第1讲 等差数列、等比数列 讲义-2026届高三数学二轮复习
2026-01-24
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 等差数列,等比数列 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 109 KB |
| 发布时间 | 2026-01-24 |
| 更新时间 | 2026-01-24 |
| 作者 | 至善教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-24 |
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| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题二 数列
第1讲 等差数列、等比数列
【探究真题.明确方向】
1.(2023·新课标Ⅰ卷,T7)记Sn为数列{an}的前n项和,设甲:{an}为等差数列;乙:为等差数列,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
2.(2025·全国Ⅱ卷,T7)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=6,S5=-5,则S6等于( )
A.-20 B.-15 C.-10 D.-5
3.(2025·全国Ⅰ卷,T13)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于 .
4.(2023·新课标Ⅰ卷,T20)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
【命题预测】本讲是历年高考命题必考的内容,属于中低档题目,主要以解答题的形式出现,选择题、填空题中也经常出现.分值约为11~24分.
【考向预测】考查重点一是等差数列、等比数列的基本运算;二是等差数列、等比数列的性质及其应用;三是等差数列、等比数列的判定与证明.
考点一 等差数列、等比数列的基本运算
【典例】1 (1)(多选)(2025·全国Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,q为{an}的公比,q>0,若S3=7,a3=1,则( )
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
(2)(2025·唐山模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a8+a13=-120,5S7-7S5=70,若Sk=Sk+1,则k等于( )
A.27 B.28 C.54 D.55
【变式训练】1 (1)(2025·南京模拟)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6等于( )
A.7 B.6 C.3 D.2
(2)(2025·九江模拟)为备战某次马拉松,某同学制定了一个为期20周的跑步训练计划.计划第1周跑步2公里,之后一段时间每周的跑步量是前一周的2倍;当周跑步量首次超过30公里后,每周比前一周多跑2公里;当周跑步量首次超过全马里程(42.195公里)后,保持这个周训练量直至训练结束,则训练计划结束时,该同学跑步的总量是( )
A.736公里 B.724公里
C.692公里 D.660公里
考点二 等差数列、等比数列的性质
【典例】2 (1)(多选)(2025·厦门模拟)记等差数列{an}的前n项和为Sn,公差为d,若a3+a18>0,S19<0,则( )
A.S20<0 B.a11>0
C.d>0 D.Sn≥S10
(2)(2025·赣州模拟)设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若S20=21,S30=49,则S10等于( )
A.7 B.9
C.63 D.7或63
【变式训练】2 (1)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为290,所有偶数项的和为261,则此数列的项数为( )
A.15 B.17 C.19 D.21
(2)已知正项递增等比数列{an}的前n项之积为Tn,且T19=Tm(m≠19),a15=1,则m= .
考点三 等差数列、等比数列的判定与证明
【典例】3 已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N*).
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足··…·=(an+1(n∈N*),证明:{bn}是等差数列.
【变式训练】3 (多选)(2025·贵阳模拟)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn+1=2Sn+n-1,则下列结论正确的是( )
A.数列{Sn+n}为等比数列
B.数列{an}的前n项和Sn=2n-n
C.数列{an}的通项公式为an=2n-1-1
D.数列{an+1}为等比数列
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.(2025·菏泽模拟)已知Sn为等比数列{an}的前n项和,若a4=4a3-4a2,则等于( )
A.5 B.3 C.-3 D.-5
2.(2025·北京)已知{an}是公差不为0的等差数列,a1=-2,若a3,a4,a6成等比数列,则a10等于( )
A.-20 B.-18 C.16 D.18
3.(2025·重庆模拟)已知{an}是各项均为正数的等比数列,且a1,a9是关于x的方程x2-mx+4=0的两个实数根,则log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a9等于( )
A.8 B.9 C.16 D.18
4.(2025·绵阳模拟)已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若=,则等于( )
A. B. C. D.
5.(2025·福州模拟)设{an}是无穷数列,An=an+an+1(n∈N*),则“{an}是等差数列”是“{An}是等差数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
6.(2025·长沙模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意的n∈N*,都有3Sn=an+64.若Tn是数列{an}的前n项积,则Tn的最大值为( )
A.29 B.214 C.215 D.216
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.(2025·安徽省A10联盟模拟)已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,前n项和为Sn,且S5=4a4-1,是以1为公差的等差数列,则下列结论正确的是( )
A.d=1 B.S5=15
C.an=n D.Sn=
8.(2025·洛阳模拟)在数列{an}中,an=an+1-an+2,a1=2,a2=8,Sn是数列的前n项和,则( )
A.数列是等比数列
B.数列是等差数列
C.a1+++…+=2 044
D.S5<22
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.(2024·新课标Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10= .
