高考数学复习第二部分专题三数列第2讲数列的求和及综合应用理市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课

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从而{an}的通项公式为 an=2n2-1. an
(2)记2n+1的前 n 项和为 Sn,
由 (1) 知 an =
2
=1-
2n+1 (2n-1)(2n+1) 2n-1
1, 2n+1
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Sn

1-13
+13-15



1

1
2n-1 2n+1

1

1 = 2n . 2n+1 2n+1
=2n-1-1, 1-2
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由 b1=2,所以 bn=2n-1+1. (3)cn=bnbann+1=bnb+nb1-n+b1 n=b1n-bn1+1, 所以 Tn=c1+c2+…cn=b11-b12+b12-b13+…+ b1n-bn1+1=b11-bn1+1=12-2n+1 1.
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2.(2017·山东卷)已知{xn}是各项均为正数的等比数 列,且 x1+x2=3,x3-x2=2.(导学号 54850039)
(1)求数列{xn}的通项公式;
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(2)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,依次连接点 P1(x1,1),P2(x2,2),…,Pn+1(xn+1,n+1)得到折线 P1P2… Pn+1,求由该折线与直线 y=0,x=x1,x=xn+1 所围成的 区域的面积 Tn.
1-2n Tn= 1-2 +{(-2+4)+(-6+8)+…+[-2(n-1) +2n]}=2n-1+n2×2=2n+n-1.
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②若 n 为奇数: 1-2n
Tn= 1-2 +{(-2+4)+(-6+8)+…+[-2(n-2) n-1
+2(n-1)]-2n}=2n-1+2× 2 -2n=2n-n-2. 2n+n-1,n为偶数,
所以 Tn=2n-n-2,n为奇数.
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[规律方法] 1.在处理一般数列求和时,一定要注意运用转化思 想.把一般的数列求和转化为等差数列或等比数列进行求 和.在利用分组求和法求和时,常常根据需要对项数 n 进行讨论,最后再验证是否可以合并为一个表达式. 2.分组求和的策略:(1)根据等差、等比数列分组; (2)根据正号、负号分组.
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(2)设数列{a2nbn}的前 n 项和为 Tn, 由 a2n=6n-2,bn=2n,有 Tn=4×2+10×22+16×23+…+(6n-2)×2n, 2Tn = 4×22 + 10×23 + 16×24 + … + (6n - 8)×2n + (6n-2)×2n+1,
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上述两式相减,得-Tn=4×2+6×22+6×23+…+
专题三 数列
第 2 讲 数列的求和及综 合应用
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1.(2017·全国卷Ⅲ)设数列{an}满足 a1+3a2+…+(2n -1)an=2n.
(1)求{an}的通项公式; (2)求数列2na+n 1的前 n 项和.
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解:(1)因为 a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,① 故当 n≥2 时,a1+3a2+…+(2n-3)·an-1=2(n-1), ② ①-②得(2n-1)an=2,所以 an=2n2-1, 又 n=1 时,a1=2 适合上式,
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解:(1)设数列{an}的公差为 d,数列{bn}的公比为 q.
因为 a1=2,b1=1,且 a2=b3,S3=6b2,
2+d=q2,
d=2,
所以3(2+22+2d)=6q.解得q=2.
所以 an=2+(n-1)×2=2n,bn=2n-1.
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(2)由题意,得 cn=bn+(-1)nan=2n-1+(-1)n·2n. 所以 Tn=(1+2+4+…+2n-1)+[-2+4-6+8-… +(-1)n·2n], ①若 n 为偶数:
12×(1-2n)
6×2n-(6n-2)×2n+1=
-4-(6n-2)×2n
1-2
+1=-(3n-4)2n+2-16.
所以 Tn=(3n-4)2n+2+16. 所以数列{a2nbn}的前 n 项和为(3n-4)2n+2+16.
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[规律方法] 1.一般地,如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数 列,求数列{an·bn}的前 n 项和时,可采用错位相减法求和, 一般是和式两边同乘以等比数列{bn}的公比,然后作差求 解.
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命题视角 2 裂项相消法求和 [例 1-2] (2015·全国卷Ⅰ)Sn 为数列{an}的前 n 项 和.已知 an>0,a2n+2an=4Sn+3. (1)求{an}的通项公式; (2)设 bn=ana1n+1,求数列{bn}的前 n 项和. 解:(1)由 a2n+2an=4Sn+3 可知, a2n+1+2an+1=4Sn+1+3.
解:(1)设数列{xn}的公比为 q,由已知 q>0.
x1+x1q=3, 由题意得
所以 3q2-5q-2=0,
x1q2-x1q=2,
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因为 q>0, 所以 q=2,x1=1. 因此数列{xn}的通项公式为 xn=2n-1. (2)过 P1,P2,…,Pn+1 向 x 轴作垂线,垂足分别为 Q1,Q2,…,Qn+1, 由(1)得 xn+1-xn=2n-2n-1=2n-1,
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①-②得
-Tn=3×2-1+(2+22+…+2n-1)-(2n+1)×2n-1 =32+2(11--22n-1)-(2n+1)×2n-1.
(2n-1)×2n+1
所以 Tn=
2
.
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【命题透视】 从近年高考命题看,本讲主要考查的 内容:(1)以等差(比)数列为背景,考查等差(比)的通项与 求和公式、分组转化求和;(2)以简单的递推关系为背景, 考查错位相减、裂项相消、倒序相加等求和的基本方法.主 要以解答题的形式呈现,中档难度,且常与函数、不等式 知识交汇.
命题视角 3 错位相减法求和 [例 1-3] (2017·天津卷)已知{an}为等差数列,前 n 项和为 Sn(n∈N*),{bn}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{an}和{bn}的通项公式; (2)求数列{a2nbn}的前 n 项和(n∈N*).
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解:(1)设等差数列{an}的公差为 d,等比数列{bn}的 公比为 q.
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 bn=2n. 由 b3=a4-2a1,可得 3d-a1=8.①
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由 S11=11b4,可得 a1+5d=16.② 联立①②,解得 a1=1,d=3, 由此可得 an=3n-2. 所以{an}的通项公式为 an=3n-2,{bn}的通项公式为 bn=2n.
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[例 2] (2017·广州调研)设数列{an}的前 n 项和为 Sn, 对任意的正整数 n,都有 an=5Sn+1 成立,bn=-1- log2|an|,数列{bn}的前 n 项和为 Tn,cn=TbnTn+n1+1.
(1)求数列{an}的通项公式; (2)求数列{cn}的前 n 项和 An,并求出 An 的最值.
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(2)由 an=2n+1 可知,
bn

