内容正文:
专题强化练1 数列的递推公式及通项公式
1.(2025天津第五十五中学期中)若数列{an}满足a1=,且an+1=(n∈N+),则a20的值为( )
A. B. C. D.
2.已知数列{an}满足a1=2,an+1=,则数列{an}的通项公式为an=( )
A.2n-1 B.2n-1 C. D.n2
3.(创新题·新考法)(2025湖南长沙长郡中学月考)一只蜜蜂从蜂房A出发向右爬,每次只能爬向右侧相邻的两个蜂房(如图),例如:从蜂房A只能爬到1号或2号蜂房,从1号蜂房只能爬到2号或3号蜂房,以此类推,用an表示蜜蜂爬到n号蜂房的方法数,则a10=( )
A.10 B.55 C.89 D.99
4.(2023重庆巴蜀中学月考)在数列{an}中,a1=2,+an+1=3an+1(n∈N+),Sn是数列的前n项和,则S2 023=( )
A.1- B.1-
C.1- D.1-
5.(多选题)(2025山东潍坊寿光期中)已知数列{an}满足an+1=(n∈N+),则( )
A.若a1=1,则数列{an}为常数列
B.若a1>1,则对任意n∈N+,有an+1<an
C.若a1>1,则对任意n∈N+,有an+1-1≥(an-1)
D.若a1=2,则对任意n∈N+,an≤1+
6.(2025江苏徐州一中期中)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,a2=3,且Sn+1+Sn-1=2n+2Sn(n≥2),若λ(Sn-an)+λ+7≥(2-λ)n对任意n∈N+都成立,则实数λ的最小值为( )
A.- B. C. D.1
7.已知在数列{an}中,a1=2,a1+++…+=an+1-2,则an= .
8.(2024四川宜宾高中数学联赛)已知数列{an}满足a1=1,a2=2,an=an-2+2n-1(n≥3,n∈N+),记{an}的前n项和为Sn,则a9= ;S100= .
9.(2025福建宁德检测)已知数列{an}满足a1=2,an+1=λan+2n(n∈N+),λ为常数.
(1)当λ=2时,记bn=,求证{bn}是等差数列,并求{an}的通项公式;
(2)是否存在实数λ,使得数列{an}为等比数列?若存在,找出所有的λ,并求出对应的通项公式;若不存在,说明理由.
答案与分层梯度式解析
专题强化练1 数列的递推公式及通项公式
1.A 易知an≠0.因为a1=,an+1=(n∈N+),
所以==4+,即-=4,
故是以=3为首项,4为公差的等差数列,
则=3+4(n-1)=4n-1,故an=,
所以a20==.
2.C 易知an>0,且an≠1,在an+1=的等号两边同时取常用对数,得lg an+1=2lg an,故=2,所以数列{lg an}是以lg 2为首项,2为公比的等比数列,所以lg an=2n-1×lg 2=lg ,所以an=.
3.C 依题意得,an=an-1+an-2(n∈N+,n≥3),a1=1,a2=2,
所以a3=3,a4=5,a5=8,a6=13,a7=21,a8=34,a9=55,a10=89.
4.B 因为+an+1=3an+1,所以+an-2=3an+1-3,即(an+2)(an-1)=3(an+1-1),
两边同时取倒数得=,
整理得-=,即=-,
所以S2 023=++…+=-+-+…+-=-=1-.
5.ABD 对于A,若a1=1,则a2==1,a3==1,以此类推,可知an=1,所以数列{an}为常数列,故A正确.
对于B,若a1>1,则a2=>×2=1,a3=>×2=1,以此类推,可知an>1,
则an+1-an=-an=<0,即an+1<an,故B正确.
对于C,an+1-1=-1=(an-1),
当a1>1时,由B中分析可知an>1,
则0<=<,所以an+1-1<(an-1),故C错误.
