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课时分层评价14 数列求和(一)
(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.已知数列{bn}为等比数列,且首项b1=1,公比q=2,则数列{b2n-1}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{b2n-1}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.冬春季节是流感多发期,某地医院近30天每天入院治疗流感的人数依次构成数列{an},已知a1=1,a2=2,且满足-an=1+(n∈N+),则该医院30天入院治疗流感的共有( )
A.225人 B.255人
C.365人 D.465人
答案:B
解析:当n为奇数时,=an,当n为偶数时,-an=2,所以a1=a3=…=a29=1,a2,a4,…,a30是以2为首项,2为公差的等差数列,所以S30=(a1+a3+…+a29)+(a2+a4+…+a30)=15+15×2+×2=255.故选B.
3.已知数列{an}中,a1=1,an+an+1=3,Sn为其前n项和,则S2 026等于( )
A.3 036 B.3 037
C.3 038 D.3 039
答案:D
解析:由题意a2=2,a3=1,a4=2,…,故奇数项为1,偶数项为2,则S2 026=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 023+a2 024)+(a2 025+a2 026)=3×1 013=3 039.故选D.
4.(多选题)数列{an}是首项为1的正项数列,an+1=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=2n+1-n-2
答案:AB
解析:因为an+1=2an+3,所以an+1+3=2(an+3),所以数列{an+3}是公比为2的等比数列.又因为a1=1,所以an+3=(a1+3)2n-1,所以an=2n+1-3,所以a3=13,所以Sn=-3n=2n+2-3n-4.故选AB.
5.已知等差数列{an}中,a3+a5=a4+7,a10=19,则数列{ancos nπ}的前2 026项和为( )
A.-2 025 B.2 025
C.2 026 D.-2 026
答案:C
解析:设数列{an}的公差为d,由所以an=2n-1.设bn=ancos nπ,所以b1+b2=a1cos π+a2cos 2π=2,b3+b4=a3cos 3π+a4cos 4π=2,…,所以数列{ancos nπ}的前2 026项和S2 026=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2 023+b2 024)+(b2 025+b2 026)=2×=2 026.故选C.
6.已知数列{an}的通项公式为an=n-2(n∈N+),设f(x)=x+log2,则数列{f(an)}的各项之和为( )
A.36 B.33
C.30 D.27
答案:D
解析:由f(x)=x+log2,知>0,解得-2<x<8.所以-2<an<8.又因为an=n-2,所以满足f(an)的an所有的取值为-1,0,1,2,…,7,即a1,a2,…,a9.因为f(6-x)=6-x+log2,所以f(x)+f(6-x)=6.所以数列{f(an)}的各项之和S=f(a1)+f(a2)+…+f(a9)=f(-1)+f(0)+…+f(7).又S=f(7)+f(6)+…+f(-1),所以2S=[f(-1)+f(7)]+[f(0)+f(6)]+…+[f(7)+f(-1)]=6×9=54.所以S=27.故选D.
7.已知数列an=其前n项和为Sn,则S100= .
答案:5 000
解析:由题意得S100=a1+a2+…+a99+a100=(a1+a3+a5+…+a99)+(a2+a4+…+a100)=(0+2+4+…+98)+(2+4+6+…+100)=100×50=5 000.
8.数列{an}的通项公式为an=1+n2sin ,前n项和为Sn,则S100= .
答案:-4 900
解析:因为a1=1+12,a2=1,a3=1-32,a4=1,…,又因为y=sin 的周期为4,所以S100=100+12-32+52-72+…+972-992=100-2×(1+3+5+7+…+99)=100-2×=-4 900.
9.已知数列{an}的各项均为正数,a1=1,an+1-an=,若[x]表示不超过x的最大整数,则[a1]+[a2]+…+[a20]等于 .
答案:54
解析:因为a1=1,an+1-an=,所以-=1,可得{}是以1为首项,1为公差的等差数列,所以=1+(n-1)×1=n.因为数列{an}的各项均为正数,所以an=,因为n∈N+,所以当1≤n<4时,[]=1,当4≤n<9时,[]=2,当9≤n<16时,[]=3,当16≤n≤20时,[]=4,则[a1]+[a2]+…+[a20]=3×1+5×2+7×3+5×4=54.
10.(13分)设函数f(x)=1+ln,设a1=1,an=f+f+f+…+f(n∈N+,n≥2).
(1)计算f(x)+f(1-x)的值;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)f(x)+f(1-x)=1+ln +1+ln =2.
(2)由题知,当n≥2时,an=f+f+f+…+f,
又an=f+f+…+f,两式相加得
2an=+[f+f]+…+=2(n-1),
所以an=n-1,n≥2.
又a1=1不符合an=n-1,
所以an=
(第11-13题,每小题5分,共15分)
11.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,当n≥2时,an+2Sn-1=n,则S2 026的值为( )
A.1 011 B.1 012
C.1 013 D.1 014
答案:C
解析:法一:由题意得a2+2S1=2,则a2=0.又当n≥2时,an+2Sn-1=n,所以an+2(Sn-an)=n,即2Sn=an+n.则当n≥3时,2Sn-1=an-1+n-1,所以2an=an-an-1+1,即an-1+an=1,n≥3.又a1+a2=1,所以an-1+an=1,n≥2,所以S2 026=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 025+a2 026)=1 013×1=1 013.故选C.
