人教版2022届一轮复习打地基练习 等差等比数列综合
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这是一份人教版2022届一轮复习打地基练习 等差等比数列综合,共25页。试卷主要包含了等差数列{an}的公差是d等内容,欢迎下载使用。
人教版2022届一轮复习打地基练习 等差等比数列综合
一.选择题(共16小题)
1.已知各项不为0的等差数列{an}满足2a3﹣a72+2a11=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b5b9=( )
A.2 B.4 C.8 D.16
2.已知等差数列{an}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a3=( )
A.﹣10 B.﹣6 C.﹣8 D.﹣4
3.等差数列{an}的公差是d(d≠0),前n项和Sn,S2=6,且a2,a4,a8成等比数列,则{an}的公差d=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.设△ABC的三内角A、B、C成等差数列,sinA、sinB、sinC成等比数列,则这个三角形的形状是( )
A.等边三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
5.等差数列{an}中,a1=1,公差不为0,若a2,a3,a6成等比,则S6=( )
A.﹣24 B.﹣3 C.3 D.8
6.已知等比数列{an}中,有a3a11=4a7,数列{bn}是等差数列,其前n项和为Sn,且b7=a7,则S13=( )
A.26 B.52 C.78 D.104
7.等比数列{an}的前n项和为Sn,且4a1,2a2,a3成等差数列.若a1=1,则S3=( )
A.15 B.7 C.8 D.16
8.在公差不为零的等差数列{an}中,a1=1,a5是a2,a14的等比中项,则a7=( )
A.12 B.13 C.14 D.15
9.已知{an}是等差数列,{bn}是等比数列,若a1+a3+a5+a7+a9=50,b4•b6•b14•b16=625,则a2+a8b10=( )
A.4 B.﹣4 C.±4 D.±5
10.已知数列{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,设cn=abn,Tn=c1+c2+…+cn,(n∈N*),则当Tn>2019时,n的最小值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
11.已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,若a1,S3,S4成等差数列,则q2﹣q=( )
A.﹣1 B.1 C.﹣2 D.2
12.已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若a4•a8•a9=﹣33,b4+b8+b9=5π,则tanb4+b10a3⋅a11−1=( )
A.−3 B.3 C.−33 D.33
13.已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1=1,其前n项和为Sn,若2a3,12a5,a4成等差数列,则S7﹣S6=( )
A.128 B.64 C.32 D.1
14.已知等比数列{an}的各项均为正,且5a3,a2,3a4成等差数列,则数列{an}的公比是( )
A.12 B.2 C.13 D.3
15.等差数列{an}的公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,且a1+a4=﹣4,则{an}前6项的和为( )
A.﹣24 B.﹣3 C.3 D.8
16.数列{an}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{bn}的连续三项,则数列{bn}的公比为( )
A.2 B.4 C.2 D.12
二.填空题(共18小题)
17.已知等差数列{an}的公差d不为0,且a2,a4,a5成等比数列,则a1d= .
18.已知等比数列{an}中,各项都是正数,前n项和为Sn,且4a3,a5,2a4成等差数列,a1=1,则S5= .
19.在数列中{an},它的前n项和Sn=1﹣nan(n∈N+),则数列{an}的通项公式为 .
20.已知等差数列{an}的公差为d,若a1,a4,a13成等比数列,则a1d的值为 .
21.已知a,4,b成等比数列,a,4,b﹣2成等差数列,则logab= .
22.已知公比为q的等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3,S9,S6成等差数列,则q3的值为 ;设ak是a4与a7的等差中项,则k的值是 .
23.在等比数列{an}中,a2a3a4=2764,公比q=2,数列{bn}是等差数列,且b7=a5,则b3+b11= .
24.已知等差数列{an}的前n项和为Sn(n∈N∗),公差d≠0,S6=90,a7是a3与a9的等比中项,当Sn>0时,n的最大值为 .
25.设Sn为等差数列{an}的前n项和,且a4=11,S8=100,数列{bn}是等比数列,且b4=a1+a5,b5=a11,b7=ap,则p= .
26.各项均为正数的等比数列{an},满足lga2+lga3=lga4,且a2,a3+1,a4成等差数列,数列{bn}满足b1=1,数列{(bn+1﹣bn)an}的前n项和Sn=n2,则bn= .
27.公差不为零的等差数列{an},a2,a4,a8成等比,且a1=1,若k=1n 1akak+1≤m恒成立,则实数m的取值范围是 .
28.已知等差数列{an}的首项为a,公差为b,等比数列{bn}的首项为b,公比为a,其中a,b都是大于1的正整数,且a1<b1,b2<a3,对于任意的n∈N*,总存在m∈N*,使得am+3=bn成立,则a= ,an= .
29.在等差数列{an}中,a2=4,且1+a3,a6,4+a10成等比数列,则公差d= .
30.已知{an}是公差不为零的等差数列,a5=14,且a1,a3,a11成等比数列,设bn=(﹣1)n+1an,数列{bn}的前n项的和为Sn,则S2021=
31.已知数列{an}为等差数列,数列{bn}为等比数列.若集合A={a1,a2,a3},集合B={b1,b2,b3},集合C={a,b,﹣2}(a>0,b>0),且A=B=C,则a+b= .
