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2023
学年
高考
数学
一轮
复习
数列
等比数列
及其
课时
跟踪
检测
新人
第三节 等比数列及其前n项和
A级·基础过关|固根基|
1.已知{an}为等比数列且满足a6-a2=30,a3-a1=3,则数列{an}的前5项和S5=( )
A.15 B.31
C.40 D.121
解析:选B 设等比数列{an}的公比为q,因为{an}为等比数列且满足a6-a2=30,a3-a1=3,所以可得所以S5==31,所以数列{an}的前5项和S5=31.
2.在等比数列{an}中,设其前n项和为Sn,已知S3=8,S6=7,则a7+a8+a9等于( )
A. B.-
C. D.
解析:选A 因为a7+a8+a9=S9-S6,且S3,S6-S3,S9-S6也成等比数列,即8,-1,S9-S6成等比数列,所以8(S9-S6)=1,即S9-S6=,所以a7+a8+a9=.
3.(一题多解)(2023年届福建厦门模拟)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2n+1+λ,则λ=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
解析:选A 解法一:当n=1时,a1=S1=4+λ.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1+λ)-(2n+λ)=2n,此时==2.
因为{an}是等比数列,所以=2,
即=2,解得λ=-2.故选A.
解法二:依题意,a1=S1=4+λ,a2=S2-S1=4,a3=S3-S2=8,
因为{an}是等比数列,所以a=a1·a3,所以8(4+λ)=42,解得λ=-2.故选A.
4.记等比数列{an}的前n项积为Tn(n∈N*),已知am-1·am+1-2am=0,且T2m-1=128,则m的值为( )
A.4 B.7
C.10 D.12
解析:选A 因为{an}是等比数列,所以am-1am+1=a.又am-1am+1-2am=0,则a-2am=0,所以am=2或am=0(舍去).由等比数列的性质可知前2m-1项的积T2m-1=a,即22m-1=128,故m=4.故选A.
5.在正项等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,…,an-1anan+1=324,则n等于( )
A.12 B.13
C.14 D.15
解析:选C 因为数列{an}是各项均为正数的等比数列,所以a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9,a10a11a12,…也成等比数列.
不妨令b1=a1a2a3,b2=a4a5a6,则公比q===3.
所以bm=4×3m-1.
令bm=324,即4×3m-1=324,
解得m=5,
所以b5=324,即a13a14a15=324.
所以n=14.
6.(2023年届济南模拟)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,S3,S9,S6成等差数列,a2+a5=4,则a8=________.
解析:因为S3,S9,S6成等差数列,所以公比q≠1,所以=+,整理得2q6=1+q3,所以q3=-,故a2·=4,解得a2=8,故a8=a2·q6=a2·(q3)2=8×=2.
答案:2
7.记Sn为数列{an}的前n项和.若Sn=2an+1,则an=________,S6=________.
解析:因为Sn=2an+1,所以当n=1时,a1=2a1+1,解得a1=-1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1),所以an=2an-1,所以数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以an=-2n-1,所以S6==-63.
答案:-2n-1 -63
8.已知在等比数列{an}中a2=1,则其前3项的和S3的取值范围是________.
解析:设等比数列{an}的公比为q,
则S3=a1+a2+a3=a2=1+q+.
当公比q>0时,S3=1+q+≥1+2=3,当且仅当q=1时,等号成立;
当公比q<0时,S3=1-≤1-2=-1,当且仅当q=-1时,等号成立.
所以S3∈(-∞,-1]∪[3,+∞).
答案:(-∞,-1]∪[3,+∞)
9.(2023年届昆明市诊断测试)已知数列{an}是等比数列,公比q<1,前n项和为Sn,若a2=2,S3=7.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设m∈Z,若Sn<m恒成立,求m的最小值.
解:(1)由a2=2,S3=7,得
解得或(舍去).
所以an=4·=.
(2)由(1)可知,
Sn===8<8.
又Sn<m恒成立,m∈Z,所以m的最小值为8.
10.(2023年届南昌市第一次模拟)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足S4=2a4-1,S3=2a3-1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=Sn(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)设等比数列{an}的公比为q,由S4-S3=a4,得2a4-2a3=a4,所以=2,所以q=2.
又因为S3=2a3-1,
所以a1+2a1+4a1=8a1-1,
所以a1=1,所以an=2n-1.
(2)由(1)知a1=1,q=2,则Sn==2n-1,
所以bn=2n-1,
则Tn=b1+b2+…+bn=2+22+…+2n-n=-n=2n+1-2-n.
B级·素养提升|练能力|
11.(2023年届安徽池州模拟)在《增删算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,六朝才得到其关.”意思是某人要走三百七十八里的路程,第一天脚步轻快有力,走了一段路程,第二天脚痛,走的路程是第一天的一半,以后每天走的路程都是前一天的一半,走了六天才走完这段路程.则下列说法错误的是( )
A.此人第二天走了九十六里路
B.此人第一天走的路程比后五天走的路程多六里
C.此人第三天走的路程占全程的
D.此人后三天共走了四十二里路
解析:选C 记每天走的路程里数为an(n=1,2,3,…,6),
由题意知{an}是公比为的等比数列,
由S6=378,得=378,
解得a1=192,所以a2=192×=96,
此人第一天走的路程比后五天走的路程多192-(378-192)=6(里),
a3=192×=48,>,
前3天走的路程为192+96+48=336(里),
则后3天走的路程为378-336=42(里),故选C.
12.(2023年届长春市高三质量监测)已知数列{an}中,a1=2,an+1=2an+2n+1,设bn=.
(1)求证:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列的前n项和Sn.
解:(1)证明:当n≥2时,bn-bn-1=-==1,
又b1=1,所以{bn}是以1为首项,1为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,bn=n,所以=-,
所以Sn=1-+-+…+-=1-=.
13.(2023年届湖北省五校联考)已知数列{an}是等差数列,a2=6,前n项和为Sn,{bn}是等比数列,b2=2,a1b3=12,S3+b1=19.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)求数列{bncos(anπ)}的前n项和Tn.
解:(1)因为数列{an}是等差数列,a2=6,
所以S3+b1=3a2+b1=18+b1=19,所以b1=1,
因为b2=2,数列{bn}是等比数列,所以公比q==2,所以bn=2n-1.
所以b3=4,因为a1b3=12,所以a1=3,
因为a2=6,数列{an}是等差数列,所以公差d=a2-a1=3,
所以an=3n.
(2)由(1)得,令Cn=bncos(anπ)=(-1)n2n-1,
所以Cn+1=(-1)n+12n,
所以=-2,又C1=-1,
所以数列{bncos(anπ)}是以-1为首项,-2为公比的等比数列,
所以Tn==-[1-(-2)n].
14.(2023年届湖北黄冈调研)在数列{an}中,a1=2,an+1=·an(n∈N*).
(1)证明:数列是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,若数列{bn}的前n项和是Tn,求证:Tn<2.
解:(1)证明:由题设得=·,又=2,
所以数列是首项为2,公比为的等比数列,
所以=2×=22-n,则an=n·22-n=.
(2)证明:bn===,
因为对任意n∈N*,2n-1≥2n-1,
所以bn≤.
所以Tn≤1++++…+=2<2.
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