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一、选择题
1.(2022·杭州质量检测)设Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4<0,a5>|a4|,则使Sn>0成立的最小正整数n为 ( ).
A.6 B.7
C.8 D.9
解析 ∵a4<0,a5>|a4|,
∴a4+a5>0,
∴S8==>0.
∴最小正整数为8.
答案 C
2.(2022·广州综合测试)在数列{an}中,已知a1=1,an+1-an=sin,记Sn为数列{an}的前n项和,则S2022= ( ).
A.1 006 B.1 007
C.1 008 D.1 009
解析 由an+1-an=sin⇒an+1=an+sin,所以a2=a1+sin π=1+0=1,a3=a2+sin =1+(-1)=0,a4=a3+sin 2π=0+0=0,a5=a4+sin=0+1=1,∴a5=a1,如此连续可得an+4=an(n∈N*),数列{an}是一个以4为周期的周期数列,而2 014=4×503+2,因此S2 014=503×(a1+a2+a3+a4)+a1+a2=503×(1+1+0+0)+1+1=1 008.
答案 C
3.(2022·吉林省试验中学模拟)an=(2x+1)dx,数列的前项和为Sn,数列{bn}的通项公式为bn=n-8,则bnSn的最小值为 ( ).
A.-3 B.-4
C.3 D.4
解析 an=(2x+1)dx=n2+n=n(n+1),所以=
-,所以Sn=,所以bnSn==n+1+-10≥-4,当且仅当n+1=,即n=2时等号成立,所以bnSn的最小值为-4.
答案 B
4.已知各项都为正的等比数列{an}满足a7=a6+2a5,存在两项am,an使得 =4a1,则+的最小值为 ( ).
A. B.
C. D.
解析 由a7=a6+2a5,得a1q6=a1q5+2a1q4,整理有q2-q-2=0,解得q=2或q=-1(与条件中等比数列的各项都为正冲突,舍去),又由 =4a1,得aman=16a,即a2m+n-2=16a,即有m+n-2=4,亦即m+n=6,那么+=(m+n)=≥=,当且仅当=,m+n=6,即n=2m=4时取得最小值.
答案 A
二、填空题
5.(2021·辽宁卷)已知等比数列{an}是递增数列,Sn是{an}的前n项和.若a1,a3是方程x2-5x+4=0的两个根,则S6=________.
解析 ∵a1,a3是方程x2-5x+4=0的两根,且q>1,
∴a1=1,a3=4,则公比q=2,
因此S6==63.
答案 63
6.(2022·江苏五市联考)各项均为正数的等比数列{an}中,a2-a1=,数列{an}的通项公式an=________.
解析 依据题意,由于各项均为正数的等比数列{an}中,
a2-a1=1,所以q>1.
∵=q,∴a1(q-1)=1,a1=,
∴a3==
=q-1++2≥2+2=4,
当且仅当q=2时取得等号,故可知数列{an}的通项公式an=2n-1.
答案 2n-1
7.(2022·咸阳一模)已知函数f(x)=x+sin x,项数为19的等差数列{an}满足an∈,且公差d≠(a1)+f(a2)+…+f(a18)+f(a19)=0,则当k=________时,f(ak)=0.
解析 由于函数f(x)=x+sin x是奇函数,所以图象关于原点对称,图象过原点.而等差数列{an}有19项,an∈,若f(a1)+f(a2)+…+f(a18)+f(a19)=0,则必有f(a10)=0,所以k=10.
答案 10
8.(2021·新课标全国卷Ⅱ)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S10=0,S15=25,则nSn的最小值为________.
解析 由已知解得a1=-3,d=,那么nSn=n2a1+d=-,由于函数f(x)=-(x>0)在x=处取得微小值也是最小值,因而检验n=6时,6S6=-48,而n=7时,7S7=-49.
答案 -49
三、解答题
9.已知数列{an}是各项均为正数的等比数列,a3=4,{an}的前3项和为7.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若a1b1+a2b2+…+anbn=(2n-3)2n+3,设数列{bn}的前n项和为Sn,求证:++…+≤2-.
(1)解 设数列{an}的公比为q,由已知得q>0,且∴
∴数列{an}的通项公式为an=2n-1.
(2)证明 当n=1时,a1b1=1,且a1=1,解得b1=1.
当n≥2时,anbn=(2n-3)2n+3-(2n-2-3)2n-1-3=(2n-1)·2n-1.
∵an=2n-1,∴当n≥2时,bn=2n-1.
∵b1=1=2×1-1满足bn=2n-1,
∴数列{bn}的通项公式为bn=2n-1(n∈N*).
∴数列{bn}是首项为1,公差为2的等差数列.
∴Sn=n2.∴当n=1时,=1=2-.
当n≥2时,=<=-.
∴++…+≤2-+-+…+-=2-.
10.(2022·四川卷)设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2x的图象上(n∈N*).
(1)若a1=-2,点(a8,4b7)在函数f(x)的图象上,求数列{an}的前n项和Sn;
(2)若a1=1,函数f(x)的图象在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-,求数列的前n项和Tn.
它在x轴上的截距为a2-.
由题意知,a2-=2-,解得a2=2.
所以,d=a2-a1==n,bn=2n,
所以Tn=+++…++,
2Tn=+++…+.
因此,2Tn-Tn=1+++…+-
=2--=.所以,Tn=.
11.数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且对任意正整数n,点(an+1,Sn)在直线2x+y-2=0上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在实数λ,使得数列为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
解 (1)由题意,可得2an+1+Sn-2=0.①
当n≥2时,2an+Sn-1-2=0.②
①-②,得2an+1-2an+an=0,所以=(n≥2).
由于a1=1,2a2+a1=2,所以a2=.
所以{an}是首项为1,公比为的等比数列.
所以数列{an}的通项公式为an=n-1.
(2)由(1)知,Sn==2-.
若为等差数列,则S1+λ+,S2+2λ+,S3+3λ+成等差数列,则2=S1++S3+,即2=1+++,解得λ=2.
又λ=2时,Sn+2n+=2n+2,
明显{2n+2}成等差数列,故存在实数λ=2,
使得数列{Sn+λn+}成等差数列.