数列专题4
数列专题练习
数列(专题练习)(一)等差数列1.设等差数列{a n }的前n 项和是S n ,公差d 不等于零.若a 1,a 2,a 5成等比数列,则( )A .a 1d >0,dS 3>0B .a 1d >0,dS 3<0C .a 1d <0,dS 3>0D .a 1d <0,dS 3<0 2.记等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 6=16,S 5=35,则{a n }的公差为( )A .-3B .-2C .3D .2 3.已知数列{a n }满足2a n+1=a n +a n+2.若a 7+a 5=12,且a 7=7,则a 8=( )A .6B .12C .10D .84.我国明代珠算家程大位的名著《直指算法统宗》中有如下问题今有白米一百八十石,令三人从上及和减率分之,只云甲多丙米三十六石,问:各该若干?”其意思为:“今有白米一百八十石,甲、乙、丙三人来分,他们分得的白米数构成等差数列,只知道甲比丙多分三十六石,那么三人各分得多少白米?”请问甲应该分得白米为( )A .96石B .78石C .60石D .42石 5.在a ,b 中插入n 个数,使它们和a 、b 组成等差数列a ,a 1,a 2,…a n ,b ,则a 1+a 2+…+a n =( ) A .n (a+b ) B .2b a n )(+ C .2b a 1n ))((++ D .2b a 2n ))((++ 6.在等差数列{a n }中,a 1011=5,a 1+2a 4=9则a 2019=( )A .9B .8C .7D .6 7.数列{a n }满足a n +a n+2=2a n+1(n∈N*),且a 1+a 2+a 3=9,a 4=8,则a 5=( ) A .221 B .9 C .217D .7 8.已知等差数列{a n }的公差为d ,若b n =2an ,且b 1+b 3=17,b 2+b 4=68,则d=( )A .1B .2C .3D .49.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,首项a 1>0,公差d <0,a 10•S 21<0,则S n 最大时,n 的值为( ) A .11 B .10 C .9 D .810.已知数列{a n }、{b m }的通项公式分别为a n =4n -2(1≤n≤100,n∈N *),b m =6m -4(m∈N*),由这两个数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新的数列,求新数列的各项和( )A .6788B .6800C .6812D .6824 11.已知函数f (x )(x∈R )满足f (2-x )=2-f (x ),若函数y=1-x 1x +与y=f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑=+m1i i i y x )(=( )A .0B .mC .2mD .4m 12.等差数列a 1,a 2…,a n (n∈N *),满足|a 1|+|a 2|+…+|a n |=|a 1+1|+|a 2+1|+…+|a n +1|=|a 1+2|+|a 2+2|+…+|a n +2|=|a 1+3|+|a 2+3|+…+|a n +3|=2010,则( ) A .n 的最大值是50 B .n 的最小值是50 C .n 的最大值是51 D .n 的最小值是5113.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=__________,S n 的最小值为__________. 14.已知数列{a n }与{na 2n }均为等差数列(n∈N*),且a 1=1,则a 10=__________.15.若数列{a n }满足a 1=2,a n+1=a n -2,则a 2019=__________.16.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若1n 22-n 3n n +=T S ,则99b a=__________.17.设{a n }是等差数列,a 1=-10,且a 2+10,a 3+8,a 4+6成等比数列. (1)求{a n }的通项公式;(2)记{a n }的前n 项和为S n ,求S n 的最小值.18.在等差数列{a n }中,已知a 1+a 3=12,a 2+a 4=18,n∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求a 3+a 6+a 9+…+a 3n .19.等差数列{a n }中,公差d <0,a 2+a 6=-8,a 3a 5=7. (1)求{a n }的通项公式;(2)记T n 为数列{b n }前n 项的和,其中b n =|a n |,n∈N *,若T n ≥1464,求n 的最小值.20.在等差数列{a n }中,a 15+a 16+a 17=-45,a 9=-36,S n 为其前n 项和. (1)求S n 的最小值,并求出相应的n 值;(2)求T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |.21.设{a n }为递增等差数列,S n 为其前n 项和,满足a 1a 3-a 5=S 10,S 11=33. (1)求数列{a n }的通项公式a n 及前n 项和S n ;(2)试求所有的正整数m ,使2m 3m 1m a aa +++为正整数.22.数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=1,a n+1=2S n +1(n≥1). (1)求a 2,a 3;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)等差数列{b n }的前n 项和T n 有最大值,且T 3=15,又a 1+b 1,a 2+b 2,a 3+b 3成等比数列,求T n .(二)等比数列1.在等比数列{a n }中,a 4、a 12是方程x 2+3x+1=0的两根,则a 8=( )A .1B .-1C .±1D .±32.已知等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1008a 1011+a 1009a 1010=8,则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 2018等于( ) A .2016 B .2017 C .2018 D .20193.正项等比数列{a n }中,存在两项a m ,a n ,使得n m a a =1a 3,且a 7=a 6+6a 5,则n4m 1+的最小值是( ) A .3 B .23 C .625 D .37 4.若a ,b 是方程x 2-px+q=0(p <0,q >0)的两个根,且a ,b ,2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q 的值为( )A .-4B .-3C .-2D .-1 5.已知数列{a n }是公比为2的正项等比数列,若a m ,a n 满足2a n <a m <1024a n ,则(m -1)2+n 的最小值为( ) A .3 B .5 C .6 D .10 6.已知各项为正的等比数列{a n },其公比为q ,且对任意n∈N *有a n+2=a n+1+2a n ,则q=( ) A .2 B .23C .2D .1 7.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则下列等式中一定成立的是( )A .S n +S 2n =S 3nB .S 22n =S n S 3nC .S 22n =S n +S 2n -S 3nD .S 2n +S 22n =S n (S 2n +S 3n )8.《九章算术》中有如下问题:今有蒲生一日,长三尺,莞生一日,长1尺.蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长等?意思是:今有蒲第一天长高3尺,莞第一天长高1尺,以后蒲每天长高前一天的一半,莞每天长高前一天的2倍.若蒲、莞长度相等,则所需时间为( )(结果精确到0.1.参考数据:lg2=0.3010,lg3=0.4771.)A .2.2天B .2.4天C .2.6天D .2.8天 9.一个放射性物质不断衰变为其他物质,每经过一年就有43的质量发生衰变.若该物质余下质量不超过原有的1%,则至少需要的年数是( )A .6B .5C .4D .3 10.设{a n }为等比数列,给出四个数列:∈{2a n };∈{a n2};∈{2a n };∈{log 2|a n |},一定为等比数列的是( ) A .∈∈ B .∈∈ C .∈∈ D .∈∈11.记S n 为数列{a n }的前n 项和;已知{a n }和{S n -k}(k 为常数)均为等比数到,则k 的值可能为( ) A .a 1 B .a 2 C .a 3 D .a 1+a 3 12.若存在等比数列{a n },使得a 1(a 2+a 3)=6a 1-9,则公比q 的最大值为( )A .451+ B .251+ C .451-+ D .251-+ 13.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则下列结论中一定成立的( )A .若a 5>0,则S 2019<0B .若a 5>0,则S 2019>0C .若a 6>0,则S 2018<0D .若a 6>0,则S 2018>014.已知无穷等比数列{a n }满足:对任意的n∈N *,sin a n =1,则数列{a n }公比q 的取值集合为__________.15.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 9=S 3+2S 6,则S 6+31S 取得最小值时,S 9的值为__________.16.设S n 是等比数列{a n }的前n 项的和,若63a a =−21,则63S S =__________. 17.设无穷等比数列{a n }的公比为q ,若{a n }的各项和等于q ,则首项a 1的取值范围是__________.18.已知单调递增的等比数列{a n }满足:a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2,a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n log 21a n ,S n =b 1+b 2+b 3+…+b n ,对任意正整数n ,S n +(n+m )a n+1<0恒成立,试求m 的取值范围.19.设数列{a n }的首项a 1为常数,且a n+1=3n -2a n (n∈N *).(1)判断数列{a n −53n}是否为等比数列,请说明理由;(2)S n 是数列{a n }的前n 项的和,若{S n }是递增数列,求a 1的取值范围.20.已知数列{a n }的前n 项和S n =n (n+1)+2,其中n∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a k+2,a 3k+2(k∈N *)为等比数列{b n }的前三项,求数列{b n }的通项公式.21.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. (1)求T n -S n ; (2)求数列{nn2b }的前n 项和R n .22.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =2a n -n ,(n∈N *) (1)证明:{a n +1}是等比数列;并求数列{a n }的通项公式; (2)若b n =(2n+1)a n +2n+1,求数列{b n }的前n 项和为T n ;(3)若c n =3n +(-1)n -1λ•(a n +1)(λ为非零常数,n∈N *),问是否存在整数λ,使得对任意n∈N *,都有c n+1>c n ?专题(三)数列的递推式1.设a ,b∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n+1=a n 2+b ,n∈N *,则( ) A .当b=21时,a 10>10 B .当b=41时,a 10>10 C .当b=-2时,a 10>10 D .当b=-4时,a 10>102.在数列{a n }中,a 1=-41,a n =1-1-a 1n (n >1),则a 2019的值为( ) A .41-B .54C .5D .以上都不对 3.在数列{a n }中,已知a 1=1,a n+1-a n =2n ,则a n =( )A .2n -1B .2n -1C .2n+1-3D .2n+1-1 4.已知数列{a n }满足a 1=21,a n+1=a n +nn 12+,则a n =( ) A .n 1-23 B .2-1n 3+ C .1−1n 1+ D .n123+5.已知等比数列{a n }满足:a 1=4,S n =pa n+1+m (p >0),则p −m 1取最小值时,数列{a n }的通项公式为( )A .a n =4•3n -1B .a n =3•4n -1C .a n =2n+1D .a n =4n 6.数列{a n }满足a n+2=a n+1+2a n ,且a 1=1,a 2=2,则a 6=( )A .24B .25C .26D .277.已知数列{a n }满足(n+1)a n =na n+1,a 2=4,等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 2=a 2,则{b n }的前6项和为( ) A .-63 B .-126 C .63 D .126 8.各项均正的数列{a n }满足a 1=4,a n+1=2a n +2n+1,则a n 等于( )A .n •2n -1B .(n+1)•2nC .n •2n+1D .(n -1)•2n 9.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且S n+1=S n +a n +1,a 2+a 6=10,则S 7=( )A .20B .25C .30D .35 10.已知数列{a n }满足2a n ≤a n -1+a n+1(n ∈N *,n ≥2),则( )A .a 5≤4a 2-3a 1B .a 2+a 7≤a 3+a 6C .3(a 7-a 6)≥a 6-a 3D .a 2+a 3≥a 6+a 711.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,a n +a n+1=2n (n ∈N *),则S 13=( )A .34213-B .32213+C .34214-D .32214+12.若数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a 2=2,(S n +1)(S n+2+1)=(S n+1+1)2,则S n =( )A .21n n )(+ B .2n+1 C .2n -1 D .2n+1+1专题(四)数列与三角、向量综合1.在平面四边形ABCD 中,∈ACD 面积是∈ABC 面积的2倍,数列{a n }满足a 1=3,且CA =(a n+1-3)CB +(a n -2)CD ,则a 5=( )A .31B .33C .63D .652.已知数列{a n }为等差数列,且满足OA =a 1OB +a 2107OC ,若AB =λAC (λ∈R ),点O 为直线BC 外一点,则a 1009=( )A .3B .2C .1D .21 3.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,设A (a 1009,1),B (2,-1),C (2,2)为坐标平面上三点,O 为坐标原点,若向量OA 与OB 在向量OC 方向上的投影相同,则S 2017为( ) A .-2016 B .-2017 C .2017 D .04.如图,已知点E 为平行四边形ABCD 的边AB 上一点,AE =2EB ,F n (n ∈N *)为边DC 上的一列点,连接AF n 交BD 于G n ,点G n (n ∈N *)满足D G n =31a n+1A G n -(3a n +2)E G n ,其中数列{a n }是首项为1的正项数列,则a 4的值为( )A .45B .51C .53D .615.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB =a 7OA +a 2006OC ,且A 、B 、C 三点共线(该直线不过点O ),则S 2012等于( )A .1006B .2012C .22012D .2-2012 6.设a k =(cos6πk ,sin 6πk +cos 6πk ),k∈Z ,则a 2015 • a 2016 =( ) A .3 B .213-C .132-D .2 7.在等差数列{a n }中,a n ≠0(n ∈N *).角α顶点在坐标原点,始边与x 轴正半轴重合,终边经过点(a 2,a 1+a 3),则ααααcos sin cos 2sin -+=( )A .5B .4C .3D .28.已知函数f (x )=sin (ωx+φ)(ω>0,|φ|<2π)的部分图象如图,则∑=20191n 6n )(πf =( )A .-1B .21C .0D .19.设等差数列{a n }满足)()()(65247274sin cos sin cos sin a a a a a a +-=1,公差d∈(-1,0),则d=( )A .-4π B .-5π C .-6π D .-7π10.平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A (3,1),B (-1,3)若点C 满足OC =a 1OA +a 2012OB ,其中{a n }为等差数列,且a 1006+a 1007=1,则点C 的轨迹方程为( )A .3x+2y -11=0B .(x -1)2+(y -2)2=5C .2x -y=0D .x+2y -5=011.将向量a 1=(x 1,y 1),a 2=(x 2,y 2),…a n =(x n ,y n )组成的系列称为向量列{a n },并定义向量列{a n }的前n 项和S n =a 1+a 2+…+a n .如果一个向量列从第二项起,每一项与前一项的差都等于同一个向量,那么称这样的向量列为等差向量列.若向量列{a n }是等差向量列,那么下述四个向量中,与S 21一定平行的向量是( )A .a 10B .a 11C .a 20D .a 21 12.设函数f (x )=2x -cosx ,{a n }是公差为8π的等差数列,f (a 1)+f (a 2)+…+f (a 5)=5π,则[f(a 3)]2−a 2a 3=( )A .0B .161π2 C .81π2 D .1613π2 13.已知A ,B ,C 为∈ABC 的三个内角,向量m 满足|m |=26,且m =(2sin 2C B +,cos 2CB -),若A 最大时,动点P 使得|PB |,|BC |,|PC |||BC PA 的最大值是__________.14.已知点集L ={(x ,y)|y =m •n },其中m =(x−2b ,2),n =(1,b+1),点P n (a n ,b n )∈L ,P 1=L∩{(x ,y )|x=1},且a n+1-a n =1,则数列{b n }的通项公式为__________.15.已知向量a ,b 满足a =(-2sinx ,3(cosx+sinx )),b=(cosx ,cosx -sinx ),函数f (x )=a •b (x∈R ). (1)求f (x )的单调区间; (2)已知数列a n =n 2f(24112n ππ-)(n∈N *),求{a n }前2n 项和为S 2n .16.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a -b sin -sin 3C B =csin +sin BA .(1)求角A 的大小;(2)若等差数列{a n }的公差不为零,a 1sinA=1,且a 2,a 4,a 8成等比数列;若b n =1n n a a 1+,求数列{b n }的前n 项和S n .专题(五)数列求和1.已知数列{a n }满足:a n ≠1,a n+1=2-n a 1(n∈N *),数列{b n }中,b n =1a 1n -,且b 1,b 2,b 4成等比数列; (1)求证:{b n }是等差数列; (2)S n 是数列{b n }的前n 项和,求数列{n1S }的前n 项和T n .2.在数列{a n }中,a 1=23,a n+1=4a n −))((2n 1n n 8n 3+++(n ∈N *). (1)设b n =a n −)(1n n 1+,求证:数列{b n }是等比数列;(2)求数列{a n }的前n 项和S n .3.已知正项数列{a n }的前n 和为S n ,且2a 1S n =a n 2+a n . (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(31)n •a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .4.设{a n }是首项为a ,公差为d 的等差数列(d ≠0),S n 是前n 项和.记b n =cn n 2n+S ,n ∈N *,其中c 为实数. (1)若数列{c n }满足c n =nnS ,证明:数列{c n }等差数列; (2)若c=0,且b 1,b 2,b 4成等比数列,证明:S nk =n 2S k (k ,n ∈N *); (3)若{b n }是等差数列,证明:c=0.。
高二数学复习考点知识精讲与练习4 等比数列的前n项和公式
高二数学复习考点知识精讲与练习专题4 等比数列的前n项和公式【考点梳理】考点一等比数列的前n项和公式考点二等比数列前n项和的性质1.数列{a n}为公比不为-1的等比数列(或公比为-1,且n不是偶数),S n为其前n项和,则S n,S2n-S n,S3n-S2n仍构成等比数列.2.若{a n}是公比为q的等比数列,则S n+m=S n+q n S m(n,m∈N*).3.若{a n}是公比为q的等比数列,S偶,S奇分别是数列的偶数项和与奇数项和,则:①在其前2n项中,S偶S奇=q;②在其前2n+1项中,S奇-S偶=a1-a2+a3-a4+…-a2n+a2n+1=a1+a2n+1q1-(-q)=a1+a2n+21+q(q≠-1).考点三:等比数列前n项和的实际应用1.解应用问题的核心是建立数学模型.2.一般步骤:审题、抓住数量关系、建立数学模型.3.注意问题是求什么(n ,a n ,S n ). 注意:(1)解答数列应用题要注意步骤的规范性:设数列,判断数列,解题完毕要作答. (2)在归纳或求通项公式时,一定要将项数n 计算准确. (3)在数列类型不易分辨时,要注意归纳递推关系.(4)在近似计算时,要注意应用对数方法,且要看清题中对近似程度的要求.【题型归纳】题型一:等比数列前n 项和公式的基本运算1.(2022·江苏南通·高二期末)已知等比数列{}n a 的前6项和为1894,公比为12,则6a =( ) A .738B .34C .38D .242.(2022·河南商丘·高二期中(理))已知正项等比数列{}n a 中,22a =,48a =,数列{}2n n a a ++的前n 项和为n S ,则62SS =( )A .32B .21C .16D .83.(2022·全国·高二课时练习)设正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若23S =,3412a a +=,则公比q 等于( ).A .1B .2C .3D .4题型二:等比数列的判断和性质的应用4.(2022·全国·高二课时练习)设等比数列{}n a 前n 项和为S n ,若S 3=8,S 6=24,则a 10+a 11+a 12=( ) A .32B .64 C .72D .2165.(2022·广西·田东中学高二期末(理))已知数列{}n a 是等比数列,n S 为其前n 项和,若1234a a a ++=,4568a a a ++=,则12S =( ) A .40B .60C .32D .506.(2020·四川·双流中学高二期中(理))设n S 是等比数列{}n a 的前n 项和,若423S S =,则64S S =( ) A .2B .73C .310D .12或题型三:等比数列奇偶项和的性质7.(2020·河南·高二月考(理))已知等比数列{}n a 共有32项,其公比3q =,且奇数项之和比偶数项之和少60,则数列{}n a 的所有项之和是( ) A .30B .60C .90D .1208.(2022·全国·高二课时练习)已知等比数列{}n a 中,11a =,132185k a a a ++++=,24242k a a a +++=,则k =( )A .2B .3C .4D .59.(2022·全国·高二课时练习)已知一个等比数列首项为1,项数是偶数,其奇数项之和为85,偶数项之和为170,则这个数列的公比和项数分别为( ) A .8,2B .2,4C .4,10D .2,8题型四:等比数列中an 与Sn 的关系10.(2022·全国·高二课时练习)记数列{}n a 的前n 项和为n S ,21n n S a =-,则2020S =( )A .202021-B .202121-C .2020122⎛⎫- ⎪⎝⎭D .2021122⎛⎫- ⎪⎝⎭11.(2022·宁夏·六盘山高级中学高二月考(理))已知数列{}n a 的前n 项和112nn S ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,那么数列{}n a ( ) A .是等差数列但不是等比数列 B .或者是等差数列,或者是等比数列 C .是等比数列但不是等差数列D .既不可能是等差数列,也不可能是等比数列12.(2020·江苏·高二专题练习)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,若11a =,121n n S S +=+,则6S =( )A .63B .127C .128D .256题型五:等比数列的简单应用13.(2022·甘肃·西北师大附中高二期中(理))中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.那么请问此人前两天所走的里程为( ) A .189里B .216里C .288里D .192里14.(2022·全国·高二课时练习)为全力抗战疫情,响应政府“停课不停学”的号召,某市中小学按照教学计划,开展在线课程教学和答疑.某高一学生家长于3月5日在某购物平台采用分期付款的形式购买了一台价值m 元的平板电脑给学生进行网上学习使用,该平台规定:分12个月还清,从下个月5日即4月5日开始偿还,每月5日还款,且每个月还款钱数都相等.若购物平台的月利率为p ,则该家长每月的偿还金额是( )A .12m 元B .()()1212111mp p p ++-元C .()12112m p +元D .()()1313111mp p p ++-元 15.(2022·北京朝阳·高二期末)光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置.表达光圈的大小我们可以用光圈的F 值表示,光圈的F 值系列如下:F 1,F 1.4,F 2,F 2.8,F 4,F 5.6,F 8,…,F 64.光圈的F 值越小,表示在同一单位时间内进光量越多,而且上一级的进光量是下一级的2倍,如光圈从F 8调整到F 5.6,进光量是原来的2倍.若光圈从F 4调整到F 1.4,则单位时间内的进光量为原来的( ) A .2倍B .4倍C .8倍D .16倍【双基达标】一、单选题16.(2022·河南·高二期中(文))n S 为等比数列{}n a 的前n 项和,且33a =,26S =,则5a 的值为( )A .34B .3或12C .3或34D .12或3417.(2022·河南商丘·高二期中(理))在正项等比数列{}n a 中,512a =,673a a +=,{}n a 的前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,则满足1n n S a T +>的最大正整数n 的值为( ) A .11B .12 C .13D .1418.(2022·江西·九江市第三中学高二期中(理))若{}n a 是等比数列,已知对任意*n N ∈,2121n n a a a ++=-,则2222123n a a a a ++++=( )A .2(21)n -B .121(2)3n -C .41n -D .1(41)3n -19.(2022·全国·高二课时练习)等比数列{a n }中,a 1a 2a 3=1,a 4=4,则a 2+a 4+a 6+…+a 2n =( )A .2n-1B .413n -C .()143--nD .()123n--20.(2022·江西·景德镇一中高二期中(文))已知数列{}n a 满足11a =,若1114()n n nn N a a ++-=∈,则数列{}n a 的通项n a =( ) A .341n -B .431n -C .413n -D .314n -21.(2022·河南洛阳·高二期中(文))已知等比数列{}n a 的前n 项和为21nn S a b =⋅+-,则44a b +的最小值为( ) A .2B..4D .522.(2022·全国·高二课时练习)在等比数列{}n a 中,已知42S =,86S =,17181920a a a a +++=( )A .32B .16C .35D .16223.(2022·全国·高二课时练习)已知n S 是等比数列{}n a 的前n 项和,若存在*m ∈N ,满足29m mS S =,2511m m a m a m +=-,则m 的值为( )A .-2B .2C .-3D .324.(2022·全国·高二课时练习)某人于2020年6月1日去银行存款a 元,存的是一年定期储蓄,2022年6月1日将到期存款的本息一起取出再加a 元之后还存一年定期储蓄,此后每年的6月1日他都按照同样的方法在银行取款和存款.设银行定期储蓄的年利率r 不变,则到2025年6月1日他将所有的本息全部取出时,取出的钱共有( )A .()41a r +元B .()51a r +元C .()61a r +元D .()()611a r r r⎡⎤+-+⎣⎦元 25.(2022·江苏·高二单元测试)设{}n a 是公差为d 的等差数列,{}n b 是公比为q 的等比数列.已知数列{}n n a b +的前n 项和()2*51N n n S n n =+-∈,则d q -=( )A .3-B .1-C .2D .4【高分突破】一:单选题26.(2022·江苏省苏州第十中学校高二月考)已知等比数列{a n }的首项为1,公比为2,则a 12+a 22+⋯+a n 2=( ) A .(2n ﹣1)2B .()1213n -C .4n ﹣1D .()1413n - 27.(2022·全国·高二学业考试)已知一个项数为偶数的等比数列{}n a ,所有项之和为所有偶数项之和的4倍,前3项之积为64,则1a =( ) A .1B .4 C .12D .3628.(2022·全国·高二单元测试)设n S 为数列{}n a 的前n 项和,()112322n n n a a n ---=⋅≥,且1232a a =.记n T 为数列1nn a S ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和,若对任意*n ∈N ,n T m <,则m 的最小值为( ) A .3B .13C .2D .1229.(2022·全国·高二单元测试)在正项数列{}n a 中,首项12a =,且()()22*12,,2n n a a n n -∈≥N 是直线80x y -=上的点,则数列{}n a 的前n 项和n S =( ) A .()122n--B .122n +-C .12n +D .122n-30.(2022·江苏·苏州市苏州高新区第一中学高二月考)公元前5世纪,古希腊哲学家芝诺发表了著名的阿基里斯悖论:他提出让乌龟在跑步英雄阿基里斯前面1000米处开始与阿基里斯赛跑,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍.当比赛开始后,若阿基里斯跑了1000米,此时乌龟便领先他100米,当阿基里斯跑完下一个100米时,乌龟领先他10米,当阿基里斯跑完下一个10米时,乌龟先他1米.所以,阿基里斯永远追不上乌龟.按照这样的规律,若阿基里斯和乌龟的距离恰好为0.001米时,乌龟爬行的总距离为( )A .61019000-米B .410190-米C .510990-米D .5101900-米31.(2022·全国·高二课时练习)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2a 3=2a 1,且a 4与2a 7的等差中项为54,则S 5=( ) A .29B .31C .33D .3632.(2022·全国·高二课时练习)若正项等比数列{}n a 满足13116a a =,4322a a a +=,则()1121111n n nS a a a +=-++-=( )A .()2123n ⎡⎤+-⎣⎦B .()2123n -C .()2123n +D .()2123n⎡⎤--⎣⎦33.(2022·广西·崇左高中高二月考)已知{}n a 是公比不为1的等比数列,n S 为其前n 项和,满足2021201920192020a a a a -=-,则下列等式成立的是( )A .2202020212019S S S =B .2020202120192S S S +=C .2201920212020S S S =D .2019202120202S S S +=34.(2022·全国·高二课时练习)如图,画一个边长为2的正三角形,再将这个正三角形各边的中点相连得到第二个正三角形,依此类推,一共画了5个正三角形.那么这五个正三角形的面积之和等于( )A . 3. 213. 853D . 3413二、多选题35.(2022·江苏苏州·高二期中)已知等比数列{}n a 的各项均为正数,其前n 项和为n S ,若5432a a a +=,且存在两项m a ,n a ,使得14m n a a a =,则( ) A .12n n a a +=B .12n n S a a =-C .5mn =D .6m n +=36.(2022·全国·高二课时练习)n S 是数列{}n a 的前n 项的和,且满足11a =,12n n a S +=,则下列说法正确的是( ) A .{}n a 是等比数列 B .1123n n a -+=⨯C .{}n a 中能找到三项p a ,q a ,r a 使得p q r a a a =D .1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项的和74n T <37.(2022·江苏·高二单元测试)已知等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和0n S >,设2132n n n b a a ++=-,记{}n b 的前n 项和为n T ,则下列判断正确的是( )A .若2q ,则n n T S =B .若2q >,则n n T S >C .若14q =-,则n n T S >D .若34q =-,则n n T S <38.(2022·全国·高二单元测试)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且214S a =,2a 是11a +与312a 的等差中项,数列{}n b 满足1n n n n a b S S+=⋅,数列{}n b 的前n 项和为n T ,则下列命题正确的是( )A .数列{}n a 的通项公式为13-=n n aB .31n n S =-C .数列{}n b 的通项公式为()()1233131nn nn b +⨯=--D .n T 的取值范围是11,86⎡⎫⎪⎢⎣⎭39.(2022·全国·高二课时练习)记数列{}n a 的前n 项和为n S ,若存在实数H ,使得对任意的*n ∈N ,都有n S H <,则称数列{}n a 为“和有界数列”.下列说法正确的是( ) A .若数列{}n a 是等差数列,且公差0d =,则数列{}n a 是“和有界数列” B .若数列{}n a 是等差数列,且数列{}n a 是“和有界数列”,则公差0d = C .若数列{}n a 是等比数列,且公比q 满足1q <,则数列{}n a 是“和有界数列” D .若数列{}n a 是等比数列,且数列{}n a 是“和有界数列”,则公比q 满足1q <40.(2022·全国·高二单元测试)已知数列{}n a 满足11a =,()*1N 23n n naa n a +=∈+,则下列结论正确的是( )A .13n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭为等比数列B .{}n a 的通项公式为1123n n a -=- C .{}n a 为递增数列D .1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和2234n n T n +=--三、填空题41.(2022·全国·高二课时练习)数列a 1,a 2-a 1,a 3-a 2,…,a n -a n -1,…是首项为1,公比为2的等比数列,那么a n =________.42.(2022·全国·高二课时练习)设正项等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且210S 30-(210+1)S 20+S 10=0,则公比q =________.43.(2022·全国·高二课时练习)已知等比数列{a n }的公比为12-,则135246a a a a a a ++++的值是________.44.(2022·江西·景德镇一中高二期中)在数列{}n a 及{}n b中,1n n n a a b +=+1n n n b a b +=+11a =,11b =.设11n n nc a b =+,则数列{}n c 的前2022项和为__________.45.(2022·全国·高二课时练习)等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项的和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=______.四、解答题46.(2022·河南商丘·高二期中(文))已知正项数列{}n a 满足19a =,()12n n n a a a +=+,设()lg 1n n b a =+.