第六章 数 列
第六章数列与数学归纳法
第六章⎪⎪⎪数列与数学归纳法第一节数列的概念与简单表示法1.数列的有关概念n n 若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.4.数列的分类[小题体验]1.已知数列{a n }的前4项为12,34,78,1516,则数列{a n }的一个通项公式为________.答案:a n =2n -12n (n ∈N *)2.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n2a n +3,则a 5等于________. 答案:11613.(教材改编题)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =3n -1,则a n =________. 答案:2×3n -11.数列是按一定“次序”排列的一列数,一个数列不仅与构成它的“数”有关,而且还与这些“数”的排列顺序有关.2.易混项与项数的概念,数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号.3.在利用数列的前n 项和求通项时,往往容易忽略先求出a 1,而是直接把数列的通项公式写成a n =S n -S n -1的形式,但它只适用于n ≥2的情形.[小题纠偏]1.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且S n =n 2+1,则数列{a n }的通项公式是________.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -1,n ≥22.数列{a n }的通项公式为a n =-n 2+9n ,则该数列第________项最大. 答案:4或5考点一 由数列的前几项求数列的通项公式(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2019·温岭模拟)将石子摆成如图所示的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为梯形数,根据图形的构成,此数列的第2 018项与5的差即a 2 018-5=( )A .2 017×2 024B .2 017×1 012C .2 018×2 024D .2 018×1 012解析:选B 结合图形可知,该数列的第n 项为a n =2+3+4+…+(n +2),所以a 2 018-5=4+5+6+…+2 020=2 017×(2 020+4)2=2 017×1 012.2.根据数列的前几项,写出各数列的一个通项公式: (1)4,6,8,10,…;(2)(易错题)-11×2,12×3,-13×4,14×5,…; (3)-1,7,-13,19, …; (4)9,99,999,9 999,….解:(1)各数都是偶数,且最小为4,所以它的一个通项公式a n =2(n +1),n ∈N *. (2)这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式a n =(-1)n ×1n (n +1),n ∈N *.(3)这个数列,去掉负号,可发现是一个等差数列,其首项为1,公差为6,所以它的一个通项公式为a n =(-1)n (6n -5),n ∈N *.(4)这个数列的前4项可以写成10-1,100-1,1 000-1,10 000-1,所以它的一个通项公式a n =10n -1,n ∈N *.[谨记通法]由数列的前几项求数列通项公式的策略(1)根据所给数列的前几项求其通项公式时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征,并对此进行归纳、联想,具体如下:①分式中分子、分母的特征;②相邻项的变化特征;③拆项后的特征;④各项符号特征等.(2)根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是利用不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验,对于正负符号变化,可用(-1)n 或(-1)n+1来调整.考点二 由a n 与S n 的关系求通项a n (重点保分型考点——师生共研)[典例引领]已知下面数列{a n }的前n 项和S n ,求{a n }的通项公式. (1)S n =n 2+1; (2)S n =2n -a n .解:(1)a 1=S 1=1+1=2,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+1-(n -1)2-1=2n -1,而a 1=2,不满足此等式.所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -1,n ≥2.(2)当n =1时,S 1=a 1=2-a 1,所以a 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -a n )-[2(n -1)-a n -1]=2-a n +a n -1, 即a n =12a n -1+1,即a n -2=12(a n -1-2).所以{a n -2}是首项为a 1-2=-1,公比为12的等比数列,所以a n -2=(-1)·⎝⎛⎭⎫12n -1, 即a n =2-⎝⎛⎭⎫12n -1.[由题悟法]已知S n 求a n 的 3个步骤 (1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式;(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.[即时应用]已知数列{a n }的前n 项和为S n . (1)若S n =(-1)n +1·n ,求a 5+a 6及a n ;(2)若a n >0,S n >1,且6S n =(a n +1)(a n +2),求a n . 解:(1)a 5+a 6=S 6-S 4=(-6)-(-4)=-2, 当n =1时,a 1=S 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(-1)n +1·n -(-1)n ·(n -1)=(-1)n +1·[n +(n -1)]=(-1)n +1·(2n -1),又a 1也适合此式, 所以a n =(-1)n +1·(2n -1).(2)当n =1时,a 1=S 1=16(a 1+1)(a 1+2),即a 21-3a 1+2=0.解得a 1=1或a 1=2.因为a 1=S 1>1,所以a 1=2.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=16(a n +1)(a n +2)-16(a n -1+1)(a n -1+2),所以(a n -a n -1-3)(a n+a n -1)=0.因为a n >0,所以a n +a n -1>0, 所以a n -a n -1-3=0,所以数列{a n }是以2为首项,3为公差的等差数列. 所以a n =3n -1.考点三 由递推关系式求数列的通项公式(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]递推公式和通项公式是数列的两种表示方法,它们都可以确定数列中的任意一项,只是由递推公式确定数列中的项时,不如通项公式直接.常见的命题角度有: (1)形如a n +1=a n f (n ),求a n ; (2)形如a n +1=a n +f (n ),求a n ;(3)形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1),求a n .[题点全练]角度一:形如a n +1=a n f (n ),求a n 1.在数列{a n }中,a 1=1,a n =n -1n a n -1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式. 解:∵a n =n -1n a n -1(n ≥2), ∴a n -1=n -2n -1a n -2,a n -2=n -3n -2a n -3,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得 a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n .当n =1时,a 1=1,上式也成立. ∴a n =1n(n ∈N *).角度二:形如a n +1=a n +f (n ),求a n2.设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式. 解:由题意有a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n (n ≥2). 以上各式相加,得a n -a 1=2+3+…+n =(n -1)(2+n )2=n 2+n -22.又∵a 1=1,∴a n =n 2+n2(n ≥2).∵当n =1时也满足此式, ∴a n =n 2+n 2(n ∈N *).角度三:形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1),求a n3.已知数列{a n }满足a 1=1,当n ≥2,n ∈N *时,有a n =2a n -1-2,求数列{a n }的通项公式.解:因为a n =2a n -1-2,所以a n-2=2(a n-1-2).所以数列{a n-2}是以a1-2=-1为首项,2为公比的等比数列.所以a n-2=(-1)×2n-1,即a n=2-2n-1.[通法在握]典型的递推数列及处理方法[演练冲关]根据下列条件,求数列{a n}的通项公式.(1)a1=1,a n+1=a n+2n(n∈N*);(2)a1=1,2na n+1=(n+1)a n(n∈N*);(3)a1=1,a n=3a n-1+4(n≥2).解:(1)由题意知a n+1-a n=2n,a n=(a n-a n-1)+(a n-1-a n-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+2+1=1-2n1-2=2n-1.(2)由2na n+1=(n+1)a n,得a n+1a n=n+12n.所以a n=a na n-1·a n-1a n-2·a n-2a n-3·…·a2a1·a1=n2(n-1)·n-12(n-2)·n-22(n-3)·…·22×1×1=n2n-1.(3)因为a n=3a n-1+4(n≥2),所以a n+2=3(a n-1+2).因为a1+2=3,所以{a n+2}是首项与公比都为3的等比数列.所以a n+2=3n,即a n=3n-2.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·嘉兴七校联考)已知数列{a n}的通项公式为a n=n2+n,则a5=() A.25B.30C .10D .12解析:选B 因为a n =n 2+n ,所以a 5=25+5=30.2.(2018·浙江三地联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足log 2(S n +1)=n (n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =( )A .2nB .2n -1C .2n -1-1D.⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n ,n ≥2解析:选B 由log 2(S n +1)=n 可得S n =2n -1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-(2n-1-1)=2n -1;当n =1时,a 1=S 1=21-1=1满足上式.所以数列{a n }的通项公式a n =2n -1.3.(2018·衢州模拟)已知数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=2a na n +2,则数列{a n }的通项公式a n 为( )A.1n +1B.2n +1 C.1n D.2n解析:选B 由a n +1=2a n a n +2可得1a n +1=a n +22a n =1a n +12. 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1a 1=1为首项,公差为12的等差数列,所以1a n =n +12,即a n =2n +1.4.(2018·诸暨模拟)已知数列{a n }中,对任意的p ,q ∈N *都满足a p +q =a p a q ,若a 1=-1,则a 9=________.解析:由题可得,因为a 1=-1,令p =q =1,则a 2=a 21=1;令p =q =2,则a 4=a 22=1;令p =q =4,则a 8=a 24=1,所以a 9=a 8+1=a 1a 8=-1.答案:-15.(2019·杭州模拟)设数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则a 8=________,a 2+a 3+a 4=________.解析:因为S n =n 2,所以a 8=S 8-S 7=82-72=15,a 2+a 3+a 4=S 4-S 1=42-1=15. 答案:15 15二保高考,全练题型做到高考达标1.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式是a n 等于( ) A.(-1)n +12B .cos n π2C .cos n +12πD .cos n +22π解析:选D 令n =1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D 正确.2.(2019·天台模拟)已知数列{a n }的前n 项和S n ,且满足S n =2a n -3(n ∈N *),则S 6=( ) A .192 B .189 C .96D .93解析:选B 因为S n =2a n -3,当n =1时,S 1=2a 1-3=a 1,解得a 1=3.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n -3-2a n -1+3=2a n -2a n -1,解得a na n -1=2.所以数列{a n }是首项为3,公比为2的等比数列,所以S 6=3(1-26)1-2=189.3.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +S n +1=a n +1(n ∈N *),则此数列是( ) A .递增数列 B .递减数列 C .常数列D .摆动数列解析:选C 因为S n +S n +1=a n +1,所以当n ≥2时,S n -1+S n =a n ,两式相减,得a n+a n +1=a n +1-a n ,所以有a n =0.当n =1时,a 1+a 1+a 2=a 2,所以a 1=0.所以a n =0.即数列是常数列.4.(2019·绍兴模拟)已知数列{a n }的通项公式a n =1n +n +1,若该数列的前n 项和为10,则项数n 的值为( )A .11B .99C .120D .121解析:选C 因为a n =1n +n +1=n +1-n ,所以该数列的前n 项和S n =n +1-1=10,解得n =120.5.(2018·丽水模拟)数列{a n }满足a n +1=⎩⎨⎧2a n,0≤a n<12,2a n-1,12≤a n<1,若a 1=35,则a 2 018=( )A.15B.25C.35D.45解析:选A 由a 1=35∈⎣⎡⎭⎫12,1,得a 2=2a 1-1=15∈⎣⎡⎭⎫0,12,所以a 3=2a 2=25∈⎣⎡⎭⎫0,12,所以a 4=2a 3=45∈⎣⎡⎭⎫12,1,所以a 5=2a 4-1=35=a 1.由此可知,该数列是一个周期为4的周期数列,所以a 2 018=a 504×4+2=a 2=15.6.(2019·镇海模拟)已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=a 2n (a n >0,n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:对a n +1=a 2n 两边取对数,得log 2a n +1=log 2a 2n =2log 2a n .所以数列{log 2a n }是以log 2a 1=1为首项,2为公比的等比数列,所以log 2a n =2n -1,所以a n =22n -1.答案:22n -17.(2018·海宁模拟)已知数列{a n }满足a n +1+a n =2n -1,则该数列的前8项和为________.解析:S 8=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+a 7+a 8=1+5+9+13=28. 答案:288.在一个数列中,如果对任意的n ∈N *,都有a n a n +1a n +2=k (k 为常数),那么这个数列叫做等积数列,k 叫做这个数列的公积.已知数列{a n }是等积数列,且a 1=1,a 2=2,公积为8,则a 1+a 2+a 3+…+a 12=________.解析:依题意得数列{a n }是周期为3的数列,且a 1=1,a 2=2,a 3=4,因此a 1+a 2+a 3+…+a 12=4(a 1+a 2+a 3)=4×(1+2+4)=28.答案:289.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =3n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *).(1)求a 2,a 3的值; (2)证明:a n =3n -12.解:(1)因为a 1=1,a n =3n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *),所以a 2=32-1+1=4,a 3=33-1+a 2=9+4=13.(2)证明:因为a n =3n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *),所以a n -a n -1=3n -1,所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+(a n -2-a n -3)+…+(a 2-a 1)+a 1 =3n -1+3n -2+…+3+1=3n -12(n ≥2,n ∈N *).当n =1时,a 1=3-12=1满足条件. 所以当n ∈N *时,a n =3n -12.10.已知数列{a n }的通项公式是a n =n 2+kn +4.(1)若k =-5,则数列中有多少项是负数?n 为何值时,a n 有最小值?并求出最小值; (2)对于n ∈N *,都有a n +1>a n ,求实数k 的取值范围. 解:(1)由n 2-5n +4<0, 解得1<n <4.因为n ∈N *,所以n =2,3,所以数列中有两项是负数,即为a 2,a 3. 因为a n =n 2-5n +4=⎝⎛⎭⎫n -522-94, 由二次函数性质,得当n =2或n =3时,a n 有最小值,其最小值为a 2=a 3=-2. (2)由a n +1>a n ,知该数列是一个递增数列,又因为通项公式a n =n 2+kn +4,可以看作是关于n 的二次函数,考虑到n ∈N *,所以-k 2<32,即得k >-3.所以实数k 的取值范围为(-3,+∞). 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n ·2n +1,该数列的项排成一个数阵(如图),则该数阵中的第10行第3个数为________.a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 ……解析:由题意可得该数阵中的第10行、第3个数为数列{a n }的第1+2+3+…+9+3=9×102+3=48项,而a 48=(-1)48×96+1=97,故该数阵第10行、第3个数为97.答案:972.(2018·温州模拟)设函数f (x )=log 2x -log x 4(0<x <1),数列{a n }的通项公式a n 满足f (2a n )=2n (n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式; (2)判定数列{a n }的单调性.解:(1)因为f (x )=log 2x -log x 4(0<x <1),f (2a n )=2n (n ∈N *) , 所以f (2a n )=log 22a n -log2a n 4=a n -2a n=2n ,且0<2a n <1, 解得a n <0.所以a n =n -n 2+2.(2)因为a n +1a n =(n +1)-(n +1)2+2n -n 2+2=n +n 2+2n +1+(n +1)2+2<1.因为a n <0,所以a n +1>a n . 故数列{a n }是递增数列.第二节等差数列及其前n 项和1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示.(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n . (3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d . (4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(5)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.[小题体验]1.在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________. 答案:102.(2018·温州模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=5,a 5=3,则a n =________;S 7=________.答案:-n +8 283.(2018·温州十校联考)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5=12,则S 7=______.答案:281.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列.2.求等差数列的前n 项和S n 的最值时,需要注意“自变量n 为正整数”这一隐含条件.[小题纠偏]1.首项为24的等差数列,从第10项开始为负数,则公差d 的取值范围是( ) A .(-3,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-∞,-83 C.⎝⎛⎭⎫-3,-83 D.⎣⎡⎭⎫-3,-83 答案:D2.(2018·湖州模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=16,a 6=10,则公差d =________;S n 取到最大时的n 的值为________.解析:因为数列{a n }是等差数列,且a 3=16,a 6=10,所以公差d =a 6-a 36-3=-2,所以a n =-2n +22,要使S n 能够取到最大值,则需a n =-2n +22≥0,所以解得n ≤11.所以可知使得S n 取到最大时的n 的值为10或11.答案:-2 10或11考点一 等差数列的基本运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2017·嘉兴二模)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 1S 4=110,则S 3S 5=( )A.25 B.35 C.37D.47解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,因为S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且S 1S 4=110,所以10a 1=4a 1+6d ,所以a 1=d .所以S 3S 5=3a 1+3d 5a 1+10d =6d 15d =25.2.设等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d ,若a k 是a 6与a k +6的等比中项,则k =( ) A .5 B .6 C .9D .11解析:选C 因为a k 是a 6与a k +6的等比中项, 所以a 2k =a 6a k +6.又等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d , 所以[a 2+(k -2)d ]2=(a 2+4d )[a 2+(k +4)d ], 所以(k -3)2=3(k +3),解得k =9或k =0(舍去),故选C.3.公差不为零的等差数列{a n }中,a 7=2a 5,则数列{a n }中第________项的值与4a 5的值相等.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 7=2a 5,∴a 1+6d =2(a 1+4d ),则a 1=-2d ,∴a n =a 1+(n -1)d =(n -3)d ,而4a 5=4(a 1+4d )=4(-2d +4d )=8d =a 11,故数列{a n }中第11项的值与4a 5的值相等.答案:114.(2019·绍兴模拟)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,满足S 2=S 6,S 55-S 44=2,则a 1=______,公差d =________.解析:由S 2=S 6,得S 6-S 2=a 3+a 4+a 5+a 6=4a 1+14d =0,即2a 1+7d =0.由S 55-S 44=2,得52(a 1+a 5)5-42(a 1+a 4)4=12(a 5-a 4)=12d =2,解得d =4,所以a 1=-14.答案:-14 4[谨记通法]等差数列基本运算的方法策略(1)等差数列中包含a 1,d ,n ,a n ,S n 五个量,可“知三求二”.解决这些问题一般设基本量a 1,d ,利用等差数列的通项公式与求和公式列方程(组)求解,体现方程思想.(2)如果已知等差数列中有几项的和是常数的计算问题,一般是等差数列的性质和等差数列求和公式S n =n (a 1+a n )2结合使用,体现整体代入的思想. 