10.(2025·杭州模拟)已知数列{an}中,a1=1,且=,记数列的前n项和为Sn,则S2 025= .
四、解答题(共27分)
11.(13分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-n.
(1)证明:数列为等比数列;(6分)
(2)求数列{an}落入区间(1,2 024)内的所有项的和.(7分)
12.(14分)(2025·泉州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且nSn+1=(n+1)Sn+n2+n.
(1)证明:数列为等差数列;(6分)
(2)设bn=ai,求数列{bn}的通项公式.(8分)
【拓展训练】(13题6分,14题5分,共11分)
13.(多选)若数列{cn}满足cn+1=,则称{cn}为“平方递推数列”.已知数列{an}是“平方递推数列”,且a1=2,则( )
A.是“平方递推数列”
B.是“平方递推数列”
C.an=2·102(n-1)
D.an=
14.(2025·苏州模拟)已知数列{an}满足a1=1,=1-an,则( )
A.an+1>an B.an>
C.1 013a2 025<1 D.2 025a2 025<1
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专题二 数列
第1讲 等差数列、等比数列
【探究真题.明确方向】
1.(2023·新课标Ⅰ卷,T7)记Sn为数列{an}的前n项和,设甲:{an}为等差数列;乙:为等差数列,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
2.(2025·全国Ⅱ卷,T7)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=6,S5=-5,则S6等于( )
A.-20 B.-15 C.-10 D.-5
3.(2025·全国Ⅰ卷,T13)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于 .
4.(2023·新课标Ⅰ卷,T20)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
【命题预测】本讲是历年高考命题必考的内容,属于中低档题目,主要以解答题的形式出现,选择题、填空题中也经常出现.分值约为11~24分.
【考向预测】考查重点一是等差数列、等比数列的基本运算;二是等差数列、等比数列的性质及其应用;三是等差数列、等比数列的判定与证明.
1.【答案】C
【解析】方法一 甲:{an}为等差数列,设其首项为a1,公差为d,
则Sn=na1+d,=a1+d=n+a1-,-=,
因此为等差数列,则甲是乙的充分条件;
反之,乙:为等差数列,
即-==为常数,设为t,
即=t,
则Sn=nan+1-t·n(n+1),
有Sn-1=(n-1)an-t·n(n-1),n≥2,
两式相减得an=nan+1-(n-1)an-2tn,
即an+1-an=2t,对n=1也成立,
因此{an}为等差数列,则甲是乙的必要条件,
所以甲是乙的充要条件.
方法二 甲:{an}为等差数列,设数列{an}的首项为a1,公差为d,
即Sn=na1+d,
则=a1+d=n+a1-,
因此为等差数列,即甲是乙的充分条件;
反之,乙:为等差数列,
设数列的公差为D,
则-=D,=S1+(n-1)D,
即Sn=nS1+n(n-1)D,
当n≥2时,Sn-1=(n-1)S1+(n-1)(n-2)D,
上边两式相减得Sn-Sn-1=S1+2(n-1)D,
所以an=a1+2(n-1)D,
当n=1时,上式成立,
又an+1-an=a1+2nD-[a1+2(n-1)D]=2D为常数,
因此{an}为等差数列,则甲是乙的必要条件,
所以甲是乙的充要条件.
2.【答案】B
【解析】设等差数列{an}的公差为d,则由题意可得⇒
所以S6=6a1+15d=6×5+15×(-3)=-15.
3.【答案】2
【解析】方法一 设该等比数列为{an},公比为q(q>0),Sn是其前n项和,则S4=4,S8=68,
当q=1时,S4=4a1=4,即a1=1,则S8=8a1=8≠68,显然不成立,舍去;
当q≠1时,则S4==4,S8==68,
两式相除得==17,
则1+q4=17,解得q=2(负数舍去),
所以这个数列的公比为2.
方法二 设该等比数列为{an},公比为q(q>0),Sn是其前n项和,
则S4=a1+a2+a3+a4=4,
S8=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8
=a1+a2+a3+a4+a1q4+a2q4+a3q4+a4q4
=(a1+a2+a3+a4)(1+q4)=68,
所以4(1+q4)=68,则1+q4=17,解得q=2(负数舍去),
所以这个数列的公比为2.
