高一必修五数列练习题(2)

时间:2021-08-31

  三、解答题:本大题共6小题,共70分.

  17.(10分)已知数列{an}中,a1=12,an+1=12an+1(n∈N*),令bn=an-2.

  (1)求证:{bn}是等比数列,并求bn;

  (2)求通项an并求{an}的前n项和Sn.

  解析:(1)∵bn+1bn=an+1-2an-2=12an+1-2an-2=12an-1an-2=12,

  ∴{bn}是等比数列.

  ∵b1=a1-2=-32,

  ∴bn=b1qn-1=-32×12n-1=-32n.

  (2)an=bn+2=-32n+2,

  Sn=a1+a2+…+an

  =-32+2+-322+2+-323+2+…+-32n+2

  =-3×12+122+…+12n+2n=-3×12×1-12n1-12+2n=32n+2n-3.

  18.(12分)若数列{an}的前n项和Sn=2n.

  (1)求{an}的通项公式;

  (2)若数列{bn}满足b1=-1,bn+1=bn+(2n-1),且cn=anbnn,求数列{cn}的通项公式及其前n项和Tn.

  解析:(1)由题意Sn=2n,

  得Sn-1=2n-1(n≥2),

  两式相减,得an=2n-2n-1=2n-1(n≥2).

  当n=1时,21-1=1≠S1=a1=2.

  ∴an=2  (n=1),2n-1  (n≥2).

  (2)∵bn+1=bn+(2n-1),

  ∴b2-b1=1,

  b3-b2=3,

  b4-b3=5,

  …

  bn-bn-1=2n-3.

  以上各式相加,得

  bn-b1=1+3+5+…+(2n-3)

  =(n-1)(1+2n-3)2=(n-1)2.

  ∵b1=-1,∴bn=n2-2n,

  ∴cn=-2     (n=1),(n-2)×2n-1  (n≥2),

  ∴Tn=-2+0×21+1×22+2×23+…+(n-2)×2n-1,

  ∴2Tn=-4+0×22+1×23+2×24+…+(n-2)×2n.

  ∴-Tn=2+22+23+…+2n-1-(n-2)×2n

  =2(1-2n-1)1-2-(n-2)×2n

  =2n-2-(n-2)×2n

  =-2-(n-3)×2n.

  ∴Tn=2+(n-3)×2n.

  19.(12分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差d≠0,且S3+S5=50,a1,a4,a13成等比数列.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)若从数列{an}中依次取出第2项,第4项,第8项,…,第2n项,…,按原来顺序组成一个新数列{bn},记该数列的前n项和为Tn,求Tn的表达式.

  解析:(1)依题意,得

  3a1+3×22d+5a1+5×42d=50,(a1+3d)2=a1(a1+12d),解得a1=3,d=2.

  ∴an=a1+(n-1)d=3+2(n-1)=2n+1,

  即an=2n+1.

  (2)由已知,得bn=a2n=2×2n+1=2n+1+1,

  ∴Tn=b1+b2+…+bn

  =(22+1)+(23+1)+…+(2n+1+1)

  =4(1-2n)1-2+n=2n+2-4+n.

  20.(12分)设数列{an}的前n项和为Sn,且ban-2n=(b-1)Sn.

  (1)证明:当b=2时,{an-n2n-1}是等比数列;

  (2)求通项an. 新 课  标  第  一 网

  解析:由题意知,a1=2,且ban-2n=(b-1)Sn,

  ban+1-2n+1=(b-1)Sn+1,

  两式相减,得b(an+1-an)-2n=(b-1)an+1,

  即an+1=ban+2n.①

  (1)当b=2时,由①知,an+1=2an+2n.

  于是an+1-(n+1)2n=2an+2n-(n+1)2n

  =2an-n2n-1.

  又a1- 120=1≠0,

  ∴{an-n2n-1}是首项为1,公比为2的等比数列.

  (2)当b=2时,

  由(1)知,an-n2n-1=2n-1,即an=(n+1)2n-1

  当b≠2时,由①得

  an +1-12-b2n+1=ban+2n-12-b2n+1=ban-b2-b2n

  =ban-12-b2n,

  因此an+1-12-b2n+1=ban-12-b2n=2(1-b)2-bbn.

  得an=2,          n=1,12-b[2n+(2-2b)bn-1],  n≥2.

  21.(12分)某地在抗洪抢险中接到预报,24小时后又一个超历史最高水位的洪峰到达,为保证万无一失,抗洪指挥部决定在24小时内另筑起一道堤作为第二道防线.经计算,如果有 20辆大型翻斗车同时作业25小时,可以筑起第二道防线,但是除了现有的一辆车可以立即投入作业外,其余车辆需从各处紧急抽调,每隔20分钟就有一辆车到达并投入工作.问指挥部至少还需组织多少辆车这样陆续工作,才能保证24小时内完成第二道防线,请说明理由.

  解析:设从现有这辆车投入工作算起,各车的工作时间依次组成数列{an},则an-an-1=-13.

  所以各车的工作时间构成首项为24,公差为-13的等差数列,由题知,24小时内最多可抽调72辆车.

  设还需组织(n-1)辆车,则

  a1+a2+…+an=24n+n(n-1)2×-13≥20×25.

  所以n2-145n+3 000≤0,

  解得25≤n≤120,且n≤73.

  所以nmin=25,n-1=24.

  故至少还需组织24辆车陆续工作,才能保证在24小时内完成第二道防线.

  22.(12分)已知点集L={(x,y)|y=mn},其中m=(2x-2b,1),n=(1,1+2b),点列Pn(an,bn)在点集L中,P1为L的轨迹与y轴的交点,已知数列{an}为等差数列,且公差为1,n∈N*.

  (1)求数列{an},{bn}的通项公式;

  (3)设cn=5nan|PnPn+1|(n≥2),求c2+c3+c4+…+cn的值.

  解析:(1)由y=mn,m=(2x-2b,1),n=(1,1+2b),

  得y=2x+1,即L:y=2x+1.

  ∵P1为L的轨迹与y轴的交点,

  ∴P1(0,1),则a1=0,b1=1.

  ∵数列{an}为等差数列,且公差为1,

  ∴an=n-1(n∈N*) .

  代入y=2x+1,得bn=2n-1(n∈N*).

  (2)∵Pn(n-1,2n-1),∴Pn+1(n,2n+1).

  =5n2-n-1=5n-1102-2120.

  ∵n∈N*,

  (3)当n≥2时,Pn(n-1,2n-1),

  ∴c2+c3+…+cn

  =1-12+12-13+…+1n-1-1n=1-1n.

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