考点二 等差数列的判断与证明(重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2019·温州模拟)已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=1+a n a n +12(n ∈N *).(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:因为对于n ∈N *,a n +1=1+a n a n +12, 所以a n +1=12-a n, 所以1a n +1-1-1a n -1=112-a n-1-1a n -1=2-a n -1a n -1=-1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是首项为1a 1-1=-2,公差为-1的等差数列.(2)由(1)知1a n -1=-2+(n -1)(-1)=-(n +1), 所以a n -1=-1n +1, 即a n =n n +1. [由题悟法]等差数列的判定与证明方法已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -12a n -1+1(n ∈N *,n ≥2),数列{b n }满足关系式b n =1a n(n ∈N *).(1)求证:数列{b n }为等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式. 解:(1)证明:∵b n =1a n ,且a n =a n -12a n -1+1,∴b n +1=1a n +1=1a n 2a n +1=2+1a n ,∴b n +1-b n =2+1a n -1a n =2.又b 1=1a 1=1,∴数列{b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知数列{b n }的通项公式为 b n =1+(n -1)×2=2n -1, 又b n =1a n,∴a n =1b n=12n -1. ∴数列{a n }的通项公式为a n =12n -1. 考点三 等差数列的性质及最值(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2019·宁波模拟)在等差数列{a n }中,若a 9a 8<-1,且其前n 项和S n 有最小值,则当S n >0时,n 的最小值为( )A .14B .15C .16D .17解析:选C ∵数列{a n }是等差数列,它的前n 项和S n 有最小值,∴公差d >0,首项a 1<0,{a n } 为递增数列,∵a 9a 8<-1,∴a 8·a 9<0,a 8+a 9>0,由等差数列的性质知2a 8=a 1+a 15<0,a 8+a 9=a 1+a 16>0.∵S n =(a 1+a n )n2,∴当S n >0时,n 的最小值为16. 2.(2018·嘉兴一中模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6>S 7>S 5,则满足a n >0的最大n 的值为______,满足S k S k +1<0的正整数k =______.解析:由题可得a 6=S 6-S 5>0,a 7=S 7-S 6<0,所以使得a n >0的最大n 的值为6.又a 6+a 7=S 7-S 5>0,则S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6>0,S 12=12(a 1+a 12)2=6(a 6+a 7)>0,S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7<0,因为{a n }是递减的等差数列,所以满足S k S k +1<0的正整数k =12. 答案:6 12[由题悟法]1.等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,a m -a n =(m -n )d ⇔a m -a nm -n =d (m ≠n ),其几何意义是点(n ,a n ),(m ,a m )所在直线的斜率等于等差数列的公差.(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 2n -1=(2n -1)a n .2.求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.(2)邻项变号法:①当a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧ a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .[即时应用]1.(2018·浙江新高考联盟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4S 8=13,则S 8S 16=( )A.310 B.37 C.13D.12解析:选A 因为数列{a n }是等差数列,所以S 4,S 8-S 4,S 12-S 8,S 16-S 12成等差数列,因为S 4S 8=13,所以不妨设S 4=1,则S 8=3,所以S 8-S 4=2,所以S 16=1+2+3+4=10,所以S 8S 16=310.2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),则数列{a n }的项数为________.解析:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,① a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216,∴a 1+a n =36, 又S n =n (a 1+a n )2=324, ∴18n =324,∴n =18. 答案:18一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·杭州模拟)已知递增的等差数列{a n }满足a 1=1,a 3=a 22-4.则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n -1B .a n =-2n +3C .a n =2n -1或-2n +3D .a n =2n解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,由a 3=a 22-4可得1+2d =(1+d )2-4,解得d =±2.因为数列{a n }是递增数列,所以d >0,故d =2.所以a n =1+2(n -1)=2n -1.2.(2018·舟山期末)在等差数列{a n }中,若a 2=1,a 4=5,则{a n }的前5项和S 5=( ) A .7 B .15 C .20D .25解析:选B 因为a 2=1,a 4=5,所以S 5=5(a 1+a 5)2=5(a 2+a 4)2=15. 3.(2019·缙云模拟)已知{a n }为等差数列,其公差d 为-2,且a 7是a 3与a 9的等比中项,S n 为{a n }的前n 项和,则S 10的值为( )A .-110B .-90C .90D .110解析:选D 设数列{a n }的首项为a 1,因为a 7是a 3与a 9的等比中项,所以(a 1-12)2=(a 1-4)(a 1-16),解得a 1=20.所以S 10=10a 1+45d =200-90=110.4.(2019·腾远调研)我国古代数学名著《九章算术》里有问题:今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增十三里;驽马初日行九十七里,日减半里;良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢,问:________日相逢?解析:由题意知,良马每日行的距离成等差数列,记为{a n },其中a 1=103,d 1=13;驽马每日行的距离成等差数列,记为{b n },其中b 1=97,d 2=-0.5.设第m 天相逢,则a 1+a 2+…+a m +b 1+b 2+…+b m =103m +m (m -1)×132+97m +m (m -1)×(-0.5)2=2×1 125,解得m =9(负值舍去).即二马需9日相逢.答案:95.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为________.解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 答案:S 5二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·金丽衢十二校联考)已知正项数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,当n ≥2,n ∈N *时,a n =a 2n +1+a 2n -12,则a 6=( ) A .2 2 B .4 C .16D .45解析:选B 因为a n =a 2n +1+a 2n -12,所以2a 2n =a 2n +1+a 2n -1,即a 2n +1-a 2n =a 2n -a 2n -1,所以数列{a 2n }是等差数列,公差d =a 22-a 21=4-1=3,所以a 2n =1+3(n -1)=3n -2,所以a n =3n -2,所以a 6=18-2=4.2.(2018·浙江五校联考)等差数列{a n }中,a 1=0,等差d ≠0,若a k =a 1+a 2+…+a 7,则实数k =( )A .22B .23C .24D .25解析:选A 因为a 1=0,且a k =a 1+a 2+…+a 7, 即(k -1)d =21d ,又因为d ≠0,所以k =22.3.(2018·河南六市一联)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,若{a n }和{S n }都是等差数列,且公差相等,则a 6=( )A.114 B.32 C.72D .1解析:选A 设{a n }的公差为d ,由题意得,S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,又{a n }和{S n}都是等差数列,且公差相同,∴⎩⎨⎧d = d 2,a 1-d2=0,解得⎩⎨⎧d =12,a 1=14,a 6=a 1+5d =14+52=114.4.(2018·东阳模拟)已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且A nB n=7n +45n +3,则使得a nb n 为整数的正整数的个数为( )A .2B .3C .4D .5解析:选D 由A n B n =7n +45n +3,可得a n b n =A 2n -1B 2n -1=7n +19n +1=7+12n +1,所以要使a n b n为整数,则需12n +1为整数,所以n =1,2,3,5,11,共5个. 5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S nS 2n为常数,则称数列{a n }为“吉祥数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“吉祥数列”,则数列{b n }的通项公式为( )A .b n =n -1B .b n =2n -1C .b n =n +1D .b n =2n +1解析:选B 设等差数列{b n }的公差为d (d ≠0),S n S 2n =k ,因为b 1=1,则n +12n (n -1)d =k ⎣⎡⎦⎤2n +12×2n (2n -1)d ,即2+(n -1)d =4k +2k (2n -1)d , 整理得(4k -1)dn +(2k -1)(2-d )=0. 因为对任意的正整数n 上式均成立, 所以(4k -1)d =0,(2k -1)(2-d )=0, 解得d =2,k =14.所以数列{b n }的通项公式为b n =2n -1.6.(2019·台州中学期中)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=18,S 18=54,则a 17=________,S n =__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,因为a 2=18,S 18=54,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =18,18a 1+18×172d =54,解得a 1=20,d =-2.所以a 17=a 1+16d =20-32=-12,S n =na 1+n (n -1)2d =-n 2+21n .答案:-12 -n 2+21n7.在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前 n 项和为S n ,当且仅当n =8 时S n 取得最大值,则d 的取值范围为________.解析:由题意,当且仅当n =8时S n 有最大值,可得 ⎩⎪⎨⎪⎧d <0,a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧d <0,7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78.答案:⎝⎛⎭⎫-1,-78 8.(2018·金华浦江适考)设数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,其中a n =-3n +20,b n =|a n |,则使T n =S n 成立的最大正整数n 为________,T 2 018+S 2 018=________.解析:根据题意,数列{a n }中,a n =-3n +20,则数列{a n }是首项为17,公差为-3的等差数列,且当n ≤6时,a n >0,当n ≥7时,a n <0,又由b n =|a n |,当n ≤6时,b n =a n ,当n ≥7时,b n =-a n ,则使T n =S n 成立的最大正整数为6,T 2 018+S 2 018=(a 1+a 2+…+a 6+a 7+a 8+…+a 2 018)+(b 1+b 2+…+b 6+b 7+b 8+…+b 2 018)=2(a 1+a 2+…+a 6)=(17+2)×6=114.答案:6 1149.已知等差数列的前三项依次为a,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)设数列{b n }的通项b n =S nn ,证明:数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a , 由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2, 所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10. (2)证明:由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1), 则b n =S nn=n +1,故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列, 所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 10.(2018·南昌调研)设数列{a n }的前n 项和为S n,4S n =a 2n +2a n -3,且a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列,当n ≥5时,a n >0.(1)求证:当n ≥5时,{a n }成等差数列; (2)求{a n }的前n 项和S n .解:(1)证明:由4S n =a 2n +2a n -3,4S n +1=a 2n +1+2a n +1-3, 得4a n +1=a 2n +1-a 2n +2a n +1-2a n ,即(a n +1+a n )(a n +1-a n -2)=0.当n ≥5时,a n >0,所以a n +1-a n =2, 所以当n ≥5时,{a n }成等差数列.(2)由4a 1=a 21+2a 1-3,得a 1=3或a 1=-1, 又a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列, 所以由(1)得a n +1+a n =0(n ≤5),q =-1, 而a 5>0,所以a 1>0,从而a 1=3,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(-1)n -1,1≤n ≤4,2n -7,n ≥5,所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧32[1-(-1)n ],1≤n ≤4,n 2-6n +8,n ≥5.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·浙江五校联考)已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 1,a 3,a 13成等比数列,若a 1=1,S n 为数列{a n }的前n 项和,则2S n +16a n +3的最小值为________.解析:设公差为d .因为a 1,a 3,a 13成等比数列,所以(1+2d )2=1+12d ,解得d =2.所以a n =2n -1,S n =n 2.所以2S n +16a n +3=2n 2+162n +2=n 2+8n +1.令t =n +1,则原式=t 2+9-2t t =t +9t -2.因为t ≥2,t ∈N *,所以当t =3,即n =2时,⎝ ⎛⎭⎪⎫2S n +16a n +3min=4.答案:42.已知数列{a n }满足a n +1+a n =4n -3(n ∈N *). (1)若数列{a n }是等差数列,求a 1的值; (2)当a 1=2时,求数列{a n }的前n 项和S n . 解:(1)法一:∵数列{a n }是等差数列, ∴a n =a 1+(n -1)d ,a n +1=a 1+nd . 由a n +1+a n =4n -3,得(a 1+nd )+[a 1+(n -1)d ]=4n -3, ∴2dn +(2a 1-d )=4n -3, 即2d =4,2a 1-d =-3, 解得d =2,a 1=-12.法二:在等差数列{a n }中,由a n +1+a n =4n -3, 得a n +2+a n +1=4(n +1)-3=4n +1, ∴2d =a n +2-a n =(a n +2+a n +1)-(a n +1+a n ) =4n +1-(4n -3)=4, ∴d =2.又∵a 1+a 2=2a 1+d =2a 1+2=4×1-3=1, ∴a 1=-12.(2)由题意,①当n 为奇数时, S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a n -1+a n ) =2+4[2+4+…+(n -1)]-3×n -12=2n 2-3n +52.②当n 为偶数时,S n =a 1+a 2+a 3+…+a n =(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a n -1+a n ) =1+9+…+(4n -7) =2n 2-3n 2.第三节等比数列及其前n 项和1.等比数列的有关概念 (1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q .(2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q ,q ≠1.3.等比数列的常用性质 (1)通项公式的推广:a n =a m ·q n-m(n ,m ∈N *).(2)若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N *), 则a m ·a n =a p ·a q =a 2k ;(3)若数列{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n (λ≠0)仍然是等比数列;(4)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n+3k,…为等比数列,公比为q k . [小题体验]1.(教材习题改编)将公比为q 的等比数列a 1,a 2,a 3,a 4,…依次取相邻两项的乘积组成新的数列a 1a 2,a 2a 3,a 3a 4,….此数列是( )A .公比为q 的等比数列B .公比为q 2的等比数列C .公比为q 3的等比数列D .不一定是等比数列答案:B2.(2018·台州模拟)已知等比数列{a n }各项都是正数,且a 4-2a 2=4,a 3=4,则a n =________;S 10=________.解析:设公比为q ,因为a 4-2a 2=4,a 3=4, 所以有4q -8q =4,解得q =2或q =-1. 因为q >0,所以q =2.所以a 1=a 3q 2=1,a n =a 1q n -1=2n -1.所以S 10=1-2101-2=210-1=1 023.答案:2n -1 1 0233.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n (n ∈N *),则a 3=______;S 5=_________. 答案:9 1211.特别注意q =1时,S n =na 1这一特殊情况.2.由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能立即断言{a n }为等比数列,还要验证a 1≠0.3.在运用等比数列的前n 项和公式时,必须注意对q =1与q ≠1分类讨论,防止因忽略q =1这一特殊情形而导致解题失误.4.S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 未必成等比数列(例如:当公比q =-1且n 为偶数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不成等比数列;当q ≠-1或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列),但等式(S 2n -S n )2=S n ·(S 3n -S 2n )总成立.[小题纠偏]1.在等比数列{a n }中,a 3=2,a 7=8,则a 5等于( ) A .5 B .±5 C .4D .±4解析:选C a 25=a 3a 7=2×8=16,∴a 5=±4,又∵a 5=a 3q 2>0,∴a 5=4. 2.设数列{a n }是等比数列,前n 项和为S n ,若S 3=3a 3,则公比q =________. 答案:-12或1考点一 等比数列的基本运算(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2018·绍兴模拟)等比数列{a n }的公比为2,前n 项和为S n .若1+2a 2=S 3,则a 1=( ) A .17 B.15 C.13D .1解析:选C 由题可得,1+4a 1=a 1+2a 1+4a 1,解得a 1=13.2.(2018·杭二中仿真)各项都是正数的等比数列{a n }中,若a 2,12a 3,a 1成等差数列,则a 3+a 4a 4+a 5的值为( ) A.5+12B.5-12C.1-52D.5+12或1-52解析:选B 设数列{a n }的公比为q (q >0,q ≠1),由a 2,12a 3,a 1成等差数列可得a 3=a 2+a 1,所以有q 2-q -1=0,解得q =5+12(负值舍去).所以a 3+a 4a 4+a 5=1q =5-12. [由题悟法]解决等比数列有关问题的2种常用思想1.(2019·浙北联考)设等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 2=( )A .2B .4 C.152D.172解析:选C 因为q =2,所以S 4a 2=a 1+a 2+a 3+a 4a 2=1+q +q 2+q 3q =1+2+4+82=152.2.(2018·宁波模拟)已知等比数列{a n }满足a 2=14,a 2a 8=4(a 5-1),则a 4+a 5+a 6+a 7+a 8的值为( )A .20B .31C .62D .63解析:选B 因为a 2a 8=a 25=4(a 5-1),解得a 5=2.所以q =2.所以a 4+a 5+a 6+a 7+a 8=1+2+4+8+16=31.3.(2018·杭州二检)设各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=80,S 2=8,则公比q =________,a 5=________.解析:由题可得,设数列{a n }的公比为q (q >0,q ≠1),根据题意可得a 1(1-q 4)1-q =80,a 1(1-q 2)1-q=8,解得a 1=2,q =3,所以a 5=a 1q 4=2×34=162. 答案:3 162考点二 等比数列的判定与证明(重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2016·全国卷Ⅲ)已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.解:(1)证明:由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=11-λ,故a 1≠0. 由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n .由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0,所以a n +1a n=λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝⎛⎭⎫λλ-1n -1.(2)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎫λλ-1n .由S 5=3132得1-⎝⎛⎭⎫λλ-15=3132,即⎝⎛⎭⎫λλ-15=132.解得λ=-1.[由题悟法]等比数列的4种常用判定方法选择题、填空题中的判定.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.[即时应用](2018·衢州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n +1=4a n +2(n ∈N *),若数列{b n }满足b n =a n +1-2a n ,求证:{b n }是等比数列.