以a5a15 =(槡22)
2 =8,
所以log2a4+log2a16 =log2(a4a16)=log2(a5a15)=3.
13.由a1 =2,an+1+2an =0可得
an+1
an
=-2,
所以{an}是以a1 =2为首项,公比为 -2的等比数列,
所以其前k项和为Sk =
2[1-(-2)k]
1-(-2) =86,
故1-(-2)k =129,即k=7.
14.因为an+1-2an =2n-1,
所以an+1+2(n+1)+1=2(an+2n+1),
因为a1+2×1+1=4,
所以an+2n+1=4×2
n-1,
所以an =2
n+1-2n-1,
所以Sn=
4(1-2n)
1-2 -n(n+1)-n=2
n+2-4-n2-2n,
由Sn+1-Sn =2(2
n+1-n)-3>0对n∈N+成立,
知Sn是递增的,S8 =940<1024,
S9 =2
11-4-81-18=1945>1024,
所以n的最小值是9.
四、解答题
15.解:(1)由题意得(a-1)2 =2(a2+2a-3),
整理得a2+6a-7=0,解得a=1或a=-7.
当a=1时,a-1=a2+2a-3=0,不合题意.
所以a=-7.
(2)设这个等比数列为{an},则a1=2,a2=-7-1=-8.
所以公比q=-82 =-4.
所以an =2×(-4)
n-1.
16.解:(1)依题意得
an =a1·2
n-1 =96,
Sn =
a1(1-2
n)
1-2 =a1(2
n-1)=189{ ,
因为a1≠0,所以两式相除得
2n-1
2n-1
=96189,
解得n=6.
(2)依题意
a1+a2+a3
a1+a2
= 32,
即
a1+a1q+a1q
2
a1+a1q
=1+q+q
2
1+q =
3
2,
化简得2q2-q-1=0,
解得q=1或q=-12.
17.(1)证明:由题意得Sn =2an-2,
所以Sn-1 =2an-1-2(n≥2,n∈N+
),
—8—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
两式相减得an =2an-2an-1,
即an =2an-1(n≥2,n∈N+).
又a1 =S1 =2a1-2,
所以a1 =2.
所以数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)解:由(1)得an =2×2
n-1 =2n,所以
Tn =(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+… +(an+1-an)
=an+1-a1 =2
n+1-2.
18.解:(1)设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,
因为a2+a5 =a3+9=16,
所以a3 =7,a4 =9,d=a4-a3 =2,
故an =a3+(n-3)d=2n+1.
因为8b1 =b4 =16,
所以q3 =
b4
b1
=8,即q=2,b1 =2,
故bn =b1q
n-1 =2n.
(2)因为{an}与{bn}均为递增数列,
且a50 =2×50+1=101,b6 =2
6 =64,b7 =2
7 =128,
所以当k=50+6=56时,ck =101,故k=56.
Sk =S56 =a1+a2+… +a50+b1+b2+… +b6
=(3+101)×502 +
2×(1-26)
1-2 =2726.
19.解:(1)设等比数列{an}的公比为q,
则由a3·a5·a7 =2
-15,得a5 =2
-5.
因为a2 =2
-2,所以q3 =2-3,即q= 12.
故bn+bn+1=an=a2·q
n-2=2-2 (· )12
n-2 (= )12
n
.
所以数列{bn}的前11项和为
b1+b2+b3+… +b10+b11
=b1+(b2+b3)+… +(b10+b11)
=1 (+ )12
2 (+ )12
4
+… (+ )12
10
=
1-1
46
1-14
= 43-
1
3×45
= 13×
4095
1024=
1365
1024.
(2)由(1)可知cn =
bn
2an
=2n-1·bn.
则3Sn-2
n·bn =Sn+2Sn-2
nbn
=b1+2b2+2
2b3+… +2
n-1bn+2b1+2
2b2+2
3b3+… +
2n-1bn-1
=b1+2(b1+b2)+2
2(b2+b3)+… +2
n-1(bn-1+bn).
因为b1 =1,2
n(bn+bn+1)=1,
所以3Sn-2
n·bn =1+(n-1)×1=n.
第40期3,4版
数列在日常经济生活中的应用
同步核心素养测评
一、单项选择题
1~4 DBAC 5~8 CBBC
提示:
2.记第n层有an个球,则a1=1,a2=3,a3=6,a4=10,
结合高阶等差数列的概念知a2-a1 =2,a3-a2 =3,
a4-a3 =4,…,an-an-1 =n(n≥2),
则第30层的小球个数
a30 =(a30-a29)+(a29-a28)+… +(a2-a1)+a1
=30+29+… +2+1=465.
故选(B).
