第四章 数列 单元测评(含解析)-2025-2026学年高二上学期数学人教A版选择性必修第二册

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名称 第四章 数列 单元测评(含解析)-2025-2026学年高二上学期数学人教A版选择性必修第二册
格式 docx
文件大小 68.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-10-29 12:25:11

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第四章 数列 单元测评
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.等差数列{an}:-,0,,…的第15项为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
2.在等差数列{an}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.等比数列{an}中,a1=1,公比q=2,若an=128,则n=( )
A.6 B.7 C.8 D.9
4.等比数列{an}的各项均为正数,且a5a6+a4a7=6,则log3a1+log3a2+…+log3a10=( )
A.35 B.5 C.log315 D.30
5.已知圆O的半径为5,|OP|=3,过点P的2 024条弦的长度组成一个等差数列{an},圆O的最短弦长为a1,最长弦长为a2 024,则其公差为( )
A. B. C. D.
6.数列{an}满足a1=,an+1=2an,数列的前n项积为Tn,则T5=( )
A. B. C. D.
7.某超市去年的销售额为a万元,计划在今后10年内每年比上一年增加10%.从今年起10年内这家超市的总销售额为( )
A.1.19a万元 B.1.15a万元
C.10×(1.110-1)a万元 D.11×(1.110-1)a万元
8.已知数列{an}满足an=sin(+),其前n项和为Sn,则S2 025=( )
A.- B.- C. D.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.等差数列{an}是递增数列,满足a7=3a5,公差为d,前n项和为Sn,下列选项正确的是( )
A.d>0 B.a1<0
C.Sn>0时n的最小值为8 D.当n=5时Sn最小
10.已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1(n∈N*),{an}的前n项和为Sn,则( )
A.{an-}是等比数列 B.{an+}是等比数列
C.an=- D.Sn=
11.在数列{an}中,如果{an}的每一项与它的后一项的积等于同一个非零常数,则称数列{an}为“等积数列”,非零常数为数列{an}的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,公积为2,设Sn=a1+a2+…+an,Tn=a1·a2·…·an,则( )
A.an+2=an B.a2 023=1
C.S2 023=3 069 D.T2 024=21 012
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知等差数列{an}的前5项和S5=20,a5=6,则a10= .
13.记Sn为数列{an}的前n项和,若Sn=2an+1,则S6= .
14.已知数列{an}的首项为14,且an+1=an+2n+5(n∈N+),则的最小值为 .
四、解答题:本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)已知数列{an}为等差数列,首项a1=1,公差d=2,bn=.
(1)证明{bn}是等比数列;
(2)求数列{an-2bn}的前n项和Sn.
16.(15分)(1)已知数列{cn},其中cn=3n+4n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p;
(2)设{an},{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:数列{cn}不是等比数列.
17.(15分)某企业为一个高科技项目注入了启动资金1 000万元,已知每年可获利25%,但由于竞争激烈,每年年底需从利润中抽取200万元资金进行科研、技术改造与广告投入,方能保持原有的利润增长率,设经过n年后,该项目的资金为an万元.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=n(a1-1 049),cn=,求数列{cn}的前n项和Sn.
18.(17分)已知bn为正项数列{an}的前n项积,且a1b1+a2b2+…+anbn=2n-1,cn=log2an-1.
(1)证明:数列{cn}是等比数列;
(2)若dn=log2(anbn),求{cndn+1}的前n项和Tn.
19.(17分)若数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2+2n,数列{bn}满足b1=2,bn=3bn-1+2(n≥2,n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:数列{bn+1}是等比数列;
(3)设数列{cn}满足cn=,其前n项和为Tn,若对任意n∈N*,Tn+λ≥1恒成立,求实数λ的取值范围.
答案
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.等差数列{an}:-,0,,…的第15项为( C )
A.11 B.12 C.13 D.14
解析:∵a1=-,d=,
∴an=-+(n-1)×=n-2,
∴a15=15-2=13.
