苏教版(2019)选择性必修第一册《第4章 数列》2023年单元测试卷(1)
一、选择题
1.(5分)已知{an}是首项为1,公比为3的等比数列,则log3a2021等于( )
A.2017 B.2018 C.2019 D.2020
2.(5分)等差数列{an}中,a3=﹣5,a7=1,则a11等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
3.(5分)已知数列{an}中,a1=1,an+1=an+2n+1,则a5=( )
A.16 B.25 C.24 D.26
4.(5分)在等差数列{an}中,前n项和为Sn,已知2a9=3+a12,则S11=( )
A.33 B.35 C.45 D.66
5.(5分)已知公差为1的等差数列{an}中,a2、a4、a5成等比数列,若该数列的前n项和Sn=0,则n=( )
A.10 B.11 C.12 D.13
6.(5分)等比数列{an}中,|a1|=1,a5=﹣8a2,a5>a2,则an=( )
A.(﹣2)n﹣1 B.﹣(﹣2n﹣1) C.(﹣2)n D.﹣(﹣2)n
7.(5分)《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺,前九个节气日影长之和为85.5尺,则芒种日影长为( )
A.1.5尺 B.2.5尺 C.3.5尺 D.4.5尺
8.(5分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a5=9,S5=25,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
9.(5分)在等比数列{an}中,公比q是整数,a1+a4=18,a2+a3=12,则此数列的前8项和为( )
A.514 B.513 C.512 D.510
二、多选题
(多选)10.(5分)已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,满足a1+3a2=S6,则下列四个选项中正确的有( )
A.a7=0 B.S13=0 C.S7最小 D.S5=S8
(多选)11.(5分)等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1>0,公差d≠0,则下列命题正确的是( )
A.若S5=S9,则必有S14=0
B.若S5=S9,则必有S7是Sn中最大的项
C.若S6>S7,则必有S7>S8
D.若S6>S7,则必有S5>S6
(多选)12.(5分)已知数列{an}不是常数列,其前n项和为Sn,则下列选项正确的是( )
A.若数列{an}为等差数列,Sn>0恒成立,则{an}为递增数列
B.若数列{an}为等差数列,a1>0,S3=S10,则Sn的最大值在n=6或7时取得
C.若数列{an}为等比数列,则S2021 a2021>0恒成立
D.若数列{an}为等比数列,则也为等比数列
三、填空题
13.(5分)记Sn为正项等比数列{an}的前n项和,若a1+a2=96,a3=16,则S4的值为 .
14.(5分)设数列{an}的前n项和为Sn,若对任意的n∈N*,2Sn是an+1和an的等差中项,则an= .
15.(5分)设数列{an}中前n项的和Sn=2an+3n﹣7,则an= .
16.(5分)设正项等比数列a1,a2,…,a5的公比为q,首项a1=1,关于x的方程有两个不相等的实根x1,x2,且存在唯一的ak(k=1,2,…,5),使得.则公比q的取值范围为 .
四、解答题
17.(10分)设{an}是公差为d(d≠0)的等差数列,它的前10项和S10=110且a1,a2,a4成等比数列,求数列{an}的通项公式及其前n项和.
18.(12分)设数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+an=An2+Bn+1.且a1=1,a2=.
(1)求证:数列{an﹣n+1}是等比数列并求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=,求数列{}的前n项和Tn,若对任意n都有Tn>m,求实数m的取值范围.
19.(12分)对于由正整数构成的数列{An},若对任意m,n∈N*“且m≠n,Am+An也是{An}中的项,则称{An}为Q数列”.设数列{an}满足a1=6,8≤a2≤12..
(Ⅰ)请给出一个{an}的通项公式,使得{an}既是等差数列也是“Q数列”,并说明理由;
(Ⅱ)根据你给出的通项公式,设{an}的前n项和为Sn,求满足Sn>100的正整数n的最小值.
20.(12分)某旅游景点2010年利润为100万元,因市场竞争,若不开发新项目,预测从2011年起每年利润比上一年减少4万元.2011年初,该景点一次性投入90万元开发新项目,预测在未扣除开发所投入资金的情况下,第n年(n为正整数,2011年为第1年)的利润为100(1+)万元.
(1)设从2011年起的前n年,该景点不开发新项目的累计利润为An万元,开发新项目的累计利润为Bn万元(须扣除开发所投入资金),求An、Bn的表达式;
(2)依上述预测,该景点从第几年开始,开发新项目的累计利润超过不开发新项目的累计利润?
21.(12分)已知数列{an},Sn为其前n项的和,满足Sn=.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{}的前n项和为Tn,数列{Tn}的前n项和为Rn,求证:当n≥2,n∈N*时Rn﹣1=n(Tn﹣1);
(3)已知当n∈N*,且n≥6时有(1﹣)n<()m,其中m=1,2,…,n,求满足3n+4n+…+(n+2)n=的所有n的值.
22.(12分)已知等差数列{an}的前3项和为6,前8项和为﹣4.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=(4﹣an) 3n,求数列{bn}的前n项和Sn.
