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2025年高考数学一轮复习章节练习题(新高考版)第六章 数列
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这是一份2025年高考数学一轮复习章节练习题(新高考版)第六章 数列,文件包含第4节数列求和doc、第1节数列的概念与简单表示法doc、第2节等差数列及其前n项和doc、第3节等比数列及其前n项和doc、高考重点突破课二数列doc等5份试卷配套教学资源,其中试卷共101页, 欢迎下载使用。
3.了解等比数列与指数函数的关系.
1.等比数列的概念
(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠0).
数学语言表达式:eq \f(an,an-1)=q(n≥2,q为非零常数).
(2)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时G2=ab.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
通项公式的推广:an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=eq \f(a1(1-qn), 1-q )=eq \f(a1-anq,1-q).
3.等比数列的性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有ak·al=am·an.
(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm.
(3)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比数列,其公比为qn.
1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{c·an}(c≠0),{|an|},{aeq \\al(2,n)},eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an))),{an·bn},eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,bn)))也是等比数列.
2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.
3.在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.
4.三个数成等比数列,通常设为eq \f(x,q),x,xq;四个符号相同的数成等比数列,通常设为eq \f(x,q3),eq \f(x,q),xq,xq3.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)等比数列公比的q是一个常数,它可以是任意实数.( )
(2)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( )
(3)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=eq \f(a(1-an),1-a).( )
(4)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (1)在等比数列中,q≠0.
(2)若a=0,b=0,c=0满足b2=ac,但a,b,c不成等比数列.
(3)当a=1时,Sn=na.
(4)若a1=1,q=-1,则S4=0,S8-S4=0,S12-S8=0,不成等比数列.
2.设b∈R,数列{an}的前n项和Sn=3n+b,则( )
A.{an}是等比数列
B.{an}是等差数列
C.当b=-1时,{an}是等比数列
D.当b≠-1时,{an}是等比数列
答案 C
解析 当n=1时,a1=S1=3+b,
当n≥2,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1,
当b=-1时,a1=2适合an=2·3n-1,{an}为等比数列.
当b≠-1时,a1不适合an=2·3n-1,{an}不是等比数列.
3.(2021·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若S2=4,S4=6,则S6=( )
A.7 B.8 C.9 D.10
答案 A
解析 易知S2,S4-S2,S6-S4构成等比数列,由等比中项得S2(S6-S4)=(S4-S2)2,即4(S6-6)=22,所以S6=7.
4.(多选)若{an}是公比为q(q≠0)的等比数列,记Sn为{an}的前n项和,则下列说法正确的是( )
A.若a1>0,0<q<1,则{an}为递减数列
B.若a1<0,0<q<1,则{an}为递增数列
C.若q>0,则S4+S6>2S5
D.若bn=eq \f(1,an),则{bn}是等比数列
答案 ABD
解析 A,B显然是正确的;
C中,若a1=1,q=eq \f(1,2),则a6<a5,即S6-S5<S5-S4,故C错误;
D中,eq \f(bn+1,bn)=eq \f(an,an+1)=eq \f(1,q)(q≠0),∴{bn}是等比数列.故选ABD.
5.(2022·百校大联考)已知在等比数列{an}中,a1a3a11=8,则a2a8=________.
答案 4
解析 设公比为q,则an=a1qn-1,则a1·a1q2·a1q10=8,所以aeq \\al(3,1)q12=8,所以a1q4=2,所以a2a8=a1q·a1q7=aeq \\al(2,1)q8=(a1q4)2=4.
6.(易错题)已知在等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值是________.
答案 1或-eq \f(1,2)
解析 当q=1时,a3=7,S3=21,符合题意;
当q≠1时,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1q2=7,,\f(a1(1-q3),1-q)=21,))得q=-eq \f(1,2).
综上,q的值是1或-eq \f(1,2).
考点一 等比数列基本量的运算
1.已知{an}是等比数列,a2=2,a5=eq \f(1,4),则公比q等于( )
A.-eq \f(1,2) B.-2 C.2 D.eq \f(1,2)
答案 D
解析 由题意知q3=eq \f(a5,a2)=eq \f(1,8),即q=eq \f(1,2).
