高中数学数列专题复习(整套)
数列高考知识点归纳(非常全!) - 含答案
数列高考知识点大扫描第一节等差数列的概念、性质及前n 项和例1.等差数列{a n }中,69121520a a a a +++=,求S 20 [思路]等差数列前n 项和公式11()(1)22n n a a n n n S na d +-==+: 1、 由已知直接求a 1,公差d.2、 利用性质q p n m a a a a q p n m +=+⇒+=+[解题 ] 由69121520a a a a +++=,615912120a a a a a a +=+=+,得1202()20a a +=,12010a a ∴+=,120()201002n a a S +⨯∴==。
[收获] 灵活应用通项性质可使运算过程简化。
练习:1.等差数列{a n }满足121010a a a +++= ,则有()A 、11010a a +> B 、21000a a +< C 、3990a a += D 、5151a =2.等差数列中,a 3+a 7-a 10=8,a 11-a 4=4,求13S 。
3.等差数列{a n }共10项,123420a a a a +++=,12360n n n n a a a a ---+++=,求S n. [思路] 已知数列前四项和与后四项和,结合通项性质,联想S n 公式推导方法。
[解题] 已知123420a a a a +++=,12360n n n n a a a a ---+++=,又14()80n a a +=,得120n a a +=,1()201010022n n a a n S +⨯∴==⨯=,[收获] 1、重视倒加法的应用,恰当运用通项性质:q p n m a a a a q p n m +=+⇒+=+,快捷准确;1、 求出1n a a +后运用“整体代换”手段巧妙解决问题。
4.等差数列{a n }前n 项和为18 ,若1S =3, 123n n n a a a --++=, 求项数n .第2变已知前n 项和及前m 项和,如何求前n+m 项和[变题2] 在等差数列{a n }中,S n =a,S m =b,(m>n),求S n+m 的值。
2024年高考数学专项复习数列求和与递推综合归类 (解析版)
数列求和与递推综合归类目录重难点题型归纳 1【题型一】等差与等比型累加法 1【题型二】换元型累加、累积法 3【题型三】周期数列型递推 4【题型四】二阶等比数列型递推 6【题型五】分式型求递推 7【题型六】前n 项积型递推 8【题型七】“和”定值型递推 9【题型八】分段型等差等比求和 11【题型九】函数中心型倒序求和 12【题型十】分组求和型 14【题型十一】错位相减型求和 16【题型十二】正负相间型求和 19【题型十三】无理根式型裂项相消求和 20【题型十四】指数型裂项相消 22【题型十五】等差指数混合型裂项 23【题型十六】裂和型裂项相消 26【题型十七】分离常数型裂项 27好题演练29重难点题型归纳重难点题型归纳题型一等差与等比型累加法【典例分析】1.(等差累加法)已知数列a n 中,已知a 1=2,a n +1-a n =2n ,则a 50等于()A.2451B.2452C.2449D.24502.(等比累加法)已知数列a n 满足a 1=2,a n +1-a n =2n ,则a 9=()A.510B.512C.1022D.10242024年高考数学专项复习数列求和与递推综合归类 (解析版)【技法指引】对于递推公式为a n -a n -1=f n ,一般利用累加法求出数列的通项公式;累乘法:若在已知数列中相邻两项存在:a na n -1=g (n )(n ≥2)的关系,可用“累乘法”求通项.【变式演练】1.已知数列a n n ∈N * 是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2 的第5项恰好构成等比数列,则数列a n 的通项公式为()A.a n =2n -1B.a n =2n +1C.a n =n -1D.a n =n +12.已知数列a n 中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n ,则a n 的通项公式为.题型二换元型累加、累积法【典例分析】1.已知数列a n 满足:a 1=13,(n +1)a n +1-na n =2n +1,n ∈N *,则下列说法正确的是()A.a n +1≥a nB.a n +1≤a nC.数列a n 的最小项为a 3和a 4D.数列a n 的最大项为a 3和a 4【变式演练】1.(换元对数累加法)在数列a n 中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln 1+1n ,则a n =()A.a 8B.2+n -1 ln nC.1+n +ln nD.2n +n ln n2.已知数列a n 满足a 1=32,a n =n n -1a n -1-n2n .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n 的前n 项和为S n ,求满足S n <12的所有正整数n 的取值集合.【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=1+a n1-a n,(n∈N*),则a1⋅a2⋅a3⋅⋯a2009⋅a2010=_________.【变式演练】1.数列{a n}中,a1=1,a2=3,a n+1=a n-a n-1(n≥2,n∈N*),那么a2019=()A.1B.2C.3D.-32.数列a n的首项a1=3,且a n=2-2a n-1n≥2,则a2021=()A.3B.43C.12D.-2题型四【二阶等比数列型递推【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,且a n=2a n-1-1(n≥2,n∈N+),则a n=______________【变式演练】1.已知数列a n中,a1=1,a n=3a n-1+4(n∈N∗且n≥2),则数列a n通项公式a n为() A.3n-1 B.3n+1-2 C.3n-2 D.3n2.已知数列{a n}满足:a n+1=2a n-n+1(n∈N*),a1=3.(1)证明数列b n=a n-n(n∈N*)是等比数列,并求数列{a n}的通项;(2)设c n=a n+1-a na n a n+1,数列{c n}的前n项和为{S n},求证:S n<1.【典例分析】1.在数列{a n}中,a1=1,a n+1=2a na n+2(n∈N*),则22019是这个数列的第________________项.【变式演练】1.已知数列a n满足a1=1,a n+1=2a na n+2.记C n=2na n,则数列Cn的前n项和C1+C2+...+Cn=.2.数列a n满足:a1=13,且na n=2a n-1+n-1a n-1(n∈N*,n≥2),则数列a n的通项公式是a n=.题型六前n项积型递推【典例分析】1.设等比数列a n的公比为q,其前n项和为S n,前n项积为T n,并且满足条件a1>1,a7a8>1,a7-1a8-1<0.则下列结论正确的是(多选题)A.0<q<1B.a7a9<1C.T n的最大值为T7D.S n的最大值为S7【技法指引】类比前n项和求通项过程来求数列前n项积:1.n=1,得a12.n≥2时,a n=T n T n-1所以a n=T1,(n=1) T nT n-1,(n≥2)【变式演练】1.若数列a n满足a n+2=2⋅a n+1a n(n∈N*),且a1=1,a2=2,则数列a n的前2016项之积为()A.22014B.22015C.22016D.220172.设等比数列a n的公比为q,其前n项和为S n,前n项积为T n,并满足条件a1>1,且a2020a2021> 1,a2020-1a2021-1<0,下列结论正确的是(多选题)A.S2020<S2021B.a2020a2022-1<0C.数列T n无最大值 D.T2020是数列T n中的最大值题型七“和”定值型递推【典例分析】1.若数列a n满足a n+2a n+1+a n+1a n=k(k为常数),则称数列a n为等比和数列,k称为公比和,已知数列a n是以3为公比和的等比和数列,其中a1=1,a2=2,则a2019=______.【变式演练】1.已知数列{a n}满足a n+a n+1=12(n∈N*),a2=2,S n是数列{a n}的前n项和,则S21为()A.5B.72C.92D.1322.知数列{a n}满足:a n+1+a n=4n-3(n∈N*),且a1=2,则a n=.题型八分段型等差等比求和【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=32a n,n为奇数2a n,n为偶数 .(1)记b n=a2n,写出b1,b2,并求数列b n的通项公式;(2)求a n的前12项和.【变式演练】1.已知数列a n满足a1=1,a n+1=a n+1,n=2k-1, a n,n=2k.(1)求a2,a5的值;(2)求a n的前50项和S50.题型九函数中心型倒序求和【典例分析】1.已知A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 是函数f (x )=2x 1-2x,x ≠12-1,x =12的图象上的任意两点(可以重合),点M为AB 的中点,且M 在直线x =12上.(1)求x 1+x 2的值及y 1+y 2的值;(2)已知S 1=0,当n ≥2时,S n =f 1n +f 2n +f 3n +⋯+f n -1n,求S n ;(3)若在(2)的条件下,存在n 使得对任意的x ,不等式S n >-x 2+2x +t 成立,求t 的范围.【变式演练】2.已知a n 为等比数列,且a 1a 2021=1,若f x =21+x2,求f a 1 +f a 2 +f a 3 +⋯+f a 2021 的值.题型十分组求和型【典例分析】1.已知等比数列a n 的公比大于1,a 2=6,a 1+a 3=20.(1)求a n 的通项公式;(2)若b n =a n +1log 3a n +12log 3a n +22,求b n 的前n 项和T n .【技法指引】对于a n +b n 结构,利用分组求和法【变式演练】1.设S n 为数列a n 的前n 项和,已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3n ∈N *,若数列b n 满足b 1=2,b 2=4,b 2n +1=b n b n +2n ∈N *(1)求数列a n 和b n 的通项公式;(2)设c n =1S n,n =2k -1,k ∈N * b n,n =2k ,k ∈N *求数列c n 的前n 项的和T n .【典例分析】1.已知数列a n 满足a 1=2,且a n +1-3 ⋅a n +1 +4=0,n ∈N *.(1)求证:数列1a n -1是等差数列;(2)若数列b n 满足b n =2n +1a n -1,求b n 的前n 项和.【技法指引】对于a n b n 结构,其中a n 是等差数列,b n 是等比数列,用错位相减法求和;思维结构结构图示如下【变式演练】1.已知等比数列a n 的首项a 1=1,公比为q ,b n 是公差为d d >0 的等差数列,b 1=a 1,b 3=a 3,b 2是b 1与b 7的等比中项.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n 的前n 项和为S n ,数列c n 满足nc n =a 2n S n ,求数列c n 的前n 项和T n .【典例分析】1.已知数列a n各项均为正数,且a1=2,a n+12-2a n+1=a n2+2a n.(1)求a n的通项公式(2)设b n=-1n a n,求b1+b2+b1+⋯+b20.【变式演练】1.设等差数列a n的前n项和为S n,已知a3+a5=8,S3+S5=10. (1)求a n的通项公式;(2)令b n=(-1)n a n,求数列b n的前n项和T n.题型十三无理根式型裂项相消求和【典例分析】1.设数列a n的前n项和为S n,且满足2S n=3a n-3.(1)求数列a n的通项公式:(2)若b n=a n3,n为奇数1log3a n+log3a n+2,n为偶数,求数列和b n 的前10项的和.【变式演练】1.设数列a n的前n项和S n满足2S n=na n+n,n∈N+,a2=2,(1)证明:数列a n是等差数列,并求其通项公式﹔(2)设b n=1a n a n+1+a n+1a n,求证:T n=b1+b2+⋯+b n<1.题型十四指数型裂项相消【典例分析】1.已知数列a n 的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1.(1)求a n ;(2)设b n =a n a n +1-1 ⋅a n +2-1 ,求数列b n 的前n 项和T n .【变式演练】1.数列a n 满足:a 1+2a 2+3a 3+⋅⋅⋅+n -1 a n -1=2+n -2 ⋅2n n ≥2 .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n =a n a n -1 a n +1-1,T n 为数列b n 的前n 项和,若T n <m 2-3m +3恒成立,求实数m 的取值范围.题型十五等差指数混合型裂项【典例分析】1.已知数列a n 满足S n =n a 1+a n 2,其中S n 是a n 的前n 项和.(1)求证:a n 是等差数列;(2)若a 1=1,a 2=2,求b n =2n 1-a n a n a n +1的前n 项和T n .【变式演练】2.已知等比数列a n 的各项均为正数,2a 5,a 4,4a 6成等差数列,且满足a 4=4a 23,数列S n 的前n 项之积为b n ,且1S n +2b n=1.(1)求数列a n 和b n 的通项公式;(2)设d n =b n +2⋅a n b n ⋅b n +1,若数列d n 的前n 项和M n ,证明:730≤M n <13.【典例分析】1.已知数列a n 的满足a 1=1,a m +n =a m +a n m ,n ∈N * .(1)求a n 的通项公式;(2)记b n =(-1)n ⋅2n +1a n a n +1,数列b n 的前2n 项和为T 2n ,证明:-1<T 2n ≤-23.【技法指引】正负相间型裂和,裂项公式思维供参考:-1 n ⋅pn +q kn +b k (n +1)+b=-1 n ⋅t 1kn +b +1k (n +1)+b【变式演练】1.记正项数列a n 的前n 项积为T n ,且1a n =1-2T n .(1)证明:数列T n 是等差数列;(2)记b n =-1 n ⋅4n +4T n T n +1,求数列b n 的前2n 项和S 2n .【典例分析】1.已知等差数列a n 的前n 项和为S n ,若S 8=4a 4+20,且a 5+a 6=11.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =n 2+n +1a n a n +1,求b n 的前n 项和T n .【变式演练】1.已知等差数列a n 的通项公式为a n =2n -c c <2 ,记数列a n 的前n 项和为S n n ∈N * ,且数列S n 为等差数列.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列4S n a n a n +1的前n 项和为T n n ∈N * ,求T n 的通项公式.好题演练好题演练1.(山东省泰安市2023届高三二模数学试题)已知数列a n 的前n 项和为S n ,a 1=2,a n ≠0,a n a n +1=4S n .(1)求a n ;(2)设b n =-1 n ⋅3n -1 ,数列b n 的前n 项和为T n ,若∀k ∈N *,都有T 2k -1<λ<T 2k 成立,求实数λ的范围.2.(2023·全国·模拟预测)已知正项数列a n 满足a 1=1,a n +1a n =1+1n.(1)求证:数列a 2n 为等差数列;(2)设b n =1a 2n a n +1+a n a 2n +1,求数列b n 的前n 项和T n .3.(2023·全国·学军中学校联考二模)设数列a n 满足a n +1=3a n -2a n -1n ≥2 ,a 1=1,a 2=2.(1)求数列a n 的通项公式;(2)在数列a n 的任意a k 与a k +1项之间,都插入k k ∈N * 个相同的数(-1)k k ,组成数列b n ,记数列b n 的前n 项的和为T n ,求T 27的值.4.(2023·全国·长郡中学校联考二模)已知正项数列a n 的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n =S n +S n -1(n ∈N *且n ≥2).(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n +22n a n a n +1 的前n 项和为T n ,求证:T n <1.5.(2023·四川攀枝花·统考三模)已知等差数列a n的公差为d d≠0,前n项和为S n,现给出下列三个条件:①S1,S2,S4成等比数列;②S4=32;③S6=3a6+2.请你从这三个条件中任选两个解答下列问题.(1)求数列a n的通项公式;(2)若b n-b n-1=2a n n≥2,且b1=3,设数列1b n的前n项和为Tn,求证:13≤T n<12.6.(2023春·江西抚州·高二金溪一中校联考期中)已知数列a n满足a1=2,a n+1= 2a n+2,n为奇数,1 2a n+1,n为偶数.(1)记b n=a2n,证明:数列b n为等差数列;(2)若把满足a m=a k的项a m,a k称为数列a n中的重复项,求数列a n的前100项中所有重复项的和.7.(河北省2023届高三下学期大数据应用调研联合测评(Ⅲ)数学试题)已知数列a n 满足:a 1=12,3a n +1a n =1+a n +11+a n.(1)求证:1a n +1 是等比数列,并求出数列a n 的通项公式;(2)设b n =3n ⋅a n a n +1,求数列b n 的前n 项和S n .8.(2023·全国·模拟预测)已知数列a n 的前n 项和S n 满足S n =n 2-1+a n .(1)求a 1及a n ;(2)令b n =4S n a n a n +1,求数列b n 的前n 项和T n .数列求和与递推综合归类目录重难点题型归纳 1【题型一】等差与等比型累加法 1【题型二】换元型累加、累积法 3【题型三】周期数列型递推 4【题型四】二阶等比数列型递推 6【题型五】分式型求递推 7【题型六】前n项积型递推 8【题型七】“和”定值型递推 9【题型八】分段型等差等比求和 11【题型九】函数中心型倒序求和 12【题型十】分组求和型 14【题型十一】错位相减型求和 16【题型十二】正负相间型求和 19【题型十三】无理根式型裂项相消求和 20【题型十四】指数型裂项相消 22【题型十五】等差指数混合型裂项 23【题型十六】裂和型裂项相消 26【题型十七】分离常数型裂项 27好题演练 29重难点题型归纳重难点题型归纳题型一等差与等比型累加法【典例分析】1.(等差累加法)已知数列a n中,已知a1=2,a n+1-a n=2n,则a50等于()A.2451B.2452C.2449D.2450【答案】B【详解】由a n+1-a n=2n得:a n-a n-1=2n-1,a n-1-a n-2=2n-2,⋯⋯,a3-a2=2×2,a2-a1=2×1,各式相加可得:a n-a1=2×1+2+⋅⋅⋅+n-1=2×n n-12=n n-1,又a1=2,∴a n=2+n n-1=n2-n+2,∴a50=2500-50+2=2452.故选:B.2.(等比累加法)已知数列a n满足a1=2,a n+1-a n=2n,则a9=()A.510B.512C.1022D.1024【答案】B【详解】由a1=2,a n+1-a n=2n得a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,⋮a n -a n -1=2n -1,以上各式相加得,a n -a 1=2+22+⋯+2n -1=21-2n -11-2=2n -2,所以a n =2n -2+a 1=2n ,所以a 9=29=512.故选:B .【技法指引】对于递推公式为a n -a n -1=f n ,一般利用累加法求出数列的通项公式;累乘法:若在已知数列中相邻两项存在:a na n -1=g (n )(n ≥2)的关系,可用“累乘法”求通项.【变式演练】1.已知数列a n n ∈N * 是首项为1的正项等差数列,公差不为0,若a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2 的第5项恰好构成等比数列,则数列a n 的通项公式为()A.a n =2n -1B.a n =2n +1C.a n =n -1D.a n =n +1【答案】A【分析】根据题意设a n =1+n -1 d ,所以a 2n =1+2n -1 d ,a n 2=1+n 2-1 d ,所以1,1+3d ,1+24d 构成等比数列,即1+3d 2=1×1+24d ,求出d 即可求解.【详解】设等差数列a n 的公差为d d >0 ,所以a n =1+n -1 d ,所以a 2n =1+2n -1 d ,a n 2=1+n 2-1 d ,又a 1、数列a 2n 的第2项、数列a n 2的第5项恰好构成等比数列,即1,1+3d ,1+24d 构成等比数列,所以1+3d 2=1×1+24d ,解得d =2,d =0(舍去),所以a n =2n -1.故选:A .2.已知数列a n 中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n ,则a n 的通项公式为.【答案】a n =n n +12【分析】由S n =n +23a n ,变形可得则S n -1=n +13a n -1,两式相减变形可得a n a n -1=n +1n -1,又由a n =a n a n -1 ×a n -1a n -2 ×⋯⋯×a2a 1×a 1,计算可得a n =n (n +1)2,验证a 1即可得答案.【详解】根据题意,数列{a n }中,a 1=1,S n =n +23a n (n ∈N *),S n =n +23a n ①,S n -1=n +13a n -1②,①-②可得:a n =(n +2)a n 3-(n +1)a n -13,变形可得:a n a n -1=n +1n -1,则a n =a n a n -1 ×a n -1a n -2 ×⋯⋯×a 2a 1×a 1=n +1n -1 ×n n -2 ×⋯⋯×31 ×1=n (n +1)2;n =1时,a 1=1符合a n =n (n +1)2;故答案为:a n =n (n +1)2.