32.正项等比数列{an}满足a1+a3=54,且2a2,12a4,a3成等差数列,则(a1a2)•(a2a3)•…•(anan+1)取得最小值时的n值为 .
33.已知首项均为32的等差数列{an}与等比数列{bn}满足a3=﹣b2,a4=b3,且{an}的各项均不相等,设Sn为数列{bn}的前n项和,则Sn的最大值与最小值之差的绝对值为 .
34.已知等差数列{an}的公差d>0,且a2是a1与a4的等比中项.记bn=a2n,若对任意n∈N*,都有1b1+1b2+⋯+1bn<3,则d的取值范围是 .
三.解答题(共7小题)
35.已知等差数列{an}中,a2=5,a1,a4,a13成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和为Sn.
36.已知单调递增的等比数列{an}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2和a4的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=an⋅log12an,Sn=b1+b2+…+bn,求使Sn+n•2n+1>50成立的最小正整数n的值.
37.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且S4=S3﹣2a3,a1=1.
(1)求Sn;
(2)若bn=log2a2n+1,数列{bn}的前n项和为Tn,证明:数列{T2n+12n+1}是等差数列.
38.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S5=35,a2﹣a1,a4﹣a2,a1+a2成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=1anan+1(n∈N∗),求数列{bn}的前n项和Tn.
39.已知数列{an}是等比数列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=2log2an﹣1,求数列{anbn}的前n项和Tn.
40.已知公比不为1的等比数列{an}满足a1+a3=5,且a1,a3,a2构成等差数列.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)记Sn为{an}的前n项和,求使Sk>238成立的最大正整数k.
41.已知点(1,13)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)﹣1.数列{bn}(bn>0)的首项为1,且前n项和Sn满足sn﹣sn﹣1=sn+sn−1(n≥2)
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若数列{1bnbn+1}的前n项和为Tn,问满足Tn>10002012的最小正整数n是多少?
人教版2022届一轮复习打地基练习 等差等比数列综合
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.已知各项不为0的等差数列{an}满足2a3﹣a72+2a11=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b5b9=( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【分析】根据等差数列的性质化简已知条件,得到关于a7的方程,求出方程的解得到a7的值,进而得到b7的值,把所求的式子利用等比数列的性质化简,将b7的值代入即可求出值.
【解答】解:根据等差数列的性质得:a3+a11=2a7,
2a3﹣a72+2a11=0变为:4a7﹣a72=0,解得a7=4,a7=0(舍去),
所以b7=a7=4,
则b5b9=a72=16.
故选:D.
2.已知等差数列{an}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a3=( )
A.﹣10 B.﹣6 C.﹣8 D.﹣4
【分析】由题意可得a32=(a3﹣4)(a3+2),解关于a3的方程可得.
【解答】解:∵等差数列{an}的公差为2,且a1,a3,a4成等比数列,
∴a32=a1a4,∴a32=(a3﹣4)(a3+2),
解得a3=﹣4
故选:D.
3.等差数列{an}的公差是d(d≠0),前n项和Sn,S2=6,且a2,a4,a8成等比数列,则{an}的公差d=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】利用已知条件列出关于首项和公差的方程组,解方程组即可求解.
【解答】解:由题意可得S2=a1+a2=6a42=a2a8,
所以2a1+d=6(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d),
解方程组可得a1=d=2.
故选:B.
4.设△ABC的三内角A、B、C成等差数列,sinA、sinB、sinC成等比数列,则这个三角形的形状是( )
A.等边三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【分析】先求出B的度数,再根据余弦定理和等比数列的性质可得a=c,即可判断.
【解答】解:∵△ABC的三内角A、B、C成等差数列,
∴∠B=60°,
又sinA、sinB、sinC成等比数列,
∴sin2B=sinA•sinC,
∴b2=ac,
由余弦定理可得b2=a2+c2﹣2accosB,
∴a2+c2﹣2ac=0,
∴a=c
∴三角形为等边三角形,
故选:A.
5.等差数列{an}中,a1=1,公差不为0,若a2,a3,a6成等比,则S6=( )
A.﹣24 B.﹣3 C.3 D.8
【分析】利用等比数列的通项公式与性质列出方程,结合等差数列求出公差,然后求解S6即可.
【解答】解:等差数列{an}中,a1=1,公差不为0,若a2,a3,a6成等比,
可得:(a2)2=a3a6,
即:(1+d)2=(1+d)(1+5d),
解得d2+2d=0,解得d=﹣2.(d=0舍去).
则S6=6+6×52×(−2)=−24.
故选:A.
6.已知等比数列{an}中,有a3a11=4a7,数列{bn}是等差数列,其前n项和为Sn,且b7=a7,则S13=( )
A.26 B.52 C.78 D.104
【分析】由等比数列的中项性质可得a7=4,再由等差数列的求和公式和中项性质,可得所求和.
【解答】解:等比数列{an}中,a3a11=4a7,
可得a72=4a7,解得a7=4,
等差数列{bn}中b7=a7=4,
则S13=12×13(b1+b13)=13b7=13×4=52.
故选:B.
