专题08 数列及其应用(教学案)-2018年高考数学(文)考纲解读与热点难点突破 Word版含解析
高中数学《数列复习课》公开课优秀教学设计整理
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一般特殊
一般特殊
《数列》复习课的点评
在高三的数学复习课上最容易出现的就是“油水分离”式的复习模式,即先对知识点进行梳理,再进行相应的题目训练。
至于这种模式下知识梳理的效果以及相应题目训练是否直指学生学习的困惑或难点,不易得知。
王老师这节复习课的亮点可以用三个字来概括,即“新,准,实”。
一、新
“新”在形式上。
基于教师对学生认知的了解,明确了高三的复习课必须规避“油水分离”式的复习模式,针对怎样才能做到有针对性的复习,王玲老师的这节课给了我们很好的启发。
为了了解学生的情况,王玲老师在本单元复习之前做了章前测,在复习完等差数列后又做了相关的学生调查问卷。
这种新的教学形式正是基于教师对学生的学情分析,有调查问卷提炼出的学生学习难点,有通过课堂前测统计出的解答的正答统计数据和解题过程反馈,教师正是据此确定了本节课的定位并设计了课堂上相关的学生活动。
二、准
“准”在定位上。
正是基于教师对学生的学情分析,有调查问卷提炼出的学生学习难点的聚焦,有通过课堂前测统计出的解答的正答统计数据和解题过程反馈,教师据此确定了本节课的定位并制定了相关的教学目标和重、难点。
使本节课有了很强的指向性。
三、实
“实”在效果上。
王老师这节课真正做到了把课堂还给学生,在学生的自主评价和相互评价中,对知识建构和多角度解读条件的必要性有了感性认识,并且可以比较灵活地应用。
2018版高考数学复习数列教师用书文
第五章⎪⎪⎪ 数 列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1,3,7,15,则数列{a n }的一个通项公式为________. 答案:a n =2n-1(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.(教材习题改编)已知函数f (x )=x -1x,设a n =f (n )(n ∈N *),则{a n }是________数列(填“递增”或“递减”).答案:递增1.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.已知n ∈N *,给出4个表达式:①a n =⎩⎪⎨⎪⎧0,n 为奇数,1,n 为偶数,②a n =1+-n2,③a n =1+cos n π2,④a n =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin n π2.其中能作为数列:0,1,0,1,0,1,0,1,…的通项公式的是( )A .①②③B .①②④C .②③④D .①③④解析:选A 检验知①②③都是所给数列的通项公式. 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)a ,b ,a ,b ,a ,b ,…(其中a ,b 为实数); (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 +,n ∈N *.(3)这是一个摆动数列,奇数项是a ,偶数项是b ,所以此数列的一个通项公式a n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n 为奇数,b ,n 为偶数.(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.如“题组练透”第2(2)题.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 =2n 2-3n ; (2)S n =3n +b .解:(1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n+b )-(3n -1+b )=2·3n -1.当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. ∴当b =-1时,a n =2·3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b ,n =1,2·3n -1,n ≥2.[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S n =3n+2n +1,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)因为当n =1时,a 1=S 1=6; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +2n +1)-[3n -1+2(n -1)+1]=2·3n -1+2,由于a 1不适合此式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2·3n -1+2,n ≥2.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 -1na n -1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式. 解:∵a n =n -1na 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 -+n2=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+n2(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,a n +1=3a n +2,求数列{a n }的通项公式. 解:∵a n +1=3a n +2,∴a n +1+1=3(a n +1),∴a n +1+1a n +1=3,∴数列{a n +1}为等比数列,公比q =3, 又a 1+1=2,∴a n +1=2·3n -1,∴a n =2·3n -1-1(n ∈N *).[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)a 1=1,a n +1=a n +2n; (2)a 1=12,a n =n -1n +1a n -1(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)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+2+1=1-2n1-2=2n-1.(2)因为a n =n -1n +1a n -1(n ≥2), 所以当n ≥2时,a n a n -1=n -1n +1, 所以a n a n -1=n -1n +1,a n -1a n -2=n -2n ,…,a 3a 2=24,a 2a 1=13, 以上n -1个式子相乘得a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1=n -1n +1·n -2n ·…·24·13, 即a n a 1=1n +1×1n ×2×1,所以a n =1n n +.当n =1时,a 1=11×2=12,也与已知a 1=12相符,所以数列{a n }的通项公式为a n =1n n +.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.数列1,23,35,47,59,…的一个通项公式a n =( )A .n 2n +1B .n 2n -1C .n2n -3D .n2n +3解析:选B 由已知得,数列可写成11,23,35,…,故通项为n2n -1.2.已知数列{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 ≥2解析:选C 当n =1时,a 1=S 1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3,由于n =1时a 1的值不适合n ≥2的解析式,故通项公式为选项C .3.若a 1=12,a n =4a n -1+1(n ≥2),当a n >100时,n 的最小值为( )A .3B .4C .5D .6解析:选C 由a 1=12,a n =4a n -1+1(n ≥2)得,a 2=4a 1+1=4×12+1=3,a 3=4a 2+1=4×3+1=13, a 4=4a 3+1=4×13+1=53,a 5=4a 4+1=4×53+1=213>100.4.(2016·肇庆三模)已知数列{a n }满足a 1=1,a n -a n -1=n (n ≥2),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:由a n -a n -1=n 得a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,a 4-a 3=4,…,a n -a n -1=n ,上面(n -1)个式子相加得a n =1+2+3+…+n =12n (n +1).又n =1时也满足此式, 所以a n =12n (n +1).答案:12n (n +1)5.(2017·南昌模拟)数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n +S n -1=2n -1(n ≥2),且S 2=3,则a 1+a 3的值为________.解析:∵S n +S n -1=2n -1(n ≥2),令n =2, 得S 2+S 1=3,由S 2=3得a 1=S 1=0, 令n =3,得S 3+S 2=5,所以S 3=2,则a 3=S 3-S 2=-1,所以a 1+a 3=0+(-1)=-1. 答案:-1二保高考,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 .-n+12B .cos n π2 C .cosn +12πD .cosn +22π解析:选D 令n =1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D 正确.2.(2017·福建福州八中质检)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a 2n -2a n +1(n ∈N *),则a 2017=( ) A .1 B .0 C .2 017D .-2 017解析:选A ∵a 1=1,∴a 2=(a 1-1)2=0,a 3=(a 2-1)2=1,a 4=(a 3-1)2=0,…,可知数列{a n }是以2为周期的数列,∴a 2 017=a 1=1.3.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2(a n -1),则a n =( ) A .2n B .2n -1 C .2nD .2n-1解析:选C 当n =1时,a 1=S 1=2(a 1-1),可得a 1=2,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n-2a n -1,∴a n =2a n -1,∴数列{a n }为等比数列,公比为2,首项为2,所以a n =2n.4.设曲线f (x )=xn +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,则x 1·x 2·x 3·x 4·…·x 2 017=( )A .2 0162 017B .12 017C .2 0172 018D .12 018解析:选D 由f (x )=xn +1得f ′(x )=(n +1)x n,切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0得x n =n n +1,故x 1·x 2·x 3·x 4·…·x 2 017=12×23×…×2 0172 018=12 018.5.(2017·衡水中学检测)若数列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3(n ∈N *),则数列{a n }的前n 项和数值最大时,n 的值为( )A .6B .7C .8D .9解析:选B ∵a 1=19,a n +1-a n =-3,∴数列{a n }是以19为首项,-3为公差的等差数列, ∴a n =19+(n -1)×(-3)=22-3n . 设{a n }的前k 项和数值最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧a k ≥0,a k +1≤0k ∈N *,∴⎩⎪⎨⎪⎧22-3k ≥0,22-k +,∴193≤k ≤223, ∵k ∈N *,∴k =7.∴满足条件的n 的值为7.6.在数列-1,0,19,18,…,n -2n 2,…中,0.08是它的第____________项.解析:令n -2n2=0.08,得2n 2-25n +50=0, 即(2n -5)(n -10)=0. 解得n =10或n =52(舍去).答案:107.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a 2n -1-1(n >1),则a 2 017=________,|a n +a n +1|=________(n >1).解析:由a 1=1,a n =a 2n -1-1(n >1),得a 2=a 21-1=12-1=0,a 3=a 22-1=02-1=-1, a 4=a 23-1=(-1)2-1=0,a 5=a 24-1=02-1=-1,由此可猜想当n >1,n 为奇数时a n =-1,n 为偶数时a n =0, ∴a 2 017=-1,|a n +a n +1|=1. 答案:-1 18.在一个数列中,如果∀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S n 为正项数列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n +12a n (n ∈N *).(1)求a 1,a 2,a 3,a 4的值; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)由S n =12a 2n +12a n (n ∈N *),可得a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1; S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2;同理,a 3=3,a 4=4. (2)S n =12a 2n +12a n ,①当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,②①-②得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0, 所以a n -a n -1=1, 又由(1)知a 1=1,故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,故a n =n . 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.(2017·甘肃诊断性考试)已知数列{a n }满足a 1=8999,a n +1=10a n +1.(1)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +19是等比数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)数列{b n }满足b n =lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +19,T n 为数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和,求证:T n <12. 证明:(1)由a n +1=10a n +1,得a n +1+19=10a n +109=10⎝⎛⎭⎪⎫a n +19,即a n +1+19a n +19=10.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +19是等比数列,其中首项为a 1+19=100,公比为10,所以a n +19=100×10n -1=10n +1,即a n =10n +1-19.(2)由(1)知b n =lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +19=lg 10n +1=n +1,即1b n b n +1=1n +n +=1n +1-1n +2. 所以T n =12-13+13-14+…+1n +1-1n +2=12-1n +2<12.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 -2d =n a 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 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.(教材习题改编)已知等差数列{a n },a 5=-20,a 20=-35,则a n =________ 答案:-15-n3.(教材习题改编)已知等差数列5,427,347,…,则前n 项和S n =________.答案:114(75n -5n 2)1.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 .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-83C .⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-83D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-3,-83答案:D2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6等于________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则S 3=3a 1+3d ,所以12=3×2+3d ,解得d =2,所以a 6=a 1+5d =2+5×2=12.答案:12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.(2016·郑州二检)已知{a n }为等差数列,公差为1,且a 5是a 3与a 11的等比中项,S n是{a n }的前n 项和,则S 12的值为______.解析:由题意得,a 25=a 3a 11,即(a 1+4)2=(a 1+2)(a 1+10),a 1=-1,∴S 12=12×(-1)+12×112×1=54. 答案:542.(2017·西安质检)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:113.(2016·江苏高考)已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=10,知S 5=5a 1+5×42d =10,得a 1+2d =2,即a 1=2-2d .所以a 2=a 1+d =2-d ,代入a 1+a 22=-3,化简得d 2-6d +9=0,所以d =3,a 1=-4.故a 9=a 1+8d =-4+24=20.答案:204.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=________. 解析:设等差数列{a n }的首项为a 1, 公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.答案:-72[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 n2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]已知数列{a n }的前n 项和为S n 且满足a n +2S n ·S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列;(2)求a n 的表达式.解:(1)证明:∵a n =S n -S n -1(n ≥2), 又a n =-2S n ·S n -1,∴S n -1-S n =2S n ·S n -1,S n ≠0,n ≥2. 因此1S n -1S n -1=2(n ≥2).故由等差数列的定义知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=1a 1=2为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知1S n =1S 1+(n -1)d =2+(n -1)×2=2n ,即S n =12n.由于当n ≥2时,有a n =-2S n ·S n -1=-12n n -,又∵a 1=12,不适合上式.∴a n=⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n n -,n ≥2.[由题悟法]等差数列的判定与证明方法[即时应用]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 n2a 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.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 11=22,则a 3+a 7+a 8=( ) A .18 B .12 C .9D .6解析:选D 由题意得S 11=a 1+a 112=a 1+10d2=22,即a 1+5d =2,所以a 3+a 7+a 8=a 1+2d +a 1+6d +a 1+7d =3(a 1+5d )=6.2.(2017·合肥质检)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 8=1,S 16=0,当S n 取最大值时n 的值为( )A .7B .8C .9D .10解析:选B 法一:由⎩⎪⎨⎪⎧a 8=a 1+7d =1,S 16=16a 1+16×152d =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=15,d =-2,则S n =-n 2+16n=-(n -8)2+64,则当n =8时,S n 取得最大值.法二:因为{a n }是等差数列,所以S 16=8(a 1+a 16)=8(a 8+a 9)=0,则a 9=-a 8=-1,即数列{a n }的前8项是正数,从第9项开始是负数,所以(S n )max =S 8,选项B 正确.[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.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 6a 5=911,则S 11S 9=( ) A .1 B .-1 C .2D .12解析:选AS 11S 9=a 1+a 112a 1+a 92=11a 69a 5=119×911=1. 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:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,①a 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 n2=324,∴18n =324,∴n =18.答案:183.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.答案:200一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2017·桂林调研)等差数列{a n }中,a 4+a 8=10,a 10=6,则公差d =( ) A .14 B .12 C .2D .-12解析:选A 由a 4+a 8=2a 6=10,得a 6=5,所以4d =a 10-a 6=1,解得d =14,故选A .2.等差数列{a n }的前n 项之和为S n ,若a 5=6,则S 9为( ) A .45 B .54 C .63D .27解析:选B 法一:∵S 9=a 1+a 92=9a 5=9×6=54.故选B .法二:由a 5=6,得a 1+4d =6,∴S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×6=54,故选B .3.(2017·陕西质量监测)已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k =( )A .21B .22C .23D .24解析:选C 3a n +1=3a n -2⇒a n +1=a n -23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k +1·a k <0,∴⎝⎛⎭⎪⎫473-23k ⎝ ⎛⎭⎪⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N *,∴k =23.4.(2016·北京高考)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 3+a 5=0,则S 6=________.解析:∵a 3+a 5=2a 4,∴a 4=0. ∵a 1=6,a 4=a 1+3d ,∴d =-2. ∴S 6=6a 1+-2d =6.答案:65.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.(2017·太原一模)在单调递增的等差数列{a n }中,若a 3=1,a 2a 4=34,则a 1=( )A .-1B .0C .14D .12解析:选B 由题知,a 2+a 4=2a 3=2, 又∵a 2a 4=34,数列{a n }单调递增,∴a 2=12,a 4=32.∴公差d =a 4-a 22=12.∴a 1=a 2-d =0.2.数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+3n (n ∈N *),若p -q =5,则a p -a q =( ) A .10B .15C .-5D .20解析:选D 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2+3n -[2(n -1)2+3(n -1)]=4n +1, 当n =1时,a 1=S 1=5,符合上式, ∴a n =4n +1,a p -a q =4(p -q )=20.3.(2017·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 .114B .32C .72D .1解析:选A 设{a n }的公差为d ,由题意得,S n =na 1+n n -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 = d2,a 1-d2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =12,a 1=14,a 6=a 1+5d =14+52=114.4.(2017·沈阳教学质量监测)设等差数列{a n }满足a 2=7,a 4=3,S n 是数列{a n }的前n 项和,则使得S n >0成立的最大的自然数n 是( )A .9B .10C .11D .12解析:选A 由题可得{a n }的公差d =3-74-2=-2,a 1=9,所以a n =-2n +11,则{a n }是递减数列,且a 5>0>a 6,a 5+a 6=0,于是S 9=2a 52·9>0,S 10=a 5+a 62·10=0,S 11=2a 62·11<0,故选A .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 n -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.在等差数列{a n }中,公差d =12,前100项的和S 100=45,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=________.