高中数学人教A版(2019)选修二4.2等差数列同步练习(答案+解析)

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名称 高中数学人教A版(2019)选修二4.2等差数列同步练习(答案+解析)
格式 docx
文件大小 374.8KB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-10-20 12:07:46

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文档简介

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4.2等差数列
一、单选题
1.(2020高二上·洛南月考)等差数列{ }前n项和为 ,满足 ,则下列结论中正确的是(  )
A. 是 中的最大值 B. 是 中的最小值
C. =0 D. =0
2.(2020·漯河模拟)已知等差数列 的前n项和为 ,且 , ,则 取得最大值时 (  )
A.14 B.15 C.16 D.17
3.(2020高三上·温州月考)设公差为d的等差数列 的前n项和 ,若 ,则 (  )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2021·浙江模拟)已知等差数列 ,公差 ,记 ,则下列等式不可能成立的是(  )
A. B. C. D.
5.(2022高二上·广东期末)图1是一个水平摆放的小正方体木块,图2,图3是由这样的小正方体木块叠放而成的,按照这样的规律放下去,第8个叠放的图形中小正方体木块的总数是(  )
A.66 B.91 C.107 D.120
6.(2020高一下·杭州期中)等差数列 的前n项和为 ,且满足 ,则下列数中恒为常数的是(  )
A. B. C. D.
7.(2019高三上·襄阳月考)已知 为等差数列, , , 的前n项和为 ,则使得 达到最大值的是(  )
A.19 B.20 C.21 D.22
8.(2019高二上·北京月考)已知等差数列 的前n项和为 , , ,是 (  )
A.5 B. 5 C.2.5 D. 2.5
9.(2019高二上·林州月考)设等差数列 的前 项和为 , , ,若 , ,则数列 的最小项是
A.第6项 B.第7项 C.第12项 D.第13项
10.(2021高二上·柯桥期末)数列 是公差不为零的等差数列, 为其前n项和.若对任意的 ,都有 ,则 的值不可能是(  )
A. B.2 C. D.3
11.(2019高二上·榆林月考)在等差数列 中, , ,则 的前10项和为(  )
A.-80 B.-85 C.-88 D.-90
12.(2019高一下·诸暨期中)已知两个等差数列{an}与{bn}的前n项和分别为An和Bn,且 ,则使得 为整数的正整数n的个数是(  )
A.2 B.3 C.5 D.4
13.(2021高一下·芜湖期末)设是等差数列的前n项和,若,则(  )
A. B. C. D.
14.(2020·贵港模拟)已知数列 满足 ,其中 、 为常数,则“ ”是“数列 为等差数列”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
15.(2021高三上·包头开学考)若数列 中, , ,则 (  )
A.136 B.144 C.162 D.170
16.(2023高二上·商丘期末)已知数列满足,,则(  )
A. B. C.12 D.21
17.(2019高二下·兴宁期中)已知f(n)= ,则(  )
A.f(n)中共有n项,当n=2时,f(2)=
B.f(n)中共有n+1项,当n=2时,f(2)=
C.f(n)中共有n2-n项,当n=2时,f(2)=
D.f(n)中共有n2-n+1项,当n=2时,f(2)=
18.(2021·沧县模拟)已知等差数列 的前 项和为 ,则 (  )
A.21 B.11 C.-21 D.0
19.(2019高二上·上海月考)在等差数列 中,设 ,则 是 的(  )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分非必要条件
20.(2023高二上·武汉期末)已知等差数列满足,则数列的前5项和为(  )
A.15 B.16 C.20 D.30
二、解答题
21.(2019·朝阳模拟)在等差数列 中,已知 , .
(I)求数列 的通项公式;
(II)求 .
22.(2019高二上·安徽月考)已知等差数列 的前三项分别为 ,1, .
(1)求 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前 项和 .
23.(2022·内江模拟)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中.
问题:已知是等差数列,其前n项和为,, ▲ ,是否存在正整数m,n,,使得成立?若存在,求出正整数m,n满足的关系式;若不存在,请说明理由.
注:若选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
24.(2023高二上·汕尾期末)已知等差数列的前项和为,且,.
(1)求等差数列的首项和公差;
(2)求证数列是等差数列,并求出其前项和.
25.(2020高一下·公主岭期末)已知等差数列 前 项和为 , ,公差 ,且 , .
(1)求等差数列 的公差;
(2)若 ,求 的最大值.
26.(2022·武汉模拟)公差不为零的等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)记的前项和为,求使成立的最大正整数.
27.(2019高三上·通州期中)已知数列 的前6项依次成等比数列,设公比为q( ),数列从第5项开始各项依次为等差数列,其中 ,数列 的前n项和为 .