7.等比数列{an}的前n项和为Sn,且4a1,2a2,a3成等差数列.若a1=1,则S3=( )
A.15 B.7 C.8 D.16
【分析】等比数列{an}的公比设为q,由等差数列的中项性质和等比数列的通项公式,解方程可得公比,再由等比数列的求和公式可得所求值.
【解答】解:等比数列{an}的公比设为q,
4a1,2a2,a3成等差数列.若a1=1,
可得4a2=4a1+a3,
即4q=4+q2,
解得q=2,
则S3=a1(1−q3)1−q=1−231−2=7.
故选:B.
8.在公差不为零的等差数列{an}中,a1=1,a5是a2,a14的等比中项,则a7=( )
A.12 B.13 C.14 D.15
【分析】设出数列的公差,利用等差数列与等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:设数列{an}的公差为d,d≠0,由已知a5是a2,a14的等比中项,得:(1+4d)2=(1+d)(1+13d),
可得3d2﹣6d=0,可得d=2,
所以a7=1+6×2=13.
故选:B.
9.已知{an}是等差数列,{bn}是等比数列,若a1+a3+a5+a7+a9=50,b4•b6•b14•b16=625,则a2+a8b10=( )
A.4 B.﹣4 C.±4 D.±5
【分析】运用等差数列和等比数列的性质,化简计算可得所求值.
【解答】解:{an}是等差数列,{bn}是等比数列,
若a1+a3+a5+a7+a9=50,b4•b6•b14•b16=625,
则a1+a9=a3+a7=2a5,b4•b16=b6•b14=b102,
可得5a5=50,即a5=10,
a2+a8=2a5=20,
又b104=625,即b10=±5,
则a2+a8b10=±4.
故选:C.
10.已知数列{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,设cn=abn,Tn=c1+c2+…+cn,(n∈N*),则当Tn>2019时,n的最小值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【分析】由题设知an=2n﹣1,bn=2n﹣1,由Tn=ab1+ab2+…+abn=a1+a2+a4+…+a2n﹣1=2n+1﹣n﹣2和Tn>2019,得2n+1﹣n﹣2>2019,由此能求出当Tn>2019时n的最小值.
【解答】解:∵{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴an=2n﹣1,
∵{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,
∴bn=2n﹣1,
∴Tn=c1+c2+…+cn=ab1+ab2+…+abn=a1+a2+a4+…+a2n﹣1=(2×1﹣1)+(2×2﹣1)+(2×4﹣1)+…+(2×2n﹣1﹣1)
=2(1+2+4+…+2n﹣1)﹣n
=2×1−2n1−2−n
=2n+1﹣n﹣2,
∵Tn>2019,
∴2n+1﹣n﹣2>2019,
解得n>9.
则当Tn>2019时,n的最小值是10.
故选:B.
11.已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,若a1,S3,S4成等差数列,则q2﹣q=( )
A.﹣1 B.1 C.﹣2 D.2
【分析】由已知可得S4﹣S3=S3﹣a1,即a4=a2+a3,代入等比数列的通项公式可得关于q的方程,则答案可求.
【解答】解:等比数列{an}的公比为q,由a1,S3,S4成等差数列,
得S4﹣S3=S3﹣a1,即a4=a2+a3,
得q2﹣q﹣1=0,∴q2﹣q=1.
故选:B.
12.已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若a4•a8•a9=﹣33,b4+b8+b9=5π,则tanb4+b10a3⋅a11−1=( )
A.−3 B.3 C.−33 D.33
【分析】设数列{an}是公比为q的等比数列,数列{bn}是公差为d的等差数列,运用等差数列和等比数列的通项公式,以及等比数列和等差数列的中项性质,以及特殊角的正切的函数值,可得所求值.
【解答】解:设数列{an}是公比为q的等比数列,数列{bn}是公差为d的等差数列,
若a4⋅a8⋅a9=−33,b4+b8+b9=5π,
则a1q3•a1q7•a1q8=﹣33,b1+3d+b1+7d+b1+8d=5π,
即为a1q6=−3,b1+6d=5π3,
即a7=−3,b7=5π3,
则tanb4+b10a3⋅a11−1=tan2b7a72−1=tan5π3=−3.
故选:A.
13.已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1=1,其前n项和为Sn,若2a3,12a5,a4成等差数列,则S7﹣S6=( )
A.128 B.64 C.32 D.1
【分析】由2a3,12a5,a4成等差数列,利用性质建立方程,再用等比数列的通项公式将此方程转化为关于公比的等式,解出公比的值即可求解.
【解答】解:设{an}的公比为q.
∵2a3,12a5,a4成等差数列,∴a5=2a3+a4.
即a1q4=2a1q2+a1q3,
化简得q2﹣q﹣2=0,
解得q=2或q=﹣1.
由已知,q=2,
∴S7﹣S6=a7=a1q6=26=64.
故选:B.
14.已知等比数列{an}的各项均为正,且5a3,a2,3a4成等差数列,则数列{an}的公比是( )
A.12 B.2 C.13 D.3
【分析】利用各项均为正数的等比数列{an},5a3,a2,3a4成等差数列,建立方程,即可求出等比数列{an}的公比.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,则
∵各项均为正数的等比数列{an},5a3,a2,3a4成等差数列,
∴2a2=5a3+3a4,
∴3q2+5q﹣2=0,
∵q>0,
∴q=13,
故选:C.