题型二换元型累加、累积法【典例分析】1.已知数列a n 满足:a 1=13,(n +1)a n +1-na n =2n +1,n ∈N *,则下列说法正确的是()A.a n +1≥a nB.a n +1≤a nC.数列a n 的最小项为a 3和a 4D.数列a n 的最大项为a 3和a 4【答案】C【详解】令b n =na n ,则b n +1-b n =2n +1,又a 1=13,所以b 1=13,b 2-b 1=3,b 3-b 2=5,⋯,b n -b n -1=2n -1,所以累加得b n =13+n -1 3+2n -1 2=n 2+12,所以a n =b n n =n 2+12n =n +12n,所以a n +1-a n =n +1 +12n +1-n +12n =n -3 n +4 n n +1,所以当n <3时,a n +1<a n ,当n =3时,a n +1=a n ,即a 3=a 4,当n >3时,a n +1>a n ,即a 1>a 2>a 3=a 4<a 5<⋯<a n ,所以数列a n 的最小项为a 3和a 4,故选:C .【变式演练】1.(换元对数累加法)在数列a n 中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln 1+1n ,则a n =()A.a 8B.2+n -1 ln nC.1+n +ln nD.2n +n ln n【答案】D【详解】由题意得,a n +1n +1=a n n +ln n +1n ,则a n n =a n -1n -1+ln n n -1,a n -1n -1=a n -2n -2+lnn -1n -2⋯,a 22=a 11+ln 21,由累加法得,a n n =a 11+ln n n -1+ln n -1n -2⋯+ln 21,即a n n =a 1+ln n n -1⋅n -1n -2⋅⋯⋅21,则an n=2+ln n ,所以a n =2n +n ln n ,故选:D2.已知数列a n 满足a 1=32,a n =n n -1a n -1-n 2n .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设数列a n 的前n 项和为S n ,求满足S n <12的所有正整数n 的取值集合.【答案】(1)a n =n +n2n ;(2)1,2,3,4 .【详解】(1)因为a n =n n -1a n -1-n 2n ,所以a n n -a n -1n -1=-12n .因为a 22-a 11=-122,a33-a 22=-123,⋯,a n n -a n -1n -1=-12n ,所以a n n -a 11=-122+123+⋯+12n=-1221-12 n -11-12=12n-12,于是a n=n+n 2n .当n=1时,a1=1+12=32,所以a n=n+n2n.(2)因为S n-S n-1=a n=n+n2n >0,所以S n是递增数列.因为a1=1+12=32,a2=2+24=52,a3=3+323=278,a4=4+424=174,a5=5+525=16532,所以S1=32,S2=4,S3=598,S4=938<12,S5=53732>12,于是所有正整数n的取值集合为1,2,3,4.题型三周期数列型递推【典例分析】1.已知数列a n满足a1=2,a n+1=1+a n1-a n,(n∈N*),则a1⋅a2⋅a3⋅⋯a2009⋅a2010=_________.【答案】-6【解析】由已知有a2=1+a11-a1=-3,a3=1-31+3=-12,a4=1-121+12=13,a5=1+131-13=2,所以a5=a1=2,所以数列a n是周期数列,且周期为4,a1a2a3a4=a5a6a7a8=⋯=a2005a2006a2007a2008=1,而a2009a2010= a1a2=2×(-3)=-6,所以a1a2a3⋯a2010=-6。
高中数学 数列专题
高中数学-数列专题第1讲数列的概念及其表示 (1)第2讲等差数列及前n项和 (16)第3讲等比数列及前n项和 (31)第4讲数列求和、数列的综合应用 (46)第1讲数列的概念及其表示考点一数列的概念及其表示方法知识点1数列的定义(1)按照一定顺序排列的一列数叫做数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.排在第一位的数称为这个数列的第一项,也叫首项.(2)数列与函数的关系从函数观点看,数列可以看成:以正整数集N*或N*的有限子集{1,2,3,…,n}为定义域的函数a n=f(n),当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.2数列的表示方法3数列的分类注意点数列图象是一些孤立的点数列作为一种特殊的函数,由于它的定义域为正整数集N*或它的有限子集,所以它的图象是一系列孤立的点.入门测1.思维辨析(1)数列{a n}和集合{a1,a2,a3,…,a n}表达的意义相同.()(2)所有数列的第n项都能使用公式表达.()(3)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.()(4)数列:1,0,1,0,1,0,…,通项公式只能是a n=1+(-1)n+12.()答案(1)×(2)×(3)√(4)×2.数列13,18,115,124,…的一个通项公式为()A.a n=12n+1B.a n=1n+2C.a n=1n(n+2)D.a n=12n-1答案 C解析观察知a n=1(n+1)2-1=1n(n+2).3.若数列{a n}中,a1=3,a n+a n-1=4(n≥2),则a2015的值为()A.1 B.2C.3 D.4答案 C解析因为a1=3,a n+a n-1=4(n≥2),所以a1=3,a2=1,a3=3,a4=1,…,显然当n是奇数时,a n=3,所以a2015=3.解题法[考法综述]利用归纳法求数列的通项公式,或给出递推关系式求数列中的项,并研究数列的简单性质.命题法数列的概念和表示方法及单调性的判断典例(1)已知数列{a n}的通项公式为a n=n2-2λn(n∈N*),则“λ<1”是“数列{a n}为递增数列”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件(2)写出下面各数列的一个通项公式:①3,5,7,9,…; ②1,3,6,10,15,…;③-1,32,-13,34,-15,36,…;④3,33,333,3333,….[解析] (1)若数列{a n }为递增数列,则有a n +1-a n >0,即2n +1>2λ对任意的n ∈N *都成立,于是有3>2λ,λ<32.由λ<1可得λ<32,但反过来,由λ<32不能得到λ<1,因此“λ<1”是“数列{a n }为递增数列”的充分不必要条件,故选A.(2)①各项减去1后为正偶数,所以a n =2n +1. ②将数列改写为1×22,2×32,3×42,4×52,5×62,…因而有a n =n (n +1)2,也可逐差法a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,a 4-a 3=4,a 5-a 4=5,…,a n -a n -1=n ,各式累加得a n =n (n +1)2.③奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含因子(-1)n ;各项绝对值的分母组成数列1,2,3,4,…;而各项绝对值的分子组成的数列中,奇数项为1,偶数项为3,即奇数项为2-1,偶数项为2+1, 所以a n =(-1)n·2+(-1)nn.④将数列各项改写为93,993,9993,99993,…,分母都是3,而分子分别是10-1,102-1,103-1,104-1,…,所以a n =13(10n -1).[答案] (1)A (2)见解析【解题法】 归纳法求通项公式及数列单调性的判断(1)求数列的通项公式实际上是寻找数列的第n 项与序号n 之间的关系,常用技巧有:①借助于(-1)n 或(-1)n +1来解决项的符号问题.②项为分数的数列,可进行恰当的变形,寻找分子、分母各自的规律以及分子、分母间的关系.③对较复杂的数列的通项公式的探求,可采用添项、还原、分割等方法,转化为熟知的数列,如等差数列、等比数列等来解决.④根据图形特征写出数列的通项公式,首先,要观察图形,寻找相邻的两个图形之间的变化;其次,要把这些变化同图形的序号联系起来,发现其中的规律;最后,归纳猜想出通项公式.(2)数列单调性的判断方法①作差比较法:a n +1-a n >0⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1-a n <0⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1-a n =0⇔数列{a n }是常数列.②作商比较法:当a n >0时,则a n +1a n >1⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1a n<1⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1a n=1⇔数列{a n }是常数列. 当a n <0时,则a n +1a n >1⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1a n <1⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1a n=1⇔数列{a n }是常数列.③结合相应函数的图象直观判断数列的单调性.对点练1.设等差数列{a n }的公差为d ,若数列{2a 1a n }为递减数列,则( ) A .d <0 B .d >0 C .a 1d <0 D .a 1d >0答案 C解析 ∵数列{2a 1a n }为递减数列,∴2 a 1a n >2 a 1a n +1,n ∈N *,∴a 1a n >a 1a n +1,∴a 1(a n +1-a n )<0.∵{a n }为公差为d 的等差数列,∴a 1d <0.故选C.2.下列可以作为数列{a n }:1,2,1,2,1,2,…的通项公式的是( ) A .a n =1B .a n =(-1)n +12C .a n =2-⎪⎪⎪⎪sin n π2D .a n =(-1)n -1+32答案 C解析 A 项显然不成立;n =1时,a 1=-1+12=0,故B 项不正确;n =2时,a 2=(-1)2-1+32=1,故D 项不正确.由a n =2-⎪⎪⎪⎪sin n π2可得a 1=1,a 2=2,a 3=1,a 4=2,…,故选C. 3.下列关于星星的图案构成一个数列,该数列的一个通项公式是( )A .a n =n 2-n +1B .a n =n (n -1)2C .a n =n (n +1)2D .a n =n (n +2)2答案 C解析 解法一:令n =1,2,3,4,验证选项知选C.解法二:a 1=1,a 2=a 1+2,a 3=a 2+3,a 4=a 3+4,…,a n =a n -1+n . ∴(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)=n +(n -1)+…+3+2.因此a n =1+2+3+…+n =n (n +1)2.考点二 数列的通项公式知识点1 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).2 已知递推关系式求通项一般用代数的变形技巧整理变形,然后采用累加法、累乘法、迭代法、构造法或转化为基本数列(等差数列或等比数列)等方法求得通项公式.注意点 已知S n 求a n 时应注意的问题(1)应重视分类讨论思想的应用,分n =1和n ≥2两种情况讨论,特别注意a n =S n -S n -1中需n ≥2.(2)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1也适合“a n 式”,则需统一“合写”. (3)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1不适合“a n 式”,则数列的通项公式应分段表示(“分写”),即a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1),S n -S n -1(n ≥2).入门测1.思维辨析(1)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对∀n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( ) (2)在数列{a n }中,对于任意正整数m ,n ,a m +n =a mn +1,若a 1=1,则a 2=2.( ) (3)若已知数列{a n }的递推公式为a n +1=12a n -1,且a 2=1,则可以写出数列{a n }的任何一项.( )答案 (1)√ (2)√ (3)√ 2.数列{a n }中,a 1=1,a n =1a n -1+1,则a 4等于( )A.53B.43 C .1 D.23答案 A解析 由a 1=1,a n =1a n -1+1得,a 2=1a 1+1=2,a 3=1a 2+1=12+1=32,a 4=1a 3+1=23+1=53.故选A.3.在正项数列{a n }中,若a 1=1,且对所有n ∈N *满足na n +1-(n +1)a n =0,则a 2015=( ) A .1011 B .1012 C .2014 D .2015答案 D解析 由a 1=1,na n +1-(n +1)a n =0可得a n +1a n =n +1n ,得到a 2a 1=21,a 3a 2=32,a 4a 3=43,…,a n +1a n=n +1n ,上述式子两边分别相乘得a 2a 1×a 3a 2×a 4a 3×…×a n +1a n =a n +1=21×32×43×…×n +1n =n +1,故a n =n ,所以a 2015=2015,故选D.解题法[考法综述] 高考以考查a n 与S n 的关系为主要目标以求通项公式a n 为问题形式,特别是给出递推公式如何构造数列求通项公式作为一个重难点和命题热点.命题法 由S n 求a n 或由递推关系式求a n典例 (1)若数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+3n ,则此数列的通项公式为a n =________. (2)已知数列{a n }的前n 项和为S n 满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2,n ∈N *),a 1=12,求S n .[解析] (1)当n =1时, a 1=S 1=2×12+3×1=5;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,4×1+1=5=a 1,∴a n =4n +1.(2)∵当n ≥2,n ∈N *时,a n =S n -S n -1, ∴S n -S n -1+2S n S n -1=0,即1S n -1S n -1=2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是公差为2的等差数列,又S 1=a 1=12,∴1S 1=2,∴1S n =2+(n -1)·2=2n , ∴S n =12n.[答案] (1)4n +1 (2)见解析 【解题法】 求通项公式的方法 (1)由S n 求a n 的步骤 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.(2)由递推公式求通项公式的常见类型与方法①形如a n +1=a n +f (n ),常用累加法.即利用恒等式a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n-1)求通项公式.②形如a n +1=a n f (n ),常用累乘法,即利用恒等式a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a na n -1求通项公式.③形如a n +1=ba n +d (其中b ,d 为常数,b ≠0,1)的数列,常用构造法.其基本思路是:构造a n +1+x =b (a n +x )⎝⎛⎭⎫其中x =db -1,则{a n +x }是公比为b 的等比数列,利用它即可求出a n .④形如a n +1=pa n qa n +r (p ,q ,r 是常数)的数列,将其变形为1a n +1=r p ·1a n +qp .若p =r ,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,且公差为q p ,可用公式求通项;若p ≠r ,则采用③的办法来求.⑤形如a n +2=pa n +1+qa n (p ,q 是常数,且p +q =1)的数列,构造等比数列.将其变形为a n +2-a n +1=(-q )·(a n +1-a n ),则{a n -a n -1}(n ≥2,n ∈N *)是等比数列,且公比为-q ,可以求得a n-a n -1=f (n ),然后用累加法求得通项.⑥形如a 1+2a 2+3a 3+…+na n =f (n )的式子, 由a 1+2a 2+3a 3+…+na n =f (n ),①得a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=f (n -1),② 再由①-②可得a n .对点练1.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________.答案2011解析 由a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *)得,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n (n +1)2, 则1a n =2n (n +1)=2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和S 10=2⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+110-111=2⎝⎛⎭⎫1-111=2011. 2.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +2,则数列{a n }的通项公式为________. 答案 a n =2·3n -1-1解析 ∵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}是等比数列,公比q =3.又a 1+1=2,∴a n +1=2·3n -1, ∴a n =2·3n -1-1.3.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式为________.答案 a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2解析 当n =1时,a 1=S 1=-1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2.4.S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和.解 (1)由a 2n +2a n =4S n +3,可知a 2n +1+2a n +1=4S n +1+3. 可得a 2n +1-a 2n +2(a n +1-a n )=4a n +1,即 2(a n +1+a n )=a 2n +1-a 2n =(a n +1+a n )(a n +1-a n ).由于a n >0,可得a n +1-a n =2.又a 21+2a 1=4a 1+3,解得a 1=-1(舍去)或a 1=3.所以{a n }是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为a n =2n +1. (2)由a n =2n +1可知 b n =1a n a n +1=1(2n +1)(2n +3)=12⎝⎛⎭⎫12n +1-12n +3. 设数列{b n }的前n 项和为T n ,则 T n =b 1+b 2+…+b n =12⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫13-15+⎝⎛⎭⎫15-17+…+⎝⎛⎭⎫12n +1-12n +3 =n3(2n +3).5.已知数列{a n }的前n 项和S n =-12n 2+kn ,k ∈N *,且S n 的最大值为8.试确定常数k ,并求数列{a n }的通项公式.解 因为S n =-12n 2+kn =-12(n -k )2+12k 2,其中k 是常数,且k ∈N *,所以当n =k 时,S n取最大值12k 2,故12k 2=8,k 2=16,因此k =4,从而S n =-12n 2+4n .当n =1时,a 1=S 1=-12+4=72;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=⎝⎛⎭⎫-12n 2+4n -⎣⎡⎦⎤-12(n -1)2+4(n -1)=92-n .当n=1时,92-1=72=a1,所以a n=92-n.微型专题数列中的创新题型创新考向以数列为背景的新定义问题是高考命题创新型试题的一个热点,考查频次较高.命题形式:常见的有新定义、新规则等.创新例题把1,3,6,10,15,21,…这些数叫做三角形数,这是因为以这些数目的点可以排成一个正三角形(如图).则第7个三角形数是()A.27 B.28C.29 D.30答案 B解析由图可知,第7个三角形数是1+2+3+4+5+6+7=28.创新练习1.将石子摆成如图所示的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为“梯形数”.根据图形的构成,此数列的第2014项与5的差,即a2014-5=()A.2018×2012 B.2020×2013C.1009×2012 D.1010×2013答案 D解析观察图中的“梯形数”可得:a2-a1=4,a3-a2=5,a4-a3=6…a2014-a2013=2016,累加得:a2014-a1=4+5+6+…+2016=2013×20202=2013×1010,即a2014-5=2013×1010.2.