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1、◆+◆◆二〇一九高考數學學習資料◆+◆◆
第3講 等比數列及其前n項和
一、選擇題
1.+1與-1兩數的等比中項是( )
A.1 B.-1
C.±1 D.
解析 設等比中項為x,
則x2=(+1)(-1)=1,即x=±1.
答案 C
2.設{an}是任意等比數列,它的前n項和,前2n項和與前3n項和分別為X,Y,Z,則下列等式中恒成立的是( ).
A.X+Z=2Y B.Y(Y-X)=Z(Z-X)
C.Y2=XY D.Y(Y-X)
2、=X(Z-X)
解析 (特例法)取等比數列1,2,4,令n=1得X=1,Y=3,Z=7代入驗算,選D.
答案 D
3.已知等比數列{an}為遞增數列.若a1>0,且2(an+an+2)=5an+1,則數列{an}的公比q=( ).
A.2 B. C.2或 D.3
解析 ∵2(an+an+2)=5an+1,∴2an+2anq2=5anq,
化簡得,2q2-5q+2=0,由題意知,q>1.∴q=2.
答案 A
4.在正項等比數列{an}中,Sn是其前n項和.若a1=1,a2a6=8,則S8=
3、( ).
A.8 B.15(+1)
C.15(-1) D.15(1-)
解析 ∵a2a6=a=8,∴aq6=8,∴q=,∴S8==15(+1).
答案 B
5.已知等比數列{an}的前n項和Sn=t·5n-2-,則實數t的值為( ).
A.4 B.5 C. D.
解析 ∵a1=S1=t-,a2=S2-S1=t,a3=S3-S2=4t,∴由{an}是等比數列知2=·4t,顯然t≠0,所以t=5.
答案 B
6.在由正數組成的等比數列{an}中,若a3a4a5=3π,則sin(log3a1+log3a2+…
4、+log3a7)的值為 ( ).
A. B. C.1 D.-
解析 因為a3a4a5=3π=a,所以a4=3.
log3a1+log3a2+…+log3a7=log3(a1a2…a7)=log3a=7log33=,所以sin(log3a1+log3a2+…+log3a7)=.
答案 B
二、填空題
7.設1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比為q的等比數列,a2,a4,a6成公差為1的等差數列,則q的最小值是________.
解析 設a2=t,則1≤t≤q≤t+1≤q2≤t+2≤q3,由于t≥1,所以q≥max{t,,}故q的最小值是
5、.
答案
8.在等比數列{an}中,若公比q=4,且前3項之和等于21,則該數列的通項公式an=________.
解析 由題意知a1+4a1+16a1=21,解得a1=1,
所以數列{an}的通項公式an=4n-1.
答案 4n-1
9.設f(x)是定義在R上恒不為零的函數,且對任意的實數x,y∈R,都有f(x)·f(y)=f(x+y),若a1=,an=f(n)(n∈N*),則數列{an}的前n項和Sn的取值范圍是________.
解析 由已知可得a1=f(1)=,a2=f(2)=[f(1)]2=2,a3=f(3)=f(2)·f(1)=[f(1)]3=3,…,an=f(n)
6、=[f(1)]n=n,
∴Sn=+2+3+…+n
==1-n,
∵n∈N*,∴≤Sn<1.
答案
10.等差數列{an}的首項為a1,公差為d,前n項和為Sn,給出下列四個命題:①數列為等比數列;②若a2+a12=2,則S13=13;③Sn=nan-d;④若d>0,則Sn一定有最大值.
其中真命題的序號是________(寫出所有真命題的序號).
解析 對于①,注意到=an+1-an=d是一個非零常數,因此數列是等比數列,①正確.對于②,S13===13,因此②正確.對于③,注意到Sn=na1+d=n[an-(n-1)d]+d=nan-d,因此③正確.對于④,Sn=na1+d,
7、d>0時,Sn不存在最大值,因此④不正確.綜上所述,其中正確命題的序號是①②③.
答案?、佗冖?
三、解答題
11.已知等比數列{an}中,a1=,公比q=.
(1)Sn為{an}的前n項和,證明:Sn=;
(2)設bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求數列{bn}的通項公式.
解 (1)證明 因為an=×n-1=,Sn==,所以Sn=.
(2)bn=log3a1+log3a2+…+log3an=-(1+2+…+n)=-.所以{bn}的通項公式為bn=-.
12.已知數列{an}的前n項和為Sn,在數列{bn}中,b1=a1,bn=an-an-1(n≥2),且an
8、+Sn=n.
(1)設cn=an-1,求證:{cn}是等比數列;
(2)求數列{bn}的通項公式.
(1)證明 ∵an+Sn=n, ①
∴an+1+Sn+1=n+1, ②
②-①得an+1-an+an+1=1,
∴2an+1=an+1,∴2(an+1-1)=an-1,
∴=.
∵首項c1=a1-1,又a1+a1=1.
∴a1=,∴c1=-,公比q=.
∴{cn}是以-為首項,公比為的等比數列.
(2)解 由(1)可知cn=·n-1=-n,
∴an=cn+1=1-n.
∴當n≥2時,bn=an-an-1=1-n-
=n-
9、1-n=n.
又b1=a1=代入上式也符合,∴bn=n.
13.已知兩個等比數列{an},{bn},滿足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2-a2=2,b3-a3=3.
(1)若a=1,求數列{an}的通項公式;
(2)若數列{an}唯一,求a的值.
解 (1)設數列{an}的公比為q,則b1=1+a=2,b2=2+aq=2+q,b3=3+aq2=3+q2,由b1,b2,b3成等比數列得(2+q)2=2(3+q2).
即q2-4q+2=0,解得q1=2+,q2=2-.
所以數列{an}的通項公式為an=(2+)n-1或an=(2-)n-1.
(2)設數列{an}的公比為q,
10、則由(2+aq)2=(1+a)(3+aq2),得aq2-4aq+3a-1=0(*),
由a>0得Δ=4a2+4a>0,故方程(*)有兩個不同的實根.
由數列{an}唯一,知方程(*)必有一根為0,
代入(*)得a=.
14.數列{an}的前n項和記為Sn,a1=t,點(Sn,an+1)在直線y=3x+1上,n∈N*.
(1)當實數t為何值時,數列{an}是等比數列.
(2)在(1)的結論下,設bn=log4an+1,cn=an+bn,Tn是數列{cn}的前n項和,求Tn.
解 (1)∵點(Sn,an+1)在直線y=3x+1上,
∴an+1=3Sn+1,an=3Sn-1+1(n>1,且n∈N*).
∴an+1-an=3(Sn-Sn-1)=3an,∴an+1=4an(n>1,n∈N*),a2=3S1+1=3a1+1=3t+1,
∴當t=1時,a2=4a1,數列{an}是等比數列.
(2)在(1)的結論下,an+1=4an,an+1=4n,bn=log4an+1=n,cn=an+bn=4n-1+n,
∴Tn=c1+c2+…+cn=(40+1)+(41+2)+…+(4n-1+n)
=(1+4+42+…+4n-1)+(1+2+3+…+n)
=+.
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