3.由题设,每天行程{an}是公比为
1
2的等比数列,
所以
a (1 1-12 )6
1-12
=441,可得a1 =224,
则第一天走的路程为224里.
故选(A).
4.哈雷彗星回到近日点的年份为an =1606+76n,
奥伯斯彗星回到近日点的年份为bn =1606+70n,
则an与bn公共项构成以1606为首项,70与76的最小公
倍数为公差的等差数列.
又70与76的最小公倍数为2660,
则哈雷彗星与奥伯斯彗星同年回到近日点的年份为cn =
1606+2660n.
令n=1,则c1 =4266.
故选(C).
5.由题意知这五年投入的资金构成首项为81,公比为 43,
项数为5的等比数列
,
—9—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
所以这五年投入的资金总额是
81 [× 1 (- )43 ]
5
1-43
=
781(万元).
由题意知这五年的旅游收入构成首项为20,公差为10,项
数为5的等差数列,
所以这五年的旅游收入总额是 20×5+5×42 ×10=
200(万元).
故选(C).
6.轧辊的周长为2πr=1600,
由题意可知,第9对轧辊出口处疵点间距为轧辊周长,
因为在此处出口的两疵点间面带的体积与最终出口处两
疵点间面带的体积相等,
又因为宽度不变,有1600=08L9,所以L9 =2000,
而L10 =1600,
所以数列{Lk}是以08为公比的等比数列,
所以L10 =Lk·08
10-k,
即Lk =
L10
0810-k
=1600×08k-10.
故选(B).
7.由题可知cn =(1+10%)cn-1-100=11cn-1-100,
设cn+k=11(cn-1+k),解得k=-1000.
即cn-1000=11(cn-1-1000),
故数列{cn-1000}是首项为c1-1000=200,公比为1.1
的等比数列.
所以cn-1000=200×11
n-1,
则cn =200×11
n-1+1000,
所以c10 =200×11
9+1000
≈200×2358+1000≈1472.
故选(B).
8.由题知,2015年我国快递行业产生的包装垃圾约为400
万吨,且年平均增长率为50%,则我国快递行业产生的包装垃
圾和年份之间符合等比数列,且公比为1+50% =15,
则第n(n∈N+)年我国快递行业产生的包装垃圾约为
400×(1+50%)n-2015 =400×15n-2015(万吨),
则有400×15n-2015 >4000,即15n-2015 >10,
两边取以10为底的对数得
lg15n-2015 >lg10=1,即(n-2015)lg32 >1,
则有n-2015> 1lg3-lg2≈
1
04771-03010≈5679,
故n>2020679.
因为n∈N+,所以n=2021,
故从2021年开始,快递行业产生的包装垃圾超过4000万
吨.
故选(C).
二、多项选择题
9.ABD; 10.ACD; 11.ABD.
提示:
9.由题意知,A点处里程碑刻着数字39,B点处里程碑刻着
数字84,里程碑上的数字成等差数列,公差为3,则从始发车站
到A点的所有里程碑个数为393+1=14,(A)正确;
从A点到B点的所有里程碑个数为84-393 +1=16,(B)
正确;
从A点到 B点的所有里程碑上的数字之和为16×39+
16×15
2 ×3=984,(D)正确,则(C)错误.
故选(A)(B)(D).
10.对于(A),由题意可知,等额本金还款方式中,每月的
还款额构成一个等差数列,记为{an},Sn表示数列{an}的前n
项和,则a1 =4900,a240 =2510,
则S240 =
240(a1+a240)
2
=120×(4900+2510)=889200,
故小张该笔贷款的总利息为 889200-600000=289
200(元),故(A)正确;
对于(B),设小张每月还款额为x元,则
x+x(1+0004)+x(1+0004)2+… +x(1+0004)239
=600000×(1+0004)240,
所以x×1-1004
240
1-1004 =600000×1004
240,
即x=600000×1004
240×0004
1004240-1
≈600000×261×0004261-1 ≈3891,
故(B)错误
;
—01—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
对于(C),小张采取等额本息贷款方式的总利息为3891×
240-600000=933840-600000=333840(元),故(C)正确;
对于(D),因为333840>289200,所以从经济利益的角度
来考虑,小张应选择方式①,故(D)正确.
故选(A)(C)(D).
