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2014年高考数学题分类汇编数列文科

时间:2016-11-04   来源:好词好句   点击:

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  2014年高考数学题分类汇编数列文科

  D1 数列的概念与简单表示法

  17.、、[2014•江西卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=3n2-n2,n∈N*.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  17.解:(1)由Sn=3n2-n2,得a1=S1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1也符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=3n-2.

  (2)证明:要使得a1,an,am成等比数列,只需要a2n=a1•am,即(3n-2)2=1•(3m-2),即m=3n2-4n+2.而此时m∈N*,且m>n,

  所以对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  18.、[2014•江西卷] 已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2)x,其中a<0.

  (1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;

  (2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.

  18.解:(1)当a=-4时,由f′(x)=2(5x-2)(x-2)x=0得x=25或x=2,由f′(x)>0得x∈0,25或x∈(2,+∞).

  故函数f(x)的单调递增区间为0,25和(2,+∞).

  (2)因为f′(x)=(10x+a)(2x+a)2x,a<0,

  所以由f′(x)=0得x=-a10或x=-a2.

  当x∈0,-a10时,f(x)单调递增;当x∈-a10,-a2时,f(x)单调递减;当x∈-a2,+∞时,f(x)单调递增.

  易知f(x)=(2x+a)2x≥0,且f-a2=0.

  ①当-a2≤1,即-2≤a<0时,f(x)在[1,4]上的最小值为f(1),由f(1)=4+4a+a2=8,得a=±22-2,均不符合题意.

  ②当1<-a2≤4时,即-8≤a<-2时,f(x)在[1,4]时的最小值为f-a2=0,不符合题意.

  ③当-a2>4时,即a<-8时,f(x)在[1,4]上的最小值可能在x=1或x=4时取得,而f(1)≠8,由f(4)=2(64+16a+a2)=8得a=-10或a=-6(舍去).

  当a=-10时,f(x)在(1,4)上单调递减,f(x)在[1,4]上的最小值为f(4)=8,符合题意.

  综上有,a=-10.

  16.[2014•新课标全国卷Ⅱ] 数列{an}满足an+1=11-an,a8=2,则a1=________.

  16.12

  D2 等差数列及等差数列前n项和

  2.[2014•重庆卷] 在等差数列{an}中,a1=2,a3+a5=10,则a7=(  )

  A.5 B.8 C.10 D.14

  2.B

  5.[2014•天津卷] 设{an}是首项为a1,公差为-1的等差数列,Sn为其前n项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1=(  )

  A.2 B.-2

  C.12 D.-12

  5.D

  15.、[2014•北京卷] 已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列{bn}满足b1=4,b4=20,且{bn-an}为等比数列.

  (1)求数列{an}和{bn}的通项公式;

  (2)求数列{bn}的前n项和.

  15.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,由题意得

  d=a4-a13=12-33=3.

  所以an=a1+(n-1)d=3n(n=1,2,…).

  设等比数列{bn-an}的公比为q,由题意得

  q3=b4-a4b1-a1=20-124-3=8,解得q=2.

  所以bn-an=(b1-a1)qn-1=2n-1.

  从而bn=3n+2n-1(n=1,2,…).

  (2)由(1)知bn=3n+2n-1(n=1,2,…).

  数列{3n}的前n项和为32n(n+1),数列{2n-1}的前n项和为1×1-2n1-2=2n-1,

  所以,数列{bn}的前n项和为32n(n+1)+2n-1.

  17.,[2014•福建卷] 在等比数列{an}中,a2=3,a5=81.

  (1)求an;

  (2)设bn=log3an,求数列{bn}的前n项和Sn.

  17.解:(1)设{an}的公比为q,依题意得

  a1q=3,a1q4=81,解得a1=1,q=3.

  因此,an=3n-1.

  (2)因为bn=log3an=n-1,

  所以数列{bn}的前n项和Sn=n(b1+bn)2=n2-n2.

  19.、、[2014•湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.

  (1)求数列{an}的通项公式.

  (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.

  19.解:(1)设数列{an}的公差为d,

  依题意知,2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),

  化简得d2-4d=0,解得d=0或d=4,

  当d=0时,an=2;

  当d=4时,an=2+(n-1)•4=4n-2,

  从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2.

  (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800,

  此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.