(1)求公比q及数列 的通项公式;
(2)若 ,求项数n的取值范围.
28.(2020高一上·运城期中)等差数列{ }中, .
(Ⅰ)求{ }的通项公式;
(Ⅱ) 设 ,求数列 的前10项和,其中 表示不超过 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.
29.(2023高二下·福田月考)记为等差数列的前项和,已知.
(1)求的公差;
(2)求的最大值.
30.(2020高一下·上饶期末)已知 为等差数列 的前 项和,且满足 , .
(1)求 的通项公式;
(2)求 的最大值.
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】设 由 ,知 所对应的二次函数图象对称轴为 所以
故答案为:D。
【分析】利用等差数列的前n项和公式结合已知条件求出等差数列{ }前n项和 为二次函数并求出二次函数的对称轴, 再利用二次函数求最值的方法和二次函数图象的对称性,从而求出二次函数的最值和等差数列前60项的值,从而选出正确的选项。
2.【答案】A
【解析】【解答】设等差数列 的公差为 ,则 ,
解得 ,故 ,
故当 时, ;当 时, ,
所以当 时, 取最大值.
故答案为:A.
【分析】利用已知条件算出基本量 后可得等差数列 的通项,根据通项的符号可得 何时取最大值.
3.【答案】B
【解析】【解答】因为 ,
所以 ,
所以 ,
即 ,
解得 ,
故答案为:B.
【分析】由,直接利用等差数列的前项和公式求解,即可得到答案。
4.【答案】D
【解析】【解答】因为 为等差数列,所以 ,
所以 ,
对于A:因为 为等差数列,根据等差中项的性质可得 ,A正确,不符合题意;
对于B: , ,
所以 ,B正确,不符合题意;
对于C:若 ,则 ,整理得 ,
因为 ,所以 ,
所以当 时,满足 ,此时C正确,不符合题意;
对于D:若 ,则 ,
所以 ,
所以 ,
解得 ,不满足 ,D错误,符合题意.
故答案为:D
【分析 根据等差数列的通项公式、求和公式,结合等差中项的性质,逐一分析各个选项,即可得答案.
5.【答案】D
【解析】【解答】因为图1有1个小正方体,图2有1+5=6个小正方体,图3有1+5+9=15个小正方体,
归纳可得:第n个叠放图形中共有n层,构成以1为首项,以4为公比的等差数列,
所以第n个叠放的图形中小正方体木块的总数是,
第8个叠放的图形中小正方体木块的总数是,
故答案为:D
【分析】利用已知条件结合等差数列的定义和等差数列前n项和公式得出第8个叠放的图形中小正方体木块的总数。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:在等差数列中,
∵ ,
∴(10a1+20d)-13(a1+3d)+5(a1+7d)=10,
则2a1+16d=10,所以a1+8d=5,则a9=5,
所以S17=17× (a1+a17)=17a9=85为定值,
故答案为:D.
【分析】利用已知条件 , 再利用等差数列通项公式和等差数列前n项和公式,从而求出等差数列第九项的值,再利用等差数列前n项和公式结合等差数列的性质,从而求出S17=17× (a1+a17)=17a9=85为定值,进而得出恒为常数的选项。
7.【答案】B
【解析】【解答】因为 为等数列,所以 所以 ,而 .
可得 , ,由“ ,得 ,所以 最大。
故答案为:B.
【分析】联立方程即可求出 , ,即可写出 ,要使 达到最大值,即 ,解出即可。
8.【答案】C
【解析】【解答】设等差数列 的公差为d,
因为 , ,所以 ,即 .
由 可得 ,所以 , .
所以 .
故答案为:C.
【分析】根据条件先求解首项和公差,结合求和公式及通项公式可求.
9.【答案】B
【解析】【解答】由题由题意S12>0,S13<0,
得a1+a12=a6+a7>0,a1+a13=2a7<0,
所以a6>0,a6>|a7|,
所以|a7|最小.
故答案为:B.
【分析】由等差数列的求和公式 ,结合条件可判断a6>0,a6>|a7|,进而可得解.
10.【答案】A
【解析】【解答】解:因为数列 是公差不为零的等差数列, 为其前n项和.对任意的 ,都有 ,
所以 ,即 ,解得 ,
则当 时, ,不成立;
当 时, ,成立;
当 时, ,成立;
当 时, ,成立;
所以 的值不可能是 ,
故答案为:A.
【分析】 由等差数数列前n项和公式推导出,由此能求出 的值不可能的值。
11.【答案】A
【解析】【解答】设 的公差为 ,则 , ,所以 , ,前10项和为 .
故答案为:A
【分析】由题意利用等差数列的定义、通项公式以及前n项和公式,求出的前10项和。
12.【答案】C
【解析】【解答】∵数列{an}和{bn}均为等差数列,
且其前n项和An和Bn满足 ,
则 ,
又,
验证知,当n=1,2,3,5,11时, 为整数,
故答案为:C.
【分析】由已知条件结合等差数列前n项和公式,得到 与n的关系式,再利用验证法得出当n=1,2,3,5,11时, 为整数,即可求出正整数n的个数。
13.【答案】B
【解析】【解答】因为,化简得,
所以.
故答案为:B
【分析】根据题意由等差数列的前n项和公式代入数值,结合已知条件代入数值计算出结果即可。
14.【答案】A
【解析】【解答】充分性:若 ,则 ,可得 ,此时数列 为等差数列,即充分性成立;
必要性:取 ,则 ,则 ,此时数列 为等差数列,即必要性不成立.
因此,“ ”是“数列 为等差数列”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】 根据题意,分析可得若“p=1” ,则“数列{an}为等差数列”,反之不一定成立,由充分必要条件的定义分析可得答案.
15.【答案】B
【解析】【解答】令 ,故
因此数列 为首项为2,公差为2的等差数列
因此