2.在等差数列{an}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{an}的公差为( B )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.等比数列{an}中,a1=1,公比q=2,若an=128,则n=( C )
A.6 B.7 C.8 D.9
解析:因为数列{an}为等比数列,a1=1,q=2,an=128,所以an=a1qn-1=2n-1=128,解得n=8.故选C.
4.等比数列{an}的各项均为正数,且a5a6+a4a7=6,则log3a1+log3a2+…+log3a10=( B )
A.35 B.5 C.log315 D.30
解析:由题设知a1a10=a2a9=a3a8=a4a7=a5a6,而a5a6+a4a7=6,则a5a6=a4a7=3,
则log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1·a2·…·a10)=log335=5.故选B.
5.已知圆O的半径为5,|OP|=3,过点P的2 024条弦的长度组成一个等差数列{an},圆O的最短弦长为a1,最长弦长为a2 024,则其公差为( B )
A. B. C. D.
解析:由题意知,最长弦长为直径,即a2 024=10,最短弦长和最长弦长垂直,由弦长公式得a1=2=8,所以d==.
6.数列{an}满足a1=,an+1=2an,数列的前n项积为Tn,则T5=( C )
A. B. C. D.
解析:易知an≠0,因为数列{an}满足a1=,an+1=2an,所以==,为常数,又=2,所以数列是以2为首项,为公比的等比数列,所以=2×()n-1=22-n,所以T5=····=2×1×××=,故选C.
7.某超市去年的销售额为a万元,计划在今后10年内每年比上一年增加10%.从今年起10年内这家超市的总销售额为( D )
A.1.19a万元
B.1.15a万元
C.10×(1.110-1)a万元
D.11×(1.110-1)a万元
解析:设今后10年每年的销售额为ai(i=1,2,3,…,10),
因为超市去年的销售额为a万元,计划在今后10年内每年比上一年增加10%.
所以今年的销售额为a1=1.1a,今后第i+1年与第i年的关系为ai+1=1.1ai,
所以今后10年每年的销售额ai(i=1,2,3,…,10)构成等比数列,且其公比为1.1,首项为a1=1.1a.
所以今年起10年内这家超市的总销售额为
S10==11a×1.110-11a=11a(1.110-1),
故从今年起10年内这家超市的总销售额为11a×(1.110-1)万元.
故选D.
8.已知数列{an}满足an=sin(+),其前n项和为Sn,则S2 025=( C )
A.- B.- C. D.
解析:依题意知,数列{an}是周期为4的周期数列,将其每4项为一组,先求每组之和,再求总和即可,因为a1=,a2=-,a3=-,a4=,所以S4=0,
又2 025=506×4+1,所以S2 025=a1+a2+…+a2 025=a1=.
故选C.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.等差数列{an}是递增数列,满足a7=3a5,公差为d,前n项和为Sn,下列选项正确的是( ABC )
A.d>0 B.a1<0
C.Sn>0时n的最小值为8 D.当n=5时Sn最小
解析:对于A,因为等差数列{an}是递增数列,所以d>0,故A正确;
对于B,因为a7=3a5,所以a1+6d=3(a1+4d),则a1=-3d<0,故B正确;
对于D,Sn=na1+d=n2-n,易知y=n2-n的图象的对称轴为直线n=,开口向上,所以当n=3或n=4时,Sn取得最小值,故D错误;
对于C,由Sn>0,即n2-n>0,即n2-7n>0,解得n<0(舍去)或n>7,所以Sn>0时,n的最小值为8,故C正确.
故选ABC.
10.已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1(n∈N*),{an}的前n项和为Sn,则( BC )
A.{an-}是等比数列 B.{an+}是等比数列
C.an=- D.Sn=
解析:对于A,B,因为数列{an}中,a1=1,an+1=3an+1(n∈N*),
所以an+1+=3(an+),a1+=≠0,
所以数列{an+}是以为首项,3为公比的等比数列,故A错误,B正确;
对于C,an+=×3n-1=,即有an=-,故C正确;
对于D,Sn=(++…+)-=-=,故D错误.