方法三 设该等比数列为{an},公比为q(q>0),Sn是其前n项和,则S4=4,S8=68,
故S8-S4=a5+a6+a7+a8=(a1+a2+a3+a4)q4=68-4=64,
又S4=a1+a2+a3+a4=4,
所以4q4=64,解得q=2(负数舍去),
所以这个数列的公比为2.
4.【解析】(1)∵3a2=3a1+a3,
∴3d=a1+2d,解得a1=d,
∴S3=3a2=3(a1+d)=6d,
an=a1+(n-1)d=nd,
又T3=b1+b2+b3=++=,
∴S3+T3=6d+=21,
即2d2-7d+3=0,
解得d=3或d=(舍去),
∴an=nd=3n.
(2)∵{bn}为等差数列,
∴2b2=b1+b3,
即=+,
∴6==,
即-3a1d+2d2=0,
解得a1=d或a1=2d,
∵d>1,∴an>0,
又S99-T99=99,
由等差数列的性质知,
99a50-99b50=99,
即a50-b50=1,
∴a50-=1,
即-a50-2 550=0,
解得a50=51或a50=-50(舍去).
当a1=2d时,a50=a1+49d=51d=51,
解得d=1,与d>1矛盾,无解;
当a1=d时,a50=a1+49d=50d=51,
解得d=.
综上,d=.
考点一 等差数列、等比数列的基本运算
【典例】1 (1)(多选)(2025·全国Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,q为{an}的公比,q>0,若S3=7,a3=1,则( )
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
【答案】AD
【解析】对A,由题意得结合q>0,解得或(舍去),故A正确;
对B,a5=a1q4=4×=,故B错误;
对C,S5===,故C错误;
对D,an=4×=23-n,Sn==8-23-n,
则an+Sn=23-n+8-23-n=8,故D正确.
(2)(2025·唐山模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a8+a13=-120,5S7-7S5=70,若Sk=Sk+1,则k等于( )
A.27 B.28 C.54 D.55
【答案】A
【解析】设数列{an}的公差为d,
∵数列{an}是等差数列,
∴a3+a8+a13=3a8=-120,
解得a8=-40,即a1+7d=-40, ①
∵5S7-7S5=70,
∴5-7=70,解得d=2,
代入①得a1=-54,
∵Sk=Sk+1,∴Sk=Sk+ak+1,
即ak+1=0,∴a1+kd=0,
即-54+2k=0,解得k=27.
【考法归纳】等差数列、等比数列问题的求解策略
(1)抓住基本量,首项a1,公差d或公比q.
(2)熟悉一些结构特征,如前n项和为Sn=an2+bn(a,b是常数)的形式的数列为等差数列,通项公式为an=pqn-1(p,q≠0)的形式的数列为等比数列.
(3)由于等比数列的通项公式、前n项和公式中变量n在指数位置,所以常用两式相除(即比值的方式)进行相关计算.
【变式训练】1 (1)(2025·南京模拟)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6等于( )
A.7 B.6 C.3 D.2
【答案】C
【解析】设数列{an}的公比为q,
则S3=a1+a2+a3=a1(1+q+q2)=168,
a2-a5=a1q(1-q3)=a1q(1-q)(1+q+q2)=42,
∴q(1-q)=,
即4q2-4q+1=0,则q=,
∴a1==168×=96,
∴a6=a1q5=96×=3.
(2)(2025·九江模拟)为备战某次马拉松,某同学制定了一个为期20周的跑步训练计划.计划第1周跑步2公里,之后一段时间每周的跑步量是前一周的2倍;当周跑步量首次超过30公里后,每周比前一周多跑2公里;当周跑步量首次超过全马里程(42.195公里)后,保持这个周训练量直至训练结束,则训练计划结束时,该同学跑步的总量是( )
A.736公里 B.724公里
C.692公里 D.660公里
【答案】C
【解析】设该同学每周跑步量构成数列{an},由题意得,a1=2,a2=4,a3=8,a4=16,a5=32,
第5周跑步量首次超过30公里,前5周跑步总量为=62,
a6=32+2=34,…,
a10=32+5×2=42,a11=42+2=44,
第11周跑步量首次超过全马里程,
故第6周到第11周的跑步量为=234,
第12周到第20周每周的跑步量为44公里,总和为396公里,所以该同学跑步的总量是62+234+396=692(公里).
