2019高考数学一轮复习课时规范练31数列求和理新人教B版20180404241
高考数学一轮复习 课时作业31 数列求和 理-人教版高三全册数学试题

课时作业31 数列求和[基础达标]1.[2020·某某某某二十四中模拟]已知数列{a n}的各项都是正数,n∈N*.(1)若{a n}是等差数列,公差为d,且b n是a n和a n+1的等比中项,设=b2n+1-b2n,n∈N*,求证:数列{}是等差数列;(2)若a31+a32+a33+…+a3n=S2n,S n为数列{a n}的前n项和,求数列{a n}的通项公式.解析:(1)由题意得b2n=a n a n+1,则=b2n+1-b2n=a n+1a n+2-a n a n+1=2da n+1,因此+1-=2d(a n+2-a n+1)=2d2,∴{}是等差数列.(2)当n=1时,a31=a21,∵a1>0,∴a1=1.当n≥2时,a31+a32+a33+…+a3n=S2n,①a31+a32+a33+…+a3n-1=S2n-1,②①-②得,a3n=S2n-S2n-1=(S n-S n-1)(S n+S n-1).∵a n>0,∴a2n=S n+S n-1=2S n-a n,③∵a1=1合适上式,∴当n≥2时,a2n-1=2S n-1-a n-1,④③-④得a2n-a2n-1=2(S n-S n-1)-a n+a n-1=2a n-a n+a n-1=a n+a n-1,∵a n+a n-1>0,∴a n-a n-1=1,∴数列{a n}是首项为1,公差为1的等差数列,可得a n=n.2.[2020·某某某某诊断]已知等差数列{a n}的公差大于0,且a4=7,a2,a6-2a1,a14是等比数列{b n}的前三项.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)记数列{b n}的前n项和为S n,若S n>39,求n的取值X围.解析:(1)设等差数列{a n}的公差为d(d>0),由a4=7,得a1+3d=7,①又a2,a6-2a1,a14是等比数列{b n}的前三项,∴(a6-2a1)2=a2a14,即(5d-a1)2=(a1+d)(a1+13d),化简得d=2a1,②联立①②,解得a1=1,d=2.∴a n=1+2(n-1)=2n-1.(2)∵b1=a2=3,b2=a6-2a1=9,b3=a14=27是等比数列{b n}的前三项,∴等比数列{b n}的首项为3,公比为3.∴S n =31-3n1-3=33n-12. 由S n >39,得33n-12>39,化简得3n >27,解得n >3,n ∈N *.3.[2020·某某某某省级示X 高中联考]在数列{a n }中,a 1=1,a n +1a n =4n +12n n +2,设b n =n +1n·a n .(1)证明:数列{b n }是等比数列; (2)求{a n }的前n 项积T n .解析:(1)因为b n +1b n =n +2n +1·a n +1n +1n·a n =n n +2n +12·a n +1a n =n n +2n +12·4n +12n n +2=4,b 1=2a 1=2,所以数列{b n }是首项为2,公比为4的等比数列. (2)由(1)知b n =n +1n ·a n =2·4n -1,则a n =n n +1·22n -1. 从而T n =(12×23×34×…×n n +1)·21+3+5+…+(2n -1)=2n 2n +1.4.[2020·某某河津二中月考]设数列{a n }满足a 1=1,3a 2-a 1=1,且2a n =a n -1+a n +1a n -1a n +1(n ≥2,n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }中,b 1=12,4b n =a n -1a n (n ≥2,n ∈N *),{b n }的前n 项和为T n ,证明:T n <1.解析:(1)∵2a n =a n -1+a n +1a n -1a n +1(n ≥2),∴2a n =1a n -1+1a n +1,又a 1=1,3a 2-a 1=1,∴1a 1=1,1a 2=32,∴1a 2-1a 1=12, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为12的等差数列,∴1a n =1+12(n -1)=12(n +1),即a n =2n +1. (2)∵4b n =a n -1a n (n ≥2),∴b n =1nn +1=1n -1n +1(n ≥2),又b 1=12符合上式,∴b n=1n -1n +1(n ∈N *), ∴T n =b 1+b 2+…+b n =(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)=1-1n +1<1.5.[2019·某某某某中学期中]设数列{a n }满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n 为奇数,1a n,n 为偶数,求数列{b n }的前n 项和S n .解析:(1)a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3①,当n ≥2时,a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13②,①-②,得3n -1·a n =13(n ≥2),即a n =13n ;当n =1时,a 1=13,符合上式.所以数列{a n }的通项公式为a n =13n .(2)由(1)知b n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n 为奇数,3n,n 为偶数,①当n 为奇数时,S n =1+32+3+34+…+3n -1+n =1+n2·1+n 2+=n 2+2n +14+98(3n -1-1).②当n 为偶数时,S n =1+32+3+34+…+(n -1)+3n =[1+n -1]2·n2+91-9n21-9=n 24+98(3n-1).所以数列{b n }的前n 项和S n=⎩⎪⎨⎪⎧n 2+2n +14+983n -1-1,n 为奇数,n 24+983n-1,n 为偶数.6.[2020·某某某某模拟]已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d >0,且a 2a 3=40,a 1+a 4=13,在公比为q (0<q <1)的等比数列{b n }中,b 1,b 3,b 5∈{160,132,120,18,12}.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)若数列{}满足=a n b n ,求数列{}的前n 项和T n .解析:(1)因为{a n }为等差数列,所以a 1+a 4=a 2+a 3=13, 又a 2a 3=40,所以a 2,a 3是方程x 2-13x +40=0的两个实数根. 又公差d >0,所以a 2<a 3,所以a 2=5,a 3=8,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =5,a 1+2d =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =3,所以a n =3n -1,因为在公比为q (0<q <1)的等比数列{b n }中,b 1,b 3,b 5∈{160,132,120,18,12},所以易知b 1=12,b 3=18,b 5=132.此时公比q 2=b 3b 1=14,所以q =12,所以b n =(12)n .(2)由(1)知a n =3n -1,b n =(12)n ,所以=(3n -1)·(12)n,所以T n =2×(12)1+5×(12)2+8×(12)3+…+(3n -1)×(12)n,12T n =2×122+5×123+…+(3n -4)×12n +(3n -1)×12n +1, 两式相减,得12T n =2×(12)1+3[(12)2+(12)3+…+(12)n ]-(3n -1)×(12)n +1=1+3×(12)[1-(12)n -1]-(3n -1)×(12)n +1=52-(12)n ×3n +52.故{}的前n 项和T n =5-(3n +5)×(12)n .[能力挑战]7.[2020·某某某某联考]若正项数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,点P (S n ,S n +1)在曲线y =(x +1)2上.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n ·a n +1,T n 表示数列{b n }的前n 项和,若T n ≥13m -1对任意n ∈N *恒成立,某某数m 的取值X 围.解析:(1)由已知可得S n +1=(S n +1)2,得S n +1-S n =1,所以{S n }是以S 1为首项、1为公差的等差数列,所以S n =S 1+(n -1)×1=n ,得S n =n 2,当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1,当n =1,也符合上式,故{a n }的通项公式为a n =2n -1.(2)b n =1a n ·a n +1=12n -12n +1=12(12n -1-12n +1),所以T n =b 1+b 2+b 3+…+b n =12(1-12n +1),显然T n 是关于n 的增函数,所以T n 有最小值(T n )min =T 1=13,又T n ≥13m -1对任意n ∈N *恒成立,所以13≥13m -1恒成立,所以m ≤4,故实数m 的取值X 围为(-∞,4].。
2019版高考数学一轮复习第五章数列第31讲数列求和学案201805072240

第31讲数列求和考纲要求考情分析命题趋势1.熟练掌握等差、等比数列的前n项和公式.2.掌握非等差、等比数列求和的几种常见方法.2016·全国卷Ⅱ,172016·江苏卷,182016·北京卷,12利用公式求数列的前n项和,利用常见求和模型求数列的前n项和.分值:5分1.公式法与分组求和法(1)公式法直接利用等差数列、等比数列的前n项和公式求和.①等差数列的前n项和公式:S n=n(a1+a n)2=__na1+n(n-1)2d__.②等比数列的前n项和公式:S n=⎩⎪⎨⎪⎧na1,q=1,a1-a n q1-q=__a1(1-q n)1-q__,q≠1.(2)分组求和法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法分别求和后相加减.2.倒序相加法与并项求和法(1)倒序相加法如果一个数列{}a n 的前n 项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和可用倒序相加法,如等差数列的前n 项和公式即是用此法推导的.(2)并项求和法在一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和. 形如a n =(-1)nf (n )类型,可采用两项合并求解.例如,S n =1002-992+982-972+…+22-12=(1002-992)+(982-972)+…+(22-12)=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.3.裂项相消法(1)把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和. (2)常见的裂项技巧 ①1n (n +1)=1n -1n +1.②1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2.③1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.④1n +n +1=n +1-n .4.错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求,如等比数列的前n 项和公式就是用此法推导的.1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).(1)如果已知等差数列的通项公式,则在求其前n 项和时使用公式S n =n (a 1+a n )2较为合理.( √ )(2)如果数列{}a n 为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q.( √ ) (3)当n ≥2时,1n 2-1=1n -1-1n +1.( × ) (4)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( × )(5)如果数列{}a n 是周期为k 的周期数列,那么S km =mS k (m ,k 为大于1的正整数).( √ )解析 (1)正确.根据等差数列求和公式以及运算的合理性可知.(2)正确.根据等比数列的求和公式和通项公式可知. (3)错误.直接验证可知1n 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1.(4)错误.含有字母的数列求和常需要分类讨论,此题需要分a =0,a =1,以及a ≠0且a ≠1三种情况求和,只有当a ≠0且a ≠1时才能用错位相减法求和.(5)正确.根据周期性可得.2.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎪⎫1+1n ,则a 5=( D )A .1+ln 2B .2+ln 3C .3+ln 5D .2+ln 5解析 因为a n +1-a n =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n =ln n +1n=ln (n +1)-ln n ,所以a 5-a 1=(a 5-a 4)+(a 4-a 3)+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)=(ln 5-ln 4)+(ln 4-ln 3)+(ln 3-ln 2)+(ln 2-ln 1) =ln 5-ln 1=ln 5,所以a 5=a 1+ln 5=2+ln 5,故选D .3.若数列{}a n 的通项公式为a n =2n+2n -1,则数列{}a n 的前n 项和为( C )A .2n +n 2-1 B .2n +1+n 2-1C .2n +1+n 2-2D .2n+n -2解析 S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=(21+2×1-1)+(22+2×2-1)+(23+2×3-1)+…+(2n +2n -1)=(2+22+ (2))+2(1+2+3+…+n )-n=2(1-2n)1-2+2×n (n +1)2-n =2(2n -1)+n 2+n -n=2n +1+n 2-2.4.若数列{}a n 的通项公式是a n =(-1)n(3n -2),则a 1+a 2+a 3+…+a 10=( A ) A .15 B .12 C .-12D .-15解析 ∵a n =(-1)n(3n -2),∴a 1+a 2+a 3+…+a 10 =-1+4-7+10-13+16-19+22-25+28=(-1+4)+(-7+10)+(-13+16)+(-19+22)+(-25+28)=3×5=15. 5.已知数列{}a n 的前n 项和为S n 且a n =n ·2n(n ∈N *),则S n =__(n -1)2n +1+2__.解析 ∵a n =n ·2n,∴S n =1·21+2·22+3·23+…+n ·2n.① ∴2S n =1·22+2·23+…+(n -1)·2n +n ·2n +1.