内容正文:
阶段质量评价
第五章 数 列
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一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.是数列,…的( )
A.第6项 B.第7项
C.第8项 D.第9项
√
A卷——基本知能盘查
(时间:120分钟 满分:150分)
解析:由题可知原数列为,…,而=,即为第6项,故选A.
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2.在等比数列{an}中,a3=24,a5=6,则a4= ( )
A.12 B.-15
C.±12 D.15
解析:由等比数列的性质,=a3a5=24×6=144,∴a4=±12.故选C.
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3.已知{an}为等差数列,a10=10,前10项和S10=70,则a1= ( )
A.-4 B.-2
C.2 D.4
解析:根据等差数列的求和公式,S10=70==5(a1+10),解得a1=4.故选D.
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4.在等比数列{an}中,a3,a15是方程x2-6x+8=0的两个根,则=( )
A.2 B.2
C.1 D.-2
解析:由题意可得 所以a1a17==a3a15=8.
因为 所以a3>0,a15>0,所以a9>0,所以a9=2,
所以==2.故选A.
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5.已知数列{an}满足2an+1=an+an+2,a5-a3=2,若S2=2,则a9= ( )
A.9 B. C.10 D.
解析:由2an+1=an+an+2可得数列{an}为等差数列,设其公差为d,
所以a5-a3=2=2d⇒d=1,由S2=2得S2=2a1+d=2⇒a1=,
所以a9=a1+8d=+8=,故选B.
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6.已知数列{an}满足an+1=an,a1=1,则数列{anan+1}的前10项和为( )
A. B.
C. D.
解析:因为an+1=an,a1=1,所以(n+1)an+1=nan,所以数列{nan}是每项均为1的常数列,所以nan=1,所以an=,anan+1==-.
所以数列{anan+1}的前10项和为++…+=1-=.
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7.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且(+1)Sn=nSn-1+an(n≥2
且n∈N+),若Sk=,则k=( )
A.49 B.50 C.51 D.52
解析:当n≥2时,(+1)Sn=nSn-1+an,则Sn=(n-1)Sn-1,于是Sn=Sn-1,即有Sn=Sn-1,
因此数列{Sn}是常数列,Sn=S1=,
即Sn=,由Sk=,得=,而k∈N+,所以k=49.
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8.数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+an=1 024,则数列{an}的前n项积的最大值为 ( )
A.255 B.245 C.29 D.210
解析:依题意,n∈N+,Sn+an=1 024,则a1=512,当n≥2时,Sn-1+
an-1=1 024,两式相减得2an=an-1,即an=an-1,因此数列{an}是以512为首项,为公比的等比数列,于是an=512×=210-n,显然数列{an}递减,当n≤10时,an≥1,当n≥11,an<1,所以当n=9或n=10时,数列{an}的前n项积最大,最大值为29×28×27×…×22×2×20=245.
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二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得 6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.若数列{an}对任意n≥2(n∈N)满足(an-an-1-2)(an-2an-1)=0,则下面选项关于数列{an}的命题正确的是( )
A.{an}可以是等差数列
B.{an}可以是等比数列
C.{an}可以既是等差数列又是等比数列
D.{an}可以既不是等差数列又不是等比数列
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解析:因为(an-an-1-2)(an-2an-1)=0,所以an-an-1-2=0或an-2an-1=0,即an-an-1=2或an=2an-1,故A、B正确;又因为不能得到非零常数列,故C错误;{an}可以既不是等差数列又不是等比数列,如1,3,5,10,20,40,…,故D正确.
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10.设等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=0,a6=9,则下列结论正确的是 ( )
A.an=3n-9 B.an=-3n+3
C.Sn=n2-n D.Sn=n2-n
√
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解析:由题设,解得
∴an=-6+3(n-1)=3n-9,Sn=-6n+=n2-n.故选AC.
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11.已知等差数列{an}的前n项和为Sn(n∈N+),若a1>0,S4=S12,
则 ( )
A.公差d<0 B.a7+a9<0
C.Sn的最大值为S8 D.满足Sn<0的n的最小值为16
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解析:因为a1>0,S4=S12,则=,即a1+a4=
3(a1+a12),则d=-a1<0,故A正确;a7+a9=2a1+14d=-d>0,故B错误;由a7+a9>0,得a8>0,a9=a1+8d=d<0,因为d<0,a1>0,所以数列{an}是递减数列,且当n≤8时,an>0,当n≥9时,an<0,所以Sn的最大值为S8,故C正确;Sn=n2+n=-n2+n,令Sn<0,解得n>16,所以满足Sn<0的n的最小值为17,故D错误.故选AC.
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三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(5分)据有关文献记载:我国古代有一座9层塔挂了126盏灯,且相邻两层中的下一层比上一层都多d(d为常数)盏灯,底层的灯数是顶层的13倍,则塔的顶层共有灯_________盏.
解析:设从塔顶到塔底第n层的灯数为an,则数列{an}为等差数列,公差为d,设其前n项和为Sn.依题意a9=13a1,S9=126,
所以=126,则=126,解得a1=2.
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13.(5分)写出一个同时满足下列条件①②的等比数列{an}的通项公式an=________________.
①anan+1<0;②|an|>|an+1|.
(答案不唯一)
解析:依题意,{an}是等比数列,设其公比为q,由于①anan+1<0,
所以q<0,由于②|an|>|an+1|=|anq|=|an|·|q|,所以0<|q|<1,
所以an=符合题意.
