第四章《数列》基础巩固测试卷人教A版(2019)高中数学选择性必修第二册
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这是一份第四章《数列》基础巩固测试卷人教A版(2019)高中数学选择性必修第二册,共15页。
数列(基础巩固卷)
考试时间:120分钟;满分:150分
姓名:___________班级:___________考号:___________
考卷信息:
本卷试题共22题,单选8题,多选题4题,填空4题,解答6题,满分150分,限时150分钟,试卷紧扣教材,细分题组,精选一年好题,两年真题,练基础,提能力!
一. 单选题(共8小题,每小题5分,共计40分)
1.数列2,﹣5,9,﹣14,⋯的一个通项公式可以是( )
A.an=(−1)n−1(3n−1) B.an=(−1)n(3n−1)
C.an=(−1)n−1n(n+3)2 D.an=(−1)nn(n+3)2
2.在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,若a2+a8=8,则S9=( )
A.20 B.27 C.36 D.45
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=16,a6=8,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.已知正项递增等比数列{an}中,a2a4=32,a1+a5=12,则a9=( )
A.2 B.8 C.16 D.32
5.设数列{an+n}是等比数列,且a1=3,a2=6,则a8=( )
A.246 B.504 C.512 D.1014
6.等比数列{an}中,若a1,a10是方程x2﹣x﹣2=0的两根,则a4•a7的值为( )
A.2 B.﹣2 C.﹣1 D.1
7.《九章算术》是中国古代第一部数学专著,全书收集了246个数学问题,其中一个问题为“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升,问中间二节欲均容各多少?”其中“欲均容”的意思是:使容量变化均匀,即由下往上均匀变细,该问题中由上往下数的第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为( )
A.176升 B.72升 C.11366升 D.10933升
8.定义np1+p2+⋯+pn为n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”.若已知数列{an}的前n项的“均倒数”为12n+1,又bn=an+14,则1b1b2+1b2b3+⋯+1b14b15=( )
A.1314 B.1415 C.114 D.1115
二. 多选题(共4小题,每小题5分,共计20分)
9.已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,若S2=1,S6=91,则( )
A.S8=729 B.S8=820 C.q=3 D.q=9
10.记Sn为公差d不为0的等差数列{an}的前n项和,则( )
A.S3,S6﹣S3,S9﹣S6成等差数列
B.S33,S66,S99成等差数列
C.S9=2S6﹣S3
D.S9=3(S6﹣S3)
11.已知等差数列{an}的公差为d,前n项和为Sn,且S4=8,S6=﹣12,以下命题正确的是( )
A.Sn的最大值为12
B.数列{Snn}是公差为﹣2的等差数列
C.an是4的倍数
D.S5<0
12.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,则下列选项正确的是( )
A.a1=22
B.d=﹣2
C.当且仅当n=10时,Sn取得最大值
D.当Sn>0时,n的最大值为20
三.填空题(共4小题,每小题5分,共计20分)
13.已知等差数列{an}满足a2+a5+a8=18,则a3+a7= .
14.正项递增等比数列{an},前n项的和为Sn,若a2+a4=30,a1a5=81,则S6= .
15.在数列{an}中,a1=1,且a1•a2•…•an=n2,则an= .
16.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S2021<0,S2022>0,则当Sn最小时,n的值为 .
四.解答题(共6小题,第17题10分,18-22题,每题12分,共计70分)
17.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S2=8,S9=11a4.
(1)求an;
(2)若Sn=3an+2,求n.
18.已知等比数列{an}中,a1=1,a4=18.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log2an,求数列{bn}的前n项和Sn.
19.已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,bn=an+1(n∈N∗).
(1)求证:{bn}是等比数列;
(2)求{an}的通项公式.
20.记数列{an}的前n项和为Sn,a1=﹣7,a2=﹣6,an+1=kan+1(n∈N+,k∈R).
(1)证明数列{an}为等差数列,并求通项公式an;
(2)记Tn=|a1|+|a2|+|a3|+⋯+|an|,求T20.
21.若正项数列{an}的前n项和为Sn,2Sn=an2+an(n∈N+).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=1an(an+2),求数列{bn}的前n项和Tn.
22.已知①2a3=b3+b4;②S2=3;③a4=a3+2a2,在这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}的前n项和为Tn,______,a1=b2,对∀n∈N+都有Tn=n2+2b1n成立.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)求数列{an•bn}的前n项和Hn.
