2020年高三数学大串讲第17讲(数列中常见的求和问题)(原卷版)
数列求和PPT课件

1 2n-1
-
1 2n+1
)]
=
3n 2n+1
.
11.已知 {an} 是 首 项 为 a1, 公 比 为 q 的 等 比 数 列. (1)求和: a1C20-a2C12+a3C22, a1C03-a2C13+a3C23-a4C33 ; (2)由(1)的结果归纳概 括出关于正整数 n 的一个结论, 并加以证明; (3)设q≠1, Sn是{an} 的前 n 项和, 求 S1Cn0-S2C1n+S3C2n-S4C3n+ … +(-1)nSn+1Cnn.
n+1 项
∵lgx+lgy=a, ∴lg(xy)=a.
∴Sn=
n(n+1) 2
lg(xy)=
n(n2+1)a.
注: 本题亦可用对数的运算性质求解:
∵Sn=lg[xn+(n-1)+…+3+2+1y1+2+3+…+(n-1)+n],
∴Sn=
n(n+1) 2
lg(xy)=
n(n2+1)a.
7.求证: Cn0+3Cn1+5Cn2+…+(2n+1)Cnn=(n+1)2n.
-nn2+,1 2
,
n 为偶数时, n 为奇数时.
将数列的每一项拆(裂开)成两项之差, 使得正负项能相互
抵消, 剩下首尾若干项.
例
求和
Sn=
1×1 2+
1 2×3
+…+
1 n(n+1)
.
n n+1
专题30 数列求和5题型分类-备战2025年高考数学一轮专题复习全套考点突破和专题检测(原卷版)

专题30数列求和5题型分类数列求和的几种常用方法1.公式法直接利用等差数列、等比数列的前n项和公式求和.(1)等差数列的前n项和公式:S n=n(a1+a n)2=na1+n(n-1)2d.(2)等比数列的前n项和公式:S n1,=a1(1-q n)1-q,q≠1.2.分组求和法与并项求和法(1)分组求和法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.(2)并项求和法一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n=(-1)n f(n)类型,可采用两项合并求解.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项之积构成的,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 项和公式就是用此法推导的.4.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.常见的裂项技巧(1)1n (n +1)=1n -1n +1.(2)1n (n +2)=(3)1(2n -1)(2n +1)=(4)1n +n +1=n +1-n .(5)1n (n +1)(n +2)=121n (n +1)-1(n +1)(n +2).常用结论常用求和公式(1)1+2+3+4+…+n =n (n +1)2.(2)1+3+5+7+…+(2n -1)=n 2.(3)12+22+32+…+n 2=n (n +1)(2n +1).(4)13+23+33+…+n 3=n (n +1)22.(一)分组求和(1)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.(2)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{c n }的前n 项和.(二)错位相减法求和(1)如果数列{a n}是等差数列,{b n}是等比数列,求数列{a n·b n}的前n项和时,常采用错位相减法.(2)错位相减法求和时,应注意:①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“S n-qS n”的表达式.②应用等比数列求和公式时必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式S n=na1.b(三)裂项相消法的原则及规律(1)裂项原则一般是前面裂几项,后面就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.(2)消项规律消项后前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项.2(四)倒序相加法将一个数列倒过来排列,当它与原数列相加时,若有规律可循,并且容易求和,则这样的数列求和时可用倒序相加法(等差数列前n项和公式的推导即用此方法).一、单选题1.(2024高二上·陕西西安·阶段练习)数列9,99,999,…的前n 项和为A .109(10n -1)+n B .10n -1C .109(10n -1)D .109(10n -1)-n 2.(2024高二下·湖北·阶段练习)高斯(Gauss )被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称.小学进行123100++++L 的求和运算时,他这样算的:1100101+=,299101+=,…,5051101+=,共有50组,所以501015050⨯=,这就是著名的高斯算法,课本上推导等差数列前n 项和的方法正是借助了高斯算法.已知正数数列{}n a 是公比不等于1的等比数列,且120231a a =,试根据以上提示探求:若24()1f x x =+,则()()()122023f a f a f a +++= ()A .2023B .4046C .2022D .40443.(2024高三下·江西·开学考试)已知数列21443n n ⎧⎫⎨⎬+-⎩⎭的前n 项和为n T ,若对任意的*n ∈N ,不等式263n T a a <-恒成立,则实数a 的取值范围是()A .2,[1,)3⎛⎤-∞-+∞ ⎥⎝⎦ B .2(,1],3⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭ C .2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .2,(1,)3x ⎛⎫--+∞ ⎪⎝⎭ 4.(2024·浙江)已知数列{}n a满足)111,N n a a n *+==∈.记数列{}n a 的前n 项和为n S ,则()A .100332S <<B .10034S <<C .100942S <<D .100952S <<二、填空题5.(2024高二下·江苏南京·期中)已知数列{}i a 的项数为()N n n *∈,且1C (1,2,)i i n i n a a i n -++== ,则{}i a 的前n 项和n S 为.6.(2024高二上·湖北黄冈·期末)1202年意大利数学家列昂那多-斐波那契以兔子繁殖为例,引人“兔子数列”,又称斐波那契数列,即11235813213455 ,,,,,,,,,,该数列中的数字被人们称为神奇数,在现代物理,化学等领域都有着广泛的应用.若此数列各项被3除后的余数构成一新数列{}n a ,则数列{}n a 的前2022项的和为.7.(2024高二上·上海黄浦·期中)数列()()()22311,(12),122,1222,,122,n -+++++++++ 的前n 项和为.8.(2024高三下·全国·开学考试)现取长度为2的线段MN 的中点1M ,以1MM 为直径作半圆,该半圆的面积为1S (图1),再取线段1M N 的中点2M ,以12M M 为直径作半圆.所得半圆的面积之和为2S (图2),再取线段2M N 的中点3M ,以23M M 为直径作半圆,所得半圆的面积之和为3S ,以此类推,则1ni i iS ==∑.9.(2024高三·全国·对口高考)已知函数4()42x x f x =+,则()(1)f x f x +-=;数列{}n a 满足2016n n a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则这个数列的前2015项的和等于.10.(2024·江苏·模拟预测)若数列{}n a 满足C (1,2,3,,1)ii n i n a a i n -+==- ,12n a =,则{}n a 的前n 项和为.11.(2024高三·全国·专题练习)已知{}n a 为无穷等比数列,13a =,n a 的各项和为9,2n n b a =,则数列{}n b 的各项和为.12.(2024·全国)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为20dm 12dm ⨯的长方形纸,对折1次共可以得到10dm 12dm ⨯,20dm 6dm ⨯两种规格的图形,它们的面积之和21240dm S =,对折2次共可以得到5dm 12dm ⨯,10dm 6dm ⨯,20dm 3dm ⨯三种规格的图形,它们的面积之和22180dm S =,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为;如果对折n 次,那么1nkk S==∑2dm .13.(2024·湖北·模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数、倒序相加法、最小二乘法、每一个n 阶代数方程必有n 个复数解等.若函数()22log 1x f x x =-,设()112311,,2n n a a f f f f n n n n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==++++∈≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭N ,则1210a a a +++=.14.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1211121n n S S S n ++⋅⋅⋅+=+,设函数()1cos π2f x x =+,则32021122022202220222022a a a a f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.15.(2024高三上·河北·阶段练习)德国大数学家高斯年少成名,被誉为数学届的王子,19岁的高斯得到了一个数学史上非常重要的结论,就是《正十七边形尺规作图之理论与方法》.在其年幼时,对123100+++⋯⋯+的求和运算中,提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法,现有函数()xf x ={}n a 满足()121(0)(1)N n n a f f f f f n n n n *-⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,若12n n n b a +=,则{}n b 的前n 项和n S =.16.(2024高三上·福建泉州·期中)已知12cos 2cos x x f x x +⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则202112022i i f =⎛⎫=⎪⎝⎭∑.17.(2024高三·全国·对口高考)数列()55,55,555,5555,,101,9n- 的前n 项和n S =.18.(2024高二上·湖北黄冈·期末)已知{}n a 的前n 项和为n S ,()()1221n n n n aa n +++-=,50600S =,则12a a +=.三、解答题19.(2024高一下·山西·阶段练习)已知数列{}221:1,12,122,,1222,-+++++++ n n a ,求数列{}n a 的前n 项和n S .20.(2024高三上·河北·期末)已知数列{}n a 满足312232222n na a a a n ++++= .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log n n b a =,求数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭的前n 项和.21.(2024高三上·河北邯郸·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足11340,4n n a S a +--==.(1)证明:数列{}n a 是等比数列;(2)求数列{}n na 的前n 项和n T .22.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知公差为正数的等差数列{}n a 的前n 项和为2,3n S a =,且136,,23a a a +成等比数列.(1)求n a 和n S .(2)设n b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .23.(2024高三上·海南·期末)已知数列{}n a 满足14a =,*122(N )n n a a n +=+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若1n n n b a a +=+,求数列{}n b 的前n 项和n S .24.(2024高一下·广东梅州·期末)已知等差数列{}n a 的前四项和为10,且237,,a a a 成等比数列(1)求通项公式na (2)设2n an b =,求数列n b 的前n 项和nS 25.(2024高三上·辽宁大连·期末)已知数列{}n a 满足:()*111,1,2,n n n a n a a n a n +-⎧==∈⎨⎩N 为奇数为偶数.设21n n b a -=.(1)证明:数列{}2n b -为等比数列,并求出{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n a 的前2n 项和2n S .26.(2024高三上·重庆·阶段练习)已知数列{}n a 中,2122a a ==,且22,4,n n na n a a n ++⎧=⎨⎩为奇数为偶数.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求{}n a 的前10项和10S .27.(2024·云南红河·一模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其中公比451211,8a a q a a +≠-=+,且378S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log ,1, n n na nb n a ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列}n b 的前2n 项和2n T .28.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项积为,0,2nn n n n T T a a T ≠=-.(1)求证:数列{}n T 是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)令()()()11111n n n n b a a -+=-+-,求数列{}n b 的前n 项和n S .29.(2024高三上·云南·阶段练习)已知数列{}n a 满足:312232222n n a a a a n +++⋅⋅⋅+=(*n ∈N ),数列{}n b 满足5012n n b a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求1299b b b ++⋅⋅⋅+.30.(2024高二下·江西萍乡·期末)已知函数()142xa f x =++关于点11,22⎛⎫⎪⎝⎭对称,其中a 为实数.(1)求实数a 的值;(2)若数列{}n a 的通项满足2023n n a f ⎛⎫=⎪⎝⎭,其前n 项和为n S ,求2022S .31.(2024高三上·天津河北·期末)已知{}n a 是等差数列,其公差d 不等于0,其前n 项和为{},n n S b 是等比数列,且11223131,,2a b a b S a b ===-=.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b 的前n 项和n T ;(3)记1222n n n n a c a a ++=,求{}n c 的前n 项和n P .32.(2024高三·全国·专题练习)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,()1121n n a S n a ==+,,.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列12n n a -⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .33.(2024高三上·全国·期末)数列{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,公比11223303,1,4,12q a b a b a b <<====.(1)求{}{}n n a b 、的通项公式;(2)求数列{}nna b 的前n 项和.34.(2024·吉林白山·一模)已知等比数列{}n a 满足12a =,且2420a a +=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足n n b n a =⋅,{}n b 其前n 项和记为n S ,求n S .35.(2024·全国·模拟预测)已知{}2n n a 是等差数列,n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等比数列.(1)求证:12a a =;(2)记{}n a 的前n 项和为n S ,对任意*n ∈N ,16n S ≤≤,求1a 的取值范围.36.(2024高二上·湖南张家界·阶段练习)已知等差数列{}n a 满足24a =,4527a a -=,公比不为1-的等比数列{}n b 满足34b =,()45128b b b b +=+.(1)求{}n a 与{}n b 通项公式;(2)设()*13N n n n c n a a +=∈⋅,求{}n c 的前n 项和n S .37.(2024·全国·模拟预测)已知正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且425S S =,222n n a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设11n n n n a b S S ++=,求数列{}n b 的前n 项和n T .38.(2024·新疆·一模)非零数列{}n a 满足()()()()*112212n n n n n n n a a a a a a a n +++++--=-∈N ,且121,2a a ==.(1)设1nn n na b a a +=-,证明:数列{}n b 是等差数列;(2)设11n n n c a a +=,求{}n c 的前n 项和n T .39.(2024高三上·辽宁沈阳·期中)已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足112n n n S a a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,(1)求nS (2)求12233411111n n S S S S S S S S ++++⋯+++++40.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且21n n S a =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足2log ,,n n na nb a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .41.(2024高三上·山西忻州·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,123a =-,1322n n S S +=-(*n ∈N ).(1)求{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b ,{}n c 满足()32log n n b a =-,n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和n T .42.(2024·四川攀枝花·二模)已知数列{}n a 满足()*1144,313n n na a a n a +=-=∈-N .(1)证明:11n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列;(2)求数列1n n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .43.(2024高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2321n n S a n =-+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T .44.(2024高三上·云南曲靖·阶段练习)已知数列{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,n S 是{}n a 的前n 项和,n *∈N .(1)若11a =,且22n n a a =,求数列{}n a 的通项公式;(2)若13a d =,数列{}n b a 的首项为1a ,满足13n n b b a a +=,记数列{}n b 的前n 项和为n T ,求5T .45.(2024高三上·广东东莞·期末)数列{}n a 的前n 项积为n T ,且满足()()1122n T n n =++.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记()1ln nn n b a =-,求数列{}n b 的前2n 项和2n S .46.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足11334n n a a a +==-,,记)23n n b a =-+.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)已知()1111n n n n n b c b b +++=-⋅,记数列{}n c 的前n 项和为n S .求证:221n S ≥.47.(2024高二下·福建厦门·阶段练习)数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 的前n 项积为n T ,且()()**21,!n n n S a n T n n =-∈=∈N N .(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若,,n n na n cb n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求{}n c 的前n 项和n P .48.(2024高三上·云南德宏·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n n S a n =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()()211n n b n a =++,求数列{}n b 的前n 项和n T .49.(2024高三上·河北廊坊·期末)已知数列{}n a 是递增的等比数列,142332,12a a a a =+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()()1111n n n n a b a a ++=++,求数列{}n b的前n 项和n S .50.(2024·四川绵阳·二模)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且5645,60S S ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .51.(2024高三·全国·专题练习)仓库有一种堆垛方式,如图所示,最高一层2盒,第二层6盒,第三层12盒,第四层20盒,第五层30盒,L,请你寻找至少两个堆放的规律.52.(2024·广东广州·三模)已知正项数列{}n a 和{},n n b S 为数列{}n a 的前n 项和,且满足242n n n S a a =+,()*22log n n a b n N =∈(1)分别求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)将数列{}n a 中与数列{}n b 相同的项剔除后,按从条到大的顺序构成数列{}n c ,记数列{}n c 的前n 项和为n T ,求100T .53.(2024·湖南岳阳·三模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其公比1q ≠-,4578127a a a a +=+,且4393S a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)已知13log ,,n n n a n b a n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前n 项和n T .54.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知等差数列{}n a 与等比数列{}n b 的前n 项和分别为:,n n S T ,且满足:()21413,2n n n S a S n +==+,22214n n n T S n n -=---(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若,2n nn c n S =⎨⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项的和2n U .55.(2024高三下·湖南常德·阶段练习)已知数列{}n a ,{}n b ,n S 为数列{}n a 的前n 项和,210,4n a a b =>,若12a =,()2211202n n n n a a a a n ----=≥,且()211n n nb n b n n +-+=+,*N n ∈.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若数列{}n c 的通项公式为,2,4n n n n n a b n c a b n ⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数,令n T 为{}n c 的前n 项的和,求2n T .56.(2024高三上·江苏南京·阶段练习)已知等比数列{}n a 的公比1q >,前n 项和为n S ,满足:234613,3S a a ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设1,,n n n a n b b n n -⎧=⎨+⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .57.(2024·广东汕头·一模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,()*322n n a S n n N =+∈.(1)证明:数列{}1n a +为等比数列,并求数列{}n a 的前n 项和为n S ;(2)设()31log 1n n b a +=+,证明:222121111n b b b ++⋅⋅⋅+<.58.(2024·浙江宁波·模拟预测)设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足()()222*330,n n S n n S n n n N -+--+=∈.(1)求1a 的值:(2)求数列{}n a 的通项公式:(3)证明:对一切正整数n244⎫+≤-⎪⎭.59.(2024高三上·天津和平·阶段练习)已知{}n a 为等差数列,前n 项和为(){},*∈n n S n N b 是首项为2的等比数列,且公比大于0,2334111412,2,11b b b a a S b +==-=.(1){}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}2n n a b ⋅的前8项和8T ;(3)证明:()212591nii i b b =<-∑.60.(2024·河北沧州·模拟预测)已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若34102252,33+==a a S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()22π1cos3n n n b a =+,求数列{}n b 的前18项和18T .61.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知数列{}n a 满足211222,1,3nn n n a a a a a +++-===.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求111222(1)n n n n n a a +++⎧⎫⎛⎫+-⎪⎪-⋅⎨⎬ ⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭的前n 项和n T .62.(2024·安徽合肥·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知21342n n n n S S S a +++=-,11a =,23a =.(1)证明:数列{}12n n a a +-是等差数列;(2)记22(1)n n n a b n n++=+,n T 为数列{}n b 的前n 项和,求n T .63.(2024·浙江·模拟预测)已知数列{}n a 满足2*11,N ,5n n a a n a +=∈=.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设22,1n n n n a b S a =-为数列{}n b 的前n 项和,求证12n S <.64.(2024·江西南昌·三模)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,满足()111n n n S S n n a ++=+,且112a =.(1)求n S ;(2)若()221n n b n a =+,求数列{}n b 的前n 项和n T .65.(2024·山东烟台·三模)已知数列{}()11,1,11n n n a a na n a +=-+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足()1πsin cos π2n n n b a a +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求数列{}n b 的前2n 项和2nT66.(2024·福建漳州·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,21nnS n a =+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记数列12log n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,求集合{}*10,N k k T k ≤∈中元素的个数.67.(2024·福建厦门·模拟预测)已知数列{}n a 满足111,12nn n a a a a +==+.(1)证明1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,并{}n a 的通项公式;(2)设214n n n c n a a +=,求数列{}n c 的前n 项和n T .68.(2024高三上·河北邢台·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且231n n S a =-.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若()()1311n n n n b a a +=++,求数列{}n b 的前n 项和n T .69.(2024高三上·江西赣州·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且540S =,9126S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ,并证明:16n T <.70.(2024·广东汕头·三模)已知各项均为正数的数列{an }中,a 1=1且满足221122n n n n a a a a ++-=+,数列{bn }的前n 项和为Sn ,满足2Sn +1=3bn .(1)求数列{an },{bn }的通项公式;(2)设n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和Sn ;(3)若在bk 与bk +1之间依次插入数列{an }中的k 项构成新数列{}n c ':b 1,a 1,b 2,a 2,a 3,b 3,a 4,a 5,a 6,b 4,……,求数列{cn }中前50项的和T 50.71.(2024·福建福州·模拟预测)已知数列{}n a 的首项145a =,1431n n n a a a +=+,*n ∈N .(1)设1nn na b a =-,求数列{}n b 的通项公式;(2)在k b 与1k b +(其中*k ∈N )之间插入2k 个3,使它们和原数列的项构成一个新的数列{}n c .记n S 为数列{}n c 的前n 项和,求36S .72.(2024高三上·江苏镇江·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,满足12542,30,2a b S b ===+是3b 与5b 的等差中项.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)设()(1)nn n n c a b =-+,求数列{}n c 的前20项和20T .73.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知11a =,且数列23n n S a ⎧⎫-⎨⎩⎭是公比为13的等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()1213n n b n -=+,求其前n 项和nT 74.(2024高三上·湖南长沙·阶段练习)已知数列{}n x 的首项为1,且1121212222n n n n n nx x nx x x -+--++++= .(1)求数列{}n x 的通项公式;(2)若()()1121,2n n n n b n x x S +=+-为{}n b 前n 项的和,求n S .75.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,2n n S na =,23a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若16n n b a =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .76.(2024高三上·重庆沙坪坝·阶段练习)已知数列{}n a 为等差数列,数列{}n b 为等比数列,且*∈N n b ,若1212312342,15a b a a a b b b b ==++=+++=.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)设由{}n a ,{}n b 的公共项构成的新数列记为{}n c ,求数列{}n c 的前5项之和5S .77.(2024高三·全国·专题练习)求和()()()22122323322332322n n n n n S --=+++⋅++⋅⋅⋅++⋅+⋅+⋅⋅⋅+.78.(2024·天津津南·模拟预测)已知{}n a 是单调递增的等差数列,其前n 项和为n S .{}n b 是公比为q 的等比数列.1142423,,a b a b S q S ====⋅.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设()1,,7n n n n n nn a b n c a b n a S -⎧⎪=⎨⎪+⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前n 项和n T .79.(2024·天津)已知{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,()()115435431,5,4a b a a a b b b ===-=-.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()2*21n n n S S S n ++<∈N ;(Ⅲ)对任意的正整数n ,设()21132,,,.n nn n n n n a b n a a c a n b +-+⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项和.80.(2024·天津·一模)已知数列{}n a 是等差数列,其前n 项和为n A ,715a =,763A =;数列{}n b 的前n 项和为n B ,()*233n n B b n =-∈N .(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)求数列1n A ⎧⎫⎨⎩⎭的前n 项和n S ;(3)求证:12nkk ka B =<∑.。
专题:数列求和讲义

