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1、考點(diǎn)25 數(shù)列求和及綜合應(yīng)用
一、選擇題
1. (2012·新課標(biāo)全國(guó)高考文科·T12)數(shù)列{an}滿足an+1+(-1)n an =2n-1,則{an}的前60項(xiàng)和為( )
(A)3690 (B)3660 (C)1845 (D)1830
【解題指南】依次寫出數(shù)列的項(xiàng),直至發(fā)現(xiàn)規(guī)律,一般這類數(shù)列具有周期性或者能直接求出通項(xiàng)公式,找到規(guī)律后,可直接求和.
【解析】選D. ,
,
…,,,,,
=.
二、填空題
2.(2012·新課標(biāo)全國(guó)高考理科·T16)數(shù)列滿足=2n-1,則前60項(xiàng)和為
2、
【解題指南】依次寫出數(shù)列的項(xiàng),直至發(fā)現(xiàn)規(guī)律,一般這類數(shù)列具有周期性或者能直接求出通項(xiàng)公式,找到規(guī)律后,可直接求和.
【解析】,
,
…,,,,,
=.
【答案】1830.
3. (2012·湖北高考文科·T17)傳說古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的數(shù)學(xué)家經(jīng)常在沙灘上面畫點(diǎn)或用小石子表示數(shù)。他們研究過如圖所示的三角形數(shù):
將三角形數(shù)1,3, 6,10,…記為數(shù)列{an},將可被5整除的三角形數(shù)按從小到大的順序組成一個(gè)新數(shù)列{bn},可以推測(cè):
(Ⅰ)b2012是數(shù)列{an}中的第______項(xiàng);
(Ⅱ)b2k-1=______.(用k表示)
【解題指南】本題考查求數(shù)列通項(xiàng)公
3、式的方法,解答本題可先根據(jù)數(shù)列{an}前項(xiàng)與后項(xiàng)的關(guān)系,求出數(shù)列{an}的通項(xiàng),再結(jié)合數(shù)列{bn}與{an}的關(guān)系求出數(shù)列{bn}的通項(xiàng)解答本題.
【解析】由圖可知數(shù)列{an}滿足:a1=1,an-an-1=n(n≥2).
所以an=an-an-1+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=n+n-1+…+2+1=(n≥2),當(dāng)n=1時(shí),也符合上式,則an=.
當(dāng)n=4,5,9,10,14,15,19,20,…時(shí),構(gòu)成數(shù)列{bn}的第1,2,3,4,…項(xiàng),
則可以看出n=5,10,15,20,…時(shí),分別對(duì)應(yīng)著{bn}的第2,4,6,8…項(xiàng).
(1)b2012是數(shù)列{an}中的
4、第5030項(xiàng);
(2)b2k-1=.
【答案】(1)5030 (2).
4.(2012·湖南高考文科·T16)對(duì)于,將n表示為,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí)為0或1,定義如下:在的上述表示中,當(dāng),a2,…,ak中等于1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí),bn=1;否則bn=0.
(1)b2+b4+b6+b8=
(2)記cm為數(shù)列{bn}中第m個(gè)為0的項(xiàng)與第m+1個(gè)為0的項(xiàng)之間的項(xiàng)數(shù),則cm的最大值是
【解題指南】本題考查在新環(huán)境下的創(chuàng)新意識(shí),考查運(yùn)算能力,創(chuàng)造性解決問題的能力.需要在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)自己動(dòng)腦的習(xí)慣,才可順利解決此類問題.本題實(shí)際是描述的將一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制,然
5、后找出規(guī)律.
【解析】(1)觀察知;;
一次類推;;
;,,,
b2+b4+b6+b8=3;
(2)由(1)知cm的最大值為2.
【答案】(1)3 (2)2.
三、解答題
5.(2012·湖北高考文科·T20)(本小題滿分13分)
已知等差數(shù)列{an}前三項(xiàng)的和為-3,前三項(xiàng)的積為8.
(1) 求等差數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若a2,a3,a1成等比數(shù)列,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【解題指南】本題考查兩類數(shù)列的基本運(yùn)算與性質(zhì),解答本題可先設(shè)出首項(xiàng)和公差,再代入求解.
【解析】
(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則,由題意知解得,故等差數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為:.
