内容正文:
专题强化训练
[A 基本技能]
1.(2025·潍坊一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,a3+a9=24,则S6=( )
A.12 B.14
C.42 D.84
解析:选C.因为数列{an}为等差数列,所以a3+a9=2a6=24,所以a6=12.所以S6===42.
2.(2025·南京六校联考)已知等比数列{an}满足a4a5a6=64,则a2a4+a6a8的最小值为( )
A.48 B.32
C.24 D.8
解析:选B.由等比数列的性质知a4a6=a,所以a4a5a6=a=64,所以a5=4,所以a2a4+a6a8=a+a≥2a3a7=2a=32,当且仅当a3=a7=4时取等号.
3.(2025·厦门一模)记等差数列{an}的前n项和为Sn,公差为d,若a3+a18>0,S19<0,则( )
A.S20<0
B.a6+a17<0
C.a11>0
D.∈(-9,-8)
解析:选C.由a3+a18>0有a1+a20=a3+a18>0,得S20==10(a1+a20)>0,故A错误;由S19<0,得S19===19a10<0,即a10<0,又a10+a11=a3+a18>0,所以a11>0,故C正确;因为d=a11-a10>0,所以a6+a17=a11+a12=2a11+d>0,故B错误;由解得-10<<-9,故D错误.
4.(2025·长沙二模)已知等比数列{an}的各项均为正数且公比大于1,前n项积为Tn,且a3a7=a5,则使得Tn>1的n的最小值为( )
A.6 B.8
C.9 D.10
解析:选D.设等比数列{an}的公比为q(q>1),由a3a7=a5,得a=a5,解得a5=1或a5=0(舍去),因此an=a5qn-5=qn-5,则Tn=q-4+(-3)+(-2)+…+(n-5)=q,由Tn>1,得q>1,又q>1,所以>0,解得n>9,所以n的最小值为10.
5.(2025·豫西北教研联盟质检)已知在数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解析:选B.因为a1=2,an+1=2an,所以数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以an=2n.因为bn+1=2bn-2n,所以=-,所以数列是公差为-的等差数列.因为b1=6,所以=3,所以=3+(n-1)(-)=,所以bn=(7-n)2n-1.因为am=bm,所以2m=(7-m)2m-1,即7-m=2,解得m=5.
6.某软件研发公司对某软件进行升级,主要是对软件程序中的某序列A={a1,a2,a3,…}重新编辑,编辑新序列为A*=,它的第n项为,若序列(A*)*的所有项都是2,且a4=1,a5=32,则a1=( )
A. B.
C. D.
解析:选B.由题知,=2,即{}是以为首项,2为公比的等比数列.设=t,由题意得A*={t,2t,22t,…},
则A*的第n项为=2n-1t,
则n≥2时,an=···…··a1=t·2t·22t·…·2n-2t·a1=2tn-1·a1.
因为a4=1,a5=32,
所以23t3·a1=1,26t4·a1=32,
解得t=4,a1=.
7.(多选)(2025·全国二卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,q为{an}的公比,q>0.若S3=7,a3=1,则( )
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
解析:选AD.对于A,由题意得
结合q>0,解得故A正确;
对于B,a5=a1q4=4×()4=,故B错误;
对于C,S5===,故C错误;
对于D,an=4×()n-1=23-n,Sn==8-23-n,则an+Sn=23-n+8-23-n=8,故D正确.
8.(多选)(2025·济宁一模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=Sn+2,{bn}为等差数列,且b2=a1,b8=a3,记集合A={x∈N*|bn≤x≤an}中元素的个数为cn,数列{cn}的前n项和为Tn,则下列结论正确的是( )
A.an=2n
B.bn=n
C.cn=2n-n
D.Tn=2n+1--2
解析:选ABD.对于A,设等比数列{an}的公比为q,由an+1=Sn+2,得an=Sn-1+2(n≥2),两式相减得an+1-an=Sn-Sn-1=an,即an+1=2an,所以q=2,又a2=S1+2=a1+2,a2=2a1,解得a1=2,所以an=2×2n-1=2n,A正确;
对于B,设等差数列{bn}的公差为d,由b2=a1=2,b8=a3=8,得6d=b8-b2=6,解得d=1,所以bn=b2+(n-2)d=n,B正确;
对于C,由A={x∈N*|bn≤x≤an},得A={x∈N*|n≤x≤2n},
则集合A中元素的个数为2n-n+1,即cn=2n-n+1,C错误;
对于D,Tn=(2+22+…+2n)-(1+2+…+n)+n=-+n=2n+1--2,D正确.
