2021高职高考数学复习第五章数列:考题直通
2021届高考数学(文)大一轮复习教师用书:第5章 数列 第3节 等
2021届高考数学(文)大一轮复习教师用书:第5章数列第3节等第三节等比数列1.理解等比数列的概念.2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题. 4.了解等比数列与指数函数的关系.知识点一等比数列的有关概念 1.等比数列的定义如果一个数列从第____项起,每一项与它的前一项的比等于________非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的______,公比通常用字母q(q≠0)表示.an数学语言表达式:=____(n≥2),q为常数.an-12.等比中项如果________成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.即:G是a与b的等比中项?a,G,b成等比数列?________.答案1.2 同一个公比 q 2.a,G,b G=ab21.将公比为q的等比数列a1,a2,a3,a4…依次取相邻两项的乘积组成新的数列a1a2,a2a3,a3a4,….此数列是( )A.公比为q的等比数列 C.公比为q的等比数列答案:B2.对任意等比数列{an},下列说法一定正确的是( ) A.a1,a3,a9成等比数列B.a2,a3,a6成等比数列 C.a2,a4,a8成等比数列 D.a3,a6,a9成等比数列3B.公比为q的等比数列 D.不一定是等比数列2解析:根据等比数列的性质,若m+n=2k(m,n,k∈N),则am,ak,an成等比数列,故选D. 答案:D知识点二等比数列的通项公式及前n项和公式1.若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=__________;若等比数列{an}的第m项为am,公比是q,则其第n项an可以表示为an=__________. a1-anq2.等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=__________=. 1-q答案1.a1qn-1*amqn-ma12.-q1-qn3.在等比数列{an}中,已知a1=-1,a4=64,则q=________,S4=________. 答案:-4 51S61S94.(必修⑤P62习题2.5B组第2题改编)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=,则=________.S32S3S611122解析:S3,S6-S3,S9-S6成等比数列,则(S6-S3)=S3・(S9-S6),由=知S6=S3,则S3=S3・(S9S32243S93-S6),所以S9=S3,所以=. 4S343答案: 4 热点一等比数列的基本量计算【例1】 (1)(2021・新课标全国卷Ⅰ)设等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…an的最大值为________.(2)(2021・石家庄模拟)设{an}是公比大于1的等比数列,Sn为数列{an}的前n项和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4构成等差数列,则an=________.1【解析】 (1)设{an}的公比为q,由a1+a3=10,a2+a4=5得a1=8,q=,则a2=4,a3=2,a4=1,21a5=,所以a1a2…an≤a1a2a3a4=64.2a1+a2+a3=7,??(2)由已知得:?1++3+?2?=3a2.222解得a2=2.设数列{an}的公比为q,由a2=2,可得a1=,a3=2q.又S3=7,可知+2+2q=7.即2qqq1-5q+2=0.解得q1=2,q2=.由题意知q>1,所以q=2,所以a1=1.故数列{an}的通项为an=2【答案】 (1)64 (2)2【总结反思】等比数列运算的思想方法 (1)方程思想:设出首项a1和公比q,然后将通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解. (2)整体思想:当所给条件只有一个时,可将已知和所求结果都用a1,q表示,寻求两者联系,整体代换即可求. (3)利用性质:运用等比数列性质,可以化繁为简、优化解题过程. n-1.n-1a5(1)在正项等比数列{an}中,an+1a755Sn(2)已知等比数列{an}的前n项和为Sn, 且a1+a3=,a2+a4=,则=________.24an解析:(1)设公比为q,则由an+126+6q=5, q2a51?6?23,而=2=??=.a7q?2?265a+a=,??2(2)∵?5a+a=,??412425a+aq=,①??2∴?5aq+aq=,②??42113111+q1由①除以②可得3=2,解得q=, q+q2?1?n-14代入①得a1=2.∴an=2×??=n,2?2???1?n?2×?1-?????2???1?∴Sn==4?1-n?,1?2?1-2?1?4?1-n?2?nSn?∴==2-1. an4n23n答案:(1) (2)2-12热点二等比数列的判定与证明【例2】 (2021・新课标全国卷Ⅲ)已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan,其中λ≠0. (Ⅰ)证明{an}是等比数列,并求其通项公式; 31(Ⅱ)若S5=,求λ.321【解】(Ⅰ)由题意得a1=S1=1+λa1,故λ≠1,a1=,a1≠0.1-λ由Sn=1+λan,Sn+1=1+λan+1得an+1=λan+1-λan,即an+1(λ-1)=λan.由a1≠0,λ≠0且λ≠1an+1λ得an≠0.所以=.anλ-11λ1λn-1因此{an}是首项为,公比为的等比数列,于是an=().1-λλ-11-λλ-1λ31λ31λ1n55(Ⅱ)由(Ⅰ)得Sn=1-().由S5=得1-()=,即()=.解得λ=-1.λ-132λ-132λ-132【总结反思】 (1)证明一个数列为等比数列常用定义法与等比中项法,其他方法只用于选择题、填空题中的判定;若证明某数列不是等比数列,则只要证明存在连续三项不成等比数列即可. (2)利用递推关系时要注意对n=1时的情况进行验证.an+an+1已知数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=,n∈N+.2(1)令bn=an+1-an,证明:{bn}是等比数列; (2)求数列{an}的通项公式.解:(1)证明:b1=a2-a1=1.an-1+an111当n≥2时,bn=an+1-an=-an=-(an-an-1)=-bn-1,∴{bn}是以1为首项,-为公比的2222等比数列.?1?n-1(2)由(1)知bn=an+1-an=?-?,?2??1?n-11-?-??2??1??1?n-2当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+1+?-?+…+?-?=1+?2??2??1?1-?-??2?2??1?n-1?52?1?n-1=1+?1-?-??=-?-?.3??2??33?2?52?1?1-1当n=1时,-×?-?=1=a1,33?2?52?1?n-1∴an=-?-?(n∈N+).33?2?热点三等比数列的性质及应用1【例3】 (1)已知等比数列{an}满足a1=,a3a5=4(a4-1),则a2=( )4A.2 1C. 2B.1 1D. 8(2)(必修⑤P77复习参考题B组第1(2)题改编)若某等比数列的前n项和、前2n项和、前3n项和分别是A,B,C,则( )A.(A+B)-C=B C.A+B=C2B.A+B=A(B+C) D.B=AC222(3)已知等比数列{an}中,a4+a8=-2,则a6(a2+2a6+a10)的值为( ) A.4 C.82B.6 D.-9223【解析】 (1)法1:∵a3a5=a4,a3a5=4(a4-1),∴a4=4(a4-1),∴a4-4a4+4=0,∴a4=2.又∵qa42===8,∴q=2. a11411∴a2=a1q=×2=,故选C.42法2:∵a3a5=4(a4-1),∴a1q・a1q=4(a1q-1). 1将a1=代入上式并整理,4得q-16q+64=0,解得q=2. 1∴a2=a1q=,故选C.2(2)在等比数列中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比数列,即A,B-A,C-B也成等比数列,即(B-A)=A(C-B),所以A-2AB+B=AC-AB,即A+B=A(B+C), 故选B.2222632432(3)a6(a2+2a6+a10)=a6a2+2a6+a6a10=a4+2a4a8+a8=(a4+a8),∵a4+a8=-2,∴a6(a2+2a6+a10)=2222感谢您的阅读,祝您生活愉快。
新课程2021高考数学一轮复习第五章数列解答题专项突破三数列的综合应用课件
所以n+an 1=ann-1.
所以n+an 1=ann-1=…=1+a1 1=12,即
n+1 an= 2 .
当 n=1 时,a1=1 也满足此式. n+1
故数列{an}的通项公式为 an= 2 .
解法二:当 n=1 时,2S1=a1+2a1-1,所以 a1=1. 当 n≥2 时,2Sn=nan+2an-1,① 2Sn-1=(n-1)an-1+2an-1-1.② ①-②,得 2an=nan-(n-1)an-1+2an-2an-1, 所以 nan=(n+1)an-1. 所以aan-n 1=n+n 1.
解题思路 (1)利用 an=SS1n,-nS=n-11,,n≥2, 求 an. (2)先由 bn=anSn,求 bn 并整理,再依据 bn 的结构形式选择求和方法.
典例 2 (2019·河北邯郸一模)已知数列{an},{bn}的前 n 项和分别为 Sn, Tn,bn-an=2n+1,且 Sn+Tn=2n+1+n2-2.
热点题型 4 数列与函数的综合问题
典例
(2019·曲靖模拟)已知函数 f(x)=2019sinπx-π4(x∈R)的所有正
零点构成递增数列{an}.
(1)求数列{an}的通项公式;
规范解答 (ห้องสมุดไป่ตู้)由 f(x)=2019sinπx-π4=0,得 πx-π4=kπ(k∈Z),
所以函数 f(x)的全部零点为 x=k+14(k∈Z). 因为函数 f(x)的全部正零点构成等差数列{an}, 所以其首项为41,公差为 1, 则数列{an}的通项公式为 an=n-34(n∈N*).
备考时要熟练掌握等差、等比两种基本数列的通项与前 n 项和的求解, 同时,针对性地掌握求数列通项公式与前 n 项和的几种常用方法.针对具体 问题选取针对性的解决方案进行求解.
2021年高考数学专题复习:数列(含答案解析)
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=2 an,求{bn}的前n项和Tn.
3.已知等比数列{an}的各项均为正数,且a1+16a3=1,a1a5=16a42.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log2an,求数列{ }的前n项和Tn.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明: .
13.设数列{an}满足a1=2,an+1=an+2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=log2(a1•a2…an),求数列{ }的前n项和Sn.
14.已知等比数列{an}的各项都为正数,Sn为其前n项和,a3=8,S3=14.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记Tn ,求使得Tn 成立的正整数n的最小值.
15.设数列{an}的前n项和为Sn(n∈N*),且满足an+Sn=2n+1.
(1)证明数列{an﹣2}是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=n(2﹣an),求数列{bn}的前n项和Tn.
16.已知{an}是等差数列,{bn}是等比数列,b1=a5,b2=3,b5=﹣81.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设cn an,数列{cn}的前n项和为Tn,若不等式 1 恒成立,求λ的取值范围.
18.已知递增的等比数列{an}的前n项和为Sn,S3 ,a3a4=a5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若4an=3Sn,求正整数n的值.
19.已知等差数列{an}中,a2=3,a4=7.等比数列{bn}满足b1=a1,b4=a14.
2021届高考数学热点题型训练:第5章 第1节 数列的概念与简单表示 Word版含解析
第一节 数列的概念与简洁表示考点一由数列的前几项归纳数列的通项公式[例1] 依据数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式. (1)-1,7,-13,19,…; (2)0.8,0.88,0.888,…;(3)12,14,-58,1316,-2932,6164,….[自主解答] (1)数列中各项的符号可通过(-1)n表示,从第2项起,每一项的确定值总比它的前一项的确定值大6,故通项公式为a n =(-1)n(6n -5).(2)数列变为89⎝ ⎛⎭⎪⎫1-110,89⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1102,89⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1103,…, 故a n =89⎝⎛⎭⎪⎫1-110n .(3)各项的分母分别为21,22,23,24,…,易看出第2,3,4项的分子分别比分母小3.因此把第1项变为-2-32,原数列化为-21-321,22-322,-23-323,24-324,…,故a n =(-1)n 2n-32n .【方法规律】求数列的通项公式应关注的四个特征 (1)分式中分子、分母的特征; (2)相邻项的变化特征; (3)拆项后的特征;(4)各项符号特征等,并对此进行归纳、化归、联想.依据数列的前几项,写出各数列的一个通项公式. (1)3,5,7,9,…; (2)12,34,78,1516,3132,…; (3)-1,32,-13,34,-15,36,….解:(1)各项减去1后为正偶数,∴a n =2n +1.(2)每一项的分子比分母小1,而分母组成数列21,22,23,24,…,∴a n =2n-12n .(3)数列的奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含有因式(-1)n,各项确定值的分母组成数列{n },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.∴a n =(-1)n 2+-1nn.考点二由递推关系式求通项公式[例2] 依据下列条件,确定数列{a n }的通项公式.(1)a 1=1,a n =n -1na n -1(n ≥2);(2)a 1=2,a n +1=a n +3n +2; (3)a 1=1,a n +1=3a n +2;(4)a 1=56,a n +1=5a n4a n +1.[自主解答] (1)∵a n =n -1na n -1(n ≥2),∴a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘,得a n =a 1×12×23×…×n -1n =a 1n =1n.(2)∵a n +1-a n =3n +2, ∴a n -a n -1=3n -1(n ≥2),∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1 =n 3n +12(n ≥2).当n =1时,a 1=12×(3×1+1)=2符合公式,∴a n =32n 2+n 2.(3)∵a n +1=3a n +2,∴a n +1+1=3(a n +1),即a n +1+1a n +1=3.∴数列{a n +1}为等比数列,公比q =3.又a 1+1=2,∴a n +1=2×3n -1.∴a n =2×3n -1-1.(4)∵a n +1=5a n4a n +1,∴1a n +1=45+15a n , ∴1a n +1-1=15⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1. 又1a 1-1=15, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是以15为首项,15为公比的等比数列,∴1a n -1=15·15n -1=15n , ∴a n =5n 1+5n .【方法规律】由递推关系式求通项公式的常用方法(1)已知a 1且a n -a n -1=f (n ),可用“累加法”求a n ;。
2021高职高考数学同步练习1节练习:第五章 数列
5.3 等比数列
一、选择题
1.等比数列1, 3,3,…中,27 3是
A.第6项
B.第7项
(C ) C.第8项
D.第9项
2.已知2 2,a-1,4 2成等比数列,则a的值为 ( B )
A.-3
B.5或-3
C.4或-4
D.5
3.设{an}是等比数列,如果a2=3,a4=6,则a6= ( B )
A.9
A.3
B.-3
C.6
D.-6
4.已知数列 2, 5, 8, 11,... 则2 5是它的第 项. ( B )
A.6
B.7
C.8
D.9
5.数列 1 , 1 , 1 , 1 ,...的一个通项公式为 24 68
(D)
A. 1 n(n 1)
(1)n1 B.
