1.(2012·杭州第一次质检)设等差数列{an}的前n项和为Sn,则a6+a7>0是S9≥S3的( )
A.充分但不必要条件 B.必要但不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
[答案] A
[解析] ∵S9≥S3?a4+a5+a6+a7+a8+a9≥0?3(a6+a7)≥0?a6+a7≥0,∴a6+a7>0?a6+a7≥0,但a6+a7≥0?/ a6+a7>0,故选A.
2.(2011·淄博模拟)已知{an}是递增数列,且对任意n∈N*都有an=n2+λn恒成立,则实数λ的取值范围是( )
A.(-,+∞) B.(0,+∞)
C.[-2,+∞) D.(-3,+∞)
[答案] C
[解析] an=n2+λn=(n+)2-,
∵对任意n∈N*,an+1>an,
∴-≤1,∴λ≥-2,故选 C.
3.(文)设函数f(x)=xm+ax的导函数f ′(x)=2x+1,则数列{}(n∈N*)的前n项和是( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] f ′(x)=mxm-1+a=2x+1,∴a=1,m=2,
∴f(x)=x(x+1),==-,
∴Sn=++…+=.
(理)(2011·北京西城期末)已知各项均不为零的数列{an},定义向量cn=(an,an+1),bn=(n,n+1),n∈N*.则下列命题中为真命题的是( )
A.若对于任意n∈N*总有cn∥bn成立,则数列{an}是等差数列
B.若对于任意n∈N*总有cn∥bn成立,则数列{an}是等比数列
C.若对于任意n∈N*总有cn⊥bn成立,则数列{an}是等差数列
D.若对于任意n∈N*总有cn⊥bn成立,则数列{an}是等比数列
[答案] A
[解析] 若对任意n∈N*,有cn∥bn,则==,所以an+1-an=an+2-an+1,即2an+1=an+an+2,所以数列{an}为等差数列.
4.(文)(2011·山西运城教学检测)已知数列{an}的前n项和为Sn,过点P(n,Sn)和Q(n+1,Sn+1)(n∈N*)的直线的斜率为3n-2,则a2+a4+a5+a9的值等于( )
A.52 B.40
C.26 D.20
[答案] B
[解析] 由题意得=3n-2,∴Sn+1-Sn=3n-2,即an+1=3n-2,∴an=3n-5,因此数列{an}是等差数列,a5=10,而a2+a4+a5+a9=2(a3+a7)=4a5=40,故选B.
(理)两个正数a、b的等差中项是,一个等比中项是2,且aa>0,
∴a=3,b=4.∴e===.
5.(2011·江西新余四中期末)在△ABC中,=是角A、B、C成等差数列的( )
A.充分非必要条件 B.充要条件
C.必要非充分条件 D.既不充分也不必要条件
[答案] A
[解析] =?2sinAsinC-sin2A=2cosAcosC+cos2A?2cos(A+C)+1=0?cosB=?B=?A+C=2B?A、B、C成等差数列.但当A、B、C成等差数列时,=不一定成立,如A=、B=、C=.故是充分非必要条件.故选A.
6.(2012·东北三省四市第三次联考)设数列{an}满足a1=2,an+1=1-,记数列{an}的前n项之积为Tn,则T2010的值为( )
A.1 B.2
C. D.
[答案] D
[解析] ∵a1=2,a2=1-=,a3=1-=-,a4=1-=-3, a5=1-=2.
∴an+4=an,∴{an}是以4为周期的数列,T4=2××(-)×(-3)=1.∴T2010=T2008×a2009×a2010=,故选D.
7.某程序框图如图所示,该程序运行后输出的k的值是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
[答案] D
[解析] 由程序框图可知,S=1+2+22+…+2k=2k+1-1,由S<2014得,2k+1<2015,∴k≤9.
