(新高考)高考数学一轮考点复习6.1《数列的概念及简单表示》课时跟踪检测(含详解)
展开课时跟踪检测(二十九) 数列的概念及简单表示
一、基础练——练手感熟练度
1.数列-1,4,-9,16,-25,…的一个通项公式为( )
A.an=n2 B.an=(-1)n·n2
C.an=(-1)n+1·n2 D.an=(-1)n·(n+1)2
解析:选B 易知数列-1,4,-9,16,-25,…的一个通项公式为an=(-1)n·n2,故选B.
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,an+1=Sn+1(n∈N*),则S5=( )
A.31 B.42
C.37 D.47
解析:选D 由题意,得Sn+1-Sn=Sn+1(n∈N*),∴Sn+1+1=2(Sn+1)(n∈N*),故数列{Sn+1}为等比数列,其首项为S1+1=3,公比为2,则S5+1=3×24,∴S5=47.
3.记Sn为递增数列{an}的前n项和,“任意正整数n,均有an>0”是“{Sn}是递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:选A 因为“an>0”⇒数列{Sn}是递增数列,所以“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的充分条件;反之,如数列{an}为-1,1,3,5,7,9,…,显然{Sn}是递增数列,但是an不一定大于零,还有可能小于零,“数列{Sn}是递增数列”⇒/ “an>0”,“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的不必要条件.因此“an>0”是“数列{Sn}是递增数列”的充分不必要条件.故选A.
4.若数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则数列{an}的通项公式an=________.
解析:当n=1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]=6n-5,显然当n=1时, 不满足上式.
故数列的通项公式为an=
答案:
5.设数列{an}中,a1=3,an+1=an+,则通项公式an=________.
解析:由题意知an+1-an==-,
∴a2-a1=1-,a3-a2=-,a4-a3=-,…,an-an-1=-(n≥2,n∈N*),逐项相加得an=a1+1-=4-.经检验,a1=3也符合上式.故an=4-.
答案:4-
二、综合练——练思维敏锐度
1.已知数列{an}的前n项和Sn=2-2n+1,则a3=( )
A.-1 B.-2
C.-4 D.-8
解析:选D ∵数列{an}的前n项和Sn=2-2n+1,∴a3=S3-S2=(2-24)-(2-23)= -8.故选D.
2.(2021·沈阳模拟)已知数列{an}中a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),则an=( )
A.2n-1 B.n-1
C.n D.n2
解析:选C 由an=n(an+1-an),得(n+1)an=nan+1,即=,∴为常数列,即==1,故an=n.故选C.
3.设an=-3n2+15n-18,则数列{an}中的最大项的值是( )
A. B.
C.4 D.0
解析:选D 因为an=-32+,由二次函数性质,得当n=2或3时,an最大,最大值为0.
4.(多选)对于数列,令bn=an-,下列说法正确的是( )
A.若数列是单调递增数列,则数列也是单调递增数列
B.若数列是单调递减数列,则数列也是单调递减数列
C.若an=3n-1,则数列有最小值
D.若an=1-n,则数列有最大值
解析:选CD 如果a1=-1,a2=1,则b1=b2=0,从而A不正确;如果a1=1,a2=-1,则b1=b2=0,从而B不正确;函数f(x)=x-在(0,+∞)上为增函数,若an=3n-1,则为递增数列,当n=1时,an取最小值,a1=2>0,所以数列有最小值,从而C正确;若an=1-n,当n=1时,an取最大值且an>0,所以数列有最大值,从而D正确.
5.设数列{an}满足a1=1,a2=2,且2nan=(n-1)an-1+(n+1)an+1(n≥2且n∈N*),则a18=( )
A. B.
C.3 D.
解析:选B 令bn=nan,
则由2nan=(n-1)an-1+(n+1)an+1(n≥2且n∈N*),
得2bn=bn-1+bn+1(n≥2且n∈N*),
∴数列{bn}是以1为首项,以2a2-a1=3为公差的等差数列,
则bn=1+3(n-1)=3n-2,即nan=3n-2,∴an=,∴a18==.故选B.
6.(多选)已知数列{an}满足:a1=3,当n≥2时,an=(+1)2-1,则关于数列{an}说法正确的是( )
A.a2=8 B.数列{an}为递增数列
C.数列{an}为周期数列 D.an=n2+2n
解析:选ABD 由an=(+1)2-1得an+1=(+1)2,∴=+1,即数列{}是首项为=2,公差为1的等差数列,∴=2+(n-1)×1=n+1,∴an=n2+2n,得a2=8,由二次函数的性质得数列{an}为递增数列,故A、B、D正确.
7.设数列{an}中a1=a2=1,且满足a2n+1=3a2n-1与a2n+2-a2n+1=a2n,则数列{an}的前12项的和为( )
A.364 B.728
C.907 D.1 635
解析:选C 数列{an}中a1=a2=1,且满足a2n+1=3a2n-1,则a3=3a1=3,a5=3a3=9,a7=3a5=27,a9=3a7=81,a11=3a9=243.
由于a2n+2-a2n+1=a2n,所以a2n+2=a2n+1+a2n,
故a4=a3+a2=4,a6=a5+a4=13,a8=a7+a6=40,a10=a9+a8=121,a12=a11+a10=364,
所以数列{an}的前12项的和为1+1+3+4+9+13+27+40+81+121+243+364=907.故选C.
