内容正文:
编写说明:本套【黑龙江专用】《同步单元AB卷》紧扣《数学 拓展模块一(下册)》(高教版2023修订版)教材,以教材单元为基准精准覆盖黑龙江春季高考真题核心考点。A卷为考点梳理卷,侧重考点分层突破;B卷为单元测试卷,强化综合能力检测,助力师生高效把握区域教学重点,提升应试能力与知识应用水平。
本卷是第七章数列的单元测试卷,主要考查数列的通项公式、数列前n项和、等差、等比数列的性质、{an}与{Sn}的关系、求数列和的方法。
第七章 数列
考试时间:60分钟 满分:100分
班级 姓名 学号 成绩
一、单项选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45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. 如果一个数列既是等差数列又是等比数列,则此数列( )
A.为常数数列 B.为非零的常数数列
C.存在且唯一 D.不存在
【答案】B
【分析】本题主要考查等差数列和等比数列的定义。
【详解】如果一个数列既是等差数列又是等比数列,则它必须满足等差数列和等比数列的定义。对于等差数列,通项为 an=a1+(n−1)d;对于等比数列,通项为 an=a1⋅qn−1(通常要求 a1≠0且 q≠0)。联立可得,当且仅当公差 d=0且公比 r=1时成立,此时数列为非零常数数列(若 a1=0,则等比数列无定义)。因此,这样的数列存在且为非零常数数列,但并非唯一(如常数列1,1,1,…和2,2,2,…均满足)。故正确选项为B。
故选:B
2.在等差数列{an}中,a1=4,且a1,a5,a13成等比数列,则{an}的通项公式为( )
A.an=3n+1 B.an=n+3
C.an=3n+1或an=4 D.an=n+3或an=4
【答案】D
【分析】本题考查的是将等比数列的条件(等比中项)转化为关于等差数列基本量(公差 d)的方程,体现了等差与等比两种数列定义的综合运用。
【详解】设等差数列 {an}的公差为 d,首项 a1=4,则a5=a1+4d=4+4d,a13=a1+12d=4+12d.
由 a1,a5,a13成等比数列,得(4+4d)2=4×(4+12d).化简得16(1+d)2=16+48d ⟹ (1+d)2=1+3d,
即1+2d+d2=1+3d ⟹ d2−d=0 ⟹ d(d−1)=0.解得 d=0或 d=1.当 d=0时,an=4;
当 d=1时,an=4+(n−1)×1=n+3,因此,{an}的通项公式为 an=4或 an=n+3,故D选项正确
故选:D.
3.已知a,b,c成等比数列,且x,y分别为a与b,b与c的等差中项,则+的值为( )
A. B.-2
C.2 D.不确定
【答案】C
【分析】本题考查的是等比数列和等差数列的定义及性质,以及代数式的化简与求值。
【详解】已知 a,b,c成等比数列,设公比为 q,则 b=aq,c=aq2。
x是 a与 b 的等差中项,即 x=;y是 b与 c的等差中项,即 y=。计算 +:==
代入 b=aq,c=aq2:==,==相加得: +=+==2,因此,所求值为 2。故C选项正确。
故选:C.
4. 若等差数列{an}的前15项和S15=90,则a8=( )
A.6 B.
C.12 D.
【答案】A
【分析】本题考查等差数列的前 n 项和公式及其性质,特别是当项数为奇数时,中间项等于前 n 项和除以项数。
【详解】在等差数列中,前15项的和 S15=90,由于项数为奇数,中间项为第8项,且 S15=15×a8,因此 a8==6。.故A选项正确.
故选:A
5.在数列{an}中,已知an=an-1+3(n≥2),且a1=-2,则a3=( )
A.3 B.-8
C.8 D.4
【答案】D
【分析】本题考查的是等差数列的定义及递推关系的应用,通过逐项推导或通项公式求指定项。
【详解】由递推关系 an=an−1+3可知数列是等差数列,公差为3。已知 a1=−2,则
a2=a1+3=−2+3=1,a3=a2+3=1+3=4。因此 a3=4,故选项D正确
故选:D.