  当an=4n-2时,Sn=n[2+(4n-2)]2=2n2.

  令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0,

  解得n>40或n<-10(舍去),

  此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41.

  综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n;

  当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.

  16.、[2014•湖南卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=n2+n2,n∈N*.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)设bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.

  16.解:(1)当n=1时,a1=S1=1;

  当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n2-(n-1)2+(n-1)2=n.

  故数列{an}的通项公式为an=n.

  (2)由(1)知,bn=2n+(-1)nn.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(21+22+…+22n)+(-1+2-3+4-…+2n).

  记A=21+22+…+22n,B=-1+2-3+4-…+2n,

  则A=2(1-22n)1-2=22n+1-2,

  B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n]=n.

  故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=22n+1+n-2.

  13.[2014•江西卷] 在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取得最大值,则d的取值范围为________.

  13.-1,-78

  9.[2014•辽宁卷] 设等差数列{an}的公差为d,若数列{2a1an}为递减数列,则(  )

  A.d>0 B.d<0

  C.a1d>0 D.a1d<0

  9.D

  17.[2014•全国卷] 数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=2an+1-an+2.

  (1)设bn=an+1-an,证明{bn}是等差数列;

  (2)求{an}的通项公式.

  17.解:(1)由an+2=2an+1-an+2,得

  an+2-an+1=an+1-an+2,

  即bn+1=bn+2.

  又b1=a2-a1=1,

  所以{bn}是首项为1,公差为2的等差数列.

  (2)由(1)得bn=1+2(n-1),

  即an+1-an=2n-1.

  于是

  所以an+1-a1=n2,

  即an+1=n2+a1.

  又a1=1,所以{an}的通项公式an=n2-2n+2.

  5.[2014•新课标全国卷Ⅱ] 等差数列{an}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{an}的前n项和Sn=(  )

  A.n(n+1) B.n(n-1)

  C.n(n+1)2 D.n(n-1)2

  5.A

  17.、[2014•全国新课标卷Ⅰ] 已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根.

  (1)求{an}的通项公式;

  (2)求数列an2n的前n项和.

  17.解:(1)方程x2-5x+6=0的两根为2,3.

  由题意得a2=2,a4=3.

  设数列{an}的公差为d,则a4-a2=2d,

  故d=12,从而得a1=32.

  所以{an}的通项公式为an=12n+1.

  (2)设an2n的前n项和为Sn,由(1)知an2n=n+22n+1,

  则Sn=322+423+…+n+12n+n+22n+1,

  12Sn=323+424+…+n+12n+1+n+22n+2,

  两式相减得

  12Sn=34+123+…+12n+1-n+22n+2=34+141-12n-1-n+22n+2,所以Sn=2-n+42n+1.

  19.,,[2014•山东卷] 在等差数列{an}中,已知公差d=2,a2是a1与a4的等比中项.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)设bn=an(n+1)2,记Tm=-b1+b2-b3+b4-…+(-1)nbn,求Tn.

  19.解:(1)由题意知,(a1+d)2=a1(a1+3d),

  即(a1+2)2=a1(a1+6),解得a1=2.

  故数列{an}的通项公式为an=2n.

  (2)由题意知,bn=an(n+1)2=n(n+1),

  所以Tn=-1×2+2×3-3×4+…+(-1)nn×(n+1).

  因为bn+1-bn=2(n+1),

  所以当n为偶数时,

  Tn=(-b1+b2)+(-b3+b4)+…+(-bn-1+bn)

  =4+8+12+…+2n

  =n2(4+2n)2

  =n(n+2)2,

  当n为奇数时,

  Tn=Tn-1+(-bn)

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

  =-(n+1)22.

  所以Tn=-(n+1)22,n为奇数,n(n+2)2,n为偶数.

  16.、、[2014•陕西卷] △ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.

  (1)若a,b,c成等差数列,证明:sin A+sin C=2sin(A+C);

  (2)若a,b,c成等比数列,且c=2a,求cos B的值.

  16.解: (1)∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b.由正弦定理得sin A+sin C=2sin B.

  ∵sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C),

  ∴sin A+sin C=2sin(A+C).

  (2)由题设有b2=ac,c=2a,

  ∴b=2a.

  由余弦定理得cos B=a2+c2-b22ac=a2+4a2-2a24a2=34.