②①-②,得-S n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1=2(1-2n)1-2-n ·2n +1=2n +1-2-n ·2n +1=(1-n )2n +1-2.∴S n =(n -1)2n +1+2.一 分组法求和分组求和法的常见类型(1)若a n =b n ±c n ,且{}b n ,{}c n 为等差或等比数列,可采用分组求和法求{}a n 的前n 项和.(2)通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,c n ,n 为偶数的数列,其中数列{}b n ,{}c n 是等比或等差数列,可采用分组求和法.【例1】 已知等差数列{}a n 满足a 5=9,a 2+a 6=14. (1)求{}a n 的通项公式;(2)若b n =a n +qa n (q >0),求数列{}b n 的前n 项和S n . 解析 (1)设数列{}a n 的公差为d ,则由a 5=9,a 2+a 6 =14,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =9,2a 1+6d =14.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2.所以{}a n 的通项公式为a n =2n -1. (2)由a n =2n -1得b n =2n -1+q2n -1.当q >0且q ≠1时,S n =[1+3+5+7+…+(2n -1)]+(q 1+q 3+q 5+q 7+…+q 2n -1)=n 2+q (1-q 2n )1-q2;当q =1时,b n =2n ,则S n =n (n +1).所以数列{}b n 的前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧n (n +1),q =1,n 2+q (1-q 2n )1-q 2,q >0且q ≠1.二 错位相减法求和利用错位相减法求和的两点注意(1)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.(2)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.同时要注意等比数列的项数是多少.【例2】 若公比为q 的等比数列{}a n 的首项a 1=1,且满足a n =a n -1+a n -22(n =3,4,5,…).(1)求q 的值;(2)设b n =n ·a n ,求数列{}b n 的前n 项和S n . 解析 (1)由题意易知2a n =a n -1+a n -2, 即2a 1qn -1=a 1qn -2+a 1qn -3.∴2q 2-q -1=0,解得q =1或q =-12.(2)①当q =1时,a 1=1,b n =n ,S n =n (n +1)2.②当q =-12时,a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1,b n =n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1,S n =1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-120+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-121+3·⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+…+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1, -12S n =1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-121+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+…+(n -1)·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n, 两式相减,得32S n =1-n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n +⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+⎝ ⎛⎭⎪⎫-123+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1,整理得S n =49-⎝ ⎛⎭⎪⎫49+2n 3·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n.三 裂项相消法求和常见的裂项方法数列(n ∈N *)裂项方法(n ∈N *) ⎩⎨⎧⎭⎬⎫1n (n +k )(k 为非零常数) 1n (n +k )=1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +k⎩⎨⎧⎭⎬⎫14n 2-1 14n 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1⎩⎨⎧⎭⎬⎫1n (n +1)(n +2) 1n (n +1)(n +2)=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n (n +1)-1(n +1)(n +2) ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1n +n +k1n +n +k =1k(n +k -n )⎩⎨⎧⎭⎬⎫log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n (a >0,a ≠1)log a ⎝⎛⎭⎪⎫1+1n =log a (n +1)-log a n⎩⎨⎧⎭⎬⎫2n(2n -1)(2n +1-1) 2n(2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1【例3】 已知正项数列{}a n 的前n 项和为S n ,且S n ,a n ,2成等差数列.(1)证明:数列{}a n 是等比数列; (2)若b n =log 2a n +3,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和T n .解析 (1)证明:由题意知2a n =S n +12.当n =1时,2a 1=a 1+12,∴a 1=12.当n ≥2时,S n =2a n -12,S n -1=2a n -1-12,两式相减,得a n =2a n -2a n -1(n ≥2),即a n =2a n -1. ∵{}a n 为正项数列,∴a na n -1=2(n ≥2), ∴数列{}a n 是以12为首项,以2为公比的等比数列.(2)由(1)知a n =a 1·2n -1=2n -2,∴b n =log 22n -2+3=n -2+3=n +1.∴1b n b n +1=1(n +1)(n +2)=1n +1-1n +2. ∴T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫14-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n +2=12-1n +2=n 2(n +2).1.已知等比数列{}a n 中,a 2·a 8=4a 5,等差数列{}b n 中,b 4+b 6=a 5,则数列{}b n 的前9项和S 9=( B )A .9B .18C .36D .72解析 ∵a 2·a 8=4a 5,即a 25=4a 5,∴a 5=4,∴a 5=b 4+b 6=2b 5=4,∴b 5=2.∴S 9=9b 5=18,故选B .2.已知正项数列{}a n 满足a 2n +1-6a 2n =a n +1a n .若a 1=2,则数列{}a n 的前n 项和为__3n-1__.解析 ∵a 2n +1-6a 2n =a n +1a n ,∴(a n +1-3a n )(a n +1+2a n )=0. ∵a n >0,∴a n +1=3a n .又a 1=2,∴{}a n 是首项为2,公比为3的等比数列.∴S n =2(1-3n)1-3=3n-1.3.在数列{}a n 中,a 1=1,a n +1·a n =a n -a n +1.(1)求数列{}a n 的通项公式; (2)若b n =lga n +2a n,求数列{}b n 的前n 项和S n . 解析 (1)由题意得1a n +1-1a n =1.又因为a 1=1,所以1a 1=1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为1的等差数列,所以1a n=n ,即a n =1n ,所以数列{}a n 的通项公式为a n =1n.(2)由(1)得b n =lg n -lg(n +2).所以S n =lg 1-lg 3+lg 2-lg 4+lg 3-lg 5+…+lg(n -2)-lg n +lg(n -1)-lg(n +1)+lg n -lg(n +2)=lg 1+lg 2-lg(n +1)-lg(n +2)=lg 2(n +1)(n +2).4.设数列{}a n 满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3(n ∈N *).(1)求数列{}a n 的通项;(2)设b n =n a n,求数列{}b n 的前n 项和S n . 解析 (1)∵a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3,①∴a 1=13,a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13(n ≥2) ,②①-②,得3n -1a n =n 3-n -13=13(n ≥2),化简得a n =13n (n ≥2).显然,a 1=13也满足上式,故a n =13n (n ∈N *).(2)由(1)得b n =n ·3n.于是S n =1×3+2×32+3×33+…+n ·3n,③ 3S n =1×32+2×33+3×34+…+n ·3n +1,④③-④,得-2S n =3+32+33+ (3)-n ·3n +1,即-2S n =3-3n +11-3-n ·3n +1.∴S n =2n -14·3n +1+34.易错点1 求和时数不清项数错因分析:弄清和式的构成规律是数清项数的关键. 【例1】 设f (n )=2+24+27+210+…+23n +10(n ≥-3,n ∈Z ),则f (n )=( )A .27(8n-1) B .27(8n +1-1) C .27(8n +3-1) D .27(8n +4-1) 解析 1=3×1-2,3n +10=3(n +4)-2,所以f (n )是首项为2,公比为8的等比数列的前n +4项的和.由求和公式得f (n )=2(1-8n +4)1-8=27(8n +4-1).选D .答案:D【跟踪训练1】 把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,……,循环分组为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第50个括号内各数之和为__392__.解析 将三个括号作为一组,则由50=16×3+2,知第50个括号应为第17组的第二个括号,即第50个括号中应是两个数.又因为每组中含有6个数,所以第48个括号的最末一个数为数列{2n -1}的第16×6=96项,第50个括号的第一个数应为数列{2n -1}的第98项,即为2×98-1=195,第二个数为2×99-1=197,故第50个括号内各数之和为195+197=392.易错点2 找不到裂项相消的规律错因分析:看清是相邻项相消还是隔项相消,同时注意系数. 【例2】 求和:11×5+13×7+…+1(2n +1)(2n +5).解析 a n =1(2n -1)(2n +3)=14×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +3,∴原式=14⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-15+13-17+15-19+…+12n -1-12n +3+12n +1-12n +5=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1+13-12n +3-12n +5=13-n +2(2n +3)(2n +5). 【跟踪训练2】 数列1,11+2,11+2+3,11+2+3+4,…,11+2+3+…+n的前n 项和为( B )A .2n 2n +1B .2n n +1C .n +2n +1 D .3n 2n +1解析 11+2+3+…+n =2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,数列1,11+2,11+2+3,11+2+3+4,…,11+2+3+…+n的前n 项和为2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1= 2⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1=2nn +1,故选B . 课时达标 第31讲[解密考纲]考查数列的通项公式、数列求和的方法,主要考查公式法、裂项相消法和错位相减法求前n 项和,以及利用S n 与a n 的关系求通项公式,三种题型均有考查,位于各类题型的中间靠后位置.一、选择题1.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =1n (n +1),则S 6=( D )A .142 B .45 C .56 D .67解析 因为a n =1n (n +1)=1n -1n +1,所以S 6=1-12+12-13+…+16-17=1-17=67.2.已知S n =12+1+13+2+12+3+…+1n +1+n,若S m =10,则m =( C ) A .11 B .99 C .120 D .121解析 因为1n +1+n=n +1-nn +1-n=n +1-n ,所以S m =2-1+3-2+…+m +1-m =m +1-1.由已知得m +1-1=10,所以m =120,故选C .3.在数列{a n }中,已知a 1=1,a n +1-a n =sin (n +1)π2,记S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 2 018=( D )A .1 006B .1 007C .1 008D .1 010解析 由题意,得a n +1=a n +sin (n +1)π2,所以a 2=a 1+sin π=1,a 3=a 2+sin 3π2=0,a 4=a 3+sin 2π=0,a 5=a 4+sin5π2=1,…,因此,数列{a n }是一个以4为周期的周期数列,而2 018=4×504+2,所以S 2 018=504×(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 1+a 2=1 010,故选D .4.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 5=5,S 5=15,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为( A )A .100101 B .99101 C .99100D .101100解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .