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课时分层评价7 等比数列的概念及其通项公式
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(第1-9题,每小题5分,共45分)
1.在等比数列{an}中,a4=4,则a2·a6等于( )
A.4 B.8
C.16 D.32
答案:C
解析:因为a4=a1q3=4,所以a2·a6=a1q·a1q5=q6=(a1q3)2=42=16.故选C.
2.设{an}是等比数列,且a1+a2=1,a2+a3=2,则a4+a5=( )
A.4 B.8
C.16 D.32
答案:B
解析:由题意可得,故a4+a5=a1q3(1+q)=×23×3=8.故选B.
3.在数列{an}中,若an+1=3an,a1=2,则a4等于( )
A.108 B.54
C.36 D.18
答案:B
解析:因为an+1=3an且an≠0,所以数列{an}是公比为3的等比数列,则a4=33a1=54.故选B.
4.已知a,b,c∈R,如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( )
A.b=3,ac=9 B.b=3,ac=-9
C.b=-3,ac=9 D.b=-3,ac=-9
答案:C
解析:因为=,即b2=(-1)×(-9)=9且b与首项-1同号,所以b=-3,且a,c必同号,所以由=得ac=b2=9.故选C.
5.(新角度)音乐与数学有着密切的联系,我国春秋时期有个著名的“三分损益法”:以“宫”为基本音,“宫”经过一次“损”,频率变为原来的,得到“徵”;“徵”经过一次“益”,频率变为原来的,得到“商”;…….依次损益交替变化,获得了“宫、徵、商、羽、角”五个音阶.据此可推得( )
A.“宫、商、角”的频率成等比数列
B.“宫、徵、商”的频率成等比数列
C.“商、羽、角”的频率成等比数列
D.“徵、商、羽”的频率成等比数列
答案:A
解析:设“宫”的频率为a,由题意经过一次“损”,可得“徵”的频率为a,“徵”经过一次“益”,可得“商”的频率为a,“商”经过一次“损”,可得“羽”的频率为a,最后“羽”经过一次“益”,可得“角”的频率是a,由于a,a,a成等比数列,所以“宫、商、角”的频率成等比数列.故选A.
6.(多选题)已知数列{an}是等比数列,下列结论正确的有( )
A.若a2 025>0,则a1a2>0
B.若a1a2>0,则a2a3>0
C.若a2>a1>0,则a1+a3>2a2
D.若a1a2<0,则<0
答案:BC
解析:设等比数列{an}的公比为q,对于A,a2 025=a1>0,有q>0或q<0,当q<0时,a1a2=q<0,故A不正确;对于B,a1a2=q>0,即q>0,则a2a3=q3>0,故B正确;对于C,由a2>a1>0,即a1q>a1>0,得a1>0,q>1,则a1+a3-2a2=a1(1-q)2>0,故C正确;对于D,因为a1a2<0,则q<0,(a2-a1)(a2-a3)=a1(q-1)·a2(1-q)=-a1a2(q-1)2>0,故D不正确.故选BC.
7.(易错题)在等比数列a,2a+2,3a+3,…中,a= .
答案:-4
解析:由=,得=a,解得a=-4或a=-1,当a=-1时,2a+2=0,3a+3=0,不满足条件.当a=-4时,等比数列为-4,-6,-9,…,满足条件.
8.(开放题)等比数列{an}满足如下条件:①a1>0;②{an}单调递增,试写出满足上述所有条件的数列的一个通项公式an= .
答案:2n(答案不唯一)
解析:满足题述所有条件的数列的一个通项公式an=2n.
9.(开放题)已知数列{an}是首项为负数,公比为q的等比数列,若对任意的正整数n,2a2n-1+a2n>0恒成立,则q的值可以是 .(只需写出一个)
答案:-3(答案不唯一,q<-2即可)
解析:由2a2n-1+a2n>0可得,2a1q2n-2+a1q2n-1=a1q2n-2(2+q)>0恒成立,因为q≠0,显然有q2n-2=()2>0,又a1<0,所以q+2<0,q<-2,q可以是-3.
10.(13分)已知数列{an},{bn}满足:a1=1,b1=0,4bn+1=an+4+3bn,4an+1=3an+4+bn,证明数列{an+bn}是等差数列,数列{an-bn}为等比数列.
证明:将4an+1=3an+4+bn,4bn+1=an+4+3bn两式相加得
4(an+1+bn+1)=4(an+bn)+8,
所以(an+1+bn+1)-(an+bn)=2,
所以数列{an+bn}是以2为公差的等差数列.
将4an+1=3an+4+bn,4bn+1=an+4+3bn两式相减得4(an+1-bn+1)=2(an-bn).
