高考综合复习六:等差、等比数列
等差数列与等比数列专题辅导(小编推荐)
等差数列与等比数列专题辅导(小编推荐)第一篇:等差数列与等比数列专题辅导(小编推荐)等差数列与等比数列专题辅导(1)在等差数列{an}中, a7=9, a13=-2, 则a25=()A-22B-24C60D64(2)在等比数列{an}中, 存在正整数m, 有am=3,am+5=24, 则am+15=()A864B1176C1440D1536(3)已知等差数列{an}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列, 则a2=()A–4B–6C–8D–10(4)设数列{an}是等差数列,且a2=-6,a8=6,Sn是数列{an}的前n 项和,则()AS4>S3BS4=S2CS6(5)已知由正数组成的等比数列{an}中,公比q=2, a1·a2·a3·…·a30=245, 则a1·a4·a7·…·a28=5101520A 2B2C2D2(6)若{an}是等差数列,首项a1>0,a2003+a2004>0,a2003.a2004<0,则使前n项和Sn>0成立的最大自然数n是:()A.4005B.4006C.4007D.4008(7)在等比数列{an}中, a1<0, 若对正整数n都有anAq>1B0a1(3n-1)(8)设数列{an}的前n项和为Sn,Sn=(对于所有n≥1),且a4=54,则a1=__________.2(9)等差数列{an}的前m项和为30, 前2m项和为100, 则它的前3m项和为_________.(10)定义“等和数列”: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.已知数列{an}是等和数列, 且a1=2, 公和为5,那么a18的值为_______,这个数列的前21项和S21的值为.(11)已知等差数列{an}共2n+1项, 其中奇数项之和为290, 偶数项之和为261,求第n+1项及项数2n+1的值.(12)设{an}是一个公差为d(d≠0)的等差数列,它的前10项和S10=110且a1,a2,a4成等比数列.(Ⅰ)证明a1=d;(Ⅱ)求公差d的值和数列{an}的通项公式.(13)已知等比数列{an}的各项都是正数, Sn=80, S2n=6560, 且在前n项中, 最大的项为54, 求n的值.(14)ΔOBC的三个顶点坐标分别为(0,0)、(1,0)、(0,2), 设P1为线段BC的中点,P2为线段CO的中点,P3为线段OP1的中点,对于每一个正整数n, Pn+3为线段PnPn+1的中点,令Pn的坐标为(xn,yn), an=(Ⅰ)求a1,a2,a3及an;(Ⅱ)证明yn+4=1-(Ⅲ)若记bn=y4n+41yn+yn+1+yn+2.2yn,n∈N*;4-y4n,n∈N*,证明{bn}是等比数列.答案:1-7 BDBDA BB8.29.21010.3, 5211.29, 1912.(2)d=2 an=2n13.n=414.(1)an=2(2)(3)证明略第二篇:等差数列与等比数列等差数列与等比数列⎧>0,递增数列⎪一、等差数列的定义:an+1-an=d(d:公差)(常数)⎨=0,常数列,⎪<0,递减数列⎩1.证明数列{an}为等差数列:(1)定义:an+1-an=d(常数)(2)等差中项:2an+1=an+an+2注:(1)不可用a2-a1=a3-a2=a4-a3=Λ=“常数”证(2)a1=⎨例1.(1)已知数列{an}为等差数列,求证:数列{an+an+1}为等差数列;变式:①已知数列{an}为等差数列,求证:数列{an+t}(t为常数)为等差数列;②已知数列{an}为等差数列,求证:数列{tan}(t为常数)为等差数列;③已知数列{an}、{bn}均为等差数列,求证:数列{an+bn}为等差数列(2)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2,求证:数列{an}为等差数列;变式:①已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2+1,求:an②已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=an2+bn,求:an ③已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=an2+bn+c,求:an(3)已知数列{an}满足:a1=1,an+1=数列;(4)已知数列{an},a1=1,an+1=为等差数列(5)设数列{an}的前n项和为Sn,求证:数列{an}为等差数列的充要条件是{an}为等差数列⎧S1,n=1⎩Sn-Sn-1,n≥2an1,且bn=,求证:数列{bn}为等差an+1ann1an+,且bn=nan,求证:数列{bn}n+1n+1Sn=n(a1+an)22.证明数列{an}为单调数列:an+1-an=f(n)⎨⎧>0,递增数列递减数列⎩<0,注:(1)求数列{an}中an的极值也可采用此方法(2)已知数列{an}为等差数列ⅰ.若a1<0,d>0,则Sn有最小值;解法:①令an≤0{bn}②Snⅱ.若a1>0,d<0,则Sn有最大值;解法:①令an≥0②Sn例2.已知an=(11-2n)2n,求数列{an}的最大项例3.(1)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且an=10-2n,求Sn的最大值;(2)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且an=2n-13,求Sn的最小值;3.叠加法:已知a1=a,an+1-an=f(n),求an例4.(1)已知数列{an}为等差数列,首项为a1,公差为d,求an;(2)已知数列{an},a1=1,an+1=4.通项公式:an=a1+(n-1)d(1)an=am+(n-m)d(2)an是关于n的一次函数,且n的系数为公差d.例5.已知数列{an}为等差数列,a5=-3,a9=13,求an5.等差中项:若a、b、c成等差数列,则b=(1)若数列{an}为等差数列,则2an+1n+11an+,求an nna+c称为a、c的等差中项2=an+an+2;(2)若已知三个数成等差数列,且其和为定值,则可设这三个数为a-d、a、a+d;(3)若数列{an}为等差数列,且公差d≠0,则am+an=ap+aq⇔m+n=p+q(4)在有穷等差数列{an}中,与首尾两项距离相等的两项的和等于首尾两项的和.即:a1+an=a2+an-1=a3+an-2=Λ=ak+an-k+1例6.(1)已知:等差数列中连续三项的和为21,平方和为179,求这三项(2)在3与19之间插入3个数后成等差数列,求这三个数(3)已知:a、b、c成等差数列求证:①b+c、a+c、a+b成等差数列;②a(b+c)、b(a+c)、c(a+b)成等差数列;③a-bc、b-ac、c-ab 成等差数列(4)已知:a、b、c成等差数列,求证:2222111成等差数列 b+ca+ca+blg(a-c)、lg(a+c-2b)成等差(5)已知:成等差数列,求证:lg(a+c)、数列(6)若方程a(b-c)xb(c-a)x+c(a-b)=0有相等实根,求证:成等差111abc111abc数列例7.在等差数列{an}中,(1)若a5+a10=12,求S14;(2)若a8=m,求S15;(3)若a4+a6+a15+a17=50,求S20;(4)若a2+a4=18,a3+a5=32,求S6;(5)若a2+a5+a12+a15=36,求S16;(6)若a3+a4+a5+a6+a7=450,求a2+a8(7)若等差数列{an}的各项都是负数,且a32+a82+2a3⋅a8=9,则其前10项和S10= ____________(8)在等差数列{an}中,若a3+a15=a5+an,则n=_______6.数列{an}的前n项和Sn=注:(1)倒序法求和;(2)等差数列{an}的前n项和Sn是关于自然数n的二次函数,且n的系数为n(a1+an)n(n-1)n(n-1)=na1+d=nan-d 222d,2常数项为零,即:Sn=An2+Bn(当A=0时数列{an}为常数列);(3)①S2n-1=(2n-1)an(可以将项与和之间进行相互转化)。
高考数学复习:等差数列与等比数列
Sn=an2+bn(a,b为 常数)
Sn=kqn-k(k≠0,q≠0,1)
证明数列为等差(比)数列一般使用定义法.
例3 (2019·全国Ⅱ)已知数列{an}和{bn}满足a1=1,b1=0,4an+1=3an- bn+4,4bn+1=3bn-an-4. (1)证明:{an+bn}是等比数列,{an-bn}是等差数列;
(2)已知函数 f(x)=1+2 x2(x∈R),若等比数列{an}满足 a1a2 020=1,则 f(a1)
+f(a2)+f(a3)+…+f(a2 020)等于
√A.1 D.2
解析 ∵a1a2 020=1,
∴f(a1)+f(a2 020)=1+2 a21+1+2a22 ∵{an}为等比数列,
a3+a4=2,则a6+a7+a8等于
A.12
B.24
√ C.30
D.32
解析 设等比数列{an}的公比为q, 则 q=aa21++aa32++aa43=21=2,
所以a6+a7+a8=(a1+a2+a3)·q5=1×25=32.
(2)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S10=10,S30=130,则S40等于
∴an=2×2n-1=2n. 又∵ak+1+ak+2+…+ak+10=215-25,
∴2k+111--2210=215-25,
即2k+1(210-1)=25(210-1),
∴2k+1=25,∴k+1=5,∴k=4.
(2)(多选)(2020·威海模拟)等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a1>0,S10=
证明 由题设得4(an+1+bn+1)=2(an+bn),
即 an+1+bn+1=12(an+bn). 因为a1+b1=1, 所以{an+bn}是首项为 1,公比为12的等比数列. 由题设得4(an+1-bn+1)=4(an-bn)+8, 即an+1-bn+1=an-bn+2. 又a1-b1=1, 所以{an-bn}是首项为1,公差为2的等差数列.
2020年高考数学(理)总复习:等差数列与等比数列(解析版)
2020年高考数学(理)总复习:等差数列与等比数列题型一 等差、等比数列的基本运算 【题型要点】方程思想在等差(比)数列的基本运算中的运用等差(比)数列的通项公式、求和公式中一共包含a 1、d (或q )、n 、a n 与S n 这五个量,如果已知其中的三个,就可以求其余的两个.其中a 1和d (或q )是两个基本量,所以等差数列与等比数列的基本运算问题一般先设出这两个基本量,然后根据通项公式,求和公式构建这两者的方程组,通过解方程组求其值,这也是方程思想在数列问题中的体现.【例1】等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2a 5=2a 3,且a 4与2a 7的等差中项为54,则S 5等于( )A .29B .31C .33D .36【解析】 法一:设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1qa 1q 4=2a 1q 2a 1q 3+2a 1q 6=2×54,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =12a 1=16,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=31,故选B.法二:由a 2a 5=2a 3,得a 4=2.又a 4+2a 7=52,所以a 7=14,所以q =12,所以a 1=16,所以S 5=a 2(1-q 5)1-q=31,故选B.【答案】 B【例2】.{}a n 是公差不为0的等差数列,满足a 24+a 25=a 26+a 27,则该数列的前10项和S 10等于( )A .-10B .-5C .0D .5【解析】 由题意,得a 24-a 27=a 26-a 25,即()a 4-a 7()a 4+a 7=()a 6-a 5()a 6+a 5,即-3d ()a 4+a 7=d ()a 6+a 5,又因为d ≠0,所以a 4+a 7=a 6+a 5=0,则该数列的前10项和S 10=10(a 1+a 10)2=5()a 6+a 5=0.故选C.【答案】 C【例3】.已知递增数列{a n }对任意n ∈N *均满足a n ∈N *,aa n =3n ,记b n =a 2·3n -1(n ∈N *),则数列{b n }的前n 项和等于( )A .2n +nB .2n +1-1 C.3n +1-3n 2D.3n +1-32【解析】 因为aa n =3n ,所以a 1≤3,若a 1=1,那么a 1=aa 1=3×1=3≠1矛盾,若a 1=2,那么a 2=aa 1=3×1=3成立,若a 1=3,那么a 3=aa 1=3×1=3=a 1矛盾,所以a 2=b 1=2,当aa an =3a n =a 3n ,所以b n =a 2·3n -1=a 3·2·3n -2=3a 2·3n -2=3b n -1,即b n b n -1=3,数列{b n }是首项为2,公比为3的等比数列,所以前n 项和为b 1(1-q n )1-q =3(1-33)1-3=3n +1-32,故选D.【答案】 D题组训练一 等差、等比数列的基本运算1.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3+a 5=4,S 15=60则a 20等于( ) A .4 B .6 C .10 D .12 【解析】 等差数列{a n }的前n 项和为S n , ∈a 3+a 5=4,S 15=60,∈⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d +a 1+4d =415a 1+15×142d =60, 解得a 1=12,d =12,∈a 20=a 1+19d =12+19×12=10.故选C.【答案】 C2.在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=36,则a 6等于( ) A .8 B .6 C .4D .3【解析】 由等差数列的性质可知,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=2×3a 3+3×2a 9=6(a 3+a 9)=6×2a 6=12a 6=36,∈a 6=3.故选D.【答案】 D3.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1+a 3=30,S 4=120,设b n =1+log 3a n ,那么数列{b n }的前15项和为( )A .152B .135C .80D .16【解析】 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 1+a 3=30,a 2+a 4=S 4-(a 1+a 3)=90,所以公比q =a 2+a 4a 1+a 3=3,首项a 1=301+q 2=3,所以a n =3n ,b n =1+log 33n =1+n ,则数列{b n }是等差数列,前15项的和为15×(2+16)2=135,故选B. 【答案】 B题型二 等差、等比数列的性质及应用 【题型要点】(1)解决此类问题的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解.(2)等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.【例4】已知数列{a n },{b n }满足b n =log 2a n ,n ∈N *,其中{b n }是等差数列,且a 8·a 2 008=14,则b 1+b 2+b 3+…+b 2 015等于( ) A .log 22 015B .2 015C .-2 015D .1 008【解析】 ∈数列{a n },{b n }满足b n =log 2a n ,n ∈N *,其中{b n }是等差数列,∈数列{a n }是等比数列,由a 8·a 2 008=14,可得a 21 008=14,即a 1 008=12,∈a 1·a 2 015=a 2·a 2 014=…=a 1 007·a 1009=a 21 008=14,∈b 1+b 2+b 3+…+b 2 015=log 2(a 1·a 2·…·a 2 015)=log 2201521⎪⎭⎫ ⎝⎛=-2 015.【答案】C2.各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=10,S 12=130,则S 8等于( ) A .-30 B .40 C .40或-30D .40或-50【解析】 ∈数列{a n }为等比数列且数列{a n }的前n 项和为S n ,∈S 4,S 8-S 4,S 12-S 8也构成等比数列.∈(S 8-S 4)2=S 4·(S 12-S 8),∈S 4=10,S 12=130,各项均为正数的等比数列{a n }, ∈(S 8-10)2=10·(130-S 8),∈S 8=40.故选B. 【答案】 B3.等比数列{a n }的首项为32,公比为-12,前n 项和为S n ,则当n ∈N *时,S n -1S n的最大值与最小值之和为( )A .-23B .-712C.14D.56【解析】 依题意得,S n =⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-21121123n=1-n⎪⎭⎫⎝⎛-21.当n 为奇数时,S n =1+12n 随着n 的增大而减小,1<S n =1+12n ≤S 1=32,S n-1S n 随着S n 的增大而增大,0<S n -1S n ≤56;当n 为偶数时,S n =1-12n 随着n 的增大而增大,34=S 2≤S n =1-12n <1,S n -1S n 随着S n 的增大而增大,-712≤S n -1S n <0.因此S n -1S n 的最大值与最小值分别为56、-712,其最大值与最小值之和为56-712=312=14,选C.【答案】 C题组训练二 等差、等比数列的性质及应用1.在等比数列{a n }中,a 3,a 15是方程x 2-7x +12=0的两根,则a 1a 17a 9的值为( )A .2 3B .4C .±2 2D .±4【解析】 ∈a 3,a 15是方程x 2-7x +12=0的两根,∈a 3a 15=12,a 3+a 15=7,∈{a n }为等比数列,又a 3,a 9,a 15同号,∈a 9>0,∈a 9=a 3a 15=23,∈a 1a 17a 9=a 29a 9=a 9=2 3.故选A.【答案】 A2.设公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,-217<d <-19,则当S n 取最大值时n 的值为________.【解析】 因为等差数列{a n }的公差d 为负值,所以{a n }是递减数列.又a 1=1,所以由a n =a 1+(n -1)d >0得n <d -a 1d ,即n <1-1d ,因为-217<d <-19,所以192<1-1d <10,所以n ≤9,即当n ≤9时,a n >0,当n ≥10时,a n <0.所以当S n 取得最大值时n 的值为9.【答案】 93.若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,则使前n 项和S n>0成立的最大正整数n 是( )A .2 016B .2 017C .4 032D .4 033【解析】 因为a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,所以d <0,a 2 016>0,a 2 017<0,所以S 4 032=4 032(a 1+a 4 032)2=4 032(a 2 016+a 2 017)2>0,S 4 033=4 033(a 1+a 4 033)2=4 033a 2017<0,所以使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是4 032,故选C.