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a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+a3+…+a12=________.答案28解析依题意得数列{a n}是周期为3的数列,且a1=1,a2=2,a3=4,因此a1+a2+a3+…+a12=4(a1+a2+a3)=4×(1+2+4)=28.3.对于E={a1,a2,...,a100}的子集X={a i1,a i2,...,a ik},定义X的“特征数列”为x1,x2,...,x100,其中x i1=x i2=...=x ik=1,其余项均为0,例如:子集{a2,a3}的“特征数列”为0,1,1,0,0, 0(1)子集{a1,a3,a5}的“特征数列”的前3项和等于________.(2)若E的子集P的“特征数列”为p1,p2,…,p100满足p1=1,p i+p i+1=1,1≤i≤99.E的子集Q的“特征数列”为q1,q2,…,q100满足q1=1,q j+q j+1+q j+2=1,1≤j≤98,则P∩Q的元素个数为________.答案(1)2(2)17解析(1)据“特征数列”定义知子集{a1,a3,a5}的特征数列为1,0,1,0,1,0,…,0,故其前三项和为2.(2)由定义知p1=1,p2=0,p3=1,p4=0…故集合P={a1,a3,a5,…,a99}={a i|i=2k+1,k∈N且k≤49},又q1=1,q2=q3=0,q4=1,q5=q6=0,q7=1,…,∴集合Q={a1,a4,a7,a10…}={a i|i=3k+1,k∈N且k≤33}.若a k∈P∩Q,则k=2k1+1=3k2+1,k1,k2∈N,k1≤49,k2≤33.即2k1=3k2,不妨设6k3=2k1=3k2,所以k1=3k3,k2=2k3,0≤3k3≤49,0≤2k3≤33,k3∈N,得k3∈{0,1,2,3,…,16},k =6k3+1,共有17个,P∩Q中元素个数为17.创新指导1.准确转化:解决数列新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,将题目所给定义转化成题目要求的形式,切忌同已有概念或定义相混淆.2.方法选取:对于数列新定义问题,搞清定义是关键,仔细认真地从前几项(特殊处、简单处)体会题意,从而找到恰当的解决方法.已知数列{a n}中,a n=n2-kn(n∈N*),且{a n}单调递增,则k的取值范围是________.[错解][错因分析]在解答的过程中虽然注意了数列的定义域为正整数集,但是不能用二次函数对称轴法来判断数列的单调性.因为数列的图象不是连续的,而是离散的点.[正解]由题意得a n+1-a n=2n+1-k,又{a n}单调递增,故2n+1-k>0恒成立,即k<2n +1(n∈N*)恒成立,解得k<3.[答案]k<3[心得体会]课时练基础组1.数列{a n}的通项a n=nn2+90,则数列{a n}中的最大值是()A.310 B.19C.119 D.1060答案 C解析因为a n=1n+90n,运用基本不等式得,1n+90n≤1290,由于n∈N*,不难发现当n=9或10时,a n=119最大,故选C.2.数列{a n}的前n项积为n2,那么当n≥2时,{a n}的通项公式为() A.a n=2n-1 B.a n=n2C.a n=(n+1)2n2D.a n=n2(n-1)2答案 D解析设数列{a n}的前n项积为T n,则T n=n2,当n≥2时,a n=T nT n-1=n2 (n-1)2.3.已知数列{a n}的前n项和S n满足:S n+S m=S n+m,且a1=1,那么a10等于() A.1 B.9C.10 D.55答案 A解析∵S n+S m=S n+m,a1=1,∴S1=1.可令m=1,得S n+1=S n+1,∴S n+1-S n=1.即当n≥1时,a n+1=1,∴a10=1.4.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n-1(n∈N*),则a5等于()A.-16 B.16C.31 D.32答案 B解析当n=1时,S1=2a1-1,∴a1=1.当n ≥2时,S n -1=2a n -1-1, ∴a n =2a n -2a n -1, ∴a n =2a n -1.∴{a n }是等比数列且a 1=1,q =2, 故a 5=a 1×q 4=24=16.5.已知数列{a n }满足a 0=1,a n =a 0+a 1+…+a n -1(n ≥1),则当n ≥1时,a n 等于( ) A .2n B.12n (n +1) C .2n -1 D .2n -1答案 C解析 由题设可知a 1=a 0=1,a 2=a 0+a 1=2. 代入四个选项检验可知a n =2n -1.故选C.6. 已知数列{a n }的通项公式为a n =(n +2)⎝⎛⎭⎫78n,则当a n 取得最大值时,n 等于( ) A .5 B .6 C .5或6 D .7答案 C解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥a n -1,a n ≥a n +1,∴⎩⎨⎧(n +2)⎝⎛⎭⎫78n≥(n +1)⎝⎛⎭⎫78n -1,(n +2)⎝⎛⎭⎫78n≥(n +3)⎝⎛⎭⎫78n +1.∴⎩⎪⎨⎪⎧n ≤6,n ≥5.∴n =5或6. 7.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1-a n =2n +1,则数列的通项a n =________. 答案 n 2解析 ∵a n +1-a n =2n +1.∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)+a 1=(2n -1)+(2n -3)+…+5+3+1=n 2(n ≥2).当n =1时,也适用a n =n 2.8.已知数列{a n }的首项a 1=2,其前n 项和为S n .若S n +1=2S n +1,则a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,3·2n -2,n ≥2解析 由S n +1=2S n +1,则有S n =2S n -1+1(n ≥2),两式相减得a n +1=2a n ,又S 2=a 1+a 2=2a 1+1,a 2=3,所以数列{a n }从第二项开始成等比数列,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,3·2n -2,n ≥2.9.已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,设S n 为数列{a n }的前n 项和,对于任意的n >1,n ∈N *,S n +1+S n -1=2(S n +1)都成立,则S 10=________.答案 91解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧S n +1+S n -1=2S n +2,S n +2+S n =2S n +1+2,两式相减得a n +2+a n =2a n +1(n ≥2),∴数列{a n }从第二项开始为等差数列,当n =2时,S 3+S 1=2S 2+2,∴a 3=a 2+2=4,∴S 10=1+2+4+6+…+18=1+9(2+18)2=91. 10. 如图所示的图形由小正方形组成,请观察图①至图④的规律,并依此规律,写出第n 个图形中小正方形的个数是________.答案n (n +1)2解析 由已知,有a 1=1,a 2=3,a 3=6,a 4=10, ∴a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,a 4-a 3=4,…,a n -a n -1=n , 各式相加,得a n -a 1=2+3+…+n , 即a n =1+2+…+n =n (n +1)2,故第n 个图形中小正方形的个数是n (n +1)2. 11.已知数列{a n }满足:a 1=1,2n -1a n =a n -1(n ∈N *,n ≥2). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)这个数列从第几项开始及以后各项均小于11000? 解 (1)n ≥2时,a n a n -1=⎝⎛⎭⎫12n -1, 故a n =a n a n -1·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=⎝⎛⎭⎫12n -1·⎝⎛⎭⎫12n -2·…·⎝⎛⎭⎫122·⎝⎛⎭⎫121 =⎝⎛⎭⎫121+2+…+(n -1)=⎝⎛⎭⎫12(n -1)n 2,当n =1时,a 1=⎝⎛⎭⎫120=1,即n =1时也成立. ∴a n =⎝⎛⎭⎫12(n -1)n 2.(2)∵y =(n -1)n 在[1,+∞)上单调递增, ∴y =⎝⎛⎭⎫12(n -1)n 2在[1,+∞)上单调递减. 当n ≥5时,(n -1)n 2≥10,a n =⎝⎛⎭⎫12(n -1)n 2 ≤11024. ∴从第5项开始及以后各项均小于11000. 12.已知数列{a n }满足a n +1=⎩⎨⎧2a n ,0<a n≤12,2a n-1,12<a n<1,且a 1=67,求a 2015.解 ∵a 1=67∈⎝⎛⎭⎫12,1,∴a 2=2a 1-1=57. ∵a 2∈⎝⎛⎭⎫12,1,∴a 3=2a 2-1=37. ∵a 3∈⎝⎛⎭⎫0,12,∴a 4=2a 3=67=a 1, ∴{a n }是周期数列,T =3,∴a 2015=a 3×671+2=a 2=57.能力组13.已知数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n +1B .a n =⎩⎪⎨⎪⎧14(n =1)2n +1(n ≥2)C .a n =2nD .a n =2n +2答案 B解析 由题意可知,数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则12a 1+122a 2+123a 3+…+12n -1a n -1 =2(n -1)+5,n >1,两式相减可得:a n2n =2n +5-2(n -1)-5=2,∴a n =2n +1,n >1,n ∈N *. 当n =1时,a 12=7,∴a 1=14,综上可知,数列{a n }的通项公式为:a n =⎩⎪⎨⎪⎧14(n =1),2n +1(n ≥2).故选B.14.在如图所示的数阵中,第9行的第2个数为________.答案 66解析 每行的第二个数构成一个数列{a n },由题意知a 2=3,a 3=6,a 4=11,a 5=18,则a 3-a 2=3,a 4-a 3=5,a 5-a 4=7,…,a n -a n -1=2(n -1)-1=2n -3,各式两边同时相加,得 a n -a 2=(2n -3+3)×(n -2)2=n 2-2n ,即a n =n 2-2n +a 2=n 2-2n +3(n ≥2),故a 9=92-2×9+3=66. 15.已知数列{a n }满足前n 项和S n =n 2+1,数列{b n }满足b n =2a n +1,且前n 项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n .(1)求数列{b n }的通项公式; (2)判断数列{c n }的增减性.解 (1)a 1=2,a n =S n -S n -1=2n -1(n ≥2).∴b n=⎩⎨⎧23(n =1)1n (n ≥2).(2)∵c n =b n +1+b n +2+…+b 2n +1 =1n +1+1n +2+…+12n +1, ∴c n +1-c n =12n +2+12n +3-1n +1=12n +3-12n +2=-1(2n +3)(2n +2)<0, ∴{c n }是递减数列.16.已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=3a na n +3.(1)求a n ;(2)设数列{b n }的前n 项和为S n ,且b n ·n (3-4a n )a n =1,求证:12≤S n <1.解 (1)由已知得a n ≠0则由a n +1=3a n a n +3,得1a n +1=a n +33a n ,即1a n +1-1a n =13,而1a 1=2,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以2为首项,以13为公差的等差数列.∴1a n =2+13(n -1)=n +53,∴a n =3n +5. (2)证明:∵b n ·n (3-4a n )a n =1,由(1)知a n =3n +5,∴b n =a n n (3-4a n )=1n (n +1)=1n -1n +1,∴S n =b 1+b 2+…+b n =⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1, 又∵n ≥1,∴n +1≥2,∴0<1n +1≤12. ∴12≤S n <1. 第2讲 等差数列及前n 项和 考点一 等差数列的概念及运算知识点1 等差数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,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,公差通常用字母d 表示,定义的表达式为a n +1-a n =d ,d 为常数.2 等差中项如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,且A =a +b2. 3 等差数列的通项公式及其变形通项公式:a n =a 1+(n -1)d ,其中a 1是首项,d 是公差.通项公式的变形:a n =a m +(n -m )d ,m ,n ∈N *.4 等差数列的前n 项和 等差数列的前n 项和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d . 5 等差数列的单调性当d >0时,数列{a n }为递增数列; 当d <0时,数列{a n }为递减数列; 当d =0时,数列{a n }为常数列.注意点 定义法证明等差数列时的注意事项(1)证明等差数列时,切忌只通过计算数列的a 2-a 1,a 3-a 2,a 4-a 3等有限的几个项的差后,发现它们都等于同一个常数,就断言数列{a n }为等差数列.(2)用定义法证明等差数列时,常采用a n +1-a n =d ,若采用a n -a n -1=d ,则n ≥2,否则n =1时无意义.入门测1.思维辨析(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( )(2)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( ) (3)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( )(4)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.( ) (5)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=6,a 3=4,则公差d 等于( ) A .1 B.53 C .2 D .3答案 C 解析 因为S 3=(a 1+a 3)×32=6,而a 3=4.所以a 1=0,所以d =a 3-a 12=2. 3.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( ) A .8 B .10 C .12 D .14答案 C解析 ∵S 3=3(a 1+a 3)2=3a 2=12,∴a 2=4.∵a 1=2,∴d =a 2-a 1=4-2=2. ∴a 6=a 1+5d =12.故选C.[考法综述] 等差数列的定义,通项公式及前n 项和公式是高考中常考内容,用定义判断或证明等差数列,由n ,a n ,S n ,a 1,d 五个量之间的关系考查基本运算能力.命题法1 等差数列的基本运算典例1 等差数列{a n }的前n 项和记为S n .已知a 10=30,a 20=50. (1)求通项a n ; (2)若S n =242,求n .[解] (1)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.所以a n =2n +10; (2)由S n =na 1+n (n -1)2d ,S n =242, 得方程12n +n (n -1)2×2=242, 解得n =11或n =-22(舍去).【解题法】 等差数列计算中的两个技巧(1)等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.(2)数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法.命题法2 等差数列的判定与证明典例2 数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2. (1)设b n =a n +1-a n ,证明{b n }是等差数列; (2)求{a n }的通项公式.[解] (1)证明:∵a n +2=2a n +1-a n +2, ∴b n +1-b n =a n +2-a n +1-(a n +1-a n ) =2a n +1-a n +2-2a n +1+a n =2.∴{b n }是以1为首项,2为公差的等差数列. (2)由(1)得b n =1+2(n -1),即a n +1-a n =2n -1, ∴a 2-a 1=1,a 3-a 2=3,a 4-a 3=5, …,a n -a n -1=2n -3,累加法可得 a n -a 1=1+3+5+…+(2n -3)=(n -1)2, ∴a n =n 2-2n +2.【解题法】 等差数列的判定方法(1)定义法:对于n ≥2的任意自然数,验证a n -a n -1为同一常数. (2)等差中项法:验证2a n -1=a n +a n -2(n ≥3,n ∈N *)成立. (3)通项公式法:验证a n =pn +q . (4)前n 项和公式法:验证S n =An 2+Bn .1.在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6=( ) A .-1 B .0 C .1D .6答案 B解析 设数列{a n }的公差为d ,由a 4=a 2+2d ,a 2=4,a 4=2,得2=4+2d ,d =-1,∴a 6=a 4+2d =0.故选B.2.已知{a n }是等差数列,公差d 不为零,前n 项和是S n .若a 3,a 4,a 8成等比数列,则( ) A .a 1d >0,dS 4>0 B .a 1d <0,dS 4<0 C .a 1d >0,dS 4<0 D .a 1d <0,dS 4>0 答案 B解析 由a 24=a 3a 8,得(a 1+2d )(a 1+7d )=(a 1+3d )2,整理得d (5d +3a 1)=0,又d ≠0,∴a 1=-53d ,则a 1d =-53d 2<0,又∵S 4=4a 1+6d =-23d ,∴dS 4=-23d 2<0,故选B.3.设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________.答案 -12解析 由已知得S 1=a 1,S 2=a 1+a 2=2a 1-1,S 4=4a 1+4×32×(-1)=4a 1-6,而S 1,S 2,S 4成等比数列,所以(2a 1-1)2=a 1(4a 1-6),整理得2a 1+1=0,解得a 1=-12.4.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,a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1. 由(1)知,a 3=λ+1. 令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4. 故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3; {a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =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.考点二 等差数列的性质及应用知识点等差数列及其前n 项和的性质已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和.(1)有穷等差数列中与首末两项等距离的两项的和相等,即a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2=…=a k +a n -k +1=….(2)等差数列{a n }中,当m +n =p +q 时,a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *). 特别地,若m +n =2p ,则2a p =a m +a n (m ,n ,p ∈N *).(3)相隔等距离的项组成的数列是等差数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等差数列,公差为md (k ,m ∈N *).(4)S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…也成等差数列,公差为n 2d .(5)⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也成等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(6)在等差数列{a n }中,①若项数为偶数2n ,则S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1);S 偶-S 奇=nd ;S 奇S 偶=a na n +1.②若项数为奇数2n -1,则S 2n -1=(2n -1)a n ;S 奇-S 偶=a n ;S 奇S 偶=nn -1.(7)若数列{a n }与{b n }均为等差数列,且前n 项和分别是S n 和T n ,则S 2m -1T 2m -1=a mb m. (8)若数列{a n },{b n }是公差分别为d 1,d 2的等差数列,则数列{pa n },{a n +p },{pa n +qb n }都是等差数列(p ,q 都是常数),且公差分别为pd 1,d 1,pd 1+qd 2.