15.等差数列{an}的公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,且a1+a4=﹣4,则{an}前6项的和为( )
A.﹣24 B.﹣3 C.3 D.8
【分析】设{an}的公差为d(d≠0),运用等差数列的通项公式和等比数列的中项性质,解方程可得首项和公差,再由等差数列的求和公式,计算可得所求和.
【解答】解:设{an}的公差为d(d≠0),
由a2,a3,a6成等比数列可得a32=a2a6,
得(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d),化为2a1+d=0,
又2a1+3d=﹣4,
所以a1=1,d=﹣2,
S6=6×1+6×52×(−2)=−24.
故选:A.
16.数列{an}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{bn}的连续三项,则数列{bn}的公比为( )
A.2 B.4 C.2 D.12
【分析】先由a1,a3,a7为等比数列{bn}的连续三项,找到a1=2d,再利用等比数列公比的求法求出即可.
【解答】解:设数列{an}的公差为d(d≠0),由a32=a1a7得(a1+2d)2=a1(a1+6d)⇒a1=2d,
故q=a3a1=a1+2da1=2a1a1=2,
故选:C.
二.填空题(共18小题)
17.已知等差数列{an}的公差d不为0,且a2,a4,a5成等比数列,则a1d= −52 .
【分析】先利用等差数列的通项公式,用a1和d分别表示出等差数列的a2,a4,a5,进而利用等比数列的性质建立等式,求得a1和d的关系,即可求出a1d.
【解答】解:∵a2,a4,a5成等比数列,
∴a42=a2•a5,即(a1+3d)2=(a1+d)(a1+4d),
由d≠0,解得:2a1=﹣5d,
∴a1d=−52.
故答案为:−52.
18.已知等比数列{an}中,各项都是正数,前n项和为Sn,且4a3,a5,2a4成等差数列,a1=1,则S5= 31 .
【分析】先由题设求得等比数列{an}的公比q,再利用等比数列的前n项和公式求得结果即可.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q(q>0),
由题设可得:2a5=4a3+2a4,即a5=2a3+a4,
又a1=1,∴q4=2q2+q3,解得:q=2,
∴S5=1−251−2=25﹣1=31,
故答案为:31.
19.在数列中{an},它的前n项和Sn=1﹣nan(n∈N+),则数列{an}的通项公式为 1n(n+1) .
【分析】由Sn=1﹣nan(n∈N+),推导出anan−1=n−1n+1,a1=12.由此利用累乘法能求出数列{an}的通项公式.
【解答】解:∵Sn=1﹣nan(n∈N+),
∴Sn﹣1=1﹣(n﹣1)an﹣1,
两式相减,得an=﹣nan+(n﹣1)an﹣1,
∴anan−1=n−1n+1,
由Sn=1﹣nan(n∈N+),得a1=1﹣a1,解得a1=12.
∴an=a1×a2a1×a3a2×⋯×anan−1
=12×13×24×⋯×n−1n+1
=1n(n+1).
故答案为:1n(n+1).
20.已知等差数列{an}的公差为d,若a1,a4,a13成等比数列,则a1d的值为 32 .
【分析】由已知可得a42=a1a13,然后结合等差数列的通项公式可求.
【解答】解:∵a1,a4,a13成等比数列,
∴a42=a1a13,
∴(a1+3d)2=a1⋅(a1+12d),
由题意可知,d≠0,
整理可得,2a1=3d,
∴a1d=32
故答案为:32
21.已知a,4,b成等比数列,a,4,b﹣2成等差数列,则logab= 3或13 .
【分析】通过等差数列以及等比数列求出ab,然后求解logab即可.
【解答】解:a,4,b成等比数列,ab=16,
a,4,b﹣2成等差数列,可得8=a+b﹣2,
解得a=2,b=8或a=8,b=2,
则logab=3或13.
故答案为:3或13.
22.已知公比为q的等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3,S9,S6成等差数列,则q3的值为 −12 ;设ak是a4与a7的等差中项,则k的值是 10 .
【分析】直接利用S3,S9,S6成等差数列得出2s9=s3+s6,转化为关于公比的等式即可求出q3的值;再由ak是a4与a7的等差中项列式求得k值.
【解答】解:由S3,S9,S6成等差数列得:2s9=s3+s6,得q≠1,
∴2×a1(1−q9)1−q=a1(1−q3)1−q+a1(1−q6)1−q,
∴2q9=q3+q6,得2(q3)2﹣q3﹣1=0,
故q3=−12或q3=1(舍),则q3=−12;
q3=−12,
又ak是a4与a7的等差中项,∴2ak=a4+a7,
即2a1qk−1=a1q3+a1q6,得2qk−1=−12+14=−14,
即qk−1=−18=(−12)3=q9,则k﹣1=9,即k=10.
故答案为:−12;10.
23.在等比数列{an}中,a2a3a4=2764,公比q=2,数列{bn}是等差数列,且b7=a5,则b3+b11= 6 .