2.(多选)(2021·潍坊调研)已知等比数列{an}的各项均为正数,且3a1,eq \f(1,2)a3,2a2成等差数列,则下列说法正确的是( )
A.a1>0 B.q>0
C.eq \f(a3,a2)=3或-1 D.eq \f(a6,a4)=9
答案 ABD
解析 设等比数列{an}的公比为q,
由题意得2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)a3))=3a1+2a2,即a1q2=3a1+2a1q.
因为数列{an}的各项均为正数,所以a1>0,且q>0,故A,B正确;
由q2-2q-3=0,解得q=3或q=-1(舍),
所以eq \f(a3,a2)=q=3,eq \f(a6,a4)=q2=9,故C错误,D正确,故选ABD.
3.(2022·亳州模拟)《九章算术》中有述:今有蒲生一日,长三尺,莞生一日,长1尺,蒲生日自半,莞生日自倍.意思是:“今有蒲第一天长高3尺,莞第一天长高1尺,以后蒲每天长高前一天的一半,莞每天长高前一天的2倍.”则当莞长高到长度是蒲的5倍时,需要经过的天数是________.(结果精确到0.1.参考数据:lg 2=0.30,lg 3=0.48)( )
A.2.9天 B.3.9天 C.4.9天 D.5.9天
答案 C
解析 设蒲的长度组成等比数列{an},其a1=3,公比为eq \f(1,2),前n项和为An.
莞的长度组成等比数列{bn},其b1=1,公比为2,
其前n项和为Bn.
则An=eq \f(3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n))),1-\f(1,2)),Bn=eq \f(2n-1,2-1),
由题意可得5×eq \f(3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n))),1-\f(1,2))=eq \f(2n-1,2-1),解得2n=30,2n=1(舍去).
∴n=lg230=eq \f(lg 30,lg 2)=eq \f(lg 3+1,lg 2)=eq \f(1.48,0.30)≈4.9.
4.(2019·全国Ⅰ卷)设Sn为等比数列{an}的前n项和.若a1=eq \f(1,3),aeq \\al(2,4)=a6,则S5=________.
答案 eq \f(121,3)
解析 由aeq \\al(2,4)=a6得(a1q3)2=a1q5,
整理得q=eq \f(1,a1)=3.
所以S5=eq \f(a1(1-q5),1-q)=eq \f(\f(1,3)(1-35),1-3)=eq \f(121,3).
感悟提升 1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.
2.等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,当q=1时,{an}的前n项和Sn=na1;当q≠1时,{an}的前n项和Sn=eq \f(a1(1-qn),1-q)=eq \f(a1-anq,1-q).
考点二 等比数列的判定与证明
例1 Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.
(1)求an及Sn;
(2)是否存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
解 (1)易知q≠1,由题意可得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1q3=9a1q,,\f(a1(1-q3),1-q)=13,,q>0,))解得a1=1,q=3,
∴an=3n-1,Sn=eq \f(1-3n,1-3)=eq \f(3n-1,2).
(2)假设存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列,
∵S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,
∴(λ+4)2=(λ+1)(λ+13),解得λ=eq \f(1,2),
此时Sn+eq \f(1,2)=eq \f(1,2)×3n,
则eq \f(Sn+1+\f(1,2),Sn+\f(1,2))=eq \f(\f(1,2)×3n+1,\f(1,2)×3n)=3,
故存在常数λ=eq \f(1,2),使得数列{Sn+eq \f(1,2)}是以eq \f(3,2)为首项,3为公比的等比数列.
感悟提升 1.证明一个数列为等比数列常用定义法与等比中项法,其他方法只用于选择题、填空题中的判定;若证明某数列不是等比数列,则只要证明存在连续三项不成等比数列即可.
2.在利用递推关系判定等比数列时,要注意对n=1的情形进行验证.
训练1 已知数列{an}的前n项和为Sn,且an+Sn=n.
(1)设cn=an-1,求证:{cn}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明 ∵an+Sn=n①,∴an+1+Sn+1=n+1②.
②-①得an+1-an+an+1=1,
所以2an+1=an+1,
∴2(an+1-1)=an-1,又a1+a1=1,
所以a1=eq \f(1,2),∴a1-1=-eq \f(1,2)≠0,
因为eq \f(an+1-1,an-1)=eq \f(1,2),∴eq \f(cn+1,cn)=eq \f(1,2).