8.已知Sn为数列{an}的前n项和,a1=1,2Sn=(n+1)an,若关于正整数n的不等式a-tan≤2t2的解集中的整数解有两个,则正实数t的取值范围为( )
A. B.
C. D.
解析:选A ∵a1=1,2Sn=(n+1)an,∴当n≥2时,2Sn-1=nan-1,
∴2an=2(Sn-Sn-1)=(n+1)an-nan-1,整理得=(n≥2),
∴==…===1,∴an=n(n∈N*).
不等式a-tan≤2t2可化为(n-2t)(n+t)≤0,t>0,
∴0
解析:由题意可知an+1=an+an+2,a1=2 008,a2=2 009,a3=1,a4=-2 008,∴a5=-2 009,a6=-1,a7=2 008,a8=2 009,…,∴an+6=an,即数列{an}是以6为周期的周期数列,又a1+a2+a3+a4+a5+a6=0,∴S2 020=336(a1+a2+a3+a4+a5+a6)+(a1+a2+a3+a4)=2 010.
答案:2 010
10.已知数列{an}满足a1=1,an-an+1=nanan+1(n∈N*),则an=________.
解析:由an-an+1=nanan+1,得-=n,则由累加法得-=1+2+…+(n-1)=,又因为a1=1,所以=+1=,所以an=(n∈N*).
答案:
11.在数列{an}中,an>0,且前n项和Sn满足4Sn=(an+1)2(n∈N*),则数列{an}的通项公式为________.
解析:当n=1时,4S1=(a1+1)2,解得a1=1;
当n≥2时,由4Sn=(an+1)2=a+2an+1,
得4Sn-1=a+2an-1+1,
两式相减得4Sn-4Sn-1=a-a+2an-2an-1=4an,
整理得(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
因为an>0,所以an-an-1-2=0,即an-an-1=2,
又a1=1,故数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,
所以an=1+2(n-1)=2n-1.
答案:an=2n-1
12.若数列{an}是正项数列,且+++…+=n2+n,则a1++…+=________.
解析:由题意得当n≥2时,=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n,∴an=4n2.又当n=1时,=2,∴a1=4,∴=4n,∴a1++…+=n(4+4n)=2n2+2n.
答案:2n2+2n
13.在数列{an}中,a1=1,a1+++…+=an(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
解析:由a1+++…+=an(n∈N*)知,当n≥2时,a1+++…+= an-1,∴=an-an-1,即an=an-1,∴an=…=2a1=2,∴an=.
答案:
14.已知数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}的前n项和为Tn.满足a1=2,3Sn=(n+m)an(m∈R),且anbn=n,若存在n∈N*,使得λ+Tn≥T2n成立,则实数λ的最小值为________.
解析:∵3Sn=(n+m)an,
∴3S1=3a1=(1+m)a1,解得m=2,
∴3Sn=(n+2)an,①
当n≥2时,3Sn-1=(n+1)an-1,②
由①-②可得3an=(n+2)an-(n+1)an-1,
即(n-1)an=(n+1)an-1,∴=,
∴=,=,=,…,=,=,
累乘可得an=n(n+1)(n≥2),经检验,a1=2符合上式,
∴an=n(n+1),n∈N*.∵anbn=n,
∴bn=,令Bn=T2n-Tn=++…+,则Bn+1-Bn=>0,∴数列{Bn}为递增数列,∴Bn≥B1=.
∵存在n∈N*,使得λ+Tn≥T2n成立,∴λ≥B1=,
故实数λ的最小值为.
答案:
15.已知数列{an}的通项公式是an=n2+kn+4.
(1)若k=-5,则数列中有多少项是负数?n为何值时,an有最小值?并求出最小值;
(2)对于n∈N*,都有an+1>an,求实数k的取值范围.
解:(1)由n2-5n+4<0,解得1
所以数列中有两项是负数,即为a2,a3.
因为an=n2-5n+4=2-,
由二次函数性质,得当n=2或n=3时,an有最小值,其最小值为a2=a3=-2.
(2)由an+1>an,知该数列是一个递增数列,又因为通项公式an=n2+kn+4,可以看作是关于n的二次函数,考虑到n∈N*,所以-<,解得k>-3.
所以实数k的取值范围为(-3,+∞).
16.已知二次函数f(x)=x2-ax+a(a>0,x∈R),有且只有一个零点,数列{an}的前n项和Sn=f(n)(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设cn=1-(n∈N*),定义所有满足cm·cm+1<0的正整数m的个数,称为这个数列{cn}的变号数,求数列{cn}的变号数.
解:(1)依题意,当f(x)=0时,Δ=a2-4a=0,
所以a=0或a=4.
又由a>0得a=4,所以f(x)=x2-4x+4.
所以Sn=n2-4n+4.
当n=1时,a1=S1=1-4+4=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-5.
所以an=
(2)由题意得cn=
由cn=1-可知,当n≥5时,恒有cn>0.
又c1=-3,c2=5,c3=-3,c4=-,c5=,c6=,
即c1·c2<0,c2·c3<0,c4·c5<0,
所以数列{cn}的变号数为3.
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