证明:因为S n +1=4a n +2, 所以S 2=a 1+a 2=4a 1+2,又a 1=1,所以a 2=5,b 1=a 2-2a 1=3, 当n ≥2时,S n =4a n -1+2. 所以S n +1-S n =a n +1=4a n -4a n -1. 因为b n =a n +1-2a n , 所以当n ≥2时,b n b n -1=a n +1-2a n a n -2a n -1=4a n -4a n -1-2a n a n -2a n -1=2(a n -2a n -1)a n -2a n -1=2. 所以{b n }是以3为首项,2为公比的等比数列.考点三 等比数列的性质(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2018·宁波模拟)已知各项不为0的等差数列{a n }满足a 6-a 27+a 8=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 2b 8b 11=( )A .1B .2C .4D .8解析:选D 由等差数列的性质,得a 6+a 8=2a 7. 由a 6-a 27+a 8=0,可得a 7=2,所以b 7=a 7=2.由等比数列的性质得b 2b 8b 11=b 2b 7b 12=b 37=23=8.2.若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4S 2=5,则S 8S 4=________.解析:由题可得,S 2,S 4-S 2,S 6-S 4,S 8-S 6成等比数列,因为S 4S 2=5,不妨设S 2=1,则S 4=5,所以S 4-S 2=4, 所以S 8=1+4+16+64=85, 所以S 8S 4=855=17.答案:17[由题悟法]等比数列的性质可以分为3类1.(2018·诸暨模拟)已知等比数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=40,a 4+a 5+a 6=20.则该数列的前9项和为( )A .50B .70C .80D .90解析:选B 由等比数列的性质得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,由S 3=40,S 6-S 3=20,知公比为12,故S 9-S 6=10,S 9=70.2.(2018·浙江联盟模拟)已知{a n }是等比数列,且a n >0,a 2a 4+2a 3a 5+a 4a 6=25,则a 3+a 5=________;a 4的最大值为________.解析:因为a n >0,a 2a 4+2a 3a 5+a 4a 6=a 23+2a 3a 5+a 25=(a 3+a 5)2=25,所以a 3+a 5=5,所以a 3+a 5=5≥2a 3a 5=2a 4,所以a 4≤52.即a 4的最大值为52.答案:552一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·舟山模拟)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为( )A .-3B .±3C .-3 3D .±3 3解析:选C 因为-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,由等比数列的性质及等比中项可知,xz =3,y 2=3,且y 与-1,-3符号相同,所以y =-3,所以xyz =-3 3.2.(2019·湖州六校联考)已知等比数列的前n 项和为54,前2n 项和为60,则前3n 项和为( )A .66B .64C .6623D .6023解析:选D 因为等比数列中,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列,所以54(S 3n -60)=36,解得S 3n =6023.3.(2018·金华十校联考)在等比数列{a n }中,已知a 7a 12=5,则a 8a 9a 10a 11的值为( ) A .10 B .25C .50D .75解析:选B 因为a 7a 12=a 8a 11=a 9a 10=5,所以a 8a 9a 10a 11=52=25.4.(2018·浙江名校协作体测试)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的正整数n ,均有S n +3=8S n +3,则a 1=_________,公比q =________.解析:因为S n +3=8S n +3,所以当n ≥2时,S n +2=8S n -1+3,两式相减,可得a n +3=8a n ,所以q 3=8,解得q =2;当n =1时,S 4=8S 1+3,即15a 1=8a 1+3,解得a 1=37.答案:3725.(2018·永康适应性测试)数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =2a n +n ,则a 1=______,数列{a n }的通项公式a n =_______.解析:因为S n =2a n +n ,所以当n =1时,S 1=a 1=2a 1+1,所以a 1=-1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n +n -2a n -1-n +1,即a n =2a n -1-1,即a n -1=2(a n -1-1),所以数列{a n -1}是以-2为首项,2为公比的等比数列,所以a n -1=-2n ,所以a n =1-2n .答案:-1 1-2n二保高考,全练题型做到高考达标1.(2019·浙大附中模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +1=pS n +q (n ∈N *,p ≠-1),则“a 1=q ”是“{a n }为等比数列”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解析:选C 因为a n +1=pS n +q ,所以当n ≥2时,a n =pS n -1+q ,两式相减得a n +1-a n =pa n ,即当n ≥2时,a n +1a n =1+p .当n =1时,a 2=pa 1+q .所以当a 1=q 时,a 2a 1=1+p ,满足上式,故数列{a n }为等比数列,所以是充分条件;当{a n }为等比数列时,有a 2=pa 1+q =(1+p )a 1,解得a 1=q ,所以是必要条件,从而选C.2.(2019·乐清模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ∈N *),则S 6=( )A .44B .45 C.46-13D.45-13解析:选B 因为a 1=1,a n +1=3S n =S n +1-S n ,所以S n +1=4S n ,所以数列{S n }是首项为S 1=a 1=1,公比为4的等比数列,所以S 6=45.3.已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是( )A .-5B .-15C .5D.15解析:选A ∵log 3a n +1=log 3a n +1,∴a n +1=3a n . ∴数列{a n }是以公比q =3的等比数列. ∵a 5+a 7+a 9=q 3(a 2+a 4+a 6),∴log 13(a 5+a 7+a 9)=log 13(9×33)=log 1335=-5.4.古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件,若要使织布的总尺数不少于30,该女子所需的天数至少为( )A .7B .8C .9D .10解析:选B 设该女子第一天织布x 尺,则x (1-25)1-2=5,得x =531,∴前n 天所织布的尺数为531(2n -1).由531(2n -1)≥30,得2n ≥187,则n 的最小值为8.5.(2019·金华模拟)设A n ,B n 分别为等比数列{a n },{b n }的前n 项和.若A n B n =12n +1,则a 7b 3=( )。
2019人教A版 高中数学知识点梳理 ---- 第六章 数列
第六章数列【知识网络】【知识点梳理】1. 数列的概念概念含义数列按照确定的顺序排列的一列数称为数列数列的项数列中的每一个数叫做这个数列的项,其中第1项也叫首项通项公式如果数列{a n}的第n项a n与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式前n项和数列{a n}从第1项起到第n项止的各项之和,称为数列{a n}的前n项和,记作S n 分类标准类型含义按项数有穷数列项数有限的数列无穷数列项数________的数列按项的变化趋势递增数列从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列,即恒有__________ (n∈N*)递减数列从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列,即恒有___________ (n∈N*)数列{a n }的通项a n 与前n 项和S n 之间的关系为a n =S n −S n−1(n ∈N *且n ≥2)),对吗?应为_________________ 5. 常见数列的通项(1)1,2,3,4,…的一个通项公式为a n =n. (2)2,4,6,8,…的一个通项公式为a n =2n. (3)3,5,7,9,…的一个通项公式为a n =_________. (4)2,4,8,16,…的一个通项公式为a n =_________.(5)-1,1,-1,1,…的一个通项公式为a n =_________ . (6)1,0,1,0,…的一个通项公式为a n =__________________. (7)a ,b ,a ,b ,…的一个通项公式为a n =(a +b )+(-1)n -1(a -b )2.(8)9,99,999,…的一个通项公式为a n =_______________________.6. 等差数列定义:{a n }是等差数列 a n −a n−1=d (d 是_________)或a n +1-a n =d(n ∈N +).⇔2a n =_______________________(n ≥2,n ∈N ∗)等差中项:由三个数a ,A ,b 组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列. 这时,A 叫做a 与b 的等差中项. 根据等差数列的定义可以知道,2A =____________. 7. 等差数列的通项公式与前n 项和公式(1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d. 该式又可以写成a n =_______________ ,这表明d ≠0时,a n 是关于n 的___________函数,且____________时是增函数,___________时是减函数.(2)前n 项和公式:S n =_______________=_____________________, 该式又可以写成S n =______________,这表明d ≠0时,S n 是关于n 的_____________函数,其中常数项__________,且___________时图象开口向上,_________时图象开口向下.8. 等差数列的性质 (1)与项有关的性质①等差数列{a n }中,若公差为d ,则a n =a m +________d ,当n ≠m 时,d =___________.②在等差数列{a n }中,若m +n =p +q(m ,n ,p ,q ∈N *),则________________. 特别地,若m +n =2p ,则__________________.③若数列{a n }是公差为d 的等差数列,则数列{λa n +b}(λ,b 为常数)是公差为_________的等差数列. ④若数列{a n },{b n }是公差分别为d 1,d 2的等差数列,则数列{λ1a n +λ2b n }(λ1,λ2为常数)也是等差数列,且公差为______________.⑤数列{a n }是公差为d 的等差数列,则从数列中抽出项a k ,a k +m ,a k +2m ,…,组成的数列仍是等差数列,公差为_____________. (2)与和有关的性质①等差数列中依次k 项之和S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…组成公差为___________的等差数列. ②记S 偶为所有偶数项的和,S 奇为所有奇数项的和.若等差数列项数2n(n ∈N *),则S 2n =n(a n +a n +1),S 偶-S 奇=_______,S 偶S 奇=a n +1a n (S 奇≠0);若等差数列的项数为2n -1(n ∈N *),则S 2n -1=_______________(a n 是数列的中间项),S 奇-S 偶=a n ,S 偶S 奇=n -1n(S 奇≠0).③{a n }为等差数列⇒ ⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为___________数列.④两个等差数列{a n },{b n }前n 项和S n ,T n 之间关系为a nb n =_________ (b n ≠0,T 2n -1≠0).例1. 判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.(1)若数列{a n }满足a 3-a 2=a 2-a 1,则{a n }是等差数列. ( ) (2)已知数列{a n }为等差数列,且公差d>0,则{a n }是递增数列. ( ) (3)4是2和8的等差中项. ( )(4)若数列{a n }是等差数列,则数列{a n +2a n +1}也是等差数列. ( )(5)S n =An 2+Bn(A ,B 为常数,A 不为0,n ∈N *)是{a n }为等差数列的充要条件. ( ) 9. 等比数列的概念(1)等比数列的定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q 表示(q ≠0),即a n +1a n=q (n ∈N *),或_____________(n ∈N *,n ≥2).(2)等比中项:如果在a 与b 中间插入一个数G ,使a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项,此时,G 2=_______.10. 等比数列的通项公式与前n 项和公式(1)通项公式:a n =________. 又可写成a n =a 1q ·q n,这表明q ≠1时,a n 是常数与指数函数(关于n)的乘积.(2)前n 项和公式:S n =____________________ 当q ≠1时,该式又可以写成S n =a 11-q -a 11-q·q n ,这表明q ≠1时,S n 的图象是指数型函数y =-Aq x+A ⎝⎛⎭⎪⎫A =a 11-q 图象上一群孤立的点. 11. 等比数列的性质 (1)与项有关的性质①在等比数列{a n }中,a n =a m qn -m(n ,m ∈N *).②等比数列{a n },若m +n =p +q =2k ,m ,n ,p ,q ,k ∈N *,则a m a n =____________=____________③在公比为q 的等比数列{a n }中,取出项数成等差数列的项a k ,a k +d ,a k +2d ,…,仍可组成一个等比数列,公比是__________④m 个等比数列,由它们的各对应项之积组成一个新数列,仍然是等比数列,公比是原来每个等比数列对应的公比之积.⑤若{a n },{b n }均为等比数列,公比分别为q 1,q 2,则{ka n }(k ≠0)仍为等比数列,且公比为_______;{a n b n }仍为等比数列,且公比为____________;⎩⎨⎧⎭⎬⎫a nb n 仍为等比数列,且公比为_____________. ⑥若{a n }是公比为q(q>0)正项等比数列,数列{lga n }是_______数列,首项为________,公_____为_______. (2)与和有关的性质①等比数列{a n }的任意连续m 项的和且不为零时构成的数列,S m ,S 2m -S m ,-m S 3S 2m ,S 4m -S 3m ……仍为等比数列, 公比=____________注意:公比为___________时, S 4,S 8-S 4,-12S S 8,……不成等比数列 ②在等比数列中,若项数为2n(n ∈N *),则S 偶S 奇=_______.③在等比数列中,当q m≠1时,S n S m =1-q n1-qm ,n ,m ∈N *.④在等比数列中,S n +m =S n +q n S m ,n ,m ∈N *. 12. 等比数列的单调性(1)当a 1>0,q>1或a 1<0,__________时,等比数列{a n }是递增数列; (2)当a 1>0,___________或a 1<0,__________时,等比数列{a n }是递减数列; (3)当q =1时,它是一个________数列; (4)当q<0时,它是一个摆动数列.13. 若S n =Aq n+B(AB ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列⇔A +B =_________.例2.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.(1)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab. ( )(2)一个等比数列的公比大于1,则该数列单调递增. ( ) (3)任何等比数列前n 项和都可以写成S n =a 1(1-q n)1-q . ( )(4)如果数列{a n }是等比数列,那么数列{a 2n }是等比数列. ( )(5)如果数列{a n }是等比数列,那么数列{a n +a n +1}一定是等比数列. ( ) 14.小结:等差(比)数列的判定方法15. 求等差数列前n 项和最值的主要方法:①利用等差数列的基本性质或单调性求出其正负转折项,便可求得和的最值;②将等差数列的前n 项和S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)看作关于n 的二次函数,根据二次函数的性质求最值.无论用哪种方法,都要注意a n =0的情形.例3. (1)若{a n }是等比数列,且S n =3n+1+r ,则公比=______,r = (2)已知数列{a n }中前n 项和S n =3n ,则通项为________________已知数列{b n }中前n 项积T n =3n ,则通项为________________ (3)已知数列{a n }中,a 1=2 S n+1=2S n +1,求a n =____________。
中职数学人教版基础模块下册第六章数列《数列的概念》课件
各项依次称为这个数列的第1项(或首项)、第2项……第n项.
比如,2009是数列①的第1项,2093是数列①的第8项.
新知探究
思考:
(1)集合{1,2,3,4}与集合{4,3,2,1}是同一个集合吗?
答案:是
(2)数列1,2,3,4与数列4,3,2,1是同一个数列吗?
2009, 2021, 2033, 2045, 2057, 2069, 2081, 2093
有穷数列
有穷数列
3 000, 3 045, 3 090, 3 180, 3 360
1
1
1
1, , , , …
2
3
4
无穷数列
1, 1.4, 1.41, 1.414, …
无穷数列
−1, 1, − 1, 1, …
无穷数列
1 1,2 (3 ), 4,5, ( 6) , 7 ;
2 2,4,( 6),8,10,(
×
有关,存在什么关系?
),14;
12
数列(5)的44
),196;
4 − 1,1, − 1,( 1 ), − 1,(
数列(5)与前边哪些数列
×
1), − 1;
4 1,
, 1, − 1, ( );
, 9, − 16,
, − 36,( ).
新知探究
我们还可举出一些数列的例子.
为了方便资金暂时不足的人购物,有些购物网站推出了分期付款服务,
上图中是标价为3 000元的电脑可以享受的分期服务,不同的付款方式所对
应的付款总金额数分别为
3 000, 3 045, 3 090, 3 180, 3 360;
(4)与数列(3)对应项
高考数学一轮复习 第六章 数列6
高考数学一轮复习 第六章 数列6.2 等差数列考试要求 1.理解等差数列的概念.2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系.知识梳理1.等差数列的有关概念 (1)等差数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示,定义表达式为a n -a n -1=d (常数)(n ≥2,n ∈N *). (2)等差中项若三个数a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且有A =a +b2.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+nn -12d 或S n =na 1+a n2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n .(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列.(5)S 2n -1=(2n -1)a n .(6)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列.常用结论1.已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列,且公差为p .2.在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. 3.等差数列{a n }的单调性:当d >0时,{a n }是递增数列;当d <0时,{a n }是递减数列;当d =0时,{a n }是常数列.4.数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).这里公差d =2A . 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( √ )(2)若一个数列每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( × ) (3)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( √ )(4)已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列.( √ ) 教材改编题1.已知等差数列{a n }中,a 2=3,前5项和S 5=10,则数列{a n }的公差为( ) A .-1 B .-52C .-2D .-4答案 A解析 设等差数列{a n }的公差为d , ∵S 5=5a 3=10, ∴a 3=a 2+d =2, 又∵a 2=3,∴d =-1.2.在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=450,则a 5=________. 答案 903.已知{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 3=2,且S 6=30,则S 9=________. 答案 126解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =2,2a 1+5d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-10,d =6.∴S 9=9a 1+9×82d =-90+36×6=126.题型一 等差数列基本量的运算例1 (1)(2022·包头模拟)已知等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,S 4=24,S 9=99,则a 7等于( )A .13B .14C .15D .16 答案 C解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧ S 4=24,S 9=99,∴⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =24,9a 1+36d =99,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2.则a 7=a 1+6d =15.(2)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则下列结论正确的有________.(填序号) ①a 2+a 3=0; ②a n =2n -5; ③S n =n (n -4); ④d =-2.答案 ①②③解析 S 4=4×a 1+a 42=0,∴a 1+a 4=a 2+a 3=0,①正确; a 5=a 1+4d =5, (*) a 1+a 4=a 1+a 1+3d =0,(**)联立(*)(**)得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,a 1=-3,∴a n =-3+(n -1)×2=2n -5, ②正确,④错误;S n =-3n +n n -12×2=n 2-4n ,③正确.教师备选1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=5,S 4=24,则a 9等于( ) A .-5 B .-7 C .-9 D .-11答案 B解析 ∵a 3=5,S 4=24, ∴a 1+2d =5,4a 1+6d =24, 解得a 1=9,d =-2, ∴a n =11-2n , ∴a 9=11-2×9=-7.2.已知{a n }是公差不为零的等差数列,且a 1+a 10=a 9,则a 1+a 2+…+a 9a 10=________.答案278解析 ∵a 1+a 10=a 9,∴a 1+a 1+9d =a 1+8d ,即a 1=-d , ∴a 1+a 2+…+a 9=S 9=9a 1+9×82d =27d , a 10=a 1+9d =8d ,∴a 1+a 2+…+a 9a 10=278.思维升华 (1)等差数列的通项公式及前n 项和公式共涉及五个量a 1,n ,d ,a n ,S n ,知道其中三个就能求出另外两个(简称“知三求二”).