2n
(1)n1 C.
n(n 1)
(1)n D.
多2个座位,那么该剧场座位的总数为 ( A )
A.594
B.549
C.528
D.495
6.已知{an}是等差数列,且a5+a17=4,那么它的前21项之和等于( A )
1
A.42
B.40
C.40
D.21
2
7.已知等差数列{an}的前21项之和的值为42,那么a11= ( B )
3
A.1
B.2
C.
D.3
解
:由Sn
n(a1 2
an )
得999
n(20 2
54)
得n
27
又由an a1 (n 1)d得54 20 26d
从而得d 17 13
14.三个数成等差数列,它们的和等于18,它们的平方和等于116,求 这三个数.
2021高考数学人教版一轮复习练习:第五章 第1节 数列的概念与简单表示法
多维层次练28[A级基础巩固]1.已知数列5,11,17,23,29,…,则55是它的() A.第19项B.第20项C.第21项D.第22项解析:数列5,11,17,23,29,…中的各项可变形为5,5+6,5+2×6,5+3×6,5+4×6,…,所以通项公式为a n=5+6(n-1)=6n-1,令6n-1=55,得n=21.答案:C2.记S n为数列{a n}的前n项和.“任意正整数n,均有a n>0”是“{S n}是递增数列”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解析:因为“a n>0”⇒“数列{S n}是递增数列”,所以“a n>0”是“数列{S n}是递增数列”的充分条件.如数列{a n}为-1,1,3,5,7,9,…,显然数列{S n}是递增数列,但是a n不一定大于零,还有可能小于零,所以“数列{S n}是递增数列”不能推出“a n>0”,所以“a n>0”不是“数列{S n}是递增数列”的必要条件.所以“a n>0”是“数列{S n}是递增数列”的充分不必要条件.答案:A3.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,a n +1=S n +1(n ∈N *),则S 5=( )A .31B .42C .37D .47解析:由题意,得S n +1-S n =S n +1(n ∈N *),所以S n +1+1=2(S n+1)(n ∈N *),故数列{S n +1}为等比数列,其首项为3,公比为2,则S 5+1=3×24,所以S 5=47.答案:D4.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1n +1=a n n+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,则a n 等于( )A .2+n ln nB .2n +(n -1)ln nC .2n +n ln nD .1+n +n ln n解析:由题意得a n +1n +1-a nn =ln(n +1)-ln n ,n 分别用1,2,3,…,(n -1)取代,累加得a n n -a 11=ln n -ln 1=ln n ,a nn =2+ln n ,所以a n =2n +n ln n .答案:C5.(2020·广东广雅中学模拟)在数列{a n }中,已知a 1=2,a n +1=a n3a n +1(n ∈N *),则a n 的表达式为( ) A .a n =24n -3B .a n =26n -5C .a n =24n +3D .a n =22n -1解析:(1)数列{a n }中,由a 1=2,a n +1=a n3a n +1(n ∈N *),可得1a n +1=3+1a n ,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为12,公差为3的等差数列,所以1a n =12+3(n -1)=6n -52.可得a n =26n -5(n ∈N *).答案:B6.(2019·上海卷)已知数列{a n }前n 项和为S n ,且满足S n +a n =2,则S 5=________.解析:n =1时,S 1+a 1=2,所以a 1=1. n ≥2时,由S n +a n =2得S n -1+a n -1=2, 两式相减得a n =12a n -1(n ≥2),所以{a n }是以1为首项,12为公比的等比数列,所以S 5=1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1251-12=3116. 答案:31167.(2020·河北省级示范性高中联考)数列{a n }满足a 1=3,且对于任意的n ∈N *都有a n +1-a n =n +2,则a 39=________.解析:因为a n +1-a n =n +2,所以a 2-a 1=3,a 3-a 2=4,a 4-a 3=5,…, a n -a n -1=n +1(n ≥2),上面(n -1)个式子左右两边分别相加得a n -a 1=(n +4)(n -1)2(n ≥2),即a n =(n +1)(n +2)2(n ≥2),当n =1时,a 1=3适合上式,所以a n =(n +1)(n +2)2,n ∈N *,所以a 39=40×412=820.答案:8208.在数列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N *,都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5=________.解析:由题意可知,a 1·a 2·a 3·…·a n -1=(n -1)2, 所以a n =n 2(n -1)2(n ≥2), 所以a 3+a 5=3222+5242=6116.答案:61169.(2020·天河模拟)已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且a 1<2,a n >0,6S n =a 2n +3a n +2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若∀n ∈N *,b n =(-1)n a 2n ,求数列{b n }的前2n 项的和T 2n . 解:(1)当n =1时,6a 1=a 21+3a 1+2,且a 1<2,解得a 1=1.当n ≥2时,6a n =6S n -6S n -1=a 2n +3a n +2-(a 2n -1+3a n -1+2).化简得(a n +a n -1)(a n -a n -1-3)=0, 因为a n >0,所以a n -a n -1=3,所以数列{a n }是首项为1,公差为3的等差数列, 所以a n =1+3(n -1)=3n -2.(2)b n =(-1)n a 2n =(-1)n (3n -2)2.所以b 2n -1+b 2n =-(6n -5)2+(6n -2)2=36n -21. 所以数列{b n }的前2n 项的和T 2n =36(1+2+…+n )-21n =36×n (n +1)2-21n =18n 2-3n .10.已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式. 解:(1)由题意得a 2=12,a 3=14.(2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0得2a n +1(a n +1)=a n (a n +1).因为{a n }的各项都为正数,所以a n +1a n =12.故{a n }是首项为1,公比为12的等比数列,因此a n =12n -1.[B 级 能力提升]11.数列{a n }满足a 1=1,对任意n ∈N *,都有a n +1=1+a n +n ,则1a 1+1a 2+…+1a 99=( ) A.9998 B .2 C.9950D.99100解析:由a n +1=1+a n +n ,得a n +1-a n =n +1,则a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=n +(n -1)+…+1=n (n +1)2,则1a n =2n (n +1)=2n -2n +1, 则1a 1+1a 2+…+1a 99=2×[⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫199-1100]=2×⎝⎛⎭⎪⎫1-1100=9950. 答案:C12.(一题多解)(2020·湛江二模)一元线性同余方程组问题最早可见于中国南北朝时期(约公元5世纪)的数学著作《孙子算经》卷下第二十六题,叫做“物不知数”问题,原文如下:有物不知数,三三数之剩二,五五数之剩三,问物几何?即,一个整数除以三余二,除以五余三,求这个整数.设这个整数为a ,当a ∈[2,2 019]时,符合条件的a 共有________个.解析:法一由题设a=3m+2=5n+3,m,n∈N,则3m=5n +1,m,n∈N,当m=5k时,n不存在;当m=5k+1时,n不存在;当m=5k+2时,n=3k+1,满足题意;当m=5k+3时,n不存在;当m=5k+4时,n不存在,其中k∈N.故2≤a=15k+8≤2 019,解得-615≤k≤2 01115,故k=0,1,2,…,134,共135个,即符合条件的a共有135个.故答案为135.法二一个整数除以三余二,这个整数可以为2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,…,一个整数除以五余三,这个整数可以为3,8,13,18,23,28,33,38,…,则同时除以三余二、除以五余三的整数为8,23,38,…,构成首项为8,公差为15的等差数列,通项公式为a n=8+15(n-1)=15n-7,由15n-7≤2 019得15n≤2 026,n≤135115,因为n∈N*,所以n=1,2,3,…,135,共有135个.答案:13513.(一题多解)已知数列{a n}中,a1=3,且n(n+1)(a n-a n+1)=2.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=a1·a2·…·a n(n+1)·2n,求数列{b n}的前n项和S n.解:(1)法一 由题意知,a n -a n +1=2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n -1n +1, 所以n ≥2时,a n -1-a n =2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n -1-1n ,a n -2-a n -1= 2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n -2-1n -1,…,a 1-a 2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫11-12, 以上(n -1)个式子左右两边分别相加得a 1-a n =2⎝⎛⎭⎪⎫1-1n , 又a 1=3,所以a n =1+2n (n ≥2).又a 1=3符合上式,故a n =1+2n(n ∈N *).法二 由题意知,a n -a n +1=2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n -1n +1, 所以a n +1-2n +1=a n -2n ,所以a n -2n =a n -1-2n -1=…=a 1-21=3-2=1,所以a n =1+2n.(2)法一 由(1)知,a n =1+2n =n +2n,所以a 1a 2…a n =31×42×…×n +1n -1×n +2n =(n +1)(n +2)2,所以b n =a 1·a 2·…·a n(n +1)·2n=n +22n +1,所以S n =322+423+524+…+n +12n +n +22n +1,12S n =323+424+525+…+n +12n +1+n +22n +2, 两式相减得12S n =322+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫123+124+…+12n +1-n +22n +2=34+123⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-n +22n +2=1-12n +1-n +22n +2=1-n +42n +2, 故S n =2-n +42n +1.法二 由(1)知a n =1+2n =n +2n,所以a 1·a 2·…·a n =31×42×…×n +1n -1×n +2n =(n +1)(n +2)2,所以b n =a 1·a 2·…·a n(n +1)·2n =n +22n +1=n +32n -n +42n +1, 所以S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫421-522+⎝ ⎛⎭⎪⎫522-623+…+⎝⎛⎭⎪⎫n +32n -n +42n +1=2-n +42n +1.[C 级 素养升华]14.(多选题)已知数列{a n }满足12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则下列数字在数列{a n }中的是( )A .14B .18C .20D .32解析:由题意知,数列{a n }满足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, 两式相减得,a n2n =2n +5-2(n -1)-5=2,所以a n =2n +1,n >1,n ∈N *. 当n =1时,a 12=7,所以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.答案:AD。
山东专用2021版高考数学一轮复习第五章数列第二讲等差数列及其前n项和学案含解析
第二讲等差数列及其前n项和ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理·双基自测错误!错误!错误!错误!知识点一等差数列的有关概念(1)等差数列的定义如果一个数列从第__2__项起,每一项与它的前一项的差等于__同一个常数__,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的__公差__,通常用字母__d__表示,定义的表达式为__a n+1-a n=d__(n≥2).(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=错误!__。
(3)通项公式如果等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,那么通项公式为a n =__a1+(n-1)d__=a m+(n-m)d(n,m∈N*).(4)前n项和公式:S n=__na1+错误!d__=__错误!__.知识点二等差数列的性质已知数列{a n}是等差数列,S n是其前n项和.(1)若m 1+m 2+…+m k =n 1+n 2+…+n k ,则am 1+am 2+…+am k =an 1+an 2+…+an k .特别地,若m +n =p +q ,则a m +a n =__a p +a q __。