故选BC.
11.在数列{an}中,如果{an}的每一项与它的后一项的积等于同一个非零常数,则称数列{an}为“等积数列”,非零常数为数列{an}的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,公积为2,设Sn=a1+a2+…+an,Tn=a1·a2·…·an,则( ABD )
A.an+2=an B.a2 023=1
C.S2 023=3 069 D.T2 024=21 012
解析:对于A,由题可知,对任意的n∈N*,anan+1=2,
则对任意的n∈N*,an≠0,所以anan+1=an+1an+2,故an+2=an,A对;
对于B,因为a1a2=2,所以a2=2,由对A的分析可知,an=所以a2 023=1,B对;
对于C,S2 023=(a1+a3+…+a2 023)+(a2+a4+…+a2 022)=1×1 012+2×1 011=3 034,C错;
对于D,因为a1a2=a3a4=…=a2 023a2 024=2,所以T2 024=(a1a2)1 012=21 012,D对.
故选ABD.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知等差数列{an}的前5项和S5=20,a5=6,则a10= 11 .
解析:设{an}的公差为d,
因为等差数列{an}的前5项和S5=20,a5=6,
则S5==20,所以a1=2,
所以a5-a1=4d=4,解得d=1,
则a10=a1+9d=2+9×1=11.
故答案为11.
13.记Sn为数列{an}的前n项和,若Sn=2an+1,则S6= -63 .
解析:由Sn=2an+1,可得Sn+1=2an+1+1,
两式相减,得an+1=2an+1-2an,即an+1=2an,
当n=1时,S1=a1=2a1+1,解得a1=-1≠0,则=2,
所以数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列,
所以S6==-63.
故答案为-63.
14.已知数列{an}的首项为14,且an+1=an+2n+5(n∈N+),则的最小值为 10 .
解析:当n≥2时,由an+1=an+2n+5,得a2-a1=7,a3-a2=9,…,an-an-1=2n+3,
将以上各式左右分别相加,
得an-a1=7+9+…+(2n+3)==n2+4n-5,
所以an=n2+4n+9(n≥2),
又a1=14满足上式,所以an=n2+4n+9(n∈N+),
则=n++4≥2+4=10,
当且仅当n=,即n=3时等号成立,
即的最小值为10.
故答案为10.
四、解答题:本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)已知数列{an}为等差数列,首项a1=1,公差d=2,bn=.
(1)证明{bn}是等比数列;
解:(1)证明:因为数列{an}为等差数列,首项a1=1,公差d=2,所以an=2n-1,
当n≥2时,==9,且b1=3,
所以数列{bn}是以3为首项,9为公比的等比数列.
(2)求数列{an-2bn}的前n项和Sn.
解:(2)由(1)得bn=3×9n-1=32n-1,
所以Sn=(a1+a2+…+an)-2(b1+b2+…+bn)=-2×=n2-+.
16.(15分)(1)已知数列{cn},其中cn=3n+4n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p;
解:(1)∵{cn+1-pcn}是等比数列,
∴(cn+2-pcn+1)2=(cn+3-pcn+2)(cn+1-pcn),
将cn=3n+4n代入上式,得
[3n+2+4n+2-p(3n+1+4n+1)]2=[3n+3+4n+3-p(3n+2+4n+2)]·[3n+1+4n+1-p(3n+4n)],
即[(3-p)3n+1+(4-p)4n+1]2=[(3-p)3n+2+(4-p)4n+2]·[(3-p)3n+(4-p)4n],
整理得(3-p)(4-p)=0.
解得p=3或p=4.
(2)设{an},{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:数列{cn}不是等比数列.
解:(2)证明:设{an},{bn}的公比分别为p,q,p≠q,
为证{cn}不是等比数列,只需证:≠c1c3.