【答案】 C题型三 等差、等比数列的综合问题 【题型要点】关于等差、等比数列的综合问题多属于两者运算的综合题以及相互之间的转化,关键是求出两个数列的基本量:首项和公差(或公比),灵活运用性质转化条件,简化运算,准确记忆相关的公式是解决此类问题的关键.【例3】已知等差数列{a n }的公差为-1,且a 2+a 7+a 12=-6. (1)求数列{a n }的通项公式a n 与前n 项和S n ;(2)将数列{a n }的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{b n }的前3项,记{b n }的前n 项和为T n ,若存在m ∈N *,使对任意n ∈N *,总有S n <T m +λ恒成立,求实数λ的取值范围.【解析】 (1)由a 2+a 7+a 12=-6,得a 7=-2,∈a 1=4, ∈a n =5-n ,从而S n =n (9-n )2.(2)由题意知b 1=4,b 2=2,b 3=1,设等比数列{b n }的公比为q ,则q =b 2b 1=12,∈T m =2112114-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-m =8⎪⎭⎫ ⎝⎛-m )21(1, ∈m⎪⎭⎫⎝⎛21随m 增加而递减, ∈{T m }为递增数列,得4≤T m <8. 又S n =n (9-n )2=-12(n 2-9n )=-12⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-481292n ,故(S n )max =S 4=S 5=10,若存在m ∈N *,使对任意n ∈N *总有S n <T m +λ, 则10<8+λ,得λ>2.即实数λ的取值范围为(2,+∞). 题组训练三 等差、等比数列的综合问题已知数列{a n }中,a 1=1,a n ·a n +1=n⎪⎭⎫ ⎝⎛21,记T 2n 为{a n }的前2n 项的和,b n =a 2n +a 2n -1,n ∈N *.(1)判断数列{b n }是否为等比数列,并求出b n ; (2)求T 2n .【解析】 (1)∈a n ·a n +1=n⎪⎭⎫⎝⎛21,∈a n +1·a n +2=121+⎪⎭⎫⎝⎛n ,∈a n +2a n =12,即a n +2=12a n .∈b n =a 2n +a 2n -1,∈b n +1b n =a 2n +2+a 2n +1a 2n +a 2n -1=12a 2n +12a 2n -1a 2n +a 2n -1=12所以{b n }是公比为12的等比数列.∈a 1=1,a 1·a 2=12,∈a 2=12∈b 1=a 1+a 2=32.∈b n =32×121-⎪⎭⎫⎝⎛n =32n . (2)由(1)可知a n +2=12a n ,所以a 1,a 3,a 5,…是以a 1=1为首项,以12为公比的等比数列;a 2,a 4,a 6,…是以a 2=12为首项,以12为公比的等比数列. ∈T 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=[]21121121211211-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫⎝⎛-nn =3-32n .题型四 数列与其他知识的交汇 【题型要点】数列在中学教材中既有相对独立性,又有较强的综合性,很多数列问题一般转化,特殊数列求解,一些题目常与函数、向量、三角函数、解析几何等知识交汇结合,考查数列的基本运算与应用.【例4】 已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB →=a 1OA →+a 2 016OC →,且A ,B ,C 三点共线(该直线不过点O ),则S 2 016等于( )A .1 007B .1 008C .2 015D .2 016 【解析】 ∈A 、B 、C 三点共线∈AB →=λAC →∈OB →-OA →=λ(OC →-OA →),OB →=(1-λ)OA →+λOC → 又∈OB →=a 1·OA →+a 2 016OC →,∈a 1=1-λ,a 2 016=λ ∈a 1+a 2 016=1∈S 2 016=2 016(a 1+a 2 016)2=1 008,∈选B.【答案】 B题组训练四 数列与其他知识的交汇1.在由正数组成的等比数列{a n }中,若a 3a 4a 5=3π,则sin(log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7)的值为( )A.12B.32C .1D .-32【解析】 因为a 3a 4a 5=3π=a 34,所以a 4=3π3,即log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7=log 3(a 1a 2…a 7)=log 3a 74=7log 33π3=7π3,所以sin(log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7)=32. 【答案】 B2.已知各项都为正数的等比数列{a n }满足a 7=a 6+2a 5,存在两项a m ,a n 使得 a m ·a n =4a 1,则1m +4n的最小值为( )A.32B.53C.256D.43【解析】 由a 7=a 6+2a 5,得a 1q 6=a 1q 5+2a 1q 4,整理得q 2-q -2=0,解得q =2或q=-1(不合题意,舍去),又由a m ·a n =4a 1,得a m a n =16a 21,即a 212m+n -2=16a 21,即有m +n-2=4,亦即m +n =6,那么1m +4n =16(m +n )⎪⎭⎫⎝⎛+n m 41=16⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅≥⎪⎭⎫ ⎝⎛++5426154m n n m m n n m =32,当且仅当4m n =n m ,即n =2m =4时取得最小值32.【答案】 A3.艾萨克·牛顿(1643年1月4日-1727年3月31日)英国皇家学会会长,英国著名物理学家,同时在数学上也有许多杰出贡献,牛顿用“作切线”的方法求函数f (x )的零点时给出一个数列{}x n 满足x n +1=x n -f (x n )f ′(x n ),我们把该数列称为牛顿数列.如果函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0)有两个零点1,2,数列{}x n 为牛顿数列,设a n =ln x n -2x n -1,已知a 1=2,x n >2,则{}a n 的通项公式a n =________.【解析】 ∈ 函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0)有两个零点1,2,∈⎩⎪⎨⎪⎧ a +b +c =0,4a +2b +c =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧c =2a ,b =-3a . ∈f (x )=ax 2-3ax +2a ,则f ′(x )=2ax -3a .则x n +1=x n -ax 2n -3ax n +2a 2ax n -3a =x n -x 2n -3x n +22x n -3=x 2n -22x n -3,∈x n +1-2x n +1-1=x 2n -22x n-3-2x 2n -22x n -3-1=x 2n -2-2(2x n -3)x 2n -2-(2x n -3)=212⎪⎪⎭⎫⎝⎛--n n x x , 则数列a n 是以2为公比的等比数列,又∈a 1=2 ,∈ 数列{}a n 是以2为首项,以2为公比的等比数列,则a n=2·2n-1=2n.【答案】2n【专题训练】一、选择题1.等比数列{a n}中,a4=2,a7=5,则数列{lg a n}的前10项和等于()A.2B.lg 50C.10D.5【解析】∈等比数列{a n}中,a4=2,a7=5,∈a1a10=a2a9=…=a4a7=10,∈数列{lg a n}的前10项和S=lg a1+lg a2+…+lg a10=lg a1a2…a10=lg 105=5,故选D【答案】D2.在正项等比数列{a n}中,已知a3a5=64,则a1+a7的最小值为()A.64 B.32C.16 D.8【解析】在正项等比数列{a n}中,∈a3a5=64,∈a3a5=a1a7=64,∈a1+a7≥2a1a7=264=2×8=16,当且仅当a1=a7=8时取等号,∈a1+a7的最小值为16,故选C.【答案】C3.一个等比数列的前三项的积为2,最后三项的积为4,且所有项的积为64,则该数列的项数是()A.13 B.12C.11 D.10【解析】设等比数列为{a n},其前n项积为T n,由已知得a1a2a3=2,a n a n-1a n-2=4,可得(a1a n)3=2×4,a1a n=2,∈T n=a1a2…a n,∈T2n=(a1a2…a n)2=(a1a n)(a2a n-1)…(a n a1)=(a1a n)n =2n=642=212,∈n=12.【答案】 B4.在数列{a n }中,若a 1=2,且对任意正整数m ,k ,总有a m +k =a m +a k ,则{a n }的前n 项和S n 等于( )A .n (3n -1)B.n (n +3)2C .n (n +1)D.n (3n +1)2【解析】 依题意得a n +1=a n +a 1,即有a n +1-a n =a 1=2,所以数列{a n }是以2为首项,2为公差的等差数列,a n =2+2(n -1)=2n ,S n =n (2+2n )2=n (n +1),选C.【答案】 C5.记S n 为正项等比数列{a n }的前n 项和,若S 12-S 6S 6-7·S 6-S 3S 3-8=0,且正整数m ,n满足a 1a m a 2n =2a 35,则1m +8n的最小值是( ) A.157 B.95 C.53D.75【解析】 ∈{a n }是等比数列,设{a n }的公比为q , ∈S 12-S 6S 6=q 6,S 6-S 3S 3=q 3,∈q 6-7q 3-8=0,解得q =2(负值舍去).又a 1a m a 2n =2a 35,∈a 31·2m +2n -2=2(a 124)3=a 31213,∈m +2n =15,∈1m +8n =115⎪⎭⎫⎝⎛+n m 81(m +2n )=17+2n m +8m n 15≥17+22n m ×8m n 15=53,当且仅当2n m =8mn,即m =3,n =6时等号成立,∈1m +8n 的最小值是53,故选C. 【答案】 C6.数列{}a n 是以a 为首项,b 为公比的等比数列,数列{}b n 满足b n =1+a 1+a 2+…+a n (n =1,2,…),数列{}c n 满足c n =2+b 1+b 2+…+b n (n =1,2,…),若{}c n 为等比数列,则a +b 等于( )A. 2 B .3 C. 5D .6【解析】 由题意知,当b =1时,{c n }不是等比数列,所以b ≠1.由a n =ab n -1,则b n =1+a (1-b n )1-b =1+a 1-b -ab n 1-b ,得c n =2+nb a ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+11-a 1-b ·b (1-b n )1-b =2-ab (1-b )2+1-b +a 1-b n +abn +1(1-b )2,要使{}c n为等比数列,必有⎩⎪⎨⎪⎧2-ab(1-b )2=0,1-b +a1-b =0,得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2,a +b =3,故选B.【答案】 B 二、填空题7.数列{a n }的通项a n =n 2·⎪⎭⎫ ⎝⎛-3sin 3cos22ππn n ,其前n 项和为S n ,则S 30=________. 【解析】 由题意可知,a n =n 2·cos 2n π3,若n =3k -2,则a n =(3k -2)2·⎪⎭⎫⎝⎛-21=-9k 2+12k -42(k ∈N *);若n =3k -1,则a n =(3k -1)2·⎪⎭⎫ ⎝⎛-21=-9k 2+6k -12(k ∈N *);若n =3k ,则a n =(3k )2·1=9k 2(k ∈N *),∈a 3k -2+a 3k -1+a 3k =9k -52,k ∈N *,∈S 30=9-52+90-522×10=470.【答案】 4708.已知数列{a n }满足a 1=2,且a n =2na n -1a n -1+n -1(n ≥2,n ∈N *),则a n =________.【解析】 由a n =2na n -1a n -1+n -1,得n a n =n -12a n -1+12,于是n a n -1=12⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---111n a n (n ≥2,n ∈N *). 又1a 1-1=-12,∈数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-1nan 是以-12为首项,12为公比的等比数列,故n a n -1=-12n ,∈a n =n ·2n2n -1(n ∈N *).【答案】 n ·2n2n -19.在我国古代著名的数学专著《九章算术》里有一段叙述:今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增一十三里;驽马初日行九十七里,日减半里;良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢.问:几日相逢?( )A .8日B .9日C .12日D .16日【解析】由题可知,良马每日行程a n 构成一个首项为103,公差13的等差数列,驽马每日行程b n 构成一个首项为97,公差为-0.5的等差数列,则a n =103+13(n -1)=13n +90,b n =97-0.5(n -1)=97.5-0.5n ,则数列{a n }与数列{b n }的前n 项和为1125×2=2250,又∈数列{a n }的前n 项和为n 2×(103+13n +90),数列{b n }的前n 项和为n 2×(97+97.5-0.5n ),n 2(103+3n +90)+n2(97+97.5-0.5n )=2250,整理得:25n 2+775n -9 000=0,即n 2+31n -360=0,解得:n =9或n =-40(舍),即九日相逢.故选B.【答案】B10.数列{log k a n }是首项为4,公差为2的等差数列,其中k >0,且k ≠1.设c n =a n lg a n ,若{c n }中的每一项恒小于它后面的项,则实数k 的取值范围为________.【解析】 由题意得log k a n =2n +2,则a n =k2n +2,∈a n +1a n =k 2(n +1)+2k2n +2=k 2,即数列{a n }是以k 4为首项,k 2为公比的等比数列,c n =a n lg a n =(2n +2)·k 2n +2lg k ,要使c n <c n +1对一切n ∈N *恒成立,即(n +1)lg k <(n +2)·k 2·lg k 对一切n ∈N *恒成立;当k >1时,lg k >0,n +1<(n +2)k 2对一切n ∈N *恒成立;当0<k <1时,lg k <0,n +1>(n +2)k 2对一切n ∈N *恒成立,只需k 2<⎪⎭⎫ ⎝⎛++21n n min .∈n +1n +2=1-1n +2单调递增,∈当n =1时,n +1n +2取得最小值,即⎪⎭⎫⎝⎛++21n n min =23,∈k 2<23,且0<k <1,∈0<k <63.综上,k ∈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛36,0∈(1,+∞).【答案】 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛36,0∈(1,+∞) 三、解答题11.已知数列{}a n 的前n 项和为S n ,且S n =2a n -3n (n ∈N *). (1)求a 1,a 2,a 3的值;(2)是否存在常数λ,使得数列{a n +λ}为等比数列?若存在,求出λ的值和通项公式a n ;若不存在,请说明理由.【解】 (1)当n =1时,由S 1=2a 1-3×1,得a 1=3; 当n =2时,由S 2=2a 2-3×2,可得a 2=9; 当n =3时,由S 3=2a 3-3×3,得a 3=21.(2)令(a 2+λ)2=(a 1+λ)·(a 3+λ),即(9+λ)2=(3+λ)·(21+λ),解得λ=3. 由S n =2a n -3n 及S n +1=2a n +1-3(n +1),两式相减,得a n +1=2a n +3.由以上结论得a n +1+3=(2a n +3)+3=2(a n +3),所以数列{a n +3}是首项为6,公比为2的等比数列,因此存在λ=3,使得数列{a n +3}为等比数列,所以a n +3=(a 1+3)×2n -1,a n =3(2n -1)(n ∈N *).12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n -1=3(a n -1),n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }满足a n +1=⎪⎭⎫⎝⎛23a n ·b n ,若b n ≤t 对于任意正整数n 都成立,求实数t 的取值范围.【解】 (1)由已知得S n =3a n -2,令n =1,得a 1=1,又a n +1=S n +1-S n =3a n +1-3a n ∈a n+1=32a n ,所以数列{a n }是以1为首项,32为公比的等比数列,所以a n =123-⎪⎭⎫⎝⎛n .(2)由a n +1=⎪⎭⎫ ⎝⎛23a n ·b n ,得b n =1a n log 32a n +1=(23)n -1log 32(32)n =n ·123-⎪⎭⎫⎝⎛n ,所以b n +1-b n =(n +1)·n ⎪⎭⎫ ⎝⎛32-n ·132-⎪⎭⎫⎝⎛n =2n -13n (2-n ),所以(b n )max =b 2=b 3=43,所以t ≥43.。
高考专题复习----等差、等比数列及其应用