故{cn}是以c1=a1-1=-eq \f(1,2)为首项,eq \f(1,2)为公比的等比数列.
(2)解 由(1)知cn=-eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(n-1)=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(n).
∵cn=an-1,∴an=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(n).
考点三 等比数列的性质及应用
角度1 项与和的性质
例2 (1)若等比数列{an}的各项均为正数,且a1a10=9,则lg9a1+lg9a2+…+lg9a10=( )
A.6 B.5
C.4 D.1+eq \f(lg35,2)
答案 B
解析 lg9a1+lg9a2+…+lg9a10=lg9[(a1a10)·(a2a9)·(a3a8)·(a4a7)·(a5a6)]=lg995=5,故选B.
(2)(2021·济南模拟)等比数列{an}的前n项和为Sn,若S10=1,S30=7,则S40=________.
答案 15
解析 ∵等比数列{an}的前n项和为S10=1,S30=7,
∴S10、S20-S10、S30-S20、S40-S30成等比数列,
即1、S20-1、7-S20、S40-7成等比数列,
∴(S20-1)2=1×(7-S20),解得S20=3或S20=-2(舍),
所以1、2、4、S40-7成等比数列,
所以S40-7=8,解得S40=15.
(3)已知等比数列{an}共有2n项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q=________.
答案 2
解析 由题设,S偶=S奇-80,S2n=-240.
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(S奇+qS奇=-240,,qS奇=S奇-80,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(S奇=-80,,q=2.))
角度2 等比数列的最值
例3 (多选)(2022·扬州大学附属中学月考)设等比数列{an}的公比为q,其前n项和为Sn,前n项积为Tn,并满足条件a1>1,a2 021a2 022>1,eq \f(a2 021-1,a2 022-1)<0,下列结论正确的是( )
A.S2 021<S2 022
B.a2 021a2 023-1<0
C.T2 022是数列{Tn}中的最大值
D.数列{Tn}无最大值
答案 AB
解析 当q<0时,a2 021a2 022=aeq \\al(2,2 021)q<0,不成立;
当q≥1时,a2 021≥1,a2 022>1,eq \f(a2 021-1,a2 022-1)<0,不成立;
故0<q<1,且a2 021>1,0<a2 022<1,故S2 022>S2 021,A正确;
a2 021a2 023-1=aeq \\al(2,2 022)-1<0,故B正确;
T2 021是数列{Tn}中的最大值,CD错误.故选AB.
感悟提升 (1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前n项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
(2)涉及等比数列的单调性与最值的问题,一般要考虑公比与首项的符号对其的影响.
训练2 (1)公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7=8,若a2am=4,则m的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
答案 B
解析 ∵公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7=8,
∴a5a6=a4a7=4,由a2am=4,
∴2+m=5+6=11,解得m=9.
(2)(2021·长沙检测)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=5,则a9+a10+a11+a12的最小值为( )
A.25 B.20 C.15 D.10
答案 B
解析 在正项等比数列{an}中,Sn>0,
因为S8-2S4=5,则S8-S4=5+S4,
易知S4,S8-S4,S12-S8是等比数列,
所以(S8-S4)2=S4·(S12-S8),
所以S12-S8=eq \f((S4+5)2,S4)=eq \f(25,S4)+S4+10≥2eq \r(\f(25,S4)·S4)+10=20(当且仅当S4=5时取等号)
因为a9+a10+a11+a12=S12-S8,所以a9+a10+a11+a12的最小值为20.
数列中的创新问题
读懂题意,将其转化为数列问题,根据条件可将其转化为有规律等差或等比数列问题,解此类题的关键是找到其规律.
