4.3等比数列 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.3等比数列 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 745.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-05-03 21:35:09

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文档简介

人教A版(2019)选择性必修第二册 4.3等比数列 同步练习
一、单选题
1.在等比数列中,已知,则公比q=( )
A. B. C. D.
2.已知等比数列前项和是,前项和是,则前项和是( )
A. B. C. D.或
3.已知正项等比数列的前项和为,若,,成等差数列,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.已知等比数列中,,,则( )
A.1 B.2 C.±1 D.±2
5.若1,a,3成等差数列,1,b,4成等比数列,则的值为( )
A. B. C.1 D.
6.若首项为1的等比数列{an}的前3项和为3,则公比q为( )
A.-2 B.1
C.-2或1 D.2或-1
7.已知数列{an}的前n项和为Sn,且2an-Sn=2,记数列的前n项和为Tn,若对于任意n∈N*,不等式k>Tn恒成立,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8.已知等比数列的项和,则( )
A. B. C. D.
9.设是等比数列,且,,则( )
A.12 B.24 C.30 D.32
10.已知等差数列的公差为2,前n项和为,且,,成等比数列.令,数列的前n项和为,若对于,不等式恒成立,则实数的取值范围是(  )
A. B. C. D.
11.设等比数列的前项和为,若,则( )
A.1023 B.511 C. D.
12.记为等比数列的前n项和.若,,则( )
A. B.
C. D.
13.若数列的项和为且,,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C.数列是等比数列 D.数列是等比数列
14.已知等差数列的公差为正数,等比数列的公比为,若,则( )
A. B. C. D.
15.记为数列的前项和,若,,且,则的值为( )
A.5050 B.2600 C.2550 D.2450
二、填空题
16.已知数列的前项和为,且,.求数列的通项公式;
17.已知公比为的等比数列满足,则__________________.
18.《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,共收有246个与生产实践有关的应用题,书中有一道“两鼠穿墙题”,原文如下:“今有垣厚十八尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠亦日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢?”,其大意为:“现在有厚18尺的墙,有两只老鼠从墙的两边打洞穿墙,大老鼠第一天进一尺,以后每天加倍:小老鼠第一天也进一尺,以后每天减半,问两只老鼠第几天相逢?”,请同学们运用所学数列知识,判断这两只老鼠在第______天相逢?(天数取整数)
三、解答题
19.已知公比大于的等比数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间中的项的个数,求数列的前项和.
20.已知数列的前n项和为,,且.
(1)求数列的通项;
(2)设数列满足,记的前n项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
21.“绿水青山就是金山银山”是时任浙江省委书记习近平同志于2005年8月15日在浙江湖州安吉考察时提出的科学论断,2017年10月18日,该理论写入中共19大报告,为响应总书记号召,我国某西部地区进行沙漠治理,该地区有土地1万平方公里,其中是沙漠(其余为绿洲),从今年起,该地区进行绿化改造,每年把原有沙漠的改造为绿洲,同时原有绿洲的 被沙漠所侵蚀又变成沙漠,设从今年起第n年绿洲面积为万平方公里.
(1)求第n年绿洲面积与上一年绿洲面积的关系;
(2)判断是否是等比数列,并说明理由;
(3)至少经过几年,绿洲面积可超过?
22.已知等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
由等比数列的通项公式列出方程组求解即可.
【详解】
由,解得
故选:D
2.A
设等比数列的公比为,前项和为,推导出、、成等比数列,列方程可求得的值.
【详解】
设等比数列的公比为,前项和为,
则,

