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高考数学复习解答题提高第一轮专题复习专题09数列求和(通项含绝对值数列求和)(典型题型归类训练)(学生版+解析)
展开TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc32072" 一、典型题型 PAGEREF _Tc32072 \h 1
\l "_Tc4996" 题型一:通项含绝对值 PAGEREF _Tc4996 \h 1
\l "_Tc26840" 题型二:通项含取整函数 PAGEREF _Tc26840 \h 2
\l "_Tc12591" 题型三:通项含自定义符号 PAGEREF _Tc12591 \h 3
\l "_Tc3551" 二、专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)专项训练 PAGEREF _Tc3551 \h 4
一、典型题型
题型一:通项含绝对值
如:求an=|2n−11|的前n项和Tn
例题1.(2023·福建宁德·校考二模)已知Sn为等差数列an的前n项和,S63S21=9,a11=21.
(1)求数列an的通项公式;
(2)设bn=(2)an+1−1000,求数列bn的前15项和T15.
例题2.(2023春·广东深圳·高二深圳第三高中校考期中)设等差数列an的前n项和为Sn,a2+a6=−12,a3⋅a5=32,且Sn有最小值.
(1)求数列an的通项公式an及前n项和Sn;
(2)设数列an的前n项和为Tn,求Tn.
题型二:通项含取整函数
如:求an=[n+12]的前n项和Tn
例题1.(2023·全国·高三专题练习)Sn为等差数列an的前n项和,且&2n−12,n为奇数&2n2,n为偶数记bn=lgan,其中表示不超过x的最大整数,如&2n−12,n为奇数&2n2,n为偶数.
(Ⅰ)求b1,b11,b101;
(Ⅱ)求数列bn的前1000项和.
例题2.(2023·山东东营·高三广饶一中校考阶段练习)已知正项数列an的前n项和为Sn,且Sn2−n2+n−2Sn−2n2+n=0.
(1)求数列an的通项公式;
(2)若bn=lgan(其中表示不超过x的最大整数),求数列bn的前100项的和T100.
题型三:通项含自定义符号
如:记⟨x⟩表示x的个位数字,如⟨2022⟩=2,⟨2023⟩=3
求an=1<2n−1><2n+1>的前n项和Tn
例题1.(2020秋·广东广州·高二西关外国语学校校考期中)设Sn为数列an的前n项和,Sn=n2.数列bn前n项和为Tn且Tn=43bn−83.数列cn满足cn=lg2bn.
(1)求数列an和cn的通项公式;
(2)记n表示n的个位数字,如2018=8,求数列1an⋅cn的前30项的和.
例题2.(2022秋·安徽阜阳·高三安徽省临泉第一中学校考期中)设Sn为数列an的前n项和,Sn=n2,数列bn满足b2=a3,bn+1=bn.
(1)求an及bn;
(2)记n表示n的个位数字,如6174=4,求数列1an⋅bn的前20项和.
二、专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)专项训练
一、单选题
1.(2023秋·江苏·高二专题练习)设数列an满足,a2=6,且an−2an+1+an=2n∈N∗,若表示不超过x的最大整数(例如1.6=1,−1.6=−2),则22a1+32a2+⋯+20192a2018=( )
A.2018B.2019C.2020D.2021
2.(2023·全国·高三专题练习)正项数列an满足:an+an+1+an=anan+1an,a1+a3=6,若前三项构成等比数列且满足,Sn为数列an的前n项和,则S2020的值为( )
(表示不超过x的最大整数).
A.4040B.4041C.5384D.5385
二、填空题
3.(2023·全国·高三对口高考)已知an的前n项和Sn=n2−4n+1,则 .
三、双空题
4.(2023·全国·高三专题练习)对于数列an,如果存在最小的一个常数TT∈N∗,使得对任意的正整数恒有an+T=an成立,则称数列an是周期为T的周期数列.设m=qT+r,m,q,T,r∈N∗,数列前m,T,r项的和分别记为Sm,ST,Sr,则Sm,ST,Sr三者的关系式 ;已知数列an的通项公式为an=|n−13|,那么满足ak+ak+1+⋯+ak+19=102的正整数k = .
四、解答题
5.(2023·河南·校联考模拟预测)已知数列an是首项为1的等差数列,数列bn−1是公比为2的等比数列,且.
(1)求数列an,bn的通项公式;
(2)设表示不超过x的最大整数(如:),求集合中元素的个数.
