内容正文:
课时分层评价11 求数列的通项
(时间:60分钟 满分:110分)
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(1—9,每小题5分,共45分)
1.(2025·河南南阳六校联考)已知数列{an}满足an+1=an,a1=1,则a11=( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:a11=a10=×a9=××a8=…=××××…××a1=a1=.故选B.
2.已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为( )
A.3 B.18
C.54 D.152
答案:C
解析:由题意可得,当n=1时,a2=2a1+2,即a1q=2a1+2 ①,当n=2时,a3=2(a1+a2)+2,即a1q2=2(a1+a1q)+2 ②,联立①②可得a1=2,q=3,则a4=a1q3=2×33=54.故选C.
3.(2024·河北石家庄高二期末)设数列{an}满足a1=4,an+1=an+2,则a100=( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:在数列{an}中,由an+1=an+2,得an+1-3=(an-3),而a1-3=1,因此数列{an-3}是首项为1,公比为的等比数列,an-3=1×()n-1,即an=3+,所以a100=.故选D.
4.(2025·广东名校联盟期末)已知数列{an}满足an+1-an=4n,a1=8,则的最小值为( )
A.2 B.3
C.6 D.8
答案:C
解析:由an+1-an=4n,a1=8,可得n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=8+4[1+2+3+…+(n-1)]=8+4×=2n2-2n+8.又a1=8符合上式,所以an=2n2-2n+8,则=2n+-2.因为当x>0时,2x+≥2=8,当且仅当2x=,即x=2时等号成立,所以当n=2时,取最小值,为6.故选C.
5.(多选)已知无穷数列{an}的前3项分别为2,4,8,则下列结论正确的是( )
A.若{an}是等比数列,则an=2n
B.若{an}满足an+3=an,则a2 025=4
C.若{an}满足an+3=an,则a2 025=8
D.若{an}满足an+1=2n+an,则an=n2-n+2
答案:ACD
解析:无穷数列{an}的前3项分别为2,4,8,若{an}是等比数列,则首项为2,公比为2,所以an=2n,故A正确;若{an}满足an+3=an,则该数列是最小正周期为3的周期数列,a2 025=a3×675=a3=8,故B错误,C正确;若{an}满足an+1=2n+an,则当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1,得an=(2n-2)+(2n-4)+(2n-6)+…+4+2+2=n2-n+2,a1=2也满足上式,故D正确.故选ACD.
6.(多选)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,已知=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}的通项公式为an=-1
C.数列{an+1}为等比数列
D.数列{-Sn+1}为等比数列
答案:AD
解析:因为=2Sn+n-1,所以==2,所以数列{Sn+n}是首项为2,公比为2的等比数列,故A正确;所以Sn+n=2n,则Sn=2n-n.当n≥2时,an=Sn-=-1,但a1≠21-1-1,故B错误;由a1=1,a2=1,a3=3可得a1+1=2,a2+1=2,a3+1=4,即≠,故C错误;由Sn=2n-n,所以-Sn+1=2Sn+n-1-Sn+1=Sn+n=2n-n+n=2n,故D正确.故选AD.
7.观察数列,-,( ),-,,( )…的特点,则括号中应填入的适当的数为 .
答案: -
解析:由题可得数列的通项公式为an=(-1,所以a3=,a6=-.
8.已知数列{an}中,a1=3,=3an+2·,n∈N*,则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=(2n-1)·3n
解析:由=3an+2·,得=+,所以-=2,即数列是首项为1,公差为2的等差数列,所以=2n-1,得an=(2n-1)·3n.
9.(双空题)已知数列{an}满足a1=1,若an+1=,则数列{an}的通项公式为an= ;若an+1=,则数列{an}的通项公式为an= .
答案:
解析:当an+1=时,得=+,又a1=1,所以数列是以1为首项,为公差的等差数列,所以=1+(n-1)×=(n+1),所以数列{an}的通项公式为an=.当an+1=时,得=+1,所以+1=2(+1).又a1=1,所以+1=2,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,所以+1=2×2n-1=2n,所以数列{an}的通项公式为an=.
10.(13分)(开放题)已知数列{an}满足a1=1,a2=4.有以下三个条件:
①an+1=4an-4an-1(n≥2);
②nan+1=2(n+1)an;
③a1+++…+=(n∈N*).
从上述三个条件中任选一个条件,求数列{an}的通项公式.
解:选①:由an+1=4an-4an-1(n≥2),得an+1-2an=2(an-2an-1),
故{an+1-2an}是首项为a2-2a1=2,公比为2的等比数列,
则an+1-2an=2·2n-1=2n,
等式两边同除以2n+1得-=,
所以=,公差为的等差数列,
则=+(n-1)=n,
所以an=n·2n-1.
