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课时验收评价
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1.(13分)(2025·济南模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=
2an-n,n∈N*,
(1)求数列{an}的通项公式;(6分)
解:因为Sn=2an-n(n∈N*) ①,所以a1=2a1-1,解得a1=1.
对任意的n∈N*,Sn+1=2an+1-n-1 ②,②-①得an+1=2an+1-2an-1,
即an+1=2an+1,所以an+1+1=2an+1+1=2(an+1).又因为a1+1=2,
所以数列{an+1}中的项不为0,所以=2,所以数列{an+1}是以
2为首项,2为公比的等比数列,所以an+1=2×2n-1=2n,即an=2n-1.
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(2)设cn=,记数列{cn}的前n项和为Mn,求证:≤Mn<1.(7分)
解:证明:因为cn===-,
所以Mn=1-+-+…+-=1-(n∈N*).
因为cn>0,数列{Mn}为递增数列,
(说明数列的单调性及项大于0)
所以=M1≤Mn<1,即≤Mn<1.
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2.(15分)(2025·合肥三模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,其中a4=8,S6=42,数列{bn}的前n项积为Tn,且Tn=(.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;(8分)
解:设数列{an}的公差为d,则故a1=d=2,
则an=a1+(n-1)d=2n,Sn=na1+=n2+n.依题意,Tn=(,
当n≥2时,Tn=(,Tn-1=(,可得bn==2n,当n=1时,b1=T1==2,符合上式,所以bn=2n.综上所述,an=2n,bn=2n.
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(2)设Qn为数列{bn}的前n项和,若不等式[(-1)n·λ-Qn]·Qn≤14对任意的n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围.(7分)
解:由(1)知bn=2n,可得Qn==2n+1-2>0,
故[(-1)n·λ-Qn]·Qn≤14对任意n∈N*恒成立,
即(-1)n·λ≤Qn+对任意n∈N*恒成立,
当n为偶数时,原式化为λ≤Qn+,即λ≤.
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因为Q2=6>,当n=2时,可得=,所以λ≤;
当n为奇数时,原式化为-λ≤Qn+,即-λ≤,
因为Q1=2<<Q3=14,所以n=1时,Qn+的取值最小,故-λ≤9,
即λ≥-9,综上可得,-9≤λ≤,即实数λ的取值范围为.
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3.(15分)(2025·新乡模拟)已知数列{an}各项均为正数,且满足a1=1,an≠2,an+1=an(4-an).
(1)求数列{an}的通项公式;(7分)
解:正项数列{an}中,an≠2,a1=1,由an+1=an(4-an),
得an+1=-+2an,则an+1-2=-,即2-an+1=>0,
2-a1=1>0,于是2-an>0.令cn=2-an,则有cn+1=.
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因此ln cn+1=-ln 2+2ln cn,即ln cn+1-ln 2=2(ln cn-ln 2),
ln c1-ln 2=ln(2-a1)-ln 2=-ln 2,
则{ln cn-ln 2}是以2为公比,-ln 2为首项的等比数列,
于是ln cn-ln 2=-ln 2·2n-1,
即ln cn=(1-2n-1)ln 2=ln ,解得cn=,
所以数列{an}的通项公式是an=2-.
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(2)记bn=log2(2-an),数列{bn}的前n项和为Sn,试证明:Sn≤0.(8分)
解:证明:由(1)知2-an=>0,bn=log2(2-an)=1-2n-1,显然
{2n-1}是等比数列,即Sn=b1+b2+…+bn=n-(1+2+…+2n-1)=n-=
n+1-2n.令函数f(x)=x-2x+1(x≥1),求导得f'(x)=1-2xln 2,
当x≥1时,2xln 2≥2ln 2=ln 4>ln e=1,则1-2xln 2<0,f'(x)<0,
函数f(x)在区间[1,+∞)上单调递减,f(x)≤f(1)=0,所以Sn≤0.
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4.(15分)(2025·天津二模)已知等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=1,bn∈N*,a2+a8=18,b2b4=81.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;(5分)
解:设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,
则有⇒d=2,
所以an=1+(n-1)×2=2n-1.因为⇒q=±3,
又bn∈N*,所以q=3,所以bn=1×3n-1=3n-1,所以an=2n-1,bn=3n-1.
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(2)求数列的前n项和Sn;(4分)
解:令dn====+
=+,
所以Sn=d1+d2+…+dn=n+
=n+=.
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(3)已知cn=,数列{cn}的前n项和为Tn,若对任意正整数n,不等式
1-Tn<恒成立,求实数λ的取值范围.(6分)
解:由(1)知cn===(2n-1),
所以Tn=c1+c2+c3+…+cn=1×+3×+5×+…+(2n-1) ①,
Tn=1×+3×+…+(2n-1)× ②,
所以①-②得Tn=+2-(2n-1)=+2×
-(2n-1)×,解得Tn=1-(n+1)×.
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由1-Tn<,得1-Tn=(n+1)×<,即λ>(n+1).
令en=(n+1),所以en-en-1=(n+1)-n=,
所以当n>2时,en-en-1<0,即en<en-1,
所以当n>2时,数列{en}递减.
又e1=e2=,所以λ>,所以λ∈.
本课结束
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