∵a 5=5,S 5=15,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =5,5a 1+5×(5-1)2d =15,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1,∴a n =a 1+(n -1)d =n .∴1a n a n +1=1n (n +1)=1n -1n +1,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为1-12+12-13+ (1100)1101=1-1101=100101.5.数列{a n }的通项公式a n =n cos n π2,其前n 项和为S n ,则S 2 018=( B )A .2 017B .-1 010C .504D .0解析 因为a n =n cosn π2,所以当n 为奇数时,a n =0,当n 为偶数时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n =4m ,-n ,n =4m -2,其中m ∈N *,所以S 2 018=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+…+a 2 016+a 2 017+a 2 018 =a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 2 016+a 2 018=-2+4-6+8-10+12-14+…+2 016-2 018 =(-2+4)+(-6+8)+(-10+12)+…+(-2 014+2 016)-2 018=2×504-2 018=-1 010,故选B .6.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n(n ∈N *),S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 2 018=( B )A .22 018-1B .3×21 009-3 C .3×21 009-1D .3×22 018-2解析 依题意得a n ·a n +1=2n,a n +1·a n +2=2n +1,于是有a n +1·a n +2a n ·a n +1=2,即a n +2a n=2,数列a 1,a 3,a 5,…,a 2n -1,…是以a 1=1为首项、2为公比的等比数列;数列a 2,a 4,a 6,…,a 2n ,…是以a 2=2为首项、2为公比的等比数列,于是有S 2 018=(a 1+a 3+a 5+…+a 2 017)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2 018)=1-21 0091-2+2(1-21 009)1-2=3×21 009-3.二、填空题7.在数列{a n }中,a n =1n +1+2n +1+…+n n +1,又b n =2a n a n +1,则数列{b n }的前n 项和为__8nn +1__. 解析 ∵a n =n (n +1)2n +1=n 2,∴b n =8n (n +1)=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1. ∴b 1+b 2+…+b n =8⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=8n n +1.8.(2018·河南郑州模拟)设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N *),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=__130__.解析 由a n =2n -10(n ∈N *)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0得n ≥5,所以当n <5时,a n <0;当n ≥5时,a n ≥0,所以|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.9.若数列{a n }是正项数列,且a 1+a 2+…+a n =n 2+3n (n ∈N *),则a 12+a 23+…+a nn +1=__2n 2+6n __.解析 令n =1,得a 1=4,∴a 1=16.当n ≥2时,a 1+a 2+…+a n -1=(n -1)2+3(n -1). 与已知式相减,得a n =(n 2+3n )-(n -1)2-3(n -1)=2n +2. ∴a n =4(n +1)2,当n =1时,a 1适合a n . ∴a n =4(n +1)2,∴a nn +1=4n +4,∴a 12+a 23+…+a n n +1=n (8+4n +4)2=2n 2+6n .三、解答题10.在数列{a n }中,a 1=3,a n =2a n -1+(n -2) (n ≥2,n ∈N *). (1)求a 2,a 3的值;(2)证明:数列{a n +n }是等比数列,并求{a n }的通项公式; (3)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析 (1)令n =2得a 2=2a 1=6. 令n =3,得a 3=2a 2+1=13.(2)证明:因为a n +n =2[a n -1+(n -1)],a 1+1=4≠0,所以a n +n ≠0,所以a n +na n -1+(n -1)=2,所以数列{a n +n }是首项为4,公比为2的等比数列, 所以a n +n =4·2n -1=2n +1,所以a n =2n +1-n .(3)因为a n =2n +1-n ,所以S n =(22+23+…+2n +1)-(1+2+…+n )=4(1-2n)1-2-n (n +1)2=2n +2-n 2+n +82.11.(2018·安徽淮南模拟)在公差为d 的等差数列{a n }中,已知a 1=10,且a 1,2a 2+2,5a 3成等比数列.(1)求d ,a n ;(2)若d <0,求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |. 解析 (1)由题意得5a 3·a 1=(2a 2+2)2, 所以d 2-3d -4=0,解得d =-1或d =4, 所以a n =-n +11或a n =4n +6. (2)设数列{a n }的前n 项和为S n . 因为d <0,所以d =-1,a n =-n +11.当n ≤11时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=S n =-12n 2+212n ;当n ≥12时,|a 1|+|a 2|+…+|a 11|+|a 12|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 11-a 12-…-a n =S 11-(S n -S 11)=-S n +2S 11=12n 2-212n +110. 综上所述,|a 1|+|a 2|+…+|a n|=⎩⎪⎨⎪⎧-12n 2+212n ,n ≤11,12n 2-212n +110,n ≥12.12.(2016·山东卷)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n+b n +1.(1)求数列{}b n 的通项公式;(2)令c n =(a n +1)n +1(b n +2)n ,求数列{}c n 的前n 项和T n .解析 (1)由题意知,当n ≥2时,a n =S n -S n -1= 6n +5.当n =1时,a 1=S 1=11,所以a n =6n +5. 设数列{b n }的公差为d . 由⎩⎪⎨⎪⎧a 1=b 1+b 2,a 2=b 2+b 3,即⎩⎪⎨⎪⎧11=2b 1+d ,17=2b 1+3d .可解得b 1=4,d =3.所以b n =3n +1.(2)由(1)知c n =(6n +6)n +1(3n +3)n =3(n +1)·2n +1. 又T n =c 1+c 2+…+c n ,得T n =3×[2×22+3×23+…+(n +1)×2n +1],2T n =3×[2×23+3×24+…+(n +1)×2n +2],两式作差,得-T n =3×[2×22+23+24+…+2n +1-(n +1)×2n +2]=3×⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+4(1-2n )1-2-(n +1)×2n +2=-3n ·2n +2. 所以T n =3n ·2n +2.。
福建高考数学总复习第六章数列课时规范练31数列求和理新人教版

课时规范练31 数列求和一、基础巩固组1.数列1,3,5,7,…,(2n-1)+,…的前n项和S n的值等于()A.n2+1-B.2n2-n+1-C.n2+1-D.n2-n+1-2.在数列{a n}中,a1=-60,a n+1=a n+3,则|a1|+|a2|+…+|a30|=()A.-495B.765C.1 080D.3 1053.已知数列{a n}的前n项和S n满足S n+S m=S n+m,其中m,n为正整数,且a1=1,则a10等于()A.1B.9C.10D.554.已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=,n∈N*.记数列{a n}的前n项和为S n,则S2 018等于()A.-1B.+1C.-1D.+15.已知数列{a n}中,a n=2n+1,则+…+=()A.1+B.1-2nC.1-D.1+2n〚导学号21500545〛6.设数列{a n}的前n项和为S n,a1=2,若S n+1=S n,则数列的前2 018项和为.7.已知等差数列{a n}满足:a5=11,a2+a6=18.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若b n=a n+2n,求数列{b n}的前n项和S n.二、综合提升组8.如果数列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n项和S n>1 020,那么n的最小值是()A.7B.8C.9D.109.(2017山东烟台模拟)已知数列{a n}中,a1=1,且a n+1=,若b n=a n a n+1,则数列{b n}的前n项和S n为()A. B.C. D.〚导学号21500546〛10.(2017福建龙岩一模)已知S n为数列{a n}的前n项和,对n∈N*都有S n=1-a n,若b n=log2a n,则+…+= .11.(2017广西模拟)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=a n-1(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=2log3+1,求+…+.三、创新应用组12.(2017全国Ⅰ,理12)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是()A.440B.330C.220D.110 〚导学号21500547〛课时规范练31数列求和1.A该数列的通项公式为a n=(2n-1)+,则S n=[1+3+5+…+(2n-1)]+=n2+1-2.B由a1=-60,a n+1=a n+3可得a n=3n-63,则a21=0,|a1|+|a2|+…+|a30|=-(a1+a2+…+a20)+(a21+…+a30)=S30-2S20=765,故选B.3.A∵S n+S m=S n+m,a1=1,∴S1=1.可令m=1,得S n+1=S n+1,∴S n+1-S n=1,即当n≥1时,a n+1=1,∴a10=1.4.C由f(4)=2,可得4a=2,解得a=,则f(x)=∴a n=,S2 018=a1+a2+a3+…+a2018=()+()+()+…+()=-1.5.C a n+1-a n=2n+1+1-(2n+1)=2n+1-2n=2n,所以+…++…+=1-=1-6∵S n+1=S n,又a1=2,∴当n≥2时,S n=…S1=…2=n(n+1).当n=1时也成立,∴S n=n(n+1).∴当n≥2时,a n=S n-S n-1=n(n+1)-n(n-1)=2n.当n=1时,a1=2也成立,所以a n=2n.则数列的前2 018项和=7.解 (1)设{a n}的首项为a1,公差为d.由a5=11,a2+a6=18,得解得a1=3,d=2,所以a n=2n+1.(2)由a n=2n+1得b n=2n+1+2n,则S n=[3+5+7+…+(2n+1)]+(21+22+23+…+2n)=n2+2n+=n2+2n+2n+1-2.8.D a n=1+2+22+…+2n-1=2n-1.∴S n=(21-1)+(22-1)+…+(2n-1)=(21+22+…+2n)-n=2n+1-n-2,∴S9=1 013<1 020,S10=2 036>1 020,∴使S n>1 020的n的最小值是10.9.B由a n+1=,得+2,∴数列是以1为首项,2为公差的等差数列,=2n-1,又b n=a n a n+1,∴b n=,∴S n=,故选B.10对n∈N*都有S n=1-a n,当n=1时,a1=1-a1,解得a1=当n≥2时,a n=S n-S n-1=1-a n-(1-a n-1),化为a n=a n-1.∴数列{a n}是等比数列,公比为,首项为a n=∴b n=log2a n=-n则+…++…+=1-11.解 (1)当n=1时,a1=a1-1,∴a1=2.当n≥2时,∵S n=a n-1,①S n-1=a n-1-1(n≥2),②∴①-②得a n=,即a n=3a n-1,∴数列{a n}是首项为2,公比为3的等比数列,∴a n=2·3n-1.(2)由(1)得b n=2log3+1=2n-1,+…++…+=+…+12.A设数列的首项为第1组,接下来两项为第2组,再接下来三项为第3组,以此类推,设第n组的项数为n,则前n组的项数和为第n组的和为=2n-1,前n组总共的和为-n=2n+1-2-n.由题意,N>100,令>100,得n≥14且n∈N*,即N出现在第13组之后.若要使最小整数N满足:N>100且前N项和为2的整数幂,则S N-应与-2-n互为相反数,即2k-1=2+n(k∈N*,n≥14),所以k=log2(n+3),解得n=29,k=5.所以N=+5=440,故选A.。
高考数学(人教版文)一轮复习课时作业31第5章 数列2 Word版含答案

(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和。
解析:(1)根据题意A(n),B(n),C(n)成等差数列,
所以(2m+k-1)(k+1)=65。
由m,k∈N*知2m+k-1≥k+1>1,
故 所以
11.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1<0,S2 009=0。
(1)求Sn的最小值及此时n的值;
(2)求n的取值集合,使an≥Sn。
解析:(1)设公差为d,则由S2 009=0⇒2009a1+ d=0⇒a1+1 004d=0,d=- a1,a1+an= a1,所以Sn= (a1+an)= · a1= (2 009n-n2)。
答案:C
6.《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有这样的一道题目:把100个面包分给5个人,每个人所得成等差数列,且使较大的三份之和的 是较小的两份之和,则最小的1份为()