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)设1n n c a =+,数列{}n c 的前n 项积为n S ,若lg n n S b λ<恒成立,求实数λ的取值范围.47.(2022·河南商丘·高二期中(文))设公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知636S =,且2a 是1a ,5a 的等比中项. (1)求{}n a 的通项公式;(2)设2nn n b a =⨯,求数列{}n b 的前n 项和n T .48.(2022·陕西·延安市宝塔区第四中学高二月考)已知数列{}n a 的前n 项和S n =2n +1+A ,若{}n a 为等比数列.(1)求实数A 及{}n a 的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{a n b n }的前n 项和T n .49.(2022·河南洛阳·高二期中(理))已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,211n n n S S a +++=,数列{}n b 满足12b =,2112na n nb b ++⋅=. (1)求证{}n a 为等差数列;(2)求证:12122n na a ab bb ++⋅⋅⋅+<.50.(2022·甘肃省民乐县第一中学高二期中(文))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,111,1(*)n n a a S n N +==+∈,数列{}n b 满足11b =,12n n n b a b +=+.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式;(2)若数列{}n c 满足1nn n n ac b b +=,求证:1212n c c c +++<.【答案详解】1.B解:根据题意,等比数列{}n a 的前6项和为1894,公比为12,则有616(1)18914a q S q -==-,解可得124a =,则56134a a q ==; 故选:B . 2.B 【详解】设正项等比数列{}n a 的公比为q,则2q ==, 所以,()()()()()()()66111263486421234112412635121221151212a a a a a a a a SS a a a a a --++++++++⨯--====+++--. 故选:B. 3.B解:由题意,正项等比数列{}n a 中, 因为23S =,3412a a +=,所以()121221234331212a a a a q a a a a +=+=⎧⎧⇒⎨⎨+=+=⎩⎩,解得24q =. 因为0q >,所以2q .故选:B 4.B【详解】由于S 3、S 6-S 3、S 9-S 6,S 12-S 9成等比数列,S 3=8,S 6-S 3=16,故其比为2, 所以S 9-S 6=32,a 10+a 11+a 12=S 12-S 9=64. 故选:B . 5.B 【详解】由等比数列的性质可知,数列36396129,,,S S S S S S S ---是等比数列,即数列4,8,96129,S S S S --是等比数列,因此9661291216,12,32,32161260S S S S S S -==-==++=.故选:B. 6.B 【详解】设24,3S k S k ==,由数列{}n a 为等比数列(易知数列{}n a 的公比1q ≠-),得24264,,S S S S S --为等比数列又242,2S k S S k =-=644S S k ∴-= 67,S k ∴=647733S k S k ∴== 故选:B . 7.D 【详解】设等比数列{}n a 的奇数项之和为1S ,偶数项之和为2,S则311531a a S a a =++++,()2463213531123a a a a q a a a a S S ++++=++++==又1260S S +=,则11603S S +=,解得1230,90S S ==, 故数列{}n a 的所有项之和是3090120+=. 故选:D 8.B 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q , 则132112285k k a a a a a a q q +++++++==,即()2285184k q a a ++=-=,因为24242k a a a +++=,所以2q,则()21123221112854212712k k k a a a a a ++⨯-+++++=+==-,即211282k +=,解得3k =, 故选:B. 9.D解:设等比数列项数为2n 项,所有奇数项之和为S 奇,所有偶数项之和为S 偶, 根据题意得:S 奇=85,S 偶=170, ∴q S S ==偶奇2,又a 1=1,∴S 奇()21211na q q -==-85,整理得:1﹣4n =﹣3×85,即4n =256,解得:n =4,则这个等比数列的项数为8.故选D . 10.A 【详解】依题意21n n S a =-,当n=1时,a 1=2a 1-1,解得a 1=1; 当2n ≥时,由21n n S a =-得1121n n S a --=-,两式相减,得1122n n n n S S a a ---=-,即12n n a a -=,所以12nn a a -=()2n ≥, 所以数列{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列, 所以12n na ,202020202020122112S -==--. 故选:A . 11.C解:数列{}n a 的前n 项和112nn S ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,∴当2n 时,1111112212nn nn n n a S S -- ⎡⎤=-=--=-⎢⎥⎢⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪⎪⎪⎝⎝⎭⎝⎣⎭⎥⎦,当1n =时,1111122a S ==-=-,上式也成立.∴12nn a ⎛⎫=- ⎪⎝⎭可得112n n a a -=,∴数列{}n a 是首项为12-,公比为12的等比数列,但不是等差数列. 故选:C .12.A在121n n S S +=+中,令1n =,得23S =,所以22a =. 由121n n S S +=+得2121n n S S ++=+,两式相减得212n n a a ++=,即212n n a a ++=,又11a =,212a a =,所以数列{}n a 是以1为首项,2为公比的等比数列,所以66126312S -==-. 故选:A . 13.C 【详解】由题意,记每天走的路程为{}n a 是公比为12的等比数列,又由6161[1()]2378112-==-a S ,解得1192a =, 所以11192()2-=⨯n n a ,则21192()962a =⨯= 故前两天所走的路程为:192+96=288 故选:C 14.B 【详解】设每月的偿还金额都是a 元, 则()()()()122111111m p a a p a p a p +=+++++++,即()()()121211111a p m p p ⎡⎤-+⎣⎦+=-+,解得()()1212111mp p a p +=+-.故选:B 15.C 【详解】由题可得单位时间内的进光量形成公比为12的等比数列{}n a ,则F 4对应单位时间内的进光量为5a ,F 1.4对应单位时间内的进光量为2a ,从F 4调整到F 1.4,则单位时间内的进光量为原来的258a a =倍.故选:C. 16.C 【详解】设公比为q ,则211136a q a a q ⎧=⎨+=⎩解得12q =-或1q =,故25334a a q ==或53a =.故选:C. 17.B 【详解】设正项等比数列{}n a 的公比为q ,则()25267556a q q a a q qa a ++==+=,即260q q +-=,0q >,则2q,514132a a q ∴==, 所以,()11221321232n n nS --==-,()()211112122121122232nn n n n n n n n T a a a a --+++-⎛⎫=⋅⋅⋅=⋅=⋅= ⎪⎝⎭,因为1n n S a T +>,即211221123232n nn--+>,即2115222n n n -->,即213100n n -+<,n <,因为1112<,则25122<<, 因此,满足条件的正整数n 的最大值为12. 故选:B. 18.D 【详解】因为对任意*n N ∈,2121n n a a a ++=-①,当1n =时,11a =, 当2n ≥时,211121n n a a a --++=-②,①-②得11222n n n n a ---==,满足11a =,则()221124n n n a --==,即{}2n a 是首项为1,公比为4的等比数列,所以()22221231141(41)143n n n a a a a ⨯-++++==--. 故选:D. 19.B 【详解】由a 1a 2a 3=1得321,a =∴a 2=1,又a 4=4,故q 2=4,所以a 2+a 4+a 6+…+a 2n =1414n--=413n -. 故选:B20.A 【详解】根据题意,由1114n n n aa +-=, 得12121321111111444n nn a a a a a a --⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-++-=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,化简得()114141144143n n n a a -⨯---==-,因11a =,所以1413n n a -=,即341n n a =-.故选:A. 21.C 【详解】当1n =时,1121a S a b ==+-,当2n ≥时,11121221n n n n n n a S S a b a a b ---==⋅+--⋅⋅--+=从而22a a =,34a a = 因为{}n a 是等比数列所以公比322a q a ==,且212a a a ==,即21ab a +-=,即1a b += 所以444a b ≥==+,当且仅当44a b =,即12a b ==时,等号成立所以44a b +的最小值为4 故选:C 22.A 【详解】解:由等比数列前n 项和的性质知,当数列依次每k 项和不为0时,则依次每k 项和仍成等比数列,所以4S ,84S S -,128S S -,1612S S -,2016S S -成等比数列,且公比为4q .又441232S a a a a =+++=,484567844S S a a a a S q -=+++==,所以42q =,所以16201617181920432S S a a a a S q -=+++==.故选:A 23.D 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q . 当1q =时,21122m m S ma S ma ==与29m m S S =矛盾,不合乎题意;当1q ≠时,()()2122111119111m m m m m m m a q S q q q S qa q q---===+=---,则8mq =, 又2511m mma m q a m +==-,即5181m m +=-,解得3m =. 故选:D. 24.D设此人2020年6月1日存入银行的钱为1a 元,2022年6月1日存入银行的钱为2a 元,以此类推,则2025年6月1日存入银行的钱为6a 元,那么此人2025年6月1日从银行取出的钱有()6a a -元.由题意,得1a a =,()21a a r a =++,()()2311a a r a r a =++++,……,()()()()()5432611111a a r a r a r a r a r a =++++++++++,所以()()()256111a a a r r r ⎡⎤-=++++++⎣⎦()()()()()561111111r r a r r r a r ⎡⎤+-+⎣⎦⎡⎤=+-++⋅⎣-=⎦. 故选:D . 25.A 【详解】设数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为,n n A B ,则()()1211111,222111n n n n b q n n db d d q A a n a n n B q q q --⎛⎫=+=-+==-⎪---⎝⎭(1q ≠), 若1q =,则1n B nb =,则2211()5122n n n n dd S A n B a n n nb =+==+++--,显然没有出现5n ,所以1q ≠,所以21121221511n n b n b q d d a n n q q ⎛⎫-++-+= ⎪--⎝-⎭, 由两边的对应项相等可得110,1,5,1221bd d a q q -====--,解得111,2,5,4a d q b ====, 所以3d q -=-. 故选:A 26.D 【详解】由等比数列的定义,11122n n n a --=⋅=故222124n n n n b a --===由于112144,104n n n n b b b ---===≠ 故{}n b 是以1为首项,4为公比的等比数列a 12+a 22+⋯+a n 2=1(14)41143nn ⋅--=-故选:D 27.C 【详解】由题意可得所有项之和S S +奇偶是所有偶数项之和S 偶的4倍,所以,4S S S +=奇偶偶,故13S S =奇偶设等比数列{}n a 的公比为q ,设该等比数列共有()2k k N *∈项,则()242132113k k S a a a q a a a qS S -=+++=+++==奇奇偶,所以,13q =,因为3212364a a a a ==,可得24a =,因此,2112aa q ==.故选:C. 28.B解:由()112322n n n a a n ---=⋅≥,得()111322424n n n n a a n --=⋅+≥,∴()111112242n n n n a a n --⎛⎫-=-≥ ⎪⎝⎭. 又由()112322n n n a a n ---=⋅≥,得2126a a -=,又1232a a =,∴13a =.所以111122a -=, ∴数列12n n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以12为首项,14为公比的等比数列,则12111112242n n n n a --⎛⎫⎛⎫-=⋅= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∴()12122122n n n nn a --=+=+,∴()()231111212112122222221221212nn nn n n n S --⎛⎫- ⎪-⎛⎫⎝⎭=++⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+=+=⋅- ⎪-⎝⎭-,∴111112222232n n n n n n na S --==+++⋅-⋅.∴+12111111111122113222332312n n n n T ⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭=++⋅⋅⋅+=⨯=-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-. ∵对任意*n ∈N ,n T m <,∴m 的最小值为13. 故选:B. 29.B 【详解】在正项数列{}n a 中,12a =,且()2212,n n a a -是直线80x y -=上的点,可得22128n n a a -=,所以12n n a a -=,可得数列{}n a 是首项为2,公比为2的等比数列, 则{}n a 的前n 项和()12122212n n n S +-==--.故选:B 30.A由题意,乌龟每次爬行的距离构成等比数列{}n a , 其中11100,10a q ==,且30.00110n a -==, 所以乌龟爬行的总距离为3611110010(1)101101119000110nn n a a qa q S q q---⨯---====---. 故选:A. 31.B 【详解】由题意,231136112522a q a a q a q ⎧=⎪⎨+=⎪⎩,则3161214a q a q ⎧=⎪⎨=⎪⎩,可得q 3=18, ∴q =12,a 1=16,∴S 5=551116[1()](1)231112a q q--==-. 故选:B 32.D 【详解】由题意,2132116a a a ==,得214a =.令{}n a 的公比为0q >,由4322a a a +=,得2210q q +-=,得12q =,∴112a =,∴12n na =,令()111n n n b a +=-,则()2nn b =--,∴()()()12212212123nn n n S b b b ⎡⎤--⎣⎦⎡⎤=++⋅⋅⋅+==--⎣⎦--, 故选:D. 33.B 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q (q ≠1),又2021201920192020a a a a -=-,即201920129290120a a q a q -=+,而20190a ≠,则220q q +-=,解得2q =-,则201911201923a a S +⋅=,2019112020223a a S -⋅=,2019112021423a a S +⋅=,10a ≠,20192019201922111111202020212019(22)(42)(2)99a a a a a a S S S -⋅⋅+⋅+⋅=≠=,A 不正确;20192020202120192019201911111122422223323a a a a S a S a S -⋅+⋅+⋅=+==+,B 正确;20192019201922111111201920212020(2)(42)(22)99a a a a a a S S S +⋅⋅+⋅-⋅=≠=,C 不正确;2019201920191111201920212020112422523323a a a a a a S S S +⋅+⋅+⋅=+=+≠,D 不正确.故选:B 34.D 【详解】根据三角形中位线的性质可知:这五个正三角形的边长形成等比数列{}n a :前5项分别为:2,1,12,14,18, 所以这五个正三角形的面积之和为22222222461111112121248222⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++=++++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦51414114⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭==-,故选:D . 35.BD 【详解】解:设等比数列{}n a 的公比为q ,且0q >因为5432a a a +=,即4321112a q a q a q +=化简得:221q q +=解得:12q =或1q =-(舍去)对A ,因为12q =,所以112n n a a +=,故A 错误;对B ,1111112211112nn n n n a a a a q a a q S a a q q ---====----,故B 正确; 对C,因为1a,即1a =,化简得:2214m n q+-=,又12q =解得6m n +=,当2m =,4n =时,8mn =,故C 错误; 对D ,由C 知,6m n +=,故D 正确. 故选:BD. 36.BD 【详解】当1n =时,211222a S a ===;当2n ≥时,由12n n a S +=可得12n n a S -=, 两式相减得12n n n a a a +=-,所以13n n a a +=,且2123aa =≠, 则数列{}n a 从第二项开始成以3为公比的等比数列,则222323n n n a a --=⋅=⨯,所以21,1,23,2,n n n a n -=⎧=⎨⨯≥⎩则1123n n a -+=⨯,所以A 选项错误,B 选项正确. 由题意可知,数列{}n a 为单调递增数列,设p q <,若在数列{}n a 中能找到三项p a ,q a ,r a ,使得p q r a a a =, 则r q p >>且p ,q ,*r ∈N ,若1p =,则p r a a =,这与数列{}n a 单调递增矛盾, 若2p ≥,则224323292p q p q p q a a --+-=⨯⨯⨯=⨯,232r r a -=⨯,由p q r a a a =,可得42322p q r +--⨯=,由于432b q +-⨯能被3整除,22r -不能被3整除,故C 选项错误;因为21,1,11,2,23n n n a n -=⎧⎪=⎨≥⎪⨯⎩所以11T =;当2n ≥时,122111111113137231111112232323434413n n n n T ---⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=++++⋅⋅⋅+=+=+-<+= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭-,故选项D 正确. 故选:BD 37.AB 【详解】由于{}n a 是等比数列,0n S >,所以110a S =>,0q ≠, 当1q =时,10n S na =>,符合题意; 当1q ≠时,()1101n n a q S q-=>-,即101nq q->-, 等价于1010n q q ⎧->⎨->⎩或1010n q q ⎧-<⎨-<⎩,对于1010n q q ⎧->⎨->⎩,由于n 可能是奇数,也可能是偶数,所以(1,0)(0,1)q ∈-⋃,对于1010n q q ⎧-<⎨-<⎩可得:1q >.综上所述,q 的取值范围是(1,0)(0,)-+∞;因为2213322n n n n b a a a q q ++⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,所以232n n T q q S ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以2311(2)22n n n n T S S q q S q q ⎛⎫⎛⎫-=⋅--=⋅+⋅- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为0n S >,且(1,0)(0,)q ∈-⋃+∞,所以,当12q =-或2q 时,0n n T S -=,即n n T S =,故A选项正确.当112q -<<-或2q >时,0n n T S ->,即n n T S >,故B 选项正确,D 选项错误. 当12(0)2q q -<<≠时,0n n T S -<,即n n T S <,故C 选项错误; 故选:AB. 38.BD 【详解】A :由214S a =可得213a a =,所以等比数列{}n a 的公比3q =,所以113n n a a -=⨯. 由2a 是11a +与312a 的等差中项,可得2131212a a a =++,即()2111123132a a a ⨯=++⨯,解得12a =,所以123n n a -=⨯,所以A 不正确; B :()()1121331113nnnn a q S q-⨯-===---,所以B 正确;C :()()111123111331313131n n n n n n n n n a b S S -+++⨯⎛⎫===- ⎪⋅----⎝⎭,所以C 不正确;D :12n n T b b b =++⋅⋅⋅+1223111111111111113333231313131313131n n n ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-------⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以数列{}n T 是递增数列,得11110326n T T ⎛⎫≤<⨯-= ⎪⎝⎭,所以1186n T ≤<,所以D 正确.故选:BD. 39.BC【详解】若数列{}n a 是公差为d 的等差数列,则211(1)()222n n n d d dS na n a n -=+=+-, 当0d =时,若10a ≠,则1n S a n =⋅,n S 是n 的一次函数,不存在符合题意的H ,A 错误; 数列{}n a 是“和有界数列”,当0d ≠时,n S 是n 的二次函数,不存在符合题意的H ,当0d =,10a =时,存在符合题意的H ,B 正确;若数列{}n a 是公比为(1)≠q q 的等比数列,则1(1)1-=-n n a q S q,因q 满足1q <,则||1n q <,即|1|2nq -<,11|||||1|2||11n n a a S q qq=⋅-<--,则存在符合题意的实数H ,即数列{}n a 是“和有界数列”,C 正确;若等比数列{}n a 是“和有界数列”,当1q =-时,若n 为偶数,则0n S =,若n 为奇数,则1n S a =,即1=n S a ,从而存在符合题意的实数H ,D 错误. 故选:BC 40.AD 【详解】因为123nn n a a a +=+,所以112323n nn n a a a a ++==+, 所以111323n n a a +⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,且11340a +=≠, 所以13n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是以4为首项,2为公比的等比数列,即11342n na -+=⨯,所以1231n na +=-,可得1123n n a +=-,故选项A 正确,选项B 不正确;因为1231n na +=-单调递增,所以1123n n a +=-单调递减,即{}n a 为递减数列,故选项C 不正确;1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和()()()()2312132323232223n n n T n ++=-+-+⋅⋅⋅+-=++⋅⋅⋅+- 22122323412nn n n +-=⨯-=---.故选项D 正确;故选:AD . 41.2n -1(n ∈N *) 【详解】a n -a n -1=a 1q n -1=2n -1,即21232112,2,2n n n a a a a a a ---=⎧⎪-=⎪⎨⎪⎪-=⎩ 各式相加得a n -a 1=2+22+…+2n -1=2n -2, 故a n =a 1+2n -2=2n -1(n ∈N *). 又1n =时,11a =符合a n =2n -1 故答案为:2n -1(n ∈N *). 42.12 【详解】由210S 30-(210+1)S 20+S 10=0, 得210(S 30-S 20)=S 20-S 10.∴302010201012S S S S -=-,∵数列{a n }是等比数列∴10302021222330201011121320S S a a a a q S S a a a a -++++==-++++ 故101012q =,解得:12q =± 因为等比数列{a n }为正项数列,所以0q >,故12q = 故答案为:12 43.2- 【分析】由等比数列的通项公式与性质求解即可 【详解】∵等比数列{a n }的公比为12-,则()1351352461352a a a a aa a a a q a a a ++++==-++++.故答案为:2-44.4042. 【详解】由1n n n a a b +=+1n n n b a b +=+ 两式相加可得:()112n n n n a b a b +++=+,故数列{}n n a b +是以2为首项,2为公比的等比数列, 所以2nn n a b +=;两式相乘可得:()()222112n n n n n n n n a b a b a b a b ++⋅=+-+=⋅,故数列{}n n a b ⋅是以1为首项,2为公比的等比数列, 所以12n n n a b -⋅=, 故112n nn nn n n a b c a b a b ⎛⎫+=+==⎪⋅⎝⎭, 故数列{}n c 的前2022项和为2021202124042S =⨯=, 故答案为:4042 45.32 【详解】当q =1时,显然不符合题意;当q ≠1时,3161(1)714(1)6314a q q a q q ⎧-=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得1142a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩,∴a 8=14×27=32. 故答案为:32 46.(1)12n n b -=(2)[)2,+∞ (1)由已知可得()2111++=+n n a a ,所以()()1lg 12lg 1++=+n n a a ,即12n n b b +=, 又()()11lg 1lg 191b a =+=+=,所以{}n b 是首项为1,公比为2的等比数列,所以12n n b -=.(2)由(1)可知()1lg 12n n n a b -=+=,所以12101n n a -=-,12110n n n c a -=+=.所以021112222122212122101011010100n nn n n S c c c --+++⋅⋅⋅+-⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅==⋅=⋅.lg n n S b λ<即1212n n λ--<,即1122n λ->-, 因为1122n --关于n 单调递增,而11222n --<且无限接近于2, 所以实数λ的取值范围是[)2,+∞. 47.(1)21n a n =-(2)()12326n n T n +=-⨯+(1)设{}n a 的公差为d (0d ≠).由题可知()()1211165636,24,a d a d a a d ⨯⎧+=⎪⎨⎪+=+⎩解得11,2,a d =⎧⎨=⎩所以{}n a 的通项公式为()12121n a n n =+-=-. (2)由(1)可知()212nn b n =-⨯,所以()()231123252232212n nn T n n -=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+-⨯…①()()23412123252232212n n n T n n +=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+-⨯…②①-②得()()23122222212n n n T n +-=+⨯++⋅⋅⋅+--⨯()()()211121222212322612n n n n n -++⨯-=+⨯--⨯=-⨯--,所以()12326n n T n +=-⨯+.48.(1)A =-2,2nn a =.(2)()1122n n T n ++=-(1)根据题意,数列{}n a 的前n 项和S n =2n +1+A , 则a 1=S 1=22+A =4+A ,a 2=S 2-S 1=(23+A )-(22+A )=4, a 3=S 3-S 2=(24+A )-(23+A )=8,又由{}n a 为等比数列,则a 1×a 3=(a 2)2,即(4+A )×8=42=16, 解可得A =-2,则a 1=4-2=2,即数列{}n a 是首项为2,公比为2的等比数列, 则2nn a =, (2)设2n n b log a =,则设222nn n b log a log n ===, 则2nn n a b n ⨯=,故231222322nn T n ⨯⨯⨯⋯⋯⨯=++++,①则有()23121222122n n n T n n ⨯+⨯+⋯⋯+⨯⨯+=-+,② ①-②可得:()231122222122n n n n T n n +++++⋯⋯+⨯-=-=--,变形可得:()1122n n T n ++=-,故()1122n n T n ++=-.49. (1)证明:由题意有22111,(2)n n n n n n S S a S S a n ++-+=+=≥,两式相减得2211n n n n a a a a +++=-,即()22110n n n n a a a a ++--+=,所以()()1110n n n n a a a a ++--+=,因为数列{}n a 为正项数列,所以10n n a a ++>, 所以11(2)n n a a n +-=≥,又因为2212S S a +=,即22122a a a +=,解得22a =,且11a =, 所以211a a -=也满足上式,所以*11()n n a a n N +-=∈,所以数列{}n a 为以1为首项1为公差的等差数列; (2)证明:由(1)有()111n a n n =+-⨯=,又2112na n nb b ++⋅=,所以2112n n n b b ++⋅=,()21122n n n b b n --⋅=≥,两式相除有()2112112422n n n n b n b ++--==≥,又12b =,24b =, 所以135721,,,,,n b b b b b -是以12b =为首项,公比为4的等比数列,24682,,,,,n b b b b b 是以24b =为首项,公比为4的等比数列,所以数列{}n b 是以12b =为首项,公比为2的等比数列,所以2nn b =,所以2n n na nb =,令1212n n na a a Tb b b =++⋅⋅⋅+, 则()2111111212222n n nT n n -=⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+⨯, ()2311111112122222n n n T n n +=⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+⨯, 两式相减可得231111111111111222112222222212nn n n n n n T n n +++⎛⎫- ⎪+⎝⎭=++++-⨯=-⨯=--,所以222n nn T +=-, 因为n N ∈,所以2222n nn T +=-<,从而得证原不等式成立. 50. (1)解:由11n n a S +=+,得11(2)n n a S n -=+≥, 所以11(2)2(2)n n n n n a a a n a a n ++-=≥=≥,即 又由11a =,得22a =,满足12n n a a +=,所以12n n a ,而122n n n n b b a +-==,所以1211222n n n b b ---=++⋯+,所以()1211212221=2121n n n nn b --⨯-=++++=--…;(2) 证明:因为11+12111()2(21)(21)2121n nn n n n c -+==-----, 所以121223111111111111()=(1)22221212121212121n n n n c c c ++++=-+-+--<-------.。
专题4 第1讲 等差数列与等比数列