【分析】运用等比数列的性质,可得a3,由通项公式可得b7=a5=3,再由等差数列中项的性质,即可得到结果.
【解答】解:在等比数列{an}中,a2a3a4=2764,公比q=2,
可得a33=2764,
即有a3=34,a5=a3q2=34•4=3,
则b7=a5=3,
即有b3+b11=2b7=6.
故答案为:6.
24.已知等差数列{an}的前n项和为Sn(n∈N∗),公差d≠0,S6=90,a7是a3与a9的等比中项,当Sn>0时,n的最大值为 20 .
【分析】由等差数列的通项公式和求和公式,解方程可得首项和公差,再由等差数列的求和公式,解不等式可得所求最大值.
【解答】解:由公差d≠0,S6=90,可得6a1+15d=90,即2a1+5d=30,①
由a7是a3与a9的等比中项,可得a72=a3a9,即为(a1+6d)2=(a1+2d)(a1+8d),
化为a1=﹣10d,②
由①②解得a1=20,d=﹣2,
由Sn=20n+12n(n﹣1)•(﹣2)=21n﹣n2>0,
即0<n<21,
由于n为正整数,可得n的最大值20.
故答案为:20.
25.设Sn为等差数列{an}的前n项和,且a4=11,S8=100,数列{bn}是等比数列,且b4=a1+a5,b5=a11,b7=ap,则p= 43 .
【分析】设等差数列{an}的公差为d,运用等差数列的通项公式和求和公式,解得首项和公差,再设等比数列{bn}的公比为q,运用等比数列的通项公式和等差数列的通项公式,解方程可得所求值.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,
由a4=11,S8=100,可得a1+3d=11,8a1+28d=100,
解得a1=2,d=3,则an=2+3(n﹣1)=3n﹣1,
设等比数列{bn}的公比为q,
由b4=a1+a5=2+14=16,b5=a11=32,可得q=b5b4=2,
由b7=ap,可得16q3=16×8=3p﹣1,
解得p=43,
故答案为:43.
26.各项均为正数的等比数列{an},满足lga2+lga3=lga4,且a2,a3+1,a4成等差数列,数列{bn}满足b1=1,数列{(bn+1﹣bn)an}的前n项和Sn=n2,则bn= 7﹣(2n+1)(12)n﹣2 .
【分析】设等比数列{an}的公比为q,q>0,由等差数列的中项性质和等比数列的通项公式,可得a1,q,求得an,再由数列的递推式求得(bn+1﹣bn)an,运用数列的错位相减法求和,结合等比数列的求和公式,计算可得所求和.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,q>0,
由lga2+lga3=lga4,可得a2a3=a4,
即a12q3=a1q3,解得a1=1,
由a2,a3+1,a4成等差数列,可得2(a3+1)=a2+a4,
即2(q2+1)=q+q3,
解得q=2,
则an=2n﹣1,
设cn=(bn+1﹣bn)an,
由Sn=n2,可得n=1时,c1=S1=1,
n≥2时,cn=Sn﹣Sn﹣1=n2﹣(n﹣1)2=2n﹣1,
上式对n=1也成立,
所以(bn+1﹣bn)an=2n﹣1,
即有bn+1﹣bn=(2n﹣1)•(12)n﹣1,
所以bn=b1+(b2﹣b1)+(b3﹣b2)+…+(bn﹣bn﹣1)=1+1•(12)0+3•(12)1+…+(2n﹣3)•(12)n﹣2,
12bn=12+1•(12)1+3•(12)2+…+(2n﹣3)•(12)n﹣1,
上面两式相减可得12bn=32+2[(12)1+(12)2+…+(12)n﹣2]﹣(2n﹣3)•(12)n﹣1
=32+2•12(1−12n−2)1−12−(2n﹣3)•(12)n﹣1,
化为bn=7﹣(2n+1)(12)n﹣2.
故答案为:7﹣(2n+1)(12)n﹣2.
27.公差不为零的等差数列{an},a2,a4,a8成等比,且a1=1,若k=1n 1akak+1≤m恒成立,则实数m的取值范围是 [1,+∞) .
【分析】设公差为d,应用等比数列的中项性质和等差数列的通项公式,解方程可得公差d,可得an=n,1anan+1=1n(n+1)=1n−1n+1,由数列的裂项相消求和和不等式的性质,恒成立问题解法,可得m的范围.
【解答】解:公差d不为零且a1=1的等差数列{an},a2,a4,a8成等比,
可得a42=a2a8,即为(1+3d)2=(1+d)(1+7d),
解得d=1,则an=1+n﹣1=n,
1anan+1=1n(n+1)=1n−1n+1,
可得k=1n 1akak+1=1−12+12−13+⋯+1n−1n+1=1−1n+1<1,
由k=1n 1akak+1≤m恒成立,可得m≥1,
故答案为:[1,+∞).
28.已知等差数列{an}的首项为a,公差为b,等比数列{bn}的首项为b,公比为a,其中a,b都是大于1的正整数,且a1<b1,b2<a3,对于任意的n∈N*,总存在m∈N*,使得am+3=bn成立,则a= 2 ,an= 5n﹣3 .