高考专题复习----等差、等比数列及其应用1.已知{}n a 是等比数列,41252==a a ,,则13221++++n n a a a a a a =_____. [解析]数列{}1n n a a +仍是等比数列,其首项是128,a a =公比为1.4所以, 1223118[1()]324(14)1314n n n n a a a a a a -+-+++==-- 2.设,,,,则数列的通项公式=. [解析]数列是等比数列,则3.数列{a n }满足a 1=2,a 2=1,并且a n -1-a n a n ²a n -1=a n -a n +1a n ²a n +1(n ≥2),则数列{a n }的第100项为.[解析] 由已知可得:1a n +1+1a n -1=2a n ,n ≥2,∴⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1是等差数列,∴a 100=150.一.若互不相等的实数a ,b ,c 成等差数列,c ,a ,b 成等比数列,且a +3b +c =10, 则a =________.[解析] 由c ,a ,b 成等比数列可将公比记为q ,三个实数a ,b ,c ,待定为cq ,cq 2,c .由实数a 、b 、c 成等差数列得2b =a +c ,即2cq 2=cq +c ,又等比数列中c ≠0,所以2q 2-q -1=0,解一元二次方程得q =1(舍去,否则三个实数相等)或q =-12,又a +3b +c =a +3aq +a q =-52a =10,所以a =-4.5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =_______.[解析] 本小题主要考查数列前n 项和S n 与通项a n 的关系,解题的突破口是用a n 表示S n .12a =121n n a a +=+21n n n a b a +=-*n N ∈{}n b n b {}n b 11422n n n b -+=⋅=由S n =2a n +1=2(S n +1-S n )得S n +1=32S n ,所以{S n }是以S 1=a 1=1为首项,32为公比的等比数列,所以S n =123-⎪⎭⎫⎝⎛n .考向一 等差数列与等比数列的综合应用【例1】设数列的前项和为 已知(I )设,证明数列是等比数列 (II )求数列的通项公式.解:(I )由及,有由,...① 则当时,有.....② ②-①得又,是首项,公比为2的等比数列. (II )由(I )可得,数列是首项为,公差为的等比数列., 第(I )问思路明确,只需利用已知条件寻找.第(II )问中由(I )易得,这个递推式明显是一个构造新数列的模型:,主要的处理手段是两边除以. 【巩固练习】 1.已知等比数列{a n }的公比q =-12.(1)若a 3=14,求数列{a n }的前n 项和;(2)证明:对任意k ∈N +,a k ,a k +2,a k +1成等差数列.解:(1)由a 3=a 1q 2=14及q =-12,得a 1=1,所以数列{a n }的前n 项和S n ={}n a n ,n S 11,a =142n n S a +=+12n n n b a a +=-{}n b {}n a 11,a =142n n S a +=+12142,a a a +=+21121325,23a ab a a =+=∴=-=142n n S a +=+2n ≥142n n S a -=+111144,22(2)n n n n n n n a a a a a a a +-+-=-∴-=-12n n n b a a +=- 12n n b b -∴={}n b ∴13b =11232n n n n b a a -+=-=⋅113224n n n n a a ++∴-=∴{}2n n a 1234∴1331(1)22444n n a n n =+-=-2(31)2n n a n -=-⋅1n n b b -与的关系即可11232n n n a a -+-=⋅1(,n n n a pa q p q +=+为常数)1n q+3)21(21--+n (2)证明:对任意k ∈N +, 2a k +2-(a k +a k +1)=2a 1qk +1-(a 1qk -1+a 1q k )=a 1qk -1(2q 2-q -1),由q =-12得2q 2-q -1=0,故2a k +2-(a k +a k +1)=0.所以,对任意k ∈N +,a k ,a k +2,a k +1成等差数列.2.设{}n a 是公差不为零的等差数列,n S 为其前n 项和,满足2222234577a a a a ,S +=+=(1)求数列{}n a 的通项公式及前n 项和n S ; (2)试求所有的正整数m ,使得12m m m a a a ++为数列{}n a 中的项. 解:(1)设公差为d ,则22222543a a a a -=-,由性质得43433()()d a a d a a -+=+,因为0d ≠,所以430a a +=,即1250a d +=,又由77S =得176772a d ⨯+=,解得15a =-,2d =所以{}n a 的通项公式为27n a n =-,前n 项和26n S n n =-。
等差、等比数列-2021届新高考数学复习知识点总结与题型归纳(原卷版)
第14讲 等差、等比数列考点1:等差数列一、等差数列的基本概念和公式1. 定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示.2. 等差中项:如果三个数x ,A ,y 组成等差数列,那么A 叫做x 和y 的等差中项,即A =x+y 2.3.通项公式:a n =a 1+(n −1)d =a m +(n −m)d ,(n ∈N ∗,m ∈N ∗,m ≤n)⇒d =a n −a m n−m(n,m ∈N ∗,n ≠m)4. 前n 项和公式:S n =n(a 1+a n )2=na 1+n(n−1)2d ,(n ∈N ∗);二、等差数列的性质:1. a m =a n +(m −n)d ,d =a m −a n m−n,(n ∈N ∗,m ∈N ∗);2. 若p +q =m +n ,则有a p +a q =a m +a n ;若2m =p +q ,则有2a m =a p +a q (p ,q ,m ,n ∈N ∗);3. {a n }为等差数列,S n 为前n 项和,则S 2n−1=(2n −1)a n ;{b n }为等差数列,S n ′为前n 项和,S 2n−1′=(2n −1)b n ;有a nb n=S 2n−1S 2n−1′.4. 若{a n },{b n }均为等差数列,且公差分别为d 1,d 2,则数列{pa n },{a n +q },{a n ±b n }也为等差数列,且公差分别为pd 1,d 1,d 1±d 2.5. 在等差数列中,等距离取出若干项也构成一个等差数列,即a n ,a n+m ,a n+2m ,....,为等差数列,公差为md .6. 等差数列的前n 项和也构成一个等差数列,即S n ,S 2n −S n ,S 3n −S 2n ,⋯⋯为等差数列,公差为n 2d ,(n ∈N ∗);三、等差数列的单调性以及前n 项和的最值探讨1. 在等差数列{a n }中,若公差d >0,则等差数列{a n }为递增数列;若公差d <0,则等差数列{a n }为递减数列;若公差d =0,则等差数列{a n }为常数列; 补充:更一般性的情况,研究任一数列的增减性可以利用逐项作差法,即构造f (n )=a n+1−a n ,然后研究自变量n 变化时函数值f (n )的符号.2. 有关等差数列{a n }的前n 项和为S n 的最值问题: 若a 1>0,d <0,则前n 项和为S n 存在最大值 若a 1<0,d >0,则前n 项和为S n 存在最小值3. 如何求最值:方法一:(任何数列都通用)通过{a n ≥0a n+1≤0解出n 可求前n 项和为S n 的最大值;通过{a n ≤0a n+1≥0解出n 可求前n 项和为S n 的最小值; 方法二:利用等差数列前n 项和S n 的表达式为关于n 的二次函数且常数项为0(若为一次函数,数列为常数列,则前n 项和S n 不存在最值),利用二次函数求最值的方法进行求解;有以下三种可能:若对称轴n 正好取得正整数,则此时n 就取对称轴;若对称轴不是正整数,而是靠近对称轴的相邻的两个整数的中点值,则n 取这两个靠近对称轴的相邻的两个整数;若对称轴即不是正整数,又不是靠近对称轴的相邻的两个整数的中点值,则n 就取靠近对称轴的那个正整数;四、等差数列的判断方法1. 定义法:a n −a n−1=d (常数)(n ∈N +,n ≥2)⇔{a n }为等差数列;2. 等差中项法:2a n =a n−1+a n+1(n ∈N +,n ≥2)⇔{a n }为等差数列;3. 通项公式法:a n =kn +b (k ,b 是常数)⇔数列{a n }是等差数列;4. 前n 项和法:数列{a n }的前n 项和S n =An 2+Bn ,(A ,B 是常数,A 2+B 2≠0) ⇔数列{a n }是等差数列;若数列{a n }的前n 项和S n =An 2+Bn +C(A ,B 是常数,C ≠0),则数列{a n }从第二项起是等差数列.典例精讲【典例1】已知数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,2+a 5=a 6+a 3,则S 7=( ) A .2 B .7 C .14 D .28【典例2】已知等差数列{a n }的公差为4,且a 2,a 3,a 6成等比数列,则a 10=( ) A .26 B .30 C .34 D .38【典例3】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 .11B .10C .9D .8【典例4】.已知等差数列{}n a 满足225910a a +,则12345a a a a a ++++的最大值为( ) A.B .20 C .25 D .100【典例5】.已知等差数列{}n a 满足10a >,201920200a a +>,201920200a a <.其前n 项和为n S ,则使0n S >成立时n 最大值为( ) A .2020B .2019C .4040D .4038【典例6】.等差数列{}n a 中,36a =,816a =,n S 是数列{}n a 的前n 项和,则122020111(S S S ++⋯+= ) A .20172018B .20182019C .20192020D .20202021【典例7】已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,22a b m ==,33a b n ==,若m ,n 为正数,且m n ≠,则( ) A .11a b < B .11a b > C .11a b = D .1a ,1b 的大小关系不确定【典例8】已知等差数列{a n }的各项均为正数,a 1=1,且a 2+a 6=a 8.若p ﹣q =10.则a p ﹣a q =【典例9】设数列{a n }为等差数列,其前n 项和为S n ,已知a 1+a 4+a 7=60,a 2+a 5+a 8=51,若对任意n ∈N *,都有S n ≤S k 成立,则正整数k 的值为 .考点2:等比数列一、等比数列的基本概念和基本公式1. 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都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q(q ≠0)表示.等比数列中的项不为0.2. 通项公式:a n =a 1q n−1=a m q n−m (n ∈N ∗,n ≥2) ;3. 前n 项和公式:S n ={na 1 (q =1)a 1(1−q n )1−q=a 1−a n q 1−q(q ≠1).二、等比数列的性质(其中公比为q ):1. a n =a m q n−m ,q =√na mn−m(n ∈N ∗,m ∈N ∗) ; 2. 若p +q =m +n ,则有a p ⋅a q =a m ⋅a n ;若2m =p +q ,则有a m2=a p ⋅a q ; 3. 等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n+m ,a n+2m ,⋯⋯为等比数列,公比为q m .4. 若a ,G ,b 成等比数列,则称G 为a 、b 的等比中项,G 2=ab ,当且仅当两个数a 和b 同号 才存在等比中项.5. 若数列{a n },{b n }都是等比数列且项数相同,则c n =a n s b n t (st ≠0)仍为等比数列.三、等比数列的判断方法1.定义法:a 1≠0,a nan−1=q (常数)(n ∈N ∗,n ≥2) ⇔{a n }为等比数列.2. 等比中项法:a n 2=a n−1a n+1,(n ∈N ∗,n ≥2) ⇔{a n }为等比数列.3. 前n 项和法:数列{a n }的前n 项和S n =A −Aq n (A 是常数,A ≠0,q ≠0,q ≠1)⇔数列{a n }为等比数列;典例精讲【典例1】已知数列{a n }为等比数列,其中a 5,a 9为方程x 2+2016x +9=0的二根,则a 7的值( )A .﹣3B .3C .±3D .9【典例2】“垛积术”(隙积术)是由北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中首创,南宋数学家杨辉、元代数学家朱世杰丰富和发展的一类数列求和方法,有茭草垛、方垛、刍童垛、三角垛等等.某仓库中部分货物堆放成如图所示的“茭草垛”:自上而下,第一层1件,以后每一层比上一层多1件,最后一层是n 件.已知第一层货物单价1万元,从第二层起,货物的单价是上一层单价的910.若这堆货物总价是100−200(910)n 万元,则n 的值为( )A .7B .8C .9D .10【典例3】各项为正数的等比数列{a n }中,a 2与a 10的等比中项为√33,则log 3a 4+log 3a 8= .【典例4】已知公差不为0的等差数列的第2,3,6项依次构成一个等比数列,则该等比数列的公比为 .【典例5】已知正项等比数列{}n a ,向量3(a a =,8)-,7(b a =,2),若a b ⊥,则212229log log log (a a a ++⋯+= )A .12B .16C .18D .26log 5+【典例6】.在正项等比数列{}n a 中,374a a =,数列2{log }n a 的前9项之和为( ) A .11B .9C .15D .13【典例7】.已知n S 是等比数列{}n a 的前n 项和,且3S ,9S ,6S 成等差数列,256a a +=,则8a = .【典例8】.已知{}n a 为等比数列,n S 是它的前n 项和.若2312a a a =,且4a 与72a 的等差中项为34,则5S = .综合练习一.选择题(共5小题)1.设正项等差数列{a n}的前n项和为S n,若S2019=6057,则1a2+4a2018的最小值为()A.1 B.23C.136D.322.设S n为等差数列{a n}的前n项和,已知a1=S3=3,则S4的值为()A.﹣3 B.0 C.3 D.63.在等差数列{a n}中,S n表示{a n}的前n项和,若a3+a6=3,则S8的值为()A.3 B.8 C.12 D.244.已知正项等比数列{a n}满足:a7=a6+2a5,若存在两项a m、a n,使得a m a n=16a12,则1m +9n的最小值为()A.32B.83C.114D.不存在5.已知等比数列{a n}的前n项积为T n,若a1=﹣24,a4=−89,则当T n取最大值时,n的值为()A.2 B.3 C.4 D.6二.填空题(共1小题)6.已知数列1,a1,a2,9是等差数列,数列1,b1,b2,b3,9是等比数列,则b2a1+a2的值为.三.解答题(共2小题)7.已知{a n}为等差数列,且a1+a3=8,a2+a4=12.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)记的{a n}前n项和为S n,若a1,a k,S k+2成等比数列,求正整数k的值.8.已知单调递增的等比数列{a n}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中项.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)若b n=a n log12a n,S n=b1+b2+b3+…+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.。
高考数学《等差等比数列综合问题》基础知识与练习题(含答案)
高考数学《等差等比数列综合问题》基础知识与练习题(含答案)一、基础知识:1、等差数列性质与等比数列性质:(1)若{}n a 为等差数列,0,1c c >≠,则{}na c成等比数列证明:设{}n a 的公差为d ,则11n n n na a a da c c c c ++−==为一个常数所以{}na c成等比数列(2)若{}n a 为正项等比数列,0,1c c >≠,则{}log c n a 成等差数列 证明:设{}n a 的公比为q ,则11log log log log n c n c n c c na a a q a ++−==为常数 所以{}log c n a 成等差数列 二、典型例题:例1:已知等比数列{}n a 中,若1324,,2a a a 成等差数列,则公比q =( ) A. 1 B. 1−或2 C. 2 D. 1−思路:由“1324,,2a a a 成等差数列”可得:3123122422a a a a a a =+⇒=+,再由等比数列定义可得:23121,a a q a a q ==,所以等式变为:22q q =+解得2q =或1q =−,经检验均符合条件 答案:B例2:已知{}n a 是等差数列,且公差d 不为零,其前n 项和是n S ,若348,,a a a 成等比数列,则( )A. 140,0a d dS >>B. 140,0a d dS <<C. 140,0a d dS ><D. 140,0a d dS <>思路:从“348,,a a a 成等比数列”入手可得:()()()22438111327a a a a d a d a d =⇒+=++,整理后可得:2135a d d=−,所以135d a =−,则211305a d a =−<,且()2141646025a dS d a d =+=−<,所以B 符合要求答案:B小炼有话说:在等差数列(或等比数列)中,如果只有关于项的一个条件,则可以考虑将涉及的项均用1,a d (或1,a q )进行表示,从而得到1,a d (或1,a q )的关系例3:已知等比数列{}n a 中的各项均为正数,且510119122a a a a e +=,则1220ln ln ln a a a +++=_______________思路:由等比数列性质可得:1011912a a a a =,从而51011912a a a a e ==,因为{}n a 为等比数列,所以{}ln n a 为等差数列,求和可用等差数列求和公式:101112201011ln ln ln ln ln 2010ln 502a a a a a a a ++++=⋅==答案:50例4:三个数成等比数列,其乘积为512,如果第一个数与第三个数各减2,则成等差数列,则这三个数为___________ 思路:可设这三个数为,,a a aq q ,则有3=512512aa aq a q⋅⋅⇒=,解得8a =,而第一个数与第三个数各减2,新的等差数列为82,8,82q q −−,所以有:()816282q q ⎛⎫=−+− ⎪⎝⎭,即22252520q q q q+=⇒−+=,解得2q =或者12q =,2q =时,这三个数为4,8,16,当12q =时,这三个数为16,8,4 答案: 4,8,16小炼有话说:三个数成等比(或等差)数列时,可以中间的数为核心。
高考数学《等差数列、等比数列》复习
(1)等差数列通项公式:an=a1+(n-1)d.
(2)等差数列前 n 项和公式:Sn=n
a1+an 2
=na1+n
n- 2
d.
(3)等差中项公式:2an=an-1+an+1(n∈N*,n≥2).
2.等比数列
(1)等比数列通项公式:an=a1qn-1.
na1 q=
(2)等比数列前n项和公式:Sn= a1 -qn 1-q
高考数学《等差数列、等比数列》复习
高考考点
1. 等差(比)数列的基本运算 2. 等差(比)数列的判断与证明 3. 等差(比)数列的性质
考点解读
1. 在等差(比)数列中, a1,an, Sn,n,d(q) 这五个量中已知其中的三个量, 求另外两个量 2. 考查等差(比)数列的通项公式,前n项和公式, 考查方程的思想以及运算能力
(2)等差数列中连续 k 项的和成等差数列,即 Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…成等差数列, 公差为 k2d.