解析:因为S 100=1002(a 1+a 100)=45,所以a 1+a 100=910,a 1+a 99=a 1+a 100-d =25,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=502(a 1+a 99)=502×25=10.答案:107.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.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则正整数m 的值为________.解析:因为等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,所以a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,数列的公差d =1,a m +a m +1=S m +1-S m -1=5, 即2a 1+2m -1=5, 所以a 1=3-m . 由S m =(3-m )m +m m -2×1=0,解得正整数m 的值为5. 答案:59.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 n n,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 -2·d =2k +k k -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+2n2=n (n +1), 则b n =S n n=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+n +2=n n +2.10.(2017·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 =⎩⎪⎨⎪⎧-n -1,1≤n ≤4,2n -7,n ≥5,所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧32[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.(2016·安庆二模)已知数列{a n }是各项均不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,且a n=S 2n -1(n ∈N *).若不等式λa n ≤n +8n对任意n ∈N *恒成立,则实数λ的最大值为________.解析:a n =S 2n -1⇒a n =n -a 1+a 2n -12=n -a n ⇒a 2n =(2n -1)a n ⇒a n=2n -1,n ∈N *.λa n≤n +8n就是λ≤n +n -n⇒λ≤2n -8n +15,f (n )=2n -8n+15在n ≥1时单调递增,其最小值为f (1)=9,所以λ≤9,故实数λ的最大值为9.答案:92.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 1qn -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-q n 1-q=a 1-a n q1-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 ·qn -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.等比数列{a n }中,a 3=12,a 4=18,则a 6=________.解析:法一:由a 3=12,a 4=18,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=12,a 1q 3=18,解得a 1=163,q =32,∴a 6=a 1q 5=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫325=812.法二:由等比数列性质知,a 23=a 2a 4,∴a 2=a 23a 4=12218=8,又a 24=a 2a 6,∴a 6=a 24a 2=1828=812.答案:8123.(教材习题改编)在等比数列{a n }中,已知a 1=-1,a 4=64,则公比q =________,S 4=________.答案:-4 511.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.(2017·武汉调研)若等比数列{a n }的各项均为正数,a 1+2a 2=3,a 23=4a 2a 6,则a 4=( )A .38 B .245C .316D .916解析:选C 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2a 1q =3,a 1q 22=4a 1q ·a 1q 5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,q =12,所以a 4=a 1q 3=32×⎝ ⎛⎭⎪⎫123=316.2.(2015·全国卷Ⅰ)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.解析:∵a 1=2,a n +1=2a n ,∴数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 又∵S n =126,∴-2n1-2=126,∴n =6.答案:6[由题悟法]解决等比数列有关问题的2种常用思想等比数列的前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-qn1-q=a 1-a n q1-q[即时应用]1.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ) A .13 B .-13C .19D .-19解析:选C 设等比数列{a n }的公比为q , ∵S 3=a 2+10a 1,a 5=9,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q +a 1q 2=a 1q +10a 1,a 1q 4=9,解得⎩⎪⎨⎪⎧q 2=9,a 1=19.2.(2017·洛阳统考)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1+8a 4=0,则S 4S 3=( ) A .-53B .157C .56D .1514解析:选C 在等比数列{a n }中,因为a 1+8a 4=0,所以q =-12,所以S 4S 3=a 1-q 41-q a 1-q 31-q=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-1241-⎝ ⎛⎭⎪⎫-123=151698=56. 3.(2015·安徽高考)已知数列{}a n 是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{}a n 的前n 项和等于________.解析:设等比数列的公比为q ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 3=9,a 21·q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,q =12.又{}a n 为递增数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2,∴S n =1-2n1-2=2n-1.答案:2n-1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·全国丙卷)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[提醒] (1)前两种方法是判定等比数列的常用方法,常用于证明;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.[即时应用]设数列{}a n 的前n 项和为S n ,n ∈N *.已知a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1.(1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列.解:(1)当n =2时,4S 4+5S 2=8S 3+S 1,即4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+a 4+5⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+1,解得a 4=78.(2)证明:由4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1(n ≥2), 得4S n +2-4S n +1+S n -S n -1=4S n +1-4S n (n ≥2), 即4a n +2+a n =4a n +1(n ≥2). ∵4a 3+a 1=4×54+1=6=4a 2,∴4a n +2+a n =4a n +1, ∴a n +2-12a n +1a n +1-12a n=4a n +2-2a n +14a n +1-2a n=4a n +1-a n -2a n +14a n +1-2a n =2a n +1-a na n +1-a n=12,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 是以a 2-12a 1=1为首项,12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.(2017·湖南师大附中月考)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:设数列{a n }的公比为q , 由已知得S 4S 2=1+a 3+a 4a 1+a 2=5, 即1+q 2=5, 所以q 2=4,S 8S 4=1+a 5+a 6+a 7+a 8a 1+a 2+a 3+a 4=1+q 4=1+16=17. 答案:17[由题悟法]等比数列的性质可以分为3类1.等比数列{a n }的各项均为正数,且a 5a 6+a 4a 7=18,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10=( )A .5B .9C .log 345D .10解析:选D 由等比数列的性质知a 5a 6=a 4a 7,又a 5a 6+a 4a 7=18,所以a 5a 6=9,则原式=log 3(a 1a 2…a 10)=log 3(a 5a 6)5=10.2.(2017·长春调研)在正项等比数列{a n }中,已知a 1a 2a 3=4,a 4a 5a 6=12,a n -1a n a n +1=324,则n =________.解析:设数列{a n }的公比为q ,由a 1a 2a 3=4=a 31q 3与a 4a 5a 6=12=a 31q 12,可得q 9=3,a n -1a n a n+1=a 31q3n -3=324,因此q3n -6=81=34=q 36,所以3n -6=36,即n =14.答案:14一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.对任意等比数列{a n },下列说法一定正确的是( ) A .a 1,a 3,a 9成等比数列 B .a 2,a 3,a 6成等比数列 C .a 2,a 4,a 8成等比数列D .a 3,a 6,a 9成等比数列解析:选D 由等比数列的性质得,a 3·a 9=a 26≠0,因此a 3,a 6,a 9一定成等比数列,选D .2.在正项等比数列{a n }中,a 1=1,前n 项和为S n ,且-a 3,a 2,a 4成等差数列,则S 7的值为( )A .125B .126C .127D .128解析:选C 设{a n }的公比为q ,则2a 2=a 4-a 3,又a 1=1,∴2q =q 3-q 2,解得q =2或q =-1,∵a n >0,∴q >0,∴q =2,∴S 7=1-271-2=127.3.(2016·石家庄质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2a n -4(n ∈N *),则a n =( )A .2n +1B .2nC .2n -1D .2n -2解析:选A 依题意,a n +1=S n +1-S n =2a n +1-4-(2a n -4),则a n +1=2a n ,令n =1,则S 1=2a 1-4,即a 1=4,∴数列{a n }是以4为首项,2为公比的等比数列,∴a n =4×2n -1=2n +1,故选A .4.在等比数列{a n }中,若a 1·a 5=16,a 4=8,则a 6=________. 解析:由题意得,a 2·a 4=a 1·a 5=16, ∴a 2=2,∴q 2=a 4a 2=4,∴a 6=a 4q 2=32. 答案:325.在等比数列{a n }中,a n >0,a 5-a 1=15,a 4-a 2=6,则a 3=________. 解析:∵a 5-a 1=15,a 4-a 2=6.∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 4-a 1=15,a 1q 3-a 1q =6(q ≠1)。
专题08 数列-2022年高考真题和模拟题数学分类汇编(解析版)
专题08 数列1.【2022年全国乙卷】已知等比数列{a n }的前3项和为168,a 2−a 5=42,则a 6=( ) A .14 B .12 C .6 D .3【答案】D 【解析】 【分析】设等比数列{a n }的公比为q,q ≠0,易得q ≠1,根据题意求出首项与公比,再根据等比数列的通项即可得解. 【详解】解:设等比数列{a n }的公比为q,q ≠0, 若q =1,则a 2−a 5=0,与题意矛盾, 所以q ≠1,则{a 1+a 2+a 3=a 1(1−q 3)1−q =168a 2−a 5=a 1q −a 1q 4=42,解得{a 1=96q =12 , 所以a 6=a 1q 5=3. 故选:D .2.【2022年全国乙卷】嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星,为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{b n }:b 1=1+1α1,b 2=1+1α1+1α2,b 3=1+1α1+1α2+1α3,…,依此类推,其中αk ∈N ∗(k =1,2,⋯).则( ) A .b 1<b 5 B .b 3<b 8C .b 6<b 2D .b 4<b 7【答案】D 【解析】 【分析】根据αk ∈N ∗(k =1,2,…),再利用数列{b n }与αk 的关系判断{b n }中各项的大小,即可求解. 【详解】解:因为αk ∈N ∗(k =1,2,⋯),所以α1<α1+1α2,1α1>1α1+1α2,得到b 1>b 2,同理α1+1α2>α1+1α2+1α3,可得b 2<b 3,b 1>b 3又因为1α2>1α2+1α3+1α4, α1+1α2+1α3<α1+1α2+1α3+1α4,故b 2<b 4,b 3>b 4;以此类推,可得b 1>b 3>b 5>b 7>⋯,b 7>b 8,故A 错误; b 1>b 7>b 8,故B 错误;1α2>1α2+1α3+⋯1α6,得b 2<b 6,故C 错误;α1+1α2+1α3+1α4>α1+1α2+⋯1α6+1α7,得b 4<b 7,故D 正确.故选:D.3.【2022年新高考2卷】中国的古建筑不仅是挡风遮雨的住处,更是美学和哲学的体现.如图是某古建筑物的剖面图,DD 1,CC 1,BB 1,AA 1是举, OD 1,DC 1,CB 1,BA 1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为DD 1OD 1=0.5,CC 1DC 1=k 1,BB 1CB 1=k 2,AA1BA 1=k 3,若k 1,k 2,k 3是公差为0.1的等差数列,且直线OA 的斜率为0.725,则k 3=( )A .0.75B .0.8C .0.85D .0.9【答案】D 【解析】 【分析】设OD 1=DC 1=CB 1=BA 1=1,则可得关于k 3的方程,求出其解后可得正确的选项. 【详解】设OD 1=DC 1=CB 1=BA 1=1,则CC 1=k 1,BB 1=k 2,AA 1=k 3,依题意,有k3−0.2=k1,k3−0.1=k2,且DD1+CC1+BB1+AA1OD1+DC1+CB1+BA1=0.725,所以0.5+3k3−0.34=0.725,故k3=0.9,故选:D4.【2022年北京】设{a n}是公差不为0的无穷等差数列,则“{a n}为递增数列”是“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C【解析】【分析】设等差数列{a n}的公差为d,则d≠0,利用等差数列的通项公式结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.【详解】设等差数列{a n}的公差为d,则d≠0,记[x]为不超过x的最大整数.若{a n}为单调递增数列,则d>0,若a1≥0,则当n≥2时,a n>a1≥0;若a1<0,则a n=a1+(n−1)d,由a n=a1+(n−1)d>0可得n>1−a1d ,取N0=[1−a1d]+1,则当n>N0时,a n>0,所以,“{a n}是递增数列”⇒“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”;若存在正整数N0,当n>N0时,a n>0,取k∈N∗且k>N0,a k>0,假设d<0,令a n=a k+(n−k)d<0可得n>k−a kd ,且k−a kd>k,当n>[k−a kd]+1时,a n<0,与题设矛盾,假设不成立,则d>0,即数列{a n}是递增数列.所以,“{a n}是递增数列”⇐“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”.所以,“{a n}是递增数列”是“存在正整数N0,当n>N0时,a n>0”的充分必要条件.故选:C.5.【2022年浙江】已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=a n−13a n2(n∈N∗),则()A.2<100a100<52B.52<100a100<3C.3<100a100<72D.72<100a100<4【答案】B【解析】【分析】先通过递推关系式确定{a n}除去a1,其他项都在(0,1)范围内,再利用递推公式变形得到1 a n+1−1a n=13−a n>13,累加可求出1a n>13(n+2),得出100a100<3,再利用1a n+1−1a n=13−a n<1 3−3n+2=13(1+1n+1),累加可求出1a n−1<13(n−1)+13(12+13+⋯+1n),再次放缩可得出100a100>52.【详解】∵a1=1,易得a2=23∈(0,1),依次类推可得a n∈(0,1)由题意,a n+1=a n(1−13a n),即1a n+1=3a n(3−a n)=1a n+13−a n,∴1a n+1−1a n=13−a n>13,即1a2−1a1>13,1a3−1a2>13,1a4−1a3>13,…,1a n−1a n−1>13,(n≥2),累加可得1a n −1>13(n−1),即1a n>13(n+2),(n≥2),∴a n<3n+2,(n≥2),即a100<134,100a100<10034<3,又1a n+1−1a n=13−a n<13−3n+2=13(1+1n+1),(n≥2),∴1a2−1a1=13(1+12),1a3−1a2<13(1+13),1a4−1a3<13(1+14),…,1a n−1a n−1<13(1+1n),(n≥3),累加可得1a n −1<13(n−1)+13(12+13+⋯+1n),(n≥3),∴1a100−1<33+13(12+13+⋯+199)<33+13(12×4+16×94)<39,即1a100<40,∴a100>140,即100a100>52;综上:52<100a100<3.故选:B.【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是利用递推关系进行合理变形放缩.6.【2022年全国乙卷】记S n为等差数列{a n}的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=_______.【答案】2【解析】【分析】转化条件为2(a1+2d)=2a1+d+6,即可得解.【详解】由2S3=3S2+6可得2(a1+a2+a3)=3(a1+a2)+6,化简得2a3=a1+a2+6,即2(a1+2d)=2a1+d+6,解得d=2.故答案为:2.7.【2022年北京】己知数列{a n}各项均为正数,其前n项和S n满足a n⋅S n=9(n=1,2,⋯).给出下列四个结论:①{a n}的第2项小于3;②{a n}为等比数列;③{a n}为递减数列;④{a n}中存在小于1100的项.其中所有正确结论的序号是__________.【答案】①③④【解析】【分析】推导出a n=9an −9a n−1,求出a1、a2的值,可判断①;利用反证法可判断②④;利用数列单调性的定义可判断③.【详解】由题意可知,∀n∈N∗,a n>0,当n=1时,a12=9,可得a1=3;当n≥2时,由S n=9an 可得S n−1=9an−1,两式作差可得a n=9an−9a n−1,所以,9a n−1=9a n−a n,则9a2−a2=3,整理可得a22+3a2−9=0,因为a2>0,解得a2=3√5−32<3,①对;假设数列{a n}为等比数列,设其公比为q,则a22=a1a3,即(9S2)2=81S1S3,所以,S22=S1S3,可得a12(1+q)2=a12(1+q+q2),解得q=0,不合乎题意,故数列{a n}不是等比数列,②错;当n ≥2时,a n =9a n−9an−1=9(a n−1−a n )a n a n−1>0,可得a n <a n−1,所以,数列{a n }为递减数列,③对;假设对任意的n ∈N ∗,a n ≥1100,则S 100000≥100000×1100=1000, 所以,a 100000=9S100000≤91000<1100,与假设矛盾,假设不成立,④对.故答案为:①③④. 【点睛】关键点点睛:本题在推断②④的正误时,利用正面推理较为复杂时,可采用反证法来进行推导.8.【2022年全国甲卷】记S n 为数列{a n }的前n 项和.已知2S n n+n =2a n +1.(1)证明:{a n }是等差数列;(2)若a 4,a 7,a 9成等比数列,求S n 的最小值. 【答案】(1)证明见解析; (2)−78. 【解析】 【分析】(1)依题意可得2S n +n 2=2na n +n ,根据a n ={S 1,n =1S n −S n−1,n ≥2 ,作差即可得到a n −a n−1=1,从而得证;(2)由(1)及等比中项的性质求出a 1,即可得到{a n }的通项公式与前n 项和,再根据二次函数的性质计算可得. (1) 解:因为2S n n+n =2a n +1,即2S n +n 2=2na n +n ①,当n ≥2时,2S n−1+(n −1)2=2(n −1)a n−1+(n −1)②,①−②得,2S n +n 2−2S n−1−(n −1)2=2na n +n −2(n −1)a n−1−(n −1), 即2a n +2n −1=2na n −2(n −1)a n−1+1,即2(n −1)a n −2(n −1)a n−1=2(n −1),所以a n −a n−1=1,n ≥2且n ∈N*, 所以{a n }是以1为公差的等差数列. (2)解:由(1)可得a 4=a 1+3,a 7=a 1+6,a 9=a 1+8,又a 4,a 7,a 9成等比数列,所以a 72=a 4⋅a 9,即(a 1+6)2=(a 1+3)⋅(a 1+8),解得a 1=−12, 所以a n =n −13,所以S n =−12n +n(n−1)2=12n 2−252n =12(n −252)2−6258,所以,当n =12或n =13时(S n )min =−78.9.【2022年新高考1卷】记S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=1,{S na n}是公差为13的等差数列.(1)求{a n }的通项公式; (2)证明:1a 1+1a 2+⋯+1a n<2.【答案】(1)a n =n (n+1)2(2)见解析 【解析】 【分析】(1)利用等差数列的通项公式求得S na n=1+13(n −1)=n+23,得到S n =(n+2)a n3,利用和与项的关系得到当n ≥2时,a n =S n −S n−1=(n+2)a n3−(n+1)a n−13,进而得:a nan−1=n+1n−1,利用累乘法求得a n =n (n+1)2,检验对于n =1也成立,得到{a n }的通项公式a n =n (n+1)2;(2)由(1)的结论,利用裂项求和法得到1a 1+1a 2+⋯+1a n=2(1−1n+1),进而证得.(1)∵a 1=1,∴S 1=a 1=1,∴S1a 1=1,又∵{S na n}是公差为13的等差数列,∴S na n=1+13(n −1)=n+23,∴S n =(n+2)a n3,∴当n ≥2时,S n−1=(n+1)a n−13,∴a n =S n −S n−1=(n+2)a n3−(n+1)a n−13,整理得:(n −1)a n =(n +1)a n−1, 即a nan−1=n+1n−1,∴a n =a 1×a2a 1×a3a 2×…×an−1a n−2×ana n−1=1×32×43×…×nn−2×n+1n−1=n(n+1)2,显然对于n=1也成立,∴{a n}的通项公式a n=n(n+1)2;(2)1 a n =2n(n+1)=2(1n−1n+1),∴1a1+1a2+⋯+1a n=2[(1−12)+(12−13)+⋯(1n−1n+1)]=2(1−1n+1)<210.【2022年新高考2卷】已知{a n}为等差数列,{b n}是公比为2的等比数列,且a2−b2= a3−b3=b4−a4.(1)证明:a1=b1;(2)求集合{k|b k=a m+a1,1≤m≤500}中元素个数.【答案】(1)证明见解析;(2)9.【解析】【分析】(1)设数列{a n}的公差为d,根据题意列出方程组即可证出;(2)根据题意化简可得m=2k−2,即可解出.(1)设数列{a n}的公差为d,所以,{a1+d−2b1=a1+2d−4b1a1+d−2b1=8b1−(a1+3d),即可解得,b1=a1=d2,所以原命题得证.(2)由(1)知,b1=a1=d2,所以b k=a m+a1⇔b1×2k−1=a1+(m−1)d+a1,即2k−1=2m,亦即m=2k−2∈[1,500],解得2≤k≤10,所以满足等式的解k=2,3,4,⋯,10,故集合{k |b k=a m+a1,1≤m≤500}中的元素个数为10−2+1=9.11.【2022年北京】已知Q:a1,a2,⋯,a k为有穷整数数列.给定正整数m,若对任意的n∈{1, 2,⋯,m},在Q中存在a i,a i+1,a i+2,⋯,a i+j(j≥0),使得a i+a i+1+a i+2+⋯+a i+j=n,则称Q为m−连续可表数列.(1)判断Q:2,1,4是否为5−连续可表数列?是否为6−连续可表数列?说明理由;(2)若Q:a1,a2,⋯,a k为8−连续可表数列,求证:k的最小值为4;(3)若Q:a1,a2,⋯,a k为20−连续可表数列,且a1+a2+⋯+a k<20,求证:k≥7.【答案】(1)是5−连续可表数列;不是6−连续可表数列.(2)证明见解析.(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)直接利用定义验证即可;(2)先考虑k≤3不符合,再列举一个k=4合题即可;(3)k≤5时,根据和的个数易得显然不行,再讨论k=6时,由a1+a2+⋯+a6<20可知里面必然有负数,再确定负数只能是−1,然后分类讨论验证不行即可.(1)a2=1,a1=2,a1+a2=3,a3=4,a2+a3=5,所以Q是5−连续可表数列;易知,不存在i,j使得a i+a i+1+⋯+a i+j=6,所以Q不是6−连续可表数列.(2)若k≤3,设为Q:a,b,c,则至多a+b,b+c,a+b+c,a,b,c,6个数字,没有8个,矛盾;当k=4时,数列Q:1,4,1,2,满足a1=1,a4=2,a3+a4=3,a2=4,a1+a2=5,a1+a2+ a3=6,a2+a3+a4=7,a1+a2+a3+a4=8,∴k min=4.