【分析】先利用a1<b1,b2<a3,以及a,b都是大于1的正整数求出a=2,再利用am+3=bn求出满足条件的b的值即可求出等差数列{an}的通项公式.
【解答】解:∵a1<b1,b2<a3,
∴a<b以及ba<a+2b
∴b(a﹣2)<a<b,
a﹣2<1⇒a<3,
∵a,b都是大于1的正整数,
∴a=2.
又因为 am+3=bn⇒a+(m﹣1)b+3=b•an﹣1.
又∵a=2,b(m﹣1)+5=b•2n﹣1,则b(2n﹣1﹣m+1)=5.
又b≥3,由数的整除性,得b是5的约数.
故2n﹣1﹣m+1=1,b=5,
∴an=a+b(n﹣1)=2+5(n﹣1)=5n﹣3.
故答案为:2;5n﹣3.
29.在等差数列{an}中,a2=4,且1+a3,a6,4+a10成等比数列,则公差d= 3 .
【分析】设出公差,利用等比数列化简方程,求出公差,验证求解即可.
【解答】解:设等差数列的公差为d,
∵1+a3,a6,4+a10成等比数列,
∴a62=(1+a3)(4+a10),即(a2+4d)2=(1+a2+d)(4+a2+8d),a2=4,
整理得:d2﹣2d﹣3=0,
解得:d=3,或d=﹣1,当d=﹣1时,a6=0舍去,
故答案为:3
30.已知{an}是公差不为零的等差数列,a5=14,且a1,a3,a11成等比数列,设bn=(﹣1)n+1an,数列{bn}的前n项的和为Sn,则S2021= 3032
【分析】由已知结合等比数列的性质求得等差数列的公差,可得{an}的通项公式,代入bn=(﹣1)n+1an,结合b2k+b2k+1=3求解数列{bn}的前2021项的和S2021.
【解答】解:由a1,a3,a11成等比数列,得a32=a1a11,
设等差数列{an}的公差为d(d≠0),
∴(a5−2d)2=(a5−4d)(a5+6d),
整理得3a5=14d,
∵a5=14,∴d=3,则a1=a5﹣4d=14﹣12=2,
∴an=2+3(n﹣1)=3n﹣1,得bn=(−1)n+1(3n−1),
则b2k+b2k+1=(﹣1)2k+1(6k﹣1)+(﹣1)2k+2(6k+3﹣1)=3.
∴S2021=b1+b2+...+b2021=b1+(b2+b3)+(b4+b5)+...+(b2020+b2021)
=2+3+3+...+3=2+3×1010=3032,
故答案为:3032.
31.已知数列{an}为等差数列,数列{bn}为等比数列.若集合A={a1,a2,a3},集合B={b1,b2,b3},集合C={a,b,﹣2}(a>0,b>0),且A=B=C,则a+b= 5 .
【分析】由等差数列和等比数列的中项性质,集合相等的性质,可得a,b的方程组,解方程可得所求.
【解答】解:因为数列{an}为等差数列,数列{bn}为等比数列,
由等差中项和等比中项的性质可得ab=4①,
由于a>0,b>0,a+b>0,所以a﹣2=2b或b﹣2=2a②,
由①②解得,a=4,b=1或a=1,b=4,
所以a+b=5.
故答案为:5.
32.正项等比数列{an}满足a1+a3=54,且2a2,12a4,a3成等差数列,则(a1a2)•(a2a3)•…•(anan+1)取得最小值时的n值为 2 .
【分析】正项等比数列{an}的公比设为q,运用等比数列的通项公式和等差数列的中项性质,解方程可得首项和公比,进而得到an,再由指数的运算性质和二次函数的最值求法,可得所求值.
【解答】解:正项等比数列{an}的公比设为q,a1+a3=54,且2a2,12a4,a3成等差数列,
可得a1+a1q2=54,a4=2a2+a3,即q2=2+q,解得q=2,a1=14,
则an=14•2n﹣1=2n﹣3,anan+1=2n﹣3•2n﹣2=22n﹣5,
则(a1a2)•(a2a3)•…•(anan+1)=2﹣3•2﹣1…22n﹣5=2﹣3﹣2+…+2n﹣5=2n(2n−8)2=2n2−4n=2(n−2)2−4,
当n=2时,(a1a2)•(a2a3)•…•(anan+1)取得最小值,
故答案为:2.
33.已知首项均为32的等差数列{an}与等比数列{bn}满足a3=﹣b2,a4=b3,且{an}的各项均不相等,设Sn为数列{bn}的前n项和,则Sn的最大值与最小值之差的绝对值为 34 .
【分析】设等差数列{an}的公差为d(d≠0),等比数列{bn}的公比为q(q≠0),由a3=﹣b2,a4=b3,得关于q与d的方程组,求得q值,写出数列{bn}的前n项和,分类求得最值,则答案可求.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d(d≠0),等比数列{bn}的公比为q(q≠0),
由a3=﹣b2,a4=b3,得32+2d=−32q32+3d=32q2,解得q=−12d=−38.