专题:数列求和(一)主要知识:1.直接法:即直接用等差、等比数列的求和公式求和。
(1)等差数列的求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=(2)等比数列的求和公式S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q=a 1(1-q n )1-q ,q ≠1.(切记:公比含字母时一定要讨论)2.公式法:如果一个数列是等差、等比数列或者是可以转化为等差、等比数列的数列,我们可以运用等差、等比数列的前项和的公式来求和.对于一些特殊的数列(正整数数列、正整数的平方和立方数列等)也可以直接使用公式求和.222221(1)(21)1236nk n n n kn =++=++++=∑2333331(1)1232nk n n kn =+⎡⎤=++++=⎢⎥⎣⎦∑3.倒序相加法:类似于等差数列的前项和的公式的推导方法,如果一个数列{}n a 的前项中首末两端等“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项和即可用倒序相加法,如等差数列的前项和公式即是用此法推导的.4.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项之积构成的,那么这个数列的前项和即可用此法来求,如等比数列的前项和公式就是用此法推导的. 若,其中是等差数列,是公比为等比数列,令 ,则两式错位相减并整理即得.5.裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,即数列的每一项都可按此法拆成两项之差,在求和时一些正负项相互抵消,于是前项的和变成首尾若干少数项之和,这一求和方法称为裂项相消法.适用于类似(其中是各项不为零的等差数列,为常数)的数列、部分无理数列等.用裂项相消法求和,需要掌握一些常见的裂项方法 (1),特别地当时,;(2)()1n k n kn k n =+-++,特别地当时,11n n n n=+-++;n n n n n n n(3)()()221111212122121n n a n n n n ⎛⎫==+- ⎪-+-+⎝⎭(4)()()()()()1111122112n a n n n n n n n ⎛⎫==- ⎪ ⎪+++++⎝⎭(5) 6.分组转化求和法:有一类数列,它既不是等差数列,也不是等比数列,但是数列是等差数列或等比数列或常见特殊数列,则可以将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比数列或常见的特殊数列,然后分别求和,再将其合并即可.7.并项求和法:一个数列的前项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如()()1nn a f n =-类型,可采用两项合并求解.例如,22222210099989721n S =-+-++-()()()100999897215050=++++++=.. [易错提示] 利用裂项相消法解决数列求和问题,容易出现的错误有两个方面: (1)裂项过程中易忽视常数,如容易误裂为112n n -+,漏掉前面的系数12; (2)裂项之后相消的过程中容易出现丢项或添项的问题,导致计算结果错误.应用错位相减法求和时需注意:①给数列和S n 的等式两边所乘的常数应不为零,否则需讨论; ②在转化为等比数列的和后,求其和时需看准项数,不一定为n . 主要方法:1.求数列的和注意方法的选取:关键是看数列的通项公式; 2.求和过程中注意分类讨论思想的运用; 3.转化思想的运用;分组转化法求和的常见类型(1)若a n =b n ±c n ,且{b n },{c n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.(2)通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,c n ,n 为偶数的数列,其中数列{b n },{c n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求和.利例1.【2016北京文15】已知{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且23b =,39b =,11a b =,144a b =. (1)求{}n a 的通项公式;(2)设n n n c a b =+ ,求数列{}n c 的前n 项和.【答案】(1)()211,2,3,n a n n =-=⋅⋅⋅;(2)2312n n -+.)()11(11q p q p p q pq <--=n )211(21)2(1+-=+n n nn(2)由(1)知,21n a n =-,13n n b -=.因此1213n n n n c a b n -=+=-+.从而数列{}n c 的前n 项和()113521133n n S n -=+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+=()12113213n n n +--+=-2312n n -+.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n 2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和. 解:(1)当n =1时,a 1=S 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n 2-(n -1)2+(n -1)2=n ,故数列{a n }的通项公式为a n =n .(2)由(1)知a n =n ,故b n =2n +(-1)n n ,记数列{b n }的前2n 项和为T 2n , 则T 2n =(21+22+…+22n )+(-1+2-3+4-…+2n ). 记A =21+22+…+22n ,B =-1+2-3+4-…+2n , 则A =2(1-22n )1-2=22n +1-2,B =(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n -1)+2n ]=n , 故数列{b n }的前2n 项和T 2n =A +B =22n +1+n -2.,练习.求和:①个n n S 111111111++++= ②22222)1()1()1(n n n xx x x x x S ++++++=思路分析:通过分组,直接用公式求和。
数列求和各种方法总结归纳课件PPT

