内容正文:
阶段质量检测四(B卷)
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.设数列{an}的前n项和Sn=n2+1,则a6的值为 ( )
A.8 B.9
C.10 D.11
D 解析:S6=62+1=37,S5=52+1=26,故a6=S6-S5=37-26=11.故选D.
2.已知等差数列{an},其前n项和为Sn,若a2+a5+a8=3,则S9= ( )
A.3 B.6
C.9 D.27
C 解析:在等差数列{an}中,3a5=a2+a5+a8=3,解得a5=1,
所以S9==9a5=9.
3.已知各项均为正数的等比数列{an},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6= ( )
A.5 B.7
C.6 D.4
A 解析:由等比数列的性质知,a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9成等比数列,故(a4a5a6)2=a1a2a3·a7a8a9,解得a4a5a6=5.故选A.
4.(2024·东莞高二期末)已知数列{an}为等比数列,且a1=1,a9=16,设等差数列{bn}的前n项和为Sn,若b5=a5,则S9= ( )
A.-18 B.-36 C.36 D.18
C 解析:在等比数列{an}中a1=1,a9=16,则q8==16,
所以q4=4,所以a5=a1q4=4,所以b5=a5=4,则S9===36.
5.(2024·孝感高二期中)在数列{an}中,a1=-2,anan+1=an-1,则数列{an}的前2 024项的积为 ( )
A.-1 B.-2
C.-3 D.
C 解析:因为anan+1=an-1,所以an+1=1-,
a1=-2,a2=,a3=,a4=-2,所以数列{an}的周期为3,且a1a2a3=-1.
设数列{an}的前n项的积为Tn,T2 024=a1a2a3·…·a2 024=(-1)674a1a2=-3.故选C.
6.已知数列{an}的通项公式为an=log(n+1)(n+2),则它的前30项之积是 ( )
A. B.5
C.6 D.
B 解析:a1·a2·a3·…·a30=log23·log34·log45·…·log3132=··…·=log232=5,所以所求前30项之积是5.故选B.
7.(2025·苏州高二阶段练习)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,且Sn=2n+1+a,则a1a2-a2a3+a3a4-…+a9a10= ( )
A. B.
C. D.
A 解析:由题意得an=Sn-Sn-1=2n+1+a-2n-a=2n(n≥2).
因为{an}为等比数列,a1=4+a,a2=4,所以==2,可得a=-2,a1=2,
易知a1a2,-a2a3,a3a4,…,-a8a9,a9a10构成首项为8,公比为-4的等比数列,
所以a1a2-a2a3+a3a4-…-a8a9+a9a10==.故选A.
8.专家表示,海水倒灌原因是在太阳、月亮等星体的共同作用下,海水的自然涨落,如果天气因素造成的涨水现象赶上潮汐高潮的时候,这个时候水位就会异常的高.某地发生海水倒灌,未来24 h需要排水减少损失,因此需要紧急抽调抽水机.经测算,需要调用20台某型号抽水机,每台抽水机需要平均工作24 h.而目前只有一台抽水机可立即投入施工,其余抽水机需要从其他施工现场抽调.若抽调的抽水机每隔20 min才有一台到达施工现场投入工作,要在24 h内完成排水任务,指挥部至少共需要抽调这种型号的抽水机 ( )
A.25台 B.24台 C.23台 D.22台
B 解析:设至少需要n台抽水机,记一台抽水机20 min完成的任务为单位1,这n台抽水机完成的任务依次为a1,a2,…,an,1≤n≤72(24×3=72).
依题意a1=24×=72,a2=71,{an}是公差为-1的等差数列,
Sn=na1+d=72n-,
要完成所有任务,则Sn=72n-≥20×24×3,n2-145n+2 880≤0.