∴Sn=32[1−(−12)n]1−(−12)=1−(−12)n,
当n为奇数时,Sn=1+(12)n,当n=1时,Sn有最大值为32;
当n为偶数时,Sn=1−(12)n,当n=2时,Sn有最大值为34.
∴Sn的最大值与最小值之差的绝对值为34.
故答案为:34.
34.已知等差数列{an}的公差d>0,且a2是a1与a4的等比中项.记bn=a2n,若对任意n∈N*,都有1b1+1b2+⋯+1bn<3,则d的取值范围是 [13,+∞) .
【分析】由等比数列中项性质和等差数列的通项公式,可得首项和公差的关系,可得bn=a2n=2nd,由等比数列的求和公式和不等式的性质,解d的不等式可得所求范围.
【解答】解:等差数列{an}的公差d>0,且a2是a1与a4的等比中项,
可得a22=a1a4,即(a1+d)2=a1(a1+3d),
即为a1=d,(d>0),
可得an=nd,bn=a2n=2nd,
对任意n∈N*,都有1b1+1b2+⋯+1bn<3,
即为1d(12+14+⋯+12n)=1d•12(1−12n)1−12
=1d(1−12n)<3恒成立,
由1d(1−12n)<1d,
可得3≥1d,又d>0,即有d≥13.
则d的取值范围为[13,+∞).
故答案为:[13,+∞).
三.解答题(共7小题)
35.已知等差数列{an}中,a2=5,a1,a4,a13成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和为Sn.
【分析】(1)设等差数列{an}的公差为d,由等差数列的通项公式和等比数列的中项性质,解方程得到d和首项的值,即得数列的通项公式;
(2)利用等差数列的前n项和公式可得所求和.
【解答】解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
a2=5,a1,a4,a13成等比数列,
所以a1+d=5,a42=a1a13,即(a1+3d)2=a1(a1+12d),
化简得d2=2d,则d=0或d=2,
当d=0时,an=5;
当d=2时,a1=5﹣d=3,an=3+2(n﹣1)=2n+1;
(2)由(1)知当an=5时,Sn=5n;
当an=2n+1时,则Sn=n(3+2n+1)2=2n+n2.
36.已知单调递增的等比数列{an}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2和a4的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=an⋅log12an,Sn=b1+b2+…+bn,求使Sn+n•2n+1>50成立的最小正整数n的值.
【分析】(1)设出公比,列出方程组求出首项与公比,然后求解通项公式.
(2)化简新数列的通项公式,利用错位相减法求解数列的和,结合不等式求出n的最小值.
【解答】解:(1)设{an}的公比为q,
由已知,得a2+a3+a4=282(a3+2)=a2+a4,整理得a1q2=8a1q+a1q3=20,
解得a1=2,q=2或a1=32,q=12(舍去)
所以数列的通项公式为an=2n.
(2)bn=2nlog122n=−n⋅2n,
设Tn=1×2+2×22+3×23+⋯+n×2n,
则2Tn=1×22+2×23+3×24+⋯+(n−1)⋅2n+n×2n+1,
两式相减可得−Tn=(2+22+23+⋯+2n)−n×2n+1=−(n−1)⋅2n+1−2,
所以Sn=−Tn=−(n−1)⋅2n+1−2
由Sn+n⋅2n+1>50,得﹣(n﹣1)•2n+1﹣2+n•2n+1>50,则2n>26,
故满足不等式的最小正整数n=5.
37.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且S4=S3﹣2a3,a1=1.
(1)求Sn;
(2)若bn=log2a2n+1,数列{bn}的前n项和为Tn,证明:数列{T2n+12n+1}是等差数列.
【分析】(1)等比数列{an}的公比设为q,运用等比数列的通项公式和求和公式,解方程可得q,即可得到所求;
(2)求得bn=log2a2n+1=log222n=2n,运用等差数列的求和公式和定义,即可得证.
【解答】解:(1)等比数列{an}的公比设为q,前n项和为Sn,
由S4=S3﹣2a3得a4=﹣2a3,可得a4=S4﹣S3=﹣2a3,
∴公比q=a4a3=−2,
∴Sn=13[1−(−2)n];
(2)证明:an=(−2)n−1,
∴bn=log2a2n+1=log222n=2n,
∴Tn=12n(2+2n)=n(n+1),
∴T2n+12n+1=2n+2,
∴T2n+32n+3−T2n+12n+1=2,
∴数列{T2n+12n+1}是等差数列.
38.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S5=35,a2﹣a1,a4﹣a2,a1+a2成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=1anan+1(n∈N∗),求数列{bn}的前n项和Tn.
【分析】(1)等差数列的公差设为d,且d≠0,运用等差数列的求和公式和等比数列的中项性质,以及等差数列的通项公式,解方程可得首项和公差,可得所求通项公式;
(2)求得bn=1anan+1=1(2n+1)(2n+3)=12(12n+1−12n+3),由数列的裂项相消求和,化简计算可得所求和.