考点二 等差数列、等比数列的性质
【典例】2 (1)(多选)(2025·厦门模拟)记等差数列{an}的前n项和为Sn,公差为d,若a3+a18>0,S19<0,则( )
A.S20<0 B.a11>0
C.d>0 D.Sn≥S10
【答案】BCD
【解析】由a3+a18>0,得S20==10(a1+a20)=10(a3+a18)>0,故A错误;
由S19<0,得S19===19a10<0,即a10<0,a10+a11=a3+a18>0,所以a11>0,故B正确;
因为a10<0,a11>0,所以d=a11-a10>0,故前10项为负数,从第11项开始为正数,故Sn的最小值为S10,故C,D正确.
(2)(2025·赣州模拟)设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若S20=21,S30=49,则S10等于( )
A.7 B.9
C.63 D.7或63
【答案】A
【解析】由等比数列片段和的性质知,
S10,S20-S10,S30-S20成等比数列,
所以(S20-S10)2=S10(S30-S20),
则(21-S10)2=S10(49-21),
所以-70S10+441=(S10-7)(S10-63)=0,
则S10=7或S10=63,
因为数列{an}为正项等比数列,所以an>0,故{Sn}为递增数列,
所以S10=7.
【考法归纳】等差数列、等比数列的性质问题的求解策略
(1)抓关系,抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手,选择恰当的性质进行求解.
(2)用性质,数列是一种特殊的函数,具有函数的一些性质,如单调性、周期性等,可利用函数的性质解题.
【变式训练】2 (1)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为290,所有偶数项的和为261,则此数列的项数为( )
A.15 B.17 C.19 D.21
【答案】C
【解析】设此等差数列的项数为2n-1,
设所有奇数项的和为S,
则S==nan,
设所有偶数项的和为T,
则T==(n-1)an,
由===,解得n=10,项数为2n-1=19.
(2)已知正项递增等比数列{an}的前n项之积为Tn,且T19=Tm(m≠19),a15=1,则m= .
【答案】10
【解析】若m>19,因为{an}为递增数列且a15=1,所以当n≥16时,an>1,
所以=a20…am>1,与T19=Tm矛盾;
若m<19,因为a15=1,
所以a11a19=a12a18=a13a17=a14a16=a15a15=1,
所以T19=a1a2a3…a10a11a12…a18a19=a1a2a3…a10=T10,所以m=10.
考点三 等差数列、等比数列的判定与证明
【典例】3 已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N*).
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足··…·=(an+1(n∈N*),证明:{bn}是等差数列.
(1)【证明】∵an+2=3an+1-2an,
∴an+2-an+1=2(an+1-an),
∵a1=1,a2=3,
∴{an+1-an}是以a2-a1=2为首项,2为公比的等比数列.
(2)【解析】由(1)得an+1-an=2n(n∈N*),
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+2+1
=2n-1(n≥2),
又a1=1符合上式,∴an=2n-1(n∈N*).
(3)【证明】∵··…·=(an+1,
∴=,
∴2[(b1+b2+…+bn)-n]=nbn, ①
2[(b1+b2+…+bn+bn+1)-(n+1)]
=(n+1)bn+1. ②
②-①,得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nbn,
即(n-1)bn+1-nbn+2=0, ③
则nbn+2-(n+1)bn+1+2=0. ④
④-③,得nbn+2-2nbn+1+nbn=0,
即bn+2-2bn+1+bn=0,
∴bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N*),
∴{bn}是等差数列.
【考法归纳】
(1)=an-1an+1(n≥2,n∈N*)是{an}为等比数列的必要不充分条件,判断一个数列是等比数列时,还要注意各项不为0.
(2){an}为等比数列,可推出a1,a2,a3成等比数列,但a1,a2,a3成等比数列并不能说明{an}为等比数列.
(3)证明{an}不是等比数列可用特殊值法.
【变式训练】3 (多选)(2025·贵阳模拟)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn+1=2Sn+n-1,则下列结论正确的是( )
A.数列{Sn+n}为等比数列
B.数列{an}的前n项和Sn=2n-n
C.数列{an}的通项公式为an=2n-1-1
D.数列{an+1}为等比数列
【答案】AB
【解析】对于A,B,∵Sn+1=2Sn+n-1,
∴Sn+1+(n+1)=2(Sn+n),
又S1+1=2≠0,
∴数列{Sn+n}是首项和公比都为2的等比数列,
故Sn+n=2n,即Sn=2n-n,故A,B正确;
对于C,D, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1-1,
当n=1时,a1=1,∴an=故C错误;
∵an+1=∴≠,
∴数列{an+1}不是等比数列,故D错误.