6.已知数列{an}的前n项和为Sn,且an=2n+3(n∈N∗),则S20=( )
A.115 B.120
C.480 D.580
【答案】C
【分析】本题考查的是是等差数列的通项公式与前n项和公式。
【详解】由 an=2n+3可知,数列是等差数列,首项 a1=5,公差 d=2。
前 n 项和公式为 Sn=(a1+an),则S20=×(a1+a20)=10×[5+(2×20+3)]=10×(5+43)=10×48=480.因此,S20=480,故选项C正确。
故选:C
7.已知两个数的等差中项是10,等比中项是8,则这两个数是( )
A.3和15 B.4和16
C. 4和9 D.3和7
【答案】B
【分析】本题考察的是等差中项与等比中项的概念及其应用。
【详解】已知两个数的等差中项为10,则两数之和为20;等比中项为8,则两数之积为64。设两数为x和y,则x+y=20,xy=64,解得x=4,y=16或x=16,y=4。因此这两个数是4和16,故选项B正确。
故选:B
8.已知三个数成等差数列,它们的和为m,则中间数为( )
A. B.
C. D.以上答案都不对
【答案】B
【分析】本题考查的是等差数列的性质:三个数成等差数列时,中间数等于它们的算术平均数。
【详解】设三个数分别为 a−d,a,a+d,则它们的和为 (a−d)+a+(a+d)=3a=m,解得中间数 a=,故选项B正确。
故选:B
9.已知数列{an}是等比数列,且an>0,若a2·a4+2a3·a5+a4·a6=25,则a3+a5=( )
A.5 B.10
C.15 D.25
【答案】A
【分析】本题考察的是等比数列的性质(下标和相等时项的乘积相等)及完全平方公式的应用。
【详解】已知等比数列 {an}中 an>0,且 a2·a4+2a3·a5+a4·a6=25。
由等比数列性质,a2·a4=,a4·a6=,代入得:
+2a3a5+=(a3+a5)2=25.因为 an>0,所以 a3+a5=5,故选项A正确。
故选:A.
10.在等比数列{an}中,已知an+1=an(n∈N∗),且a1=2,则该数列的前5项和S5=( )
A.- B.
C.- D.
【答案】B
【分析】本题考查的是等比数列的通项公式及前 n 项和公式的应用。
【详解】已知等比数列 {an}满足 an+1=an,即公比 q=,首项 a1=2。
前n 项和公式为 Sn=,代入 n=5得:S5==.故选项B正确。
故选:B.
11.在等比数列{an}中,已知a1+a2=30,a3+a4=120,则a5+a6=( )
A.600 B.480
C.360 D.240
【答案】B
【分析】本题考查等比数列的通项公式及整体代换思想。
【详解】在等比数列 {an}中,设首项为 a1,公比为 q,则
a1+a2=a1(1+q)=30,a3+a4=a1q2(1+q)=120.将第一个等式代入第二个,得 30·q2=120,解得 q2=4。
于是a5+a6=a1q4(1+q)=[a1(1+q)]·q4=30×(q2)2=30×16=480.因此,a5+a6=480,故B选项正确。
故选:B
12.公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5=( )
A.1 B. 2
C.4 D.8
【答案】A
【分析】本题考查的是等比数列的基本性质与通项公式的灵活应用。
【详解】因为是等比数列,公比 q=2,所以通项公式为:
an=a1·qn−1=a1·2n−1那么:a3=a1·22=a1·4,a11=a1·210=a1·1024所以:
a3a11=(a1·4)(a1·1024)=a12·4096,因为a3a11=16,代入得:a12·4096=16,解得:
a12==,因为数列各项都是正数,所以 a1>0 ,故:a1=,a5=·25−1=1,故选项A正确。
故选:A.
13.在各项都为正数的等比数列{an}中,首项a1=3,前3项和为21,则a3+a4+a5=( )
A.33 B.72
C. 84 D. 189
【答案】C
【分析】本题主要考查等比数列的通项公式、前n项和公式以及整体代换的思想。
【详解】在等比数列中,首项 a1=3,前三项和 a1+a2+a3=21,即3+3q+3q2=21⇒1+q+q2=7⇒q2+q−6=0.解得 q=2或 q=−3(舍去,因为各项为正)。
则a3+a4+a5=a1q2(1+q+q2)=3×4×7=84.故选项C正确
故选:C
14.已知数列-1,a1,a2,-4成等差数列,-1,b1,b2,b3,-4成等比数列,则的值为( )
A. B.-
C.或- D.
【答案】A
【分析】本题考察的是等差、等比数列的基本量运算(公差、公比求解及项的计算),体现了对数列通项公式及整体思想的灵活运用。
【详解】设等差数列的公差为 d,则−1,a1,a2,−4 成等差数列 ⟹ a1=−1+d,a2=−1+2d,−4=−1+3d,解得 d=−1,从而 a1=−2,a2=−3,故a2−a1=−3−(−2)=−1.设等比数列的公比为 q,则
−1,b1,b2,b3,−4 成等比数列 ⟹ b1=−q,b2=−q2,b3=−q3,−4=−q4,由 q4=4得 q2=2,所以
b2=−q2=−2.因此==.
故选:A.
