内容正文:
[对应学生用书P146]
一、单项选择题
1.已知等差数列{an}中,a2+a4=6,则a1+a3+a5=( )
A.15 B.9
C.3 D.5
解析 在等差数列{an}中,已知a2+a4=6,
所以a2+a4=2a3=6,所以a3=3.
同样根据等差数列性质,所以a1+a5=2a3.
则a1+a3+a5=(a1+a5)+a3=2a3+a3=3a3.
把a3=3代入可得3a3=3×3=9.故选B.
答案 B
2.(2025·江西赣州一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足3an=2Sn+1,则S5=( )
A.11 B.31
C.61 D.121
解析 令n=1,得3a1=2S1+1=2a1+1,
得a1=1,
由3an=2Sn+1,
当n≥2时,3an-1=2Sn-1+1,两式相减得,
3an-3an-1=2=2an,即an=3an-1,
即=3,
所以数列{an}是以a1=1为首项,3为公比的等比数列,
所以S5==121.故选D.
答案 D
3.(2025·黑龙江一模)正项等比数列{an}中,Sn是其前n项和,若a2=a3+2a4,S2=32,则S6=( )
A.63 B.56
C.52 D.42
解析 正项等比数列{an}中,Sn是其前n项和,
若a2=a3+2a4,则2q2+q-1=0,
所以q=或q=-1,
因为an>0,所以q>0,所以q=,
又因为S2=a1+a2=a1+a1×=a1=32,
所以a1=,
则S6==2×=2××=42.故选D.
答案 D
4.在中国文化中,竹子被用来象征高洁、坚韧、不屈的品质.竹子在中国的历史可以追溯到远古时代,早在新石器时代晚期,人类就已经开始使用竹子了.竹子可以用来加工成日用品,比如竹简、竹签、竹扇、竹筐、竹筒等.现有某饮料厂共研发了九种容积不同的竹筒用来罐装饮料,这九种竹筒的容积a1,a2,…,a9(单位:L)依次成等差数列,若a1+a2+a3=3.6,a8=0.4,则a1+a2+…+a9=( )
A.5.4 B.6.3
C.7.2 D.13.5
解析 ∵{an}为等差数列,
∴a1+a2+a3=3a2=3.6,故a2=1.2,
∴a1+a2+…+a9=(a1+a9)=(a2+a8)=×(1.2+0.4)=7.2.
答案 C
5.(2025·河南安阳一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且2n(n+2)Sn+1=(n+1)(n+2)Sn+n(n+1)Sn+2,若a3=5,S2025=2025,则a508=( )
A.3 B.6
C.1015 D.2030
解析 由2n(n+2)Sn+1=(n+1)(n+2)Sn+n(n+1)·Sn+2,变形得到
=+,即=+,
故为等差数列,设公差为d,则=+d=a1+d,
故Sn=na1+nd ①,
则Sn+1=(n+1)a1+n(n+1)d ②,
②-①得an+1=a1+2nd,则an=a1+d,an+1-an=2d,
所以{an}为等差数列,则S5===5a3=25,
=+2020d,即5+2020d=1,
解得d=-,
所以=-=-n,
则=-×1015=3,S1015=3045,
又S1015==1015a508,
故a508==3.故选A.
答案 A
6.(2025·山东临沂一模)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( )
A.49 B.50
C.99 D.100
解析 因为Sn+nan=1,所以a1=,
当n≥2时,Sn+nan=Sn-1+an-1=1,
所以(n+1)an=an-1,即=,
此时an=××…×××a1=×××…××××
=,
n=1也满足该式,
故an=,Sn=1-nan=1-,
若Sn=1->0.99,解得n>99,故n的最小值为100.故选D.
答案 D
二、多项选择题
7.(2025·安徽芜湖质量检测)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,则下列说法正确的有( )
A.若k=15,则Sk=15a8
B.若S4=2,S8=8,则S16=20
C.若{an}为常数列,则{an}一定为等比数列
D.若0<a1≤1且Sn=S4047-n,则公差d的最小值为-
解析 选项A,若k=15,则由等差数列的性质可得S15==15a8,A正确.
选项B,由等差数列的性质可知,S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12成等差数列,又S4=2,S8=8,则可得S12=18,S16=32,B错误.
选项C,若{an}为常数列,且an=0,则{an}不是等比数列,C错误.
选项D,由Sn=S4047-n得S4047-n-Sn=an+1+an+2+…+a4047-n=0,根据等差数列的性质可知,an+1+a4047-n=0,即a1+nd+a1+d=0,d=-a1,因为0<a1≤1,所以dmin=-,D正确.故选AD.