因为a1-b1=1≠0,
所以an-bn≠0,=,
所以数列{an-bn}是以为公比的等比数列.
(第11-13题,每小题5分,共15分)
11.等比数列{an}的公比|q|>1,{an}中有连续四项在集合{-54,-24,-18,36,81}中,则q等于( )
A.- B.
C.- D.
答案:C
解析:因为{an}中的项必然有正有负,所以q<0.又|q|>1,所以q<-1.由此可得{an}的连续四项为-24,36,-54,81.所以q=-.故选C.
12.(多选题)若数列{an}对任意n≥2(n∈N+)满足(an-an-1-1)(an-2an-1)=0,则下列关于数列{an}的命题正确的是( )
A.{an}可以是等差数列
B.{an}可以是等比数列
C.{an}可以既是等差又是等比数列
D.{an}可以既不是等差又不是等比数列
答案:ABD
解析:因为=0,故可得an=an-1+1或an=2an-1;若an=an-1+1,则数列{an}是等差数列;若an=2an-1,且an≠0,则数列{an}是等比数列;若an=2an-1,且an=0,则数列{an}是等差数列;故A、B正确;由=0,得不出数列{an}是非零常数列,故不可以既是等差又是等比数列,故C错误;数列{an}可以既不是等差数列又不是等比数列,例如:0,1,2,4,8,16,32,…,满足题意,故D正确.故选ABD.
13.如下表格中,每格填上一个数字后,使每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列,则a+b+c的值为 .
1
2
0.5
1
a
b
c
答案:1
解析:因为每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列,所以根据第三列,得=,即2×a=12,可得a=.在第一列中,公比q=,第3个数为=,第4个数为=,第三列中,公比q=,第4个数为2×=,所以第四行中的公差d=×=,所以第四行中第4个数b=+=,同理c=,所以a+b+c=++=1.
14.(15分)(新设问)在“①a3=5,a2+a5=6b2;②b2=2,a3+a4=3b3;③S3=9,a4+a5=8b2”这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.
已知等差数列{an}的公差为d(d>1),前n项和为Sn,等比数列{bn}的公比为q,且a1=b1,d=q, ,求数列{an},{bn}的通项公式.
解:选条件①:
因为a3=5,所以a1+2d=5,
因为a2+a5=6b2,a1=b1,d=q,
所以2a1+5d=6a1d,
联立
解得(舍去),
则a1=b1=1,d=q=2,
故an=a1+(n-1)d=2n-1,
bn=b1=2n-1.
选条件②:
因为b2=2,a1=b1,d=q,所以a1d=2,
因为a3+a4=3b3,所以2a1+5d=3a1d2,
联立
解得(舍去),
则a1=b1=1,d=q=2,
故an=a1+(n-1)d=2n-1,
bn=b1=2n-1.
选条件③:
因为S3=9,所以3a1+3d=9,
因为a4+a5=8b2,a1=b1,d=q,
所以2a1+7d=8a1d,
联立
解得(舍去),
则a1=b1=1,d=q=2,
故an=a1+(n-1)d=2n-1,
bn=b1=2n-1.
15.(5分)(多选题)在数列{an}中,如果对任意n∈N+都有=k(k为常数),则称{an}为等差比数列,k称为公差比,下列说法正确的是( )
A.等比数列一定是等差比数列
B.等差比数列的公差比一定不为0
C.若an=-3n+2,则数列{an}是等差比数列
D.若等差数列是等差比数列,则其公差比可能为2
答案:BC
解析:对于数列{an},考虑an=1,则an+1=1,=1,无意义,故A错误;若等差比数列的公差比为0,=0,则-an+1=0,则在中分母为0,无意义,故公差比一定不为0,故B正确;若an=-3n+2,===3,数列{an}是等差比数列,故C正确;若等差数列是等差比数列,对于an=a1+(n-1)d,则-an+1=d,an+1-an=d,d≠0,==1,故D错误.故选BC.
16.(17分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=,S4=2a3+a5,等比数列{bn}各项均为正数,b1=,2b2+b3=b4.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)求使得bn>2an的n的最小值.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,由a2=,可得a1+d= ①,
由S4=2a3+a5,可得a1-2d=0 ②,
由①②得a1=1,d=,故an=1+(n-1)×=n+.
设等比数列{bn}的公比为q,由2b2+b3=b4,可得2q+q2=q3,故q=2,bn=2n-3.
(2)若bn>2an,即2n-3>2×=n+1,
当n=1时,<2,当n=2时,<3,当n=3时,1<4,当n=4时,2<5,当n=5时,4<6,当n=6时,8>7,所以n的最小值为6.
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