5.若 A2n-1,B2n-1 分别为等差数列{an},{bn}的前 2n-1 项的和, 则an=A2n-1.
bn B2n-1
解题技巧
判断或证明数列是否为等差或等比数列, 一般是依据等差数列、等比数列的定义, 或利用等差中项、等比中项进行判断.
A.15
B.30
C.45
√D.60
S100 a1 a2 a100 90 ,设 S a1 a3 a99 ,则 2S a2 a4 a100 ,S 2S S100 90,S 30 , 故 a2 a4 a100 2S 60 .故选 D.
1.不能忽视等比数列的条件:判断一个数列是等比数列时, 注意各项都不为零的条件. 2.不能漏掉等比中项:正数a,b的等比中项是±,不能漏掉-. 3.对等比数列的公比的讨论: 应用等比数列前n项和公式时应首先讨论公式q是否等于1
【高考数学热点小专题】 等差、等比数列的综合问题
4.2数列大题4.2.1等差、等比数列的综合问题必备知识精要梳理1.判断给定的数列{a n}是等差数列的方法(1)定义法:a n+1-a n=d是常数(n∈N*).(2)通项公式法:a n=kn+b(k,b是常数).(3)前n项和法:数列{a n}的前n项和为S n=An2+Bn(A,B是常数且A2+B2≠0).(4)等差中项法:a n+a n+2=2a n+1(n∈N*).2.若数列{a n},{b n}为等差数列且项数相同,则{ka n},{a n±b n},{pa n+qb n}都是等差数列.3.判断给定的数列{a n}是等比数列的方法(1)定义法:a n+1a n=q(常数q≠0).(2)通项公式法:a n=kq n(k,q为常数,且kq≠0).(3)中项法:a n·a n+2=a n+12(n∈N*).(4)前n项和法:数列{a n}的前n项和为S n=A-Aq n(常数A≠0,公比q≠1).4.若数列{a n},{b n}为等比数列且项数相同,则{ka n}(k≠0),{a n2},{a nb n}都是等比数列.关键能力学案突破热点一等差(比)数列的判断与证明【例1】(2020山东淄博4月模拟,18)已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=4a n+3n-1,b n=a n+n.(1)证明:数列{b n}为等比数列;(2)求数列{a n}的前n项和.解题心得1.判断数列是等差(比)数列的方法通常有四种,证明数列是等差(比)数列的方法常用定义法.2.对已知数列a n与S n的关系,证明{a n}为等差或等比数列的问题,解题思路是:由a n与S n 的关系递推出n+1时的关系式,两个关系式相减后,进行化简、整理,最终化归为用定义法证明.【对点训练1】(2019全国Ⅱ,理19)已知数列{a n}和{b n}满足a1=1,b1=0,4a n+1=3a n-b n+4,4b n+1=3b n-a n-4.(1)证明:{a n+b n}是等比数列,{a n-b n}是等差数列;(2)求{a n}和{b n}的通项公式.热点二等差数列的通项及求和【例2】(2019全国Ⅰ,文18)记S n为等差数列{a n}的前n项和.已知S9=-a5.(1)若a3=4,求{a n}的通项公式;(2)若a1>0,求使得S n≥a n的n的取值范围.解题心得a1,n,d是等差数列的三个基本量,a n和S n都可以用这三个基本量来表示,五个量a1,n,d,a n,S n中可“知三求二”,一般是通过通项公式和前n项和公式联立方程(组)求解,这种方法是解决数列问题的基本方法.【对点训练2】(2020海南天一大联考第三次模拟,17)对于由正整数构成的数列{A n},若对任意m,n∈N*且m≠n,A m+A n也是{A n}中的项,则称{A n}为“Q数列”.设数列{a n}满足a1=6,8≤a2≤12.(1)请给出一个{a n}的通项公式,使得{a n}既是等差数列也是“Q数列”,并说明理由;(2)根据你给出的通项公式,设{a n}的前n项和为S n,求满足S n>100的正整数n的最小值.热点三等比数列的通项及求和【例3】(2020山东,18)已知公比大于1的等比数列{a n}满足a2+a4=20,a3=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S100.解题心得1.已知等比数列前几项或者前几项的关系,求其通项及前n项和时,只需利用等比数列的通项公式及求和公式得到几个方程求解即可.2.若已知条件没有明确数列{a n}是等比数列,而是已知a n=f(S n)的关系式,在转化此条件时,通常有两种思路,一是将a n用S n-S n-1代替,二是由a n=f(S n)推出a n-1=f(S n-1),两式作差,消去S n.【对点训练3】(2020四川绵阳三模,理17)若数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,a n+1=23S n.(1)求S n;(2)设b n=1S n ,求证:b1+b2+b3+…+b n<52.热点四等差、等比数列的综合问题【例4】(2020安徽合肥4月质检二,理17)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,a2=1,S7=14,数列{b n}满足b1·b2·b3·…·b n=2n2+n 2.(1)求数列{a n}和{b n}的通项公式;(2)若数列{c n}满足c n=b n cos(a nπ),求数列{c n}的前2n项和T2n.解题心得对于等差、等比数列的综合问题,解决的思路主要是方程的思想,即运用等差、等比数列的通项公式和前n项和公式将已知条件转化成方程或方程组,求出首项、公差、公比等基本量,再由基本量求出题目要求的量.【对点训练4】(2020全国Ⅲ,文17)设等比数列{a n}满足a1+a2=4,a3-a1=8.(1)求{a n}的通项公式;(2)记S n为数列{log3a n}的前n项和.若S m+S m+1=S m+3,求m.热点五等差、等比数列的存在问题【例5】(2020山东新高考模拟,17)在①b1+b3=a2,②a4=b4,③S5=-25这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的k存在,求k的值;若k不存在,说明理由.设等差数列{a n}的前n项和为S n,{b n}是等比数列,,b1=a5,b2=3,b5=-81,是否存在k,使得S k>S k+1且S k+1<S k+2?解题心得从三个给出的选择性条件中,选择自己好理解的条件是解题的关键,将已知的条件通过逻辑推理进行转换是解题的突破口,较强的运算能力是拿到满分的重要保证.【对点训练5】(2020山东枣庄二模,17)在①S4是a2与a21的等差中项;②a7是S33与a22的等比中项;③数列{a2n}的前5项和为65这三个条件中任选一个,补充在横线中,并解答下面的问题.已知{a n}是公差为2的等差数列,其前n项和为S n,.(1)求a n;(2)设b n=(34)n·a n,是否存在k∈N*,使得b k>278?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.核心素养微专题(四) 求解等差、等比数列的应用题【例1】(2020安徽合肥一中模拟,文12)如图所示,一条螺旋线是用以下方法画成的:△ABC 是边长为2的正三角形,曲线CA 1,A 1A 2,A 2A 3是分别以A ,B ,C 为圆心,AC ,BA 1,CA 2为半径画的圆弧,曲线CA 1A 2A 3称为螺旋线的第一圈,然后又以A 为圆心,AA 3为半径画圆弧,……,这样画到第n 圈,则所得螺旋线的长度l n 为( ) A.(3n 2+n )π B.2(3n 2+n )πC.(3n 2+n )π2D.(3n 2-n+1)π2核心素养分析本例考查考生多个核心素养,首先需要考生在读懂题意的基础上,从题目所给的几何图形中通过“数学抽象”得到一组数据;再通过“数学建模”将问题转化为等差数列模型;然后对等差数列模型的各项数值通过“数据分析”得到等差数列的项数和公差;最后通过“数学运算”得出答案.【跟踪训练1】(2019四川绵阳模拟,理16)如图,互不相同的点A 1,A 2,…,A n ,…和B 1,B 2,…,B n ,…分别在角O 的两条边上,所有A n B n 相互平行,且所有梯形A n B n B n+1A n+1的面积均相等.设OA n =a n ,若a 1=1,a 2=2,则数列{a n }的通项公式是 .【例2】已知正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为6,E ,F ,G 分别为A 1B 1,BB 1,B 1C 1的中点,E 1,F 1,G 1分别为EB 1,FB 1,B 1G 的中点,E 2,F 2,G 2分别为E 1B 1,F 1B 1,B 1G 1的点,……,依此类推,令三棱锥B-A 1B 1C 1的体积为V 1,三棱锥F-EB 1G 的体积为V 2,三棱锥的体积为F 1-E 1B 1G 1的体积为V 3,……,则V 1+V 2+V 3+…+V n =( ) A.288-18×(14)n -23B.288-18×(14)n -13C.288-36×(18)n -17D.576-9×(18)n -27核心素养分析本例考查三个核心素养,考生在读懂题意的基础上,需要从题目所给的正方体中通过“数学抽象”得到三棱锥的一组体积数据;再通过“数学建模”将问题转化为等比数列模型;然后对等比数列通过“数学运算”得出答案.【跟踪训练2】在数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n 满足3x (S n+1-1)=(2x+3)S n x ≠0,x ≠-32,n ∈N *.令f (x )=a n+1a n,则f (x )= .4.2 数列大题4.2.1 等差、等比数列的综合问题关键能力·学案突破【例1】 (1)证明 ∵b n =a n +n ,∴b n+1=a n+1+n+1.又a n+1=4a n +3n-1,∴bn+1b n=a n+1+n+1a n +n=(4a n +3n -1)+n+1a n +n=4(a n +n )a n+n =4.又b 1=a 1+1=1+1=2,∴数列{b n }是首项为2,公比为4的等比数列. (2)解 由(1)知,b n =2×4n-1,∴a n =b n -n=2×4n-1-n ,∴S n =a 1+a 2+…+a n =2(1+4+42+…+4n-1)-(1+2+3+…+n )=2(1-4n )−n (n+1)=23(4n -1)-12n 2-12n. 对点训练1 (1)证明 由题设得4(a n+1+b n+1)=2(a n +b n ),即a n+1+b n+1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列. 由题设得4(a n+1-b n+1)=4(a n -b n )+8,即a n+1-b n+1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n-1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n-12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n+12. 【例2】 解 (1)设{a n }的公差为d.由S9=-a5,得a1+4d=0.由a3=4,得a1+2d=4.可得a1=8,d=-2.因此{a n}的通项公式为a n=10-2n.(2)由(1)得a1=-4d,故a n=(n-5)d,S n=n(n-9)d.由a1>0知d<0,故S n≥a n等价于n2-11n+10≤0,解得1≤n≤10.所以n的取值范围是{n|1≤n≤10,n∈N}.对点训练2解(1)给出的通项公式为a n=2n+4,a1=6,a2=8符合题意.因为对任意n∈N*,a n+1-a n=2(n+1)+4-2n-4=2,所以{a n}是公差为2的等差数列.对任意m,n∈N*且m≠n,a m+a n=2m+4+2n+4=2(m+n+2)+4=a m+n+2,所以{a n}是“Q数列”.(2)因为{a n}是等差数列,所以S n=n(6+2n+4)2=n2+5n(n∈N*).因为S n单调递增,且S7=72+5×7=84<100,S8=82+5×8=104>100,所以n的最小值为8.注:以下答案也正确,解答步骤参考上面内容:①a n=3n+3,S n=32n2+92n,n的最小值为7;②a n=6n,S n=3n2+3n,n的最小值为6.【例3】解(1)设{a n}的公比为q.由题设得a1q+a1q3=20,a1q2=8.解得q=12(舍去),q=2.因为a1q2=8,所以a1=2.所以{a n}的通项公式为a n=2n.(2)由题设及(1)知b1=0,且当2n≤m<2n+1时,b m=n.所以S100=b1+(b2+b3)+(b4+b5+b6+b7)+…+(b32+b33+…+b63)+(b64+b65+…+b100)=0+1×2+2×22+3×23+4×24+5×25+6×(100-63)=480.对点训练3(1)解a n+1=2S n,可得a n+1=S n+1-S n=2S n,即S n+1=5S n,由a 1=1,可得S 1=1,可得数列{S n }是首项为1,公比为53的等比数列,则S n =(53)n -1;(2)证明 因为b n =1n=(3)n -1,所以{b n }是首项为1,公比为35的等比数列,则b 1+b 2+b 3+…+b n =1-(35)n 1-35=521-(35)n <52.【例4】 解 (1)设{a n }的公差为d ,由a 2=1,S 7=14得{a 1+d =1,7a 1+21d =14.解得a 1=12,d=12,所以a n =n2.∵b 1·b 2·b 3·…·b n =2n 2+n2=2n (n+1)2,∴b 1·b 2·b 3·…·b n-1=2n (n -1)2(n ≥2),两式相除得b n =2n (n ≥2).当n=1时,b 1=2,适合上式,∴b n =2n . (2)∵c n =b n cos(a n π)=2n cos (nπ),∴T 2n =2cos π2+22cos π+23cos 3π2+24cos 2π+…+22n-1cos(2n -1)π2+22n cos n π=22cos π+24cos 2π+26cos 3π+ (22)cos n π=-22+24-26+…+(-1)n·22n=-4[1-(-4)n ]1+4=-4+(-4)n+15.对点训练4 解 (1)设{a n }的公比为q ,则a n =a 1q n-1.由已知得{a 1+a 1q =4,a 1q 2-a 1=8,解得a 1=1,q=3.所以{a n }的通项公式为a n =3n-1. (2)由(1)知log 3a n =n-1,故S n =n (n -1)2.由S m +S m+1=S m+3得m (m-1)+(m+1)m=(m+3)(m+2),即m 2-5m-6=0,解得m=-1(舍去),m=6.【例5】 解 因为在等比数列{b n }中,b 2=3,b 5=-81,所以公比q=-3,从而b n =b 2(-3)n-2=3×(-3)n-2,从而a 5=b 1=-1.若存在k ,使得S k >S k+1,即S k >S k +a k+1,从而a k+1<0; 同理,若使S k+1<S k+2,即S k+1<S k+1+a k+2,从而a k+2>0.若选①:由b 1+b 3=a 2,得a 2=-1-9=-10,又a 5=-1,则可得a 1=-13,d=3,所以a n =3n-16,当k=4时,能使a5<0,且a6>0成立;若选②:由a4=b4=27,且a5=-1,所以数列{a n}为递减数列,故不存在a k+1<0,且a k+2>0;若选③:由S5=-25=5(a1+a5)2=5a3,解得a3=-5,从而a n=2n-11,所以当k=4时,能使a5<0,a6>0成立.对点训练5解(1)若选①S4是a2与a21的等差中项,则2S4=a2+a21,即24a1+4×32×2=(a1+2)+(a1+20×2).解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.若选②a7是S33与a22的等比中项,则a72=S33·a22,即(a1+6×2)2=a1+3-12×2·(a1+21×2).解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.若选③数列{a2n}的前5项和为65,则a2+a4+a6+a8+a10=65,即5a1+25d=65,解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.(2)不存在.理由如下,b n=(34)n·a n=(2n+1)·(34)n.b n+1-b n=(2n+3)·(3)n+1-(2n+1)·(3)n=3n4n+1[3(2n+3)-4(2n+1)]=3n4n+1(5-2n).所以b n+1>b n可转化为b n+1-b n>0,即5-2n>0,解得n<2.5,则n=1,2,即b3>b2>b1;b n+1<b n可转化为b n+1-b n<0,即5-2n<0,解得n>2.5,则n=3,4,5,…,即b3>b4>b5>….所以{b n}中的最大项为b3=(2×3+1)×(34)3=7×2764.显然b3=7×2764<8×2764=278.所以∀n∈N*,b n<278.所以不存在k∈N*,使得b k>278.核心素养微专题(四)【例1】B解析第一圈的三段圆弧为CA1,A1A2,A2A3,第二圈的三段圆弧为A3A4,A4A5,A5A6,…,第n圈的三段圆弧为A3(n-1)A3n-2,A3n-2A3n-1,A3n-1A3n.各段圆弧的长度分别为2×2π3,4×2π3,6×2π3,8×2π3,10×2π3,12×2π3,…,(6n-4)×2π3,(6n-2)×2π3,6n ×2π, 此数列是以4π3为首项,4π3为公差,项数为3n 的等差数列, 则l n =(2×2π3+6n×2π3)×3n 2=2(3n 2+n )π,故选B .跟踪训练1 a n =√3n -2 解析 设S △OA 1B 1=S ,∵a 1=1,a 2=2,OA n =a n , ∴OA 1=1,OA 2=2.又易知△OA 1B 1∽△OA 2B 2, ∴S △OA 1B1S △OA 2B2=(OA 1)2(OA 2)2=(12)2=14.∴S 梯形A 1B 1B 2A 2=3S △OA 1B 1=3S.∵所有梯形A n B n B n+1A n+1的面积均相等,且△OA 1B 1∽△OA n B n , ∴OA 1OA n=√S △OA 1B1S △OA n B n=√S S+3(n -1)S =√13n -2.∴a1a n=√3n -2,∴a n =√3n -2. 【例2】 C 解析 由题意得V 1=13×12×6×6×6=36.因为E ,F ,G 分别为A 1B 1,BB 1,B 1C 1的中点,所以三棱锥F-EB 1G 的体积为V 2=18V 1;E 1,F 1,G 1分别为EB 1,FB 1,B 1G 的中点,所以V 3=18V 2;E 2,F 2,G 2分别为E 1B 1,F 1B 1,B 1G 1的中点,所以V 4=18V 3;…,V k+1=18V k . 所以V 1,V 2,V 3,…,V n 成等比数列,且首项为36,公比为18, 所以S n =36×[1-(18)n]1-18=288-36×(18)n -17.故选C .跟踪训练22x+33x解析 由题知,当n=1时,3x (a 1+a 2-1)-(2x+3)a 1=0,因为a 1=1,所以a 2=2x+33x , 所以a2a 1=2x+33x . 当n ≥2时,有3x (S n+1-1)-(2x+3)S n =0, ① 3x (S n -1)-(2x+3)S n-1=0,②①-②得3xa n+1-(2x+3)a n=0,即a n+1a n =2x+33x,于是f(x)=2x+33x.。
高考数学数列总结:等差数列及等比数列公式
2019高考数学数列总结:等差数列及等比数列公式高中数学数列知识点总结:等差数列公式等差数列的通项公式为:an=a1+(n-1)d或an=am+(n-m)d前n项和公式为:Sn=na1+[n(n-1)/2] d或sn=(a1+an)n/2若m+n=2p则:am+an=2ap以上n均为正整数文字翻译第n项的值=首项+(项数-1)*公差前n项的和=(首项+末项)*项数/2公差=后项-前项高中数学数列知识点总结:等比数列公式等比数列求和公式(1) 等比数列:a (n+1)/an=q (n∈N)。
(2) 通项公式:an=a1×q^(n-1); 推广式:an=am×q^(n-m);(3) 求和公式:Sn=n×a1 (q=1) Sn=a1(1-q^n)/(1-q) =(a1-an×q)/(1-q) (q≠1) (q为公比,n为项数)(4)性质:①若m、n、p、q∈N,且m+n=p+q,则am×an=ap×aq;②在等比数列中,依次每k项之和仍成等比数列.③若m、n、q∈N,且m+n=2q,则am×an=aq^2与当今“教师”一称最接近的“老师”概念,最早也要追溯至宋元时期。
金代元好问《示侄孙伯安》诗云:“伯安入小学,颖悟非凡貌,属句有夙性,说字惊老师。
”于是看,宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。
清代称主考官也为“老师”,而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。
可见,“教师”一说是比较晚的事了。
如今体会,“教师”的含义比之“老师”一说,具有资历和学识程度上较低一些的差别。
辛亥革命后,教师与其他官员一样依法令任命,故又称“教师”为“教员”。
(5)"G是a、b的等比中项""G^2=ab(G ≠ 0)".死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。
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即会“脱去”数学文化的背景,提取关键信息;二是构造模型,
即由题意构建等差数列或等比数列或递推关系式的模型;三是
“解模”,即把文字语言转化为求数列的相关信息,如求指定项、
公比(或公差)、项数、通项公式或前 n 项和等. 精编优质课PPT江苏省2020届高三高考数学复习
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从而 a3×a5=25×27=212,所以 log2(a3a5)=log2212=12.