[冲关锦囊]
用错位相减法求和时,应注意 (1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数
的情形; (2)在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“
错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
[精析考题] [例3] (2011·全国新课标卷)等比数列{an}的各项均为正数,且2a1+ 3a2=1,a32=9a2a6. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求数列{b1n}的前n项和.
(1)an=kn+b,利用等差数列前n项和公式直接求解;
所以,当n>1时,①-②得 用错位相减法求和时,应注意
①转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相减来完成.
①转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相减来完成.
数列求和各种方法总结归纳
二、非等差、等比数列求和的常用方法 1.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 或等于同一常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒 序相加法,如等差数列的前n项和即是用此法推导的.
2.分组求和法 若一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列 或可求和的数列组成,则求和时可用分组转化法,分别 求和而后相加减.
∴bn+1+1=2bn+2=2(bn+1).
∴((11b))要a1n=善=0于k,n识b+1别b+,题1利=目用1类≠等0型.差n1,数-特列别n前是+n1等项比1和数公列=式公直-比接为求n负解2+数n;1.
所以数列{b1n}的前n项和为-n2+n1.
[巧练模拟]—————(课堂突破保分题,分分必保!)
高2020届理科数学一轮复习课件金太阳新考案第十七单元 §17.1 合情推理与演绎推理

§17.1合情推理与演绎推理一合情推理二演绎推理1.定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理.简言之,演绎推理是由一般到的推理.2.“三段论”是演绎推理的一般模式,包括:(1)大前提——已知的;(2)小前提——所研究的;二、1.特殊2.(1)一般原理(2)特殊情况(3)一般原理已知数列{a n}中,a1=1,当n≥2时,a n=a n-1+2n-1,依次计算a2,a3,a4后,猜想a n的表达式是(). A.a n=3n-1 B.a n=4n-3C.a n=n2D.a n=3n-1【试题解析】由a1=1,a2=4,a3=9,a4=16,猜想a n=n2.【参考答案】C根据图中的数构成的规律,可得a表示的数是().C.60D.144【试题解析】由图中的数据可知,每行除首末两个数外,其他数等于其肩上上一行两个数的乘积,所以a=12×12=144.【参考答案】D有下列几种说法:归纳推理和类比推理是“合乎情理”的推理,统称为合情推理;②合情推理得出的结论,因为合情,所以一定正确;③演绎推理是一般到特殊的推理;④演绎推理的结论的正误与大前提、小前提和推理的形式有关.以上说法正确的个数是().A.0B.1C.2D.3【试题解析】根据题意,依次分析所给的4个说法:对于①,符合合情推理的定义,①正确;对于②,合情推理得出的结论不一定是正确的,②错误;对于③,演绎推理是一般到特殊的推理,符合演绎推理的定义,③正确;对于④,演绎推理的形式为三段论,即大前提、小前提和结论,演绎推理的结论的正误与大前提、小前提和推理的形式有关,④正确.综上所述,有3个是正确的.故选D.【参考答案】D我们熟悉定理:平行于同一条直线的两条直线平行.其数学符号语言:∵a∥b,b∥c,∴a∥c.这个推理称为.(填“归纳推理”“类比推理”“演绎推理”之一).【试题解析】∵平行于同一条直线的两条直线平行,(大前提)而a∥b,b∥c,(小前提)∴a∥c.(结论)∴这是一个三段论,属于演绎推理.【参考答案】演绎推理题型一归纳推理【例1】如图所示的是按一定规律排列的三角形等式表,现将等式从左至右,从上至下依次编上序号,即第一个等式为20+21=3,第二个等式为20+22=5,第三个等式为21+22=6,第四个等式为20+23=9,第五个等式为21+23=10……依此类推,则第99个等式为().20+21=320+22=521+22=620+23=921+23=1022+23=1220+24=1721+24=1822+24=2023+24=24……A.27+213=8320B.27+214=16512C.28+214=16640D.28+213=8448【试题解析】依题意,用(t,s)表示2t+2s,题中等式的规律:第一行为3(0,1);第二行为5(0,2),6(1,2);第三行为9(0,3),10(1,3),12(2,3);第四行为17(0,4),18(1,4),20(2,4),24(3,4);….又因为99=(1+2+3+…+13)+8,所以第99个等式应位于第14行的从左至右的第8个位置,即27+214=16512,故选B.【参考答案】B1-=,1-+-=+,1-+-+-=++,……据此规律,第n个等式应为.【试题解析】等式左边的特征:第1个等式有2项,第2个等式有4项,第3个等式有6项,且正负交错.故第n个等式左边有2n项且正负交错,应为1-+-+…+--.等式右边的特征:第1个等式有1项,第2个等式有2项,第3个等式有3项.故第n个等式有n项,且由前几个等式的规律不难发现第n个等式右边应为++++…+.【参考答案】1-+-+…+--=++++…+题型二类比推理【例2】三角形的面积为S=(a+b+c)r,a,b,c为三角形的边长,r为三角形内切圆的半径,利用类比推理,可以得出四面体的体积为().A.V=abcB.V=ShC.V=(ab+bc+ac)·h(h为四面体的高)D.V=(S1+S2+S3+S4)·r(其中S1,S2,S3,S4分别为四面体四个面的面积,r为四面体内切球的半径)【试题解析】设四面体的内切球的球心为O,则球心O到四个面的距离都是r,根据三角形的面积的求解方法——分割法,将O与四个顶点连起来,可得四面体的体积等于以O为顶点,分别以四个面为底面的四个三棱锥体积的和,所以四面体的体积V=(S1+S2+S3+S4)r,故选D.【参考答案】D【追踪训练2】若数列{a n}是等差数列,则数列{b n}+++也是等差数列.类比这一性质可知,若正项数列{c n}是等比数列,且{d n}也是等比数列,则d n的表达式应为().A.d n=+++B.d n=C.d n=+++D.d n=【试题解析】(法一)由题意可知,商类比开方,和类比积,算术平均数类比几何平均数,故d n的表达式为d n=.(法二)若{a n}是等差数列,则a1+a2+…+a n=na1+-d,∴b n=a1+-d=n+a1-,即{b n}是等差数列.若{c n}是等比数列,则c1·c2·…·c n=·q1+2+…+(n-1)=·-,∴d n==c1·-,即{d n}是等比数列.【参考答案】D题型演绎推理三【例3】下面几个推理过程是演绎推理的是().(n≥2,n∈N*),计算出a2,a3,a4的值,然后猜想{a n}的通项公式A.在数列{a n}中,根据a1=1,a n=-+-B.某校高二共8个班,一班51人,二班52人,三班52人,由此推测各班人数都超过50人C.因为无限不循环小数是无理数,而π是无限不循环小数,所以π是无理数D.由平面三角形的性质,推测空间四面体的性质【试题解析】A与B都是从特殊到一般的推理,是归纳推理,均属于合情推理;C为三段论,是从一般到特殊的推理,是演绎推理;D是由特殊到特殊的推理,是类比推理,属于合情推理;故选C.【参考答案】C简单的演绎推理,易错点在于混淆合情推理与演绎推理的概念,弄清概念是关键.【追踪训练3】如图,D,E,F分别是BC,CA,AB上的点,∠BFD=∠A,且DE∥BA.求证:ED=AF.(要求注明每一步推理的大前提、小前提和结论,并把最终的推理过程用简略的形式表示出来)【试题解析】因为同位角相等,两条直线平行,(大前提)而∠BFD与∠A是同位角,且∠BFD=∠A,(小前提)所以DF∥EA.(结论)因为两组对边分别平行的四边形是平行四边形,(大前提)而DE∥BA,且DF∥EA,(小前提)所以四边形AFDE是平行四边形.(结论)因为平行四边形的对边相等,(大前提)而ED和AF为平行四边形的对边,(小前提)所以ED=AF.(结论)上面的推理过程可简略地写成:⇒四边形AFDE是平行四边形⇒ED=AF.方法归纳推理的一般步骤一1.观察:通过观察具体事物发现某些相同特征.2.概括、归纳:从已知的相同特征中概括、归纳出一个明确表述的一般性命题.3.猜测一般性结论.【突破训练1】已知x∈(0,+∞),观察下列各式:x+≥2,x+=++≥3,x+=+++≥4,….类比得x+≥n+1(n∈N*),则a= .【试题解析】第一个式子是n=1的情况,此时a=11=1;第二个式子是n=2的情况,此时a=22=4;第三个式子是n=3的情况,此时a=33=27.归纳可知a=n n.【参考答案】n n方法类比推理的一般步骤二1.找出两类事物之间的相似性或一致性.2.用一类事物的某些已知特征、性质去推测另一类事物具有的类似特征、性质,得出一个明确的命题(或猜想).3.检验这个猜想.一般情况下,如果类比的两类事物的相似性越多,相似的性质与推测的性质之间越相关,那么类比得出的结论就越可靠.类比得出的结论既可能为真,也可能为假.类比推理是一种由特殊到特殊的认识过程,具有十分重要的实用价值.【突破训练2】在平面内,设h a,h b,h c是三角形ABC三条边上的高,点P为三角形ABC内任一点,点P 到相应三边的距离分别为P a,P b,P c,我们可以得出结论:++=1.把它类比到空间,则三棱锥中类似的结论为.【试题解析】设h a,h b,h c,h d分别是三棱锥A-BCD四个面上的高,P为三棱锥A-BCD内任一点,点P 到相应四个面的距离分别为P a,P b,P c,P d,于是可以得出结论:+++=1.【参考答案】+++=1方法演绎推理的规律方法三1.分析演绎推理的构成时,要正确区分大前提、小前提和结论,省略大前提的要补出来.2.判断演绎推理是否正确的方法:(1)看推理形式是否为由一般到特殊的推理,只有由一般到特殊的推理才是演绎推理,这是最易出错的地方.(2)看大前提是否正确,大前提往往是定义、定理、性质等,注意其中有无前提条件.(3)看小前提是否正确,注意小前提必须在大前提的范围之内.(4)看推理过程是否正确,即看由大前提、小前提得到的结论是否正确.【突破训练3】某国家流传这样的一个政治笑话:“鹅吃白菜,参议员先生也吃白菜,所以参议员先生是鹅.”结论显然是错误的,是因为().A.大前提错误B.小前提错误C.推理形式错误D.非以上错误【试题解析】大前提“鹅吃白菜”本身正确,小前提“参议员先生也吃白菜”本身也正确,但不是大前提下的特殊情况,鹅与人不能类比,所以不符合三段论的推理形式,所以推理形式错误.【参考答案】C1.(2018西安五校联考)下列推理是归纳推理的是().A.A,B为定点,动点P满足|PA|+|PB|=2a>|AB|,则P点的轨迹为椭圆B.由a1=1,a n=3n-1,求出S1,S2,S3,猜想出数列的前n项和S n的表达式C.由圆x2+y2=r2的面积πr2,猜想出椭圆+=1的面积S=πabD.科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇【试题解析】从S1,S2,S3猜想出数列的前n项和S n,是从特殊到一般的推理,所以选项B是归纳推理,故选B.【参考答案】B2.(2018海南八校一模)正弦函数是奇函数,f(x)=sin(x2+1)是正弦函数,因此f(x)=sin(x2+1)是奇函数,以上推理().A.结论正确B.大前提不正确C.小前提不正确D.全不正确【试题解析】f(x)=sin(x2+1)不是正弦函数,所以小前提错误.【参考答案】C3.(2018吉林白山二模)平面内有n条直线,最多可将平面分成f(n)个区域,则f(n)的表达式为().A.n+1B.2nC.++D.n2+n+1【试题解析】1条直线将平面分成1+1=2个区域;2条直线最多可将平面分成1+(1+2)=4个区域;3条直线最多可将平面分成1+(1+2+3)=7个区域;……n条直线最多可将平面分成1+(1+2+3+…+n)=1++=++个区域,故选C.【参考答案】C4.(2018江西七校一模)给出下列三个类比结论:①(ab)n=a n b n与(a+b)n类比,则有(a+b)n=a n+b n;②log a(xy)=log a x+log a y与sin(α+β)类比,则有sin(α+β)=sin αsin β;③(a+b)2=a2+2ab+b2与(a+b)2类比,则有(a+b)2=a2+2a·b+b2.其中正确结论的个数是().A.0B.1C.2D.3【试题解析】(a+b)n≠a n+b n(n≠1,a·b≠0),故①错误.sin(α+β)=sin αsin β不恒成立.如α=30°,β=60°,sin 90°=1,sin 30°·sin 60°=,故②错误.由向量的运算公式知③正确.【参考答案】B5.(2018保定一模)观察下列不等式:1+<,1++<,1+++<,……照此规律,第五个不等式为.【试题解析】观察每行不等式的特点,每行不等式左端最后一个分数的分母的开方与右端分数的分母相等,且每行不等式右端分数的分子构成等差数列.故第五个不等式为1+++++<.【参考答案】1+++++<6.(2018安徽安庆二模)若P0(x0,y0)在椭圆+=1(a>b>0)外,过点P0作椭圆的两条切线,切点为P1,P2,则切点弦P1P2所在直线的方程是+=1,那么对于双曲线,则有如下命题:若P0(x0,y0)在双曲线-=1(a>0,b>0)外,过点P0作双曲线的两条切线,切点为P1,P2,则切点弦P1P2所在直线的方程是.【试题解析】设P1(x1,y1),P2(x2,y2),则以P1,P2为切点的切线方程分别是-=1,-=1.因为P0(x0,y0)在这两条切线上,所以-=1,-=1,这说明P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线-=1上,故切点弦P1P2所在直线的方程是-=1.【参考答案】-=17.(2018北京东城区模考)设f(x)=+,先分别求f(0)+f(1),f(-1)+f(2),f(-2)+f(3),然后归纳猜想一般性结论,并给出证明.【试题解析】f(0)+f(1)=+++=+++=-+-=,同理可得,f(-1)+f(2)=,f(-2)+f(3)=.又在这三个特殊式子中,自变量之和均等于1, 归纳猜想:当x1+x2=1时,均有f(x1)+f(x2)=.证明如下:设x1+x2=1,则f(x1)+f(x2)=+++=+++++=++++++=++++=++++=.8.(2018河北衡水一模)如图,我们知道,圆环也可以看作线段AB绕圆心O旋转一周所形成的平面图形,又圆环的面积S=π(R2-r2)=(R-r)×2π×+,所以,圆环的面积等于以线段AB=R-r为宽,以AB中点绕圆心O 旋转一周所形成的圆的周长2π×+为长的矩形面积.请你将上述想法拓展到空间,并解决下列问题:若将平面区域M={(x,y)|(x-d)2+y2≤r2}(其中0<r<d)绕y轴旋转一周,则所形成的旋转体的体积是().A.2πr2dB.2π2r2dC.2πrd2D.2π2rd2【试题解析】平面区域M的面积为πr2,由类比知识可知,平面区域M绕y轴旋转一周得到的旋转体为实心的车轮内胎,旋转体的体积等于以圆(面积为πr2)为底,以O为圆心、d为半径的圆的周长2πd为高的圆柱的体积,所以旋转体的体积V=πr2×2πd=2π2r2d,故选B.【参考答案】B9.(2018辽宁葫芦岛模考)如图(1),若从点O所作的两条射线OM、ON上分别有点M1、M2与点N1、N2,则=·.如图(2),若从点O所作的不在同一平面内的三条射线OP、OQ和OR上分别有点P1、P2、点Q1、Q2和点R1、R2,则类似的结论为.【试题解析】考查类比推理问题,由题意得三棱锥P1-OR1Q1及三棱锥P2-OR2Q2的底面面积之比为·,又过顶点分别向底面作垂线,得到高的比为,故--=··,即--=··.【参考答案】--=··10.(2018河北唐山一中月考)在Rt△ABC中,若AB⊥AC,AD⊥BC于点D,则=+.那么在四面体A -BCD中,类比上述结论,你能得到怎样的猜想,并说明理由.【试题解析】如图(1)所示,由射影定理得AD2=BD·CD,AB2=BD·BC,AC2=CD·BC,∴===.又BC2=AB2+AC2,∴=+=+.猜想:在四面体A-BCD中,若AB、AC、AD两两垂直,AE⊥平面BCD,则=++.证明如下:如图(2),连接BE并延长交CD于点F,连接AF.∵AB⊥AC,AB⊥AD,AC∩AD=A,AC⊂平面ACD,AD⊂平面ACD,∴AB⊥平面ACD.∵AF⊂平面ACD,∴AB⊥AF.在Rt△ABF中,∵AE⊥BF,∴=+.在Rt△ACD中,∵AF⊥CD,∴=+.∴=++.11.(2018广东湛江二模)对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),给出定义:设f'(x)是函数y=f(x)的导数,f″(x)是f'(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.若f(x)=x3-x2+3x-,请你根据这一发现,(1)求函数f(x)的对称中心;(2)计算f+f+f+f+…+f的值.【试题解析】(1)f'(x)=x2-x+3,f″(x)=2x-1.由f″(x)=0,得2x-1=0,解得x=.f=×-×+3×-=1.由题中给出的结论,可知函数f(x)=x3-x2+3x-的对称中心为.(2)由(1)知函数f(x)=x3-x2+3x-的对称中心为,所以f++f-=2,即f(x)+f(1-x)=2.故f+f=2,f+f=2,f+f=2,……f+f=2.所以f+f+f+f+…+f=×2×2012=2012.。
2024届高考数学专题复习-数列求和课件