6、
(2)當(dāng)時(shí),a2,a3,a1分別為-1,-4,2不是等比數(shù)列,所以
當(dāng)n=1時(shí),數(shù)列的和為:S1=4;當(dāng)n=2時(shí),數(shù)列的和為:S2=4+1=5;當(dāng)n3時(shí),
Sn= =
當(dāng)n=2時(shí),符合上式,所以
6.(2012·湖南高考文科·T20)(本小題滿分13分)
某公司一下屬企業(yè)從事某種高科技產(chǎn)品的生產(chǎn).該企業(yè)第一年年初有資金2000萬元,將其投入生產(chǎn),到當(dāng)年年底資金增長(zhǎng)了50%.預(yù)計(jì)以后每年資金年增長(zhǎng)率與第一年的相同.公司要求企業(yè)從第一年開始,每年年底上繳資金d萬元,并將剩余資金全部投入下一年生產(chǎn).設(shè)第n年年底企業(yè)上繳資金后的剩余資金為an萬元.
(Ⅰ)用d表示a1,a2,并寫出
7、與an的關(guān)系式;
(Ⅱ)若公司希望經(jīng)過m(m≥3)年使企業(yè)的剩余資金為4000萬元,試確定企業(yè)每年上繳資金d的值(用m表示).
【解題指南】本題考查遞推數(shù)列問題在實(shí)際問題中的應(yīng)用,考查運(yùn)算能力和使用數(shù)列知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力.第一問建立數(shù)學(xué)模型,得出與an的關(guān)系式,第二問,只要把第一問中的迭代,即可以解決.
【解析】(Ⅰ)由題意得,
=4500-d,
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
.
整理得
.
由題意,
解得.
故該企業(yè)每年上繳資金的值為時(shí),經(jīng)過年企業(yè)的剩余資金為4000萬元.
7.(2012·江蘇高考·T20)(本小題滿分16分)已知各項(xiàng)均為正數(shù)的兩個(gè)數(shù)
8、列和滿足:.
(1)設(shè),求證:數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)設(shè),且是等比數(shù)列,求和的值.
【解題指南】(1)根據(jù)題設(shè)和,求出,從而證明而得證。
(2)根據(jù)基本不等式得到,用反證法證明等比數(shù)列的公比.從而得到的結(jié)論,再由知是公比是的等比數(shù)列.最后用反證法求出.
【解析】(1)∵,∴。
∴ .
∴ .
∴數(shù)列是以1 為公差的等差數(shù)列.
(2)∵,∴。
.(﹡)
設(shè)等比數(shù)列的公比為,由知,下面用反證法證明
若則,∴當(dāng)時(shí),,與(﹡)矛盾.
若則,∴當(dāng)時(shí),,與(﹡)矛盾.
∴綜上所述,?!啵?
又∵,∴是公比是的等比數(shù)列.
若,則,于是.
又由即,得.
∴
9、中至少有兩項(xiàng)相同,與矛盾.∴.
∴.
∴ .
8.(2012·廣東高考理科·T19)(本小題滿分14分)
設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,滿足且成等差數(shù)列。
(1) 求a1的值;
(2) 求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(3) 證明:對(duì)一切正整數(shù)n,有.
【解題指南】(1)根據(jù)利用,可得到,令n=1,從而得到,再根據(jù)成等差數(shù)列得,三個(gè)方程聯(lián)立可解出.
(2)在(1)的基礎(chǔ)上對(duì)的兩邊同除以得,
再驗(yàn)證:也滿足上式,因而對(duì)都成立,
然后再利用疊加求和的方法確定,進(jìn)而確定的通項(xiàng)公式.
(3)解本題的關(guān)鍵是當(dāng)時(shí),
,然后放縮再利用裂項(xiàng)求和的方法證明即可.
【解析】(1)
兩式相減得
,
10、
又成等差數(shù)列,
即
.
(2)由(1)得
時(shí),
兩邊同除以得
又時(shí),,也滿足上式,
時(shí),,
.
。
(3)當(dāng)n=1時(shí),;當(dāng)n=2時(shí),.
當(dāng)時(shí),
9.(2012·廣東高考文科·T19)
設(shè)數(shù)列前項(xiàng)和為,數(shù)列前項(xiàng)和為,滿足,.
(1)求的值;
(2)求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
【解題指南】 (1)根據(jù),利用,可建立關(guān)于的方程,即可求出.(2)解本題的關(guān)鍵是
,因?yàn)楫?dāng)n=1時(shí),也滿足上式,所以,然后轉(zhuǎn)化為常規(guī)題型來做即可。
【解析】(1)令n=1時(shí),.
(2)
因?yàn)楫?dāng)n=1時(shí),也滿足上式,所以
當(dāng)
兩式相減得
所以
所以
11、
因?yàn)?所以數(shù)列是以3為首項(xiàng),公比為2的等比數(shù)列,
所以
所以.
10.(2012·安徽高考理科·T21)(本小題滿分13分)數(shù)列滿足:
(I)證明: 是遞減數(shù)列的充分必要條件是
(II)求的取值范圍,使是遞增數(shù)列.