第1讲 等差数列与等比数列「考情研析」 1.从具体内容上,主要考查等差数列、等比数列的基本计算和基本性质及等差、等比数列中项的性质、判定与证明. 2.从高考特点上,难度以中、低档题为主,一般设置一道选择题和一道解答题.核心知识回顾1.等差数列(1)01a n =a 1+(n -1)d =a m +(n -m )d . (2)022a n =a n -1+a n +1(n ∈N *,n ≥2). (3)前n 03S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d2.2.等比数列(1)01a n =a 1q n -1=a m q n -m .(2)02a 2n =a n -1·a n +1(n ∈N *,n ≥2).(3)等比数列的前n 项和公式:03S n =⎩⎨⎧na 1(q =1),a 1-a n q 1-q =a 1(1-q n )1-q (q ≠1).3.等差数列的性质(n ,m ,l ,k ,p 均为正整数)(1)若m +n =l +k ,01a m +a n =a l +a k (反之不一定成立);特别地,当m +n =2p 02a m +a n =2a p .(2)若{a n },{b n }是等差数列,则{ka n +tb n }(k ,t 是非零常数)(3)等差数列“依次m 项的和”即S m …仍是等差数列.(4)等差数列{a n },当项数为2n 时,S 偶-S 奇,S 奇S 偶=a n +12n -1时,S 奇-S 偶,S 奇S 偶=n -1其中S 偶表示所有的偶数项之和,S 奇表示所有的奇数项之和)4.等比数列的性质(n ,m ,l ,k ,p 均为正整数)(1)若m +n =l +k 反之不一定成立);特别地,当m +n =2p(2)当n 为偶数时,S 偶S 奇=公比为q ).(其中S 偶表示所有的偶数项之和,S奇表示所有的奇数项之和)(3)等比数列“依次m 项的和”,即S m …(S m ≠0)成等比数列.热点考向探究考向1 等差数列、等比数列的运算例1 (1)(2020·山东省青岛市模拟)已知等差数列{a n }的公差为2,若a 1,a 3,a 4成等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,则S 9等于( )A .-8B .-6C .10D .0答案 D解析 ∵a 1,a 3,a 4成等比数列,∴a 23=a 1a 4,∴(a 1+2×2)2=a 1·(a 1+3×2),即2a 1=-16,解得a 1=-8.则S 9=-8×9+9×82×2=0,故选D.(2)(2020·山东省泰安市肥城一中模拟)公比不为1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1,a 3,a 2成等差数列,mS 2,S 3,S 4成等比数列,则m =( )A.78 B .85 C .1 D .95答案 D解析 设{a n }的公比为q (q ≠0且q ≠1), 根据a 1,a 3,a 2成等差数列, 得2a 3=a 1`+a 2,即2a 1q 2=a 1+a 1q ,因为a 1≠0,所以2q 2-1-q =0,即(q -1)(2q +1)=0. 因为q ≠1,所以q =-12, 则S 2=a 1(1-q 2)1-q =34·a 11-q ,S 3=a 1(1-q 3)1-q =98·a 11-q ,S 4=a 1(1-q 4)1-q =1516·a 11-q,因为mS 2,S 3,S 4成等比数列,所以S 23=mS 2·S 4, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫98·a 11-q 2=m ·34·a 11-q ·1516·a 11-q ,因为a 1≠0,所以a 11-q ≠0,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫982=m ×34×1516, 得m =95,故选D.利用等差数列、等比数列的通项公式、前n 项和公式,能够在已知三个元素的前提下求解另外两个元素,其中等差数列的首项和公差、等比数列的首项和公比为最基本的量,解题中首先要注意求解最基本的量.1.(多选)(2020·山东省青岛市模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),公差d ≠0,S 6=90,a 7是a 3与a 9的等比中项,则下列选项正确的是( )A .a 1=22B .d =-2C .当n =10或n =11时,S n 取得最大值D .当S n >0时,n 的最大值为20 答案 BCD解析 等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d ≠0, 由S 6=90,可得6a 1+15d =90,即2a 1+5d =30, ①由a 7是a 3与a 9的等比中项,可得a 27=a 3a 9,即(a 1+6d )2=(a 1+2d )(a 1+8d ),化为a 1+10d =0, ② 由①②解得a 1=20,d =-2,则a n =20-2(n -1)=22-2n ,S n =12n (20+22-2n )=21n -n 2, 由S n =-⎝ ⎛⎭⎪⎫n -2122+4414,可得n =10或n =11时,S n 取得最大值110.由S n >0,可得0<n <21,即n 的最大值为20.故选BCD. 2.定义:在数列{a n }中,若满足a n +2a n +1-a n +1a n =d (n ∈N *,d 为常数),称{a n }为“等差比数列”.已知在“等差比数列”{a n }中,a 1=a 2=1,a 3=3,则a 2022a 2020=( )A .4×20202-1B .4×20192-1C .4×20222-1D .4×20192答案 A解析 ∵a 1=a 2=1,a 3=3,∴a 3a 2-a 2a 1=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n +1a n 是以1为首项,2为公差的等差数列,∴a n +1a n=2n -1,∴a 2022a 2020=a 2022a 2021·a 2021a2020=(2×2021-1)×(2×2020-1)=4×20202-1.故选A.考向2 等差数列、等比数列的判定与证明例2 (1)设数列{a n }满足a 1=1,a n +1=44-a n (n ∈N *).求证:数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -2是等差数列.证明 ∵a n +1=44-a n ,∴1a n +1-2-1a n -2=144-a n -2-1a n -2=4-a n 2a n -4-1a n -2=2-a n 2a n -4=-12为常数,又a 1=1, ∴1a 1-2=-1,∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -2是以-1为首项,-12为公差的等差数列.(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n +a n =n -1n (n +1)+1,n =1,2,3,…,设b n =a n +1n (n +1),求证:数列{b n }是等比数列.证明 S n =1-a n +n -1n (n +1),∴S n +1=1-a n +1+n(n +1)(n +2),当n =1时,易知a 1=12,∴a n +1=S n +1-S n =n(n +1)(n +2)-a n +1-n -1n (n +1)+a n ,∴2a n +1=n +2-2(n +1)(n +2)-n -1n (n +1)+a n =1n +1-2(n +1)(n +2)-1n +1+1n (n +1)+a n ,∴2⎣⎢⎡⎦⎥⎤a n +1+1(n +1)(n +2)=a n +1n (n +1),b n =a n +1n (n +1),则b n +1=a n +1+1(n +1)(n +2),上式可化为2b n +1=b n ,∴数列{b n }是以b 1=1为首项,12为公比的等比数列,b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.(1)判断或者证明数列为等差数列、等比数列最基本的方法是用定义判断或证明,其他方法最后都会回到定义,如证明等差数列可以证明通项公式是n的一次函数,但最后还得使用定义才能说明其为等差数列.(2)证明数列{a n}为等比数列时,不能仅仅证明a n+1=qa n,还要说明a1≠0,才能递推得出数列中的各项均不为零,最后断定数列{a n}为等比数列.(3)证明等差、等比数列,还可利用等差、等比数列的中项公式.1.(多选)(2020·日照一中摸底考试)已知数列{a n}满足:a1=3,当n≥2时,a n=( a n-1+1+1)2-1,则关于数列{a n},下列说法正确的是()A.a2=8 B.数列{a n}为递增数列C.数列{a n}为周期数列D.a n=n2+2n答案ABD解析由a n=(a n-1+1+1)2-1得a n+1=(a n-1+1+1)2,∴a n+1=a n-1+1+1,即数列{a n+1}是首项为a1+1=2,公差为1的等差数列,∴a n+1=2+(n-1)×1=n+1.∴a n=n2+2n.所以易知A,B,D正确.2.已知正项数列{a n}满足a2n+1-6a2n=a n+1a n,若a1=2,则数列{a n}的前n 项和为________.答案3n-1解析∵a2n+1-6a2n=a n+1a n,∴(a n+1-3a n)(a n+1+2a n)=0,∵a n>0,∴a n+1=3a n,∴{a n}为等比数列,且首项为2,公比为3,∴S n=3n-1.考向3数列中a n与S n的关系问题例3(1)(2020·河南省高三阶段性测试)设正项数列{a n}的前n项和为S n,且4S n=(1+a n)2(n∈N*),则a5+a6+a7+a8=()A.24 B.48C.64 D.72答案 B解析 当n =1时,由S 1=a 1=(1+a 1)24,得a 1=1,当n ≥2时,⎩⎨⎧4S n =(1+a n )2,4S n -1=(1+a n -1)2,得4a n =(1+a n )2-(1+a n -1)2,∴a 2n -a 2n -1-2a n -2a n -1=0,(a n +a n -1)(a n -a n -1-2)=0.∵a n >0,∴a n -a n -1=2,∴{a n }是等差数列,∴a n =2n -1,∴a 5+a 6+a 7+a 8=2(a 6+a 7)=48.(2)(2020·山东省德州市二模)给出以下三个条件: ①数列{a n }是首项为 2,满足S n +1=4S n +2的数列; ②数列{a n }是首项为2,满足3S n =22n +1+λ(λ∈R )的数列; ③数列{a n }是首项为2,满足3S n =a n +1-2的数列. 请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解. 设数列{a n }的前n 项和为S n ,a n 与S n 满足________.记数列b n =log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n ,c n =n 2+n b n b n +1,求数列{c n }的前n 项和T n .解 选①,由已知S n +1=4S n +2, (*) 当n ≥2时,S n =4S n -1+2, (**) (*)-(**),得a n +1=4(S n -S n -1)=4a n , 即a n +1=4a n .当n =1时,S 2=4S 1+2,即2+a 2=4×2+2,所以a 2=8,满足a 2=4a 1, 故{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列, 所以a n =22n -1.b n =log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n =1+3+…+(2n -1)=n 2,c n =n 2+n b n b n +1=n (n +1)n 2(n +1)2=1n (n +1)=1n -1n +1.所以T n =c 1+c 2+…+c n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=1-1n +1=n n +1.选②,由已知3S n =22n +1+λ, (*) 当n ≥2时,3S n -1=22n -1+λ, (**) (*)-(**),得3a n =22n +1-22n -1=3·22n -1, 即a n =22n -1.当n =1时,a 1=2满足a n =22n -1,所以a n =22n -1, 下同选①.选③,由已知3S n =a n +1-2, (*) 则n ≥2时,3S n -1=a n -2, (**) (*)-(**),得3a n =a n +1-a n ,即a n +1=4a n .当n =1时,3a 1=a 2-2,而a 1=2,得a 2=8,满足a 2=4a 1, 故{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列, 所以a n =22n -1, 下同选①.由a n 与S n 的关系求通项公式的注意点(1)应重视分类讨论思想的应用,分n =1和n ≥2两种情况讨论,特别注意a n =S n -S n -1成立的前提是n ≥2.(2)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1也适合,则需统一表示(“合写”). (3)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1不适合,则数列的通项公式应分段表示(“分写”),即a n =⎩⎨⎧S 1(n =1),S n-S n -1(n ≥2).已知数列{a n }中,a 1=1,其前n 项的和为S n ,且满足a n =2S 2n2S n -1(n ≥2,n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列;(2)证明:13S 1+15S 2+17S 3+…+12n +1S n <12.证明 (1)当n ≥2时,S n -S n -1=2S 2n2S n -1,S n -1-S n =2S n ·S n -1,1S n -1S n -1=2,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)可知,1S n =1S 1+(n -1)·2=2n -1,所以S n =12n -1.13S 1+15S 2+17S 3+…+12n +1S n =11×3+13×5+15×7+…+1(2n -1)(2n +1) =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+15-17+…+12n -1-12n +1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1<12.真题押题『真题检验』1.(2020·全国卷Ⅰ)设{a n }是等比数列,且a 1+a 2+a 3=1,a 2+a 3+a 4=2,则a 6+a 7+a 8=( )A .12B .24C .30D .32答案 D解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 1+a 2+a 3=a 1(1+q +q 2)=1,a 2+a 3+a 4=a 1q +a 1q 2+a 1q 3=a 1q (1+q +q 2)=q =2,因此,a 6+a 7+a 8=a 1q 5+a 1q 6+a 1q 7=a 1q 5(1+q +q 2)=q 5=32.故选D.2.(2020·全国卷Ⅱ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 5-a 3=12,a 6-a 4=24,则S na n=( )A .2n -1B .2-21-nC .2-2n -1D .21-n -1答案 B解析 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 5-a 3=12,a 6-a 4=24可得⎩⎨⎧ a 1q 4-a 1q 2=12,a 1q 5-a 1q 3=24,解得⎩⎨⎧q =2,a 1=1,所以a n =a 1q n -1=2n -1,S n =a 1(1-q n )1-q =1-2n1-2=2n -1.因此S na n =2n-12n -1=2-21-n .故选B.3.(2020·新高考卷Ⅰ)将数列{2n -1}与{3n -2}的公共项从小到大排列得到数列{a n },则{a n }的前n 项和为________.答案 3n 2-2n解析 因为数列{2n -1}是以1为首项,以2为公差的等差数列,数列{3n -2}是以1为首项,以3为公差的等差数列,所以这两个数列的公共项所构成的新数列{a n }是以1为首项,以6为公差的等差数列,所以{a n }的前n 项和为n ·1+n (n -1)2·6=3n 2-2n . 4.(2020·全国卷Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1=-2,a 2+a 6=2,则S 10=________.答案 25解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由a 1=-2,a 2+a 6=2,可得a 1+d +a 1+5d =2,即-2+d +(-2)+5d =2,解得d =1.所以S 10=10×(-2)+10×(10-1)2×1=-20+45=25.5.(2020·江苏高考)设{a n }是公差为d 的等差数列,{b n }是公比为q 的等比数列.已知数列{a n +b n }的前n 项和S n =n 2-n +2n -1(n ∈N *),则d +q 的值是________.答案 4解析 等差数列{a n }的前n 项和公式为P n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,等比数列{b n }的前n 项和公式为Q n =b 1(1-q n )1-q =-b 11-q q n +b 11-q ,依题意S n =P n+Q n ,即n 2-n +2n -1=d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n -b 11-q q n +b 11-q,通过对比系数可知⎩⎪⎨⎪⎧d2=1,a 1-d 2=-1,q =2,b11-q =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,a 1=0,q =2,b 1=1,故d +q =4.6.(2020·新高考卷Ⅰ)已知公比大于1的等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3=8.(1)求{a n }的通项公式;(2)记b m 为{a n }在区间(0,m ](m ∈N *)中的项的个数,求数列{b m }的前100项和S 100.解 (1)设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q , 依题意有⎩⎨⎧a 1q +a 1q 3=20,a 1q 2=8,解得a 1=2,q =2或a 1=32,q =12(舍去), 所以a n =2n ,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n . (2)由于21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,27=128, b 1对应的区间为(0,1],则b 1=0;b 2,b 3对应的区间分别为(0,2],(0,3],则b 2=b 3=1,即有2个1; b 4,b 5,b 6,b 7对应的区间分别为(0,4],(0,5],(0,6],(0,7], 则b 4=b 5=b 6=b 7=2,即有22个2;b 8,b 9,…,b 15对应的区间分别为(0,8],(0,9],…,(0,15], 则b 8=b 9=…=b 15=3,即有23个3;b 16,b 17,…,b 31对应的区间分别为(0,16],(0,17],…,(0,31], 则b 16=b 17=…=b 31=4,即有24个4;b 32,b 33,…,b 63对应的区间分别为(0,32],(0,33],…,(0,63], 则b 32=b 33=…=b 63=5,即有25个5;b 64,b 65,…,b 100对应的区间分别为(0,64],(0,65],…,(0,100], 则b 64=b 65=…=b 100=6,即有37个6.所以S 100=1×2+2×22+3×23+4×24+5×25+6×37=480. 7.(2020·全国卷Ⅲ)设等比数列{a n }满足a 1+a 2=4,a 3-a 1=8. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为数列{log 3a n }的前n 项和.若S m +S m +1=S m +3,求m . 解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,根据题意,有 ⎩⎨⎧ a 1+a 1q =4,a 1q 2-a 1=8,解得⎩⎨⎧a 1=1,q =3, 所以a n =3n -1.(2)令b n =log 3a n =log 33n -1=n -1, 则S n =n (0+n -1)2=n (n -1)2,根据S m +S m +1=S m +3,可得 m (m -1)2+m (m +1)2=(m +2)(m +3)2, 整理得m 2-5m -6=0,因为m >0,所以m =6.『金版押题』8.已知数列{a n }满足na n -28a n +1=n -1(n ∈N *),a 1+a 2+a 3=75,记S n =a 1a 2a 3+a 2a 3a 4+a 3a 4a 5+…+a n a n +1·a n +2,则a 2=________,使得S n 取得最大值的n 的值为________.答案 25 10解析 由na n -28a n +1=n -1(n ∈N *),可取n =1,即a 1-28=0,可得a 1=28,取n =2,可得2a 2-28a 3=1,即a 3=2a 2-28,又a 1+a 2+a 3=75,可得a 2=25,a 3=22,当n ≥2时,由na n -28a n +1=n -1可得a n +1n -a nn -1=-28n (n -1),可令c n =a n +1n ,则c n -1=a nn -1(n ≥2),c n -c n -1=28⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n -1(n ≥2), 由c n =c 1+(c 2-c 1)+…+(c n -c n -1)=c 1+28⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1+13-12+…+1n -1n -1, 可得c n =c 1+28⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1=a 2+28⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1,则a n +1=nc n =na 2+28(1-n )=28+n (a 2-28), 故a n +1=28-3n (n ≥2),所以a n =31-3n (n ≥3), 又a 1=28,a 2=25,也符合上式,所以a n =31-3n . 令b n =a n a n +1a n +2=(31-3n )(28-3n )(25-3n ), 由b n ≥0,可得(31-3n )(28-3n )(25-3n )≥0, 解得1≤n ≤8(n ∈N *)或n =10,又b 9=-8,b 10=10,所以n =10时,S n 取得最大值.9.记数列{a n }的前n 项和为S n ,已知2a n +1+n =4S n +2p ,a 3=7a 1=7. (1)求p ,S 4的值;(2)若b n =a n +1-a n ,求证:数列{b n }是等比数列. 解 (1)由a 3=7a 1=7知,a 3=7,a 1=1.当n =1时,由2a n +1+n =4S n +2p ,得a 2=32+p ,当n =2时,由2a n +1+n =4S n +2p ,得a 3=4+3p =7,所以p =1, 当n =3时,由2a n +1+n =4S n +2p ,得2a 4+3=4S 3+2,解得a 4=412.所以S 4=1+52+7+412=31.(2)证明:由(1)可得a n +1=2S n -12n +1, 则a n +2=2S n +1-12(n +1)+1. 两式作差得a n +2-a n +1=2a n +1-12, 即a n +2=3a n +1-12(n ∈N *). 由(1)得a 2=52,所以a 2=3a 1-12, 所以a n +1=3a n -12对n ∈N *恒成立, 由上式变形可得a n +1-14=3⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -14.而a 1-14=34≠0,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -14是首项为34,公比为3的等比数列,所以a n -14=34×3n -1=3n4,所以b n =a n +1-a n =a n +1-14-⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -14=3n +14-3n 4=3n 2,所以b n +1=3n +12,b n +1b n=3.又b 1=32,所以数列{b n }是首项为32,公比为3的等比数列.专题作业一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1.(2020·山东德州高三下学期联考)在等比数列{a n }中,a 1=1,a 5+a 7a 2+a 4=8,则a 6的值为( )A .4B .8C .16D .32答案 D解析 设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 1=1,a 5+a 7a 2+a 4=8,∴a 1(q 4+q 6)a 1(q +q 3)=8,解得q =2,则a 6=25=32.故选D. 2.(2019·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( )A .a n =2n -5B .a n =3n -10C .S n =2n 2-8nD .S n =12n 2-2n答案 A解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由S 4=0,a 5=5可得⎩⎨⎧ a 1+4d =5,4a 1+6d =0,解得⎩⎨⎧a 1=-3,d =2.所以a n =-3+2(n -1)=2n -5,S n =n ×(-3)+n (n -1)2×2=n 2-4n .故选A. 3.等差数列{a n }的公差为d ,若a 1+1,a 2+1,a 4+1成以d 为公比的等比数列,则d =( )A .2B .3C .4D .5答案 A解析 将a 1+1,a 2+1,a 4+1转化为a 1,d 的形式为a 1+1,a 1+1+d ,a 1+1+3d ,由于这三个数成以d 为公比的等比数列,故a 1+1+d a 1+1=a 1+1+3da 1+1+d =d ,化简得a 1+1=d ,代入a 1+1+d a 1+1=d ,得2dd =2=d ,故选A.4.(2020·河北省张家口市二模)已知正项等比数列{a n }的公比为q ,若a 1=q≠1,且a m=a1a2a3…a10,则m=()A.19 B.45C.55 D.100答案 C解析∵正项等比数列{a n}的公比为q,a1=q≠1,∴a n=q.q n-1=q n,∵a m=a1a2a3...a10,∴q m=q.q2.q3.....q10=q1+2+3+ (10)q55.∴m=55.故选C.5.(2020·河北省保定市一模)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有五人五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思是:“现有甲、乙、丙、丁、戊,五人依次差值等额分五钱,要使甲、乙两人所得的钱数与丙、丁、戊三人所得的钱数相等,问每人各得多少钱?”请问上面的问题里,五人中所得的最少钱数为()A.76钱B.56钱C.13钱D.23钱答案 D解析依题意设甲、乙、丙、丁、戊所得钱数分别为a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,又有a-2d+a-d=a+a+d+a+2d,得a=-6d,∵a-2d+a-d+a+a+d+a+2d=5a=5,∴a=1,则d=-16,∴a+2d=23.故选D.6.(2020·广州模拟)正项等比数列{a n}满足a2a4=1,S3=13,则其公比是()A.1 B.1 2C.13D.14答案 C解析设{a n}的公比为q,因为a2a4=1,且a2a4=a23,所以a23=1,易知q>0,所以a3=1.由S3=1+1q +1q2=13,得13q2=1+q+q2,即12q2-q-1=0,解得q=13.故选C.7.已知S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若S 3,S 9,S 6成等差数列,则( ) A .S 6=-2S 3 B .S 6=-12S 3 C .S 6=12S 3 D .S 6=2S 3答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q (q ≠1),则S 6=(1+q 3)S 3,S 9=(1+q 3+q 6)S 3,因为S 3,S 9,S 6成等差数列,所以2(1+q 3+q 6)S 3=S 3+(1+q 3)S 3,易知S 3≠0,解得q 3=-12,故S 6=12S 3.8.已知函数y =f (x +1)的图象关于y 轴对称,且函数f (x )在(1,+∞)上单调,若数列{a n }是公差不为0的等差数列,且f (a 4)=f (a 18),则{a n }的前21项和为( )A .0B .252 C .21 D .42 答案 C解析 函数y =f (x +1)的图象关于y 轴对称,平移可得y =f (x )的图象关于直线x =1对称,且函数f (x )在(1,+∞)上单调,由数列{a n }是公差不为0的等差数列,且f (a 4)=f (a 18),可得a 4+a 18=2,所以a 1+a 21=a 4+a 18=2,可得数列{a n }的前21项和S 21=21(a 1+a 21)2=21.故选C.二、选择题:在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.9.已知无穷数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn +c ,其中a ,b ,c 为实数,则( )A .{a n }可能为等差数列B .{a n }可能为等比数列C .{a n }中一定存在连续的三项构成等差数列D .{a n }中一定存在连续的三项构成等比数列 答案 ABC解析解法一:因为S n=an2+bn+c,所以S n-1=a(n-1)2+b(n-1)+c(n≥2),所以a n=S n-S n-1=2na-a+b(n≥2),若数列{a n}为等差数列,则a1=a+b+c=a+b,c=0,验证知,当c=0时,{a n}为等差数列,所以A正确;在a n=2na-a +b(n≥2)中,当a=0,b≠0时,a n=b(n≥2),若数列{a n}为等比数列,则a1=b +c=b,c=0,验证知,当a=c=0,b≠0时,{a n}为等比数列,所以B正确;由a n=2na-a+b(n≥2)可知,{a n}中一定存在连续的三项构成等差数列,所以C 正确;假设a k,a k+1,a k+2(k≥2,且k∈N*)成等比数列,则[2(k+1)a-a+b]2=(2ka -a+b)·[2(k+2)a-a+b],整理得(k+1)2=k(k+2),即1=0(不成立),所以{a n}中不存在连续的三项构成等比数列,所以D错误.故选ABC.解法二:当c=0,a≠0时,数列{a n}为等差数列,所以A正确;当a=c=0,b≠0时,数列{a n}为常数列,也是等比数列,所以B正确;当n≥2时,a n=S n -S n-1=2na-a+b,则{a n}中一定存在连续的三项构成等差数列,所以C正确;假设a k,a k+1,a k+2(k≥2,且k∈N*)成等比数列,则[2(k+1)a-a+b]2=(2ka-a +b)·[2(k+2)a-a+b],整理得(k+1)2=k(k+2),即1=0(不成立),所以{a n}中不存在连续的三项构成等比数列,所以D错误.故选ABC.10.(2020·海南省海口市模拟)已知正项等比数列{a n}满足a1=2,a4=2a2+a3,若设其公比为q,前n项和为S n,则()A.q=2 B.a n=2nC.S10=2047 D.a n+a n+1<a n+2答案ABD解析根据题意,对于A,正项等比数列{a n}满足2q3=4q+2q2,变形可得q2-q-2=0,解得q=2或q=-1,又{a n}为正项等比数列,则q=2,故A正确;对于B,a n=2×2n-1=2n,B正确;对于C,S n=2×(1-2n)1-2=2n+1-2,所以S10=2046,C错误;对于D,a n+a n+1=2n+2n+1=3×2n=3a n,而a n+2=2n+2=4×2n =4a n>3a n,D正确.故选ABD.11.等差数列{a n}的前n项和记为S n,若a1>0,S10=S20,则()A.公差d<0 B.a16<0C .S n ≤S 15D .当且仅当S n <0时n ≥32答案 ABC解析 因为等差数列中,S 10=S 20,所以a 11+a 12+…+a 19+a 20=5(a 15+a 16)=0,又a 1>0,所以a 15>0,a 16<0,所以d <0,S n ≤S 15,故A ,B ,C 正确;因为S 31=31(a 1+a 31)2=31a 16<0,故D 错误.故选ABC.12.设正项等差数列{a n }满足(a 1+a 10)2=2a 2a 9+20,则( ) A .a 2a 9的最大值为10 B .a 2+a 9的最大值为210 C.1a 22+1a 29的最大值为15D .a 42+a 49的最小值为200答案 ABD解析 因为正项等差数列{a n }满足(a 1+a 10)2=2a 2a 9+20,所以(a 2+a 9)2=2a 2a 9+20,即a 22+a 29=20,则a 2a 9≤a 22+a 292=202=10,当且仅当a 2=a 9=10时等号成立,故A 正确;由于⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+a 922≤a 22+a 292=10,所以a 2+a 92≤10,a 2+a 9≤210,当且仅当a 2=a 9=10时等号成立,故B 正确;1a 22+1a 29=a 22+a 29a 22·a 29=20a 22·a 29≥20⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22+a 2922=20102=15,当且仅当a 2=a 9=10时等号成立,所以1a 22+1a 29的最小值为15,故C 错误;a 42+a 49=(a 22+a 29)2-2a 22·a 29=400-2a 22·a 29≥400-2×102=200,当且仅当a 2=a 9=10时等号成立,故D 正确.故选ABD. 三、填空题13.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,2S n =a n +1,则S n =________. 答案 3n -1解析 由2S n =a n +1得2S n =a n +1=S n +1-S n ,所以3S n =S n +1,即S n +1S n =3,所以数列{S n }是以S 1=a 1=1为首项,q =3为公比的等比数列,所以S n =3n -1.14.(2020·山东省聊城市三模)已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +n ,则a 6=________.答案 16解析 由题意,得a 2=a 1+1=2,a 3=a 2+2=4,a 4=a 3+3=7,a 5=a 4+4=11,a 6=a 5+5=16.15.各项均为正数的数列{a n }和{b n }满足: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,且a 1=1,a 2=3,则数列{a n }的通项公式为________. 答案 a n =n (n +1)2解析 由题设可得a n +1=b n b n +1,a n =b n b n -1,得2b n =a n +a n +1⇒2b n =b n b n -1+b n b n +1,即2b n =b n -1+b n +1,又a 1=1,a 2=3⇒2b 1=4⇒b 1=2,则{b n }是首项为2的等差数列.由已知得b 2=a 22b 1=92,则数列{b n }的公差d =b 2-b 1=322-2=22,所以b n =2+(n -1)·22=2(n +1)2,即b n =n +12.当n=1时,b 1=2,当n ≥2时,b n -1=n2,则a n =b n b n -1=n (n +1)2,a 1=1符合上式,所以数列{a n }的通项公式为a n =n (n +1)2.16.已知数列{a n }满足13a 1+132a 2+…+13n a n =3n +1,则a n =________,a 1+a 2+a 3+…+a n =________.答案 ⎩⎨⎧12,n =1,3n +1,n ≥2⎩⎨⎧12,n =1,3n +2-32,n ≥2解析 由题意可得,当n =1时,13a 1=4,解得a 1=12.当n ≥2时,13a 1+132a 2+…+13n -1a n -1=3n -2,所以13n a n =3,n ≥2,即a n =3n +1,n ≥2,又当n =1时,a n =3n +1不成立,所以a n =⎩⎨⎧12,n =1,3n +1,n ≥2.当n ≥2时,a 1+a 2+…+a n =12+33-3n +21-3=3n +2-32. 四、解答题17.(2020·江西省南昌市三模)已知数列{a n }中,a 1=2,a n a n +1=2pn +1(p 为常数) .(1)若-a 1,12a 2,a 4成等差数列,求p 的值;(2)是否存在p ,使得{a n }为等比数列?若存在,求{a n }的前n 项和S n ;若不存在,请说明理由.解 (1)令n =1,a 1a 2=2p +1⇒a 2=2p ,且a n +1a n +2=2pn +p +1,与已知条件相除得a n +2a n=2p ,故a 4=2p a 2=(2p )2, 而-a 1,12a 2,a 4成等差数列,则a 4-2=a 2,即(2p )2-2=2p ,解得2p =2,即p =1.(2)若{a n }是等比数列,则由a 1>0,a 2>0,知此数列首项和公比均为正数.设其公比为q ,则q =2p 2,故2p 2=a 2a 1=2p 2⇒p =2, 此时a 1=2,q =2⇒a n =2n ,故a n a n +1=22n +1, 而2pn +1=22n +1,因此p =2时,{a n }为等比数列,其前n 项和S n =2(1-2n )1-2=2n +1-2. 18.(2020·山东省威海二模)从条件①2S n =(n +1)a n ,② S n +S n -1=a n (n ≥2),③a n >0,a 2n +a n =2S n 中任选一个,补充到下面问题中,并给出解答.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,________.若a 1,a k ,S k +2成等比数列,求k 的值.解 若选择①,∵2S n =(n +1)a n ,n ∈N *,∴2S n +1=(n +2)a n +1,n ∈N *.两项相减得2a n +1=(n +2)a n +1-(n +1)a n ,整理得na n +1=(n +1)a n .即a n +1n +1=a n n ,n ∈N *, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 为常数列.a n n =a 11=1,∴a n =n . ⎝ ⎛⎭⎪⎫或由a n +1a n =n +1n ,利用相乘相消法,求得a n =n a k =k ,S k +2=(k +2)×1+(k +2)(k +1)2×1 =(k +2)(k +3)2. 又a 1,a k ,S k +2成等比数列,∴(k +2)(k +3)=2k 2, k 2-5k -6=0,解得k =6或k =-1(舍去). ∴k =6.若选择②, 由S n +S n -1=a n (n ≥2)变形得S n +S n -1=S n -S n -1, S n +S n -1=( S n +S n -1)( S n -S n -1), 易知S n >0,∴ S n -S n -1=1,{S n }为等差数列, 而S 1=a 1=1,∴ S n =n ,S n =n 2, ∴a n =S n -S n -1=2n -1(n ≥2),且n =1时也满足, ∴a n =2n -1.∵a 1,a k ,S k +2成等比数列,∴(k +2)2=(2k -1)2,∴k =3或k =-13,又k ∈N *,∴k =3.若选择③,∵a 2n +a n =2S n (n ∈N *),∴a 2n -1+a n -1=2S n -1(n ≥2).两式相减得a 2n -a 2n -1+a n -a n -1=2S n -2S n -1=2a n (n ≥2),整理得(a n -a n -1)(a n +a n -1)=a n +a n -1(n ≥2). ∵a n >0,∴a n -a n -1=1(n ≥2),∴{a n }是等差数列,∴a n =1+(n -1)×1=n ,S k +2=(k +2)×1+(k +2)(k +1)2×1=(k +2)(k +3)2. 又a 1,a k ,S k +2成等比数列,∴(k +2)(k +3)=2k 2,解得k =6或k =-1,又k ∈N *,∴k =6.19.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n -12S n -1=0(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在实数λ,使得数列{S n +(n +2n )λ}为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由a n -12S n -1=0(n ∈N *),可知当n =1时, a 1-12a 1-1=0,即a 1=2.又由a n -12S n -1=0(n ∈N *),可得a n +1-12S n +1-1=0,两式相减,得⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +1-12S n +1-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -12S n -1=0, 即12a n +1-a n =0,即a n +1=2a n .所以数列{a n }是以2为首项,2为公比的等比数列, 故a n =2n (n ∈N *).(2)由(1)知,S n =a 1(1-q n )1-q=2(2n -1),所以S n+(n+2n)λ=2(2n-1)+(n+2n)λ.若数列{S n+(n+2n)λ}为等差数列,则S1+(1+2)λ,S2+(2+22)λ,S3+(3+23)λ成等差数列,即有2[S2+(2+22)λ]=[S1+(1+2)λ]+[S3+(3+23)λ],即2(6+6λ)=(2+3λ)+(14+11λ),解得λ=-2.经检验λ=-2时,{S n+(n+2n)λ}成等差数列,故λ的值为-2.。