解
析
:
∵an
=
1 4n2-1
=
1 2
2n1-1-2n1+1
,
∴
Sn
=
1 2
[
11-13
+
13-15
+
…
+
2n1-1-2n1+1]=121-2n1+1=2nn+1.
答案:2nn+1
分组转化法求和
[例 1] 已知数列{an}的前 n 项和 Sn=n2+2 n,n∈N *. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设 bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前 2n 项和. [解] (1)当 n=1 时,a1=S1=1; 当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=n2+2 n-(n-1)2+2 (n-1)=n. 又 a1=1 也满足 an=n,故数列{an}的通项公式为 an=n.
(2021·全国乙卷)设{an}是首项为 1 的等比数列,数列{bn}满足 bn=n3an.已知 a1,3a2,9a3 成等差数列. (1)求{an}和{bn}的通项公式; (2)记 Sn 和 Tn 分别为{an}和{bn}的前 n 项和.证明:Tn<S2n. 解:(1)设{an}的公比为 q,则 an=qn-1. 因为 a1,3a2,9a3 成等差数列,所以 1+9q2=2×3q,解得 q=13, 故 an=3n1-1,bn=3nn.
[逐点清]
1.(必修 5 第 61 页 A 组 4 题改编)数列{1+2n-1}的前 n 项和为
A.1+2n
B.2+2n
C.n+2n-1
D.n+2+2n
解析:由题意得 an=1+2n-1,所以 Sn=n+11--22n=n+2n-1.
答案:C
()
2.(易错题)已知数列{an}的前 n 项和为 Sn 且 an=n·2n,则 Sn=________.
数列求和 课件-2023届高三数学一轮复习

1
1
1
n+1
n+1
1-
,故 Tn=2 -2+1-
=2 -
-1.
n+1
n+1
n+1
选②,设{an}的公差为 d,由 a3+a5=16,S3+S5=42,
a =2,
1
解得
所以 an=2n,Sn=n2+n.所以 a1=2,a2=4,
d=2,
a1a2
设{bn}的公比为 q,则 b1=a1=2,b2= 2 =4,
高三一轮复习
5.4 数列求和
公式法
错位相
倒序相
加法
减法
数列
求和
并项求
和法
裂项相
消法
分组转
化法
一.公式法
知识点 数列前 n 项和的求法:公式法
(1)等差数列的前 n 项和公式
n(a1+an)
n(n-1)
na1+
d .
2
Sn=___________
=___________________
2
(2)等比数列的前 n 项和公式
所以 q=2,所以 bn=2n,
2-2n+1
1
n+1
=2 -2,因为S
n
1
所以数列{bn}的前 n 项和为
= 2
1-2
n +n
1
1
1
1
1
1
=
=n -
,所以数列S 的前 n 项和为 1-2 +2 -
n
n(n+1)
n+1
故 Tn=2
1
1
n+1
-2+1-
=2 -
-1.
n+1
n+1
2020年高考数学(理)之数列专题07数列的求和(错位相减法求和)(解析版)

