新教材2024届高考数学二轮专项分层特训卷三微专题提升练微专题8数列中的奇偶项问题(附解析)
展开1.已知数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an))的前n项和为Sn,a1=1,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an+(-2)n,n为奇数,,an+2n+1,n为偶数,)))则下列选项正确的是( )
A.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an))的奇数项构成的数列是等差数列
B.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an))的偶数项构成的数列是等比数列
C.a13=8191
D.S10=671
2.[2023·重庆九龙坡模拟]已知数列{an}满足a1=2,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an+(\r(2))n+1,n为奇数,2an,n为偶数))),设bn=a2n,记数列{an}的前2n项和为S2n,数列{bn}的前n项和为Tn,则下列结论正确的是( )
A.a5=24B.bn=n·2n
C.Tn=n·2n+1D.S2n=(2n-1)2n+1+2
二、填空题
3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an+1,n为奇数,,an+2,n为偶数.)))则数列{an}的前2n项和S2n=________.
4.[2023·辽宁实验中学模拟]已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=3,且an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(3an+1,an为奇数,\f(an,2),an为偶数))),若Sm=90,则m=________.
5.已知在数列{an}中,a1=1,a2=2,an=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an-1+an-2,n为奇数,,an-1-an-2,n为偶数,)))则a20=________.
6.已知数列{an}满足a1=1,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(2an,n=2k-1,,an+1,n=2k,)))其中k∈N*,则数列{an}的前2n项和S2n为________.
三、解答题
7.[2023·广东深圳模拟]已知等差数列{an}满足a3=10,a5-2a2=6.
(1)求an;
(2)数列{bn}满足bn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(2n-1,n为奇数,\f(1,2)an-1,n为偶数))),Tn为数列{bn}的前n项和,求T2n.
解:
8.[2023·辽宁锦州模拟]已知数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=n.
(1)求{an}的通项公式;
(2)已知cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(\f(1,19an),n=2k-1,an·an+2,n=2k))),k∈N*,求数列{cn}的前20项和.
解:
9.[2023·安徽马鞍山模拟]已知数列{an},a1=3,a2=5,数列{bn}为等比数列,满足bn+1=an+1bn-anbn,且b2,2a4,b5成等差数列.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)记数列{cn}满足:cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an,(n为奇数),bn,(n为偶数)))),求数列{cn}的前2n项和T2n.
解:
10.[2023·新课标Ⅱ卷]已知{an}为等差数列,bn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(an-6,n为奇数,2an,n为偶数)).记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,S4=32,T3=16.
(1)求{an}的通项公式;
(2)证明:当n>5时,Tn>Sn.
解:
微专题8 数列中的奇、偶项问题
1.解析:因为a1=1,
an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(an+(-2)n,n为奇数,,an+2n+1,n为偶数,)))
所以a2=1+(-2)1=-1,a3=-1+23,
a4=-1+23+(-2)3=-1,a5=-1+25,
a6=a5+(-2)5=-1,a7=-1+27,
a8=-1,a9=-1+29,
a10=-1,a11=-1+211,
a12=-1,a13=-1+213=8191,
可以看出:偶数项为常数列,可看作是以1为公比的等比数列,
奇数项不是等差数列,
S10=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10
=1+(-1)+(-1+23)+(-1)+(-1+25)+(-1)+(-1+27)+(-1)+(-1+29)+(-1)
=1+9×(-1)+(23+25+27+29)
=-8+eq \f(23(1-44),1-4)=672,故选BC.
答案:BC
2.解析:对A,a2=a1+2=4,a3=2a2=8,a4=a3+4=12,则a5=2a4=24,故A正确;
对B,由题意,b1=a2=4,
当n≥2时,bn=a2n=a2n-1+(eq \r(2))2n=2a2n-2+2n=2bn-1+2n,
所以eq \f(bn,2n)-eq \f(bn-1,2n-1)=1,则eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(bn,2n)))是以1为公差,eq \f(b1,2)=2为首项的等差数列.