注意点 前n 项和性质的理解等差数列{a n }中,设前n 项和为S n ,则S n ,S 2n ,S 3n 的关系为2(S 2n -S n )=S n +(S 3n -S 2n )不要理解为2S 2n =S n +S 3n .入门测1.思维辨析(1)等差数列{a n }中,有a 1+a 7=a 2+a 6.( )(2)若已知四个数成等差数列,则这四个数可设为a -2d ,a -d ,a +d ,a +2d .( ) (3)若三个数成等差数列,则这三个数可设为:a -d ,a ,a +d .( )(4)求等差数列的前n 项和的最值时,只需将它的前n 项和进行配方,即得顶点为其最值处.( )答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×2.若S n 是等差数列{a n }的前n 项和,a 2+a 10=4,则S 11的值为( ) A .12 B .18 C .22 D .44答案 C解析 由题可知S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 2+a 10)2=11×42=22,故选C.3.在等差数列{a n }中,若a 4+a 6+a 8+a 10+a 12=90,则a 10-13a 14的值为( )A .12B .14C .16D .18答案 A解析 由题意知5a 8=90,a 8=18,a 10-13a 14=a 1+9d -13(a 1+13d )=23a 8=12,选A 项.[考法综述] 等差数列的性质是高考中的常考内容,灵活应用由概念推导出的重要性质,在解题过程中可以达到避繁就简的目的.命题法1 等差数列性质的应用典例1 等差数列{a n }中,如果a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }前9项的和为( )A .297B .144C .99D .66[解析] 由a 1+a 4+a 7=39,得3a 4=39,a 4=13. 由a 3+a 6+a 9=27,得3a 6=27,a 6=9. 所以S 9=9(a 1+a 9)2=9(a 4+a 6)2=9×(13+9)2=9×11=99,故选C. [答案] C【解题法】 应用等差数列性质应注意(1)要注意等差数列通项公式及前n 项和公式的灵活应用,如a n =a m +(n -m )d ,d =a n -a mn -m,S 2n -1=(2n -1)a n ,S n =n (a 1+a n )2=n (a 2+a n -1)2(n ,m ∈N *)等.(2)如果{a n }为等差数列,m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q ( m ,n ,p ,q ∈N *).一般地,a m+a n ≠a m +n ,必须是两项相加,当然也可以是a m -n +a m +n =2a m .因此,若出现a m -n ,a m ,a m +n 等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与a m (或其他项)有关的条件.命题法2 与等差数列前n 项和有关的最值问题典例2 等差数列{a n }中,设S n 为其前n 项和,且a 1>0,S 3=S 11,则当n 为多少时,S n最大?[解] 解法一:由S 3=S 11得3a 1+3×22d =11a 1+11×102d ,则d =-213a 1.从而S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n =-a 113(n -7)2+4913a 1,又a 1>0,所以-a 113<0.故当n =7时,S n 最大.解法二:由于S n =an 2+bn 是关于n 的二次函数,由S 3=S 11,可知S n =an 2+bn 的图象关于n =3+112=7对称.由解法一可知a =-a 113<0,故当n =7时,S n 最大.解法三:由解法一可知,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. 解法四:由S 3=S 11,可得2a 1+13d =0, 即(a 1+6d )+(a 1+7d )=0,故a 7+a 8=0,又由a 1>0,S 3=S 11可知d <0, 所以a 7>0,a 8<0,所以当n =7时,S n 最大. 【解题法】 求等差数列前n 项和的最值的方法(1)二次函数法:用求二次函数最值的方法(配方法)求其前n 项和的最值,但要注意n ∈N *. (2)图象法:利用二次函数图象的对称性来确定n 的值,使S n 取得最值.(3)项的符号法:当a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0a n +1≤0的项数n ,使S n 取最大值;当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1 ≥0的项数n ,使S n 取最小值,即正项变负项处最大,负项变正项处最小,若有零项,则使S n 取最值的n 有两个.1.设{a n }是等差数列.下列结论中正确的是( ) A .若a 1+a 2>0,则a 2+a 3>0 B .若a 1+a 3<0,则a 1+a 2<0 C .若0<a 1<a 2,则a 2>a 1a 3 D .若a 1<0,则(a 2-a 1)(a 2-a 3)>0 答案 C解析 若{a n }是递减的等差数列,则选项A 、B 都不一定正确.若{a n }为公差为0的等差数列,则选项D 不正确.对于C 选项,由条件可知{a n }为公差不为0的正项数列,由等差中项的性质得a 2=a 1+a 32,由基本不等式得a 1+a 32>a 1a 3,所以C 正确. 2.在等差数列{a n }中,a 1>0,a 2012+a 2013>0,a 2012·a 2013<0,则使S n >0成立的最大自然数n 是( )A .4025B .4024C .4023D .4022答案 B解析 ∵等差数列{a n }的首项a 1>0,a 2012+a 2013>0,a 2012·a 2013<0,假设a 2012<0<a 2013,则d >0,而a 1>0,可得a 2012=a 1+2011d >0,矛盾,故不可能. ∴a 2012>0,a 2013<0. 再根据S 4024=4024(a 1+a 4024)2=2012(a 2012+a 2013)>0,而S 4025=4025a 2013<0,因此使前n 项和S n >0成立的最大自然数n 为4024.3.已知等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若S n T n =2n 3n +1,则a nb n =( )A.23 B.2n -13n -1 C.2n +13n +1D.2n -13n +4答案 B解析 a n b n =2a n2b n =2n -12(a 1+a 2n -1)2n -12(b 1+b 2n -1)=S 2n -1T 2n -1=2(2n -1)3(2n -1)+1=2n -13n -1.故选B.4.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 10解析 由a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,得5a 5=25,所以a 5=5,故a 2+a 8=2a 5=10.5.中位数为1010的一组数构成等差数列,其末项为2015,则该数列的首项为________. 答案 5解析 设等差数列的首项为a 1,根据等差数列的性质可得,a 1+2015=2×1010,解得a 1=5.6.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________.答案 ⎝⎛⎭⎫-1,-78 解析 由题意知d <0且⎩⎪⎨⎪⎧ a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78.7.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大. 答案 8解析 根据题意知a 7+a 8+a 9=3a 8>0,即a 8>0.又a 8+a 9=a 7+a 10<0,∴a 9<0,∴当n =8时,{a n }的前n 项和最大.8.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)求通项a n ; (2)求S n 的最小值;(3)若数列{b n }是等差数列,且b n =S nn +c,求非零常数c . 解 (1)因为数列{a n }为等差数列, 所以a 3+a 4=a 2+a 5=22. 又a 3·a 4=117,所以a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两实根, 又公差d >0,所以a 3<a 4, 所以a 3=9,a 4=13,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =9,a 1+3d =13,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =4.所以通项a n =4n -3. (2)由(1)知a 1=1,d =4. 所以S n =na 1+n (n -1)2×d =2n 2-n =2⎝⎛⎭⎫n -142-18. 所以当n =1时,S n 最小,最小值为S 1=a 1=1. (3)由(2)知S n =2n 2-n ,所以b n =S nn +c =2n 2-n n +c,所以b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c. 因为数列{b n }是等差数列, 所以2b 2=b 1+b 3, 即62+c ×2=11+c +153+c, 所以2c 2+c =0,所以c =-12或c =0(舍去),故c =-12.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 5=9,S 5=15,则使其前n 项和S n 取得最小值时的n =________.[错解][错因分析] 等差数列的前n 项和最值问题,可以通过找对称轴来确定,本题只关注到n ∈N *,并未关注到n =1与n =2时,S 1=S 2,导致错误.[正解] ∵a 5=9,S 5=15,∴a 1=-3,d =3. ∴a n =3n -6,S n =32n 2-92n .把S n 看作是关于n 的二次函数,其对称轴为n =32.∴当n =1或n =2时,S 1=S 2且最小. [心得体会]课时练 基础组1.已知等差数列{a n }中,a 7+a 9=16,S 11=992,则a 12的值是( )A .15B .30C .31D .64答案 A解析 由题意可知2a 8=a 7+a 9=16⇒a 8=8,S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=11a 6=992,a 6=92,则d =a 8-a 62=74,所以a 12=a 8+4d =15,故选A. 2.已知S n 表示数列{a n }的前n 项和,若对任意的n ∈N *满足a n +1=a n +a 2,且a 3=2,则S 2014=( )A .1006×2013B .1006×2014C .1007×2013D .1007×2014答案 C解析 在a n +1=a n +a 2中,令n =1,则a 2=a 1+a 2,a 1=0,令n =2,则a 3=2=2a 2,a 2=1,于是a n +1-a n =1,故数列{a n }是首项为0,公差为1的等差数列,S 2014=2014×20132=1007×2013.故选C.3.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n答案 A解析由已知式2a n+1=1a n+1a n+2可得1a n+1-1a n=1a n+2-1a n+1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n是首项为1a1=1,公差为1a2-1a1=2-1=1的等差数列,所以1a n=n,即a n=1n.4.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=9,S6=36,则a7+a8+a9=()A.63 B.45C.36 D.27答案 B解析S3=9,S6-S3=36-9=27,根据S3,S6-S3,S9-S6成等差数列,S9-S6=45,S9-S6=a7+a8+a9=45,故选B.5.已知等差数列{a n}中,前四项和为60,最后四项和为260,且S n=520,则a7=() A.20 B.40C.60 D.80答案 B解析前四项的和是60,后四项的和是260,若有偶数项,则中间两项的和是(60+260)÷4=80.S n=520,520÷80不能整除,说明没有偶数项,有奇数项,则中间项是(60+260)÷8=40.所以共有520÷40=13项,因此a7是中间项,所以a7=40.6.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S4S2=4,则S6S4=()A.94 B.32C.53D.4答案 A解析由S4S2=4,可设S2=x,S4=4x.∵S2,S4-S2,S6-S4成等差数列,∴2(S4-S2)=S2+(S6-S4).则S6=3S4-3S2=12x-3x=9x,因此,S6S4=9x4x=94.7.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=-3,a k+1=32,S k=-12,则正整数k=______.答案13解析由S k+1=S k+a k+1=-12+32=-212,又S k+1=(k+1)(a1+a k+1)2=(k+1)⎝⎛⎭⎫-3+322=-212,解得k=13.8.设正项数列{a n }的前n 项和是S n ,若{a n }和{S n }都是等差数列,且公差相等,则a 1=________.答案14解析 设等差数列{a n }的公差为d , 则S n =d 2n 2+(a 1-d2)n ,∴S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,数列{S n }是等差数列,则S n 是关于n 的一次函数(或者是常数),则a 1-d2=0,S n =d2n ,从而数列{S n }的公差是d2,那么有d 2=d ,d =0(舍去)或d =12,故a 1=14.9.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=10,S 5=55,则a 10=________. 答案 39解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+d )=10,5a 1+5×42d =55,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+d =10,a 1+2d =11,解得a 1=3,d =4,a 10=a 1+(10-1)d =39. 10设数列{a n }为等差数列,数列{b n }为等比数列.若a 1<a 2,b 1<b 2,且b i =a 2i (i =1,2,3),则数列{b n }的公比为________.答案 3+2 2解析 设a 1,a 2,a 3分别为a -d ,a ,a +d ,因为a 1<a 2,所以d >0,又b 22=b 1b 3,所以a 4=(a -d )2(a +d )2=(a 2-d 2)2,则a 2=d 2-a 2或a 2=a 2-d 2(舍),则d =±2a .若d =-2a ,则q =b 2b 1=⎝⎛⎭⎫a 2a 12=(1-2)2=3-22<1,舍去;若d =2a ,则q =⎝⎛⎭⎫a 2a 12=3+2 2. 11.等差数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=10,a 2为整数,且S n ≤S 4. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)由a 1=10,a 2为整数知,等差数列{a n }的公差d 为整数,又S n ≤S 4,故a 4≥0,a 5≤0,于是10+3d ≥0,10+4d ≤0.解得-103≤d ≤-52. 因此d =-3.数列{a n }的通项公式为a n =13-3n . (2)b n =1(13-3n )(10-3n )=13⎝⎛⎭⎫110-3n -113-3n .于是T n =b 1+b 2+…+b n =13⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫17-110+⎝⎛⎭⎫14-17+…+⎝⎛ 110-3n -⎭⎫113-3n=13⎝⎛⎭⎫110-3n -110=n10(10-3n ).12.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,n ∈N *),a 1=12,判断{a n }是否为等差数列,并说明你的理由.解 数列{a n }不是等差数列,a n =S n -S n -1(n ≥2),a n +2S n S n -1=0, ∴S n -S n -1+2S n S n -1=0(n ≥2), ∴1S n -1S n -1=2(n ≥2),又S 1=a 1=12, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以2为首项,2为公差的等差数列. ∴1S n =2+(n -1)×2=2n ,故S n =12n. ∴当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=-12n (n -1),∴a n +1=-12n (n +1),而a n +1-a n =-12n (n +1)--12n (n -1)=-12n ⎝⎛⎭⎫1n +1-1n -1=1n (n -1)(n +1).∴当n ≥2时,a n +1-a n 的值不是一个与n 无关的常数,故数列{a n }不是一个等差数列.能力组13.已知正项数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ≥2),则a 6等于( )A .16B .8C .2 2D .4答案 D解析 由2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ≥2)可得,数列{a 2n }是首项为a 21=1,公差为a 22-a 21=3的等差数列,由此可得a 2n =1+3(n -1)=3n -2,即得a n =3n -2,∴a 6=3×6-2=4,故应选D.14.已知数列{a n }为等差数列,若a 11a 10<-1,且它们的前n 项和S n 有最大值,则使S n >0的n 的最大值为( )A .11B .19C .20D .21答案 B 解析 ∵a 11a 10<-1,且S n 有最大值, ∴a 10>0,a 11<0,且a 10+a 11<0, ∴S 19=19(a 1+a 19)2=19·a 10>0, S 20=20(a 1+a 20)2=10(a 10+a 11)<0, 故使得S n >0的n 的最大值为19.。
高考数学压轴专题专题备战高考《数列》全集汇编含答案解析