A. B.
C. D.
解析:设这5份分别为a-2d,a-d,a,a+d,a+2d(d>0),则有 (a+a+d+a+2d)=a-2d+a-d,a-2d+a-d+a+a+d+a+2d=100,故a=20,d= ,则最小的一份为a-2d=20- = 。
A.15 B.30
C.31 D.64
解析:2a8=a7+a9=16⇒a8=8,S11= = =11a6= ,所以a6= ,则d= = ,所以a12=a8+4d=15,故选A。
答案:A
5.在等差数列{an}中,a1=-2 012,其前n项和为Sn,若 - =2 002,则S2 014的值等于()
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2019版高考数学一轮复习 第六章 数列 第4讲 数列求和 理一、选择题1.在等差数列}{n a 中,5,142==a a ,则}{n a 的前5项和5S =( ) A.7 B.15 C.20 D.25解析15242451,5551522a a a a a a S ++==⇒=⨯=⨯=.答案 B2.若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n(3n -2),则a 1+a 2+…+a 10=( ). A .15B .12C .-12D .-15解析 设b n =3n -2,则数列{b n }是以1为首项,3为公差的等差数列,所以a 1+a 2+…+a 9+a 10=(-b 1)+b 2+…+(-b 9)+b 10=(b 2-b 1)+(b 4-b 3)+…+(b 10-b 9)=5×3=15. 答案 A3.在数列{a n }中,a n =1nn +,若{a n }的前n 项和为2 0132 014,则项数n 为( ).A .2 011B .2 012C .2 013D .2 014解析 ∵a n =1nn +=1n -1n +1,∴S n =1-1n +1=n n +1=2 0132 014,解得n =2 013. 答案 C4.数列{a n }满足a n +1+(-1)na n =2n -1,则{a n }的前60项和为( ). A .3 690B .3 660C .1 845D .1 830解析 当n =2k 时,a 2k +1+a 2k =4k -1, 当n =2k -1时,a 2k -a 2k -1=4k -3, ∴a 2k +1+a 2k -1=2,∴a 2k +1+a 2k +3=2, ∴a 2k -1=a 2k +3,∴a 1=a 5=…=a 61.∴a 1+a 2+a 3+…+a 60=(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 60+a 61)=3+7+11+…+(4×30-1)=+2=30×61=1 830.答案 D5. 已知数列{a n }的通项公式为a n =2n +1,令b n =1n(a 1+a 2+…+a n ),则数列{b n }的前10项和T 10=( )A .70B .75C .80D .85解析 由已知a n =2n +1,得a 1=3,a 1+a 2+…+a n =+2n +2=n(n +2),则b n =n +2,T 10=+2=75,故选B .答案 B6.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=( ).A.212B .6C .10D .11解析 依题意得a n +a n +1=a n +1+a n +2=12,则a n +2=a n ,即数列{a n }中的奇数项、偶数项分别相等,则a 21=a 1=1,S 21=(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a 19+a 20)+a 21=10(a 1+a 2)+a 21=10×12+1=6,故选B.答案 B 二、填空题7.在等比数列{a n }中,若a 1=12,a 4=-4,则公比q =________;|a 1|+|a 2|+…+|a n |=________.解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4=a 1q 3,代入数据解得q 3=-8,所以q =-2;等比数列{|a n |}的公比为|q |=2,则|a n |=12×2n -1,所以|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=12(1+2+22+…+2n -1)=12(2n -1)=2n -1-12. 答案 -2 2n -1-128.等比数列{a n }的前n 项和S n =2n-1,则a 21+a 22+…+a 2n =________. 解析 当n =1时,a 1=S 1=1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-(2n -1-1)=2n -1,又∵a 1=1适合上式.∴a n =2n -1,∴a 2n =4n -1.∴数列{a 2n }是以a 21=1为首项,以4为公比的等比数列. ∴a 21+a 22+…+a 2n =-4n1-4=13(4n-1). 答案 13(4n-1)9.已知等比数列{a n }中,a 1=3,a 4=81,若数列{b n }满足b n =log 3a n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n项和S n =________.解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4a 1=q 3=27,解得q =3.所以a n =a 1q n -1=3×3n -1=3n,故b n =log 3a n =n , 所以1b n b n +1=1nn +=1n -1n +1. 则S n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.答案nn +110.设f (x )=4x4x +2,利用倒序相加法,可求得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫111+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫211+…+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1011的值为________. 解析 当x 1+x 2=1时,f (x 1)+f (x 2)=4x 14x 1+2+4x 24x 2+2=2×4x 1+x 2+x 1+4x 24x 1+x 2+x 1+4x 2+4=1.设S =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫111+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫211+…+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1011,倒序相加有2S =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫111+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1011+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫211+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫911+…+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1011+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫111=10,即S =5. 答案 5 三、解答题11.等差数列{a n }的各项均为正数,a 1=3,前n 项和为S n ,{b n }为等比数列,b 1=1,且b 2S 2=64,b 3S 3=960.(1)求a n 与b n ; (2)求1S 1+1S 2+…+1S n.解 (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则d 为正数,a n =3+(n -1)d ,b n =qn -1.依题意有⎩⎪⎨⎪⎧S 2b 2=+d q =64,S 3b 3=+3d q 2=960,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,q =8或⎩⎪⎨⎪⎧d =-65,q =403.(舍去)故a n =3+2(n -1)=2n +1,b n =8n -1.(2)S n =3+5+…+(2n +1)=n (n +2), 所以1S 1+1S 2+…+1S n =11×3+12×4+13×5+…+1nn +=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2=34-2n +3n +n +.12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +1=12S n (n =1,2,3,…).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 32(3a n +1)时,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和T n . 解 (1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a n +1=12S n,a n=12S n -1n,得到a n +1=32a n (n ≥2).∴数列{a n }是以a 2为首项,以32为公比的等比数列.又a 2=12S 1=12a 1=12,∴a n =a 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2(n ≥2).又a 1=1不适合上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2,n ≥2.(2)b n =log 32(3a n +1)=log 32⎣⎢⎡⎦⎥⎤32·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1=n .∴1b n b n +1=1n+n =1n -11+n . ∴T n =1b 1b 2+1b 2b 3+1b 3b 4+…+1b n b n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫11-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -11+n =1-11+n =n n +1.13.设数列{a n }满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项;(2)设b n =n a n,求数列{b n }的前n 项和S n .思维启迪:(1)由已知写出前n -1项之和,两式相减.(2)b n =n ·3n的特点是数列{n }与{3n}之积,可用错位相减法. 解 (1)∵a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3,①∴当n ≥2时,a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13,②①-②得3n -1a n =13,∴a n =13n .在①中,令n =1,得a 1=13,适合a n =13n ,∴a n =13n .(2)∵b n =na n,∴b n =n ·3n.∴S n =3+2×32+3×33+…+n ·3n, ③ ∴3S n =32+2×33+3×34+…+n ·3n +1.④④-③得2S n =n ·3n +1-(3+32+33+ (3)),即2S n =n ·3n +1-31-3n1-3,∴S n =2n -13n +14+34. 探究提高 解答本题的突破口在于将所给条件式视为数列{3n -1a n }的前n 项和,从而利用a n 与S n 的关系求出通项3n -1a n ,进而求得a n ;另外乘公比错位相减是数列求和的一种重要方法,但值得注意的是,这种方法运算过程复杂,运算量大,应加强对解题过程的训练,重视运算能力的培养.14.将数列{a n }中的所有项按每一行比上一行多两项的规则排成如下数表:a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8 a 9…已知表中的第一列数a 1,a 2,a 5,…构成一个等差数列,记为{b n },且b 2=4,b 5=10.表中每一行正中间一个数a 1,a 3,a 7,…构成数列{c n },其前n 项和为S n . (1)求数列{b n }的通项公式;(2)若上表中,从第二行起,每一行中的数按从左到右的顺序均构成等比数列,公比为同一个正数,且a 13=1. ①求S n ;②记M ={n |(n +1)c n ≥λ,n ∈N *},若集合M 的元素个数为3,求实数λ的取值范围.解 (1)设等差数列{b n }的公差为d , 则⎩⎪⎨⎪⎧b 1+d =4,b 1+4d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧b 1=2,d =2,所以b n =2n .(2)①设每一行组成的等比数列的公比为q .由于前n 行共有1+3+5+…+(2n -1)=n 2个数,且32<13<42,a 10=b 4=8, 所以a 13=a 10q 3=8q 3,又a 13=1,所以解得q =12.由已知可得c n =b n qn -1,因此c n =2n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=n2n -2.所以S n =c 1+c 2+c 3+…+c n =12-1+220+321+…+n2n -2,12S n =120+221+…+n -12n -2+n2n -1, 因此12S n =12-1+120+121+…+12n -2-n 2n -1=4-12n -2-n 2n -1=4-n +22n -1,解得S n =8-n +22n -2.②由①知c n =n 2n -2,不等式(n +1)c n ≥λ,可化为n n +2n -2≥λ.设f (n )=n n +2n -2,计算得f (1)=4,f (2)=f (3)=6,f (4)=5,f (5)=154.因为f (n +1)-f (n )=n +-n2n -1,所以当n ≥3时,f (n +1)<f (n ).因为集合M 的元素个数为3,所以λ的取值范围是(4,5].。
2018年高考数学一轮复习第五章数列第31讲数列求和实战演练理