苏教版(2019)选择性必修第一册《第4章 数列》2023年单元测试卷(1)
参考答案与试题解析
一、选择题
1.解:∵{an}是首项为1,公比为3的等比数列,
∴a2021=1×32020=32020,
∴log3a2021==2020.
故选:D.
2.解:∵等差数列{an}中,a3=﹣5,a7=1,
∴,
解得a1=﹣8,d=,
∴a11=a1+10d=﹣8+10×=7.
故选:B.
3.解:数列{an}中,a1=1,an+1=an+2n+1,
可得a2﹣a1=2+1=3,
a3﹣a2=2×2+1=5,
a4﹣a3=2×3+1=7,
a5﹣a4=2×4+1=9,
累加可得a5=a1+3+5+7+9=25,
故选:B.
4.解:∵2a9=a6+a12,2a9=3+a12,
∴a6+a12=3+a12,
解得a6=3,
故S11=(a1+a11)
=
=11a6
=11×3=33.
故选:A.
5.解:∵,d=1,
∴,
解得a1=﹣5,
∴,
又n∈N*,解得n=11.
故选:B.
6.解:由a5=﹣8a2,得到=q3=﹣8,解得q=﹣2,
又a5>a2,得到16a1>﹣2a1,解得a1>0,所以|a1|=a1=1
则an=a1qn﹣1=(﹣2)n﹣1
故选:A.
7.解:设此等差数列{an}的公差为d,
则a1+a4+a7=3a1+9d=31.5,9a1+d=85.5,
解得:d=﹣1,a1=13.5.
则a12=13.5﹣11=2.5.
故选:B.
8.解:等差数列{an}的公差设为d,前n项和为Sn,a5=9,S5=25,
可得a1+4d=9,5a1+10d=25,
解得a1=1,d=2,
则an=2n﹣1,
可得==(﹣),
即有数列的前n项和为(1﹣+﹣+…+﹣)
=(1﹣)=.
故选:C.
9.解:设等比数列的首项为a1,公比为 q
∵a1+a4=18,a2+a3=12
∴
两式相除可得,2q2﹣5q+2=0
由公比 q为整数可得,q=2,a1=2
代入等比数列的和公式可得,
故选:D.
二、多选题
10.解:根据题意,设等差数列{an}的公差为d,
对于A,若a1+3a2=S6,即4a1+3d=6a1+d,变形可得:a1+6d=0,即a7=0,故A正确;
对于B,S13==13a7=0,B正确;
对于C,若a1+3a2=S6,即4a1+3d=6a1+d,变形可得:a1+6d=0,即a7=0,而不知道前6项的符号,故不能判断S7最小还是最大,因此C不正确;
对于D,S5﹣S8=(5a1+d)﹣(8a1+d)=﹣3a1﹣18d=﹣3a7=0,D正确.
故选:ABD.
11.解:根据题意,依次分析选项:
对于A,若S5=S9,必有S9﹣S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=0,则a7+a8=0,S14===0,A正确;
对于B,若S5=S9,必有S9﹣S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=0,又由a1>0,则必有S7是Sn中最大的项,B正确;
对于C,若S6>S7,则a7=S7﹣S6<0,又由a1>0,必有d<0,则a8=S8﹣S7<0,必有S7>S8,C正确;
对于D,若S6>S7,则a7=S7﹣S6<0,而a6的符号无法确定,故S5>S6不一定正确,D错误;
故选:ABC.
12.解:∵数列{an}不是常数列,其前n项和为Sn,
若数列{an}为等差数列,Sn>0恒成立,故a1>0,公差d>0,则{an}为递增数列,故A正确;
若数列{an}为等差数列,a1>0,S3=S10,即当n∈R时,Sn的图象是开口向下的抛物线,
其对称轴为n==6.5.
由于n∈N,故当n=6或7时,Sn取得最大值,故B正确;
若数列{an}为等比数列,则由题意可得公比q≠1,∵a1≠0,
∴S2021 a2021= a1 q2020= q2020 >0 恒成立,
综上可得,S2021 a2021>0恒成立,故C正确;
若数列{an}为等比数列,由于=,不一定是常数,故不一定为等比数列,故D错误,
故选:ABC.
三、填空题
13.解:根据题意,设该正项等比数列的公比为q,则q>0,
因为a1+a2=96,
所以a1(1+q)=96,
又a3=a1q2=16,
所以,整理可得:6q2﹣q﹣1=0,解得q=,或q=﹣(舍去),
所以a1=64,
所以S4==120.
故答案为:120.
14.解:∵对任意的n∈N*,2Sn是an+1和an的等差中项,
∴4Sn=an+1+an,
∴4Sn=2an+1,
∴n≥2时,4Sn﹣1=2an﹣1+1,
∴4an=2an﹣2an﹣1,
∴2an=﹣2an﹣1,
∴=﹣1,
∵4S1=2a1+1,
∴a1=
∴an=.