专题04 数列求和及综合应用(解析版)
专题04 数列求和及综合应用【要点提炼】1.常用公式:12+22+32+42+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.2.(1)数列通项a n 与前n 项和S n 的关系为a n =⎩⎨⎧S 1 (n =1),S n -S n -1 (n ≥2).(2)应用a n 与S n 的关系式f (a n ,S n )=0时,应特别注意n =1时的情况,防止产生错误. 3.数列求和(1)分组转化法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分,分别求和,然后再合并. (2)错位相减法:主要用于求数列{a n ·b n }的前n 项和,其中{a n },{b n }分别是等差数列和等比数列.(3)裂项相消法:即将数列的通项分成两个式子的代数差的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫c a n a n +1(其中{a n }是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列.温馨提醒 裂项求和时,易把系数写成它的倒数或忘记系数导致错误. 4.数列与函数、不等式的交汇数列与函数的综合问题一般是利用函数作为背景,给出数列所满足的条件,通常利用点在曲线上给出S n 的表达式,还有以曲线上的切点为背景的问题,解决这类问题的关键在于利用数列与函数的对应关系,将条件进行准确的转化.数列与不等式的综合问题一般以数列为载体,考查不等关系或恒成立问题.考点一 数列求和及综合应用考向一 a n 与S n 的关系问题【典例1】 设数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意的正整数n ,都有a n =5S n +1成立,b n =-1-log 2|a n |,数列{b n }的前n 项和为T n ,c n =b n +1T n T n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{c n }的前n 项和A n ,并求出A n 的最值.解 (1)因为a n =5S n +1,n ∈N *, 所以a n +1=5S n +1+1, 两式相减,得a n +1=-14a n ,又当n =1时,a 1=5a 1+1,知a 1=-14, 所以数列{a n }是公比、首项均为-14的等比数列. 所以数列{a n }的通项公式a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-14n.(2)由(1)知b n =-1-log 2|a n |=2n -1, 数列{b n }的前n 项和T n =n 2, c n =b n +1T n T n +1=2n +1n 2(n +1)2=1n 2-1(n +1)2, 所以A n =1-1(n +1)2.因此{A n }是单调递增数列,∴当n =1时,A n 有最小值A 1=1-14=34;A n 没有最大值.探究提高 1.给出S n 与a n 的递推关系求a n ,常用思路是:一是利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为a n 的递推关系,再求其通项公式;二是转化为S n 的递推关系,先求出S n 与n 之间的关系,再求a n .2.由S n 求a n 时,一定注意分n =1和n ≥2两种情况,最后验证两者是否能合为一个式子,若不能,则用分段形式来表示.【拓展练习1】 (2020·合肥检测)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 2n =S n +S n -1(n ≥2),a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(1-a n )2-a (1-a n ),若{b n }是递增数列,求实数a 的取值范围. 解 (1)a 2n =S n +S n -1(n ≥2), a 2n -1=S n -1+S n -2(n ≥3).相减可得a 2n -a 2n -1=a n +a n -1,∵a n >0,a n -1>0,∴a n -a n -1=1(n ≥3). 当n =2时,a 22=a 1+a 2+a 1,∴a 22=2+a 2,a 2>0,∴a 2=2. 因此n =2时,a n -a n -1=1成立. ∴数列{a n }是等差数列,公差为1. ∴a n =1+n -1=n .(2)b n =(1-a n )2-a (1-a n )=(n -1)2+a (n -1), ∵{b n }是递增数列,∴b n +1-b n =n 2+an -(n -1)2-a (n -1) =2n +a -1>0,即a >1-2n 恒成立,∴a >-1. ∴实数a 的取值范围是(-1,+∞). 考向二 数列求和 方法1 分组转化求和【典例2】 (2020·山东五地联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =a 2n +2a n -1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2), 所以S 2a 1=1+2=3,得a 1=d ,又易知2a 1=2,所以a 1=1,d =1.所以数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)可得,a 2n =2n ,2a n =2n .因为b n =a 2n +2a n -1,所以b n =2n -1+2n ,所以数列{b n }的前n 项和T n =(1+3+5+…+2n -1)+(2+22+23+…+2n ) =n (1+2n -1)2+2(1-2n )1-2=n 2+2n +1-2.探究提高 1.求解本题要过四关:(1)“转化”关,把不等式的解转化为方程根的问题;(2)“方程”关,利用方程思想求出基本量a 1及d ;(3)“分组求和”关,观察数列的通项公式,把数列分成几个可直接求和的数列;(4)“公式”关,会利用等差、等比数列的前n 项和公式求和.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.本题易忽视数列通项的下标如错得a 2n =n ,应注意“=”左右两边保持一致.【拓展练习2】 (2020·潍坊调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S 4=40.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前n 项和P n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 由题意,得⎩⎨⎧a 1+d =8,4a 1+6d =40,解得⎩⎨⎧a 1=4,d =4,所以a n =4n , 因为T n -2b n +3=0,所以当n =1时,b 1=3,当n ≥2时,T n -1-2b n -1+3=0, 两式相减,得b n =2b n -1(n ≥2),则数列{b n }为首项为3,公比为2的等比数列, 所以b n =3·2n -1.(2)c n =⎩⎨⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数,当n 为偶数时,P n =(a 1+a 3+…+a n -1)+(b 2+b 4+…+b n ) =(4+4n -4)·n 22+6(1-4n2)1-4=2n +1+n 2-2.当n 为奇数时,法一 n -1(n ≥3)为偶数,P n =P n -1+c n =2(n -1)+1+(n -1)2-2+4n =2n +n 2+2n -1,n =1时符合上式.法二 P n =(a 1+a 3+…+a n -2+a n )+(b 2+b 4+…+b n -1) =(4+4n )·n +122+6(1-4n -12)1-4=2n +n 2+2n -1.所以P n =⎩⎨⎧2n +1+n 2-2,n 为偶数,2n +n 2+2n -1,n 为奇数.方法2 裂项相消求和【典例3】 (2020·江南六校调研)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1=2,a n +1=S n +2.(1)证明:{a n }为等比数列; (2)记b n =log 2a n ,数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫λb n b n +1的前n 项和为T n ,若T n ≥10恒成立,求λ的取值范围.(1)证明 由已知,得a 1=S 1=2,a 2=S 1+2=4, 当n ≥2时,a n =S n -1+2,所以a n +1-a n =(S n +2)-(S n -1+2)=a n , 所以a n +1=2a n (n ≥2).又a 2=2a 1,所以a n +1a n=2(n ∈N *),所以{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. (2)解 由(1)可得a n =2n ,所以b n =n . 则λb n b n +1=λn (n +1)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, T n =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1,因为T n ≥10,所以λn n +1≥10,从而λ≥10(n +1)n ,因为10(n +1)n =10⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ≤20, 所以λ的取值范围为[20,+∞).探究提高 1.裂项相消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.【拓展练习3】 设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n . (1)求{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和.解 (1)因为a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,① 故当n ≥2时,a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1),② ①-②得(2n -1)a n =2,所以a n =22n -1,又n =1时,a 1=2适合上式,从而{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)记⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和为S n ,由(1)知a n 2n +1=2(2n -1)(2n +1)=12n -1-12n +1,则S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=1-12n +1=2n2n +1.方法3 错位相减法求和【典例4】 (2020·济南统测)在①a 3=5,a 2+a 5=6b 2,②b 2=2,a 3+a 4=3b 3,③S 3=9,a 4+a 5=8b 2这三个条件中任选一个,补充至横线上,并解答问题. 已知等差数列{a n }的公差为d (d >1),前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,且a 1=b 1,d =q ,________. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)记c n =a nb n,求数列{c n }的前n 项和T n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 选条件①.(1)∵a 3=5,a 2+a 5=6b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1+2d =5,2a 1+5d =6a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=256,d =512(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件②.(1)∵b 2=2,a 3+a 4=3b 3,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =3a 1d 2,即⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =6d , 解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎨⎧a 1=-1,d =-2(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2. ∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件③.(1)∵S 3=9,a 4+a 5=8b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1+d =3,2a 1+7d =8a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=218,d =38(舍去),∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.探究提高 1.一般地,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,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘以等比数列{b n }的公比,然后作差求解.2.在写“S n ”与“qS n ”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“S n -qS n ”的表达式.【拓展练习4】 (2020·潍坊模拟)在①b 2n =2b n +1,②a 2=b 1+b 2,③b 1,b 2,b 4成等比数列这三个条件中选择符合题意的两个条件,补充在下面的问题中,并求解.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n .公差不等于0的等差数列{b n }满足________,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和S n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 因为a 1=1,a n +1=3a n ,所以{a n }是以1为首项,3为公比的等比数列, 所以a n =3n -1.选①②时,设数列{b n }的公差为d 1. 因为a 2=3,所以b 1+b 2=3(ⅰ).因为b 2n =2b n +1,所以当n =1时,b 2=2b 1+1(ⅱ). 由(ⅰ)(ⅱ)解得b 1=23,b 2=73,所以d 1=53,所以b n =5n -33.所以b n a n=5n -33n .所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =231+732+1233+…+5n -33n ,所以13S n =232+733+1234+…+5n -83n +5n -33n +1.上面两式相减,得23S n =23+5⎝ ⎛⎭⎪⎫132+133+…+13n -5n -33n +1 =23+56-152×3n +1-5n -33n +1=32-10n +92×3n +1.所以S n =94-10n +94×3n .选②③时,设数列{b n }的公差为d 2.因为a 2=3,所以b 1+b 2=3,即2b 1+d 2=3.因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 2)2=b 1(b 1+3d 2),化简得d 22=b 1d 2.因为d 2≠0,所以b 1=d 2,从而d 2=b 1=1,所以b n =n . 所以b n a n =n 3n -1.所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =130+231+332+…+n3n -1,所以13S n =131+232+333+…+n -13n -1+n 3n .上面两式相减,得23S n =1+131+132+133+…+13n -1-n 3n=32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n -n 3n =32-2n +32×3n . 所以S n =94-2n +34×3n -1.选①③时,设数列{b n }的公差为d 3.因为b 2n =2b n +1,所以b 2=2b 1+1,所以d 3=b 1+1.又因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 3)2=b 1(b 1+3d 3),化简得d 23=b 1d 3.因为d 3≠0,所以b 1=d 3,无解,所以等差数列{b n }不存在.故不合题意.考向三 与数列相关的综合问题【典例5】 (2020·杭州滨江区调研)设f (x )=12x 2+2x ,f ′(x )是y =f (x )的导函数,若数列{a n }满足a n +1=f ′(a n ),且首项a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }中,b 1=a 1,b 2=a 2,数列{b n }的前n 项和为T n ,请写出适合条件T n ≤S n 的所有n 的值. 解 (1)由f (x )=12x 2+2x ,得f ′(x )=x +2. ∵a n +1=f ′(a n ),且a 1=1. ∴a n +1=a n +2,则a n +1-a n =2,因此数列{a n }是公差为2,首项为1的等差数列. ∴a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)数列{a n }的前n 项和S n =n (1+2n -1)2=n 2,等比数列{b n }中,设公比为q ,∵b 1=a 1=1,b 2=a 2=3, ∴q =3.∴b n =3n -1,∴数列{b n }的前n 项和T n =1-3n 1-3=3n -12.T n ≤S n 可化为3n -12≤n 2.又n ∈N *,∴n =1,或n =2.故适合条件T n ≤S n 的所有n 的值为1和2.探究提高 1.求解数列与函数交汇问题要注意两点:(1)数列是一类特殊的函数,其定义域是正整数集(或它的有限子集),在求数列最值或不等关系时要特别注意;(2)解题时准确构造函数,利用函数性质时注意限制条件.2.数列为背景的不等式恒成立、不等式证明,多与数列的求和相联系,最后利用数列或数列对应函数的单调性处理.【拓展练习5】 已知数列{a n }与{b n }满足:a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n (n ∈N *),若{a n }是各项为正数的等比数列,且a 1=2,b 3=b 2+4. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式; (2)若数列{c n }满足c n =a nb n b n +1(n ∈N *),T n 为数列{c n }的前n 项和,证明:T n <1. (1)解 由题意知,a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n ,① 当n ≥2时,a 1+a 2+a 3+…+a n -1=2b n -1,② ①-②可得a n =2(b n -b n -1) ⇒a 3=2(b 3-b 2)=2×4=8,∵a 1=2,a n >0,设{a n }的公比为q , ∴a 1q 2=8⇒q =2,∴a n =2×2n -1=2n (n ∈N *). ∴2b n =21+22+23+ (2)=2(1-2n )1-2=2n +1-2,∴b n =2n -1(n ∈N *).(2)证明 由已知c n =a n b n ·b n +1=2n(2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1, ∴T n =c 1+c 2+…+c n=121-1-122-1+122-1-123-1+…+12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1,当n ∈N *时,2n +1>1,∴12n +1-1>0,∴1-12n +1-1<1,故T n <1.【专题拓展练习】一、单选题1.已知数列{}n a 满足()2*11n n n a a a n N+=-+∈,设12111n nS a a a =+++,且10910231a S a -=-,则数列{}n a 的首项1a 的值为( )A .23 B .1C .32D .2【答案】C 【详解】若存在1n a =,由2111n n n a a a --=-+,则可得11n a -=或0n a =,由12111n nS a a a =+++可得0n a ≠,由10910231a S a -=-可得101a ≠所以{}n a 中恒有1n a ≠由211n n n a a a +=-+,可得()111n n n a a a +-=-所以()11111111n n n n n a a a a a +==----,即111111n n n a a a +=---所以1212231111111111111111n n n n S a a a a a a a a a +⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++-⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭⎝⎭111111n a a +=--- 所以110109*********a S a a a -=---=-,即1010101010123222111111a a a a a a =+--=----= 所以1121a =-,则1112a -=,所以132a = 2.已知在数列{}n a 中,14a =,26a =,且当2n ≥时,149n n a a +=-,若n T 为数列{}nb 的前n 项和,19(3)n n n n a b a a +-=⋅,则当175(3)()8n n a T λ+=-⋅-为整数时,n λ=( )A .6B .12C .20D .24 【答案】D 【详解】当2n ≥时,149n n a a +=-,得134(3)n n a a +-=-,又26a =,∴{3}n a -从第二项开始是首项为3,公比为4的等比数列,∴2334n n a --=⨯(2n ≥),∴2413432n n n a n -=⎧=⎨⨯+≥⎩,,, 当1n =时,1138T b ==,217155(3)()82a T Z λ=-⋅-=∉,不符合题意, 当2n ≥时,221213411(41)(41)4141n n n n n n b -----⨯==-++++, ∴12221131171()84141841n n n n T b b b ---=++⋅⋅⋅+=+-=-+++, 则111115534154141n n n λ---=⨯⨯⨯=-++,由λ为整数可知141n -+是15的因数, ∴当且仅当2n =时λ可取整数,12λ=,所以24n λ=,3.设n S 为数列{}n a 的前n 项和,*()(11),2n n n n S a n N -+=∈,则数列{}n S 的前7项和为( ) A .1256-B .85256-C .11024- D .3411024-【答案】B 【详解】 ∵(1)12nn n n S a -+=, ∴1n =时,1112S a +=-,即1112a a +=-,114a =-,由已知1(1)2nn n n S a =--, 2n ≥时,11111111(1)(1)(1)(1)222n n n nn n n n n n n n n na S S a a a a -----=-=----+=-+-+(*), (*)式中n 为偶数时,112n n n na a a -=++,112n n a -=-,此时1n -为奇数, ∴n 为奇数时112n n a +=-(*)式中n 为奇数时,112n n n n a a a -=--+,1122n n na a --=-,即1111112222n n n n a -+-⎛⎫=-⨯-+= ⎪⎝⎭,此时1n -为偶数,∴n 为偶数时,12n na =, ∴11,21,2n n nn a n +⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数,由1(1)2nn n nS a =--,得n 为奇数时,11122n n n S +=-,n 为偶数时,11022nn nS =-=, ∴数列{}n S 的前7项和为11111111421686432256128⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭11118541664256256=----=-. 4.若()()*12coscoscoscos 5555n n n S n ππππ-=++++∈N ,则1S 、2S、、2020S 中值为0的共有( ) A .202个 B .404个C .606个D .808个【答案】B 【详解】由于4coscos055ππ+=,23cos cos 055ππ+=,5cos 15π=-,69cos cos 055ππ+=,78cos cos 055ππ+=,10cos 15π=,所以234cos coscos cos 05555ππππ+++=, 2310cos cos cos cos 05555ππππ++++=,所以40S =,100S =,()()()101210coscos cos555n n n n n S S πππ++++-=+++()()()()()()1627510cos cos cos cos cos cos 555555n n n n n n ππππππ++++++⎡⎤⎡⎤⎡⎤=++++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦()()()()()()112255cos cos cos cos cos cos 555555n n n n n n ππππππ++++++⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-+-++-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦0=,所以,()10n n S S n N *+=∈,则()44+100n SS n N *==∈,()10100n S S n N *==∈,因此,1S 、2S 、、2020S 中值为0的共有2022404⨯=个.5.已知数列{}n a 为等差数列,首项为2,公差为3,数列{}n b 为等比数列,首项为2,公比为2,设n n b c a =,n T 为数列{}n c 的前n 项和,则当2020n T <时,n 的最大值是( ) A .8 B .9 C .10 D .11【答案】A 【详解】解:由题意得:323(1)1n a n n ⨯-=+-=,2nn b =,2321n n n n b c a a ==⨯-=,123n T c c c ∴=+++…n c +123321321321=⨯-+⨯-+⨯-+…321n +⨯-(1233222=⨯+++…)2n n +-()212312n n ⨯-=⨯--1326n n +=⨯--,当8n =时,98326815222020T =⨯--=<; 当9n =时,109326930572020T =⨯--=>,n ∴的最大值为8.6.已知数列{}n a 满足123232n n a a a na ++++=,设1(1)2nn n a b n -=+,n S 为数列{}n b 的前n 项和.若t n S <对任意n *∈N 恒成立,则实数t 的最小值为( ) A .1 B .2C .32D .52【答案】C 【详解】1n =时,12a =,因为123232n n a a a na ++++=,所以2n ≥时,1123123(1)2n n a a a n a --++++-=,两式相减得到12n n na -=,故12,n n a n-=1n =时不适合此式,所以11,11,2(1)2(1)nn n n a b n n n n -=⎧⎪==⎨≥+⎪+⎩,当1n =时,111S b ==, 当2n ≥时,111111313123341221n S n n n ⎛⎫=+-+-+-=-< ⎪++⎝⎭, 所以32t ≥;所以t 的最小值32; 7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n S an bn =+,(,a b 均为常数),且72a π=.设函数2()sin 22cos 2xf x x =+,记()n n y f a =,则数列{}n y 的前13项和为( ) A .132πB .7πC .7D .13【答案】D 【详解】因为2()sin 22cos sin 2cos 12xf x x x x =+=++, 由2n S an bn =+,得()()()2211122n n n S S an bn a n b n an a b n a -=-=+----=-+≥,又11a S a b ==+也满足上式,所以2n a an a b =-+, 则12n n a a a --=为常数,所以数列{}n a 为等差数列; 所以11372a a a π+==,()()111131131313sin 2cos 1sin 2cos 1y f a f a a a a y a =+=++++++()()1111sin 2cos 1sin 22cos 12a a a a ππ=+++-+-+=.则数列{}n y 的前13项和为()()()1213...f a f a f a +++,记()()()1213...M f a f a f a =+++,则()()()13121...M f a f a f a =+++,所以()()11321326M f a f a ⎡⎤=+=⎣⎦,因此13M =.8.公元1202年列昂那多·斐波那契(意大利著名数学家)以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”{}n a :1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,……,即11a =,21a =,()*12,2n n n a a a n n --=+∈>N ,此数列在现代物理、化学等学科都有着十分广泛的应用。
数列(文科)解答题30题--高考数学复习提分复习资料 学生版