(3)Q:a1,a2,⋯,a k,若i=j最多有k种,若i≠j,最多有C k2种,所以最多有k+C k2=k(k+1)种,2=15个数,矛盾,若k≤5,则a1,a2,…,a k至多可表5(5+1)2=21个数,从而若k<7,则k=6,a,b,c,d,e,f至多可表6(6+1)2而a+b+c+d+e+f<20,所以其中有负的,从而a,b,c,d,e,f可表1~20及那个负数(恰21个),这表明a~f中仅一个负的,没有0,且这个负的在a~f中绝对值最小,同时a~f中没有两数相同,设那个负数为−m(m≥1),则所有数之和≥m+1+m+2+⋯+m+5−m=4m+15,4m+15≤19⇒m=1,∴{a,b,c,d,e,f}={−1,2,3,4,5,6},再考虑排序,排序中不能有和相同,否则不足20个,∵1=−1+2(仅一种方式),∴−1与2相邻,若−1不在两端,则"x , −1 , 2 , __,__,__"形式,若x=6,则5=6+(−1)(有2种结果相同,方式矛盾),∴x≠6,同理x≠5,4,3,故−1在一端,不妨为"−1 ,2, A, B, C, D"形式,若A=3,则5=2+3(有2种结果相同,矛盾),A=4同理不行,A=5,则6=−1+2+5(有2种结果相同,矛盾),从而A=6,由于7=−1+2+6,由表法唯一知3,4不相邻,、故只能−1,2,6,3,5,4,①或−1,2,6,4,5,3,②这2种情形,对①:9=6+3=5+4,矛盾,对②:8=2+6=5+3,也矛盾,综上k≠6∴k≥7.【点睛】关键点睛,先理解题意,是否为m−可表数列核心就是是否存在连续的几项(可以是一项)之和能表示从1到m中间的任意一个值.本题第二问k≤3时,通过和值可能个数否定k≤3;第三问先通过和值的可能个数否定k≤5,再验证k=6时,数列中的几项如果符合必然是{−1,2,3,4,5,6}的一个排序,可验证这组数不合题.12.【2022年浙江】已知等差数列{a n}的首项a1=−1,公差d>1.记{a n}的前n项和为S n(n ∈N∗).(1)若S4−2a2a3+6=0,求S n;(2)若对于每个n∈N∗,存在实数c n,使a n+c n,a n+1+4c n,a n+2+15c n成等比数列,求d的取值范围.(n∈N∗)【答案】(1)S n=3n2−5n2(2)1<d≤2【解析】【分析】(1)利用等差数列通项公式及前n项和公式化简条件,求出d,再求S n;(2)由等比数列定义列方程,结合一元二次方程有解的条件求d的范围.(1)因为S4−2a2a3+6=0,a1=−1,所以−4+6d−2(−1+d)(−1+2d)+6=0,所以d 2−3d =0,又d >1, 所以d =3, 所以a n =3n −4, 所以S n =(a 1+a n )n2=3n 2−5n2,(2)因为a n +c n ,a n+1+4c n ,a n+2+15c n 成等比数列, 所以(a n+1+4c n )2=(a n +c n )(a n+2+15c n ),(nd −1+4c n )2=(−1+nd −d +c n )(−1+nd +d +15c n ),c n 2+(14d −8nd +8)c n +d 2=0,由已知方程c n 2+(14d −8nd +8)c n +d 2=0的判别式大于等于0,所以Δ=(14d −8nd +8)2−4d 2≥0,所以(16d −8nd +8)(12d −8nd +8)≥0对于任意的n ∈N ∗恒成立, 所以[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]≥0对于任意的n ∈N ∗恒成立, 当n =1时,[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]=(d +1)(d +2)≥0, 当n =2时,由(2d −2d −1)(4d −3d −2)≥0,可得d ≤2 当n ≥3时,[(n −2)d −1][(2n −3)d −2]>(n −3)(2n −5)≥0, 又d >1 所以1<d ≤21.(2022·河南·通许县第一高级中学模拟预测(文))在等差数列{}n a 中,35a =,1511109a a +=,则15a a ⋅=( )A .92B .9C .10D .12【答案】B 【解析】 【分析】将已知等式变形,由等差数列下标和计算即可得到结果. 【详解】 由1511109a a +=得:153********a a a a a a a +==,315995aa a ∴⋅==.故选:B.2.(2022·福建省德化第一中学模拟预测)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若728S =,则237a a a ++的值为( )A .8B .10C .12D .14【答案】C 【解析】 【分析】根据等差数列的求和公式,求得44a =,结合等差数列的性质,化简得到27433a a a a =++,即可求解. 【详解】因为728S =,由等差数列的性质和求和公式得17747()7282a a S a +===,即44a =, 则112374393(3)312a d a a a a a d =+=+==++. 故选:C.3.(2022·北京·北大附中三模)已知数列{}n a 满足2123n a a a a n =,其中1,2,3,n =,则数列{}n a ( ) A .有最大项,有最小项 B .有最大项,无最小项 C .无最大项,有最小项 D .无最大项,无最小项【答案】A 【解析】 【分析】求得数列{}n a 的通项公式,再分析数列的单调性即可 【详解】依题意,因为2123n a a a a n =,其中1,2,3,n =,当1n =时,2111a ==,当2n ≥时,21231(1)n a a a a n -=-,2123n a a a a n =,两式相除有22211,2(1)1n n a n n n ⎛⎫=+≥ ⎪--⎝⎭=,易得n a 随着n 的增大而减小,故24n a a ≤=,且11n a a >=,故最小项为11a =,最大项为24a = 故选:A4.(2022·辽宁实验中学模拟预测)已知数列{}()*N n a n ∈是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若1a 、数列{}2n a 的第2项、数列{}2n a 的第5项恰好构成等比数列,则数列{}n a 的通项公式为( ) A .21n a n =- B .21n a n =+ C .1n a n =- D .1n a n =+【答案】A 【解析】 【分析】根据题意设()11n a n d =+-,所以()2121n d a n =+-,()2211n d a n =+-,所以1,13d +,124d +构成等比数列,即()()2131124d d +=⨯+,求出d 即可求解. 【详解】设等差数列{}n a 的公差为()0d d >,所以()11n a n d =+-,所以()2121n d a n =+-, ()2211n d a n =+-,又1a 、数列{}2n a 的第2项、数列{}2n a 的第5项恰好构成等比数列,即1,13d +,124d +构成等比数列,所以()()2131124d d +=⨯+, 解得2d =,0d =(舍去),所以21n a n =-. 故选:A.5.(2022·四川·绵阳中学实验学校模拟预测(文))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,若存在实数λ使{}n a 是等差数列,则{}n a 的公差为( )A .1B .2C .2λD .λ【答案】B 【解析】 【分析】利用1(2)n n n S S a n --=≥得{}n a 的递推关系,从而求得λ与公差d 的关系,再由21a a d -=求得d .【详解】 设公差为d ,因为11n n n a a S λ+=-,所以2n ≥时,111n n n a a S λ--=-, 两式相减得:111()()n n n n n n a a a S S a λλ+---=-=, 因为0n a ≠,所以112n n a a d λ+--==,由1211a a S λ=-121da =-得221a d =-.从而21211a a d d -=--=,2d =, 故选:B .6.(2022·湖南·邵阳市第二中学模拟预测)已知正项等比数列{}n a 满足3212a a a =+,若存在m a 、n a ,使得2116m n a a a ⋅=,则14m n+的最小值为( ) A .83B .16C .114 D .32【答案】D 【解析】 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,根据已知条件求出q 的值,由已知条件可得出6m n +=,将代数式14m n +与()16m n +相乘,利用基本不等式可求得14m n+的最小值. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,由3212a a a =+可得220q q --=,解得2q,因为2116m n a a a ⋅=,则2112112216m n a a --⋅⋅=,24m n ∴+-=,可得6m n +=,由已知m 、N n *∈,所以,()1411414566m n m n m n m n n m ⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭13562⎛≥+= ⎝, 当且仅当24n m ==时,等号成立, 因此,14m n +的最小值为32. 故选:D.7.(2022·浙江·三模)设数列{}n a 满足()21192,24n n n a a a n N a *+=-+∈=,记数列221n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭的前n 项的和为n S ,则( ) A .10127a < B .存在k *∈N ,使1k k a a += C .1012S < D .数列{}n a 不具有单调性【答案】C 【解析】 【分析】 根据题意求得54n a ≥,进而得到132n a +-与32n a -同号,结合作差法比较法,可判定B 、D 错误;由()()11214n n n n a a a a +-=--+,得到114n n a a +-≥,利用叠加法,可判定A 错误;化简得到1111133222n n n a a a +=----,利用裂项法求和,可判定C 正确. 【详解】由于()211551,244n n a a a +=-+≥=,则54n a ≥,又由21333122422n n n n n a a a a a +⎛⎫⎛⎫-=-+=-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,则132n a +-与32n a -同号. 又由12a =,则32n a >,可得221933042n n nn n a a a a a +⎛⎫-=-+=-> ⎪⎝⎭, 所以数列{}n a 单调递增,故B 、D 错误; 又因为()()11214n n n n a a a a +-=--+, 由数列{}n a 单调递增,且12a =,所以20,10n n a a ->->,所以114n n a a +-≥, 累加得1011100254a a -≥=,所以10127a ≥,故A 错误; 由21924n nn a a a +=-+可得1111133222n n n a a a +=----, 因为12n a a >=,所以101110211112333222S a a a =-<=---,故C 正确.故选:C .8.(2022·吉林·东北师大附中模拟预测(理))数列{}n a 为等差数列,前n 项的和为n S ,若10110a <,101110120a a +>,则当0n S <时,n 的最大值为( )A .1011B .1012C .2021D .2022【答案】C 【解析】 【分析】分析数列{}n a 的单调性,计算2021S 、2022S ,即可得出结论. 【详解】因为10110a <,101110120a a +>,则10120a >,故数列{}n a 为递增数列, 因为()12021202110112021202102a a S a +==<,()()120222022101110122022101102a a S a a +==+>,且当1012n ≥时,10120n a a ≥>,所以,当2022n ≥时,20220n S S ≥>, 所以,满足当0n S <时,n 的最大值为2021. 故选:C.9.(2022·辽宁·渤海大学附属高级中学模拟预测)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足()552sin 2350a a +--=,()201820182sin 2370a a +--=,则下列结论正确的是( ) A .20222022S =,且52018a a > B .20222022S =-,且52018a a < C .20224044S =-,且52018a a > D .20224044S =,且52018a a <【答案】C 【解析】 【分析】根据题意构造函数()2sin 3f x x x =-,确定函数的奇偶性及单调性,进而根据()()520182,2f a f a ++的关系即可确定答案.【详解】设函数()2sin 3f x x x =-,则()f x 为奇函数,且()2cos 30f x x '=-<,所以()f x 在R 上递减,由已知可得()()552sin 2321a a +-+=-,()()201820182sin 2321a a +-+=,有()521f a +=-,()201821f a +=,所以()()5201822f a f a +<+,且()()5201822f a f a +=-+,所以520185201822a a a a +>+⇒>,且()5201822a a +=-+,所以520184a a +=-,120222022520182022()1011()40442a a S a a +==+=-.故选:C.10.(2022·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足对任意的*n ∈N ,总存在*m ∈N ,使得n m S a =,则n a 可能等于( ) A .2022n B .2022n C .22022n D .2022n【答案】B 【解析】 【分析】A 选项,利用等比数列求和公式列出方程,令n =2时,得到120222023m -=,m 不存在,A 错误;B 选项,利用等差数列求和公式进行求解得到方程()101112022n n m +=,取()12n n m +=即可,C 选项,利用平方和公式得到()()21216n n n m ++=,当n =2时,25m =,m 不存在;D 选项,当n =2时,1112m+=,m 不存在. 【详解】对于选项A :当2022nn a =时,则{}n a 是等比数列,因为n m S a =所以()20222022120222021n m -=,当n =2时,120222023m -=,m 不存在,A 错误;对于选项B :当2022n a n =时,{}n a 是等差数列,因为n m S a =,则()()120221*********n n n S n n m +=⨯=+=,取()12n n m +=即可,B 正确; 对于选项C :当22022n a n =时,n m S a =,则()()()2222121202212202220226n n n n S n m ++=⨯++⋅⋅⋅+=⨯=,当n =2时,25m =,m 不存在,C 错误; 对于选项D :当2022n a n =时,n m S a =,则11120222022123n m ⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪⎝⎭,当n =2时,1112m+=,m 不存在,D 错误. 故选:B .11.(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)已知数列{}n a 各项都不为0,121,3a a ==且满足141n n n a a S +=-,(1)求{}n a 的通项公式; (2)若114n n n a b a -=-,{}n b 的前n 项和为n T ,求n T 取得最小值时的n 的值. 【答案】(1)21n a n =-; (2)7n =. 【解析】 【分析】(1)由141n n n a a S +=-得2n ≥时,1141n n n a a S --=-, ①-②得114n n a a +--=,分奇偶项即可求出n a (2)由114n n n a b a -=-得22215n n b n -=-,当7n ≤时,0n b ≤,当7n >时,0n b > 当7n =时,n T 取得最小值 (1)141n n n a a S +=-①当2n ≥时,1141n n n a a S --=-② ①-②114n n n n n a a a a a +-⇒-=0n a ≠114n n a a +-∴-={}n a ∴的奇数项和偶数项各自成等差数列且121,3a a ==()()21141432211,21(n n a n n n a n n -∴=+-=-=--∴=-为奇数),()234141221,21n n a n n n a n =+-=-=⋅-∴=-(n 为偶数),21n a n ∴=-(2)22131215215n n b n n -==+--,当7n ≤时,0n b ≤, 当7n >时,0n b >∴当7n =时,n T 取得最小值12.(2022·福建·厦门双十中学模拟预测)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知19a =,2a 为整数,且5n S S ≤. (1)求{}n a 的通项公式; (2)设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)112n a n =- (2)()992n nT n =-【解析】 【分析】(1)根据题意得公差d 为整数,且50a ≥,60a ≤,分析求出d 即可;(2)111292112n b n n ⎛⎫=- ⎪--⎝⎭,再利用裂项相消法求和即可.(1)由19a =,2a 为整数知,等差数列{}n a 的公差d 为整数. 又5n S S ≤,故50a ≥,60a ≤. 于是940d +≥,950d +≤,解得9945d -≤≤-, 因此2d =-,故数列{}n a 的通项公式为112n a n =-. (2)()()111111292292112n b n n n n ⎛⎫==- ⎪----⎝⎭,于是1211111112795792112n n T b b b n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅+=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦()1112929992n n n ⎛⎫=-= ⎪--⎝⎭. 13.(2022·宁夏·银川一中模拟预测(理))已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且22b =,34b =,11a b =,851a b +=.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设11n n n a c b ++=,数列{}n c 的前n 项和为n S ,若不等式12n n nS λ-<+对任意的*n ∈恒成立,求实数λ的取值范围.【答案】(1)21n a n =-,12n n b -=;(2)(),2-∞. 【解析】 【分析】(1)利用等差数列()11n a a n d +-=,等比数列11n n b b q -=代入计算;(2)利用错位相减法可得1242n n n S -+=-,令2142nn c -=-,由{}n c 为递增数列,结合恒成立思想可得答案. (1)解:因为数列{}n b 是等比数列,则可得2123124b b q b b q ==⎧⎨==⎩,解得112b q =⎧⎨=⎩, 所以12n n b -=.因为数列{}n a 是等差数列,且111a b ==,8117116a a d +=++=,则公差2d =, 所以()12121n a n n =+-=-.故21n a n =-,12n n b -=;(2)解:由(1)得:1112n n n n a nc b -++==, 数列{}n c 的前n 项和为121231222n n nS -=+++⋅⋅⋅+①所以22111231222222n n n n n S --=+++⋅⋅⋅++②由①-②得:121111112121222222222n n n n n n n n n S -+⎛⎫=+++⋅⋅⋅+-=--=- ⎪⎝⎭,所以1242n n n S -+=-.不等式12n n n S λ-<+恒成立,化为不等式2142n λ-<-恒成立,令2142n n c -=-且{}n c 为递增数列,即转化为()min n c λ<当1n =时,()12min 1422n c -=-=,所以2λ<. 综上可得:实数λ的取值范围是(),2-∞.14.(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)已知等差数列{}n a 满足11a =,且前四项和为28,数列{}n b 的前n 项和n S 满足()233n n S b R λλ=-∈.(1)求数列{}n a 的通项公式,并判断{}n b 是否为等比数列;(2)对于集合A ,B ,定义集合{}A B x x A x B -=∈∉且.若1λ=,设数列{}n a 和{}n b 中的所有项分别构成集合A ,B ,将集合A B -的所有元素按从小到大依次排列构成一个新数列{}n c ,求数列{}n c 的前30项和30T .【答案】(1)43n a n =-,判断答案见解析 (2)1926 【解析】 【分析】(1)根据等数列的前n 项和公式和通项公式可求出{}n a 的通项公式,根据等比数列的定义可判断{}n b 是否为等比数列;(2)结合等差数列的前n 项和,等差数列与等比数列的通项公式可求出结果. (1)∵{}n a 是等差数列,11a =,且前四项和为28, ∵43441282S d ⨯=⨯+⨯=,解得4d =∵()14143n a n n =+-=-.∵233n nn S b λ=-,∵当2n ≥时,11233n n S b λ--=-,两式相减得()12332n n n b b b n -=-≥, 即()132n n b b n -=≥,又11233b b λ=-∵13b λ=∵当0λ=时,数列{}n b 的通项公式为0n b =.不是等比数列当0λ≠时,数列{}n b 是首项为,公比为3的等比数列,∵3nn b λ=.(2)由(1)知3nn b =,则4581,243b b ==因为304303127a =⨯-=, 所以4305b a b <<,所以,30T 中要去掉{}n b 的项最多4项,即3,9,27,81, 其中9,81是{}n a 和{}n b 的公共项,所以数列{}n c 的前30项和30T 由{}n a 的前32项和,去掉9,81, ()()()330122321+1259+81=-90=19262a a a T ⨯=++⋅⋅⋅+-所以数列{}n c 的前30项和30T 为1926.15.(2022·浙江省江山中学模拟预测)在数列{}n a 中,121,2a a ==,且对任意的n *∈N ,都有2132n n n a a a ++=-. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若{}1234A x x x x x x x =<<<<或,定义集合A 的长度为4321x x x x -+-.已知数列{}n b 的通项公式为()()()()12111n n na xb n a x a x a x *=∈+++N ,若关于x 不等式1220221b bb +++>的解集A ,求集合A 的长度. 【答案】(1)12n na(2)101121(1)34-【解析】 【分析】(1)构造等比数列结合累加法即可求通项;(2)根据不等式特点,巧用作差转换成高次不等式求解. (1)21211()322n n n n n n n a a a a a a a +++++==-⇒--,211a a -=,所以112n n n a a -+-=,12112132112()()()11221212n n n n n n a a a a a a a a -----=+-+-+⋅⋅⋅+-=+++⋅⋅⋅+=+=-,即12n na ;(2) 因为()()()()12111n n na xb n a x a x a x *=∈+++N ,1220221b bb +++>即就是2021202124211(1)(21)(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)x x x x x x x x x x x x x +++⋅⋅⋅+>++++++++⋅⋅⋅, 2021202124211(1)(21)(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)11x x x x x x x x x x x x x x ++⋅⋅⋅+>-=+++++++⋅⋅⋅++,2021202142121(1)(21)(41)(1)(21)(2+1)1(1)(21)(1)(21)x x x x x x x x x x x x x x +⋅⋅⋅+>-=+++++⋅⋅⋅+++++,⋅⋅⋅,202110(1)(21)(41)(2+1)x x x x >+++⋅⋅⋅,即2021(1)(21)(41)(2+1)0x x x x +++⋅⋅⋅<,根据数轴标根法可知不等式的解集为1|12A x x ⎧=-<<-⎨⎩或1148x -<<-或⋅⋅⋅或202020211122x ⎫-<<-⎬⎭,集合A 的长度为10112021101111[1()]1112124(1)12823414-++⋅⋅⋅+==--. 【点睛】数列求通项分方法有构造等比或等差数列法,累加法,累乘法等.。
《数列综合应用举例》教案
《数列综合应用举例》教案第一章:数列的概念与应用1.1 数列的定义与表示方法引导学生了解数列的概念,理解数列的表示方法,如通项公式、列表法等。
通过实际例子,让学生掌握数列的性质,如项数、公差、公比等。
1.2 数列的求和公式介绍等差数列和等比数列的求和公式,让学生理解其推导过程。
通过例题,让学生学会运用求和公式解决实际问题,如计算数列的前n项和等。
第二章:数列的性质与应用2.1 数列的单调性引导学生了解数列的单调性,包括递增和递减。
通过实际例子,让学生学会判断数列的单调性,并运用其解决相关问题。
2.2 数列的周期性介绍数列的周期性概念,让学生理解周期数列的性质。
通过例题,让学生学会运用周期性解决实际问题,如解数列的方程等。
第三章:数列的极限与应用3.1 数列极限的概念引导学生了解数列极限的概念,理解数列极限的含义。
通过实际例子,让学生掌握数列极限的性质,如保号性、夹逼性等。
3.2 数列极限的计算方法介绍数列极限的计算方法,如夹逼定理、单调有界定理等。
通过例题,让学生学会运用极限计算方法解决实际问题,如求数列的极限值等。
第四章:数列的级数与应用4.1 数列级数的概念引导学生了解数列级数的概念,理解级数的特点和分类。
通过实际例子,让学生掌握级数的基本性质,如收敛性和发散性等。
4.2 数列级数的计算方法介绍数列级数的计算方法,如比较法、比值法、根值法等。
通过例题,让学生学会运用级数计算方法解决实际问题,如判断级数的收敛性等。
第五章:数列的应用举例5.1 数列在数学建模中的应用引导学生了解数列在数学建模中的应用,如人口增长模型、存货管理模型等。
通过实际例子,让学生学会运用数列建立数学模型,并解决实际问题。
5.2 数列在物理学中的应用介绍数列在物理学中的应用,如振动序列、量子力学中的能级等。
通过例题,让学生学会运用数列解决物理学中的问题,如计算振动序列的周期等。
第六章:数列在经济管理中的应用6.1 数列在投资组合中的应用引导学生了解数列在投资组合中的作用,如资产收益的序列分析。
2018高考数学专题大讲堂-第二讲-谈谈高考中的数列问题及其解法(PDF含答案)
因为 N>100,由
要 使 该 数 列 的 前 N 项 和 为 2 的 整 数 幂 , 则 下 一 组 前 k 项 之 和 为 n2 , 即 有
n(n 1) 100 得 n 14 , 2
2k 1 n 2, k N , n 13 ,于是 k 5, n 29 , N
(三)全国新课标卷对数列内容的常考题型 1.选择、填空题常考题型有知三求二,借助方程组求解基本量,有时也会用到“整体求解”的技巧; 有些客观题如能灵活运用数列的性质求解则可以大大简化运算;此外数表、框图有时也是数列
客观题考查的载体。 2.解答题通常会涉及数列的求和,主要考查裂项相消法和错位相减法,难度中等。个别解答题有涉及 数列不等式的证明,此类题难度较大,综合性较强
n 2, a n s n s n 1 等等.
