内容正文:
第四节 数列的通项公式
1.数列0.4,0.44,0.444,0.444 4,…的一个通项公式是an=( )
A.(10n-1) B.(10n-1)
C.(1-) D.(10n-1)
2.在数列{an}中,a1=3,an+1=an+,则通项公式an=( )
A.4- B.4+
C.4+n D.4-n
3.已知数列{an}满足:a1=1,且an+1-2an=n-1,其中n∈N*,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n-n B.an=2n+n
C.an=3n-1 D.an=3n+1
4.在数列{an}中,若a1=3,an+1=,则an=( )
A.2n-1 B.3n-1
C. D.
5.在数列{an}中,a1=5,且满足-2=,则数列{an}的通项公式an=( )
A.2n-3 B.2n-7
C.(2n-3)(2n-7) D.2n-5
6.〔多选〕已知数列{an}的前n项和为Sn,a2=3,且an+1=3Sn+2(n∈N*),则下列说法正确的有( )
A.a1= B.S4=
C.{an}是等比数列 D.Sn+是等比数列
7.已知a1=2,an+1=2nan,则数列{an}的通项公式an= .
8.已知数列{an}中,a2=a(a为非零常数),其前n项和Sn满足:Sn=(n∈N*),数列{an}的通项公式为 .
9.设各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,且Sn满足-(n2+n-3)Sn-3(n2+n)=0,n∈N*.
(1)求a1的值;
(2)求数列{an}的通项公式.
10.〔多选〕已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则( )
A.为等比数列
B.{an}的通项公式为an=
C.{an}为单调递减数列
D.的前n项和Tn=
11.若x=1是函数f(x)=an+1x4-anx3-an+2x+1(n∈N*)的极值点,数列{an}满足a1=1,a2=3,则数列{an}的通项公式an= .
12.设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=(-1)nan-,n∈N*,则数列{an}的通项公式为 .
13.已知f1(x)=,fn+1(x)=f1[fn(x)],an=,n∈N*,数列{an}的通项公式an= .
14.(2025·八省联考)已知数列{an}中,a1=3,an+1=.
(1)证明:数列{1-}为等比数列;
(2)求{an}的通项公式;
(3)令bn=,证明:bn<bn+1<1.
15.(新定义)对于一个给定的数列{an},令bn=,则数列{bn}称为数列{an}的一阶商数列,再令cn=,则数列{cn}是数列{an}的二阶商数列.已知数列{An}为1,2,8,64,1 024,…,且它的二阶商数列是常数列,则An=( )
A.2n(n-1) B.()n(n+1)
C. D.2n+(n-1)
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第四节 数列的通项公式
1.C 因为数列9,99,999,9 999,…的一个通项公式为10n-1,则数列0.9,0.99,0.999,0.999 9,…的一个通项公式为(10n-1)=1-,而数列0.4,0.44,0.444,0.444 4,…的每一项都是上面数列对应项的,所以数列0.4,0.44,0.444,0.444 4,…的一个通项公式为an=(1-),故选C.
2.A ∵an+1-an==-,∴当n≥2时,an-an-1=-,an-1-an-2=-,…,a2-a1=1-,∴以上各式相加得an-a1=1-,∴an=4-,a1=3适合上式,∴an=4-.
3.A 由题设,an+1+(n+1)=2(an+n),而a1+1=2,∴{an+n}是首项、公比均为2的等比数列,故an+n=2n,即an=2n-n.
4.D 由a1=3,an+1=知an>0,对an+1=两边取以3为底的对数得,log3an+1=2log3an,则数列{log3an}是以log3a1=1为首项,2为公比的等比数列,则log3an=1·2n-1=2n-1,即an=.
5.C 因为-2=,所以-=2,又=-1,所以数列是以-1为首项,公差为2的等差数列,所以=-1+2(n-1)=2n-3,所以an=(2n-3)(2n-7).
6.ABD 由题意,数列{an}的前n项和为Sn,a2=3,且an+1=3Sn+2,则a2=3S1+2=3a1+2,所以a1=,故A正确;因为an+1=3Sn+2 ①,所以当n≥2时,an=3Sn-1+2 ②,①-②得,an+1-an=3an,即an+1=4an,当n=1时,a1=,不满足a2=4a1,故数列{an}不是等比数列,故C错误;当n≥2时,an+1=4an,则a3=4a2=12,a4=4a3=48,故S4=+3+12+48=,故B正确;由an+1=3Sn+2,得Sn+1-Sn=3Sn+2,所以Sn+1=4Sn+2,令Sn+1+λ=4(Sn+λ),则Sn+1=4Sn+3λ,所以3λ=2,即λ=,所以Sn+1+=4(Sn+),即=4,故Sn+是首项为S1+=a1+=1,公比为4的等比数列,故D正确.
