12.(5分)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是()
A.440 B.330 C.220 D.110
【考点】8E:数列的求和.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;4R:转化法;54:等差数列与等比数列.
【分析】方法一:由数列的性质,求得数列{bn}的通项公式及前n项和,可知当N为时(n∈N+),数列{an}的前N项和为数列{bn}的前n项和,即为2n+1﹣n﹣2,容易得到N>100时,n≥14,分别判断,即可求得该款软件的激活码;
方法二:由题意求得数列的每一项,及前n项和Sn=2n+1﹣2﹣n,及项数,由题意可知:2n+1为2的整数幂.只需将﹣2﹣n消去即可,分别即可求得N的值.
【解答】解:设该数列为{an},设bn=+…+=2n+1﹣1,(n∈N+),则=ai,
由题意可设数列{an}的前N项和为SN,数列{bn}的前n项和为Tn,则Tn=21﹣1+22﹣1+…+2n+1﹣1=2n+1﹣n﹣2,
可知当N为时(n∈N+),数列{an}的前N项和为数列{bn}的前n项和,即为2n+1﹣n﹣2,
容易得到N>100时,n≥14,
A项,由=435,440=435+5,可知S440=T29+b5=230﹣29﹣2+25﹣1=230,故A项符合题意.
B项,仿上可知=325,可知S330=T25+b5=226﹣25﹣2+25﹣1=226+4,显然不为2的整数幂,故B项不符合题意.
C项,仿上可知=210,可知S220=T20+b10=221﹣20﹣2+210﹣1=221+210﹣23,显然不为2的整数幂,故C项不符合题意.
D项,仿上可知=105,可知S110=T14+b5=215﹣14﹣2+25﹣1=215+15,显然不为2的整数幂,故D项不符合题意.
故选A.
方法二:由题意可知:,,,…,
根据等比数列前n项和公式,求得每项和分别为:21﹣1,22﹣1,23﹣1,…,2n﹣1,
每项含有的项数为:1,2,3,…,n,
总共的项数为N=1+2+3+…+n=,
所有项数的和为Sn:21﹣1+22﹣1+23﹣1+…+2n﹣1=(21+22+23+…+2n)﹣n=﹣n=2n+1﹣2﹣n,
由题意可知:2n+1为2的整数幂.只需将﹣2﹣n消去即可,
则①1+2+(﹣2﹣n)=0,解得:n=1,总共有+2=3,不满足N>100,
②1+2+4+(﹣2﹣n)=0,解得:n=5,总共有+3=18,不满足N>100,
③1+2+4+8+(﹣2﹣n)=0,解得:n=13,总共有+4=95,不满足N>100,
④1+2+4+8+16+(﹣2﹣n)=0,解得:n=29,总共有+5=440,满足N>100,
∴该款软件的激活码440.
故选:A.
【点评】本题考查数列的应用,等差数列与等比数列的前n项和,考查计算能力,属于难题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)已知向量,的夹角为60°,||=2,||=1,则|+2|=2.
【考点】9O:平面向量数量积的性质及其运算.菁优网版权所有
【专题】31:数形结合;4O:定义法;5A:平面向量及应用.
【分析】根据平面向量的数量积求出模长即可.
【解答】解:【解法一】向量,的夹角为60°,且||=2,||=1,
∴=+4•+4
=22+4×2×1×cos60°+4×12
=12,
∴|+2|=2.
【解法二】根据题意画出图形,如图所示;
结合图形=+=+2;