2.函数思想:数列关于 n 的函数。 a n f ( n) , s n f ( n) 3.数形结合 等差的通项及前 n 项和都可以视为关于 n 的直线和抛物线方程。
4.转化思想:非差、比数列转化为差、比数列。 5.特殊化思想 6.类比思想 已知函数 a n f ( n) , s n f ( n) ,可求某一项。 等差、等比数列有相同的特征,有类似的性质。
解法 1:首先对数列分组,第一组共 1 项,第二组共 2 项,第三组共 3 项,……第 n 组共 n 项 则 n 组的项数共有
0
n(n 1) 项, 2
1 2
第 i 组之和为 2 2 2 2
i 1
1(1 2i ) 2i 1 1 2
n
2(1 2 n ) 那么前 n 组各项之和为 (2 -1) (2 1) (2 1) n 2n 2 n 1 2
高三数学复习教案:高考数学数列复习教案
高三数学复习教案:高考数学数列复习教案【】欢迎来到查字典数学网高三数学教案栏目,教案逻辑思路清晰,符合认识规律,培养学生自主学习习惯和能力。
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本文题目:高三数学复习教案:高考数学数列复习教案【知识图解】【方法点拨】1.学会从特殊到一般的观察、分析、思考,学会归纳、猜想、验证.2.强化基本量思想,并在确定基本量时注重设变量的技巧与解方程组的技巧.3.在重点掌握等差、等比数列的通项公式、求和公式、中项等基础知识的同时,会针对可化为等差(比)数列的比较简单的数列进行化归与转化.4.一些简单特殊数列的求通项与求和问题,应注重通性通法的复习.如错位相减法、迭加法、迭乘法等.5.增强用数学的意识,会针对有关应用问题,建立数学模型,并求出其解.第1课数列的概念【考点导读】1. 了解数列(含等差数列、等比数列)的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式),了解数列是一种特殊的函数;2. 理解数列的通项公式的意义和一些基本量之间的关系;3. 能通过一些基本的转化解决数列的通项公式和前项和的问题。
【基础练习】1.已知数列满足,则 = 。
分析:由a1=0, 得由此可知: 数列是周期变化的,且三个一循环,所以可得:2.在数列中,若,,则该数列的通项 2n-1 。
3.设数列的前n项和为,,且,则 ____2__.4.已知数列的前项和,则其通项 .【范例导析】例1.设数列的通项公式是,则(1)70是这个数列中的项吗?如果是,是第几项?(2)写出这个数列的前5项,并作出前5项的图象;(3)这个数列所有项中有没有最小的项?如果有,是第几项? 分析:70是否是数列的项,只要通过解方程就可以知道;而作图时则要注意数列与函数的区别,数列的图象是一系列孤立的点;判断有无最小项的问题可以用函数的观点来解决,一样的是要注意定义域问题。
解:(1)由得:或所以70是这个数列中的项,是第13项。
数列的综合应用经典教案【强烈推荐】
第5讲数列的综合应用一、考点、热点回顾1.考查数列的函数性及与方程、不等式、解析几何相结合的数列综合题。
2.考查运用数列知识解决数列综合题及实际应用题的能力。
【复习指导】1.熟练把握等差数列与等比数列的基本运算。
2.掌握隐藏在数列概念和解题方法中的数学思想,如“函数与方程”、“数形结合”、“分类讨论”、“等价转化”等。
3.注意总结相关的数列模型以及建立模型的方法。
基础梳理1.等比数列与等差数列比较表不同点相同点等差数列(1)强调从第二项起每一项与前项的差;(2)a1和d可以为零;(3)等差中项唯一(1)都强调从第二项起每一项与前项的关系;(2)结果都必须是同一个常数;(3)数列都可由a1,d或a1,q确定等比数列(1)强调从第二项起每一项与前项的比;(2)a1与q均不为零;(3)等比中项有两个值2.解答数列应用题的步骤(1)审题——仔细阅读材料,认真理解题意。
(2)建模——将已知条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题,弄清该数列的特征、要求是什么。
(3)求解——求出该问题的数学解。
(4)还原——将所求结果还原到原实际问题中。
3.数列应用题常见模型(1)等差模型:如果增加(或减少)的量是一个固定量时,该模型是等差模型,增加(或减少)的量就是公差。
(2)等比模型:如果后一个量与前一个量的比是一个固定的数时,该模型是等比模型,这个固定的数就是公比。
(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的关系不固定,随项的变化而变化时,应考虑是a n与a n +1的递推关系,还是S n与S n+1之间的递推关系。
一条主线数列的渗透力很强,它和函数、方程、三角形、不等式等知识相互联系,优化组合,无形中加大了综合的力度.解决此类题目,必须对蕴藏在数列概念和方法中的数学思想有所了解。
两个提醒(1)对等差、等比数列的概念、性质要有深刻的理解,有些数列题目条件已指明是等差(或等比)数列,但有的数列并没有指明,可以通过分析,转化为等差数列或等比数列,然后应用等差、等比数列的相关知识解决问题.(2)数列是一种特殊的函数,故数列有着许多函数的性质.等差数列和等比数列是两种最基本、最常见的数列,它们是研究数列性质的基础,它们与函数、方程、不等式、三角等内容有着广泛的联系,等差数列和等比数列在实际生活中也有着广泛的应用,随着高考对能力要求的进一步增加,这一部分内容也将受到越来越多的关注.三种思想(1)数列与函数方程相结合时主要考查函数的思想及函数的性质(多为单调性).(2)数列与不等式结合时需注意放缩.(3)数列与解析几何结合时要注意递推思想.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)已知等差数列{a n }的公差为2,若a 1,a 3,a 4成等比数列,则a 2的值为( ). A .-4 B .-6 C .-8 D .-10解析 由题意知:a 23=a 1a 4.则(a 2+2)2=(a 2-2)(a 2+4),解得:a 2=-6. 答案 B 2.(·运城模拟)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列,则S 4=( ). A .7 B .8 C .15 D .16解析 设数列{a n }的公比为q ,则4a 2=4a 1+a 3,∴4a 1q =4a 1+a 1q 2,即q 2-4q +4=0,∴q =2.∴S 4=1-241-2=15. 答案 C3.已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列,数列{b n }是等差数列,且a 6=b 7,则有( ). A .a 3+a 9≤b 4+b 10 B .a 3+a 9≥b 4+b 10 C .a 3+a 9≠b 4+b 10D .a 3+a 9与b 4+b 10的大小关系不确定 解析 记等比数列{a n }的公比为q (q >0),由数列{b n }为等差数列可知b 4+b 10=2b 7,又数列{a n }是各项均为正数的等比数列,∴a 3+a 9=a 3(1+q 6)=a 6⎝⎛⎭⎫1+q 6q 3=b 7⎝⎛⎭⎫1+q 6q 3,又1+q 6q 3=1q 3+q 3≥2(当且仅当q =1时,等号成立),∴a 3+a 9≥2b 7,即a 3+a 9≥b 4+b 10. 答案 B4.若互不相等的实数a ,b ,c 成等差数列,c ,a ,b 成等比数列,且a +3b +c =10,则a =( ). A .4 B .2 C .-2 D .-4解析 由c ,a ,b 成等比数列可将公比记为q ,三个实数a ,b ,c ,待定为cq ,cq 2,c .由实数a 、b 、c 成等差数列得2b =a +c ,即2cq 2=cq +c ,又等比数列中c ≠0,所以2q 2-q -1=0,解一元二次方程得q =1(舍去,否则三个实数相等)或q =-12,又a +3b +c =a +3aq +a q =-52a =10,所以a =-4.答案 D 5.(·苏州质检)已知等差数列的公差d <0,前n 项和记为S n ,满足S 20>0,S 21<0,则当n =________时,S n 达到最大值.解析 ∵S 20=10(a 1+a 20)=10(a 10+a 11)>0, S 21=21a 11<0,∴a 10>0,a 11<0, ∴n =10时,S n 最大. 答案 10考向一 等差数列与等比数列的综合应用【例1】►在等差数列{a n }中,a 10=30,a 20=50. (1)求数列{a n }的通项a n ;(2)令b n =2a n -10,证明:数列{b n }为等比数列.[审题视点] 第(1)问列首项a 1与公差d 的方程组求a n ;第(2)问利用定义证明. (1)解 由a n =a 1+(n -1)d ,a 10=30,a 20=50,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧a 1+9d =30,a 1+19d =50,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=12,d =2.∴a n =12+(n -1)·2=2n +10.(2)证明 由(1),得b n =2a n -10=22n+10-10=22n =4n ,∴b n +1b n =4n +14n =4.∴{b n }是首项是4,公比q =4的等比数列.对等差、等比数列的综合问题的分析,应重点分析等差、等比数列的通项及前n 项和;分析等差、等比数列项之间的关系.往往用到转化与化归的思想方法.【训练1】 数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=1,a n +1=2S n +1(n ≥1). (1)求{a n }的通项公式;(2)等差数列{b n }的各项为正,其前n 项和为T n ,且T 3=15, 又a 1+b 1,a 2+b 2,a 3+b 3成等比数列,求T n .解 (1)由a n +1=2S n +1,可得a n =2S n -1+1(n ≥2), 两式相减得a n +1-a n =2a n ,则a n +1=3a n (n ≥2). 又a 2=2S 1+1=3,∴a 2=3a 1.故{a n }是首项为1,公比为3的等比数列,∴a n =3n -1. (2)设{b n }的公差为d ,由T 3=15,b 1+b 2+b 3=15,可得b 2=5,故可设b 1=5-d ,b 3=5+d ,又a 1=1,a 2=3,a 3=9, 由题意可得(5-d +1)(5+d +9)=(5+3)2, 解得d 1=2,d 2=-10.∵等差数列{b n }的各项为正,∴d >0,∴d =2,b 1=3,∴T n =3n +n (n -1)2×2=n 2+2n .考向二 数列与函数的综合应用【例2】►等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知对任意的n ∈N *,点(n ,S n )均在函数y =b x +r (b >0且b ≠1,b ,r 均为常数)的图象上. (1)求r 的值;(2)当b =2时,记b n =n +14a n(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和T n .[审题视点] 第(1)问将点(n ,S n )代入函数解析式,利用a n =S n -S n -1(n ≥2),得到a n ,再利用a 1=S 1可求r . 第(2)问错位相减求和.解 (1)由题意,S n =b n +r ,当n ≥2时,S n -1=b n -1+r ,所以a n =S n -S n -1=b n -1·(b -1),由于b >0且b ≠1,所以n ≥2时,{a n }是以b 为公比的等比数列,又a 1=b +r ,a 2=b (b -1),a 2a 1=b ,即b (b -1)b +r=b ,解得r =-1.(2)由(1)知,n ∈N *,a n =(b -1)b n -1=2n -1,所以b n =n +14×2n -1=n +12n +1.T n =222+323+424+…+n +12n +1,12T n =223+324+…+n2n +1+n +12n +2, 两式相减得12T n =222+123+124+…+12n +1-n +12n +2=34-12n +1-n +12n +2, ∴T n =32-12n -n +12n +1=32-n +32n +1.此类问题常常以函数的解析式为载体,转化为数列问题,常用的数学思想方法有“函数与方程”“等价转化”等.【训练2】 (·福建)已知等比数列{a n }的公比q =3,前3项和S 3=133.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若函数f (x )=A sin(2x +φ)(A >0,0<φ<π)在x =π6处取得最大值,且最大值为a 3,求函数f (x )的解析式.解 (1)由q =3,S 3=133得a 1(1-33)1-3=133,解得a 1=13.所以a n =13×3n -1=3n -2.(2)由(1)可知a n =3n -2,所以a 3=3.因为函数f (x )的最大值为3,所以A =3;因为当x =π6时f (x )取得最大值,所以sin ⎝⎛⎭⎫2×π6+φ=1. 又0<φ<π,故φ=π6.所以函数f (x )的解析式为f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 考向三 数列与不等式的综合应用【例3】►(·惠州模拟)在等比数列{a n }中,a n >0(n ∈N *),公比q ∈(0,1),且a 1a 5+2a 3a 5+a 2a 8=25,又a 3与a 5的等比中项为2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和S n ;(3)是否存在k ∈N *,使得S 11+S 22+…+S nn<k 对任意n ∈N *恒成立,若存在,求出k 的最小值,若不存在,请说明理由.[审题视点] 第(1)问由等比数列的性质转化为a 3+a 5与a 3a 5的关系求a 3与a 5;进而求a n ;第(2)问先判断数列{b n },再由求和公式求S n ;第(3)问由S n n 确定正负项,进而求S 11+S 22+…+S nn的最大值,从而确定k 的最小值.解 (1)∵a 1a 5+2a 3a 5+a 2a 8=25,∴a 23+2a 3a 5+a 25=25,∴(a 3+a 5)2=25,又a n >0,∴a 3+a 5=5,又a 3与a 5的等比中项为2, ∴a 3a 5=4,而q ∈(0,1),∴a 3>a 5,∴a 3=4,a 5=1,∴q =12,a 1=16,∴a n =16×⎝⎛⎭⎫12n -1=25-n. (2)∵b n =log 2a n =5-n , ∴b n +1-b n =-1,b 1=log 2a 1=log 216=log 224=4,∴{b n }是以b 1=4为首项,-1为公差的等差数列,∴S n =n (9-n )2.(3)由(2)知S n =n (9-n )2,∴S n n =9-n2.当n ≤8时,S n n >0;当n =9时,S nn =0;当n >9时,S nn<0.∴当n =8或9时,S 11+S 22+S 33+…+S nn =18最大.故存在k ∈N *,使得S 11+S 22+…+S nn<k 对任意n ∈N *恒成立,k 的最小值为19.解决此类问题要抓住一个中心——函数,两个密切联系:一是数列和函数之间的密切联系,数列的通项公式是数列问题的核心,函数的解析式是研究函数问题的基础;二是方程、不等式与函数的联系,利用它们之间的对应关系进行灵活的处理. 【训练3】 (·岳阳模拟)已知单调递增的等比数列{a n }满足:a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2,a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n log 12a n ,S n =b 1+b 2+…+b n ,求使S n +n ·2n +1>50成立的正整数n 的最小值.(1)解 设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q .依题意,有2(a 3+2)=a 2+a 4,代入a 2+a 3+a 4=28, 可得a 3=8,∴a 2+a 4=20,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q 2=8,a 1q +a 1q 3=20,解之得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2或⎩⎪⎨⎪⎧q =12,a 1=32. 又∵数列{a n }单调递增,所以q =2,a 1=2, ∴数列{a n }的通项公式为a n =2n .(2)因为b n =2n log 122n =-n ·2n ,所以S n =-(1×2+2×22+…+n ·2n ),2S n =-[1×22+2×23+…+(n -1)·2n +n ·2n +1], 两式相减,得S n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1=2n +1-2-n ·2n +1.要使S n +n ·2n +1>50,即2n +1-2>50,即2n +1≥52.易知:当n ≤4时,2n +1≤25=32<50;当n ≥5时,2n +1≥26=64>50.故使S n +n ·2n +1>50成立的正整数n 的最小值为5.难点突破14——数列与解析几何、三角的交汇问题从近几年新课标高考试题可以看出,不同省市的高考对该内容要求的不尽相同,考生复习时注意把握.数列与解析几何交汇问题主要是解析几何中的点列问题,关键是充分利用解析几何的有关性质、公式,建立数列的递推关系式,然后借助数列的知识加以解决. 一、数列与解析几何交汇 【示例】► (·陕西)如图,从点P 1(0,0)作x 轴的垂线交曲线y =e x于点Q 1(0,1),曲线在Q 1点处的切线与x 轴交于点P 2.再从P 2作x 轴的垂线交曲线于点Q 2,依次重复上述过程得到一系列点:P 1,Q 1;P 2,Q 2;…;P n ,Q n .记P k 点的坐标为(x k,0)(k =1,2,…,n ).(1)试求x k 与x k -1的关系(2≤k ≤n ); (2)求|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |.二、数列与三角交汇【示例】►(·安徽)在数1和100之间插入n个实数,使得这n+2个数构成递增的等比数列,将这n+2个数的乘积记作T n,再令a n=lg T n,n≥1.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=tan a n·tan a n+1,求数列{b n}的前n项和S n.。
18年高考地理考纲解读突破:专题08-自然环境的整体性和差异性(热点难点突破)
专题08 自然环境的整体性和差异性1.下列山地中,垂直方向自然带类型最多的是( )A.秦岭B.喜马拉雅山C.阿尔卑斯山D.阿巴拉契亚山答案 B焉耆马是我国古代西域名马,体型较小,善奔跑,耐力好,这些特征与其所处环境密切相关。
焉耆马集中产自天山海拔2800米处高山盆地,此盆地由三个“U”形谷组成。
下图为“我国天山自然带分布图”。
据此完成2~3题。
2.下列有关天山自然地理环境的叙述,正确的是( )A.A为北坡,B为背风坡B.A坡植被比B坡的更为茂盛C.L自然带为落叶阔叶林带D.可找到冰川运动痕迹3.焉耆马的特征形成原因与下列哪个因素关系最小( )A.冰雪融水提供优质水源B.平坦地形提供奔跑场所C.多样植被营养丰富D.高寒缺氧提高耐力答案 2.D 3.A解析第2题,由图可知A坡雪线高于B坡,雪线以下同一自然带A坡高于B坡,则可推知A坡既是阳坡又是背风坡,B坡既是阴坡又是迎风坡,故A坡为南坡,B坡为北坡。
B坡的自然带数量多于A坡,故B坡植被更为茂盛。
L自然带介于山地草甸带和山地草原带之间,且海拔较高,又是阴坡,光照不足,气温低,植被以针叶林为主。
该山顶部有高山冰雪带,海拔2800米处有“U”形谷分布,故可以找到冰川运动痕迹。
第3题,焉耆马集中产自天山海拔2800米处高山盆地,海拔高,高寒缺氧的环境提高了焉耆马的耐力;盆地地形,盆地内部平坦开阔,有利于形成其善奔跑的特点;多样植被为其生长提供了丰富的营养,气候干旱降水少,形成了其较小的体型特征。
浙江境内多丘陵山地,位于浙西北的西天目山生物多样性丰富。
读“西天目山垂直自然带谱示意图”,完成4~5题。
4.西天目山从山麓到山顶的土壤分布特征体现了自然地理环境的( )A.垂直分异规律B.地方性分异规律C.纬度地带分异规律D.干湿度地带分异规律5.M自然带是( )A.针叶林带B.落叶阔叶林带C.常绿硬叶林带D.常绿阔叶林带答案 4.A 5.D下图为“哈萨克族牧民转场放牧示意图”。
人教版高中数学必修五数列的应用教案
人教版高中数学必修五数列的应用教案一、数列的基本概念和表示方法数列是数学中重要的概念之一,它在各个领域都有广泛的应用。
本节主要介绍数列的基本概念和表示方法。
1. 数列的定义数列是按一定顺序排列的一列数,可以用通项公式或递推公式来表示。
2. 数列的表示方法数列可以用集合形式、函数形式、数号形式和图形形式等多种方式来表示。
其中,集合形式和函数形式是最常见的表示方法。
二、等差数列的应用等差数列是数列中最简单的一种形式,其特点是每个数与它的前一个数之差都相等。
在实际应用中,等差数列有着广泛的应用。
1. 等差数列的通项公式等差数列的通项公式为:an = a1 + (n - 1)d,其中,an表示数列的第n项,a1表示首项,d表示公差。
2. 等差数列求和公式等差数列的前n项和公式为:Sn = (a1 + an) * n / 2。
3. 等差数列应用举例(1)利用等差数列的概念和公式,解决生活中的实际问题,如求和、平均数等。
(2)在几何图形中,利用等差数列的性质,可以推导出一些重要结论。
三、等比数列的应用等比数列是指数列中相邻两项之比都相等的一种特殊数列。
在生活和科学研究中,等比数列有着广泛的应用。
1. 等比数列的通项公式等比数列的通项公式为:an = a1 * q^(n-1),其中,an表示数列的第n项,a1表示首项,q表示公比。
2. 等比数列求和公式等比数列的前n项和公式为:Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q)。
3. 等比数列应用举例(1)金融领域中的复利计算问题可以用等比数列求解。
(2)在生活中,等比数列常用于解决与倍数关系相关的问题,如考试分数的计算等。
四、斐波那契数列的应用斐波那契数列是指数列中,每个数都是其前两个数之和的一种数列。
在自然界和人文领域中,斐波那契数列都有着广泛的应用。
1. 斐波那契数列的递推公式斐波那契数列的递推公式为:Fn = Fn-1 + Fn-2,其中,F0 = 0,F1 = 1。
数列教学设计精选5篇
数列教学设计精选5篇数列教案篇一关键词高中数学;案例式教学问题教学是数学学科知识内涵和要点的有效载体,是教学目标理念展现的重要途径,是能力素养培养的重要平台。
长期以来,问题教学活动方略的实施,一直以来成为广大高中数学教师进行探究和实践的重要课题。
但在传统问题教学活动中,部分教师片面的将问题教学看作是知识内容、解题方法传授的“工具”,在问题内容的设置和问题解答的传授中,不能精心准备,有的放矢,导致问题教学的效能达不到预期目标。
新实施的高中数学课程标准则指出:“要注重发挥数学问题承载知识内涵的重要载体以及学生能力培养的功能特性”,“设置‘少而精’的数学问题,实现学生知识内涵有效掌握和能力品质的有效提升。
”可见,传统“胡子眉毛一把抓”的“题海式”问题教学模式,已经不能适应新课改的要求。
“少而精”的“典型性”的案例式教学模式,以其在反映教学内涵要义上的精准性,培养学生学习能力上的功能性等特征,成为有效教学的重要组成部分。
近几年来,本人就如何做好案例式教学活动进行了尝试,现就如何选取典型案例,培养学生学习能力方面进行简要阐述。
一、问题案例应凸显“精”字,体现精辟性,使学生在感知问题内涵中领会设计意图案例1 已知A(-2,-3),B(4,1),延长AB至点P,使AP的绝对值等于PB绝对值的三倍,求点P的坐标。
上述问题是教师在教学“平面向量的坐标运算”知识内容,在讲解“向量定比分点的几何运用”考察点时所设置的一道问题案例。
教师在引导学生进行问题分析过程中,使学生了解到该问题是考查学生向量的定比分点坐标公式的应用。
然后,教师再次引导学生进行问题解答方法的探索,通过对问题条件关系的分析,发现该问题可以采用两种不同的解答方法,一种是利用向量定比分点坐标公式求,考虑P为分点,应用定比分点坐标公式求点P的坐标。
第二种是把向量的定比分点坐标公式看做是一个等量关系,通过解方程的思想处理问题。
学生在上述问题解答过程中,对向量定比分点坐标公式的运用有较为准确和深刻的掌握,并对如何运用该知识点内容做到“胸中有数”。
数列综合应用教案
数列综合应用教案【篇一:《数列的综合应用》教案】个性化教案授课时间年级高三备课时间学生姓名教师姓名课题数列的进一步认识教学目标(1)熟练掌握等差数列、等比数列的前n项和公式,以及非等差数列、等比数列求和的几种常见方法。
教学重点教学设计教学内容(2)理解与掌握“等价转化”、“变量代换”思想(3)能在具体的问题情境中识别数列的相应关系,并能用相关知识解决相应的问题1、数列求和的几种常见方法2、识别数列的相关关系,并能利用“等价转化”、“变量代换”思想解决相关数列问题一、检查并点评学生的作业。
检查过程中,要特别注意反映在学生作业中的知识漏洞,并当场给学生再次讲解该知识点,也可出题让学生做,检查效果。
二、检查学生上节课或在校一周内的知识点掌握情况,帮助学生再次梳理知识。
三、讲授新内容数列求和数列求和的常用方法 1、公式法(1)直接利用等差数列、等比数列的前n项公式求和;(2)一些常见的数列的前n项和:n∑k=n(n+1)k=12n∑k2=16n(n+1)(2n+1)k=1nk3=14n2(n+1)2k=12、倒序相加法如果一个数列{an},首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法。
等差数列的前n项和即是用此法推导的。