例 (1)(2021·珠海一模)已知从1开始的连续奇数首尾相接蛇形排列形成如图所示的三角形数表,第i行第j列的数记为ai,j,如a3,1=7,a4,3=15,则ai,j=2 021时,(-3)eq \f(j-1,10)lg2(i+19)=( )
A.54 B.18 C.9 D.6
答案 A
解析 奇数构成的数阵,令2n-1=2 021,解得n=1 011,故2 021是数阵中的第1 011个数,
第1行到第i行一共有1+2+3+…+i=eq \f(i(i+1),2)个奇数,
则第1行到第44行末一共有990个奇数,第1行到第45行末一共有1 035个奇数,
所以2 021位于第45行,又第45行是从左到右依次递增的,且共有45个奇数,所以2 021位于第45行,从左到右第21列,所以i=45,j=21,
则(-3)eq \f(j-1,10)lg2(i+19)=(-3)eq \f(21-1,10)·lg2(45+19)=(-3)2lg264=9×6=54.故选A.
(2)(多选)(2021·新高考Ⅱ卷)设正整数n=a0·20+a1·2+…+ak-1·2k-1+ak·2k,其中ai∈{0,1}(i=0,1,…,k),记ω(n)=a0+a1+…+ak,则( )
A.ω(2n)=ω(n)
B.ω(2n+3)=ω(n)+1
C.ω(8n+5)=ω(4n+3)
D.ω(2n-1)=n
答案 ACD
解析 对于A,ω(n)=a0+a1+…+ak,2n=0·20+a0·21+a1·22+…+ak-1·2k+ak·2k+1,所以ω(2n)=0+a0+a1+…+ak=ω(n),A正确;对于B,取n=2,则2n+3=7=1·20+1·21+1·22,∴ω(7)=3,而2=0·20+1·21,则ω(2)=1,即ω(7)≠ω(2)+1,B错误;对于C,8n+5=a0·23+a1·24+…+ak·2k+3+5=1·20+0·21+1·22+a0·23+a1·24+…+ak·2k+3,所以ω(8n+5)=2+a0+a1+…+ak,4n+3=a0·22+a1·23+…+ak·2k+2+3=1·20+1·21+a0·22+a1·23+…+ak·2k+2,所以ω(4n+3)=2+a0+a1+…+ak,因此ω(8n+5)=ω(4n+3),C正确;对于D,2n-1=20+21+…+2n-1,故ω(2n-1)=n,D正确.故选ACD.
1.已知等比数列{an}满足a1=1,a3·a5=4(a4-1),则a7的值为( )
A.2 B.4 C.eq \f(9,2) D.6
答案 B
解析 根据等比数列的性质得a3a5=aeq \\al(2,4),
∴aeq \\al(2,4)=4(a4-1),即(a4-2)2=0,解得a4=2.
又a1=1,a1a7=aeq \\al(2,4)=4,∴a7=4.
2.(2022·重庆诊断)设等比数列{an}的前n项和为Sn,a2=-8,a7=eq \f(1,4),则S6=( )
A.-eq \f(21,2) B.eq \f(15,2) C.eq \f(21,2) D.eq \f(63,2)
答案 C
解析 设等比数列{an}公比为q,则a7=a2q5,又a2=-8,a7=eq \f(1,4),
∴q=-eq \f(1,2),故a1=16,又Sn=eq \f(a1(1-qn),1-q),
即S6=eq \f(16×\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))\s\up12(6))),1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2))))=eq \f(16×\f(63,64),\f(3,2))=eq \f(21,2).
3.(2021·安庆三模)某工厂生产A、B、C三种产品的数量刚好构成一个公比为q(q≠1)的等比数列,现从全体产品中按分层随机抽样的方法抽取一个样本容量为260的样本进行调查,其中C产品的数量为20,则抽取的A产品的数量为( )
A.100 B.140 C.180 D.120
答案 C
解析 ∵A、B、C三种产品的数量刚好构成一个公比为q的等比数列,C产品的数量为20,
∴A产品的数量为eq \f(20,q2),B产品的数量为eq \f(20,q),
∵样本容量为260,∴eq \f(20,q2)+eq \f(20,q)+20=260,
解得q=eq \f(1,3)或-eq \f(1,4)(舍去),q=eq \f(1,3),
则A产品的数量为eq \f(20,q2)=eq \f(20,\f(1,9))=180,故选C.
4.(2021·全国甲卷)等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn.设甲:q>0,乙:{Sn}是递增数列,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
答案 B
解析 当a1<0,q>1时,an=a1qn-1<0,此时数列{Sn}递减,所以甲不是乙的充分条件.
