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2013届人教A版理科数学课时试题及解析(31)数列的综合应用

2013届人教A版理科数学课时试题及解析(31)数列的综合应用
2013届人教A版理科数学课时试题及解析(31)数列的综合应用

课时作业(三十一)[第31讲数列的综合应用]

[时间:45分钟分值:100分]

基础热身

1.“lg x,lg y,lg z成等差数列”是“y2=xz”成立的( )

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

2.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,S9=-18,S13=-52,等比数列{b n}中,b5=a5,b7=a7,那么b15的值为( )

A.64 B.-64 C.128 D.-128

3.设正项等比数列{a n},{lg a n}成等差数列,公差d=lg3,且{lg a n}的前三项和为6lg3,则数列{a n}的通项公式为( )

A.n lg3 B.3n C.3n D.3n-1

4.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S1,2S2,3S3成等差数列,则{a n}的公比为( )实用文档

实用文档

A .2

B .3 C.12 D.1

3

能力提升

5. 成等比数列的三个数a +8,a +2,a -2分别为等差数列的第1、4、6项,

则这个等差数列前n 项和的最大值为( )

A .120

B .90

C .80

D .60

6. 已知函数f (x )满足f (x +1)=32+f (x ),x ∈R ,且f (1)=5

2

,则数列{f (n )}(n ∈N *)

的前20项的和为( )

A .305

B .315

C .325

D .335

7. 已知等差数列{a n }的首项a 1及公差d 都是整数,前n 项和为S n ,若a 1>1,

a 4>3,S 3≤9,设

b n =

1

na n

,则使b 1+b 2+…+b n <99

100

成立的最大n 值为( )

A .97

B .98

C .99

D .100

8.2011年,我国南方省市遭遇旱灾以及洪水灾害,为防洪抗旱,某地区大面积植树造林,如图K31-1,在区域{(x,y)|x≥0,y≥0}内植树,第一棵树在点A1(0,1),第二棵树在点B1(1,1),第三棵树在点C1(1,0),第四棵树在点C2(2,0),接着按图中箭头方向每隔一个单位种一棵树,那么第2011棵树所在的点的坐标是( ) A.(13,44) B.(12,44)

C.(13,43) D.(14,43)

9.植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米,开始时需将树苗集中放置在某一树坑旁边,现将树坑从1到20依次编号,为使各位同学从各自树坑前来领取树苗所走的路程总和最小,树苗可以放置的两个最佳坑位的编号为( )

A.①和?B.⑨和⑩C.⑨和?D.⑩和?

10.已知等差数列{a n},对于函数f(x)=x5+x3满足:f(a2-2)=6,f(a2 010-4)=-6,S n是其前n项和,则S2 011=________.

11.已知a n=2n-1(n∈N+),把数列{a n}的各项排成如图K31-2所示的三角数阵,记S(m,n)表示该数阵中第m行中从左到右的第n个数,则S(10,6)对应数阵中实用文档

1

3 5

7 9 11

13 15 17 19

……

图K31-2

12.如图K31-3所示,已知正方形ABCD的边长为1,以A为圆心,AD长为半径画弧,交BA的延长线于P1,然后以B为圆心,BP1长为半径画弧,交CB的延长线于P2,再以C为圆心,CP2长为半径画弧,交DC的延长线于P3,再以D为圆心,DP3长为半径画弧,交AD的延长线于P4,再以A为圆心,AP4长为半径画弧,…,如此继续下去,画出的第8道弧的半径是________,画出第n道弧时,这n道弧的弧长之实用文档

实用文档

13. 已知奇函数f (x )是定义在R 上的增函数,数列{x n }是一个公差为2的等差数

列,满足f (x 8)+f (x 9)+f (x 10)+f (x 11)=0,则x 2 011的值等于________.

14.(10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+13n 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A n 万元,开发新

项目的累计利润为B n 万元(须扣除开发所投入资金),求A n 、B n 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?

15.(13分) 已知直线l 的方程为3x -2y -1=0,数列{a n }的前n 项和为S n ,点

(a n ,S n )在直线l 上.

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(1)求数列{a n }的通项公式;

(2)b n =

n 2S n +1

a n

,数列{b n }的前n 项和为T n ,求f (n )=

b n

T n +24

(n ∈N +)的最大

值.