专题4数列(文科)解答题30题1.(江西省南昌市金太阳大联考2023届高三上学期10月联考数学(文)试题)在等比数列{n a }中,122554a a a +==.(1)求{n a }的通项公式;(2)求数列{3214n a n +-}的前n 项和Sn .2.(2022·贵州·校联考模拟预测)已知()()2221121216n n n n ++⋅⋅⋅+=++,数列{}n a 满足2121n n a a n n +-=++,11a =.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设21n n a b n =+,求数列1n b ⎧⎫⎨⎩⎭的前n 项和n S .3.(河南省许昌济源平顶山2022届高三第三次质量检测文科数学试题)已知等差数列{}n a 的前n 项和为16,3,12n S a S =-=,数列{}n b 满足()*112,2n n b b b n +==∈N .(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)设n n n c a b =⋅,求数列{}n c 的前n 项和n T .4.(青海省海东市第一中学2022届高考模拟(二)数学(文)试题)已知正项数列{}n a 满足2123232n a a a na n n ++++=+ ,且()()211n n n n a b n n+-=++.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列{}n b 的前n 项和n S .5.(陕西省汉中市2023届高三上学期教学质量第一次检测文科数学试题)已知数列{}n a 是公差为12的等差数列,数列{}n b 是首项为1的等差数列,已知2344a b a b -=-.(1)求n b ;(2)求数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .6.(陕西省汉中市2022届高三上学期教学质量第一次检测文科数学试题)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足39a =,___________.在①36S a =,②430S =,③25845a a a ++=这三个条件中任选一个,补充在上面问题中,并解答.(注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答给分)(1)求{}n a 的通项公式;(2)设2na n nb a =+,求{}n b 的前n 项和n T .7.(山西省太原市2022届高三二模数学(文)试题)已知数列{}n a 为公差大于0的等差数列,2512a a +=,且1a ,3a ,13a 成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设11n n n b a a +=⋅,数列{}n b 的前n 项和为n S ,若2041m S =,求m 的值.8.(江西省宜春市八校2022届高三下学期联合考试数学(文)试题)已知公差不为0的等差数列{}n a 中,23a =且125,,a a a 成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列{}3n n a 的前n 项和为n T .9.(广西柳州市2023届高三第二次模拟数学(文)试题)在数列{}n a 中,()11N ,R,029n a n a a n *=+∈∈≠-,它的最大项和最小项的值分别是等比数列{}n b 中的21b -和39b -的值.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)已知数列{}()3,log n n n n c c b b =⋅,求数列{}n c 的前n 项和n M .10.(江西省部分学校2023届高三上学期1月联考数学(文科)试题)公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足310a =,2a 、4a 、7a 成等比数列.(1)求{}n a 的前n 项和n S ;(2)记26n n b S =+,求数列{}n b 的前n 项和n T .11.(2022·陕西西安·西安中学校考一模)已知数列{}n a 的前n 项和是n S ,且2n S n =,数列{}n b 的前n 项和是n T ,且323n n b T =+.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)设n n na cb =,证明:1231nc c c c ++++< .12.(2022·陕西渭南·统考一模)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,不等式21280a x S x --<的解集为()1,4-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2111n n nb a S =+-,求数列{}n b 的前n 项和n T .13.(2022·贵州贵阳·校联考模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和为21,n n n S T =-为等差数列{}n b 的前n 项和,且满足23b a =,527T T =.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b +的前n 项和n H .14.(河南省多校联盟2022届高考终极押题(A 卷)数学(文)试题)已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n Sn a 与1的等差中项.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列11n n a a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和为n T ,证明:1132n T ≤<.15.(河南省郑州市2022届高三第三次质量预测文科数学试题)已知数列{}n a 满足111,1n n a a S +==+,其中n S 为{}n a 的前n 项和,n *∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n n b a -是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{}n b 的前n 项和.16.(第四章数列(选拔卷)-【单元测试】2021-2022学年高二数学尖子生选拔卷(苏教版2019选择性必修第一册))已知各项都为正数的数列{an }满足an +2=2an +1+3an .(1)证明:数列{an +an +1}为等比数列;(2)若a 1=12,a 2=32,求{an }的通项公式.17.(辽宁省铁岭市六校2021-2022学年高三上学期12月月考数学试题)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足332n n a S =+(n *∈N ).(1)证明:数列{}n a 是等比数列;(2)令()31log n n na c n a *+=∈N ,求数列{}n c 的前n 项和n T .18.(陕西省榆林市2023届高三上学期一模文科数学试题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且()1113,1n n n a S S n a ++=+=+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T .19.(陕西省西安中学2022届高三下学期八模文科数学试题)记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和,且公比1q >,已知24a =,314S =.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设()1n n b a n λ=+-,若{}n b 是递增数列,求实数λ的取值范围.20.(山西省吕梁市2022届高三三模文科数学试题)已知正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且131,7a S ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记()()2211log 1log 1n n n b S S +=+⋅+,求{}n b 的前n 项和n T .21.(山西省际名校2022届高三联考二(冲刺卷)文科数学试题)已知数列{}n a 的前n项和为n S ,且31,n n S a n n *+=-∈N .(1)证明{}3n a -是等比数列;(2)求{}n na 的前n 项和n T .22.(内蒙古赤峰市2023届高三下学期1月模拟考试文科数学试题)已知单调递增的等差数列{}n a ,且12a =,2a ,32a +,64a +成等比数列.(1)求{}n a 的通项公式;(2)保持数列{}n a 中各项先后顺序不变,在k a 与1(1,2,)k a k +=⋅⋅⋅之间插入2k ,使它们和原数列的项构成一个新的数列{}n b ,记{}n b 的前n 项和为n T ,求20T 的值.23.(内蒙古呼伦贝尔市满洲里市2022届高三三模数学(文)试题)已知数列{}n a ,{}n b ,n S 为数列{}n a 的前n 项和,214,22,n n a b S a ==-()()1*21N +-+=+∈n n nb n b n n n .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)证明n b n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,并求数列(){}1n n b -的前2n 项和.24.(内蒙古呼伦贝尔市部分校2022届高考模拟数学(文)试题)已知在等差数列{}n a 中,25a =,1033a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()21n n b n a =+,求数列{}n b 的前n 项和n S .25.(宁夏银川一中2022届高三第四次模拟考试数学(文)试题)已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且22b =,34b =,11a b =,851a b +=.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式;(2)设11n n n a c b ++=,数列{}n c 的前n 项和为n S ,求n S .26.(新疆乌鲁木齐地区2022届高三第二次质量监测数学(文)试题(问卷))设数列{}n a 是由正数组成的等比数列.其中24a =,416a =.(1)求数列{}n a 的通顶公式;(2)若数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为1的等差数列,其中12b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .27.(江西省南昌市2022届高三第三次模拟测试数学(文)试题){}n a 是各项均为正数的等差数列,其前n 项和为n S ,已知12a =,14n n n S a a +=.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设1n n n b S a =+,若{}n b 的前n 项和为n T ,求证:1118n T <.28.(江西省九江市2022届第三次高考模拟统一考试数学(文)试题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足12a =,()1222n n S S n -=+≥.(1)求n a ;(2)求数列()21n n n n a ⎧⎫+⎪⎪⎨⎬+⎪⎪⎩⎭的前n 项和.29.(广西梧州市2023届高三第一次模拟测试数学(文)试题)已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,22n n S a +=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记2,log ,n n na nb a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求{}n b 前12项的和.30.(贵州省2023届高三333高考备考诊断性联考(一)数学(文)试题)已知数列{}n a 是递增的等比数列.设其公比为q ,前n 项和为n S ,并且满足1534a a +=,8是2a 与4a 的等比中项.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若n n b n a =⋅,n T 是n b 的前n 项和,求使12100n n T n +-⋅>-成立的最大正整数n 的值.。
专题4 数列(原卷版)1
专题04 数列【2013高考试题】(2013·新课标Ⅰ文)(6)设首项为1,公比为23的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( ) (A )21n n S a =- (B )32n n S a =- (C )43n n S a =- (D )32n n S a =-(2013·上海文)2.在等差数列{}n a 中,若123430a a a a +++=,则23a a += .(2013·辽宁文)(14)已知等比数列{}{}13n n n a S a n a a 是递增数列,是的前项和.若,是方程26540x x S -+==的两个根,则 .(2013·辽宁文)(4)下面是关于公差0d >的等差数列()n a 的四个命题: {}1:n p a 数列是递增数列;{}2:n p na 数列是递增数列; 3:n a p n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭数列是递增数列;{}4:3n p a nd +数列是递增数列; 其中的真命题为(A )12,p p (B )34,p p (C )23,p p (D )14,p p(2013·大纲文)7. 已知数列{}n a 满足130,n n a a ++=24,3a =-则{}n a 的前10项和等于( )(A )()-10-61-3 (B )()1011-39(C )()-1031-3 (D )()-1031+3(2013·北京文)(11)若等比数列{}n a 满足2420a a +=,3540a a +=,则公比q =__________; 前n 项n S =_____.(2013·江西文)12.某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一天植2棵,以后每天植树的棵树是前一天的2倍,则需要的最少天数()n n N +∈等于 .(2013·浙江文)19、在公差为d 的等差数列{}n a 中,已知a 1=10,且123,22,5a a a +成等比数列.(Ⅰ)求,n d a ; (Ⅱ) 若0d<,求123||||||||n a a a a ++++ ;(7)设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,8374,2S a a ==-,则9a =(A )6- (B )4- (C )2- (D )2(2013·安徽文)(19)(本小题满分13分)设数列{}n a 满足12a =,248a a +=,且对任意*n N ∈,函数1212()()cos -sin n n n n n f x a a a x a x a x ++++=-++⋅⋅ ,满足'()02f π=(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若122nn n a b a =+(),求数列{}n b 的前n 项和n S .(2013·北京文)(20)(本小题共13分)给定数列12,,,n a a a ⋅⋅⋅.对1,2,,1i n =⋅⋅⋅-,该数列前i 项的最大值记为i A ,后n i -项12,,,i i n a a a ++⋅⋅⋅的最小值记为i B ,i i i d A B =-.(Ⅰ)设数列{}n a 为3,4,7,1,写出1d ,2d ,3d 的值;(Ⅱ)设12,,,n a a a ⋅⋅⋅(4)n ≥是公比大于1的等比数列,且10a >.证明:121,,,n d d d -⋅⋅⋅是等比数列. (Ⅲ)设121,,,n d d d -⋅⋅⋅是公差大于0的等差数列,且10d >,证明:121,,,n a a a -⋅⋅⋅是等差数列.(2013·大纲文)17.(本小题满分10分)等差数列{}n a 中,71994,2,a a a == (I )求{}n a 的通项公式; (II )设1n nb na =,求数列{}n b 的前n 项和n S .(2013·福建文)17.(本小题满分12分) 已知等差数列}{n a 的公差d =1,前n 项和为n S . (I)若131,,a a 成等比数列,求1a ; (II)若5191S a a a >,求的取值范围。
高考数学二轮复习专题4数列第1讲等差数列与等比数列理
第1讲等差数列与等比数列等差、等比数列的基本运算1.(2015新课标全国卷Ⅰ)已知{a n}是公差为1的等差数列,S n为{a n}的前n项和.若S8=4S4,则a10等于( B )(A)(B)(C)10 (D)12解析:设等差数列{a n}的首项为a1,公差为d.由题设知d=1,S8=4S4,所以8a1+28=4(4a1+6),解得a1=,所以a10=+9=,选B.2.(2015辽宁省锦州市质量检测(一))已知各项不为0的等差数列{a n}满足a4-2+3a8=0,数列{b n}是等比数列,且b7=a7,则b2b8b11等于( D )(A)1 (B)2 (C)4 (D)8解析:因为a4-2+3a8=0,所以a1+3d-2+3(a1+7d)=0,所以4(a1+6d)-2=0,即4a7-2=0,又a7≠0,所以a7=2,所以b7=2,所以b2b8b11=b1q·b1q7·b1q10=(b1q6)3==8.故选D.3.(2015河南郑州第二次质量预测)设等比数列{a n}的前n项和为S n,若27a3-a6=0,则= .解析:设等比数列公比为q(q≠1),因为27a3-a6=0,所以27a3-a3q3=0,所以q3=27,q=3,所以====28.答案:28等差、等比数列的性质及应用4.(2015河南省六市第二次联考)已知数列{a n}为等比数列,若a4+a6=10,则a7(a1+2a3)+a3a9的值为( C )(A)10 (B)20 (C)100 (D)200解析:a7(a1+2a3)+a3a9=a1a7+2a3a7+a3a9=+2a4a6+=(a4+a6)2=102=100.故选C.5.设等比数列{a n}中,前n项和为S n,已知S3=8,S6=7,则a7+a8+a9等于( A )(A)(B)-(C)(D)解析:因为a7+a8+a9=S9-S6,在等比数列中S3,S6-S3,S9-S6也成等比数列,即8,-1,S9-S6成等比数列,所以有8(S9-S6)=1,即S9-S6=.故选A.6.(2015新课标全国卷Ⅱ)已知等比数列{a n}满足a1=,a3a5=4(a4-1),则a2等于( C )(A)2 (B)1 (C)(D)解析:法一根据等比数列的性质,结合已知条件求出a4,q后求解.因为a3a5=,a3a5=4(a4-1),所以=4(a4-1),所以-4a4+4=0,所以a4=2.又因为q3===8,所以q=2,所以a2=a1q=×2=.故选C.法二直接利用等比数列的通项公式,结合已知条件求出q后求解.因为a3a5=4(a4-1),所以a1q2·a1q4=4(a1q3-1),将a1=代入上式并整理,得q6-16q3+64=0,解得q=2,所以a2=a1q=.故选C.7.(2015哈师大附中、东北师大附中、辽宁实验中学第一次联合模拟)设S n是公差不为零的等差数列{a n}的前n项和,且a1>0,若S5=S9,则当S n最大时,n等于( B )(A)6 (B)7 (C)8 (D)9解析:依题意得S9-S5=a6+a7+a8+a9=0,所以2(a7+a8)=0,所以a7+a8=0,又a1>0,所以该等差数列的前7项为正数,从第8项开始为负数.所以当S n最大时,n=7.故选B.8.(2015东北三校第一次联合模拟)若等差数列{a n}中,满足a4+a6+a2010+a2012=8,则S2015= .解析:因为a4+a6+a2010+a2012=8,所以2(a4+a2012)=8,所以a4+a2012=4.所以S2015===4030.答案:4030等差、等比数列的综合问题9.(2015甘肃二诊)设等差数列{a n}的前n项和为S n,且满足S17>0,S18<0,则,,…,中最大的项为( C )(A)(B)(C)(D)解析:因为S17==17a9>0,S18==9(a10+a9)<0,所以a9>0,a10+a9<0,所以a10<0.所以等差数列为递减数列,则a1,a2,…,a9为正,a10,a11,…为负,S1,S2,…,S17为正,S18,S19,…为负,所以>0,>0,…,>0,<0,<0,…,<0,又S1<S2<…<S9,a1>a2>…>a9,所以,,…,中最大的项为.故选C.10.(2014辽宁卷)设等差数列{a n}的公差为d,若数列{}为递减数列,则( C )(A)d<0 (B)d>0(C)a1d<0 (D)a1d>0解析:因为数列{}为递减数列,a1a n=a1[a1+(n-1)d]=a1dn+a1(a1-d),等式右边为关于n的一次函数,所以a1d<0.11.(2015兰州高三诊断)在等比数列{a n}中,已知a1=2,a4=16.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若a3,a5分别为等差数列{b n}的第3项和第5项,试求数列{b n}的前n项和S n.解:(1)因为{a n}为等比数列,所以=q3=8;所以q=2.所以a n=2·2n-1=2n.(2)b3=a3=23=8,b5=a5=25=32,又因为{b n}为等差数列,所以b5-b3=24=2d,所以d=12,b1=a3-2d=-16,所以S n=-16n+×12=6n2-22n.一、选择题1.(2015云南第二次检测)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若a1∶a2=1∶2,则S1∶S3等于( D )(A)1∶3 (B)1∶4 (C)1∶5 (D)1∶6解析:S1∶S3=a1∶(a1+a2+a3)=a1∶3a2,又a1∶a2=1∶2,所以S1∶S3=1∶6.故选D.2.(2015银川九中月考)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n=2a n+1,则S n等于( B )(A)2n-1 (B)()n-1(C)()n-1(D)解析:由S n=2a n+1得S n=2(S n+1-S n),所以S n+1=S n.所以{S n}是以S1=a1=1为首项,为公比的等比数列.所以S n=()n-1.故选B.3.(2015河北石家庄二模)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+5a1,a7=2,则a5等于( A )(A)(B)-(C)2 (D)-2解析:设公比为q,因为S3=a2+5a1,所以a1+a2+a3=a2+5a1,所以a3=4a1,所以q2==4,又a7=2,所以a5===.故选A.4.已知{a n}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10等于( D )(A)7 (B)5 (C)-5 (D)-7解析:法一利用等比数列的通项公式求解.由题意得所以或所以a1+a10=a1(1+q9)=-7.法二利用等比数列的性质求解.由解得或所以或所以a1+a10=a1(1+q9)=-7.故选D.5.(2015兰州高三诊断)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若a4=18-a5,则S8等于( D )(A)18 (B)36 (C)54 (D)72解析:因为a4=18-a5,所以a4+a5=18,所以S8====72.故选D.6.(2014郑州市第二次质量预测)在数列{a n}中,a n+1=ca n(c为非零常数),前n项和为S n=3n+k,则实数k为( A )(A)-1 (B)0 (C)1 (D)2解析:由a n+1=ca n,可知{a n}是等比数列,设公比q,由S n=,得S n=-·q n+.由S n=3n+k,知k=-1.故选A.7.设{a n}是公差不为零的等差数列,满足+=+,则该数列的前10项和等于( C )(A)-10 (B)-5 (C)0 (D)5解析:设等差数列{a n}的首项为a1,公差为d(d≠0),由+=+得,(a1+3d)2+(a1+4d)2=(a1+5d)2+(a1+6d)2,整理得2a1+9d=0,即a1+a10=0,所以S10==0.故选C.8.(2015北京卷)设{a n}是等差数列,下列结论中正确的是( C )(A)若a1+a2>0,则a2+a3>0(B)若a1+a3<0,则a1+a2<0(C)若0<a1<a2,则a2>(D)若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)>0解析:因为{a n}为等差数列,所以2a2=a1+a3.当a2>a1>0时,得公差d>0,所以a3>0,所以a1+a3>2,所以2a2>2,即a2>,故选C.9.(2015大连市二模)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,a2=4,S10=110,则的最小值为( C )(A)7 (B)(C)(D)8解析:设等差数列{a n}的公差为d,则解得所以a n=2+2(n-1)=2n,S n=2n+×2=n2+n,所以==++≥2+=.当且仅当=,即n=8时取等号.故选C.10.(2015福建卷)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于( D ) (A)6 (B)7 (C)8 (D)9解析:由题可知a,b是x2-px+q=0的两根,所以a+b=p>0,ab=q>0,故a,b均为正数.因为a,b,-2适当排序后成等比数列,所以-2是a,b的等比中项,得ab=4,所以q=4.又a,b,-2适当排序后成等差数列,所以-2是第一项或第三项,不妨设a<b,则-2,a,b成递增的等差数列,所以2a=b-2,联立消去b得a2+a-2=0,得a=1或a=-2,又a>0,所以a=1,此时b=4,所以p=a+b=5,所以p+q=9.故选D.二、填空题11.(2015黑龙江高三模拟)等差数列{a n}中,a4+a8+a12=6,则a9-a11= .解析:设等差数列{a n}公差为d,因为a4+a8+a12=6,所以3a8=6,即a8=a1+7d=2,所以a9-a11=a1+8d-(a1+10d)=a1+ d=(a1+7d)=×2=.答案:12.(2015宁夏石嘴山高三联考)若正项数列{a n}满足a2=,a6=,且=(n≥2,n∈N*),则log2a4= .解析:因为=(n≥2,n∈N*),所以=a n-1·a n+1,所以数列{a n}为等比数列.又a2=,a6=,所以q4==.因为数列为正项数列,所以q>0,所以q=.所以a4=a2q2=×=,所以log2a4=log2=-3.答案:-313.(2015安徽卷)已知数列{a n}中,a1=1,a n=a n-1+(n≥2),则数列{a n}的前9项和等于.解析:因为a1=1,a n=a n-1+(n≥2),所以数列{a n}是首项为1、公差为的等差数列,所以前9项和S9=9+×=27.答案:2714.(2015湖南卷)设S n为等比数列{a n}的前n项和.若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差数列,则a n= .解析:设等比数列{a n}的公比为q(q≠0),依题意得a2=a1·q=q,a3=a1q2=q2, S1=a1=1,S2=1+q,S3=1+q+q2.又3S1,2S2,S3成等差数列,所以4S2=3S1+S3,即4(1+q)=3+1+q+q2,所以q=3(q=0舍去).所以a n=a1q n-1=3n-1.答案:3n-1。
【新高考】数学 强化训练--专题04 如何由数列前n项和Sn求数列通项an(含答案解析)
b1
6 , bn
Sn
1 an
4
n N*
.
(I)求数列an 的通项公式;
1 (Ⅱ)记数列
bn
的前 n 项和为 Tn ,来自明: Tn1 2.
16.(2020·福建省高三期末)记 Sn 为数列an 的前 n 项和.已知 an 0 , 6Sn an2 3an 4 .
(1)求an 的通项公式;
于( )
A. 2
B.0
C.2
D.4
5.(2020·河南省高三期末)已知数列an 满足 a1 4a2 7a3 3n 2 an 4n ,则
a2a3 a3a4 a21a22 ( )
5
A.
8
3
B.
4
二、填空题
C. 5 4
5
D.
2
6.(2020·山西省高三期末)已知数列 an 的前 n 项和为 Sn ,若 Sn 2 2n1 ,则 an ______.
31 A.
16
B. 31 2
1
C.
32
31
D.
32
3.(2020·全国高三专题练习)已知数列 an 的前 n 项和为 Sn ,若 3Sn 2an 3n ,则 a2018 ( )
A. 22018 1
B. 32018 6
C.
1 2
2018
7 2
D.
1 2018 3
10 3
4.(2020·海南省高三)已知数列 an 的前 n 项和为 Sn ,且 Sn1 Sn n2 25n n N * ,则 a12 a13 等
B. 32018 6
C.
1 2
2018
7 2
D.
1 2018 3
2015高考数学二轮复习学案:专题4 数列
专题4 数列一、解答题1、设等差数列}{n a 的前n 项和为=+++==1413121184,20,8,a a a a S S S n 则若__ __. 答案:18解析:11468,42820,a d a d +=+=则解得:144618a d +=.2、等比数列}{n a 中,a n >0,且a n +2=a n +a n +1,则数列的公比q = .解析:21q q =+,又有0q >,解得. 3、设数列{}n a 是公比为q 的等比数列,||1q >,令1()n n b a n N +=+∈,若数列{}n b 有连续四项在集合{53,23,19,37,82}--中,则q = . 答案:32-解析:n a 的连续四项只能为24,36,54,81--.4、已知数列{}n a 满足1125,24n n a a a n +=-=,则当n =________时,n a n取得最小值.答案:3解析:迭加得2254n a n n =-+,2514n a n n n=+-,n =3时取得最小值. 5、函数2y x =(x >0)的图像在点()2,k k a a 处的切线与x 轴交点横坐标为1,k a +其中*k ∈N .若116,a =则135a a a ++的值是_______________. 答案:21解析:切线22()k k k y a a x a -=-,解得12kk a a +=,∴135a a a ++=164121++=. 6、数列{}n a 满足()221221, 2, 1cos sin 1,2,3, (22)n nn n a a a a n ππ+⎛⎫===++= ⎪⎝⎭. 则n a = .答案:2212n n n a n n ⎧⎪=⎨+⎪⎩为偶为奇解析:对n 分奇偶讨论得.7、数列{}n a 中,111,()2(1)(1)n n n na a a n N n na ++==∈++,则数列{}n a 的前2012项的和为 .答案:20122013解析:1111(1)n n n a na +-=+. 8、已知等差数列5,472,374,……,记第n 项到第n +6项的和为T n ,则n T 取得最小值时的n 的值为 . 答案:5解析:4057n na -=,56110a a a +++=,∴n =5时,n T 最小为0.9、已知数列{}n a 满足12a =,()*111n n na a n N a ++=∈-,则12320092010...a a a a a ⋅⋅⋅⋅⋅=_____. 答案:-6解析:周期为4. 10、数列,,141,1}{22221211n n nn n a a a S a a a a +++==+=+ 记满足若3012m S S n n ≤-+对任意*N n ∈恒成立,则正整数m 的最小值是 . 答案:10解析:可得21{}na 为等差,2143n a n =-,又得21{}n n S S +-递减,∴31115930mS S -=+≤,∴正整数m 的最小值为10.11、已知等差数列{}n a 的前n 项和为S n ,若322(1)2010(1)1a a -+-=,320092009(1)2010(1)1a a -+-=-,下列为真命题的序号为 .①20092009S =;②20102010S =;③20092a a <;④20092S S <.答案:②③解析:∵3()2010f x x x =+为奇函数,∴220092010110,2010a a S -+-=∴=,∴②正确; 又∵()f x 为增函数,∴22009a a >,∴③正确.2009210062007S S a -=,∵2009(1)(1)f a f ->-,∴20090a >,∵22009a a >,∴{}n a 递减,∴20060a >.∴④错误. 12、设{a n }是等比数列,公比q =S n 为{a n }的前n 项和,记2117,n nn n S S T n N a ++-=∈,设0n T 为数列{}n T 的最大值,则0n = .答案:4解析:n n T =-,当且仅当4n =取最小值. 13、已知数列{a n }满足:a 1=1,a 2=x (x ∈N *),a n +2=|a n +1-a n |,若前2 010项中恰好有666项为0,则x =____________.答案:8或9解析:将2a x =,依次取1、2、3、4、5、6、…,分别写出数列,可以看到数列均从某一项开始出现110110110,而当x =8或9时,能满足题中要求. 14、已知函数()()cos ,sin ,f x x g x x ==记()()22111112222nnn nk k k k n S f g n n ππ==---⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭∑∑,12...m m T S S S =+++,若11,m T <则m 的最大值为________.答案:5 解析:()21112n k k f n π=-⎛⎫= ⎪⎝⎭∑,()12k n n π--⎛⎫⎪⎝⎭=-1,122nn S =+,1212m mT m =+-,∴m 的最大值为5.二、解答题15、设等比数列{}n a 的前n 项和为n S .已知()*122.n n a S n +=+∈N(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)在n a 与1n a +之间插入n 个数,使这n +2个数组成一个公差为n d 的等差数列. ①求证:()*123111115 (16)n n d d d d ++++<∈N ; ②在数列{}n d 中是否存在不同的三项,,m k p d d d (其中m 、k 、p 成等差数列)成等比数列?若存在求出这样的三项;若不存在说明理由. 解析:(1)解:123n n a -=⨯;(2)①解:1(1)n n n a a n d +=++,则1431n n d n -⨯=+,11143n n n d -+=⨯,错位相减法得153(25)151616316n n n T +=-<⨯. (3)设2km p d d d =,1112434343()111k m p k m p ---⨯⨯⨯=+++. ∵2k m p =+,∴2k mp =,则k m p ==与题意矛盾,∴不存在.16、已知数列{}n a 的首项121a a =+(a 为常数,且1a ≠-),21242n n a a n n -=+-+(2n ≥),数列{}n b 的首项21,(2)n n b a b a n n ==+≥.(1)证明:{}n b 从第2项起是以2为公比的等比数列;(2)设n S 为数列{}n b 的前n 项和,且{}n S 为等比数列,求实数a 的值; (3)当0a >时,求数列{}n a 的最小项.解析:(1)22211(1=2(1)4(1)2(1)n n n b a n a n n n ++=++++-++++)=2222n n a n b +=(2)n ≥,又∵2440b a =+≠,∴{}n b 从第2项起是以2为公比的等比数列.(2)21(44)22n n a n b a n -=⎧=⎨+≥⎩,111(1)(24)(1)(24)2n n n a n S a a a a n ++=⎧==+-+⎨+-+≥⎩,n N +∈. ∵{}n S 为等比数列,∴2213S S S =得43a =-, 代入检验得123n n S +=-,12n n S S +=.∴43a =-.(3)222(44)2,2n n n a b n a n n -=-=+-≥,121a a =+符合.∴22(44)2,n n a a n n N -+=+-∈.21(44)221n n n a a a n -+-=+--, 得2121a a a -=-,3241a a a -=-,4381a a a -=+,∵0a >,∴3n ≥时10n n a a +->,∴最小项在123,,a a a 中产生.当104a <<时,最小项为3a ;当1142a <<时,最小项为2a ;当14a >时,最小项为1a ; 当14a =时,最小项为23,a a ;当12a =时,最小项为12,a a .17、已知无穷数列{a n }中,a 1,a 2,…,a m 是首项为10,公差为-2的等差数列;a m+1,a m +2,…,a 2m 是首项为12,公比为12的等比数列(其中 m ≥3,m ∈N *),并对任意的n ∈N *,均有a n +2m =a n 成立. (1)当m =12时,求a 2010; (2)若a 52=1128,试求m 的值;(3)判断是否存在m (m ≥3,m ∈N *),使得S 128m +3≥2010成立?若存在,试求出m 的值;若不存在,请说明理由.解析:(1)m =12时,周期为24,∵2010248318=⨯+,∴2010181a a ==.(2)∵711()1282=,∴等比数列至少有7项,一个周期至少有14项, ∴52a 可能是第一、二、三周期中的项.若52a 在第一个周期,则527m a a +=,∴45m =; 若52a 在第二个周期,则5237m a a +=,∴15m =; 若52a 在第三个周期,则5257m a a +=,∴9m =; ∴m =9或15或45.(3)1283212364m m S S a a a +=+++,∵221111()2m m S m m f m =-++-= ∴11(1)()2(5)2m f m f m m ++-=--+,当5m ≤时,(1)()f m f m +>,6m ≥时,(1)()f m f m +<∴6m =时,2m S 有最大值633064∴1283m S +有最大值为636430242007201064⨯+=<,∴无解.18、对于给定数列}{n c ,如果存在实常数q p ,命名得q pc c n n +=+1对于任意*N n ∈都成立,我们称数列}{n c 是“M 类数列”.(1)若)(23,2*N n b n a n n n ∈⋅==,数列}{},{n n b a 是否为“M 类数列”?若是,指出它对应的实常数q p ,,若不是,请说明理由; (2)证明:若数列}{n a 是“M 类数列”,则数列1{}n n a a ++也是“M 类数列”; (3)若数列}{n a 满足t N n t a a a n n n ),(23,2*11∈⋅=+=+为常数,求数列}{n a 前2009项的和,并判断}{n a 是否为“M 类数列”,说明理由. 解析:(1)数列{}n a 满足12n n a a +=+,存在1,2p q ==,∴是“M 类数列”; 数列{}n b 满足12n n b b +=,存在2,0p q ==,∴是“M 类数列”; (2)证明:∵{}n a 是“M 类数列”,∴1n n a pa q +=+,21n n a pa q ++=+ 则有211()2n n n n a a p a a q ++++=++. ∴1{}n n a a ++也是“M 类数列”,对应的常数为p ,2q .(3)解:20091234520082009()(+)S a a a a a a a =++++++=20102(24)t +-. 若{}n a 是“M 类数列”, 设1n n a pa q +=+ 则11()2n n n n a a p a a q +-+=++1(36)20n tp t q --+=对n N +∀∈恒成立.∴360pt tq =⎧⎨=⎩. 当2,0p q ==时,12n n a a +=,此时{}n a 是“M 类数列”,t =1;当0,0t q ==时,1n n a a +=-,此时{}n a 是“M 类数列”.∴0t =或1.专题4 数列一、解答题1、设等差数列}{n a 的前n 项和为=+++==1413121184,20,8,a a a a S S S n 则若__ __.2、等比数列}{n a 中,a n >0,且a n +2=a n +a n +1,则数列的公比q = .3、设数列{}n a 是公比为q 的等比数列,||1q >,令1()n n b a n N +=+∈,若数列{}n b 有连续四项在集合{53,23,19,37,82}--中,则q = .4、已知数列{}n a 满足1125,24n n a a a n +=-=,则当n =________时,n a n取得最小值.5、函数2y x =(x >0)的图像在点()2,k k a a 处的切线与x 轴交点横坐标为1,k a +其中*k ∈N .若116,a =则135a a a ++的值是_______________.6、数列{}n a 满足()221221, 2, 1cos sin 1,2,3, (22)n nn n a a a a n ππ+⎛⎫===++= ⎪⎝⎭.则n a = . 7、数列{}n a 中,111,()2(1)(1)nn n na a a n N n na ++==∈++,则数列{}n a 的前2012项的和为 .8、已知等差数列5,472,374,……,记第n 项到第n +6项的和为T n ,则n T 取得最小值时的n 的值为 .9、已知数列{}n a 满足12a =,()*111n n na a n N a ++=∈-,则12320092010...a a a a a ⋅⋅⋅⋅⋅=_____.10、数列,,141,1}{22221211n n nn n a a a S a a a a +++==+=+ 记满足若3012m S S n n ≤-+对任意*N n ∈ 恒成立,则正整数m 的最小值是 .11、已知等差数列{}n a 的前n 项和为S n ,若322(1)2010(1)1a a -+-=,320092009(1)2010(1)1a a -+-=-,下列为真命题的序号为 .①20092009S =;②20102010S =;③20092a a <;④20092S S <.12、设{a n }是等比数列,公比q =S n 为{a n }的前n 项和,记2117,n nn n S S T n N a ++-=∈,设0n T 为数列{}n T 的最大值,则0n = .13、已知数列{a n }满足:a 1=1,a 2=x (x ∈N *),a n +2=|a n +1-a n |,若前2 010项中恰好有666项为0,则x =____________. 14、已知函数()()cos ,sin ,f x x g x x ==记()()22111112222nnn nk k k k n S f g n n ππ==---⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭∑∑,12...m m T S S S =+++,若11,m T <则m 的最大值为________.二、解答题15、设等比数列{}n a 的前n 项和为n S .已知()*122.n n a S n +=+∈N(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)在n a 与1n a +之间插入n 个数,使这n +2个数组成一个公差为n d 的等差数列. ①求证:()*123111115 (16)n n d d d d ++++<∈N ; ②在数列{}n d 中是否存在不同的三项,,m k p d d d (其中m 、k 、p 成等差数列)成等比数列?若存在求出这样的三项;若不存在说明理由.16、已知数列{}n a 的首项121a a =+(a 为常数,且1a ≠-),21242n n a a n n -=+-+(2n ≥),数列{}n b 的首项21,(2)n n b a b a n n ==+≥.(1)证明:{}n b 从第2项起是以2为公比的等比数列;(2)设n S 为数列{}n b 的前n 项和,且{}n S 为等比数列,求实数a 的值; (3)当0a >时,求数列{}n a 的最小项.17、已知无穷数列{a n }中,a 1,a 2,…,a m 是首项为10,公差为-2的等差数列;a m+1, a m +2,…,a 2m 是首项为12,公比为12的等比数列(其中 m ≥3,m ∈N *),并对任意的n ∈N *,均有a n +2m =a n 成立. (1)当m =12时,求a 2010; (2)若a 52=1128,试求m 的值;(3)判断是否存在m (m ≥3,m ∈N *),使得S 128m +3≥2010成立?若存在,试求出m 的值;若不存在,请说明理由. 18、对于给定数列}{n c ,如果存在实常数q p ,命名得q pc c n n +=+1对于任意*N n ∈都成立,我们称数列}{n c 是“M 类数列”.(1)若)(23,2*N n b n a n n n ∈⋅==,数列}{},{n n b a 是否为“M 类数列”?若是,指出它对应的实常数q p ,,若不是,请说明理由; (2)证明:若数列}{n a 是“M 类数列”,则数列1{}n n a a ++也是“M 类数列”; (3)若数列}{n a 满足t N n t a a a n n n ),(23,2*11∈⋅=+=+为常数,求数列}{n a 前2009项的和,并判断}{n a 是否为“M 类数列”,说明理由.。