11.由Pn =P0(1+k)
n(k>-1),得当 -1<k<0时,0
<1+k<1,因为P0 >0,所以对任意的n∈N+,Pn >0,
所以
Pn+1
Pn
=
P0(1+k)
n+1
P0(1+k)
n =1+k<1,则Pn+1 <Pn,
此时,在某一时期内 -1<k<0,则这期间人口数呈下降
趋势,(A)正确;
对于(B)选项,当k>0时,1+k>1,
因为P0 >0,所以对任意的n∈N+,Pn >0,
所以
Pn+1
Pn
=
P0(1+k)
n+1
P0(1+k)
n =1+k>1,则Pn+1 >Pn,
故在某一时期内k>0,则这期间人口数呈上升趋势,(B)
正确;
对于(C)选项,由(B)选项可知,在某一时期内0<k<1,
则这期间人口数呈上升趋势,(C)错误;
对于(D)选项,当k=0时,Pn =P0,
故在某一时期内k=0,则这期间人口数不变,(D)正确.
故选(A)(B)(D).
三、填空题
12.219.01; 13.28; 14.134.
提示:
12.由题知,甲所得本息和为:
10000+10000×288% ×(1-20%)×5=11152(元),
乙所得本息和为:
10000×[1+225% ×(1-20%)]5≈1093299(元),
故甲与乙所得本息之和的差为 11152-1093299=
21901(元).
13.由题意可知,气象台预报准确时 akbk =1,不准确时
akbk =-1,又a1b1+a2b2+a3b3+… +a31b31 =25,
设其中有x天准确,即等式左边有x个1,(31-x)个 -1,
则x-(31-x)=25,解得x=25+312 =28.
14.设每年发放燃油型车牌照数为 an,发放电动型车牌照
数bn,发放牌照数为cn,则{an}成等差数列,{bn}前三项成等
比数列,第四项起为常数列,
则cn =an+bn,a1 =95,an =10-05n,
所以{an}前10项的和为
A10 =95×10+
1
2×10×9×(-05)=725,
又b1 =2×15=3,b2 =3×15=45,
b3 =45×15=675,
c3 =a3+b3 =85+675=1525>15,
所以b4 =b5 =… =b10 =675,
所以{bn}前10项的和为:B10=3+45+675×8=615.
所以从2021年至2030年这十年累计发放的汽车牌照数为
725+615=134(万张).
四、解答题
15.解:设每次革新后成本下降的百分率为x,
故105(1-x)4 =60,
解得x≈01306≈131%,
故每次革新后成本下降的百分率是131%.
16.解:依题意2021年,2022年,…,2030年住房面积总数
成等差数列,设为{an},
其a1 =6×500=3000,d=30,
所以a10 =3000+9×30=3270,
又2021年,2022年,…,2030年人口数成等比数列,设为
{bn},其中b1 =500,q=1+1% =101,
所以b10 =500×101
9≈500×10937=54685,
所以2030年底该城市人均住房面积为 327054685≈598(平
方米).
17.解:(1)设每年还款x元,依题意得
x+x(1+5%)+x(1+2×5%)+… +x(1+9×5%)=
100000×(1+10×5%),
解得x≈12245(元),
所以当年利率为5%,按单利计算,每年应归还12445元.
(2)设每年还款x元,依题意得
x+x(1+4%)+x(1+4%)2 +… +x(1+4%)9 =
100000(1+4%)10,
解得x≈12330(元),
所以当年利率为4%,按复利计算时,每年还款12330元
.
—11—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
18.解:(1)由题知:an =1000 (× )12
n-1
,
当1000 (× )12
n-1
<20,n∈N+,解得n≥7,
所以an =
1000 (× )12
n-1
,1≤n≤6,n∈N+
20,n≥7,n∈N+
{
,
bn =
80n-40,1≤n≤6,n∈N+,
440,n≥7,n∈N+
{ .
(2)当1≤n≤6时,
总利润Sn =
n(40+80n-40)
2 -
[1000 1 (- )12 ]
n
1-12
=
2000 (× )12
n
+40n2-2000.
因为Sn-Sn-1 =-2000 (× )12
n
+80n-40,n≥2,
因为f(x)=-2000 (× )12
x
+80x-40(x≥2)为增函数,
且f(3)=-2000 (× )12
3
+240-40<0,
f(4)=-2000 (× )12
4
+320-40>0,
所以当2≤n≤3时,Sn <Sn-1,
当4≤n≤6时,Sn >Sn-1,
因为S1 =2000×
1
2+40-2000=-960<0,
S6 =2000 (× )12
6
+40×36-2000=-52875<0,
所以1≤n≤6时,Sn <0,即前6年未盈利,
当n≥7时,Sn =-52875+(440-20)(n-6),
令Sn >0,解得n≥8,
所以该公司从第8年开始盈利.
19.解:(1)由题意得,当n=1时,a1 =a,
当n≥2时,an (=a )23
n-1 (+b )32
n-2
,
所以an =
a, n=1,
a (· )23
n-1
+b (· )32
n-2
,n≥2{ .