所以,,,
整理可得,解得或.
当时,,则,显然不成立,故.
故选:A.
3.B
利用等比数列前项和的性质表示出,再表示成同一变量,然后利用基本不等式求出其最小值即可.
【详解】
因为是正项等比数列,
所以,,仍然构成等比数列,
所以.
又,,成等差数列,
所以,,
所以.
又是正项等比数列,
所以,,当且仅当时取等号.
故选:B.
4.B
根据等比数列通项公式列方程计算即可.
【详解】
等比数列中,,,
则,解得,
故选:B.
5.D
利用等差中项与等比中项的性质求出,从而可得答案.
【详解】
因为1,a,3成等差数列,1,b,4成等比数,
所以,
所以的值为,
故选:D.
6.C
对等比数列的公比分两种情况讨论即得解.
【详解】
当q=1时,S3=3a1=3,符合题意;
当q≠1时,S3=1+q+q2=3,解得q=-2.
故选:C
易错点睛:求等比数列的前项和时,要注意分和两种情况讨论.本题容易漏掉,导致出错.
7.A
先求得,然后利用裂项求和法求得,进而求得的取值范围.
【详解】
依题意,
当时,,
,两式相减并化简得,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,.

所以

所以的取值范围是.
故选:A
8.D
由与的关系可求得,进而可判断出数列也为等比数列,确定该数列的首项和公比,利用等比数列的求和公式可求得所化简所求代数式.
【详解】
已知等比数列的项和.
当时,;
当时,.
由于数列为等比数列,则满足,所以,,解得,
,则,,且,
所以,数列为等比数列,且首项为,公比为,
因此,.
故选:D.
方法点睛:求数列通项公式常用的七种方法:
(1)公式法:根据等差数列或等比数列的通项公式或进行求解;
(2)前项和法:根据进行求解;
(3)与的关系式法:由与的关系式,类比出与的关系式,然后两式作差,最后检验出是否满足用上面的方法求出的通项;
(4)累加法:当数列中有,即第项与第项的差是个有规律的数列,就可以利用这种方法;
(5)累乘法:当数列中有,即第项与第项的商是个有规律的数列,就可以利用这种方法;
(6)构造法:①一次函数法:在数列中,(、均为常数,且,).
一般化方法:设,得到,,可得出数列是以的等比数列,可求出;
②取倒数法:这种方法适用于(、、为常数,),两边取倒数后,得到一个新的特殊(等差或等比)数列或类似于的式子;
⑦(、为常数且不为零,)型的数列求通项,方法是在等式的两边同时除以,得到一个型的数列,再利用⑥中的方法求解即可.
9.D
根据已知条件求得的值,再由可求得结果.
【详解】
设等比数列的公比为,则,

因此,.
故选:D.
本题主要考查等比数列基本量的计算,属于基础题.
10.A
根据,,成等比数列,所以,根据d=2,即可求得的值,即可求得,进而可得,利用裂项相消法即可求得的表达式,分析即可得答案.
【详解】
因为,,成等比数列,所以
所以,整理可得
解得,所以,
所以,
所以=,
因为对于,不等式恒成立,
所以,即,
所以.
故选:A
解题的关键是熟练掌握等差数列、等比数列的性质,并灵活应用,易错点为:在利用裂项相消法求和时,需注意是相邻项相消还是间隔项相消,考查分析理解,计算化简的能力,属中档题.
11.A
先根据已知求出,即得的值.
【详解】
设数列的公比为,由题意可得,所以,
由题得.
故.
故选:A.
本题主要考查等比数列的通项的基本量的计算,考查等比数列的求和,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
12.C
由条件结合等比数列的通项公式和性质先求出公比和首项,再由等比数列的前n项和公式求前n项和,从而得出答案.
【详解】
由数列为等比数列,设公比为
由条件,可得,解得
将代入,得,解得
所以,
所以
故选:C
13.B
首先利用数列的递推关系式求出数列的通项公式,进一步求出数列的和,最后确定、、、的结论.
【详解】
解:数列的前项和为,且①,
当时,解得,
当时,②,
①②得:,
故,
整理得(常数),
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列;
所以..
根据数列的通项公式和求和公式,整理得,,
由于,所以.
故正确,错误.
故选:.
14.B
分析得到,再解方程组即得解.
【详解】
由,得,因为,
所以,
解得.
故选:B.
15.B
讨论为奇数或偶数时,对应的数列通项,根据奇偶数项分组求和,即可求的值.
【详解】
当为奇数时,,数列是首项为1,公差为2的等差数列;
当为偶数时,,数列是首项为2,公差为0的等差数列,即常数列.
则.
故选:B.
16.;
由,变形为,利用等比数列的通项公式可得,再利用与的关系即可得出答案;
【详解】
解:因为,所以,
所以数列是以4为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以,
当时,,
当时也成立,所以.
故答案为:
17.1
根据等比数列通项公式可得,化简整理,即可得结果.
【详解】
因为为等比数列,且,
所以,即,解得,
故答案为:1
18.5
设需要天时间才能打通相逢,则有,即,解不等式即可得出.
【详解】
设需要天时间才能打通相逢,则有,即,
令,则,解得:(舍去)或,
的最小整数为5.
故答案为:5
本题考查了等比数列的求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
19.(1);(2).
(1)利用基本元的思想,将已知条件转化为的形式,求解出,由此求得数列的通项公式.
(2)方法一:通过分析数列的规律,由此求得数列的前项和.
【详解】
(1)由于数列是公比大于的等比数列,设首项为,公比为,依题意有,解得解得,或(舍),
所以,所以数列的通项公式为.
(2)[方法一]:规律探索
由于,所以
对应的区间为,则;
对应的区间分别为,则,即有2个1;
对应的区间分别为,则,即有个2;
对应的区间分别为,则,即有个3;
对应的区间分别为,则,即有个4;
对应的区间分别为,则,即有个5;
对应的区间分别为,则,即有37个6.
所以.
[方法二]【最优解】:
由题意,,即,当时,.
当时,,则