数列07 数列的求和(错位相减法求和)、具体目 1. 掌握等差、等比数列的求2. 掌握等非差、等比数列求和的几种常见方法考纲解读:会用公式法、倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分组转化法求解不同类型数列的和,非 等差、等比数列的求和是高考的热点,特别是错位相减法和裂项相消法求和 .二、知识概述: 求数列前 n 项和的基本方法 (1)直接用等差、等比数列的求和公式求和;35等差:Sn n(a 1 a n ) 2 na 1n(n 1)d2 d ;等比: Sn na 1a 1(1 q n) (q 1q(q 1) 公比是字母时需要讨论 .1)( 理 ) 无穷递缩等比数列时, a11q 2) 掌握一些常见的数列的前 n 项和公式:23n 21 ;2 4 62nn ;12222232n n 1 2n 1 ;13 23332n 2;3)倒序相加法求和:如果一个数列a n,与首末两端等“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 .(4)错位相减法求和: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项之积构成的,那么 这个数列的前 n 项和即可用此法来求 . q 倍错位相减法: 若数列 c n 的通项公式 c n a nb n ,其中 a n 、b n 中一个是等差数列,另一个是等比数列,求和时一般可在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列 的公比,然后再将所得新和式与原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和.这种方法叫 q 倍错位相减法. 温馨提示: 1. 两个特殊数列等差与等比的乘积或商的组合 .2. 关注相减的项数及没有参与相减的项的保留 .(5)分组求和:有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,把数列的每一 项分成若干项,使其转化为等差或等比数列,先分别求和,再合并 .f n ,n 2k 1,k N 形如: a n b n 其中 a n是等差数列, a nb 是等比数列g n ,n 2k,k N2 2 2 2 226)合并求和:如求 100299298297222 12的和 .7)裂项相消法求和:把数列的通项拆成两项之差,正负相消剩下首尾若干项 常见拆项:错位相减法例题解析】2n【解析】由 S n 11 2 1 31 n24 8111得: 1 2 2 3 3 n22223两边同乘以 1 得:21 111 1S n 1 12 23 34 (n2 222324将( 1)—( 2)得: 1 S n 1 11L22 22 231. 【2018 优选题】求和:S n 1 1 2 214 11 12n11 n 21n (1)1 11) n nn 1 (22 211n2n2n 12n1 1 1 n(n 1) n n 11(2n 1)(2n1)1 1 12 2n 1 2n 11 n(n 1)(n 2) 112 n(n 1) 1 (n 1)(n2) n .关注:参与相减的项1311 Snn12n 1n12n2 2n 12n 1所以可得: S n 3 2n 12 2n 11nn N2n11 1n12 2n 整理得: 1Sn222n12n1,所以求得:S n12n12n变式】求和: S n (2n 1)12n解析】由 S n 1(2n 1) 12n两边同乘以 将( 1)— 得: 1得, 1S 22n 12n( 1)12n 1(2)2) 得:12Sn1 2212312n2n12S n222n111 22n 12n1 15 8 4S n(2n1 (2n112n1a 1 b1 3,b2 a3,b3 4a2 3.设{a n} 是等差数列,{b n} 是等比数列,公比大于0,已知1) 求{a n} 和{b n} 的通项公式;2) 1, n为奇数 ,设数列{c n}满足c n b,n为偶数 .求a1c1 a2c2 L a2n c2n(n2N).解析】1)设等差数列a n 的公差为d ,等比数列b n 的公比为q依题意,3q 3 2d,3q215 4d, 解得d q3,3,故a n 3 3(n 1) 3n, b n n3 3n1 3n.所以,a n 的通项公式为a n3n,b n 的通项公式为b n3n.2) a1c1a2c2L a2nc2na1a3a5a2n 1 a2b1a4b2a6b3 L a2n b n 3n(n 1) 1(6 3112 32 18 33 6n 3n)记T n 3n261 31 32 Ln 3n1 312 32 3n,① 则3T n32 33n 3n1,②② - ①得,2Tn 32 33 3n 3n 131 3n133n 1(2n 1)3n 132所以,a1c1a2c2a2nc2n 3n26T n 3n23(2n 1)3n 1 3 (2n 1)3n 2 6n2 92nN 答案】(1) a n 3n,b n 3n;(2n 1)3n 2 6n2 91)326n 9(n N)2.【2018 年高考浙江卷】已知等比数列 { a n}的公比 q>1,且 a3+a4+a5=28,a4+2 是 a3,a5 的等差中项.数列{b n}满足 b1=1,数列 { ( b n+1- b n)a n}的前 n 项和为 2n2+n.( 1)求 q 的值;(2)求数列 { b n}的通项公式.【解析】本题主要考查等差数列、等比数列、数列求和等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力.(1)由a4 2是a3,a5的等差中项得a3 a5 2a4 4,所以a3 a4 a5 3a4 4 28,解得a4 8.1由a3 a5 20得8(q ) 20,因为q 1,所以q 2.qS1,n 1,(2)设c n (b n 1 b n )a n ,数列{c n} 前 n项和为S n.由c n S1S ,n 2.解得c n 4n 1.SnSn 1,n 2.由( 1)可知a n 2n 1,所以b n 1b n(4n 1) (1)n 1,故b n b n 1(4n 5) (1)n 2,n 2,22b n b1 (b n b n 1) (b n 1 b n 2) L (b3 b2) (b2 b1)1n 2 1n 31(4n 5) (2)n 2 (4n 9) (2)n 3 L 723.1 1 1设T n 3 7 11 ( )2 L (4n 5) ( )n 2,n 2 ,2 2 21Tn3 1 7 (1)2 L (4n 9) (1)n 2 (4n 5) (1)n 12 2 2 2 21 1 1 1 1 1所以1T n 3 4 1 4 (1)2 L 4 (1)n 2 (4n 5) (1)n 1,因此T n 14 (4n 3) (1)n 2,n 2,2 2 2 2 2 2又b1 1,所以b n 15 (4n 3) (1)n 2.21【答案】( 1) q 2 ;( 2) b n 15 (4n 3) ( )n 2.3.【2017 年高考天津卷】已知{a n} 为等差数列,前 n项和为S n(n N ),{b n} 是首项为 2的等比数列,且公比大于0,b2 b3 12,b3 a4 2a1,S11 11b4 .(1)求{a n} 和{b n} 的通项公式;( 2)求数列{ a2n b2n 1} 的前 n 项和(n N ) .【解析】(1)设等差数列{a n} 的公差为d ,等比数列{b n} 的公比为q.22由已知b2 b3 12,得b1(q q2) 12,而b1 2,所以q2 q 6 0.又因为 q 0,解得 q 2.所以, b n 2n.由 b 3 a 4 2a 1,可得 3d a 1 8 ①.由 S 11 =11b 4 ,可得 a 1 5d 16 ②, 联立①②,解得 a 1 1,d 3,由此可得 a n 3n 2 .所以,数列 {a n }的通项公式为 a n 3n 2,数列 { b n }的通项公式为 b n 2n. (2)设数列 {a 2n b 2n1}的前n 项和为 T n ,由a 2n 6n 2,b 2n12 4n1 ,有a 2n b 2n 1 (3n 1) 4n ,故 T n 2 4 542 8 43L (3n 1) 4n ,4T n 2 425438 44L (3n4) 4n(3n 1) 4n 1,上述两式相减,得 3T n 2 4 3 423 43L 3 4n(3n 1) 4n 1 12 (14 )4 (3n14n 1 n 13n 2 n 1 8 1) 4n 1 (3n 2) 4n 18 ,得 T n4 . 33所以,数列 {a 2n b 2n1} 的前n 项和为 3n 24n1 8.33【答案】(1) a n 3n 2,b n 2n;(2)3n 24n 1 8.334.【2017 年高考山东卷文数】已知 {a n } 是各项均为正数的等比数列,且 a 1 a 2 6,a 1a 2 a 3 .2)由题意知:S 2n1(2n1)(b 21b2n 1)(2n 1)b n 1,又S 2n 1 b n b n1,b n1 0,所以b n 2n 1,所以a n2n令c n b a nn ,则c n因此 T n c 1 c 2 L22232n 1 2n 12n 12n又12T n22 23 24L2n 1 2n2n2n 11) 求数列 {a n } 的通项公式;2) {b n } 为各项非零的等差数列,其前 n 项和 S n ,已知 S 2n b n b n 1 ,求数列 { bn } 的前 n 项和 T n .解析】21)设{ a n } 的公比为 q ,由题意知 a 1(1 q) 2a 1q .又 a n解得 a 1 2,q 2 ,2n 12n13 1 1 两式相减得 1T n 3 (1 122 n 2 2 22所以T n 5 2n n 52n{x n } 是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2.1)求数列 { x n }的通项公式;q 2,x1 1,因此数列 {x n } 的通项公式为 x n 2n 2)过P 1,P 2,P 3,⋯,P n 1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,Q 3,答案】(1) a n 2n;(2)T n2n 52n因为 q 0,所以由 (1)得 x n 1 x n 2n 2n 12n 1记梯形 P n P n 1Q n 1Q n 的面积为 b n.由题意b n(n n 1) 2n 122n2(2n 1) 2n 2所以T n b1b2b 3 ⋯+b n=3 2 1 20 1 n 3 7 2 ⋯+(2n 1) 2n 3n2 (2n 1) 2n 2 ①, 又 2T n 3 20 12 5 21 7 22 ⋯+(2n 1)2n 2 (2n 1) 2n 1 ②, 1) 2n 1,2n 1)2n 1 ,5.【 2017 年高考山东卷理数】已知 xOy 中,依次连接点 P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2),⋯, P n+1(x , n+1)得到折线由题意得x 1q x 1q2)如图,在平面直角坐标系T n .x1 2 x 1q32,所以 3q 2 5q 2 0,① -②得T n 3 2 1 (2 22 L 2n 1) (2n1) 2n 1n1=322(1122) (2n 1) 2n1. 所以T n数列{c n}满足c n a n b n .1)求证:{b n} 是等差数列;2)求数列{c n} 的前 n 项和 S n;【解析】本题考点是等差数列的定义、等比数列的通项、以及数列求和的综合运用题. 要求对数列的相关知识能熟练应用 .1(1)由题意知,a n()n(n N*)4∴数列{b n}是首项 b1 1,公差 d 3的等差数列1n(2)由( 1)知,a n ( )n ,b n 3n 2(n N*)41nc n (3n 2) (1)n,(n N*)4Sn1 1 4 (1)2 7 (1)3(3n 5) 1)n 1答案】(1)x n 2n 1;(2)T n(2n 1) 2n 121【. 2019 优选题】已知数列{ a n }是首项为 a11, 公比 q 1的等比数列,设bn2443log 1 a n(n4N*),1a1gna1gna1gna1g(2n 1) 2n 121n(3n 2) (1)n,41 n 1 n 14 4 4 41 1 1 1于是1S n 1 (1) 4 (1) 7 (1) (3n 5) 44 4 4 41 n 1 n 1 1 1n 1(41)n ] (3n 2) (14)n 1 12 (3n 2) (41)n 1.2.已知等比数列a n 的公比 q 1,且 a 3 a 4 a 528a 4 2 ,是a 3,a 5 a 3的等差中项. 数列 b nⅠ)求 q 的值;(Ⅱ)求数列 b n 的通项公式. 解析】分析 : (Ⅰ)根据条件、等差数列的性质及等比数列的通项公式即可求解公比,2b n 1 b n a n 的前 n 项和为 2n 2n求通项,解得b n1 b n ,再通过叠加法以及错位相减法求 b n .解析】(Ⅰ)由a 4 2是 a 3,a 5 的等差中项得 a 3 a 5 2a 4 4,所以1a 3 a 4 a 5 3a 4 4 28,解得 a 4 8.由a 3 a 5 20得8 q20,因为 q1.q所以 q 2 .所以 S n 2 3n 2 33满足b 11 ,数列 b n12b na n的前 n 项和为2n 2n .n211n31 3.=4n 54n 9722271 2 21212n2设T n 3 114n 5 ,n 2,23n11 1 111T n 3 7114n 52n2 2222两式相减得: 1T n34 1 4 14n 512n222b n b 1b n b n 1bn 1bn 2 b 3 b 2 b 2 b 1n2两式相减得 3Sn 1 3[(1) 2(1)34 4 4 4Ⅱ)先根据数列Ⅱ)设 c nb n 1 b n a n ,数列c n 前 n 项和为 S n .由c nS 1 ,n 1 S n S n 1,n解得 c n2n4n 1.由(Ⅰ)可知 a n 2n 1,所以 b n 1 b nn114n 1 ,故b nb n 1n21 4n 5 , n2,1因此得 T n 14 4n 3,n 2.又 b 1 1,所以 b n 15 4n 3 41 n2Ⅰ)求数列 b n 的通项公式;(a 1)n 1Ⅱ)令 cn ((a b n n 12))n. 求数列减法”k5 [4 4(22 11) (n 1) 2n 2] 3n 2n3.【 2016 高考山东理数】已知数列的前 n 项和 S n =3n 2+8n , b n 是等差数列,且a nbn 1.分析】(Ⅰ)根据 a n S n S n 1 及等差数列的通项公式求解;Ⅱ)根据(Ⅰ)知数列 c n 再用错位相减法求其前 n 项和 . 考点: 1. 等差数列的通项公式; 2. 等差数列、等比数列的求和; 的通项公式, 3. “错位相当 n 1 时, a 1S 1 11,所以 a n 6n 5.设数列 b n 的公差为d ,a 1b 1 b 211 2b 1 d由1 1 2,,可解得 b 1 4,d a 2 b 2 b 317 2b 1 3d所以 b n 3n 1.(Ⅱ)由(Ⅰ)知cn(6n 6)n 1n 3(n 1) 2n 1,(3n 3)n又T n c 1 c 2c 3c n ,2得 T n 3 [2 223 254 26(n 1) 2n1] ,3 2T n 3 [2 233 24 4 25 (n 1) 2n 2] ,两式作差,得T n 3 [2 222324 2n 1(n 1) 2n 2]解析】(Ⅰ)由题意知当 n 2时,3,anSnSn n2的前 n 项和 T n .5,16n13 31 18k 5 k(9k 4) L2 2 2 2S3k 2S3k 1 a3k 1k(4 9k)n1,n3 6故Sn(n 1)(1 3n),n6n(3n 4), n6S 3n 9n 4,(2) b nn nn 4n2 4n1 13 22 9n 4 T n [ 2Ln ],2 4 42 4(3k 1)71 3k2 1两式相减得:7 2 3 6所以T n3n 2n答案】(Ⅰ) bn 3n 1 ;(Ⅱ) T n 3n 2n * 2*4. 数列 {a n }的通项 a nn 2 (cos 2 n 3 2n sin 2 n3 ) ,其前n 项和为 S n .(1) 求 Sn ; (2) b nS3nn,求数列{ b n }的前 n 项和T n .n 4n2n 2n 解析】 (1) 由于 cos 2 sin 233 2ncos 3,故S3k(a 1 a2a 3) (a 4 a 5 a 6) L(a3k 2a 3k 1a 3k)12 2232)(425262) L(3k 2)2 (3k 1)22 (3k)2))k(4 9k)24T n1[13 222 9n 4],4n 1 ],223T n 12[1394n 9n 4]4n 1[13 2994 4n 9n 4]4n ]122n 39n, 22n 1 ,Tn 3 22n 33n. 22n 1.5.已知数列 {a n }的首项 a1 23, an 2a n1 1,2,3,⋯.anⅠ)证明:数列 { 11}a n 是等比数列; Ⅱ)数列 { n} 的前 n 项和S n . an 解析】Ⅰ) Q an2a n a n 1an 1an2a n11 2 a n1 an 1112(a n1) 又a 1 2,3 a11,2设T n数列 { 1an1} 是以为 12首项,1为公比的等比数列.2由(Ⅰ)知an11 2 1 2n1 11 21n ,即 a 1n21n1,ann2nn .12 2 22323n2n则 1T n 122n22223n12nn2n 1 ,由① ②得1 11Tn22n 2 2212(1 2n2n 1112n 1 2n 2n 1T n 2 21n 1 2nn.又 1 2 3n(n 1)137.已知数列 { a n }满足a 1 1,且 a n 2a n1 2n(n 2,且n N *). (Ⅰ)求 a 2 , a 3;(Ⅱ)证明数列 { ann }是等差数列;2 32n(Ⅲ)求数列 { a n }的前n 项之和 S n【解析】(Ⅰ) a 2 2a 1 226, a 3 2a 2 2320.(Ⅱ) a n2a n 1 2n(n 2,且n N *),数列 { n} 的前 n 项和 S n 2ann2 n n(n 1)2nn2 n 4 2n22n6.设数列 an 满足 a1 23a 2 32a 33n 1a naN Ⅰ)求数列 a n 的通项;设 b nna n ,求数列bn的前 n 项和 S n .解析】 (I ) a 13a 2 32a 3 ...3 1annn 3, a1 3a2 2a3...3n 2a n 1n 31(n 2),3n 1a nn1 313(n 2).an31n(n 2).N ).1 时也满足上式,验证n31n(n an31n311n3na n2nan 12n 11(n 2,且nN *) ,即2a n n a 2n n 111(n 2,且n N *).∴数列{2an n } 是首项为 2a111,公差为 d 2 1的等差数列. Ⅲ) 由(Ⅱ) 得a n 1 2n2 (n 1)d(n 1) 1 ∴a n (n 12) 2n .S n2S n1 212 1 2 223 2 3 2 22 23 5 2 5 2 23 (n 2n (1) (2)得 S n 1 22 23 2n (n24 (n 12) 1 12) 2n (n 12) 2n (1) 1 (2) 12) 2n1 22 23 2n (n 1) 2n 11 2 2(1 2n) 12 (n 12)2n 1 (3 2n) 2n 3. ∴S n(2n 3)2n3.8. 数列a n的前 n 项和为 Sn , a 1 1, an 2S n (n N)Ⅰ)求数列 a n 的通项 a n Ⅱ)求数列 na n 的前 n项和 Tn 解析】(Ⅰ) Q a n 1 2S n , S n 1 S n 2Sn , S nn 1 *又Q S 1 a 1 1, 数列 S n 是首项为 1,公比为 3的等比数列, S n3n 1(n N * ) 当 n≥2时, a n 2S n 1 2g3n 2(n≥ 2), an 1, n 1,g3n 2,n≥ 2.Ⅱ) T n a 1 2a 2 3a 3 L nan , 当 n 1时, T1 1; 当 n ≥ 2时, T n 1 4g30 6g31 L 2ng3n 21 2 n 1 3T n 3 4g316g32L 2ng3n 1,① ② 得: 2T n122 4 2(3132Ln 2 n 13n 2)2ng3n 1n23(1 3n 2) 2 2g 2ng3nn11 (1 2n)g3n 1131 1 n 1T nn 3n 1(n≥ 2) 又Q T 1 a 1 1也满足上式, 22T n 21n 12 3n 1(n ≥ 2)n11 a n 是公比为 的等比数列, a nn2 n 2T n 33k 1 ( k N * ) 3k9. 已知数列1 a ,a an 1 2 n n 1项和 s n n 2, T n a 1b 1 a 2b 2 a 3b 3 La nb n ,求证:T n 3 。
高考数学专题复习《等比数列求和,裂项相消思想》知识梳理及典型例题讲解课件(含答案)

