湘教版(2019)选择性必修 第一册1.2 等差数列课后复习题
展开1.数列{an}的前n项和为Sn,若an=eq \f(1,n(n+1)),则S5等于( )
A.1 B.eq \f(5,6)
C.eq \f(1,6)D.eq \f(1,30)
2.设数列1,(1+2),…,(1+2+22+…+2n-1),…的前n项和为Sn,则Sn=( )
A.2nB.2n-n
C.2n+1-nD.2n+1-n-2
3.数列eq \f(1,2×5),eq \f(1,5×8),eq \f(1,8×11),…,eq \f(1,(3n-1)×(3n+2)),…的前n项和为( )
A.eq \f(n,3n+2)B.eq \f(n,6n+4)
C.eq \f(3n,6n+4)D.eq \f(n+1,n+2)
4.若数列{an}的通项公式为an=eq \f(1,3)(10n-1),则{an}的前n项和为( )
A.eq \f(10n+1-10,27)-eq \f(n,3)B.eq \f(10n-1,9)-eq \f(n,3)
C.eq \f(10n-n-1,9)D.eq \f(10n,9)
5.数列{an}的通项公式an=eq \f(1,\r(n)+\r(n+1)),若其前n项的和为10,则n为( )
A.11 B.99
C.120D.121
6.数列{an}的通项公式为an=(-1)n-1·(4n-3),则它的前100项之和S100等于( )
A.200B.-200
C.400D.-400
7.数列{an}的通项公式为an=2n+n,则其前n项和Sn=________.
8.已知函数f(n)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(n2,n为奇数,-n2,n为偶数)),且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100等于________.
9.[2022·湖南宁乡一中高二月考]已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3=84,a1=4.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若an>0,求数列{(2n-1)·an}的前n项和Tn.
[提能力]
10.数列{an}中,an=eq \f(1,n(n+1)),其前n项和为eq \f(9,10),则在平面直角坐标系中,直线(n+1)x+y+n=0在y轴上的截距为( )
A.-10B.-9
C.10D.9
11.[2022·湖南邵东创新实验学校高二期末](多选)若数列{an}的前n项和是Sn,且Sn=2an-2,数列{bn}满足bn=lg2an,则下列选项正确的为( )
A.数列{an}是等比数列
B.an=2n
C.数列{a eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(n)) }的前n项和为eq \f(22n+1-2,3)
D.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,bn·bn+1)))的前n项和为Tn,则Tn>1
12.在等差数列{an}中,a2=8,S6=66,bn=eq \f(2,(n+1)an),Tn=b1+b2+…+bn,则Tn=________.
13.已知{an}是等差数列,{an+bn}是公比为c的等比数列,a1=1,b1=0,a3=5,则数列{an}的前10项和为________,数列{bn}的前10项和为________________(用c表示).
14.[2022·湖南长郡中学高二月考]已知数列{an},{bn}中,a1=b1=1.
(1)若数列{bn}为等比数列,且公比q>0,且2b1+b2=b3,bn=an+1-an,(n∈N+),求q与{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}为等差数列,其前n项和为Sn,且S5=b13,eq \f(an+1,an)=eq \f(bn,bn+2)(n∈N+),证明:a1+a2+…+an
15.[2022·湖南益阳高二期末]已知数列{an}的前n项和Sn=n2.等比数列{bn}的前n项和为Tn,公比q≠1且b6-2b5=b3-2b2,T4=30.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)记Qn=a1b1+a2b2+…+anbn,是否存在正整数m,k(1
1.解析:因为an=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),所以S5=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-\f(1,4)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)-\f(1,5)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,5)-\f(1,6)))=eq \f(5,6).
答案:B
2.解析:因为an=1+2+22+…+2n-1=eq \f(1-2n,1-2)=2n-1,所以Sn=(2+22+23+…+2n)-n=eq \f(2(1-2n),1-2)-n=2n+1-n-2.
答案:D
3.解析:因为eq \f(1,(3n-1)×(3n+2))=eq \f(1,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3n-1)-\f(1,3n+2))),
所以数列的前n项和为eq \f(1,3)(eq \f(1,2)-eq \f(1,5)+eq \f(1,5)-eq \f(1,8)+eq \f(1,8)-eq \f(1,11)+…+eq \f(1,3n-1)-eq \f(1,3n+2))=eq \f(1,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3n+2)))=eq \f(n,6n+4).
答案:B
4.解析:因为an=eq \f(1,3)(10n-1),所以Sn=eq \f(1,3)[(10-1)+(102-1)+…+(10n-1)]=eq \f(1,3)[(10+102+…+10n)-n]=eq \f(10n+1-10,27)-eq \f(n,3).
答案:A
5.解析:an=eq \f(1,\r(n)+\r(n+1))=eq \r(n+1)-eq \r(n),所以Sn=(eq \r(2)-1)+(eq \r(3)-eq \r(2))+…+(eq \r(n+1)-eq \r(n))=eq \r(n+1)-1=10,所以n=120.
答案:C
6.解析:S100=1-5+9-13+…+(4×99-3)-(4×100-3)=50×(-4)=-200.
答案:B
7.解析:Sn=21+1+22+2+23+3+…+2n+n
=(2+22+23+…+2n)+(1+2+3+…+n)
=eq \f(2(1-2n),1-2)+eq \f(1,2)n(n+1)=2n+1-2+eq \f(1,2)n(n+1).
答案:2n+1-2+eq \f(1,2)n(n+1)
8.解析:由题意,a1+a2+…+a100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002-1002+1012=-(1+2)+(3+2)-…-(99+100)+(101+100)=100.
答案:100
9.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,
则a1+a1q+a1q2=84,又a1=4,
则q2+q-20=0,解得q=4或q=-5.