难点突破

16.(12分) 某市为了解决交通拥堵问题,一方面改建道路、加强管理,一方面

控制汽车总量增长,交管部门拟从2012年1月起,在一段时间内,对新车上牌采用摇

号(类似于抽签)的方法进行控制,制定如下方案:①每月进行一次摇号,从当月所有申

请用户以及以前没有摇到号的申请用户中,摇出当月上牌的用户,摇到号的用户不再参

加以后的摇号;②当月没有摇到号的申请者自动加入下一个月的摇号,不必也不能重复

申请,预计2012年1月申请车牌的用户有10a 个,以后每个月又有a 个新用户申请车

牌.计划2012年1月发放车牌a 个,以后每月发放车牌数比上月增加5%.以2012年

1月为第一个月,设前n (n ∈N *)个月申请车牌用户的总数为a n ,前n 个月发放车牌的

总数为b n ,使得a n >b n 成立的最大正整数为n 0.(参考数据:1.0516=2.18,1.0517=

实用文档

2.29,1.0518=2.41)

(1)求a n 、b n 关于n 的表达式,直接写出n 0的值,说明n 0的实际意义;

(2)当n ≤n 0,n ∈N *时,设第n 个月中签率为y n ,求证:中签率y n 随着n 的增加

而增大.

? ??

??第n 个月中签率=第n 个月发放车牌数第n 个月参加摇号的用户数

课时作业(三十一)

【基础热身】

1.A [解析] 若lg x ,lg y ,lg z 成等差数列,则2lg y =lg x +lg z ,即lg y 2=lg xz ,

则y 2=xz ,

若y 2=xz ,当x ,z 都取负数时,lg x ,lg z 无意义,故选A.

2.B [解析] 设等差数列{a n }的公差为d ,则

实用文档

?????

S 9=9a 1+9×82d =-18,

S

13=13a 1+13×12

2

d =-52,解得???

??

a 1=2,d =-1,

∴b 5=a 5=a 1+4d =-2,b 7=a 7=a 1+6d =-4,

设等比数列{b n }的公比为q ,则q

2=

b 7b 5

=2,

b 15=b 7q 8=-4×24=-64,故选B.

3.B [解析] 依题意有3lg a 1+3lg3=6lg3,即a 1=3.

设等比数列{a n }的公比为q ,则

q =a 2

a 1

,lg q =lg a 2-lg a 1=d =lg3,解得q =3,

所以a n =3×3n -1=3n ,故选B.

4.D [解析] 设公比为q ,又4S 2=S 1+3S 3,即4(a 1+a 1q )=a 1+3(a 1+a 1q +

a 1q 2),解得{a n }的公比q =1

3

.

【能力提升】

5.B [解析] 由a +8,a +2,a -2成等比数列,得

实用文档

(a +2)2=(a +8)(a -2),解得a =10,

设等差数列为{a n },公差为d ,则a 1=18,a 4=12,a 6=8,

∴2d =a 6-a 4=-4,d =-2,

则这个等差数列前n 项和为

S n =18n +

n n -1

2

×(-2)

=-n 2+19n =-? ??

??n -1922+192

4,

∴当n =10或n =9时,S n 有最大值90,故选B.

6.D [解析] 由已知f (x +1)-f (x )=32,则数列{f (n )}是等差数列,公差为3

2

,其前

20项和为20×52+20×192×3

2

=335,故选D.

7.B [解析] 由a 4>3,S 3≤9,得a 1+3d >3,且3a 1+3d ≤9,

∴3-a 1<3d ≤9-3a 1,2a 1<6,则a 1<3,即1

∵首项a 1及公差d 都是整数,

∴a 1=2,1<3d ≤3,则d =1,

∴等差数列{a n }的通项公式为a n =2+(n -1)×1=n +1,

实用文档

则b n =

1

n

n +1=1n -1n +1

b 1+b 2+…+b n =? ????1-12+? ????12-13+…+? ??

??1n -1n +1=1-1

n +1,

由1-

1

n +1<99

100

,得n <99,即n 的最大值为98,故选B.

8.A [解析] OA 1B 1C 1设为第一个正方形,种植3棵树,依次下去,第二个正方

形种植5棵树,第三个正方形种植7棵树,前43个正方形共有43×3+43×42

2

×2=1935

棵树,2011-1935=76,76-44=32,45-32=13,因此第2011棵树在(13,44)点处.