等比数列求和
——裂项相消思想
高考分析
纵观近几年高考命题,数列求和是高考中每年必考的内容之一.
全国卷经常以等差数列、等比数列为基础考查程序化计算类的数
列求和,近几年侧重于新的情境,考查内容更加灵活多变.
2020年全 2020年
2021年新 2021年全 2022年全国甲 2022年新高
卷
考Ⅰ卷
国Ⅰ卷
∙ = ∙
前面学习了等差数列的前n项和,那么
如何求等比数列的前n项和呢?
忆一忆
等比数列的前n项和公式的推导
采用了什么方法?
等比数列前n项和:Sn=a1+a2+a3+ ···+an
即:Sn=a1+a1q+a1q2+······+a1qn-2+a1qn-1
qSn= a1q+a1q2+a1q3+······+ a1qn-1+a1qn
例:数列{an }的通项公式an n2,数列{bn }的通项公式bn 2n
求数列{anbn }的前n项和
解:anbn n2.2n cn
Sn c1 c2 c3 cn
Sn 1.21 4.22 9.23 n2.2n
2S n
1.22 4.23 (n 1)2 2n n2.2n1
S n bn 1
1 qn
b1 a1 (
)
1 q
例:数列{an }的通项公式an n,数列{b n }的通项公式b n 2 n
求数列{an bn }的前n项和
解:设anbn n.2 bn 1 bn
n
高中数学4.2.2-等差数列的前n项和(精讲)(原卷版)

4.2.2 等差数列的前n 项和考点一 等差数列的基本量【例1】(2020·陕西省安康中学其他(理))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,3242S S S +=,11a =,则7S =( ) A .-77 B .-70C .-49D .-42【一隅三反】1.(2020·内蒙古赤峰)若等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足44a =,410S =,则公差d =( ) A .1B .1-C .2D .2-2.(2020·河南信阳·其他(文))正项等差数列{}n a 的前n 和为n S ,已知2375150a a a +-+=,则9S =( ) A .35B .36C .45D .543.(2020·湖北十堰)已知等差数列{}n a 的前n 项和n S 满足3318,180,270n n S S S -===,则n =( ) A .12B .13C .14D .15考点二 前n 项和S n 与等差中项【例2】(1)(2020·云南省云天化中学高一期末)等差数列{}n a 中,3912a a +=,则数列{}n a 前11项和11S =( )A .12B .60C .66D .72(2).(2020·吉林朝阳·长春外国语学校开学考试)设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,若535,9a a =则95SS =( ) A .1B .1-C .2D .12【一隅三反】1.(2020·四川成都·二模(文))若数列{}n a 为等差数列,且满足5383a a a ++=,n S 为数列{}n a 的前n 项和,则11S =( ) A .27B .33C .39D .442.(2020·河北运河·沧州市一中月考)若两个等差数列{}n a {}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,且满足3122n n S n T n -=+,则66a b =( ) A .2B .74C .32D .433.(2020·河北新华·石家庄新世纪外国语学校期中)两等差数列{}n a 和{}n b ,前n 项和分别为n S ,n T ,且723n n S n T n +=+,则220715a ab b ++的值为( ) A .14924B .7914C .165D .51104.(2020·湖南宁乡一中)在等差数列{}n a 中,35710133()2()24a a a a a ++++=,则此数列前13项的和是( ). A .13B .26C .52D .56考点三 前n 项和S n 的性质【例3】(1)(2020·陕西省洛南中学高二月考)已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为( ) A .6B .5C .4D .3(2).(2019·陕西武功·高三月考(理))设等差数列{}n a 的前n 项和为n S 若39S =,627S =,则9S =( ) A .45B .54C .72D .81(3)(2020·浙江吴兴·湖州中学)设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且12010a =-,20112008320112008S S -=,则2011S =( ) A .0B .2011C .2009D .2010【一隅三反】1.(2020·山东省临沂第一中学高二期中)一个等差数列共有3n 项,若前2n 项的和为100,后2n 项的和为200,则中间n 项的和为( ) A .75B .100C .50D .1252.(2020·河北运河·沧州市一中月考)n S 是等差数列n a }的前n 项和,若3613S S =,则612S S 为( ) A .310B .13C .18D .193.(2020·黑龙江龙凤·大庆四中月考(理))在等差数列{}n a 中,12018a =-,其前n 项和为n S ,若2,,n 且2S 为等差数列; ,为等差数列151051510S S -=,则2020S =( ) A .0B .2018C .2019-D .2020考点四 前n 项和S n 的最值【例4】(2020·陕西省洛南中学高二月考)已知数列{}n a 中1116,2(*)n n a a a n N +=-=-∈,则数列{}n a 的前n 项和n S 最大时,n 的值为( ) A .8 B .7或8C .8或9D .9 【一隅三反】1.(2021·河南淇滨·鹤壁高中高二月考)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 100>0,S 101<0,则满足a n a n +1<0的n =( ) A .50B .51C .100D .1012.(2020·吉林南关·长春市实验中学)已知数列{}n a 是等差数列,若91130a a +<,10110a a ⋅<,且数列{}n a 的前n 项和n S 有最大值,那么n S 取得最小正值时n 等于( )A .1B .20C .10D .193.(2020·安徽金安·六安一中)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,130S <,140S >,则当S 取得最小值时,n 的值为( ) A .4B .6C .7D .84.(2020·安徽金安·六安一中)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若190S >,200S <,则11S a ,22S a ,…,2020S a 中最大的是( ) A .88S a B .99S a C .110S a D .1111S a 考点五 含有绝对值的求和【例5】(2021·河南淇滨·鹤壁高中高二月考)已知两个等差数列{}n a 、{}n b ,其中11a =,16b =,30b =,记{}n a 前n 项和为n T ,222n n nT =+.(1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式;(2)记n n n c a b =+,设123n n S c c c c =++++,求n S .【一隅三反】1.(2019·浙江吴兴·湖州中学)已知等差数列{}n a 中,257a =-,1712a =-,记n n b a =,记{}n a 的前n 项和为n S ,{}n b 的前n 项和为n T .(1)求首项1a 和公差d ; (2)求n S 和n T 的表达式2.(2020·安徽月考)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且219n S n n =-(*n N ∈).(1)求n S 的最小值;(2)求数列{}n a 的前20项和.3.(2020·商丘市第一高级中学期末)已知数列{}n a 的前n 项和27n S n n =-.(1)求{}n a 的通项公式; (2)求数列{}n a 的前n 项和n T .高考数学:试卷答题攻略一、“六先六后”,因人因卷制宜。
数列求和及数列的综合应用知识点讲解+例题讲解(含解析)