故数列{an}的通项公式为an=4n或an=4·(-5)n-1.
(2)若an>0,则an=4n,所以(2n-1)·an=(2n-1)·4n,
所以Tn=1×41+3×42+5×43+…+(2n-1)·4n,
4Tn=1×42+3×43+…+(2n-3)·4n+(2n-1)·4n+1,
两式相减得-3Tn=4+2×(42+43+…+4n)-(2n-1)·4n+1=4+2×eq \f(42-4n+1,1-4)-(2n-1)·4n+1,
化简得Tn=eq \f(20,9)+eq \f((6n-5)4n+1,9).
10.解析:因为数列{an}的通项公式为an=eq \f(1,n(n+1))且其前n项和为:eq \f(1,1×2)+eq \f(1,2×3)+…+eq \f(1,n(n+1))=1-eq \f(1,n+1)=eq \f(n,n+1)=eq \f(9,10),∴n=9,∴直线方程为10x+y+9=0.令x=0,得y=-9,∴在y轴上的截距为-9.
答案:B
11.解析:由题意知,当n=1时,S1=2a1-2,即a1=2,
当n≥2时,由Sn=2an-2,得Sn-1=2an-1-2,
故Sn-Sn-1=2an-2an-1,即eq \f(an,an-1)=2,
因此数列{an}是等比数列,且首项为2,公比也为2,
故an=2n,因此选项AB正确;
对于选项C,由an=2n,知a eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(n)) =4n,
所以数列{a eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(n)) }的前n项和为eq \f(4×(1-4n),1-4)=eq \f(22n+2-4,3),故C错;
对于选项D,由an=2n,得bn=lg2an=n,
故eq \f(1,bnbn+1)=eq \f(1,n(n+1))=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),
因此数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,bn·bn+1)))的前n项和Tn=1-eq \f(1,2)+eq \f(1,2)-eq \f(1,3)+…+eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1)=1-eq \f(1,n+1)<1,故D错.
答案:AB
12.解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意
得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1+d=8,,6a1+15d=66,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1=6,,d=2,))则an=2n+4,
因此bn=eq \f(2,(n+1)(2n+4))=eq \f(1,n+1)-eq \f(1,n+2),所以Tn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-\f(1,4)))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n+1)-\f(1,n+2)))=eq \f(1,2)-eq \f(1,n+2)=eq \f(n,2n+4).
答案:eq \f(n,2n+4)
13.解析:设等差数列{an}的公差为d,因为a1=1,a3=5,
所以a3-a1=2d=4,
解得d=2,
所以an=1+2(n-1)=2n-1,
所以S10=10×1+eq \f(10×9,2)×2=100.
因为{an+bn}是公比为c的等比数列,且a1+b1=1,
所以an+bn=cn-1,
故bn=cn-1-2n+1,
当c=1时,T10=eq \f((2-20)×10,2)=-90,
当c≠1且c≠0时,T10=(1+c+c2+…+c9)-(1+3+5+…+19)=-100+eq \f(1-c10,1-c),
综上T10=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-90,c=1,,-100+\f(1-c10,1-c),c≠0,1.))
答案:100 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-90,c=1,,-100+\f(1-c10,1-c),c≠0,1))
14.解析:(1)依题意b1=1,b2=q,b3=q2,而2b1+b2=b3,即2+q=q2,
由于q>0,所以解得q=2,所以bn=2n-1.
所以an+1-an=bn=2n-1(n∈N+).
所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=a1+1+2+…+2n-2
=1+eq \f(1-2n-1,1-2)
=2n-1.
(2)依题意设数列{bn}公差为d,因为S5=b13得5b1+eq \f(5×4,2)d=b1+12d,又b1=1求得d=2,
所以bn=b1+(n-1)d=2n-1.
由eq \f(an+1,an)=eq \f(bn,bn+2),所以eq \f(an,an-1)=eq \f(bn-1,bn+1)(n≥2,n∈N+),
故an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·…·eq \f(a3,a2)·eq \f(a2,a1)·a1
=eq \f(bn-1,bn+1)·eq \f(bn-2,bn)·eq \f(bn-3,bn-1)·…·eq \f(b2,b4)·eq \f(b1,b3)·a1
=eq \f(b1b2,bnbn+1)
=eq \f(3,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,bn)-\f(1,bn+1))),
所以a1+a2+…+an=eq \f(3,2)[eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,b1)-\f(1,b2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,b2)-\f(1,b3)))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,bn)-\f(1,bn+1)))]=eq \f(3,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,bn+1)))
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,
当n=1时,等式也成立,
所以,数列{an}的通项公式为an=2n-1.
在等比数列{bn}中,b6-2b5=b3-2b2,
即b2(q-2)(q3-1)=0,又b2≠0且q≠1,
∴q=2,∴T4=eq \f(b1(1-24),1-2)=30,
∴b1=2,∴bn=b1qn-1=2n.
(2)Qn=1×2+3×22+5×23+…+(2n-1)·2n ①,
①×2得:2Qn=1×22+3×23+5×24+…+(2n-3)·2n+(2n-1)·2n+1 ②,
②-①得:Qn=-2-2×22-2×23-…-2×2n+(2n-1)·2n+1
=(2n-3)·2n+1+6,
∵3Q1=3×2=6,Qk=(2k-3)·2k+1+6,Qm=(2m-3)·2m+1+6,
若2Qm=3Q1+Qk,即2(2m-3)·2m+1+12=6+(2k-3)·2k+1+6,
∴2(2m-3)·2m+1=(2k-3)·2k+1,
∴2k-m=eq \f(4m-6,2k-3) ③,
又1
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