2020届高考数学(文)总复习:第五章 第五节 数列的综合应用(含解析答案)
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课时规范练 A 组 基础对点练
1.(2019·嘉兴调研)已知a n =
3
2n -101
(n ∈N *),数列{a n }的前n 项和为S n ,则使
S n >0的n 的最小值为( ) A .99 B .100 C .101
D .102
解析:由通项公式得a 1+a 100=a 2+a 99=a 3+a 98=…=a 50+a 51=0,a 101=3
101
>0,故选C. 答案:C
2.已知等差数列{a n }的各项均为正数,a 1=1,且a 3,a 4+5
2
,a 11成等比数列.若
p -q =10,则a p -a q =( ) A .14 B .15 C .16
D .17
解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意分析知d >0,因为a 3,a 4+5
2,a 11
成等比数列,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4+522=a 3a 11,即⎝ ⎛⎭⎪⎫
72+3d 2=(1+2d )·(1+10d ),即44d 2
- 36d -45=0,所以d =32⎝ ⎛⎭⎪⎫
d =-1522舍去,所以a n =3n -12.所以a p -a q =32(p
-q )=15. 答案:B
3.已知数列{a n }满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n ∈N *
,且a 5=π
2
,若函数f (x )=sin
2x +2cos 2x
2,记y n =f (a n ),则数列{y n }的前9项和为( )
A .0
B .-9
C .9
D .1
解析:由已知可得,数列{a n }为等差数列,f (x )=sin 2x +cos x +1,∴f ⎝ ⎛⎭⎪
⎫
π2=1.
∵f (π-x )=sin(2π-2x )+cos(π-x )+1=-sin 2x -cos x +1,∴f (π-x )+f (x )=2.
∵a 1+a 9=a 2+a 8=…=2a 5=π,∴f (a 1)+…+f (a 9)=2×4+1=9,即数列{y n }的前9项和为9. 答案:C
4.等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A .n (n +1) B .n (n -1) C.
n n +
2
D.
n n -
2
解析:因为a 2,a 4,a 8成等比数列,所以a 24=a 2·a 8,所以(a 1+6)2=(a 1+2)·(a 1+14),解得a 1=2.所以S n =na 1+n n -
2
×2=n (n +1).故选A.
答案:A
5.已知{a n }是等差数列,a 1=1,公差d ≠0,S n 为其前n 项和,若a 1,a 2,a 5成等比数列,则S 8=________.
解析:因为{a n }为等差数列,且a 1,a 2,a 5成等比数列,所以a 1(a 1+4d )=(a 1+d )2,解得d =2a 1=2,所以S 8=64. 答案:64
6.对于数列{a n },定义数列{a n +1-a n }为数列{a n }的“差数列”,若a 1=2,{a n }的“差数列”的通项公式为2n
,则数列{a n }的前n 项和S n =__________. 解析:∵a n +1-a n =2n ,∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n
-1
+2
n -2
+…+22
+2+2=2-2n 1-2+2=2n -2+2=2n
.∴S n =2-2n +11-2
=2n +1-2.
答案:2n +1-2
7.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n
=________.
解析:由3S1,2S2,S3成等差数列,得4S2=3S1+S3,即3S2-3S1=S3-S2,则3a2=a3,得公比q=3,所以a n=a1q n-1=3n-1.
答案:3n-1
8.已知数列{a n}的首项为1,S n为数列{a n}的前n项和,S n+1=qS n+1,其中q>0,n∈N*.
(1)若a2,a3,a2+a3成等差数列,求数列{a n}的通项公式;
(2)设双曲线x2-y2
a2
n
=1的离心率为e n,且e2=2,求e21+e22+…+e2n.
解析:(1)由已知,S n+1=qS n+1,S n+2=qS n+1+1,两式相减得到a n+2=qa n+1,n≥1.
又由S2=qS1+1得到a2=qa1,故
a
n+1
=qa n对所有n≥1都成立.
所以数列{a n}是首项为1,公比为q的等比数列.
从而a n=q n-1.
由a2,a3,a2+a3成等差数列,可得2a3=a2+a2+a3,
所以a3=2a2,故q=2,
所以a n=2n-1(n∈N*).
(2)由(1)可知,a n=q n-1.
所以双曲线x2-y2
a2
n
=1的离心率e n=1+a2n=1+q n-.
由e2=1+q2=2解得q= 3.
所以e21+e22+…+e2n=(1+1)+(1+q2)+…+[1+q2(n-1)] =n+[1+q2+…+q2(n-1)]
=n+q2n-1 q2-1
=n+1
2
(3n-1).
9.(2019·西安质检)已知等差数列{a n}的各项均为正数,a1=1,前n项和为S n,