则eq \f(bn,2n)=2+(n-1)=n+1,则bn=(n+1)·2n,故B错误;
对C,Tn=b1+b2+…+bn,即Tn=2×21+3×22+4×23+…+(n+1)×2n,
所以2Tn=2×22+3×23+…+n×2n+(n+1)×2n+1,
两式相减得-Tn=4+(22+23+…+2n)-(n+1)×2n+1
=4+eq \f(4(1-2n-1),1-2)-(n+1)×2n+1=-n×2n+1,
所以Tn=n·2n+1,故C正确;
对D,S2n=(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)
=[a2-(eq \r(2))2]+[a4-(eq \r(2))4]+…+[a2n-(eq \r(2))2n]+(a2+a4+…+a2n)
=2(a2+a4+…+a2n)-(2+22+…+2n)=2(b1+b2+…+bn)-eq \f(2(1-2n),1-2)
=2Tn+2-2n+1=2n×2n+1+2-2n+1=(2n-1)2n+1+2,故D正确.故选ACD.
答案:ACD
3.解析:由题可知,当n为奇数时,an+1-an=1,
当n为偶数时,an+1-an=2,
所以an+2-an=3,
即{an}隔项成等差数列,其中奇数项以a1=1为首项,以3为公差;偶数项以a2=2为首项,以3为公差,
所以S2n=S奇+S偶=na1+eq \f(n(n-1),2)d+na2+eq \f(n(n-1),2)d
=n+eq \f(n(n-1),2)×3+2n+eq \f(n(n-1),2)×3=3n2.
答案:3n2
4.解析:当a1=3时,a2=10,a3=5,a4=16,a5=8,a6=4,a7=2,a8=1,a9=4,…,
则数列{an}从第6项开始,数列为周期为3的周期数列,一个周期三项的和为7.
因为S5=42,所以m>5,由7k≤90-42<7(k+1),k∈Z,得k=6,
所以S25=S5+6×7+4+2=90,所以m=25.
答案:25
5.解析:由a3=a2+a1=3,a4=a3-a2,a5=a4+a3,a6=a5-a4,a7=a6+a5,a8=a7-a6,a9=a8+a7,a10=a9-a8,…,a20=a19-a18,
所以a3+a4=a2+a1+a3-a2,即a4=a1,同理得a6=a3,…,a20=a17;
a3+a4+a5=a2+a1+a3-a2+a3+a4,即a5=a3+a1,同理得a7=a5+a3,…,a17=a15+a13;
综上,a20=a17=a15+a13=2a13+a11=…=21a3+13a1=76.
答案:76
6.解析:由递推公式an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(2an,n=2k-1,an+1,n=2k))),得a1=1,a2=2,a3=3,a4=6,a5=7,a6=14 ,
即a2k=2a2k-1,a2k+1=a2k+1=2a2k-1+1,∴a2k+1+1=2(a2k-1+1),(k∈N*),
数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a2k-1+1))是首项为1+1=2,公比q=2的等比数列,∴a2k-1+1=2k,(k∈N*) ,
S2n=a1+a2+a3+a4+…+a2n-1+a2n=3a1+3a3+…+3a2n-1
=3[(a1+1)+(a3+1)+(a5+1)+…+(a2n-1+1)-n]
=3×2×eq \f(1-2n,1-2)-3n=3·2n+1-3n-6.
答案:3·2n+1-3n-6
7.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,
因为a3=10,a5-2a2=6.则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(a1+2d=10,(a1+4d)-2(a1+d)=6))),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(a1=2,d=4))),
所以an=2+4(n-1)=4n-2.
(2)由(1)可得bn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(2n-1,n为奇数,2n-3,n为偶数))),
则T2n=(b1+b3+…+b2n-1)+(b2+b4+…+b2n)
=(1+22+…+22n-2)+[1+5+…+(4n-3)]
=eq \f(1-4n,1-4)+eq \f(n(4n-2),2)=2n2-n+eq \f(4n-1,3),
所以T2n=2n2-n+eq \f(4n-1,3).
