内容正文:
专题强化练2 数列求和
1.(2025福建宁德福鼎第一中学月考)已知等差数列{an},a2=3,a5=9,则数列{an+22n}的前n项和Sn=( )
A.n2+2n+(4n-1) B.n2+2n-1
C.n2+(2n-1) D.n2+(4n-1)
2.(2025甘肃甘南州阶段检测)已知正项数列{an}是公比不等于1的等比数列,且lg a1+lg a2 023=0,若f(x)=,则f(a1)+f(a2)+…+f(a2 023)等于( )
A.2 020 B.4 046 C.2 023 D.4 038
3.(多选题)(2025江苏苏州吴江平望中学月考)已知Sn是公比为q(q≠0)的等比数列{an}的前n项和,若a1=1,a5=27a2,则下列说法正确的是 ( )
A.q=3
B.数列{Sn+2}是等比数列
C.S5=121
D.2lg an=lg an-2+lg an+2(n≥3)
4.(2024贵州兴义月考)已知数列{an}的前n项和Sn=1-5+9-13+17-21+…+(-1)n-1·(4n-3),则S15+S22-S31的值是( )
A.13 B.-76 C.46 D.76
5.(多选题)(2025内蒙古赤峰开学考试)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,则( )
A.数列{an+1}是等比数列
B.an=2n-1
C.数列{an}的前n项和Sn=2n-n
D.数列的前n项和Tn=
6.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,当n≥2时,an+2=n,则S2 021= .
7.(2024安徽示范高中皖北协作区联考)已知数列{an}满足(-1)n+1an+2+
(-1)nan=3(-1)n+1(n∈N+),若a1=a2=1,则{an}的前20项和S20= .
8.(2024天津第二南开学校月考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S7=35,a2a4=45.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和Tn.
9.(2025甘肃兰州期末)已知数列{an}中,a1=1,a2=3,且=+(n∈N+),设bn=(n∈N+).
(1)证明:{bn}是等差数列;
(2)若cn=(n∈N+),求数列{cn}的前n项和Sn.
答案与分层梯度式解析
专题强化练2 数列求和
1.D 设等差数列{an}的公差为d,由a5=a2+3d,得9=3+3d,则d=2,
所以an=a2+(n-2)d=2n-1,
则数列{an+22n}的前n项和Sn=a1+22+a2+24+…+an+22n
=(1+3+…+2n-1)+(22+24+…+22n)=+=n2+(4n-1).
2.C 由题意可知,lg a1+lg a2 023=lg(a1·a2 023)=0,所以a1·a2 023=1.
由等比数列的性质可得a1·a2 023=a2·a2 022=a3·a2 021=…=a1 012·
a1 012=1.
由f(x)=,可得f==,
故f+f(x)=+=2,所以f(a1)+f(a2 023)=2.
令T=f(a1)+f(a2)+…+f(a2 023),
则2T=[f(a1)+f(a2 023)]+[f(a2)+f(a2 022)]+…+[f(a2 023)+f(a1)]=2×2 023,
所以T=f(a1)+f(a2)+…+f(a2 023)=2 023.
3.ACD 因为a1=1,a5=27a2,所以a1·q4=27a1·q,解得q=3或q=0(舍去),A正确;Sn+2=+2=(3n+3),因为==3-≠常数,所以数列{Sn+2}不是等比数列,B不正确;因为Sn==×(3n-1),所以S5=×(35-1)=121,C正确;an=a1qn-1=3n-1>0,所以当n≥3时,lg an-2+
lg an+2=lg(an-2·an+2)=lg =2lg an,D正确.
4.B ∵Sn=1-5+9-13+17-21+…+(-1)n-1·(4n-3),
∴S15=(1-5)+(9-13)+(17-21)+…+(49-53)+57=-4×7+57=29,
S22=(1-5)+(9-13)+(17-21)+…+(81-85)=-4×11=-44,
S31=(1-5)+(9-13)+(17-21)+…+(113-117)+121=-4×15+121=61,
∴S15+S22-S31=29-44-61=-76.
解题模板 当数列的通项公式为(-1)n-1与等差数列通项公式的乘积时,可利用(-1)n-1的周期性求和,即数列中相邻的两项的和为定值,将其结合成一组,根据n为奇数或偶数来判断结合后的组数,当n为偶数时,共有组;当n为奇数时,最后一项单独计算,前面有组.
5.ABD 对于A,B,由an+1=2an+1可得an+1+1=2(an+1),又a1+1=2≠0,
故{an+1}为等比数列,且其首项为2,公比为2,
则an+1=2×2n-1=2n,故an=2n-1,A,B正确;
对于C,数列{an}的前n项和Sn=-n=2n+1-n-2,C错误;
对于D,==-,
故Tn=++…+-=1-=,D正确.
6.答案 1 011
解析 当n≥2时,an+2=n,则an+1+2Sn=n+1,两式相减,可得an+an+1=1,所以a2+a3=1,a4+a5=1,a6+a7=1,……,所以S2 021=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a2 020+a2 021)=1+×1=1 011.
7.答案 -250
解析 由(-1)n+1an+2+(-1)nan=3(-1)n+1,
可得当n为奇数时,an+2-an=-2,则数列{a2n-1}是以a1=1为首项,-2为公差的等差数列,
于是a2n-1=1+(n-1)·(-2)=-2n+3;
当n为偶数时,-an+2+an=4,即an+2-an=-4,
则数列{a2n}是以a2=1为首项,-4为公差的等差数列,所以a2n=1+(n-1)·(-4)=-4n+5,
所以{an}的前20项和S20=×10+×10=-250.
8.解析 (1)设数列{an}的公差为d,
由S7=35,a2a4=45,
得解得
所以an=11+(n-1)×(-2)=13-2n.
(2)由(1)得Sn==12n-n2,
令13-2n>0,得n<,
所以当n≤6时,an>0,此时Tn=Sn=12n-n2,
当n>6时,an<0,此时Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+a6-(a7+a8+…+an)=S6-(Sn-S6)=2S6-Sn=2×(12×6-62)-(12n-n2)=n2-12n+72.
所以Tn=
9.解析 (1)证明:将=+两边同时乘以n(n+1),可得=+,即bn+1=bn+,∴bn+1-bn=,
又∵b1===,
∴数列{bn}是以为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)知,bn=+(n-1)=,n∈N+,
即=,整理得an+1=3an,
∴数列{an}是以1为首项,3为公比的等比数列,
∴an=3n-1,n∈N+,∴cn==,
∴Sn=c1+c2+…+cn
=+++…+
=×①,
则Sn=×②,
由①-②,可得Sn=×
=×=×,
∴Sn= - .
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