课时提能演练(三十二)
(45分钟 100分)
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.(2012·西安模拟)设Sn为等差数列{an}的前n项和,公差d=-2,若S10=S11,则a1=( )
(A)18 (B)20 (C)22 (D)24
2.数列{an}、{bn}都是等差数列,a1=5,b1=7,且a20+b20=60,则{an+bn}的前20项和为( )
(A)700 (B)710 (C)720 (D)730
3.已知数列{an}的通项公式是an=,其前n项和Sn=,则项数n等于
( )
(A)13 (B)10 (C)9 (D)6
4.已知数列{an}:,+,++,…,+++…+,…,若bn=,那么数列{bn}的前n项和Sn为( )
(A) (B)
(C) (D)
5.数列{an}中,已知对任意正整数n,a1+a2+a3+…+an=2n-1,则a+a+a+…+a等于( )
(A)(2n-1)2 (B)(2n-1)
(C)(4n-1) (D)4n-1
6.设数列{xn}满足logaxn+1=1+logaxn(n∈N+,a>0且a≠1),且x1+x2+x3+…+x100=100,则x101+x102+x103+…+x200的值为( )
(A)100a2 (B)101a2
(C)100a100 (D)101a100
二、填空题(每小题6分,共18分)
7.(易错题)设数列{an}满足a1+2a2=3,且对任意的n∈N+,点列{Pn(n,an)}恒满足=(1,2),则数列{an}的前n项和Sn为 .
8.(2012·衡水模拟)已知f(3x)=4xlog23+233,则f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)的值等于 .
9.已知{an}是公差为-2的等差数列,且a1=12,则|a1|+|a2|+|a3|+…+|a20|= .
三、解答题(每小题15分,共30分)
10.(2012·泉州模拟)已知数列{an}是各项均不为0的等差数列,Sn为其前n项和,且满足an2=S2n-1,n∈N+.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{bn}满足bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
11.(2012·咸阳模拟)已知等差数列{an},公差d>0,其前n项和为Sn,且满足a2·a3=45,a1+a4=14.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2nan(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)设Fn=(4n-5)·2n+1,试比较Fn与Tn的大小.
【探究创新】
(16分)已知公差为d(d>1)的等差数列{an}和公比为q(q>1)的等比数列{bn},满足集合{a3,a4,a5}∪{b3,b4,b5}={1,2,3,4,5},
(1)求通项an,bn;(2)求数列{an·bn}的前n项和Sn.
答案解析
1.【解析】选B.方法一:∵S10=S11,∴a11=0,
∴a1+10d=0,∴a1=20.
方法二:∵S10=S11,
∴10a1+=11a1+,∴a1=20.
2.【解题指南】根据等差数列的性质可知,{an+bn}仍然是等差数列,所以利用等差数列的求和公式求解即可.
【解析】选C.由题意知{an+bn}也为等差数列,所以{an+bn}的前20项和为:
S20===720.
3.【解题指南】首先对数列的通项公式进行变形,观察通项公式的特点是一个常数列与一个等比数列的差,所以需要分组求和.
【解析】选D.∵an=1-,
∴Sn=(1-)+(1-)+(1-)+…+(1-)
=n-(+++…+)
=n-=n-1+,
由Sn==n-1+,观察可得出n=6.
4.【解析】选B.由题意得an==,
∴bn===4(-),
∴Sn=4[(1-)+(-)+…+(-)]
=4(1-)=.
5.【解析】选C.∵a1+a2+a3+…+an=2n-1,
∴a1+a2+a3+…+an-1=2n-1-1(n≥2,n∈N+),
∴an=2n-2n-1=2n-1,
当n=1时,a1=21-1=1,
∴a1也适合上式,∴an=2n-1,∴a=4n-1,
∴a+a+a+…+a==(4n-1).
6.【解析】选C.logaxn+1=1+logaxn,
得xn+1=axn,且a>0,a≠1,xn>0,
∴数列{xn}是公比为a的等比数列,
∴x101+x102+x103+…+x200
=x1a100+x2a100+x3a100+…+x100a100
=100a100.
7.【解析】由题意得Pn+1(n+1,an+1),则=(1,an+1-an)=(1,2),即an+1-an=2,所以数列{an}是以2为公差的等差数列.又a1+2a2=3,所以a1=-,所以Sn=n(n-).
答案:n(n-)
【变式备选】已知数列{an}的通项公式an=4n,bn=,则数列{bn}的前10项和S10=( )
(A) (B) (C) (D)
【解析】选B.根据题意bn==(-),
所以{bn}的前10项和S10=b1+b2+…+b10=(-+-
+…+-)=(-)=(-)=,故选B.
8.【解析】令3x=t,则x=log3t,
∴f(t)=4log3tlog23+233=4log2t+233
∴f(2n)=4n+233
∴f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)
=4(1+2+…+8)+233×8=2 008.
答案:2 008
【变式备选】数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,a2=2,an+2-an=1+(-1)n(n∈N+),则S100= .
【解析】由an+2-an=1+(-1)n知
a2k+2-a2k=2,a2k+1-a2k-1=0,
∴a1=a3=a5=…=a2n-1=1,
数列{a2k}是等差数列,a2k=2k.
∴S100=(a1+a3+a5+…+a99)+(a2+a4+a6+…+a100)=50+(2+4+6+…+100)=50+=2 600.
答案:2 600
9.【解析】由题意知,an=12+(n-1)×(-2)=-2n+14.
令-2n+14≥0,得n≤7.
∴当n≤7时,an≥0,当n>7时,an<0.