(2)由b=8a27,当n≥2时,an (=a )23
n-1
+8a(27 )32
n-2
≥ [2 (a )23
n-1
×8a(27 )32
n- ]2
1
2
=8a9,
当且仅当 (a )23
n-1
=8a(27 )32
n-2
时,上式的等号成立,
(即 )23
2n-2 (= )23
4
,解得n=3,
所以这个人第三年的收入最少,最小值为
8a
9元.
(3)当n≥2时,
an (=a )23
n-1 (+b )32
n-2
≥ (a )23
n-1
+3a(8 )32
n-2
≥2 (a )23
n-1
×3a(8 )32
n-
槡
2
=a,
当且仅当b=3a8且n=1+log
2
3
1
2 >1+log
2
3
2
3 =2,
上式等号成立,因此,等号不能取到,
所以当b≥ 3a8时,这个人分流一年后的收入永远超过分
流前的年收入
.
—21—
高中数学北师大版选择性必修第二册 第37~40期
书书书
16.
(15
分
)
已
知
等
差
数
列
{a
n }
中
,a
2
=
5
,a
5
=
14
,b
n
=
a
2n .
(1
)
求
数
列
{a
n }
和
{b
n }
的
通
项
公
式
;
(2
)
若
a
n
是
b
2
和
b
6
的
等
差
中
项
,求
n
的
值
.
17.
(15
分
)
数
列
{a
n }
满
足
a
1
=
1
,a
n+1
=
(n
2
+
n
-
λ
)a
n ,λ
是
常
数
.(1
)
当
a
2
=
-
1
时
,求
λ
及
a
3
的
值
;
(2
)
数
列
{a
n }
是
否
可
能
为
等
差
数
列
?
若
可
能
,
求
出
它
的
通
项
公
式
;若
不
可
能
,说
明
理
由
.
18.
(17
分
)
已
知
等
差
数
列
{a
n }
满
足
:a
3
=
7
,a
5
+
a
7
=
26
,{a
n }
的
前
n
项
和
为
S
n .
(1
)
求
a
n
及
S
n ;
(2
)
令
b
n
=
1
a
2n
-
1
(n
∈
N
+ )
,求
数
列
{b
n }
的
前
n
项
和
T
n .
19.
(16
分
)
已
知
在
正
整
数
数
列
{a
n }
中
,前
n
项
和
S
n
满
足
:S
n
=
18
(a
n
+
2
)
2.
(1
)
求
证
:数
列
{a
n }
是
等
差
数
列
;
(2
)
若
b
n
=
12
a
n
-
30
,求
数
列
{b
n }
的
前
n
项
和
的
最
小
值
.
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!"6$7&'(8*+,-9:012;45'"($%&
<
=
>
?
@
A
B
书
例 等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S9
<0,S10 >0,则当n是多少时Sn取得最小值?
解:由S9=
9(a1+a9)
2 =9a5<0,得a5<0.
由S10=
10(a1+a10)
2 =5(a5+a6)>0,得a6
>0.
由非常数列的等差数列一定单调得出数列
的前5项是负的,从第6项开始是正的,最终确
定当n=5时,Sn取得最小值.
变式1在等差数列{an}中,a1 >0,5a5 =
17a9,则数列{an}的前n项和Sn取得最大值时,
n= ( )
(A)12 (B)11 (C)10 (D)9
分析:首先利用数列的通项公式确定首项
a1与公差d的关系,由此进一步得到关于a1或d
的数列通项,然后再求数列前n项和的最值.
解:设数列{an}的公差为d,由5a5=17a9,得
5(a1+4d)=17(a1+8d),
则d=-329a1.
所以an=a1+(n-1)-
3
29a( )1 =
32-3n
29 a1.
因为a1 >0,所以d<0.
所以{an}的前n项和 Sn取得最大值时,由
an =
32-3n
29 a1≥0,
an+1 =
32-3(n+1)
29 a1≤0,
得
29
3≤n≤
32
3,
又n∈N+,则n=10,故选(C).
点评:本变式题在上面题目的基础上,条件
的给出方式变为数列中的两项之间的相等关系
及首项的符号,解答时要注意a1与d的符号.
变式2已知{an}为等差数列,若
a11
a10
<-1,
且它的前n项和Sn有最小值,则当Sn取得最小
值时,n= ( )
(A)17 (B)18 (C)19 (D)20
分析:首先利用条件判断数列相关项的符
号,然后再利用等差数列的中项公式有a10+a11
=a1+a20,2a10=a1+a19,进而将它们融入数列
的前20项与前19项的和中,并判断它们的符
号,由此确定n的值.
解:由
a11
a10
<-1,{an}的前n项和Sn有最小值
知a11 >0,a10 <0,其前n项和为负值一定是前面
有限项的和.