故答案为:B
【分析】利用赋值法结合已知条件,得出,再利用等差数列的通项公式,从而推出数列 为首项为2,公差为2的等差数列,再结合等差数列的通项公式,从而求出数列 的通项公式,再结合等差数列的前n项和公式,从而求出的值。
16.【答案】A
【解析】【解答】正项数列满足,,所以,
可得,所以是等差数列,首项为,公差为,
所以,所以,
故答案为:A.
【分析】根据题意,化简得到,得到是等差数列,结合等差数列的通项公式,即可求解.
17.【答案】D
【解析】【解答】f(n)= + + +…+ .表达式中共有n2-n+1项,当n=2时,f(2)= .
故选D.
【分析】 的分母 是首项为 ,公差 的等差数列,由题可知, 共有 项,当 时, 的分母分别为2,3,4即可得出答案.
18.【答案】D
【解析】【解答】由 ,得 ,
所以 ,则 ,
所以 .
故答案为:D.
【分析】根据等差数的有关性质求解。
19.【答案】D
【解析】【解答】若等差数列为
则当 时, 成立,但 不成立,所以非充分条件
当 时, 成立,但 不成立,所以非必要条件
综上可知, 是 的既非充分非必要条件
故答案为:D.
【分析】举出特殊数列的例子,即可排除选项。
20.【答案】A
【解析】【解答】等差数列中,,解得,而,
所以数列的前5项和.
故答案为:A
【分析】根据等差数列的性质,求得,再结合等差数列的求和公式,即可求解.
21.【答案】解:(I)因为 是等差数列, ,所以
解得 .则 , .
(II) 构成首项为 ,公差为 的等差数列.

