1.已知a,b,c成等比数列,a,m,b和b,n,c分别成两个等差数列,则+等于 ( )
A.4 B.3 C.2 D.1
解析:由题意得b2=ac,2m=a+b,2n=b+c,则+====2.
答案:C
12.(文)(2009·湖北高考改编)已知数列{an}的前n项和Sn=-an-()n-1+2(n∈N*).
(1)令bn=2nan,求证数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)令cn=an,求Tn=c1+c2+…+cn的值.
解:(1)在Sn=-an-()n-1+2中,
令n=1,可得S1=-a1-1+2=a1,即a1=.
当n≥2时,Sn-1=-an-1-()n-2+2,
∴an=Sn-Sn-1=-an+an-1+()n-1,
∴2an=an-1+()n-1,即2nan=2n-1an-1+1.
∵bn=2nan,∴bn=bn-1+1,
即当n≥2时,bn-bn-1=1.
又b1=2a1=1,
∴数列{bn}是首项和公差均为1的等差数列.
于是bn=1+(n-1)·1=n=2nan,
∴an=.
(2)由(1)得cn=an=(n+1)()n,所以
Tn=2×+3×()2+4×()3+…+(n+1)·()n, ①
Tn=2×()2+3×()3+…+n·()n+(n+1)·()n+1, ②
由①-②得Tn=1+()2+()3+…+()n-(n+1)·()n+1
=1+-(n+1)()n+1
=-.
∴Tn=3-.
(理)已知数列{an}是首项为a1=,公比q=的等比数列,设bn+2=3logan(n∈N*),数列{cn}满足cn=an·bn.
(1)求证:{bn}是等差数列;
(2)求数列{cn}的前n项和Sn;
(3)若cn≤m2+m-1对一切正整数n恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)证明:由题意知,an=()n(n∈N*).
∵bn=3logan-2,b1=3loga1-2=1,
∴bn+1-bn=3logan+1-3logan=3log=3logq=3,
∴数列{bn}是首项为b1=1,公差为d=3的等差数列.
(2)由(1)知,an=()n,bn=3n-2(n∈N*),
∴cn=(3n-2)×()n,(n∈N*),
∴Sn=1×+4×()2+7×()3+…+(3n-5)×()n-1+(3n-2)×()n,
于是Sn=1×()2+4×()3+7×()4+…+(3n-5)×()n+(3n-2)×()n+1,
两式相减得
Sn=+3[()2+()3+…+()n]-(3n-2)×()n+1=-(3n+2)×()n+1,
∴Sn=-·()n(n∈N*).
(3)∵cn+1-cn=(3n+1)·()n+1-(3n-2)·()n
=9(1-n)·()n+1,(n∈N*).
∴当n=1时,c2=c1=,
当n≥2时,cn+1<cn,即c1=c2>c3>c4>…>cn,
∴cn取得的最大值是.
又cn≤m2+m-1对一切正整数n恒成立,
∴m2+m-1≥,即m2+4m-5≥0,
得m≥1或m≤-5.
11.对于数列{an},定义数列{an+1-an}为数列{an}的“差数列”,若a1=2,{an}的“差数列”的通项为2n,则数列{an}的前n项和Sn=________.
解析:∵an+1-an=2n,
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+22+2+2
=+2=2n-2+2=2n.
∴Sn==2n+1-2.
答案:2n+1-2
10.已知数列{an}的通项公式为an=log2(n∈N*),设其前n项和为Sn,则使Sn<-5成立的自然数n ( )
A.有最大值63 B.有最小值63
C.有最大值32 D.有最小值32
解析:法一:依题意有an=log2=log2(n+1)-log2(n+2),所以Sn=log22-log23+log23-log24+…+log2(n+1)-log2(n+2)=log22-log2(n+2)=1-log2(n+2),令1-log2(n+2)<-5,解得n>62,故使Sn<-5成立的自然数n有最小值63.
法二:Sn=log2+log2+…+log2
=log2(××…×)=log2,
所以由Sn<-5,得log2<-5,解得n>62,
故使Sn<-5成立的自然数n有最小值63.
答案:B
9.(2010·长郡模拟)数列{an},已知对任意正整数n,a1+a2+a3+…+an=2n-1,则a+a+a+…+a等于 ( )
A.(2n-1)2 B.(2n-1) C.(4n-1) D.4n-1
解析:∵a1+a2+a3+…+an=2n-1,
∴a1+a2+a3+…+an-1=2n-1-1,
∴an=2n-2n-1=2n-1,∴a=4n-1,
∴a+a+a+…+a==(4n-1).
答案:C
8.(2010·昌平模拟)设数列{an}满足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
解:(1)∵a1+3a2+32a3+…+3n-1an=, ①
∴当n≥2时,a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=. ②
①-②得3n-1an=,an=.
在①中,令n=1,得a1=,适合an=,
∴an=.
(2)∵bn=,∴bn=n3n.
∴Sn=3+2×32+3×33+…+n3n, ③
∴3Sn=32+2×33+3×34+…+n3n+1.④
④-③得2Sn=n3n+1-(3+32+33+…+3n),
即2Sn=n3n+1-,
∴Sn=+.
题组四 |
数列求和的综合应用 |
7.求和:Sn=+++…+.
解:当a=1时,Sn=1+2+3+…+n=;
当a≠1时,Sn=+++…+,
Sn=+++…++,
两式相减得,(1-)Sn=+++…+-=-,
即Sn=,
∴Sn=
6.在数列{an}中,an=++…+,又bn=,求数列{bn}的前n项的和.
解:由已知得:an=(1+2+3+…+n)=,
bn==8(-),
∴数列{bn}的前n项和为
Sn=8[(1-)+(-)+(-)+…+(-)]
=8(1-)=.
题组三 |
错位相减法求和 |
5.数列an=,其前n项之和为,则在平面直角坐标系中,直线(n+1)x+y+n=0在y轴上的截距为 ( )
A.-10 B.-9 C.10 D.9
解析:数列的前n项和为
++…+=1-==,
所以n=9,
于是直线(n+1)x+y+n=0即为10x+y+9=0,
所以在y轴上的截距为-9.
答案:B
4.设函数f(x)=xm+ax的导函数f′(x)=2x+1,则数列{}(n∈N*)的前n项和是 ( )
A. B. C. D.
解析:f′(x)=mxm-1+a=2x+1,∴a=1,m=2,
∴f(x)=x(x+1),
==-,用裂项法求和得Sn=.
答案:A
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