由
a10+a11
a10
<0
a1+a20
a10
<0
1
2×20(a1+a20)
1
2×19(a1+a19)
<0
S20
S19
<0,
得S19 <0,S20 >0,
则Sn取最小值时,n=19,
故选(C).
点评:解答时须根据前n项和的最值情况判
断数列有关项的符号,再利用数列知识进行转
化,进一步确定数列相关的前 n项和的符号,从
而使问题得到解决.
书
误区一:忽视式子成立的条件
例1已知正项数列{an}中a1=2,当n≥2
时,满足a2n-25=12n(3n-5),则此数列是否
为等差数列?请说明理由.
错解:因为a2n-25=12n(3n-5),
所以a2n =36n
2-60n+25=(6n-5)2,
所以an =6n-5.
又an+1-an =6(n+1)-5-(6n-5)=
6(常数),
所以{an}为等差数列.
剖析:a2n-25=12n(3n-5)满足的条件为
n≥2,因此错解中得到的an =6n-5是在n≥
2的条件下成立的,必须再对n=1的情况进行
讨论.
正解:当n≥2时,同错解得到an=6n-5,
所以an =
2,n=1,
6n-5,n≥2{ .
又当n≥2时,an+1-an =[6(n+1)-5]
-(6n-5)=6,而a2-a1 =5≠6,
所以此数列不是等差数列.
误区二:忽视等差数列定义中公差为常数
例2已知数列{an}满足a1=2,an-an-1=
n(n≥2,n∈N+),求an.
错解:由a1 =2,an-an-1 =n(n≥2,n∈
N+),知数列{an}是首项为2,公差d=n的等差
数列.
根据等差数列的通项公式得
an =2+(n-1)n=n
2-n+2.
剖析:由等差数列{an}的定义可知,{an}
应满足an-an-1=d(n≥2,n∈N+),且要求公
差d为常数.本题中 n是一个变数,所以数列
{an}不是等差数列,上述解法出错了.
正解:an =a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…
+(an-an-1)=2+2+3+4+… +n=2+
(n+2)(n-1)
2 =
1
2n
2+12n+1.
警示:运用等差数列知识解决问题,要先判断
数列是否为等差数列,其定义有两点要求:①an-
an-1 =d(n≥2,n∈N+);②公差d为常数.
误区三:忽视数列中值为零的项
例3在等差数列{an}中,已知a1 =20,其
前n项和为Sn,且S10=S15,求当n取何值时,Sn
有最大值,并求出它的最大值.
错解:由a1 =20,S10 =S15得
10a1+45d=15a1+105d,
解得d=-53,所以an =-
5
3n+
65
3.
要使Sn有最大值,只需an >0,
即 -53n+
65
3 >0,解得n<13.
又n∈N+,故当n=12时,Sn有最大值,且
S12 =12×20-
12×11
2 ×
5
3 =130.
剖析:当n=13时,a13=0,显然S12=S13,
上述解法忽视了a13 =0的情况,产生了漏解.
正解:由上知,令an =-
5
3n+
65
3≥0,解得n
≤13.
故当n=12或n=13时,Sn取得最大值,且
S12 =S13 =130.
警示:在等差数列{an}中,若a1>0,d<0,
Sn有最大值;若a1<0,d>0,Sn有最小值.要注
意验证是否存在an =0的情况.
误区四:条件转化有误
例4设等差数列{an}的公差为 d.若数列
{2a1an}为递减数列,则 ( )
(A)d<0 (B)d>0
(C)a1d<0 (D)a1d>0
错解:(A)要使{2a1an}为递减数列,则需保
证数列{an}为递减数列,只需d<0.
剖析:错解中的条件转化不等价,要使
{2a1an}为递减教列,需使{a1an}为递减数列.
正解:(C)由{2a1an}为递减数列,
可知{a1an}也为递减数列.
又a1an =a
2
1+a1(n-1)d=a1dn+a
2
1-
a1d,
故a1d<0,故选(C).
例5已知两个等差数{an}:5,8,11,… 与
{bn}:3,7,11,…它们的项数均为100.则它们有
多少个彼此具有相同数值的项.
错解:由已知两个等差数列的前3项,易求
得它们的通项公式分别为an=3n+2,bn=4n-
1(1≤n≤100).
令an =bn,得3n+2=4n-1.即n=3.
所以这两个数列只有1个数值相同的项,即
第3项.
剖析:本题中所说的数值相同的项,它们的项
数并不一定相同,如23在数列{an}中是第7项.而
在数列{bn}中是第6项,也可说它是两个数列中数
值相同的项.
正解:由已知两个等差数列的前3项,易求
得它们的通项公式分别为an =3n+2,bm =4m
-1(m,n∈N+,且1≤n≤100,1≤m≤100),
令an =bm,得3n+2=4m-1,
即n=43m-1.
