内容正文:
20 专题逐一通关“阶段整合练”(三)
基础过关卷数列
题号
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(满分:150分 时间:120分钟)
一、选择题:本大题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.若Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=,则=( )
A. B. C. D.30
√
D [因为当n≥2时,an=Sn-Sn-1==,所以=5×(5+1)=30.故选D.]
2
2.等差数列{an}中,a4+a8=10,a10=6,则公差d=( )
A. B.
C.2 D.-
√
题号
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A [因为a4+a8=2a6=10,所以a6=5,又a10=6,所以公差d===.故选A.]
3
3.设Sn是等差数列{an}的前n项和,a2=5,a7=20,则S8=( )
A.90 B.100
C.120 D.200
√
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B []
4
4.在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5=( )
A.5 B.±5
C.4 D.±4
√
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C [设等比数列{an}的公比为q.因为=a3a7=2×8=16,所以a5=±4.又a5=a3q2>0,所以a5=4.故选C.]
5
5.数列{an}的前n项和为Sn,若an=,则S5=( )
A.1 B. C. D.
√
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B [因为an==,所以S5=a1+a2+…+a5=1-=.故选B.]
6
6.已知各项均不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,满足a1=6,当且仅当n=8时,Sn取得最大值,则{an}的公差d的取值范围为( )
A. B.
C. D.
√
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A [由题知当且仅当n=8时,Sn取得最大值,又a1=6>0,故只需满足a8>0,a9<0即可,即a1+7d>0,a1+8d<0,解得<d<-,则d的取值范围为.]
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7.已知等比数列{an}的公比为q(q≠1),其前n项和为Sn,前n项积为Tn,则下列说法正确的是( )
A.若0<q<1,则{an}为递减数列
B.若q>1,则{Sn}为递增数列
C.为等比数列
D.为等比数列
√
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D [当a1<0,且0<q<1时,{an}为递增数列,A错误;因为Sn=(q≠1),当a1<0,且q>1时,{Sn}为递减数列,B错误;因为an=a1qn-1,所以==不为定值,C错误;由等比数列定义得===q2,故是等比数列,D正确.]
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8.设Tn为数列{an}的前n项积,且Tn≠0,a1=,an=(2n-1)·Tn,则an=( )
A. B.
C. D.
√
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B [因为an=(2n-1)Tn,所以当n≥2时,an-1=(2n-3)·Tn-1,两式相除得==an.因为Tn≠0,所以an=(2n-1)
Tn≠0,故当n≥2时,=,即an-1=,则an==(n≥2),a1==满足该等式,故an=.]
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二、选择题:本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.已知数列{an}的前4项为2,0,2,0,则数列{an}的通项公式可能是( )
A.an=(-1)n-1+1 B.an=
C.an=2sin D.an=cos [(n-1)π]+1
√
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√
√
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ABD [对n=1,2,3,4进行验证,an=2sin 不符合题意,其他均符合.故选ABD.]
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10.已知数列{an}满足:an+1=若a4=1,Sn为数列{an}的前n项和,则S4=( )
A.14 B.15
C.17 D.18
√
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√
√
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ABD [由题意可知,当an为偶数时,an+1=;当an为奇数时,an+1=an-3,
因为a4=1,所以a3=2,则a2=4或a2=5,
若a2=4,则a1=8或a1=7,
所以S4=8+4+2+1=15或S4=7+4+2+1=14;
当a2=5时,则a1=10,所以S4=10+5+2+1=18;
综上所述,S4的所有可能取值为14,15,18.]
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11.如图的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中,后人称为“三角垛”.“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,第四层有10个球……设第n层有an个球,则( )
A.a5=15
B.是等差数列
C.a2 025为偶数
D.1≤<2
√
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√
√
17
ABD [根据题意,当n≥2时,an-an-1=n,an-1-an-2=n-1,…,a2-a1=2,
累加得an-a1=2+3+4+…+n==,
所以an=,易知a1=1也满足,所以an=,
所以a5==15,故A正确;
an+1-an=n+1,故B正确;
a2 025==2 025×1 013为奇数,故C错误;
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因为an===2,
=2=2-,
因为n∈N*,所以1≤2-<2,
即1≤<2,故D正确.]
题号
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三、填空题:本大题共3个小题,每小题5分,共15分.
12.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若S4=12,S8=40,则S12=________.
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84 [因为数列{an}为等差数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等差数列,
可得2(S8-S4)=S4+(S12-S8),即2(40-12)=12+(S12-40),解得S12=84.]
