高三一轮专题---数列复习大串讲(解析版)

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高三一轮专题复习--------数列
一、知识网络
二、重难点突破
热门知识点01 求数列的最大项、最小项
求数列的最小项或最大项的方法:
(1)利用作差比较法或作商比较法判断出数列的单调性,进而找出数列的最小项或最大项.
(2)令或,解不等式组,找出数列的最小项或最大项.
典例一:已知数列{a n}中,a n=n•()n+1,求此数列的最大项的项数.
【解答】解:假设数列的最大项的项数为a n,
则满足,
则,
即,
解得,
即,
即n=4,
故数列的最大项的项数为4.
典例二:已知数列的通项公式a n,求该数列的最大项.
【解答】解:a n,
当x>0时,函数y=x在(0,)上递减,在(,+∞)上递增,
∴当n=4时,4,
当n=5时,5,
∴当n=4时,n最小,此时a n最大,
即最大项为a4
热门知识点02 由Sn与an间的关系求an
(1)已知求
由前项和求通项公式的主要步骤有四部:①令确定;②由确定;
③检验②中时的结果是否等于;④写出通项公式(若③中符合,则合着写;若不符,则分段写).
(2)已知与之间的关系求
解决此类问题通常有两种途径:①由关系式消去建立与或之间的关系求;
②由关系式消去建立与或之间的关系求,进而求.
典例一:已知数列{a n}的前n项和S n=3+2n,求a n.
【解答】解:a1=S1=3+2=5,
a n=S n﹣S n﹣1=(3+2n)﹣(3+2n﹣1)=2n﹣1,
当n=1时,2n﹣1=1≠a1,
∴.
典例二:数列的前n项的和S n=2n2+n+1,求数列的通项公式.
【解答】解:当n≥2时,有a n=S n﹣S n﹣1=2n2+n+1﹣[2(n﹣1)2+(n﹣1)+1]=4n﹣1;,
而a1=S1=4不适合上式,
所以.
热门知识点03 利用等差数列的性质解题
对于等差数列的运算问题,可观察已知项和所求项的序号之间的关系,利用等差数列的性质求解.
典例一:已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且a1+a8+a12=12,则S13=()
A.104 B.78 C.52 D.39
【解答】解:因为已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且a1+a8+a12=3a1+18d=3a7=12,故a7=4,所以S1313a7=13×4=52.
故选:C.
典例二:在等差数列{a n}中,已知a2+a5+a12+a15=36,则S16=()
A.288 B.144 C.572 D.72
【解答】解:a2+a5+a12+a15=2(a2+a15)=36,
∴a1+a16=a2+a15=18,
∴S168×18=144,
故选:B.
热门知识点04 求数列{|an|}前n项和的方法
给出数列,要求数列的前项和,关键是分清取什么值时.
一般地,如果数列为等差数列,为其前项和,,那么有:
(1)若,则由
(2)若,则由
典例一:已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S7=35,a2a4=45.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)记b n=|a n|,求数列{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(1)设数列{a n}的公差为d,
由S7=35,a2a4=45,
得,
解得,
∴a n=11+(n﹣1)×(﹣2)=13﹣2n.
(2)由a n=13﹣2n>0,得n,
∴当n≤6时,a n>0,
此时T n=|a1|+|a2|+…+|a n|=a1+a2+…+a n
12n﹣n2,
当n>6 时,a n<0,
此时T n=|a1|+|a2|+…+|a n|=a1+a2+…+a6﹣(a7+a8+…+a n)
=2(a1+a2+…+a6)﹣(a1+a2+…+a6+a7+…+a n)
=2×(12×6﹣62)﹣(12n﹣n2)=n2﹣12n+72,
∴T n.
典例二:等差数列{a n}的前n项和为S n,若a5=﹣5,S7=﹣49.
(1)求数列{a n}的通项公式a n和前n项和S n;
(2)求数列{|a n|}的前24项和T24.
【解答】解:(1)由题得,,
∴a n=﹣13+2(n﹣1)=2n﹣15,
S n n(n﹣14).
(2)当1≤n≤7时,a n<0,当n>8时,a n>0.