因为m,n∈N+,所以必有m=3t(t∈N+),
所以n=4t-1.
由
1≤3t≤100,
1≤4t-1≤100{ ,
得
1
3≤t≤
100
3 =33
1
3,
1
2≤t≤
101
4 =25
1
4
{ .
所以
1
2≤t≤25
1
4.
又因为t∈N+,所以1≤t≤25,即这两个
数列共有25个数值相同的项.
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书
专项小练一、等差数列
1.已知3,7,x成等差数列,则实数x的值为
( )
(A)9 (B)10 (C)11 (D)12
2.已知数列{an}的首项a1=1,且满足an+1-
an =2,则a5 = ( )
(A)5 (B)7 (C)9 (D)11
3.(多选)已知等差数列{an}的公差为 -3,
若a7 >0,a8 <0,则首项a1的值可能是 ( )
(A)18 (B)19 (C)20 (D)21
4.已知等差数列{an},a2+a4=3,a5=5,则
an = .
5.在等差数列{an}中,已知a1=1,a2+a3=
13,则a4+a5+a6 = .
6.已知数列{an}的通项公式为an=2n
2+5n
+3,bn =
an
n+1.
(1)求证:数列{bn}是等差数列;
(2)a2是数列{bn}中的第几项?
专项小练二、等差数列的前n项和
1.已知等差数列{an}的前 n项和为 Sn,a3+
a9 =12,则S11 = ( )
(A)66 (B)72 (C)132 (D)144
2.已知{an}是等差数列,a10=10,前10项和
S10 =70,则其公差d= ( )
(A)-32 (B)-
1
3 (C)
2
3 (D)
1
3
3.(多选)数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn
=-n2+7n,则下列说法正确的是 ( )
(A){an}是递增数列
(B)a10 =-14
(C)当n>4时,an <0
(D)当n=3或4时,Sn取得最大值
4.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S11
=33,则a6 = .
5.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S11
>0,S12 <0,则使得 Sn达到最大值的 n是
.
6.已知各项均为正数的等差数列{an}的首项
为a1,前n项和为Sn,且满足S3 =a5,且2a2 =3.
求数列{an}的通项公式.
书
一、单项选择题 1~4 ADCB 5~8 CACD
二、多项选择题 9.ACD; 10.BC; 11.AB.
三、填空题
12.(1)an =(-1)
n(6n-5),(2)an =(2n-1)+
1
2n
;
13.a10,a9; 14.
21
2.
四、解答题
15.解:当n=1时,a1 =S1 =3-2=1;
当n≥2时,an =Sn-Sn-1=(3n
2-2n)-[3(n-1)2
-2(n-1)]=6n-5.
又n=1时,a1 =6-5=1,所以an =6n-5.
16.解:(1)因为函数f(x)=a·bx的图象过点A(2,1),
B(4,4),所以 1=ab
2,
4=ab4{ .得a= 14,b=2.
所以所求的函数的解析式为f(x)=2x-2.
(2)因为an =log2f(n)=log22
n-2 =n-2,
所以Sn =a1+a2+… +an
=(1-2)+(2-2)+(3-2)+… +(n-2)
=1+2+3+… +n-2n
=(1+n)×n2 -2n=
n(n-3)
2 .
得S30 =405.
17.解:(1)根据an =3n
2-28n,
得a4=3×4
2-28×4=-64,a6=3×6
2-28×6=-60.
(2)令3n2-28n=-49,即3n2-28n+49=0,
解得n=7或n= 73(舍),
所以 -49是该数列的第7项.
令3n2-28n=68,即3n2-28n-68=0,
解得n=-2或n=343,均不是正整数,
所以68不是该数列的项.
18.解:(1)由题意得,当 A=2,C=0时,Sn =2n
2+
Bn.
则当n≥2时,an =Sn-Sn-1=2n
2+Bn-[2(n-1)2
+B(n-1)]=4n+B-2.
又a2 =-10,所以8+B-2=-10,
所以B=-16,所以an =4n-18(n≥2).
当n=1时,a1 =S1 =2×1
2+(-16)×1=-14.
经检验,当n=1时,符合an =4n-18,
所以an =4n-18.
(2)由题意得,当n≥2时,
an =Sn-Sn-1 =2An+B-A,
所以a3 =6A+B-A=5A+B=-9,
所以B=-5A-9,
所以an =2An+B-A=2An-6A-9(n≥2).
若{an}的各项均为负数,则A<0,an=2An-6A-9在
n≥2时单调递减,
又因为a1 =-36<0,所以只需a2 <0即可,
即a2 =4A-6A-9<0,所以A>-
9
2.