6.(2023·全国·高二专题练习)从条件①2Sn=n+1an,an>0;②an2+an=2Sn,an>0;③Sn+Sn−1=ann≥2中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
已知数列an的前n项和为Sn,,_____________.
(1)求an的通项公式;
(2)表示不超过x的最大整数,记,求bn的前100项和T100.
7.(2023·全国·高三专题练习)在①a3+a5=14;②S4=28;③a8是a5与a13的等比中项,三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
问题:已知an为公差不为零的等差数列,其前n项和为Sn,bn为等比数列,其前n项和Tn=2n+λ,λ为常数,a1=b1,
(1)求数列an,bn的通项公式;
(2)令cn=lgan,其中表示不超过x的最大整数,求c1+c2+c3+…+c100的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
8.(2023·全国·高三专题练习)已知等差数列{an}中,公差d=2,a2是a1和a4的等比中项;
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=|11−12an|,求数列{bn}的前n项和Tn.
9.(2023·全国·高三专题练习)已知数列an的前n项和为Sn=14n−n2.
(1)求数列an的通项公式;
(2) 求数列an的前n项和Tn.
13.(2023·全国·高二随堂练习)等差数列an中,a1=20,公差d=−52,令bn=|an|,求数列bn的前n项和Sn.
14.(2023·全国·高三专题练习)an=2n−1n∈N∗,bn=2n+1,n∈N∗,记⟨x⟩表示x的个位数字,如⟨2022⟩=2,⟨2023⟩=3, 求数列1⟨an⟩⋅⟨bn⟩的前20项的和T20
15.(2022春·安徽滁州·高二校考阶段练习)已知数列{an}是以2为公差的等差数列,a1, a2,a5成等比数列,数列{bn}前n项和为Sn,且Sn=n2n.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)记⟨x⟩表示x的个位数字,如⟨2022⟩=2,⟨2023⟩=3, 求数列1⟨an⟩⋅⟨bn⟩的前20项的和T20.
专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)(典型题型归类训练)
目录
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc32072" 一、典型题型 PAGEREF _Tc32072 \h 1
\l "_Tc4996" 题型一:通项含绝对值 PAGEREF _Tc4996 \h 1
\l "_Tc26840" 题型二:通项含取整函数 PAGEREF _Tc26840 \h 3
\l "_Tc12591" 题型三:通项含自定义符号 PAGEREF _Tc12591 \h 4
\l "_Tc3551" 二、专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)专项训练 PAGEREF _Tc3551 \h 5
一、典型题型
题型一:通项含绝对值
如:求an=|2n−11|的前n项和Tn
例题1.(2023·福建宁德·校考二模)已知Sn为等差数列an的前n项和,S63S21=9,a11=21.
(1)求数列an的通项公式;
(2)设bn=(2)an+1−1000,求数列bn的前15项和T15.
【答案】(1)an=2n−1
(2)66490
【详解】(1)设等差数列an的公差为d,,
且a11=21,,∴d=a32−a1132−11=2,∴a1=a11−10d=1,.
(2)由(1)可知bn=2n−1000=1000−2n,1≤n≤9,2n−1000,10≤n≤15,其中n∈N∗.
故bn的前15项和为
T15=1000−21+1000−22+⋅⋅⋅+1000−29+210−1000+⋅⋅⋅+215−1000
=3000−21+22+⋅⋅⋅+29+210+211+⋅⋅⋅+215
=3000−211−291−2+2101−261−2=66490.
例题2.(2023春·广东深圳·高二深圳第三高中校考期中)设等差数列an的前n项和为Sn,a2+a6=−12,a3⋅a5=32,且Sn有最小值.
(1)求数列an的通项公式an及前n项和Sn;
(2)设数列an的前n项和为Tn,求Tn.