7. 解析:因为=2n,所以当n≥2时,=2n-1,=2n-2,…,=22,=2,以上各式累乘得an=··…···a1=2n-1·2n-2·…·22·2·2=21+2+3+…+(n-1)·2==,且a1=2也适合上式,所以an=.
8.an=(n-1)a 解析:由已知得a1=S1==0,∴Sn=,则有Sn+1=,∴2(Sn+1-Sn)=(n+1)an+1-nan,即(n-1)an+1=nan(n∈N*),∴nan+2=(n+1)an+1,两式相减得2an+1=an+2+an(n∈N*),即an+2-an+1=an+1-an(n∈N*),故数列{an}是等差数列.又a1=0,a2=a,∴公差d=a,an=(n-1)a.
9.解:(1)令n=1,得-(-1)S1-3×2=0,
即+S1-6=0,∴(S1+3)(S1-2)=0.
又S1>0,∴S1=2,即a1=2.
(2)由-(n2+n-3)Sn-3(n2+n)=0,得(Sn+3)·[Sn-(n2+n)]=0.
∵an>0(n∈N*),∴Sn>0,∴Sn+3>0,∴Sn=n2+n,
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=n2+n-[(n-1)2+(n-1)]=2n.
又a1=2满足上式,∴an=2n(n∈N*).
10.BCD 对于选项A,因为==+3,则-=3,所以数列是以=1为首项,3为公差的等差数列,故选项A错误;对于选项B,=1+3(n-1)=3n-2,即an=,故选项B正确;对于选项C,根据函数y=在[1,+∞)上单调递减,又an=,n∈N*,则数列{an}为单调递减数列,故选项C正确;对于选项D,数列的前n项和Tn=n×1+×3=,故选项D正确,故选B、C、D.
11.3n-1 解析:f'(x)=4an+1x3-3anx2-an+2,∴f'(1)=4an+1-3an-an+2=0,即an+2-an+1=3(an+1-an),∴数列{an+1-an}是首项为2,公比为3的等比数列,∴an+1-an=2×3n-1,则an=an-an-1+an-1-an-2+…+a2-a1+a1=2×3n-2+…+2×30+1=3n-1.
12.an= 解析:因为Sn=(-1)nan-,n∈N*,所以当n为奇数时,Sn=-an-,Sn+1=an+1-,两式相减得an+1=an+1+an+,所以an=-(n为奇数);当n为偶数时,Sn=an-,Sn+1=-an+1-,两式相减可得an+1=-an+1-an+,即2an+1=-an+,所以2×(-)=-an+,解得an=.因此,所求数列{an}的通项公式为an=
13.(-)n+1 解析:an+1=====-×=-an,所以数列{an}是以-为公比的等比数列,f1(0)==2,a1==,an=(-)n-1=(-)n+1.
14.解:(1)证明:由an+1=得==+,
则1-=-=( 1-),
所以数列{1-}是首项为1-=,公比为的等比数列.
(2)由(1)得1-=×( )n-1=( )n,
即an==.
(3)证明:法一 由(2)知,bn==·===1-,
因为bn-bn+1=( 1-)-( 1-)
=-<0,
所以bn<bn+1,又n∈N*,所以bn+1=1-<1,
所以bn<bn+1<1.
法二 由(2)知,bn==·====1-.
令f(n)=3·( )n-2,n∈[1,+∞),
因为f(n)=3·( )n-2在n∈[1,+∞)上单调递增,
则f(n)≥f(1)=3×-2=>0,
从而数列{bn}在n∈N*上单调递增,且bn<1,
故得bn<bn+1<1.
15.C 设数列{An}的一阶商数列为{bn},二阶商数列为{cn},则b1==2,b2==4,c1==2.又数列{An}的二阶商数列{cn}是常数列,所以cn=c1=2,则{bn}满足=cn=2,所以数列{bn}是以2为首项,2为公比的等比数列,则bn=2·2n-1=2n,所以=2n.当n≥2时,=2n-1,=2n-2,=2n-3,…,=22,=21,将这n-1个式子相乘可得=2n-1·2n-2·2n-3·…·22×21=2(n-1)+(n-2)+(n-3)+…+2+1==(n≥2),又A1=1,所以An=·A1=.故选C.
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