(2)a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等差数列,公差为__kd __.(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列.(4){错误!}为等差数列.(5)n 为奇数时,S n =na 中,S 奇=__错误!__a 中, S 偶=__错误!__a 中,∴S 奇-S 偶=__a 中__.n 为偶数时,S 偶-S 奇=nd 2. (6)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.错误!错误!错误!错误!1.等差数列前n 项和公式的推证方法__倒序相加法__。
中职高考数学复习《数列》课件全文
(2)若数列{ }满足 = + ,求{ }的前n项和
( )
高
考
真
题
(2019年真题)
5.若数列{ }的前7项和为70,则 1 + 7 等于
A.5
B.10
C.15
( )
D.20
30(本小题9分)某城市2018年底人口总数为50万,绿化面积为35万平方米,假定今后每年人口
数
列
职 教 高 考 一 轮 复 习
目录
|数列定义
等差与等比数列
|高考真题
数 列 定 义
有限数列
一、数列的定义:
按项的个数分类
四、数列的递推公式
+2 = +1 +
无限数列
二、数列的分类
递增数列
五、数列的递推公式
递减数列
项的大小关系排列
常数列
摆动数列
三、数列的通项公式
=f(n)
高
考
真
题
(2020年真题)
5.在等比数列{ }中,则 1 = 1,2 = −2,则9 等于
A.256
B.-256
C.512
( )
D.-512
27.(本小题8分)某男子擅长走路9天走了1260里,其中第1天,第4天,第7天所走
的路程之和为390里。若从第2天起每天比前一天多走的路程数相同,该男子第5天
14
A. 3
B.2
C. 4
D.8
27.(本小题8分)已知数列{ }的前n项和 = 22 − 3,求:
(1)第二项2
(2)通项公式
( )
高
考
真
高考数学一轮复习 第五章 数列 5.5 数列综合考向归纳(1)(2021年最新整理)
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数列综合考向1等差数列与等比数列的综合应用1.已知{a n}为等差数列且公差d≠0,其首项a1=20,且a3,a7,a9成等比数列,S n为{a n}的前n项和,n∈N*,则S10的值为( )A.-110 B.-90C.90 D.110【解析】由a3,a7,a9成等比数列,则a3a9=(a7)2,即(a1+2d)(a1+8d)=(a1+6d)2,化简可得2a1d+20d2=0,由a1=20,d≠0,解得d=-2.则S10=10a1+错误!×(-2)=110.【答案】D2.设数列{a n}是以3为首项,1为公差的等差数列,{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列,则ba1+ba2+ba3+ba4=()A.15 B.60C.63 D.72【解析】数列{a n}是以3为首项,1为公差的等差数列,则a n=3+(n-1)×1=n+2,{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列,则b n=2n-1,则ba1+ba2+ba3+ba4=b3+b4+b5+b6=22+23+24+25=60.【答案】B3.已知{a n}是等差数列,其前n项和为S n,{b n}是等比数列(b n>0),且a1=b1=2,a3+b3=16,S4+b3=34.(1)求数列{a n}与{b n}的通项公式;(2)记T n为数列{a n b n}的前n项和,求T n.【解】(1)设数列{a n}的公差为d,数列{b n}的公比为q,由已知q>0,∵a1=b1=2,a3+b3=16,S4+b3=34.∴错误!⇒错误!∴a n=a1+(n-1)d=2+3(n-1)=3n-1,b n=b1q n-1=2n.(2)T n=2×2+5×22+…+(3n-1)×2n,2T n=2×22+5×23+…+(3n-1)×2n+1,两式相减得-T n=4+3×22+…+3×2n-(3n-1)×2n+1=4+错误!-(3n-1)×2n+1=-8-(3n-4)2n+1.∴T n=(3n-4)2n+1+8.等差数列、等比数列综合问题的解题策略1.分析已知条件和求解目标,确定为最终解决问题需要首先求解的中间问题,如为求和需要先求出通项、为先出通项需要先求出首项和公差(公比)等,确定解题的顺序.2.在等差数列与等比数列综合问题中,如果等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于1的可能,在数列的通项问题中第一项和后面的项能否用同一个公式表示等,这些细节对解题的影响也是巨大的.考向2数列的实际应用1.某公司一下属企业从事某种高科技产品的生产.该企业第一年年初有资金2 000万元,将其投入生产,到当年年底资金增长了50%.预计以后每年年增长率与第一年的相同.公司要求企业从第一年开始,每年年底上缴资金d万元,并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n年年底企业上缴资金后的剩余资金为a n万元.(1)用d表示a1,a2,并写出a n+1与a n的关系式;(2)若公司希望经过m(m≥3)年使企业的剩余资金为4 000万元,试确定企业每年上缴资金d的值(用m表示).【解】(1)由题意得:a1=2 000(1+50%)-d=3 000-d,a=a1(1+50%)-d=错误!a1-d=4 500-错误!d,2…a n=a n(1+50%)-d=错误!a n-d。
2021【走向高考】高考数学一轮总复习新课标通用习题:第5章 数列 第1讲 Word版含答案
第五章 第一讲A 组 基础巩固 一、选择题1.数列1,23,35,47,59,…的一个通项公式a n =导学号 25401203( )A.n 2n +1B.n 2n -1C.n 2n -3 D .n 2n +3[答案] B[解析] 由已知得,数列可写成11,23,35,…,故通项为n2n -1.2.数列{a n }的前n 项积为n 2,那么当n ≥2时,a n =导学号 25401204( )A .2n -1 B.n 2 C.(n +1)2n 2D .n 2(n -1)2[答案] D[解析] 设数列{a n }的前n 项积为T n ,则T n =n 2, 当n ≥2时,a n =T n T n -1=n 2(n -1)2.3.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为导学号 25401205( )A .5 B.72 C.92 D .132[答案] B[解析] ∵a n +a n +1=12,a 2=2,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-32,n 为奇数,2, n 为偶数.∴S 21=11×(-32)+10×2=72.故选B.4.在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .若a 6=64,则a 9等于导学号 25401206( )A .256 B.510 C .512 D .1 024[答案] C[解析] 在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .∴a 6=a 3·a 3=64,a 3=8. ∴a 9=a 6·a 3=64×8,a 9=512.故选C.5.已知数列{a n }的前n 项和为S n =kn 2,若对全部的n ∈N *,都有a n +1>a n ,则实数k 的取值范围是导学号 25401207( )A .(0,+∞) B.(-∞,1) C .(1,+∞) D .(-∞,0)[答案] A[解析] 由S n =kn 2得a n =k (2n -1).由于a n +1>a n ,所以数列{a n }是递增的,因此k >0,故选A. 6.(2021·吉林长春调研)已知{a n }满足a n +1=a n +2n ,且a 1=33,则a n n 的最小值为导学号 25401208( )A .21 B.10 C.212 D .172[答案] C[解析] 由已知条件可知,当n ≥2时, a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =33+2+4+…+2(n -1)=n 2-n +33,又n =1时,a 1=33满足此式. 所以a n n =n +33n-1.令f (n )=a n n =n +33n -1,则f (n )在[1,5]上为减函数,在[6,+∞)上为增函数,又f (5)=535,f (6)=212,则f (5)>f (6),故f (n )=a n n 的最小值为212,故选C.二、填空题7.已知数列{n 2n 2+1},则0.98是它的第________项.导学号 25401209[答案] 7[解析] n 2n 2+1=0.98=4950,∴n =7.8.(2022·课标全国Ⅱ,文)数列{a n }满足a n +1=11-a n ,a 11=2,则a 1=________.导学号 25401210[答案] 12[解析] 由a 11=2及a n +1=11-a n ,得a 10=12.同理a 9=-1,a 8=2,a 7=12,…所以数列{a n }是周期为3的数列.所以a 1=a 10=12.9.已知a n =n -98n -99(n ∈N *),则在数列{a n }中的前30项中,最大项和最小项分别是第________项.导学号 25401211[答案] 10,9[解析] a n =n -98n -99=n -99+99-98n -99=1+99-98n -99,当1≤n ≤9时,99-98n -99<0,a n 为递减函数.当n ≥10时,99-98n -99>0,a n 为递减函数.∴最大项为a 10,最小项为a 9.10.若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n =________.导学号 25401212[答案] (-2)n -1[解析] 由S n =23a n +13,得当n ≥2时,S n -1=23a n -1+13,∴当n ≥2时,a n =-2a n -1.又n =1时,S 1=a 1=23a 1+13,a 1=1,∴a n =(-2)n -1.三、解答题11.已知S n 为正项数列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n +12a n (n ∈N *).导学号 25401213 (1)求a 1,a 2,a 3,a 4的值; (2)求数列{a n }的通项公式.[答案] (1)a 1=1,a 2=2,a 3=3,a 4=4 (2)a n =n [解析] (1)由S n =12a 2n +12a n (n ∈N *),可得 a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1; S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2; 同理,a 3=3,a 4=4. (2)S n =12a 2n +12a n ,① 当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,②①-②得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0,所以a n -a n -1=1, ∴a n =a 1+(n -1)×1=n .12.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 .导学号 25401214(1)求数列{b n }的通项公式; (2)推断数列{c n }的增减性.[答案] (1)b n=⎩⎨⎧23(n =1),1n (n ≥2).(2)递减数列[解析] (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 +1<c n .∴数列{c n }为递减数列. B 组 力量提升1.(2021·东北三省三校一联)已知数列{a n }满足ln a 12·ln a 25·ln a 38·…·ln a n 3n -1=3n +22(n ∈N *),则a 10=导学号 25401215( )A .e 26 B.e 29 C .e 32 D .e 35[答案] C[解析] 当n =10时,ln a 12·ln a 25·ln a 38…ln a 1029=16当n =9时,ln a 12·ln a 25·ln a 98…ln a n 26=292两式相除得ln a 1029=3229,∴ln a 10=32,∴a 10=e 32,故选C.2.(2021·吉林长春质检二)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,{S n +na n }为常数列,则a n =导学号 25401216( )A.13n -1 B.2n (n +1) C.6(n +1)(n +2) D .5-2n 3[答案] B[解析] 由题意知,S n +na n =2,当n ≥2时,(n +1)a n =(n -1)a n -1, 从而a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=13·24·…·n -1n +1,有a n =2n (n +1),当n =1时上式成立,所以a n =2n (n +1).故选B.3.(2021·辽宁大连双基)数列{a n }满足a n -a n +1=a n ·a n +1(n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n,且b 1+b 2+…+b 9=90,则b 4·b 6导学号 25401217( )A .最大值为99 B.为定值99 C .最大值为100 D .最大值为200[答案] B[解析] 将a n -a n +1=a n a n +1两边同时除以a n a n +1,可得1a n +1-1a n=1,即b n +1-b n =1,所以{b n }是公差为d =1的等差数列,其前9项和为9(b 1+b 9)2=90,所以b 1+b 9=20,将b 9=b 1+8d =b 1+8,代入得b 1=6,所以b 4=9,b 6=11,所以b 4b 6=99,选B.4.(2021·湖北武汉质检)设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ,满足T n =2S n -n 2,n ∈N *.导学号 25401218(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式.[答案] (1)1 (2)a n =3·2n -1-2,n ∈N * [解析] (1)当n =1时,T 1=2S 1-1.由于T 1=S 1=a 1,所以a 1=2a 1-1,求得a 1=1.(2)当n ≥2时,S n =T n -T n -1=2S n -n 2-[2S n -1-(n -1)2]=2S n -2S n -1-2n +1,所以S n =2S n -1+2n -1,①所以S n +1=2S n +2n +1.② ②-①,得a n +1=2a n +2,所以a n +1+2=2(a n +2),即a n +1+2a n +2=2(n ≥2),求得a 1+2=3,a 2+2=6,则a 2+2a 1+2=2.所以数列{a n +2}是以3为首项,2为公比的等比数列, 所以a n +2=3·2n -1,所以a n =3·2n -1-2,n ∈N *.5.(2021·新课标全国Ⅰ)S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3.导学号 25401219 (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.[答案] (1)a n =2n +1 (2)n3(2n +3)[解析] (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).。