数列求和及数列的综合应用一、知识梳理 1.特殊数列的求和公式 (1)等差数列的前n 项和公式: S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d . (2)等比数列的前n 项和公式: S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q =a 1(1-q n )1-q ,q ≠1.2.数列求和的几种常用方法 (1)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项,使其转化为几个等差、等比数列,再求解. (2)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. (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项之积构成的,这个数列的前n 项和可用错位相减法求解.(4)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中与首末两端等“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求解.3.数列应用题常见模型(1)等差模型:如果后一个量比前一个量增加(或减少)的是同一个固定值,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同一个固定的非零常数,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,应考虑a n 与a n +1(或者相邻三项等)之间的递推关系,或者S n 与S n +1(或者相邻三项等)之间的递推关系. 小结:1.1+2+3+4+…+n =n (n +1)2. 2.12+22+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.3.裂项求和常用的三种变形 (1)1n (n +1)=1n -1n +1. (2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.(3)1n +n +1=n +1-n .二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)若数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q.( ) (2)当n ≥2时,1n 2-1=12(1n -1-1n +1).( )(3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n 时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )(4)若数列a 1,a 2-a 1,…,a n -a n -1是首项为1,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =3n -12.( ) 解析 (3)要分a =0或a =1或a ≠0且a ≠1讨论求解. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√2.数列{a n }中,a n =1n (n +1),若{a n }的前n 项和为2 0192 020,则项数n为( ) A.2 018 B.2 019 C.2 020D.2 021解析 a n =1n (n +1)=1n -1n +1,S n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=n n +1=2 0192 020,所以n =2019. 答案 B3.等比数列{a n }中,若a 1=27,a 9=1243,q >0,S n 是其前n 项和,则S 6=________.解析 由a 1=27,a 9=1243知,1243=27·q 8, 又由q >0,解得q =13,所以S 6=27⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1361-13=3649.答案 36494.(2018·东北三省四校二模)已知数列{a n }满足a n +1-a n =2,a 1=-5,则|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=( ) A.9B.15C.18D.30解析 由题意知{a n }是以2为公差的等差数列,又a 1=-5,所以|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5=5+3+1+1+3+5=18. 答案 C5.(2019·北京朝阳区质检)已知数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,b n -a n =2n +1,且S n +T n =2n +1+n 2-2,则2T n =________________. 解析 由题意知T n -S n =b 1-a 1+b 2-a 2+…+b n -a n =n +2n +1-2, 又S n +T n =2n +1+n 2-2,所以2T n =T n -S n +S n +T n =2n +2+n (n +1)-4. 答案 2n +2+n (n +1)-46.(2019·河北“五个一”名校质检)若f (x )+f (1-x )=4,a n =f (0)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +…+f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n +f (1)(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________.解析 由f (x )+f (1-x )=4,可得f (0)+f (1)=4,…,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n =4,所以2a n =[f (0)+f (1)]+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝ ⎛⎭⎪⎫n -1n +…+[f (1)+f (0)]=4(n +1),即a n =2(n +1). 答案 a n =2(n +1)考点一 分组转化法求和【例1】 (2019·济南质检)已知在等比数列{a n }中,a 1=1,且a 1,a 2,a 3-1成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =2n -1+a n (n ∈N *),数列{b n }的前n 项和为S n ,试比较S n 与n 2+2n 的大小.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q , ∵a 1,a 2,a 3-1成等差数列, ∴2a 2=a 1+(a 3-1)=a 3,∴q =a 3a 2=2,∴a n =a 1q n -1=2n -1(n ∈N *).(2)由(1)知b n =2n -1+a n =2n -1+2n -1,∴S n =(1+1)+(3+2)+(5+22)+…+(2n -1+2n -1) =[1+3+5+…+(2n -1)]+(1+2+22+…+2n -1) =1+(2n -1)2·n +1-2n 1-2=n 2+2n-1. ∵S n -(n 2+2n )=-1<0,∴S n <n 2+2n .规律方法 1.若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.2.若数列{c n }的通项公式为c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和. 【训练1】 已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由S 3+S 4=S 5可得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, ∴3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. (2)由(1)可得b n =(-1)n -1·(2n -1).∴T 2n =1-3+5-7+…+(2n -3)-(2n -1)=(-2)×n =-2n .考点二 裂项相消法求和【例2】 (2019·郑州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S n =a n +12-n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2×3n a n a n +1的前n 项和T n .解 (1)∵a 2=8,S n =a n +12-n -1, ∴a 1=S 1=a 22-2=2,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a n +12-n -1-⎝⎛⎭⎪⎫a n 2-n ,即a n +1=3a n +2,又a 2=8=3a 1+2, ∴a n +1=3a n +2,n ∈N *, ∴a n +1+1=3(a n +1),∴数列{a n +1}是等比数列,且首项为a 1+1=3,公比为3, ∴a n +1=3×3n -1=3n ,∴a n =3n -1.(2)∵2×3n a n a n +1=2×3n (3n -1)(3n +1-1)=13n -1-13n +1-1.∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2×3n a n a n +1的前n 项和 T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫13-1-132-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫132-1-133-1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1-13n +1-1=12-13n +1-1.【训练2】 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 3=a 7,a 8-2a 3=3. (1)求a n ;(2)设b n =1S n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =a 1+6d ,(a 1+7d )-2(a 1+2d )=3,解得a 1=3,d =2, ∴a n =a 1+(n -1)d =2n +1.(2)由(1)得S n =na 1+n (n -1)2d =n (n +2), ∴b n =1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2.∴T n =b 1+b 2+…+b n -1+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2 =34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2.考点三 错位相减法求和【例3】 已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3.(1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n ,已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和T n . 解 (1)设{a n }的公比为q ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1+q )=6,a 21q =a 1q 2,又a n >0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =2,所以a n =2n .(2)由题意知:S 2n +1=(2n +1)(b 1+b 2n +1)2=(2n +1)b n +1, 又S 2n +1=b n b n +1,b n +1≠0, 所以b n =2n +1. 令c n =b na n ,则c n =2n +12n ,因此T n =c 1+c 2+…+c n=32+522+723+…+2n -12n -1+2n +12n ,又12T n =322+523+724+…+2n -12n +2n +12n +1,两式相减得12T n =32+⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n -1-2n +12n +1,所以T n =5-2n +52n .【训练3】 已知等差数列{a n }满足:a n +1>a n (n ∈N *),a 1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后成等比数列,a n +2log 2b n =-1. (1)分别求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则d >0,由a 1=1,a 2=1+d ,a 3=1+2d 分别加上1,1,3后成等比数列,得(2+d )2=2(4+2d ), 解得d =2(舍负),所以a n =1+(n -1)×2=2n -1.又因为a n +2log 2b n =-1,所以log 2b n =-n ,则b n =12n . (2)由(1)知a n ·b n =(2n -1)·12n , 则T n =121+322+523+…+2n -12n ,①12T n =122+323+524+…+2n -12n +1,② 由①-②,得 12T n =12+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+123+124+…+12n -2n -12n +1. ∴12T n =12+2×14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -11-12-2n -12n +1,∴T n =1+2-22n -1-2n -12n =3-4+2n -12n =3-3+2n 2n .考点四 数列的综合应用【例4】 某同学利用暑假时间到一家商场勤工俭学.该商场向他提供了三种付酬方案:第一种,每天支付38元;第二种,第一天付4元,第二天付8元,第三天付12元,依此类推;第三种,第一天付0.4元,以后每天比前一天翻一番(即增加1倍).他应该选择哪种方式领取报酬呢?解 设该学生工作n 天,每天领工资a n 元,共领工资S n 元,则第一种方案a n (1)=38,S n (1)=38n ;第二种方案a n (2)=4n ,S n (2)=4(1+2+3+…+n )=2n 2+2n ;第三种方案a n (3)=0.4×2n -1,S n (3)=0.4(1-2n )1-2=0.4(2n -1). 令S n (1)≥S n (2),即38n ≥2n 2+2n ,解得n ≤18,即小于或等于18天时,第一种方案比第二种方案报酬高(18天时一样高).令S n (1)≥S n (3),即38n ≥0.4×(2n -1),利用计算器计算得小于或等于9天时,第一种方案报酬高, 所以少于10天时,选择第一种方案.比较第二、第三种方案,S 10(2)=220,S 10(3)=409.2,S 10(3)>S 10(2),…,S n (3)>S n (2).所以等于或多于10天时,选择第三种方案.【训练4】 已知二次函数y =f (x )的图象经过坐标原点,其导函数为f ′(x )=6x -2,数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =3a n a n +1,试求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设二次函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0),则f ′(x )=2ax +b .由于f ′(x )=6x -2,得a =3,b =-2,所以f (x )=3x 2-2x .又因为点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上,所以S n =3n 2-2n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n -[3(n -1)2-2(n -1)]=6n -5;当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1=6×1-5,也适合上式, 所以a n =6n -5(n ∈N *).(2)由(1)得b n =3a n a n +1=3(6n -5)[6(n +1)-5]=12·⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1, 故T n =12⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-17+⎝ ⎛⎭⎪⎫17-113+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-16n +1=3n 6n +1.三、课后练习1.(2019·广州模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n ≥2(n ∈N *),且S n 为{a n }的前n 项和,则( )A.a n ≥2n +1B.S n ≥n 2C.a n ≥2n -1D.S n ≥2n -1解析 由题意得a 2-a 1≥2,a 3-a 2≥2,a 4-a 3≥2,…,a n -a n -1≥2, ∴a 2-a 1+a 3-a 2+a 4-a 3+…+a n -a n -1≥2(n -1),∴a n -a 1≥2(n -1),∴a n ≥2n -1,∴a 1≥1,a 2≥3,a 3≥5,…,a n ≥2n -1,∴a 1+a 2+a 3+…+a n ≥1+3+5+…+2n -1,∴S n ≥n (1+2n -1)2=n 2. 答案 B2.某厂2019年投资和利润逐月增加,投入资金逐月增长的百分率相同,利润逐月增加值相同.已知1月份的投资额与利润值相等,12月份投资额与利润值相等,则全年的总利润ω与总投资N的大小关系是()A.ω>NB.ω<NC.ω=ND.不确定解析投入资金逐月值构成等比数列{b n},利润逐月值构成等差数列{a n},等比数列{b n}可以看成关于n的指数式函数,它是凹函数,等差数列{a n}可以看成关于n的一次式函数.由于a1=b1,a12=b12,相当于图象有两个交点,且两交点间指数式函数图象在一次函数图象下方,所以全年的总利润ω=a1+a2+…+a12比总投资N=b1+b2+…+b12大,故选A.答案A3.已知数列{a n}中,a n=-4n+5,等比数列{b n}的公比q满足q=a n-a n-1(n≥2)且b1=a2,则|b1|+|b2|+|b3|+…+|b n|=________.解析由已知得b1=a2=-3,q=-4,∴b n=(-3)×(-4)n-1,∴|b n|=3×4n-1,即{|b n|}是以3为首项,4为公比的等比数列,∴|b1|+|b2|+…+|b n|=3(1-4n)1-4=4n-1.答案4n-14.(2019·潍坊调研)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=5,nS n+1-(n+1)S n=n2+n.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列; (2)令b n =2n a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .(1)证明 由nS n +1-(n +1)S n =n 2+n 得S n +1n +1-S n n =1, 又S 11=5,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是首项为5,公差为1的等差数列. (2)解 由(1)可知S n n =5+(n -1)=n +4,所以S n =n 2+4n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+4n -(n -1)2-4(n -1)=2n +3. 又a 1=5也符合上式,所以a n =2n +3(n ∈N *), 所以b n =(2n +3)2n ,所以T n =5×2+7×22+9×23+…+(2n +3)2n ,① 2T n =5×22+7×23+9×24+…+(2n +1)2n +(2n +3)2n +1,② 所以②-①得T n =(2n +3)2n +1-10-(23+24+…+2n +1)=(2n +3)2n +1-10-23(1-2n -1)1-2=(2n +3)2n +1-10-(2n +2-8) =(2n +1)2n +1-2.。
名师揭秘2020年高考数学冲刺(理)17 数列解答题的解题方法(原卷版)

专题17 数列解答题的解题方法[高考定位] 高考对等差、等比数列基本运算的考查常以客观题的形式出现,要求会利用通项公式、前n 项和公式建立方程组求解,属于低档题;对等差、等比数列性质的考查主要以客观题的形式出现,具有“新、巧、活”的特点,要求会利用数列性质解决有关计算问题,属中低档题;对等差、等比数列的判断与证明的考查主要出现在解答题的第一问,是为求数列的通项公式而准备的,因此是解决问题的关键环节. 考点一 等差、等比数列的基本运算[核心提炼]1.等差数列的通项公式及前n 项和公式a n =a 1+(n -1)d ;S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d . 2.等比数列的通项公式及前n 项和公式a n =a 1q n -1(q ≠0);S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q(q ≠1). [规律方法 等差(比)数列基本运算的解题思路(1)设基本量a 1和公差d (公比q ). (2)列、解方程组:把条件转化为关于a 1和d (q )的方程(组),然后求解,注意整体计算,以减少运算量 考点二 等差、等比数列的性质[核心提炼]1.等差数列的性质(1)若m ,n ,p ,q ∈N *,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q .(2)S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍成等差数列.(3)a m -a n =(m -n )d ⇔d =a m -a n m -n(m ,n ∈N *). (4)a n b n =A 2n -1B 2n -1(A 2n -1,B 2n -1分别为{a n },{b n }的前2n -1项的和). 2.等比数列的性质(1)若m ,n ,r ,s ∈N *,且m +n =r +s ,则a m ·a n =a r a s .(2)a n =a m q n -m .(3)当{a n }的公比q ≠-1(或q =-1且m 为奇数)时,数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…是等比数列.[规律方法]应用数列性质解题的方法(1)解决此类问题的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解.(2)应牢固掌握等差、等比数列的性质,特别是等差数列中“若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q∈N *)”这一性质与求和公式S n =n (a 1+a n )2的综合应用. 考点三 等差、等比数列的判断与证明[核心提炼]1.证明数列{a n }是等差数列的两种基本方法(1)利用定义证明a n +1-a n (n ∈N *)为一常数.(2)利用等差中项,即证明2a n =a n -1+a n +1(n ≥2,n ∈N *).2.证明数列{a n }是等比数列的两种基本方法(1)利用定义证明a n +1a n(n ∈N *)为一不为零的常数. (2)利用等比中项,即证明a 2n =a n -1a n +1(n ≥2,n ∈N *).[规律方法]判断或证明一个数列是等差、等比数列时应注意的问题(1)判断一个数列是等差(等比)数列,还可借助通项公式及前n 项和公式,但不能将其作为证明方法.(2)若要判断一个数列不是等差(等比)数列,只需找到连续3项不成等差(等比)数列即可.(3)a 2n =a n -1a n +1(n ≥2,n ∈N *)是{a n }为等比数列的必要而不充分条件,也就是判断一个数列是等比数列时,要注意各项不为0.【题型汇总】一.等差数列及其性质二.裂项求和的应用三.分项求和四.错位相减求和五.数列的项和互化六.递推数列的解题方法七.数列与参数的问题八.数列分奇偶数【方法总结示例】一.等差数列及其性质例1.已知数列{}n a ,点(,)n n a 在直线322y x =-上.(1)求证:数列{}n a 是等差数列;(2)设||n n b a =,求数列{}n b 的前20项和20S .练习1.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()*1n n a S n N +=∈. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足43log n n b a =+,设12n n T b b b =+++K ,求n T .二.裂项求和的应用例2.已知n S 是公差不为零的等差数列{}n a 的前n 项和,336,S a =是1a 与9a 的等比中项. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列()*24(1)41nn n a b n N n =-∈-,数列{}n b 的前2n 项和为2n P ,若2112020n P +<,求正整数n 的最小值.练习1.已知等差数列{}n a ,若611a =,且2a ,5a ,14a 成等比数列. (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若12a <,设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n S . 练习2. 8.已知数列{}n a 、{}n b 满足:114a =,1n n ab +=,121n n n b b a +=-.(1)证明:11n b ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列,并求数列{}n b 的通项公式; (2)设1223341n n n S a a a a a a a a +=+++⋅⋅⋅+,求实数a 为何值时4n n aS b <恒成立.三.分项求和例3..在①53A B =,②122114a a B -=,③535B =这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答. 已知等差数列{}n a 的公差为(0)d d >,等差数列{}n b 的公差为2d .设,n n A B 分别是数列{}{},n n a b 的前n 项和,且123,3b A ==, ,(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)设132n a n n n c b b +=+,求数列{}n c 的前n 项和n S .四.错位相减求和例4.已知{}n a 是公差为1的等差数列,且1a ,2a ,4a 成等比数列. (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)求数列2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和. 五.数列的项和互化例5.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足126n n a S +=+,且16a =. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()()2312n n n n a b S =-+,证明:121n b b b +++<K .练习1.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且212n n n a S a a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若13n n n b a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,求数列{}n b 的前n 项和n T .六.递推数列的解题方法例6.已知数列{}n a ,满足11a =,1323n n n a a a +=+,*n N ∈. (1)求证:数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列; (2)设212233445212221111111n n n n n T a a a a a a a a a a a a -+=-+-+⋅⋅⋅+-,求2n T . 七.数列与参数的问题例7.设n S 为正项数列{}n a 的前n 项和,且满足2364n n n a a S +=+. (1)求{}n a 的通项公式;(2)令()()1111n n n b a a +=--,12n n T b b b =++⋅⋅⋅+,若n T m <恒成立,求m 的取值范围.练习1.设n S 为正项数列{}n a 的前n 项和,且满足2243n n n a a S +=+. (1)求{}n a 的通项公式;(2)令11n n n b a a +=,12n n T b b b =+++…,若n T m <恒成立,求m 的取值范围.八.数列分奇偶数例8.已知等比数列{}n a 的各项均为正数,5462,,4a a a 成等差数列,且满足2434a a =,数列{}n b 的前n 项和(1)2n n n S b +=,*n N ∈,且11b =.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式; (2)设,,n n n b n c a n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前n 项和n P . (3)设252123n n n n n b d a b b +++=,*n N ∈,{}n d 的前n 项和n T ,求证:13n T <.练习1.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,*11288n n S a n n N a +=+-∈=,,,设2n n b a =-.(Ⅰ)证明:{}n b 是等比数列; (Ⅱ)设()()()112121n n n n n a c +=-++,求{}n c 的前n 项和n T ,若对于任意*n n N T λ∈,≥恒成立,求λ的取值范围.。
2020届高考数学复习备考-数列求和及综合应用