【答案】(1)an=2n−14;Sn=n2−12n
(2)Tn=−n2+13n,n≤7,n∈N∗n2−13n+84,n≥8,n∈N∗
【详解】(1)因an为等差数列,故a2+a6=a3+a5=−12,
又因a3⋅a5=32,所以a3=−4a5=−8或a3=−8a5=−4,
当a3=−4a5=−8时,an的公差为d=a5−a32=−2,a1=a3−2d=0,
此时Sn=na1+nn−12d=−n2+n有最大值,无最小值不符合题意舍去,
当a3=−8a5=−4时,an的公差为d=a5−a32=2,a1=a3−2d=−12,
此时Sn=na1+nn−12d=n2−13n,有最小值满足题意,
an=a1+n−1d=2n−14,
综上an=2n−14,Sn=n2−an
=T7+Sn−S7
=−72+13×7+n2−13n−72−13×7
=n2−13n+84,
故Tn=−n2+13n,n≤7,n∈N∗n2−13n+84,n≥8,n∈N∗
题型二:通项含取整函数
如:求an=[n+12]的前n项和Tn
例题1.(2023·全国·高三专题练习)Sn为等差数列an的前n项和,且&2n−12,n为奇数&2n2,n为偶数记bn=lgan,其中表示不超过x的最大整数,如&2n−12,n为奇数&2n2,n为偶数.
(Ⅰ)求b1,b11,b101;
(Ⅱ)求数列bn的前1000项和.
【答案】(Ⅰ)b1=0,b11=1,b101=2.(Ⅱ)1893.
试题解析:(Ⅰ)设{an}的公差为d,据已知有71d=28,解得d=1.
所以{an}的通项公式为an=n.
b1=[lg1]=0,b11=[lg11]=1,b101=[lg101]=2.
(Ⅱ)因为bn={0,1≤n<10,1,10≤n<100,2,100≤n<1000,3,n=1000.
所以数列{bn}的前1000项和为1×90×900+3×1=1893.
例题2.(2023·山东东营·高三广饶一中校考阶段练习)已知正项数列an的前n项和为Sn,且Sn2−n2+n−2Sn−2n2+n=0.
(1)求数列an的通项公式;
(2)若bn=lgan(其中表示不超过x的最大整数),求数列bn的前100项的和T100.
【答案】(1)an=2n
(2)147
【详解】(1)因为Sn2−n2+n−2Sn−2n2+n=0,所以SnSn−n2+n=0
又因为an为正项数列,所以Sn>0,可得Sn=n2+n
当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2+n−n−12+n−1=2n,
将n=1代入上式验证显然适合,所以an=2n.
(2)已知bn=lgan,因为a5=10,a50=100,a500=1000,
所以bn=0,1≤n≤41,5≤n≤492,50≤n≤100,
所以T100=0×4+1×45×51=147.
题型三:通项含自定义符号
如:记⟨x⟩表示x的个位数字,如⟨2022⟩=2,⟨2023⟩=3
求an=1<2n−1><2n+1>的前n项和Tn
例题1.(2020秋·广东广州·高二西关外国语学校校考期中)设Sn为数列an的前n项和,Sn=n2.数列bn前n项和为Tn且Tn=43bn−83.数列cn满足cn=lg2bn.
(1)求数列an和cn的通项公式;
(2)记n表示n的个位数字,如2018=8,求数列1an⋅cn的前30项的和.
【答案】(1)an=2n−1;cn=2n+1;(2)103.
【详解】解:(1)a1=S1=1.
n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−(n−1)2=2n−1,a1=1符合上式.
∴an=2n−1.
又b1=T1=43b1−83,b1=8,
而当n≥2时,bn=Tn−Tn−1=43bn−43bn−1,bn=4bn−1,
因为b1=8≠0,故bn≠0,因此bnbn−1=4,所以数列bn为等比数列,
故bn=8⋅4n−1=22n+1,故cn=lg2bn=2n+1.
(2)由(1)得an=2n−1,cn=2n+1,
因为an,cn表示an,cn的个位数,
因此an,cn均为周期数列,且周期为5.
将数列1an⋅cn中每5个一组,前30项和可分为6组,
其前30项的和Q30为
Q30=611×3+13×5+15×7+19×1
=6121−13+13−15+15−17+17−19+19
=6121−19+19.
例题2.(2022秋·安徽阜阳·高三安徽省临泉第一中学校考期中)设Sn为数列an的前n项和,Sn=n2,数列bn满足b2=a3,bn+1=bn.
(1)求an及bn;
(2)记n表示n的个位数字,如6174=4,求数列1an⋅bn的前20项和.
【答案】(1)an=2n−1,;
(2)209
【详解】(1)当n≥2时,an=Sn−Sn−1=2n−1,由于a1=S1=1也满足an=2n−1,则an=2n−1.
∵b2=a3=5,bn+1−bn=2,∴b1=3,bn是首项为3,公差为2的等差数列,∴bn=2n+1.
(2)∵an=2n−1,∴an的前5项依次为1,3,5,7,9.