∵1+2+22+…+29=1023,
∴S的值加上29后,变为S=1023<2014,此时k的值增加1变为k=10,
再执行一次循环体后,
S=1023+210=2047,k=10+1=11,此时不满足S<2014,输出k的值11后结束.
[点评] 这是最容易出错的地方,解这类题时,既要考虑等比数列求和,在k取何值时,恰满足S≥2014,又要顾及S与k的赋值语句的先后顺序.
8.(文)已知数列{an}的通项公式为an=2n(n∈N*),把数列{an}的各项排列成如图所示的三角形数阵:
2
22 23
24 25 26
27 28 29 210
……
记M(s,t)表示该数阵中第s行的第t个数,则M(11,2)对应的数是________(用2n的形式表示,n∈N).
[答案] 257
[解析] 由数阵的排列规律知,第m行的最后一个数是数列{an}的第1+2+3+…+m=项,且该行有m项,由此可知第11行的第2个数是数列{an}的第+2=57项,对应的数是257.
(理)若数列{an}满足-=d(n∈N*,d为常数),则称数列{an}为调和数列.已知数列{}为调和数列,且x1+x2+…+x20=200,则x5+x16=________.
[答案] 20
[解析] 由题意,若{an}为调和数列,则{}为等差数列,∵{}为调和数列,∴数列{xn}为等差数列,由等差数列的性质可知,x5+x16=x1+x20=x2+x19=…=x10+x11==20.故填20.
9.(文)(2011·江苏镇江市质检)已知1,x1,x2,7成等差数列,1,y1,y2,8成等比数列,点M(x1,y1),N(x2,y2),则线段MN的中垂线方程是________.
[答案] x+y-7=0
[解析] 由条件得x1=3,x2=5,y1=2,y2=4,
∴MN的中点(4,3),kMN=1,∴MN的中垂线方程为y-3=-(x-4),即x+y-7=0.
(理)已知双曲线an-1y2-anx2=an-1an(n≥2,n∈N*)的焦点在y轴上,一条渐近线方程是y=x,其中数列{an}是以4为首项的正项数列,则数列{an}的通项公式是________.
[答案] an=2n+1
[解析] 双曲线方程为-=1,∵焦点在y轴上,又渐近线方程为y=x,∴=,
又a1=4,∴an=4×2n-1=2n+1.
10.(文)(2011·北京海淀)数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,且Sn=Sn-1+2n(n≥2,n∈N*).
(1)求Sn;
(2)是否存在等比数列{bn}满足b1=a1,b2=a3,b3=a9?若存在,则求出数列{bn}的通项公式;若不存在,则说明理由.
[解析] (1)因为Sn=Sn-1+2n,
所以有Sn-Sn-1=2n对n≥2,n∈N*成立.
即an=2n对n≥2成立.又a1=S1=2×1,
所以an=2n对n∈N*成立.
所以an+1-an=2对n∈N*成立.
所以{an}是等差数列.
所以Sn=n2+n,n∈N*.
(2)存在.由(1)知an=2n对n∈N*成立,
则a3=6,a9=18.又a1=2,
所以由b1=a1,b2=a3,b3=a9,得==3.
即存在以b1=2为首项,公比为3的等比数列{bn},其通项公式为bn=2·3n-1.
(理)(2012·天津十二区县联考一)已知数列{an}的前n项和Sn满足:Sn=a(Sn-an+1)(a为常数,且a≠0,a≠1).
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=a+Sn·an,若数列{bn}为等比数列,求a的值.
(3)在满足条件(2)的情形下,设cn=-,数列{cn}的前n项和为Tn,求证:Tn>2n-.
[解析] (1)S1=a(S1-a1+1),∴a1=a,
当n≥2时,Sn=a(Sn-an+1),
Sn-1=a(Sn-1-an-1+1),
两式相减得an=a·an-1,=a,
即{an}是等比数列,∴an=a·an-1=an.