2018年高考数学一轮复习 第五章 数列 第31讲 数列求和实战演练板块简/者题集萃•实战演练1. (2016 •北京卷)已知{a n }为等差数列,S 为其前n 项和.若a i = 6, a s + a 5 = 0,则 S 6 = 6.解析:设等差数列{a n }的公差为 d ,: a 1= 6, a 3+ a 5 = 0,「. 6 + 2d + 6 + 4d = 0, — d =6X5 —2 ,••• Se = 6X 6+ 可X ( — 2) = 6.2. (2015 •全国卷n )设S n 是数列{ a n }的前n 项和,且 日=一 1, a n +1= SS +1,贝V S = n1 1 解析:T a n + 1 = S+ 1 — S n ,「. S+ 1 — S n = S+1 Si ,又由 &1 =— 1,知 $工 0. •- 一 ~= 1 ,• S n S n +11 11 等差数列,且公差为—1,而£ = —=— 1,^=— 1 + (n — 1) X ( — 1)= — n ,「. S = S a 1 S n1 n .3. (2016 •山东卷)已知数列{&}的前n 项和S n = 3n 2+ 8n , {b n }是等差数列,且 a n = b n + b n + 1.(1)求数列{b n }的通项公式;解析:(1)由题意知,当n 》2时,a n = S —S —1 = 6n + 5.当 n = 1 时,a 1= S = 11,所以 a n = 6n + 5.设数列{ 6}的公差为d .了 a = b 1+ b 2,了11 = 2b 1+ d , 由即 a 2= b 2+ b 3,17= 2b + 3d . 所以 b n = 3n + 1. ⑵由⑴知c n = ^g^ = 3(n +1)・2又 T n = C 1 + C 2+—+ C n ,⑵令C n = a n + 1 n + 1b n + 2 求数列{ C n }的前n 项和T n .可解得b 1 = 4, d = 3.得T n= 3X [2 X 2 2+ 3X 2 3+…+ (n+1)X2n+1],2T n= 3X [2 X 2 3+ 3X 2 4+…+ ( n+ 1) X2 n+2],两式作差,得一T n= 3X [2 X 2 2+ 23+ 24+…+ 2n+1—( n+ 1) X2 n+ 2]2 所以 T n = 3n F 2 4. (2015 •全国卷I )S 为数列{a n }的前n 项和.已知a n > 0, a 2+ 2勿=4S + 3. ⑴求{ a n }的通项公式;1⑵设b n = ,求数列{ b n }的前n 项和.a n a n +1解析:(1)由 a 2 + 2a n = 4$+ 3,可知 a ?+1+ 2a n +1 = 4S +1+ 3. 可得 a n + 1— a n + 2( a n + 1— a n ) = 4a n + 1 ,2 2即 2( a n + 1 + a n ) = a n + 1 — a^ = ( a n + 1 + a n )( a n + 1 — a n ). 由于 a n >0,所以 a n +1 — a n = 2.又由 a 1 + 2a 1 = 4a 1 + 3,解得 a 1 = — 1(舍去)或 a 1 = 3. 所以{a n }是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为 a n = 2n + 1.丄 … 1 1(2)由 a n = 2n +1 可知 b n = = = — .a n a n +1 汕 + n + 2 2n + 1 2n + 3=3X |4 + 4 1 — 2n 1 — 2n +1 X2n +2 =-3n ・2n +2设数列{ b n }的前n 项和为T n ,则。
2019年高考数学理课时作业三十一 第31讲 数列求和 含
课时作业(三十一)第31讲数列求和基础热身1.数列4,8,16,32,…的前n项和为()A.2n+1-2-n-1B.2n+2-2-n-3C.2n+1+2-n-1D.2n+1-2-n-1-12.[2018·山东临沂一中月考]若数列的通项公式是a n=(-1)n(3n-2),则a1+a2+…+a10=()A.15B.12C.-12D.-153.[2017·蚌埠第二中学月考]已知函数f=为奇数-为偶数且a n=f+f,则a1+a2+a3+…+a8=()A.-16B.-8C.8D.164.已知数列的通项公式为a n=-,则数列的前40项和为.5.[2017·呼和浩特调研]在等差数列中,a2=8,前6项和S6=66,设b n=,T n=b1+b2+…+b n,则T n=.能力提升6.[2017·湘潭模拟]已知T n为数列的前n项和,若n>T10+1013恒成立,则整数n的最小值为()A.1026B.1025C.1024D.10237.[2017·合肥调研]已知数列满足a1=2,4a3=a6,是等差数列,则数列{(-1)n a n}的前10项的和S10=()A.220B.110C.99D.558.[2017·临川实验学校一模]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(“少广”算法),该算法的前两步用现代汉语描述如下.第一步:构造数列1,,,,…,①.第二步:将数列①的各项乘,得到一个新数列a1,a2,a3,…,a n.则a1a2+a2a3+a3a4+…+a n-1a n等于() A.B.-C.-D.9.[2017·重庆第八中学月考]设数列的前n项和为S n,若a n+1=(-1)n-1a n+2n+1,则S32=()A.560B.360C.280D.19210.[2017·唐山一模]数列是首项为1,公差为1的等差数列,数列是首项为1,公比为2的等比数列,则数列的前n项和等于.11.[2017·陕西黄陵中学模拟]已知数列是公差为整数的等差数列,前n项和为S n,且a1+a5+2=0,2S1,3S2,8S3成等比数列,则数列的前10项和为.12.[2017·玉溪质检]已知数列满足a1=1,a2=2,a n+2=1+sin2a n+2cos2,则该数列的前20项和为.13.(15分)[2017·莆田一模]设数列的前n项和S n=2n+1-2,数列满足b n=-+22n-1.(1)求数列的通项公式;(2)求数列的前n项和T n.14.(15分)[2017·佛山质检]已知数列满足a1=1,a n+1=a n+2,数列的前n项和为S n,且S n=2-b n.(1)求数列,的通项公式;(2)设c n=a n b n,求数列的前n项和T n.难点突破15.(5分)[2017·洛阳三检]已知数列{a n}的前n项和为S n,且满足a n+1=,若a1=2,则{log2a n}的前2017项的和为()A.1B.2C.-6D.-58616.(5分)[2017·抚州临川区模拟]在数列中,a1=2,n(a n+1-a n)=a n+1,n∈N*,若对于任意的a ∈[-2,2],不等式<2t2+at-1恒成立,则t的取值范围为.课时作业(三十一)1.B[解析]由题知,所给数列的通项公式为a n=2n+1+,则前n项和S n=+=2n+2-2-n-3.故选B.2.A[解析]a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10=-1+4-7+10-13+16-19+22-25+28=5×3=15,故选A.3.C[解析]当n为奇数时,n+1为偶数,则a n=n2-(n+1)2=-2n-1,所以a1+a3+a5+a7=-(3+7+11+15)=-36.当n为偶数时,n+1为奇数,则a n=-n2+(n+1)2=2n+1,则a2+a4+a6+a8=5+9+13+17=44.所以a1+a2+…+a8=-36+44=8,故选C.=(--),则数列的前40项和4.[解析]a n=-S40=[(-)+(-)+…+(-)]=(-)=.5.[解析]设等差数列{a n}的公差为d,由题意得解得则a n=2n+4,因此b n==-,∴T n=-+-+…+-=-=.6.C[解析]因为=1+,所以T n=n+1-,T10+1013=11-+1013=1024-,又n>T10+1013,所以整数n的最小值为1024.故选C.7.B[解析]设数列的公差为d,则解得d=2,所以=a1+(n-1)d=2n,a n=2n2,所以S10=-a1+a2-a3+a4-…-a9+a10=-2×12+2×22-2×32+2×42-…-2×92+2×102=2[(22-12)+(42-32)+…+(102-92)]=2[(2-1)×(1+2)+(4-3)×(3+4)+…+(10-9)×(9+10)]=2×(1+2+…+10)=110,故选B.8.C[解析]新数列为1×,×,×,…,×,所以a1a2+a2a3+a3a4+…+a n-1a n=+++…+-=1-+-+-+…+--=1-=-.故选C.9.A[解析]依题意有a2-a1=3,a3+a2=5,a4-a3=7,a5+a4=9,a6-a5=11,a7+a6=13,a8-a7=15,…,由此可得a1+a3=2,a5+a7=2,…,a2+a4=12,a6+a8=28,…,所以S32=(a1+a3+…+a31)+(a2+a4+…+a32)=8×2+8×12+×16=560,故选A.10.(n-1)2n+1[解析]由题意得a n=n,b n=2n-1,则a n b n=n·2n-1,则数列的前n项和S n=1·20+2·21+3·22+…+n·2n-1①,所以2S n=1·21+2·22+3·23+…+(n-1)·2n-1+n·2n②.①-②得-S n=1+21+22+…+2n-1-n·2n=-n·2n,整理得S n=(n-1)·2n+1.11.-[解析]设等差数列{a n}的公差为d,因为a1+a5+2=0,所以2a1+4d+2=0,a1=-1-2d.因为2S1,3S2,8S3成等比数列,所以16S1S3=9,即16(-1-2d)(-3-3d)=9(-2-3d)2.因为d为整数,所以解得d=-2,则a1=3,所以a n=3-2(n-1)=5-2n.则=--=---,所以数列的前10项和为×---+×--+…+×-=×--=-.12.1133[解析]当n为奇数时,a n+2=2a n,故奇数项是以a1=1为首项,2为公比的等比数列;当n 为偶数时,a n+2=a n+2,故偶数项是以a2=2为首项,2为公差的等差数列,所以前20项中的奇数项和S奇==210-1=1023,前20项中的偶数项和S偶=10×2+×2=110,所以S20=1023+110=1133.13.解:(1)当n=1时,a1=S1=2.由S n=2n+1-2得S n-1=2n-2(n≥2),∴a n=S n-S n-1= 2n+1-2n=2n(n≥2).当n=1时,a1=2满足上式,∴a n=2n(n∈N*).(2)b n=-+22n-1=-+22n-1=--+22n-1,则T n=1-+-+…+--+(2+23+25+…+22n-1)=1-+=+-.14.解:(1)因为a1=1,a n+1-a n=2,所以是首项为1,公差为2的等差数列,所以a n=1+(n-1)×2 =2n-1.当n=1时,b1=S1=2-b1,所以b1=1.当n≥2时,S n=2-b n①,S n-1=2-b n-1②,由①-②得b n=-b n+b n-1,即-=.所以是首项为1,公比为的等比数列,故b n=-.(2)由(1)知c n=a n b n=--,则T n=+++…+--③,T n=++…+--+-④,③-④得T n=+++…+---=1+1++…+---= 1+---=3-,所以T n=6--.15.A[解析]由a1=2,a n+1=,得a2=-3,a3=-,a4=,a5=2,a6=-3,…,由此可得数列{a n}是以4为周期的周期数列,且a1a2a3a4=1,所以{a n}的前2017项的积为a1a2a3a4…a2017=1×1×1×…×a1=2,所以{log2a n}的前2017项的和为log2a1+log2a2+…+log2a2017=log2(a1a2…a2017)=1,故选A.16.(-∞,-2]∪[2,+∞)[解析]由题设可得a n+1-a n=a n+,即a n+1=a n+,即=+,所以-=-.令n=1,2,3,…,n可得-=-,-=-,-=-,…,-=-,累加得-=1-,则=3-<3,所以2t2+at-1≥3,即2t2+at-4≥0.令F(a)=2t2+at-4,a∈[-2,2],则-即--解得t≥2或t≤-2.-。
2019届高考数学人教B理一轮复习讲义:第六章 数列 第4
第4节 数列求和最新考纲 1.熟练掌握等差、等比数列的前n 项和公式;2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常见方法.知 识 梳 理1.求数列的前n 项和的方法 (1)公式法①等差数列的前n 项和公式 S n =n (a 1+a n ) 2 =na 1+n (n -1)2d .②等比数列的前n 项和公式 (ⅰ)当q =1时,S n =na 1;(ⅱ)当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q .(2)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项,使其转化为几个等差、等比数列,再求解. (3)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差求和,正负相消剩下首尾若干项. (4)倒序相加法把数列分别正着写和倒着写再相加,即等差数列求和公式的推导过程的推广. (5)错位相减法主要用于一个等差数列与一个等比数列对应项相乘所得的数列的求和,即等比数列求和公式的推导过程的推广. (6)并项求和法一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)n f (n )类型,可采用两项合并求解.例如,S n =1002-992+982-972+…+22-12=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.2.常见的裂项公式(1)1n (n +1)=1n -1n +1.(2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1. (3)1n +n +1=n +1-n .[常用结论与微点提醒]1.1+2+3+4+…+n =n (n +1)2. 2.12+22+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.3.应用裂项相消法时,应注意消项的规律具有对称性,即前面剩第几项则后面剩倒数第几项.诊 断 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)如果数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q .( )(2)当n ≥2时,1n 2-1=12(1n -1-1n +1).( )(3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n 时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )(4)若数列a 1,a 2-a 1,…,a n -a n -1是首项为1,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =3n -12.( )解析 (3)要分a =0或a =1或a ≠0且a ≠1讨论求解. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√2.