1 anan+1

1 (2n+1)(2n+3)

1 2
2n1+1-2n1+3.
设数列{bn}的前 n 项和为 Tn,则
Tn=b1+b2+…+bn=
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1213-15+15-17+…+ 2n1+1-2n1+3= n.
3(2n+3)
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[规律方法] 1.裂项相消法求和就是将数列中的每一项裂成两项 或多项,使这些裂开的项出现有规律的相互抵消,要注意 消去了哪些项,保留了哪些项. 2.消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项, 前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.
cn=TbnTn+n+1 1=n2(2nn++11)2=n12-(n+1 1)2, 所以 An=1-(n+1 1)2=(nn2++12)n 2.
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[变式训练] (2017·淄博诊断)已知等比数列{an}的各 项均为正数,且 a1+2a2=5,4a23=a2a6.
(1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{bn}满足 b1=2,且 bn+1=bn+an,求数列{bn} 的通项公式; (3)设 cn=bnabnn+1,求数列{cn}的前 n 项和为 Tn.
(1)分别求数列{an},{bn}的通项公式; (2)求数列{an·bn}的前 n 项和 Tn. 解:(1)设 d 为等差数列{an}的公差,且 d>0,
由 a1=1,a2=1+d,a3=1+2d,分别加上 1,1,3
), d>0,所以 d=2,所以 an=1+(n-1)×2=2n-1, 又因为 an=-1-2log2bn, 所以 log2bn=-n 即 bn=21n. (2)Tn=211+232+253+…+2n2-n 1,①
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解:(1)设数列{an}的公比为 q,由 4a23=a2a6 得 4a23= a24,
所以 q2=4,由条件可知 q>0,故 q=2, 由 a1+2a2=5 得 a1+2a1q=5,所以 a1=1, 故数列{an}的通项公式为 an=2n-1.
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(2)由 bn+1=bn+an 得 bn+1-bn=2n-1, 故 b2-b1=20,b3-b2=21,…, bn-bn-1=2n-2, 以上 n-1 个等式相加得 bn-b1=1+21+…+2n-2= 1·(1-2n-1)
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两式相减可得 a2n+1-a2n+2(an+1-an)=4an+1, 即 2(an+1+an)=a2n+1-a2n=(an+1+an)·(an+1-an). 由于 an>0,可得 an+1-an=2. 又 a21+2a1=4a1+3,解得 a1=-1(舍去)或 a1=3. 所以{an}是首项为 3,公差为 2 的等差数列,通项公 式为 an=2n+1.
解:(1)因为 an=5Sn+1,n∈N*, 所以 an+1=5Sn+1+1,
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两式相减,得 an+1=-14an. 又当 n=1 时,a1=5a1+1,知 a1=-14, 所以数列{an}是公比、首项均为-14的等比数列. 所以等比数列的通项公式 an=-14n.
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(2)bn=-1-log2|an|=2n-1,数列{bn}的前 n 项和 Tn =n2,
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热点 1 数列求和(多维探究) 数列求和的关键是分析其通项,数列的基本求和方 法有倒序相加、裂(拆)项相消法、错位相减法、分组转化 求和.裂项相消法和错位相减法是常用的两种方法.
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命题视角 1 分组转化求和 [例 1-1] (2017·潍坊三模)已知等差数列{an}的首项 a1=2,前 n 项和为 Sn,等比数列{bn}的首项 b1=1,且 a2 =b3,S3=6b2,n∈N*. (1)求数列{an}和{bn}的通项公式; (2)数列{cn}满足 cn=bn+(-1)nan,记数列{cn}的前 n 项和为 Tn,求 Tn.
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12Tn=212+233+254+…+22nn-+11,②
①-②,得
12Tn=12+2212+213+214+…+21n-22nn-+11. 所以 Tn=1+1-1-2n112-1-2n2-n 1=3-2n1-2-2n2-n 1=3
2n+3 - 2n .
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热点 2 an 与 Sn 的关系问题 an=SS1n,-nS=n-11,,n≥2,忽略 n≥2 的限定,忘记第一 项单独求解与检验.
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2.在写“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式 “错项对齐”,以便下一步准确地写出“Sn-qSn”的表 达式.
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[变式训练] (2017·衡阳模拟)已知等差数列{an}满 足:an+1>an(n∈N*),a1=1,该数列的前三项分别加上 1, 1,3 后成等比数列,an+2log2bn=-1.(导学号 54850040)
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记梯形 PnPn+1Qn+1Qn 的面积为 bn,
(n+n+1)
由题意 bn=
2
×2n-1=(2n+1)×2n-2,
所以 Tn=b1+b2+…+bn=3×2-1+5×20+7×21
+…+(2n-1)×2n-3+(2n+1)×2n-2.①
又 2Tn=3×20+5×21+7×22+…+(2n-1)×2n-2 +(2n+1)×2n-1.②
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