8.解析:(1)当n=1时,可得a1=1,
当n≥2时,a1+3a2+…+(2n-1)an=n,
a1+3a2+…+(2n-3)an-1=n-1(n≥2),
上述两式作差可得an=eq \f(1,2n-1)(n≥2),
因为a1=1满足an=eq \f(1,2n-1),所以{an}的通项公式为an=eq \f(1,2n-1).
(2)cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(\f(1,19an),n=2k-1,an·an+2,n=2k))),k∈N*,
所以c1+c3+…+c19=eq \f(1+5+9+…+37,19)=eq \f((1+37)×10,2×19)=10,
c2+c4+…+c20=eq \f(1,3×7)+eq \f(1,7×11)+…+eq \f(1,39×43)
=eq \f(1,4)(eq \f(1,3)-eq \f(1,7)+eq \f(1,7)-eq \f(1,11)+…+eq \f(1,39)-eq \f(1,43))=eq \f(1,4)(eq \f(1,3)-eq \f(1,43))=eq \f(10,129).
所以数列{cn}的前20项和为eq \f(1300,129).
9.解析:(1)由题意,bn+1=an+1bn-anbn,a1=3,a2=5,令n=1得2b1=b2,又数列{bn}为等比数列,所以bn+1=2bn,即数列{bn}为公比为2的等比数列.
所以由bn+1=an+1bn-anbn可得2bn=an+1bn-anbn即an+1-an=2,数列{an}是首项为3,公差为2的等差数列,
数列{an}的通项公式:an=3+2(n-1)=2n+1(n∈N*).
由b2,2a4,b5成等差数列,得:b2+b5=4a4,2b1+16b1=36,b1=2,有bn=2n.
(2)由(1)知cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(2n+1,(n为奇数),2n,(n为偶数)))),数列{cn}的奇数项是首项为3,公差为4的等差数列,偶数项是以首项为4,公比为4的等比数列.
T2n=(a1+a3+a5+…+a2n-1)+(b2+b4+b6+…+b2n)=3n+eq \f(n(n-1),2)·4+eq \f(4(1-4n),1-4)
=2n2+n+eq \f(4,3)(4n-1).
10.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d.
因为bn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(an-6,n为奇数,2an,n为偶数)),
所以b1=a1-6,b2=2a2=2a1+2d,b3=a3-6=a1+2d-6.
因为S4=32,T3=16,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4a1+6d=32,(a1-6)+(2a1+2d)+(a1+2d-6)=16)),
整理,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(2a1+3d=16,a1+d=7)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1=5,d=2)),
所以{an}的通项公式为an=2n+3.
(2)证明:由(1)知an=2n+3,
所以Sn=eq \f(n[5+(2n+3)],2)=n2+4n.
当n为奇数时,
Tn=(-1+14)+(3+22)+(7+30)+…+[(2n-7)+(4n+2)]+2n-3=[-1+3+7+…+(2n-7)+(2n-3)]+[14+22+30+…+(4n+2)]=eq \f(\f(n+1,2)(-1+2n-3),2)+eq \f(\f(n-1,2)(14+4n+2),2)=eq \f(3n2+5n-10,2).
当n>5时,Tn-Sn=eq \f(3n2+5n-10,2)-(n2+4n)=eq \f(n2-3n-10,2)=eq \f((n-5)(n+2),2)>0,
所以Tn>Sn.
当n为偶数时,Tn=(-1+14)+(3+22)+(7+30)+…+[(2n-5)+(4n+6)]=[-1+3+7+…+(2n-5)]+[14+22+30+…+(4n+6)]=eq \f(\f(n,2)(-1+2n-5),2)+eq \f(\f(n,2)(14+4n+6),2)=eq \f(3n2+7n,2).
当n>5时,Tn-Sn=eq \f(3n2+7n,2)-(n2+4n)=eq \f(n2-n,2)=eq \f(n(n-1),2)>0,
所以Tn>Sn.
综上可知,当n>5时,Tn>Sn.
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