第4专题—等比数列的概念及性质
等比数列的概念及性质【知识要点】一、等比数列的定义及通项公式1、等比数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等差数列的公比,用符号语言表示为:)0(1*+∈≠=N n q q q a a nn ,为常数,且. 2、等比数列的通项公式11-=n n q a a ; m n m n q a a -=3、等比中项如果在a 与b 中间插入一个数G ,使a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 等比中项,即ab G ±=,ab G =2.【例题1—1】等差数列{n a }的公差不为零,首项11=a ,2a 是1a 和5a 的等比中项,则数列{n a }的前10项和是( )A 、90B 、100C 、145D 、190【例题1—2】已知在等比数列{n a }中,24315381=a a a ,则1139a a 的值为( ) A 、3 B 、9 C 、27 D 、81二、等比数列的性质1、与首末两项等距的两项的和相等,即:===--23121n n n a a a a a a ···.2、若*∈N l k n m 、、、,且l k n m +=+,则l k n m a a a a =.3、}{n a 为等比数列⇔221++=n n n a a a .4、{n a } 、{n b }(项数相同)是等比数列,则{n a λ})0(≠λ,{na 1},{2n a },{n a nb },{nn b a }仍为等比数列.【例题】已知{n a }是等比数列,41252==a a ,,则13221++∙∙∙++n n a a a a a a (*∈N n )的取值范围是( )A 、[12,16]B 、[8,332]C 、[8,332)D 、[316,332] 【例题2—1】已知{n a }是等比数列,且0>n a ,252645342=++a a a a a a ,那么 =+53a a ( )A 、5B 、10C 、15D 、20【例题2—2】在各项都为正数的等比数列{n a }中,若965=a a ,则2313l o g l o g a a + 10333log log a a +∙∙∙++等于( )A 、8B 、10C 、12D 、5log 23+【例题2—3】已知等比数列{n a }满足1741=a a a ,8852=a a a ,则763a a a 的值为( )A 、8B 、12C 、16D 、32【方法规律】一、等比数列求解的基本方法1、学会运用函数与方程思想解题.2、抓住首项与公比是解决等比数列问题的关键.3、等比数列的通项公式、前n 项和公式涉及5个量:n n S a n q a ,,,,1,首项1a 和公比q 是两个基本量,知三求二.4、巧设未知量.5、等比数列}{n a 的最大项为⎩⎨⎧≥≥=+-11k k k k k a a a a a 【例题1】有四个数,前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,首末两数之和为37,中间两数之和为36,求这四个数.【练习1—1】已知}{n a 为等比数列,274=+a a ,865-=a a ,则=+101a a ( )A 、7B 、5C 、5-D 、7-【练习1—2】公比为2的等比数列}{n a 的各项都是正数,且16113=a a ,则=102log a ( )A 、4B 、5C 、6D 、7【练习1—3】若等比数列}{n a 满足n n n a a 161=+,则公比为( )A 、2B 、4C 、8D 、16【练习1—4】设}{n a 是各项为正数的无穷数列,i A 是边长为i a ,1+i a 的矩形的面积)21(⋅⋅⋅=,i .则}{n A 为等比数列的充要条件是( )A 、}{n a 是等比数列B 、是等比数列,,,或,,,,⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-n n a a a a a a 2421231C 、均是等比数列,,,或,,,,⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-n n a a a a a a 2421231D 、均是等比数列,,,或,,,,⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-n n a a a a a a 2421231,且公比相同【练习1—5】在等比数列}{n a 中,11=a ,公比为q ,且1≠q .若54321a a a a a a m =,则m 等于( )A 、9B 、10C 、11D 、12二、等比数列证明的基本方法1、定义法:}{)0(1n nn a N n q q q a a ⇔∈≠=*+,为常数,且是公比为q 的等比数列. 2、通项公式法:}{)20(11n n n a N n n q q a a ⇔∈≥≠=*-,,为等比数列.3、中项公式法:}{)0(21221n n n n n n n a N n a a a a a a ⇔∈≠=*++++,为等比数列. 【例题2】设数列}{n a 的首项411≠=a a ,且⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+)(41211为奇数,为偶数),(n a n a a n n n ,记,,,,3214112=-=-n a b n n …. (1)求2a 、3a ;(2)证明:}{n b 为等比数列.【练习2—1】设数列}{n a 为等比数列,则下列四个数列: ①}{3n a ;②)}({为非零常数p pa n ;③}{1+∙n n a a ;}{1++n n a a 其中是等比数列的有( )A 、1个B 、2个C 、3个D 、4个【练习2—2】已知数列}{n a ,132111+==+n n a a a ,,求证:}3{-n a 为等比数列.等比数列的概念及性质(答案)【知识要点】一、等比数列的定义及通项公式【例题1—1】B【例题1—2】B二、等比数列的性质【例题】C【例题2—1】A【例题2—2】B【例题2—3】C【方法规律】一、等比数列求解的基本方法【例题1】12,16,20,25或449463481499,,, 【练习1—1】D【练习1—2】B【练习1—3】B【练习1—4】D【练习1—5】C二、等比数列证明的基本方法【例题2】(1)求412+=a a 、81213+=a a ; (2)为公比的等比数列为首项,是以2141}{-a b n 【练习2—1】D【练习2—2】}3{-n a 是以2-为首项,以32为公比的等比数列.。
数列训练(4) 数列与不等式问题
数列训练(4) 数列与不等式问题数列与不等式问题1.数列{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 6=b 7,则a 3+a 9 b 4+b 10.(用“≤”,“≥”或“=”填空) 答案 ≥2.数列{}n a 为等差数列,n a 为正整数,其前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,且113,1a b ==,数列{}n a b 是公比为64的等比数列,2264b S =.(1)求,n n a b ;(2)求证1211134n S S S +++< . 解:(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,则d 为正整数,3(1)n a n d =+-,1n n b q -=依题意有1363(1)22642(6)64n n nda d n d ab q q b q S b d q +++-⎧====⎪⎨⎪=+=⎩①由(6)64d q +=知q 为正有理数,故d 为6的因子1,2,3,6之一, 解①得2,8d q ==,故132(1)21,8n n n a n n b -=+-=+= (2)35(21)(2)n S n n n =++++=+ ∴121111111132435(2)n S S S n n +++=++++⨯⨯⨯+ 11111111(1)2324352n n =-+-+-++-+ 11113(1)22124n n =+--<++ 3.正项数列{a n }的前n 项和为n S ,且12+=n n a S .(Ⅰ)求数列{a n }的通项公式; (Ⅱ)设11+⋅=n n n a a b ,数列{n b }的前n 项和为n T ,求证:21<n T.解:(Ⅰ)∵ 1211+=a S ,∴ 11=a .∵ 0>n a ,12+=n n a S ,∴ 2)1(4+=n n a S . ① ∴ 211)1(4+=--n n a S (2≥n ). ②①-②,得1212224----+=n n n n n a a a a a , 即0)2)((11=--+--n n n n a a a a ,而0>n a ,∴)2(21≥=--n a a n n .故数列}{n a 是首项为1,公差为2的等差数列. ∴ 12-=n a n . (Ⅱ))121121(21)12)(12(1+--=+-=n n n n b n .nn b b b T +++= 21)121121(21)5131(21)311(21+--++-+-=n n 21)1211(21<+-=n . 4.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,对一切正整数n ,点(n , n S )都在函数42)(2-=+x x f 的图像上.(I )求数列{}n a 的通项公式;(II )设n n n a a b 2log ⋅=,求数列{}n b 的前n 项的和n T ; (Ⅲ)求证:3122341111111112n n a a a a n a a a a +----++++<---- . 3. (Ⅰ)∵(),n n S 都在函数42)(2-=+x x f 的图像上 ∴224n n S +=-因此 ()21112222n n n n n n a S S n +++-=-=-=≥而111142a S +===故 12n n a +=(Ⅱ)()12log 12n n n n b a a n +==+∴()23112223212n n n T b b b n +=+++=⨯+⨯+++ ① ∴()341222232212n n n T n n ++=⨯+⨯++⨯++⨯ ② ①—②得 ()234122222212n n n T n ++-=⨯++++-+⨯∴()()2222212212212n n n n T n n ++--=+-+⨯=-⨯-即 22n n T n +=⨯(Ⅲ)∵11211121211121222n n n n n n a a +++++---==--⎛⎫- ⎪⎝⎭ 111112121211222n n n n ++++--<-⇒<-,∴11112n n a a +-<-∴3122341111111111112222n n a a a a na a a a +----++++<+++=---- . 16.已知112211,4,4,,n n n n n naa a a a ab n N a *+++===+=∈.(Ⅰ)求123,,b b b 的值;(Ⅱ)设1,n n n n c b b S +=为数列{}n c 的前n 项和,求证:17n S n ≥; (Ⅲ)求证:22116417n n n b b --<. 解:(Ⅰ) 2344,17,72a a a ===,所以12317724.,417b b b === (Ⅱ)由214n n n a a a ++=+得2114n n n n a a a a +++=+即114n nb b +=+ 所以当2n ≥时,4n b >于是1121,17,4117(2)n n n nc b b c b b b n +====+>≥所以1217n n S c c c n =+++≥ (Ⅲ)当1n =时,结论21117464b b -=<成立 当2n ≥时,有11111111|44|||||17n n n n n n n n n n b b b b b b b b b b -+-----=+--=-≤ 12212121111||||(2)17176417n n n n b b b b n ------< ≤≤≤≥所以 2121221n n n n n n n n b b b b b b b b +++---+-++- ≤{}{}3822k a ...22k a 2)2(,)1(,5,2,1,0,1,.5n n 223211<-++-≥===≠=时,证明求成等比数列,且其中公差等差数列n k k k k a d a a n k n n nn n n n n n n nn n k a k q n a 3632131222,213,3,12111=<--=-+==-=---提示:1122*211()(1)11111111717()()()()1417171746417117n n n n n n n N -----⎡⎤+++=<∈⎢⎥⎣⎦-7.在数列{}n a 中,1111,30(2)n n n n a a a a a n --=+-=≥(Ⅰ)证明:}1{na 是等差数列; (Ⅱ)求数列{}n a 的通项;(Ⅲ)若11n n a a λλ++≥对任意2n ≥的整数恒成立,求实数λ的取值范围.7.解:(Ⅰ)将1130(2)n n n n a a a a n --+-=≥整理得:1113(2)n n n a a --=≥ ………3分所以}1{n a 是以1为首项,3为公差的等差数列. ………4分(Ⅱ)由(Ⅰ)可得:113(1)32nn n a =+-=-,所以132n a n =-………8分(Ⅲ)若11n n a a λλ++≥恒成立,即3132n n λλ++≥-恒成立………9分整理得:(31)(32)3(1)n n n λ+-≤- 令(31)(32)3(1)n n n c n +-=-1(34)(31)(31)(32)(31)(34)33(1)3(1)n n n n n n n n c c n n n n ++++-+--=-=-- ………12分因为2n ≥,所以上式0>,即{}n c 为单调递增数列,所以2c 最小,2283c =, 所以λ的取值范围为28(,]3-∞ ………14分8.已知函数213(),{},22n f x x x a =+n 数列的前n 项和为S 点(,)(n n S n N *∈)均在函数()y f x =的图象上。
第四章数列求通项公式专题课件-高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册
由已知 an+1=3an+4 ,得 2r =4, 即 r =2.
∴ an+1+2=3(an+2), 令bn an 2, 则bn1 3bn ,
又 a1 2 3 0, an 2 0
bn1 3. bn
∴数列{bn}是首项为b1=a1+2=3,公比为3的等比数列.
∴ bn=an+2=3×3n-1 ∴ an=3n+1-2. 5. 形如an1 pan q ,利用待定系数法构造等比数列:
足 a1 4, Sn Sn1
5
5
3 an1 3 (Sn1
又 S1 a1 4,
Sn
5
3
),
an1
,
求 an.
谁简单化掉谁
故数列{Sn } 是首项为 4, 公比为 4 的等比数列,
Sn 4 4n1 4n ,
当 n 2 时, an Sn Sn1 4n 4n1 3 4n1 ,
n n
3 2
1 2
1
1 (n 2). n
a1
1满足 上式,
an
1 n
.
求数列通项常用方法—5.待定系数法
例5.已知数列{an}, an+1=3an+4, 且a1=1. 求an. 解:设a证n+明1+数r =列3(a{na+n+r)2,}则是等an+比1=数3a列n+,2r并. 求出an.
1,
公
比
为
1 2
的
等
比
数
列,
bn
2
(
1 2
)n1
,
bn
2
1 n1 2
2n 1 2n1
高考数学总复习考点知识专题讲解4 数列的递推与通项公式
高考数学总复习考点知识专题讲解 专题4 数列的递推与通项公式一、数列的前n 项和S n 与a n 的关系(和式代换)类型1 已知n S 与n 的关系式,记为()n S f n =,它可由和式代换⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n Sa n nn 直接求出通项n a ,但要注意验证1n =与2n ≥两种情况能否统一,具体分三步进行: (1)1n =时,由11S a =,求1a 的值;(2)2n ≥时,由1n n n a S S -=-,求得n a 的表达式; (3)检验1a 的值是否满足(2)中n a 的表达式. ①若满足,则合写;②若不满足,则写成分段函数的形式:⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n S a n nn .【例1】已知数列{}n a 满足12323(1)(2)n a a a na n n n +++⋯=++,求数列{}n a 的通项公式.已知n S 与n a 的关系式,记为(),0n n f a S =,求它的通项公式n a ,一般有两种思路: (1)消n S :容易直接求n a 的情况,可利用阶差公式:()12n n n S S a n --=≥,消去n S ,转化为等差或等比数列直接求出n a ;(2)消n a :难以直接求n a 的情况,可利用阶差公式:()12n n n a S S n -=-≥,消去n a ,得出n S 与1n S -的递推关系式,先求出n S 后,即可转化为“第1种情形”,从而间接求出n a ,如例3.在求解具体的题目时,应根据条件灵活恰当地选择两种方法,确定变形方向.通常情况下,先求n S 要比直接求n a 麻烦;但也有时先直接求n a 会比先求n S 麻烦得多. 类型2 消n S【例2】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且342n n S a =-.求数列{}n a 的通项公式.【例3】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,*226()n n S a n n N =+-∈.求数列{}n a 的通项公式.【例4】已知正整数列}{n a 的前n 项和为n S ,且对任意的自然数满足1n a =+.求}{n a 的通项公式.类型3 消n a【例5】(2022•天津模拟)已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足()1+202n n n a S S n -=≥,211=a ,求n a .【例6】在正项数列}{n a 中,n S 是数列}{n a 的前n 项和,且1+2n n na S a =,求n a .【例7】已知数列{}n a 中,13a =,前n 项和1(1)(1)12n n S n a =++-.求数列{}n a 的通项公式.二、数列的前n 项积n T 与a n 的关系已知n T 与n 的关系式,记为()n T f n =,它可由积式代换⎪⎩⎪⎨⎧≥==-2,1,11n T T n T a n n n 直接求出通项n a ,但要注意验证1n =与2n ≥两种情况能否统一,具体分三步进行: (1)1n =时,由11T a =,求1a 的值; (2)2n ≥时,由1-=n nn T T a ,求得n a 的表达式; (3)检验1a 的值是否满足(2)中n a 的表达式. ①若满足,则合写;②若不满足,则写成分段函数的形式:⎪⎩⎪⎨⎧≥==-2,1,11n T T n T a n n n .【例8】已知数列{}n a 满足(1)*2122()n n n a a a n N +=∈.求数列{}n a 的通项公式.三.累加法:适用于邻项差结构11()()n n n n a a f n a a f n ---=⇔=+ 累加法是利用:11232211()()()()n n n n n a a a a a a a a a a ---=-+-++-+-+,将问题转化为基本数列求和,从而得到所求数列的通项.以下为三种累加后可裂项相消求和的题型:①若()f n 是关于n 的分式函数,()1111()()f n n n k k n n k==-++;②若()f n 是关于n 的对数函数,()1ln(1)ln(1)ln f n n n n =+=+-;③若()f n是关于n 的无理式函数,()1f n k=.④若()f n 是关于n 的一次函数,()f n kn b =+,累加后可转化为等差数列求和; ⑤若()f n 是关于n 的二次函数,()2f n an bn c =++,累加后可分组求和; ⑥若()f n 是关于n 的指数函数,()n f n p =,累加后可转化为等比数列求和; 【例9】在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +1n -1n +1,求a n .【例10】已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -1+n +1-n (n ≥2),求a n .【例11】已知数列{}n a 中,12a =,11ln(1)n n a a n +=++,求n a .四.累乘法:适用于邻项商结构()()11nn n n a f n a a f n a --=⇔=⋅ 累乘法是利用:13211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⋅⋅⋅⋅⋅,将问题转化为基本数列求和,从而得到所求数列的通项.【例12】已知数列{}n a 中,12a =,12n n n a a n++=,求数列{}n a 的通项公式;【例13】设{}n a 是首项为1的正项数列,2211(1)0n n n n n a a a na ++++-=(*∈N n ),求{}n a 的通项公式.五、跳跃等差数列通项公式——形如d a a n n =-+2类型定义:2+n a 与n a 不是数列{}n a 中连续的项,故此我们称满足d a a n n =-+2条件的数列{}n a 为跳跃等差数列.1.分奇偶讨论法:通过对数列下标n 进行换元,分为奇数项与偶数项两种情况分而治之. ①当n 为奇数时,可令12-=k n (k N *∈),反解得21+=n k ,于是d n a d n a d k a a a k n 21)121()1(11112-+=-++=-+==-;②当n 为偶数时,可令k n 2=(k N *∈),反解得2nk =,于是d n a d n a d k a a a k n 22)12()1(2222-+=-+=-+==.综上所述,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+-+=为偶数为奇数n d n a n d n a a n 222121.注意换元后,要将最后的结果还原成关于n 的表达式.2.待定系数法:此类型题由于1a 和2a 作为数列奇数项和偶数项首项,会使得数列一些变形出现一些计算难度,故可以采用待定系数法来求统一的通项公式,考虑首项的因素,需要在原始的待定系数的前面加上()n 1-.具体操作如下:n a 1221,4,23n n a a a a n -===+≥n a【例14】(2014•新课标1卷理)已知数列{n a }的前n 项和为n S ,1a =1,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,其中λ为常数. (1)证明:2n n a a λ+-=;(2)是否存在λ,使得{n a }为等差数列?并说明理由.衍生1 等和数列——形如c a a n n =++1类型1.“等和数列”定义: 在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和都为同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和.2.若c a a n n =++1(c 为常数),则数列}{n a 为“等和数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分为奇数项和偶数项来讨论.衍生2 类等和数列——形如)(1n f a a n n =++类型处理思路:等和数列、类等和数列可以归结为跳跃等差数列问题,其基本思路是生成、相减;与“差型”的生成、相加(累加法)的思路刚好相呼应.当()b dn n f a a n n +==+++12时,则()b n d a a n n +-=++11,两式相减得:d a a n n =-+2,故{}n a 是公差为d 的跳跃等差数列,通过分奇偶项讨论进而将问题转化为{}12-n a 与{}n a 2是等差数列,然后求通项. 【例15】已知数列{}n a 的首项1a a =,1354n n a a n ++=-,求数列{}n a 的通项公式.六、跳跃等比数列通项公式——形如q a ann =+2类型1.定义:2+n a 与n a 不是数列{}n a 中连续的项,故此我们称满足q a a nn =+2条件的数列{}n a 为跳跃等比数列.2.分奇偶讨论法:通过对数列下标n 进行换元,分为奇数项与偶数项两种情况分而治之. ①当n 为奇数时,可令12-=k n (k N *∈),反解得21+=n k ,于是21112111112--+--⋅=⋅=⋅==n n k k n q a q a qa a a ;②当n 为偶数时,可令k n 2=(k N *∈),反解得2n k =,于是222122122---⋅=⋅=⋅==n n k k n q a q a qa a a .综上所述,⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅=--为偶数为奇数n qa n qa a n n n 222121.注意换元后,要将最后的结果还原成关于n 的表达式.【例16】已知数列{}n a 满足*212(),N ,1,2n n a qa q n a a +=≠∈==1,且233445,,a a a a a a +++成等差数列.求数列{}n a 的通项公式.衍生1 等积数列——形如p a a n n =⋅+1类型1.“等积数列”定义: 在一个数列中,如果每一项与它的后一项的积都为同一个常数,那么这个数列叫做等积数列,这个常数叫做该数列的公积.2.若p a a n n =⋅+1(p 为常数),则数列}{n a 为“等积数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分奇数项和偶数项来讨论.衍生2 类等积数列——形如)(12n f a a n n =⋅++类型处理思路:等积数列、类等积数列可以归结为跳跃等比数列问题,其基本思路是生成、相除;与“商型”的生成、相乘(累乘法)的思路刚好相呼应.若()n f 为n 的函数时,可通过逐商法得)1(1-=⋅+n f a a n n ,两式相除后,通过分奇偶项讨论将问题转化为{}12-n a 与{}n a 2是等比数列,然后再求通项.1.分奇偶讨论法:()B An n n q n f a a +++==12,则B n A n n q a a +-+=)1(1,两式相除得:A nn q a a =+2,故 {}n a 是公比为A q 的跳跃等比数列,⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⋅=∴----为偶数为奇数n q a q a n q a q a a A n n A n n A An 222221211211)()(.}{n a n n a a a 2,111=⋅=+七.斐波那契数列定义:一个数列,前两项都为1,从第三项起,每一项都是前两项之和,那么这个数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列;表达式2110,1,1--+===n n n F F F F F ()n N +∈通项公式:n nn F ⎡⎤⎥=-⎥⎝⎭⎝⎭⎦(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例)证明:线性递推数列的特征方程为:21x x =+,解得:1x =,2x 则1122n n n F c x c x =+∵121F F ==∴112222112211c x c x c x c x =+⎧⎨=+⎩解得:1c =;2c =∴n nn F ⎡⎤⎥=-⎥⎝⎭⎝⎭⎦斐波那契数列的一些性质:求和问题:①12-=+n n a S ;②n n a a a a a 212531=+++- ;③1122642-=++++n n a a a a a . 证明:①()()()1111112112122+=++++=+-++-+-=-=-++++++n n n n n n n n n n S a a a a a a a a a a a S S a ,故12-=+n n a S ,此证明方法也是错位相减的一种特例.②()()()n n n n n a S a a a a a a a a a a a 22212232432111231=+=+++++++=+++---- ,此证明过程也需要利用①的结论.③()()()11212122254321242-==+++++++=++++---n n n n n a S a a a a a a a a a a .这三个式子用数学归纳法证明也非常简单,无需强化记忆,每次列出前几项比划一下,考试中如果出现需要这些结论的,拿出前几项及时推导即可.平方和问题:122221+=+++n n n a a a a a (根据面积公式推导,如下图)构造正方形来设计面积,()()433221321232221a a a a a a S S S a a a =++=++=++,以此类推,也可以用数学归纳法证明,知道一个大致的方向即可. 裂项问题:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++++------123222423312222123242311111111111111n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a n n n n n a a a a a a a 212212221211111----=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+. 注意:如果是斐波那契数列的部分项求和也可以,比如⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=++++++-++++n m m m n m n m m m m m a a a p a a p a a p a a p 1112312 ,前提就是必须隔项,否则无法裂项相消.【例17】已知数列{}n a 满足:113a =,213a =,*11(,2)n n n a a a n N n +-=+∈…,则132435202120231111a a a a a a a a +++⋯+的整数部分为() A .6B .7C .8D .9【例18】意大利数学家列昂纳多·斐波那契是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人,斐波那契数列被誉为是最美的数列,斐波那契数列{}n a 满足11a =,21a =,()*123,n n n a a a n n --=+≥∈N .若将数列的每一项按照下图方法放进格子里,每一小格子的边长为1,记前n 项所占的格子的面积之和为n S ,每段螺旋线与其所在的正方形所围成的扇形面积为n c ,则其中不正确结论的是( )A .2111n n n n S a a a +++=+⋅B .12321n n a a a a a +++++=-C .1352121n n a a a a a -++++=-D .()121)4(3n n n n c c a n a π--+-≥=⋅【例19】斐波那契数列,又称“兔子数列”,由数学家斐波那契研究兔子繁殖问题时引入.已知斐波那契数列{}n a 满足10a =,21a =,()*21n n n a a a n ++=+∈N ,若记1352019a a a a M ++++=,2462020a a a a N ++++=,则2022a =________.(用M ,N 表示)【例20】(2022•天河区期末)意大利人斐波那契于1202年从兔子繁殖问题中发现了这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,…….即从第三项开始,每一项都是它前两项的和.后人为了纪念他,就把这列数称为斐波那契数列.下面关于斐波那契数列a n 说法正确的是( ) A .a 12=144B .a 2022是偶数C .a 2022=a 1+a 2+a 3…a 2022D .a 2022+a 2024=3a 2022【例22】(2023•荆州期末)2022年11月23日是斐波那契纪念日,其提出过著名的“斐波那契”数列,其著名的爬楼梯问题和斐波那契数列相似,若小明爬楼梯时一次上1或2个台阶,若爬上第n 个台阶的方法数为b n ,则( ) A .b 7=21B .b 1+b 2+b 3+b 5+b 7=51C .b 12+b 22+…+b n 2=b n •b n +1﹣1D .b n ﹣2+b n +2=3b n八.不动点与蛛网图(无需通项的无敌技能) 知识点一函数迭代和数列的关系已知函数)(x f y =满足+1=()n n a f a ,则一定有+1211=()()()n n n n a f a f a f a -==,故函数)(x f y =通过反复迭代产生的一系列数构成了数列{}n a 或者记为{}{}n n b x 、,而数列的每一项与函数迭代的关系可以如下表所示: 下面以函数21y x =+和数列121n n a a +=+①数列的递推式和函数的迭代式是有着相同的法则的,故数列的任何一项()+1,n n a a 都在函数)(x f y =上.②数列的通项公式是函数对1a 迭代1-n 次的结果,即11()n n a f a -=,每一次由于迭代产生出的因变量成为下一次迭代的自变量.③数列的首项1a 对整个数列有很大的影响,当迭代不断重复出现同一结果时,我们将其称为不动点.知识点二函数的迭代图像——蛛网图函数的迭代图像,简称蛛网图或者折线图,函数)(x f y =和直线y x =共同决定. 其步骤如下:1.在同一坐标系中作出)(x f y =和y x =的图像(草图),并确定不动点.(如图1所示)图1 图22.在找出不动点之后,确定范围,将不动点之间的图像放大,并找出起始点1a (如图2所示)3.由1a 向)(x f y =作垂直于x 轴的直线与)(x f y =相交,并确定交点()12,a a . 4.由()12,a a 向y x =作平行于x 轴的直线与y x =相交,并确定交点()22,a a . 5.由()22,a a 向)(x f y =作垂直于x 轴的直线与)(x f y =相交,并确定交点()23,a a . 重复4,5,直至找到点()1,n n a a +的最终去向.【例23】设数列{}n a 满足11(0),n a a a a +=>=证明:存在常数M ,使得对于任意的*n N ∈,都有n a M ≤.【例24】首项为正数的数列{a n }满足2*11(3),,4n na a n N +=+∈若对*n N ∈,一切都有1n n a a +>,求a 1的取值范围.知识点三蛛网图与数列的单调性定理1:)(x f y =的单调增区间存在两个不动点x 1,x 2(x 1<x 2),且在两个不动点之间形成一上凸的图形时,(如图9)则数列)(1n n a f a =+在两个不动点之间的区间是递增的,即1n n a a +>,在两不动点以外的区间则是递减的,即1n n a a +<.定理2:)(x f y =的单调增区间存在两个不动点x 1,x 2(x 1<x 2),且在两个不动点之间形成一下凹的图形时,(如图10)则数列)(1n n a f a =+在两个不动点之间的区间是递减的,即1n n a a +<,在两不动点以外的区间则是递增的,即1n n a a +>.图9 图10综上可得,当)(x f y =的单调增区间位于上凸内或者下凹外时,即当迭代起点1a 位于此区域时,一定有1n n a a +>同理,当迭代起点1a 位于单调增区间的上凸外或者下凹内时,一定有1n n a a +<.知识点四摆动数列以及由求导构造函数单调性来解决数列问题由反比例(递减函数)函数迭代构成的摆动数列,如图11所示,当)(x f 在区间为减函数时,和直线x y =相交于不动点,那么由此函数迭代构成的数列为摆动数列,即奇数项和偶数项构成相反的单调性,但都螺旋靠近不动点,极限也是不动点。
(通用版)2020版高考数学大二轮复习专题四数列4.2.2求数列的通项及前n项和课件理
所以,{an}的通项公式为 an=3n,{bn}的通项公式为 bn=3n.