(2017·东北三省四市二模)已知数列{a n }满足a n +1-a n =2,a 1=-5,则|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=( ) A.9B.15C.18D.30解析 由题意知{a n }是以2为公差的等差数列,又a 1=-5,所以|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5=5+3+1+1+3+5=18. 答案 C3.若数列{a n }的通项公式为a n =2n +2n -1,则数列{a n }的前n 项和为( )A.2n +n 2-1B.2n +1+n 2-1C.2n +1+n 2-2D.2n +n -2解析 S n =2(1-2n )1-2+n (1+2n -1)2=2n +1-2+n 2.答案 C4.(教材习题改编)数列{a n }中,a n =1n (n +1),若{a n }的前n 项和S n =2 0182 019,则n 等于________.解析 a n =1n (n +1)=1n -1n +1,S n =a 1+a 2+…+a n=1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.令n n +1=2 0182 019,得n =2 018. 答案 2 0185.(2018·河北“五个一”名校联盟质检)若f (x )+f (1-x )=4,a n =f (0)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +…+f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n +f (1)(n ∈N +),则数列{a n }的通项公式为________. 解析 由f (x )+f (1-x )=4,可得f (0)+f (1)=4,…,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n =4,所以2a n =(f (0)+f (1))+⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n +…+(f (1)+f (0))=4(n +1),即a n =2(n +1). 答案 a n =2(n +1)考点一 公式法求和【例1】 (2017·全国Ⅱ卷)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=2. (1)若a 3+b 3=5,求{b n }的通项公式; (2)若T 3=21,求S 3.解 (1)设{a n }公差为d ,{b n }公比为q ,由题意得⎩⎨⎧-1+d +q =2,-1+2d +q 2=5, 解得⎩⎨⎧d =1,q =2或⎩⎨⎧d =3,q =0(舍去),故{b n }的通项公式为b n =2n -1.(2)由已知得⎩⎨⎧-1+d +q =2,1+q +q 2=21,解得⎩⎨⎧q =4,d =-1或⎩⎨⎧q =-5,d =8. ∴当q =4,d =-1时,S 3=-6; 当q =-5,d =8时,S 3=21.规律方法 1.数列求和应从通项入手,若无通项,则先求通项.2.通过对通项变形,转化为等差或等比或可求数列前n 项和的数列来求之. 【训练1】 (2017·北京卷)已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (1)求{a n }的通项公式; (2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1.解 (1)设{a n }的公差为d ,由a 1=1,a 2+a 4=10得1+d +1+3d =10,所以d =2,所以a n =a 1+(n -1)d =2n -1.(2)由(1)知a 5=9.设{b n }的公比为q ,由b 1=1,b 2·b 4=a 5得qq 3=9,所以q 2=3, 所以{b 2n -1}是以b 1=1为首项,q ′=q 2=3为公比的等比数列, 所以b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1=1·(1-3n )1-3=3n -12.考点二 分组转化法求和【例2】 (2018·济南质量预测)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n2,n ∈N +. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和. 解 (1)当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n 2-(n -1)2+(n -1)2=n .a 1也满足a n =n ,故数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)知a n =n ,故b n =2n +(-1)n n .记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ,则T 2n =(21+22+…+22n )+(-1+2-3+4-…+2n ). 记A =21+22+…+22n ,B =-1+2-3+4-…+2n , 则A =2(1-22n )1-2=22n +1-2,B =(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n -1)+2n ]=n . 故数列{b n }的前2n 项和T 2n =A +B =22n +1+n -2.规律方法 1.若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.2.若数列{c n }的通项公式为c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.【训练2】 (2016·天津卷)已知{a n }是等比数列,前n 项和为S n (n ∈N +),且1a 1-1a2=2a 3,S 6=63. (1)求{a n }的通项公式;(2)若对任意的n ∈N +,b n 是log 2a n 和log 2a n +1的等差中项,求数列{(-1)n b 2n }的前2n 项和.解 (1)设数列{a n }的公比为q . 由已知,有1a 1-1a 1q =2a 1q 2,解得q =2或q =-1.又由S 6=a 1·1-q 61-q =63,知q ≠-1,所以a 1·1-261-2=63,得a 1=1.所以a n =2n -1.(2)由题意,得b n =12(log 2a n +log 2a n +1)=12(log 22n -1+log 22n )=n -12, 即{b n }是首项为12,公差为1的等差数列. 设数列{(-1)n b 2n }的前n 项和为T n ,则T 2n =(-b 21+b 22)+(-b 23+b 24)+…+(-b 22n -1+b 22n )=b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n -1+b 2n =2n (b 1+b 2n )2=2n 2.考点三 裂项相消法求和【例3】 (2018·长沙模拟)已知数列{a n }为等差数列,其中a 2+a 3=8,a 5=3a 2. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)记b n =2a n a n +1,设{b n }的前n 项和为S n .求最小的正整数n ,使得S n >2 0182 019. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 依题意有⎩⎨⎧2a 1+3d =8,a 1+4d =3a 1+3d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2,从而{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N +. (2)因为b n =2a n a n +1=12n -1-12n +1,所以S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫11-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=1-12n +1,令1-12n +1>2 0182 019,解得n >1 009,故取n =1 010.规律方法 1.利用裂项相消法求和时,应注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项.2.将通项公式裂项后,有时候需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项公式相等.【训练3】 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 3=a 7,a 8-2a 3=3. (1)求a n ;(2)设b n =1S n,求数列{b n }的前n 项和为T n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎨⎧3a 1+3d =a 1+6d ,(a 1+7d )-2(a 1+2d )=3,解得a 1=3,d =2, ∴a n =a 1+(n -1)d =2n +1. (2)由(1)得S n =na 1+n (n -1)2d =n (n +2),∴b n =1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2.∴T n =b 1+b 2+…+b n -1+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2 =34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2.考点四 错位相减法求和(易错警示)【例4】 (教材习题原题)求和:1+2x +3x 2+…+nx n -1. 解 当x =1时,S n =1+2+3+…+n =n (n +1)2; 当x ≠1时,设S n =1+2x +3x 2+…+nx n -1,① 则xS n =x +2x 2+…+(n -1)x n -1+nx n ,② ①-②得(1-x )S n =1+x +x 2+…+x n -1-nx n .③ 即S n =1-x n (1-x )2-nx n1-x.规律方法 1.一般地,如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n ·b n }的前n 项和时,可采用错位相减法求和.2.在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.易错警示 (1)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.(2)在利用等比数列求和公式求和时,应注意分清是n 项还是n -1项.【训练4】 (2018·江西百校联盟联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是公差为1的等差数列,且a 2=3,a 3=5. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n ·3n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)由题意,得S nn =a 1+n -1,即S n =n (a 1+n -1), 所以a 1+a 2=2(a 1+1),a 1+a 2+a 3=3(a 1+2),且a 2=3,a 3=5.解得a1=1,所以S n=n2,所以当n≥2时,a n=S n-S n-1=n2-(n-1)2=2n-1,又n=1时也满足.故a n=2n-1.(2)由(1)得b n=(2n-1)·3n,所以T n=1×3+3×32+…+(2n-1)·3n,则3T n=1×32+3×33+…+(2n-1)·3n+1.∴T n-3T n=3+2×(32+33+…+3n)-(2n-1)·3n+1,则-2T n=3+2×32-3n×31-3-(2n-1)·3n+1=3n+1-6+(1-2n)·3n+1=(2-2n)·3n+1-6,故T n=(n-1)·3n+1+3.基础巩固题组(建议用时:25分钟) 一、选择题1.等差数列{a n}中,已知公差d=12,且a1+a3+…+a99=50,则a2+a4+…+a100=()A.50B.75C.100D.125解析a2+a4+…+a100=(a1+d)+(a3+d)+…+(a99+d)=(a1+a3+…+a99)+50d=50+50×12=75.答案 B2.数列{a n}的前n项和为S n,已知S n=1-2+3-4+…+(-1)n-1·n,则S17=()A.9B.8C.17D.16解析S17=1-2+3-4+5-6+…+15-16+17=1+(-2+3)+(-4+5)+(-6+7)+…+(-14+15)+(-16+17)=1+1+1+…+1=9.答案 A3.数列{a n}的通项公式为a n=(-1)n-1·(4n-3),则它的前100项之和S100等于()A.200B.-200C.400D.-400解析 S 100=(4×1-3)-(4×2-3)+(4×3-3)-…-(4×100-3)=4×[(1-2)+(3-4)+…+(99-100)]=4×(-50)=-200. 答案 B4.(2017·滨州模拟)已知数列5,6,1,-5,…,该数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前16项之和S 16等于( ) A.5B.6C.7D.16解析 根据题意这个数列的前7项分别为5,6,1,-5,-6,-1,5,6,发现从第7项起,数字重复出现,所以此数列为周期数列,且周期为6,S 6=5+6+1+(-5)+(-6)+(-1)=0. 又因为16=2×6+4,所以这个数列的前16项之和S 16=2×0+7=7. 答案 C5.(2018·安徽江南十校联考)已知函数f (x )=x α的图象过点(4,2),令a n =1f (n +1)+f (n ),n ∈N +.记数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 2 017=( )A. 2 016-1B. 2 017-1C. 2 018-1D. 2 018+1解析 由f (4)=2可得4α=2,解得α=12,则f (x )=x 12.∴a n =1f (n +1)+f (n )=1n +1+n=n +1-n ,S 2 017=a 1+a 2+a 3+…+a 2 017=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+( 2 017- 2 016)+( 2 018- 2 017)= 2 018-1. 答案 C 二、填空题6.在数列{a n }中,若a 1=2,且对任意正整数m ,k ,总有a m +k =a m +a k ,则{a n }的前n 项和S n =________.解析 依题意得a n +1=a n +a 1,即有a n +1-a n =a 1=2,所以数列{a n }是以2为首项,2为公差的等差数列,a n =2+2(n -1)=2n ,S n =n (2+2n )2=n (n +1).答案 n (n +1)7.