2020高考数学刷题首秧单元测试四数列文含解析

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单元质量测试(四)

时间:120分钟

满分:150分

第Ⅰ卷 (选择题,共60分)

一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)

1.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=6,a 3=0,则公差d =( ) A .-1 B .1 C .2 D .-2 答案 D

解析 由S 3=6,知a 1+d =2;由a 3=0,知a 1+2d =0,联立?????

a 1+d =2,

a 1+2d =0,

解得d =

-2.故选D .

2.在等差数列{a n }中,a 3+a 9=27-a 6,S n 表示数列{a n }的前n 项和,则S 11=( ) A .18 B .99 C .198 D .297 答案 B

解析 由等差数列的性质得2a 6=27-a 6,所以a 6=9,又S 11=11a 6=99.故选B . 3.在等比数列{a n }中,a 1=2,a 4=12,若a k =2-5

,则k =( )

A .5

B .6

C .9

D .10 答案 D

解析 设该数列的公比为q ,则由等比数列的通项公式可得,q 3

=a 4a 1=14,∴q =2-23

∴a k =a 1q

k -1

=2·q

k -1

=2-5,∴q

k -1

=2-6

,∴2(k -1)3

=6,∴k =10.

4.在数列{x n }中,若x 1=1,x n +1=1

x n +1

-1,则x 2018=( ) A .-1 B .-12 C .1

2 D .1

答案 B

解析 将x 1=1代入x n +1=

1x n +1-1,得x 2=-12,再将x 2代入x n +1=1

x n +1

-1,得x 3=1,所以数列{x n }的周期为2,故x 2018=x 2=-1

2

.故选B .

5.已知公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 10=S 4,则S 8a 9

=( ) A .4 B .5 C .8 D .10 答案 A

解析 由a 10=S 4得a 1+9d =4a 1+4×32d =4a 1+6d ,即a 1=d ≠0.所以S 8=8a 1+8×7

2d

=8a 1+28d =36d ,所以S 8a 9=

36d a 1+8d =36d

9d

=4.故选A .

6.(2018·甘肃天水检测)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( ) A .2

n -1

B .1

2

n -1

C .23n -1

D .32n -1 答案 D

解析 因为a n +1=S n +1-S n ,所以S n =2a n +1=2(S n +1-S n ),所以

S n +1S n =3

2

,所以数列{S n }是以S 1=a 1=1为首项,32为公比的等比数列,所以S n =32

n -1

.故选D .

7.数列{a n }中,a 1=-60,a n +1=a n +3,则|a 1|+|a 2|+…+|a 30|=( ) A .-495 B .765 C .1080 D .3105 答案 B

解析 由a 1=-60,a n +1=a n +3可得a n =3n -63,则a 21=0,|a 1|+|a 2|+…+|a 30|=-(a 1+a 2+…+a 20)+(a 21+…+a 30)=S 30-2S 20=765.故选B .

8.(2018·安徽淮南模拟)已知{a n }中,a n =n 2

+λn ,且{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是( )

A .(-2,+∞) B.[-2,+∞) C .(-3,+∞) D.[-3,+∞) 答案 C

解析 ∵{a n }是递增数列,∴?n ∈N *

,a n +1>a n ,∴(n +1)2

+λ(n +1)>n 2

+λn ,化简得

λ>-(2n +1),∴λ>-3.故选C .

9.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 7>0,a 8<0,则下列结论正确的是( ) A .S 70 D .S 15>0 答案 C

解析 因为公差非零的等差数列具有单调性(递增数列或递减数列),由已知可知该等差数列{a n }是递减的,且S 7最大,即S n ≤S 7对一切n ∈N *

恒成立.可见A 错误;易知a 16

S 16=S 15+a 16

2(a 1+a 15)=15a 8<0,D 错误;S 13=132

(a 1+a 13)=13a 7>0.故C

正确.

10.(2018·福建漳州调研)《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有大夫、不更、簪裹、上造、公士,凡五人,共猎得五鹿,欲以爵次分之,问各得几何?”

其意思:“共有五头鹿,人以爵次进行分配(古代数学中“以爵次分之”这种表述,一般表示等差分配,在本题中表示等差分配).”在这个问题中,若大夫得“一鹿、三分鹿之二”,则簪裹得( )

A .一鹿、三分鹿之一

B .一鹿

C .三分鹿之二

D .三分鹿之一 答案 B

解析 由题意可知,五人按等差数列分五鹿,设大夫得的鹿数为首项a 1,且a 1=1+2

3=

53,公差为d ,则5a 1+5×42d =5,解得d =-13,所以a 3=a 1+2d =53+2×-13=1,所以簪裹得一鹿,故选B .