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.(2025·菏泽模拟)已知Sn为等比数列{an}的前n项和,若a4=4a3-4a2,则等于( )
A.5 B.3 C.-3 D.-5
【答案】A
【解析】由等比数列公式可得,
a1q3=4a1q2-4a1q⇒q2=4q-4⇒q=2,
所以===5.
2.(2025·北京)已知{an}是公差不为0的等差数列,a1=-2,若a3,a4,a6成等比数列,则a10等于( )
A.-20 B.-18 C.16 D.18
【答案】C
【解析】设等差数列{an}的公差为d(d≠0),
因为a3,a4,a6成等比数列,且a1=-2,
所以=a3a6,即(-2+3d)2=(-2+2d)(-2+5d),解得d=2或d=0(舍去),
所以a10=a1+9d=-2+9×2=16.
3.(2025·重庆模拟)已知{an}是各项均为正数的等比数列,且a1,a9是关于x的方程x2-mx+4=0的两个实数根,则log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a9等于( )
A.8 B.9 C.16 D.18
【答案】B
【解析】由a1,a9是关于x的方程x2-mx+4=0的两个实数根,则a1a9=4,
由等比数列的性质可得a1a9=a2a8=…==4,所以a5=2(负值舍去),
所以log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a9=log2(a1a2a3…a9)
=log2[(a1a9)(a2a8)(a3a7)(a4a6)a5]=log2(44×2)
=log229=9.
4.(2025·绵阳模拟)已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若=,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,
由等差数列的性质可得,
===,
因为=,所以==,
即=.
5.(2025·福州模拟)设{an}是无穷数列,An=an+an+1(n∈N*),则“{an}是等差数列”是“{An}是等差数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】若{an}是等差数列,设公差为d,
则An+1-An=an+1+an+2-(an+an+1)=an+2-an=2d,
所以{An}是等差数列,充分性成立;
若{An}是等差数列,设公差为d',
则An+1-An=an+1+an+2-(an+an+1)=an+2-an=d',
即{an}的奇数项是等差数列,偶数项是等差数列,
则{an}不一定是等差数列,必要性不成立,
所以“{an}是等差数列”是“{An}是等差数列”的充分不必要条件.
6.(2025·长沙模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意的n∈N*,都有3Sn=an+64.若Tn是数列{an}的前n项积,则Tn的最大值为( )
A.29 B.214 C.215 D.216
【答案】C
【解析】当n=1时,a1=32,
当n≥2时,3Sn=an+64,
3Sn-1=an-1+64,
两式相减得3an=an-an-1,
即2an=-an-1,又a1=32≠0,
故=-,
所以数列{an}是以32为首项,-为公比的等比数列,通项公式为an=32·,
因为Tn是数列{an}的前n项积,
所以Tn=a1a2a3…an=32n·=(-1·=(-1·,
当n=5或n=6时,有最大值15,
所以当n=5时,Tn有最大值215.
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.(2025·安徽省A10联盟模拟)已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,前n项和为Sn,且S5=4a4-1,是以1为公差的等差数列,则下列结论正确的是( )
A.d=1 B.S5=15
C.an=n D.Sn=
【答案】ABC
【解析】由条件S5=4a4-1可知,5a1+10d=4a1+12d-1,得a1=2d-1, ①
因为数列是以1为公差的等差数列,
所以-=1,即=3,
即4a1+2d=3a1+3d,即a1=d, ②
综合①②可知,a1=d=1,
S5=5a1+10d=15,an=n,Sn=,所以A,B,C正确,D错误.
8.(2025·洛阳模拟)在数列{an}中,an=an+1-an+2,a1=2,a2=8,Sn是数列的前n项和,则( )
A.数列是等比数列
B.数列是等差数列
C.a1+++…+=2 044
D.S5<22
【答案】ABD
【解析】由an=an+1-an+2,
得an+2-2an+1=2(an+1-2an),
则数列是首项为a2-2a1=4,公比为2的等比数列,A正确;
根据等比数列的通项公式得
an+1-2an=4·2n-1=2n+1,
即an+1=2an+2n+1,
则=+1,
所以数列是首项为=1,公差为1的等差数列,B正确;
根据等差数列的通项公式得=1+(n-1)×1=n,即=2n,
所以a1+++…+==211-2=2 046,C错误;
由log2an=log2(n·2n)=n+log2n,
S5=1+2+3+4+5+log2(1×2×3×4×5)=15+log2120<15+7=22,D正确.