S7=7×(7﹣14)=﹣49,S24=24×(24﹣14)=240.
∴T24=﹣S7+(S24﹣S7)=S24﹣2S7=338.
热门知识点05 等比数列前n项和公式与性质的应用
利用等比数列的前项和公式解题,属同行通法;利用性质解题,方法灵活,技巧性强,有时能使计算简便.
等比数列前项和的性质:
①项的个数的“奇偶”性质:等比数列中,公比为,
a.若共有项,则;
b.若共有项,则.
②“片断和”性质:等比数列中,公比为,则个连续项的和(和不为0),
构成公比为的等比数列.
典例一:已知等比数列{a n}的前n项和为S n,若S3=6,S6=54,则数列{a n}的公比为()A.B.C.2 D.3
【解答】解:依题意可得q≠1,
∵S36,S654,
∴1+q3=9,
∴q=2,
故选:C.
典例二:已知数列{a n}为等比数列,满足a3a11=6a7;数列{b n}为等差数列,其前n项和为S n,且b7=a7,则S13=()
A.13 B.48 C.78 D.156
【解答】解:∵数列{a n}为等比数列,满足a3a11=6a7,
∴6a7,
解得a7=6
∵数列{b n}为等差数列,其前n项和为S n,且b7=a7,
∴b7=a7=6,
∴S1313b7=13×6=78.
故选:C.
热门知识点06 数列求和的常用方法
(1)公式法求和
①直接用等差、等比数列的求和公式.
②掌握一些常见的数列的前项和公式.




(2)倒序相加法求和
如果一个数列中,与首、末两项等“距离”的两项的和相等,那么求这个数列的前项和可
用倒序相加法,如等差数列的前项和即是用此法推导的.
(3)错位相减法求和
错位相减法求和适用于型数列,其中分别是等差数列和等比数列.
(4)裂项相消法求和
利用裂项消法求和时,应注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面剩两项,再就是通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂项前后保持相等.
常见的拆项公式有:
①若是等差数列,则,.
②.
③.
④.
⑤.
⑥.
⑦.
(5)分组转化法求和
数列求和应从通项入手.有的数列,从通项上看,既不是等差数列,也不是等比数列,但将数列适当拆开,可分为几个等差、等比数列或常见的数列,对这列数列求和,应先拆开,然后分
别求和,再将其合并即可.
(6)并项求和法
对一些特殊的数列来说,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的前项和时,可将这些项放在一起先求和,再求整体的和.
典例一:已知函数(x∈R)的所有正数的零点构成递增数列{a n}(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设,求数列{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(1)因为,
所以由题意有,
这就是函数f(x)的全部零点.
又由已知函数f(x)的所有正数的零点构成递增数列{a n},
所以{a n}是以为首项,1为公差的等差数列,
所以a n=n;
(2)n•()n,
则前n项和T n=1•()1+2•()2+…+n•()n,
T n=1•()2+2•()3+…+n•()n+1,
相减可得T n=()+()2+…+()n﹣n•()n
n•()n,
化简可得T n=2﹣(n+2)•()n.
典例二:设数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,S n+1﹣3S n=1(n∈N*).
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)若数列{b n}满足:b n=log3a n+1,{b n}的前n项和为T n,求的值.
【解答】解:(1)a1=1,S n+1﹣3S n=1(n∈N*).
可得S n﹣3S n﹣1=1,n≥2,
相减可得a n+1=3a n,
则数列{a n}为首项为1,公比为3的等比数列,
可得a n=3n﹣1;
(2)b n=log3a n+1=log33n=n,
前n项和为T n n(n+1),
2(),
可得2(1)
=2(1).
热门知识点07 数列的应用
数列在实际生活中的应用非常广泛,因此,数列的实际应用问题也在历年高考中占有重要的位置.
(1)解答数列应用题的基本步骤:
①审题:仔细阅读材料,认真理解题意.
②建模:将一直条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题,分清涉及的数列
的是等差数列还是等比数列,是求通项还是求前项和.
③求解:求出该问题的数学解.
④换元:将所求结果还原到实际问题中.
(2)数列应用问题的常见模型:
①等差模型:一般地,如果后一个量与前一个量的差是印个固定的具体量,该模型是等差模型,
这个固定量就是公差.其一般形式是(常数).