2021年高考数学 必过关题5 数列2
2021年高考数学 必过关题5 数列2一、填空题【考点一】等差数列的和1.设等差数列的公差不为,其前项和是.若,,则____ __.【答案】 5[解析] 由知,,所以,所以5.2.等差数列前n 项和为,已知,,则_______.【答案】10[解析]由得或,,.3. 设是等差数列的前项和,已知则=__________.【答案】18[解析] ,612345n n n n n n n n S S a a a a a a -------=+++++,,∴.4.在等差数列中,,公差为,前项和为,当且仅当时取最大值,则的取值范围_________.【答案】[解析] 因为,当且仅当时取最大值,可知且同时满足,所以,易得.5.若等差数列满足,则当 时,的前项和最大.【答案】[解析] 由等差数列的性质,,,又因为,所以,所以,所以,,故数列的前8项最大.6.已知两个等差数列和的前n 项和分别为和,且,则使得为整数的正整数的个数是________.【答案】5个[解析] 由等差数列的前n 项和及等差中项, 可得()()121121************()21()719122271111()21()22n n n n n n n n a a n a a a A n b B n n b b n b b ------+-++=====++++-+,故,为整数. 7.等差数列{a n }的公差为d ,关于x 的不等式 的解集为[0,22],则使数列{a n }的前n 项和S n 最大的正整数n 的值是 .【答案】11[解析] 由已知得d <0,c =0,a 1=-212d ,令通项a n =2n -232d >0,得n <11.5,于是数列的前11项为正数,故所求最大的正整数n 的值是11.【考点二】等比数列的和8. 已知为等比数列,S n 是它的前n 项和.若, 且与2的等差中项为,则=________.【答案】31[解析] 由知,即,所以=,所以,所以=31. 9. 已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1(n ∈N *)的取值范围是 . 【答案】[8,323)10.正项数列满足,又数列是以为公比的等比数列,则使得不等式成立的最大整数为 .【答案】9 [解析] 由数列是以为公比的等比数列知,,即,所以数列中奇数项及偶数项分别成等比数列.因此数列中奇数项及偶数项也分别成等比数列.所以 ()11122111211112322128012122n nn n a a a +++--+++=+=-<--,解得最大整数为9. 【考点三】等差、等比数列的综合应用11. 设等差数列的前项和为,若,则的最大值为_________.【答案】[解析] ∵等差数列的前项和为,且,∴ 而,∴,∴故的最大值为.12.设数列{}是等差数列,数列{}是等比数列,记数列{},{}的前n 项和分别为,.若a 5=b 5,a 6=b 6,且,则=____________.【答案】[解析] 因为,所以,所以,所以.13.已知数列的前项和,若对任意正整数,恒成立,则实数的取值范围是______.【答案】 [解析] 当n =1时,a 1=S 1=-1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(-1)n n -(-1)n -1(n -1)=(-1)n (2n -1).∵对任意正整数n ,(a n +1-p )(a n -p )<0恒成立,∴[(-1)n +1(2n +1)-p ][(-1)n (2n -1)-p ]<0,①当n 是奇数时,化为[p -(2n +1)][p +(2n -1)]<0,解得1-2n <p <2n +1,∵对任意正奇数n 都成立,取n =1时,可得-1<p <3.②当n 是正偶数时,化为[p -(2n -1)][p +(1+2n )]<0,解得-1-2n <p <2n -1,∵对任意正偶数n 都成立,取n =2时,可得-5<p <3.联立,解得-1<p <3.∴实数p 的取值范围是(-1,3).14.对于各项都是正数的数列{},定义=为{}的“靶”值,现知某数列的“靶”值为=,则数列{}的前n 项和的取值范围是___________. 【答案】[,5)[解析] 由题意得==,变形得,所以()()1121132222n n n n n n a a a a -+++++++=,所以,即,所以,利用错位相减法求得.15. 已知数列的通项公式,前n 项和为,若,则的最大值是 .【答案】 10[解析] ,当各项均为非负数时有最大值10.16. 等差数列的前项和为,已知,则的最小值为________.【答案】 [解析] 由得,令f (n )=nS n ,则f (n )=,,令f ′(n )=0,得n =0或n =.当n >时,时,f ′(n )>0,0<n <时,f ′(n )<0,∴当n =时,f (n )取最小值,而n ∈N *,又f (6)=-48,f (7)=-49,∴当n =7时,f (n )取最小值-49.【考点四】递推数列17. 数列{a n }中,a 1=6,且a n -a n -1=a n -1n+n +1(n ∈N *,n ≥2),则这个数列的通项a n =________. 【答案】(n +1)(n +2)[解析] 由已知等式得na n =(n +1)a n -1+n (n +1)(n ∈N *,n ≥2),则a n n +1-a n -1n =1,所以数列{a n n +1}是以a 12=3为首项,1为公差的等差数列,即a n n +1=n +2,则a n =(n +1)(n +2).n =1时,此式也成立.18.已知是定义在R 上不恒为零的函数,对于任意的x ,y ∈R ,都有f (x ·y )=成立.数列{a n }满足a n =f (2n )(n ∈N *),且a 1=2.则数列的通项公式a n =________.【答案】[解析] 由a n +1=f (2n +1)=2f (2n )+2n f (2)=2a n +2n +1,得a n +12n +1=a n 2n +1,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为1,公差为1的等差数列,所以a n 2n =n ,a n =n ·2n .二、解答题19.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.⑴证明:a n +2-a n =λ.⑵是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.[解析] ⑴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.因为a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.⑵由题设,a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得 a 2=λ-1,由⑴知,a 3=λ+1.若{a n }为等差数列,则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.20.若正项数列的前项和为,首项,点在曲线上.⑴求;⑵求数列的通项公式;⑶设,表示数列的前n 项和,若恒成立,求及实数的取值范围.[解析] ⑴因为点在曲线上,所以.分别取和,得到,由解得,.⑵由得.所以数列是以为首项,1为公差的等差数列,所以, 即 ,由公式,得 ,所以.(3)因为,所以,11111111=++++233523212121n n n n -------+(1) , 显然是关于的增函数, 所以有最小值,由于恒成立,所以, 于是的取值范围为 .21.已知数列的前项和为,且 12323(1)2(n n a a a na n S n n +++⋅⋅⋅+=-+∈N .⑴求数列的通项公式;⑵若是三个互不相等的正整数,且成等差数列,试判断是否成等比数列?并说明理由.[解析] ⑴,∴ 当时,有 解得 .由, ①得1231123(1)2(1)n n n a a a na n a nS n ++++++++=++, ②② - ①得: . ③由③式得:()111(1)(1)22n n n n n n n a nS n S n S S S ++++=--+=-++,得. ④当时,, ⑤⑤-④得:.由,得,∴.∴数列是以为首项,2为公比的等比数列. ∴.⑵∵成等差数列, ∴.假设成等比数列,则,即,化简得:. (*)∵,∴,这与(*)式矛盾,故假设不成立.∴不是等比数列.22.对于项数为n 的有穷数列,如果满足,,其中,则称为的“生成数列”.⑴若数列的“生成数列”为:5,-2,7,2,求;⑵若为偶数,且的“生成数列”是,证明:的“生成数列”是;⑶若为奇数,且的“生成数列”是,且的“生成数列”是,…依次将数列,,,…的第项取出构成数列.证明:是等差数列.[解析] ⑴由题意得: ,,∴,∵,∴,∵,∴,∴数列.⑵证明:因为 , , ,…… ,由于为偶数,将上述个等式中的第这个式子都乘以,相加得11223112231()()()()()()n n n n n b b b b b b b a a a a a a a ---+++--+=-+++--+即,.由于,,根据“生成数列”的定义知,数列是的“生成数列”.⑶证明:因为 ,所以 .所以欲证成等差数列,只需证明成等差数列即可.对于数列及其“生成数列”,因为 ,,,…… ,由于为奇数,将上述个等式中的第这个式子都乘以,相加得11223112231()()()()()()n n n n n b b b b b b b a a a a a a a ---+++-++=-+++-++, 即.设数列的“生成数列”为,因为 ,,所以 , 即成等差数列.同理可证,也成等差数列. 即是等差数列.所以, 成等差数列.23.对于数列,定义数列为的“差数列”.⑴若,、为非零常数,求证:数列 的“差数列”是等差数列并求出其公差;⑵若的“差数列”的通项为,求数列的通项公式以及前n 项和;⑶对于⑵中的数列,若数列满足且,求数列(为偶数)的通项公式.[解析] ⑴()221(1)2n n a a A n B An B An A +-=+---=+令的“差数列”为,则,,所以数列 的“差数列”是等差数列,其公差为;⑵依题意所以11223211()()()()n n n n n n n a a a a a a a a a a -----=-+-+-++-+而 从而是公比数为2的等比数列, 所以⑶由,得到两式相除得所以数列是公比为的等比数列,由,所以数列的通项为,其中为偶数.24.已知各项均为正数的两个无穷数列、满足.⑴当数列是常数列(各项都相等的数列),且时,求数列的通项公式;⑵设、都是公差不为0的等差数列,求证:数列有无穷多个,而数列惟一确定;⑶设,,求证:.[解析] ⑴∵数列是常数列,且,∴, ①∴ ②①-②得 ,∴数列中序号为奇数的项及序号为偶数的项均按原来顺序构成公差为2的等差数列,又,,∴,∴,,∴.⑵设、的公差分别为,将其通项代入得 ()()()()()1112111212112d n a d d n b d n a d n b d n d n a ⎡+-⎤+++⎡+-⎤=+⎣⎦⎣⎦,因为它是关于的恒等式,∴,∴, ∴,由于可以取无穷多个正实数,所以数列有无穷多个,而数列惟一确定.⑶∵,及,∴,即,∴,得,∴()()()()2212342121213212n n i n n i S b b b b b b b n n -===++++++>⎡+++-⎤=⎣⎦∑,又由得,∴,∴,∴.三.课本改编题:1.原题[xx年第4版·必修5教材42页练习4]在等差数列中,已知,试求.【答案】876[解析]由成等差数列,易得.变式1:各项均为正数的等比数列的前项和为,若,,则________.【答案】30[解析] 设,,则由题意,得2,,,成等比数列.于是由及,得,所以.变式2:[xx·辽宁卷]设等比数列{a n}的前n项和为,若,则=__________.【答案】[解析]设公比为q,则=1+q3=3 q3=2,于是变式3:设等差数列的前项和为,则,,,成等差数列.类比以上结论有:设等比数列的前项积为,则,,,成等比数列.【答案】[解析]对于等比数列,通过类比,有等比数列的前项积为,则,,成等比数列.[说明]通过知识的迁移,理解等差、等比数列的一些共性.2.原题[xx 年第4版·必修5教材59页习题8]设是等比数列的前项和,成等差数列,求证:成等差数列.[解析] ∵成等差数列,,即,∴,∴q 3=-12,∴,, ∴∴成等差数列.变式1:[xx ·江西一模]已知等比数列{a n }的公比为q (q 为实数),前n 项和为S n ,且S 3、S 9、S 6成等差数列,则q 3等于________.【答案】-12[解析] ∵成等差数列,,即,∴,∴q 3=-12. 变式2:设数列{a n }是公差不为零的等差数列,它的前n 项和为S n ,且S 1、S 2、S 4成等比数列,则等于________.【答案】 [解析] ∵S 2=2a 1+d ,S 4=4a 1+4×32×d =4a 1+6d ,S 1,S 2,S 4成等比数列, ∴(2a 1+d )2=a 1(4a 1+6d ),解得d =2a 1,∴a 4= a 1+3d =7 a 1.变式3:[xx·天津卷]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] ∵S 2=2a 1-1,S 4=4a 1+4×32×(-1)=4a 1-6,S 1,S 2,S 4成等比数列, ∴(2a 1-1)2=a 1(4a 1-6),解得a 1=-12. [说明]通过变式理解等差、等比内在联系.*ct39734 9B36 鬶5U37332 91D4 釔xrW<k39287 9977 饷[。
专题05 数列-2021年高考数学二轮专项复习