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.(2024·新课标Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10= .
【答案】95
【解析】方法一 (基本量法)
设数列{an}的公差为d,
则由题意得
解得
则S10=10a1+d
=10×(-4)+45×3=95.
方法二 (利用下标和性质)
设数列{an}的公差为d,
由a3+a4=a2+a5=7,
3a2+a5=5,
得a2=-1,a5=8,
故d==3,a6=11,
则S10=×10=5(a5+a6)
=5×19=95.
10.(2025·杭州模拟)已知数列{an}中,a1=1,且=,记数列的前n项和为Sn,则S2 025= .
【答案】
【解析】由=,
得=,
即-=2,
所以数列是以=1为首项,2为公差的等差数列,
所以=1+2(n-1)=2n-1,
故an=,
所以S2 025=a1-a2+a2-a3+…+a2 025-a2 026=a1-a2 026=1-=.
四、解答题(共27分)
11.(13分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-n.
(1)证明:数列为等比数列;(6分)
(2)求数列{an}落入区间(1,2 024)内的所有项的和.(7分)
(1)【证明】当n=1时,S1=2a1-1=a1,所以a1=1.
因为Sn=2an-n,
所以Sn-1=2an-1-(n-1)(n≥2),
两式相减,化简得an=2an-1+1,
所以an+1=2(an-1+1).
又因为a1+1=2≠0,
所以是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)【解析】由(1)可知an+1=2n,an=2n-1,
由题意,得1<an<2 024,
所以1<2n-1<2 024,
所以2<2n<2 025,即1<n≤10.
因为{an}落入区间(1,2 024)内的所有项为a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,
所以其和为a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10=22+23+…+210-9
=-9=2 035.
12.(14分)(2025·泉州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且nSn+1=(n+1)Sn+n2+n.
(1)证明:数列为等差数列;(6分)
(2)设bn=ai,求数列{bn}的通项公式.(8分)
(1)【证明】由已知S1=a1=1,
=+1,
所以数列是首项为=1,公差为1的等差数列.
(2)【解析】由(1)得Sn=n2,当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,
当n=1时,a1=1也符合上式,所以an=2n-1.
所以bn=1+3+…+(2n-3)+(2n-1)
=(2n-3)+…+3+1+(2n-1),
因为=,
所以2bn=(2n-2)+(2n-2)+…+(2n-2)+2(2n-1)
=(2n-2)(2n-2)+4n-2=(2n-2)·2n+2,
所以bn=(n-1)2n+1.
【拓展训练】(13题6分,14题5分,共11分)
13.(多选)若数列{cn}满足cn+1=,则称{cn}为“平方递推数列”.已知数列{an}是“平方递推数列”,且a1=2,则( )
A.是“平方递推数列”
B.是“平方递推数列”
C.an=2·102(n-1)
D.an=
【答案】AD
【解析】因为an+2an+1==,所以是“平方递推数列”,A正确;
因为an+2+an+1=+≠(an+1+an)2,所以不是“平方递推数列”,B错误;
因为{an}是“平方递推数列”,所以an+1=.
又a1=2,所以an>0,
则lg an+1=lg ,即lg an+1=2lg an,则=2,
所以是以lg 2为首项,2为公比的等比数列,
则lg an=lg 2·2n-1,即an==(10lg 2=,C错误,D正确.
14.(2025·苏州模拟)已知数列{an}满足a1=1,=1-an,则( )
A.an+1>an B.an>
C.1 013a2 025<1 D.2 025a2 025<1
【答案】C
【解析】对于A,由=1-an,得an≠0,an-an+1=>0,则an>an+1,A错误;
对于B,由a1=1,得a2=,
当n≥3时,an<,B错误;
对于C,D,由=1-an,a1=1,
得=,0<an≤1,
则==+,
即-=,
所以1≤2-an<2,所以<-≤1,
即<-≤1,
所以-=-+-+…+-,
所以<-≤n-1,
即<≤n,
所以≤an<,
所以1 013a2 025<1 013×=1,
2 025a2 025≥2 025×=1,所以C正确,D错误.
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