∵bn=2n+1,∴bn的前5项依次为3,5,7,9,1.
易知,数列an与bn的周期均为5,
∴1an⋅bn的前20项和为411×3+13×5+15×7+17×9+19×1
=4×12×1−13+13−15+15−17+17−19+19=4×12×89+19=209.
二、专题09 数列求和(通项含绝对值数列求和)专项训练
一、单选题
1.(2023秋·江苏·高二专题练习)设数列an满足,a2=6,且an−2an+1+an=2n∈N∗,若表示不超过x的最大整数(例如1.6=1,−1.6=−2),则22a1+32a2+⋯+20192a2018=( )
A.2018B.2019C.2020D.2021
【答案】B
【详解】∵an−2an+1+an=2,∴an−an+1−an+1−an=2,a2−a1=4.
∴an+1−an是等差数列,首项为4,公差为2.
∴an+1−an=4(n−1)=2n.
∴n≥2时,an=an−an−1+an−1−an−2+……+a2−a1+a1
=2n(n−1)+…..×2=2×n(n+1)2=n(n+1).
∴(n+1)2an=n+1n.
∴当n≥2时,(n+1)2an=n+1n=1.
∴22a1+32a2+⋯+20192a2018=2017=2019.
故选:B.
2.(2023·全国·高三专题练习)正项数列an满足:an+an+1+an=anan+1an,a1+a3=6,若前三项构成等比数列且满足,Sn为数列an的前n项和,则S2020的值为( )
(表示不超过x的最大整数).
A.4040B.4041C.5384D.5385
【答案】C
【详解】依题意a1+a2+a3=a1a2a3,a1+a3=6,a22=a1⋅a3,
6+a2=a23,即a2−2a2+12+1=0,解得.
则a1+a3=64=a1⋅a3,结合,解得a1=3−5,a3=3+5.
依题意a2+a3+a4=a2⋅a3⋅a4⇒a4=3−5,
a3+a4+a5=a3⋅a4⋅a5⇒a5=2,
a4+a5+a6=a4⋅a5⋅a6⇒a6=3+5,
所以数列an是周期为3的周期数列,
a1+a2+a3=8,
S2020=S673×3+1=673×8+a1=5384+3−5,
5≈2.236,所以S2020=5384.
故选:D
二、填空题
3.(2023·全国·高三对口高考)已知an的前n项和Sn=n2−4n+1,则 .
【答案】67
【详解】当n=1时,a1=S1=12−4×1+1=−2,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−4n+1−n−12−4n−1+1=2n−5,
取n=1时,a1=2×1−5=−3,此式不满足a1,
故an的通项公式为an=−2,n=12n−5,n≥2,
根据通项公式知,.
所以a1+a2+…a10=−a1+a2+a3+a4+⋯+a10=S10−2S2
故答案为:67.
三、双空题
4.(2023·全国·高三专题练习)对于数列an,如果存在最小的一个常数TT∈N∗,使得对任意的正整数恒有an+T=an成立,则称数列an是周期为T的周期数列.设m=qT+r,m,q,T,r∈N∗,数列前m,T,r项的和分别记为Sm,ST,Sr,则Sm,ST,Sr三者的关系式 ;已知数列an的通项公式为an=|n−13|,那么满足ak+ak+1+⋯+ak+19=102的正整数k = .
【答案】 Sm=qST+Sr k=2或k=5
【详解】(1)因为数列an是周期为T的周期数列,m=qT+r,则Sm=(a1+a2+⋯+aT)+(a1+T+a2+T+⋯+a2T)+⋯+(a1+(q−1)T+a2+(q−1)T+⋯+aqT)+(a1+qT+a2+qT+⋯+ar+qT)=qST+Sr,
所以Sm=qST+Sr.
故答案为:Sm=qST+Sr.
(2)因为an=n−13,所以an=13−n,n≤13n−13,n>13,
所以当n≤13时,an的前n项和为Sn=25n−n22,
当n>13时,an的前n项和为Sn=S13+(1+n−13)(n−13)2=12(n2−25n+312);
满足ak+ak+1+⋯+ak+19=102,
即ak+ak+1+⋯+ak+19=Sk+19−Sk−1=102,k∈N∗.