3、错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应之积构成的,那么这个数列的前n项和即可用此法来求,如等比数列的前n项和就是用此法推导的;例:sn=1*2+2*4+3*8+??+n*2n①2sn=1*4+2*8+3*16+??+(n-1)*2n+n*2n+1②①-②得 -sn=2-(4+8+16+??+2n)-n*2n+1 即:sn=(n-1)2n+1-64、裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和;注:用裂项相消法求数列前n项和的前提是:数列中的每一项均能分裂成一正一负两项,这是用裂项相消法的前提。
人教版高中数学《数列》全部教案
人教版高中数学《数列》全部教案人教版高中数学《数列》全部教案一、教学目标1、理解数列的概念,掌握数列的通项公式及其求解方法。
2、掌握等差数列和等比数列的特点及其求解方法。
3、能够根据实际问题中的数据特点,建立相应的数列模型并解决实际问题。
二、教学内容1、数列的概念及通项公式2、等差数列的特点及求解方法3、等比数列的特点及求解方法4、数列在实际问题中的应用三、教学方法1、讲授数列的概念及通项公式,通过例题和练习题加深学生对数列的理解。
2、通过实例和练习题,让学生掌握等差数列和等比数列的特点及求解方法。
3、通过案例分析和实际问题,让学生了解如何根据实际问题中的数据特点,建立相应的数列模型并解决实际问题。
四、教学步骤1、导入新课:通过一些简单的练习题,让学生了解数列的概念及通项公式。
2、讲授新课:(1)数列的概念及通项公式(2)等差数列的特点及求解方法(3)等比数列的特点及求解方法(4)数列在实际问题中的应用3、课堂练习:通过一些例题和练习题,让学生进一步掌握数列的概念及通项公式、等差数列和等比数列的特点及求解方法。
4、课堂小结:对本节课的内容进行总结,强调数列在实际问题中的应用。
5、布置作业:让学生进一步巩固本节课所学内容,提高对数列的理解和应用能力。
五、教学重点难点1、数列的概念及通项公式的理解。
2、等差数列和等比数列的求解方法。
3、如何根据实际问题中的数据特点,建立相应的数列模型。
六、教学评价1、通过课堂练习和作业,检查学生对数列的理解和应用能力。
2、通过实际问题的解决,评价学生对数列的应用能力。
3、通过学生之间的交流和讨论,了解学生对数列的理解情况。
七、教学建议1、加强对数列概念的理解,注重数列的实际应用。
2、练习等差数列和等比数列的求解方法,掌握其特点。
3、注重数列在实际问题中的应用,提高学生的数学应用能力。
4、提倡学生之间的合作学习,通过交流和讨论,加深对数列的理解。
八、教学实例例1:已知某品牌汽车的价格为20万元,每年按发票金额的10%递增,求5年后该汽车的价格。
2018年高考数学理总复习教师用书:第八单元 含解析 精
第八单元 ⎪⎪⎪数 列教材复习课“数列”相关基础知识一课过1.数列的有关概念2.a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.[小题速通]1.已知数列{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 ≥2解析:选C 当n =1时,a 1=S 1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3,由于n =1时a 1的值不适合n ≥2的解析式,故通项公式a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -3,n ≥2.2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =2a n -n ,则a n =( ) A .2n -1-1B .2n -1C .2n -1D .2n +1解析:选B 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,∴a n +1=2(a n -1+1),当n =1时,a 1=S 1=2a 1-1,∴a 1=1,∴数列{a n +1}是首项为a 1+1=2,公比为2的等比数列,∴a n +1=2·2n -1=2n ,∴a n =2n -1.3.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为( )A .5 B.72C.92D.132解析:选B ∵a n +a n +1=12,a 2=2,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-32,n 为奇数,2, n 为偶数.∴S 21=11×⎝⎛⎭⎫-32+10×2=72.[清易错]1.易混项与项数,它们是两个不同的概念,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.2.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.1.已知数列的通项公式为a n =n 2-8n +15,则( ) A .3不是数列{a n }中的项 B .3只是数列{a n }中的第2项 C .3只是数列{a n }中的第6项 D .3是数列{a n }中的第2项或第6项解析:选D 令a n =3,即n 2-8n +15=3,解得n =2或6,故3是数列{a n }中的第2项或第6项.2.已知数列{a n }的前n 项和为S n =3+2n ,则数列{a n }的通项公式为________. 解析:当n =1时,a 1=S 1=3+2=5;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3+2n -(3+2n -1)=2n-2n -1=2n -1.因为当n =1时,不符合a n =2n -1,所以数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧5,n =1,2n -1,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧5,n =1,2n -1,n ≥21.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.符号表示为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=a1+(n-1)d.(2)前n项和公式:S n=na1+n(n-1)2d=n(a1+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{a2n}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.[小题速通]1.在等差数列{}a n中,若a2=4,a4=2,则a6=()A.-1B.0C.1 D.6解析:选B∵{}a n为等差数列,∴2a4=a2+a6,∴a6=2a4-a2,即a6=2×2-4=0.2.等差数列{}a n的前三项为x-1,x+1,2x+3,则这个数列的通项公式为()A.a n=2n-5 B.a n=2n-3C.a n=2n-1 D.a n=2n+1解析:选B∵等差数列{a n}的前三项为x-1,x+1,2x+3,∴2(x+1)=(x-1)+(2x+3),解得x=0.∴a1=-1,a2=1,d=2,故a n=-1+(n-1)×2=2n-3.3.(2017·太原一模)在等差数列{a n}中,a9=12a12+6,则数列{a n}的前11项和S11等于________.解析:S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6,设公差为d ,由a 9=12a 12+6得a 6+3d =12(a 6+6d )+6,解得a 6=12,所以S 11=11×12=132.答案:1324.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 [清易错]1.要注意等差数列概念中的“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.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别.3.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. 1.(2016·武昌联考)已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,{a n }的前n 项和为S n ,则使得S n 达到最大的n 的值为( )A .18B .19C .20D .21解析:选C 由a 1+a 3+a 5=105⇒a 3=35,a 2+a 4+a 6=99⇒a 4=33,则{a n }的公差d =33-35=-2,a 1=a 3-2d =39,S n =-n 2+40n ,因此当S n 取得最大值时,n =20.2.已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于________.解析:因为a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),所以数列{a n }是首项为1、公差为12的等差数列,所以前9项和S 9=9+9×82×12=27. 答案:27等比数列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)都是等比数列,则{λa n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a nb 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 . [小题速通]1.(2017·唐山期末)已知等比数列{a n }单调递减,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4 C. 2D .2 2解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q ,由题意,q >0,则a 23=a 2a 4=1,又a 2+a 4=52,且{a n }单调递减,所以a 2=2,a 4=12,q 2=14,q =12,所以a 1=a 2q =4,故选B.2.设等比数列{a n }中,公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 3的值为( )A.154B.152C.74D.72解析:选A 根据等比数列的公式,得S 4a 3=a 1(1-q 4)1-q a 1q 2=1-q 4(1-q )q 2=1-24(1-2)×22=154. 3.设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若S 4S 2=3,则S 6S 4=( )A .2B.73C.310D .1或2解析:选B 设S 2=k ,S 4=3k ,由数列{a n }为等比数列,得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4为等比数列,∴S 2=k ,S 4-S 2=2k ,S 6-S 4=4k ,∴S 6=7k ,S 4=3k ,∴S 6S 4=7k 3k =73.4.(2017·信阳调研)已知等比数列{a n }的公比q >0,且a 5·a 7=4a 24,a 2=1,则a 1=( ) A.12 B.22C. 2D .2解析:选B 因为{a n }是等比数列,所以a 5a 7=a 26=4a 24,所以a 6=2a 4,q 2=a 6a 4=2,又q >0, 所以q =2,a 1=a 2q =22,故选B.[清易错]1.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.2.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.1.设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B .-18C.578D.558解析:选A 因为a 7+a 8+a 9=S 9-S 6,且S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,即8,-1,S 9-S 6成等比数列,所以8(S 9-S 6)=1,即S 9-S 6=18.所以a 7+a 8+a 9=18.2.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 =________. 解析:当q ≠1时,由题意,a 1(1-q 3)1-q =3a 1q 2,即1-q 3=3q 2-3q 3,整理得2q 3-3q 2+1=0,解得q =-12.当q =1时,S 3=3a 3,显然成立. 故q =-12或1.答案:-12或1[双基过关检测] 一、选择题1.已知等差数列{a n }满足:a 3=13,a 13=33,则数列{a n }的公差为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,则d =a 13-a 313-3=33-1310=2,故选B.2.(2017·江西六校联考)在等比数列{a n }中,若a 3a 5a 7=-33,则a 2a 8=( ) A .3 B.17 C .9D .13解析:选A 由a 3a 5a 7=-33,得a 35=-33,故a 2a 8=a 25=3.3.在数列{a n }中,已知a 1=2,a 2=7,a n +2等于a n a n +1(n ∈N *)的个位数,则a 2 015=( ) A .8 B .6 C .4D .2解析:选D 由题意得a 3=4,a 4=8,a 5=2,a 6=6,a 7=2,a 8=2,a 9=4,a 10=8.所以数列中的项从第3项开始呈周期性出现,周期为6,故a 2 015=a 335×6+5=a 5=2.4.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -1+2n (n ≥2),则a 7=( ) A .53 B .54 C .55D .109解析:选C a 2=a 1+2×2,a 3=a 2+2×3,……,a 7=a 6+2×7,各式相加得a 7=a 1+2(2+3+4+…+7)=55.故选C.5.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 .44 B .45 C.13×(46-1) D.14×(45-1)解析:选B 由a n +1=3S n 得a 2=3S 1=3.当n ≥2时,a n =3S n -1,则a n +1-a n =3a n ,n ≥2,即a n +1=4a n ,n ≥2,则数列{a n }从第二项起构成等比数列,所以S 6=a 73=3×453=45,故选B.6.(2017·河南中原名校摸底)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 11=22,则a 3+a 7+a 8=( )A .18B .12C .9D .6解析:选D 设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得S 11=11(a 1+a 11)2=11(2a 1+10d )2=22,即a 1+5d =2,所以a 3+a 7+a 8=a 1+2d +a 1+6d +a 1+7d =3(a 1+5d )=6,故选D.7.(2017·哈尔滨模拟)在等比数列{a n }中,若a 1<0,a 2=18,a 4=8,则公比q 等于( ) A.32 B.23C .-23D.23或-23解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧a 1q =18,a 1q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=27,q =23或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-27,q =-23. 又a 1<0,因此q =-23.8.设{a n }是公差为正数的等差数列,若a 1+a 2+a 3=15,a 1a 2a 3=80,则a 11+a 12+a 13=( )A .75B .90C .105D .120解析:选C a 1+a 2+a 3=15⇒3a 2=15⇒a 2=5,a 1a 2a 3=80⇒(a 2-d )a 2(a 2+d )=80,将a 2=5代入,得d =3(d =-3舍去),从而a 11+a 12+a 13=3a 12=3(a 2+10d )=3×(5+30)=105.二、填空题9.已知数列{a n }的通项公式a n =⎩⎪⎨⎪⎧2·3n -1,n 为偶数,2n -5,n 为奇数,则a 3a 4=________.解析:由题意知,a 3=2×3-5=1,a 4=2×34-1=54,∴a 3a 4=54.答案:5410.(2016·宁夏吴忠联考)等比数列的首项是-1,前n 项和为S n ,如果S 10S 5=3132,则S 4的值是________.解析:由已知得S 10S 5=1-q 101-q 5=1+q 5=3132,故q 5=-132,解得q =-12,S 4=(-1)×⎝⎛⎭⎫1-1161+12=-58.答案:-5811.(2016·潍坊一模)已知数列{a n }的前n 项和S n =13a n +23,则{a n }的通项公式a n =________.解析:当n =1时,a 1=S 1=13a 1+23,∴a 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=13a n -13a n -1,∴a n a n -1=-12.∴数列{a n }为首项a 1=1,公比q =-12的等比数列,故a n =⎝⎛⎭⎫-12n -1. 答案:⎝⎛⎭⎫-12n -1 三、解答题12.(2017·德州检测)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)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. 13.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =4a n -3(n ∈N *). (1)证明:数列{a n }是等比数列;(2)若数列{b n }满足b n +1=a n +b n (n ∈N *),且b 1=2,求数列{b n }的通项公式. 解:(1)证明:当n =1时,a 1=4a 1-3,解得a 1=1. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4a n -4a n -1, 整理得a n =43a n -1,又a 1=1≠0,∴{a n }是首项为1,公比为43的等比数列.(2)由(1)知a n =⎝⎛⎭⎫43n -1,∵b n+1=a n +b n (n ∈N *), ∴b n +1-b n =⎝⎛⎭⎫43n -1.当n ≥2时,可得b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=2+1-⎝⎛⎭⎫43n -11-43=3⎝⎛⎭⎫43n -1-1,当n =1时,上式也成立,∴数列{b n }的通项公式为b n =3⎝⎛⎭⎫43n -1-1.14.设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ,满足T n =2S n -n 2,n ∈N *. (1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式. 解:(1)令n =1,T 1=2S 1-1, ∵T 1=S 1=a 1,∴a 1=2a 1-1,∴a 1=1. (2)n ≥2时,T n -1=2S n -1-(n -1)2, 则S n =T n -T n -1=2S n -n 2-[2S n -1-(n -1)2] =2(S n -S n -1)-2n +1 =2a n -2n +1.因为当n =1时,a 1=S 1=1也满足上式, 所以S n =2a n -2n +1(n ≥1),当n ≥2时,S n -1=2a n -1-2(n -1)+1, 两式相减得a n =2a n -2a n -1-2,所以a n =2a n -1+2(n ≥2),所以a n +2=2(a n -1+2), 因为a 1+2=3≠0,所以数列{a n +2}是以3为首项,公比为2的等比数列. 所以a n +2=3×2n -1,∴a n =3×2n -1-2,当n =1时也成立, 所以a n =3×2n -1-2.高考研究课(一)———————————————————————————————— 等差数列的3考点——求项、求和和判定————————————————————————————————— [全国卷5年命题分析]等差数列前n 项和 5年3考 求项数、求和等差数列的判定5年1考探索参数使数列成等差数列等差数列基本量的运算[典例] n n 12,S n +2-S n =36,则n =( )A .5B .5C .7D .8(2)(2016·全国甲卷)S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.①求b 1,b 11,b 101;②求数列{b n }的前1 000项和.[解析] (1)法一:由等差数列前n 项和公式可得S n +2-S n =(n +2)a 1+(n +2)(n +1)2d -⎣⎡⎦⎤na 1+n (n -1)2d =2a 1+(2n +1)d =2+4n +2=36, ∴n =8,故选D.法二:由S n +2-S n =a n +2+a n +1=a 1+a 2n +2=36,因此a 2n +2=a 1+(2n +1)d =35,解得n =8,故选D.答案:D(2)解:①设数列{a n }的公差为d ,由已知得7+21d =28,解得d =1. 所以数列{a n }的通项公式为a n =n .b 1=[lg 1]=0,b 11=[lg 11]=1,b 101=[lg 101]=2. ②因为b n=⎩⎪⎨⎪⎧0,1≤n <10,1,10≤n <100,2,100≤n <1 000,3,n =1 000,所以数列{b n }的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893. [方法技巧]等差数列运算的解题思路由等差数列的前n 项和公式及通项公式可知若已知a 1,d ,n ,a n ,S n 中三个便可求出其余两个,即“知三求二”,“知三求二”的实质是方程思想,即建立方程组求解.[即时演练]1.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 =________. 解析:由S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,得a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3, 所以等差数列的公差d =a m +1-a m =3-2=1, 由⎩⎪⎨⎪⎧a m =a 1+(m -1)d =2,S m =a 1m +12m (m -1)d =0,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+m -1=2,a 1m +12m (m -1)=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,m =5. 答案:52.(2017·大连联考)已知等差数列{a n }的公差d >0.设{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 2·S 3=36.(1)求d 及S n;(2)求m ,k (m ,k ∈N *)的值,使得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =65. 解:(1)由题意知(2a 1+d )(3a 1+3d )=36, 将a 1=1代入上式解得d =2或d =-5.因为d >0,所以d =2.从而a n =2n -1,S n =n 2(n ∈N *).(2)由(1)得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =(2m +k -1)(k +1),所以(2m +k -1)(k +1)=65. 由m ,k ∈N *知2m +k -1≥k +1>1,故⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +k -1=13,k +1=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =5,k =4. 即所求m 的值为5,k 的值为4.[典例] n n n n S n -1=0(n ≥2),a 1=12. (1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.[解] (1)证明:当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0, 得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列.(2)由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时, a n =S n -S n -1=12n -12 n -1 =n -1-n 2n n -1 =-12n n -1. 当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n=⎩⎨⎧12,n =1,-12n n -1 ,n ≥2.[方法技巧]等差数列的判定与证明方法[即时演练]1.(2016·浙江高考)如图,点列{A n },{B n }分别在某锐角的两边上,且|A n A n +1|=|A n +1A n+2|,A n ≠A n +2,n ∈N *,|B n B n +1|=|B n +1B n +2|,B n ≠B n +2,n ∈N *(P ≠Q 表示点P 与Q 不重合).若d n =|A n B n |,S n 为△A n B n B n +1的面积,则( )A .{S n }是等差数列B .{S 2n }是等差数列C .{d n }是等差数列D .