11.(2018·襄阳四校联考)我国古代数学名著《九章算术》中,有已知长方形面积求一边的算法,其方法的前两步为:

(1)构造数列1,12,13,14,…,1

n

;①

(2)将数列①的各项乘以n

2,得到一个新数列a 1,a 2,a 3,a 4,…,a n .

则a 1a 2+a 2a 3+a 3a 4+…+a n -1a n =( ) A .n 2

4 B .(n -1)

2

4

C .

n (n -1)

4

D .

n (n +1)

4

答案 C

解析 依题意可得新数列为n 2,n 4,n

6,…,1n ×n 2,所以a 1a 2+a 2a 3+…+a n -1a n =n 2

411×2+

12×3+…+1(n -1)n =n 2

41-12+12-13+…+1n -1-1n =n 2

4·n -1n =n (n -1)

4

.故选C . 12.(2018·河南六市第一次联考)若正项递增等比数列{a n }满足1+(a 2-a 4)+λ(a 3-

a 5)=0(λ∈R ),则a 6+λa 7的最小值为( )

A .-2

B .-4

C .2

D .4 答案 D

解析 ∵{a n }是正项递增的等比数列,∴a 1>0,q >1,由1+(a 2-a 4)+λ(a 3-a 5)=0,得1+(a 2-a 4)+λq (a 2-a 4)=0,∴1+λq =1a 4-a 2,∴a 6+λa 7=a 6(1+λq )=a 6a 4-a 2=q 4

q 2

-1=[(q 2

-1)+1]2

q 2

-1=(q 2

-1)+2+1q 2-1

≥2(q 2

-1)·

1q 2

-1

+2=4(q 2

-1>0),当且仅当q =2时取等号,∴a 6+λa 7的最小值为4.故选D .

第Ⅱ卷 (非选择题,共90分)

二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)

13.设等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 2

=________. 答案

15

2

解析 S 4a 2=a 1·1-q 4

1-q a 1q =1-q 4q (1-q )=1-24

2×(1-2)=15

2

14.若数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *

),且a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21=

________.

答案 6

解析 由a n +a n +1=1

2=a n +1+a n +2,得a n +2=a n ,则a 1=a 3=a 5=…=a 21,a 2=a 4=a 6=…

=a 20,所以S 21=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 20+a 21)=1+10×1

2

=6.

15.(2018·江西吉安一中、九江一中等八所重点中学4月联考)若{a n },{b n }满足a n b n

=1,a n =n 2

+3n +2,则{b n }的前2018项和为________.

答案

1009

2020

解析 ∵a n b n =1,且a n =n 2

+3n +2,∴b n =

1n 2

+3n +2=1(n +2)(n +1)=1n +1-1

n +2

,∴

{b n }的前2018项和为12-13+13-14+14-15+…+12019-12020=12-12020=1010-12020=1009

2020

16.(2018·河北邯郸第一次模拟)已知数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,b n -

a n =2n +1,且S n +T n =2n +1+n 2-2,则2T n =________.

答案 2

n +2

+n (n +1)-4

解析 由题意知T n -S n =b 1-a 1+b 2-a 2+…+b n -a n =n +2n +1

-2,又S n +T n =2

n +1

+n

2

-2,所以2T n =T n -S n +S n +T n =2

n +2

+n (n +1)-4.

三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(2018·云南统测)(本小题满分10分)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1+a 2+a 3

=26,S 6=728.

(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:S 2

n +1-S n S n +2=4×3n

解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,由728≠2×26得,S 6≠2S 3,∴q ≠1.

由已知得?????

S 3=a 1(1-q 3)1-q

=26,

S 6

=a 1

(1-q 6

)

1-q

=728.解得???

??

a 1=2,q =3.

∴a n =2×3

n -1

(2)证明:由(1)可得S n =2×(1-3n

)1-3=3n

-1.

∴S n +1=3

n +1

-1,S n +2=3

n +2

-1.

∴S 2

n +1-S n S n +2=(3n +1

-1)2

-(3n

-1)(3

n +2

-1)=4×3n

18.(2018·南昌一模)(本小题满分12分)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S 4

=2a 4-1,S 3=2a 3-1.

(1)求{a n }的通项公式; (2)记b n =log 2

16

S n +1

,求b 1+b 2+…+b n 的最大值. 解 (1)设{a n }的公比为q ,由S 4-S 3=a 4,得 2a 4-2a 3=a 4,所以a 4a 3

=2,所以q =2.