事实上,=(a1p+b1q)2=p2+q2+2a1b1pq,
c1c3=(a1+b1)(a1p2+b1q2)=p2+q2+a1b1(p2+q2).
由于p≠q,p2+q2>2pq,a1,b1不为零,故-c1c3=a1b1(2pq-p2-q2)≠0,
因此,≠c1c3,故数列{cn}不是等比数列.
17.(15分)某企业为一个高科技项目注入了启动资金1 000万元,已知每年可获利25%,但由于竞争激烈,每年年底需从利润中抽取200万元资金进行科研、技术改造与广告投入,方能保持原有的利润增长率,设经过n年后,该项目的资金为an万元.
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)由题意知,第n年后,资金为an=an-1+an-1-200=an-1-200(n≥2),
所以an-800=(an-1-800)(n≥2),
所以数列{an-800}是首项为a1-800=250,公比为的等比数列.
所以an-800=250×()n-1,即an=800+250×()n-1.
(2)若bn=n(a1-1 049),cn=,求数列{cn}的前n项和Sn.
解:(2)由(1)得a1=1 050,则bn=n,则cn==(-),
所以Sn=(1-+-+-+…+-)=--.
18.(17分)已知bn为正项数列{an}的前n项积,且a1b1+a2b2+…+anbn=2n-1,cn=log2an-1.
(1)证明:数列{cn}是等比数列;
解:(1)证明:由题意知a1b1+a2b2+…+anbn=2n-1①,
当n=1时,a1b1==1,又∵an>0,∴a1=1.
当n≥2时,a1b1+a2b2+…+an-1bn-1=2n-1-1②.
①-②得anbn=2n-1(n≥2),a1b1=1适合上式,
∴anbn=2n-1(n∈N*)③,则an+1bn+1=2n④.
得·==2,∴=2an,
两边同时取以2为底的对数,得2log2an+1=log2an+1,
则log2an+1-1=(log2an-1),∴cn+1=cn,又c1=-1,
∴数列{cn}是首项为-1,公比为的等比数列.
(2)若dn=log2(anbn),求{cndn+1}的前n项和Tn.
解:(2)由题意及(1)知cn=-,dn=log2(anbn)=log22n-1=n-1,则cndn+1=-,
∴Tn=-(++…+),
Tn=-(++…++),
两式相减得Tn=-(1++…+)+=-()+=-2+.
∴Tn=-4+.
19.(17分)若数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2+2n,数列{bn}满足b1=2,bn=3bn-1+2(n≥2,n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)因为Sn=n2+2n(n∈N*),所以当n=1时,a1=S1=3,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-(n-1)2-2(n-1)=2n+1,
且n=1时,a1=3也符合上式,
所以an=2n+1(n∈N*).
(2)求证:数列{bn+1}是等比数列;
解:(2)证明:当n≥2时,由bn=3bn-1+2,得bn+1=3bn-1+2+1,
依题意知,bn+1≠0,所以===3,
而b1+1=3,所以数列{bn+1}是首项为3,公比为3的等比数列.
(3)设数列{cn}满足cn=,其前n项和为Tn,若对任意n∈N*,Tn+λ≥1恒成立,求实数λ的取值范围.
解:(3)因为{bn+1}是首项为3,公比为3的等比数列,
所以bn+1=3·3n-1=3n,
所以cn==,
Tn=c1+c2+…+cn=++…+,①
Tn=++…++,②
①-②,得Tn=+++…+-=+-
=-()·()n,
化简得Tn=1-(n+1)()n,
因为n∈N*,Tn+λ≥1恒成立,
所以1-(n+1)()n+λ≥1,
所以λ≥(n+1)()n,
当n=1时,(n+1)()n=;当n=2时,(n+1)()n=,
又=,
令<1,又n∈N*,所以n≥1,故当n∈N*时,<1恒成立,
所以(n+1)()n在n=1时,取到最大值,
所以实数λ的取值范围为λ∈[,+∞).