数列(基础巩固卷)
考试时间:120分钟;满分:150分
姓名:___________班级:___________考号:___________
考卷信息:
本卷试题共22题,单选8题,多选题4题,填空4题,解答6题,满分150分,限时150分钟,试卷紧扣教材,细分题组,精选一年好题,两年真题,练基础,提能力!
三. 单选题(共8小题,每小题5分,共计40分)
1.数列2,﹣5,9,﹣14,⋯的一个通项公式可以是( )
A.an=(−1)n−1(3n−1) B.an=(−1)n(3n−1)
C.an=(−1)n−1n(n+3)2 D.an=(−1)nn(n+3)2
【分析】根据题意,用排除法分析选项,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,用排除法分析:
数列2,﹣5,9,﹣14,⋯,其首项为正数,BD中求出第一项均为负数,可以排除,
而AC均满足a1=2,但A中a2=﹣5,a3=8,排除A,C中满足a2=5,a3=9,a4=﹣14,
故选:C.
2.在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,若a2+a8=8,则S9=( )
A.20 B.27 C.36 D.45
【分析】由已知结合等差数列的性质先求出a1+a9=8,然后结合等差数列的求和公式即可求解.
【解答】解:等差数列{an}中,由等差数列的性质得,a2+a8=a1+a9=8,
则S9=9(a1+a9)2=36.
故选:C.
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=16,a6=8,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】由等差数列前n项和公式及等差数列性质得S8=8×(a1+a8)2=4×(a1+a8)=4×(a3+a6)=16,从而求公差.
【解答】解:由题意知,
S8=8×(a1+a8)2=4×(a1+a8)
=4×(a3+a6)=16,
故a3+a6=4,
而a6=8,故a3=﹣4,
故d=a6−a36−3=4,
故选:D.
4.已知正项递增等比数列{an}中,a2a4=32,a1+a5=12,则a9=( )
A.2 B.8 C.16 D.32
【分析】根据题意,设正项递增的等比数列{an}的公比为q,由等比数列的通项公式可得q2的值,进而计算可得答案.
【解答】解:根据题意,设正项递增的等比数列{an}的公比为q,则q>1,
若a2a4=32,则(a3)2=32,即a3=42,
又由a1+a5=12,则a3q2+a3q2=12,变形可得q4−322q2+1=0,
解可得q2=2或q2=22(舍),
则a9=a3×q6=42×(2)3=16;
故选:C.
5.设数列{an+n}是等比数列,且a1=3,a2=6,则a8=( )
A.246 B.504 C.512 D.1014
【分析】由已知结合等比数列的性质先求出公比,然后结合通项公式可求.
【解答】解:因为数列{an+n}是等比数列,且1+a1=4,2+a2=8,
故公比q=2,
则8+a8=4•27=512,
所以a8=504.
故选:B.
6.等比数列{an}中,若a1,a10是方程x2﹣x﹣2=0的两根,则a4•a7的值为( )
A.2 B.﹣2 C.﹣1 D.1
【分析】由已知结合一元二次方程根与系数的关系及等比数列的性质求解.
【解答】解:∵a1,a10是方程x2﹣x﹣2=0的两根,
∴a1•a10=﹣2,
又数列{an}为等比数列,
∴a4•a7=a1•a10=﹣2,
故选:B.
7.《九章算术》是中国古代第一部数学专著,全书收集了246个数学问题,其中一个问题为“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升,问中间二节欲均容各多少?”其中“欲均容”的意思是:使容量变化均匀,即由下往上均匀变细,该问题中由上往下数的第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为( )
A.176升 B.72升 C.11366升 D.10933升
【分析】利用已知条件列出方程组,利用等差数列的通项公式求出首项与公差,然后求解即可.
【解答】解:设竹九节由上往下的容量(单位:升)分别为a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,
它们构成首项为a1,公差为d的等差数列,
由题意可知a1+a2+a3+a4=3a7+a8+a9=4,即为4a1+6d=33a1+21d=4,
解得a1=1322d=766,
所以a2+a3+a8=3a1+10d=3922+7066=18766=176(升).
故选:A.
8.定义np1+p2+⋯+pn为n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”.若已知数列{an}的前n项的“均倒数”为12n+1,又bn=an+14,则1b1b2+1b2b3+⋯+1b14b15=( )
A.1314 B.1415 C.114 D.1115
【分析】直接利用新定义和数列的递推式,求出数列的通项公式,进一步利用裂项相消法求出数列的和.
【解答】解:定义np1+p2+⋯+pn为n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”,
数列{an}的前n项的“均倒数”为12n+1,
则na1+a2+⋯+an=12n+1,
整理得:a1+a2+…+an=n(2n+1)①,
则a1+a2+…+an﹣1=(n﹣1)(2n﹣1)②,n≥2.