又因为S 3=2a 3-1,所以a 1+2a 1+4a 1=8a 1-1, 所以a 1=1.所以a n =2

n -1

(2)由(1)知,S n =1-2n 1-2=2n

-1,

所以b n =log 2

16S n +1

=2log 224-n

=8-2n ,b n +1-b n =-2,b 1=8-2=6,所以数列{b n }是首项为6,公差为-2的等差数列,所以b 2=4,b 3=2,b 4=0,当n >5时b n <0,所以当n =3或n =4时,b 1+b 2+…+b n 的最大值为12.

19.(2018·湖南长沙模拟)(本小题满分12分)设S n 是数列{a n }的前n 项和,已知a 1=1,

S n =2-2a n +1.

(1)求数列{a n }的通项公式;

(2)设b n =(-1)n

log 12a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .

解 (1)∵S n =2-2a n +1,a 1=1, ∴当n =1时,S 1=2-2a 2,得

a 2=1-S 12

=1-a 12

=1

2

当n ≥2时,S n -1=2-2a n ,

∴当n ≥2时,a n =2a n -2a n +1,即a n +1=1

2

a n ,

2

∴{a n }是以1为首项,1

2为公比的等比数列.

∴数列{a n }的通项公式为a n =1

2n -1.

(2)由(1)知b n =(-1)n

(n -1), ∴T n =0+1-2+3-…+(-1)n

(n -1),

当n 为偶数时,T n =(-0+1)+(-2+3)+…+[-(n -2)+n -1]=n

2;

当n 为奇数时,T n =T n +1-b n +1=n +1

2-n =1-n

2

, ∴T n

=?????

1-n 2,n 为奇数,n

2,n 为偶数.

20.(2018·太原三模)(本小题满分12分)已知数列{a n }满足a 1=12,a n +1=a n

2a n +1.

(1)求证:数列1

a n

是等差数列,并求{a n }的通项公式;

(2)若数列{b n }满足b n =1

2n a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .

解 (1)证明:因为a n +1=a n

2a n +1

, 且可知a n ≠0,所以

1

a n +1-1

a n

=2,

所以数列1

a n

是等差数列.

所以1a n =1a 1+2(n -1)=2n ,即a n =12n .

(2)因为b n =2n 2n =n 2

n -1,

所以S n =b 1+b 2+…+b n =1+22+322+…+n

2n -1,

则12S n =12+222+323+…+n

2n ,两式相减得 12S n =1+12+122+123+…+12n -1-n 2

n

22所以S n =4-

n +2

2

n -1

21.(2018·东北三校联考)(本小题满分12分)已知数列{a n }与{b n }满足a n +1-a n =2(b n

+1

-b n )(n ∈N *

).

(1)若a 1=1,b n =3n +5,求数列{a n }的通项公式;

(2)若a 1=6,b n =2n

(n ∈N *

)且λa n >2n +n +2λ对一切n ∈N *

恒成立,求实数λ的取值

范围.

解 (1)因为a n +1-a n =2(b n +1-b n ),b n =3n +5, 所以a n +1-a n =2(b n +1-b n )=2(3n +8-3n -5)=6, 所以{a n }是等差数列,首项为a 1=1,公差为6, 即a n =6n -5.

(2)因为b n =2n

,所以a n +1-a n =2(2

n +1

-2n )=2

n +1

当n ≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n

+2

n -1

+…+22+6=2

n

+1

+2;

当n =1时,a 1=6,符合上式,所以a n =2

n +1

+2.

由λa n >2n

+n +2λ,得λ>2n

+n 2n +1=12+n

2

n +1.

又n +12n +2-n

2n +1=1-n 2n +2≤0,所以当n =1,2时,2n

+n 2n +1取得最大值3

4

,故λ的取值范围为? ??

??34,+∞.

22.(2018·河北唐山一模)(本小题满分12分)已知数列{a n }为单调递增数列,S n 为其前n 项和,2S n =a 2

n +n .

(1)求{a n }的通项公式;

(2)若b n =a n +22n +1·a n ·a n +1,T n 为数列{b n }的前n 项和,证明:T n <1

2

解 (1)当n =1时,2S 1=2a 1=a 2

1+1, 所以(a 1-1)2

=0,即a 1=1, 又{a n }为单调递增数列,所以a n ≥1. 由2S n =a 2

n +n 得2S n +1=a 2

n +1+n +1, 所以2S n +1-2S n =a 2

n +1-a 2

n +1,

则2a n +1=a 2

n +1-a 2

n +1,所以a 2

n =(a n +1-1)2

. 所以a n =a n +1-1,即a n +1-a n =1,

所以{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列,

所以a n =n .

(2)证明:b n =a n +22n +1·a n ·a n +1=n +2

2n +1·n ·(n +1)

1n ·2n -

1

(n +1)·2n +1

, 所以T n =11×21-12×22+12×22-13×23

+…+1n ·2n -1(n +1)·2n +1=12-1(n +1)·2n +1<1

2.

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