内容正文:
课时分层评价12 数列求和(一)
(时间:60分钟 满分:105分)
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(1—9,每小题5分,共45分)
1.已知数列{bn}为等比数列,且首项b1=1,公比q=2,则数列{}的前10项的和为( )
A.×(49-1) B.×(410-1)
C.×(49-1) D.×(410-1)
答案:D
解析:数列{}中的项是数列{bn}中的所有奇数项,已知数列{bn}为等比数列,故其所有的奇数项也构成等比数列,公比为4,首项为1,则其前10项的和为=×(410-1).故选D.
2.若数列{an}的通项公式为an=2n+2n-1,则数列{an}的前n项和为( )
A.2n+n2-1 B.+n2-1
C.2n+n-2 D.+n2-2
答案:D
解析:由题可设数列{an}的前n项和为Sn,所以Sn=a1+a2+…+an,即Sn=(2+22+…+2n)+[1+3+…+(2n-1)],所以Sn=+,故Sn=+n2-2.故选D.
3.已知数列{an}中,a1=1,an+=3,Sn为其前n项和,则等于( )
A.3 035 B.3 036 C.3 037 D.3 038
答案:C
解析:由题意a2=2,a3=1,a4=2,…,故奇数项为1,偶数项为2,则S2 025=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 023+a2 024)+a2 025=3×1 012+1=3 037.故选C.
4.(2025·天津高二月考)在数列{an}中,a1=-60,an+1=an+3,则|a1|+|a2|+…+|a30|=( )
A.445 B.765
C.1 080 D.3 105
答案:B
解析:依题意由an+1=an+3可得an+1-an=3为定值,因此可知数列{an}是以a1=-60为首项,d=3为公差的等差数列,可得an=a1+(n-1)d=3n-63,所以当n≤21时,an≤0,当n>21时,an>0,所以|a1|+|a2|+…+|a30|=-(a1+a2+…+a21)+a22+…+a30=-(a1+a21)+(a22+a30)=-×(-60+0)+×(3+27)=765.故选B.
5.(多选)若数列{an}是首项为1的正项数列,=2an+3,Sn是数列{an}的前n项和,则下列结论正确的是( )
A.a3=13
B.数列{an+3}是等比数列
C.an=4n-3
D.Sn=-n-2
答案:AB
解析:=2an+3,所以+3=2(an+3),所以数列{an+3}是等比数列,又因为a1=1,所以an+3=(a1+3),所以an=-3,所以a3=13,所以Sn=-3n=-3n-4.故选AB.
6.(多选)已知数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,a1=1,b1=2,a2+b2=7,a3+b3=13.记cn=数列{cn}的前n项和为Sn,则下列结论正确的是( )
A.an=2n-1
B.bn=2n
C.S9=1 409
D.S2n=2n2-n+(4n-1)
答案:ABD
解析:设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q(q≠0),依题意有故an=2n-1,bn=2n,故A,B正确;则c2n-1=a2n-1=4n-3,c2n=b2n=4n,所以数列{cn}的前2n项和S2n=(a1+a3+…+a2n-1)+(b2+b4+…+b2n)=+=2n2-n+×(4n-1),S9=S8+a9=368+17=385,故C错误,D正确.故选ABD.
7.已知数列{an}的通项公式an=2n-1,则其前n项和Sn= .
答案:-n-2,n∈N*
解析:因为an=2n-1,所以Sn=(21-1)+(22-1)+(23-1)+…+(2n-1)=(2+22+…+2n)-n=-n=-n-2,n∈N*.
8.数列{an}的通项公式为an=(-1)n-1·(4n-3),则它的前100项之和S100= .
答案:-200
解析:S100=(4×1-3)-(4×2-3)+(4×3-3)-…-(4×100-3)=4×[(1-2)+(3-4)+…+(99-100)]=4×(-50)=-200.
9.在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和为同一个常数,那么这个数列称为等和数列,这个常数称为该数列的公和.已知数列{an}是等和数列,且a1=-2,a2 024=8,则这个数列的前2 024项的和为 .
答案:6 072
解析:设等和数列的公和为m.因为a1=-2,所以a2=m+2,a3=-2,a4=m+2,a5=-2,…,所以an=又a2 024=m+2=8,所以m=6,所以S2 024=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 023+a2 024)=1 012×6=6 072.
10.(13分)已知等比数列的各项均为正数,且a1+a2=4,9=a2a6.