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变式1-3(2018·全国Ⅰ卷改编)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若3S3=S2+S4,a1= 2,则a5=__-1__0____. 解:法一 设等差数列{an}的公差为 d,
解:设数列{an}首项为a1,公比为q(q≠1),
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法二 同法一得a5=3.
等差数列的等差中项
∴又da=2a5a+5-3a8a=2=d0⇒2,3anana21+=mamaa82=-0d⇒=2-a25+. 2a5=0a⇒n aa2=m -(n3. m)d
高考数学题型全归纳:等比数列与等差数列概念及性质对比典型例题含答案
等比数列与等差数列概念及性质对比1.数列的定义顾名思义,数列就是数的序列,严格地说,按一定次序排列的一列数叫做数列.数列的基本特征是:构成数列的这些数是有序的.数列和数集虽然是两个不同的概念,但它们既有区别,又有联系.数列又是一类特殊的函数.2.等差数列的定义顾名思义,等差数列就是“差相等”的数列.严格地说,从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的数列,叫做等差数列.这个定义的要点有两个:一是“从第2项起”,二是“每一项与它的前一项的差等于同一个常数”.这两个要点,刻画了等差数列的本质.3.等差数列的通项公式等差数列的通项公式是:a n= a1+(n-1)d .①这个通项公式既可看成是含有某些未知数的方程,又可将a n看作关于变量n的函数,这为我们利用函数和方程的思想求解问题提供了工具.从发展的角度看,将通项公式①进行推广,可获得更加广义的通项公式及等差数列的一个简单性质,并由此揭示等差数列公差的几何意义,同时也可揭示在等差数列中,当某两项的项数和等于另两项的项数和时,这四项之间的关系.4.等差中项A称作a与b的等差中项是指三数a,A,b成等差数列.其数学表示是:2ba A +=,或2 A=a+b.显然A是a和b的算术平均值. 2 A=a+b(或2ba A +=)是判断三数a,A,b成等差数列的一个依据,并且,2 A=a+b(或2ba A +=)是a,A,b成等差数列的充要条件.由此得,等差数列中从第2项起,每一项(有穷等差数列末项除外)都是它的前一项与后一项的等差中项.值得指出的是,虽然用2A=a+b(或2ba A +=)可同时判定A是a与b的等差中项及A是b与a的等差中项,但两者的意义是不一样的,因为等差数列a,A,b与等差数列b,A,a不是同一个数列.5.等差数列前n项的和等差数列前n项和的公式是:()21nnaanS+=,①或()dnnnaSn211-+=②公式①和②均可看作方程.事实上,公式①和②中均含有四个量,若知其中任意三个量的值,便可通过解方程的办法求一个量的值.若将前n 项和的公式与通项公式结合起来看,共有五个量,通常知道其中的任意三个量的值,通过解方程组就可求出其余的两个量的值.公式①的结构形式与梯形的面积公式是一致的,这可由教材中码放钢管的示意图得到印证.公式②中的n S 也可看作关于变量n 的二次式(d ≠0时),其图像是在二次函数:x d a x d y ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2212的图像上当x 取1,2,3,…时所对应的那群孤立点.这为我们利用函数的观点求解等差数列前n 项和n S 的最大值或最小值问题提供了直观的背景.6.等比数列的定义顾名思义,等比数列就是“比值相等”的数列.严格地说,从第2项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数的数列,叫做等比数列.和等差数列类似,这个定义也有两个要点:一是“从第2项起”,二是“每一项与它前一项的比等于同一个常数”.它们刻画了等比数列的本质.7.等比数列的通项公式等比数列的通项公式是:a n = a 1q n -1. ①这里,一方面,可将a n 看作是n 的函数,另一方面公式本身也可视为一个方程.从发展的角度看,将公式①进行适当推广,便可得更加广义的通项公式及等比数列的一个简单性质.8.等比中项G 称作a 与b 的等比中项是指三数a ,G ,b ,成等比数列.其数学表示是ab G ±=,或 G 2=ab .显然,只有同两数才有等比中项;若两数有等比中项,若两数有等比中项,则必有两个,它们是一对互为相反数;一个等比数列从第2项起,每一项(有穷等比数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项.9.等比数列前n 项的和等比数列前n 项和的公式是:()()()⎪⎩⎪⎨⎧≠--==.111,111q q q a q na S nn公式()qq a S nn --=111可视为一个方程,它含有四个量.若已知其中任意三个量的值,便可通过解方程求出另一个量的值. 公式()q q a S nn --=111。
高考总复习一轮数学精品课件 第六章 数列 第三节 等比数列
解得
1 = 5√2-5.
(2)由题意,a2=2a1+2,即a1q=2a1+2,①
a3=2(a1+a2)+2,即a1q2=2(a1+a1q)+2,②
联立①②可得a1=2,q=3,则a4=a1q3=54.故选C.
考点二
等比数列的判断与证明
典例突破
例2.已知数列{an}中,a1=1,它的前n项和Sn满足2Sn+an+1=2n+1-1.
则a6+a8=(a1+a3)q5=1×q5=-32,
所以q5=-32,
10 + 12
故
5 + 7
=
( 5 + 7 ) 5
=q5=-32.
5 + 7
(2)方法一:设等比数列{an}的公比为q,则由a2a4a5=a3a6,a9a10=-8,
1 = 1,
1 ·1 3 ·1 4 = 1 2 ·1 5 ,
)
D.2
答案 A
解析由已知 a3=S3-S2=2,公比
4
q=
3
=
4
=2,所以
2
3
a1= 2
=
2
22
=
1
.
2
3.(2023全国甲,理5)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若
a1=1,S5=5S3-4,则S4=(
15A. 8) Nhomakorabea65
B. 8
C.15
D.30
答案 C
解析设等比数列{an}的公比为q,易知q>0,且q≠1.
得
可得 5
8
专题06 等差数列、等比数列及数列的求和-高考数学试题探源与变式(解析版)
专题六 等差数列、等比数列及数列的求和【母题原题1】【2019浙江,10】设,a b R ∈,数列{}n a 中,21,n n n a a a a b +==+,b N *∈ ,则( ) A. 当101,102b a => B. 当101,104b a => C. 当102,10b a =-> D. 当104,10b a =->【答案】A 【解析】选项B :不动点满足2211042x x x ⎛⎫-+=-= ⎪⎝⎭时,如图,若1110,,22n a a a ⎛⎫=∈< ⎪⎝⎭,排除如图,若a 为不动点12则12n a = 选项C :不动点满足22192024x x x ⎛⎫--=--= ⎪⎝⎭,不动点为ax 12-,令2a =,则210n a =<,排除选项D :不动点满足221174024x x x ⎛⎫--=--= ⎪⎝⎭,不动点为122x =±,令122a =±,则11022n a =±<,排除.选项A :证明:当12b =时,2222132431113117,,12224216a a a a a a =+≥=+≥=+≥≥, 处理一:可依次迭代到10a ;处理二:当4n ≥时,221112n nn a a a +=+≥≥,则117117171161616log 2log log 2n n n n a a a -++>⇒>则12117(4)16n n a n -+⎛⎫≥≥ ⎪⎝⎭,则626410217164646311114710161616216a ⨯⎛⎫⎛⎫≥=+=++⨯+⋯⋯>++> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故选A【母题原题2】【2018浙江,10】已知成等比数列,且.若,则A.B.C.D.【答案】B 【解析】 令则,令得,所以当时,,当时,,因此,若公比,则,不合题意;若公比,则但, 即,不合题意;因此,,选B.点睛:构造函数对不等式进行放缩,进而限制参数取值范围,是一个有效方法.如【母题原题3】【2017浙江,6】已知等差数列{}n a 的公差为d,前n 项和为n S ,则“d>0”是465"+2"S S S >的A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件 【答案】C【解析】由()46511210212510S S S a d a d d +-=+-+=,可知当0d >时,有46520S S S +->,即4652S S S +>,反之,若4652S S S +>,则0d >,所以“d>0”是“S 4 + S 6>2S 5”的充要条件,选C .【名师点睛】本题考查等差数列的前n 项和公式,通过套入公式与简单运算,可知4652S S S d +-=, 结合充分必要性的判断,若p q ⇒,则p 是q 的充分条件,若p q ⇐,则p 是q 的必要条件,该题“0d >” ⇔ “46520S S S +->”,故互为充要条件. 【母题原题4】【2016浙江,文8理6】如图,点列{}{},n n A B 分别在某锐角的两边上,且*1122,,n n n n n n A A A A A A n ++++=≠∈N ,*1122,,n n n n n n B B B B B B n ++++=≠∈N .(P≠Q 表示点P 与Q 不重合)若n n n d A B =,n S 为1n n n A B B +△的面积,则A .{}n S 是等差数列B .{}2n S 是等差数列C .{}n d 是等差数列D .{}2n d 是等差数列 【答案】A【解析】S n 表示点n A 到对面直线的距离(设为n h )乘以1n n B B +长度的一半,即112n n n n S h B B +=,由题目中条件可知1n n B B +的长度为定值,那么我们需要知道n h 的关系式,由于1,n A A 和两个垂足构成了直角梯形,那么11sin n n h h A A θ=+⋅,其中θ为两条线的夹角,即为定值,那么1111(sin )2n n n n S h A A B B θ+=+⋅,111111(||sin )2n n n n S h A A B B θ+++=+⋅,作差后:1111(sin )2n n n n n n S S A A B B θ+++-=⋅,都为定值,所以1n n S S +-为定值.故选A.【母题原题5】【2019浙江,20】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.(1)求数列{},{}n n a b 的通项公式;(2)记,n C n *=∈N证明:12+.n C C C n *++<∈N【答案】(1)()21n a n =-,()1n b n n =+;(2)证明见解析. 【解析】(1)由题意可得:1112432332a d a d a d +=⎧⎪⎨⨯+=+⎪⎩,解得:102a d =⎧⎨=⎩, 则数列{}n a 的通项公式为22n a n =-.其前n 项和()()02212n n n S nn +-⨯==-.则()()()()1,1,12n n n n n b n n b n n b -++++++成等比数列,即:()()()()21112n n n n n b n n b n n b ++=-+⨯+++⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦,据此有:()()()()()()()()2222121112121n n n n nn n n n b b n n n n n n b n n b b ++++=-++++++-+,故()()()()()22112121(1)(1)(1)(2)n n n n n n b n n n n n n n n n +--++==++++--+.(2)结合(1)中的通项公式可得:2nC==<=<=,则()()()12210221212nC C C n n n+++<-+-++--=【母题原题6】【2018浙江,20】已知等比数列{a n}的公比q>1,且a3+a 4+a 5=28,a4+2是a3,a5的等差中项.数列{b n }满足b 1=1,数列{(b n +1−b n )a n}的前n 项和为2n 2+n.(Ⅰ)求q的值;(Ⅱ)求数列{b n }的通项公式.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)由是的等差中项得,所以,解得.由得,因为,所以.(Ⅱ)设,数列前n项和为.由解得.由(Ⅰ)可知,所以,故,.设,所以,因此,又,所以.点睛:用错位相减法求和应注意的问题:(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形;(2)在写出“”与“”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“”的表达式;(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.【命题意图】1.考查等差数列、等比数列的通项公式及求和公式;2.考查数列的求和方法;3.考查运算求解能力、转化与化归思想以及分析问题解决问题的能力.【命题规律】数列是高考重点考查的内容之一,命题形式多种多样,大小均有.其中,小题重点考查等差数列、等比数列基础知识以及数列的递推关系,和其它知识综合考查的趋势明显,小题难度加大趋势明显;解答题的难度中等或稍难,随着文理同卷的实施,数列与不等式综合热门难题(压轴题),有所降温,难度趋减,将稳定在中等变难程度.往往在解决数列基本问题后考查数列求和,在求和后往往与不等式、函数、最值等问题综合.在考查等差数列、等比数列的求和基础上,进一步考查“裂项相消法”、“错位相减法”等,与不等式结合,“放缩”思想及方法尤为重要.【答题模板】解答数列大题,一般考虑如下三步:第一步:确定数列的基本量.即根据通项公式、求和公式,通过布列方程或方程组,求得进一步解题所需的基本量;第二步:确定数列特征,选择求和方法.根据已有数据,研究送来的的特征,选择“分组求和法”“错位相减法”“裂项相消法”等求和方法;第三步:解答综合问题.根据题目要求,利用函数、导数、不等式等,进一步求解.【方法总结】1.公式法:如果一个数列是等差、等比数列或者是可以转化为等差、等比数列的数列,我们可以运用等差、等比数列的前n项和的公式来求和.对于一些特殊的数列(正整数数列、正整数的平方和立方数列等)也可以直接使用公式求和.2.倒序相加法:类似于等差数列的前n项和的公式的推导方法,如果一个数列{}n a的前n 项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和公式即是用此法推导的.3.错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求,如等比数列的前n 项和公式就是用此法推导的.若n n n a b c =∙,其中{}n b 是等差数列,{}n c 是公比为q 等比数列,令112211n n n n n S b c b c b c b c --=++++,则n qS =122311n n n n b c b c b c b c -+++++两式错位相减并整理即得.4.裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,即数列的每一项都可按此法拆成两项之差,在求和时一些正负项相互抵消,于是前n 项的和变成首尾若干少数项之和,这一求和方法称为裂项相消法.适用于类似1n n c a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(其中{}n a 是各项不为零的等差数列,c 为常数)的数列、部分无理数列等.