专题05 数 列本专题的主要内容是数列的概念、两个基本数列——等差数列、等比数列.这部分知识应该是高考中的重点内容.考察数列知识时往往与其他知识相联系,特别是函数知识.数列本身就可以看作特殊(定义在N *)的函数.因此解决数列问题是常常要用到函数的知识,进一步涉及到方程与不等式. 本专题的重点还是在两个基本数列——等差数列、等比数列上,包括概念、通项公式、性质、前n 项和公式.§5-1 数列的概念【知识要点】1.从函数的观点来认识数列,通过函数的表示方法,来认识数列的表示方法,从而得到数列的常用表示方法——通项公式,即:a n =f (n ).2.对数列特有的表示方法——递推法有一个初步的认识.会根据递推公式写出数列的前几项,并由此猜测数列的一个通项公式.3.明确数列的通项公式与前n 项和公式的关系:S n =a 1+a 2+…+a n ;⎩⎨⎧≥==-)2()1(11n -S S n S a n n n .特别注意对项数n 的要求,这相当于函数中的定义域.【复习要求】1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类函数.【例题分析】例1 根据数列的前几项写出该数列的一个通项公式: (1)3231,1615,87,43,21; (2)2,-6,18,-54,162;(3)9,99,999,9999,99999;(4)1,0,1,0,1,0;(5)12133,1091,857,631,413,23; (6)52,177,73,115,21,53; 【分析】本题需要观察每一项与项数之间存在的函数关系,猜想出一个通项公式.这种通过特殊的元素得到一般的规律是解决问题的常用方法,但得到的规律不一定正确,可经过证明来验证你的结论.解:(1)nn n n a 211212-=-= ; (2)a n =2×(-3)n -1;(3)a n =10n -1;(4)⎩⎨⎧为偶数为奇数n n a n 01; (5)n n a n 2112+-=; (6)232++=n n a n . 【评析】(1)中分数的考察要把分子、分母分开考察,当然有时分子分母之间有关系;(2)中正负相间的情况一定与(-1)的方次有关;(3)中的情况可以扩展为7,77,777,7777,77777⇒)110(97-=n n a ;(4)中的分段函数的写法再一次体现出数列是特殊的函数,也可写成2)1(11--+=n n a ,但这种写法要求较高;(5)中的假分数写成带分数结果就很明显了;(6)中的变换要求较高,可根据分子的变化,变换整个分数,如==42218463=,根据分子,把21变为84,其他类似找到规律. 例2 已知:数列{a n }的前n 项和S n ,求:数列{a n }的通项公式a n ,(1)S n =n 2-2n +2;(2)1)23(-=n n S . 【分析】已知数列前n 项和S n 求通项公式a n 的题目一定要考虑n =1与n ≥2两种情况,即:a n =S n -S n -1不包含a 1,实际上相当于函数中对定义域的要求.解:(1)当n =1时,a 1=S 1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3,则⎩⎨⎧≥-==23211n n n a n . (2)当n =1时,,2111==S a 当n ≥2时,11)23(21--<=-=n n n n S S a ,此公式也适合n =1时的情况,则1)23(21-⨯=n n a . 【评析】分情况求出通项公式a n 后,应考察两个式子是否能够统一在一起,如果能够统一还是写成一个式子更加简洁;如果不能统一就要写成分段函数的形式,总之分情况讨论后应该有一个总结性结论.例3完成下列各题:(1)数列{a n }中,a 1=2)11ln(1na a n n ++=+,则a 3=( )A .2+ln3B .2+2ln3C .2+3ln3D .4 (2)已知数列{a n }对任意的p ,q ∈N *满足a p +q =a p +a q ,且a 2=-6,那么a 10等于( )A .-165B .-33C .-30D .-21(3)数列{a n }中,*221,,254N ∈+=+++-=n bn an a a a n a n n ,其中a ,b 为常数,则ab =______. 【分析】本题中三个小题都涉及数列的递推关系,这类问题,最好的办法是给n 赋值,通过特殊的项找到一般的规律.解:(1)∵n n a nn a n a a n n n n ln )1ln(1ln)11ln(1-++=++=++=+, ∴a 2=a 1+ln(1+1)-ln1=2+ln2, a 3=a 2+ln(2+1)-ln2=2+ln3,选A .(2)∵a p +q =a p +a q ,∴,36111112-=⇒-=+==+a a a a a∴a 3=a 2+1=a 2+a 1=-6-3=-9,a 5=a 3+2=a 3+a 2=-9-6=-15,a 10=a 5+5=a 5+a 5=-30.选C .(3)∵a 1+a 2+…+a n =an 2+bn ,∴⎩⎨⎧+=++=ba a ab a a 24211, ∵254-=n a n ,∴⎪⎩⎪⎨⎧-==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=++=212242112323b a b a b a ,∴ab =-1. 【评析】这种通过特殊的项解决数列问题的方法今后经常用到,希望大家掌握. 例4 已知:函数f (x )=a 1+a 2x +a 3x 2+…+a n x n -1,21)0(=f ,且数列{a n }满足f (1)=n 2a n (n ∈N *),求:数列{a n }的通项. 【分析】首先要应用f (0)与f (1)这两个条件,由题可看出可能与S n 与a n 关系有关. 解:由题知:21)0(1==a f ,f (1)=a 1+a 2+…+a n =n 2a n , 即:S n =n 2a n ,则S n -1=(n -1)2a n -1(n ≥2),∴a n =S n -S n -1=n 2a n -(n -1)2a n -1(n ≥2),∴(n 2-1)a n =(n -1)2a n -1(n ≥2),即:)2(111≥+-=-n n n aa n n , ∴)2(31425313211122334211≥⨯⨯⨯⨯--⨯-⨯+-=⨯⨯⨯⨯⨯---n n n n n n n a a a a a a a a a a n n n n , 即)2(21111≥⨯⨯+=n nn a a n ,∴)2()1(1≥+=n n n a n , ∵当n =1时,212111=⨯=a 上式也成立,∴)()1(1*N ∈+=n n n a n . 【评析】本题中,题目给出函数的条件,而f (0)与f (1)的运用就完全转化为数列问题,S n 与a n 的关系应该是要求掌握的,尤其是在n -1出现时,要注意n ≥2的限制,这相当于函数中的定义域.而叠乘的方法是求数列通项的基本方法之一.练习5-1一、选择题:1.数列1614,1311,108,75,42---…的通项公式为( ) A .1313)1(1+--+n n n B .1313)1(+--n n n C .1323)1(---n n n D .1333)1(---n n n 2.若数列的前四项是3,12,30,60,则此数列的一个通项公式是( )A .2)2)(1(++n n nB .5n 2-6n +4C .2)1(93-+n n D .2127ln 12+-n 3.数列{a n }中,若a 1=1,a 2=1,a n +2=a n +1+a n ,则a 7=( )A .11B .12C .13D .144.数列{a n }的前n 项和为S n ,若Sn =2(a n -1),则a 2=( )A .-2B .1C .2D .4二、填空题:5.数列2,5,2,5,…的一个通项公式______.6.数列{a n }的前n 项和S n =n 2,数列{a n }的前4项是______,a n =______.7.若数列{a n }的前n 项和S n =2n 2-3n +1,则它的通项公式是______.8.若数列{a n }的前n 项积为n 2,则a 3+a 5=______.三、解答题:9.已知:数列{a n }中,若n n na a a a a =+++= 211,21, 求:数列{a n }前4项,并猜想数列{a n }的一个通项公式.10.已知:数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5…,求:数列的第50项.§5-2 等差数列与等比数列【知识要点】1.熟练掌握等差数列、等比数列的定义:a n -a n -1=d (常数)(n ≥2)⇔数列{a n }是等差数列;q a a n n =-1(常数)(n ≥2)⇔数列{a n }是等比数列;由定义知:等差数列中的项a n 及公差d 均可在R 中取值,但等比数列中的项a n 及公比q 均为非零实数.应该注意到,等差数列、等比数列的定义是解决数列问题的基础,也是判断一个数列是等差数列、等比数列的唯一依据.2.明确等差中项与等比中项的概念,并能运用之解决数列问题:c b a c a b 、、⇔+=2成等差数列,b 叫做a 、c 的等差中项,由此看出:任意两个实数都有等差中项,且等差中项唯一;b 2=ac ⇔a 、b 、c 成等比数列,b 叫做a 、c 的等比中项,由此看出:只有同号的两个实数才有等比中项,且等比中项不唯一;3.灵活运用等差数列、等比数列的通项公式a n 及前n 项和公式S n :等差数列{a n }中,a n =a m +(n -m )d =a 1+(n -1)d ,d n n na n a a S n n 2)1(211-+=+=; 等比数列{a n }中,a n =a m q n -m =a 1q n -1,⎪⎩⎪⎨⎧=/--==)1(1)1()1(11q q q a q na S n n ;4.函数与方程的思想运用到解决数列问题之中:等差数列、等比数列中,首项a 1、末项a n 、项数n ,公差d (公比q )、前n 项和S n ,五个量中,已知三个量,根据通项公式及前n 项和公式,列出方程可得另外两个量. 等差数列中,n d a n d S d a dn a n n )2(2121-+=-+=、,可看作一次函数与二次函数的形式,利用函数的性质可以解决数列问题.5.等差数列、等比数列的性质:等差数列{a n }中,若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q ;等比数列{a n }中,若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ;【复习要求】1.理解等差数列、等比数列的概念.2.掌握等差数列、等比数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中,识别数列的等差关系或等比关系,并能用有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数、等比数列与指数函数的关系.【例题分析】例1完成下列各题:(1)若等差数列{a n }满足a 2+a 4=4,a 3+a 5=10,则它的前10项的和S 10=( )A .138B .135C .95D .23(2)各项均为正数的等差数列{a n }中必有( )A .8664a a a a <B .8664a a a a ≤C .8664a a a a >D .8664a aa a ≥ 【分析】本题在于考察等差数列的基本知识,通项公式及前n 项和公式是一切有关数列中考察的重点,注意数列中项数之间的关系.解:(1)∵等差数列{a n }中a 2+a 4=4,a 3+a 5=10,∴a 3=2,a 4=5,∴公差d =3,首项a 1=-4,∴a 10=a 1+9d =-4+27=23, ∴9510210110=⨯+=a a S .选C. (2)等差数列{a n }中a 4+a 8=2a 6,∵等差数列{a n }各项均为正数, ∴由均值不等式2628484)2(a a a a a =+≤⋅,当且仅当a 4=a 8时等号成立 即:8664a a a a ≤,选B . 【评析】本题中涉及到等差数列中的重要性质:若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q ,(1)中可直接应用这一性质:a 2+a 4=a 3+a 3=2a 3得到结论,但题中所给的答案可看作这一性质的证明,同时,等差数列中通项公式并不一定要用首项表示,可以从任何一项开始表示a n ,这也是常用的方法,(2)注意观察数列中项数的关系,各项均为正数的要求恰好给运用均值不等式创造了条件,注意等号成立的条件.例2完成下列各题:(1)等比数列{a n }满足a 1+a 2=3,a 2+a 3=6,则a 7=( )A .64B .81C .128D .243(2)各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=2,S 30=14,则S 40=( )A .80B .30C .26D .16【分析】本题中各小题是在运用等比数列的基本知识来解决,通项公式与前n 项和公式要熟练运用.解:(1)∵数列{a n }是等比数列,∴⎩⎨⎧=+=+=+=+63211321121q a q a a a q a a a a ,∴⎩⎨⎧==211q a ,a 7=a 1·q 6=26=64.选A . (2)方法一:∵等比数列{a n }的前n 项和为S n ,(*)21)1(10110=--=qq a S ,(**)141)1(30130=--=q q a S , 两式相除:7111030=--qq ,即:1+q 10+q 20=7⇒q 10=2或q 10=-3(舍), 把q 10=2代入(*)中得到:211-=-qa , ∴.30)21)(2(1)1(440140=--=--=qq a S 选B . 方法二:a 1+a 2+…+a 10、a 11+a 12+…+a 20、a 21+a 22+…+a 30、a 31+a 32+…+a 40、……也构成等比数列,设新等比数列的公比为p则:a 1+a 2+…+a 10=S 10=2、a 11+a 12+…+a 20=2p 、a 21+a 22+…+a 30=2p 2 ∵S 30=2+2p +2p 2=14,∴p =-3或p =2,∵等比数列{a n }的各项均为正数,∴p =2,∴a 1+a 2+…+a 10=2、a 11+a 12+…+a 20=4、a 21+a 22+…+a 30=8、a 31+a 32+…+a 40=16,∴S 40=2+4+8+16=30.【评析】(2)中方法一仍是解决此类问题的基本方法,注意把qa -11看成整体来求,方法二的方法在等差数列及等比数列中均适用,即:等比数列中第1个n 项和、第2个n 项和、…第n 个n 项和仍然成等比数列,此时,你知道这时的公比与原数列的么比的关系吗? 例3 已知:等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=16,S 10=64,求:S 15=?.【分析】本题是对等差数列的知识加以进一步考察,可以用求和公式,也可运用等差数列的性质加以解决.