而Sk+19=12(k+19)2−25(k+19)+312=12(k2+13k+198),
(1)当k−1≤13时,Sk−1=−12k2+272k−13,
所以Sk+19−Sk−1=12(k2+13k+198)−(−12k2+272k−13)=102,
解得k=2或k=5;
(2)当k−1>13时,Sk−1=12(k−1)2−25(k−1)+312=12(k2−27k+338),
所以Sk+19−Sk−1=12(k2+13k+198)−12(k2−27k+338)=102,
解得k不是整数,舍去.
故答案为:k=2或k=5.
四、解答题
5.(2023·河南·校联考模拟预测)已知数列an是首项为1的等差数列,数列bn−1是公比为2的等比数列,且.
(1)求数列an,bn的通项公式;
(2)设表示不超过x的最大整数(如:),求集合中元素的个数.
【答案】(1)
(2)36
【详解】(1)设等差数列an的公差为d,
由题意可知,
因为,
所以1d=2b1−1+11+5d+4b1−1+1=20,
解得b1=3,d=2,所以an=1n−1=2n−1,
bn−1=3−1×2n−1=2n,故bn=2n+1.
(2)因为,所以,所以.
因为,
所以当m=1时,,则1
当m=4时,a4
由于集合中的元素互异,需要减去重复出现的元素,
所以集合中元素的个数为
个.
6.(2023·全国·高二专题练习)从条件①2Sn=n+1an,an>0;②an2+an=2Sn,an>0;③Sn+Sn−1=ann≥2中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
已知数列an的前n项和为Sn,,_____________.
(1)求an的通项公式;
(2)表示不超过x的最大整数,记,求bn的前100项和T100.
【答案】(1)若选①或②,an=n,;选③,an=2n−1
(2)若选①或②,92;选③,145
【详解】(1)若选①:
因为2Sn=n+1an,n∈N∗,所以2Sn−1=nan−1,n≥2,
两式相减得2an=n+1an−nan−1,整理得n−1an=nan−1,n≥2,
即ann=an−1n−1,n≥2,所以ann为常数列,ann=a11=1,所以an=n;
若选②:
因为an2+an=2Sn,n∈N∗,所以an−12+an−1=2Sn−1,n≥2,
两式相减an2−an−12+an−an−1=2Sn−2Sn−1=2an,n≥2,
得an−an−1an+an−1=an+an−1,n≥2,因为an>0,所以an−an−1=1,n≥2,
故an为等差数列,则an=1+n−1×1=n;
若选③:
由Sn+Sn−1=an,n≥2,变形得:Sn+Sn−1=Sn−Sn−1,则Sn+Sn−1=Sn+Sn−1Sn−Sn−1,
易知Sn>0,所以Sn−Sn−1=1,n≥2,则Sn为等差数列,由S1=a1=1,则Sn=1+n−1×1=n,Sn=n2,所以an=Sn−Sn−1=2n−1,n≥2,
由当n=1时,,也满足上式,所以an=2n−1.
(2)若选①或②:
由题意,bn=lgan=lgn,当1≤n≤9时,0≤lgn<1,bn=0;
当10≤n≤99时,1≤lgn<2,bn=1;当n=100时,lgn=2;
T100=0×9+90×1=92.
若选③:
由题意,bn=lgan=lg2n−1,当1≤n≤5时,0≤lg2n−1<1,bn=0;
当6≤n≤50时,1
7.(2023·全国·高三专题练习)在①a3+a5=14;②S4=28;③a8是a5与a13的等比中项,三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
问题:已知an为公差不为零的等差数列,其前n项和为Sn,bn为等比数列,其前n项和Tn=2n+λ,λ为常数,a1=b1,
(1)求数列an,bn的通项公式;
(2)令cn=lgan,其中表示不超过x的最大整数,求c1+c2+c3+…+c100的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】答案见解析
【详解】若选①:1由已知b2=T2−T1=2,b3=T3−T2=4,所以q=b3b2=2
通项bn=b2qn−2=2×2n−2=2n−1,
故a1=b1=1
不妨设an的公差为d.则1d+1+4d=14,
解得d=2,所以an=2n−1
2由cn=lgan,则c1=c2=c3=c4=c5=0,c6=c7=…=C50=1,
c51=c52=…=c100=2,
所以c1+c2+c3+…+c100=1×45×50=145.
若选②:1由已知b2=T2−T1=2,b3=T3−T2=4,q=b3b2=2,
通项bn=b2an−2=2×2n−2=2n−1
故a1=b1=1.
不妨设an的公差为d,则4×1+4×32×d=28,
解得d=4,所以an=4n−3.