2020届高考数学复习备考-数列求和及综合应用1.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯 ( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏2.设数列{an}满足a1=1,a2=3且2nan =(n -1)an -1+(n +1)an +1则a20的值是 ( )A. 245 B .225 C.235 D .2153.等差数列{an}的前n 项和Sn ,a3=3,S4=10,则 k =1n 1Sk =__________.4.设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n -1)an =2n.(1)求{an}的通项公式;(2)求数列{an 2n +1}的前n 项和.典型例题例1:设数列{an}的前n 项和为Sn.已知2Sn =3n +3.(1)求{an}的通项公式;(2)若数列{bn}满足anbn =log3an ,求{bn}的前n 项和Tn .例2:设数列{an}满足a1=2,a2+a4=8,且对任意n ∈N*,函数f(x)=(an -an +1+an +2)x +an +1cos x -an +2sin x 满足f ′(π2)=0.(1)求数列{an}的通项公式;(2)若bn =2(an +12an),求数列{bn}的前n 项和Sn .例3:设Sn 为数列{an}的前n 项和,已知a1=2,对任意n ∈N*,都有2Sn =(n +1)an.(1)求数列{an}的通项公式;(2)若数列{4an an +2}的前n 项和为Tn , 求证:12≤Tn<1.课后练习1.已知数列{an},{bn}满足a1=b1=1,an +1-an =bn +1bn =2,n ∈N +,则数列{ban}的前10项的和为 ( )A .43(49-1)B .43(410-1)C .13(49-1)D .13(410-1)2.若数列{an}为等比数列,且a1=1,q =2,则Tn =1a1a2+1a2a3+…+1anan +1等于 ( ) A .1-14n B .23(1-14n )C .1-12nD .23(1-12n )3.给出数列11,12,21,13,22,31,…,1k ,2k -1,…,k 1,…,在这个数列中,第50个值等于1的项的序号是 ( )A .4900B .4901C .5000D .50014.以Sn 表示等差数列{an}的前n 项和,若S5>S6,则下列不等关系不一定成立的是 ( )A .2a3>3a4B .5a5>a1+6a6C .a5+a4-a3<0D .a3+a6+a12<2a75.等差数列{an}中,a1>0,公差d<0,Sn 为其前n 项和,对任意自然数n ,若点(n ,Sn)在以下4条曲线中的某一条上,则这条曲线应是 ( )6.定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数f(x),如果对于任意给定的等比数列{an},{f(an)}仍是等比数列,则称f(x)为“保等比数列函数”.现有定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的如下函数:①f(x)=x2; ②f(x)=2x ;③f(x)=|x|; ④f(x)=ln|x|.则其中是“保等比数列函数”的f(x)的序号为 ( )A .①②B .③④C .①③D .②④7.已知正数组成的等差数列{an},前20项和为100,则a7·a14的最大值是 ( )A .25B .50C .100D .不存在8.已知函数f(x)=a ·bx 的图象过点A(2,12)、B(3,1),若记an =log2f(n)(n ∈N*),Sn 是数列{an}的前n 项和,则Sn 的最小值是9.已知数列{an}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设Sn 为数列{an}的前n 项和,bn = an +1SnSn +1,求数列{bn}的前n 项和Tn .10.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数.(1)证明:an+2-an=λ;(2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由.。
数列求和(错位相减) 高考数学

试卷讲评课件
=
【解析】∵
= ⋅
+ =
=
=
则
,解得
或
(舍去)
+ = ⋅ +
=
=
∴ = + − = − .
又∵ = − ,
当 = 时, = − ,则 =
− ⋅
+. . . + − ⋅
= +
− − ⋅
+
+
①
+
②
+. . . +
= −
+
+
− − ⋅
+
,
试卷讲评课件
+
∴ = − .
−
则 −
= −
− ,
当 ≥ 时,由 + + = 有− + − + = ,两式相减
可得�� = − ,
即{ }是以− 为首项,以 为公比的等比数列,
−
所以 = −
= −
.
试卷讲评课件
(2)设数列{bn }满足2bn + n − 3 an = 0 n ∈ N ∗ ,记数列{bn }的前n项
所以 = − ,
+
因为 − =
2020版高中数学高二必修5教案及练习归纳整理17知识讲解数列的求和问题基础

数列的求和问题【学习目标】1.熟练掌握等差数列和等比数列的求和公式;2.掌握数列的通项a n 与前n 项和S n 之间的关系式;3.熟练掌握求数列的前n 项和的几种常用方法;注意观察数列的特点和规律,在分析通项的基础上分解为基本数列求和或转化为基本数列求和.【要点梳理】要点一、数列的前n 项和S n 的相关公式任意数列的第n 项n a 与前n 项和n S 之间的关系式:11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩等差数列的前n 项和n S 公式:211()(1)22n n n a a n n S na d An Bn +-==+=+(A B 、为常数) 当d≠0时,S n 是关于n 的二次式且常数项为0; 当d=0时(a 1≠0),S n =na 1是关于n 的正比例式. 等比数列的前n 项和n S 公式: 当1q =时,1n a a =,1231n n S a a a a na =++++=,当1≠q 时,q q a S n n --=1)1(1或qqa a S n n --=11要点诠释:等比数列的求和中若q 的范围不确定,要特别注意1q =的情况. 要点二、求数列的前n 项和的几种常用方法 公式法:如果一个数列是等差或者等比数列,求其前n 项和可直接利用等差数列或等比数列的前n 项和公式求和;倒序相加法:等差数列前n 项和的推导方法,即将n S 倒写 后再与n S 相加,从而达到(化多为少)求和的目的,常用于组合数列求和.裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,然后把数列的每一项都按照这种方法拆成两项的差,以达到在求和的时候隔项正负相抵消的目的,使前n 项的和变成只剩下若干少数项的和的方法.例如对通项公式为1(1)n a n n =+的数列求和.常见的拆项公式: ①)11(1)(1kn n k k n n +-=+∙;②若{}n a 为等差数列,且公差d 不为0,首项也不为0,则111111()n n n n a a d a a ∙++=-;③若{}n a 的通项的分子为非零常数,分母为非常数列的等差数列的两项积的形式时,则)11(1))((1CAn B An B C C An B An a n +-+-=++=.④n n nn -+=++111;)(11n k n knk n -+=++. 分解求和与并项求和法:把数列的每一项拆分成两项或者多项,或者把数列的项重新组合,或者把整个数列分成两部分等等,使其转化成等差数列或者等比数列等可求和的数列分别进行求和.例如对通项公式为a n =2n+3n 的数列求和.错位相减法:如果一个数列{}n a 的通项是由一个非常数列的等差数列{}n b 与等比数列{}n c 的对应项乘积组成的,求和的时候可以采用错位相减法.即错位相减法适用于通项为n n n c b a ⋅=(其中{}n b 是公差d≠0的等差数列,{}n c 是公比q≠1的等比数列)(也称为“差比数列”)的数列求前n 项和n S .例如对通项公式为(21)2n n a n =-⋅的数列求和.一般步骤:n n n n n c b c b c b c b S ++⋯++=--112211,则 1211n n n n n qS b c b c b c -+=+⋯⋯++所以有13211)()1(+-⋯⋯+++=-n n n n c b d c c c c b S q 要点诠释:①错位相减法是基于方程思想和数列规律的一种方法.一般都是把前n 项和的两边都乘以等比数列的公比q 后,再错位相减求出其前n 项和;②在使用错位相减法求和时一定要注意讨论等比数列中其公比q 是否有可能等于1,若q=1,错位相减法会不成立.要点三、掌握一些常见数列的前n 项和公式 1.2)1(321+=++++n n n ; 2.2135(21)n n ++++-=3.6)12)(1(3212222++=++++n n n n ;要点诠释:前两个公式结论最好能熟记,这样解题时会更加方便. 【典型例题】类型一:公式法:直接利用或者转化后利用等差或等比数列求和公式例1.设数列{}n a 的通项为*27(),n a n n N =-∈则1215||||+||a a a ++……= 【思路点拨】对含绝对值的式子,首先去绝对值号,再考虑分组为等差或等比之和。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第17讲(数列中常见的求和问题)
【目标导航】
数列求和的方法比较多:公式法;错位相减法;倒叙相加法;裂项法;分组求和法等。
数列求和,则应根据通项的特点选择对应的求和方法,其中错位相减法和裂项相消法经常考到,
【例题导读】
例1、已知{a n }是等差数列,a 5=15,a 10=-10,记数列{a n }的第n 项到第n +5项的和为T n ,则|T n |取得最小值时n 的值为________.
例2、设{a n }是公比为正数的等比数列,a 1=2,a 3=a 2+4,则它的前5项和S 5=________. 例3、 设数列{}a n 满足a 1=1,(1-a n +1)(1+a n )=1(n ∈N *
),则(a k a k +1)的值为________.
例4、数列112,314,518,7116,…,(2n -1)+12n ,…的前n 项和S n 的值等于________. 例5、.数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =1-2+3-4+…+(-1)n -1·n ,则S 17=________. 例6、已知两个无穷数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,11a =,24S =,对任意的*n N ∈,都有1232n n n n S S S a ++=++.
(1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)若{}n b 为等差数列,对任意的*n N ∈,都有n n S T >.证明:n n a b >;
(3)若{}n b 为等比数列,11b a =,22b a =,求满足*2()2n n k n n
a T a k
b S N +=∈+的n 值. 例7、已知各项均为正数的数列{a n }的首项a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,且满足a n S n +1-a n +1S n +a n -a n +1=λa n a n +1(λ≠0,n ∈N *).
(1) 若a 1,a 2,a 3成等比数列,求实数λ的值;
(2) 若λ=12
,求S n . 例8、已知各项都是正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =a 2n +a n ,数列{b n }满足b 1=12,2b n +1=b n +b n a n
. (1) 求数列{a n },{b n }的通项公式;
(2) 设数列{c n }满足c n =b n +2S n
,求和c 1+c 2+…+c n ; (3) 是否存在正整数p ,q ,r(p<q<r),使得b p ,b q ,b r 成等差数列?若存在,求出所有满足要求的p ,q ,r ;若不存在,请说明理由.
例9、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 ;
(3) 若对任意n ∈N *,都有a 2n +a 2n +1a n +a n +1≥5成立,求a 1的取值范围. 例10、已知数列{a n }的各项均为正数,记数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{a 2n }的前n 项和为T n ,且3T n =S 2n +
2S n ,n ∈N *.
(1) 求a 1的值;
(2) 求数列{a n }的通项公式;
(3) 若k ,t ∈N *,且S 1,S k -S 1,S t -S k 成等比数列,求k 和t 的值.
【反馈练习】
1、已知{}n a 是等比数列,前n 项和为n S .若324a a -=,416a =,则3S 的值为 .
2、记等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a m =10,S 2m -1=110,则m 的值为________.
3、等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n -S n =n 2-16n +15(n ≥2,n ∈N *),若对任意n ∈N *,总有S n ≤S k ,则k 的值是________.
4、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 ;
5、且2S n =a 2n +a n ,数列{b n }满足b 1=12,2b n +1=b n +b n a n
. (1) 求数列{a n },{b n }的通项公式;
(2) 设数列{c n }满足c n =
b n +2S n ,求和
c 1+c 2+…+c n ; 6、已知数列
是公差不为的等差数列,,且,,成等比数列. (Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)设,求数列的前项和.
7、等差数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n }是等比数列,满足a 1=3,b 1=1,b 2+S 2=10,a 5-2b 2=a 3.
(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;
(2)令c n =⎩⎪⎨⎪⎧
2S n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,设数列{c n }的前n 项和为T n ,求T 2n .
8、设等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,已知b 1=a 1,b 2=2,q =d ,S 10=100.
(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)当d >1时,记c n =a n b n
,求数列{c n }的前n 项和T n . 9、已知{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,{b n }是等比数列,且a 1=b 1=2,a 4+b 4=21,S 4+b 4=30.
(1) 求数列{a n }和{b n }的通项公式;
(2) 记c n =a n b n ,n ∈N *,求数列{c n }的前n 项和.。