(2)确定等差数列的关键是求出两个最基本的量,即首项a 1和公差d .跟踪训练1 (1)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 3+a 6=24,S 6=48,则下列选项正确的是( ) A .a 1=-2 B .a 1=2 C .d =3 D .d =-3答案 A解析 因为⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 6=2a 1+7d =24,S 6=6a 1+15d =48,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =4.(2)(2020·全国Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1=-2,a 2+a 6=2,则S 10=______. 答案 25解析 设等差数列{a n }的公差为d , 则a 2+a 6=2a 1+6d =2. 因为a 1=-2,所以d =1. 所以S 10=10×(-2)+10×92×1=25.题型二 等差数列的判定与证明例2 (2021·全国甲卷)已知数列{a n }的各项均为正数,记S n 为{a n }的前n 项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{a n }是等差数列;②数列{S n }是等差数列;③a 2=3a 1. 注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分. 解 ①③⇒②.已知{a n }是等差数列,a 2=3a 1. 设数列{a n }的公差为d ,则a 2=3a 1=a 1+d ,得d =2a 1, 所以S n =na 1+nn -12d =n 2a 1. 因为数列{a n }的各项均为正数, 所以S n =n a 1,所以S n +1-S n =(n +1)a 1-n a 1=a 1(常数),所以数列{S n }是等差数列. ①②⇒③.已知{a n }是等差数列,{S n }是等差数列. 设数列{a n }的公差为d , 则S n =na 1+nn -12d =12n 2d +⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 因为数列{S n }是等差数列,所以数列{S n }的通项公式是关于n 的一次函数,则a 1-d2=0,即d =2a 1,所以a 2=a 1+d =3a 1. ②③⇒①.已知数列{S n }是等差数列,a 2=3a 1, 所以S 1=a 1,S 2=a 1+a 2=4a 1. 设数列{S n }的公差为d ,d >0,则S 2-S 1=4a 1-a 1=d ,得a 1=d 2, 所以S n =S 1+(n -1)d =nd , 所以S n =n 2d 2,所以a n =S n -S n -1=n 2d 2-(n -1)2d 2=2d 2n -d 2(n ≥2),是关于n 的一次函数,且a 1=d 2满足上式,所以数列{a n }是等差数列. 高考改编已知数列{a n }中,a 1=1,前n 项和为S n ,且满足nS n +1-(n +1)S n -32n 2-32n =0,证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.解 因为nS n +1-(n +1)S n -32n 2-32n =0,所以nS n +1-(n +1)S n =32n (n +1),所以S n +1n +1-S n n =32,S 11=a 1=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以1为首项,32为公差的等差数列,S n n =32n -12, 所以S n =32n 2-12n ,当n ≥2时, a n =S n -S n -1 =32n 2-12n -⎣⎡⎦⎤32n -12-12n -1 =3n -2,当n =1时,上式也成立, 所以a n =3n -2. 教师备选(2022·烟台模拟)已知在数列{a n }中,a 1=1,a n =2a n -1+1(n ≥2,n ∈N *),记b n =log 2(a n +1). (1)判断{b n }是否为等差数列,并说明理由; (2)求数列{a n }的通项公式. 解 (1){b n }是等差数列,理由如下: b 1=log 2(a 1+1)=log 22=1,当n ≥2时,b n -b n -1=log 2(a n +1)-log 2(a n -1+1) =log 2a n +1a n -1+1=log 22a n -1+2a n -1+1=1,∴{b n }是以1为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知,b n =1+(n -1)×1=n ,∴a n +1=2n b=2n , ∴a n =2n -1.思维升华 判断数列{a n }是等差数列的常用方法 (1)定义法:对任意n ∈N *,a n +1-a n 是同一常数.(2)等差中项法:对任意n ≥2,n ∈N *,满足2a n =a n +1+a n -1. (3)通项公式法:对任意n ∈N *,都满足a n =pn +q (p ,q 为常数). (4)前n 项和公式法:对任意n ∈N *,都满足S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 跟踪训练2 已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n . (1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.解 (1)由题意可得a 2-2a 1=4, 则a 2=2a 1+4, 又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2, 所以a 3=15.(2)由已知得na n +1-n +1a nn n +1=2,即a n +1n +1-a nn=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差为d =2的等差数列,则a nn =1+2(n -1)=2n -1, 所以a n =2n 2-n . 题型三 等差数列的性质 命题点1 等差数列项的性质例3 (1)已知数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),a 2+a 4+a 6=12,a 1+a 3+a 5=9,则a 3+a 4等于( ) A .6 B .7 C .8 D .9答案 B解析 因为2a n =a n -1+a n +1, 所以{a n }是等差数列,由等差数列性质可得a 2+a 4+a 6=3a 4=12, a 1+a 3+a 5=3a 3=9, 所以a 3+a 4=3+4=7.(2)(2022·崇左模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=150,则S 9等于( ) A .225 B .250 C .270 D .300 答案 C解析 等差数列{a n }的前n 项和为S n , 且a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=150, ∴a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=150, 解得a 5=30,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=270.命题点2 等差数列前n 项和的性质例4 (1)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 20=60,则S 40等于( ) A .110 B .150 C .210 D .280答案 D解析 因为等差数列{a n }的前n 项和为S n ,所以S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30也成等差数列. 故(S 30-S 20)+S 10=2(S 20-S 10), 所以S 30=150.又因为(S 20-S 10)+(S 40-S 30)=2(S 30-S 20), 所以S 40=280.(2)等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意正整数n 都有S n T n =2n -13n -2,则a 11b 6+b 10+a 5b 7+b 9的值为________. 答案2943解析a 11b 6+b 10+a 5b 7+b 9=a 11+a 52b 8=2a 82b 8=a 8b 8,∴a 8b 8=S 2×8-1T 2×8-1=S 15T 15=2×15-13×15-2=2943. 延伸探究 将本例(2)部分条件改为若a 2+a 8b 4+b 6=57,则S 9T 9=________.答案 57解析a 2+a 8b 4+b 6=2a 52b 5=a 5b 5=57, ∴S 9T 9=9a 1+a 929b 1+b 92=9a 59b 5=a 5b 5=57. 教师备选1.若等差数列{a n }的前15项和S 15=30,则2a 5-a 6-a 10+a 14等于( ) A .2 B .3 C .4 D .5解析 ∵S 15=30,∴152(a 1+a 15)=30,∴a 1+a 15=4, ∴2a 8=4,∴a 8=2.∴2a 5-a 6-a 10+a 14=a 4+a 6-a 6-a 10+a 14=a 4-a 10+a 14=a 10+a 8-a 10=a 8=2.2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 020,S 2 0202 020-S 2 0142 014=6,则S 2 023等于( )A .2 023B .-2 023C .4 046D .-4 046答案 C解析 ∵⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列,设公差为d ′,则S 2 0202 020-S 2 0142 014=6d ′=6,∴d ′=1, 首项为S 11=-2 020,∴S 2 0232 023=-2 020+(2 023-1)×1=2, ∴S 2 023=2 023×2=4 046.思维升华 (1)项的性质:在等差数列{a n }中,若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a m +a n =a p +a q .(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1). ②S 2n -1=(2n -1)a n .③依次k 项和成等差数列,即S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…成等差数列.跟踪训练3 (1)(2021·北京){a n }和{b n }是两个等差数列,其中a k b k (1≤k ≤5)为常值,若a 1=288,a 5=96,b 1=192,则b 3等于( ) A .64 B .128 C .256 D .512解析 由已知条件可得a 1b 1=a 5b 5,则b 5=a 5b 1a 1=96×192288=64,因此,b 3=b 1+b 52=192+642=128.(2)(2022·吕梁模拟)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,满足a 3=3a 1,a 2=3a 1-1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和为( ) A.552 B .55C.652 D .65答案 C解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =3a 1,a 1+d =3a 1-1,所以a 1=1,d =1, 所以S n =n +n n -12=nn +12, 所以S n n =n +12,所以S n +1n +1-S n n=n +1+12-n +12=12,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以1为首项,12为公差的等差数列,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和T 10=10+10×10-12×12=652.课时精练1.(2022·信阳模拟)在等差数列{a n }中,若a 3+a 9=30,a 4=11,则{a n }的公差为( ) A .-2 B .2 C .-3 D .3 答案 B解析 设公差为d ,因为a 3+a 9=2a 6=30, 所以a 6=15,从而d =a 6-a 46-4=2.2.(2022·莆田模拟)已知等差数列{a n }满足a 3+a 6+a 8+a 11=12,则2a 9-a 11的值为( ) A .-3 B .3 C .-12 D .12 答案 B解析 由等差中项的性质可得, a 3+a 6+a 8+a 11=4a 7=12, 解得a 7=3, ∵a 7+a 11=2a 9, ∴2a 9-a 11=a 7=3.3.(2022·铁岭模拟)中国古代数学名著《张邱建算经》中有如下问题:今有十等人,每等一人,宫赐金以等次差降之(等差数列),上三人先入,得金四斤,持出;下四人后入,得金三斤,持出;中间三人未到者,亦依等次更给.则第一等人(得金最多者)得金斤数是( ) A.3726 B.3727 C.5239 D.5639答案 A解析 由题设知在等差数列{a n }中, a 1+a 2+a 3=4,a 7+a 8+a 9+a 10=3. 所以3a 1+3d =4,4a 1+30d =3, 解得a 1=3726.4.(2022·山东省实验中学模拟)已知等差数列{a n }的项数为奇数,其中所有奇数项之和为319,所有偶数项之和为290,则该数列的中间项为( ) A .28 B .29 C .30 D .31答案 B解析 设等差数列{a n }共有2n +1项, 则S 奇=a 1+a 3+a 5+…+a 2n +1, S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2n , 该数列的中间项为a n +1,又S 奇-S 偶=a 1+(a 3-a 2)+(a 5-a 4)+…+(a 2n +1-a 2n )=a 1+d +d +…+d =a 1+nd =a n +1, 所以a n +1=S 奇-S 偶=319-290=29.5.等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,当首项a 1和d 变化时,a 3+a 8+a 13是一个定值,则下列各数也为定值的是( ) A .a 11 B .a 12 C .S 15 D .S 16 答案 C解析 由等差中项的性质可得a 3+a 8+a 13=3a 8为定值,则a 8为定值, S 15=15()a 1+a 152=15a 8为定值,但S 16=16()a 1+a 162=8()a 8+a 9不是定值.6.在等差数列{a n }中,若a 10a 9<-1,且它的前n 项和S n 有最大值,则使S n >0成立的正整数n的最大值是( )A .15B .16C .17D .14 答案 C解析 ∵等差数列{a n }的前n 项和有最大值, ∴等差数列{a n }为递减数列, 又a 10a 9<-1,∴a 9>0,a 10<0, 且a 9+a 10<0, 又S 18=18a 1+a 182=9(a 9+a 10)<0,S 17=17a 1+a 172=17a 9>0,∴使S n >0成立的正整数n 的最大值是17.7.(2019·北京)设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=________. 答案 0解析 设等差数列{a n }的公差为d ,∵⎩⎪⎨⎪⎧a 2=-3,S 5=-10, 即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =-3,5a 1+10d =-10, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =1,∴a 5=a 1+4d =0. 8.(2022·新乡模拟)一百零八塔,位于宁夏吴忠青铜峡市,是始建于西夏时期的喇嘛式实心塔群,是中国现存最大且排列最整齐的喇嘛塔群之一.一百零八塔,因塔群的塔数而得名,塔群随山势凿石分阶而建,由下而上逐层增高,依山势自上而下各层的塔数分别为1,3,3,5,5,7,…,该数列从第5项开始成等差数列,则该塔群最下面三层的塔数之和为________.答案 51解析 设该数列为{a n },依题意可知,a 5,a 6,…成等差数列,且公差为2,a 5=5, 设塔群共有n 层,则1+3+3+5+5(n -4)+n -4n -52×2=108,解得n =12(n =-8舍去).故最下面三层的塔数之和为a 10+a 11+a 12=3a 11=3×(5+2×6)=51.9.(2021·全国乙卷)记S n 为数列{a n }的前n 项和,b n 为数列{S n }的前n 项积,已知2S n +1b n =2.(1)证明:数列{b n }是等差数列; (2)求{a n }的通项公式.(1)证明 因为b n 是数列{S n }的前n 项积, 所以n ≥2时,S n =b nb n -1,代入2S n +1b n =2可得,2b n -1b n +1b n =2,整理可得2b n -1+1=2b n , 即b n -b n -1=12(n ≥2).又2S 1+1b 1=3b 1=2,所以b 1=32, 故{b n }是以32为首项,12为公差的等差数列.(2)解 由(1)可知,b n =n +22,则2S n +2n +2=2,所以S n =n +2n +1, 当n =1时,a 1=S 1=32,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n +2n +1-n +1n =-1nn +1. 故a n=⎩⎨⎧32,n =1,-1nn +1,n ≥2.10.在数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2-2a n +1+a n =0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |,求T n . 解 (1)∵a n +2-2a n +1+a n =0, ∴a n +2-a n +1=a n +1-a n ,∴数列{a n }是等差数列,设其公差为d , ∵a 1=8,a 4=2, ∴d =a 4-a 14-1=-2,∴a n =a 1+(n -1)d =10-2n ,n ∈N *.(2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,则由(1)可得, S n =8n +nn -12×(-2)=9n -n 2,n ∈N *. 由(1)知a n =10-2n ,令a n =0,得n =5, ∴当n >5时,a n <0, 则T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =S 5-(S n -S 5)=2S 5-S n=2×(9×5-25)-(9n -n 2)=n 2-9n +40; 当n ≤5时,a n ≥0, 则T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =9n -n 2,∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧9n -n 2,n ≤5,n ∈N *,n 2-9n +40,n ≥6,n ∈N *.11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m 等于( ) A .3 B .4 C .5 D .6 答案 C解析 ∵数列{a n }为等差数列,且前n 项和为S n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.∴S m -1m -1+S m +1m +1=2S mm , 即-2m -1+3m +1=0, 解得m =5,经检验为原方程的解.12.(2022·济宁模拟)设等差数列{a n }的前n 项和是S n ,已知S 14>0,S 15<0,则下列选项不正确的是( ) A .a 1>0,d <0 B .a 7+a 8>0C .S 6与S 7均为S n 的最大值D .a 8<0 答案 C解析 因为S 14>0, 所以S 14=14×a 1+a 142=7(a 1+a 14)=7(a 7+a 8)>0, 即a 7+a 8>0, 因为S 15<0,所以S 15=15×a 1+a 152=15a 8<0,所以a 8<0,所以a 7>0,所以等差数列{a n }的前7项为正数,从第8项开始为负数, 则a 1>0,d <0,S 7为S n 的最大值.13.(2020·新高考全国Ⅰ)将数列{2n -1}与{3n -2}的公共项从小到大排列得到数列{a n },则{a n }的前n 项和为________.答案 3n 2-2n解析 方法一 (观察归纳法)数列{2n -1}的各项为1,3,5,7,9,11,13,…; 数列{3n -2}的各项为1,4,7,10,13,….观察归纳可知,两个数列的公共项为1,7,13,…,是首项为1,公差为6的等差数列, 则a n =1+6(n -1)=6n -5. 故前n 项和为S n =na 1+a n 2=n1+6n -52=3n 2-2n .方法二 (引入参变量法)令b n =2n -1,c m =3m -2,b n =c m ,则2n -1=3m -2,即3m =2n +1,m 必为奇数. 令m =2t -1,则n =3t -2(t =1,2,3,…). a t =b 3t -2=c 2t -1=6t -5,即a n =6n -5. 以下同方法一.14.(2022·东莞东方明珠学校模拟)已知等差数列{a n }的首项a 1=1,公差为d ,前n 项和为S n .若S n ≤S 8恒成立,则公差d 的取值范围是__________. 答案 ⎣⎡⎦⎤-17,-18 解析 根据等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S n ≤S 8恒成立, 可知a 8≥0且a 9≤0, 所以1+7d ≥0且1+8d ≤0, 解得-17≤d ≤-18.15.定义向量列a 1,a 2,a 3,…,a n 从第二项开始,每一项与它的前一项的差都等于同一个常向量(即坐标都是常数的向量),即a n =a n -1+d (n ≥2,且n ∈N *),其中d 为常向量,则称这个向量列{a n }为等差向量列.这个常向量叫做等差向量列的公差向量,且向量列{a n }的前n 项和S n =a 1+a 2+…+a n .已知等差向量列{a n }满足a 1=(1,1),a 2+a 4=(6,10),则向量列{a n }的前n 项和S n =____________________. 答案⎝⎛⎭⎫n +n 22,n 2解析 因为向量线性运算的坐标运算,是向量的横坐标、纵坐标分别进行对应的线性运算,则等差数列的性质在等差向量列里面也适用,由等差数列的等差中项的性质知2a 3=a 2+a 4=(6,10),解得a 3=(3,5),则等差向量列{a n }的公差向量为d =a 3-a 12=3,5-1,12=3-1,5-12=2,42=(1,2), 由等差数列的通项公式可得等差向量列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =(1,1)+(n -1)(1,2)=(1,1)+(n -1,2n -2) =(1+n -1,1+2n -2)=(n ,2n -1),由等差数列的前n 项和公式,可得等差向量列{a n }的前n 项和S n =na 1+a n2=n [1,1+n ,2n -1]2=n1+n ,2n2=n +n 2,2n 22=⎝⎛⎭⎫n +n 22,n 2.16.在等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6. (1)求{a n }的通项公式;(2)设{b n }=[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得2a 1+5d =4,a 1+5d =3,解得a 1=1,d =25,所以{a n }的通项公式为a n =2n +35.(2)由(1)知,b n =⎣⎡⎦⎤2n +35,当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1; 当n =4,5时,2<2n +35<3,b n =2; 当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3; 当n =9,10时,4<2n +35<5,b n =4. 所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.。
第六章数列6-3等比数列
所以 a4a5a6=(a4a6)·a5=a53=( a2a8)3=(5016)3=5 2. 解法二:∵{an}是等比数列,∴a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9 成等比数列, 又∵an>0,∴a4a5a6= a1a2a3a7a5a9 = 5×10=5 2.
答案:A
点评:同一个题目,从不同角度观察分析有 不同的解法,同是运用性质,解法二比解法 一简捷许多,平时解题后多反思一下,还有 什么解法?怎样解更简捷,能有效的优化思 维过程,提高解题速度,提升分析解决问题 的能力.
(3){an}为等比数列,则aamn= qm-n .
(4)若 m、n、p、q∈N*且 m+n=p+q,则 am·an=ap·aq. 特别地,a1an=a2an-1=a3an-2=…
(5)等间隔的 k 项和(或积)仍成等比数列. 例如:{an}是等比数列,则 ①a1,a3,a5,…,a2n-1;②a1+a2,a2+a3,a3+a4,…; ③a1a2,a2a3,a3a4,…;④a1+a2,a3+a4,a5+a6……均 成等比数列. (6)an2=an-k·an+k (1≤k<n,n、k∈N*). (7)n 为奇数时,a1a2…an=(an+2 1)n, n 为偶数时 a1a2…an=( a1an)n (an>0).
(理)(09·全国Ⅱ)设等比数列{an}的前n项和为 Sn.若a1=1,S6=4S3,则a4=________.