故实数A (的取值范围为 -92, )0 .
19.解:因为bn =na
n(a>0),
所以bn+1-bn =(n+1)a
n+1-nan
=an[(n+1)a-n]
=an·[(a-1)n+a].
(1)当a>1时,a-1>0,bn+1-bn >0,故数列不存在最
大项.
(2)当a=1时,bn+1-bn =1,数列也不存在最大项.
(3)当0<a<1时,a-1<0,
bn+1-bn =a
n(a-1 () n+ aa- )1 ,
即bn+1-bn与n+
a
a-1有相反的正负值,
由于n为变量,而 aa-1为常数,设k为不大于
a
1-a的最大
整数,
则bn+1-bn
>0,n<k,
=0,n=k,
<0,
{
n>k.
即有b1<b2<b3<… <bk-1<bk,且bk>bk+1>…,
故对任意自然数n,bn≤bk.
所以0<a<1时,{bn}存在最大项.
书
一、定义法
例1已知数列{an}是等差数列,在数列{bn}
中,bn =3an+2,求证:数列{bn}是等差数列.
证明:因为{an}是等差数列,
所以an+1-an =d(n∈N+且d为常数),
又因为bn=3an+2,所以bn+1-bn=(3an+1
+2)-(3an+2)=3(an+1-an)=3d.
所以数列{bn}是等差数列.
点评:由本题可知,数列{an}是公差为d的
等差数列,则数列{ban+c}也是一个等差数列,
且公差为bd.
二、等差中项法
例2已知 a2,b2,c2成等差数列,求证:
1
b+c,
1
a+c,
1
a+b也成等差数列.
分析:要判断数列{an}是等差数列,只需判
断2an+1=an+an+2(n∈N+)即可,本题只需判
断
2
a+c=
1
b+c+
1
a+b.
证明:因为a2,b2,c2成等差数列,
所以2b2 =a2+c2.
所以
1
b+c+
1
a+b=
a+c+2b
(a+b)(b+c) =
2(a+c+2b)
(a+c)·(2b+a+c)=
2
a+c.
所以
1
b+c,
1
a+c,
1
a+b成等差数列.
三、通项公式法
例3已知数列{an}的前n项和为Sn=-n
2
+2n,求证:数列{an}是等差数列.
分析:由数列{an}的前n项和为Sn,利用an
= S1 n=1,
Sn-Sn-1n≥2
{ ,求出数列的通项公式,然
后判断.
证明:当n=1时,a1 =S1 =1,
当n≥2时,an =Sn-Sn-1 =(-n
2+2n)
-[-(n-1)2+2(n-1)]=-2n+3.
因为a1 =1符合an,
所以数列{an}的通项公式为an=-2n+3,
所以数列{an}是等差数列.
点评:一般地,如果一个数列的通项公式是
以项数 n为自变量的一次函数,即 an =kn+
b(k,b为常数),那么这个数列是等差数列.
四、前n项和公式法
例4已知数列{an}的前n项和Sn =n
2-
9n,第k项满足5<ak <8,则k= .
解:因为数列{an}的前n项和Sn=n
2-9n.
所以数列{an}是以 -8为首项,2为公差的
等差数列,所以an =2n-10,
要满足5<ak<8,只需5<2k-10<8,
即
15
2 <k<9.
又k为自然数,因而只能取k=8.
点评:在数列{an}中,Sn=an
2+bn(a,b为
常数),Sn为{an}的前n项和,则数列{an}是以
a+b为首项,2a为公差的等差数列,当Sn=an
2
+bn+c(c≠0)时,数列{an}不是等差数列,但
从第二项起构成等差数列.
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书书书
等
差
数
列
同
步
核
心
素
养
测
评
◆
数
理
报
社
试
题
研
究
中
心
第
Ⅰ
卷
选
择
题
(
共
58
分
)
一
、
单
项
选
择
题
:
本
题
共
8
小
题
,
每
小
题
5
分
,
共
40
分
.
1 .
在
等
差
数
列
{
a n
}
中
,若
a 3
+
a 4
+
a 5
+
a 6
+
a 7
=
45
,则
a 2
+
a 8
的
值
等
于
(
)
(
A
)
45
(
B)
75
(
C)
30
(
D
)
18
2 .
已
知
等
差
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
为
S n
,a
1
=
1,
S 3
=
18
,则
S 6
=
(
)
(
A
)
54
(
B)
71
(
C)
80
(
D
)
81
3 .
已
知
{
a n
}
为
等
差
数
列
,且
a 7
-
2a
4
=
-
1,
a 3
=
0,
则
公
差
d
=
(
)
(
A
)
-
2
(
B)
-
1 2
(
C)
1 2
(
D
)
2
4.