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14.(5分)在数列{an}中,a1=1,a2=2,且-an=1+(-1)n(n∈N+),
则S100=__________.
2 600
解析:由a1=1,a2=2且an+2-an=1+(-1)n(n∈N+)知,
当n为奇数时,an+2-an=0;当n为偶数时,an+2-an=2.
所以前100项中,奇数项为常数项1,偶数项构成以a2=2为首项,
2为公差的等差数列.所以S100=50×2+×2+50×1=2 600.
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四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知等差数列{an}中,a1=9,a4+a7=0.
(1)求数列{an}的通项公式;(6分)
解:设等差数列{an}的公差为d,由a1=9,a4+a7=0,
得a1+3d+a1+6d=0,解得d=-2,an=a1+(n-1)d=9-2(n-1)=11-2n,
所以数列{an}的通项公式an=11-2n(n∈N+).
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(2)当n为何值时,数列{an}的前n项和取得最大值?(7分)
解:a1=9,d=-2,Sn=9n+×(-2)=-n2+10n=-(n-5)2+25,
所以当n=5时,Sn取得最大值.
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16.(15分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a2=3,S5=25.
(1)求数列{an}的通项公式;(7分)
解:设等差数列{an}的公差为d,首项为a1,
由题意,得解得
所以an=1+(n-1)×2=2n-1.
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(2)设bn=an+2n-1,求数列{bn}的前n项和Tn.(8分)
解:bn=an+2n-1=2n-1+2n-1,
所以Tn=+=n2+2n-1.
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17.(15分)已知等比数列{an}中,a1+a2=8,a2+a3=24,Sn为数列{an}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;(5分)
解:设等比数列{an}的公比为q,
则q===3.故a1+a2=a1+3a1=8,解得a1=2.
所以an=a1qn-1=2×3n-1.
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(2)若bn=anlog3(Sn+1),求数列{bn}的前n项和Tn.(10分)
解:由(1)知an=2×3n-1,Sn=3n-1,所以bn=anlog3(Sn+1)=2×3n-1×
log33n=2n×3n-1,所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=2×30+4×31+6×32+…+
2(n-1)×+2n×3n-1, ①
3Tn=2×31+4×32+6×33+…+2(n-1)×3n-1+2n×3n, ②
①-②得-2Tn=2×30+2×31+2×32+2×33+…+2×3n-1-2n×3n=3n(1-2n)-1.
所以Tn=.
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18.(17分)已知数列{an}的前n项和是Sn,且Sn+an=1,an≠0(n∈N+).
(1)求数列{an}的通项公式;(7分)
解:当n=1时,a1=S1,由S1+a1=1,得a1=,当n≥2时,Sn-1+an-1=1,
∴当n≥2时,Sn-Sn-1+an-an-1=0,∴2an=an-1,又an≠0,∴n≥2时,=,∴{an}是以为首项,为公比的等比数列,
∴an=×=(n∈N+).
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(2)设bn=log2(1-Sn)(n∈N+),Tn=++…+,求Tn的取值范围.(10分)
解:由(1)知Sn==1-,∴bn=-n,
∴===-,∴Tn=++
…+=++…+=1-,∵当n增大时,
Tn也在增大,且n∈N+,∴当n=1时,Tn取最小值,∴≤Tn<1.
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19.(17分)设数列{an}满足:①a1=1;②所有项an∈N+;③1=a1<a2<
…<an<an+1<….
设集合Am={n|an≥m,m∈N+},将集合Am中的元素的最小值记为bm.换句话说,bm是数列{an}中满足不等式an≥m的n的最小值.我们称数列{bn}为数列{an}的伴随数列.例如,数列1,3,5的伴随数列为1,2,2,3,3.
(1)请写出数列1,5,7的伴随数列;(3分)
解:由伴随数列的定义可知,数列1,5,7的伴随数列为1,2,2,2,2,3,3.
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(2)设an=3n-1,求数列{an}的伴随数列{bn}的前30项之和;(5分)
解:由an=3n-1≥m,得n≥1+log3m(m∈N+).
所以当m=1时,b1=1; 当1<m≤3(m∈N+)时,b2=b3=2;
当3<m≤9(m∈N+)时,b4=b5=…=b9=3;当9<m≤27(m∈N+)时,b10=b11=…=b27=4;当27<m≤30(m∈N+)时,b28=b29=b30=5,
所以b1+b2+…+b30=1+2×2+3×6+4×18+5×3=110.
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(3)若数列{an}的前n项和Sn=n2-n+c(其中c是常数),求数列{an}的伴随数列{bm}的前m项和Tm.(9分)
解:a1=S1=1+c=1,得c=0,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1=1也符合,所以an=3n-2(n∈N+),由an=3n-2≥m,得n≥(m∈N+),
使得an≥m成立的n的最小值为bm,则b1=1,b2=b3=b4=2,b5=b6=b7=3,…,b3t-4=b3t-3=b3t-2=t(t∈N+,t≥2),
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当m=3t-2(t∈N+)时,Tm=3×-2=××-2=,
当m=3t-1(t∈N+)时,Tm=3×-2+t+1=××+-1=,
当m=3t(t∈N+)时,Tm=3×-2+2(t+1)=××+=,
所以Tm=
本课结束
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