2022届高考数学大一轮总复习第六章 数 列:第六章 6
§6.4 数列求和1.求数列的前n 项和的方法 (1)公式法①等差数列的前n 项和公式 S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d .②等比数列的前n 项和公式 (Ⅰ)当q =1时,S n =na 1;(Ⅱ)当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q .(2)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项,使其转化为几个等差、等比数列,再求解. (3)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差求和,正负相消剩下首尾若干项. (4)倒序相加法把数列分别正着写和倒着写再相加,即等差数列求和公式的推导过程的推广. (5)错位相减法主要用于一个等差数列与一个等比数列对应项相乘所得的数列的求和,即等比数列求和公式的推导过程的推广. (6)并项求和法一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)n f (n )类型,可采用两项合并求解.例如,S n =1002-992+982-972+…+22-12=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050. 2.常见的裂项公式 (1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1;(3)1n +n +1=n +1-n .【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)如果数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q .( √ )(2)当n ≥2时,1n 2-1=12(1n -1-1n +1).( √ )(3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n 之和时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( × )(4)数列{12n +2n -1}的前n 项和为n 2+12n .( × )(5)若数列a 1,a 2-a 1,…,a n -a n -1是首项为1,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =3n -12.( √ )(6)推导等差数列求和公式的方法叫做倒序求和法,利用此法可求得sin 21°+sin 22°+sin 23°+…+sin 288°+sin 289°=44.5.( √ )1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 5=5,S 5=15,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为( )A.100101B.99101C.99100D.101100 答案 A解析 利用裂项相消法求和. 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d . ∵a 5=5,S 5=15,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =5,5a 1+5×(5-1)2d =15,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1, ∴a n =a 1+(n -1)d =n . ∴1a n a n +1=1n (n +1)=1n -1n +1, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前100项和为1-12+12-13+…+1100-1101=1-1101=100101.2.数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n -1·(4n -3),则它的前100项之和S 100等于( ) A .200 B .-200 C .400 D .-400 答案 B解析 S 100=(4×1-3)-(4×2-3)+(4×3-3)-…-(4×100-3)=4×[(1-2)+(3-4)+…+(99-100)]=4×(-50)=-200.3.(2014·广东)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________ 答案 50解析 因为a 10a 11+a 9a 12=2a 10a 11=2e 5, 所以a 10a 11=e 5.所以ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=ln(a 1a 2…a 20)=ln [(a 1a 20)·(a 2a 19)·…·(a 10a 11)]=ln(a 10a 11)10=10ln(a 10a 11)=10ln e 5=50ln e =50. 4.3·2-1+4·2-2+5·2-3+…+(n +2)·2-n =________. 答案 4-n +42n解析 设S =3×12+4×122+5×123+…+(n +2)×12n ,则12S =3×122+4×123+5×124+…+(n +2)×12n +1. 两式相减得12S =3×12+(122+123+…+12n )-n +22n +1.∴S =3+(12+122+…+12n -1)-n +22n=3+12[1-(12)n -1]1-12-n +22n =4-n +42n .题型一 分组转化法求和例1 已知数列{a n }的通项公式是a n =2·3n -1+(-1)n (ln 2-ln 3)+(-1)n n ln 3,求其前n 项和S n .解 S n =2(1+3+…+3n -1)+[-1+1-1+…+(-1)n ]·(ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1)n n ]ln 3,所以当n 为偶数时,S n =2×1-3n 1-3+n 2ln 3=3n +n2ln 3-1;当n 为奇数时,S n =2×1-3n 1-3-(ln 2-ln 3)+(n -12-n )ln 3=3n -n -12ln 3-ln 2-1.综上所述,S n=⎩⎨⎧3n+n2ln 3-1,n 为偶数,3n-n -12ln 3-ln 2-1,n 为奇数.思维升华 某些数列的求和是将数列分解转化为若干个可求和的新数列的和或差,从而求得原数列的和,这就要通过对数列通项结构特点进行分析研究,将数列的通项合理分解转化.特别注意在含有字母的数列中对字母的讨论.(1)数列{a n }中,a n +1+(-1)n a n =2n -1,则数列{a n }前12项和等于( )A .76B .78C .80D .82(2)已知数列{a n }的前n 项是3+2-1,6+4-1,9+8-1,12+16-1,…,则数列{a n }的通项公式a n =________,其前n 项和S n =________. 答案 (1)B (2)3n -1+2n12n (3n +1)+2n +1-2 解析 (1)由已知a n +1+(-1)n a n =2n -1,① 得a n +2+(-1)n +1a n +1=2n +1,②由①②得a n +2+a n =(-1)n ·(2n -1)+(2n +1), 取n =1,5,9及n =2,6,10, 结果相加可得S 12=a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 11+a 12=78. (2)由已知得数列{a n }的通项公式为 a n =3n +2n -1=3n -1+2n , ∴S n =a 1+a 2+…+a n=(2+5+…+3n -1)+(2+22+…+2n ) =n (2+3n -1)2+2(1-2n )1-2=12n (3n +1)+2n +1-2. 题型二 错位相减法求和例2 已知等差数列{a n }的前3项和为6,前8项和为-4. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(4-a n )q n -1(q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n . 思维点拨 (1)列方程组求{a n }的首项、公差,然后写出通项a n . (2)q =1时,b n 为等差数列,直接求和;q ≠1时,用错位相减法求和. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =6,8a 1+28d =-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.故a n =3+(n -1)·(-1)=4-n . (2)由(1)得,b n =n ·q n -1,于是 S n =1·q 0+2·q 1+3·q 2+…+n ·q n -1. 若q ≠1,将上式两边同乘以q 有 qS n =1·q 1+2·q 2+…+(n -1)·q n -1+n ·q n .两式相减得到(q -1)S n =nq n -1-q 1-q 2-…-q n -1 =nq n-q n -1q -1=nq n +1-(n +1)q n +1q -1.于是,S n =nq n +1-(n +1)q n +1(q -1)2.若q =1,则S n =1+2+3+…+n =n (n +1)2.所以S n=⎩⎪⎨⎪⎧n (n +1)2,q =1,nq n +1-(n +1)q n +1(q -1)2,q ≠1.思维升华 (1)错位相减法是求解由等差数列{b n }和等比数列{c n }对应项之积组成的数列{a n },即a n =b n ×c n 的前n 项和的方法.这种方法运算量较大,要重视解题过程的训练. (2)注意错位相减法中等比数列求和公式的应用范围.已知首项为12的等比数列{a n }是递减数列,其前n 项和为S n ,且S 1+a 1,S 2+a 2,S 3+a 3成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n ·log 2a n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,求满足不等式T n +2n +2≥116的最大n 值.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,由题意知a 1=12,又∵S 1+a 1,S 2+a 2,S 3+a 3成等差数列, ∴2(S 2+a 2)=S 1+a 1+S 3+a 3, 变形得S 2-S 1+2a 2=a 1+S 3-S 2+a 3, 即得3a 2=a 1+2a 3,∴32q =12+q 2,解得q =1或q =12, 又由{a n }为递减数列,于是q =12,∴a n =a 1q n -1=(12)n .(2)由于b n =a n log 2a n =-n ·(12)n ,∴T n =-[1·12+2·(12)2+…+(n -1)·(12)n -1+n ·(12)n ],于是12T n =-[1·(12)2+…+(n -1)·(12)n +n ·(12)n +1],两式相减得:12T n =-[12+(12)2+…+(12)n -n ·(12)n +1]=-12·[1-(12)n ]1-12+n ·(12)n +1,∴T n =(n +2)·(12)n -2.∴T n +2n +2=(12)n ≥116,解得n ≤4, ∴n 的最大值为4. 题型三 裂项相消法求和例3 (2014·山东)已知等差数列{a n }的公差为2,前n 项和为S n ,且S 1,S 2,S 4成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)令b n =(-1)n-14na n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)因为S 1=a 1,S 2=2a 1+2×12×2=2a 1+2,S 4=4a 1+4×32×2=4a 1+12,由题意得(2a 1+2)2=a 1(4a 1+12),解得a 1=1, 所以a n =2n -1. (2)b n =(-1)n-14n a n a n +1=(-1)n -14n (2n -1)(2n +1)=(-1)n -1(12n -1+12n +1). 当n 为偶数时,T n =(1+13)-(13+15)+…+(12n -3+12n -1)-(12n -1+12n +1)=1-12n +1=2n2n +1.当n 为奇数时,T n =(1+13)-(13+15)+…-(12n -3+12n -1)+(12n -1+12n +1)=1+12n +1=2n +22n +1.所以T n=⎩⎪⎨⎪⎧2n +22n +1,n 为奇数,2n2n +1,n 为偶数.(或T n =2n +1+(-1)n -12n +1)思维升华 利用裂项相消法求和时,应注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项,再就是将通项公式裂项后,有时候需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项公式相等.在数列{a n }中,a 1=1,当n ≥2时,其前n 项和S n 满足S 2n =a n⎝⎛⎭⎫S n -12. (1)求S n 的表达式;(2)设b n =S n2n +1,求{b n }的前n 项和T n .解 (1)∵S 2n =a n ⎝⎛⎭⎫S n -12, a n =S n -S n -1 (n ≥2), ∴S 2n =(S n -S n -1)⎝⎛⎭⎫S n -12, 即2S n -1S n =S n -1-S n ,① 由题意得S n -1·S n ≠0,①式两边同除以S n -1·S n ,得1S n -1S n -1=2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为1S 1=1a 1=1,公差为2的等差数列.∴1S n =1+2(n -1)=2n -1,∴S n =12n -1. (2)∵b n =S n 2n +1=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1, ∴T n =b 1+b 2+…+b n =12[(1-13)+(13-15)+…+(12n -1-12n +1)]=12⎝⎛⎭⎫1-12n +1=n2n +1.四审结构定方案典例:(12分)已知数列{a n }的前n 项和S n =-12n 2+kn (其中k ∈N *),且S n 的最大值为8.(1)确定常数k ,并求a n ;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫9-2a n 2n 的前n 项和T n .审题路线图S n =-12n 2+kn 及S n 最大值为8S n 是n 的函数n =k 时(S n )max =S k =8(根据S n 的结构特征确定k 值)k =4,S n =-12n 2+4n利用a n 、S n 的关系a n =92-n化简数列{}9-2a n 2n9-2a n 2n =n2n -1根据数列的结构特征,确定求和方法:错位相减法T n =1+22+322+…+n -12n -2+n 2n -1①①式两边同乘以22T n =2+2+32+…+n -12n -3+n2n -2②错位相减T n =2+1+12+…+12n -2-n2n -1=4-n +22n -1.规范解答解 (1)当n =k ∈N *时,S n =-12n 2+kn 取得最大值,即8=S k =-12k 2+k 2=12k 2,故k 2=16,k =4.当n =1时,a 1=S 1=-12+4=72,[3分]当n ≥2时,a n =S n -S n -1=92-n .[6分]当n =1时,上式也成立,综上,a n =92-n .(2)因为9-2a n 2n =n2n -1,所以T n =1+22+322+…+n -12n -2+n2n -1,① [7分]所以2T n =2+2+32+…+n -12n -3+n2n -2 ②②-①得:2T n -T n =2+1+12+…+12n -2-n2n -1=4-12n -2-n2n -1=4-n +22n -1.[11分]故T n =4-n +22n -1.[12分]温馨提醒 (1)根据数列前n 项和的结构特征和最值确定k 和S n ,求出a n 后再根据{9-2a n2n }的结构特征确定利用错位相减法求T n .在审题时,要审题目中数式的结构特征判定解题方案; (2)利用S n 求a n 时不要忽视n =1的情况;错位相减时不要漏项或算错项数. (3)可以通过n =1,2时的特殊情况对结论进行验证.方法与技巧非等差、等比数列的一般数列求和,主要有两种思想:(1)转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相消来完成;(2)不能转化为等差或等比的特殊数列,往往通过裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等来求和. 失误与防范1.直接应用公式求和时,要注意公式的应用范围,如当等比数列公比为参数(字母)时,应对其公比是否为1进行讨论.2.在应用错位相减法时,注意观察未合并项的正负号;结论中形如a n ,a n +1的式子应进行合并.3.在应用裂项相消法时,要注意消项的规律具有对称性,即前剩多少项则后剩多少项.A 组 专项基础训练 (时间:45分钟)1.数列112,314,518,7116,…,(2n -1)+12n ,…的前n 项和S n 的值等于( )A .n 2+1-12nB .2n 2-n +1-12nC .n 2+1-12n -1D .n 2-n +1-12n答案 A解析 该数列的通项公式为a n =(2n -1)+12n ,则S n =[1+3+5+…+(2n -1)]+(12+122+…+12n )=n 2+1-12n .2.已知函数f (n )=n 2cos n π,且a n =f (n )+f (n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 100等于( ) A .0 B .-100 C .100 D .10 200 答案 B解析 f (n )=n 2cos n π=⎩⎪⎨⎪⎧-n 2(n 为奇数)n 2(n 为偶数)=(-1)n ·n 2, 由a n =f (n )+f (n +1) =(-1)n ·n 2+(-1)n +1·(n +1)2 =(-1)n [n 2-(n +1)2] =(-1)n +1·(2n +1), 得a 1+a 2+a 3+…+a 100=3+(-5)+7+(-9)+…+199+(-201) =50×(-2)=-100.3.数列a 1+2,…,a k +2k ,…,a 10+20共有十项,且其和为240,则a 1+…+a k +…+a 10的值为( )A .31B .120C .130D .185 答案 C解析 a 1+…+a k +…+a 10 =240-(2+…+2k +…+20) =240-(2+20)×102=240-110=130.4.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-6n ,则{|a n |}的前n 项和T n 等于( ) A .6n -n 2B .n 2-6n +18C.⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3),n 2-6n +18(n >3) D.⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3),n 2-6n (n >3) 答案 C解析 ∵由S n =n 2-6n 得{a n }是等差数列,且首项为-5,公差为2.∴a n =-5+(n -1)×2=2n -7,∴n ≤3时,a n <0,n >3时,a n >0,∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3),n 2-6n +18(n >3). 5.数列a n =1n (n +1),其前n 项之和为910,则在平面直角坐标系中,直线(n +1)x +y +n =0在y 轴上的截距为( )A .-10B .-9C .10D .9答案 B解析 数列的前n 项和为11×2+12×3+…+1n (n +1)=1-1n +1=n n +1=910, ∴n =9,∴直线方程为10x +y +9=0.令x =0,得y =-9,∴在y 轴上的截距为-9.6.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),且a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21=________. 答案 6解析 由a n +a n +1=12=a n +1+a n +2, ∴a n +2=a n ,则a 1=a 3=a 5=…=a 21,a 2=a 4=a 6=…=a 20,∴S 21=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 20+a 21)=1+10×12=6. 7.已知数列{a n }满足a n +a n +1=(-1)n +12(n ∈N *),a 1=-12,S n是数列{a n }的前n 项和,则S 2 013=________.答案 -1 0072解析 由题意知,a 1=-12,a 2=1,a 3=-32,a 4=2,a 5=-52,a 6=3,…, 所以数列{a n }的奇数项构成了首项为-12, 公差为-1的等差数列,偶数项构成了首项为1,公差为1的等差数列,通过分组求和可得S 2 013=[(-12)×1 007+1 007×1 0062×(-1)]+(1×1 006+1 006×1 0052×1)=-1 0072. 8.设f (x )=4x 4x +2,若S =f (12 015)+f (22 015)+…+f (2 0142 015),则S =________. 答案 1 007解析 ∵f (x )=4x 4x +2,∴f (1-x )=41-x 41-x +2=22+4x, ∴f (x )+f (1-x )=4x 4x +2+22+4x=1. S =f (12 015)+f (22 015)+…+f (2 0142 015),① S =f (2 0142 015)+f (2 0132 015)+…+f (12 015),② ①+②得,2S =[f (12 015)+f (2 0142 015)]+[f (22 015)+f (2 0132 015)]+…+[f (2 0142 015)+f (12 015)]=2 014, ∴S =2 0142=1 007. 9.已知数列{a n }是首项为a 1=14,公比为q =14的等比数列,设b n +2=143log n a (n ∈N *),数列{c n }满足c n =a n ·b n .(1)求数列{b n }的通项公式;(2)求数列{c n }的前n 项和S n .解 (1)由题意,知a n =(14)n (n ∈N *), 又b n =143log 2n a ,故b n =3n -2(n ∈N *).(2)由(1),知a n =(14)n ,b n =3n -2(n ∈N *), 所以c n =(3n -2)×(14)n (n ∈N *). 所以S n =1×14+4×(14)2+7×(14)3+…+(3n -5)×(14)n -1+(3n -2)×(14)n , 于是14S n =1×(14)2+4×(14)3+7×(14)4+…+(3n -5)×(14)n +(3n -2)×(14)n +1. 两式相减,得34S n =14+3[(14)2+(14)3+…+(14)n ]-(3n -2)×(14)n +1=12-(3n +2)×(14)n +1. 所以S n =23-3n +23×(14)n (n ∈N *). 10.(2013·江西)正项数列{a n }的前n 项和S n 满足:S 2n -(n 2+n -1)S n-(n 2+n )=0. (1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)令b n =n +1(n +2)2a 2n,数列{b n }的前n 项和为T n ,证明:对于任意的n ∈N *,都有T n <564. (1)解 由S 2n -(n 2+n -1)S n -(n 2+n )=0,得[S n -(n 2+n )](S n +1)=0,由于{a n }是正项数列,所以S n +1>0.所以S n =n 2+n (n ∈N *).n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n ,n =1时,a 1=S 1=2适合上式.∴a n =2n (n ∈N *).(2)证明 由a n =2n (n ∈N *)得b n =n +1(n +2)2a 2n =n +14n 2(n +2)2 =116⎣⎡⎦⎤1n 2-1(n +2)2 T n =116⎣⎡⎝⎛⎭⎫1-132+⎝⎛⎭⎫122-142+⎝⎛⎭⎫132-152+… ⎦⎤+⎝⎛⎭⎫1(n -1)2-1(n +1)2+⎝⎛⎭⎫1n 2-1(n +2)2 =116⎣⎡⎦⎤1+122-1(n +1)2-1(n +2)2<116⎝⎛⎭⎫1+122=564(n ∈N *). 即对于任意的n ∈N *,都有T n <564. B 组 专项能力提升(时间:30分钟)11.已知数列2 008,2 009,1,-2 008,-2 009,…,这个数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前2 014项之和S 2 014等于( )A .2 008B .2 010C .1D .0答案 B解析 由已知得a n =a n -1+a n +1(n ≥2),∴a n +1=a n -a n -1.故数列的前8项依次为2 008,2 009,1,-2 008,-2 009,-1,2 008,2 009.由此可知数列为周期数列,周期为6,且S 6=0.∵2 014=6×335+4,∴S 2 014=S 4=2 008+2 009+1+(-2 008)=2 010.12.1-4+9-16+…+(-1)n +1n 2等于( )A.n (n +1)2 B .-n (n +1)2C .(-1)n+1n (n +1)2 D .以上答案均不对答案 C 解析 当n 为偶数时,1-4+9-16+…+(-1)n +1n 2=-3-7-…-(2n -1)=-n 2(3+2n -1)2=-n (n +1)2; 当n 为奇数时,1-4+9-16+…+(-1)n +1n 2=-3-7-…-[2(n -1)-1]+n 2=-n -12[3+2(n -1)-1]2+n 2 =n (n +1)2, 综上可得,原式=(-1)n +1n (n +1)2. 13.(2013·湖南)设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =(-1)n a n -12n ,n ∈N *,则: (1)a 3=________;(2)S 1+S 2+…+S 100=________.答案 (1)-116 (2)13⎝⎛⎭⎫12100-1 解析 ∵a n =S n -S n -1=(-1)n a n -12n -(-1)n -1a n -1+12n -1(n ≥2), ∴a n =(-1)n a n -(-1)n -1a n -1+12n (n ≥2). 当n 为偶数时,a n -1=-12n , 当n 为奇数时,2a n +a n -1=12n , ∴当n =4时,a 3=-124=-116. 根据以上{a n }的关系式及递推式可求.a 1=-122,a 3=-124,a 5=-126,a 7=-128, a 2=122,a 4=124,a 6=126,a 8=128. ∴a 2-a 1=12,a 4-a 3=123,a 6-a 5=125,…,∴S 1+S 2+…+S 100=(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 100-a 99)-⎝⎛⎭⎫12+122+123+…+12100 =⎝⎛⎭⎫12+123+…+1299-⎝⎛⎭⎫12+122+…+12100 =13⎝⎛⎭⎫12100-1. 14.已知数列{a n }的前n 项和S n ,满足:S n =2a n -2n (n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项a n ;(2)若数列{b n }满足b n =log 2(a n +2),T n 为数列{b n a n +2}的前n 项和,求证:T n ≥12. (1)解 当n ∈N *时,S n =2a n -2n ,则当n ≥2时,S n -1=2a n -1-2(n -1),两式相减得a n =2a n -2a n -1-2,即a n =2a n -1+2,∴a n +2=2(a n -1+2),∴a n +2a n -1+2=2, 当n =1时,S 1=2a 1-2,则a 1=2,∴{a n +2}是以a 1+2=4为首项,2为公比的等比数列,∴a n +2=4·2n -1,∴a n =2n +1-2;(2)证明 b n =log 2(a n +2)=log 22n +1=n +1,∴b n a n +2=n +12n +1,则T n =222+323+…+n +12n +1, 12T n =223+324+…+n 2n +1+n +12n +2, 两式相减得12T n =222+123+124+…+12n +1-n +12n +2 =14+14(1-12n )1-12-n +12n +2 =14+12-12n +1-n +12n +2=34-n +32n +2, ∴T n =32-n +32n +1, 当n ≥2时,T n -T n -1=-n +32n +1+n +22n =n +12n +1>0, ∴{T n }为递增数列,∴T n ≥T 1=12. 15.直线l n :y =x -2n 与圆C n :x 2+y 2=2a n +n 交于不同的两点A n ,B n ,n ∈N *.数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=14|A n B n |2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -1(n 为奇数),a n (n 为偶数),求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)由题意,知圆C n 的圆心到直线l n 的距离d n =n , 半径r n =2a n +n ,所以a n +1=(12|A n B n |)2=r 2n -d 2n =(2a n +n )-n =2a n . 又a 1=1,所以a n =2n -1.(2)当n 为偶数时,T n =(b 1+b 3+…+b n -1)+(b 2+b 4+…+b n ) =[1+5+…+(2n -3)]+(2+23+…+2n -1) =n (n -1)2+2(1-2n )1-4=n 2-n 2+23(2n -1). 当n 为奇数时,n +1为偶数,T n +1=(n +1)2-(n +1)2+23(2n +1-1) =n 2+n 2+23(2n +1-1). 而T n +1=T n +b n +1=T n +2n ,所以T n =n 2+n 2+13(2n -2). 所以T n =⎩⎨⎧n 2-n 2+23(2n -1)(n 为偶数),n 2+n 2+13(2n -2)(n 为奇数).。
新高考数学 第6章 第1讲 数列的概念与简单表示法
第六章 数列
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MING SHI DIAN BO
由前几项归纳数列通项公式的常用方法及具体策略
(1)常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化
通项公式 数列{an}的第n项an与n之间的关系能用公式___a_n_=__f_(n_)___ 表达,这个公式叫做数列{an}的通项公式
前n项和
数列{an}中,Sn=__a_1_+__a_2_+__…_+__a_n__叫做数列{an}的前n 项和
第六章 数列
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知识点二 数列的表示方法
第六章 数列
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当 n=6 时,a1+a2+a3+a4+a5+a6=2a6+1,解得 a6=-32; 所以 S6=-1-2-4-8-16-32=-63. 解法二:因为 Sn=2an+1,所以当 n=1 时,a1=2a1+1,解得 a1= -1, 当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1),所以 an=2an-1,所 以数列{an}是以-1 为首项,2 为公比的等比数列,所以 an=-2n-1,所 以 S6=-1×1-12-26=-63.