  19.、、[2014•四川卷] 设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2x的图像上(n∈N*).

  (1)证明:数列{bn}为等比数列;

  (2)若a1=1,函数f(x)的图像在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-1ln 2,求数列{anb2n}的前n项和Sn.

  19.解:(1)证明:由已知得,bn=2an>0,

  当n≥1时,bn+1bn=2an+1-an=2d.

  故数列{bn}是首项为2a1,公比为2d的等比数列.

  (2)函数f(x)=2x在点(a2,b2)处的切线方程为y-2a2=(2a2ln 2)(x-a2),

  其在x轴上的截距为a2-1ln 2.

  由题意知,a2-1ln 2=2-1ln 2,

  解得a2=2,

  所以d=a2-a1=1,an=n,bn=2n,anb2n=n•4n.

  于是,Sn=1×4+2×42+3×43+…+(n-1)×4n-1+n×4n,

  4Sn=1×42+2×43+…+(n-1)×4n+n×4n+1,

  因此,Sn-4Sn=4+42+…+4n-n•4n+1=4n+1-43-n•4n+1=(1-3n)4n+1-43,

  所以,Sn=(3n-1)4n+1+49.

  19.[2014•浙江卷] 已知等差数列{an}的公差d>0.设{an}的前n项和为Sn,a1=1,S2•S3=36.

  (1)求d及Sn;

  (2)求m,k(m,k∈N*)的值,使得am+am+1+am+2+…+am+k=65.

  19.解:(1)由题意知(2a1+d)(3a1+3d)=36,

  将a1=1代入上式解得d=2或d=-5.

  因为d>0,所以d=2.

  从而an=2n-1,Sn=n2(n∈N*).

  (2)由(1)得am+am+1+am+2+…+am+k=(2m+k-1)(k+1),

  所以(2m+k-1)(k+1)=65.

  由m,k∈N*知2m+k-1≥k+1>1,

  故2m+k-1=13,k+1=5,所以m=5,k=4.

  16.、[2014•重庆卷] 已知{an}是首项为1,公差为2的等差数列,Sn表示{an}的前n项和.

  (1)求an及Sn;

  (2)设{bn}是首项为2的等比数列,公比q满足q2-(a4+1)q+S4=0,求{bn}的通项公式及其前n项和Tn.

  16.解:(1)因为{an}是首项a1=1,公差d=2的等差数列,所以

  an=a1+(n-1)d=2n-1.

  故Sn=1+3+…+(2n-1)=n(a1+an)2=n(1+2n-1)2=n2.

  (2)由(1)得a4=7,S4=16.因为q2-(a4+1)q+S4=0,即q2-8q+16=0,

  所以(q-4)2=0,从而q=4.

  又因为b1=2,{bn}是公比q=4的等比数列,

  所以bn=b1qn-1=2×4n-1=22n-1.

  从而{bn}的前n项和Tn=b1(1-qn)1-q=23(4n-1).

  D3 等比数列及等比数列前n项和

  12.[2014•安徽卷] 如图13,在等腰直角三角形ABC中,斜边BC=22,过点A作BC的垂线,垂足为A1;过点A1作AC的垂线,垂足为A2;过点A2作A1C的垂线,垂足为A3;….依此类推,设BA=a1,AA1=a2,A1A2=a3,…,A5A6=a7,则a7=________.

  图13

  12.14

  17.,[2014•福建卷] 在等比数列{an}中,a2=3,a5=81.

  (1)求an;

  (2)设bn=log3an,求数列{bn}的前n项和Sn.

  17.解:(1)设{an}的公比为q,依题意得

  a1q=3,a1q4=81,解得a1=1,q=3.

  因此,an=3n-1.

  (2)因为bn=log3an=n-1,

  所以数列{bn}的前n项和Sn=n(b1+bn)2=n2-n2.

  13.、[2014•广东卷] 等比数列{an}的各项均为正数,且a1a5=4,则log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5=________.

  13.5

  19.、、[2014•湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.

  (1)求数列{an}的通项公式.

  (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.

  19.解:(1)设数列{an}的公差为d,

  依题意知,2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),

  化简得d2-4d=0,解得d=0或d=4,

  当d=0时,an=2;

  当d=4时,an=2+(n-1)•4=4n-2,

  从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2.