①﹣②得an=4n﹣1,满足a1=3,
则bn=an+14=4n−1+14=n,
则1b1b2+1b2b3+⋯+1b14b15=1−12+12−13+⋯+114−115=1−115=1415.
故选:B.
四. 多选题(共4小题,每小题5分,共计20分)
9.已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,若S2=1,S6=91,则( )
A.S8=729 B.S8=820 C.q=3 D.q=9
【分析】利用正项等比数列前n项和列方程组求出q=3,a1=14,再求出S8,由此能求出结果.
【解答】解:正项等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,S2=1,S6=91,
∴a1(1−q2)1−q=1a1(1−q6)1−q=91,且q>0,q≠1,
整理得(1﹣q+q2)(1+q+q2)=(1+q2)2﹣q2=91,
整理得q4+q2﹣90=0,由q>0,解得q=3,故C正确,D错误;
∴a1=14,
S8=14(1−38)1−3=820,故A错误,B正确.
故选:BC.
10.记Sn为公差d不为0的等差数列{an}的前n项和,则( )
A.S3,S6﹣S3,S9﹣S6成等差数列
B.S33,S66,S99成等差数列
C.S9=2S6﹣S3
D.S9=3(S6﹣S3)
【分析】由等差数列性质及前n项和公式对4个选项依次判断即可.
【解答】解:∵(S6﹣S3)﹣S3=(a4+a5+a6)﹣(a1+a2+a3)
=(a4﹣a1)+(a5﹣a2)+(a6﹣a3)
=3d+3d+3d=9d,
(S9﹣S6)﹣(S6﹣S3)=(a7+a8+a9)﹣(a4+a5+a6)
=(a7﹣a4)+(a8﹣a5)+(a9﹣a6)
=3d+3d+3d=9d,
∴S3,S6﹣S3,S9﹣S6成等差数列,故选项A正确;
∵Sn=na1+n(n−1)2d,
∴Snn=a1+(n−1)2d,
∴S33=a1+d,S66=a1+52d,S99=a1+4d,
∴2×S66=S33+S99,
即S33,S66,S99成等差数列,故选项B正确;
∵S9+S3﹣2S6=9a1+36d+3a1+3d﹣2×(6a1+15d)=9d≠0,
∴S9=2S6﹣S3不成立,即选项C错误;
∵S9﹣3(S6﹣S3)=9a1+36d﹣3×(6a1+15d﹣3a1﹣3d)=0,
∴S9=3(S6﹣S3)成立,即选项D正确;
故选:ABD.
11.已知等差数列{an}的公差为d,前n项和为Sn,且S4=8,S6=﹣12,以下命题正确的是( )
A.Sn的最大值为12
B.数列{Snn}是公差为﹣2的等差数列
C.an是4的倍数
D.S5<0
【分析】由已知结合等差数列的性质分析各选项即可判断.
【解答】解:由S44=2,S66=−2,
由等差数列的性质可知数列{Snn}是公差为﹣2的等差数列,
所以S11=8⇒a1=8,d=2×(﹣2)=﹣4,
S55=0⇒S5=0,
故选:ABC.
12.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,则下列选项正确的是( )
A.a1=22
B.d=﹣2
C.当且仅当n=10时,Sn取得最大值
D.当Sn>0时,n的最大值为20
【分析】根据条件求出首项与公差,得到通项公式,然后结合选项进行逐一判断即可.
【解答】解:由题意得6a1+6×52d=90(a1+6d)2=(a1+2d)(a1+8d)d≠0,
解得a1=20,d=﹣2,
所以an=﹣2n+22,
易知数列{an}为递减数列,
若Sn取得最大值,则an≥0,
即﹣2n+22≥0,
解得n≤11,
所以当n=10或11时,Sn取得最大值;
Sn=n(a1+an)2=(21﹣n)n,
令Sn>0,得0<n<21,
又n∈N*,
所以n的最大值为20,
故选:BD.
三.填空题(共4小题,每小题5分,共计20分)
13.已知等差数列{an}满足a2+a5+a8=18,则a3+a7= .
【分析】由已知利用等差数列的性质求得a5,进一步可得a3+a7的值.
【解答】解:在等差数列{an}中,由a2+a5+a8=18,得3a5=18,即a5=6,
则a3+a7=2a5=2×6=12.
故答案为:12.
14.正项递增等比数列{an},前n项的和为Sn,若a2+a4=30,a1a5=81,则S6= .