[方法三]:
由题意知,因此,当时,;时,;时,;时,;时,;时,;时,.
所以

所以数列的前100项和.
【整体点评】
(2)方法一:通过数列的前几项以及数列的规律可以得到的值,从而求出数列的前项和,这是本题的通性通法;方法二:通过解指数不等式可得数列的通项公式,从而求出数列的前项和,是本题的最优解;方法三,是方法一的简化版.
20.(1);(2).
(1)由,结合与的关系,分讨论,得到数列为等比数列,即可得出结论;
(2)由结合的结论,利用错位相减法求出,对任意恒成立,分类讨论分离参数,转化为与关于的函数的范围关系,即可求解.
【详解】
(1)当时,,

当时,由①,
得②,①②得

又是首项为,公比为的等比数列,

(2)由,得,
所以,

两式相减得

所以,
由得恒成立,
即恒成立,
时不等式恒成立;
时,,得;
时,,得;
所以.
易错点点睛:(1)已知求不要忽略情况;(2)恒成立分离参数时,要注意变量的正负零讨论,如(2)中恒成立,要对讨论,还要注意时,分离参数不等式要变号.
21.(1) (2) 是等比数列,理由见解析. (3) 至少经过6年,绿洲面积可超过60%.
(1)由题意得化简可得答案;
(2)由(1)得,整理得,从而得是等比数列.
(3)由(2)得,整理并在两边取常用对数可求得从而得出结论.
【详解】
(1)由题意得,
所以;
(2)由(1)得,∴,
所以是等比数列.
(3)由(2)有,又,所以,
∴,即;
,即,两边取常用对数得:
,所以,
∴.
∴至少经过6年,绿洲面积可超过60%.
思路点睛:解决数列应用题时,常用的解题思路是审题——建模——研究模型——返回实际.研究模型时需注意:(1) 量(多个量) ;(2) 量间的关系(规律):等差、等比规律;递推关系;其它规律——由特殊到一般——归纳总结;(3) 与通项公式有关或与前n项和有关等.
22.(1);(2).
(1)先设等差数列的公差为,由题中条件,列出方程求出首项和公差,即可得出通项公式;
(2)根据(1)的结果,得到,再由等比数列的求和公式,即可得出结果.
【详解】
(1)设等差数列的公差为,因为,,
所以,解得,所以;
(2)由(1)可得,,即数列为等比数列,
所以数列的前n项和.
答案第1页,共2页
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