②等比模型:一般地,如果后一个量与前一个量的比是一个固定的数(一般为百分数),该
模型是等比模型,如增长率问题,利率问题,分期付款问题.
③混合模型:在一个问题中,同时涉及等差数列和等比数列的模型.
④递推数列模型:如果容易找到数列任意一项与它的前一项或前几项间的递
推关系式,那么我们可以用递推数列的知识求解.
典例一:几位大学生响应国家的创业号召,开发了A、B、C三款应用软件,为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动,这三款软件的激活码分别为下面数学问题的三个答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,以此类推,试根据下列条件分别求三款软件的激活码.
(1)A款应用软件的激活码是该数列中第四个三位数的项数的平方;
(2)B款应用软件的激活码是该数列中第一个四位数及其前所有项的和;
(3)C款应用软件的激活码是满足如下条件的最小整数N0:①N0>1000;②该数列的前N0项和为2的整数幂.
【解答】解:(1)由题意,可以将数列排成如下形式:
1,
1,2,
1,2,4,
1,2,4,8,
1,2,4,8,16,

由2的整数幂可知第一个三位数是27=128,
又由数列的特点,可知:第二个三位数是27=128,第三个三位数是28=256,
∴第四个三位数是27=128.
观察排成的数列可知:
①每行的行数=该行的项数;
②第m行的最后一项应为:2m﹣1
∴第三个三位数28=256应该在第9行的最后一项.
∴第四个三位数27=128应该在第10行的第8项.
∴第四个三位数的项数=(1+2+…+9)+8=53.
而532=2809.
∴A款应用软件的激活码为:2809.
(2)由2的整数幂可知:第一个四位数应为210=1024.
再联系上面排成的数列规律,可知:
210=1024应该在第11行的第11项.
设上面排成的数列中第一行的和为S1,则S1=1=21﹣1.
设上面排成的数列中第二行的和为S2,则S2=1+2=22﹣1.
第三行的和为S3,则S3=1+2+4=23﹣1.

第m行的和为S m,则S m=1+2+…+2m﹣1=2m﹣1.
∵第一个四位数210=1024应该在第11行的第11项.
∴第一个四位数及其前所有项的和=S1+S2+S3+…+S11=(21﹣1)+(22﹣1)+(23﹣1)+…+(211﹣1)
=(21+22+23+…+211)﹣11
=2•(211﹣1)﹣11
=212﹣13
=4096﹣13=4083.
(3)由题意,前m行一共有1+2+…+m项.
由条件①N0>1000,可设1000,得出:m≥45.
则可知:满足条件的最小整数N0至少在第45行或大于第45行中某个项数.
根据条件②:前m行所有项的和S=S1+S2+…+S m=(21﹣1)+(22﹣1)+…+(2m﹣1)=2m+1﹣m﹣2.
∵要满足条件②,而前m行所有项的和还有﹣(m+2),
∴设第m+1行中前k项的和为m+2,
即1+2+4+…+2k﹣1=2k﹣1=m+2.
∴m+3=2k
∵m≥45.∴m+3≥48,即2k≥48
∵只有当k=6时,26=64≥48.
∴m+3=26=64,即m=61.
∴N01897.
典例二:某商人投资81万元建设一座工厂,后期每年的投入成递增等差数列{a n},{a n}的前n项和为S n,其中a3+1,a7+1,a13+1和a3+1,S2,a13+1都分别成等比数列.已知每年的总收入为40万元.
(1)试问该工厂到哪一年年平均利润最大?
(2)9年后,有人愿意以52万元的价格收购这座工厂,而该商人本打算等纯利润总和最大时以大约16万
元的价格出售该厂,试问该商人怎样选择更合理?
【解答】解:(1)设数列{a n}的公差为d(d>0),f(n)表示前n年的纯利润,
则,a1=11,d=2;
∴f(n)=40n﹣[11n2]﹣81=﹣n2+30n﹣81;
年平均利润为30﹣(n)≤30﹣212,
当且仅当n=9时取“=”,
∴到第9年时年平均利润最大;
(2)由利润函数f(n)=﹣n2+30n﹣81=﹣(n﹣15)2+144,
当n=15时,f(n)取得最大值为f(15)=144,
∴利润总和最大时获利为144+16=160(万元),此时n=15;
如果此时出售该厂可获利9×12+52=160(万元),此时n=9;
由此可知获利都是160万元,但是考虑到时间,明显现在出售该厂更合理.