选②:由nan+1=2(n+1)an得=,
故当n≥2时,··…·=··…·,
化简得=n·2n-1,即an=n·2n-1,当n=1时,a1=1也满足an=n·2n-1,所以an=n·2n-1.
选③:因为a1+++…+=(n∈N*) ①,
所以当n≥2时,a1+++…+= ②,
由①-②得=n,故an=n·2n-1,当n=1,a1=1也满足,所以an=n·2n-1.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.已知数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+2n=2an,则a2 025=( )
A.22 024-2 B.22 025-2
C.22 026-2 D.22 027-2
答案:C
解析:当n=1时,S1+2=2a1,a1=2,当n≥2时,+2(n-1)=2,Sn+2n--2(n-1)=2an-2,即an=2+2,所以an+2=2(+2),=2,{an+2}是以a1+2=4为首项,以2为公比的等比数列.所以an+2=4·,an=-2,a2 025=22 026-2.故选C.
12.(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=,an+3SnSn-1=0(n≥2),则下列结论正确的是( )
A.是等差数列 B.Sn=
C.an=- D.是等比数列
答案:ABD
解析:因为an=Sn-Sn-1(n≥2),所以Sn-Sn-1+3SnSn-1=0,所以-=3,所以数列==3为首项,3为公差的等差数列,所以=3+(n-1)×3=3n,所以Sn=,故A,B正确;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=-,所以an=故C错误;由Sn=,得== ,所以是等比数列.故选ABD.
13.设正项数列{an}满足a1=1,an=2(n≥2),则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=
解析:当n≥2时,对an=2两边同时取对数,得log2an=2log2an-1+1,即log2an+1=2(log2an-1+1),设bn=log2an+1,则bn=2bn-1(n≥2),所以数列是以b1=1为首项,2为公比的等比数列,所以bn=2n-1,所以log2an+1=2n-1,所以an=(n≥2),当n=1时,上式也成立,故an=.
14.(15分)某企业投资1 000万元用于一个高科技项目,每年可获利25%,由于企业间竞争激烈,每年年底需要从利润中取出200万元进行科研技术发行与广告投资方能保持原有的利润增长率.问经过多少年后,该项目的资金可以达到或超过翻两番(4倍)的目标?(取lg 2≈0.301)
解:设该项目逐年的项目资金数依次为a1,a2,a3,…,an,n∈N*.
则由已知得=an(1+25%)-200,
即=an-200.
令-x=(an-x),即=an-,
由=200,得x=800.
所以-800=(an-800).
故数列{an-800}是以a1-800为首项,为公比的等比数列.
因为a1=1 000×(1+25%)-200=1 050,
所以a1-800=250,
所以an-800=250×(,
所以an=800+250×((n∈N*).
由题意知an≥4 000,
所以800+250×(≥4 000,
即()n≥16.
两边取常用对数得nlg ≥lg 16,
即n(1-3lg 2)≥4lg 2.
因为lg 2≈0.301,
所以n≥12.41.
故经过13年后,该项目资金可达到或超过翻两番的目标.
15.(5分)已知数列{an}满足a1=2,an=an-1+()n(n≥2且n∈N*).若an<M恒成立,则M的最小值是( )
A.2 B.
C. D.3
答案:C
解析:因为数列{an}满足a1=2,an=an-1+()n(n≥2且n∈N*),所以an-an-1=()n,所以n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)=2+()2+()3+()4+…+()n=2+
=-()n<.因为an<M恒成立,所以M≥,a1=2<也成立,所以M的最小值是.故选C.
16.(17分)已知数列{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)-n+an+1an=0,数列{bn}满足bn+1=bn+2n,且b1=2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)求+++…+.
解:(1)由(n+1)-n+an+1an=0,
可得[(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0.
又数列{an}是首项为1的正项数列,
所以an+1+an>0,
所以(n+1)an+1-nan=0,即=,
所以=(n≥2),
则有an=××…××a1=××…××1=(n≥2).当n=1时,a1=1也符合上式,
所以数列{an}的通项公式为an=.
数列{bn}满足bn+1=bn+2n,即bn+1-bn=2n,
则有bn-bn-1=2n-1(n≥2),
所以bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1=2n-1+2n-2+…+2+2=+2=2n(n≥2).
又b1=2也满足bn=2n,
所以数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(2)由(1)知=n×2n,
设Sn=+++…+,
则Sn=1×2+2×22+…+n×2n,①
2Sn=1×22+2×23+…+n×2n+1,②
①-②,可得-Sn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=-n×2n+1=(1-n)2n+1-2,
所以Sn=(n-1)2n+1+2.
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