-2-
考向一 考向二 考向三
(2)a1c1+a2c2+…+a2nc2n =(a1+a3+a5+…+a2n-1)+(a2b1+a4b2+a6b3+…+a2nbn)
=
n×3+������
(������ -1) 2
×6
+(6×31+12×32+18×33+…+6n×3n)
=3n2+6(1×31+2×32+…+n×3n).
记 Tn=1×31+2×32+…+n×3n,
①
则 3Tn=1×32+2×33+…+n×3n+1,
②
②-①得,2Tn=-3-32-33-…-3n+n×3n+1=-3(11--33������
)+n×3n+1=(2������
-1)3������ 2
+1
求a1c1+a2c2+…+a2nc2n(n∈N*).
解 (1)设等差数列{an}的公差为 d,等比数列{bn}的公比为 q.依题
意,得
3������ = 3 + 3������2 = 15
2+������4, ������.解得
������ ������
= =
33,,故
an=3+3(n-1)=3n,bn=3×3n-1=3n.
由题意得 ������42 = ������2������9, ������3 = 7,
数列专题4:证明等差等比数列
(文(1)理(2))若数列an 唯一,求a的值; (文)(2)是否存在两个等比数列an , bn , 的等差数列?若存在,求 an , bn 的通项公式; 若不存在,说明理由。 使得b1 a1,b2 a2 , b3 a3 , b4 a4成公差不为0
(2011四川理)设d 为非零实数, 1 1 2 n n an C n d 2C n d 2 ( n 1)C n 1d n1 nC n d n n ( n N * ). (1)写出a1 , a2 , a3并判断 an 是否为等比数列.若是, 给出证明;若不是,说明理由; (2)设b n ndan ( n N * ), 求数列bn 的前n项和S n .
n
(1)求a3 , a4 , a5的值; (2)设c n a2 n1 a2 n 1 , n N * , 证明:cn 是等比数列 a2 k , k N * , Sk 7 证明: ( n N * ). a 6 k 1 k
3 1 例:数列an 中,a1 , an 2 ( n 2, n N ), 5 an 1 1 数列bn 满足bn = (n N ). an -1
(1)求证:数列bn 是等差数列; (2)求 an 中的最大项与最小项,并说明理由。
例:已知各项全不为零的数列an 的前n项和Sn, n(1 an ) Sn = , n N . 2 (1)求证:数列an 为等差数列。
变式训练 1 设 Sn 为数列{bn}的前 n 项和,且满足 b1=1, 1 2bn 2=1 (n≥2).证明:数列 是等差数列,并求 bnSn-Sn Sn 数列{bn}的通项公式. 2bn 证明 由已知 2=1 (n≥2), bnSn-Sn
2021年全国各地高考三模数学试题汇编 专题4 数列、推理与证明第1讲 数列(理卷B)
专题4 数列、推理与证明 第1讲 数列(B 卷)一、选择题(每题5分,共60分)1.(2021·海南省高考模拟测试题·12)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知()37712012(1)1a a -+-=,()32006200612012(1)1a a -+-=-,则下列结论正确的是( )A .20122012S =-,20127a a >B .20122012S =,20127a a >C .20122012S =-,20127a a <D .20122012S =,20127a a <2.(2021·开封市高三数学(理)冲刺模拟考试·6)已知{}n a 为正项等比数列,S n 是它的前n 项和.若116a = ,且a 4与a 7的等差中项为98,则5S 的值 ( ) A .29B .31C .33D .353.(2021济宁市曲阜市第一中学高三校模拟考试·7)数列{}n a 共有11项,1110,4,a a ==且11(1,2,...,10)k k a a k +-==,则满足该条件的不同数列的个数为( )A .100B .120C .140D .1604.(2021·哈尔滨市第六中学高三第三次模拟考试·4)等比数列{}n a 中,39a =,前3项和为32303S x dx =⎰,则公比q 的值是( ) A. 1B.-12C. 1或-12D. -1或-125.(2021·河北省唐山市高三第三次模拟考试·5)6.(2021·肇庆市高中毕业班第三次统一检测题·6)设等比数列}{n a 的前n 项和为n S ,若0852=+a a ,则下列式子中数值不能确定的是( ) A .35a a B .35S S C .nn a a 1+ D .nn S S 1+ 7.(2021·北京市东城区综合练习二·3)已知{}n a 为各项都是正数的等比数列,若484a a ⋅=,则567a a a ⋅⋅=( ) (A )4(B )8(C )16 (D )648.(2021·厦门市高三适应性考试·7) 已知数列{}n a 满足: 当()*11,,p q p q N p q +=∈<时,2p p q a a +=,则{}n a 的前10项和10S =( ).31A .62B .170C .1023D9.(2021·北京市西城区高三二模试卷·6)数列为等差数列,满足,则数列前21 项的和等于( )A .B .21C .42D .8410. (2021.芜湖市高三5月模拟·5)11. (江西省九江市2021届高三第三次模拟考试·8)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,121,2a a ==,且对于任意1,n n N *>∈,满足112(1)n n n S S S +-+=+,则10S 的值为( )A .91B .90C .55D .5412.(2021·山东省济宁市兖州第一中学高三数学考试·4)已知{}n a 为等差数列,若π=++951a a a ,则28cos()a a +的值为( )A .21-B .23-C .21D .23二、非选择题( 40分)13.(2021·开封市高三数学(理)冲刺模拟考试·16)设数列{a n }满足:a 1=1,a 2=4,a 3=9,a n =a n -1+a n -2-a n-3(n=4,5, ……),则a 2021 = .14.(2021·河北省唐山市高三第三次模拟考试·15)15. (2021·哈尔滨市第六中学高三第三次模拟考试·13)已知等差数列}{n a 中,45831π=++a a a ,那么=+)cos(53a a .16. (2021·海淀区高三班级其次学期期末练习·9)若等比数列{}n a 满足2664a a =,3432a a =,则公比q =_____;22212n a a a +++= .17.(2021·陕西省咸阳市高考模拟考试(三)·15)18.(2021·山东省济宁市兖州第一中学高三数学考试·11)在等比数列{}n a 中,11a =,公比2q =,若{}n a 前n 项和127n S =,则n 的值为 .19.(2021.江西省上饶市高三第三次模拟考试·17) (本题满分10分)已知数列{n a }的首项111,21n n a a a +==+. (1)求证:{}1n a +是等比数列; (2)求数列{}n na 的前n 项和n S .。
专题4-2 数列前n项和的求法(解析版)
专题数列前n 项和的求法知识点一.公式法求和公式法求和中的常用公式有:(1)等差、等比数列的前n 项和①等差数列:S n =na 1+n (n -1)2d (d 为公差)或S n =n (a 1+a n )2.②等比数列:S n ,=a 1-a n q 1-q,q ≠1,其中q 为公比.(2)四类特殊数列的前n 项和①1+2+3+…+n =12n (n +1).②1+3+5+…+(2n -1)=n 2.③12+22+32+…+n 2=16n (n +1)(2n +1).④13+23+33+…+n 3=14n 2(n +1)2.知识点二.分组转化法求和某些数列,通过适当分组,可得出两个或几个等差数列或等比数列,进而利用等差数列或等比数列的求和公式分别求和,从而得出原数列的和.知识点三.倒序相加法求和(1)倒序相加法类比推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个(a 1+a n ).(2)如果一个数列{a n },首末两端等“距离”的两项的和相等,那么求其和可以用倒序相加法.知识点四.裂项相消法求和(1)对于裂项后明显有能够相消的项的一类数列,在求和时常用“裂项法”,分式的求和多利用此法,可用待定系数法对通项公式拆项,相消时应注意消去项的规律,即消去哪些项,保留哪些项.(2)常见的拆项公式有①1n (n +1)=1n -1n +1.②1n (n +k )=③1(2n -1)(2n +1)=④1n +n +1=n +1-n .⑤1n (n +1)(n +2)=121n (n +1)-1(n +1)(n +2).知识点五.错位相减法求和一般地,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,可采用错位相减法求和,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”以便于下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.知识点六.并项求和法求和通项中含有(-1)n 的数列求前n 项和时可以考虑使用奇偶并项法,分项数为奇数和偶数分别进行求和.题型1裂项相消法形如1n(n+k)1k 1n 1n+k 考点1保留2项型【例题1-1】(2022·陕西·西安市鄠邑区第二中学高二阶段练习)已知数列a n 的通项公式为a n n ∈N *),数列的前2022项和为()A .20192020B .20222023C .20202021D .20212022【答案】B【分析】利用裂项相消法求和.【详解】a n 1n−1n +1,则数列的前2022项和为S 2022=1−12+12−13+⋯+12022−12023=1−12023=20222023.故选:B【变式1-1】1.(2022·重庆市广益中学校高二阶段练习)已知数列a n 的前n 项和为S n =(n −1)2−1.(1)求a n 的通项公式.(2)若数列b n =1a n a n+1,求数列b n 前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n −3(n ∈N *)(2)T n =−n2n −1【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n −S n −1,n ≥2作差即可得解;(2)由(1)可得b n (1)解:数列a n 的前n 项和为S n =(n −1)2+1,当n ≥2时,S n −1=(n −2)2+1=n 2−4n +5,所以S n −S n −1=2n −3,即a n =2n −3(n ≥2),当n =1时,a 1=S 1=(1−1)2−1=−1符合上式,所以a n =2n −3(n ∈N *);(2)解:由(1)可得b n =1an a n +1T n =1a1a 2+1a2a 3+1a3a 4+⋯+1an a n +1=−1−1+⋯13+⋯+12n −3=−n2n −1.【变式1-1】2.(广东省湛江市2023届高三上学期调研测试数学试题)设数列a n 的前n项和为S n ,已知a 1=−3,2的等差数列.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1,求数列b n 前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n −5;(2)T n =−n6n −9.【分析】(1)利用等差数列通项公式求出S n ,再利用前n 项和求数列a n 的通项作答.(2)由(1)求出b n ,再利用裂相消法求解作答.(1)依题意,2S 11=2a 1=−6,因此2S nn=−6+2(n −1)=2n −8,即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 −5,而a 1=−3满足上式,所以数列a n 的通项公式是a n =2n −5.(2)由(1)知,b n =1(2n −5)(2n −3)=12(12n −5−12n −3),因此(3)T n =12[(1−3−1−1)+(1−1−11)+(11−13)+(13−15)+⋯+(12n −5−12n −3)]=12(−13−12n −3)=−n6n −9,所以数列b n 前n 项和T n =−n6n −9.【变式1-1】3.(2022·甘肃·宁县第二中学高二阶段练习)已知在数列a n 中,其前n 项和为S n =2n 2−n .(1)求数列a n 的通项公式;(2)a n ⋅a n +1=1b n ,数列b n 的前n 项和为T n ,求T n 的取值范围.【答案】(1)a n =4n −3n ∈N ∗【分析】(1)利用前n 项和S n 与通项a n 的关系求解通项公式即可;(2)首先根据(1)的结果求解b n 的通项公式,然后利用裂项相消的方法求出T n ,最后结合数列的单调性求解T n 的取值范围.(1)当n ≥2时,a n =S n −S n −1=4n −3.当n =1时,a 1=1,适合上式.故a n =4n −3n ∈N ∗.(2)由a n a n +1=1bn 得b n =1a n a n +1,因此b n∴T n ++⋅⋅⋅+=n4n +1.∵T n =n 4n +1=n +14−144n +1=14∵T n =14n ∈1,+∞,n ∈N ∗上单调递增,∴当n =1时,T n 取得最小值T 1=15.又T n =1414,故15≤T n <14.考点2保留4项型【变式1-2】1.(2022·广东·华南师大附中高三阶段练习)已知等差数列{a n }中,S n +2=S n +2n +3(n ∈N *).(1)求a n ;(2)设b n =1an (a n +2),{b n }的前n 项和为T n ,证明:T n <34.【答案】(1)a n =n (2)证明见解析【分析】(1)根据S n +2=S n +2n +3(n ∈N *)可得a n +1+a n +2=2n +3以及a n +2+a n +3=2n +5,求得公差,继而求得数列通项公式;(2)由(1)可得b n =1n (n+2){b n }的和T n ,即可证明结论.(1)设等差数列{a n }的公差为d ,∵S n +2=S n +2n +3(n ∈N *),所以S n +2−S n =a n +1+a n +2=2n +3,可得a n +2+a n +3=2n +5,两式相减可得:2d =2,所以d =1,所以a n +1+a n +2=a n +1+a n +2=2n +3,可得:a n =n ;(2)由(1)知:a n =n ,所以b n =1n (n +2),T n =b 1+b 2+⋯+b n =11×3+12×4+13×5+⋯+1(n −1)(n +1)+1n (n +2)13+12−14+13−15+⋯+1n −1−1n +1+1n12−1n +11n +1∵n ∈N *,∴1n +1>0,1n+2>0,∴T n <12×32=34,即T n <34.【变式1-2】2.(2022·江苏·南京市秦淮中学高三阶段练习)已知数列a n 各项均为正数,且a 1=2,a n +12−2a n +1=a n 2+2a n .(1)求a n 的通项公式;(2)n 项的和S n ,证明:S n <316.【答案】(1)a n =2n ;(2)证明见解析.【分析】(1)化简已知得a n +1−a n =2,得到数列{a n }是以首项为2,公差为2的等差数列,即得解;(2)求出1an a n +2=18(1n−1n +2),再利用裂项相消化简证明.(1)因为a n +12−2a n +1=a n 2+2a n ,所以(a n +1−a n )(a n +1+a n )=2(a n +1+a n ),因为{a n }各项均为正数,a n >0,所以a n +1−a n =2,所以数列{a n }是以首项为2,公差为2的等差数列,a n =2+(n −1)×2所以a n =2n .(2)1an a n +2=12n ×2(n +2)=14×1n (n +2)=18(1n −1n +2),S n =18(1−13+12−14+13−15+……+1n −1−1n +1+1n −1n +2)=18(1+12−1n +1−1n +2)=316−18(1n +1+1n +2)因为n ∈N ∗,故1n +1+1n +2>0所以S n <316.【变式1-2】3.(2022·广东广州·高三阶段练习)已知正项数列a n ,a 1=1,a 2=2,a n +12−a n 2是公差为2的等差数列.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =a n +a n +1,记数列b n 的前n 项和为S n ,求1S 1+1S 2+1S 3+⋯+1Sn.【答案】(1)a n =n 1n +1【分析】(1)由题意可得a n +12−a n 2=2n +1,又a n 2=a n 2−a n −12+a n −12−a n −22+⋅⋅⋅+a 22−a 12+a 12,再结合等差数列的求和公式即可求出a n ;(2)由裂项相消法求解即可.(1)由题意,a 22−a 12=3,因为a n +12−a n 2是首项为3公差为2的等差数列,所以a n +12−a n 2=2n +1,当n ≥2时,a n 2=a n 2−a n −12+a n −12−a n −22+⋅⋅⋅+a 22−a 12+a 12=2n −1+2n −3+⋅⋅⋅+5+3+1=n 2,又因为a 12=1满足,所以a n 2=n 2,结合a n >0,所以a n =n .(2)由(1)和b n =a n +a n +1得b n =2n +1,所以b 1=3,又S n =n +2n ,故1Sn==−,1S1+1S 2+1S 3+⋅⋅⋅+1S n=−13+12−14+13⋅⋅⋅+1n =+12−1n +1−=−1n +1◆类型2=1k (n +k −n )型【例题1-3】已知数列{a n }的通项公式为a n =1n +n +1,若前n 项和为10,则项数n 为________.【答案】120【解析】∵a n =1n +n +1=n +1-n ,∴S n =a 1+a 2+…+a n=(2-1)+(3-2)+…+(n +1-n )=n +1-1.令n +1-1=10,得n =120.【变式1-3】已知函数f (x )=x a 的图象过点(4,2),令a n =1f(n+1)+f(n),n ∈N *.记数列{a n }的前n项和为S n ,则S 2017=________.【答案】2018-1【解析】由f(4)=2,可得4a=2,解得a=12,则f(x)=x12.∴a n=1f(n+1)+f(n)=1n+1+n=n+1-n,S2017=a1+a2+a3+…+a2017=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+(2017-2016)+(2018-2017)=2018-1.题型2错位相减法n是等比数列nS3=14,S6=126.(1)求数列a n的通项公式;(2)记b n=n+1a n,数列b n的前n项和为T n,求T n.【答案】(1)a n=2n;(2)T n=n⋅2n+1.【分析】(1)根据给定条件,求出等比数列a n公比及首项即可作答.(2)由(1)求出b n,再用错位相减法求解作答.(1)设等比数列a n的公比为q,因S3=14,S6=126,即a4+a5+a6=S6−S3=112,而a4+a5+a6=q3(a1+a2+a3)=14q3,于是得q3=8,解得q=2,显然S3=a1(1+q+q2)=7a1=14,解得a1=2,因此a n=a1q n−1=2n,所以数列a n的通项公式是a n=2n.(2)由(1)知,b n=(n+1)⋅2n,则T n=2×21+3×22+4×23+⋯+(n+1)×2n,于是得2T n=2×22+3×23+4×24+⋯+n×2n+(n+1)×2n+1,两式相减得:−T n=4+22+23+⋯+2n−(n+1)×2n+1=4+22(1−2n−1)1−2−(n+1)×2n+1=−n×2n+1,所以T n=n⋅2n+1.【变式2-1】1.(2022·福建省华安县第一中学高二阶段练习)正项数列a n的前n项和S n 满足:S n2−n2+n−1S n−n2+n=0.(1)求数列a n的通项公式a n;(2)令b n=3a n−2⋅2n,求数列b n的前n项和T n.【答案】(1)a n=2n(2)T n=(3n−4)2n+2+16【分析】(1)利用数列通项a n与前n项和S n的关系即可求得数列a n的通项公式a n;(2)利用错位相减法即可求得数列b n的前n项和T n.(1)当n=1时,S12−12+1−1S1−12+1=0,即S12−S1−2=0解得S1=2或S1=−1,因为数列a n为正项数列,所以S1=2,因为S n2−n2+n−1S n−n2+n=0,所以S n−n2+n S n+1=0,解得S n=n2+n或S n=−1,因为数列a n各项都是正数,所以S n=n2+n,当n≥2时,有a n=S n−S n−1,所以a n=n2+n−n−12+n−1,解得a n=2n,又当n=1时,a1=S1=2,符合a n=2n.所以数列a n的通项公式a n=2n(2)设数列b n的前n项和为T n,则b n=3a n−2⋅2n=6n−2⋅2n,T n=4×2+10×22+16×23+⋯+(6n−2)×2n2T n=4×22+10×23+16×24+⋯+(6n−8)×2n+(6n−2)×2n+1,上述两式相减,得−T n=4×2+6×22+6×23+⋯+6×2n−(6n−2)×2n+1n−2)×2n+1=−(3n−4)×2n+2−16.则T n=(3n−4)2n+2+16所以,数列b n的前n项和为(3n−4)2n+2+16.【变式2-1】2.(2022·江苏常州·高三阶段练习)已知各项均不为零的数列{a n}的前n项的和为S n,且满足a1=4,S n+1=4S n+4(n∈N∗).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设数列{b n}满足a n b n=log2a n,{b n}的前n项和为T n,证明T n<89.【答案】(1)a n=4n;(2)证明见解析.【分析】(1)利用给定的递推公式,探求数列{a n}相邻两项的关系,即可求解作答.(2)由(1)结合已知求出b n,再利用错位相减法求和推理作答.(1)n∈N∗,S n+1=4S n+4,当n≥2时,S n=4S n−1+4,两式相减得:a n+1=4a n,由S2=a1+a2=4a1+4得:a2=16,即a2=4a1,满足上式,因此∀n∈N∗,a n+1=4a n,于是得数列{a n}是首项为4,公比为4的等比数列,a n=a1×4n−1=4n,所以数列{a n}的通项公式是a n=4n.(2)由(1)知,a n=4n,而a n b n=log2a n,则4n⋅b n=2n,即b n=2n4n,则T n=24+442+643+⋯+2(n−1)4n−1+2n4n,于是得14T n=242+443+⋯+2(n−2)4n−1+2(n−1)4n+2n4n+1,两式相减得:34T n=24+242+243+⋯+24n−2n4n+1=24[1−(14)n]1−14−2n4n+1=23−8+6n3⋅4n+1,所以T n=89−8+6n9⋅4n<89.【变式2-1】3.(2022·陕西·乾县第一中学高三阶段练习(理))已知数列a n的前n项和为S n,且S n=4−2n+2,数列b n的前n项和B n=2n2−n.(1)求数列a n,b n的通项公式;(2)设c n=b n·a n,求数列c n的前n项和T n.【答案】(1)a n=−2n+1;b n=4n−3.(2)T n=(7−4n)⋅2n+2−28【分析】(1)根据S n与a n之间的关系即可推出a n=−2n+1,b n=4n−3;(2)利用乘公比错位相减法,即可解出:T n=7−4n⋅2n+2−28.(1)因为S n=4−2n+2,当n≥2时,S n−1=4−2n+1,两式相减得:a n=−2n+1n≥2,n∈N∗,当n=1时,a1=−4满足上式,所以a n=−2n+1;同理,当n≥2时,B n−1=2n−12−n−1,两式相减得:b n=4n−3n≥2,n∈N∗,当n=1时,b1=1满足上式,所以b n=4n−3(2)由(1),c n=−4n−3×2n+1,−T n=1×22+5×23+9×24+⋯+4n−32n+1−2T n=1×23+5×24+9×25+⋯+4n−32n+2两式相减得:T n=22+423+24+⋯+2n+1−4n−32n+2=4+4×23(1−2n−1)1−2−(4n−3)2n+2整理得:T n=7−4n⋅2n+2−28【变式2-1】4.(2022·云南·昆明一中高三阶段练习)己知数列a n满足,a1=1,且a n+1=n+1n a n+(n+1)⋅2n.(1)设b n=a n n,求数列b n的通项公式;(2)求数列a n的前n项和S n.【答案】(1)b n=2n−1(2)S n=n−12n+1【分析】(1)由题意可得a n+1n+1=a n n+2n,即b n+1−b n=2n,再利用累加法即可得出答案;(2)由(1)求出数列a n的通项公式,再利用错位相减法和分组求和法即可得出答案.(1)解:因为a n+1=n+1n a n+(n+1)⋅2n,所以a n+1n+1=a n n+2n,即b n+1−b n=2n,又a1=1,所以b1=1,所以b n=b n−b n−1+b n−1−b n−2+b n−2−b n−3+⋯+b2−b1+b1=2n−1+2n−2+2n−3+⋯+2+1 =1−2n1−2=2n−1,n=1也符合,所以b n=2n−1;(2)解:由(1)得a n=n⋅2n−n,设数列n⋅2n的前n项的和为T n,则T n=2+2×22+3×23+⋯+n⋅2n①,2T n=22+2×23+3×24+⋯+n−12n+n⋅2n+1②,由①−②得:−T n=2+22+23+⋯+2n−n⋅2n+1n⋅2n+1=1−n2n+1−2,所以T n=n−12n+1+2,所以S n=T n=n−12n+1题型3分组转化求和法数列a n的前n项和为S n,且a2=9,S3−a1=36.(1)求a n的通项公式;(2)若b n=a n+log3a n,求数列b n的前n项和T n.【答案】(1)a n=3n(2)3n+1+n2+n−32【分析】(1)结合题干条件求解基本量a1,q,利用等比数列的通项公式求解即可;(2)分组求和即可得解.(1)设数列a n的公比为q,则a2=a1q=9,S3-a1=a2+a3=a1q+a1q2=36,解得a1=3,q=3.故a n=a1q n−1=3×3n−1=3n.(2)由(1)可得b n =3n +log 33n =3n +n .则T n =(3+1)+32+2+⋯+3n +n =3+32+⋯+3n +(1+2+⋯+n (1+n )n 2=3n +1+n 2+n −32.【变式3-1】1.(2022·甘肃·宁县第二中学高二阶段练习)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=6,S 8=72.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n +3n ,求数列{b n }的前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n (2)3n +12+n 2+n −32.【分析】(1)利用等差数列的通项公式和求和公式列方程解得a 1,d ,再写通项即可;(2)利用等差数列和等比数列的求和公式求和即可.(1)设{a n }的公差为d ,由已知得a 1+2d =68a 1+8⋅8−12d =72,解得a 1=2d =2,则a n =2n ;(2)∵b n =a n +3n =3n +2n,∴T n =21+2+3+⋅⋅⋅+n +3+32+33+⋅⋅⋅+3n =n n +1=3n +12+n 2+n −32.【变式3-1】2.(2022·四川省内江市第六中学高一阶段练习(理))数列a n 的前n 项和记为S n ,己知a n >0,a n 2+2a n =4S n +3.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =2a n ⋅a n +1+12a n ,T n 为数列b n 的前n 项和,证明:T n <12.【答案】(1)a n =2n +1(2)证明见解析【分析】(1)根据a n =S 1,n =1S n −S n −1,n ≥2,作差得到a n −a n −1=2,结合等差数列定义及通项公式,即可求解;(2)由(1)得到b n =12n +1−12n +3+122n +1,结合裂项相消法求和、分组求和法求和,即可得证.(1)解:因为a n >0,a n 2+2a n =4S n +3,令n=1可得,a12+2a1=4a1+3,解得a1=3或a1=−1(舍去).当n≥2时可得a n−12+ 2a n−1=4S n−1+3,两式相减得a n2−a n−12+2(a n−a n−1)=4a n,即(a n−a n−1)(a n+a n−1)= 2(a n+a n−1),因为a n>0,可得a n−a n−1=2,所以数列a n是以3为首项,以2为公差的等差数列,所以数列a n的通项公式为a n=3+(n−1)×2=2n+1.(2)解:由(1)知a n=2n+1,所以b n=2an⋅a n+1+12a n=2(2n+1)(2n+3)+122n+1=12n+1−12n+3+122n+1,所以数列b n的前n项和T n=15+15−17+⋯+12n+1++125+⋯+=13−12n+31−122=13−12n+3+16−16×22n<13+16=12【变式3-1】3.(2022·甘肃省临洮中学高二阶段练习)已知数列a n满足a2=1,1 a n+1=12+1an.等比数列b n的公比为3,且b2+b4=30.(1)求数列a n和b n的通项公式;(2)记数列c n=a n2n+2+b n,求数列c n的前n项和T n.【答案】(1)a n=2n,b n=3n−1(2)3n−12+n n+1【分析】(1)依题意可得1an+1−1an=12,是公差为12的等差数列,从而求出a n的通项公式,再根据等比数列的通项公式求出b1,即可求出b n的通项公式;(2)由(1)可得a n2n+2=1n−1n+1,利用裂项相消法和分组求和法计算可得.(1)解:由题可得1an+1−1an=12,故数列是公差为12的等差数列,故1a2−1a1=12,即1a1=12故1an=n2,故a n=2n.因为数列b n的公比为3,所以b2+b4=30b1=30,解得b1=1,故b n=3n−1.【变式3-1】4.(2022·江西·临川一中高三阶段练习(文))已知等差数列a n的前n项和为S n,且关于x的不等式a1x2−S2+2x+6<0的解集为(2,3).(1)求数列a n的通项公式;(2)若数列b n满足b n=a2n+2a n−1,求数列b n的前n项和T n.【答案】(1)a n=n(2)T n=n2+2n+1−2【分析】(1)先设等差数列a n的首项a1,公差为d,根据不等式a1x2−S2+2x+6<0的解集求出首项与公差,进而可求出通项公式;(2)由(1)得b n =2n +2a n −1=2n −1+2n ,再根据等差数列与等比数列的求和公式,即可求出结果.(1)设等差数列a n 的公差为d ,因为关于x 的不等式a 1x 2−S 2+2x +6<0的解集为(2,3),所以a 1x 2−S 2+2x +6=0的根为x 1=2,x 2=3,所以2+3=S 2+2a 12×3=6a 1,所以a 1=1,S 2=3又S 2=2a 1+d ,所以d =1,所以数列a n 的通项公式为a n =n ;(2)由(1)可得,a 2n =2n ,2a n =2n ,因为b n =a 2n +2a n −1,所以b n =2n −1+2n ,所以数列b n 的前n 项和T n =[1+3+5+⋯+(2n −1)]+2+22+23+⋯+2n =n (1+2n −1)2+=n 2+2n +1−2.◆类型1含有(−1)n型【例题4-1】已知数列{a n }的通项公式是a n =2·3n -1+(-1)n ·(ln 2-ln 3)+(-1)n n ln 3,求其前n 项和S n .