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课时分层评价13 求数列的通项
(时间:60分钟 满分:110分)
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(第1-9题,每小题5分,共45分)
1.在数列{an}中,a1=3,an+1-2an=0,数列{bn}的通项满足关系式anbn=(-1)n(n∈N+),则bn等于( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:易知{an}是首项为3,公比为2的等比数列,所以an=3·2n-1,所以bn==.故选C.
2.已知数列{an}的首项为2,且an+1-an=2n+1,则an=( )
A.2n B.2n-1+1
C.2n-2 D.2n+1-2
答案:D
解析:由已知得an+1-an=2n+1,a1=2,则当n≥2时,有an-a1=(an-an-1)+(an-1-)+…+(a2-a1)=2n+2n-1+…+22,an=2n+2n-1+…+22+a1=2n+2n-1+…+22+2==2n+1-2,经检验当n=1时也符合该式.所以an=2n+1-2.故选D.
3.已知a1=2,an=n(an+1-an),则数列{an}的通项公式是an=( )
A.n B.n+1
C.2n D.
答案:C
解析:由an=n(an+1-an),得(n+1)an=nan+1,即=,则n≥2时,=,=,=,…,=,由累乘法可得=n,因为a1=2,所以an=2n(n≥2),a1=2也适合上式,所以an=2n.故选C.
4.(多选题)已知数列{an}的前n项和满足Sn=2n+1-1,则下列说法正确的是( )
A.a1=3 B.an=2n(n≥2)
C.an=2n D.an=2n(n≥2)
答案:AD
解析:Sn=2n+1-1,当n=1时,a1=S1=21+1-1=3;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1-1)-(2n-1)=2n.当n=1时,不符合上式,故an=故选AD.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,若3Sn=2an-3n,则a2 026等于( )
A.22 026-1 B.-22 026-1
C.- D.-
答案:A
解析:由题意可得,3Sn=2an-3n,3Sn+1=2an+1-3(n+1),两式作差可得3an+1=2an+1-2an-3,即an+1=-2an-3,an+1+1=-2(an+1).结合3S1=2a1-3=3a1,可得a1=-3,a1+1=-2,则数列{an+1}是首项为-2,公比为-2的等比数列,故a2 026+1=(-2)×(-2)2 025=22 026,所以a2 026=22 026-1.故选A.
6.定义:在数列{an}中,若满足-=d(n∈N+,d为常数),则称{an}为“等差比数列”.已知在“等差比数列”{an}中,a1=a2=1,a3=3,则等于( )
A.4×2 0242-1 B.4×2 0242
C.4×2 0232-1 D.4×2 0232
答案:A
解析:由已知可得,当n=1时,有-=2,所以d=2.所以是以1为首项,2为公差的等差数列,所以=+(n-1)d=1+2(n-1)=2n-1,所以=2×2 024-1,则有a2 025=(2×2 024-1)a2 024,=2×2 025-1=2×2 024+1,则有a2 026=(2×2 024+1)a2 025.所以a2 026=(2×2 024+1)×(2×2 024-1)a2 024=[(2×2 024)2-1]a2 024=(4×2 0242-1)a2 024.所以=4×2 0242-1.故选A.
7.若在数列{an}中,a1=1,an+1+an=2n,则an= .
答案:n∈N+
解析:因为an+1+an=2n,所以+an+1=2n+2,故-an=2.即数列{an}的奇数项与偶数项都是公差为2的等差数列.当n为偶数时,a2=1,故an=a2+2=n-1.当n为奇数时,n+1为偶数,则an+1=n,因为an+1+an=2n,故an=n.综上所述,an=n∈N+.
8.已知在数列{an}中,a1=,an+1=an+,则an= .
答案:-
解析:因为a1=,an+1=an+,所以2n+1an+1=·2nan+1,整理得2n+1an+1-3=,所以数列是以2a1-3=-为首项,为公比的等比数列.所以2nan-3=-×,所以an=-.
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an= ;若an+1=,则数列{an}的通项公式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=(n+2),所以数列{an}的通项公式an=.当an+1=时,得=+1,所以+1=2.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an=.
10.(13分)已知Sn=4-an-,求an与Sn.