  (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800,

  此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.

  当an=4n-2时,Sn=n[2+(4n-2)]2=2n2.

  令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0,

  解得n>40或n<-10(舍去),

  此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41.

  综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n;

  当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.

  7.[2014•江苏卷] 在各项均为正数的等比数列{an}中,若a2=1,a8=a6+2a4,则a6的值是________.

  7.4

  17.、、[2014•江西卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=3n2-n2,n∈N*.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  17.解:(1)由Sn=3n2-n2,得a1=S1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1也符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=3n-2.

  (2)证明:要使得a1,an,am成等比数列,只需要a2n=a1•am,即(3n-2)2=1•(3m-2),即m=3n2-4n+2.而此时m∈N*,且m>n,

  所以对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  18.、[2014•江西卷] 已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2)x,其中a<0.

  (1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;

  (2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.

  18.解:(1)当a=-4时,由f′(x)=2(5x-2)(x-2)x=0得x=25或x=2,由f′(x)>0得x∈0,25或x∈(2,+∞).

  故函数f(x)的单调递增区间为0,25和(2,+∞).

  (2)因为f′(x)=(10x+a)(2x+a)2x,a<0,

  所以由f′(x)=0得x=-a10或x=-a2.

  当x∈0,-a10时,f(x)单调递增;当x∈-a10,-a2时,f(x)单调递减;当x∈-a2,+∞时,f(x)单调递增.

  易知f(x)=(2x+a)2x≥0,且f-a2=0.

  ①当-a2≤1,即-2≤a<0时,f(x)在[1,4]上的最小值为f(1),由f(1)=4+4a+a2=8,得a=±22-2,均不符合题意.

  ②当1<-a2≤4时,即-8≤a<-2时,f(x)在[1,4]时的最小值为f-a2=0,不符合题意.

  ③当-a2>4时,即a<-8时,f(x)在[1,4]上的最小值可能在x=1或x=4时取得,而f(1)≠8,由f(4)=2(64+16a+a2)=8得a=-10或a=-6(舍去).

  当a=-10时,f(x)在(1,4)上单调递减,f(x)在[1,4]上的最小值为f(4)=8,符合题意.

  综上有,a=-10.

  8.[2014•全国卷] 设等比数列{an}的前n项和为Sn.若S2=3,S4=15,则S6=(  )

  A.31 B.32

  C.63 D.64

  8.C [解析] 设等比数列{an}的首项为a,公比为q,易知q≠1,根据题意可得a(1-q2)1-q=3,a(1-q4)1-q=15,解得q2=4,a1-q=-1,所以S6=a(1-q6)1-q=(-1)(1-43)=63.

  5.[2014•新课标全国卷Ⅱ] 等差数列{an}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{an}的前n项和Sn=(  )

  A.n(n+1) B.n(n-1)

  C.n(n+1)2 D.n(n-1)2

  5.A [解析] 由题意,得a2,a2+4,a2+12成等比数列,即(a2+4)2=a2(a2+12),解得a2=4,即a1=2,所以Sn=2n+n(n-1)2×2=n(n+1).

  19.,,[2014•山东卷] 在等差数列{an}中,已知公差d=2,a2是a1与a4的等比中项.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)设bn=an(n+1)2,记Tm=-b1+b2-b3+b4-…+(-1)nbn,求Tn.

  19.解:(1)由题意知,(a1+d)2=a1(a1+3d),

  即(a1+2)2=a1(a1+6),解得a1=2.

  故数列{an}的通项公式为an=2n.

  (2)由题意知,bn=an(n+1)2=n(n+1),

  所以Tn=-1×2+2×3-3×4+…+(-1)nn×(n+1).

  因为bn+1-bn=2(n+1),

  所以当n为偶数时,

  Tn=(-b1+b2)+(-b3+b4)+…+(-bn-1+bn)

  =4+8+12+…+2n

  =n2(4+2n)2

  =n(n+2)2,

  当n为奇数时,

  Tn=Tn-1+(-bn)

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

  =-(n+1)22.

  所以Tn=-(n+1)22,n为奇数,n(n+2)2,n为偶数.

  16.、、[2014•陕西卷] △ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.