2由cn=lgan,则c1=c2=c3=0,c4=c5=…=C25=1,
c26=c27=…=c100=2,
所以c1+c2+c3+…+c100=1×22×75=172.
若选③:1由已知b2=T2−T1=2,b3=T3−T2=4,所以q=b3b2=2
通项bn=b2qn−2=2×2n−2=2n−1,
故a1=b1=1
不妨设an的公差为d.则1+7d2=1+4d1+12d,
因为d≠0,解得d=2,所以an=2n−1.
2由cn=lgan
则c1=c2=c3=c4=c5=0,c6=c7=…=c50=1
c51=c52=…=c100=2,
所以c1+c2+c3+…+c100=1×45×50=145.
8.(2023·全国·高三专题练习)已知等差数列{an}中,公差d=2,a2是a1和a4的等比中项;
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=|11−12an|,求数列{bn}的前n项和Tn.
【答案】(1)an=2n;(2)Tn=−n21n2,n≤11n2−21n202,n≥12
【详解】(1)a2是a1和a4的等比中项,
所以,
即(a1+d)2=a1(a1+3d),
又由d=2,
即(a1)2=a1(a1+6),
整理得,
所以数列an的通项公式为an=2n.
(2)由(1)知an=2n,n∈N∗,
则bn=|11−12an|=11−n,
当n≤11时,,
所以Tn=nb1+bn2=n11−1+11−n2=n21−n2=−n21n2,
当n≥12时,记数列11−n的前n项和为Sn,
则Sn=−n21n2,
所以Tn=S11−Sn−S11=2S11−Sn=110−−n21n2=n2−21n202,
综上得:Tn=−n21n2,n≤11n2−21n202,n≥12.
9.(2023·全国·高三专题练习)已知数列an的前n项和为Sn=14n−n2.
(1)求数列an的通项公式;
(2) 求数列an的前n项和Tn.
【答案】(1)an=15−2n,(2)Tn=&14n−n2,1≤n≤7,n∈N+&n2−14n+98,n≥8,n∈N+
【详解】解:(1)当n=1时,S1=14−1=13,即,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=14n−n2−[14(n−1)−(n−1)2]=15−2n,
n=1时,满足上式,
所以an=15−2n
(2)由an≥0得n≤152,而n∈N+,
所以当1≤n≤7时,an≥0,当n≥8时,an<0,
当1≤n≤7时,Tn=a1+a2+⋅⋅⋅+an=a1+a2+⋅⋅⋅+an=Sn=14n−n2,
当n≥8时,Tn=a1+a2+⋅⋅⋅+a7+a8+⋅⋅⋅+an
=a1+a2+⋅⋅⋅+a7−(a8+⋅⋅⋅+an)
=S7−(Sn−S7)
=2S7−Sn
=n2−14n+98,
所以Tn=&14n−n2,1≤n≤7,n∈N+&n2−14n+98,n≥8,n∈N+
10.(2023秋·江西南昌·高三南昌市外国语学校校考阶段练习)已知数列an是单调递增的等差数列,设其前n项和为Sn,已知S2=3,且a2,a4,a8成等比数列.
(1)求an的通项公式:
(2)定义为不大于x的最大整数,求数列的前2m−1m∈N∗项和.
【答案】(1)an=n,
(2)(m−2)2m
【详解】(1)设等差数列an的公差为d,由题意可知d>0,
因为S2=3,且a2,a4,a8成等比数列,
所以a1+a1+d=3a1+3d2=(a1+d)(a1+7d),解得a1=1d=1或a1=32d=0(舍去),
所以an=a1+(n−1)d=1+n−1=n,
(2)由(1)得lg2an=lg2n,
所以lg2a2m−1=lg22m−1=m−1,所以lg2a2m−1=lg22m−1=m−1,
当n=1时,lg2n=0,
当n=2时,lg2n=1,当n=3时,lg2n=lg23=1,
当n=4,5,6,7时,lg2n=2,
当n=8,9,10,11,12,13,14,15时,lg2n=4,
当n=24,24+1,⋅⋅⋅,25−1时,lg2n=4,
……
当n=2m−1,2m−1+1,2m−1,⋅⋅⋅,2m−1时,lg2n=m−1,
所以数列的前2m−1m∈N∗项和为
0+1×21×22+3×23+⋅⋅⋅+(m−1)2m−1,
令S=1×21×22+3×23+⋅⋅⋅+(m−1)2m−1,则
2S=1×22×23+3×24+⋅⋅⋅+(m−2)⋅2m−1+(m−1)⋅2m,
所以−S=2+22+23+24+⋅⋅⋅+2m−1−(m−1)⋅2m
=2(1−2m−1)1−2−(m−1)2m
=−(m−2)2m−2,
所以S=(m−2)2m.
