内容正文:
专题练2.1 数列的通项公式
[分值:73分]
一、单项选择题:本题共 8 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.已知数列{an}的前n项和为Sn,满足3an=2Sn+1,则S5=( )
A.11 B.31
C.61 D.121
2.设数列{an}的前n项和为Sn,若=(n∈N*),且a1=-则等于( )
A.-2 027 B.-2 026
C.2 025 D.-2 025
3.已知数列{an}满足an+1=,且a1=2,则a9=( )
A. B.
C. D.
4.设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( )
A.49 B.50
C.99 D.100
5.已知数列{an}满足a1=3,an+1=an+2+1,则a10等于( )
A.80 B.100
C.120 D.143
6.已知数列{an}满足[2-(-1)n]an+[2+(-1)n]an+1=1+(-1)n×3n(n∈N*),则a25-a1等于( )
A.100 B.200
C.300 D.400
7.已知在数列{an}中,a1=2,a2=2 025,an+1=(n≥2),则{an}中的最大项是( )
A.a1 012 B.a1 013
C.a2 024 D.a2 025
8.定义:对任意n∈N*,都有an+an+1=c(c为常数),称数列{an}为“等和”数列.设“等和”数列{an}的首项为a1,直线kx-(y+k)+2=0(k∈R)过定点P(a1,a2),则an等于( )
A.2 025 B.2 562
C.3 036 D.3 037
二、多项选择题:本题共 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.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,a2=3,an+1=3an-2an-1(n≥2),则下列说法正确的有( )
A.数列{an+1-an}为等差数列
B.数列{an+1-2an}为等比数列
C.an=2n-1
D.Sn=2n+1-n-2
10.对于数列{an},定义An=为数列{an}的“好数”,已知某数列{an}的“好数”An=2n+1,记数列{an-kn}的前n项和为Sn,若Sn≤S6对任意的n∈N*恒成立,则k的可能取值为( )
A.2 B.
C. D.
11.若f(x)=(x-1)3+2(x-1)-ln+2,数列{an}的前n项和为Sn,且S1=2Sn=nan+1,则下列说法正确的是( )
A.f(x)关于点(1,2)中心对称
B.数列{an}是等差数列
C.数列{an}的通项公式为an=
D.f(ai)=38
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。
12.记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=3an+4,则{an}的通项公式为 .
13.已知数列{an}满足a1=2,an>0且+1,则-n= .
14.已知数列{an}满足2anan+1+an+1=3an,且a2=,则使不等式+…+<100成立的n的最大值为 .
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专题练2.1 数列的通项公式
[分值:73分]
一、单项选择题:本题共 8 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.已知数列{an}的前n项和为Sn,满足3an=2Sn+1,则S5=( )
A.11 B.31
C.61 D.121
答案 D
解析 令n=1,得3a1=2S1+1=2a1+1,得a1=1.
由3an=2Sn+1,当n≥2时,3an-1=2Sn-1+1,两式相减得3an-3an-1=2(Sn-Sn-1)=2an,即an=3an-1,即=3(n≥2),所以数列{an}是以a1=1为首项,3为公比的等比数列,所以S5==121.
2.设数列{an}的前n项和为Sn,若=(n∈N*),且a1=-则等于( )
A.-2 027 B.-2 026
C.2 025 D.-2 025
答案 A
解析 因为an+1=Sn+1-Sn(n∈N*),
所以=⇒=
所以=
化简整理得Sn+1-Sn=Sn+1Sn(n∈N*),
所以-=-1(n∈N*),
所以数列是以-1为公差的等差数列,
又因为==-2,
所以等差数列的通项公式为=-2+(n-1)×(-1)=-n-1,
所以=-2 027.