(2)由(1)知an=an,Sn=,
∴bn=(an)2+an
=,
若{bn}为等比数列,则有b=b1b3,
而b1=2a2,b2=a3(2a+1),b3=a4(2a2+a+1),
故[a3(2a+1)]2=2a2·a4(2a2+a+1),
解得a=,
再将a=代入,得bn=()n成立,
所以a=.
(3)证明:由( 2)知bn=()n,
所以cn=-
=+=2-+,
所以cn>2-+,
Tn=c1+c2+…+cn
>(2-+)+(2-+)+…+(2-+)=2n-+>2n-.
能力拓展提升
11.在圆x2+y2=10x内,过点(5,3)有n条长度成等差数列的弦,最短弦长为数列{an}的首项a1,最长弦长为an,若公差d∈(,],那么n的取值集合为( )
A.{4,5,6} B.{6,7,8,9}
C.{3,4,5} D.{3,4,5,6}
[答案] A
[解析] ∵圆x2+y2=10x,∴(x-5)2+y2=5,圆心为(5,0),半径为5.故最长弦长an=10,最短弦长a1=8,∴10=8+(n-1)d,∴d=,
∵d∈(, ],∴<≤,∴4≤n<7,
又∵n∈N*,∴n的取值为4,5,6,故选A.
12.(文)(2011·安徽百校论坛联考)已知a>0,b>0,A为a,b的等差中项,正数G为a,b的等比中项,则ab与AG的大小关系是( )
A.ab=AG B.ab≥AG
C.ab≤AG D.不能确定
[答案] C
[解析] 由条件知,a+b=2A,ab=G2,∴A=≥=G>0,∴AG≥G2,即AG≥ab,故选C.
[点评] 在知识交汇点处命题是常见命题方式,不等式与数列交汇的题目要特别注意等差(等比)数列的公式及性质的运用.
(理)已知等比数列{an}的各项均为正数,公比q≠1,设P=(log0.5a5+log0.5a7),Q=log0.5,P与Q的大小关系是( )
A.P≥Q B.PQ
[答案] D
[解析] P=log0.5=log0.5,Q=log0.5,
∵q≠1,∴a3≠a9,∴>
又∵y=log0.5x在(0,+∞)上递减,
∴log0.50,∴a5a6=2,∴+=·a5a6·(+)=(a5+a6)≥×2=,等号在a5=a6=时成立.
3.(2011·银川一中三模)已知函数f(x)=x2+bx的图象在点A(1,f(1))处的切线l与直线3x-y+2=0平行,若数列{}的前n项和为Sn,则S2012的值为( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 本题考查导数的几何意义及数列求和知识;由于f ′(x)=2x+b,据题意则有f ′(1)=2+b=3,故b=1,即f(x)=x2+x,从而==-,
其前n项和Sn=(1-)+(-)+…+(-)=1-=,故S2012=.
4.(2012·吉林省实验中学模拟)已知正数组成的等差数列{an}的前20项的和是100,那么a6·a15的最大值是( )
A.25 B.50
C.100 D.不存在
[答案] A
[解析] 由条件知,a6+a15=a1+a20=S20=×100=10,a6>0,a15>0,∴a6·a15≤()2=25,等号在a6=a15=5时成立,即当an=5(n∈N*)时,a6·a15取最大值25.
5.(2011·黄冈月考)在数列{an}中,a1=1,anan-1=an-1+(-1)n(n≥2,n∈N*),则的值是( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] ∵a1=1,anan-1=an-1+(-1)n,
∴a2a1=a1+1,∴a2=2,;
∵a3a2=a2-1,∴a3=;
∵a4a3=a3+1,∴a4=3;
∵a5a4=a4-1,∴a5=,∴=.
6.(2012·北京海淀期中)已知数列A:a1,a2,…,an(0≤a10,则有an+an=2an>an不是数列中的项,故an-an=0必为数列中的一项,即a1=0,得命题③正确;若数列a1,a2,a3(0≤a1a3不是数列中的项,必有a3-a2=a2,即a3=2a2,因a1=0,故a1+a3=2a2,得命题④正确,综上可得真命题共有3个,故应选B.