解:方法一:由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯+==⨯+=2532251664291010162455111015d a d a S d a S , 则:1442141515115=⨯+=d a S ; 方法二:等差数列中:a 1+a 2+a 3+a 4+a 5、a 6+a 7+a 8+a 9+a 10,a 11+a 12+a 13+a 14+a 15这三项也构成等差数列,即a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=S 5=16,a 6+a 7+a 8+a 9+a 10=S 10-S 5=64-16=48,a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=S 15-S 10=S 15-64,∴2×48=16+S 15-64,∴S 15=144. 方法三:∵596,48166452106106610=+=-=⨯+=-∴a a a a S S ,∵a 1+a 15=a 6+a 10∴14415259615215115=⨯=⨯+=a a S . 【评析】本题中方法一是直接应用前n 项和公式,得出首项与公差,再用公式得出所求,应是基本方法,但运算较繁锁;方法二充分注意到等差数列这一条件,得到的结论可以扩展为等差数列中第1个n 项和、第2个n 项和、……第n 个n 项和仍然成等差数列,你知道这时的公差与原数列的公差的关系吗?这一方法希望大家掌握;方法三是前n 项和公式与等差数列的性质的综合应用,大家可以借鉴.例4已知:等差数列{a n }中,且na a ab n n +++=21, (1)求证:数列{b n }是等差数列; (2)若23,1132113211=++++++=b b b a a a a ,求数列{a n }{b n }的通项公式. 【分析】运用等差数列的两个公式,两个数列都是等差数列,所求通项就离不开首项和公差.解:(1)∵数列{a n }是等差数列,设公差为d , ∴2,2121121n n n n n a a n a a a b n a a a a a +=+++=⨯+=+++∴ , ∴)2(222211111≥=-=⋅+-+=---⋅-n d a a a a a a b b n n n n n n , ∴数列{b n }是等差数列,公差为2d ; (2)∵1,1121==+++=∴a b na a ab n n , ∵数列{a n }、{b n }是等差数列,∴31,232·66,23132132117713113113113113211321==++==++=⨯+⨯+=++++++∴∴d d b d a b a b b a a b b a a b b b a a a , ∴656161)1(1,323131)1(1+=-+=+=⨯-+=n n b n n a n n . 【评析】(1)中遇到了证明数列是等差(等比)数列,采取的方法只能是运用定义,满足定义就是,不满足定义就不是.例5 已知:等差数列{a n }中,a 3=12,S 12>0,S 13<0,求数列{a n }的公差d 的取值范围;【分析】按照所给的条件,把两个不等的关系转化为关于公差d 的不等式. 解:(1)∵数列{a n }是等差数列, ∴⎪⎩⎪⎨⎧<⨯+=>⨯+=013201221311312112a a S a a S ,即:⎩⎨⎧<++-=+>++-=+01020923313133121d a d a a d a d a a a α, ∴⎪⎪⎩⎪⎨⎧-<->332827a d a d ,即:3724-<<-d , 【评析】也可直接运用d n n na S n 2)1(1-+=得到关于a 1与d 的不等式,再通过通项公式得到a 3与a 1的关系.例6 已知:四个数中,前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,第一、四个数的和为16,第二、三个数的和为12,求这四个数.【分析】本题中,方程的思想得到明显的体现,实际上数列问题总体上就是解方程的问题,根据所给的条件,加上通项公式、前n 项和公式列出方程,解未知数,通过前面的例题大家应该有所体会了.解:方法一:设这四个数为:a ,b ,12-b ,16-a则根据题意得,⎩⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧-=--+=40)16()12(1222b a a b b b a b 或⎩⎨⎧==915b a , 则这四个数为0、4、8、16或15、9、3、1.方法二:设这四个数为:a -d ,a ,a +d ,ad a 2)(+ 则根据题意得⎩⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=++=+-441216)(2d a d a a a d a d a 或⎩⎨⎧-==69d a , 则这四个数为:0、4、8、16或15、9、3、1.【评析】列方程首先就要设未知数,题目中要求四个数,但不要就设四个未知数,要知道,方程的个数与未知数的个数一样时才有可能解出,因此在设未知数时就要用到题目中的条件.方法一是用“和”设未知数,用数列列方程;方法二是用数列设未知数,用“和”列方程.例7 已知:等差数列{a n }中,a 4=10,且a 5,a 6,a 10成等比数列,求数列{a n }前20项的和S 20.【分析】本题最后要求的是等差数列的前20项和,因此,求首项、公差以及通项公式就是必不可少的.解:∵数列{a n }是等差数列,∴a 5=a 4+d =10+d ,a 6=a 4+2d =10+2d ,a 10=a 4+6d =10+6d ,∵a 5,a 6,a 10成等比数列,∴a 62=a 5·a 10,即:(10+2d )2=(10+d )(10+6d ) ∴d =0或d =-15,当d =0时,a n =a 4=10,S 20=200;当d =-15时,a n =a 4+(n -4)d =-15n +70,1750202)230(5520220120-=⨯-+=⨯+=a a S ; 【评析】这种等差、等比数列综合运用时,往往出现多解的情况,对于多个解都要一一加以验证,即使不合题意也要说明,然后舍去.例8 已知:等差数列{a n }中,a n =3n -16,数列{b n }中,b n =|a n |,求数列{b n }的前n 项和S n .【分析】由于对含有绝对值的问题要加以讨论,因此所求的前n 项和S n 应该写成分段函数的形式.解:(1)当n ≤5时,a n <0,则:b n =|a n |=16-3n ,且b 1=13,n n n n S n 229232316132+-=⨯-+=; (2)当n ≥6时,a n >0,则:b n =|a n |=3n -16,此时:S 5=35,b 6=2, 7022923)5(21632352+-=-⨯-++=n n n n S n , 由(1)(2)知,⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≤+-=)6(7022923)5(2292322n n n n n n S n . 【评析】当n ≥6时,前5项和要加在S n 中是经常被忽略的,得到的结果形式上比较复杂,可通过赋值的方法加以验证.练习5-2一、选择题:1.若等差数列的首项是-24,且从第10项开始大于零,则公差d 的取值范围是( )A .38>d B .d <3 C .338<≤d D .338≤<d2.若等差数列{a n }的前20项的和为100,则a 7·a 14的最大值为( )A .25B .50C .100D .不存在3.等比数列{a n }中,若a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,则a 7+a 8=( )A .80B .90C .100D .1354.等差数列{a n }的前2006项的和S 2006=2008,其中所有的偶数项的和是2,则a 1003=() A .1 B .2 C .3 D .4二、填空题:5.(1)等差数列{a n }中,a 6+a 7+a 8=60,则a 3+a 11=______;(2)等比数列{a n }中,a 6·a 7·a 8=64,则a 3·a 11=______;(3)等差数列{a n }中,a 3=9,a 9=3,则a 12=______;(4)等比数列{a n }中,a 3=9,a 9=3,则a 12=______.6.等比数列{a n }的公比为正数,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }前7项的和为______.7.等差数列{a n}中,若a n=-2n+25,则前n项和S n取得最大值时n=______.8.等比数列{a n}中,a5a6=-512,a3+a8=124,若公比为整数,则a10=______.三、解答题:9.求前100个自然数中,除以7余2的所有数的和.10.已知:三个互不相等的数成等差数列,和为6,适当排列后这三个数也可成等比数列,求:这三个数.11.已知:等比数列{a n}中,a1=2,前n项和为S n,数列{a n+1}也是等比数列,求:数列{a n}的通项公式a n及前n项和S n.§5-3 数列求和【知识要点】1.数列求和就是等差数列、等比数列的求和问题,还应掌握与等差数列、等比数列有关的一些特殊数列的求和问题,2.数列求和时首先要明确数列的通项公式,并利用通项公式找到所求数列与等差数列、等比数列之间的联系,利用等差数列、等比数列的求和公式解决问题,3.三种常见的特殊数列的求和方法:(1)直接公式法:解决一个等差数列与一个等比数列对应项相加而成的新数列的求和问题;(2)错位相减法:解决一个等差数列与一个等比数列对应项相乘而成的新数列的求和问题;(3)裂项相消法:解决通项公式是等差数列相邻两项乘积的倒数的新数列的求和问题.【复习要求】特殊数列求和体现出知识的“转化”思想——把特殊数列转化为等差数列、等比数列,而在求和的过程中又体现出方程的思想【例题分析】例1 求和下列各式 (1))21(412211n n ++++ ;(2)1×2+2×22+3×23+…+n ×2n ;(3))12)(12(1751531311+-++⨯+⨯+⨯n n ; (4)11431321211++++++++n n .【分析】我们遇到的数列求和的问题是一些特殊的数列,即与等差、等比数列密切相关的数列,最后还是回到等差、等比数列求和的问题上.解:(1))212121()21()21(4122112n n n n +++++++=++++ nn n n n n 211)1(21211)211(212)1(-++=--++=. (2)设:S n =1×2+2×22+3×23+…+n ×2n1321322222222)1(22212)++⨯-++++=-⨯+⨯-+⋯+⨯+⨯=-n n n n n n n S n n S则:22)1(21)21(2211+-=---⨯=++n n n n n n S .(3))12)(12(1751531311+-++⨯+⨯+⨯n n )]121121()5131()311[(21+--++-+-=n n 12)1211(21+=+-=n nn . (4)11431321211+++++++++n n111342312-+=-+++-+-+-=n n n .【评析】(1)中数列可看成一个等差数列与一个等比数列对应项相加而成,直接运用前n 项和公式即可;(2)中数列可看成一个等差数列与一个等比数列对应项相乘而成,采用错位相减的方法,相减以前需要每一项乘以等比数列的公比,然后错位相减,还是利用等比数列的前n 项和公式,注意错位后最后一项相减时出现的负号,这是极容易出错的地方;(3)(4)都是裂项相消,都与等差数列有关,(3)中的形式更加常见一些,注意裂项后的结果要与裂项前一致,经常要乘一个系数(这个系数恰好是等差数列的公差的倒数).例2求下列数列的前n 项和S n .(1)1,-5,9,-13,17,-21,…,(-1)n -1(4n -3);(2)n+++++++ 3211,,3211,211,1; (3)1,1+2,1+2+22,1+2+22+23,…,1+2+22+…+2n -1;【分析】对于一个数列来说,最重要的是通项公式,有了通项公式,就可以写出所有的项,就可以看出其与等差、等比数列的关系,从而利用等差、等比数列的前n 项和得出结论.解:(1)方法一:(当n 是奇数时,1+(-5)+9+(-13)+17+(-21)+…+(-1)n -1(4n -3)=(1+9+17+4n -3)-[5+13+21+(4n -7)].12)21(2745)21(2341-=-⨯-+-+⨯-+=n n n n n(当n 是偶数时,1+(-5)+9+(-13)+17+(-21)+…+(-1)n -1(4n -3)=(1+9+17+4n -7)-[5+13+21+(4n -3)].22234522741n nn n n -=⨯-+-⨯-+=方法二:(当n 是奇数时,1+(-5)+9+(-13)+17+(-21)+…+(-1)n -1(4n -3)=(1-5)+(9-13)+(17-21)+…+(4n -11+4n -7)+(4n -3).12)34(21)4(-=-+-⨯-=n n n (当n 是偶数时,1+(-5)+9+(-13)+17+(-21)+…+(-1)n -1(4n -3)=(1-5)+(9-13)+(17-21)+…+(4n -7+4n -3).22)4(n n-=⨯-= (2)此数列中的第n 项)111(2)1(22)1(13211+-=+=+=++++=n n n n n n n a n 则n+++++++++++321132112111 ⋅+=+-=+-++-+-+-=12)111(2)]111()4131()3121()211[(2n n n n n(2)此数列中的第n 项1221212221n12-=--=++++=-n n n a 则1+(1+2)+(1+2+22)+…(1+2+22+…+2n -1)=(21-1)+(22-1)+(23-1)+…(2n -1)n n n n n n--=---=-++++=+2221)21(2)2222(1321.【评析】(1)中带有(-1)n ,需要讨论最后一项的正负,方法一是把正、负项分开,看成两个等差数列,方法二应该是多观察的结果,当都要对n 加以讨论,(2)(3)都要先写出通项,然后每一项按照通项的形式写出,很明显地看出方法.例3 数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n +2n .(1)设12-=n nn a b ,求证:数列{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .【分析】对于证明数列是等差、等比数列的问题,还是要应用定义.解:(1)证明:∵,2,2111nn n n n n a b a b ++-==∴ ∴12;122222211111111====-=-=--+-++a b a a a a b b n n n n n n n n n n n , ∴数列{b n }是首项、公差都为1的等差数列,即:b n =n .(2)由(1)中结果,设12-=n nn a b 时,b n =n ,则:a n =n ·2n -1 ∴S n =1×20+2×21+3×22+4×23+…+(n -1)2n -2+n ·2n -1nn n nn n n n S n n n S 22222122)1(2)2(2322212)13212321⋅⋅-+++++=-+-+-++⨯+⨯+⨯=----12)1(21212+-=---=⋅⋅n nnn n n S .