第六章 数列
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4.(选修2P9T5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成 的数列的一个通项公式an=__5_n_-__4_.
第六章 数列
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题组三 走向高考
5.(2020·浙江,11,4 分)我国古代数学家杨辉,朱世杰等研究过高阶
专题四:数列(知识点梳理)
高考数学必记知识点归纳总结第六章 数列一、数列的概念与简单表示法:1、基本概念:数列:按照一定顺序排列着的一列数。
数列是有序的。
数列是定义在自然数N*或它的有限子集{1,2,3,…,n}上的函数。
通项公式:数列{}n a 的第n 项n a 与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,这个公式叫做这个数列的通项公式。
如: 221na n =-。
递推公式:已知数列{}n a 的第1项(或前几项),且任一项n a 与他的前一项1n a -(或前几项)可以用一个公式来表示,这个公式叫做数列的递推公式。
2、数列中n a 与n S 之间的关系:11,(1),(2).n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩ 二、等差数列:1、定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列。
定义式:()*+112,n n n n a a d a a d n n N --=-=≥∈或2、等差中项:若三数a A b 、、成等差数列2a b A +⇔=3、通项公式: 1(1)n a a n d =+-4、前n 项和公式:()()11122n n n n n n a a S na d S -+=+=或5、常用性质:① ()n m a a n m d =+-② 若 2m n p q r +=+= ,则 2m n p q r a a a a a +=+=;③ ()*1122,n n n a a a n n N +-=+≥∈;三、等比数列:1、定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列。
定义式:()*112,n n n n a a q q n n N a a +-==≥∈或 2、等比中项:若三数a b 、G 、成等比数列2,G ab ⇒=(ab 同号)。
3、通项公式:11n n a a q -=4、前n 项和公式:()()()1111111n n n n a q a a q S q S q q q--=≠=≠--或 5、常用性质 ① n m n m a a q -=⋅② 若2m n p q r +=+= ,则2m n p q r a a a a a ⋅=⋅=;③ ()2*112,n n n a a a n n N +-=⋅≥∈四、非等差、等比数列通项公式的求法:观察法:已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项。
高中数学第六章 数 列(第一节 数列的概念与简单表示)优秀教案
第六章数列第一节数列的概念与简单表示双流艺体李林学习目标1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类函数.3.由a n与S n的关系求a n4.由递推关系求通项公式评价任务:自主完成活动一,检测目标1自主完成活动二,检测目标1,2自主完成活动三,检测目标35年高考统计1.20xx·全国卷Ⅰ(理)·T14(a n与S n的关系2.20xx·全国卷Ⅰ(理)·T17(递推、通项、求和)活动一:根底知识梳理1.数列的概念(1)数列的定义:按照排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.(2)数列与函数的关系:从函数观点看,数列可以看成以正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数a n=f(n)当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.(3)数列有三种表示法,它们分别是_______、______和_______法.2.数列的分类(1)按照项数有限和无限分:(2)按单调性来分:3.数列的两种常用的表示方法(1)通项公式:如果数列{a n}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.(2)递推公式:如果数列{a n }的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项与它的前一项(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.活动二 根底自测1.(必修5P 33A 组T 4改编)在数列{a n }中,a 1=1,a n =1+(-1)na n -1(n ≥2),则a 5等于( )A.32B.53C.85D.232.(必修5P 67A 组T 2改编)数列{a n }的前几项为12,3,112,8,212,…,则此数列的通项可能是( )A .a n =5n -42B .a n =3n -22C .a n =6n -52D .a n =10n -923.在数列-1,0,19,18,…,n -2n 2中,0.08是它的第________项.4.在数列{a n }中,a n =-n 2+6n +7,当其前n 项和S n 取最大值时,n =________.活动三 互动探究考点一 由a n 与S n 的关系求通项a n[例1] (1)数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1(n ∈N *),则a n =________.(2)数列{a n }的前n 项和S n =13a n +23,则{a n }的通项公式a n =________.(3)数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n ,则a n =________.变式练习1:1.数列{a n}的前n项和S n=3n+1,则a n=________.2.(20xx·全国卷Ⅰ改编)记S n为数列{a n}的前n项和.假设S n=2a n+1,则a n=________.小结:1.S n求a n的3个步骤2.S n与a n关系问题的求解思路根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.(1)利用a n=S n-S n-1(n≥2)转化为只含S n,S n-1的关系式,再求解.(2)利用S n-S n-1=a n(n≥2)转化为只含a n,a n-1的关系式,再求解.考点二由数列的递推关系求通项公式[例2]设数列{a n}中,a1=2,a n+1=a n+n+1,则a n=________.(变条件)假设将“a n+1=a n+n+1〞改为“a n+1=nn+1a n〞,如何求解?.(变条件)假设将“a n+1=a n+n+1〞改为“a n+1=2a n+3〞,如何求解?小结:(1)累加法(2)累乘法变式练习2:1.数列{a n}中,a1=1中,a n+1=a n+n(n∈N*)中,则a4=________,a n=________.2.设数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2n a n ,则通项公式a n =________.3.在数列{a n }中,a 1=3,且点P n (a n ,a n +1)(n ∈N *)在直线4x -y +1=0上,则数列{a n }的通项公式为________.考点三 数列的性质及应用考向(一) 数列的周期性[例3-1] (多项选择)数列{a n }满足a n +1=1-1a n (n ∈N *),且a 1=2,则( )A .a 3=-1B .a 2 019=12C .S 6=3D .2S 2 019=2 019小结:解决数列周期性问题的方法考向(二) 数列的单调性(最值)[例3-2] 等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且a n =2n +λ,假设数列{S n }(n ≥7,n ∈N *)为递增数列,则实数λ的取值范围为________.小结:解决数列的单调性问题的3种方法 作差比拟法 作商比拟法 数形结合法变式练习3:1.假设数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n 1-a n ,则a 2 020的值为( )A .2B .-3C .-12 D.132.假设数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n (n ∈N *),则数列{na n }中数值最小的项是( )A .第2项B .第3项C .第4项D .第5项活动四 课后训练案1.数列{a n }的前n 项和为S n =n 2-2n +2,则数列{a n }的通项公式为( ) A .a n =2n -3B .a n =2n +3C .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -3,n ≥2D .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n +3,n ≥22.(20xx·福建四联考)假设数列的前4项分别是12,-13,14,-15,则此数列的一个通项公式为( )A.(-1)n +1n +1 B.(-1)n n +1 C.(-1)n n D.(-1)n -1n3.在数列{a n }中,a 1=1,a n a n -1=a n -1+(-1)n (n ≥2,n ∈N *),则a 3a 5的值是( )A.1516B.158C.34D.38 4.数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a 2n -2a n +1(n ∈N *),则a 2 020等于( ) A .1 B .0 C .2 017 D .-2 017 5.数列32,54,76,9m -n ,m +n 10,…,根据前3项给出的规律,实数对(m ,n )为________.6.(20xx·衡阳四联考)数列{a n }满足a 1=3,a n +1=4a n +3. (1)写出该数列的前4项,并归纳出数列{a n }的通项公式; (2)证明:a n +1+1a n +1=4.。
第6章 第1节 数列的概念与简单表示法 课件(共45张PPT)
第一节 数列的概念与简单表示法
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[跟进训练]
已知正项数列{an}中, a1+ a2+…+ an=nn2+1,则数列{an}
的通项公式为( )
A.an=n C.an=n2
B.an=n2 D.an=n22
第一节 数列的概念与简单表示法
B [∵ a1+ a2+…+
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考点三 数列的性质
1.解决数列周期性问题的方法
先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周
期性求值.
2.判断数列单调性的两种方法
(1)作差(或商)法.
(2)目标函数法:写出数列对应的函数,利用导数或利用基本初等
函数的单调性探求其单调性,再将函数的单调性对应到数列中去.
第一节 数列的概念与简单表示法
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二、教材习题衍生
1.数列-1,12,-13,14,-15,…的一个通项公式为( )
A.an=±1n
B.an=(-1)n·1n
C.an=(-1)n+11n
D.an=1n
B [由a1=-1,代入检验可知选B.]
1234
∴an1+1=a1n+12,即an1+1-a1n=12,
又a1=2,则a11=12,
∴a1n是以12为首项,12为公差的等差数列. ∴a1n=a11+(n-1)×12=n2,∴an=2n.]
第一节 数列的概念与简单表示法
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高考数学一轮复习 第六章 数列 第3讲 等比数列及其前n项和教学案 理
第3讲 等比数列及其前n 项和一、知识梳理1.等比数列的有关概念 (1)定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫作等比数列.这个常数叫作等比数列的公比,通常用字母q 表示.(2)等比中项如果a 、G 、b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔G 2=ab .“a ,G ,b 成等比数列”是“G 是a 与b 的等比中项”的充分不必要条件.2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1qn -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.3.等比数列的性质已知数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和(m ,n ,p ,q ,r ,k ∈N +(1)若m +n =p +q =2r ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2r . (2)数列a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等比数列.(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍是等比数列(此时{a n }的公比q ≠-1).常用结论1.正确理解等比数列的单调性当q >1,a 1>0或0<q <1,a 1<0时 ,{a n }是递增数列; 当q >1,a 1<0或0<q <1,a 1>0时 ,{a n }是递减数列; 当q =1时,{a n }是常数列; 当q =-1时,{a n }是摆动数列. 2.记住等比数列的几个常用结论(1)若{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }(λ≠0),⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 仍是等比数列. (2)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n +3k ,…为等比数列,公比为q k.(3)一个等比数列各项的k 次幂,仍组成一个等比数列,新公比是原公比的k 次幂.(4){a n }为等比数列,若a 1·a 2·…·a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3nT 2n,…成等比数列.(5)当q ≠0,q ≠1时,S n =k -k ·q n(k ≠0)是{a n }成等比数列的充要条件,此时k =a 11-q.(6)有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项的积相等.特别地,若项数为奇数时,还等于中间项的平方.二、教材衍化1.在3与192中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.解析:设该数列的公比为q ,由题意知, 192=3×q 3,q 3=64,所以q =4.所以插入的两个数分别为3×4=12,12×4=48. 答案:12,482.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q =________.解析:由题意知q 3=a 5a 2=18,所以q =12.答案:123.等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则{a n }的通项公式a n =________.解析:因为S 10S 5=3132,所以S 10-S 5S 5=-132,因为S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,所以q 5=-132,q =-12,则a n =-1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1.答案:-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)与等差数列类似,等比数列的各项可以是任意一个实数.( )(2)公比q 是任意一个常数,它可以是任意实数.( ) (3)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( ) 答案:(1)× (2)× (3)× 二、易错纠偏常见误区|K(1)忽视项的符号判断; (2)忽视公比q =1的特殊情况; (3)忽视等比数列的项不为0.1.在等比数列{a n }中,a 3=4,a 7=16,则a 3与a 7的等比中项为________.解析:设a 3与a 7的等比中项为G ,因为a 3=4,a 7=16,所以G 2=4×16=64,所以G =±8.答案:±82.数列{a n }的通项公式是a n =a n(a ≠0),则其前n 项和S n =________.解析:因为a ≠0,a n =a n,所以{a n }是以a 为首项,a 为公比的等比数列.当a =1时,S n =n ;当a ≠1时S n =a (1-a n )1-a.答案:⎩⎪⎨⎪⎧n ,a =1,a (1-a n )1-a,a ≠0,a ≠13.已知x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,则x的值为________.解析:因为x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,所以(2x+2)2=x(3x+3),即x2+5x+4=0,解得x=-1或x=-4.当x=-1时,数列的前三项为-1,0,0,不是等比数列,舍去.答案:-4等比数列基本量的运算(师生共研)(1)(2019·高考全国卷Ⅲ)已知各项均为正数的等比数列{a n}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( ) A.16 B.8C.4 D.2(2)等比数列{a n}中,a1=1,a5=4a3.①求{a n}的通项公式;②记S n为{a n}的前n项和.若S m=63,求m.【解】(1)选C.设等比数列{a n}的公比为q,由a5=3a3+4a1得q4=3q2+4,得q2=4,因为数列{a n}的各项均为正数,所以q=2,又a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=a1(1+2+4+8)=15,所以a1=1,所以a3=a1q2=4.(2)①设{a n}的公比为q,由题设得a n=q n-1.由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去)或q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1.②若a n =(-2)n -1,则S n=1-(-2)n3.由S m =63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.若a n =2n -1,则S n =2n-1.由S m =63得2m=64,解得m =6.综上,m =6.解决等比数列有关问题的2种常用思想方程的思想等比数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量a 1和q ,问题可迎刃而解 分类讨论的思想等比数列的前n 项和公式涉及对公比q 的分类讨论,当q =1时,{a n }的前n 项和S n =na 1;当q ≠1时,{a n }的前n 项和S n=a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-qn n 前n 项和,若a 1=13,a 24=a 6,则S 5=________.解析:通解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5,所以a 1q =1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =13×(1-35)1-3=1213.优解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以a 2a 6=a 6,所以a 2=1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=13×(1-35)1-3=1213.答案:12132.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=2.(1)若a 3+b 3=5,求{b n }的通项公式; (2)若T 3=21,求S 3.解:设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则a n =-1+(n -1)d ,b n =q n -1.由a 2+b 2=2得d +q =3.① (1)由a 3+b 3=5得2d +q 2=6.②联立①和②解得⎩⎪⎨⎪⎧d =3,q =0(舍去),⎩⎪⎨⎪⎧d =1,q =2.因此{b n }的通项公式为b n =2n -1.(2)由b 1=1,T 3=21得q 2+q -20=0, 解得q =-5或q =4.当q =-5时,由①得d =8,则S 3=21. 当q =4时,由①得d =-1,则S 3=-6.等比数列的判定与证明(师生共研)(2018·高考全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a nn.(1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由; (3)求{a n }的通项公式.【解】 (1)由条件可得a n +1=2(n+1)na n .将n =1代入得,a 2=4a 1, 而a 1=1,所以,a 2=4. 将n =2代入得,a 3=3a 2, 所以,a 3=12.从而b 1=1,b 2=2,b 3=4.(2){b n }是首项为1,公比为2的等比数列.由条件可得a n +1n +1=2a n n,即b n +1=2b n ,又b 1=1,所以{b n }是首项为1,公比为2的等比数列.(3)由(2)可得a n n=2n -1,所以a n =n ·2n -1.等比数列的4种常用判定方法定义法若a n +1a n =q (q 为非零常数,n ∈N +)或a na n -1=q (q 为非零常数且n ≥2,n ∈N +),则{a n }是等比数列中项 公式法 若数列{a n }中,a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N +),则数列{a n }是等比数列通项若数列通项公式可写成a n =c ·qn -1(c ,q 均是不为0的常数,证明;后两种方法常用于选择题、填空题中的判定.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.1.已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n+1=4a n+2(n∈N*),若b n=a n+1-2a n,求证:{b n}是等比数列.证明:因为a n+2=S n+2-S n+1=4a n+1+2-4a n-2=4a n+1-4a n,所以b n+1b n=a n+2-2a n+1a n+1-2a n=4a n+1-4a n-2a n+1a n+1-2a n=2a n+1-4a na n+1-2a n=2.因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5.所以b1=a2-2a1=3.所以数列{b n}是首项为3,公比为2的等比数列.2.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n-3n(n∈N+).(1)求a1,a2,a3的值;(2)是否存在常数λ,使得{a n+λ}为等比数列?若存在,求出λ的值和通项公式a n,若不存在,请说明理由.解:(1)当n=1时,S1=a1=2a1-3,解得a1=3,当n=2时,S2=a1+a2=2a2-6,解得a2=9,当n=3时,S3=a1+a2+a3=2a3-9,解得a3=21.(2)假设{a n+λ}是等比数列,则(a2+λ)2=(a1+λ)(a3+λ),即(9+λ)2=(3+λ)(21+λ),解得λ=3.下面证明{a n +3}为等比数列:因为S n =2a n -3n ,所以S n +1=2a n +1-3n -3,所以a n +1=S n +1-S n =2a n +1-2a n -3,即2a n +3=a n +1,所以2(a n +3)=a n +1+3,所以a n +1+3a n +3=2,所以存在λ=3,使得数列{a n +3}是首项为a 1+3=6,公比为2的等比数列.所以a n +3=6×2n -1,即a n =3(2n-1)(n ∈N +).等比数列的性质(多维探究) 角度一 等比数列项的性质(1)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________.(2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=________.【解析】 (1)因为a 10a 11+a 9a 12=2a 10a 11=2e 5, 所以a 10a 11=e 5.所以ln a 1+ln a 2+…+ln a 20 =ln(a 1a 2…a 20)=ln[(a 1a 20)·(a 2a 19)·…·(a 10a 11)] =ln(a 10a 11)10=10ln(a 10a 11) =10ln e 5=50ln e =50.