用裂项相消法求和,需要掌握一些常见的裂项方法: (1)()1111n n k k n n k ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭,特别地当1k =时,()11111n n n n =-++; (21k=,特别地当1k ==(3)()()221111212122121n n a n n n n ⎛⎫==+- ⎪-+-+⎝⎭(4)()()()()()1111122112n a n n n n n n n ⎛⎫==- ⎪ ⎪+++++⎝⎭(5))()11(11q p qp p q pq <--= 5.分组转化求和法:有一类数列{}n n a b +,它既不是等差数列,也不是等比数列,但是数列{},{}n n a b 是等差数列或等比数列或常见特殊数列,则可以将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比数列或常见的特殊数列,然后分别求和,再将其合并即可.6.并项求和法:一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如()()1nn a f n =-类型,可采用两项合并求解.例如,22222210099989721n S =-+-++-()()()100999897215050=++++++=.7. [特别提醒]:在利用裂项相消法求和时应注意:(1)在把通项裂开后,是否恰好等于相应的两项之差;(2)在正负项抵消后,是否只剩下了第一项和最后一项,或有时前面剩下两项,后面也剩下两项.(3)裂项过程中易忽视常数,如)211(21)2(1+-=+n n n n 容易误裂为112n n -+,漏掉前面的系数12; (4)裂项之后相消的过程中容易出现丢项或添项的问题,导致计算结果错误. 8. [特别提醒]:用错位相减法求和时,应注意(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形;(2)在写出“n S ”与“n qS ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“n n S qS -”的表达式.(3)给数列和S n 的等式两边所乘的常数应不为零,否则需讨论;(4)在转化为等比数列的和后,求其和时需看准项数,不一定为n .一、选择题1.【上海市虹口区2019届高三二模】已知等比数列的首项为2,公比为,其前项和记为,若对任意的,均有恒成立,则的最小值为( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】S n•,①n 为奇数时,S n •,可知:S n 单调递减,且•,∴S n ≤S 1=2; ②n 为偶数时,S n•,可知:S n 单调递增,且•,∴S 2≤S n.∴S n 的最大值与最小值分别为:2,. 考虑到函数y =3t在(0,+∞)上单调递增,∴A .B .∴B﹣A的最小值.故选:B.2.【浙江省三校2019年5月份第二次联考】已知数列满足,若存在实数,使单调递增,则的取值范围是()A.B.C.D.【答案】A【解析】由单调递增,可得,由,可得,所以.时,可得.①时,可得,即.②若,②式不成立,不合题意;若,②式等价为,与①式矛盾,不合题意.排除B,C,D,故选A.3.【浙江省2019年高考模拟训练卷(三)】已知数列满足,,,数列满足,,,若存在正整数,使得,则()A. B. C. D.【答案】D【解析】因为,,则有,,且函数在上单调递增,故有,得,同理有,又因为,故,所以.故选D.4.【广东省韶关市2019届高考模拟测试(4月)】已知数列{}n a 满足2*123111()23n a a a a n n n N n ++++=+∈,设数列{}n b 满足:121n n n n b a a ++=,数列{}n b 的前n 项和为n T ,若*()1n n N T n nλ<∈+恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .1[,)4+∞ B .1(,)4+∞ C .3[,)8+∞ D .3(,)8+∞【答案】D 【解析】数列{}n a 满足212311123n a a a a n n n ++++=+,① 当2n ≥时,21231111(1)(1)231n a a a a n n n -+++⋯+=-+--,② ①﹣②得:12n a n n=,故:22n a n =,数列{}n b 满足:22121214(1)n n n n n b a a n n +++==+221114(1)n n ⎡⎤=-⎢⎥+⎣⎦, 则:2222211111114223(1)n T n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦21114(1)n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭, 由于*()1n n N T n nλ<∈+恒成立, 故:21114(1)1n n n λ⎛⎫-< ⎪++⎝⎭, 整理得:244n n λ+>+,因为211(1)4441n y n n +==+++在*n N ∈上单调递减,故当1n =时,max213448n n +⎛⎫= ⎪+⎝⎭ 所以38λ>. 故选:D .5.【浙江省温州市2019届高三2月高考适应】已知数列{} 满足0<<<π,且,则( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】 由,取特殊值:,,得:=,=,排除C 、D ;==,=>;且,,均小于,猜测,下面由图说明:当时,由迭代蛛网图:当时,由迭代蛛网图:可得,当n分别为奇数、偶数时,单调递增,且都趋向于不动点,由图像得,综上可得,故选A.6.【浙江省湖州三校2019年普通高等学校招生全国统一考试】已知数列满足,,则使的正整数的最小值是()A.2018 B.2019 C.2020 D.2021【答案】C【解析】令,则,所以,从而,因为,所以数列单调递增,设当时, 当时,所以当时,,,从而,因此,选C.二、解答题7.【天津市部分区2019年高三质量调查试题(二)】各项均为正数的等比数列满足,.(1)求数列的通项公式;(2)设,数列的前项和为,证明:.【答案】(1) (2)见证明【解析】解:(1)设等比数列的公比为,由得,解得或.因为数列为正项数列,所以,所以,首项,故其通项公式为.(2)由(Ⅰ)得所以,所以.8.【浙江省浙南名校联盟2019届高三上学期期末】已知等比数列的公比,前项和为.若,且是与的等差中项.(I)求;(II)设数列满足,,数列的前项和为.求证:.【答案】(Ⅰ)(II)见证明【解析】(I)由,得①.再由是,的等差中项,得,即②.由①②,得,即,亦即,解得或,又,故.代入①,得,所以,即;(II)证明:对任意,,,即.又,若规定,则.于是,从而,即.8.9.【浙江省嘉兴市2019届高三上期末】在数列、中,设是数列的前项和,已知,,,.(Ⅰ)求和;(Ⅱ)若时,恒成立,求整数的最小值.【答案】(1),(2)整数的最小值是11.【解析】 (Ⅰ)因为,即,所以是等差数列,又,所以,从而.(Ⅱ)因为,所以,当时,①②①-②可得,,即,而也满足,故. 令,则,即,因为,,依据指数增长性质,整数的最小值是11.10.【河南省濮阳市2019届高三5月模拟】已知数列}{n b 的前n 项和为n S ,2n n S b +=,等差数列}{n a 满足123b a =,157b a += (Ⅰ)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (Ⅱ)证明:122313n n a b a b a b ++++<.【答案】(Ⅰ)1n a n =+,112n n b -⎛⎫= ⎪⎝⎭;(Ⅱ)详见解析.【解析】 (Ⅰ)2n n S b += ∴当1n =时,1112b S b ==- 11b ∴=当2n ≥时,1122n n n n n b S S b b --=-=--+,整理得:112n n b b -=∴数列{}n b 是以1为首项,12为公比的等比数列 112n n b -⎛⎫∴= ⎪⎝⎭设等差数列{}n a 的公差为d123b a =,157b a += 11346a d a d +=⎧∴⎨+=⎩,解得:121a d =⎧⎨=⎩()()112111n a a n d n n ∴=+-=+-⨯=+(Ⅱ)证明:设()212231111231222nn n n T a b a b a b n -⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅+=⨯+⨯+⋅⋅⋅++⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()23111112312222n n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=⨯+⨯+⋅⋅⋅++⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭两式相减可得:()()23111111111111421111122222212n n n n n T n n ++-⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭=+++⋅⋅⋅+-+⋅=-+⋅+⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭-13322n n ++=- 332n n n T +=-即12231332n n nn a b a b a b -+++⋅⋅⋅+=-302n n +> 122313n n a b a b a b -∴++⋅⋅⋅+< 11.【浙江省金华十校2019届下学期高考模拟】已知数列{}n a 中,14a =,n a >,1314n n n n a a a a +=-+,记22212111...n nT a a a =+++. (1)证明:2n a >;(2)证明:115116n na a +≤<; (3)证明:8454n n n T -<<. 【答案】(1)见解析;(2)见解析;(2)见解析 【解析】(1)∵3133(2)(2)1422n n n n n n n na a a a a a a a +---=-+-=-,∴31323221212n n n n n n na a a a a a a +---==---,令1n t a =,则2312()122n n a m t t t a +-==---,∵n a >t ∈,∴'2()260m t t t =--<,∴()m t在单调递减,∴16()()10339m t m ->=-=>,即n a 时,1202n n a a +->-恒成立, ∴12n a +-与2n a -同号,又1220a -=>.∴2n a >成立.(2)2124214111514816n n n n n a a a a a +⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭221115412816⎛⎫<-+= ⎪⎝⎭,又212111515481616n n n a a a +⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭…,∴115116n n a a +≤<. (3)先证4n nT <,因为2n a >,所以2114n a <,所以222121111...44n n n T n a a a =+++<⋅=,再证845n n T >-,∵1314n n n na a a a +=-+,∴()121144n n n n a a a a +-=+, 又21232141115151481616n n n n n a a a a a +⎛⎫=-+=-+> ⎪⎝⎭,∴11615n n a a +>,∴116()31n n n a a a +<+,又10n n a a +-<,∴2211()4()431n n n n n a a a a a ++->-,所以221222121114...()314n n n n n T a a a a a +=+++>-+4488(416)31443145n n n >-+=->-, 故8454n n n T -<<. 12.【浙北四校2019届高三12月模拟】已知数列满足,().(Ⅰ)证明数列为等差数列,并求的通项公式;(Ⅱ)设数列的前项和为,若数列满足,且对任意的恒成立,求的最小值.【答案】(Ⅰ)证明见解析,;(Ⅱ).【解析】∵(n+1)a n+1﹣(n+2)a n=2,∴﹣==2(﹣),又∵=1,∴当n≥2时,=+(﹣)+(﹣)+…+(﹣)=1+2(﹣+﹣+…+﹣)=,又∵=1满足上式,∴=,即a n=2n,∴数列{a n}是首项、公差均为2的等差数列;(Ⅱ)解:由(I)可知==n+1,∴b n=n•=n•,令f(x)=x•,则f′(x)=+x••ln,令f′(x)=0,即1+x•ln=0,解得:x0≈4.95,则f(x)在(0, x0)上单调递增,在(x0,+单调递减.∴0<f(x)≤max{f(4),f(5),f(6)},又∵b5=5•=,b4=4•=﹣,b6=6•=﹣,∴M的最小值为.。
2025高考数学二轮复习数列
用两式相除(即比值)的方式进行相关计算.
对点练1
(1)(2024·新高考Ⅱ,12)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,
则S10=
95
.
解析 (方法一)设数列{an}的公差为d,因为
a3+a4=a1+2d+a1+3d=2a1+5d=7,3a2+a5=3(a1+d)+a1+4d=4a1+7d=5,
和为Tn,若
,
m,使得4S1,S3,Sm成等比数列?
,且b1=2,T4=5T2,是否存在大于2的正整数
解 设{an}的公差为 d,{bn}的公比为 q(q>0).
由题意知 q≠1,由
1 (1-4 )
T4=5T2,得
1-
=
51 (1-2 )
,
1-
整理得 1+q2=5,因为 q>0,所以 q=2.所以 bn=2n.
∴b1=a2-2a1=3.
∵Sn+1=4an+2,∴当n≥2时,Sn=4an-1+2,
∴an+1=Sn+1-Sn=4an-4an-1,∴an+1-2an=2(an-2an-1).
又bn=an+1-2an,∴bn=2bn-1,
∴{bn}是首项为3,公比为2的等比数列.
n-1
(2)由(1)可得 bn=an+1-2an=3×2 ,∴
1 + 3 = 8,
1 = 12,
21 + 2 = 8,
当选取①②时,有
所以
解得
4 + 5 = -16,
高考数学(文科)总复习:等比数列
思考题 2 (1)已知等比数列{an},a1+a2+a3=7,a1a2a3
=8,则 an=________. 【解析】 ∵a1a2a3=a23=8,∴a2=2,∴aa11+ a3=a3= 4. 5, 解得aa31==41,或aa31==14., 当 a1=1,a2=2,a3=4 时,q=2,an=2n-1;
题型一 等比数列的基本量 {an}为等比数列,求下列各值. (1)已知 a3+a6=36,a4+a7=18,an=12,求 n; (2)已知 a2·a8=36,a3+a7=15,求公比 q; (3)已知 q=- 2,S8=15(1- 2),求 a1; (4)已知 q>1,S3=7,且 a1+3,3a2,a3+4 构成等差数列, 求 an.
【解析】 设数列{an}的公比为 q,则 a3,a6,a9 组成的新数列 的公比为 q3.
若 a3=4,a9=1,则 a62=4,a6=±2,合题意; a3,a7,a11 组成的新数列的公比为 q4,由 a3=4,a11=1,得 a72 =4,当 a7=2 时,q4=12,合题意,当 a7=-2 时,q4=-12,不合 题意,舍去. 【答案】 ±2 2
(3)已知数列{an}是等比数列,且 Sm=10,S2m=30,则 S3m =________(m∈N*).
【解析】 ∵{an}是等比数列,∴(S2m-Sm)2=Sm·(S3m-S2m), 即 202=10·(S3m-30),得 S3m=70.
