内容正文:
【解答题】
1.已知正项等差数列{an}和正项等比数列{bn},Sn为数列{an}的前n项和,且满足a1=2,S3=12,b2=4,b5=a16.
(1)分别求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)将数列{an}中与数列{bn}相同的项剔除后,按从小到大的顺序构成数列{cn},记数列{cn}的前n项和为Tn,求T100.
2.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,公比q>0,S2=2a2-2,S3=a4-2,数列{bn}满足2bn=bn-1+bn+1(n∈N*)且a2=4b1,a3=b8.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)将{an}和{bn}中的所有项按从小到大的顺序排列组成新数列{cn},求数列{cn}的前100项和T100.
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a4=7,S5=25.
(1)求{an}的通项公式;
(2)保持数列{an}中各项先后顺序不变,在ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k-1个3,使它们和原数列的项构成一个新的数列{bn},求{bn}的前150项和T150.
4.在数列{an}中,已知a1+=2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在数列{an}中的a1和a2之间插入1个数x11,使a1,x11,a2成等差数列;在a2和a3之间插入2个数x21,x22,使a2,x21,x22,a3成等差数列;…;在an和an+1之间插入n个数xn1,xn2,…,xnn,使an,xn1,xn2,…,xnn,an+1成等差数列,这样可以得到新数列{bn}:a1,x11,a2,x21,x22,a3,x31,x32,x33,a4,…,an,设数列{bn}的前n项和为Sn,求S55(用数字作答).
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1.解:(1)设正项等差数列{an}的公差为d.
因为a1=2,S3=12,所以a1+(a1+d)+(a1+2d)=12,解得d=2,所以an=a1+(n-1)d=2+(n-1)×2=2n.
设正项等比数列{bn}的公比为q.
因为b2=4,b5=a16,所以解得所以bn=b1qn-1=2n.
(2)根据(1)的结论,数列{bn}的前8项依次为:2、4、8、16、32、64、128、256,对应数列{an}第1、2、4、8、16、32、64、128项,故数列{cn}的前100项为数列{an}的前107项,剔除数列{bn}的前7项的数列.
设数列{bn}的前n项和为Bn,所以T100=S107-B7==11 302.
2.解:(1)由S2=2a2-2,S3=a4-2两式作差可得a3=a4-2a2,即a2q=a2q2-2a2,
又a2≠0,则q2-q-2=0,又q>0,解得q=2,
所以2a2-2=4a1-2=a1+a2=3a1,解得a1=2,所以an=a1qn-1=2n.
因为2bn=bn-1+bn+1(n∈N*),故数列{bn}为等差数列,设该数列的公差为d,
由于a2=4b1=4,可得b1=1,a3=b8=8,所以d==1,
所以bn=b1+(n-1)d=n.
(2)当n≤6时,an=2n≤64,当n≥7时,an=2n≥128,
所以数列{cn}的前100项中,{an}有6项,{bn}有94项,
所以T100==4 591.
3.解:(1)因为{an}为等差数列,则S5=5a3=25,即a3=5,
可得d=a4-a3=2,a1=a3-2d=1,
所以an=1+2(n-1)=2n-1.
(2)因为在ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k-1个3,
可知ak(k≥2)在数列{bn}中对应的项数为n=k+20+21+…+2k-2=k+=2k-1+k-1,
当k=8时,则n=27+7=135,即a8=b135;
当k=9时,则n=28+8=264,即a9=b264;
由题意可知b136=b137=…=b150=3,
所以T150=S8+3(150-8)=+426=490.
4.解:(1)当n=1时,a1=2;
当n≥2时,=-=2n-2(n-1)=2,
所以=2⇒an=2n,n≥2.
当n=1时,上式亦成立,
所以an=2n.
(2)由n+[1+2+3+…+(n-1)]=55⇒n=10.
所以新数列{bn}前55项中包含数列{an}的前10项,还包含x11,x21,x22,x31,x32,…,x98,x99,且x11=.
所以S55=(a1+a2+…+a10)+.
设T=3a1+5a2+7a3+…+19a9=3×21+5×22+7×23+…+19×29,
则2T=3×22+5×23+7×24+…+19×210,
所以-T=T-2T =3×21+2×(22+23+…+29)-19×210=-17×210-2.
故T=17×210+2.
所以S55=×210=14 337.
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