3.已知数列{an}满足an+1=,且a1=2,则a9=( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 易知an≠0,从而由题意得,即-1=--1),-1=-0,所以数列是以-为首项,-为公比的等比数列,从而-1=-,所以-1=,解得a9=
4.设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( )
A.49 B.50
C.99 D.100
答案 D
解析 因为Sn+nan=1,所以a1=,当n≥2时,Sn+nan=Sn-1+(n-1)an-1=1,所以(n+1)an=(n-1)an-1,即(n≥2),此时an=…a1=…(n≥2),当n=1时也满足该式,
故an=,Sn=1-nan=1-,若Sn=1->0.99,解得n>99,又n∈N*,所以n的最小值为100.
5.已知数列{an}满足a1=3,an+1=an+2+1,则a10等于( )
A.80 B.100
C.120 D.143
答案 C
解析 因为an+1=an+2+1,
所以an+1+1=()2+2+1,
即an+1+1=(+1)2,
等式两边开方可得=+1,
即-=1,
所以数列{}是首项为=2,
公差为1的等差数列,
所以=2+(n-1)×1=n+1,
所以an=n2+2n,
所以a10=102+20=120.
6.已知数列{an}满足[2-(-1)n]an+[2+(-1)n]an+1=1+(-1)n×3n(n∈N*),则a25-a1等于( )
A.100 B.200
C.300 D.400
答案 C
解析 ∵[2-(-1)n]an+[2+(-1)n]an+1=1+(-1)n×3n,
∴令n=2k(k∈N*),可得a2k+3a2k+1=1+6k.
令n=2k-1(k∈N*),可得a2k+3a2k-1=4-6k.
∴a2k+1-a2k-1=4k-1,
∴a25-a1=(a25-a23)+(a23-a21)+…+(a3-a1)
=(4×12-1)+…+(4×1-1)=4×-1×12=300.
7.已知在数列{an}中,a1=2,a2=2 025,an+1=(n≥2),则{an}中的最大项是( )
A.a1 012 B.a1 013
C.a2 024 D.a2 025
答案 B
解析 记k=2 025,由题意得当n≥2时,an+1=
整理可得k-kan+1an-1=2an+1an,
得-an+1an-1=an+1an,即-=
又a1=2,a2=k,所以=则是以为首项为公差的等差数列,
所以==
当1≤n≤1 012时<1,即an<an+1,
当n≥1 013时>1,即an>an+1,
所以a1<a2<…<a1 012<a1 013>a1 014>…,
故{an}中的最大项为a1 013.
8.定义:对任意n∈N*,都有an+an+1=c(c为常数),称数列{an}为“等和”数列.设“等和”数列{an}的首项为a1,直线kx-(y+k)+2=0(k∈R)过定点P(a1,a2),则an等于( )
A.2 025 B.2 562
C.3 036 D.3 037
答案 D
解析 由直线kx-(y+k)+2=0(k∈R)变形得k(x-1)-y+2=0(k∈R),当x=1时,y=2,
所以直线过定点P(1,2),即a1=1,a2=2,
由数列{an}为“等和”数列且an+an+1=c(c为常数),
所以an+an+1=a1+a2=1+2=3,
所以“等和”数列{an}的奇数项为1,偶数项为2,
所以an=a1+a2+a3+a4+…+a2 023+a2 024+a2 025
=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2 023+a2 024)+a2 025
=3×+1=3 037.
二、多项选择题:本题共 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.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,a2=3,an+1=3an-2an-1(n≥2),则下列说法正确的有( )
A.数列{an+1-an}为等差数列
B.数列{an+1-2an}为等比数列
C.an=2n-1
D.Sn=2n+1-n-2
答案 BCD
解析 因为an+1=3an-2an-1(n≥2),所以an+1-an=2(an-an-1),又a2-a1=2≠0,则{an+1-an}是首项为2,公比为2的等比数列,故A错误;
根据题意得an+1=3an-2an-1⇒an+1-2an=an-2an-1,又a2-2a1=1≠0,所以数列{an+1-2an}是首项为1,公比为1的等比数列,故B正确;
由上得an+1-an=2n,所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+4+…+2n-1==2n-1,故C正确;
Sn=(2+22+23+…+2n)-n=-n=2n+1-n-2,故D正确.