15.已知数列{an+1-pan}为等比数列,且an=2n+3n,则p的值为( )
A.2 B.3
C.2或3 D.2或3的倍数
【答案】C
【分析】等比数列通项的结构特征以及指数型数列的线性组合性质。
【详解】由 an=2n+3n,得an+1−pan=(2n+1+3n+1)−p(2n+3n)=(2−p)2n+(3−p)3n.要使该数列为等比数列,需其通项为单一指数形式,故系数 (2−p)和 (3−p)必有一个为零,解得 p=2或 p=3,故选项C正确。
故选:C.
二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分).
16.在等差数列{an}中,已知a1=2,a4=11,则an=______.
【答案】3n−1(n∈N∗)
【分析】本题主要考查等差数列的通项公式及其应用。
【详解】由等差数列通项公式 an=a1+(n−1)d,已知 a1=2,a4=11,则
a4=2+3d=11 ⟹ 3d=9 ⟹ d=3.所以an=2+(n−1)×3=3n−1.
17. 已知等差数列{an}的前n项和Sn=2n2-3(n∈N∗),则a6=______.
【答案】22
【分析】本题主要考查等差数列前 n项和公式的应用及项与和的关系。
【详解】由等差数列前n项和公式,a6=S6−S5。已知 Sn=2n2−3,则
S6=2×62−3=72−3=6,S5=2×52−3=50−3=47,所以a6=69−47=22.
18.已知{an}是等比数列,a2,a4是方程x2-10x+9=0的两个根,则a2·a3·a4=______.
【答案】±27
【分析】本题考察等比数列的性质(等比中项 a32=a2a4)、一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)以及整体代入求值的思想。
【详解】在等比数列中,由等比中项性质得 a32=a2·a4 。
解方程 x2−10x+9=0,得两根为 1 和 9,即 a2·a4=9,所以 a3=±3。
则 a2·a3·a4=(a2· a4)·a3=9×(±3)=±27.
19. 在等比数列{an}中,已知q=-,其前6项和S6=7(1-),则首项a1=______.
【答案】1
【分析】本题主要考查等比数列前 n 项和公式的直接应用,并结合了负指数幂的计算与分母有理化技巧。
【详解】由等比数列前 n 项和公式 Sn=,代入 q=−,n=6,得
S6==,已知 S6=7(1−),所以=7(1−).两边除以 7 得=1−,即
a1=−(1+)(1−)=−(1−2)=1.
20.已知a,b,c三个数成递增的等比数列,它们的和是13,积是27,则公比q=______.
【答案】3
【分析】本题主要考查等比数列的对称设元法及方程思想。
【详解】由题意,设三个数分别为 a,aq,aq2(q>1 递增)。
积:a·aq·aq2=a3q3=27,得 aq=3,即中间项 b=3。
和:a+aq+aq2=+3+3q=13,整理得 +3q=10,两边乘 q:3+3q2=10 q,即 3q2−10q+3=0。
解得 q=,即 q=3或 q=(舍去,不满足递增)。故公比 q=3。
三、解答题(本大题共4小题,每小题10分,共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
21.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+4n(n∈N∗),求该数列的通项公式an.
【答案】an=2n+3(n∈N∗)
【分析】本题主要考查数列前 n项和 Sn与通项an的关系。
【详解】当n=1时,a1=S3=12+4×1=5;
当n≥2(n∈N∗)时,an=Sn-Sn-1=n2+4n-[(n-1)2+4(n-1)]=2n+3.
将n=1代入,可得2n+3=2×1+3=5=a1
故该数列的通项公式an=2n+3(n∈N∗)
22.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=-9,S3=-21.
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 求Sn,并求出Sn的最小值.
【答案】(1)2n−11;(2)-25
【分析】本题考查的是等差数列的通项公式与前 n 项和公式,并结合二次函数性质求最值。
【详解】设等差数列 {an}的公差为 d,由 a1=−9,S3=−21得
S3=3a1+3d=−27+3d=−21⇒3d=6⇒d=2.所以通项公式为an=a1+(n−1)d=−9+2(n−1)=2n−11.
(2) 前 n 项和Sn=[2a1+(n−1)d]=[−18+2(n−1)]=n(n−10)=n2−10n.这是关于 n 的二次函数,开口向上,对称轴为 n=5,故当 n=5时 Sn取得最小值S5=52−10×5=25−50=−25.因此,Sn的最小值为 −25.
23.设{an}是公比不为1的等比数列,a1为a2,a3的等差中项.
(1) 求{an}的公比
(2) 若a1=1,求数列{nan}的前n项和.
