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2023
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数学
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第四节 数列求和
A级·基础过关|固根基|
1.已知数列{an}的通项公式是an=2n-3,则其前20项和为( )
A.380- B.400-
C.420- D.440-
解析:选C 令数列{an}的前n项和为Sn,则S20=a1+a2+…+a20=2(1+2+…+20)-3×=2×-3×=420-.
2.(2023年届辽宁本溪三次联考)已知数列{an}的通项公式是an=n2sin π,则a1+a2+a3+…+a2 018=( )
A. B.
C. D.
解析:选B 由题意得a1+a2+a3+…+a2 018=-12+22-32+42+…-2 0172+2 0182=1+2+3+4+…+2 017+2 018==,故选B.
3.(2023年届江西师大附中调研)定义为n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”,若已知数列{an}的前n项的“均倒数”为,又bn=,则++…+=( )
A. B.
C. D.
解析:选C 由定义可知a1+a2+…+an=5n2,所以当n≥2时,a1+a2+…+an-1=5(n-1)2,两式相减得an=10n-5(n≥2).当n=1时,a1=5也符合上式,所以an=10n-5,则bn=2n-1.又=-,所以++…+=-+-…-+-=-=.
4.(2023年届河北“五个一名校联盟”)已知数列{an}满足:an+1=an-an-1(n≥2,n∈N*),a1=1,a2=2,Sn为数列{an}的前n项和,则S2 018=( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:选A 因为an+1=an-an-1,a1=1,a2=2,所以a3=1,a4=-1,a5=-2,a6=-1,a7=1,a8=2,…,故数列{an}是周期为6的周期数列,且每连续6项的和为0,故S2 018=336×0+a2 017+a2 018=a1+a2=3.故选A.
5.(2023年届湖南湘潭模拟)已知Tn为数列的前n项和,若m>T10+1 013恒成立,则整数m的最小值为( )
A.1 026 B.1 025
C.1 024 D.1 023
解析:选C 因为=1+,
所以Tn=n+1-,
所以T10+1 013=11-+1 013=1 024-.
又m>T10+1 013,
所以整数m的最小值为1 024.故选C.
6.在等比数列{an}中,若a1=27,a9=,q>0,Sn是其前n项和,则an=________;S6=________.
解析:由a1=27,a9=知,=27·q8,又由q>0,解得q=,所以an=a1·qn-1=27×=,所以S6==.
答案:
7.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a3=3,S4=10,则an=________;=________.
解析:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,依题意,
即解得
所以an=n,Sn=,所以==2,
因此=21-+-+…+-=.
答案:n
8.设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+an+1=(n=1,2,3,…),则S2n-1=________.
解析:因为a1=1,an+an+1=(n=1,2,3,…),所以S2n-1=a1+(a2+a3)+…+(a2n-2+a2n-1)=1+++…+=.
答案:
9.(2023年届辽宁沈阳模拟)已知在等差数列{an}中,a1=-11,公差d≠0,且a2,a5,a6成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=|an|,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)因为a2,a5,a6成等比数列,
所以a=a2a6,即(a1+4d)2=(a1+d)(a1+5d),
所以2a1d+11d2=0,又d≠0,a1=-11,所以d=2,
所以an=-11+(n-1)×2=2n-13.
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,
则Sn==n2-12n,
因为an=2n-13,
所以当n≤6时,an<0;当n≥7时,an>0.
所以当n≤6时,Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=-a1-a2-…-an=-Sn=12n-n2;
当n≥7时,Tn=|a1|+|a2|+…+|a6|+|a7|+…+|an|=-a1-a2-…-a6+a7+…+an=-S6+Sn-S6=Sn-2S6=n2-12n+72.
综上,Tn=
10.已知等差数列{an}中,a1=-2,公差d=3;数列{bn}中,Sn为其前n项和,满足2nSn+1=2n(n∈N*).
(1)记cn=,求数列{cn}的前n项和Tn;
(2)求数列{bn}的通项公式.
解:(1)因为a1=-2,d=3,{an}为等差数列,
所以an=a1+(n-1)×d=-2+3(n-1)=3n-5,
则cn===,
所以Tn=++…+
==-.
(2)因为2nSn+1=2n,
所以Sn=1-,Sn-1=1-(n≥2),
则bn=Sn-Sn-1=-=-×=×=(n≥2).
当n=1时,b1=S1=1-=满足上式,
所以数列{bn}的通项公式为bn=.
B级·素养提升|练能力|
11.数列{an}的通项公式an=n,其前n项和为Sn,则S40为( )
A.10 B.15
C.20 D.25
解析:选C 由题意得,an=n=ncos ,
则a1=0,a2=-2,a3=0,a4=4,a5=0,a6=-6,a7=0,…,
于是a2n-1=0,a2n=(-1)n·2n,
则S40=(a1+a3+…+a39)+(a2+a4+a6+…+a40)=-2+4-…+40=20.
12.若数列{an}满足-=0,则称{an}为“梦想数列”.已知正项数列为“梦想数列”,且b1+b2+b3=1,则b6+b7+b8=________.
解析:由-=0,可得an+1=an,故{an}是公比为的等比数列,故是公比为的等比数列,则{bn}是公比为2的等比数列,b6+b7+b8=(b1+b2+b3)·25=32.
答案:32
13.已知数列{an}满足an+1=2an+2n(n∈N*),且a1=1.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
解:(1)证明:由an+1=2an+2n(n∈N*)的等式两边同时除以2n+1,得=+,即-=,
又=,
所以数列是首项为,公差为的等差数列.
(2)由(1)可知,=+(n-1)×=,
所以an=n·2n-1,
所以数列{an}的前n项和Sn=1×20+2×21+3×22+…+n×2n-1,①
2Sn=1×21+2×22+3×23+…+n×2n,②
由②-①得,
Sn=-(20+21+22+…+2n-1)+n·2n=-+n·2n=1+(n-1)2n.
14.(2023年届洛阳市第一次统考)已知各项均不相等的等差数列{an}的前四项和S4=14,且a1,a3,a7成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设Tn为数列的前n项和,若λTn≤an+1对一切n∈N*恒成立,求实数λ的最大值.
解:(1)设数列{an}的公差为d(d≠0),由已知得,
解得或(舍去),
所以an=n+1.
(2)由(1)知==-,
所以Tn=++…+
=-=.
又λTn≤an+1恒成立,
所以λ≤=2+8,
而2+8≥16,当且仅当n=2时等号成立,
所以λ≤16,即实数λ的最大值为16.
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