9.(2025·全国一卷)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于________.
解析:设该等比数列为{an},Sn是其前n项和,
则S4=4,S8=68,
设{an}的公比为q(q>0),
所以S4=a1+a2+a3+a4=4,
S8=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8
=a1+a2+a3+a4+a1q4+a2q4+a3q4+a4q4
=(a1+a2+a3+a4)(1+q4)=68,
所以4(1+q4)=68,则1+q4=17,解得q=2(负值已舍去),所以这个数列的公比为2.
答案:2
10.(2025·杭州质量检测)在数列{an}中,a1=2,am+n=am+an,若akak+1=440,则正整数k=________.
解析:令m=1,则an+1=an+a1,即an+1-an=a1=2,所以数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,则an=2+(n-1)×2=2n.又akak+1=440,即2k(2k+2)=440,解得k=10(负值已舍去).故正整数k=10.
答案:10
11.如图所示的数阵的每一行最右边的数据从上到下形成以1为首项,2为公比的等比数列,每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,3为公比的等比数列,则该数阵第n行(n∈N*)所有数据的和Sn=________.
第一行 1
第二行 3 21
第三行 9 6 22
第四行 27 18 12 23
第五行 81 54 36 24 24
… …
解析:因为每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,3为公比的等比数列,所以Sn=30×2n-1+31×2n-2+32×2n-3+…+3n-1×20=3n-1×[()n-1+()n-2+()n-3+…+()0]
=3n-1×=3n[1-()n]=3n-2n.
答案:3n-2n
12.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=且Sn=2an+1-3,令bn=.
(1)求证:{an}为等比数列;
(2)求使bn取得最大值时的n的值.
解:(1)证明:由Sn=2an+1-3可得,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-2an,
又an≠0,
即=,因为a1=,a1=2a2-3,
所以a2=,
则=,综上,=,n∈N*,
所以{an}是首项和公比均为的等比数列.
(2)由(1)可得an=()n,
所以bn=()n(n2+n),n∈N*,故bn>0,
当n≥2时,==,
令>1,可得2≤n<5,令<1,可得n>5,
可知b1<b2<b3<b4=b5>b6>b7>…,
综上,bn取得最大值时,n=4或n=5.
13.(2025·河南二模)已知数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,且a1=1,是1-Sn与Sn+1的等差中项.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设bn=(-1)n·(Sn+an),求数列{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)证明:因为是1-Sn与Sn+1的等差中项,所以2=1-Sn+Sn+1,
所以Sn=1+Sn+1-2=(-1)2,
因为数列{an}的各项均为正数,a1=1,所以Sn>0,Sn+1>1,
所以=-1,所以-=1,所以数列{}是首项为==1,公差为1的等差数列.
(2)因为数列{}是首项为1,公差为1的等差数列,
所以=1+(n-1)×1=n,
所以Sn=n2,当n=1时,a1=1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,又当n=1时,a1=1=2×1-1,满足上式,所以an=2n-1.
又bn=(-1)n·(Sn+an),
所以T2n=-S1-a1+S2+a2-S3-a3+S4+a4-…+S2n+a2n
=(S2-S1)+(S4-S3)+…+(S2n-S2n-1)-(a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n)
=a2+a4+…+a2n-(a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n)
=-(a1+a3+…+a2n-1)+2(a2+a4+…+a2n)
=-+2×
=-+2×
=-n(2n-1)+n(4n+2)=2n2+3n.
[B 综合运用]
14.(2025·安徽江淮十校联考)已知[x]表示不超过x的最大整数,记{x}=x-[x],设n∈N*,且++=2,当1≤n≤2 025时,所有满足条件的n的和等于________.
解析:由于分母2,3,6的最小公倍数为6,故可先考虑1≤n≤6时满足++=2的n的值的情况.
当n=1时,++=++=++=1≠2,不满足;
当n=2时,++={1}++=0++=1≠2,不满足;
当n=3时,++=+{1}+=+0+=1≠2,不满足;
当n=4时,++={2}++=0++=1≠2,不满足;
当n=5时,++=++=++=2,满足;
当n=6时,++={3}+{2}+{1}=0+0+0=0≠2,不满足.
综上,满足题意的n可以表示为n=6k+5,k∈N的形式,
由1≤6k+5≤2 025,k∈N,可得0≤k≤336,k∈N,
即所有满足条件的n构成等差数列,其首项为5,末项为2 021,项数为337,故当1≤n≤2 025时,所有满足条件的n的和等于=341 381.
答案:341 381
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