(2)由等比数列的性质,得a 3a 5=a 2a 6=64,于是由⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 5=20,a 3a 5=64,且a n >0,q >1,得a 3=4,a 5=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=4,a 1q 4=16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2.所以S 5=1×(1-25)1-2=31.【答案】 (1)50 (2)31角度二 等比数列前n 项和的性质(1)(一题多解)等比数列{a n }中,前n 项和为48,前2n项和为60,则其前3n 项和为________.(2)数列{a n }是一个项数为偶数的等比数列,所有项之和是偶数项之和的4倍,前三项之积为64,则此数列的通项公式为a n =________.【解析】 (1)法一:设数列{a n }的前n 项和为S n . 因为S 2n ≠2S n ,所以q ≠1,由前n 项和公式得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q n )1-q =48,①a 1(1-q 2n)1-q=60,②②÷①,得1+q n=54,所以q n=14.③将③将入①,得a 11-q=64. 所以S 3n =a 1(1-q 3n )1-q =64×⎝⎛⎭⎪⎫1-143=63.法二:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为{a n }为等比数列,所以S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 也成等比数列, 所以(S 2n -S n )2=S n (S 3n -S 2n ),即S 3n =(S 2n -S n )2S n +S 2n =(60-48)248+60=63.法三:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为S 2n =S n +q nS n ,所以q n=S 2n -S n S n =14,所以S 3n =S 2n +q2nS n =60+⎝ ⎛⎭⎪⎫142×48=63.(2)设此数列{a n }的公比为q , 由题意,知S 奇+S 偶=4S 偶, 所以S 奇=3S 偶,所以q =S 偶S 奇=13.又a 1a 2a 3=64,即a 1(a 1q )(a 1q 2)=a 31q 3=64, 所以a 1q =4.又q =13,所以a 1=12,所以a n =a 1qn -1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1.【答案】 (1)63(2)12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1等比数列常见性质的应用等比数列性质的应用可以分为三类 (1)通项公式的变形. (2)等比中项的变形. (3)前n 项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.[提醒] 在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.(一题多解)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1 C.12D .18解析:选C.法一:因为a 3a 5=a 24,a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 24=4(a 4-1), 所以a 24-4a 4+4=0,所以a 4=2.又因为q 3=a 4a 1=214=8,所以q =2,所以a 2=a 1q =14×2=12,故选C.法二:因为a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 1q 2·a 1q 4=4(a 1q 3-1),将a 1=14代入上式并整理,得q 6-16q 3+64=0,解得q =2,所以a 2=a 1q =12,故选C.数列与数学文化及实际应用1.等差数列与数学文化(2020·陕西汉中二模)我国古代名著《九章算术》中有这样一段话:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤.”意思是:现有一根金箠,长5尺,头部1尺,重4斤,尾部1尺,重2斤.若该金箠从头到尾,每一尺的质量构成等差数列,则该金箠共重( )A .6斤B .7斤C .9斤D .15斤【解析】 设从头到尾每一尺的质量构成等差数列{a n },则有a 1=4,a 5=2,所以a 1+a 5=6,数列{a n }的前5项和为S 5=5×a 1+a 52=5×3=15,即该金箠共重15斤.故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等差数列模型题的求解关键:一是会脱去数学文化的背景,读懂题意;二是构建模型,即由题意构建等差数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等差数列的相关问题,如求指定项、公差或项数、通项公式或前n 项和等.2.等比数列与数学文化(2020·湖南衡阳三模)中国古代数学名著《九章算术》中有如下问题.今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗,羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何?此问题的译文如下:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿5斗粟.羊主人说:“我的羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我的马所吃的禾苗只有牛的一半.”打算按此比例偿还,他们各应偿还多少?该问题中,1斗为10升,则马主人应偿还的粟(单位:升)为( )A.253 B .503C.507D .1007【解析】 5斗=50升.设羊、马、牛的主人应偿还粟的量分别为a 1,a 2,a 3,由题意可知a 1,a 2,a 3构成公比为2的等比数列,且S 3=50,则a 1(1-23)1-2=50,解得a 1=507,所以马主人应偿还粟的量为a 2=2a 1=1007,故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等比数列模型题的求解关键:一是会透过数学文化的“表象”看“本质”;二是构建模型,即盯准题眼,构建等比数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等比数列的相关问题,如求指定项、公比或项数、通项公式或前n 项和等.3.递推数列与数学文化(2020·北京市石景山区3月模拟)九连环是我国从古至今广为流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合而为一.”在某种玩法中,用a n 表示解下n (n ≤9,n ∈N +)个圆环所需的最少移动次数,数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,则解下4个环所需的最少移动次数a 4为( )A .7B .10C .12D .22【解析】 因为数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,所以a 2=2a 1-1=2-1=1,所以a 3=2a 2+2=2×1+2=4,所以a 4=2a 3-1=2×4-1=7.故选A.以数学文化为背景的已知递推公式的数列模型的求解关键是耐心读题、仔细理解题,只有弄清题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答,“盯紧”题目条件中的递推公式,利用此递推公式往要求的量转化,如本题,剥去数学文化背景,实质就是已知a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,求a 4的问题.4.周期数列与数学文化(2020·山东临沂三模)意大利数学家斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…即F (1)=F (2)=1,F (n )=F (n -1)+F (n -2)(n ≥3,n ∈N +).此数列在现代物理、化学等方面都有着广泛的应用.若此数列被2除后的余数构成一个新数列{a n },则数列{a n }的前2 019项的和为( )A .672B .673C .1 346D .2 019【解析】 由于{a n }是数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…各项除以2的余数,故{a n }为1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,…,所以{a n }是周期为3的周期数列,且一个周期中的三项之和为1+1+0=2. 因为2 019=673×3,所以数列{a n }的前2 019项的和为673×2=1 346.故选C.以数学文化为背景的周期数列模型题的求解关键是细审题,建立数学模型,并会适时脱去背景,如本题,脱去背景,实质是利用斐波那契数列的各项除以2的余数的特征,得出新数列的周期性,进而求出结果.5.数列在实际问题中的应用私家车具有申请报废制度.一车主购买车辆时花费15万,每年的保险费、路桥费、汽油费等约1.5万元,每年的维修费是一个公差为3 000元的等差数列,第一年维修费为3 000元,则该车主申请车辆报废的最佳年限(使用多少年的年平均费用最少)是________年.【解析】 设这辆汽车报废的最佳年限为n 年,第n 年的费用为a n ,则a n =1.5+0.3n .前n 年的总费用为S n =15+1.5n +n2(0.3+0.3n )=0.15n 2+1.65n +15,年平均费用:S n n =0.15n +15n+1.65≥20.15n ×15n +1.65=4.65,当且仅当0.15n =15n,即n=10时,年平均费用S nn取得最小值.所以这辆汽车报废的最佳年限是10年.【答案】 10数学建模是指对现实问题进行抽象,用数学语言表达和解决实际问题的过程.有关数列的应用问题,是让学生能够在实际情境中,用数学的思想分析数列问题,用数学的语言表达数列问题,用数学的知识得到数列模型,用数列的方法得到结论,验证数学结论与实际问题的相符程度,最终得到符合实际规律的结果.[基础题组练]1.(2020·江西宜春一模)在等比数列{a n }中,a 1a 3=a 4=4,则a 6的所有可能值构成的集合是( )A .{6}B .{-8,8}C .{-8}D .{8}解析:选D.因为a 1a 3=a 22=4,a 4=4,所以a 2=2,所以q 2=a 4a 2=2,所以a 6=a 2q 4=2×4=8,故a 6的所有可能值构成的集合是{8},故选D.2.在等比数列{a n }中,如果a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=( )A .135B .100C .95D .80解析:选A.由等比数列前n 项和的性质知,a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,a 7+a 8成等比数列,其首项为40,公比为6040=32,所以a 7+a 8=40×⎝ ⎛⎭⎪⎫323=135.3.(2020·山西3月高考考前适应性测试)正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,且a 5与a 9的等差中项为4,则{a n }的公比是( )A .1B .2 C.22D .2解析:选D.设公比为q ,由正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,可得a 23+2a 3a 7+a 27=(a 3+a 7)2=16,即a 3+a 7=4,由a 5与a 9的等差中项为4,得a 5+a 9=8,则q 2(a 3+a 7)=4q 2=8,则q=2(舍负),故选D.4.(2020·湘赣十四校第二次联考)中国古代著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问最后一天走了( )A .6里B .12里C .24里D .96里解析:选A.由题意可得,每天行走的路程构成等比数列,记作数列{a n },设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则q =12,依题意有a 1(1-q 6)1-q =378,解得a 1=192,则a 6=192×(12)5=6,最后一天走了6里,故选A.5.一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是( )A .13B .12C .11D .10解析:选B.设该等比数列为{a n },其前n 项积为T n ,则由已知得a 1·a 2·a 3=3,a n -2·a n -1·a n =9,(a 1·a n )3=3×9=33,所以a 1·a n =3,又T n =a 1·a 2·…·a n -1·a n =a n ·a n -1·…·a 2·a 1,所以T 2n =(a 1·a n )n,即7292=3n,所以n =12.6.(2020·黄冈模拟)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1a 6=2a 3,a 4与2a 6的等差中项为32,则S 5=________.解析:设{a n }的公比为q (q >0),因为a 1a 6=2a 3,而a 1a 6=a 3a 4,所以a 3a 4=2a 3,所以a 4=2.又a 4+2a 6=3,所以a 6=12,所以q =12,a 1=16,所以S 5=16[1-(12)5]1-12=31.答案:317.(一题多解)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=________.解析:法一:设数列{a n }的公比为q ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=a 1q 3+a 1q 6=2,a 5a 6=a 1q 4×a 1q 5=a 21q 9=-8,所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.法二:由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=4,a 7=-2.所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.答案:-78.(2020·安徽安庆模拟)数列{a n }满足:a n +1=λa n -1(n ∈N +,λ∈R 且λ≠0),若数列{a n -1}是等比数列,则λ的值为________.解析:由a n +1=λa n -1,得a n +1-1=λa n -2=λ⎝⎛⎭⎪⎫a n -2λ.由于数列{a n -1}是等比数列,所以2λ=1,得λ=2.答案:29.已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.解:(1)证明:由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=11-λ,故a 1≠0.由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n .由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0,所以a n +1a n =λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-1n -1.(2)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎪⎫λλ-1n.由S 5=3132得1-⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=3132,即⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=132.解得λ=-1.10.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.解:(1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ),即a n +1+b n+1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n+2.又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列.(2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.[综合题组练]1.已知等比数列{a n }中a 2=1,则其前3项的和S 3的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞,0)∪[1,+∞)C .[3,+∞)D .(-∞,-1]∪[3,+∞)解析:选D.设等比数列{a n }的公比为q , 则S 3=a 1+a 2+a 3=a 2(1q +1+q )=1+q +1q.当公比q >0时,S 3=1+q +1q≥1+2q ·1q=3,当且仅当q =1时,等号成立;当公比q <0时,S 3=1-(-q -1q)≤1-2(-q )·(-1q)=-1,当且仅当q =-1时,等号成立.所以S 3∈(-∞,-1]∪[3,+∞).2.设{a n }是公比为q 的等比数列,|q |>1,令b n =a n +1(n =1,2,…),若数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则q 等于( )A .-12B .12C .-32D .32解析:选C.{b n }有连续四项在{-53,-23,19,37,82}中且b n =a n +1.a n =b n -1,则{a n }有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中.因为{a n }是等比数列,等比数列中有负数项,则q <0,且负数项为相隔两项,所以等比数列各项的绝对值递增或递减.按绝对值的顺序排列上述数值18,-24,36,-54,81, 相邻两项相除-2418=-43,36-24=-32,-5436=-32,81-54=-32,则可得-24,36,-54,81是{a n }中连续的四项.q =-32或q =-23(因为|q |>1,所以此种情况应舍),所以q =-32.故选C.3.在递增的等比数列{a n }中,已知a 1+a n =34,a 3·a n -2=64,且前n 项和S n =42,则n =________.解析:因为{a n }为等比数列, 所以a 3·a n -2=a 1·a n =64. 又a 1+a n =34,所以a 1,a n 是方程x 2-34x +64=0的两根,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,a n =2.又因为{a n }是递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32.由S n =a 1-a n q 1-q =2-32q 1-q=42,解得q =4.由a n =a 1qn -1=2×4n -1=32,解得n =3. 答案:34.已知数列{a n }满足a 1=2且对任意的m ,n ∈N +,都有a m +na m=a n ,则数列{a n }的前n 项和S n =________.解析:因为a n +ma m=a n ,令m =1,则a n +1a 1=a n ,即a n +1a n=a 1=2,所以{a n }是首项a 1=2,公比q =2的等比数列,S n =2(1-2n)1-2=2n +1-2.答案:2n +1-25.(2020·湖北武汉4月毕业班调研)已知正项等比数列{a n }的前n 项和S n 满足S 2+4S 4=S 6,a 1=1.(1)求数列{a n }的公比q ;(2)令b n =a n -15,求T =|b 1|+|b 2|+…+|b 10|的值. 解:(1)由题意可得q ≠1, 由S 2+4S 4=S 6,可知a 1(1-q 2)1-q +4·a 1(1-q 4)1-q =a 1(1-q 6)1-q,所以(1-q 2)+4(1-q 4)=1-q 6,而q ≠1,q >0, 所以1+4(1+q 2)=1+q 2+q 4,即q 4-3q 2-4=0, 所以(q 2-4)(q 2+1)=0,所以q =2.(2)由(1)知a n =2n -1,则{a n }的前n 项和S n =1-2n1-2=2n-1,当n ≥5时,b n =2n -1-15>0,n ≤4时,b n =2n -1-15<0,所以T =-(b 1+b 2+b 3+b 4)+(b 5+b 6+…+b 10)=-(a 1+a 2+a 3+a 4-15×4)+(a 5+a 6+…+a 10-15×6) =-S 4+S 10-S 4+60-90=S 10-2S 4-30=(210-1)-2(24-1)-30 =210-25-29=1 024-32-29=963.6.已知数列{a n }中,a 1=1,a n ·a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,记T 2n 为{a n }的前2n 项的和,b n =a 2n +a 2n -1,n ∈N +.(1)判断数列{b n }是否为等比数列,并求出b n ; (2)求T 2n .解:(1)因为a n ·a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,所以a n +1·a n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1,所以a n +2a n =12,即a n +2=12a n .因为b n =a 2n +a 2n -1,所以b n +1b n =a 2n +2+a 2n +1a 2n +a 2n -1=12a 2n +12a 2n -1a 2n +a 2n -1=12,因为a 1=1,a 1·a 2=12,所以a 2=12,所以b 1=a 1+a 2=32.所以{b n }是首项为32,公比为12的等比数列.所以b n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=32n .(2)由(1)可知,a n +2=12a n ,所以a 1,a 3,a 5,…是以a 1=1为首项,以12为公比的等比数列;a 2,a 4,a 6,…是以a 2=12为首项,以12为公比的等比数列,所以T 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12+12⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=3-32n .。
§6.1 数列的概念及其表示法
解题导引
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解析 由an(an-1+2an+1)=3an-1· an+1(n≥2,n∈N*), 可得 - =2
1 - 1 =3-1=2, a2 a1 1 1 an 1 an
1 an
1 , an1
∴数列
1 1 ∴ - =2n. an 1 an
栏目索引
解析 当n≥2时,an=2Sn-1, ∴an+1-an=2Sn-2Sn-1=2an, 即an+1=3an, ∴数列{an}的第2项及以后各项构成等比数列,a2=2a1=2,公比为3,∴an=2· 3n-2,n≥2,
当n=1时,a1=1,
∴数列{an}的通项公式为an= 答案
1, n 1 an= n2 2 3 , n 2 1, n 1, n2 2 3 , n 2.
易错警示 利用an=Sn-Sn-1求通项时,应注意n≥2这一前提条件.
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方法 2 由递推公式求数列的通项公式
由递推公式求数列通项的常用方法 (1)形如an+1=an+f(n),常用累加法,即利用an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
(n≥2,n∈N*)求解.
an a2 a3 * (2)形如an+1=an· f(n),常用累乘法,即利用an=a1· · · … · ( n ≥ 2, n ∈ N )求解. a1 a2 an1
栏目索引
若p=r,则 ,可用等差数列的通项公式求 , 是等差数列,且公差为
1 an
q p
1 an
进而求an;
若p≠r,则采用(3)的方法来求 ,进而求an. (5)形如an+2=pan+1+qan(p+q=1),常用构造等比数列法. 将an+2=pan+1+qan变形为an+2-an+1=(-q)· (an+1-an),则{an-an-1}(n≥2,n∈N*)是等 比数列,且公比为-q,可以求得an-an-1=f(n)(n≥2,n∈N*),然后用累加法求an.
34第六章 数 列 等比数列及其前n项和
(2)记Sn为{an}的前n项和,若Sm=63,求m. 1--2n
解析 若 an=(-2)n-1,则 Sn= 3 . 由Sm=63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解. 若an=2n-1,则Sn=2n-1. 由Sm=63得2m=64,解得m=6. 综上,m=6.
思维升华
(1)等比数列的通项公式与前n项和公式共涉及五个量a1,an,q,n,Sn,已 知其中三个就能求另外两个(简称“知三求二”). (2)运用等比数列的前n项和公式时,注意对q=1和q≠1的分类讨论.