【解析】S n =2(1+3+…+3n -1)+[-1+1-1+…+(-1)n ]·(ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1)n n ]ln 3,所以当n 为偶数时,S n =2×1-3n 1-3+n 2ln 3=3n +n2ln 3-1;当n 为奇数时,S n =2×1-3n 1-3-(ln 2-ln 3)+(n -12-n )ln 3=3n -n -12ln 3-ln 2-1.综上所述,S n n +n2ln 3-1,n 为偶数,n -n -12ln 3-ln 2-1,n 为奇数.【变式4-1】1.(2022·江苏苏州·高三阶段练习)已知数列a n各项均为正数,且a1=2,a n+12−2a n+1=a n2+2a n(1)求a n的通项公式;(2)设b n=−1n a n,求b1+b2+b3+⋯+b20.【答案】(1)a n=2n;(2)20.【分析】(1)根据给定的递推公式,推得a n+1−a n=2,再利用等差数列通项求解作答.(2)由(1)求出b n,再利用并项求和法计算作答.(1)由a n+12−2a n+1=a n2+2a n得:(a n+1−a n)(a n+1+a n)=2(a n+1+a n),而n∈N∗,a n>0,因此a n+1−a n=2,即数列a n是首项a1=2,公差d=2的等差数列,a n=a1+(n−1)d=2n,所以数列a n的通项公式是a n=2n.(2)由(1)知,b n=(−1)n⋅2n,则有b2n−1+b2n=(−1)2n−1×2(2n−1)+(−1)2n×2×2n=2,所以b1+b2+b3+⋯+b20=(b1+b2)+(b3+b4)+⋯+(b19+b20)=2×10=20.【变式4-1】2.(2023·上海·高三专题练习)设数列a n的前n项和为S n,满足S n=1−na n n∈N∗.(1)求数列a n的通项公式;(2)n项和为T n,求T2n的表达式.【答案】(1)a n=1n(n+1)(2)T2n=2n(n+1)=≥2,再根据n n+1a n=n−【分析】(1)根据通项与前n项和的关系可得a na n−11na n−1求解即可;(2)先化简b n=a2n−1+a2n,再根据T2n=b1+b2+b3+…+b n求解即可.(1)当n=1时,a1=1−a1,所以a1=12.当n≥2时,S n=1−na n,S n−1=1−n−1a n−1.两式相减得:a n=n−1a n−1−na n,即a n a n−1=≥2.故n n+1a n=n−1na n−1= n−2n−1a n−2=...=1×2a1=1.故a n=(3=−1n n n+1,令b n=a2n−1+a2n=−2n−12n+2n2n+1=4n,则b n +1−b n =4n +1−4n =4,∴{bn}为等差数列.∴T 2n =b 1+b 2+b 3+…+b n =n (b 1+b n )2=n (4+4n )2=2n (n +1).【变式4-1】3.(2021·吉林吉林市)已知等比数列{}n a 的前n 项和为132n n S m +=-.(1)求m 的值,并求出数列{}n a 的通项公式;(2)令3(1)log nn n b a =-,设n T 为数列{}n b 的前n 项和,求2n T .【答案】(1)32m =,3nn a =;(2)2n T n =.【解析】(1)法一:当1n =时,1192a S m ==-当2n ≥时,1133()322n nnn n n a S S m m +-=-=---=∵{}n a 是等比数列,∴13a =,即932m -=,解得32m =综上,m 的值为32,数列{}n a 的通项公式为3nn a =.法二:∵1192a S m ==-,2219a S S =-=,33227a S S =-=∵{}n a 是等比数列,∴2213a a a =,即9()27812m -⨯=,解得32m =,设{}n a 的公比为q ,∴213a q a ==,11a =,则1333n n n a -=⨯=.(2)∵3(1)log (1)nnn n b a n =-=-⋅,∴21234212n n n T b b b b b b -=++++⋅⋅⋅++(1)2(3)4[(21)]2n n=-++-++⋅⋅⋅+--+(12)(34)[(21)2]n n =-++-++⋅⋅⋅+--+n =.◆类型2不含(−1)n型考点1两项并在一起型【例题4-2】(2021·江苏徐州市·高三三模)设各项均为正数的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 7=35,且a 1,a 4-1,a 7成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{b n }满足b n +b n +1=a n ,求数列{b n }的前2n 项的和T 2n .【答案】(1)1n a n =+;(2)2n n +.【解析】(1)设数列{a n }的公差为d (d ≥0),则747S a ==35,即4a =5,所以14353a a d d =-=-,74353a a d d =+=+.因为1a ,41a -,7a 成等比数列,所以()24171=a a a -,即42=(5-3d )(5+3d ),解得d =-1(舍去)或d =1,所以1n a n =+(2)因为1n n n b b a ++=,所以21234212...+-=+++++n n nT b b b b b b ()()()1234212...+n n b b b b b b -=+++++1321...n a a a -=+++2(22)2+==+n n n n 考点2前后相消型【例题4-3】(2021·简阳市阳安中学高三二模(理))记n S 为等比数列{}n a 的前n 项的和,且{}n a 为递增数列.已知24a =,314S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设22121(1)log log nn n n n b a a ++=-⋅,求数列{}n b 的前n 项之和n T .【答案】(1)2nn a =;(2)(1)11nn T n -=-++.【解析】(1)设等比数列{}n a 的公比为q ,则212312322414a a q a S a a a a a q q ==⎧⎪⎨=++=++=⎪⎩,解得122a q =⎧⎨=⎩或1812a q =⎧⎪⎨=⎪⎩,因为{}n a 为递增数列,所以只有122a q =⎧⎨=⎩符合题意,故2nn a =;(2)由题意,1122212111(1)(1)(1)(1)(1))log 2log 2(11()1n n nn n n n n n n b n n n n n n ++++--=-=-=-+=-⋅⋅+++,∴12n nT b b b =++⋅⋅⋅+122311(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)[][][]111223111n n n nn n n n ++--------=-+-++-=---++++.【变式4-3】(2021·广东揭阳市·高三其他模拟)已知正项等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足()*162+⋅=+∈Nn n n n a S a ,12a<,(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()()11lg +⋅=-nn n n a b a ,记数列{}n b 的前n 项和n T ,求33T .【答案】(1)32n a n =-;(2)2-.【解析】(1)当2n ≥时,由162+⋅=+n n n a a S ,得1162n n n S a a --⋅=+,两式相减可得62n n a a d ⋅=,从而可求出3d =,当1n =时,11262⋅=+S a a ,求出1a ,进而可出数列{}n a 的通项公式;(2)由(1)可得()()1l g 1g l nn n n b a a ++=-,从而可求出33T 【详解】解:(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,则由162+⋅=+n n n a a S ,得()11622n n n S a n a --⋅=+≥相减得()()1116n n n n n a S a S a +----=即()622n n a a n d ⋅≥=,又0n a >,所以3d =,由11262⋅=+S a a ,得()111623a a a ⋅+=+,解得11a =,(12a =舍去)由()11n a a n d +-=,得32n a n =-;(2)()()()()111lg 1lg lg nnn n n n n a b a a a ++=-=+-⋅33T 12333b b b b +++⋅⋅⋅+=1223343334lg lg lg lg l lg lg g lg a a a a a a a a -++--+⋅--⋅⋅=-341lg lg lg1002a a =--=-=-.考点3分段函数型【例题4-4】(2020·全国高考真题(文))数列{}n a 满足2(1)31nn n a a n ++-=-,前16项和为540,则1a =______________.【答案】7【解析】分析:对n 为奇偶数分类讨论,分别得出奇数项、偶数项的递推关系,由奇数项递推公式将奇数项用1a 表示,由偶数项递推公式得出偶数项的和,建立1a 方程,求解即可得出结论.详解:2(1)31nn n a a n ++-=-,当n 为奇数时,231n n a a n +=+-;当n 为偶数时,231n n a a n ++=-.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,16123416S a a a a a =+++++13515241416()()a a a a a a a a =+++++++111111(2)(10)(24)(44)(70)a a a a a a =++++++++++11(102)(140)(5172941)a a ++++++++118392928484540a a =++=+=,17a ∴=.故答案为:7.【变式4-4】1.已知数列{}n a 满足11a =,11,,2,.n n n a n a a n ++⎧=⎨+⎩为奇数为偶数(1)记2n n b a =,写出1b ,2b ,并求数列{}n b 的通项公式;(2)求{}n a 的前20项和.【答案】(1)122,5b b ==;(2)300.【解析】(1)根据题设中的递推关系可得13n n b b +=+,从而可求{}n b 的通项.(2)根据题设中的递推关系可得{}n a 的前20项和为20S 可化为()2012910210S b b b b =++++-,利用(1)的结果可求20S .【详解】(1)由题设可得121243212,1215b a a b a a a ==+===+=++=又22211k k a a ++=+,2122k k a a +=+,*()k N ∈故2223k k a a +=+,即13n n b b +=+,即13n n b b +-=所以{}n b 为等差数列,故()21331n b n n =+-⨯=-.(2)设{}n a 的前20项和为20S ,则2012320S a a a a =++++,因为123419201,1,,1a a a a a a =-=-=-,所以()20241820210S a a a a =++++-()1291091021021023103002b b b b ⨯⎛⎫=++++-=⨯⨯+⨯-= ⎪⎝⎭.【变式4-4】2.(2019·天津高考真题(文))设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,公比大于0,已知113a b ==,23b a =,3243b a =+.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)设数列{}n c 满足21,,,n n n c bn ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数求()*112222n na c a c a c n N ++⋅⋅⋅+∈.【答案】(I )3n a n =,3nn b =;(II )22(21)369()2n n n n N +*-++∈【解析】(I )解:设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q ,依题意,得23323154q d q d =+⎧⎨=+⎩,解得33d q =⎧⎨=⎩,故33(1)3n a n n =+-=,1333n n n b -=⨯=,所以,{}n a 的通项公式为3n a n =,{}n b 的通项公式为3nn b =;(II )112222n na c a c a c ++⋅⋅⋅+135212142632()()n n n a a a a ab a b a b a b -=+++++++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅123(1)[36](6312318363)2n n n n n -=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⋅⨯⋅+⋅21236(13233)n n n ⋅=+⨯⨯+⨯++⨯⋅⋅,记1213233nn T n ⋅=⨯+⨯++⨯⋅⋅①则231313233n n T n +=⨯+⨯++⨯⋅⋅⋅②②-①得,231233333nn n T n +⋅=-----+⨯⋅⋅113(13)(21)333132n n n n n ++--+=-+⨯=-,所以122112222(21)3336332n n n n n a c a c a c n T n +-++++=+=+⨯⋅⋅⋅22(21)369()2n n n n N +*-++=∈.【变式4-4】3.(2021·河北衡水中学高三其他模拟)已知正项数列{}n a ,其前n 项和为(),12n n n S a S n N *=-∈.(1)求数列{}n a 的通项公式:(2)设()112n n n b n a ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)13n n a ⎛⎫= ⎪⎝⎭;(2)1173,4433,4n n n n n T n n ++⎧---⎪⎪=⎨+-⎪⎪⎩为奇数为偶数.【解析】1)由已知12n n a S =-,①所以有1112n n a S ++=-,②②-①,得112n n n a a a ++-=-,即13n n a a +=,∴113n n a a +=,所以数列{}n a 是公比为13的等比数列.又1111212a S a =-=-,∴113a =.所以1111333n nn a -⎛⎫⎛⎫=⋅= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(2)由(1)得()()()()1121312nn nn n n b n n a ⎛⎫=-+=-⋅+-⋅ ⎪⎝⎭,当n 为奇数时,()()2343333321234nn T n =-+-+-⋯-+-+-+-⋯-()()()3131121122132222nn n n n -----++--⎛⎫⎛⎫=+⋅+⋅ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭113373144n n n n++----=--=-当n 为偶数时,()()2343333321234nn T n =-+-+-⋯++-+-+-⋯+()()()()31311222132222nn n n n ----+-+⎛⎫+⎛⎫=+⋅+⋅ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭113343344n n n n ++-++-=+=综上所述,1173,4433,4n n n n n T n n ++⎧---⎪⎪=⎨+-⎪⎪⎩为奇数为偶数【变式4-4】4.(2021·宁波市北仑中学高三其他模拟)已知数列{}n a 满足1122,1,1,n n n a n n a a a n n ++⎧==⎨---⎩为奇数为偶数,记数列{}n a 的前n 项和为n S ,2,n n b a n N*=∈(1)求证:数列{}n b 为等比数列,并求其通项n b ;(2)求{}n nb 的前n 项和n T 及{}n a 的前n 项和为n S .【答案】(1)证明见解析;()12n n b +=-;(2)()2412939n n n T +⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭;2212(1)2,42(2),4n n n n S n n +⎧+-⎪⎪=⎨⎪-+-⎪⎩为奇数为偶数.【解析】(1)因为11a =,122,1,n n n a n n a a n n ++⎧=⎨---⎩为奇数为偶数,2n n b a =,所以()()122212222212214222n n n n n n b a a n a n n a b +++==++=---++=-=-,又121224b a a ==+=,所以数列{}n b 是以4为首项,以2-为公比的等比数列,因此()()11422n n n b -+=⨯-=-;(2)由(1)可得()()()()234112323222322n n n T b b b nb n +=+++⋅⋅⋅+=-+⨯-+⨯-+⋅⋅⋅+⨯-①,则()()()()34522222322n n T n +-=-+⨯-+⨯-+⋅⋅⋅+⨯-②,①-②得()()()()()()()()()222345122223222222212n n n n n T n n ++++---=-+-+-+-+⋅⋅⋅+--⨯-=-⨯-+,则()2412939n n n T +⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭;设()221n n n c a a n N*+=+∈,则()221222121n n n n n c a a a a n n +=+=+---=--,所以()()()2112345221112n n n nS a a a a a a a a c c c ++=+++++⋅⋅⋅++=+++⋅⋅⋅+()121212n n c c n n +=+=--+;2212121221n n n n n S S a S a n +++=-=+++()()11222212122n n n n n n ++=---++=--++++;因此()()()22221122111212,2242222,24n n nn n n n S n n n ++⎧+--⎛⎫--⨯+=-⎪ ⎪⎪⎝⎭=⎨⎪⎛⎫-+-+=-+- ⎪⎪⎝⎭⎩为奇数为偶数.题型5倒序相加法【例题5】(2022·北京市第十二中学高二阶段练习)已知正数数列a n 是公比不等于1的等比数列,且a 1a 2019=1,试用推导等差数列前n 项和的方法探求:若f (x )=41+x 2,则f a 1+f a 2+⋯+f a 2019=()A .2018B .4036C .2019D .4038【答案】D【分析】利用f(x)+f=4,再等差数列前n项和的方法倒序相加法求和即可.【详解】a1⋅a2019=1,∵函数f(x)=4 1+x2∴f(x)+f=41+x2+41+1x2=4+4x21+x2=4,令T=f(a1)+f(a2)+⋅⋅⋅+f(a2019),则T=f(a2019)+f(a2018)+⋅⋅⋅+f(a1),∴2T=f(a1)+f(a2019)+f(a2)+f(a2018)+⋅⋅⋅+f(a2019)+f(a1)=4×2019,∴T=4038.故选:D.【变式5-1】1.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R上的函数f(x)=(x−20233898)3+732022,则f(11949)+f(21949)+f(31949)+⋅⋅⋅+f(20221949)=___________.【答案】73【分析】根据已知条件得f(x)+f(20231949−x)=731011,再利用倒序相加法即可求解.【详解】由f(x)=(x−20233898)3+732022,得f(20231949−x)=(20231949−x−20233898)3+732022=(20233898−x)3+732022,所以f(x)+f(20231949−x)=(x−20233898)3+732022+(20233898−x)3+732022=731011,设S=f(11949)+f(21949)+f(31949)+⋅⋅⋅+f(20221949)①,S=f(20221949)+f(20211949)+f(20201949)+⋅⋅⋅+f(11949)②,由①+②,得2S=(f(11949)+f(20221949))+(f(21949)+f(20211949))+⋅⋅⋅+f(20221949)+f(11949)即2S=731011+731011+⋅⋅⋅+731011,于是有2S=731011×2022,解得S=73,所以f(11949)+f(21949)+f(31949)+⋅⋅⋅+f(20221949)=73.故答案为:73.【变式5-1】2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x=x+1−1,数列a n是正项等比数列,且a1011=1,f a1+f a2+f a3+⋅⋅⋅+f a2020+f a2021=______.【答案】20212【分析】由题意可得f x+f=1,利用倒序相加法求和即可.【详解】解:由数列a n是正项等比数列,且a1011=1,可得a1a2021=a2a2020=⋅⋅⋅=a1011a1011=1,=1x+1+x1+x=1,因为f x+f=1x+1+11x+1可设S=f a1+f a2+f a3+⋅⋅⋅+f a2020+f a2021,又S=f a2021+f a2020+f a2019+⋅⋅⋅+f a2+f a1,两式相加可得2S=f a1+f a2021+f a2+f a2020+⋅⋅⋅+f a2021+f a1=1+1+⋅⋅⋅+1=2021,所以S=20212.故答案为:20212.【变式5-1】3.(2022·湖南·麻阳苗族自治县第一中学高三开学考试)德国大数学家高斯年少成名,被誉为数学界的王子.在其年幼时,对1+2+3+⋯+100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f(x)=4x4x+2,则f(12019)+f(22019)+f(32019)+⋯+f(20182019)等于()A.1008B.1009C.2018D.2019【答案】B【分析】根据f(x)+f(1−x)=1,利用倒序相加法求解.【详解】解:因为f(x)=4x4x+2,且f(x)+f(1−x)=4x4x+2+41−x41−x+2=4x4x+2+42×4x+4=1,令S=f(12019)+f(22019)+f(32019)+⋯+f(20182019),又S=f(20182019)+f(20172019)+f(20162019)+⋯+ f(12019),两式相加得:2S=1×2018,解得S=1009,故选:B∈R,等差数列a n【变式5-1】4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f x=满足a2022=0,则f a1+f a2+f(a3)+⋯+f a4043=__________.【答案】40432##2011.5【分析】利用倒序相加法求得正确答案.【详解】f(x)+f(−x)=2x2x+1+2−x2−x+1=2x2x+1+12x+1=1.依题意{a n}是等差数列,令S=f(a1)+f(a2)+f(a3)+⋯+f(a4043),S=f(a4043)+f(a4042)+f(a4041)+⋯+f(a1),结合等差数列的性质,两式相加得2S=1×4043,S=40432.故答案为:40432.。
- 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)。
4,____,9 , ±6 ,
-3,____,-27 , ±9 ,
± 3 ; 2.在等比数列 n}中,a12•a18=3,则a15=______; 在等比数列{a 中 在等比数列 ,
3.在等比数列{an}中,a4=m, 3.在等比数列{a }中 =m, 在等比数列
4 则a1•a2•a6•a7=____; m;
n −1
3(2010 上海) 已知 数列 {an } 的前 n 项和 为 S n ,且
S n = n − 5a n −85 , n ∈ N *
(1)证明: {an − 1} 是等比数列; (2)求数列 {Sn } 的通项公式,并求出使得 S n +1 > S n 成立的 最小正整数 n .
解析:(1) 当 n=1 时,a1=−14;当 n≥2 时,an=S n−Sn−1=−5an+5an−1+1,所以
解(I)设公比为 q ,则 an = a1q
n −1
.由已知有
1 1 a1 + a1q = 2( a + a q ) 1 1 a q 2 + a q 3 + a q 4 = 64( 1 + 1 + 1 ) 1 1 1 a1q 2 a1q 3 a1q 4
a12 q = 2 化简得 2 6 a1 q = 64
2
等比数列的前n 等比数列的前n项和公式
2 n−2
Sn = a1 + a1q + a1q +L+ a1q
3
+ a1q
n−1
① ②
qSn = a1q + a1q + a1q +L+ a1q
n−1
问题7:要求出 Sn ,是否可以把上式两边同除以1− q? 问题7 当 1− q ≠ 0,即 ≠ 1 时, q 得: 当 1− q = 0,即 =1 时,Sn = a + a2 Sn = ?1 q
3. (2004全国Ⅰ卷文)已知等比数列 n} , a3=8 , a10=1024 全国Ⅰ卷文 已知等比数列 已知等比数列{a 全国 则该数列的通项a . 则该数列的通项 n= 4. 等比数列 n}中,a2+a3=6 , a2a3=8 ,则公比 等比数列{a 中 则公比q=________ 则公比
类比探究
解析:设等比数列{an }的公比为q, 则a4 = a1q 3,所以q = −2,所以等比数列{| an |}的公比 为 q = 2, 1 (1 − 2n ) 1 n −1 2 所以 a1 + a2 +…+ an = =2 − . 1− 2 2
2、(2010 全国卷)已知{ a n }是各项均为正数的等 比数列 ,
a1 − an q (q ≠ 1) 1− q Sn = na1 (q = 1)
已知数列{ 是等比数列, 是前 项和, 是前n项和 已知数列{an}是等比数列,Sn是前 项和, 证明: 成等比数列. 证明:Sn,S2n-Sn,S3n-S2n…成等比数列.
等比数列{ 已知S =48, =60, 等比数列{an}中,已知Sn=48,S2n=60,求S3n.
6、写出数列 2 ,9 ,23 ,44 ,72 ,107 ,… 的一个通项公式. 的一个通项公式
4、 (2010 安徽卷)设 C1 , C2 ,L , Cn ,L 是坐标平面上的一列圆,它们 的圆心都在 x 轴的正半轴上,且都与直线 y =
3 x 相切,对每一个 3
正整数 n ,圆 Cn 都与圆 Cn +1 相互外切,以 rn 表示
G = ± a ⋅b
三、等比数列的通项公式
a n = a1 ⋅ q
n −1
(n ∈ N )
*
四、等比数列的性质 若m+n=p+q,则 am•an=ap•aq 2 am m−n 若m + n = 2s,则aman = as . =q an
1.在空格处填入恰当的数,使以下三个数成等比数列 在空格处填入恰当的数, 在空格处填入恰当的数
解:因为{an}是等比数列,所以Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也 因为{ 是等比数列,所以S 成等比数列, 成等比数列, 所以(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n), 所以(
(S2n − Sn )2 所以S 所以S3n= +S2n=63. Sn
1 1.(2011北京卷)在等比数列{an }中,a1 = ,a4 = −4, 2 则 a1 + a2 +…+ an = _____________ .
4.在等比数列 n}中,a1=3,q=2, 在等比数列{a 中 , , 在等比数列 试问:第几项是96? 试问:第几项是 ? n = 6
例题
1.在等比数列{an}中,a1+a2=2,a3+a4=50,则公比 的值为( ) .在等比数列 的值为( 中 ,则公比q的值为 A.25 B.5 C.- .-5 D.±5 . . .- . 2.(2007福建文 等比数列 n}中,a4=4,则a2·a6等于 ( 福建文)等比数列 福建文 等比数列{a 中 则 A.4 B.8 C.16 D.32 ( )
(1− q)Sn = a1 − a1q ① - ② 得:
+ a1q an = a1 + a1 +L+ a1 = na1
注意:分类讨论是一种常用的数学思想方法! 注意:分类讨论是一种常用的数学思想方法!
等比数列的前n项和公式
已知 a1 、n、 q时 、 时 已知 a1 、an、 q时 时
a1 (1 − q n ) ( q ≠ 1) 1− q Sn = na ( q = 1) 1
2、在等比数列 {a n }中,已知 a1 = 5, a9 a10 = 100,求a18 、 求 3、在等比数列{a n }中,已知 a2 = 2, a5 = 54 ,求 S 5 、 求 4、已知三个数成等比数列,它们的和为 、已知三个数成等比数列 它们的和为 它们的和为14, 积为-216,求这三个数 求这三个数. 积为 求这三个数 5、等比数列{an}中,a1+ a2=30,a3+a4=90, 、等比数列 中 求 a 5+ a 6
数列专题4 4
高二数学组付婷
等比数列的性质
一、等比数列的证明
a n +1 1. 若 = q(n ∈ N * ), 则{an } 是等比数列; an
2 2. 若an +1 = an ⋅ a n + 2 (an +1 , an , a n + 2 均不为0), 则{an } 是等比数列.
二、等比中项 成等比数列, 的等比中项。 若a, G, b成等比数列,则G称a与b的等比中项。 成等比数列 称 与 的等比中项
又 a1 > 0, 故 q = 2, a1 = 1 . 所以 an = 2
n −1
.
1 2 1 1 2 n −1 (II)由(I)知 bn = (an + ) = an + 2 + 2 = 4 + n −1 + 2 an an 4
1 1 因此 Tn = (1 + 4 + L + 4 ) + (1 + + L + n −1 ) + 2n 4 4 1 1− 1− n n 4 −1 4 + 2n + = 4 −1 1 − 1 4 1 n 1− n = (4 − 4 ) + 2n + 1 . 3
λn+1 = 2rn+1,从而λn+1 = λn + rn + rn+1 = 2rn+1,将λn = 2rn代入,
解得rn+1 = 3rn 故 rn 为公比q = 3的等比数列。
n (∏)由于rn = 1,q = 3,故rn = 3 ,从而 = n *31− n , rn
n −1
1 2 n 记Sn = + + ..... + , 则有 r1 r2 rn Sn = 1 + 2*3−1 + 3*3−2 + ......n *31− n Sn = 1*3−1 + 2*3−2 + ...... + (n − 1) *31− n + n *3− n 3 ① − ②,得 2Sn = 1 + 3−1 + 3−2 + ... + 31− n − n *3− n 3 1 − 3− n 3 3 −n = − n *3 = − (n + ) *3− n , 2 2 2 3 9 1 3 9 − (2n + 3) *31− n ∴ S n = − (n + ) *31− n = 4 2 2 4
1 1 1 1 1 且 a1 + a2 = 2( + ) , a3 + a4 + a5 = 64( + + ) a1 a2 a3 a4 a5
(I)求{ a n }的通项公式;
1 2 (II)设 bn = (an + ) ,求数列{ bn }的前 n 项和 Tn . an
【命题意图】本题主要考查等比数列的基本公式,解方程组知识及分组求和知 识.
,从而
+ n − 90 (n∈N*);
n−1
5 由 Sn+1>S n,得 6
<
2 2 , n > log 5 + 1 ≈ 14.9 ,最小正整数 n=15. 5 6 25
练习 1、已知{an }是等比数列 且 是等比数列,且 、
an > 0 , a2 a4 + 2a3 a5 + a4 a6 = 25 求 a3 + a5