【高中数学】数学高考《数列》试题含答案一、选择题1.在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数取出.先取1;再取1后面两个偶数2,4;再取4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再取9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再取此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直取下去,得到一个新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个新数列中,由1开始的第2 019个数是( ) A .3 971 B .3 972C .3 973D .3 974【答案】D 【解析】 【分析】先对数据进行处理能力再归纳推理出第n 组有n 个数且最后一个数为n 2,则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,运算即可得解.【详解】解:将新数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,分组为(1),(2,4),(5,7,9,),(10,12,14,16),(17,19,21,23,25)… 则第n 组有n 个数且最后一个数为n 2, 则前n 组共1+2+3+…+n ()12n n +=个数,设第2019个数在第n 组中,则()()120192120192n n n n ⎧+≥⎪⎪⎨-⎪⎪⎩<,解得n =64,即第2019个数在第64组中,则第63组最后一个数为632=3969,前63组共1+2+3+…+63=2016个数,接着往后找第三个偶数则由1开始的第2019个数是3974, 故选:D . 【点睛】本题考查了对数据的处理能力及归纳推理能力,考查等差数列前n 项和公式,属中档题.2.已知数列22333311313571351,,,,,,,...,,,, (2222222222)nn n ,则该数列第2019项是( ) A .1019892 B .1020192 C .1119892 D .1120192 【答案】C【解析】 【分析】由观察可得()22333311313571351,,,,,,,...,,,,...2222222222n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭项数为21,1,2,4,8,...,2,...k -,注意到101110242201922048=<<=,第2019项是第12个括号里的第995项. 【详解】 由数列()22333311313571351,,,,,,,...,,,,...2222222222n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,可发现其项数为 21,1,2,4,8,...,2,...k -,则前11个括号里共有1024项,前12个括号里共有2048项,故原数列第2019项是第12个括号里的第995项,第12个括号里的数列通项为11212m -, 所以第12个括号里的第995项是1119892. 故选:C. 【点睛】本题考查数列的定义,考查学生观察找出已知数列的特征归纳出其项数、通项,是一道中档题.3.已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足6a ,43a ,5a -成等差数列,则42S S ( ) A .3 B .9C .10D .13【答案】C 【解析】 【分析】设{}n a 的公比为0q >,由645,3,a a a -成等差数列,可得260,0q q q --=>,解得q ,再利用求和公式即可得结果. 【详解】设各项均为正数的等比数列{}n a 的公比为0q >,Q 满足645,3,a a a -成等差数列,()2465446,6,0a a a a a q q q ∴=-∴=->, 260,0q q q ∴--=>,解得3q =,则()()4124221313131103131a S S a --==+=--,故选C. 【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式与求和公式,属于中档题. 等比数列基本量的运算是等比数列的一类基本题型,数列中的五个基本量1,,,,,n n a q n a S ,一般可以“知二求三”,通过列方程组所求问题可以迎刃而解,解决此类问题的关键是熟练掌握等比数列的有关性质和公式,并灵活应用,在运算过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算过程.4.“中国剩余定理”又称“孙子定理”.1852年,英国来华传教士伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得到的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将1到2019这2019个数中,能被3除余2且被5整除余2的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列{}n a ,则此数列所有项中,中间项的值为( ) A .992 B .1022C .1007D .1037【答案】C 【解析】 【分析】首先将题目转化为2n a -即是3的倍数,也是5的倍数,也即是15的倍数.再写出{}n a 的通项公式,算其中间项即可. 【详解】将题目转化为2n a -即是3的倍数,也是5的倍数,也即是15的倍数. 即215(1)n a n -=-,1513n a n =-当135n =,135151351320122019a =⨯-=<, 当136n =,136151361320272019a =⨯-=>, 故1,2,n =……,135数列共有135项.因此数列中间项为第68项,681568131007a =⨯-=. 故答案为:C . 【点睛】本题主要考查数列模型在实际问题中的应用,同时考查了学生的计算能力,属于中档题.5.《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺,前九个节气日影长之和为85.5尺,则小满日影长为( ) A .1.5尺B .2.5尺C .3.5尺D .4.5尺【解析】 【分析】结合题意将其转化为数列问题,并利用等差数列通项公式和前n 项和公式列方程组,求出首项和公差,由此能求出结果. 【详解】解:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列{}n a ,冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺,前九个节气日影长之和为85.5尺,∴()()111913631.598985.52a a d a d S a d ⎧++++=⎪⎨⨯=+=⎪⎩, 解得113.5a =,1d =-,∴小满日影长为1113.510(1) 3.5a =+⨯-=(尺). 故选C . 【点睛】本题考查等差数列的前n 项和公式,以及等差数列通项公式的运算等基础知识,掌握各公式并能熟练运用公式求解,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,属于基础题.6.数列{a n },满足对任意的n ∈N +,均有a n +a n +1+a n +2为定值.若a 7=2,a 9=3,a 98=4,则数列{a n }的前100项的和S 100=( ) A .132 B .299C .68D .99【答案】B 【解析】 【分析】由12n n n a a a ++++为定值,可得3n n a a +=,则{}n a 是以3为周期的数列,求出123,,a a a ,即求100S . 【详解】对任意的n ∈+N ,均有12n n n a a a ++++为定值,()()123120n n n n n n a a a a a a +++++∴++-++=,故3n n a a +=,{}n a ∴是以3为周期的数列,故17298392,4,3a a a a a a ======,()()()100123979899100123133S a a a a a a a a a a a ∴=+++++++=+++L()332432299=+++=.【点睛】本题考查周期数列求和,属于中档题.7.设函数()mf x x ax =+的导数为()21f x x '=+,则数列()()2N n f n *⎧⎫⎪⎪∈⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和是( ) A .1nn + B .21nn + C .21nn - D .()21n n+ 【答案】B 【解析】 【分析】函数()mf x x ax =+的导函数()21f x x '=+,先求原函数的导数,两个导数进行比较即可求出m ,a ,利用裂项相消法求出()()2N n f n *⎧⎫⎪⎪∈⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和即可.【详解】Q 1()21m f x mx a x -'=+=+,1a \=,2m =,()(1)f x x x ∴=+,112()()(1)221f n n n n n ==-++, ∴111111122[()()()]2(1)1223111n n S n n n n =-+-++-=-=+++L ,故选:B . 【点睛】本题考查数列的求和运算,导数的运算法则,数列求和时注意裂项相消法的应用.8.已知数列{}n a 的奇数项依次成等差数列,偶数项依次成等比数列,且11a =,22a =,347a a +=,5613a a +=,则78a a +=( )A .4B .19C .20D .23【答案】D 【解析】 【分析】本题首先可以设出奇数项的公差以及偶数项的公比,然后对347a a +=、5613a a +=进行化简,得出公差和公比的数值,然后对78a a +进行化简即可得出结果. 【详解】设奇数项的公差为d ,偶数项的公比为q ,由347a a +=,5613a a +=,得127d q ++=,212213d q ++=,解得2d =,2q =,所以37813271623a a d q +=++=+=,故选D .【点睛】本题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及性质等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想等,体现基础性与综合性,提升学生的逻辑推理、数学运算等核心素养,是中档题.9.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1231112a a a ++=,22a =,则3S =( ) A .10 B .7C .8D .4【答案】C 【解析】 【分析】根据等比数列的性质可将已知等式变为12332224a a a S a ++==,解方程求得结果. 【详解】 由题意得:13123321231322111124a a a a a S a a a a a a a +++++=+=== 38S ∴= 本题正确选项:C 【点睛】本题考查等比数列性质的应用,关键是能够根据下角标的关系凑出关于3S 的方程,属于基础题.10.已知数列{}n a 满足:()()2*112,10n n n a a S S n +=+-=∈N ,其中n S 为数列{}n a 的前n 项和.设()()()12111()1n S S S f n n +++=+L ,若对任意的n 均有(1)()f n kf n +<成立,则k 的最小整数值为( ) A .2 B .3C .4D .5【答案】A 【解析】 【分析】当1n ≥时,有条件可得()211n n n nS S S S +--=-,从而111n n nS S S +--=,故111111n n S S +-=--,得出 11n S ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是首项、公差均为1的等差数列,从而求出n S 【详解】当1n ≥时,有条件可得()211n n n nS S S S +--=-,从而111n n nS S S +--=,故111111111n n n n n S S S S S +-=-=----,又1111121S ==--,11n S ⎧⎫∴⎨⎬-⎩⎭是首项、公差均为1的等差数列,11n n S ∴=-,1n n S n +=,由()()()12111()1n S S S f n n +++=+L , 得()1(1)1(1)23152,2()2223n n S f n n f n n n n +++++⎡⎫===-∈⎪⎢+++⎣⎭, 依题意知(1)()f n k f n +>, min 2k ∴=.故选:A 【点睛】本题考查数列的综合应用.属于中等题.11.执行如图所示的程序框图,若输出的S 为154,则输入的n 为( )A .18B .19C .20D .21【答案】B 【解析】 【分析】找到输出的S 的规律为等差数列求和,即可算出i ,从而求出n . 【详解】由框图可知,()101231154S i =+++++⋯+-= , 即()1231153i +++⋯+-=,所以()11532i i -=,解得18i =,故最后一次对条件进行判断时18119i =+=,所以19n =. 故选:B 【点睛】本题考查程序框图,要理解循环结构的程序框图的运行,考查学生的逻辑推理能力.属于简单题目.12.在递减等差数列{}n a 中,21324a a a =-.若113a =,则数列11{}n n a a +的前n 项和的最大值为 ( ) A .24143B .1143C .2413D .613【答案】D 【解析】设公差为,0d d < ,所以由21324a a a =-,113a =,得213(132)(13)42d d d +=+-⇒=- (正舍),即132(1)152n a n n =--=- , 因为111111()(152)(132)2215213n n a a n n n n +==----- ,所以数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和等于1111116()()213213213261313n --≤--=-⨯- ,选D. 点睛:裂项相消法是指将数列的通项分成两个式子的代数和的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如1n n c a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(其中{}n a 是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列. 裂项相消法求和,常见的有相邻两项的裂项求和(如本例),还有一类隔一项的裂项求和,如1(1)(3)n n ++或1(2)n n +.13.等比数列{n a }的前n 项和为n S ,若103010,30,S S ==则20S = A .10 B .20 C .20或-10 D .-20或10【答案】B 【解析】 【分析】由等比数列的性质可得,S 10,S 20﹣S 10,S 30﹣S 20成等比数列即(S 20﹣S 10)2=S 10•(S 30﹣S 20),代入可求. 【详解】由等比数列的性质可得,S 10,S 20﹣S 10,S 30﹣S 20成等比数列,且公比为10q∴(S 20﹣S 10)2=S 10•(S 30﹣S 20)即()()22020101030S S -=- 解20S =20或-10(舍去) 故选B . 【点睛】本题主要考查了等比数列的性质(若S n 为等比数列的前n 项和,且S k ,S 2k ﹣S k ,S 3k ﹣S 2k 不为0,则其成等比数列)的应用,注意隐含条件的运用14.已知数列{}n a 是1为首项,2为公差的等差数列,{}n b 是1为首项,2为公比的等比数列,设n n b c a =,12...,(*)n n T c c c n N =+++∈,则当2019n T <时,n 的最大值是( ) A .9 B .10C .11D .12【答案】A 【解析】 【分析】由题设知21n a n =-,12n nb -=,由1121124222n n n b b bn T a a a a a a a n -+=++⋯+=+++⋯+=--和2019n T <,得1222019n n +--<,由此能求出当2019n T <时n 的最大值.【详解】{}n a Q 是以1为首项,2为公差的等差数列,21n a n ∴=-,{}n b Q 是以1为首项,2为公比的等比数列,12n n b -∴=,()()()()1121121242211221241221n n n n b b bn T c c c a a a a a a a --∴=++⋯+=++⋯+=+++⋯+=⨯-+⨯-+⨯-+⋯+⨯- ()121242n n -=+++⋯+- 12212nn -=⨯-- 122n n +=--,2019n T <Q ,1222019n n +∴--<,解得:10n <.则当2019n T <时,n 的最大值是9. 故选A . 【点睛】本题考查了等差数列、等比数列的通项公式,结合含两个变量的不等式的处理问题,易出错,属于中档题.15.已知数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S ,则“3152a a a >+”是“210n S -<”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】根据等比数列的通项公式与求和公式,即可判断命题间的关系. 【详解】因为数列{}n a 是等比数列,前n 项和为n S 若3152a a a >+,由等比数列的通项公式可得111242a a q a q >+,化简后可得()21210q a -<.因为()2210q -≥所以不等式的解集为10a < 若210n S -<当公比1q ≠±时, 210n S -<则10a <,可得3152a a a >+ 当公比1q =±时, 由210n S -<则10a <,可得3152a a a =+ 综上可知, “3152a a a >+”是“210n S -<”的充分不必要条件 故选:B 【点睛】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式的应用,在应用等比数列求和公式时,需记得讨论公比是否为1的情况,属于中档题.16.科赫曲线是一种外形像雪花的几何曲线,一段科赫曲线可以通过下列操作步骤构造得到,任画一条线段,然后把它均分成三等分,以中间一段为边向外作正三角形,并把中间一段去掉,这样,原来的一条线段就变成了4条小线段构成的折线,称为“一次构造”;用同样的方法把每条小线段重复上述步骤,得到16条更小的线段构成的折线,称为“二次构造”,…,如此进行“n 次构造”,就可以得到一条科赫曲线.若要在构造过程中使得到的折线的长度达到初始线段的1000倍,则至少需要通过构造的次数是( ).(取lg30.4771≈,lg 20.3010≈)A .16B .17C .24D .25【答案】D 【解析】 【分析】由折线长度变化规律可知“n 次构造”后的折线长度为43na ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由此得到410003n⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,利用运算法则可知32lg 2lg 3n ≥⨯-,由此计算得到结果.【详解】记初始线段长度为a ,则“一次构造”后的折线长度为43a ,“二次构造”后的折线长度为243a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,以此类推,“n 次构造”后的折线长度为43na ⎛⎫ ⎪⎝⎭,若得到的折线长度为初始线段长度的1000倍,则410003n a a ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,即410003n⎛⎫≥ ⎪⎝⎭, ()()44lg lg lg 4lg32lg 2lg3lg1000333n n n n ⎛⎫∴==-=-≥= ⎪⎝⎭, 即324.0220.30100.4771n ≥≈⨯-,∴至少需要25次构造. 故选:D .【点睛】 本题考查数列新定义运算的问题,涉及到对数运算法则的应用,关键是能够通过构造原则得到每次构造后所得折线长度成等比数列的特点.17.已知数列{}n a 的前n 项和()2*23n S n n n N =+∈,则{}na 的通项公式为( ) A .21n a n =+B .21n a n =-C .41n a n =+D .41n a n =-【答案】C【解析】【分析】 首先根据223n S n n =+求出首项1a 的值,然后利用1n n n a S S -=-求出2n ≥时n a 的表达式,然后验证1a 的值是否适合,最后写出n a 的式子即可.【详解】因为223n S n n =+,所以,当2n ≥时,22123[2(1)3(1)]41n n n a S S n n n n n -=-=+--+-=+,当1n =时,11235==+=a S ,上式也成立,所以41n a n =+,故选C.【点睛】该题考查的是有关数列的通项公式的求解问题涉及到的知识点有数列的项与和的关系,即11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,算出之后再判断1n =时对应的式子是否成立,最后求得结果.18.正项等比数列{}n a 中的1a 、4039a 是函数()3214633f x x x x =-+-的极值点,则2020a =( )A .1-B .1 CD .2【答案】B【解析】【分析】根据可导函数在极值点处的导数值为0,得出140396a a =,再由等比数列的性质可得.【详解】解:依题意1a 、4039a 是函数()3214633f x x x x =-+-的极值点,也就是()2860f x x x '=-+=的两个根∴140396a a =又{}n a是正项等比数列,所以2020a =∴20201a ==.故选:B【点睛】本题主要考查了等比数列下标和性质以应用,属于中档题.19.数列{}n a 满足11a =,对任意的*n N ∈都有11n n a a n +=++,则122016111a a a +++=L ( ) A .20152016B .40322017C .40342017D .20162017【答案】B【解析】【分析】 首先根据题设条件,由11n n a a n +=++,可得到递推关系为11n n a a n +-=+; 接下来利用累加法可求得()12n n n a +=,从而()1211211na n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,由此就可求得122016111a a a +++L 的值. 【详解】因为111n n n a a a n a n +=++=++,所以11n n a a n +-=+,用累加法求数列{}n a 的通项得:()()1211n n n a a a a a a -=+-+⋯+-()1122n n n +=++⋯+=, 所以()1211211n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,于是1232016111111111212222320162017a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +++⋯+=-+-+⋯+-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 121201*********⎛⎫==- ⎪⎝⎭. 故选:B.【点睛】本题是一道考查数列的题目,掌握数列的递推关系以及求解前n 项和的方法是解答本题的关键,属于常考题.20.设数列{}n a 的前n 项和为n S 已知()*123n n a a n n N ++=+∈且1300n S =,若23a <,则n 的最大值为( )A .49B .50C .51D .52【答案】A【解析】【分析】对n 分奇偶性分别讨论,当n 为偶数时,可得2+32n n n S =,发现不存在这样的偶数能满足此式,当n 为奇数时,可得21+342n n n S a -=+,再结合23a <可讨论出n 的最大值. 【详解】当n 为偶数时,12341()()()n n n S a a a a a a -=++++⋅⋅⋅++(213)(233)[2(1)3]n =⨯++⨯++⋅⋅⋅+-+2[13(1)]32n n =⨯++⋅⋅⋅+-+⨯2+32n n =, 因为22485048+348503501224,132522S S ⨯+⨯====, 所以n 不可能为偶数;当n 为奇数时,123451()()()n n n S a a a a a a a -=+++++⋅⋅⋅++1(223)(243)[2(1)3]a n =+⨯++⨯++⋅⋅⋅+-+21342n n a +-=+ 因为2491149349412722S a a +⨯-=+=+, 2511151351413752S a a +⨯-=+=+, 又因为23a <,125a a +=,所以 12a >S 时,n的最大值为49所以当1300n故选:A【点睛】此题考查的是数列求和问题,利用了并项求和的方法,考查了分类讨论思想,属于较难题.。
【高三数学】二轮复习:专题三-数列全文
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(2)当 q=1 时,Sn=na1
名师点析数列的本质是定义域为N*(或它的有限子集{1,2,…,n})的函数.