√3n2+n C. 2
3n2-n D. 2
3 课时作业
PART THREE
基础保分练
1.(2018·重庆巴蜀中学月考)已知等比数列{an}满足a1=1,a3a7=16,则该数
列的公比为
√A.± 2
B. 2
C.±2
D.2
解析 根据等比数列的性质可得 a3·a7=a25=a21·q8=q8=16=24,
(λ≠0)仍然是等比数列.
(4)在等比数列{an}中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即an,an+k, an+2k,an+3k,…为等比数列,公比为qk.
【概念方法微思考】 1.将一个等比数列的各项取倒数,所得的数列还是一个等比数列吗?若是, 这两个等比数列的公比有何关系? 提示 仍然是一个等比数列,这两个数列的公比互为倒数. 2.任意两个实数都有等比中项吗? 提示 不是.只有同号的两个非零实数才有等比中项. 3.“b2=ac”是“a,b,c”成等比数列的什么条件? 提示 必要不充分条件.因为b2=ac时不一定有a,b,c成等比数列,比如a=0, b=0,c=1.但a,b,c成等比数列一定有b2=ac.
a1-an (4)数列{an}的通项公式是 an=an,则其前 n 项和为 Sn= 1-a .( × )
高考数学复习第六章数列6
课前自助餐
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数列的概念 按一定次序排成的一列数叫做数列.
数列的通项公式
数列{an}的第n项an与n之间的关系可以用一个公式an=f(n)来 表示,这个公式就叫做这个数列的通项公式.
若已知Sn,则an=Sn-S1Sn-1
(n=1), (n≥2).
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数列与函数 数列可以看作是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集 {1,2,…,n})的函数,当自变量从小到大依次取值时对应的一 列函数值.数列的通项公式是相应函数的解析式,它的图像是 一群孤立的点.
的通项公式为an=(-1)n·(n+2n1+)12-1=(-1)nn22n++21n.
【答案】 (1)an=2n+1 (2)an=(-1)nn22n++21n
24/53
题型二 Sn与an的关系
例2 已知数列{an}的前n项和为Sn,求{an}的通项公式. (1)Sn=2n2-3n; (2)Sn=3n+b. 【解析】 (1)当n=1时,a1=S1=-1. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1 =(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5. ∴an=4n-5. (2)当n≥2时, Sn-Sn-1=an=3n+b-3n-1-b=2·3n-1.
38/53
【解析】 ∵an+1-an=(n+2)(1110)n+1-(n+1)(1110)n= (1110)n·9-11n,
∴当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an; 当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an; 当n>9时,an+1-an<0,即an+1<an. 故a1<a2<a3<…<a9=a10>a11>a12>…, ∴数列{an}有最大项a9或a10,其值为10·(1110)9,其项数为9或10. 【答案】 9或10
第6章 第1节 数列的概念与简单表示法-2023届高三一轮复习数学精品备课(新高考人教A版2019)
6.已知数列{an}满足:an=1-an1+1,且 a1=2,则 a2 019 1
=____2____. 解析 由 an=1-an1+1可得 an+1=1-1an,结合 a1=2,得
a2=1-1 a1=-1,a3=1-1a2=12,a4=1-1a3=2=a1,所以数
列{an}是周期为 3 的周期数列,则 a2 019=a3+3×672=a3=12.
教材拓展
求数列的最大(小)项,一般可以利用数列的单调性,即 用aann≥ ≥aann- +11,(n≥2,n∈N*)或aann≤ ≤aann- +11,(n≥2,n∈N*)求解, 也可以转化为函数的最值问题或利用数形结合思想求解.
基础自测
◇疑误辨析
1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)
(1) 相 同 的 一 组 数 按 不 同 顺 序 排 列 时 都 表 示 同 一 个 数
① ②
显然当 n=1 时不满足上式.
2,n=1, ∴an= 2n-1,n≥2.
n
►规律方法 数 列 的 通 项 an 与 前 n 项 和 Sn 的 关 系 是 an = S1,n=1, Sn-Sn-1,n≥2. (1)当 n=1 时,a1 若适合 Sn-Sn-1,则 n=1 的情况可并 入 n≥2 时的通项 an; (2)当 n=1 时,a1 若不适合 Sn-Sn-1,则用分段函数的 形式表示.
n2+n+2 [例 2] 设数列{an}中,a1=2,an+1=an+n+1,则 an=____2____.
[ 解析] 由条件知 an+1-an=n+1. 则 an=(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)+a1=(2+ 3+4+…+n)+2=n2+n+2.
周期性
数学一轮复习第六章数列6.2等差数列及其前n项和学案理
6.2 等差数列及其前n 项和必备知识预案自诊知识梳理1。
等差数列(1)定义:一般地,如果一个数列从 起,每一项与它的前一项的 都等于 ,那么这个数列就叫作等差数列,这个常数叫作等差数列的 ,公差通常用字母d 表示。
数学语言表示为a n+1-a n =d (n ∈N +),d 为常数。
(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是 ,其中A 叫作a ,b 的 .(3)等差数列{a n }的通项公式:a n = ,可推广为a n =a m +(n —m )d.(4)等差数列的前n 项和公式:S n =n (n1+n n )2=na 1+n (n -1)2d.2。
等差数列的通项公式及前n 项和公式与函数的关系 (1)a n =a 1+(n-1)d 可化为a n =dn+a 1—d 的形式。
当d ≠0时,a n 是关于n 的一次函数;当d 〉0时,数列为递增数列;当d 〈0时,数列为递减数列。
(2)数列{a n }是等差数列,且公差不为0⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)。
1.已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和.(1)在等差数列{a n }中,当m+n=p+q时,a m+a n=a p+a q(m,n,p,q∈N+)。
特别地,若m+n=2p,则2a p=a m+a n(m,n,p∈N+)。
(2)a k,a k+m,a k+2m,…仍是等差数列,公差为md(k,m∈N+)。
(3)S n,S2n-S n,S3n-S2n,…也成等差数列,公差为n2d. (4)若{a n},{b n}是等差数列,则{pa n+qb n}也是等差数列.(5)若项数为偶数2n,则S2n=n(a1+a2n)=n(a n+a n+1);S偶—S奇=nd;S奇S偶=a na n+1。
(6)若项数为奇数2n—1,则S2n-1=(2n—1)a n;S奇-S偶=a n;S奇S偶=nn-1。
数学初中二年级上册第六章排列与组合的认识与运算
数学初中二年级上册第六章排列与组合的认识与运算在初中二年级上学期的数学教材中,我们学习了许多有趣而又实用的数学知识。
而第六章的内容涵盖了排列与组合的认识与运算,这是我们在数学学习中非常重要的一部分。
下面,我们将详细介绍这一章节的相关知识。
一、排列的概念与计算在数学中,排列是指从一组元素中取出若干个进行排列,其中元素的顺序是重要的。
换句话说,排列是由给定的元素中按一定顺序选择不同元素的方法总数。
排列的计算需要用到阶乘的概念。
所谓阶乘,即把从1到该数的所有正整数相乘,例如n的阶乘用符号n!来表示。
利用阶乘的概念,我们可以很容易地计算出排列的个数。
例如,从5个元素中选取3个元素进行排列,计算方式如下:A(5,3) = 5!/(5-3)! = 5!/2! = 60这就意味着,从5个元素中选择3个元素进行排列的方法总数是60种。
二、组合的概念与计算不同于排列,组合是指从一组元素中取出若干个进行组合,其中元素的顺序不重要。
换句话说,组合是由给定的元素中按无序方式选择不同元素的方法总数。
组合的计算可以使用排列的概念进行推导。
通过考虑元素的顺序,我们可以将组合问题转化为排列问题进行计算。
具体方法是利用组合数的概念,用符号C(n,m)来表示从n个元素中选取m个元素进行组合的方法总数。
组合数可以通过排列数的计算公式进行求解:C(n,m) = A(n,m)/m! = n!/[m!(n-m)!]例如,从6个元素中选取4个元素进行组合,计算方式如下:C(6,4) = A(6,4)/4! = 6!/[4!2!] = 15这就意味着,从6个元素中选择4个元素进行组合的方法总数是15种。
三、排列与组合的应用排列与组合在生活中具有广泛的应用。
在实际问题中,我们经常需要考虑元素的顺序或者无序进行选择,从而使用到排列与组合的概念。
比如,考虑以下两个实际问题:问题1:某班有10个同学,老师要从中选出3个同学参加活动,同时指定一个同学负责领队。
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∵等比数列中隔一项的符号相同
∴b=- -1×-9=-3.∴ac=b2=9.
[答案]
B
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第六章 · §6.3
第17页
5.设{an}是由正数组成的等比数列,Sn为其前n项 和.已知a2a4=1,S3=7,则S5=( 15 A. 2 31 B. 4 33 C. 4 ) 17 D. 2
第六章 · §6.3
第11页
2.在等比数列{an}中,a1=1,公比|q|≠1.若am= a1a2a3a4a5,则m=( A.9 C.11 ) B.10 D.12
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第12页
[解析]
由于a1=1,据已知可得:am=a1a2a3a4a5
2 5 5 10 10 =a 5 = ( a q ) = a q = a q ,故am是等比数列{an}中的 3 1 1 1
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第18页
[解析]
2 根据等比数列的性质得a2a4=a 2 3 ⇒a 3 =1,
a3 a3 ∵an>0,∴a3=1,∵S3=7,∴a3+ + 2 =7,∵a3= q q 1 1 1 31 1,∴q=2,所以S5=S3+a4+a5=7+2+4= 4 .
示.
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第 5页
2.等比数列的通项公式 设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,则它的通
n-1 a · q 1 项an=_______.
3.等比中项 设a、b为任意两个同号的实数,则a、b的等比中
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等差数列的定义:数列 {a n },从第二项起,每 等差数列的定义 一项与前一项的差都是同一个常数,则称数 列为等差数列。常数称为公差,记作:d。 大家来判断一下上述三个例子中的公差是多 少? 2 -0.1 0
二、等差列的通项公式: 等差列的通项公式
a n = a1 + (n − 1)d
说明:通项公式给出了 a1 , a n , d , n 之间的 说明 关系。已知任何三个,-1 数 列 的 概 念
理解相关概念。 理解相关概念。 掌握数列的表示方法。 掌握数列的表示方法。 会根据通项公式求项, 会根据通项公式求项,也会根据项归纳出 通项公式。 通项公式。
一、数列的概念。
(1)1,2,3,4,5,……,48 (2)1,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,…… (3)3,3.1,3.14,3.141,3.1415,3.14159,…… (4)2,2,2,2,2,2,…… (5)1,-1,1,-1,1,-1,1
小结: 小结:求数列通项公式的主要技巧 就是观察数列中的每一项与序号 项与序号n的 就是观察数列中的每一项与序号 的 关系, 关系,用常见的数列通过合理的变 换和组合形成一个新数列的通项公 式。
学生练习: 学生练习:P135 课堂练习
4、数列的分类 、
分为: (1)按项的个数分为:有穷数列和无穷数列。 ) 项的个数分为 有穷数列和无穷数列。 分为: (2)按项的增减性分为:递增数列、递减数 ) 项的增减性分为 递增数列、 交错数列、常数列。 列、交错数列、常数列。
3、前后类比的学习方法。
等差数列 定 义
等 比 数列
an +1 − an = d
an = a1 + (n − 1) ⋅ d
an +1 = q(q ≠ 0) an
通项公式 中项公式 前n项和公式 项和公式
an = a1 ⋅ q
n −1
a+b A= 2
n(a1 + an ) Sn = 2 n(n − 1) S n = n ⋅ a1 + ⋅d 2
1
2
4
8 16
263
h g f e
d c
b a
让我们来分析一下: 让我们来分析一下
由于每个格子里的麦粒数都是前一个格子里 的麦粒数的2倍 且共有 个格子,各个格子里的麦 且共有64个格子 的麦粒数的 倍,且共有 个格子 各个格子里的麦 粒数依次是
1, 2, 2 , 2 , ⋅ ⋅⋅, 2 ,
2 3 63
2、已知一个等比数列的首相为 ,公比为 已知一个等比数列的首相为3, 已知一个等比数列的首相为 2,前n项的和为 ,求n. , 项的和为93, 项的和为 3、设等比数列的通项公式 an 、 的前6项的和 项的和. 的前 项的和
=2
n−1
,求它
小结:
1、等比数列前n 项和公式.
2、用方程的思想来解决问题。
三、等比中项
定义: 定义:如果在a,b中间插入一个数G,使他们 成等比数列,则称G是a与b的等比中项。
G = ± a ⋅b
【★】
例题:
例3、求2和10的等比中项。
2 与 2 的等比中项。 例4、求 2
( a 4 + a 2 b 2 与b 4 + a 2 b 2的等比中项。a, b ≠ 0) 例5、求
a+b A= 2
例6、 求 、
3+ 2 3− 2
与
3− 2 3+ 2
的等差中项。 。
例7、已知三个数a,b,c成等差数列,求证 、 b+c,c+a,a+b也是等差数列 。
学生练习: 学生练习:P138 课堂练习
四、等差数列的前 项和公式。 等差数列的前n项和公式 等差数列的前 项和公式。
n ( a1 + a n ) n ( n − 1) d Sn = 或 S n = na1 + 2 2
3 1 例2、已知等比数列中 a1 = 6,a 5 = , q = 、已知等比数列中 8 2 求 S5 .
例3、已知等比数列中 a 2
,
= 8,a 4 = 2 ,求 S 5.
课堂练习
63 1. 已知一个等比数列的前 项和是 ,公 已知一个等比数列的前6项和是 32 1 求首项. 比是 − ,求首项 2
1 2 3 4 … … A B C D …
函数的定义域是N 函数的定义域是 或N+的子 集。 自变量: 自变量:序号 函数值: 函数值:项
序号
项
说明: 说明:并不是任何数列都有通项公式。
3、数列的表示方法 、 (1)列举法:a1,a2,a3,……,an,…… )列举法: (2)通项公式表达法:{an },n∈N+ )通项公式表达法: ∈ 表示第n项的式子叫做 的通项公式。 表示第 项的式子叫做{an }的通项公式。它是数 项的式子叫做 的通项公式 列的序号与项之间的函数解析式, 列的序号与项之间的函数解析式,反映了数列的 变化规律。 变化规律。 (3)递推公式表达法 ) 递推公式是数列的相邻的项之间的关系式, 递推公式是数列的相邻的项之间的关系式,反映 了若干项之间的关系。 了若干项之间的关系。
G = ± a ⋅b
a1 (1 − q n ) Sn = 1− q a1 − an ⋅ q Sn = 1− q
例题: 例题:
例1、求等差数列3,7,11,……的第4项和
第10项。
{a ,其中 a 7 = 10, a 21 = 38 例2、已知等差数列{a n }
求 a12 。
例3、已知等差数列{a n },其中 a1 = −5, d = −4, a n = −401
求n。
例4、一个塔轮上有五个皮带轮,她们的直径
①
②
a1 − anq Sn = 1− q
等比数列前n项和 : 等比数列前 项和Sn: 项和
a1(1− q ) 当 q ≠1 时,Sn = 1− q a1 − anq Sn = 1− q
n
【★】
当 q = 1 时 Sn = n a1
【★】
例题: 例题:
求等比数列1, 1,- ,- ,…的前 项和. 的前6 例1、 求等比数列1,-2,4 ,-8 ,…的前6项和
1、等比数列的通项公式 、
n −1
a n = a1 q
【★】
2、对公式的认识 、
强调方程思想解决问题.方程中有四个量,知三求一,这是公 式最简单的应用。
例题: 例题:
例1、求下列各等比数列的通项公式。 (1) a1 = −2, a3 = −8 (2) a1 = 5,2a n +1 = −3a n 例2、求等比数列5,-15,45,……的第4 项和第5项。 学生练习:课堂练习。 学生练习:课堂练习。
1、定义 、
定义:按一定次序排列的一列数叫 定义 做数列。数列中的每一个数叫做数 列的项,按顺序分别叫做:第1项、 第2项、第3项,……,第n项,记 作: 1 , a 2 , a3 , ⋯ , a n , ⋯或{a n } 。 a
首项
2、数列的通项公式 、
如果一个数列的第n项 如果一个数列的第 项 a n与项数 n之间的对 来表示, 应关系可以用一个关系式 a n = f (n)来表示, 就叫做这个数列的通项公式 数列的通项公式。 则a n = f (n)就叫做这个数列的通项公式。 从函数的观点来看数列: 从函数的观点来看数列: +
学生练习: 学生练习:课堂练习
引入: 引入
国际象棋的棋盘上共有8行 列 构成 构成64个 国际象棋的棋盘上共有 行8列,构成 个 格子.国际象棋起源于古代印度 国际象棋起源于古代印度,关于国际象 格子 国际象棋起源于古代印度 关于国际象 棋有这样一个传说. 棋有这样一个传说
1 2 3 4 5 6 7 8
例8、 在等差数列中,已知a1 = −2, a 20 = 104, 求S 20 例9、等差数列-10,-6,-2,2,……前多少
项的和等于54? 54
例10、药房里一种数丸器,形状是一个等边
三角形,每排比前一排多一粒,如果排满了n 行,此外还有k粒,则:容器内一共有多少粒 药丸?
例11、已知等差数列公差 d = 2, a n = 1, S n = −8
于是发明者要求的麦粒总数就是: 于是发明者要求的麦粒总数就是:
1+ 2 + 2 + 2 +⋅⋅⋅ + 2
2 3
63
等比数列前n项和 等比数列前 项和( Sn)公式的推导
错位相减法 Sn = a1 + a1q + a1q2 +……+a1qn-2 + a1qn-1 q Sn = a1q + a1q2 + a1q3 + …+ a1qn ① - ②: ( 1 – q )Sn = a1 – a1 q n
求:a1和n 。
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§6-3 等 比 数 列
1、理解等比数列的概念。 理解等比数列的概念。 理解等比数列的概念 2、熟记等比数列的通项公式。 、熟记等比数列的通项公式。 3、熟记等比数列的等比中项公式。 、熟记等比数列的等比中项公式。 4、会利用他们进行计算。 、会利用他们进行计算。
成等差数列,已知最小的皮带轮直径是100mm, 最大的是200mm,求中间三个皮带轮的直径。
例5、已知等差数列{a n } l、m、n、k都是正整数, , 且l+m=n+k,求证: al + a m = a n + a k
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三、等差中项 等差中项
定义:a,A,b成等差数列,那么A称为a和b的 定义 等差中项。
例3、判断下列数列分别是什么数列:
(1)1,2,3,4,5 (2)1,-2,3,-4,5,…… (3)1-2,2-3,3-4,……,100-101 (4)9,99,999,9999,…… (5) 4,4,4,4,4,……