【答案】(1)-2;(2)-
【分析】本题主要考查等比数列公比,并利用错位相减法求出数列和。
【详解】(1)设{an}的公比为q,由题设2a1=a2+a3,即2a1=a1q+a2q2,所以q2+q-2=0,解q=1(舍)或q=-2,故公比q=-2;
(2)Sn记为数列{nan}的前n项和,由(1)及题设可得an=(-2)n-1,
Sn=1+2×(-2)+⋯+n(-2)n-1 ①
-2Sn= 1×(-2)+2×(-2)2+⋯+(n-1)(-2)n-1+n(-2)n ②
①-②可得:3Sn=1+(-2)+(-2)2+⋯+(-2)n-1-n(-2)n=-n(-2)n
所以,Sn=-
24.某企业今年的销售利润为100万元,若保证销售利润的年增长率5%不变,那么该企业从今年起5年内的销售总利润预期是多少(精确到0.1万元)?
【答案】552.6万元
【分析】本题考查的是将实际问题中的固定增长率转化为等比数列模型,并运用前n项和公式进行近似计算的能力。
【详解】该企业今年的利润为100万元,年增长率为5%,则未来5年的利润构成等比数列,首项 a1=100,公比 q=1.05,项数 n=5。5年内的总利润为S5==.计算 1.055≈1.2762815625,则S5==100×5.52563125=552.563125≈552.6 万元.
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本卷是第七章数列的单元测试卷,主要考查数列的通项公式、数列前n项和、等差、等比数列的性质、{an}与{Sn}的关系、求数列和的方法。
第七章 数列
考试时间:60分钟 满分:100分
班级 姓名 学号 成绩
一、单项选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45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.如果一个数列既是等差数列又是等比数列,则此数列( )
A.为常数数列 B.为非零的常数数列
C.存在且唯一 D.不存在
2.在等差数列{an}中,a1=4,且a1,a5,a13成等比数列,则{an}的通项公式为( )
A.an=3n+1 B.an=n+3
C.an=3n+1或an=4 D.an=n+3或an=4
3.已知a,b,c成等比数列,且x,y分别为a与b,b与c的等差中项,则+的值为( )
A. B.-2
C.2 D.不确定
4. 若等差数列{an}的前15项和S15=90,则a8=( )
A.6 B.
C.12 D.
5. 在数列{an}中,已知an=an-1+3(n≥2),且a1=-2,则a3=( )
A.3 B.-8
C.8 D.4
6. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且an=2n+3(n∈N∗),则S20=( )
A.115 B.120
C.480 D.580
7. 已知两个数的等差中项是10,等比中项是8,则这两个数是( )
A.3和15 B.4和16
C. 4和9 D.3和7
8. 已知三个数成等差数列,它们的和为m,则中间数为( )
A. B.
C. D.以上答案都不对
9. 已知数列{an}是等比数列,且an>0,若a2·a4+2a3·a5+a4·a6=25,则a3+a5=( )
A.5 B.10
C.15 D.25
10. 在等比数列{an}中,已知an+1=an(n∈N∗),且a1=2,则该数列的前5项和S5=( )
A.- B.
C.- D.
11. 在等比数列{an}中,已知a1+a2=30,a3+a4=120,则a5+a6=( )
A.600 B.480
C.360 D.240
12. 公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5=( )
A.1 B. 2
C.4 D.8
13. 在各项都为正数的等比数列{an}中,首项a1=3,前3项和为21,则a3+a4+a5=( )
A.33 B.72
C. 84 D. 189
14. 已知数列-1,a1,a2,-4成等差数列,-1,b1,b2,b3,-4成等比数列,则的值为( )
A. B.-
C.或- D.
15.已知数列{an+1-pan}为等比数列,且an=2n+3n,则p的值为( )
A.2 B.3
C.2或3 D.2或3的倍数
二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分).
16.在等差数列{an}中,已知a1=2,a4=11,则an=______。
17. 已知等差数列{an}的前n项和Sn=2n2-3(n∈N∗),则a6=______。
18. 已知{an}是等比数列,a2,a4是方程x2-10x+9=0的两个根,则a2·a3·a4=______。
19. 在等比数列{an}中,已知q=-,其前6项和S6=7(1-),则首项a1=______。
20. 已知a,b,c三个数成递增的等比数列,它们的和是13,积是27,则公比q=______。
三、解答题(本大题共4小题,每小题10分,共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
21.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+4n(n∈N∗),求该数列的通项公式an.
22. 设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=-9,S3=-21.
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 求Sn,并求出Sn的最小值.
23. 设{an}是公比不为1的等比数列,a1为a2,a3的等差中项.
(1) 求{an}的公比
(2) 若a1=1,求数列{nan}的前n项和.
24.某企业今年的销售利润为100万元,若保证销售利润的年增长率5%不变,那么该企业从今年起5年内的销售总利润预期是多少(精确到0.1万元)?
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