  (1)若a,b,c成等差数列,证明:sin A+sin C=2sin(A+C);

  (2)若a,b,c成等比数列,且c=2a,求cos B的值.

  16.解: (1)∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b.由正弦定理得sin A+sin C=2sin B.

  ∵sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C),

  ∴sin A+sin C=2sin(A+C).

  (2)由题设有b2=ac,c=2a,

  ∴b=2a.

  由余弦定理得cos B=a2+c2-b22ac=a2+4a2-2a24a2=34.

  20.、、[2014•天津卷] 已知q和n均为给定的大于1的自然数,设集合M={0,1,2,…,q-1},集合A={x|x=x1+x2q+…+xnqn-1,xi∈M,i=1,2,…,n}.

  (1)当q=2,n=3时,用列举法表示集合A.

  (2)设s,t∈A,s=a1+a2q+…+anqn-1,t=b1+b2q+…+bnqn-1,其中ai,bi∈M,i=1,2,…,n.证明:若an<bn,则s<t.

  20.解:(1)当q=2,n=3时,M={0,1},A={x|x=x1+x2•2+x3•22,xi∈M,i=1,2,3},可得A={0,1,2,3,4,5,6,7}.

  (2)证明:由s,t∈A,s=a1+a2q+…+anqn-1,t=b1+b2q+…+bnqn-1,ai,bi∈M,i=1,2,…,n及an<bn,可得

  s-t=(a1-b1)+(a2-b2)q+…+(an-1-bn-1)qn-2+(an-bn)qn-1

  ≤(q-1)+(q-1)q+…+(q-1)q n-2-qn-1

  =(q-1)(1-qn-1)1-q-qn-1

  =-1<0,

  所以s<t.

  16.、[2014•重庆卷] 已知{an}是首项为1,公差为2的等差数列,Sn表示{an}的前n项和.

  (1)求an及Sn;

  (2)设{bn}是首项为2的等比数列,公比q满足q2-(a4+1)q+S4=0,求{bn}的通项公式及其前n项和Tn.

  16.解:(1)因为{an}是首项a1=1,公差d=2的等差数列,所以

  an=a1+(n-1)d=2n-1.

  故Sn=1+3+…+(2n-1)=n(a1+an)2=n(1+2n-1)2=n2.

  (2)由(1)得a4=7,S4=16.因为q2-(a4+1)q+S4=0,即q2-8q+16=0,

  所以(q-4)2=0,从而q=4.

  又因为b1=2,{bn}是公比q=4的等比数列,

  所以bn=b1qn-1=2×4n-1=22n-1.

  从而{bn}的前n项和Tn=b1(1-qn)1-q=23(4n-1).

  D4 数列求和

  15.、[2014•北京卷] 已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列{bn}满足b1=4,b4=20,且{bn-an}为等比数列.

  (1)求数列{an}和{bn}的通项公式;

  (2)求数列{bn}的前n项和.

  15.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,由题意得

  d=a4-a13=12-33=3.

  所以an=a1+(n-1)d=3n(n=1,2,…).

  设等比数列{bn-an}的公比为q,由题意得

  q3=b4-a4b1-a1=20-124-3=8,解得q=2.

  所以bn-an=(b1-a1)qn-1=2n-1.

  从而bn=3n+2n-1(n=1,2,…).

  (2)由(1)知bn=3n+2n-1(n=1,2,…).

  数列{3n}的前n项和为32n(n+1),数列{2n-1}的前n项和为1×1-2n1-2=2n-1,

  所以,数列{bn}的前n项和为32n(n+1)+2n-1.

  16.、[2014•湖南卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=n2+n2,n∈N*.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)设bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.

  16.解:(1)当n=1时,a1=S1=1;

  当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n2-(n-1)2+(n-1)2=n.

  故数列{an}的通项公式为an=n.

  (2)由(1)知,bn=2n+(-1)nn.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(21+22+…+22n)+(-1+2-3+4-…+2n).

  记A=21+22+…+22n,B=-1+2-3+4-…+2n,

  则A=2(1-22n)1-2=22n+1-2,

  B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n]=n.

  故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=22n+1+n-2.

  17.、[2014•全国新课标卷Ⅰ] 已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根.

  (1)求{an}的通项公式;

  (2)求数列an2n的前n项和.

  17.解:(1)方程x2-5x+6=0的两根为2,3.