2.等差数列、等比数列的常用性质
数列
等差数列
等比数列
性质
(1)若m,n,p,q∈N*,且
m+n=p+q,则am+an=ap+aq;
(1)若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则
am·an=ap·aq;
②a100=200,又 27=128,28=256,因此 c100=a107=214,
所以
107×(2+214)
2(1-27 )
T100=(a1+a2+…+a107)-(b1+b2+…+b7)=
−
=11
2
1-2
302.
突破点
等差数列、等比数列的性质
二
命题角度1 等差数列的性质
[例2-1](2021·陕西宝鸡二模)已知数列{an}是等差数
B.S11>0
C.S12<0
D.数列{Sn}中的最大项为S11
)
(2)(2021·陕西咸阳模拟)在等比数列{an}中,a1+a2=6,a3+a4=12,则{an}的前8
项和为(
A.90
)
B.30( 2+1)
C.45( 2+1)
D.72
(3)(2021·北京师大附中月考)已知等比数列{an}的各项均为正数,且
(等比)中项法.
(2)若数列{an},{bn}为等差数列,且项数相同,则{kan},{an±bn},{pan+qbn}都
高中数学必修5数列的综合复习(详解)
高中数学必修5数列的综合复习(详解)【本讲要紧内容】数列基础知识数列的概念、数列的通项公式、数列的递推公式、数列通项公式与前n 项和公式的关系。
【知识把握】 【知识点精析】1. 数列知识有着广泛的应用,而且学习数列对培养和提高观看、分析、归纳等能力都有重要的作用。
2. 数列基础知识〔1〕数列 按一定次序排列的一列数叫做数列,数列中的每一个数都叫做那个数列的项,各项依次叫做那个数列的第1项〔或首项〕,第2项,…,第n 项,…。
例如1,4,7,10,13;1,2,3,4,…,n ,…差不多上数列,数列的一样形式能够写为⋯⋯,,,321n a a a a ,,其中n a 是数列的第n 项,我们常常把上面的数列简记作{}n a 。
项数有限的数列叫做有穷数列,如上面例子中的第1个数列;项数无限的数列叫做无穷数列,如上面例子中的第2个数列,另外,我们依照数列各项数值大小的变化,能够分成递增数列,递减数列,摆动数列和常数数列。
对数列要从函数的高度深刻明白得,数列是定义域为正整数集或它的有限子集上的函数值列。
〔2〕数列的通项公式 假如一个数列的第n 项n a 与项数n 之间的函数关系能够用一个公式来表示,那么那个公式叫做那个数列的通项公式。
例如,数列,,,,65544332…的通项公式能够为*)(21N n n n a n ∈++=;数列2,5,10,17,…的通项公式能够为*)(12N n n a n ∈+=。
一个数列的通项公式的表达式也不一定是唯独的,例如-1,1,-1,1,…的通项公式既能够表示为*)()1(N n a n n ∈-=也能够表示成)(cos *∈=N n n a n π,还能够表示成⎩⎨⎧-=为偶数时为奇数时n ,1n ,1a n〔3〕数列的递推公式 假如数列{}n a 的第1项〔或前n 项〕,且任一项n a 与它的前一项1-n a 〔或前n 项〕间的关系能够用一个公式来表示,那么那个公式就叫做那个数列的递推公式,递推公式也是给出数列的一种方法。
高中数学数列100题整理(数列题库)
77.设s,t∈A,s=a1+a2q+…+anqn-1,t=b1+b2q+…+bnqn-1,其中ai,bi∈M,i=1,2,…,n.证明:若an<bn,则s<t.
37.若1和a的等差中项是2,则a的值为()A.4 B.3 C.1 D.﹣4
38.在等比数列{an}中,若an>0,且a3,a7是x2﹣32x+64=0的两根,则log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a9=()A.27 B.36 C.18 D.9
39.已∈N*,则数列{an}的通项公式为()A.an=( )n﹣1B.an=( )nC.an= D.an=
21.已知数列{an}的前n项和Sn=2an﹣2n+1,若不等式2n2﹣n﹣3<(5﹣λ)an对∀n∈N*恒成立,则整数λ的最大值为( )A.3 B.4 C.5 D.6
22.已知数列{an}满足a1=10,且2an+1=2an﹣3,若ak•ak+1<0,则正整数k=( )A.6 B.7 C.8 D.9
已知数列 是等比数列,首项 ,公比 ,其前 项和为 ,且 , , 成等差数列.
73.求数列 的通项公式;
74.若数列 满足 , 为数列 的前 项和,且 对任意 恒成立,求实数 的最大值.
75.(2018•北京)设 是等差数列,且 , +a3=5 .
(Ⅰ)求 的通项公式;
(Ⅱ)求 + +…+ .
已知q和n均为给定的大于1的自然数,设集合M={0,1,2,…,q-1},集合A={x|x=x1+x2q+…+xnqn-1,xi∈M,i=1,2,…,n}.
23.已知由正数组成的等比数列{an}中,公比q="2," a1·a2·a3·…·a30=245,则a1·a4·a7·…·a28= ( ) A.25B.210C.215D.220
高一数学数列高三总复习.pptx
若项数为2n-1(n∈N),则S奇-S偶
=an ,
S奇 / S偶=n / (n-1)
⑥ 等差数列{an }、{bn }的前n项和为Sn、Tn, 则an S2n1
bn T2n1
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⑦
am an
n m
amn
0
Sm Sn
n m
Smn
(
m
n
)
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设元的技巧:
三个数成等差数列,可设为a-d , a ,
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练习1. 等差数列{an }、{bn }的 前n项和为Sn、Tn . (1)若am n, an m,求amn; (2)Sm n, Sn m(m n),求Smn; (3)若 Sn 7n 1 ,求an .
Tn 4n 27 bn
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⑤若项数为2n(n∈N),则S偶-S奇=nd , S偶 / S奇=an+1 / an
}
的前 T n项和,求 n.
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6.在等差数列{an}中, a16+ a17+ a18= a9=-36,其前n 项和为Sn.
(1)求Sn的最小值,及取得最小值时的n 值
(2)求Tn=| a1 |+| a2 |+…+| an |
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(2010全国)如果等差数列{an}中,a3+a4+a5=12,那么a1+a2+…+a7=
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140 85
8. 有一批影碟机(VCD)原销售价为每台800元,在甲、乙两家电商场均有销售,甲 商场用如下的方法促销:买一台单价为780元,买两台单价都为760元,依次类推,每多 买一台则所买各台单价均再减少20元,但每台最低价不能低于440元;乙商场一律都按原 价的75%销售,某单位需购买一批此类影碟机,问去哪家商场购买花费较少?
高中数学--数列大题专项训练(含详解)
高中数学--数列大题专项训练(含详解)一、解答题(本大题共16小题,共192.0分)1.已知{}n a 是等比数列,满足12a =,且2a ,32a +,4a 成等差数列,数列{}n b 满足*1231112()23n b b b b n n N n+++⋅⋅⋅+=∈(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设(1)()n n n n c a b =--,求数列{}n c 的前2n 项和2.n S 2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且233.n n S a +=(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若32log n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和.n T 3.在数列{}n a 中,111,(1n n n a a a c c a +==⋅+为常数,*)n N ∈,且1a ,2a ,5a 成公比不为1的等比数列.(1)求证:数列1{}na 是等差数列;(2)求c 的值;(3)设1n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和.n S4.在ABC 中,已知三内角A ,B ,C 成等差数列,且11sin().214A π+=()Ⅰ求tan A 及角B 的值;()Ⅱ设角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且5a =,求b ,c 的值.5.在数列{}n a 中,11a =,11(1)(1)2nn n a a n n +=+++⋅(1)设n n a b n=,求数列{}n b 的通项公式(2)求数列{}n a 的前n 项和nS 6.已知数列的各项均为正数,前项和为,且()Ⅰ求证数列是等差数列;()Ⅱ设求7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且22n n a a S S =+对一切正整数n 都成立.(1)求1a ,2a 的值;(2)设10a >,数列110lg n a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,当n 为何值时,n T 最大?并求出n T 的最大值.8.已知等差数列{}n a 的前四项和为10,且2a ,3a ,7a 成等比数列.(1)求通项公式na (2)设2n a nb =,求数列n b 的前n 项和.n S 9.已知在数列{}n a 中,13a =,1(1)1n n n a na ++-=,*.n N ∈(1)证明数列{}n a 是等差数列,并求n a 的通项公式;(2)设数列11{}n n a a +的前n 项和为n T ,证明:1.(126n T <分)10.已知函数2(1)4f x x +=-,在等差数列{}n a 中,1(1)a f x =-,232a =-,3().a f x =(1)求x 的值;(2)求数列{}n a 的通项公式.n a 11.已知数列{}n a 是公比大于1的等比数列,1a ,3a 是函数2()109f x x x =-+的两个零点.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足3log n n b a n =+,求数列{}n b 的前n 项和n S 。
高中数学《数列》复习专题
1 n 1 练1.若an an 1 1 ( ) , a1 0, 求通项公式. 2 解:
专题2:求通项公式 1.累加型 an an1 f ( n) 2.累乘型 an an1 f ( n)
n 1个 an 1 q an 2 an q a
例3.数列 {an }满足an 3an1 1, a1 1, 求 {an }的通项公式 .
解: 设 为待定系数, an 3an 1 1
1 1 n 1 那么an =(a1 )3 2 2 an 3an1 1 1 1 n 1 即an = 3 1 2 2 an 3(an 1 ) n 1 3 3 +1 也即an = 1 1 2 则 令 , 2 3 1 1 即an 3(an 1 ) 2 2 1 1 {an }是以a1 为首项, 2 2 3为公差的等比数列.
练1.an
1 4n 1
2
, 求S n .
1 1 练 2.an 2 , 证明Sn . 4n 4n 3 3
1 1 1 例2.求和: 2+ 3 3+ 4 4+ 5
1 99+ 100
1 1 1 练3.求和: + 1+ 3 2+ 4 3+ 5
1 n + n+2
2 an an1 an1
专题2:求通项公式 1.累加型 an an1 f ( n) 回顾:求等差数列的通 项公式:— —累加法
由递推公式 an an1 d (n 2)可知, a2 a1 d 当n 2时, a3 a2 d a4 a3 d n 1个 a n 1 a n 2 d a n a n 1 d
数列专题总复习知识点整理及经典例题讲解-高三数学
数列专题复习一、等差数列的有关概念:1、等差数列的判断方法:定义法1(n n a a d d +-=为常数)或11(2)n n n n a a a a n +--=-≥。
如设{}n a 是等差数列,求证:以b n =na a a n+++ 21*n N ∈为通项公式的数列{}n b 为等差数列。
2、等差数列的通项:1(1)n a a n d =+-或()n m a a n m d =+-。
如(1)等差数列{}n a 中,1030a =,2050a =,则通项n a =(答:210n +);(2)首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差的取值围是______(答:833d <≤) 3、等差数列的前n 和:1()2n n n a a S +=,1(1)2n n n S na d -=+。
如(1)数列{}n a 中,*11(2,)2n n a a n n N -=+≥∈,32n a =,前n 项和152n S =-,则1a =_,n =_(答:13a =-,10n =);(2)已知数列{}n a 的前n 项和212n S n n =-,求数列{||}n a 的前n 项和n T (答:2*2*12(6,)1272(6,)n n n n n N T n n n n N ⎧-≤∈⎪=⎨-+>∈⎪⎩).4、等差中项:若,,a A b 成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且2a bA +=。
提醒:(1)等差数列的通项公式及前n 和公式中,涉及到5个元素:1a 、d 、n 、n a 及n S ,其中1a 、d 称作为基本元素。
只要已知这5个元素中的任意3个,便可求出其余2个,即知3求2。
(2)为减少运算量,要注意设元的技巧,如奇数个数成等差,可设为…,2,,,,2a d a d a a d a d --++…(公差为d );偶数个数成等差,可设为…,3,,,3a d a d a d a d --++,…(公差为2d )5、等差数列的性质:(1)当公差0d ≠时,等差数列的通项公式11(1)n a a n d dn a d =+-=+-是关于n 的一次函数,且斜率为公差d ;前n 和211(1)()222n n n d dS na d n a n -=+=+-是关于n 的二次函数且常数项为0.(2)若公差0d >,则为递增等差数列,若公差0d <,则为递减等差数列,若公差0d =,则为常数列。
高中数学 数列通项公式专题(含详细答案)
B.