【解析】【分析】(I)将已知条件转为关于首项和公差的方程组,解方程组求出 ,进而可求通项公式;(II)由已知可得 构成首项为 ,公差为 的等差数列,利用等差数列前n项和公式计算即可.
22.【答案】(1)解:因为 为等差数列,则 , , ,
所以 ,即 ,
解得 ,
所以
所以 ,
所以
(2)解:因为 ,
所以 ,
所以 的前 项和


.
【解析】【分析】(1)根据 ,代入已知条件,求出 的值,再计算出公差 ,得到 的通项公式;(2)写出 的通项,然后根据分组求和的方法,计算出其前 项和,得到答案.
23.【答案】解:设等差数列的公差为d,
若选择条件①:∵,∴,
即,
又∵,即,∴,得,,
当时,,
∴,即,
∵,∴,
∴存在正整数m,n,当时,使得成立.
若选择条件②:∵,∴,∴,
由,即,可得,
当时,,
∴,即,
∵,∴,
∴存在正整数m,n,当时,使得成立.
若选择条件③:∵,∴,
即,即,
又∵,即,∴,,
当时,,
∴,即,
∵,∴,
∴存在正整数m,n,当时,使得成立.
【解析】【分析】 设等差数列的公差为d, 分别选择 ①,②,③,结合等差数列的通项公式和求和公式即可求出正整数m,n满足的关系。
24.【答案】(1)解:由题意可得,解得.
(2)证明:由(1)可知,所以,故.
当时,;当时,,
因此数列是等差数列,首项为,公差为.
所以等差数列的前项和.
【解析】【分析】(1)根据等差数列的求和公式可得,即可解得;
(2) 由(1)可知,所以,故, 数列是等差数列,首项为,公差为,再利用等差数列的求和公式可求得.
25.【答案】(1)解:由题意,得
解得 ,
又 ,
所以 .
(2)解:由(1)知
所以 ,整理得 ,
所以 ,又 ,
所以 的最大值为15.
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合等差数列通项公式,进而求出公差的取值范围,再利用已知条件 , 进而求出等差数列的公差。
(2)利用等差数列前n项和公式结合一元二次不等式求解集的方法,进而求出n的取值范围,再利用 , 进而求出n的最大值。
26.【答案】(1)解:设等差数列的公差为,
由得:,解得:,
.
(2)解:由(1)得:,
若,,即,
解得:;
成立的最大正整数.
【解析】【分析】(1)设 的公差为 的公差为,利用等差数列通项公式可构造方程组求得,由此可得;
(2)由等差数列求和公式可求得,由可构造不等式组求得的范围,由此可得结果.
27.【答案】(1)解:设等比数列的公比为q,则
∵从第5项开始各项依次为等差数列,∴
∵ ,∴ ,解得 或
∵数列 为非常数列,∴
当 时,
当 时, ,∴
综上所述,
(2)解:易知数列前4项的和为20,从第5项开始为等差数列,
当 时,数列为2,-1,-4,-7,
可令数列 为2,-1,-4,-7,数列 的前m项和 ,
依题意, ,∴
综上所述: ,
【解析】【分析】(1)设等比数列的公比为q, ,代入 ,解得 ,再讨论 和 两种情况得到答案.(2)先计算数列前4项的和为20,构造数列 ,前m项和 计算不等式得到答案.
28.【答案】解:(Ⅰ)设数列 的公差为d,由题意有 .
解得 .
所以 的通项公式为 .
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 .
当n=1,2,3时, ;
当n=4,5时, ;
当n=6,7,8时, ;
当n=9,10时, .
所以数列 的前10项和为 .
【解析】【分析】(Ⅰ) 根据等差数列的通项公式及已知条件求 , ,从而求得 ;(Ⅱ)由(Ⅰ)求 ,再求数列 的前10项和.
29.【答案】(1)解:由已知得,
解得;
(2)解:由(1)得,
令,得,
的最大值为.
【解析】【分析】(1)根据等差数列的求和公式可求出公差d;
(2) 由(1)得, 利用一次函数的性质可求出 的最大值.
30.【答案】(1)解:数列 为等差数列,设公差为 ,由 , ,
可得 ,解得 .

(2)解: .
由二次函数的知识可得当 时, 最大,最大值为 .
【解析】【分析】 (1)利用等差数列通项公式和前n项和公式列方程组,求出a1=15,d=-2,由此能求出an;
(2)求出 ,从而n=8时,Sn取最大值64.
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