答案 AD
8.(2025·山东济宁一模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=Sn+2,{bn}为等差数列,且b2=a1,b8=a3,记集合A={x∈N*bn≤x≤an}中元素的个数为cn,数列{cn}的前n项和为Tn,则下列结论正确的是( )
A.an=2n B.bn=n
C.cn=2n-n D.Tn=2n+1--2
解析 对于A,设等比数列{an}的公比为q,由an+1=Sn+2,得an=Sn-1+2,
两式相减得an+1-an=Sn-Sn-1=an,即an+1=2an,所以q=2,
又a2=S1+2=a1+2,a2=2a1,解得a1=2,
所以an=2×2n-1=2n,正确;
对于B,设等差数列{bn}的公差为d,
由b2=a1=2,b8=a3=8,得6d=b8-b2=6,
解得d=1,
所以bn=b2+d=n,正确;
对于C,由A={x∈N*|bn≤x≤an},得A={x∈N*|n≤x≤2n},
则集合A中元素的个数为2n-n+1,即cn=2n-n+1,错误;
对于D,Tn=-+n=-+n=2n+1--2,正确.故选ABD.
答案 ABD
三、填空题
9.(2025·广东湛江一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足S2n-1=4n2-2an-1,a1=1,则数列{an}的通项公式为________.
解析 设{an}的公差为d,
因为S2n-1=4n2-2an-1,
所以S3=4×22-2a2-1=15-2a2,
又S3=a1+a2+a3=3a2,故15-2a2=3a2,解得a2=3,所以d=a2-a1=2,
又a1=1,所以an=a1+d=1+2=2n-1.
答案 an=2n-1
10.已知数列{an}满足an+1=3an-2an-1(n≥2,且 n∈N*),a1=1,a2=3,则数列{an}的前10项和为________.
解析 因为an+1=3an-2an-1(n≥2,且n∈N*),
所以an+1-an=2(an-an-1),
所以数列 {an+1-an}是首项为a2-a1=2,公比为2的等比数列,
所以an+1-an=2n,
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1,
所以数列 {an}的前10项和为(2-1)+(22-1)+…+(210-1)=(2+22+…+210)-10=-10=211-2-10=2036.
答案 2036
四、解答题
11.(2025·山东枣庄二模)在数列{an}中,a1=20,an+1=an+2n-2.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若bn=an-2n,求数列{bn}的前n项和Sn的最大值.
解析 (1)方法一 因为an+1=an+2n-2,
所以an+1-an=2n-2,
则当n≥2,n∈N*时,an-an-1=2n-1-2,an-1-an-2=2n-2-2,…,a2-a1=2-2,
累加得,an-a1=2n-1+2n-2+…+2-2=-2=2n-2n,
所以an=2n-2n+20,n≥2.
又a1=20,也满足上式.
所以an=2n-2n+20.
方法二 因为an+1=an+2n-2,
所以an+1-2n+1=an-2n-2,
所以-=-2.
因为a1=20,所以a1-2=18,
所以数列{an-2n}是首项为18,公差为-2的等差数列.
所以an-2n=18+×=20-2n,
故an=2n-2n+20.
(2)由(1)知bn=an-2n=20-2n,
则Sn=b1+b2+b3+…+bn
=20n-2
=20n-2×=-n2+19n
=-2+,
所以当n取9或10时,Sn最大,且S10=S9=-2+=90.
即数列{bn}的前n项和Sn的最大值为90.
12.已知数列{an}和等差数列{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,且Sn+an=2,b1=a1,T4=4T2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若cnan-bn=1,求数列{cn}的前n项和.
解析 (1)由Sn+an=2,得S1+a1=2,即2a1=2,解得a1=1,则b1=a1=1,设等差数列{bn}的公差为d,由T4=4T2,得4b1+6d=4,解得d=2b1=2,所以数列{bn}的通项公式为bn=b1+(n-1)d=2n-1;
由Sn+an=2,得当n≥2时,Sn-1+an-1=2,两式相减得2an-an-1=0,即an=an-1,因此数列{an}是首项为1,公比为的等比数列,
所以数列{an}的通项公式为an=a1·=.
(2)由(1)及cnan-bn=1,得cn==2n·2n-1=n·2n,
令数列{cn}的前n项和为An,
则An=1×2+2×22+3×23+…+n×2n,
于是2An=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,
两式相减得-An=2+22+23+…+2n-n·2n+1=-n·2n+1=-2-(n-1)·2n+1,
所以An=(n-1)·2n+1+2.
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