{d 2n }是等差数列解析:选A 由题意,过点A 1,A 2,A 3,…,A n ,A n +1,…分别作直线B 1B n +1的垂线,高分别记为h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n +1,…,根据平行线的性质,得h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n +1,…成等差数列,又S n =12×|B n B n +1|×h n ,|B n B n +1|为定值,所以{S n }是等差数列.故选A.2.已知公差大于零的等差数列{}a n 的前n 项和为S n ,且满足a 3·a 4=117,a 2+a 5=22. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{}b n 满足b n =S nn +c,是否存在非零实数c 使得{b n }为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.解:(1)∵数列{}a n 为等差数列, ∴a 3+a 4=a 2+a 5=22. 又a 3·a 4=117,∴a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两实根, 又公差d >0,∴a 3<a 4,∴a 3=9,a 4=13,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =9,a 1+3d =13,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =4.∴数列{a n }的通项公式为a n =4n -3. (2)由(1)知a 1=1,d =4, ∴S n =na 1+n (n -1)2×d =2n 2-n , ∴b n =S nn +c =2n 2-n n +c ,∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c,其中c ≠0. ∵数列{}b n 是等差数列,∴2b 2=b 1+b 3, 即62+c ×2=11+c +153+c,∴2c 2+c =0, ∴c =-12或c =0(舍去),故c =-12.即存在一个非零实数c =-12,使数列{b n }为等差数列.[典例] (1)n 3610a 13=32,若a m =8,则m 的值为( )A .8B .12C .6D .4(2)(2017·天水模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________.[解析] (1)由a 3+a 6+a 10+a 13=32,得(a 3+a 13)+(a 6+a 10)=32,得4a 8=32,∴a 8=8,∴m =8.故选A.(2)∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列, ∴2(S 20-S 10)=S 10+S 30-S 20, ∴40=10+S 30-30,∴S 30=60. [答案] (1)A (2)60 [方法技巧]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 . [即时演练]1.(2017·岳阳模拟)在等差数列{a n }中,如果a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=( ) A .95 B .100 C .135D .80解析:选B 由等差数列的性质可知,a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,a 7+a 8构成新的等差数列,于是a 7+a 8=(a 1+a 2)+(4-1)[(a 3+a 4)-(a 1+a 2)]=40+3×20=100.2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等差数列{b n }的前n 项和为T n ,若S n T n =n +1n -1,则a 2b 4+b 6+a 8b 3+b 7=________. 解析:a 2b 4+b 6+a 8b 3+b 7=a 22b 5+a 82b 5=a 2+a 82b 5=2a 52b 5=S 9T 9=9+19-1=54.答案:54等差数列前n 项和最值等差数列的通项a n 及前n 项和S n 均为n 的函数,通常利用函数法或通项变号法解决等差数列前n 项和S n 的最值问题.n n 1311n取得最大值.[解] 法一:用“函数法”解题由S 3=S 11,可得3a 1+3×22d =11a 1+11×102d ,即d =-213a 1.从而S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n =-a 113(n -7)2+4913a 1, 因为a 1>0,所以-a 113<0. 故当n =7时,S n 最大. 法二:用“通项变号法”解题 由法一可知,d =-213a 1. 要使S n 最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,即⎩⎨⎧a 1+(n -1)⎝⎛⎭⎫-213a 1≥0,a 1+n ⎝⎛⎭⎫-213a 1≤0,解得6.5≤n ≤7.5,故当n =7时,S n 最大. [方法技巧]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)通项变号法: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 .[即时演练]1.(2017·潍坊模拟)在等差数列{a n }中,a 1=29,S 10=S 20,则数列{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 15B .S 16C .S 15或S 16D .S 17解析:选A ∵a 1=29,S 10=S 20, ∴10a 1+10×92d =20a 1+20×192d ,解得d =-2, ∴S n =29n +n (n -1)2×(-2)=-n 2+30n =-(n -15)2+225.∴当n =15时,S n 取得最大值.2.(2017·辽宁五校联考)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1>0,a 3+a 10>0,a 6a 7<0,则满足S n >0的最大自然数n 的值为( )A .6B .7C .12D .13解析:选C ∵a 1>0,a 6a 7<0,∴a 6>0,a 7<0,等差数列的公差小于零,又a 3+a 10=a 1+a 12>0,a 1+a 13=2a 7<0,∴S 12>0,S 13<0,∴满足S n >0的最大自然数n 的值为12.1.(2016·全国乙卷)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( ) A .100 B .99 C .98D .97解析:选C 法一:∵{a n }是等差数列,设其公差为d , ∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.又∵a 10=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+4d =3,a 1+9d =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =1.∴a 100=a 1+99d =-1+99×1=98.故选C. 法二:∵{a n }是等差数列, ∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.在等差数列{a n }中,a 5,a 10,a 15,…,a 100成等差数列,且公差d ′=a 10-a 5=8-3=5. 故a 100=a 5+(20-1)×5=98.故选C.2.(2015·全国卷Ⅰ)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和,若S 8=4S 4,则a 10=( )A.172B.192C .10D .12解析:选B ∵公差为1, ∴S 8=8a 1+8×(8-1)2×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6. ∵S 8=4S 4,∴8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =12+9=192.故选B.3.(2014·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n+2-a n=λ;(2)是否存在λ,使得{a n}为等差数列?并说明理由.解:(1)证明:由题设,a n a n+1=λS n-1,a n+1a n+2=λS n+1-1.两式相减得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1.由于a n+1≠0,所以a n+2-a n=λ.(2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.由(1)知,a3=λ+1.令2a2=a1+a3,解得λ=4.故a n+2-a n=4,由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=4n-3;{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1.所以a n=2n-1,a n+1-a n=2.因此存在λ=4,使得数列{a n}为等差数列.4.(2013·全国卷Ⅱ)已知等差数列{a n}的公差不为零,a1=25,且a1,a11,a13成等比数列.(1)求{a n}的通项公式;(2)求a1+a4+a7+…+a3n-2.解:(1)设{a n}的公差为d.由题意,a211=a1a13,即(a1+10d)2=a1(a1+12d),于是d(2a1+25d)=0.又a1=25,所以d=0(舍去),或d=-2.故a n=-2n+27.(2)令S n=a1+a4+a7+…+a3n-2.由(1)知a3n-2=-6n+31,故{a3n-2}是首项为25,公差为-6的等差数列.从而S n=n2(a1+a3n-2)=n2(-6n+56)=-3n2+28n.[高考达标检测]一、选择题1.(2017·长沙名校联考)已知数列{a n}是等差数列,a1+a7=-8,a2=2,则数列{a n}的公差d等于()A.-1B.-2C.-3 D.-4解析:选C 法一:由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+6d )=-8,a 1+d =2,解得d =-3.法二:a 1+a 7=2a 4=-8,∴a 4=-4, ∴a 4-a 2=-4-2=2d ,∴d =-3.2.在等差数列{a n }中,a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+…+a 9,则m 的值为( ) A .37 B .36 C .20D .19解析:选A a m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37,∴m =37.故选A. 3.在数列{a n }中,若a 1=2,且对任意正整数m ,k ,总有a m +k =a m +a k ,则{a n }的前n 项和S n =( )A .n (3n -1) B.n (n +3)2C .n (n +1)D.n (3n +1)2解析:选C 依题意得a n +1=a n +a 1,即a n +1-a n =a 1=2,所以数列{a n }是以2为首项、2为公差的等差数列,a n =2+2(n -1)=2n ,S n =n (2+2n )2=n (n +1),选C. 4.(2016·大同模拟)在等差数列{}a n 中,a 1+a 2+a 3=3,a 18+a 19+a 20=87,则此数列前20项的和等于( )A .290B .300C .580D .600解析:选B 由a 1+a 2+a 3=3a 2=3,得a 2=1. 由a 18+a 19+a 20=3a 19=87,得a 19=29, 所以S 20=20(a 1+a 20)2=10(a 2+a 19)=300. 5.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 9=18,a n -4=30(n >9),若S n =336,则n 的值为( )A .18B .19C .20D .21解析:选D 因为{a n }是等差数列,所以S 9=9a 5=18,a 5=2,S n =n (a 1+a n )2=n (a 5+a n -4)2=n2×32=16n =336,解得n =21,故选D. 6.(2017·烟台模拟)设数列{a n }是公差d <0的等差数列,S n 为其前n 项和,若S 6=5a 1+10d ,则S n 取最大值时,n =( )A .5B .6C .5或6D .6或7解析:选C ∵S 6=5a 1+10d ,∴6a 1+15d =5a 1+10d ,得a 1+5d =0,即a 6=0.∵数列{a n }是公差d <0的等差数列,∴n =5或6时,S n 取最大值.7.设{a n }是等差数列,d 是其公差,S n 是其前n 项和,且S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,则下列结论错误的是( )A .d <0B .a 7=0C .S 9>S 5D .当n =6或n =7时S n 取得最大值解析:选C 由S 5<S 6,得a 1+a 2+a 3+a 4+a 5<a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6,即a 6>0.同理由S 7>S 8,得a 8<0.又S 6=S 7,∴a 1+a 2+…+a 6=a 1+a 2+…+a 6+a 7,∴a 7=0,∴B 正确;∵d =a 7-a 6<0,∴A 正确;而C 选项,S 9>S 5,即a 6+a 7+a 8+a 9>0,可得2(a 7+a 8)>0,由结论a 7=0,a 8<0,知C 选项错误;∵S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,∴结合等差数列前n 项和的函数特性可知D 正确.选C.二、填空题8.(2017·枣庄模拟)若数列{a n }满足a 1=13,1a n +1-1a n=5(n ∈N *),则a 10=________.解析:因为1a n +1-1a n =5,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1a 1=3为首项、5为公差的等差数列,所以1a n=3+5(n -1)=5n -2,即a n =15n -2,所以a 10=150-2=148. 答案:1489.等差数列{a n }中,a 1=12 017,a m =1n ,a n =1m (m ≠n ),则数列{a n }的公差d =________.解析:∵a m =12 017+(m -1)d =1n ,a n =12 017+(n -1)d =1m ,∴(m -n )d =1n -1m ,∴d =1mn ,∴a m =12 017+(m -1)1mn =1n ,解得1mn =12 017,即d =12 017. 答案:12 01710.(2016·江苏高考)已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________.解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=10,知S 5=5a 1+5×42d =10,得a 1+2d =2,即a 1=2-2d .所以a 2=a 1+d =2-d ,代入a 1+a 22=-3,化简得d 2-6d +9=0,所以d =3,a 1=-4.故a 9=a 1+8d =-4+24=20.法二:设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=10,知5(a 1+a 5)2=5a 3=10,所以a 3=2. 所以由a 1+a 3=2a 2,得a 1=2a 2-2,代入a 1+a 22=-3,化简得a 22+2a 2+1=0,所以a 2=-1.公差d =a 3-a 2=2+1=3,故a 9=a 3+6d =2+18=20. 答案:20 三、解答题11.(2017·成都模拟)已知数列{a n }各项均为正数,且a 1=1,a n +1a n +a n +1-a n =0(n ∈N *). (1)设b n =1a n,求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n +1的前n 项和S n .解:(1)证明:因为a n +1a n +a n +1-a n =0(n ∈N *), 所以a n +1=a na n +1. 因为b n =1a n ,所以b n +1-b n =1a n +1-1a n =a n +1a n -1a n =1.又b 1=1a 1=1,所以数列{b n }是以1为首项、1为公差的等差数列. (2)由(1)知,b n =n ,所以1a n=n ,即a n =1n ,所以a n n +1=1n (n +1)=1n -1n +1, 所以S n =⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1=n n +1. 12.(2017·沈阳质检)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3+a 6=4,S 5=-5. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |,求T 5的值和T n 的表达式. 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =4,5a 1+5×42d =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-5,d =2, 故a n =2n -7(n ∈N *).(2)由a n =2n -7<0,得n <72,即n ≤3,所以当n ≤3时,a n =2n -7<0,当n ≥4时,a n =2n -7>0. 由(1)知S n =n 2-6n ,所以当n ≤3时,T n =-S n =6n -n 2; 当n ≥4时,T n =-S 3+(S n -S 3)=S n -2S 3=n 2-6n +18.故T 5=13,T n =⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2,n ≤3,n 2-6n +18,n ≥4.13.已知等比数列{a n }是递增数列,且a 2a 5=32,a 3+a 4=12,数列{b n }满足b 1=1,且b n +1=2b n +2a n (n ∈N *).(1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 是等差数列;(2)若对任意n ∈N *,不等式(n +2)b n +1≥λb n 总成立,求实数λ的最大值.解:(1)证明:设{a n }的公比为q ,因为a 2a 5=a 3a 4=32,a 3+a 4=12,且{a n }是递增数列, 所以a 3=4,a 4=8,所以q =2,a 1=1,所以a n =2n -1.因为b n +1=2b n +2a n , 所以b n +1a n +1=b na n+1, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 是以b 1a 1=1为首项、1为公差的等差数列.(2)由(1)知b n =n ×2n -1,所以λ≤(n +2)b n +1b n =(n +2)(n +1)2n n ·2n 1=2⎝⎛⎭⎫n +2n +3. 因为n ∈N *,易知当n =1或2时,2⎝⎛⎭⎫n +2n +3取得最小值12,所以λ的最大值为12. 高考研究课(二)———————————————————————————————— 等比数列的3考点——基本运算、判定和应用—————————————————————————————————[全国卷5年命题分析][典例] (1)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,则S n a n =( )A .4n -1B .4n -1C .2n -1D .2n -1(2)(2017·石家庄模拟)设数列{a n }的前n 项和S n 满足6S n +1=9a n (n ∈N *). ①求数列{a n }的通项公式;②若数列{b n }满足b n =1a n ,求数列{b n }前n 项和T n .[解析] (1)设{a n }的公比为q ,∵⎩⎨⎧a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,∴⎩⎨⎧a 1+a 1q 2=52, (ⅰ)a 1q +a 1q 3=54, (ⅱ)由(ⅰ)(ⅱ)可得1+q 2q +q 3=2,∴q =12,代入(ⅰ)得a 1=2, ∴a n =2×⎝⎛⎭⎫12n -1=42n ,∴S n =2×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12=4⎝⎛⎭⎫1-12n ,∴S n a n=4⎝⎛⎭⎫1-12n 42n =2n-1,选D.答案:D(2)解:①当n =1时,由6a 1+1=9a 1,得a 1=13.当n ≥2时,由6S n +1=9a n ,得6S n -1+1=9a n -1, 两式相减得6(S n -S n -1)=9(a n -a n -1), 即6a n =9(a n -a n -1),∴a n =3a n -1.∴数列{a n }是首项为13,公比为3的等比数列,其通项公式为a n =13×3n -1=3n -2.②∵b n =1a n=⎝⎛⎭⎫13n -2,∴{b n }是首项为3,公比为13的等比数列,∴T n =b 1+b 2+…+b n =3⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13n 1-13=92⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13n .[方法技巧]解决等比数列有关问题的常用思想方法(1)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.(2)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 q1-q.[即时演练]1.已知数列{a n }是首项a 1=14的等比数列,其前n 项和S n 中S 3=316,若a m =-1512,则m 的值为( )A .8B .10C .9D .7解析:选A 设数列{a n }的公比为q ,若q =1,则S 3=34≠316,不符合题意,∴q ≠1.由⎩⎨⎧a 1=14,S 3=a 1(1-q 3)1-q =316,得⎩⎨⎧a 1=14q =-12,∴a n =14·⎝⎛⎭⎫-12n -1=⎝⎛⎭⎫-12n +1,由a m=⎝⎛⎭⎫-12m +1=-1512得,m =8. 2.(2017·汕头模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求a 1+a 3+…+a 2n +1.解:(1)∵S 1=a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列, ∴S n =2n -1,又当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-2n -2=2n -2.当n =1时,a 1=1,不适合上式.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -2,n ≥2.(2)a 3,a 5,…,a 2n +1是以2为首项,以4为公比的等比数列, ∴a 3+a 5+…+a 2n +1=2(1-4n )1-4=2(4n -1)3.∴a 1+a 3+…+a 2n +1=1+2(4n -1)3=22n +1+13.等比数列的判定与证明[典例] 设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *).(1)求a 2,a 3的值;(2)求证:数列{S n +2}是等比数列.[解] (1)∵a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *), ∴当n =1时,a 1=2×1=2; 当n =2时,a 1+2a 2=(a 1+a 2)+4, ∴a 2=4;当n =3时,a 1+2a 2+3a 3=2(a 1+a 2+a 3)+6, ∴a 3=8.(2)证明:∵a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *),①∴当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=(n -2)S n -1+2(n -1).② ①-②得na n =(n -1)S n -(n -2)S n -1+2 =n (S n -S n -1)-S n +2S n -1+2 =na n -S n +2S n -1+2.∴-S n +2S n -1+2=0,即S n =2S n -1+2, ∴S n +2=2(S n -1+2).∵S 1+2=4≠0,∴S n -1+2≠0, ∴S n +2S n -1+2=2,故{S n +2}是以4为首项,2为公比的等比数列. [方法技巧]等比数列的3种判定方法(1)定义法:若a n +1a n=q (q 为非零常数,n ∈N *),则{a n }是等比数列.(2)等比中项法: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. (3)通项公式法:若数列通项公式可写成a n =c ·q n (c ,q 均是不为0的常数,n ∈N *),则{a n }是等比数列.