【评析】证明数列是等差、等比数列时,如果可能应强调首项与公差,证明后,往往要用到整个数列,因此证明完后应把数列的通项写出,便于解决其他问题.例4 已知:数列{a n }中,a 1=2,a n +1=4a n -3n +1,n ∈N *,(1)求证:数列{a n -n }是等比数列;(2)求数列{a n }的前n 项和S n ;(3)证明不等式S n +1≤4S n ,对任意n ∈N *皆成立.【分析】证明等比数列是应该应用定义,比较大小最有效的方法是作差.(1)证明:由题设a n +1=4a n -3n +1,得a n +1-(n +1)=4(a n -n )( n ∈N *),∵a 1-1=1≠0,∴4)()1(1=-+-+n a n a n n ,∴数列{a n -n }是首项为1,且公比为4的等比数列.(2)解:由(1)可知a n -n =4n -1,于是数列{a n }的通项公式为a n =4n -1+n .则数列{a n }的前n 项和⋅++-=++++++=-2)1(314)4()24()14(11n n n S n n n(3)证明:2)1(43442)2)(1(3144111+---+++-=-+++n n n n S S n n n n.02)1)(43()43(212≤-+-=-+-=n n n n∴不等式S n +1≤4S n ,对任意n ∈N *皆成立.练习5-31.数列n n 21)12(1617815413211+-、、、、、 的前n 项之和S n =( ) A .n n 2112-+B .nn n 21122-+- C .12211--+n nD .n n n 2112-+- 2.若数列1111311211110,,10,10,10n ,…它的前n 项的积大于105,则正整数n 的最小值是( ) A .12B .11C .10D .83.数列{a n }的通项公式11++=n n a n ,若前n 项和S n =3,则n =( )A .3B .4C .15D .164.数列{a n }的前n 项和为S n ,若)1(1+=n n a n 则S 5等于( )A .1B .65 C .61 D .301 二、填空题:5.若)1(11216121+++++=n n S n ,且431=⋅+n n S S ,则n =______. 6.若lg x +lg x 2+lg x 3+…+lg x n =n 2+n ,则x =______.7.数列1,(1+2),(1+2+22),…,(1+2+22+…+2n -1)的前99项和是______.8.正项等比数列{a n }满足:a 2·a 4=1,S 3=13,若b n =log 3a n ,则数列{b n }的前10项的和是______.9.已知:等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 7=7,S 15=75,求数列}{nsn的前n 项和T n .10.已知:等比数列{a n }中,公比nn n n a a a T a a a S q 111,,12121+++=+++=≠ . (1)用a 1、q 、n 表示nnT S ; (2)若5533113T S T S T S 、、-成等差数列,求q 的值;11.已知:数列{a n }中,a 3=2,a 5=1,数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧+11n a 是等差数列, (1)数列{a n }的通项公式;(2)若na b n n 1+=,求数列{b n }的前n 项和S n .§5-4 数学归纳法【知识要点】1.数学归纳法是证明与正整数有关的命题的一种方法.2.数学归纳法证明包含两个步骤:(1)证明n =n 0时命题成立(n 0是第一个使命题成立的正整数)(2)假设n =k (k ≥n 0)时命题成立,由此证明n =k +1时命题也成立.注意到,数学归纳法是一种自动证明的方法,其中(1)是基础,(2)是一种递推的结构,在证明n =k +1命题成立时,必须要用上n =k 成立时的归纳假设.【复习要求】了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题.【例题分析】例1 求证:)()12(2)1()12)(12(532311*222N ∈++=+-++⨯+⨯n n n n n n n 【分析】等式的证明应该是利用数学归纳法常见的命题,注意从k 到k +1时书写一定要清晰,不能模棱两可,蒙混过关.证明:(1)当n =1时,左31)12(2)11(1,313112=+⨯+⨯===⨯=右,则当n =1时原式成立 (2)假设当n =k 时原式成立,即:,)12(2)1()12)(12(532311222++=+-++⨯+⨯k k k k k k 则当n =k +1时,左)32)(12()1()12)(12(5323112222+++++-++⨯+⨯=k k k k k k )32)(12()1()12(2)1(2++++++=k k k k k k )32)(12(2)1(2)32)(1(2++++++=k k k k k k右=+++=+++++=)32(2)2)(1()32)(12(2)12)(2)(1(k k k k k k k k .故当n =k +1时原式也成立.∴由(1)(2)知:当n ∈N *时,原式均成立.【评析】数学归纳法的关键在第二步,本题中利用归纳假设把k +1个式子的和转化为两个式子的和是关键,后面的运算主要是提取公因式,最好把要变成的形式先写出来,这样就有了一个目标.例2 求证:)2,(12131211*≥∈+>++++n n n nn N 【分析】本题中n 0=2,在利用归纳假设证明n =k +1不等式也成立时,我们可以利用不等式的其他证明方法.证明:(1)当n =2时,左=+⨯=>=+=12223423211右,则当n =2时原式成立.(2)假设当n =k 时原式成立,即:,12131211+>++++k k k 则,当n =k +1时,左,1)1()1(2,112111*********+++=++=+++>++++++=k k k k k k k k k 右 ∵,0)2)(1()2)(1(2422521)1()1(211222>++=++---++=+++-++k k k k k k k k k k k k k ∴,1)1()1(211131211+++>++++++k k k k 故当n =k +1时原式也成立,∴由(1)(2)知:当n ∈N *,n ≥2时,原式均成立.【评析】在第二步中,利用比较法得到原式成立的结果,这种方法需要大家掌握. 例3 已知:正数数列{a n }的前n 项之和为S n ,且满足2)21(+=n n a S (1)求:a 1,a 2,a 3,a 4的值;(2)猜测数列{a n }的通项公式,并用数学归纳法加以证明.【分析】本题首先要求出前四项,应注意到正数数列这一条件,需要利用S n 与a n 的关系.解:(1),3)21(,1)21(22221212111=⇒+=+==⇒+==a a a a S a a a S ,7)21(,5)21(424432143233213=⇒+=+++==⇒+=++=a a a a a a S a a a a a S(2)猜想:a n =2n -1,证明:①当n =1时,猜想显然成立②假设当n =k 时猜想成立,即:a k =2k -1,此时,)21(22k a S k k =+= 则当n =k +1时,22111)21(k a S S a k k k k -+=-=+++, 整理得到:a k +12-2a k +1-(2k +1)(2k -1)=0,即:(a k +1+2k -1)(a k +1-2k -1)=0, ∵a n >0,∴a k +1=2k +1=2(k +1)-1,故当n =k +1时猜想也成立.∴由①②知:a n =2n -1(n ∈N *).【评述】这种归纳、猜想、证明的题目应该是我们解决问题中常见的,体现了由特殊到一般的过程,关键是归纳,前四项不要算错,否则就猜不出来了.例4 已知:数列{a n }、{b n }中,a 1=2,b 1=4,且a n ,b n ,a n +1成等差数列,b n ,a n +1,b n +1成等比数列(n ∈N *).求:a 2,a 3,a 4及b 2,b 3,b 4,猜测{a n },{b n }的通项公式,并证明你的结论.【分析】利用等差中项与等比中项的条件,找到a n 、b n 、a n +1、b n +1的关系.解:由条件得2b n =a n +a n +1,121++=n n n b b a由此可得⎩⎨⎧==⇒=+=⎪⎩⎪⎨⎧962222122211b a b b a a a b ;同理得到:⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==2520,16123433b a b a , 由此猜测a n =n (n +1),b n =(n +1)2,下面用数学归纳法证明:a n =n (n +1),b n =(n +1)2,①当n =1时,a 1=1×2=2,b 1=(1+1)2=4,猜想成立.②假设当n =k 时,猜想成立,即a k =k (k +1),b k =(k +1)2,则当n =k +1时,a k +1=2b k -a k =2(k +1)2-k (k +1)=(k +1)(k +2),2211)2(+==++k b a b k k k , 故当n =k +1时,猜想也成立.由①②知a n =n (n +1),b n =(n +1)2对一切正整数都成立.练习5-41.某个命题与正整数有关,若n =k (k ∈N +)时,命题成立,那么可推出当n =k +1时,该命题也成立.现已知当n =5时,该命题不成立,那么可以推得( )A .当n =6时,该命题不成立B .当n =6时,该命题成立C .当n =4时,该命题不成立D .当n =4时,该命题成立2.平面上有n 条直线,它们任意两条不平行,任意三条不共点,若k 条这样的直线把平面分成f (k )个区域,则f (k +1)-f (k )=( )A .k +1B .kC .k -1D .2k3.利用数学归纳法证明不等式2413212111>+++++n n n 的过程中,从n =k 到n =k +1时,不等式的左边添加的代数式是______.4.观察下列式子:474131211,3531211,23211222222<+++<++<+,…,则可以猜想的结论为:_______. 5.求证:1×2+2×5+3×8+…+n (3n -1)=n 2(n +1).6.求证:12)1211()511)(311)(111(+>-++++n n .7.求证:4n +15n -1能被9整除.8.已知:递增数列{a n }满足:a 1=1,2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),且a 1、a 2、a 4成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)若数列{b n }满足:b n +1=2n b -(n -2)b n +3(n ∈N *),且b 1≥1, 用数学归纳法证明:b n ≥a n .§5-5 数列综合问题【知识要点】1.灵活运用等差数列、等比数列的两个公式及其性质来解决综合问题,2.能解决简单的由等差数列、等比数列形成的新数列的问题,3.能够利用等差数列、等比数列的定义来确定所给数列是等差数列、等比数列.【复习要求】通过简单综合问题的解决,加深对等差数列、等比数列中,定义、通项、性质、前n 项和的认识.加深数列是特殊的函数的认识,符合高中阶段知识是以函数为主线的展开.【例题分析】例1 完成下列各题:(1)数列{a n }中,若11121,1++=-=n n n a a a ,则a 5=______. (2)数列{a n }中,若a 1=2,a n +1=a n +n +1,则通项a n =______.【分析】叠加的方法应该是解决数列的通项以及求和问题中常见的方法.解:(1)3451122334455212121)()()()(++=+-+-+-+-=a a a a a a a a a a 1212++ 3247=, (2)∵a n +1=a n +n +1,∴a n +1-a n =n +1∴利用叠加法,有:a 2-a 1=1+1a 3-a 2=2+1a 4-a 3=3+1………1)1()1+-=-+-n a a n n)1)(2(214321-+=++++=-n n n a a n 整理222++=n n a n . 【评析】叠加时一定要注意首、尾项的变化,尤其是符号.例2已知:数列{a n }是一个等差数列,且a 2=1,a 5=-5.(1)求{a n }的通项a n ;(2)求{a n }前n 项和S n 的最大值.【分析】应该是等差数列中的基本问题,还是利用两个基本公式解决问题. 解:(1)设{a n }的公差为d ,由已知条件,⎩⎨⎧-=+=+54111d a d a ,解出a 1=3,d =-2.∴a n =a 1+(n -1)d =-2n +5;(2)4)2(42)1(221+--=+-=-+=n n n d n n na S n .∴n =2时,S n 取到最大值4. 【评析】对于等差数列的前n 项和的最值问题,看成二次函数的最值问题应该是基本方法.例3 已知:数列{a n }中,a 1=1,221+=+n n a a ,设11++=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项和S n . 【分析】注意观察所给数列变形后与等差、等比数列有哪些联系,这个联系一定要找到,而且一定有联系,显然本题中}{2n a 是等差数列. 解:由题知:数列{a n }中a n >0, ∵1,2,22122121=+=+=++∴a a a a a n n n n , ∴数列}{2n a 是首项为1,公差为2的等差数列, ∴12,0,122)1(12-=>-=⨯-+=∴n a a n n a n n n , ∵11++=n n n a a b ,∴)1212(2112121--+=++-=n n n n b n , ∴)112(21)1212573513(21-+=--+++-+-+-=n n n S n . 【评析】对于开方的问题一定要考虑正、负,而裂项求和(也可以看作分母的有理化)在前一节中也比较多地提到.例4已知:等差数列{a n }的各项均为正数,a 1=3,等比数列{b n }中,b 1=1且b 2(a 1+a 2)=64,b 3(a 1+a 2+a 3)=960.求数列{a n }、{b n }的通项公式.【分析】还是方程思想在数列中的体现,利用所给条件,列出方程得到公差与公比,从而得到通项公式.