【答案】 70
(4)(2019·珠海质量监测)等比数列{an}共有奇数项,所有奇数 项和 S 奇=255,所有偶数项和 S 偶=-126,末项是 192,则首项
题型二 等比数列的性质
(1)已知各项均为正数的等比数列an中,a1a2a3=5,a7a8a9
高考难点:等差等比数列的性质(含详解)
高考难点:等差等比数列的性质考点解析:等差、等比数列的性质是等差、等比数列的概念,通项公式,前n 项和公式的引申.应用等差等比数列的性质解题,往往可以回避求其首项和公差或公比,使问题得到整体地解决,能够在运算时达到运算灵活,方便快捷的目的,故一直受到重视.高考中也一直重点考查这部分内容. 例1、已知函数f (x )=412-x (x <-2).(1)求f (x )的反函数f --1(x ); (2)设a 1=1,11+n a =-f --1(a n )(n ∈N *),求a n ;(3)设S n =a 12+a 22+…+a n 2,b n =S n +1-S n 是否存在最小正整数m ,使得对任意n ∈N *,有b n <25m成立?若存在,求出m 的值;若不存在,说明理由. 解:(1)设y =412-x ,∵x <-2,∴x =-214y +, 即y =f --1(x )=-214y+(x >0) (2)∵411,14122121=-∴+=++nn nn a a a a ,∴{21na }是公差为4的等差数列,∵a 1=1, 21na =211a +4(n -1)=4n -3,∵a n >0,∴a n =341-n .(3)b n =S n +1-S n =a n +12=141+n ,由b n <25m ,得m >1425+n ,设g (n )= 1425+n ,∵g (n )= 1425+n 在n ∈N *上是减函数,∴g (n )的最大值是g (1)=5,∴m >5,存在最小正整数m =6,使对任意n ∈N *有b n <25m成立.例2、设等比数列{a n }的各项均为正数,项数是偶数,它的所有项的和等于偶数项和的4倍,且第二项与第四项的积是第3项与第4项和的9倍,问数列{lg a n }的前多少项和最大?(lg2=0.3,lg3=0.4)解法一:设公比为q ,项数为2m ,m ∈N *,依题意有⎪⎩⎪⎨⎧+=⋅--⋅=--⋅)(9)()(1)1(1)1(312131122121q a q a q a q a q q q a q q a m m化简得⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎩⎪⎨⎧+==+10831 ),1(9114121a q q q a q q 解得.设数列{lg a n }前n 项和为S n ,则S n =lg a 1+lg a 1q 2+…+lg a 1q n -1=lg a 1n ·q 1+2+…+(n -1)=n lg a 1+21n (n -1)·lg q =n (2lg2+lg3)-21n (n -1)lg3=(-23lg )·n 2+(2lg2+27lg3)·n可见,当n =3lg 3lg 272lg 2+时,S n 最大. 而4.024.073.043lg 3lg 272lg 2⨯⨯+⨯=+=5,故{lg a n }的前5项和最大. 解法二:接前,⎪⎩⎪⎨⎧==311081q a ,于是lg a n =lg [108(31)n -1]=lg108+(n -1)lg 31,∴数列{lg a n }是以lg108为首项,以lg 31为公差的等差数列,令lg a n ≥0,得2lg2-(n -4)lg3≥0,∴n ≤4.04.043.023lg 3lg 42lg 2⨯+⨯=+=5.5. 由于n ∈N *,可见数列{lg a n }的前5项和最大.一、选择题1.等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若3231510=S S ,则lim ∞→n S n 等于( ) 32 B. 32A.- C.2 D.-2二、填空题2.已知a ,b ,a +b 成等差数列,a ,b ,ab 成等比数列,且0<log m (ab )<1,则m 的取值范围是_________.3.等差数列{a n }共有2n +1项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为_________.4.已知a 、b 、c 成等比数列,如果a 、x 、b 和b 、y 、c 都成等差数列,则ycx a +=_________. 三、解答题5.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=12,S 12>0,S 13<0. (1)求公差d 的取值范围;(2)指出S 1、S 2、…、S 12中哪一个值最大,并说明理由.6.已知数列{a n }为等差数列,公差d ≠0,由{a n }中的部分项组成的数列a 1b ,a 2b ,…,a n b ,…为等比数列,其中b 1=1,b 2=5,b 3=17.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)记T n =C 1n b 1+C 2n b 2+C 3n b 3+…+C nn b n ,求nn nn bT +∞→4lim. 7.设{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,a 1=b 1=1,a 2+a 4=b 3,b 2·b 4=a 3,分别求出{a n }及{b n }的前n 项和S 10及T 10.8.{a n }为等差数列,公差d ≠0,a n ≠0,(n ∈N *),且a k x 2+2a k +1x +a k +2=0(k ∈N *) (1)求证:当k 取不同自然数时,此方程有公共根; (2)若方程不同的根依次为x 1,x 2,…,x n ,…,求证:数列11,,11,1121+++n x x x 为等差数列.难点磁场解法一:将S m =30,S 2m =100代入S n =na 1+2)1(-n n d ,得: ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=-+1002)12(22302)1(11d m m ma d m m ma 2102)13(33,2010,4013212=-+=∴+==d m m ma S m m a md m 解得解法二:由]2)13([32)13(33113dm a m d m m ma S m -+=-+=知,要求S 3m 只需求m[a 1+2)13(d m -],将②-①得ma 1+ 2)13(-m m d =70,∴S 3m =210.解法三:由等差数列{a n }的前n 项和公式知,S n 是关于n 的二次函数,即S n =An 2+Bn (A 、B 是常数).将S m =30,S 2m =100代入,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=⋅+=+m B m A m B m A Bm Am 1020 1002)2(30222,∴S 3m =A ·(3m )2+B ·3m =210 解法四:S 3m =S 2m +a 2m +1+a 2m +2+…+a 3m =S 2m +(a 1+2md )+…+(a m +2md )=S 2m +(a 1+…+a m )+m ·2md =S 2m +S m +2m 2d .由解法一知d =240m,代入得S 3m =210. 解法五:根据等差数列性质知:S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列,从而有:2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m )∴S 3m =3(S 2m -S m )=210解法六:∵S n =na 1+2)1(-n n d , ∴n S n =a 1+2)1(-n n d ∴点(n , nS n )是直线y =2)1(dx -+a 1上的一串点,由三点(m ,m S m ),(2m ,mS m22),(3m , m S m 33)共线,易得S 3m =3(S 2m -S m )=210.解法七:令m =1得S 1=30,S 2=100,得a 1=30,a 1+a 2=100,∴a 1=30,a 2=70∴a 3=70+(70-30)=110 ∴S 3=a 1+a 2+a 3=210 答案:210 课后训练一、1.解析:利用等比数列和的性质.依题意,3231510=S S ,而a 1=-1,故q ≠1,① ②∴3213232315510-=-=-S S S ,根据等比数列性质知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10,…,也成等比数列,且它的公比为q 5,∴q 5=-321,即q =-21.∴.321lim 1-=-=∞→q a S n n 答案:B二、2.解析:解出a 、b ,解对数不等式即可. 答案:(-∞,8) 3.解析:利用S 奇/S 偶=nn 1+得解. 答案:第11项a 11=29 4.解法一:赋值法. 解法二:b =aq ,c =aq 2,x =21(a +b )=21a (1+q ),y =21(b +c )=21aq (1+q ),y c x a + =)1(41)1(21)1(2122222q q a q q a q q a xy cx ay ++++=+=2.答案:2三、5.(1)解:依题意有:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<⨯+=>⨯+==+=0212131302111212,12211311213d a S d a S d a a 解之得公差d 的取值范围为-724<d <-3. (2)解法一:由d <0可知a 1>a 2>a 3>…>a 12>a 13,因此,在S 1,S 2,…,S 12中S k为最大值的条件为:a k ≥0且a k +1<0,即⎩⎨⎧<-+≥-+0)2(0)3(33d k a d k a∵a 3=12,∴⎩⎨⎧-<-≥122123d kd d kd ,∵d <0,∴2-d 12<k ≤3-d 12∵-724<d <-3,∴27<-d12<4,得5.5<k <7.因为k 是正整数,所以k =6,即在S 1,S 2,…,S 12中,S 6最大.解法二:由d <0得a 1>a 2>…>a 12>a 13,因此,若在1≤k ≤12中有自然数k ,使得a k ≥0,且a k +1<0,则S k 是S 1,S 2,…,S 12中的最大值.由等差数列性质得,当m 、n 、p 、q ∈N *,且m +n =p +q 时,a m +a n =a p +a q .所以有:2a 7=a 1+a 13=132S 13<0,∴a 7<0,a 7+a 6=a 1+a 12=61S 12>0,∴a 6≥-a 7>0,故在S 1,S 2,…,S 12中S 6最大.解法三:依题意得:)(2)212()1(221n n d d n d n n na S n -+-=-+= 222)]245(21[,0,)245(8)]245(21[2dn d d d d n d --∴<----=最小时,S n 最大; ∵-724<d <-3,∴6<21(5-d24)<6.5.从而,在正整数中,当n =6时,[n -21 (5-d24)]2最小,所以S 6最大. 点评:该题的第(1)问通过建立不等式组求解属基本要求,难度不高,入手容易.第(2)问难度较高,为求{S n }中的最大值S k ,1≤k ≤12,思路之一是知道S k 为最大值的充要条件是a k ≥0且a k +1<0,思路之三是可视S n 为n 的二次函数,借助配方法可求解.它考查了等价转化的数学思想、逻辑思维能力和计算能力,较好地体现了高考试题注重能力考查的特点.而思路之二则是通过等差数列的性质等和性探寻数列的分布规律,找出“分水岭”,从而得解.6.解:(1)由题意知a 52=a 1·a 17,即(a 1+4d )2=a 1(a 1+16d )⇒a 1d =2d 2,∵d ≠0,∴a 1=2d ,数列{n b a }的公比q =11154a da a a +==3, ∴n b a =a 1·3n -1① 又n b a =a 1+(b n -1)d =121a b n + ②由①②得a 1·3n -1=21+n b ·a 1.∵a 1=2d ≠0,∴b n =2·3n -1-1.(2)T n =C 1n b 1+C 2n b 2+…+C n n b n =C 1n (2·30-1)+C 2n ·(2·31-1)+…+C nn (2·3n -1-1)=32(C 1n +C 2n ·32+…+C n n ·3n )-(C 1n +C 2n +…+C nn )=32[(1+3)n -1]-(2n -1)= 32·4n -2n +31, .32)41()43(211)41(31)21(32lim 1324312432lim 4lim 11=-⋅++-=-⋅++-⋅=+∴-∞→-∞→∞→n n nn n n n n n n n n n n b T 7.解:∵{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,∴a 2+a 4=2a 3,b 2·b 4=b 32,已知a 2+a 4=b 3,b 2·b 4=a 3,∴b 3=2a 3,a 3=b 32, 得b 3=2b 32,∵b 3≠0,∴b 3=21,a 3=41.由a 1=1,a 3=41,知{a n }的公差d =-83,∴S 10=10a 1+2910⨯d =-855.由b 1=1,b 3=21,知{b n }的公比q =22或q =-22, ).22(32311)1(,22);22(32311)1(,221011010110-=--=-=+=--==q q b T q q q b T q 时当时当8.证明:(1)∵{a n }是等差数列,∴2a k +1=a k +a k +2,故方程a k x 2+2a k +1x +a k +2=0可变为(a k x +a k +2)(x +1)=0,∴当k 取不同自然数时,原方程有一个公共根-1.(2)原方程不同的根为x k =kk k k k a da d a a a 2122--=+-=-+ .21}11{)(2122)2(21111,211111为公差的等差数列是以常数-+∴-=-=-=---=+-+-=+∴+++k k k k k k k k k x d d d a a d a d a x x d a x。
高考数列基本题型六证明等差与等比数列
高考数列基本题型六.证明等差与等比数列1.(2022年全国甲卷)记S n为数列{a n}的前n项和.已知2S n n+n=2a n+1.(1)证明:{a n}是等差数列;(2)若a4,a7,a9成等比数列,求S n的最小值.【解答】解:(1)因为2S n n+n=2a n+1,即2S n+n2=2na n+n①,当n≥2时,2S n−1+(n−1)2=2(n−1)a n−1+(n−1)②,①−②得,2S n+n2−2S n−1−(n−1)2=2na n+n−2(n−1)a n−1−(n−1),即2a n+2n−1=2na n−2(n−1)a n−1+1,即2(n−1)a n−2(n−1)a n−1=2(n−1),所以a n−a n−1=1,n≥2且n∈N∗,所以{a n}是以1为公差的等差数列.(2)由(1)可得a4=a1+3,a7=a1+6,a9=a1+8,又a4,a7,a9成等比数列,所以a72=a4⋅a9,即(a1+6)2=(a1+3)⋅(a1+8),解得a1=−12,所以a n=n−13,所以S n=−12n+n(n−1)2=12n2−252n=12�n−252�2−6258,所以,当n=12或n=13时(S n)min=−78.2.(2019•新课标Ⅱ)已知数列{a n}和{b n}满足a1=1,b1=0,4a n+1=3a n﹣b n+4,4b n+1=3b n ﹣a n﹣4.(1)证明:{a n+b n}是等比数列,{a n﹣b n}是等差数列;(2)求{a n}和{b n}的通项公式.【解答】解:(1)证明:∵4a n+1=3a n﹣b n+4,4b n+1=3b n﹣a n﹣4;∴4(a n+1+b n+1)=2(a n+b n),4(a n+1﹣b n+1)=4(a n﹣b n)+8;即a n+1+b n+1=12(a n+b n),a n+1﹣b n+1=a n﹣b n+2;又a1+b1=1,a1﹣b1=1,∴{a n+b n}是首项为1,公比为12的等比数列,{a n﹣b n}是首项为1,公差为2的等差数列;(2)由(1)可得:a n+b n=(12)n﹣1,a n﹣b n=1+2(n﹣1)=2n﹣1;∴a n=(12)n+n−12,b n=(12)n﹣n+12.3.(2018•新课标Ⅰ)已知数列{a n}满足a1=1,na n+1=2(n+1)a n,设b n=aa nn nn.(1)求b1,b2,b3;(2)判断数列{b n}是否为等比数列,并说明理由;(3)求{a n}的通项公式.【解答】解:(1)数列{a n}满足a1=1,na n+1=2(n+1)a n,则:aa nn+1nn+1aa nn nn=2(常数),由于bb nn=aa nn nn,故:bb nn+1bb nn=2,数列{b n}是以b1为首项,2为公比的等比数列.整理得:bb nn=bb1⋅2nn−1=2nn−1,所以:b1=1,b2=2,b3=4.(2)数列{b n}是为等比数列,由于bb nn+1bb nn=2(常数);所以:数列{b n}是以b1为首项,2为公比的等比数列.(3)由(1)得:bb nn=2nn−1,根据bb nn=aa nn nn,所以:aa nn=nn⋅2nn−1.4.(2021•乙卷)记S n为数列{a n}的前n项和,b n为数列{S n}的前n项积,已知2SS nn+1bb nn=2.(1)证明:数列{b n}是等差数列;(2)求{a n}的通项公式.【解答】解:(1)证明:当n=1时,b1=S1,由2bb1+1bb1=2,解得b1=32,当n≥2时,bb nn bb nn−1=S n,代入2SS nn+1bb nn=2,消去S n,可得2bb nn−1bb nn+1bb nn=2,所以b n﹣b n﹣1=12,所以{b n}是以32为首项,12为公差的等差数列.(2)由题意,得a1=S1=b1=32,由(1),可得b n=32+(n﹣1)×12=nn+22,由2SS nn+1bb nn=2,可得S n=nn+2nn+1,当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=nn+2nn+1−nn+1nn=−1nn(nn+1),显然a1不满足该式,所以a n=�32,nn=1−1nn(nn+1),nn≥2.5.(2021•甲卷)已知数列{a n}的各项均为正数,记S n为{a n}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{a n}是等差数列;②数列{�SS nn}是等差数列;③a2=3a1.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.【解答】解:选择①③为条件,②结论.