84
20
13.数列{an}满足an+1=,若1+sin a1=0,则sin (-a2 025)=________.
题号
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1 [因为1+sin a1=0,所以sin a1=-1,则a1=-+2kπ,k∈Z,不妨取k=0,a1=-.
由an+1=,可得a2==,a3====,a4==,a5===-=-,
1
21
可发现数列{an}是以4为周期的周期数列.
因为2 025÷4=506……1,所以a2 025=a1=-,
则sin (-a2 025)=sin =1.]
题号
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14.已知Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,nan+1=(n+2)Sn,则an=______________.
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(n+1)·2n-2 [当n≥2时,(n-1)an=(n+1)Sn-1,即Sn=an+1,
Sn-1=an,则Sn-Sn-1=an=an,即=,
则有===,
则an=×a1=(n+1)·2n-2,
当n=1时,a1=1,符合上式,故an=(n+1)·2n-2.]
(n+1)·2n-2
23
四、解答题:本大题共5个小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分) 已知数列{an}的首项a1=1,且满足an+1+an=3×2n.
(1)求证:{an-2n}是等比数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
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[解] (1)证明:因为an+1+an=3·2n,
所以an+1-2n+1=-(an-2n),
又a1=1,所以a1-21=-1,
所以数列{an-2n}是首项为-1,公比为-1的等比数列.
(2)由(1)知an-2n=(-1)(-1)n-1=(-1)n,
所以an=2n+(-1)n.
当n为偶数时,Sn=+0=2n+1-2;
当n为奇数时,Sn=+(-1)=2n+1-3.
题号
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16.(15分)已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若<100,求满足条件的最大整数n.
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[解] (1)证明:由已知得,=,
所以-1=.因为-1=≠0,
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
(2)由(1)可得-1=,所以=2×+1.
所以=n+×2=n+1-<100,
所以nmax=99.
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17.(15分)在平面直角坐标系中,已知直线l经过原点,μ=(3,1)是l的方向向量.数列{an}满足:点(an+1,an)均在l上,a3=2a2+6.
(1)求{an}的通项公式;
(2)已知{bn}是以4为首项,2为公差的等差数列,若{an}与{bn}的公共项为bm,m的值由小到大构成数列{cn},求{cn}的前n项和Sn.
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[解] (1)由直线l过原点且方向向量为μ=(3,1)可知,l的方程为y=x,因此对任意正整数n,an=an+1,即an+1=3an.
因为a3=2a2+6,所以9a1=6a1+6,a1=2≠0,所以=3,所以是首项为2,公比为3的等比数列,
所以an=2×3n-1.
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(2)因为数列是以4为首项,2为公差的等差数列,所以bn=2n+2,
因为an=2×3n-1,所以2m+2=2×3k-1,即m==3k-1-1,
由于m∈N*,所以3k-1-1≥1,即3k-1≥2,因为k∈N*,所以k≥2,因此k的取值从2开始.
将m的值从小到大排列,得到数列{cn},
则cn=3n-1,n∈N*,所以Sn=.
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18.(17分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=4S2,a2n=2an+1(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=3n-1,令cn=anbn,求数列{cn}的前n项和Tn.
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[解] (1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,
则解得
所以an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×2=2n-1.
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(2)因为bn=3n-1,所以cn=(2n-1)·3n-1,
所以Tn=1+3×3+5×32+…+(2n-1)·3n-1,①
3Tn=1×3+3×32+…+(2n-3)·3n-1+(2n-1)·3n,②
①-②,得-2Tn=1+2(3+32+…+3n-1)-(2n-1)·3n=1+2×-(2n-1)·3n=(2-2n)·3n-2,
所以Tn=(n-1)·3n+1.
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19.(17分)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=2Sn+2(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成一个公差为dn的等差数列,在数列{dn}中是否存在3项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项;若不存在,请说明理由.
题号
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[解] (1)由an+1=2Sn+2,得an=2Sn-1+2(n≥2),两式相减,得an+1=3an(n≥2).
因为数列{an}是等比数列,
所以a2=2S1+2=2a1+2=3a1,
所以a1=2,所以an=2·3n-1.
题号
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(2)由题意得an+1=an+(n+2-1)dn,
即2·3n=2·3n-1+(n+1)dn,故dn=.
假设在数列{dn}中存在三项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列,则(dk)2=dmdp,
即=,
所以=.(*)
题号
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因为m,k,p成等差数列,所以m+p=2k,
则(*)式可化为k2=mp,故k=m=p.
这与题设矛盾,所以在数列{dn}中不存在三项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列.
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