故答案为:.
15.解:由Sn=2an+3n﹣7 ①,
取n=1得:a1=2a1+3﹣7,即a1=4.
当n≥2时,Sn﹣1=2an﹣1+3(n﹣1)﹣7②,
①﹣②得:an=2an﹣2an﹣1+3,
即an﹣2an﹣1=﹣3.
an﹣3=2(an﹣1﹣3)(n≥2).
∵a1﹣3=1≠0,
∴数列{an﹣3}是以1为首项,以2为公比的等比数列,
∴.
.
故答案为:2n﹣1+3.
16.解:正项等比数列a1,a2,…,a5的公比为q,首项a1=1,
关于x的方程有两个不相等的实根x1,x2,
存在唯一的ak(k=1,2,…,5),使得,
∴ak≠0,
,0<ak<1,且,x1x2=1,
由|x1﹣x2|==,
得,≤16,,∴,
可得数列a1,a2, ,a5的公比0<q<1,
∴{ak}是递减数列,
∵存在唯一的ak(k=1,2, ,5),使得|x1﹣x2|<2,
k=1不适合,若k≥3,则a2>a3,
∵,∴,
此时存在至少两项使得|x1﹣x2|,不合题意,
∴k=2,即,且,
∴,且0<≤,解得<q≤,
则公比q的取值范围(].
故答案为:(,].
四、解答题
17.解:设{an}的前n项和为Sn,
∵S10=110,
∴2a1+9d=22. …①
∵a1,a2,a4成等比数列,
∴a22=a1a4. …②
由①、②,解得:a1=d=2,
∴an=2n;
∴Sn==n(n+1)
18.解:(1)证明:分别令n=1,2代入条件,
得,
由于且a1=1,a2=,
所以.
所以①,
当n≥2时,②,
①﹣②得:,
所以an﹣1=2an﹣n,
由于a1﹣1+1≠0,
所以(常数),
所以数列{an﹣n+1}为等比数列且首项为1,公比为.
所以.
(2)由bn==2n﹣1,
则:,
所以=.
由于Tn单调递增,
所以:n=1,,
所以m.
19.解:(Ⅰ)给出的通项公式为an=2n+4.
∵对任意n∈N*,an+1﹣an=2(n+1)+4﹣2n﹣4=2,
∴{an}是公差为2的等差数列.
对任意m,n∈N*,且m≠n,am+an=2m+4+2n+4=2(m+n+2)+4=am+n+2,
∴{an}是“Q数列”.
(Ⅱ)∵{an}是等差数列,∴.
则Sn对于任意n∈N*单调递增,且,,
∴n的最小值为8.
20.解:(1)依题意,知An是首项为100﹣4=96,公差为﹣4的等差数列的前n项和,
所以,An=96n+=98n﹣2n2;
数列的前n项和为:100n+=100n+50,
∴Bn=100n+50﹣90=100n﹣40﹣;
(2)由(1)得,Bn﹣An=﹣(98n﹣2n2)=2n+2n2﹣40﹣,
Bn﹣An是数集N*上的单调递增数列,
观察并计算知:B4﹣A4=﹣<0,B5﹣A5=>0,
所以从第5年开始,开发新项目的累计利润超过不开发新项目的累计利润.
21.(1)解:当n≥2时,,
又∵a1=S1=1,∴an=n.
(2)证明:<法一>:∵,∴Tn=,
∴Rn﹣1=
=
=
=
=n(Tn﹣1)(n≥2).
法二:数学归纳法
①n=2时,,,
②假设n=k(k≥2,k∈N*)时有Rk﹣1=k(Tk﹣1),
当n=k+1时,Rk=Rk﹣1+Tk
=k(Tk﹣1)+Tk
=(k+1)Tk﹣k
=
=
=(k+1)(Tk+1﹣1),
∴n=k+1是原式成立
由①②可知当n≥2,n∈N*时Rn﹣1=n(Tn﹣1).
(3)解:∵,m=1,2,…,n.
相加得,
,
∵=,
∴3n+4n+…+(n+2)n<(n+3)n,
∴n≥6时,∴3n+4n+…+(n+2)n=(n+3)n无解,
又当n=1时;3<4,n=2时,32+42=52;
n=3时,33+43+53=63n=4时,34+44+54+64为偶数,
而74为奇数,不符合n=5时,35+45+55+65+75为奇数,而85为偶数,不符合.
综上所述n=2或者n=3.
22.解:(1)设{an}的公差为d,
由已知得,
解得a1=3,d=﹣1
故an=3+(n﹣1)(﹣1)=4﹣n;
(2)由(1)的解答得,bn=n 3n﹣1,于是
Sn=1 30+2 31+3 32+…+n 3n﹣1.
将上式两边同乘以3,得:
3Sn=1 31+2 32+3 33+…+n 3n.
将上面两式相减得到:
2Sn=n 3n﹣(1+3+32+…+3n﹣1)
=n 3n﹣,
于是Sn=