10.对于数列{an},定义An=为数列{an}的“好数”,已知某数列{an}的“好数”An=2n+1,记数列{an-kn}的前n项和为Sn,若Sn≤S6对任意的n∈N*恒成立,则k的可能取值为( )
A.2 B.
C. D.
答案 BCD
解析 因为An==2n+1,所以a1+2a2+…+2n-1an=n·2n+1,可得a1=4.
当n≥2时,a1+2a2+…+2n-2an-1=(n-1)·2n,
两式相减得2n-1an=n·2n+1-(n-1)·2n=(n+1)2n,所以an=2(n+1)(n≥2),
当n=1时,a1=4也符合上式.
故an=2(n+1),则an-kn=(2-k)n+2,所以数列{an-kn}为等差数列.故Sn≤S6对任意的n(n∈N*)恒成立可化为a6-6k≥0,a7-7k≤0,
即解得k,结合四个选项,B,C,D正确.
11.若f(x)=(x-1)3+2(x-1)-ln+2,数列{an}的前n项和为Sn,且S1=2Sn=nan+1,则下列说法正确的是( )
A.f(x)关于点(1,2)中心对称
B.数列{an}是等差数列
C.数列{an}的通项公式为an=
D.f(ai)=38
答案 ABD
解析 函数f(x)=(x-1)3+2(x-1)-ln+2的定义域为(0,2),
由已知f(2-x)=(1-x)3+2(1-x)-ln+2,
所以f(x)+f(2-x)=(x-1)3+(1-x)3+2(x-1)+2(1-x)-+4,
又(x-1)3+(1-x)3=(x-1)3-(x-1)3=0,
ln+ln=ln 1=0,
所以f(x)+f(2-x)=4,所以f(x)的图象关于点(1,2)中心对称,故A正确;
因为2Sn=nan+1,所以2Sn-1=(n-1)an(n≥2),
所以2Sn-2Sn-1=nan+1-(n-1)an(n≥2),所以2an=nan+1-(n-1)an(n≥2),
所以=(n≥2),又S1=2Sn=nan+1,
所以a1=2a1=a2,
所以a1=a2=故==
所以=所以an=故C错误;
所以当n≥2时,an-an-1=-=所以数列{an}是等差数列,故B正确;
所以ai+a20-i=2a10=2,f(ai)+f(a20-i)=4,1≤i≤19,i∈N*,f(a10)=f(1)=2,
所以f(ai)=+[f(a2)+f(a18)]+…++f(a10)=4×9+2=38,故D正确.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。
12.记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=3an+4,则{an}的通项公式为 .
答案 an=4·(-3)n-1
解析 当n=1时,4S1=4a1=3a1+4,解得a1=4.
当n≥2时,4Sn-1=3an-1+4,所以4Sn-4Sn-1=4an=3an-3an-1,即an=-3an-1,
而a1=4≠0,故an≠0,故=-3,
所以数列{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列,
所以an=4·(-3)n-1.
13.已知数列{an}满足a1=2,an>0且+1,则-n= .
答案 4-
解析 由题得,当n≥2时,=()+()+…+()++…++(n-1)+4=+(n-1)+4=n+4-,当n=1时,n+4-=1+4-1=4=符合题意.所以-n=n+4--n=4-
14.已知数列{an}满足2anan+1+an+1=3an,且a2=,则使不等式+…+<100成立的n的最大值为 .
答案 99
解析 由2anan+1+an+1=3an,a2=可得2a1a2+a2=3a1⇒a1=,
易知an≠0,两侧同时除以anan+1,可得2+,整理得-1=3(-1),所以{-1}是以-1=为首项,为公比的等比数列,
则-1=)n-1=2()n,
故-1+-1+…+-1==1-()n=(+…+)-n,
故+…+=n+1-()n,
易知f(n)=n+1-()n(n∈N*)单调递增,则f(99)=100-<100<f(100)=101-,所以nmax=99.
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