对于D,当n=1时,a1≤1+=2,不等式成立;
当n=2时,1<a2==<1+=,不等式成立;
假设ak≤1+(k∈N+,k≥2),
构造函数f(x)=,易知f(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以ak+1=f(ak)≤f=<=1+,即当n=k+1时,不等式也成立,
由以上分析可归纳得出对任意n∈N+,an≤1+,故D正确.
6.C 由题意得Sn+1-Sn=2n+Sn-Sn-1(n≥2),故an+1-an=2n(n≥2),因为a2-a1=2,所以an+1-an=2n(n≥1),所以an-an-1=2n-1,an-1-an-2=2n-2,……,a2-a1=2,则an-a1=21+22+…+2n-1,
故an=1+21+22+…+2n-1==2n-1,所以Sn=21+22+23+…+2n-n=-n=2n+1-n-2,所以Sn-an=2n-n-1.
因为λ(Sn-an)+λ+7≥(2-λ)·n对任意n∈N+都成立,所以λ≥对任意n∈N+都成立,即λ≥,n∈N+.
设cn=,则cn+1-cn=-=,当n≤4时,cn+1>cn,当n≥5时,cn+1<cn,因此c1<c2<c3<c4<c5,且c5>c6>c7>…,所以λ≥c5=,故λ的最小值为.
7.答案 2n
解析 因为a1+++…+=an+1-2①,所以当n=1时,a1=a2-2,得a2=4;当n≥2时,a1+++…+=an-2②,由①-②得=an+1-an,即nan+1=(n+1)·an,
易知an≠0,所以=(n≥2).
又因为=2满足上式,
所以=(n≥1),
所以···…·=×××…×=n,
所以=n,所以an=2n.
解题模板 求数列通项公式的常用方法:①利用an=求数列的通项公式;②若递推公式为an-an-1=f(n)(n≥2),则利用累加法求通项公式;③若递推公式为=f(n)(n≥2),则利用累乘法求通项公式.
8.答案 341;
解析 由an-an-2=2n-1(n≥3,n∈N+),
可知当n为奇数时,a1=1,a3-a1=22,a5-a3=24,……,an-an-2=2n-1,
所以an=1+22+24+…+2n-1=1+4+42+…+==(2n+1-1),所以a9=×(210-1)=341;
当n为偶数时,a2=2,a4-a2=23,a6-a4=25,……,an-an-2=2n-1,
所以an=2+23+25+…+2n-1==(2n+1-2),
所以an=
所以S100=a1+a2+a3+…+a100
=(a1+a3+…+a99)+(a2+a4+…+a100)
=+×(23-2)+×(25-2)+…+×(2101-2)
=×[(22-1)+(24-1)+…+(2100-1)]+×[(23-2)+(25-2)+…+(2101-2)]
=×[(22+24+…+2100)-50]+×[(23+25+…+2101)-2×50]
=×[(22+23+24+25+…+2100+2101)-150]
=×-50
=.
9.解析 (1)当λ=2时,数列{an}满足a1=2,an+1=2an+2n,
上式两边同时除以2n+1得=+,所以-=,
即bn+1-bn=,所以数列{bn}是首项为=1,公差为的等差数列,
所以bn=n+,即=n+,故an=·2n=(n+1)·2n-1.
(2)假设存在实数λ,使得数列{an}为等比数列.
由a1=2,an+1=λan+2n,
可得a2=2λ+2,a3=λa2+22=λ(2λ+2)+4=2λ2+2λ+4,
由{an}为等比数列得=a1a3,即(2λ+2)2=2(2λ2+2λ+4),整理得λ=1,
所以an+1=an+2n,则an-an-1=2n-1(n≥2,n∈N+),
故由累加法得,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+2+22+…+2n-1=2+=2+2(2n-1-1)=2n,
又a1=2也符合上式,所以an=2n,
则==2,所以数列{an}是等比数列.
所以存在实数λ=1,使得数列{an}为等比数列, 且an=2n.
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