7.(2011·杭州二检)已知{an}是公差不为0的等差数列,{bn}是等比数列,其中a1=2,b1=1,a2=b2,2a4=b3,且存在常数α、β,使得an=logαbn+β对每一个正整数n都成立,则αβ=________.
[答案] 4
[解析] 设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,则,解得(舍去)或,所以an=2n,bn=4n-1.若an=logαbn+β对每一个正整数n都成立,则满足2n=logα4n-1+β,即2n=(n-1)logα4+β,因此只有当α=2,β=2时上式恒成立,所以αβ=4.
8.(2011·天津市二十区县联考)已知Sn是数列{an}的前n项和,向量a=(an-1,-2),b=(4,Sn)满足a⊥b,则=________.
[答案]
[解析] ∵a=(an-1,-2),b=(4,Sn)满足a⊥b,
∴a·b=0,
∴4an-4-2Sn=0,即Sn=2an-2,
∴Sn-1=2an-1-2(n≥2).
两式相减得an=2an-1,∴=2.
由Sn=2an-2(n∈N*),得a1=2.
∴{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴an=2n.
∴==.
9.(2011·苏州检测)正整数按下列方法分组:{1},{2,3,4},{5,6,7,8,9},{10,11,12,13,14,15,16},…,记第n组中各数之和为An;由自然数的立方构成下列数组:{03,13},{13,23},{23,33},{33,43},…,记第n组中后一个数与前一个数的差为Bn,则An+Bn=________.
[答案] 2n3
[解析] 由题意知,前n组共有1+3+5+…+(2n-1)=n2个数,所以第n-1组的最后一个数为(n-1)2,第n组的第一个数为(n-1)2+1,第n组共有2n-1个数,所以根据等差数列的前n项和公式可得
An=(2n-1)=[(n-1)2+n](2n-1),而Bn=n3-(n-1)3,
所以An+Bn=2n3.
10.已知点是函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象上一点,等比数列{an}的前n项和为f(n)-c,数列{bn}(bn>0)的首项为c,且前n项和Sn满足Sn-Sn-1=+(n≥2).
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若数列前n项和为Tn,问使Tn>的最小正整数n是多少?
[解析] (1)∵点是函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象上一点,∴f(1)=a=.
已知等比数列{an}的前n项和为f(n)-c,则当n≥2时,an=[f(n)-c]-[f(n-1)-c]=an(1-a-1)=-.
∵{an}是等比数列,∴{an}的公比q=.
∴a2=-=a1q=[f(1)-c]×,
解得c=1,a1=-.
故an=-(n≥1).
由题设知{bn}(bn>0)的首项b1=c=1,
其前n项和Sn满足Sn-Sn-1=+(n≥2),
由Sn-Sn-1=+?-=1,且==1.
∴{}是首项为1,公差为1的等差数列,
即=n?Sn=n2.
∵bn=Sn-Sn-1=2n-1(n≥2),
又b1=1=2×1-1,
故数列{bn}的通项公式为:bn=2n-1(n≥1).
(2)∵bn=2n-1(n≥1),
∴=.
∴Tn=
=
=.
要Tn>?>?n>=111,
故满足条件的最小正整数n是112.
11.(2011·焦作模拟)已知函数f(x)=ax的图象过点(1,),且点(n-1,)(n∈N+)在函数f(x)=ax的图象上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=an+1-an,若数列{bn}的前n项和为Sn,求证:Sn<5.
[解析] (1)∵函数f(x)=ax的图象过点(1,),
∴a=,f(x)=()x.
又点(n-1,)(n∈N+)在函数f(x)=ax的图象上,从而=,即an=.
(2)由bn=-=得,
Sn=++…+,
则Sn=++…++,
两式相减得:Sn=+2(++…+)-,
∴Sn=5-,∴Sn<5.
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