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高考数学模拟试题及答案:数列
1.(2015·四川卷)设数列{
an}(n=1,2,3,…)的前n项和Sn满足Sn=2an-a1,且a1,a2+1,a3成等差数列。(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记数列an(1)的前n
项和为Tn,求使得|Tn-1|<1 000(1)成立的n的最小值。解 (1)由已知Sn=
2an-a1,有an=Sn-Sn-1=2an-2an-1(n≥2),即an=2an-1(n≥2)。从而
a2=2a1,a3=2a2=4a1。又因为a1,
a2+1,a3成等差数列,即a
1+a3=2(a2+1)。 所以a1+4a1=2(2a1+1),解得a1=2。所以,数列{an}是首项为
2,公比为2的等比数列。故an
=2n。(2)
由(1)得an(1)=2n(1)。所以Tn
=2(1)+22(1)+…+2n(1)=2(1)=1-2n(1)。由
|Tn-1|<1 000(1),得-1(1)<1 000(1),即2n>1 000。
因为29=512<1 000<1 024=210
,所以n≥10。于是,使|Tn-
1|<1 000(1)成立的n的最小值为10。2.(2015·山东卷)设数列{a
n}的前n项和为Sn。已知2Sn=3n+3。(1)求{a
n}的通项公式;(2)若数列{b
n}满足anbn=log3an,求{bn}的前n项和Tn。解 (1)因为
2Sn=3n+3,所以2a1=3+3,故a1=3, 当n>1时,2Sn-1=3n-1+3,此时2an
=2Sn-2Sn-1=3n-3n-1=2×3n-1,即an=3n-1,又因为
n=1时,不满足上式,所以an=3n-1,n>1。(3,n=1,)(2)因为a
nbn=log3an,所以b1=3(1), 当n>1时,bn=31-nlog33n-1=(n-1)·31-n。所以T1=
b1=3(1);当n>1时,T
n=b1+b2+b3+…+bn=3(1)+(1×3-1+2×3-2+…+(n-1)×31-n),所以3Tn
=1+(1×30+2×3-1+…+(n-1)×32-n),两式相减,得2Tn=
3(2)+(30+3-1+3-2+…+32-n)-(n-1)×31-n=3(2)+1-3-1(1-31-n)-(n-1)×31-n=6(13)-2×3n(6n+3),所以Tn=12(13)-4×3n(6n+3)。经检验,n=1时也适合。综上可得T
n=12(13)-4×3n(6n+3)。3.(2015·
天津卷)已知数列{an}满足an+2=qan(q为实数,且q≠1),n∈N*,a1=1,a2=2,且a2+a3,a3+a4,a4+a5成等差数列。(1)求q的值和{an
}的通项公式;(2)设bn
=a2n-1(log2a2n),n∈N*,求数列{bn}的前n项和。解 (1)
由已知,有(a3+a4)-(a2+a3)=(a4+a5)-(a3+a4),即a4-a2=a5-a3,所以a
2(q-1)=a3(q-1)。又因为q≠1,故a3=a2=2,由a3=a1·q,得q=2。 当n=2k-1(k∈N*)时,an=a2k-1=2k-1=22(n-1);当n
=2k(k∈N*)时,an=a2k=2k=22(n)。所以,{an
}的通项公式为an=,n为偶数。(n)(2)由(1)得b
n=a2n-1(log2a2n)=2n-1(n)。设{bn}的前n项和为Sn,则Sn=1×20(1)+2×21(1)+3×22(1)+…+(n-1)×2n-2(1)+n×2n-1(1), 2(1)Sn=1×21(1)+2×22(1)+3×23(1)+…+(n-1)×2n-1(1)+n×2n(1),上述两式相减,得2(1)Sn
=1+2(1)+22(1)+…+2n-1(1)-2n(n)=2(1)-2n(n)=2-2n(2)-2n(n), 整理得,Sn=4-2n-1(n+2)。所以,数列{b
n}的前n项和为4-2n-1(n+2),n∈N*。4.(2015·
合肥质检)已知函数f(x)=x+x(1)(x>0),以点(n,f(n))为切点作函数图像的切线ln(n∈N*),直线x=n+1与函数y=f(x)图像及切线ln分别相交于An,Bn,记an=|AnBn|。(1)求切线ln的方程及数列
{an}的通项公式;(2)
设数列{nan}的前n项和为Sn,求证:Sn<1。解 (1)对f
(x)=x+x(1)(x>0)求导,得f′(x)=1-x2(1),则切线l
n的方程为y-n(1)=n2(1)(x-n),即
y=n2(1)x+n(2)。易知
Ann+1(1),Bnn2(n-1),由
an=|AnBn|知an=n2(n-1)=n2(n+1)(1)。(2)证明:∵
nan=n(n+1)(1)=n(1)-n+1(1),∴Sn=
a1+2a2+…+nan=1-2(1)+2(1)-3(1)+…+n(1)-n+1(1)=1-n+1(1)<1。5.已知等差数列{an}
的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列。(1)求数列{a
n}的通项公式;(2)令b
n=(-1)n-1anan+1(4n),求数列{bn}的前n项和Tn。解 (1)因为S1
=a1,S2=2a1+2(2×1)×2=2a1+2,S4=
4a1+2(4×3)×2=4a1+12,由题意得(2a1+2)
2=a1(4a1+12),解得
a1=1,所以an=2n-1。(2)
bn=(-1)n-1anan+1(4n)=(-1)n-1(2n-1)(2n+1)(4n)=
(-1)n-12n+1(1)。当n为偶数时,
Tn=3(1
)-5(1)+…+2n-3(1)+2n-1(1)-2n+1(1)=1-2n+1(1)=2n+1(2n)。当n为奇数时,
Tn=3(1)-5(1)+…-2n-3(1)+2n-1(1)+2n+1(1)=1+2n+1(1)=2n+1(2n+2)。所以Tn=
,n为偶数。(2n)或Tn=2n+1(2n+1+(-1)n-1)6.(2015·杭州质检)已知数列
{an}满足a1=1,an+1=1-4an(1),其中n∈N*。(1)设bn=
2an-1(2),求证:数列{bn}是等差数列,并求出{an}的通项公式;(2)
设cn=n+1(4an),数列{cncn+2}的前n项和为Tn,是否存在正整数m,使得Tn<cmcm+1(1)对于n∈N*恒成立?若存在,求出m的最小值;若不存在,请说明理由。解 (1)
∵bn+1-bn=2an+1-1(2)-2an-1(2)=-1(1)
-2an-1(2)=
2an-1(4an)-2an-1(2)=2(常数),∴数列{b
n}是等差数列。∵
a1=1,∴b1=2, 因此bn=2+(n-1)×2=2n,由bn
=2an-1(2)得an=2n(n+1)。(2)
由cn=n+1(4an),an=2n(n+1)得cn=n(2),∴cnc
n+2=n(n+2)(4)=2n+2(1),∴Tn=21-3(1)+2(1)-4(1)+3(1)-5(1)+…+n(1)-n+2(1)
=
2n+2(1)<3,依题意要使
Tn<cmcm+1(1)对于n∈N*恒成立,只需cmcm+1(1)≥3, 即4(m(m+1))≥3,解得m≥3
或m≤-4,又m为正整数,所以m的最小值为3。
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