  由题意得a2=2,a4=3.

  设数列{an}的公差为d,则a4-a2=2d,

  故d=12,从而得a1=32.

  所以{an}的通项公式为an=12n+1.

  (2)设an2n的前n项和为Sn,由(1)知an2n=n+22n+1,

  则Sn=322+423+…+n+12n+n+22n+1,

  12Sn=323+424+…+n+12n+1+n+22n+2,

  两式相减得

  12Sn=34+123+…+12n+1-n+22n+2=34+141-12n-1-n+22n+2,所以Sn=2-n+42n+1.

  19.,,[2014•山东卷] 在等差数列{an}中,已知公差d=2,a2是a1与a4的等比中项.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)设bn=an(n+1)2,记Tm=-b1+b2-b3+b4-…+(-1)nbn,求Tn.

  19.解:(1)由题意知,(a1+d)2=a1(a1+3d),

  即(a1+2)2=a1(a1+6),解得a1=2.

  故数列{an}的通项公式为an=2n.

  (2)由题意知,bn=an(n+1)2=n(n+1),

  所以Tn=-1×2+2×3-3×4+…+(-1)nn×(n+1).

  因为bn+1-bn=2(n+1),

  所以当n为偶数时,

  Tn=(-b1+b2)+(-b3+b4)+…+(-bn-1+bn)

  =4+8+12+…+2n

  =n2(4+2n)2

  =n(n+2)2,

  当n为奇数时,

  Tn=Tn-1+(-bn)

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

  =-(n+1)22.

  所以Tn=-(n+1)22,n为奇数,n(n+2)2,n为偶数.

  D5 单元综合

  18.[2014•安徽卷] 数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N*.

  (1)证明:数列ann是等差数列;

  (2)设bn=3n•an,求数列{bn}的前n项和Sn.

  18.解: (1)证明:由已知可得an+1n+1=ann+1,即an+1n+1-ann=1,所以ann是以a11=1为首项,1为公差的等差数列.

  (2)由(1)得ann=1+(n-1)•1=n,所以an=n2,

  从而可得bn=n•3n.

  Sn=1×31+2×32+…+(n-1)×3n-1+n×3n,①

  3Sn=1×32+2×33+…+(n-1)3n+n×3n+1.②

  ①-②得-2Sn=31+32+…+3n-n•3n+1=3•(1-3n)1-3-n•3n+1=(1-2n)•3n+1-32,

  所以Sn=(2n-1)•3n+1+34.

  19.[2014•广东卷] 设各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,且Sn满足S2n-(n2+n-3)Sn-3(n2+n)=0,n∈N*.

  (1)求a1的值;

  (2)求数列{an}的通项公式;

  (3)证明:对一切正整数n,有1a1(a1+1)+1a2(a2+1)+…+1an(an+1)<13.

  19.、、[2014•湖北卷] 已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.

  (1)求数列{an}的通项公式.

  (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.

  19.解:(1)设数列{an}的公差为d,

  依题意知,2,2+d,2+4d成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),

  化简得d2-4d=0,解得d=0或d=4,

  当d=0时,an=2;

  当d=4时,an=2+(n-1)•4=4n-2,

  从而得数列{an}的通项公式为an=2或an=4n-2.

  (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800,

  此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立.

  当an=4n-2时,Sn=n[2+(4n-2)]2=2n2.

  令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0,

  解得n>40或n<-10(舍去),

  此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41.

  综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n;

  当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.

  20.[2014•江苏卷] 设数列{an}的前n项和为Sn.若对任意的正整数n,总存在正整数m,使得Sn=am,则称{an}是“H数列”.

  (1)若数列{an}的前n项和Sn=2n(n∈),证明:{an}是“H数列”.

  (2)设{an}是等差数列,其首项a1=1,公差d<0.若{an}是“H数列”,求d的值.

  (3)证明:对任意的等差数列{an},总存在两个“H数列”{bn}和{cn},使得an=bn+cn(n∈)成立.

  20.解: (1)证明:由已知,当n≥1时,an+1=Sn+1-Sn=2n+1-2n=2n.于是对任意的正整数n,总存在正整数m=n+1,使得Sn=2n=am,

  所以{an}是“H数列”.