解:因为Sn=4-an-,
所以当n≥2时,Sn-1=4-an-1-,
所以Sn-Sn-1=an=an-1-an+-(n≥2).
所以an=an-1+(n≥2).
所以-=2(n≥2),
所以2nan-2n-1an-1=2(n≥2),
所以{2nan}是等差数列,d=2,首项为2a1.
因为a1=S1=4-a1-=2-a1,
所以a1=1,所以2nan=2+2(n-1)=2n.
所以an=(n∈N+),
所以Sn=4-an-=4--=4-.
(第11-13题,每小题5分,共15分)
11.若正项数列{an}满足a1=2,-3an+1an-4=0,则数列{an}的通项公式an等于( )
A.22n-1 B.2n
C.22n+1 D.22n-3
答案:A
解析:由-3an+1an-4=0,得(an+1-4an)(an+1+an)=0.又{an}是正项数列,所以an+1-4an=0,即=4.所以数列{an}是以2为首项,4为公比的等比数列.所以an=2×4n-1=22n-1.故选A.
12.若数列{an}的前n项和为Sn,a1=2,且对于任意大于1的整数n,点(,)在直线x-y-=0上,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=4n-2 B.an=4n+2
C.an=4n D.an=4n2
答案:A
解析:由题意得-=,n≥2,所以{}是首项为==,公差为的等差数列.所以=n,所以Sn=2n2,所以an=Sn-Sn-1=2n2-2(n-1)2=4n-2,n≥2,a1=2也适合上式.所以an=4n-2.故选A.
13.若在数列{an}中,a1=3且an+1=(n是正整数),则它的通项公式为 .
答案:an=
解析:由题意知an>0且an≠1,将an+1=两边取对数得lg an+1=2lg an且lg an≠0,即=2,所以数列{lg an}是以lg a1=lg 3为首项,2为公比的等比数列,所以lg an=(lg 3)·2n-1=lg ,即an=.
14.(15分)设数列{an}满足an+1=2an+n-1,a1=1,求数列{an}的通项公式.
解:已知an+1=2an+n-1,
设an+1+An+B=2[an+A(n-1)+B],
整理得an+1=2an+An-2A+B.
与已知an+1=2an+n-1比较,
得
将其代入所设等式,
得an+1+n+1=2[an+(n-1)+1],
所以数列{an+(n-1)+1}为等比数列,公比为q=2,首项为a1+(1-1)+1=2,
所以an+(n-1)+1=2·2n-1,
整理得an=2n-n.
15.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=15,且满足=+1,已知n,m∈N+,n>m,则Sn-Sm的最小值为( )
A.- B.-
C.-14 D.-28
答案:C
解析:因为=+1,且==-5,所以数列是以-5为首项,1为公差的等差数列,则=-5+(n-1)=n-6,即an=(2n-5)(n-6).令an≤0,得≤n≤6.又因为n∈N+,所以n=3,4,5,6,则Sn-Sm=am+1+am+2+…+an的最小值为a3+a4+a5+a6=-3-6-5-0=-14.
16.(17分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn+1=4an+1.
(1)求证:数列{an+1-2an}是等比数列;
(2)求证:数列是等差数列;
(3)求数列的前n项和Tn.
解:(1)证明:因为Sn+1=4an+1,
所以当n≥2时,Sn=4an-1+1,
两式作差得an+1=4an-4an-1,
所以an+1-2an=2(an-2an-1),
又n=1时,S2=a1+a2=4a1+1,
得a2=4,a2-2a1=2≠0,
所以an+1-2an≠0,即=2(n≥2),
所以数列{an+1-2an}是首项为a2-2a1=2,公比为2的等比数列.
(2)证明:由(1)可知an+1-2an=2n,
即-=,
所以数列=,公差为的等差数列.
(3)由(2)可知=+(n-1)×=,
即an=n·2n-1,
所以·an=·n·2n-1=(n+1)·2n-1,
则Tn=2×20+3×21+4×22+…+n·2n-2+(n+1)×2n-1,
所以2Tn=2×21+3×22+4×23+…+n·2n-1+(n+1)×2n,
两式相减得-Tn=2×20+(21+22+…+2n-1)-(n+1)×2n
=2+-(n+1)×2n,
即-Tn=-n·2n,
所以Tn=n·2n.
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