(1)求数列的通项公式;
(2)设bn=an+log3an,求数列的前n项和.
解:(1)设正项等比数列的公比为q,因为a1+a2=4,9=a2a6,
所以
所以an=a1qn-1=3n-1.
(2)由(1)可得bn=3n-1+n-1,设数列的前n项和为Sn,
则Sn=b1+b2+…+bn
=(1+3+32+…+3n-1)+(0+1+…+n-1)
=+=.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.(多选)已知数列满足a1=1,an+an+1=2n,则下列结论中正确的是( )
A.a4=5
B.为等比数列
C.a1+a2+…+a2 024=
D.a1+a2+…+a2 025=
答案:ACD
解析:a1=1,则a1+a2=2,a2=1 ,又a2+a3=4,a3=3 ,同理a3+a4=23,a4=5 ,故A正确;而=1,=3 ,故不是等比数列,B错误;a1+a2+…+a2 024=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 023+a2 024)=21+23+…+22 023===;故C正确;a1+a2+…+a2 025=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a2 024+a2 025)=1+22+24+…+22 024=1+== ,故D正确.故选ACD.
12.已知函数f(x)=(x∈R),等差数列{an}满足a2 025=0,则f(a1)+f(a2)+f(a3)+…+f(a4 049)= .
答案:
解析:f(x)+f(-x)=+=+=1.依题意{an}是等差数列,且a2 025=0,令S=f(a1)+f(a2)+f(a3)+…+f(),S=f()+f()+f()+…+f(a1),结合等差数列的性质,两式相加得2S=1×4 049,S=.
13.设数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,则+++…+= .
答案:1 033
解析:因为数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,所以an=2+(n-1)×1=n+1,因为{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以bn=1×2n-1=2n-1,所以=2n-1+1,所以+++…+=(20+2+22+…+29)+10=+10=1 033.
14.(15分)(2025·北京海淀高二期中)已知数列{an}为等差数列,a1=1,a2+a4=10,数列{bn}满足b1=1,bn+1=2bn+1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:数列{bn+1}是等比数列;
(3)设cn=+log2(bn+1),求数列{cn}的前n项和Sn.
解:(1)设{an}的公差为d,则a1+d+a1+3d=10,又a1=1,解得d=2.
则an=1+2(n-1)=2n-1,故所求通项公式为an=2n-1.
(2)证明:由于b1+1=2≠0,bn+1+1=(2bn+1)+1=2(bn+1),故{bn+1}是首项为2,公比为2的等比数列.
(3)由(2)知,{bn+1}是首项为2,公比为2的等比数列,从而bn+1=2n,cn=+log2(bn+1)=22n-1+log22n=22n-1+n,
分别使用等比数列和等差数列的求和公式,可得
Sn=+=-+.
所以Sn=-+.
15.(17分)(新定义)对于给定数列{cn},如果存在实常数p,q使得cn+1=pcn+q对于任意n∈N*都成立,我们称数列{cn}是“M类数列”.
(1)若an=2n,bn=3·2n,n∈N*,判断数列{an},{bn}是不是“M类数列”;
(2)若数列{an}是“M类数列”,求证:数列{an+an+1}也是“M类数列”;
(3)若数列{an}满足a1=2,an+an+1=3t·2n(n∈N*,t为常数),求数列{an}的前2 024项和.
解析:(1)由an=2n,得an+1=2(n+1),则an+1=an+2,n∈N*,故数列{an}是“M类数列”.
由bn=3·2n,得bn+1=3·2n+1,则bn+1=2bn,n∈N*,故数列{bn}是“M类数列”.
(2)证明:若数列{an}是“M类数列”,则存在实常数p,q,使得an+1=pan+q对于任意n∈N*都成立,显然an+2=pan+1+q对于任意n∈N*都成立,
因此(an+1+an+2)=p(an+an+1)+2q对于任意n∈N*都成立,
故数列{an+an+1}也是“M类数列”.
(3)因为an+an+1=3t·2n(n∈N*),所以a1+a2=3t·21,a3+a4=3t·23,…,a2 021+a2 022=3t·22 021,a2 023+a2 024=3t·22 023,
设数列{an}的前n项和为Sn,
则数列{an}的前2 024项和S2 024=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 021+a2 022)+(a2 023+a2 024)=3t(21+23+…+22 023)=3t·=2t(41 012-1).
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