内容正文:
[基础达标练]
1.数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn=1-2+3-4+…+(-1)n-1·n,则S17=( )
A.9 B.8
C.17 D.16
解析:A [S17=1-2+3-4+5-6+…+15-16+17=1+(-2+3)+(-4+5)+(-6+7)+…+(-14+15)+(-16+17)=1+1+1+…+1=9.]
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,若an=,Sn=10,则n等于( )
A.90 B.119
C.120 D.121
解析:C [an==-,∴Sn=(-1)+(-)+…+(-)=-1=10,∴n+1=121,故n=120.]
3.设有穷数列{an}的前n项和为Sn,令Tn=,称Tn为数列a1,a2,…,an的“凯森和”.已知数列1,2,4,a的“凯森和”为6,则a=( )
A.6 B.5
C.4 D.3
解析:A [由已知可得==6,
∴a=6,故选:A.]
4.数列{an}满足a1=1,a2=3,且an+1+2an+an-1=0(n≥2),则{an}的前2 022项( )
A.8 088 B.4 044
C.-4 044 D.0
解析:B [由递推关系式可得a1+a2=-(a2+a3),a2+a3=-(a3+a4),所以a3+a4=a1+a2=4,同理可得a5+a6=a7+a8=…=a2 019+a2 020=a2 021+a2 022=4,所以S2 022=4×1 011=4 044.故选:B.]
5.在数列{an}中,an= ,其前n项和为 ,则在平面直角坐标系中,直线(n+1)x+y+n=0在y轴上的截距为( )
A.-10 B.-9
C.10 D.9
解析:B [数列{an}的前n项和为 + +…+=1- + - +…+-=1-== ,所以n=9.于是直线(n+1)x+y+n=0为10x+y+9=0.所以其在y轴上的截距为-9.]
6.数列{an}满足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N+),则数列 的前10项的和为 ________ .
解析:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=n+(n-1)+(n-2)+…+2+1= ,所以==2(-).所以的前10项和+++…+=
2
= .
答案:
7.数列{an}满足an+2+(-1)nan=3n-1,前16项和为540,则a1= ________ .
解析:an+2+(-1)nan=3n-1,当n为奇数时,an+2=an+3n-1;当n为偶数时,an+2+an=3n-1.设数列{an}的前n项和为Sn,S16=a1+a2+a3+a4+…+a16=a1+a3+a5+…+a15+(a2+a4)+…+(a14+a16)=a1+(a1+2)+(a1+10)+(a1+24)+(a1+44)+(a1+70)+(a1+102)+(a1+140)+(5+17+29+41)=8a1+392+92=8a1+484=540,∴a1=7.
答案:7
8.在等差数列{an}中,a2=4,a4+a7=15.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2an-2+n,求b1+b2+b3+…+b10的值.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d.
由已知得
解得所以an=a1+(n-1)d=n+2.
(2)由(1)可得bn=2n+n,
所以b1+b2+b3+…+b10=(2+1)+(22+2)+(23+3)+…+(210+10)
=(2+22+23+…+210)+(1+2+3+…+10)
=+=(211-2)+55=211+53=2 101.
[能力提升练]
9.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=,对任意的n∈N+都有nan=(n+2)an+1,则S2 021=( )
A. B.
C. D.
解析:C [数列{an}满足a1=,对任意的n∈N+都有nan=(n+2)an+1,则有n(n+1)an=(n+1)(n+2)an+1,可得数列{n(n+1)an}为常数列,有n(n+1)an=2a1,得n(n+1)an=1,得an=,又由an==-,所以S2 021=++=1-=.故选:C.]
10.有穷数列1,1+2,1+2+4,…,1+2+4+…+2n-1所有项的和为 ________ .
解析:由题意知所求数列的通项为 =2n-1,故由分组求和法及等比数列的求和公式可得和为 -n=2n+1-n-2.
答案:2n+1-n-2
11.已知数列{an}满足an+1=,a1=,数列{bn}满足bn=2n-1anan+1,{bn}的前n项和为Sn,则S10= ________ .
解析:数列{an}满足an+1=,整理得:-1=2,
所以数列{-1}是以-1=1为首项,2为公比的等比数列;所以an=,
故数列{bn}满足bn=2n-1anan+1=2n-1··=-,
所以S10=+
+…+=-=.
答案:
12.在数列{an}中,a1=- ,2an=an-1-n-1(n≥2,n∈N+),设bn=an+n.
(1)证明:数列{bn}是等比数列;
(2)求数列{nbn}的前n项和Tn;
(3)若cn=n-an,Pn为数列 的前n项和,求不超过P2 023的最大的整数.
解:(1)证明:对2an=an-1-n-1两边加2n得 2(an+n)=an-1+n-1,
所以an+n= [an-1+(n-1)],即bn= bn-1.
因为b1=a1+1=- +1= ,所以数列{bn}是首项、公比均为 的等比数列,所以bn= n .
(2)nbn=n·n= .
Tn= + + + +…+ +,①
Tn= + + + +…+ +,②
①-②得 Tn= + + +…+ - =1- - ,所以Tn=2- .
(3)由(1)得an=n -n,所以cn=n.
==1+=1+-,
P2 023= + + +…+ =2 024- .
所以不超过P2 023的最大的整数是2 023.
[素养培优练]
13.已知数列{an}为等差数列,其中a2+a3=8,a5=3a2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=,设{bn}的前n项和为Sn,求最小的正整数n,使得Sn>.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
依题意有解得
从而{an}的通项公式为an=2n-1.
(2)因为bn==-,
所以Sn=++…+=1-.
令1->,解得n>1 010,故取n=1 011.
14.(2021·全国乙卷)设{an}是首项为1的等比数列,数列{bn}满足bn=.已知a1,3a2,9a3成等差数列.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)记Sn和Tn分别为{an}和{bn}的前n项和.
证明:Tn<.
解:(1)因为{an}是首项为1的等比数列且a1,3a2,9a3成等差数列,
所以6a2=a1+9a3,两边同时除以a1得9q2-6q+1=0,解得q=,
所以an=n-1,bn==.
(2)法一:由(1)可得Sn==(1-),
Tn=++…++,①
Tn=++…++,②
①-②得Tn=+++…+-=-=-,
所以Tn=-,
所以Tn-=--=-<0,
所以Tn<.
法二:因为bn-==-,所以Tn-===
-<0.
所以Tn<.
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