【分析】设每一项都是正数的递增的等比数列{an}的公比为q>1,由a2+a4=30,a1a5=81=a2a4,联立解出a4=27,a2=3,再利用通项公式与求和公式即可得出.
【解答】解:设每一项都是正数的递增的等比数列{an}的公比为q>1,
∵a2+a4=30,a1a5=81=a2a4,
联立解得a4=27,a2=3.
∴3q2=27,解得q=3.
∴a1×3=3,解得a1=1.
则S6=36−13−1=364.
故答案为:364.
15.在数列{an}中,a1=1,且a1•a2•…•an=n2,则an= .
【分析】利用已知条件,求出数列的首项,然后求解通项公式.
【解答】解:在数列{an}中,a1=1,且a1•a2•…•an=n2,•••①
可得a1•a2•…•an﹣1=(n﹣1)2(n≥2),•••②,
②①可得n≥2时,an=n2(n−1)2,
所以an=1(n=1)n2(n−1)2(n≥2).
故答案为:1(n=1)n2(n−1)2(n≥2).
16.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S2021<0,S2022>0,则当Sn最小时,n的值为 .
【分析】由已知结合等差数列的性质得出a1011<0,a1011+a1012>0,从而可求.
【解答】解:因为等差数列{an}的中,S2021=2021(a1+a2021)2=2021a1011<0,S2022=1011(a1+a2022)=1011(a1011+a1012)>0,
所以a1011<0,a1011+a1012>0,
则当Sn最小时,n=1011.
故答案为:1011.
四.解答题(共6小题,第17题10分,18-22题,每题12分,共计70分)
17.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S2=8,S9=11a4.
(1)求an;
(2)若Sn=3an+2,求n.
【分析】(1)由已知结合等差数列的通项公式及求和公式可求首项及公差,进而可求;
(2)结合等差数列的求和公式代入即可求解.
【解答】解:(1)由已知得:2a1+d=89a1+36d=11(a1+3d),
解得:a1=3,d=2,
所以an=2+2(n﹣1)=2n+1,
(2)Sn=(3+2n+1)n2=n2+2n,
因为Sn=3an+2,
所以n2+2n=6n+5,
解得n=5,
故n=5.
18.已知等比数列{an}中,a1=1,a4=18.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log2an,求数列{bn}的前n项和Sn.
【分析】(Ⅰ)直接利用等比数列的性质求出数列的通项公式;
(Ⅱ)利用分组法和等差数列的求和公式的应用求出结果.
【解答】解:(Ⅰ)设等比数列{an}的公比为q,有q3=a4a1=18⇒q=12,
故数列{an}的通项公式为an=(12)n−1;
(Ⅱ)bn=log2an=log2(12)n−1=1−n,
故数列{bn}的前n项和:
Sn=(1+1+...+1)﹣(1+2+...+n),
=n−n(n+1)2=2n−n2−n2=n−n22.
19.已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,bn=an+1(n∈N∗).
(1)求证:{bn}是等比数列;
(2)求{an}的通项公式.
【分析】(1)根据题意,将an+1=2an+1,变形可得an+1+1=2(an+1),结合等比数列的定义分析可得结论;
(2)由(1)的结论,可得{bn}的通项公式,又由bn=an+1,变形可得答案.
【解答】解:(1)证明:根据题意,an+1=2an+1,变形可得an+1+1=2(an+1),即bn+1=2bn,
又由b1=a1+1=2≠0.则bn≠0,则有bn+1bn=2,
故{bn}是等比数列;
(2)由(1)知{bn}是首项b1=2,公比为2的等比数列,则bn=2×2n﹣1=2n,
又由bn=an+1,则有an+1=2n,变形可得an=2n﹣1;
故an=2n﹣1.
20.记数列{an}的前n项和为Sn,a1=﹣7,a2=﹣6,an+1=kan+1(n∈N+,k∈R).
(1)证明数列{an}为等差数列,并求通项公式an;
(2)记Tn=|a1|+|a2|+|a3|+⋯+|an|,求T20.
【分析】(1)由题意得﹣6=k•(﹣7)+1,从而可判断数列{an}是以﹣7为首项,1为公差的等差数列,再求通项公式即可;
(2)由通项公式可得当n≤7时,an<0,当n≥8时,an≥0,从而去绝对值号化简即可.