当数列{Sn}递增时,有Sn+1-Sn=an+1=a1qn>0,若a1>0,则qn>0(n∈N*),即q>0;
若a1<0,则qn<0(n∈N*),不存在,所以甲是乙的必要条件.
综上,甲是乙的必要条件但不是充分条件.
5.(多选)(2021·福州联考)已知等比数列{an}的公比为q,且a5=1,则下列选项正确的是( )
A.a3+a7≥2 B.a4+a6≥2
C.a7-2a6+1≥0 D.a3-2a4-1≥0
答案 AC
解析 根据题意可得a3=eq \f(1,q2),a4=eq \f(1,q),a6=q,a7=q2,a3+a7=eq \f(1,q2)+q2≥2,当且仅当q2=1时取等号,故A正确;
a4+a6=eq \f(1,q)+q,当q<0时,值为负数,故B错误;
a7-2a6+1=q2-2q+1=(q-1)2≥0,故C正确;
a3-2a4-1=eq \f(1,q2)-eq \f(2,q)-1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,q)-1))eq \s\up12(2)-2,可知存在q使得a3-2a4-1<0,故D错误.故选AC.
6.(2021·南通期末)朱载堉(1536-1611)是中国明代一位杰出的律学家、数学家和历学家,他的著作《律学新说》中制作了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制,各相邻两律之间的频率之比完全相等,亦称“十二等程律”,即一个八度13个音,相邻两个音之间的频率之比相等,且最后一个音是最初那个音的频率的2倍.设第三个音的频率为f1,第七个音的频率为f2,则eq \f(f2,f1)=________.
答案 2eq \f(1,3)
解析 由题意知,可以将每个音的频率看作等比数列{an}中的项,一共13项,且eq \f(an+1,an)=q,
∵最后一个音是最初那个音的频率的2倍,
∴a13=2a1,即a1q12=2a1,可得q12=2,
∴eq \f(f2,f1)=eq \f(a7,a3)=eq \f(a1q6,a1q2)=q4=(q12)eq \f(1,3)=2eq \f(1,3),
∴eq \f(f2,f1)=2eq \f(1,3).
7.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=7,S6=63,则a1=________.
答案 1
解析 由于S3=7,S6=63知公比q≠1,
又S6=S3+q3S3,得63=7+7q3.
∴q3=8,q=2.
由S3=eq \f(a1(1-q3),1-q)=eq \f(a1(1-8),1-2)=7,得a1=1.
8.等比数列{an}的首项a1=-1,前n项和为Sn,若eq \f(S10,S5)=eq \f(31,32),则{an}的通项公式an=________.
答案 -eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(n-1)
解析 因为eq \f(S10,S5)=eq \f(31,32),所以eq \f(S10-S5,S5)=-eq \f(1,32),
因为S5,S10-S5,S15-S10成等比数列,且公比为q5,所以q5=-eq \f(1,32),q=-eq \f(1,2),
则an=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(n-1).
9.(2022·上海外国语附中月考)设数列{xn}满足lgaxn+1=1+lgaxn(a>0,a≠1),若x1+x2+…+x100=100,则x101+x102+…+x200=________.
答案 100a100
解析 ∵lgaxn+1=1+lgaxn(a>0,a≠1),则1=lgaxn+1-lgaxn=lgaeq \f(xn+1,xn),
∴eq \f(xn+1,xn)=a,∴数列{xn}是公比为a的等比数列,
∵x1+x2+…+x100=100,
∴x101+x102+…+x200=a100(x1+x2+…+x100)=100a100.
10.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足2Sn=-an+n(n∈N*).
(1)求证:数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an-\f(1,2)))为等比数列;
(2)求数列{an-1}的前n项和Tn.
(1)证明 2Sn=-an+n,
当n≥2时2Sn-1=-an-1+n-1,
两式相减,得2an=-an+an-1+1,
即an=eq \f(1,3)an-1+eq \f(1,3).
∴an-eq \f(1,2)=eq \f(1,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(an-1-\f(1,2))),
∴数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an-\f(1,2)))为等比数列.
(2)解 由2S1=-a1+1,得a1=eq \f(1,3),
由(1)知,数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an-\f(1,2)))是以-eq \f(1,6)为首项,eq \f(1,3)为公比的等比数列.