已知正项数列{a n }满足a 2n +1-6a 2n =a n +1a n .若a 1=2,则数列{a n }的前n 项和S n=________.解析 由a 2n +1-6a 2n =a n +1a n ,得(a n +1-3a n )(a n +1+2a n )=0, 又a n >0,所以a n +1=3a n ,又a 1=2,所以{a n }是首项为2,公比为3的等比数列, 故S n =2(1-3n )1-3=3n -1.答案 3n -18.(2018·衡水质检)中国古代数学有着很多令人惊叹的成就.北宋沈括在《梦溪笔谈》卷十八《技艺》篇中首创隙积术,隙积术意即:将木桶一层层堆放成坛状,最上一层长有a 个,宽有b 个,共计ab 个木桶,每一层长宽各比上一层多一个,共堆放n 层,设最底层长有c 个,宽有d 个,则共计有木桶n [(2a +c )b +(2c +a )d +(d -b )]6个.假设最上层有长2宽1共2个木桶,每一层的长宽各比上一层多一个,共堆放15层,则木桶的个数为________. 解析 各层木桶长与宽的木桶数自上而下组成一等差数列,且公差为1,根据题意得,a =2,b =1,c =2+14=16,d =1+14=15,n =15,则木桶的个数为 15[(2×2+16)×1+(2×16+2)×15+(15-1)]6=1 360(个). 答案 1 360 三、解答题9.(2018·西安质检)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 4=24,S 7=63. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =2a n +a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧S 4=4a 1+4×32d =24,S 7=7a 1+7×62d =63,解得⎩⎨⎧a 1=3,d =2,∴{a n }的通项公式为a n =2n +1.(2)由(1)得b n =2a n +a n =22n +1+(2n +1)=2×4n +(2n +1),所以T n =2×(4+42+…+4n )+(3+5+…+2n +1)=2×4(1-4n )1-4+n (3+2n +1)2=83(4n -1)+n 2+2n . 10.(2015·全国Ⅰ卷)S n 为数列{a n }的前n 项和.已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和. 解 (1)由a 2n +2a n =4S n +3,可知a 2n +1+2a n +1=4S n +1+3.可得a 2n +1-a 2n +2(a n +1-a n )=4a n +1,则2(a n +1+a n )=a 2n +1-a 2n =(a n +1+a n )(a n +1-a n ).由于a n >0,可得a n +1-a n =2.又a 21+2a 1=4a 1+3,解得a 1=-1(舍去)或a 1=3.所以{a n }是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为a n =2n +1.(2)由a n =2n +1,得b n =1a n a n +1=1(2n +1)(2n +3)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3. 设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3 =n 3(2n +3). 能力提升题组(建议用时:20分钟)11.(2018·华中师大联盟质量测评)在数列{a n }中,已知a 1=3,且数列{a n +(-1)n }是公比为2的等比数列,对于任意的n ∈N +,不等式a 1+a 2+…+a n ≥λa n +1恒成立,则实数λ的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,25 B.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,23 D.(-∞,1]解析 由已知,a n +(-1)n =[3+(-1)1]·2n -1=2n ,∴a n =2n -(-1)n .当n 为偶数时,a 1+a 2+…+a n =(2+22+…+2n )-(-1+1-…+1)=2n +1-2,a n +1=2n +1-(-1)n +1=2n +1+1,由a 1+a 2+…+a n ≥λa n +1,得λ≤2n +1-22n +1+1=1-32n +1+1对n ∈N +恒成立,∴λ≤23; 当n 为奇数时, a 1+a 2+…+a n =(2+22+…+2n )-(-1+1-…+1-1)=2n +1-1,a n +1=2n +1-(-1)n +1=2n +1-1,由a 1+a 2+…+a n ≥λa n +1得,λ≤2n +1-12n +1-1=1,对n ∈N +恒成立, 综上可知λ≤23.答案 C12.(2017·朝阳调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{a n }为12,13,23,14,24,34,15,25,35,45,…,1n ,2n ,…,n -1n ,…,若S k =14,则a k =________.解析 因为1n +2n +…+n -1n =1+2+…+n -1n =n 2-12,1n +1+2n +1+…+n n +1=1+2+…+n n +1=n 2,所以数列12,13+23,14+24+34,…,1n +1+2n +1+…+n n +1是首项为12,公差为12的等差数列,所以该数列的前n 项和T n =12+1+32+…+n 2=n 2+n 4.令T n =n 2+n 4=14,解得n =7,所以a k =78.答案 7813.(2016·浙江卷)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N +.(1)求通项公式a n ;(2)求数列{|a n -n -2|}的前n 项和.解 (1)由题意得⎩⎨⎧a 1+a 2=4,a 2=2a 1+1,则⎩⎨⎧a 1=1,a 2=3.又当n ≥2时,由a n +1-a n =(2S n +1)-(2S n -1+1)=2a n ,得a n +1=3a n ,同时a 2=3a 1,∴数列{a n }的通项公式为a n =3n -1,n ∈N +.(2)设b n =|3n -1-n -2|,n ∈N +,则b 1=2,b 2=1.当n ≥3时,由于3n -1>n +2,故b n =3n -1-n -2,n ≥3.设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 1=2,T 2=3,当n ≥3时,T n =3+9(1-3n -2)1-3-(n +7)(n -2)2=3n -n 2-5n +112,此时T 2符合,T 1不符合,∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,3n -n 2-5n +112,n ≥2,n ∈N +.。
2019届高考数学一轮复习第六章数列课时跟踪训练31等差数列及其前n项和文20180724378
课时跟踪训练(三十一) 等差数列及其前n 项和[基础巩固]一、选择题1.(2018·湖南衡阳二十六中期中)在等差数列{a n }中,a 3=1,公差d =2,则a 8的值为( )A .9B .10C .11D .12[解析] a 8=a 3+5d =1+5×2=11,故选C. [答案] C2.在等差数列{a n }中,a 1+a 5=8,a 4=7,则a 5=( ) A .11 B .10 C .7D .3 [解析] 设数列{a n }的公差为d ,则有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+4d =8,a 1+3d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =3,所以a 5=-2+4×3=10.故选B.[答案] B3.(2018·湖北武汉调研)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 5=3(a 2+a 8),则a 5a 3的值为( )A.16 B.13 C.35D.56[解析] 因为S 5=3(a 2+a 8),所以5a 1+10d =3(2a 1+8d ),即a 1=-14d ,所以a 5a 3=a 1+4d a 1+2d=-14d +4d -14d +2d =56. [答案] D4.(2017·安徽合肥二模)已知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,且a 1=1,a 4=4,则a 10=( )A .-45B .-54C.413D.134[解析] 由题意,得1a 1=1,1a 4=14,所以等差数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的公差为d =1a 4-1a 13=-14,由此可得1a n =1+(n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=-n 4+54,因此1a 10=-54,所以a 10=-45.故选A.[答案] A5.(2017·山西太原一模)在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=36,则a 6=( )A .8B .6C .4D .3[解析] 由等差数列的性质可知2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=2×3a 3+3×2a 9=6×2a 6=36,得a 6=3,故选D.[答案] D6.(2018·辽宁鞍山一中期末)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若m >1,且a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m 等于( )A .38B .20C .10D .9[解析] 因为a m -1+a m +1-a 2m =0,所以a m -1+a m +1=a 2m .根据等差数列的性质得2a m =a 2m ,显然a m ≠0,所以a m =2.又因为S 2m -1=38,所以S 2m -1=2m -1a 1+a 2m -12=(2m -1)a m .将a m =2代入可得(2m -1)×2=38,解得m =10.故选C.[答案] C 二、填空题7.(2016·江苏卷)已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________.[解析] 设等差数列{a n }的公差为d ,则a 1+a 22=a 1+(a 1+d )2=-3,S 5=5a 1+10d =10.解得a 1=-4,d =3,则a 9=a 1+8d =-4+24=20.[答案] 208.(2018·广东深圳中学月考)已知数列{a n }为等差数列,a 3=7,a 1+a 7=10,S n 为其前n 项和,则使S n 取到最大值的n 等于________.[解析] 设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=7,2a 4=10,故d =a 4-a 3=-2,a n =a 3+(n -3)d =7-2(n -3)=13-2n .令a n >0,得n <6.5,所以在等差数列{a n }中,其前6项均为正,其他各项均为负,于是使S n 取到最大值的n 的值为6.[答案] 69.(2017·辽宁师大附中期末)等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,且S n T n =3n -12n +3,则a 10b 10=________. [解析] 在等差数列中,S 19=19a 10,T 19=19b 10,因此a 10b 10=S 19T 19=3×19-12×19+3=5641. [答案]5641三、解答题10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n ·S n -1=0(n ≥2),a 1=12,证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列.[证明] ∵a n =S n -S n -1(n ≥2), 又a n =-2S n ·S n -1,∴S n -1-S n =2S n ·S n -1,S n ≠0. ∴1S n -1S n -1=2(n ≥2).由等差数列的定义知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=1a 1=2为首项,以2为公差的等差数列.[能力提升]11.(2017·河南百校联盟质监)等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,已知a 2016=2016,且S 20162016-S 1616=2000,则a 1等于( ) A .-2016 B .-2015 C .-2014D .-2013[解析] 解法一:因为S n =n a 1+a n2,所以S n n =a 1+a n 2.因为S 20162016-S 1616=2000,所以a 2016-a 162=2000d2=2000,所以d =2.又因为a 2016=2016,所以a 1+(2016-1)×2=2016,解得a 1=-2014,故选C.解法二:因为S n =na 1+n n -12d ,所以S n n =d 2n +a 1-d 2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以a 1为首项,以d2为公差的等差数列.所以S 20162016-S 1616=2000×d2=2000,所以d =2.所以a 2016=a 1+(2016-1)×2=2016,所以a 1=-2014.故选C.解法三:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2016-1d =2016,⎝⎛⎭⎪⎫a 1+2016-12d -⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+16-12d =2000,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2014,d =2,故选C.[答案] C12.(2018·黑龙江齐齐哈尔月考)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1>0,a 3+a 10>0,a 6a 7<0,则满足S n >0的最大自然数n 的值为( )A .6B .7C .12D .13[解析] 设等差数列{a n }的公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d .∵a 6+a 7=a 3+a 10>0,即2a 1+11d >0,且a 6a 7<0,a 1>0,∴a 6>0,a 7<0.∴d =a 7-a 6<0.又∵a 7=a 1+6d <0,∴2a 1+12d <0.