记f(n)=n2-145n+2 880,f(n)在[1,72]上是减函数,
f(23)=74>0,f(24)=-24<0,
所以24≤n≤72时,f(n)<0,所以至少需要24台抽水机,故选B.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分)
9.已知数列{an}满足a1=1,an+an-1=n2(n≥2,n∈N*),Sn为其前n项和,则 ( )
A.a4-a2=7 B.a10=55
C.S5=35 D.a8+a4=28
ABC 解析:由题意知a1=1,a2+a1=22,a3+a2=32,a4+a3=42,a5+a4=52,a6+a5=62,…,a10+a9=102,所以a4-a2=42-32=7,a6-a4=62-52=11,
a8-a6=82-72=15,a10-a8=102-92=19,
累加得a10-a2=7+11+15+19=52,
所以a10=a2+52=22-a1+52=3+52=55,S5=a1+a2+a3+a4+a5=1+32+52=35.
因为a4-a2=7,a8-a2=7+11+15=33,
所以a8+a4=7+33+2a2=46.故选ABC.
10.(2025·百色高二统考期末)在公比q为整数的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1+a4=18,a2+a3=12,则下列说法正确的是 ( )
A.q=2
B.数列{Sn+2}是等比数列
C.S8=510
D.数列{lg an}是公差为2的等差数列
ABC 解析:∵a1+a4=18,a2+a3=12,∴a1(1+q3)=18,a1(q+q2)=12,又公比q为整数,
解得a1=q=2,∴an=2n,Sn==2n+1-2.
∴Sn+2=2n+1,∴数列{Sn+2}是公比为2的等比数列.
S8=29-2=510.
∵lg an=n lg 2,∴数列{lg an}是公差为lg 2的等差数列.综上可得,只有ABC正确.
11.(2024·亳州高二期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=2,且Sn=2Sn-1+n-1(n≥2),则下列结论中正确的是 ( )
A.an>Sn-1(n≥2)
B.{an+1}是等比数列
C.Sn<2an
D.{}是递增数列
ACD 解析:对于A,由Sn=2Sn-1+n-1(n≥2)得,an=Sn-1+n-1,所以an>Sn-1(n≥2),A正确.
对于B,将an=Sn-1+n-1与an+1=Sn+n相减得,an+1=2an+1,
所以an+1+1=2(an+1),n≥2,
又a1+a2=2a1+1,即a2=3,所以an+1=
因此{an+1}不是等比数列,B错误.
对于C,因为an=
所以当n≥2时,Sn=2+22-1+23-1+…+2n-1=2n+1-n-1.
当n=1时,S1=2<2a1.
当n≥2时,Sn-2an=2n+1-n-1-2n+1+2=1-n<0,因此Sn<2an,C正确.
对于D,因为Sn=2n+1-n-1,所以=2-,
所以-=-+=>0,因此{}是递增数列,D正确.故选ACD.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a3=5,a7=13,则S10=________.
答案:100 解析:∵{an}为等差数列,a3=5,a7=13,
∴公差d===2,首项a1=a3-2d=5-2×2=1,
∴S10=10a1+d=100.
13.(2024·北京大兴高二期中)对于数列{an},定义数列{an+1-an}为数列{an}的“差数列”.若a1=2,数列{an}的“差数列”是首项为2,公比为2的等比数列,则a3=________;数列{an}的前n项和Sn=________.
答案:8 2n+1-2 解析:由题意an+1-an=2n,则a2=a1+2=4,a3=a2+4=8,
当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+2+2=+2=2n,
当n=1时,上式也成立,所以an=2n,所以Sn==2n+1-2.
14.(2025·苏州五中高二月考)设数列{an}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=2n(n∈N*),则数列{}的前n项和为________.
答案:2n(2n-3)+3 解析:因为a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=2n(n∈N*)①,
所以当n=1时,a1=2,
当n≥2时,a1+3a2+5a3+…+(2n-3)an-1=2n-2②,
①-②可得(2n-1)an=2,即an=.
当n=1时,a1=2,对上式也成立,所以an=(n∈N*),
所以=2n-1(2n-1)(n∈N*),记数列{}的前n项和为Tn,
则Tn=1+2×3+22×5+23×7+…+2n-2×(2n-3)+2n-1×(2n-1)①,
所以2Tn=2+22×3+23×5+24×7+…+2n-1×(2n-3)+2n×(2n-1)②,
①-②可得:-Tn=1+(2×2+22×2+23×2+…+2n-2×2+2n-1×2)-2n×(2n-1),所以-Tn=1+2×-2n×(2n-1),
所以Tn=2n(2n-3)+3(n∈N*).