∴an-eq \f(1,2)=-eq \f(1,6)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n-1)=-eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n),
∴an=-eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n)+eq \f(1,2),
∴an-1=-eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(n)-eq \f(1,2),
∴Tn=eq \f(-\f(1,6)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(n))),1-\f(1,3))-eq \f(n,2)
=eq \f(1,4)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(n)-1))-eq \f(n,2).
11.(2020·新高考海南卷)已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求a1a2-a2a3+…+(-1)n-1anan+1.
解 (1)设{an}的公比为q(q>1),且a2+a4=20,a3=8.
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a1q+a1q3=20,,a1q2=8))
消去a1,得q+eq \f(1,q)=eq \f(5,2),则q=2,或q=eq \f(1,2)(舍).
因此q=2,a1=2,
所以{an}的通项公式an=2n.
(2)易知(-1)n-1anan+1=(-1)n-1·22n+1,
则数列{(-1)n-122n+1}公比为-4.
故a1a2-a2a3+…+(-1)n-1·anan+1
=23-25+27-29+…+(-1)n-1·22n+1
=eq \f(23[1-(-4)n],1+4)=eq \f(8,5)[1-(-4)n]
=eq \f(8,5)-(-1)n·eq \f(22n+3,5).
12.(多选)(2021·济南二模)已知数列{an}中,a1=1,an·an+1=2n,n∈N+,则下列说法正确的是( )
A.a4=4 B.{a2n}是等比数列
C.a2n-a2n-1=2n-1 D.a2n-1+a2n=2n+1
答案 ABC
解析 ∵a1=1,an·an+1=2n,∴a2=2,a3=2,a4=4,
由an·an+1=2n可得an+1·an+2=2n+1,
∴eq \f(an+2,an)=2,
∴{a2n},{a2n-1}分别是以2,1为首项,公比为2的等比数列,
∴a2n=2·2n-1=2n,a2n-1=1·2n-1=2n-1,
∴a2n-a2n-1=2n-1,a2n-1+a2n=3·2n-1≠2n+1,
综上可知,ABC正确,D错误.
13.(多选)(2022·重庆一模)已知数列{an}和各项均为正数的等比数列{bn}满足:eq \(∑,\s\up6(n),\s\d4(i=1)) (ai+i)=2bn-2,b1=2,b2+b3是b3与b4的等差中项,数列{an}的前n项和为Sn,则下列结论正确的是( )
A.数列{an-bn}是等差数列
B.Sn=2n+1-2-eq \f(n(n+1),2)
C.数列{an}是递增数列
D.eq \(∑,\s\up6(n),\s\d4(i=1)) eq \f(1,ai)<2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,bn)))
答案 ABC
解析 设{bn}的公比为q.
由题知b3+b4=2(b2+b3)⇒b4-b3-2b2=0⇒q2-q-2=0⇒q=2或-1(舍),故bn=2n,an+n=2bn-2bn-1=2n+1-2n=2n,an=2n-n,an-bn=-n,故{an-bn}为等差数列,A正确;
Sn=2+22+…+2n-(1+2+…+n)=2(2n-1)-eq \f(n(n+1),2),B正确;
an+1-an=2n-1≥1,故{an}是递增数列,C正确;
当n=1时,eq \f(1,a1)=1,2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,b1)))=1,矛盾,故D错误.故选ABC.
14.(2022·武汉质量检测)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.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和,求使Sk>eq \f(23,8)成立的最大正整数k的值.
解 (1)设公比为q.由题意得a1+a2=2a3,
∴a1(1+q-2q2)=0,
又∵a1≠0,∴q=-eq \f(1,2)或1(舍),
∵a1+a3=5,∴a1(1+q2)=5,∴a1=4,
∴an=4·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(n-1).
(2)Sn=eq \f(4\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))\s\up12(n))),1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2))))=eq \f(8,3)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))\s\up12(n))).
∵Sk>eq \f(23,8),∴eq \f(8,3)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))\s\up12(k)))>eq \f(23,8),
∴eq \f(5,64)<-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(k),
显然,k为奇数,即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(k)>eq \f(5,64)>eq \f(4,64)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(4).
解得k≤3,所以满足条件的最大正整数k的值为3.
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