当S n =a 1+a n ·n 2=[2a 1+n -1d ]·n2>0时,2a 1+(n -1)d >0.由2a 1+11d >0,2a 1+12d <0知n -1最大为11,即n 最大为12.故选C.[答案] C13.(2016·长安一中月考)若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大.[解析] ∵a 7+a 8+a 9=3a 8>0,∴a 8>0.∵a 7+a 10=a 8+a 9<0,∴a 9<0.∴数列的前8项和最大,即n =8.[答案] 814.(2017·安徽合肥一中第三次段考)已知数列{a n }是各项为正且首项为1的等差数列,S n 为其前n 项和,若数列{S n }也为等差数列,则S n +8a n +1的最小值是________.[解析] 设数列{a n }的公差为d (d >0), 即有a n =1+(n -1)d ,S n =n +12n (n -1)d ,S n =12dn 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12d n ,由于数列{S n }也为等差数列, 可得1-12d =0,即d =2,即有a n =2n -1,S n =n 2,则S n +8a n +1=n 2+82n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫n +8n ≥12·2·n ·8n=22,当且仅当n =22取得等号,由于n 为正整数,即有n =2或3取得最小值.当n =2时,取得3;n =3时,取得176.故最小值为176.[答案]17615.(2017·河南南阳期终质量评估)设f (x )=axx +a(a >0),令a 1=1,a n +1=f (a n ),又b n =a n ·a n +1,n ∈N *.(1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{b n }的前n 项和. [解] (1)证明:a n +1=f (a n )=a ·a n a n +a ,所以1a n +1=a n +a a ·a n =1a n +1a , 即1a n +1-1a n =1a,又a 1=1,所以1a 1=1.所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为1a 的等差数列.所以1a n =1+(n -1)1a =n +a -1a.所以a n =an +a -1.(2)b n =a n ·a n +1=a n +a -1·an +a=a 2⎝⎛⎭⎪⎫1n +a -1-1n +a ,设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T n =a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -11+a +⎝ ⎛⎭⎪⎫11+a -12+a +…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1+a -1n +a =a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1n +a =a 2·n +a -a a n +a =na n +a , 即数列{b n }的前n 项和为nan +a. 16.已知数列{a n }满足2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),它的前n 项和为S n ,且a 3=10,S 6=72,若b n =12a n -30,设数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n 的最小值.[解] ∵2a n +1=a n +a n +2,∴a n +1-a n =a n +2-a n +1, 故数列{a n }为等差数列.设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由a 3=10,S 6=72得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,6a 1+15d =72,解得a 1=2,d =4.∴a n =4n -2,则b n =12a n -30=2n -31,令⎩⎪⎨⎪⎧b n ≤0,b n +1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧2n -31≤0,2n +1-31≥0,解得292≤n ≤312,∵n ∈N *,∴n =15,即数列{b n }的前15项均为负值,∴T 15最小.∵数列{b n }的首项是-29,公差为2, ∴T 15=15-29+2×15-312=-225,∴数列{b n }的前n 项和T n 的最小值为-225.[延伸拓展]已知数列{a n }中,a 1=5且a n =2a n -1+2n-1(n ≥2且n ∈N *). (1)求a 2,a 3的值;(2)是否存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n 为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.[解] (1)∵a 1=5,∴a 2=2a 1+22-1=13,a 3=2a 2+23-1=33.(2)解法一:假设存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n 为等差数列.设b n =a n +λ2n,由{b n }为等差数列,则有2b 2=b 1+b 3. ∴2×a 2+λ22=a 1+λ2+a 3+λ23.∴13+λ2=5+λ2+33+λ8.解得λ=-1. 事实上,b n +1-b n =a n +1-12n +1-a n -12n=12n +1[(a n +1-2a n )+1]=12n +1[(2n +1-1)+1]=1.综上可知,存在实数λ=-1,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n为首项是2,公差是1的等差数列. 解法二:假设存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n为等差数列.设b n =a n +λ2n,由{b n }为等差数列,则有2b n +1=b n +b n +2(n ∈N *). ∴2×a n +1+λ2n +1=a n +λ2n+a n +2+λ2n +2.∴λ=4a n +1-4a n -a n +2 =2(a n +1-2a n )-(a n +2-2a n +1) =2(2n +1-1)-(2n +2-1)=-1.综上可知,当λ=-1时,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n 为首项是2、公差是1的等差数列.附:什么样的考试心态最好大部分学生都不敢掉以轻心,因此会出现很多过度焦虑。
2019版高考数学一轮复习 第六章 数列 第四节 数列求和与数列的综合问题实用
基础联通 抓主干知识的“源”与“流”
1.公式法与分组转化法 (1)公式法 直接利用等差数列、等比数列的前 n 项和公式求和. (2)分组转化法 若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数 列组成,则求和时可用分组转化法,分别求和后相加减.
2.倒序相加法与并项求和法 (1)倒序相加法 如果一个数列{an}的前 n 项中首末两端等“距离”的两项 的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前 n 项和可用 倒序相加法,如等差数列的前 n 项和公式就是用此法推导的. (2)并项求和法 在一个数列的前 n 项和中,可两两结合求解,则称之为并 项求和.形如 an=(-1)nf(n)类型,可采用两项合并求解.
应分公常见的裂项方式
数列(n 为正整数)
裂项方式
1 nn+k
(k 为非零常数)
nn1+k=1kn1-n+1 k
1 4n2-1
4n21-1=122n1-1-2n1+1
②
由①②,解得 a1=1,d=3,由此可得 an=3n-2.
所以数列{an}的通项公式为 an=3n-2,数列{bn}的通项公式为 bn=2n.
(2)设数列{a2nb2n-1}的前 n 项和为 Tn, 由 a2n=6n-2,b2n-1=2×4n-1,得 a2nb2n-1=(3n-1)×4n, 故 Tn=2×4+5×42+8×43+…+(3n-1)×4n, 4Tn=2×42+5×43+8×44+…+(3n-4)×4n+(3n-1)×4n+1, 上述两式相减,得 -3Tn=2×4+3×42+3×43+…+3×4n-(3n-1)×4n+1 =12×1-1-4 4n-4-(3n-1)×4n+1=-(3n-2)×4n+1-8. 故 Tn=3n3-2×4n+1+83. 所以数列{a2nb2n-1}的前 n 项和为3n3-2×4n+1+83.
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课时规范练31 数列求和
基础巩固组
1.数列1,3,5,7,…,(2n-1)+,…的前n项和S n的值等于()
A.n2+1-
B.2n2-n+1-
C.n2+1-
D.n2-n+1-
2.在数列{a n}中,a1=-60,a n+1=a n+3,则|a1|+|a2|+…+|a30|=()
A.-495
B.765
C.1 080
D.3 105
3.已知数列{a n}的前n项和S n满足S n+S m=S n+m,其中m,n为正整数,且a1=1,则a10等于()
A.1
B.9
C.10
D.55
4.已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=,n∈N+.记数列{a n}的前n项和为S n,则S2 018等于()
A.-1
B.+1
C.-1
D.+1
5.已知数列{a n}中,a n=2n+1,则+…+=()
A.1+
B.1-2n
C.1-
D.1+2n〚导学号21500545〛
6.设数列{a n}的前n项和为S n,a1=2,若S n+1=S n,则数列的前2 018项和为.
7.已知等差数列{a n}满足:a5=11,a2+a6=18.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)若b n=a n+2n,求数列{b n}的前n项和S n.
综合提升组
8.如果数列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n项和S n>1 020,那么n的最小值是()
A.7
B.8
C.9
D.10
9.(2017山东烟台模拟)已知数列{a n}中,a1=1,且a n+1=,若b n=a n a n+1,则数列{b n}的前n项和S n为()
A. B.
C. D.〚导学号21500546〛
10.(2017福建龙岩一模)已知S n为数列{a n}的前n项和,对n∈N+都有S n=1-a n,若b n=log2a n,则
+…+=.
11.(2017广西模拟)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=a n-1(n∈N+).
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设b n=2log3+1,求+…+.
创新应用组
12.(2017全国Ⅰ,理12)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是()
A.440
B.330
C.220
D.110 〚导学号21500547〛
参考答案
课时规范练31数列求和
1.A该数列的通项公式为a n=(2n-1)+,则S n=[1+3+5+…+(2n-1)]+=n2+1-.
2.B由a1=-60,a n+1=a n+3可得a n=3n-63,则a21=0,|a1|+|a2|+…+|a30|=-
(a1+a2+…+a20)+(a21+…+a30)=S30-2S20=765,故选B.
3.A∵S n+S m=S n+m,a1=1,∴S1=1.可令m=1,得S n+1=S n+1,∴S n+1-S n=1,即当n≥1时,a n+1=1,∴a10=1.
4.C由f(4)=2,可得4a=2,解得a=,则f(x)=.
∴a n=,
S2 018=a1+a2+a3+…+a2
018=()+()+()+…+()=-1.
5.C a n+1-a n=2n+1+1-(2n+1)=2n+1-2n=2n,
所以+…++…+=1-=1-.
6.∵S n+1=S n,∴.又a1=2,
∴当n≥2
时,S n=·…··S1=·…·×2=n(n+1).
当n=1时也成立,∴S n=n(n+1).
∴当n≥2时,a n=S n-S n-1=n(n+1)-n(n-1)=2n.当n=1时,a1=2也成立,所以a n=2n.
∴.
则数列的前2 018项和
=
.
7.解 (1)设{a n}的首项为a1,公差为d.
由a5=11,a2+a6=18,
得
解得a1=3,d=2,所以a n=2n+1.
(2)由a n=2n+1得b n=2n+1+2n,
则S n=[3+5+7+…+(2n+1)]+(21+22+23+…+2n)=n2+2n+=n2+2n+2n+1-2.
8.D a n=1+2+22+…+2n-1=2n-1.
∴S n=(21-1)+(22-1)+…+(2n-1)=(21+22+…+2n)-n=2n+1-n-2,
∴S9=1 013<1 020,S10=2 036>1 020,∴使S n>1 020的n的最小值是10.
9.B由a n+1=,得+2,
∴数列是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴=2n-1,又b n=a n a n+1,
∴b n=,
∴S n=
,故选B.
10.对n∈N*都有S n=1-a n,当n=1时,a1=1-a1,解得a1=.
当n≥2时,a n=S n-S n-1=1-a n-(1-a n-1),化为a n=a n-1.
∴数列{a n}是等比数列,公比为,首项为.∴a n=.
∴b n=log2a n=-n.∴.
则+…++…+=1-.
11.解 (1)当n=1时,a1=a1-1,∴a1=2.
当n≥2时,∵S n=a n-1,①
S n-1=a n-1-1(n≥2),②
∴①-②得a n=,即a n=3a n-1,
∴数列{a n}是首项为2,公比为3的等比数列,∴a n=2·3n-1.
(2)由(1)得b n=2log3+1=2n-1,
∴+…++…+
=+…+.
12.A设数列的首项为第1组,接下来两项为第2组,再接下来三项为第3组,以此类推,设第n组的项数为n,则前n组的项数和为.第n组的和为=2n-1,前n组总共的和为-n=2n+1-2-n.
由题意,N>100,令>100,得n≥14且n∈N+,即N出现在第13组之后.若要使最小整数N
满足:N>100且前N项和为2的整数幂,则S N-应与-2-n互为相反数,即2k-1=2+n(k∈
N+,n≥14),所以k=log2(n+3),解得n=29,k=5.
所以N=+5=440,故选A.。