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)各项均为整数的等差数列{an},其前n项和为Sn,a1=-1,a2,a3,S4+1成等比数列.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{(-1)n·an}的前2n项和T2n.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
因为a1=-1,a2,a3,S4+1成等比数列,
所以a=a2·(S4+1),
即(-1+2d)2=(-1+d)(-3+6d),
解得d=2(d=舍去),
所以数列{an}的通项公式为an=2n-3.
(2)由(1)可知an-an-1=2(n≥2),
所以T2n=(-a1+a2)+(-a3+a4)+…+(-a2n-1+a2n)=2n.
16.(15分)已知数列{an}满足a1=1,an+1=
(1)记bn=a2n,写出b1,b2,并求数列{bn}的通项公式;
(2)求{an}的前20项和.
解:(1)由题意,得
b1=a2=a1+1=2,b2=a4=a3+1=a2+2+1=5.
易得a2n+2=a2n+1+1,a2n+1=a2n+2,
所以a2n+2=a2n+3,即bn+1=bn+3,即数列{bn}是以2为首项,3为公差的等差数列,
所以bn=2+3(n-1)=3n-1(n∈N*).
(2)由(1)可得a2n=3n-1,
a2n-1=a2n-2+2=bn-1+2=3n-2.
所以a19=3×10-2=28,a20=3×10-1=29.
所以{an}的前20项的和为
(a1+a3+…+a19)+(a2+a4+…+a20)
=×10+×10=300.
17.(15分)(2024·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,已知2Sn=3an+1-3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{Sn}的前n项和.
解:(1)因为2Sn=3an+1-3,所以2Sn+1=3an+2-3,
两式相减可得2an+1=3an+2-3an+1,
即an+2=an+1,所以等比数列{an}的公比为.
因为2S1=3a2-3=5a1-3,所以a1=1,故an=()n-1.
(2)因为2Sn=3an+1-3,所以Sn=(an+1-1)=[()n-1],
设数列{Sn}的前n项和为Tn,则Tn=×-n=×()n-n-.
18.(17分)某工厂2023年初有资金1 000万元,资金年平均增长率可达到20%,但每年年底要扣除x(x<200)万元用于奖励优秀职工,剩余资金投入再生产.
(1)以2023年为第一年,设第n年初有资金an万元,用an和x表示an+1,并证明数列{an-5x}为等比数列;
(2)为实现2033年初资金翻两番的目标,求x的最大值(精确到万元).(参考数据:1.29≈5.160,1.210≈6.192,1.211≈7.430)
解:(1)依题意,an+1=an·(1+0.2)-x,
整理得an+1-5x=(an-5x),
=.又a1-5x=1 000-5x>0,
∴数列{an-5x}是以1 000-5x为首项,1.2为公比的等比数列.
(2)由(1)知,an-5x=(1 000-5x)·()n-1,
an=(1 000-5x)·()n-1+5x.
∵2033年初资金翻两番,
∴a11=(1 000-5x)·()10+5x≥4 000,
解得x≤84.4,
∴x的最大值是84.
19.(17分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足2Sn=4an-4,数列{bn}满足b1=a1,bn+1-bn=an,n∈N*.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设cn=,且数列{cn}的前n项和为Tn,若k>Tn恒成立,求常数k的最小值.
解:(1)由2Sn=4an-4,得当n=1时,a1=2;
当n≥2时,2an=2Sn-2Sn-1=4an-4an-1,
∴=2,
∴数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,
∴an=2n.
由b1=a1,bn+1-bn=2n,n∈N*,a1=2,得b2-b1=2,b3-b2=22,…,bn-bn-1=2n-1,
累加得bn-b1=2+22+23+…+2n-1==2n-2,∴bn=2n,n∈N*.
(2)由(1)得cn=
=
=-,
∴Tn=c1+c2+c3+…+cn=-+-+…+-=-<,
∴k≥,即常数k的最小值为.
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