【解答】解:(1)等差数列{an}的公差设为d,前n项和为Sn,
由S5=35,可得5a1+10d=35,即a1+2d=7,①
由a2﹣a1,a4﹣a2,a1+a2成等比数列,可得(a4﹣a2)2=(a2﹣a1)(a1+a2),
即为4d2=d(2a1+d),即有2a1=3d,(d≠0),②,
联立①②可得a1=3,d=2,
则an=3+2(n﹣1)=2n+1,n∈N*;
(2)bn=1anan+1=1(2n+1)(2n+3)=12(12n+1−12n+3),
前n项和Tn=12(13−15+15−17+⋯+12n+1−12n+3)=12(13−12n+3)=n6n+9.
39.已知数列{an}是等比数列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=2log2an﹣1,求数列{anbn}的前n项和Tn.
【分析】(Ⅰ)等比数列{an}中,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项,有等比数列的首项和公比分别表示出已知条件,解方程组即可求得首项和公比,代入等比数列的通项公式即可求得结果;
(Ⅱ)把(1)中求得的结果代入bn=2log2an﹣1,求出bn,利用错位相减法求出Tn.
【解答】解:(Ⅰ)设数列{an}的公比为q,
因为a2=4,所以a3=4q,a4=4q2.)
因为a3+2是a2和a4的等差中项,所以2(a3+2)=a2+a4.
即2(4q+2)=4+4q2,化简得q2﹣2q=0.
因为公比q≠0,所以q=2.
所以an=a2qn−2=4×2n−2=2n(n∈N*).
(Ⅱ)因为an=2n,所以bn=2log2an﹣1=2n﹣1.
所以anbn=(2n−1)2n.
则Tn=1×2+3×22+5×23+⋯+(2n−3)2n−1+(2n−1)2n,①,
2Tn=1×22+3×23+5×24+⋯+(2n−3)2n+(2n−1)2n+1,②,
①﹣②得,−Tn=2+2×22+2×23+⋯+2×2n−(2n−1)2n+1.
=2+2×4(1−2n−1)1−2−(2n−1)2n+1=−6−(2n−3)2n+1,
所以Tn=6+(2n−3)2n+1.
40.已知公比不为1的等比数列{an}满足a1+a3=5,且a1,a3,a2构成等差数列.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)记Sn为{an}的前n项和,求使Sk>238成立的最大正整数k.
【分析】(I)利用等差数列的性质与等比数列的通项公式即可得出;
(II)利用等比数列的前n项和公式、不等式的解法即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)设等比数列{an}的公比为q,且q≠1,
∵a1+a3=5,a1,a3,a2构成等差数列
∴a1+a1q2=52a1q2=a1+a1q,解得a1=4q=−12,
∴an=a1q=4•(−12)n−1.
∴数列{an}的通项公式为an=4•(−12)n−1,n∈N*.
(Ⅱ)Sn=4[1−(−12)n]1+12=83[1−(−12)n],∴Sk=83[1−(−12)k],
要使Sk>238,即83[1−(−12)k]>238,即(−12)k<−564,
当k为偶数时,(−12)k>0,不等式不成立,
∴k为奇数,设k=2m﹣1,m∈∈N*,
则(−12)2m−1<−564,即(−12)2m>5128,即14m>5128,即4m<1285,
∴整数m≤2,所以m的最大值为2,
此时k的最大值为3,
∴使Sk>238成立的最大正整数k=3.
41.已知点(1,13)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)﹣1.数列{bn}(bn>0)的首项为1,且前n项和Sn满足sn﹣sn﹣1=sn+sn−1(n≥2)
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若数列{1bnbn+1}的前n项和为Tn,问满足Tn>10002012的最小正整数n是多少?
【分析】(1)由点(1,13)是函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象上一点,知f(1)=a=13,所以f(x)=(13)x,由此能求出数列{an}和{bn}的通项公式.
(2)Tn=1b1b2+1b2b3+1b3b4+⋯+1bnbn+1=11×3+13×5+15×7+⋯+1(2n−1)×(2n+1),利用裂项求和法能够求出满足Tn>10002012的最小正整数.
【解答】解:(1)∵点(1,13)是函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象上一点,
∴f(1)=a=13,
∵等比数列{an}的前n项和为f(n)﹣1,f(x)=(13)x,
a1=f(1)﹣1=−23,
a2=[f(2)﹣1]﹣[f(1)﹣1]=−29,
公比q=a2a1=13,
所以an=−23(13)n−1=−2(13)n,n∈N*;…(3分)
∵Sn−Sn−1=(Sn−Sn−1)(Sn+Sn−1)=Sn+Sn−1(n≥2)
又bn>0,Sn>0,
∴Sn−Sn−1=1;
∴数列{Sn}构成一个首相为1公差为1的等差数列,
Sn=1+(n−1)×1=n,Sn=n2
当n≥2,bn=Sn﹣Sn﹣1=n2﹣(n﹣1)2=2n﹣1;
∴bn=2n﹣1(n∈N*).…(7分)
(2)Tn=1b1b2+1b2b3+1b3b4+⋯+1bnbn+1
=11×3+13×5+15×7+⋯+1(2n−1)×(2n+1)
=12(1−13)+12(13−15)+12(15−17)+⋯+12(12n−1−12n+1)
=12(1−12n+1)=n2n+1,…(10分)
由Tn=n2n+1>10002012得n>5006⋯(13分)
满足Tn>10002012的最小正整数为84.…(14分)
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