9.D [解析] 从实际问题中考虑将树苗放在最中间的坑旁边,则每个人所走的路

程和最小,一共20个坑,为偶数,在中间的有两个坑为10和11号坑,故答案选D.

10.6 033 [解析] f (x )为奇函数,所以由f (a 2-2)+f (a 2 010-4)=0得f (a 2-2)=

f (4-a 2 010),所以a 2-2=4-a 2 010,即a 2+a 2 010=6,所以S 2 011=

2 011a 1+a 2 011

2

2 011a 2+a 2 010

2

=6 033.

11.101 [解析] 观察知每一行的第一个数构成数列:1,3,7,13,21,…,相邻两项

构成递推关系:a (m +1,1)=a (m,1)+2m ,所以a (10,1)=a (9,1)+18=a (8,1)+16+18=a (7,1)+

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14+34=a (6,1)+12+48=a (5,1)+10+60=a (4,1)+8+70=13+78=91,即第10行的

第一个数为91,所以第10行第6个数为101.

12.8

n n +1π

4

[解析] 从第一道弧开始,半径依次为1,2,3,4,…,并且从

第二道弧开始,每一道弧的半径比前一道弧的半径大1,所以第8道弧的半径为8.弧长

依次为π2×1,π2×2,π2×3,…,π2×n ,所以弧长之和为π2

×(1+2+3+…+n )=

n n +1π

4

.

13.4 003 [解析] 设x 8=m ,则x 9=m +2,x 10=m +4,x 11=m +6,且x 8+

x 11=x 9+x 10,

∴f (m )+f (m +2)+f (m +4)+f (m +6)=0,

且f (m )

∴f (m )<0,f (m +6)>0.

若m 与m +6关于原点不对称,则m +2与m +4也关于原点不对称,

∵f (x )是奇函数,即f (-x )=-f (x ),

∴f (m )+f (m +2)+f (m +4)+f (m +6)≠0,矛盾,

∴m 与m +6关于原点对称,则m +2与m +4关于原点对称,

则m =-3,x 8=-3,x 2 011=x 8+(2 011-8)×2=4 003.

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14.[解答] (1)依题意,A n 是首项为100-4=96,公差为-4的等差数列的前n

项和,

所以A n =96n +

n n -1

2

×(-4)=98n -2n 2;

数列????

??100? ????1+13n 的前n 项和为100n +1003×

1-1

3n

1-

13

=100n +50? ??

??

1-13n , B n =100n +50? ??

??1-13n -90=100n -40-50

3n .

(2)由(1)得,B n -A n =?

????100n -40-503n -(98n -2n 2)=2n +2n 2-40-50

3n ,B n -

A n 是数集N *上的单调递增数列,

观察并计算知B 4-A 4=-

50

81

<0,B 5-A 5>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.

15.[解答] (1)由题意知3a n -2S n -1=0,①

则3a n +1-2S n +1-1=0,②

②-①得a n +1=3a n ,

实用文档

所以数列{a n }是公比为3的等比数列.

由3a 1-2S 1-1=0,得a 1=1,

所以a n =3n -1.

(2)由①知,2S n =3a n -1,所以b n =

n 2S n +1

a n

=3n ,

T n =

n a 1+a n

2=3n 2+3n 2

.

f (n )=b n T n +24=3n 3n 2+3n 2+24=2n n 2+n +16=2

n +16n

+1≤2

9

.

当且仅当n =16

n

,即n =4时,等号成立.

所以f (n )的最大值为f (4)=2

9

.

【难点突破】

16.[解答] (1)a n =10a +(n -1)a =(n +9)a ,b n =

a 1-1.05n

1-1.05

=20a (1.05n -1),

由a n >b n 得,n 0=17,

说明第17个月以后,该项政策可以取消,不需要摇号就可以直接上牌.

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(2)证明:当n =1时,y 1=

110

当1

b n -b n -1

a n -

b n -1=

1.05n -1

n +29-20·1.05n -1

∴y n =

1.05n -1

n +29-20·1.05n -1

(n ∈N *,n ≤17),

当2≤n ≤17,n ∈N *时,

1

y n

1

y n -1

n +29

1.05n -1

n -1+29

1.05n -2

n +29-1.05n +28

1.05n -1

-0.05n -0.40

1.05n -1

<0,

∴1y n <

1

y n -1

n ∈N *,n ≤17时,a n >b n ,∴a n -a n -1>b n -b n -1>0,

∴0

∴y n >y n -1,

所以y 1

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