∴|a1|+|a2|+|a3|+…+|a20|=(a1+a2+…+a7)-(a8+a9+…+a20)
=2S7-S20=2[7×12+×(-2)]-[20×12+×(-2)]=224.
答案:224
【方法技巧】绝对值型数列求和的求解策略
(1)an是先正后负型的{|an|}的前n项和的求解策略:
找出an正负的分界点(假设前m项为正),考虑当{|an|}的项数n≤m时,|an|=an,{|an|}的前n项和Tn与{an}的前n项和Sn相等,当n>m时,{|an|}的前n项和Tn=a1+a2+…+am-am+1-…-an=-Sn+2Sm.可以总结为“一求两考虑”.
(2)an是先负后正型的{|an|}的前n项和的求解策略:同样是“一求两考虑”,一求是求出an正负的分界点(假设前m项为负),两个考虑是当{|an|}的项数n≤m时,|an|=-an,Tn=-Sn,当n>m时,{|an|}的前n项和Tn=|a1|+|a2|+…+|an| =-a1-a2-…-am+am+1+…+an=Sn-2Sm(Sn是数列{an}的前n项和).
10.【解析】(1)方法一:设等差数列{an}的公差为d,首项为a1,在an2=S2n-1中,令n=1,n=2,
得即
解得a1=1,d=2,∴an=2n-1.
方法二:∵{an}是等差数列,∴=an,
∴S2n-1=(2n-1)=(2n-1)an.
由an2=S2n-1,得an2=(2n-1)an,
又∵an≠0,∴an=2n-1.
(2)∵bn==
=(-),
∴Tn=(1-+-+…+-)
=.
11.【解析】(1)方法一:由已知可得
(d>0),
解得.
∴an=1+4(n-1)=4n-3.
方法二:由{an}为等差数列得:a2+a3=a1+a4=14,
又a2a3=45,
故a2、a3可以看作方程x2-14x+45=0的两根,
由d>0得a3>a2,
∴a3=9,a2=5,故d=a3-a2=4,a1=a2-d=1,
∴an=1+4(n-1)=4n-3.
(2)∵bn=2nan=(4n-3)·2n,
∴Tn=1·21+5·22+9·23+…+(4n-7)·2n-1+(4n-3)·2n ①
2Tn=1·22+5·23+9·24+…+(4n-7)·2n+(4n-3)·2n+1 ②
①-②得:
-Tn=2+4(22+23+…+2n)-(4n-3)·2n+1
=2+4·-(4n-3)·2n+1
=2+4·2n+1-16-(4n-3)·2n+1
=-(4n-7)·2n+1-14.
∴Tn=(4n-7)·2n+1+14.
(3)∵Fn-Tn=(4n-5)·2n+1-(4n-7)·2n+1-14=2n+2-14,
∴当n≥2时,2n+2≥24=16>14,
即2n+2-14>0,故Fn>Tn,
当n=1时,2n+2=23=8<14,
即2n+2-14<0,故FnTn.
【变式备选】(2012·合肥模拟)设数列{an}满足a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,cn=bnbn+1,记Sn=c1+c2+…+cn,证明:Sn<1.
【解析】(1)由题意,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1+2n-1an=,
当n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=.
两式相减,得2n-1an=-=.
所以,当n≥2时,an=.
当n=1时,a1=也满足上式,所求通项公式an=(n∈N*).
(2)bn===.
cn=bnbn+1==-,
Sn=c1+c2+…+cn=+++…+=1-<1.
【探究创新】
【解题指南】(1)结合等差数列与等比数列的项,由{a3,a4,a5}∪{b3,b4,b5}={1,2,3,4,5}可得a3,a4,a5,b3,b4,b5的值,从而可求数列的通项.
(2)由于{an},{bn}分别为等差数列、等比数列,用“乘公比错位相减”求数列的前n项和Sn.
【解析】(1)∵1,2,3,4,5这5个数中成公差大于1的等差数列的三个数只能是1,3,5;成公比大于1的等比数列的三个数只能是1,2,4.
而{a3,a4,a5}∪{b3,b4,b5}={1,2,3,4,5},
∴a3=1,a4=3,a5=5,b3=1,b4=2,b5=4,
∴a1=-3,d=2,b1=,q=2,
∴an=a1+(n-1)d=2n-5,bn=b1×qn-1=2n-3.
(2)∵anbn=(2n-5)×2n-3,
∴Sn=(-3)×2-2+(-1)×2-1+1×20+…+(2n-5)×2n-3,
2Sn=-3×2-1+(-1)×20+…+(2n-7)×2n-3+(2n-5)×2n-2,
两式相减得-Sn=(-3)×2-2+2×2-1+2×20+…+2×2n-3-(2n-5)×2n-2=--1+2n-1-(2n-5)×2n-2,∴Sn=+(2n-7)×2n-2.
【变式备选】已知等差数列{an}的前3项和为6,前8项和为-4,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=(4-an)qn-1(q≠0,n∈N+),求数列{bn}的前n项和Sn.
【解析】(1)设{an}的公差为d,由已知得
解得a1=3,d=-1,故an=3-(n-1)=4-n.
(2)由(1)可得,bn=n·qn-1,于是
Sn=1·q0+2·q1+3·q2+…+n·qn-1.
若q≠1,将上式两边同乘以q,
qSn=1·q1+2·q2+…+(n-1)·qn-1+n·qn.
两式相减得到(q-1)Sn=nqn-1-q1-q2-…-qn-1
=nqn-=
于是,Sn=,
若q=1,则Sn=1+2+3+…+n=.
所以,Sn=
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