㘴 ‸㘴
D.
㘴 t㘴
24. 数列 满足
,
t
‴
,则使得
的最大正整数 为
‴
A. ‸
B.
25. 已知数列 ,如果 ,
,
列,那么 等于
A.
B.
C. 晦 ,,
D. ‴ , 是首项为 ,公比为 的等比数
C.
D.
26. 数列 则晦 A. ‴
的首项为 , 为等差数列,且 B.
t
C. 晦
.若则 D.
,‸ ,
27. 等比数列 A.
65. 已知 的前 项和
t ,则 t t t ‴
A.
B. ‸
C.
D. ‸
66. 已知
log t t ,我们把使乘积
间 ‴㘴 ‴ 内所有的劣数的个数为
A.
B. 晦
t t 为整数的数 称为“劣数”,则在区
C. 晦
D. ‴
67. 已知数列 A.
满足
,
‴t t t
B. t
C.
,则当
时, 等于 D.
68. 已知数列 的前 项和为 ,且
,且
A.
B.
C.
的前 项的“均倒数”为 D.
π,则 tan D.
95. 设数列 A. ‴㘴
的前 项和为 ,且满足 t B. ‴㘴 t
,则 的取值范围是
C. 㘴
D. 㘴 t
96. 已知函数
log t t 㘴
D. 的通项公式
等于
A.
B.
C.
D.
72. 设数列 A.
73. 设数列 A.
的前 项和为 .若
B.
t
高三数学第一轮复习——数列(知识点很全)五篇范文
高三数学第一轮复习——数列(知识点很全)五篇范文第一篇:高三数学第一轮复习——数列(知识点很全)数列一、知识梳理数列概念1.数列的定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每个数称为该数列的项.2.通项公式:如果数列通项公式,即anan的第n,那么这个公式叫做这个数列的,且任何一项an与它的前一项an-1(或前几{an}的第一项(或前几项)=f(n).3.递推公式:如果已知数列=f(an-1)或an=f(an-1,an-2),那么这个式子叫做数列{an}的递推公式.如数列{an}中,a1=1,an=2an+1,其中an=2an+1是数列{an}的递推项)间的关系可以用一个式子来表示,即an公式.4.数列的前n项和与通项的公式⎧S1(n=1)①Sn=a1+a2+Λ+an;②an=⎨.S-S(n≥2)n-1⎩n5.数列的表示方法:解析法、图像法、列举法、递推法.6.数列的分类:有穷数列,无穷数列;递增数列,递减数列,摆动数列,常数数列;有界数列,无界数列.①递增数列:对于任何n∈N+,均有an+1②递减数列:对于任何n∈N+,均有an+1③摆动数列:例如: -1,1,-1,1,-1,Λ.④常数数列:例如:6,6,6,6,…….⑤有界数列:存在正数M使>an.<an.an≤M,n∈N+.⑥无界数列:对于任何正数M,总有项an使得an>M.等差数列1.等差数列的概念如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数d,这个数列叫做等差数列,常数d 称为等差数列的公差.2.通项公式与前项和公式⑴通项公式an=a1+(n-1)d,a1为首项,d=为公差.⑵前n项和公式Sn3.等差中项 n(a1+an)1或Sn=na1+n(n-1)d.22A叫做a与b的等差中项.如果a,A,b成等差数列,那么即:A是a与b的等差中项⇔2A=a+b⇔a,A,b成等差数列.4.等差数列的判定方法⑴定义法:an+1-an=d(n∈N+,d是常数)⇔{an}是等差数列;⑵中项法:2an+1⑴数列=an+an+2(n∈N+)⇔{an}是等差数列.5.等差数列的常用性质{an}是等差数列,则数列{an+p}、{pan}(p是常数)都是等差数列;⑵在等差数列{an}中,等距离取出若干项也构成一个等差数列,即an,an+k,an+2k,an+3k,Λ为等差数列,公差为kd.⑶an=am+(n-m)d;an=an+b(a,b是常数);Sn=an2+bn(a,b是常数,a≠0)⑷若m+n =p+q(m,n,p,q∈N+),则am+an=ap+aq;1⑸若等差数列Sn⎫{an}的前n项和Sn,则⎧⎨⎬是等差数列;⎩n⎭;S偶an+1⑹当项数为2n(n∈N+),则S偶-S奇=nd,=S奇an当项数为2n-1(n∈N+),则S奇-S偶=an,S偶n-1.=S奇n等比数列1.等比数列的概念如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数q(q列,常数q称为等比数列的公比.≠0),这个数列叫做等比数2.通项公式与前n项和公式⑴通项公式:an=a1qn-1,a1为首项,q为公比.=1时,Sn=na1⑵前n项和公式:①当qa1(1-qn)a1-anq②当q≠1时,Sn=.=1-q1-q3.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的等差中项⇔a,4.等比数列的判定方法⑴定义法:A,b成等差数列⇒G2=a⋅b.an+1=q(n∈N+,q≠0是常数)⇔{an}是等比数列; an⑵中项法:an+1⑴数列=an⋅an+2(n∈N+)且an≠0⇔{an}是等比数列.5.等比数列的常用性质{an}是等比数列,则数列{pan}、{pan}(q≠0是常数)都是等比数列;⑵在等比数列{an}中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即an,an+k,an+2k,an+3k,Λ为等比数列,公比为q.k=am⋅qn-m(n,m∈N+)⑷若m+n=p+q(m,n,p,q∈N+),则am⋅an=ap⋅aq;⑶an⑸若等比数列{an}的前n项和Sn,则Sk、S2k-Sk、S3k-S2k、S4k-S3k是等比数列.二、典型例题A、求值类的计算题(多关于等差等比数列)1)根据基本量求解(方程的思想)1、已知Sn为等差数列{an}的前n项和,a4=9,a9=-6,Sn=63,求n;2、等差数列{an}中,a4=10且a3,a6,a10成等比数列,求数列{an}前20项的和S20.3、设{an}是公比为正数的等比数列,若a1=1,a5=16,求数列{an}前7项的和.4、已知四个实数,前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,首末两数之和为37,中间两数之和为36,求这四个数.2)根据数列的性质求解(整体思想)1、已知Sn为等差数列{an}的前n项和,a6=100,则S11=2、设Sn、Tn分别是等差数列{an}、{an}的前n项和,3、设Sn 是等差数列{an}的前n项和,若Sn7n+2a,则5=.=Tnn+3b5a55S=,则9=()a39S5Sa2n4、等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若n=,则n=()Tn3n+1bn5、已知Sn为等差数列{an}的前n项和,Sn=m,Sm=n(n≠m),则Sm+n=6、在正项等比数列{an}中,a1a5+2a3a5+a3a7=25,则a3+a5=_______。
高中数学数列总复习(所有知识点总结)精编材料word版
数列一、数列的概念与简单表示法1.数列的相关概念定义:按照一定顺序排列的一列数叫数列.(例如:1,3,5,7,9…).项与项数:数列中每一个数叫做数列的项,排在第一位的叫做第一项(通常叫首项),以此类推,排在第n 位的叫做数列的第n 项. 表示:数列一般形式可以写成:123,,,,,,n a a a a 简记为{}n a .2.数列的分类按照数列中项数有限和无限分为:有穷数列,无穷数列. 按照数列的项的变化趋势分类:递增数列(1n n a a +>);递减数列(1n n a a +<);常数列(1n n a a +=);摆动数列(1n a +与n a 随着n 的变化大小关系不确定).例如:1,3,5,7,9…(无穷递增数列),10,7,4,1,-2,…,-14(有穷递减数列),2,2,2,2,…(常数列),1,-1,1,-1,1…(摆动数列). 3.数列与函数的关系数列可以看成以正整数*N (或它的有限子集{1,2,,}n )为定义域的函数()n a f n =,当自变量从小到大依次取值时,所对应的一列函数值. 4.数列的表示方法通项公式:如果数列{}n a 的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.例如:1,3,5,7,9…可表示为21n a n =-,n ∈*N .注意:①不是所有的数列都能写出它的通项公式;②对于一个确定的数列,通项公式不一定唯一.直接列出:123,,,,,.n a a a a图像表示:在平面直角坐标系中,数列可以用一群孤立的点(,)n n a 表示.递推公式:给出数列的第一项(或前几项),再给出后面的项用前面的项来表示的式子,这种表示数列的方法叫递推公式法. 例如:数列{}n a 中,有11a =,111n n a a -=+,根据此递推公式,我们就可以依次写出数列中的每一项.5.n a 与n S 的关系数列前n 项和记为n S ,则1231n n n S a a a a a -=+++++,11231n n S a a a a --=++++,两式相减,得1n n n a S S -=-,由于n 只能取正整数,当1n =时1n S -不存在,不能使用上式,但当1n =时很明显有11a S =,故我们得到通项n a 与前n 项和n S 的关系:11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩ .二、等差数列1.等差数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫作等差数列,这个常数叫作等差数列的公差,通常用字母d 表示.递推式表示为1n n a a d +-=或1(2)n n a a d n --=≥.例如:数列{}n a 满足12n n a a +=+,则数列{}n a 是公差为2的等差数列. 注:0d >时,为递增数列;0d <时,为递减数列;0d =时,为常数列. 2.等差中项若三个数a ,A ,b 成等差数列,则A 叫作a 与b 的等差中项. 此时2a b A +=3.等差数列的通项公式等差数列{}n a 的首项为1a ,公差为d ,则1(1)n a a n d =+-.4.等差数列的性质(1)等差数列{}n a 的第m 项为m a ,则()n m a a n m d =+-.★ 例如:8123107652a a d a d a d a d =+=+=+=-=.(2)若m n p q +=+,则m n p q a a a a +=+,若2m n p +=,则2m n p a a a +=.★ 例如:1928374652a a a a a a a a a +=+=+=+=,12132n n n a a a a a a --+=+=+=.(3)下标成等差数列且公差为m 的项k a ,k m a +,2k m a +,组成公差为md 的等差数列.例如:135721,,,,,,n a a a a a -组成公差为2d 的等差数列; 51015205,,,,,,n a a a a a 组成公差为5d 的等差数列.(4){}n a 是公差为d 的等差数列,则{}n ka b +也是等差数列,公差为kd .(5){}n a ,{}n b 都是等差数列,则{}n n a b ±,{}n n pa qb ±也是等差数列.5.判断一个数列是等差数列的方法 (1)定义法:1n n a a d +-=(常数).(2)等差中项法:122++=+n n n a a a 或112-+=+n n n a a a .★ (3)通项公式法:=n a kn b +(公差为k ).(4)前n 项和公式法:2n S An Bn =+(不含常数项的二次函数).★三、等差数列的前n 项和1.等差数列前n 项和公式n a 通项公式得到)★ 21()22n d dS n a n =+-(以n 为变量,体现二次函数) 2n S An Bn =+(简化写法,不含常数项的二次函数)2.和的有关性质等差数列{}n a ,公差为d ,前n 项和为n S ,那么: (1){}n S n也成等差数列,其首项与{}n a 首项相同,公差是{}n a 公差的12.(2)等差数列{}n b ,前n 项和为n T(21(21)n n S n a -=-).★ (3)数列232,,,k k k k k S S S S S --是等差数列,公差为2k d .★(4)S 奇表示奇数项的和,S 偶表示偶数项的和,则有:①当项数为偶数2n 时,S S nd -=偶奇,1nn S a S a +=奇偶; ②当项数为奇数21n -时,n S S a -=奇偶,1S nS n =-奇偶.3.和与函数的关系及和的最值 21()22n d dS n a n =+-简写为2()n S An Bn n =+∈*N ,可以把(,)n n S 看作是二次函数图像上孤立的点,因此可以用二次函数的性质来研究和的性质,比如对称和求最值.四、等比数列1.等比数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫作等比数列,这个常数叫作等比数列的公比,通常用字母q 表示(0q ≠).递推式表示为1n na q a +=或1(2)nn a q n a -=≥. 例如:数列{}n a 满足12n n a a +=,则数列{}n a 是公比为2的等比数列.特别注意:等比数列中任何一项都不为0,公比0q ≠,若一个数列是常数列,则此数列一定是等差数列,除了0,0,0,这样的常数列之外,其余的也都是等比数列.注:10a >,1q >时,{}n a 是递增的等比数列;10a >,01q <<时,{}n a 是递减的等比数列; 10a <,01q <<时,{}n a 是递增的等比数列; 10a <,1q >时,{}n a 是递减的等比数列; 1q =时,{}n a 是非零常数列; 0q <时,{}n a 是摆动数列.2.等比中项若三个数a ,G ,b 成等比数列,则G 叫作a 与b 的等比中项. 此时2G ab =例如:2和8的等比中项为4±. 注:①一个等比数列,从第2项起,每一项都是它的前后两项的等比中项,即212n n n a a a ++=,每一项都是前后距离相同两项的等比中项,即2n n m n m a a a -+=.②当三个数成等比数列时,当四个数成等比数列时,常设这3.等比数列的通项公式等比数列{}n a 的首项为1a ,公比为q ,则11n n a a q -=.4.等比数列的性质(1)等比数列{}n a 的第m 项为m a ,则n mn m a a q -=.★ 例如:7652812310a a q a q a q a q -=====.(2)若m n p q +=+,则m n p q a a a a =,若2m n p +=,则2m n p a a a =.★例如:2192837465a a a a a a a a a ====,12132n n n a a a a a a --===.(3)下标成等差数列且公差为m 的项k a ,k m a +,2k m a +,组成公比为mq 的等比数列.例如:135721,,,,,,n a a a a a -组成公比为2q 的等比数列; 51015205,,,,,,n a a a a a 组成公比为5q 的等比数列.(4){}n a 是公比为q 的等比数列,则{}n ka 也是等比数列,公比为q . (5){}n a ,{}n b 都是等比数列,则{}n ka ,{||}n a ,2{}n a ,1{}n a ,{}n n a b ,{}n na b 也是等比数列.5.判断一个数列是等比数列的方法 (1)定义法:1n na q a +=(常数).★ (2)等比中项法:212+=n n n a a a +或211-+=n n n a a a .★ (3)通项公式法:11=n n a a q-(公比为q ).(4)前n 项和公式法:(0,0)nn S Aq A A q =-≠≠.五、等比数列的前n 项和1.等比数列前n 项和公式注意:应用求和公式时,要先看q 是否等于1,必要时需讨论.2.和的有关性质等比数列{}n a ,公比为q ,前n 项和为n S ,那么: (1)数列232,,,k k k k k S S S S S --是等比数列,公比为kq .★(2)m nm n m n n m S S q S S q S +=+=+.(3)S 奇表示奇数项的和,S 偶表示偶数项的和,则有:①当项数为偶数2n 时,S q S =偶奇; ②当项数为奇数21n +时,1S a q S -=奇偶.六、求数列通项公式专题1.公式法等差数列通项公式: 1(1)n a a n d =+-,()n m a a n m d =+-. 等比数列通项公式:11n n a a q -=,n m n m a a q -=. 2.已知n S 与n a 的关系求通项 已知n S 求n a 公式:11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩.3.累加法适用形式:1()n n a a f n +=+.变为1()n n a a f n +-=,下标依次递减1写出等式,直至写到21(1)a a f -=,最后把1n -个等式相加即可得到结果.4.累乘法适用形式:1()n n a a f n +=.变为1()n n a f n a +=,下标依次递减1写出等式,直至写到21(1)af a =,最后把1n -个等式相乘即可得到结果. 5.构造法(1)形如1n n a qa p +=+,用待定系数法构造等比数列.即令1()n n a x q a x ++=+,则1(1)n n a qa q x +=+-,与1n n a qa p +=+对比可知1p x q =-,故数列{}1n pa q +-是公比为q 的等比数列.形如1()n n a qa f n +=+,用待定系数法构造等比数列,令1(1)()n n a A n B q a An B ++++=++,利用系数相等求出A 和B .(2)形如11n n n a pa qp ++=+,采用两边同除法构造等差数列.两边同除以1n p +得到11n n n n a a q p p ++=+,故数列{}nna p是公差为q 的等差数列.两边取倒数得11n n nqa p a pa ++=,即1n n a a p +=+,故{}n a 是公差为qp的等差数列. (4)含有n a ,1n a +的二次三项式,通过因式分解转化为常见数列求解.(5)形如21n n n a pa qa ++=+,用待定系数法转化为211()() n n n n a a p a a λλλ++++=++,化简对比求出λ,则1{}n n a a λ++是公比为p λ+的等比数列,再根据情况求出n a .