11.(2023春·广西北海·高二统考期末)已知函数an的首项a1=1,且满足an+1=4anan+3.
(1)求证:an−2an+1为等比数列,并求an;
(2)对于实数x,表示不超过x的最大整数,求1a1+1+2a2+1+3a3+1+⋯+60a60+1的值.
【答案】(1)证明见解析,an=31+1225n−1−1
(2)610
【详解】(1)因为a1=1,an+1=4anan+3,
所以an+1−2an+1+1=4an−2an+34an+an+3=2an−45an+5=25⋅an−2an+1,
又因为a1−2a1+1=−12,
所以数列an−2an+1是首项为−12,公比为25的等比数列,
所以an−2an+1=−1225n−1,整理得到an=31+1225n−1−1,
所以an=31+1225n−1−1.
(2)因为nan+1=n1+1225n−13=n3+n625n−1,
所以1a1+1+2a2+1+⋯+60a60+1=131+3+⋯+60+16125+⋯+602559
=610+16125+⋯+602559.
设T=125+⋯+602559,所以25T=25252+⋯+602560,
所以35T=1+25+⋯+2559−602560
=1×1−25601−25−602560=53×1−2560−602560,
所以T=259−92592560,
所以1a1+1+2a2+1+⋯+60a60+1=610+16259−92592560=610+2554−925542560.
因为0<925542560<2554,所以0<2554−92592560<1,
所以1a1+1+2a2+1+⋯+60a60+1=610.
12.(2023春·河南·高二校联考期末)已知等比数列an是递减数列,设其前n项和为Sn,已知S3=74,且a1,58,a3成等差数列.
(1)求an的通项公式;
(2)定义为不大于x的最大整数,若等差数列bn的首项为S4,公差为an的公比,求数列lg28bn−114的前15项和.
【答案】(1)an=12n−1
(2)34
【详解】(1)设等比数列an的公比为q,
因为a1,58,a3成等差数列,所以a1+a1q2=54①.
因为S3=74,所以a1+a1q+a1q2=74②.
②-①得a1q=12,所以q=12a1,
代入a1+a1q2=54,得4a12−5a1+1=0.
解得a1=1,q=12或a1=14,q=2(舍去).
所以an=a1qn−1=12n−1.
(2)由(1)可得S4=1×1−1241−12=158,
所以bn=S4+n−1q=158+n−12=4n+118,则8bn−114=n.
所以lg28bn−114=lg2n.
当n=1时,lg2n=0.
当n=2,3时,lg2n=1,
当n=4,5,6,7时,lg2n=2,
当n=8,9,⋅⋅⋅,15时,lg2n=3,
所以数列lg28bn−114的前15项和为0+1×2×4+3×8=34.
13.(2023·全国·高二随堂练习)等差数列an中,a1=20,公差d=−52,令bn=|an|,求数列bn的前n项和Sn.
【答案】Sn=−54n2+854n,n≤9 54n2−854n+180,n>9
【详解】由题意知等差数列an中,a1=20,公差d=−52,
故an=a1+n−1d=20+n−1×−52=−52n+452,
令an=−52n+452≥0,∴n≤9,
故当n≤9时,;
当n>9时,an<0,
=920+02−n−9−52−52n+4522=54n2−854n+180,
故Sn=−54n2+854n,n≤954n2−854n+180,n>9.
14.(2023·全国·高三专题练习)an=2n−1n∈N∗,bn=2n+1,n∈N∗,记⟨x⟩表示x的个位数字,如⟨2022⟩=2,⟨2023⟩=3, 求数列1⟨an⟩⋅⟨bn⟩的前20项的和T20
【答案】5
【详解】因为⟨an⟩,⟨bn⟩分别表示an,bn的个位数,
所以{⟨an⟩}为1,3,5,7,9的周期数列,且周期为5,
{⟨bn⟩}为3,5,7,9,1周期数列,且周期为6,
将数列1⟨an⟩⋅⟨bn⟩中每5个一组,前20项和可分为5组,
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