法二:由题意,当n≥2时,可得Sn-1=Sn-an,因为an+2Sn-1=n,所以an+2(Sn-an)=n,即2Sn=an+n.当n≥3时,2Sn-1=an-1+n-1,两式相减,可得2an=an-an-1+1,即an-1+an=1,所以a2+a3=1,a4+a5=1,a6+a7=1,…,所以S2 025=a1+++…+(a2 024+a2 025)=1+×1=1 013.因为当n≥2时,an+2Sn-1=n,所以a2 026+2S2 025=2 026,得a2 026=0,所以S2 026=S2 025+a2 026=1 013.故选C.
12.已知数列{an}满足a1+a2+a3+…+an=n,记数列{2an-n}的前n项和为Sn,则Sn等于( )
A.2n-- B.2n---1
C.2n+1---2 D.2n---2
答案:C
解析:因为a1+a2+a3+…+an=n①,所以有a1=1.当n≥2,n∈N+时,有a1+a2+a3+…+an-1=n-1②,①-②得,an=1⇒an=2n-1,显然当n=1时,也适合,所以an=2n-1(n∈N+).令2an-n=bn,所以bn=2n-n,因此有Sn=(2-1)+(22-2)+(23-3)+…+(2n-n)=(2+22+23+…+2n)-(1+2+3+…+n)=-=2n+1-2--=2n+1---2.故选C.
13.已知F(x)=f-3是R上的奇函数,an=f(0)+f+…+f+f(1),n∈N+,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=n+1 B.an=3n+1
C.an=3n+3 D.an=n2-2n+3
答案:C
解析:由题意知F(x)=f-3是R上的奇函数,故F(-x)=-F(x),代入得f+f=6,所以函数f(x)关于点对称.令t=-x,则+x=1-t,得到f(t)+f(1-t)=6.因为an=f(0)+f+…+f+f(1),an=f(1)+f+…+f+f(0),倒序相加可得2an=6(n+1),即an=3(n+1)=3n+3.故选C.
14.(15分)已知等差数列{an}满足a5=9,a2+a6=14.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若bn=an+(q>0),求数列{bn}的前n项和Sn.
解:(1)设数列{an}的公差为d,
则由
所以{an}的通项公式为an=2n-1.
(2)由an=2n-1得bn=2n-1+q2n-1.
当q>0且q≠1时,Sn=[1+3+5+7+…+(2n-1)]+(q1+q3+q5+q7+…+q2n-1)=n2+;
当q=1时,bn=2n,则Sn=n(n+1).
所以数列{bn}的前n项和Sn=
15.(5分)(多选题)在数学课堂上,教师引导学生构造新数列:在数列的每相邻两项之间插入此两项的和,形成新的数列,再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列,将数列1,2进行构造,第1次得到数列1,3,2;第2次得到数列1,4,3,5,2;…;第n次得到数列1,x1,x2,x3,…,xk,2.记an=1+x1+x2+…+xk+2,数列的前n项和为Sn,则( )
A.a3=42 B.an+1=3an-3
C.an= D.Sn=
答案:ABD
解析:由题意可知,第1次得到数列1,3,2,此时k=1,第2次得到数列1,4,3,5,2,此时k=3,第3次得到数列1,5,4,7,3,8,5,7,2,此时k=7,第4次得到数列1,6,5,9,4,11,7,10,3,11,8,13,5,12,7,9,2,此时k=15,第n次得到数列1,x1,x2,x3,…,xk,2,此时k=2n-1,由此可得a1=3+3,a2=3+3+9,a3=3+3+9+27=42,故A正确;a4=3+3+9+27+81,…,an=3+31+32+33+…+3n=3+=,故C错误;由an=,可得an+1==3an-3,故B正确;由Sn=a1+a2+…+an=(32+33+34+…+3n+1)+=×+=(3n+1+2n-3),故D正确.故选ABD.
16.(17分)已知等差数列{an}中,a1=1,且a1,a2,a4+2成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式及前n项和Sn;
(2)设bn=,求数列{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
因为a1=1,且a1,a2,a4+2成等比数列,
所以=a1(a4+2),
即(1+d)2=1×(1+3d+2),
解得d=2或d=-1.
当d=-1时,a2=0,不符合题意,舍去,
所以d=2,所以an=1+2(n-1)=2n-1,
Sn==n2.
(2)因为bn==,
所以当n为偶数时,==16;
当n为奇数时,==.
所以数列{bn}的奇数项是以为首项,为公比的等比数列;偶数项是以8为首项,16为公比的等比数列.
所以数列{bn}的前2n项和T2n=(b1+b3+b5+…+b2n-1)+(b2+b4+b6+…+b2n)
=+
=×.
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