(6)形如1rn n a pa +=,采用两边取对数法,变形为1lg lg lg n n a r a p +=+,再用待定系数法构造等比数列.(7)换元法:适用于含有根式的递推关系式,把根式整体代换为一个简单数列来表示.6.数学归纳法根据数列前几项的值猜想数列的通项公式,首先带入第一项验证成立,然后假设第k 项成立,最后证明第1k +项也成立,便可证明猜想的公式就是数列的通项公式.七、数列求和专题1.公式法等差数列求和公式: 11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+. 等比数列求和公式:111(1)(1)(1)11n n n na q S a a q a q q q q =⎧⎪=--⎨=≠⎪--⎩.常用求和公式:1123(1)2n n n ++++=+22221123(1)(21)6n n n n ++++=++333321123[(1)]2n n n ++++=+2.分组求和法如果一个数列的通项可以写成n n n c a b =±的形式,而数列{}n a ,{}n b 是等差或等比数列或可转化为能够求和的数列,可采用分组求和法.3.错位相减法{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,求数列{}n n a b ⋅的前n 项和时,采用错位相减法求解,在等式的两边同乘以{}n b 的公比,然后错位一项与{}n n a b ⋅的同次项对应相减,转化为特殊数列求和问题.需注意{}n b 共比为参数字母时,要对公比是否为1做讨论.它是等比数列前n 项和公式的推导方法.4.裂项相消法将数列每一项拆成两项或若干项,使得相加后有一些项可以相互抵消,从而求得其和.一般未被消去的项有前后对称的特点. 常见裂项方法: ①111(1)1n n n n =-++ ②1111()()n n k k n n k=-++③1111()(21)(21)22121n n n n =--+-+ ④ 1111[](1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n =-+++++1k =⑥ 1log (1)log (1)log a a a n n n+=+- 注:(1)裂项常见公式没有必要死记硬背,例如对1(5)n n +裂项,可直接把分式从中间截断,变为115n n -+,再通分求得1155(5)n n n n -=++,与原式比较分母变为5倍,则把裂项后的结果115n n -+前面乘以15就变为与原式相等的裂项,即1111()(5)55n n n n =-++. (2)分母为根式相加形式的裂项,本质就是对分母有理化,即=1k=.(3)对数形式的裂项,考察的是对数的基本计算,利用对数性质巧妙构造相消项,如11log (1)log ()log (1)log a a a a n n n n n++==+-.5.倒序相加法一个数列中,与首末两项等距离的两项之和等于首末两项之和,那么把正着写与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和的方法称为倒序相加法.它是等差数列前n 项和公式的推导方法. 6.并项求和法一个数列的前n 项和中,若项与项之间能两两结合求解,则称为并项求和.形如(1)()n n a f n =-的数列,可用此法.7.含有绝对值的求和关键找到正负转折项进行分类讨论.数学浪子整理制作,侵权必究。
高中数学《数列》总复习
第四章 数列§4.1等差数列的通项与求和一、知识导学1.数列:按一定次序排成的一列数叫做数列.2.项:数列中的每一个数都叫做这个数列的项,各项依次叫做这个数列的第1项(或首项),第2项,…,第n 项,….3.通项公式:一般地,如果数列{a n }的第n项与序号n之间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.4. 有穷数列:项数有限的数列叫做有穷数列.5. 无穷数列:项数无限的数列叫做无穷数列6.数列的递推公式:如果已知数列的第一项(或前几项)及相邻两项(或几项)间关系可以用一个公式来表示,则这个公式就叫做这个数列的递推公式.递推公式是给出数列的一种重要方法,其关健是先求出a 1,a 2,然后用递推关系逐一写出数列中的项.7.等差数列:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项减去它的前一项所得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,公差通常用d表示.8.等差中项:如果a,A,b这三个数成等差数列,那么A=2b a +.我们把A=2ba +叫做a和b的等差中项.二、疑难知识导析1.数列的概念应注意几点:(1)数列中的数是按一定的次序排列的,如果组成的数相同而排列次序不同,则就是不同的数列;(2)同一数列中可以出现多个相同的数;(3)数列看做一个定义域为正整数集或其有限子集({1,2,3,…,n })的函数.2.一个数列的通项公式通常不是唯一的.3.数列{a n }的前n 项的和S n 与a n 之间的关系:⎩⎨⎧≥-==-).2(),1(11n S S n S a n n n 若a 1适合a n (n>2),则n a 不用分段形式表示,切不可不求a 1而直接求a n .4.从函数的角度考查等差数列的通项公式:a n = a 1+(n-1)d=d ·n+ a 1-d, a n 是关于n 的一次式;从图像上看,表示等差数列的各点(n,n a )均匀排列在一条直线上,由两点确定一条直线的性质,不难得出,任两项可以确定一个等差数列.5、对等差数列的前n 项之和公式的理解:等差数列的前n 项之和公式可变形为n d a n d S n )2(212-+=,若令A =2d ,B =a 1-2d,则n S =An 2+Bn. 6、在解决等差数列问题时,如已知,a 1,a n ,d ,n S ,n 中任意三个,可求其余两个。
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2011高中数学必修五数列专题复习复习内容如下考点1:数列的有关概念1.在数列{}n a 中,12a =, 11ln(1)n n a a n+=++,则n a =1.解:A . 211ln(1)1a a =++,321ln(1)2a a =++,…,11ln(1)1n n a a n -=++-1234ln()()()()2ln 1231n na a n n ⇒=+=+-2.已知)(1562*∈+=N n n n a n ,则数列{}n a 的最大项是2.解:数列可以看成一种特殊的函数即)(1562*∈+=N n n n a n 可以看成2()()156Xf X X N X +=∈+通过求函数的最大值可知第12项和第13项最大.3.在数列{}na 中,23312n na n ++=++,()n *∈N ,在数列{}n b 中,)cos(πn n a b =,()n *∈N ,则20082009bb -=_________.3解:na 的奇偶性为:奇,奇,偶,偶,奇,奇,偶,偶,…,从而nb 分别为: 1-,1-,1,1,1-,1-,1,1,…,周期为4,所以,200820091(1)2b b -=--=.答:24.已知数列}{n a 的通项公式为n a =12n +,设13242111n n n T a a a a a a +=+++⋅⋅⋅,求n T .4.解:21n n a a +⋅=4(1)(3)n n ++=2(11n +-13n +).13242111n n n T a a a a a a +=+++⋅⋅⋅=2[(12-14)+(13-15)+(14-16)+……+(1n-12n +)+(11n +-13n +)]=2(12+13-12n +-13n +) 考点2:等差数列1.(2010辽宁文数)设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若36324S S ==,,则9a = .1解析:填15. 316132332656242S a d S a d ⨯⎧=+=⎪⎪⎨⨯⎪=+=⎪⎩,解得112a d =-⎧⎨=⎩,91815.a a d ∴=+= 2.在等差数列{}n a 中,若4681012120a a a a a ++++=,则91113a a -的值为 16 .2.解:利用等差数列的性质得:468101285120a a a a a a ++++== ,824a =,91113a a -=88812(3)1633a d a d a +-+==3.在等差数列{n a }中,22,16610aa x x --=是方程的两根,则5691213a a a a a ++++= . 3解:26a a +=29a =6,∴9a =3,∴5691213a a a a a ++++=59a =15,答:154.等差数列}{n a 共有21n +项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为_________. 4解:依题意,中间项为1+n a ,于是有11(1)319290n n n a na +++=⎧⎨=⎩解得129n a +=.1分析:本题主要是考查等比数列的基本概念和性质,可利用方程思想将等比数列问题转化为1a 和q 处理,也可利用等比数列的定义进行求解.设公比为q ,由题知,12111321a a a q a q =⎧⎨++=⎩得2q =或30q =-<(舍去),∴34584a a a ++= 5.在数列{}n a 在中,542n a n =-,212n a a a an bn ++=+,*n N ∈,其中,a b 为常数,则ab = .5.解:∵,254-=n a n ∴,231=a 从而222)25423(2nn n n S n-=-+=.∴a=2,21-=b ,则1ab =-6.已知两个等差数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为A n 和n B ,且7453nnAn B n +=+,77b a = .6.解:解法1:“若2,,,N m p q m p q *=+∈,则2qp m a a a +=”解析:77b a=1131311313()13172()1322a a Ab b B +⨯==+⨯解法2:可设(745)n A kn n =+,(3)n B kn n =+,则1(1438)n n n a A A k n -=-=+,(22)n b k n =+,则77b a =(14738)17(272)2k k ⨯+=⨯+7.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若4510,15S S ≥≤,则4a 的最大值为___________.7.解:∵等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且4510,15S S ≥≤ ∴4151434102545152S a d S a d ⨯⎧=+≥⎪⎪⎨⨯⎪=+≤⎪⎩ 即1123523a d a d +≥⎧⎨+≤⎩ ∴()4141153533322323d d a a d d a a d a d d d -+⎧=+≥+≥⎪⎨⎪=+=++≤+⎩∴45332da d +≤≤+,5362d d +≤+,1d ≤∴43314a d ≤+≤+= 故4a 的最大值为4. 8.(2010湖北卷理)已知函数()2xf x =,等差数列{}x a 的公差为2.若246810()4f a a a a a ++++=,则212310log [()()()()]f a f a f a f a ⋅⋅⋅= .8.解:依题意2468102a a a a a ++++=,所以135792528a a a a a ++++=-⨯=-1210612310()()()()22a a a f a f a f a f a +++-⋅⋅⋅⋅==∴212310log [()()()()]6f a f a f a f a ⇒⋅⋅⋅⋅=-考点3:等比数列1.(2010福建数)在等比数列{}n a 中,若公比q=4,且前3项之和等于21,则该数列的通项公式n a = . 1【答案】n-14【解析】由题意知11141621a a a ++=,解得11a =,所以通项n a =n-14. 【命题意图】本题考查等比数列的通项公式与前n 项和公式的应用,属基础题.2.(2010江苏卷)8、函数y=x 2(x>0)的图像在点(a k ,a k 2)处的切线与x 轴交点的横坐标为a k+1,k 为正整数,a 1=16,则a 1+a 3+a 5=_________ 2.解析:考查函数的切线方程、数列的通项.在点(a k ,a k 2)处的切线方程为:22(),k k k y a a x a -=-当0y =时,解得2k a x =,所以1135,1641212k k a a a a a +=++=++=.3.在各项都为正数的等比数列{}n a 中,首项13a =,前三项和为21,则345a a a ++=3.解:844. 已知等比数列{}na 的各项都为正数,它的前三项依次为1,1a +,25a +则数列{}na 的通项公式是n a = .4.解:na =13n -. 5. 三个数c b a ,,成等比数列,且(0)a b c m m ++=>,则b 的取值范围是 . 5.解:[,0)(0,]3m m -⋃. 解:设,b a c bq q ==,则有1,0,1b m b bq m b q q q b++=≠∴++=.当0q >时,113m q bq=++≥,而0b >,03mb ∴<≤;当0<q 时,111m q b q =++≤-,即1m b≤-,而0m >,0<∴b ,则0m b -≤<,故[,0)(0,]3m b m ∈-⋃考点4:等差数列与等比数列综合应用1.设等比数列}{n a 的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n+1,S n ,S n+2成等差数列,则q 的值为 .1.解:1(1)1n n a q S q-=-,122n n n S S S ++=+,则有12111(1)(1)(1)2111n n n a q a q a q q q q ++---⋅=+---, 220q q ∴+-=,2q ∴=-.,1q =时,1222(1)(2)23n n n S n S S n n n ++=≠+=+++=+2.在△ABC 中,tan A 是以-4为第3项,4为第7项的等差数列的公差,tan B 是以13为第3项,9为第6项的等比数列的公比,则这个三角形是 .2解:锐角三角形.由题意得444tan tan 20A A =-+⇒=>,319tan tan 303B B =⇒=>tan tan tan tan()10,1tan tan A BC A B A B+=-+=-=>-故 ABC ∆是锐角三角形.3.对于数列{}n a ,定义数列{}na ∆满足: 1nn n a a a+=∆-,(n *∈N ),定义数列2{}n a ∆满足: 21nn n aa a +∆=∆-∆,(n *∈N ),若数列2{}n a ∆中各项均为1,且2120080a a==,则1a =__________.3 解:由数列2{}na ∆中各项均为1,知数列{}n a ∆是首项为1a ∆,公差为1的等差数列,所以,111111(1)(2)2(1)nk n k aa a a n n a n -=∆==+-+-+∆-∑.这说明,n a 是关于n 的二次函数,且二次项系数为12,由2120080a a==,得1(21)(2008)2na n n -=-,从而120070a =.点评:等差比数列的通项公式和前n 项和的公式是数列中的基础知识,必须牢固掌握.4.在数列{}n a 中,11a =,122n n n a a +=+. (Ⅰ)设12n n n a b -=.证明:数列{}n b 是等差数列; (Ⅱ)求数列{}n a 的前n 项和n S .4.解:(1)122n n n a a +=+,11122n nn n a a +-=+, 11n n b b +=+, 则n b 为等差数列,11b =, n b n =,12n n a n -=. (2)1221022)1(232221--⨯+⨯-++⨯+⨯+⨯=n n nn n Sn n n n n S 22)1(23222121321⨯+⨯-++⨯+⨯+⨯=-两式相减,得1222222121210+-⨯=----⨯-⨯=-n n n n n n n S5.等差数列{}n a 的各项均为正数,13a =,前n 项和为n S ,{}n b 为等比数列,11b =,且2264,b S = 33960b S =.(1)求n a 与n b ; (2)求和:12111nS S S +++.5.解、(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,则d 为正整数,3(1)n a n d=+-,1n n b q-= 依题意有23322(93)960(6)64S b d q S b d q ⎧=+=⎨=+=⎩①解得2,8d q =⎧⎨=⎩或65403d q ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(舍去) 故132(1)21,8n n n a n n b -=+-=+= (2)35(21)(2)n S n n n =++++=+∴121111111132435(2)n S S S n n +++=++++⨯⨯⨯+ 11111111(1)2324352n n =-+-+-++-+1111(1)2212n n=+--++32342(1)(2)n n n +=-++6.已知直线:ny x =与圆22:22()n n C x y a n n N ++=++∈交于不同点A n 、B n ,其中数列{}n a 满足:21111,4n n na a A B +==.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设(2),3n n n b a =+求数列{}n b 的前n 项和n S .6.解:(1)圆心到直线的距离d =21111()22,22(2)2322n n n n n n n n a A B a a a a ++-∴==++=+∴=⨯-则易得 (2)10121123(2)2,3122232*********n n n n n nn nb a n S n S n --=+=⋅=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯ 相减得(1)21n n S n =-+。