[即时演练]1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +a n =2n (n ∈N *),则下列数列中一定为等比数列的是( )A .{a n }B .{a n -1}C .{a n -2}D .{S n }解析:选C 由S n +a n =2n (n ∈N *),可得S n -1+a n -1=2(n -1)(n ≥2,n ∈N *),两式相减得a n =12a n -1+1(n ≥2,n ∈N *),所以a n -2=12(a n -1-2)(n ≥2,n ∈N *),且a 1=1,a 1-2=-1≠0,所以{a n -2}一定是等比数列,故选C.2.(2017·惠州模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2. (1)设b n =a n +1-2a n ,证明:数列{b n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:由a 1=1及S n +1=4a n +2, 得a 1+a 2=S 2=4a 1+2. ∴a 2=5,∴b 1=a 2-2a 1=3. ∵S n +1=4a n +2, ①∴当n ≥2时,S n =4a n -1+2, ② ①-②,得a n +1=4a n -4a n -1, ∴a n +1-2a n =2(a n -2a n -1). ∵b n =a n +1-2a n , ∴b n =2b n -1(n ≥2),故{b n }是首项b 1=3,公比为2的等比数列. (2)由(1)知b n =a n +1-2a n =3·2n -1,∴a n +12n +1-a n 2n =34,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为12,公差为34的等差数列.∴a n 2n =12+(n -1)·34=3n -14, ∴a n =(3n -1)·2n -2.[典例] (1)(2017·n S n ,若S n =2,S 3n=14,则S 4n 等于( )A .80B .30C .26D .16(2)等比数列{a n }满足a n >0,n ∈N *,且a 3·a 2n -3=22n (n ≥2),则当n ≥1时,log 2a 1+log 2a 2+…+log2a2n-1=________.[解析](1)∵S n,S2n-S n,S3n-S2n,S4n-S3n成等比数列,∴S n·(S3n-S2n)=(S2n-S n)2,即2×(14-S2n)=(S2n-2)2,解得S2n=6或S2n=-4(舍去).同理,(6-2)(S4n-14)=(14-6)2,解得S4n=30.(2)由等比数列的性质,得a3·a2n-3=a2n=22n,从而得a n=2n.∴log2a1+log2a2+…+log2a2n-1=log2[(a1a2n-1)·(a2a2n-2)·…·(a n-1a n+1)a n]=log22n(2n-1)=n(2n-1)=2n2-n.[答案](1)B(2)2n2-n[方法技巧](1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m +n=p+q,则a m·a n=a p·a q”,可以减少运算量,提高解题速度.(2)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.[即时演练]1.(2017·辽宁五校联考)已知数列{a n}为等比数列,若a4+a6=10,则a7(a1+2a3)+a3a9的值为()A.10B.20C.100 D.200解析:选C a7(a1+2a3)+a3a9=a7a1+2a7a3+a3a9=a24+2a4a6+a26=(a4+a6)2=102=100.2.(2016·长春二模)在正项等比数列{a n}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,a n-1a n a n+1=324,则n=________.解析:设数列{a n}的公比为q,由a1a2a3=4=a31q3与a4a5a6=12=a31q12,可得q9=3,a n-1a n a n+1=a31q3n-3=324,因此q3n-6=81=34=q36,所以3n-6=36,即n=14,答案:141.(2015·全国卷Ⅱ)已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7=( ) A .21 B .42 C .63D .84解析:选B 设数列{a n }的公比为q ,∵a 1=3,a 1+a 3+a 5=21, ∴3+3q 2+3q 4=21.∴1+q 2+q 4=7,解得q 2=2或q 2=-3(舍去). ∴a 3+a 5+a 7=q 2(a 1+a 3+a 5)=2×21=42.故选B.2.(2013·全国卷Ⅱ)等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3=a 2 +10a 1 ,a 5=9,则a 1=( )A.13 B .-13C.19D .-19解析:选C 由题知q ≠1,则S 3=a 1(1-q 3)1-q =a 1q +10a 1,得q 2=9,又a 5=a 1q 4=9,则a 1=19,故选C.3.(2016·全国乙卷)设等比数列{a n }满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2…a n 的最大值为________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则由a 1+a 3=10,a 2+a 4=q (a 1+a 3)=5,知q =12.又a 1+a 1q 2=10,∴a 1=8.故a 1a 2…a n =a n 1q1+2+…+(n -1)=23n ·⎝⎛⎭⎫12(n -1)n 2=23n -n 22+n 2=2-n 22+72n .记t =-n 22+7n 2=-12(n 2-7n )=-12⎝⎛⎭⎫n -722+498, 结合n ∈N *可知n =3或4时,t 有最大值6. 又y =2t 为增函数,从而a 1a 2…a n 的最大值为26=64. 答案:644.(2016·全国乙卷)已知{a n }是公差为3的等差数列,数列{b n }满足b 1=1,b 2=13,a n b n +1+b n +1=nb n .(1)求{a n }的通项公式; (2)求{b n }的前n 项和.解:(1)由已知,a 1b 2+b 2=b 1,b 1=1,b 2=13,得a 1=2.。
《数列综合应用举例》教案
《数列综合应用举例》教案第一章:数列的概念与性质1.1 数列的定义引导学生理解数列的概念,理解数列是一种特殊的函数。
通过实例让学生了解数列的基本形式,如等差数列、等比数列等。
1.2 数列的性质引导学生学习数列的基本性质,如数列的项数、首项、末项、公差、公比等。
通过实例让学生掌握数列的性质,并能够运用性质解决实际问题。
第二章:数列的求和2.1 等差数列的求和引导学生学习等差数列的求和公式,理解公差、首项、末项与求和的关系。
通过实例让学生掌握等差数列的求和方法,并能够运用求和公式解决实际问题。
2.2 等比数列的求和引导学生学习等比数列的求和公式,理解公比、首项、末项与求和的关系。
通过实例让学生掌握等比数列的求和方法,并能够运用求和公式解决实际问题。
第三章:数列的极限3.1 数列极限的概念引导学生理解数列极限的概念,理解数列极限与数列收敛的关系。
通过实例让学生了解数列极限的性质,如保号性、单调性等。
3.2 数列极限的计算引导学生学习数列极限的计算方法,如夹逼定理、单调有界定理等。
通过实例让学生掌握数列极限的计算方法,并能够运用极限的概念解决实际问题。
第四章:数列的应用4.1 数列在数学分析中的应用引导学生学习数列在数学分析中的应用,如级数、积分等。
通过实例让学生了解数列在数学分析中的重要性,并能够运用数列解决实际问题。
4.2 数列在其他学科中的应用引导学生学习数列在其他学科中的应用,如物理学、经济学等。
通过实例让学生了解数列在不同学科中的作用,并能够运用数列解决实际问题。
第五章:数列的综合应用5.1 数列在经济管理中的应用引导学生学习数列在经济管理中的应用,如库存管理、成本分析等。
通过实例让学生了解数列在经济管理中的重要性,并能够运用数列解决实际问题。
5.2 数列在工程科技中的应用引导学生学习数列在工程科技中的应用,如信号处理、结构分析等。
通过实例让学生了解数列在工程科技中的作用,并能够运用数列解决实际问题。
数列教案优秀5篇
数列教案优秀5篇高三数学数列教案篇一数列§3.1.1数列、数列的通项公式目的:要求学生理解数列的概念及其几何表示,理解什么叫数列的通项公式,给出一些数列能够写出其通项公式,已知通项公式能够求数列的项。
重点:1数列的概念。
按一定次序排列的一列数叫做数列。
数列中的每一个数叫做数列的项,数列的第n项an叫做数列的通项(或一般项)。
由数列定义知:数列中的数是有序的,数列中的数可以重复出现,这与数集中的数的无序性、互异性是不同的。
2、数列的通项公式,如果数列{an}的通项an可以用一个关于n的公式来表示,这个公式就叫做数列的通项公式。
从映射、函数的观点看,数列可以看成是定义域为正整数集N-(或宽的有限子集)的函数。
当自变量顺次从小到大依次取值时对自学成才的一列函数值,而数列的通项公式则是相应的解析式。
由于数列的项是函数值,序号是自变量,所以以序号为横坐标,相应的项为纵坐标画出的图像是一些孤立的点。
难点:根据数列前几项的特点,以现规律后写出数列的通项公式。
给出数列的前若干项求数列的通项公式,一般比较困难,且有的数列不一定有通项公式,如果有通项公式也不一定唯一。
给出数列的前若干项要确定其一个通项公式,解决这个问题的关键是找出已知的每一项与其序号之间的对应关系,然后抽象成一般形式。
过程:一、从实例引入(P110)1. 堆放的钢管4,5,6,7,8,9,102. 正整数的倒数3、4. -1的正整数次幂:-1,1,-1,1,…5、无穷多个数排成一列数:1,1,1,1,…二、提出课题:数列1、数列的定义:按一定次序排列的一列数(数列的有序性)2、名称:项,序号,一般公式,表示法3、通项公式:与之间的函数关系式如数列1:数列2:数列4:4、分类:递增数列、递减数列;常数列;摆动数列;有穷数列、无穷数列。
5、实质:从映射、函数的观点看,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,通项公式即相应的函数解析式。
专题08 数列及其应用(热点难点突破)-2018年高考数学(文)考纲解读与热点难点突破
1.已知等比数列{a n }的公比为-12,则a 1+a 3+a 5a 2+a 4+a 6的值是( )A .-2B .-12C.12D .2【答案】A 【解析】由题意可知a 1+a 3+a 5a 2+a 4+a 6=a 1+a 3+a 5-12a 1+a 3+a 5=-2.2.已知数列{a n }是等差数列,且a 7-2a 4=6,a 3=2,则公差d =( ) A .2 2 B .4 C .8D .16【答案】B 【解析】法一:由题意得a 3=2,a 7-2a 4=a 3+4d -2(a 3+d )=6,解得d =4,故选B. 法二:在公差为d 的等差数列{a n }中,a m =a n +(m -n )d (m ,n ∈N *).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 7-2a 4=a 1+6d -a 1+3d =6,a 3=a 1+2d =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-6,d =4.3.已知等比数列{a n }的公比为q ,其前n 项和为S n ,若S 3,S 9,S 6成等差数列,则q 3等于( ) A .-12B .1C .-12或1D .-1或124.已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=3,a n +1-a n =b n +1b n=3,n ∈N *.若数列{c n }满足c n =ba n ,则c 2 016=( ) A .92 015B .272 015C .92 016D .272 016【答案】D 【解析】由已知条件知{a n }是首项为3,公差为3的等差数列.数列{b n }是首项为3,公比为3的等比数列,∴a n =3n ,b n =3n .又c n =ba n =33n ,∴c 2 016=33×2 016=272 016,故选D.5.设S n ,T n 分别是等差数列{a n },{b n }的前n 项和,若S n T n =n2n +1(n ∈N *),则a 5b 6=( )A.513 B .919 C.1123D.923【答案】D 【解析】根据等差数列的前n 项和公式及S n T n =n2n +1(n ∈N *),可设S n =kn 2,T n =kn (2n +1),又当n ≥2时,a n =S n -S n -1=k (2n -1),b n =T n -T n -1=k (4n -1),所以a 5b 6=923,故选D.6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 2=10,S 5=55,则过点P (n ,a n )和Q (n +2,a n +2)(n ∈N *)的直线的斜率是( )A .4B .3C .2D .1【答案】A 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,因为S 2=2a 1+d =10,S 5=52(a 1+a 5)=5(a 1+2d )=55,所以d =4,所以k PQ =a n +2-a n n +2-n =2d2=d =4,故选A.7.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.158.如图41所示的数阵中,每行、每列的三个数均成等差数列,如果数阵中所有数之和等于63,那么a 52=( )⎝ ⎛⎭⎪⎫a 41 a 42 a 43a 51 a 52 a 53a61a 62 a 63图41A .2B .8C .7D .4【答案】C 【解析】第一行三数成等差数列,由等差中项的性质有a 41+a 42+a 43=3a 42,同理第二行也有a 51+a 52+a 53=3a 52,第三行也有a 61+a 62+a 63=3a 62,又每列也成等差数列,所以对于第二列,有a 42+a 52+a 62=3a 52,所以a 41+a 42+a 43+a 51+a 52+a 53+a 61+a 62+a 63=3a 42+3a 52+3a 62=3×3a 52=63,所以a 52=7,故选C. 9.设数列{a n }满足:a 1=1,a 2=3,且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是( ) A.215 B .225C.235D.245【答案】D 【解析】由2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1得na n -(n -1)a n -1=(n +1)a n +1-na n ,又因为1×a 1=1,2×a 2-1×a 1=5,所以数列{na n }为首项为1,公差为5的等差数列,则20a 20=1+19×5,解得a 20=245,故选D.10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2a n -4(n ∈N *),则a n =( ) A .2n +1B .2nC .2n -1D .2n -211.数列{a n }满足a 1=1,且当n ≥2时,a n =n -1na n -1,则a 5=( ) A.15 B .16 C .5D .6【答案】A 【解析】因为a 1=1,且当n ≥2时,a n =n -1n a n -1,则a n a n -1=n -1n ,所以a 5=a 5a 4·a 4a 3·a 3a 2·a 2a 1·a 1,即a 5=45×34×23×12×1=15.故选A.12.122-1+132-1+142-1+…+1n +2-1的值为( )A.n +1n + B.34-n +1n +C.34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2D.32-1n +1+1n +2【答案】C 【解析】∵1n +2-1=1n 2+2n =1n n +=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2,∴122-1+132-1+142-1+…+1n +2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫32-1n +1-1n +2=34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2.13.在等差数列{a n }中,a 1=-2 012,其前n 项和为S n ,若S 2 0122 012-S 1010=2 002,则S 2 014的值等于( )A .2 011B .-2 012C .2 014D .-2 013【答案】C 【解析】等差数列中, S n =na 1+n n -2d ,S n n =a 1+(n -1)d2,即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是首项为a 1=-2 012,公差为d 2的等差数列.因为S 2 0122 012-S 1010=2 002,所以(2 012-10)d 2=2 002,d2=1,所以S 2 014=2 014[(-2 012)+(2 014-1)×1] =2 014,选C.14.数列{a n }满足a 1=1,且对任意的m ,n ∈N *都有a m +n =a m +a n +mn ,则1a 1+1a 2+1a 3+…+1a 2 014等于( )A.4 0282 015 B .4 0242 013 C.4 0182 012D.2 0102 01115.已知函数y =log a (x -1)+3(a >0,a ≠1)所过定点的横、纵坐标分别是等差数列{a n }的第二项与第三项,若b n =1a n a n +1,数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 10等于( )A.911B.1011C.811 D.1211【答案】B 【解析】y =log a (x -1)+3恒过定点(2,3), 即a 2=2,a 3=3,又{a n }为等差数列, ∴a n =n ,∴b n =1nn +,∴T 10=1-111=1011,故选B.16.已知数列{a n }中,a 1=-60,a n +1=a n +3,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 30|等于( ) A .445 B .765 C .1 080D .3 10517.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,{S n +na n }为常数列,则a n =( ) A.13n -1B .2nn +C.6n +n +D.5-2n 3【答案】B 【解析】由题意知,S n +na n =2,当n ≥2时,(n +1)a n =(n -1)a n -1, 从而a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=13·24·…·n -1n +1,有a n =2n n +,当n =1时上式成立,所以a n =2nn +.故选B.18.中国古代数学著作《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,请问第二天走了( ) A .192里 B .96里 C .48里D .24里【答案】B 【解析】由题意,知每天所走路程形成以a 1为首项,公比为12的等比数列,则a 1⎝⎛⎭⎪⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,则a 2=96,即第二天走了96里.故选B.19.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n (n ∈N *),则S 2 016=__________. 【答案】3×21 008-3【解析】∵数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n①,∴n =1时,a 2=2,n ≥2时,a n ·a n -1=2n -1②,∵①÷②得a n +1a n -1=2,∴数列{a n }的奇数项、偶数项分别成等比数列,∴S 2 016=1-21 0081-2+-21 0081-2=3×21 008-3.20.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则a 1=__________,S 5=__________. 【答案】1 12121.在公差为d 的等差数列{a n }中,已知a 1=10,且a 1,2a 2+2,5a 3成等比数列. (1)求d ,a n ;(2)若d <0,求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |.解:(1)由题意得5a 3·a 1=(2a 2+2)2,即d 2-3d -4=0.故d =-1或d =4. 所以a n =-n +11,n ∈N *或a n =4n +6,n ∈N *.(2)设数列{a n }的前n 项和为S n .因为d <0,由(1)得d =-1,a n =-n +11,则当n ≤11时, |a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=S n =-12n 2+212n .当n ≥12时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 11-a 12-a 13-…-a 11=-(a 1+a 2+…+a n )+2(a 1+a 2+…+a 11+a n )=-S n +2S 11=12n 2-212n +110.综上所述,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=⎩⎪⎨⎪⎧-12n 2+212n , n ≤11,12n 2-212n +110, n ≥12.22.设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求T n .23.已知数列{a n }是等比数列,其前n 项和是S n ,且S n =t ·3n-2t +1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 1311+S n (n ∈N *),求数列{a n b n }的前n 项和T n .解:(1)当n =1时,a 1=S 1=t ·3-2t +1=t +1. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=t ·3n-t ·3n -1=2t ·3n -1.∵数列{a n }是等比数列,∴a n a n -1=2t ·3n -12t ·3n -2=3(n ≥2),∴a 2a 1=2t ·3t +1=3,∴t =1,a 1=2, ∴a n =2·3n -1(n ∈N *).(2)由(1)知,S n =3n -1,∴1+S n =3n,∴11+S n =13n ,b n =log1311+S n=n , ∴a n b n =2n ×3n -1,T n =2+4×3+6×32+…+2n ×3n -1,①3T n =2×3+4×32+6×33+…+2n ×3n,② ①-②得,-2T n =2+2(3+32+33+…+3n -1)-2n ×3n=2+2×-3n -11-3-2n ×3n,∴T n =12+n -n2.24.等差数列{a n }中,a 2=4,a 4+a 7=15. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =2a n -2+n ,求b 1+b 2+b 3+…+b 10的值.25.已知正项数列{a n}的前n项和S n满足:4S n=(a n-1)(a n+3)(n∈N*).(1)求a n;(2)若b n=2n·a n,求数列{b n}的前n项和T n.解:(1)∵4S n=(a n-1)(a n+3)=a2n+2a n-3,∴当n≥2时,4S n-1=a2n-1+2a n-1-3,两式相减得,4a n=a2n-a2n-1+2a n-2a n-1,化简得,(a n+a n-1)(a n-a n-1-2)=0,∵{a n}是正项数列,∴a n+a n-1≠0,∴a n-a n-1-2=0,对任意n≥2,n∈N*都有a n-a n-1=2,又由4S1=a21+2a1-3得,a21-2a1-3=0,解得a1=3或a1=-1(舍去),∴{a n}是首项为3,公差为2的等差数列,∴a n=3+2(n-1)=2n+1.(2)由已知及(1)知,b n=(2n+1)·2n,T n =3·21+5·22+7·23+…+(2n -1)·2n -1+(2n +1)·2n ,①2T n =3·22+5·23+7·24+…+(2n -1)·2n +(2n +1)·2n +1,②②-①得,T n =-3×21-2(22+23+24+ (2))+(2n +1)·2n +1=-6-2×-2n -11-2+(2n +1)·2n +1=2+(2n -1)·2n +1.26.若数列{a n }的前n 项和为S n ,点(a n ,S n )在y =16-13x 的图象上(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若c 1=0,且对任意正整数n 都有c n +1-c n =log 12a n .求证:对任意正整数n ≥2,总有13≤1c 2+1c 3+1c 4+…+1c n <34.11。
专题09数列-2018年高考数学(文)考试大纲解读
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(十二)数列
1.数列的概念和简单表示法
(1)了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图像、通项公式).