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,∵等差数列{a n }的各项均为正数,∴d >0,则等差数列{a n }中,a 1+a 2=2a 1+d =6+d ,a 1+a 2+a 3=3a 1+3d =9+3d , 等比数列{b n }中,b 2=b 1q =q ,b 3=q 2,∵b 2(a 1+a 2)=64,b 3(a 1+a 2+a 3)=960,∴⎩⎨⎧=+=+960)39(64)6(2d q d q ,得d =2或56-=d , ∵d >0,∴d =2,此时q =8,∴a n =2n +1,b n =8n -1;【评析】注意题目中所给的条件如何运用,例如:等差数列{a n }的各项均为正数,隐含着给出d >0,从而对最后的结果产生影响.例5 完成下列各题:(1)若一个直角三角形三边长成等比数列,则( )A .三边长之比3∶4∶5B .三边长之比为1:2:3C .较大锐角的正弦为215-D .较小锐角的正弦为215- (2)△ABC 中,如果角A 、B 、C 成等差数列,边a 、b 、c 成等比数列,那么△ABC 一定是( )A .直角三角形B .等腰直角三角形C .等边三角形D .钝角三角形【分析】解决三角形中的问题是一定要用到正弦定理、余弦定理,三角形的内角和等于π恰好使等差数列的条件得以运用,从而得到角B 为3π的结论,再利用余弦定理找到边之间的关系,应该是数列与三角综合问题中常见的方法.解:(1)由题中条件可设三边为a 、aq 、aq 2(q >1),由勾股定理:a 2+a 2q 2=a 2q 4,则25101224+=⇒=--q q q , 设较小锐角为A ,其对边为a ,则215512sin 2-=+==aq a A .选D . (2)∵△ABC 中,角A 、B 、C 成等差数列,∴⎩⎨⎧=+++=π2C B A C A B ,∴3π=B , 由余弦定理212cos 222=-+=ac b c a B ,得a 2+c 2-b 2=ac , ∵三条边a 、b 、c 成等比数列,∴b 2=ac ,∴a 2+c 2-2ac =0,即a =c ,∴△ABC 一定是等边三角形.选C .【评析】解决与三角形有关的问题时,一定要想到正弦定理、余弦定理,与数列综合时,应把角的关系转化为边的关系,因为边成等比数列,所以用边判断三角形形状应该是正确的选择.例6 已知数列{a n }的前n 项和S n =npa n ,且a 1≠a 2,(1)确定p 的值;(2)判断数列{a n }是否为等差数列.【分析】本题中存在递推的关系,解决时还是通过赋值,找到结论,赋值时要多赋几个,以免出现冲突.解:(1)∵S n =npa n ,∴S 1=a 1=pa 1,∴a 1=0或p =1,∵S 2=a 1+a 2=2pa 2,∴当p =1时,有a 1+a 2=2a 2⇒a 1=a 2与已知矛盾, ∴p ≠1,∴a 1=0(且a 2≠0),∵S 2=a 1+a 2=2pa 2,a 2≠0,∴21=P ; (2)由(1)中结论:n n na S 21=,即:2S n =na n ,则2S n +1=(n +1)a n +1, ∴两式相减:2(S n +1-S n )=2a n +1=(n +1)a n +1-na n ①,同理得到:2a n =na n -(n -1)a n -1(n ≥2) ②,∴①-②得2a n +1-2a n =(n +1)a n +1-2na n +(n -1)a n -1(n ≥2),整理得到2(n -1)a n =(n -1)a n +1+(n -1)a n -1(n ≥2),∵n ≥2,∴2a n =a n +1+a n -1,即:a n +1-a n =a n -a n -1,∴数列{a n }是等差数列.【评析】(1)中对n =1得到的结论要加以验证,这也是为什么要多赋几个值的原因,(2)中开始由S n 求a n 的方法应该掌握,而后面①-②得到结论的方法并不多见,实际上是在找数列中连续三项存在的关系,最后得到的也是等差数列的定义,即:每一项与其前一项的差都相等,这与a n -a n -1是常数略有不同,希望大家了解.例7在数列{a n }中,S n +1=4a n +2,且a 1=1,(1)若b n =a n +1-2a n ,求证:数列{b n }是等比数列;(2)若nn n a c 2=,求证:数列{c n }是等差数列; (3)求数列{a n }的通项公式a n 及前n 项和公式S n .【分析】还是要应用定义来证明等差、等比数列.解:(1)∵S n +1=4a n +2,∴S n =4a n -1+2(n ≥2),∴a n +1=S n +1-S n =4a n -4a n -1, ∴a n +1-2a n =2(a n -2a n -1),即b n =2b n -1,∵S n +1=4a n +2,a 1=1,∴S 2=a 1+a 2=4a 1+2,∴a 2=5, ∴b 1=a 2-2a 1=3,∴数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列, 即:b n =3·2n -1;(2)∵n n n n n n n n n n n n n n b a a a a c c a c 22222,211111-----=-=-=-=∴ ∵b n =3·2n -1,∴,432232211=⋅==----n n n n n n b c c ∵21211==a c ∴数列{c n }是首项为21,公差为等差数列43, 即⋅-=4143n c n (3)∵),4143(22,2-===⋅⋅∴n c a a c n n n n n n n )4143(248245242232-⨯++⨯+⨯+⨯=n S n n)4143(2)222(431)4143(2)41)1(43(24524222)132132-⨯-++++=--⨯+--⨯++⨯+⨯=-++n S n n S n n n n n n ∴S n =(3n -4)·2n -1+2.【评析】前两问实际上是第三问的铺垫,证明等差、等比数列后,要写出通项公式,为下一步的问题作准备.错位相减时要注意计算,方法再好,结果是错的,也不能说明你的水平.练习5-5一、选择题:1.已知{a n }为等差数列,{b n }为正项等比数列,公比q ≠1,若a 1=b 1,a 11=b 11,则( )A .a 6=b 6B .a 6>b 6C .a 6<b 6D .a 6>b 6或a 6<b 62.设数列{a n }的前n 项和S n ,且a n =-2n +1,则数列}{n sn 的前11项为( ) A .-45 B .-50 C .-55 D .-663.已知等比数列(a n )中a 2=1,则其前3项的和S 3的取值范围是( )A .(-∞,0)∪(1,+∞)B .(-∞,-1]C .(-∞,-1]∪[3,+∞)D .[3,+∞)4.△ABC 中,tan A 是等差数列{a n }的公差,且a 3=-1,a 7=1,tan B 是等比数列{b n }的公比,且b 3=9,316=b ,则这个三角形是( ) A .钝角三角形 B .直角三角形 C .锐角三角形 D .等腰三角形。
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S1
3
1 311
2, a2
S2
a1
3
1 321
2
2 3
,
q
a2
2 3
1.
a1 2 3
三、解答题
13.(2018年)已知等差数列{an}满足a1 a2 a3 6, a5 a6 25. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设bn a2n ,求数列{bn}的前n项和Sn.
【解】 (1)由题得 : 3a1 3d 6, 2a1 9d 25, 解得a1 1, d 3,
:
TnTn2 T2
n1
1(n N*).
【解】(1)因为an1 - an 2(n N*), 且a1 1,
所以{an}是首项为1,公差为2的等差数列,
故{an}的通项公式an a1 (n -1)d 1 (n -1) 2 2n -1;
{an}的前n项和Sn
n(a1 2
an )
n(1
1(n N*).
18.(2016年)已知数列{an}中,若an Sn 1(n N*). (1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{bn}满足bn log2 an (n N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
【解】(1)由an Sn 1(n N*)得an1 Sn1 1(n 2, n N*),
【解】(1)设公差为d ,
(3)则证明2a:a1b1n131dadn219218, 解(2得n a111)23, d1
1 42,n(n 1)
1 4
(1 n
1 ). n 1
Tn anb1 a1b2(n...-1)bdn 2n 1.
1 [(1 1) (1 1) ... (1 1 )] 1 (1 1 ).
A. 6
B. 3
C.0
D.3
【答案】 B
a1 S1 9 a; n 2时, an Sn Sn1 (3n1 a) (3n a) 2 3n , 由题知, 应有a1满足an 2 3n , 即9 a 2 3, a 3,选B.
二、填空题
8.(2015年)若等比数列{an}满足a1=4,a2=20,则{an}的前n项和
【答案】C
由等比数列前n项和公式得1
1 2
1 22
1 2n1
1 (1)n 2
1 1
2(1
1 2n
)
2
2(1 2n ), 选C.
4.(2015年)在各项为正数的等比数列{an }中, 若a1
a4
1, 3
则log3 a2 log3 a3
A. 1 B.1 C. 3 D.3
【答案】A
Q
a2
an a1 (n 1)d 1 (n 1) 3 3n 4;
(2)若bn a2n 3 2n 4 6n 4,
Sn
2ห้องสมุดไป่ตู้
8
14
(6n
4)
1 2
(2
6n
4) n
3n2
n.
14.(2019年)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S5=35,S8=104. (1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{bn}为等比数列,b1=a2,且b2=a3+2,求数列{bn}的公比q 及前n项和Tn.
两式相减得an - an1 Sn - Sn1 0,即2an an1(n 2),
an 1 (n 2, n N*). an1 2
又因为当n
1时,
a1
S1
2a1
1, a1
1 2
,
数列{an}是首项a1
1 2
,公比q
1 的等比数列. 2
数列{an}的通项公式为an
1 2n
.
(2)由(1)可知an
2 3
(4n2
1),
所以TnTn2
4 (4n 9
1)(4n 2
1)
4 [42n2 9
1 (4n
4n2 )]
4 [(4n1)2 1 2 42x2 ] 4 [(4n1)2 2 4n1 1]
9
9
4 (4n1 9
1)2
[ 2 (4n1 3
1)]2
T2 n1
,
又因为Tn12
0, 所以 TnTn2 Tn1
Sn=
.
【答案】 5n 1
因为q a2 20 5, a1 4
所以Sn
a1(1 qn ) 1 q
4(1 5n ) 15
5n
-1,
故Sn 5n -1.
9.(2014年)已知等比数列{an}满足an>0(n∈N*),且a5a7=9,则
a6=
.
【答案】3 由等比中项公式得, a62 a5a7 9,又an 0,故a6 3.
4 2 23
n n 1 4 n 1
T(n2)S14n
4n((na1121)an)
1.n(3 4
2n 2
1)
n2
2n.
16.(2017年)已知数列{an}是等差数列, Sn是{an}的前n项和,若a7 16,
a12 26.
(1)求an和Sn;(2)设bn
1 Sn
2 ,求数列{bn}的前n项和Tn.
3 (1 3n 13
)
3 2
(3n
1)
3n1 2
3. 2
15.(2015年)在等差数列{an}中,已知a4 9, a6 a7 28.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn;
(3)若bn
1
an 2
(n 1
N *),数列{bn}的前n项和Tn , 证明: Tn
1. 4
数列的公比是
A.8 B.4 C.3 D.2
【答案】D 设等比数列{an}的公比为q,则a1q2 7, a1q5 56, 两式相除, 得q3 8,q 2. 故选D.
3.(2018年)1
1 2
1 22
1 2n1
( )
A.2(1 2n ) B.2(1 21n ) C.2(1 2n )
D.2(1 2n1)
【解】(1)设公差为d , 则 aa11161dd
16 26
,
解得a1
4,
d
2,
an a1 (n 1)d 2n 2,
Sn
n(a1 2
an )
n(4
2n 2
2)
n2
3n.
1
1
1
11
(2)bn
Sn
2
n2
3n
2
(n
1)(n
2)
n
1
n
2
,
Tn
b1
b2
... bn
(1 2
1) 3
(1 3
【解】 (1)
S5
S8
5 (a1 2
8 (a1 2
a5 ) a8 )
35 104
aa11
a5 =14 , a8 =26
解得a1 1, d 4, an 4n 5;
(2)
bb12
a2 =4 2 5 3 a3 +2=4 3-5+2=9
q
b2 b1
3.
Tn
b1
(1 qn ) 1 q
6.(2019年)若等差数列{an}的前n项和Sn=n2+a(a∈R),则a=( )
A.-1
B.2
C.1
D.0
【答案】 D a1=S1=1+a;n≥2时, an=Sn-Sn-1=(n2+a)-[(n-1)2+a]=2n-1 由题知,应有a1满足an=2n-1, 即1+a=2×1-1,a=0.
7.(2018年)设数列{an}的前n项和Sn 3n1 a,若{an}为等比数列, 则常数a ( )
1) 4
...
(1 n 1
1 n
) 2
1 1 n . 2 n 2 2n 4
17.(2014年)已知数列{an}满足an1 2 an (n N*),且a1 1.
(1)求数列{an }的通项公式及{an }的前n项和Sn ;
(2)设bn 2an ,求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)证明
【答案】50
Q {an}是等差数列, a2 a10 a4 a8 , 又a4 a8 a10 50
a2 2a10 a2 a10 a10 a4 a8 a10 50.
12.(2017年)设等比数列{an}的前n项和
公比q=
.
Sn
3
1 3n1
,则{an}的
【答案】 1 3
Q
a1
考题直通
一、选择题
1.(2014年)已知数列{an}的前n项和Sn =
n
n
1
,
则a5
A. 1
B. 1
C. 4 D. 5
42
30
5
6
【答案】B
由公式an Sn Sn1(n 2),
得a5
S5
S4
5 51
4 4 1
1. 30
故选B.
2.(2016年)已知数列{an}是等比数列,其中a3 =7, a6 56,则该等比
10.(2019年)数列x, 2, y既是等差数列又是等比数列,则 y ______.? x
【答案】1 由题意得, x y 4, xy 4,两式合并得, x(4 x) 4,即(x 2)2 0, 得x 2, y 2,故 y 1.
x
11.(2016年)在等差数列{an}中,已知a4+a8+a10=50,则a2+2a10= .
a3
a1
a4
1, 3
log 3
a2
log3
a3
log3 (a2