  (2)由已知得,S2=2a1+d=2+d.因为{an}是“H数列”,所以存在正整数m,使得S2=am,即2+d=1+(m-1)d,于是(m-2)d=1.因为d<0,所以m-2<0,故m=1,从而d=-1.

  当d=-1时,an=2-n,Sn=n(3-n)2是小于2的整数,n∈N*.于是对任意的正整数n,总存在正整数m=2-Sn=2-n(3-n)2,使得Sn=2-m=am,所以{an}是“H数列”,因此d的值为-1.

  (3)证明:设等差数列{an}的公差为d,则an =a1+(n-1)d=na1+(n-1)(d-a1)(n∈N*).

  令bn=na1,cn=(n-1)(d-a1),则an=bn+cn(n∈N*).

  下证{bn}是“H数列”.

  设{bn}的前n项和为Tn,则Tn=n(n+1)2a1(n∈N*).于是对任意的正整数n,总存在正整数m=n(n+1)2,使得Tn=bm,所以{bn}是“H数列”.

  同理可证{cn}也是“H数列”.

  所以对任意的等差数列{an},总存在两个“H数列”{bn}和{cn},使得an=bn+cn(n∈N*)成立.

  17.、、[2014•江西卷] 已知数列{an}的前n项和Sn=3n2-n2,n∈N*.

  (1)求数列{an}的通项公式;

  (2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  17.解:(1)由Sn=3n2-n2,得a1=S1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-2,a1也符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=3n-2.

  (2)证明:要使得a1,an,am成等比数列,只需要a2n=a1•am,即(3n-2)2=1•(3m-2),即m=3n2-4n+2.而此时m∈N*,且m>n,

  所以对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.

  18.、[2014•江西卷] 已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2)x,其中a<0.

  (1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;

  (2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.

  18.解:(1)当a=-4时,由f′(x)=2(5x-2)(x-2)x=0得x=25或x=2,由f′(x)>0得x∈0,25或x∈(2,+∞).

  故函数f(x)的单调递增区间为0,25和(2,+∞).

  (2)因为f′(x)=(10x+a)(2x+a)2x,a<0,

  所以由f′(x)=0得x=-a10或x=-a2.

  当x∈0,-a10时,f(x)单调递增;当x∈-a10,-a2时,f(x)单调递减;当x∈-a2,+∞时,f(x)单调递增.

  易知f(x)=(2x+a)2x≥0,且f-a2=0.

  ①当-a2≤1,即-2≤a<0时,f(x)在[1,4]上的最小值为f(1),由f(1)=4+4a+a2=8,得a=±22-2,均不符合题意.

  ②当1<-a2≤4时,即-8≤a<-2时,f(x)在[1,4]时的最小值为f-a2=0,不符合题意.

  ③当-a2>4时,即a<-8时,f(x)在[1,4]上的最小值可能在x=1或x=4时取得,而f(1)≠8,由f(4)=2(64+16a+a2)=8得a=-10或a=-6(舍去).

  当a=-10时,f(x)在(1,4)上单调递减,f(x)在[1,4]上的最小值为f(4)=8,符合题意.

  综上有,a=-10.

  19.、、[2014•四川卷] 设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2x的图像上(n∈N*).

  (1)证明:数列{bn}为等比数列;

  (2)若a1=1,函数f(x)的图像在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-1ln 2,求数列{anb2n}的前n项和Sn.

  19.解:(1)证明:由已知得,bn=2an>0,

  当n≥1时,bn+1bn=2an+1-an=2d.

  故数列{bn}是首项为2a1,公比为2d的等比数列.

  (2)函数f(x)=2x在点(a2,b2)处的切线方程为y-2a2=(2a2ln 2)(x-a2),

  其在x轴上的截距为a2-1ln 2.

  由题意知,a2-1ln 2=2-1ln 2,

  解得a2=2,

  所以d=a2-a1=1,an=n,bn=2n,anb2n=n•4n.

  于是,Sn=1×4+2×42+3×43+…+(n-1)×4n-1+n×4n,

  4Sn=1×42+2×43+…+(n-1)×4n+n×4n+1,

  因此,Sn-4Sn=4+42+…+4n-n•4n+1=4n+1-43-n•4n+1=(1-3n)4n+1-43,

  所以,Sn=(3n-1)4n+1+49.

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