证明过程如下:由题意可得:a2=a1+d=3a1,∴d=2a1,数列的前n项和:SS nn=nnaa1+nn(nn−1)2dd=nnaa1+nn(nn−1)2×2aa1=nn2aa1,故�SS nn−�SS nn−1=nn√aa1−(nn−1)√aa1=√aa1(n≥2),据此可得数列{�SS nn}是等差数列.选择①②为条件,③结论:设数列{a n}的公差为d,则:�SS1=√aa1,�SS2=�aa1+(aa1+dd)=�2aa1+dd,�SS3=�aa1+(aa1+dd)+(aa1+2dd)=�3(aa1+dd),数列{�SS nn}为等差数列,则:�SS1+�SS3=2�SS2,即:(√aa1+�3(aa1+dd))2=(2�2aa1+dd)2,整理可得:d=2a1,∴a2=a1+d=3a1.选择③②为条件,①结论:由题意可得:S2=a1+a2=4a1,∴�SS2=2√aa1,则数列{�SS nn}的公差为dd=�SS2−�SS1=√aa1,通项公式为:�SS nn=�SS1+(nn−1)dd=nn√aa1,据此可得,当n≥2时,aa nn=SS nn−SS nn−1=nn2aa1−(nn−1)2aa1=(2nn−1)aa1,当n=1时上式也成立,故数列的通项公式为:a n=(2n﹣1)a1,由a n+1﹣a n=[2(n+1)﹣1]a1﹣(2n﹣1)a1=2a1,可知数列{a n}是等差数列.6.(2017•新课标Ⅰ)记S n为等比数列{a n}的前n项和.已知S2=2,S3=﹣6.(1)求{a n}的通项公式;(2)求S n,并判断S n+1,S n,S n+2是否成等差数列.【解答】解:(1)设等比数列{a n}首项为a1,公比为q,则a3=S3﹣S2=﹣6﹣2=﹣8,则a1=aa3qq2=−8qq2,a2=aa3qq=−8qq,由a1+a2=2,−8qq2+−8qq=2,整理得:q2+4q+4=0,解得:q=﹣2,则a1=﹣2,a n=(﹣2)(﹣2)n﹣1=(﹣2)n,∴{a n}的通项公式a n=(﹣2)n;(2)由(1)可知:S n=aa1(1−qq nn)1−qq=−2[1−(−2)nn]1−(−2)=−13[2+(﹣2)n+1],则S n+1=−13[2+(﹣2)n+2],S n+2=−13[2+(﹣2)n+3],由S n+1+S n+2=−13[2+(﹣2)n+2]−13[2+(﹣2)n+3]=−13[4+(﹣2)×(﹣2)n+1+(﹣2)2×(﹣2)n+1],=−13[4+2(﹣2)n+1]=2×[−13(2+(﹣2)n+1)]=2S n,即S n+1+S n+2=2S n,∴S n+1,S n,S n+2成等差数列.7.(2022年北京)已知Q:a1,a2,⋯,a k为有穷整数数列.给定正整数m,若对任意的n∈{1,2,⋯,m},在Q中存在a i,a i+1,a i+2,⋯,a i+j(j≥0),使得a i+a i+1+a i+2+⋯+a i+j=n,则称Q为m−连续可表数列.(1)判断Q:2,1,4是否为5−连续可表数列?是否为6−连续可表数列?说明理由;(2)若Q:a1,a2,⋯,a k为8−连续可表数列,求证:k的最小值为4;(3)若Q:a1,a2,⋯,a k为20−连续可表数列,且a1+a2+⋯+a k<20,求证:k≥7.【解答】解:(1)a2=1,a1=2,a1+a2=3,a3=4,a2+a3=5,所以Q是5−连续可表数列;易知,不存在i,j使得a i+a i+1+⋯+a i+j=6,所以Q不是6−连续可表数列.(2)若k≤3,设为Q:a,b,c,则至多a+b,b+c,a+b+c,a,b,c,6个数字,没有8个,矛盾;当k=4时,数列Q:1,4,1,2,满足a1=1,a4=2,a3+a4=3,a2=4,a1+a2=5,a1+a2+ a3=6,a2+a3+a4=7,a1+a2+a3+a4=8,∴k min=4.(3)Q:a1,a2,⋯,a k,若i=j最多有k种,若i≠j,最多有C k2种,所以最多有k+C k2=k(k+1)2种,若k≤5,则a1,a2,…,a k至多可表5(5+1)2=15个数,矛盾,从而若k<7,则k=6,a,b,c,d,e,f至多可表6(6+1)2=21个数,而a+b+c+d+e+f<20,所以其中有负的,从而a,b,c,d,e,f可表1~20及那个负数(恰21个),这表明a~f中仅一个负的,没有0,且这个负的在a~f中绝对值最小,同时a~f中没有两数相同,设那个负数为−m(m≥1),则所有数之和≥m+1+m+2+⋯+m+5−m=4m+15,4m+15≤19⇒m=1,∴{a,b,c,d,e,f}={−1,2,3,4,5,6},再考虑排序,排序中不能有和相同,否则不足20个,∵1=−1+2(仅一种方式),∴−1与2相邻,若−1不在两端,则"x , -1 , 2 , __,__,__"形式,若x=6,则5=6+(−1)(有2种结果相同,方式矛盾),∴x≠6,同理x≠5,4,3,故−1在一端,不妨为"−1 ,2, A, B, C, D"形式,若A=3,则5=2+3(有2种结果相同,矛盾),A=4同理不行,A=5,则6=−1+2+5(有2种结果相同,矛盾),从而A=6,由于7=−1+2+6,由表法唯一知3,4不相邻,、故只能−1,2,6,3,5,4,①或−1,2,6,4,5,3,②这2种情形,对①:9=6+3=5+4,矛盾,对②:8=2+6=5+3,也矛盾,综上k≠6∴k≥7.。
2020高考数学备考复习 易错题六:等差数列与等比数列
2020高考数学备考复习易错题六:等差数列与等比数列一.单选题(共12题;共24分)1.在等差数列{a n}中,a3=5,a10=19,则a51的值为()A. 99B. 49C. 101D. 102【答案】C【考点】等差数列的通项公式【解析】【解答】解:设等差数列{a n}的公差为d,则d==2,∴a51=a10+41d=19+82=101故选:C【分析】由题意易得等差数列的公差,代入通项公式计算可得.2.等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=6,a1=4,则S5等于()A. -2B. 0C. 5D. 10【答案】B【考点】等差数列的前n项和【解析】【解答】根据题意,设等差数列的公差为d,则且a3=a1+2d,又a1=4,解得d=﹣2,a3=0;所以S5=5a3=5×0=0.故选:B.【分析】根据题意,利用等差数列的通项公式与前n项和公式,即可求出S5的值.3.若{a n}为等比数列a5•a11=3,a3+a13=4,则()A. 3B.C. 3或D. ﹣3或【答案】C【考点】等比数列的通项公式【解析】解答:解:∵{a n}为等比数列a5•a11=3,∴a3•a13=3 ①∵a3+a13=4 ②由①②得a3=3,a13=1或a3=1,a13=3,∴q10= 或3,∴或3,故选C.分析:根据等比数列的性质,写出a3•a13=3,和另一个组成二元二次方程组,解出两项的值,得到公比的10次方的值,而要求的结果是和公比的10次方有关的.4.设s n为等比数列{a n}的前n项和,8a2+a5=0则=()A. ﹣11B. ﹣8C. 5D. 11【答案】A【考点】等比数列的前n项和【解析】解答:设公比为q,由8a2+a5=0,得8a2+a2q3=0,解得q=﹣2,所以.故选A.分析:根据等比数列的通项公式求出首项和公比,根代入等比数列的前n项和公式即可.5.设是公差不为0的等差数列,成等比数列,则的前n项和()A. B. C. D.【答案】A【考点】等差数列的通项公式,等差数列的前n项和,等比数列的通项公式【解析】【解答】因为且成等比数列,所以,即,解得,故的前项和=,故选A。
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高中数学高考综合复习专题九等差数列与等比数列一、高考考点1.等差数列或等比数列定义的应用:主要用于证明或判断有关数列为等差(或等比)数列.2.等差数列的通项公式,前几项和公式及其应用:求;求;解决关于或的问题.3.等比数列的通项公式,前n项和及其应用:求;求;解决有关或的问题.4.等差数列与等比数列的(小)综合问题.5.等差数列及等比数列的主要性质的辅助作用:解决有关问题时,提高洞察能力,简化解题过程.6.数列与函数、方程、不等式以及解析几何等知识相互结合的综合题目:以高中档试题出现,重点考察运用有关知识解决综合问题的能力。
二、知识要点(一)、等差数列1.定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数那么这个数列叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差.认知:{}为等差数列-=d(n∈N※且d为常数)-=d(n2, n∈N※且d为常数)此为判断或证明数列{}为等差数列的主要依据.2.公式(1)通项公式:=+(n-1)d:引申:=+(n-m)d(注意:n=m+(n-m) )认知:{}为等差数列为n的一次函数或为常数=kn+b (n)(2)前n项和公式:=或=n+认知:{}为等差数列为n的二次函数且常数项为0或=n=+bn(n)3.重要性质(1){}为递增数列d>0;{}为递减数列d<0;{}为常数列d=0(2)设m,n,p,q,则m+n=p+q+=+;(3)2m=p+q2=+.即在等差数列中,如果某三项(或更多的项)的项数成等差数列,则相应的各项依次成等差数列.(4)设,,分别表示等差数列{}的前n项和,次n项和,再次n项和,……则,,……依次成等差数列.(二)等比数列1、定义: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,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比.认知:(1){}为等比数列=q(n∈N※且q为非零常数)=q(n≥2,n∈N※且q为非零常数)(2){}为等比数列(n≥2,且≠0 )(n※,且≠0)2.公式(1)通项公式:=;引申:=(注意:n=m+(n-m) )认知:{}为等比数列=c(c,q均是不为0的常数,且n)(2)前n项和公式认知:{}为等比数列=A+B(其中n,且A+B=0).3.主要性质:(1)设m,n,p,q,则有m+n=p+q;(2)2m=p+q即在等比数列中,如果某三项(或更多的项)的项数成等差数列,则相应的各项依次成等比数列.(3)设,,,……分别表示等比数列的前n项和,次n项和,再次n项和,……,则,,,……依次成等比数列。
(三)等差数列、等比数列的联系与个性等差数列与等比数列定义中的一字之差,导致它们的主要性质具有惊人的相似之处,也造就出它们之间密切联系的必然.然而,它们毕竟是两种不同的数列,各自又必然具有鲜明的个性.因此,认知联系,了解个性,是我们分析和解决等差数列与等比数列综合问题的必要的基础和准备.1.联系(1)正数等比数列各项的(同底)对数值,依次组成等差数列.即{}为等比数列且(i=1,2……,n,……){}(且)为等差数列.引申:若{}为正项等比数列,且定义=,则{}亦为等差数列.(2)取一个不等于1的正数为底数,则以等差数列各项为指数的方幂依次组成等比数列.即设a>0且a≠1,则{}为等差数列{}为等比数列.(3){}既是等差数列,又是等比数列{}是非零常数列.2.个性(1)倒数等比数列各项的倒数仍成等比数列;除常数列外,等差数列各项的倒数不再成等差数列(它们组成一个新数列,称为调和数列).(2)中项任何两数的等差中项存在且唯一;只有两个同号数才有等比中项,并且它们的等比中项是互为相反数的两个值.(3)解题策略解决等差数列基本策略:两式相减,消元化简;解决等比数列基本策略:两式相除,消元降幂.三、经典例题例1.已知数列{}共有k(定值)项,它的前几项和=2n2+n(n≤k,n∈N※),现从这k项中抽取一项(不抽首项和末项),余下的k-1项的算术平均值为79.(1)求;(2)求数列的项数k,并求抽取的是第几项.分析:注意已知=2n2+n,欲求,立足于公式=解:(1);当n≥2时,又=3适合上式,∴=4n-1,(n≤k,n∈N※).(2)设抽取的是数列{}的第t项(1<t<k),则=4t-1①由题意得-=79(k-1)∴(2k2+k)-(4t-1)=79k-79∴4t=2k2-78k+80②∵1<t<k∴由②得4<2k2-78k+80<4k∵k∈N※∴k=39∴由②得t=20.于是可知,数列{}共有39项,抽取的是第20项.点评:捕捉并利用题设条件中的不等关系,是解题成败或失分的重要环节.在这里,设抽取的是数列{}中的第t项之后,揭示并利用1<t<k,便成为解题深入或成败的关键.此外,从不等式关系中寻出所求整数值,也是数列问题乃至其它关于整数的命题的基本解题方略.例2.设数列{}的前n项和为,对所有正整数n都有≠0,且+=k,是否存在正整数k,使得数列{}为等比数列.分析:关于和的问题,仍要立足于公式=,只是在处理特殊与一般的两种情况能否“合二为一”的环节,大家要格外小心.解:假设符合题意的正整数k存在,则有+=k(本题特殊性)①又-=(数列普遍性)②∴①+②得2=(k+1)(n∈N※)③∴2=(k+1)(n≥2)(近亲繁殖)④∴③-④得2=(k+1)(-)=由题设易见k≠1(不然,便会由④导出=(n≥2)的矛盾)故得=(n≥2)⑤另一方面,由题设得+=k(注意特殊情形的考察从原式入手)∴2a1+=k∴=⑥由⑤⑥令=,则此方程无解,∴≠(n≥2)⑦于是由⑤⑦知,数列{}不是等比数列,这与题设矛盾因此,不存在满足题设条件的正整数k,使得数列{}为等比数列.点评:解决数列{}的递推式问题或与的关系问题,仍然是一要注意“细节”:对n的范围的认定与标注;二要注意“晚节”:综合结论前要特别注意对n的特殊取值的考察.对于本例,若将④错认为是2=(k+1)(n∈N※),则会导出=(n∈N※),进而作出错误判断.例3.在等差数列{}中,公差d≠0,是与的等比中项,已知,,,,……,成等比数列,求数列{}的通项.分析:此题是等差数列{}和它的子数列的问题,因此,解题要立足于等差数列{},从认知{}的特性入手去了解.认知它的子数列{}或相关数列{}.解:由题设得=+(n-1)d①2=②∴由①②得又d≠0,∴d=∴=nd(数列{}特性)③∴又由,,,,……,成等比数列得:d,3d,d,d,……,d成等比数列又注意到d≠0,故有1,3,,,……,成等比数列.由此得即(n∈N※)点评:解决数列和它的子数列问题,务必要注意子数列中各项的“双重属性”.对于本题中的数列{}的子数列,,,,……,是等差数列{}的第项,有=+;又是上述子数列的第n+2项,又有=q n+1(这里q=3).解决此类问题时,这“双重属性”都要注意考察与运用.例4、(2005江苏卷)设数列{}的前n项和为,已知=1,=6,=11,且(n=1,2,……)其中A,B为常数.(1)求A与B的值;(2)证明:数列{}为等差数列;(3)证明:不等式对任何正整数m,n都成立.分析:关于与的问题,当然要利用基本关系式=,只是要注意捕捉应用这一公式的最佳时机:有时,一开始便运用公式为好;有时,对已知式化简或变通后再用公式为上.在这里,注意到已知关系式的复杂性,考虑先化简或转化,条件适当时再用公式.解:(1)由已知得==1,=7,=18又在已知关系式中分别令n=1,2得由此解得A=-20,B=-8.(2)证明:由(1)得①∴由①得(近亲繁殖)②∴②-①得③∴由③得(再次近亲繁殖)④∴④-③得⑤此时,注意到∴由⑤得又5n+2≠0故得即⑥又-=-=5⑦∴由⑥⑦知数列{}是首项为=1,公差d=5的等差数列.(3)证明:由(2)得=5n-4又①∵=25mn-20(m+n)+16∴要证原不等式成立.只要证明对任意m,n∈N※都有①成立只要证只要证②此时注意到=5m+5n-8又15m+15n-29>0∴即∴②式成立∴原不等式成立.点评:(1)证明(2),两次利用近亲繁殖,两次运用两式相减:②-①消去原来右边的(-20n),④-③消去原来右边的-20,从而使得新递推式左边为0.这种战略眼光和胆略值得我们学习.(2)证明(3),分析转化,有目的地凑项,也是经常运用的解题策略,值得我们细细品悟和借鉴.例4.已知数列{}是公比为q的等比数列,且,,成等差数列.(1)求q的值;(2)设{}是以2为首项,q为公差的等差数列,其前n项和为,当n≥2时,比较与的大小,并说明理由.分析:(2)仍是与的问题,解题或讨论时要注意q取特殊值及n取特殊值的细节之处.解:(1)由题意得,又,∴∵,∴∴q=1或q=-.(2)若q=1,则=2n+,∴当n≥2时,-===∴>;若q=-,则=2n+∴当n≥2时,-==由此可知,当2≤n≤9时,-,即>;当n=10时,=当n≥11时,<.于是综合上述讨论可知,对于n≥2 (n∈N※),若q=1,则>;若q=-,则当2≤n≤9时,>;当n=10时,=;当n≥11时,<.四、高考真题1.设等比数列{}的公比为q,前n项和为,若,,成等差数列,则q的值为()分析:从运用等比数列求和公式切入.注意到当q=1时,又,∴2∴这里q≠1.而当q≠1时,由得2(1-)=整理得由此解得q=-2,故应填-2.2.已知实数a,b,c成等差数列,a+1,b+1,c+4成等比数列,且a+b +c=15,求a,b,c.分析:注意到这里a,b,c成等差数列,且已知它们的和为15.故运用“对称设法”.解:设实数a,b,c所成等差数列的公差为d,则a=b-d,c=b+d.∴由已知条件得由(1)得b=5代入(2)得36=(6-d)(9+d)(d-3)(d+6)=0∴d=-6或d=3当d=-6时,得a=11,c=-1;当d=3时,得a=2,c=8;∴所求a,b,c的值为a=11,b=5,c=-1或a=2,b=5,c=8.3.数列{}满足=1,且,记(1)求的值;(2)求数列{}的通项公式及数列{}的前n项和.分析:欲求,可先求关于数列{}的递推式.因此,考虑以{}的递推式向{}的递推式的转化切入.解:(1)由得①①代入已知递推式得由此解得②又,=1,∴∴由②得∴所求,(2)解法一(变形、转化)由②入手凑项得又,∴数列{}是首项为,公比为2的等比数列∴=×2即(n∈N※)③于是由①得==∴===(n∈N※)解法二(列举――猜想――证明)由(1)得,注意到由此猜出:数列{}是首项为,公比为2的等比数列由此可得=(以下证明从略).4.设无穷等差数列{}的前n项和为.(1)若首项=,公差d=1,求满足的正整数k;(2)求所有的无穷等差数列{},使对于一切正整数k都有成立.分析:(1)注意到这里要求的是项数k,故选用第二求和公式(2)解决此类恒成立问题,从“特殊”入手切入.故这里也从k=1,2入手突破.解:(1)当=,d=1时,=∴由得,又k≠0,故得k=4.(2)设数列{}的公差为d,则在中分别取k=1,2得解得=0或=1(ⅰ)当=0时,代入②解得d=0或d=6若=0,d=0,则=0,=0,从而成立;若=0,d=6,则=6(n-1),由=18,=324,=216知,≠,故所得数列不合题意.(ⅱ)当=1代入②解得d=0或d=2若=1,d=0,则=1,=n,从而成立;若=1,d=2,则=2n-1,=1+3+……+(2n-1)=从而成立.于是综合以上讨论可知,共有3个满足条件的无穷等差数列:(Ⅰ){}: =0,即0,0,0,……;(Ⅱ){}: =1,即1,1,1,……;(Ⅲ){}: =2n-1,即1,3,5,……,2n-1,…….点评:对于(2),从k=1,2入手求出及d的值,而后再说明或论证这样的数列{}是否符合题意,循着“一般~特殊~一般”的辩证途径切入问题并引向纵深.。