(2)了解数列是自变量为正整数的一类函数.
2.等差数列、等比数列
(1)理解等差数列、等比数列的概念.
(2)掌握等差数列、等比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或等比关系,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、等比数列与指数函数的关系
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与2017年考纲相比没什么变化,而且这部分内容作为高考的必考内容,在2018年的高考中预计仍会以“两小或一大”的格局呈现.
如果是以“两小”(选择题或填空题)的形式呈现,一般是一道较容易的题,一道中等难度的题,较易的题主要以等差数列、等比数列的定义、通项公式、性质与求和公式为主来考查;中等难度的题主要以数列的递推关系、结合数列的通项、性质以及其他相关知识为主来考查.
如果是以“一大”(解答题)的形式呈现,主要考查从数列的前n 项和与第n 项的关系入手,结合数列的递推关系式与等差数列或等比数列的定义展开,求解数列的通项,前n 项和,有时与参数的求解,数列不等式的证明等加以综合.试题难度中等.。
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【2018年高考考纲解读】 高考对本内容的考查主要有:(1)数列的概念是A 级要求,了解数列、数列的项、通项公式、前n 项和等概念,一般不会单独考查; (2)等差数列、等比数列是两种重要且特殊的数列,要求都是C 级,熟练掌握等差数列、等比数列的概念、通项公式、前n 项求和公式、性质等知识,理解其推导过程,并且能够灵活应用. (4)通过适当的代数变形后,转化为等差数列或等比数列的问题. (5)求数列的通项公式及其前n 项和的基本的几种方法. (6)数列与函数、不等式的综合问题.试题类型可能是填空题,以考查单一性知识为主,同时在解答题中经常与不等式综合考查,构成压轴题. 【重点、难点剖析】1.等差、等比数列的通项公式等差数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =a m +(n -m )d ;等比数列{a n }的通项公式为a n =a 1q n -1=a m qn -m.2.等差、等比数列的前n 项和 (1)等差数列的前n 项和为S n =n a 1+a n 2=na 1+n n -2d .特别地,当d ≠0时,S n 是关于n 的二次函数,且常数项为0,即可设S n =an 2+bn (a ,b 为常数). (2)等比数列的前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-q n 1-q=a 1-a n q1-q ,q ≠1,特别地,若q ≠1,设a =a 11-q ,则S n =a -aq n.3.等差数列、等比数列常用性质(1)若序号m +n =p +q ,在等差数列中,则有a m +a n =a p +a q ;特别的,若序号m +n =2p ,则a m +a n =2a p ;在等比数列中,则有a m ·a n =a p ·a q ;特别的,若序号m +n =2p ,则a m ·a n =a 2p ;(2)在等差数列{a n }中,S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…成等差数列,其公差为kd ;其中S n 为前n 项的和,且S n ≠0(n ∈N *);在等比数列{a n }中,当q ≠-1或k 不为偶数时S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…成等比数列,其中S n 为前n 项的和(n∈N*).4.数列求和的方法归纳(1)转化法:将数列的项进行分组重组,使之转化为n个等差数列或等比数列,然后应用公式求和;(2)错位相减法:适用于{a n·b n}的前n项和,其中{a n}是等差数列,{b n}是等比数列;(3)裂项法:求{a n}的前n项和时,若能将a n拆分为a n=b n-b n+1,则a1+a2+…+a n=b1-b n+1;(4)倒序相加法:一个数列倒过来与原数列相加时,若有公因式可提,并且剩余的项的和容易求出,那么这样的数列求和可采用此法.其主要用于求组合数列的和.这里易忽视因式为零的情况;(5)试值猜想法:通过对S1,S2,S3,…的计算进行归纳分析,寻求规律,猜想出S n,然后用数学归纳法给出证明.易错点:对于S n不加证明;(6)并项求和法:先将某些项放在一起先求和,然后再求S n.例如对于数列{a n}:a1=1,a2=3,a3=2,a n+2=a n+1-a n,可证其满足a n+6=a n,在求和时,依次6项求和,再求S n.5.数列的应用题(1)应用问题一般文字叙述较长,反映的事物背景陌生,知识涉及面广,因此要解好应用题,首先应当提高阅读理解能力,将普通语言转化为数学语言或数学符号,实际问题转化为数学问题,然后再用数学运算、数学推理予以解决.(2)数列应用题一般是等比、等差数列问题,其中,等比数列涉及的范围比较广,如经济上涉及利润、成本、效益的增减,解决该类题的关键是建立一个数列模型{a n},利用该数列的通项公式、递推公式或前n项和公式.【题型示例】题型1、等差、等比数列中基本量的计算【例1】(2017·高考全国卷Ⅰ)记S n为等差数列{a n}的前n项和.若a4+a5=24,S6=48,则{a n}的公差为( )A.1 B.2C.4 D.8(a 4+a 5)-(a 4+a 3)=8, ∴d =4,故选C.【2017江苏,9】等比数列{}n a 的各项均为实数,其前n 项的和为n S ,已知3676344S S ==,,则8a = ▲ .【答案】32【解析】当1q =时,显然不符合题意;当1q ≠时,3161(1)714(1)6314a q q a q q⎧-=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得1142a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩,则7812324a =⨯=. 【变式探究】【2016年高考北京文数】已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6=S _______.. 【答案】6【解析】∵{}n a 是等差数列,∴35420a a a +==,40a =,4136a a d -==-,2d =-,∴616156615(2)6S a d =+=⨯+⨯-=,故填:6.【举一反三】 (2015·江苏,11)设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为________.【变式探究】(1)(2014·全国大纲卷)等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A .6 B .5 C .4 D .3(2)(2014·北京)若等差数列{a n}满足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,则当n=________时,{a n}的前n项和最大.【命题意图】(1)本题主要考查等比数列的性质、对数的运算.(2)本题主要考查等差数列的性质,意在考查考生灵活应用等差数列的性质解决问题的能力.【答案】(1)C (2)8【解析】(1)lg a1+lg a2+…+lg a8=lg(a1·a2·…·a8)=lg(a4·a5)4=lg(2×5)4=4,故选C.(2)∵数列{a n}是等差数列,且a7+a8+a9=3a8>0,∴a8>0.又a7+a10=a8+a9<0,∴a9<0,∴当n=8时,其前n项和最大.【变式探究】设数列{a n}是公差不为0的等差数列,S n为其前n项的和,满足:a22+a23=a24+a25,S7=7.(1)求数列{a n}的通项公式及前n项的和S n;(2)设数列{b n}满足b n=2a n,其前n项的和为T n,当n为何值时,有T n>512.【规律方法】求等差、等比数列通项与前n 项和,除直接代入公式外,就是用基本量法,要注意对通项公式与前n 项和公式的选择.【变式探究】 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=3,{}1+S n 是公比为2的等比数列. (1)证明:{a n }是等比数列,并求其通项;(2)设数列{b n }满足b n =log 3a n ,其前n 项和为T n ,当n 为何值时,有T n ≤2 012? 【解析】(1)证明 由题意,得1+S n 1+S n -1=2(n ≥2),即1+S n =4(1+S n -1),同理,得1+S n +1=4(1+S n ). 两式相减,得S n +1-S n =4(S n -S n -1), 即a n +1=4a n ,a n +1a n=4(n ≥2). 又a 1=3,所以{a n }是首项为3,公比为4的等比数列,所以a n =3·4n -1=3·22n -2.(2)解 由(1)得a n =3·22n -2,所以b n =log 2(3·22n -2)=log 23+2(n -1),所以{b n }是首项为log 23,公差为2的等差数列,前n 项和为T n =n log 23+n (n -1),于是由n 2<n log 23+n (n -1)≤2 012,得n < 2 012,又n ∈N *,所以1≤n ≤44,即n =1,2,3,…,44时,T n ≤2 012.题型2、与等差、等比数列有关的最值问题【例2】【2016高考新课标1卷】设等比数列{}n a 满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2 …a n 的最大值为 . 【答案】64【解析】设等比数列{}n a 的公比为(0)q q ≠,由1324105a a a a +=⎧⎨+=⎩得2121(1)10(1)5a q a q q ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,解得1812a q =⎧⎪⎨=⎪⎩.所以2(1)1712(1)22212118(22n n n n n n nn a a a a q--++++-==⨯=,于是当3n =或4n =时,12n a a a 取得最大值6264=.【举一反三】 (2015·四川,16)设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求使得|T n -1|<11 000成立的n 的最小值.(2)由(1)得1a n =12n ,所以T n =12+122+…+12n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=1-12n .由|T n -1|<11 000,得⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-12n -1<11 000,即2n>1 000,因为29=512<1 000<1 024=210, 所以n ≥10,于是,使|T n -1|<11 000成立的n 的最小值为10.【规律方法】上述两种求A n 最值的方法都是运用函数思想.法一是直接研究子数列{a 2n }.法二是研究A n =19(19n +2-2n +1)的单调性求其最值.【变式探究】已知等差数列{a n }的首项a 1≠0,公差d ≠0,由{a n }的部分项组成的数列ab 1,ab 2,…,ab n ,…为等比数列,其中b 1=1,b 2=2,b 3=6. (1)求数列{b n }的通项公式b n ;(2)若数列{b n }的前n 项和为S n ,求S n 的值; (3)求A n =S n -2 012n9的最小值.=13⎝ ⎛⎭⎪⎫4n-13+2n .(3)由S n =13⎝ ⎛⎭⎪⎫4n-13+2n ,得A n =S n -2 012n 9=19(4n -2 006n -1),若存在n ∈N *,使得A n ≤A n +1,且A n ≤A n -1,则A n 的值最小. 于是由⎩⎪⎨⎪⎧194n-2 006n -1≤19[4n +1-2 006n +1-1],194n -2 006n -1≤19[4n -1-2 006n -1-1],解得2 0063≤4n ≤4×2 0063(n ∈N *),取n =5,(A n )min =2 9839.题型三、数列求和问题【例3】【2017山东,文19】(本小题满分12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且121236,a a a a a +==. (I)求数列{a n }通项公式;(II){ b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和S n ,已知211n n n S b b ++=,求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T . 【答案】(Ⅰ)2n n a =.(Ⅱ)2552n nn T +=-.令nn nb c a =, 则212n nn c +=, 因此12231357212122222n n n n n n T c c c --+=+++=+++++, 又234113572121222222n n n n n T +-+=+++++, 两式相减得2111311121222222n n n n T -++⎛⎫=++++-⎪⎝⎭ 所以2552n nn T +=-. 【举一反三】【2017山东,文19】(本小题满分12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且121236,a a a a a +==.(I)求数列{a n }通项公式;(II){ b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和S n ,已知211n n n S b b ++=,求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T . 【答案】(Ⅰ)2n n a =.(Ⅱ)2552n nn T +=-.令nn nb c a =, 则212n nn c +=, 因此12231357212122222n n n n n n T c c c --+=+++=+++++, 又234113572121222222n n n n n T +-+=+++++, 两式相减得2111311121222222n n n n T -++⎛⎫=++++-⎪⎝⎭ 所以2552n nn T +=-. 【变式探究】【2017北京,文15】已知等差数列{}n a 和等比数列{}n b 满足a 1=b 1=1, a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)求和:13521n b b b b -++++.【答案】(Ⅰ)21n a n =- ;(Ⅱ)312n -.【变式探究】【2016高考江苏卷】(本小题满分16分)记{}1,2,100U =…,.对数列{}()*n a n N ∈和U 的子集T ,若T =∅,定义0T S =;若{}12,,k T t t t =…,,定义12+k T t t t S a a a =++….例如:{}=1,3,66T 时,1366+T S a a a =+.现设{}()*n a n N ∈是公比为3的等比数列,且当{}=2,4T 时,=30T S . (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)对任意正整数()1100k k ≤≤,若{}1,2,k T ⊆…,,求证:1T k S a +<; (3)设,,C D C U D U S S ⊆⊆≥,求证:2C CDD S S S +≥.【答案】(1)13n n a -=(2)详见解析(3)详见解析(3)下面分三种情况证明.①若D 是C 的子集,则2C CD C D D D D S S S S S S S +=+≥+=. ②若C 是D 的子集,则22C C DC C CD S S S S S S +=+=≥. ③若D 不是C 的子集,且C 不是D 的子集.令U E C D =ð,U F D C =ð则E ≠∅,F ≠∅,EF =∅. 于是C E C D S S S =+,D F C D S S S =+,进而由C D S S ≥,得E F S S ≥.设k 是E 中的最大数,l 为F 中的最大数,则1,1,k l k l ≥≥≠.由(2)知,1E k S a +<,于是1133l k l F E k a S S a -+=≤≤<=,所以1l k -<,即l k ≤.又k l ≠,故1l k ≤-, 从而1121131133222l l k E F l a S S a a a ----≤+++=+++=≤≤, 故21E F S S ≥+,所以2()1C CD D C D S S S S -≥-+, 即21C C D D S S S +≥+.综合①②③得,2C C D D S S S +≥.【举一反三】 已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=-1,当n ≥3,n ∈N *时,a n n -1-a n -1n -2=3n -n -.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在k ∈N *,使得n ≥k 时,不等式S n +(2λ-1)a n +8λ≥4对任意实数λ∈[0,1]恒成立?若存在,求出k 的最小值;若不存在,请说明理由.解得,n ≤1或n ≥5.∴满足条件的k 存在,k 的最小值为5.【规律方法】数列通项公式的还原方法比较多样,可以构造特殊数列,也可以立足于运算、归纳,最后补充证明.【变式探究】设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,2S n n =a n +1-13n 2-n -23,n ∈N *. (1)求a 2的值;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)证明:对一切正整数n ,有1a 1+1a 2+…+1a n <74.。