【解答】解:(1)∵a1=﹣7,a2=﹣6,an+1=kan+1,
∴﹣6=k•(﹣7)+1,解得k=1,
故an+1=an+1,即an+1﹣an=1,
故数列{an}是以﹣7为首项,1为公差的等差数列,
故an=n﹣8;
(2)∵an=n﹣8,
∴当n≤7时,an<0,当n≥8时,an≥0,
故T20=|a1|+|a2|+|a3|+⋯+|a20|
=﹣(a1+a2+……+a7)+(a8+a9+……+a20)
=(a1+a2+……+a7+a8+a9+……+a20)﹣2(a1+a2+……+a7)
=﹣7×20+20×192×1−2×(﹣7×7+7×62×1)
=106.
21.若正项数列{an}的前n项和为Sn,2Sn=an2+an(n∈N+).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=1an(an+2),求数列{bn}的前n项和Tn.
【分析】(1)根据题意,当n=1时,2S1=2a1=a12+a1,从而解得a1=1,进一步根据an=Sn﹣Sn﹣1(n≥2)即可求出{an}的通项公式;
(2)由(1)可知bn=1an(an+2)=1n(n+2)=12(1n−1n+2),进一步利用裂项相消求和法即可求出Tn.
【解答】解:(1)根据题意,当n=1时,2S1=2a1=a12+a1,解得a1=1或a1=0(舍去),
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=an2+an2−an−12+an−12(n≥2),整理得(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣1)=0,
又an>0,所以an﹣an﹣1=1,即{an}是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以an=1+n﹣1=n;
(2)由(1)可知bn=1an(an+2)=1n(n+2)=12(1n−1n+2),
所以Tn=12(1−13+12−14+13−15+⋯+1n−1n+2)=12(1+12−1n+1−1n+2)=34−2n+32(n+1)(n+2).
22.已知①2a3=b3+b4;②S2=3;③a4=a3+2a2,在这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}的前n项和为Tn,______,a1=b2,对∀n∈N+都有Tn=n2+2b1n成立.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)求数列{an•bn}的前n项和Hn.
【分析】选条件①时,(1)直接利用数列的递推关系式求出数列的通项公式,(2)利用乘公比错位相减法在数列求和中的应用求出数列的和.
选条件②时,(1)直接利用数列的和和递推关系式求出数列的通项公式,(2)利用乘公比错位相减法在数列求和中的应用求出数列的和.
选条件③时,(1)直接利用数列的关系式的变换,求出数列的通项公式,(2)利用乘公比错位相减法在数列求和中的应用求出数列的和.
【解答】解:选条件①:(1)对∀n∈N+都有Tn=n2+2b1n成立;
对于n=1时,b1=1+2b1,整理得b1=﹣1;
所以Tn=n2−2n,
所以bn=Tn﹣Tn﹣1=2n﹣3;
由于①2a3=b3+b4;
所以a1=1,a3=4,
整理得an=2n−1;
(2)由(1)得:cn=anbn=(2n−3)⋅2n−1,
所以Hn=(−1)×20+1×21+3×22+....+(2n−3)⋅2n−1①,
2Hn=(−1)×21+1×22+3×23+....+(2n−3)⋅2n②,
①﹣②得:−Hn=−1+22+2×22+....−(2n−3)⋅2n=−1+22(1−2n−1)1−2−(2n−3)⋅2n,
整理得:Hn=5+(2n−5)⋅2n.
选条件②时,(1)对∀n∈N+都有Tn=n2+2b1n成立;
对于n=1时,b1=1+2b1,整理得b1=﹣1;
所以Tn=n2−2n,
由S2=3,即a1+a2=3,
由于a1=b2=1,a1+a2=1+q=3,
解得:q=2;
故an=2n−1;
(2)由(1)得:cn=anbn=(2n−3)⋅2n−1,
所以Hn=(−1)×20+1×21+3×22+....+(2n−3)⋅2n−1①,
2Hn=(−1)×21+1×22+3×23+....+(2n−3)⋅2n②,
①﹣②得:−Hn=−1+22+2×22+....−(2n−3)⋅2n=−1+22(1−2n−1)1−2−(2n−3)⋅2n,
整理得:Hn=5+(2n−5)⋅2n.
选条件③时,a4=a3+2a2,整理得q2=q+2,
所以q=2或﹣1(负值舍去),
整理得an=2n−1;
(2)由(1)得:cn=anbn=(2n−3)⋅2n−1,
所以Hn=(−1)×20+1×21+3×22+....+(2n−3)⋅2n−1①,
2Hn=(−1)×21+1×22+3×23+....+(2n−3)⋅2n②,
①﹣②得:−Hn=−1+22+2×22+....−(2n−3)⋅2n=−1+22(1−2n−1)1−2−(2n−3)⋅2n,
整理得:Hn=5+(2n−5)⋅