已
知
{
a n
}
是
公
差
为
1
的
等
差
数
列
,S
n
为
{
a n
}
的
前
n
项
和
,
若
S 8
=
S 5
,则
a 1
0
=
(
)
(
A
)
-
6
(
B)
-
3
(
C)
3
(
D
)
0
5.
已
知
等
差
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
为
S n
,若
a 1
=
2,
a 8
+
a 1
0
=
28
,
则
S 9
=
(
)
(
A
)
36
(
B)
72
(
C)
14
4
(
D
)
28
8
6 .
已
知
等
差
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
为
S n
,若
a 5 a 3
=
5 9
,则
S 9 S 5
=
(
)
(
A
)
9 5
(
B)
1
(
C)
3 5
(
D
)
5 9
7 .
南
宋
数
学
家
杨
辉
在
《
详
解
九
章
算
法
》
中
,
研
究
了
二
阶
等
差
数
列
.若
{
a n
+1
-
a n
}
是
公
差
不
为
零
的
等
差
数
列
,
则
称
数
列
{
a n
}
为
二
阶
等
差
数
列
.现
有
一
个
“
三
角
垛
”
,
共
有
40
层
,
各
层
小
球
个
数
构
成
一
个
二
阶
等
差
数
列
,第
一
层
放
1
个
小
球
,第
二
层
放
3
个
小
球
,第
三
层
放
6
个
小
球
,第
四
层
放
10
个
小
球
,…
…
,则
第
40
层
放
小
球
的
个
数
为
(
)
(
A
)
1
64
0
(
B)
1
56
0
(
C)
82
0
(
D
)
78
0
8 .
在
△
AB
C
中
,
内
角
A,
B,
C
所
对
的
边
分
别
为
a,
b,
c,
若
1
ta
n
A,
1
ta
n
B,
1
ta
n
C
成
等
差
数
列
,则
下
列
结
论
中
一
定
成
立
的
是
(
)
(
A
)
a,
b,
c成
等
差
数
列
(
B)
槡
a,
槡
b,
槡
c
成
等
差
数
列
(
C)
a2
,b
2
,c
2
成
等
差
数
列
(
D
)
a3
,b
3
,c
3
成
等
差
数
列
二
、
多
项
选
择
题
:
本
题
共
3
小
题
,
每
小
题
6
分
,
共
18
分
.
9.
已
知
等
差
数
列
{
a n
}
的
首
项
为
1,
公
差
为
d(
d
∈
N
+
)
,
若
81
是
该
数
列
中
的
一
项
,则
公
差
d
可
能
的
值
是
(
)
(
A
)
2
(
B)
3
(
C)
4
(
D
)
5
10
.已
知
{
a n
}
是
等
差
数
列
,其
前
n
项
和
为
S n
,a
1
+
5a
3
=
S 8
,则
下
列
结
论
一
定
正
确
的
有
(
)
(
A
)
a 1
0
=
0
(
B)
S 1
0
最
小
(
C)
S 7
=
S 1
2
(
D
)
S 2
0
=
20
11
.数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
为
S n
(
S n
≠
0)
,a
1
=
1 4
,a
n
+
4S
n-
1
S n
=
0(
n
≥
2)
,则
下
列
命
题
正
确
的
是
(
)
(
A
)
S n
=
1 4n
(
B)
a n
=
-
1
4 n
(
n
-
1)
(
C)
数
列
{
a n
}
为
递
增
数
列
(
D
)
{
数
列
1 S
}
n
为
递
增
数
列
第
Ⅱ
卷
非
选
择
题
(
共
92
分
)
三
、
填
空
题
:
本
题
共
3
小
题
,
每
小
题
5
分
,
共
15
分
.
12
.已
知
等
差
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
为
S n
,若
a 4
+
a 1
1
=
10
,则
S 1
4
=
.
13
.记
S n
为
等
差
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
,若
a m
+
a n
+3
=
10
,a
m
+3
+
a n
+2
=
18
,则
S n n
-
S n
+1
n
+
1
=
.
14
.已
知
等
差
数
列
{
a n
}
是
递
增
数
列
,且
a 1
+
a 2
+
a 3
≤
3,
a 7
-
3a
3
≤
8,
则
a 4
的
取
值
范
围
为
.
四
、
解
答
题
:
本
题
共
5
小
题
,
共
77
分
.
15
.(
13
分
)
已
知
等
差
数
列
{
a n
}
满
足
:a
5
=
9,
a 1
+
a 7
=
14
.
(
1)
求
数
列
{
a n
}
的
通
项
公
式
;
(
2)
求
数
列
{
a n
}
的
前
n
项
和
S n
.
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