【解題指南】(1)要證明必要性和充分性;(2)由(I),然后分類討論,根據(jù)作差法去討論的值.
【解析】(I)必要條件
當(dāng)時(shí),數(shù)列是單調(diào)遞減數(shù)列
充分條件
數(shù)列是單調(diào)遞減數(shù)列
得:數(shù)列是單調(diào)遞減數(shù)列的充分必要條件是.
(II)由(I)得:
①當(dāng)時(shí)
12、,,不合題意
②當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),與同號(hào),
由
當(dāng)時(shí),存在,使與異號(hào)
與數(shù)列是單調(diào)遞減數(shù)列矛盾
得:當(dāng)時(shí),數(shù)列是單調(diào)遞增數(shù)列.
11.(2012·安徽高考文科·T21)(本小題滿分13分)設(shè)函數(shù)=+的所有正的極小值點(diǎn)從小到大排成的數(shù)列為.
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)的前項(xiàng)和為,求。
【解題指南】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù),的左側(cè)導(dǎo)函數(shù)小于0,的右側(cè)導(dǎo)函數(shù)大于0,求出極小值點(diǎn);(2)由(I)求出的前項(xiàng)和為,再代入.
【解析】(I)
13、 得:當(dāng)時(shí),取極小值
得:
(II)由(I)得:
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
所以
12.(2012·浙江高考文科·T19)(本題滿分14分)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2n2+n,n∈N﹡,數(shù)列{bn}滿足an=4log2bn+3,n∈N﹡.
(1)求an,bn;
(2)求數(shù)列{an·bn}的前n項(xiàng)和Tn.
【解題指南】由前n項(xiàng)和Sn可求出通項(xiàng)公式,而數(shù)列{an·bn}的通項(xiàng)符合等差與等比數(shù)列乘積的形式,故
14、可用錯(cuò)位相減法求出.
【解析】(1)由Sn=2n2+n,可得
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),符合上式,所以
由an=4log2bn+3可得=4log2bn+3,解得.
(2)
∴ ①
②
①-②可得
∴.
13.(2012·山東高考理科·T20)在等差數(shù)列中,.
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)對(duì)任意,將數(shù)列中落入?yún)^(qū)間內(nèi)的項(xiàng)的個(gè)數(shù)記為,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【解題指南】(1)可利用等差數(shù)列的性質(zhì)求解,再利用求出公差d,利用求出通項(xiàng)公式;(2)利用數(shù)列的中落入?yún)^(qū)間內(nèi)的項(xiàng)的個(gè)數(shù).可求得數(shù)列為兩個(gè)等比數(shù)列.
【解析】(1) 由得,
所以
.
(2) 對(duì)
15、任意,將數(shù)列中落入?yún)^(qū)間內(nèi)的項(xiàng)的個(gè)數(shù)為,則,即,所以,
于是
,
即.
14. (2012·山東高考文科·T20)已知等差數(shù)列的前5項(xiàng)和為105,且.
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)對(duì)任意,將數(shù)列中不大于的項(xiàng)的個(gè)數(shù)記為.求數(shù)列的前m項(xiàng)和.
【解題指南】(1)可利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式列出方程組求出首項(xiàng)和公差;進(jìn)而求得通項(xiàng)公式.(2)利用數(shù)列的中不大于內(nèi)的項(xiàng)的個(gè)數(shù).可求得數(shù)列為等比數(shù)列.利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)公式求得.
【解析】(I)由已知得:
解得,
所以通項(xiàng)公式為.
(II)對(duì),若,則,
因此.
∵,
∴是公比為49的等比數(shù)列,
∴.
15. (
16、2012·江西高考理科·T16)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和(其中),且Sn的最大值為8.
(1)確定常數(shù)k,求an;
(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和Tn.
【解題指南】(1)先求得的值,再利用求,注意驗(yàn)證首項(xiàng);
(2)用錯(cuò)位相減法求和.
【解析】(1)當(dāng)時(shí),取最大值,即,
故,因此,
從而.又,所以.
(2)因?yàn)椋?
,
所以
16.(2012·江西高考文科·T17)已知數(shù)列|an|的前n項(xiàng)和(其中c,k為常數(shù)),且a2=4,a6=8a3.
(1)求an;
(2)求數(shù)列{nan}的前n項(xiàng)和Tn。
【解題指南】(1)利用求,注意驗(yàn)證首項(xiàng);
(2)用錯(cuò)位相減法求和.
【解析】(1)當(dāng)時(shí),
則
,
,∴c=2.∵a2=4,即,解得k=2,∴(n)1)
當(dāng)n=1時(shí),
綜上所述.
(2) ,則
(1)-(2)得
.