热门知识点08 由递推公式通项的常用方法
(1)型
此类数列可以用“累加法”求通项,即利用
求解.
(2)型
此类数列可用累乘法求通项,即利用求解.
(3)型
①若,则数列为等差数列;
②若,则数列为等比数列;
③若且,则数列为现行递推数列,其通项可通过待定系数法构造辅助数列来求.
方法如下:设,得,与比较系数得

所以,
所以由,
因此数列可构成以为首项,为公比的等比数列.
所以,
即.
规律:将递推关系化为的形式,构造成公比为
的等比数列,从而求得.
(5)(其中均为常数,)型
①一般地,要先在递推公式两边同除以,得,引入辅助数列(其中),
得,再用待定系数法解决.
②也可以在原递推公式两边同除以,得,引入辅助数列(其中),
得,再利用累加法求解.
(6)(其中为常数)型
此类数列可用倒数变换法来求通项.
典例一:数列{a n}中,a1=1,a n+1(n∈N*),则是这个数列的第()项.
A.100项B.101项C.102项D.103项
【解答】解:由a n+1(n∈N*),两边取倒数可得:,即.
∴数列{}是等差数列,
∴1.
∴.
令,解得n=100.
∴是这个数列的第100项.
故选:A.
典例二:已知在数列{a n}中,a1=3,a2=6,且a n+2=a n+1﹣a n,则a2017=()
A.3 B.﹣3 C.6 D.﹣6
【解答】解:∵a1=3,a2=6,且a n+2=a n+1﹣a n,
∴a3=a2﹣a1=6﹣3=3,
a4=a3﹣a2=3﹣6=﹣3,
a5=a4﹣a3=﹣3﹣3=﹣6,
a6=a5﹣a4=﹣6+3=﹣3,
a7=a6﹣a5=﹣3+6=3,
a8=a7﹣a6=3+3=6,
∴数列{a n}是以6为周期的周期数列,
∵2017=336×6+1,
∴a2017=a1=3
故选:A.
热门知识点09 数列与不等式的综合问题的解题方法
(1)数列与不等式恒成立的综合问题
此类问题常构造函数,通过函数的单调性、最值等解决问题.
(2)与数列有关的不等式证明问题
解决此类问题要灵活选择不等式的证明方法,如比较法、综合法、分析法、放缩法等.典例一:已知数列{a n}各项均为正数,且对任意n∈N*,都有.
(1)若a1,2a2.3a3成等差数列,求的值;
(2)①求证:数列{a n}为等比数列;
②若对任意n∈N*,都有,求数列{a n}的公比q的取值范围.【解答】(1)解:∵,∴,因此a1,a2,a3成等差数列,
设公比为t,∵a1,2a2,3a3成等差数列,
∴4a2=a1+3a3,即,于是4t=1+3t2,解得t=1或t.
∴1或;
(2)①证明:∵,∴,两式相除得:,即(*),
由(*)得:(**),
两式相除得:,即,
∴,即,n≥2,n∈N*,
由(1)知,,∴,n∈N*,
即数列{a n}为等比数列;
②解:当0<q≤2时,由n=1时,可得0<a1≤1,
∴,
因此,,
∴0<q≤2满足条件;
当q>2时,由,得,
整理得.
∵q>2,0<a1≤1,∴a1﹣q+1<0,
因此,(q﹣1)2n,即,
由于1,因此n,与任意n∈N*恒成立矛盾.
∴q>2不满足条件.
综上,公比q的取值范围为(0,2].
典例二:在数列{a n}、{b n}中,设S n是数列{a n}的前n项和,已知a1=1,a n+1=a n+2,3b1+5b2+…+(2n+1)b n=2n⋅a n+1,n∈N∗
(Ⅰ)求a n和S n;
(Ⅱ)若n≥k时,b n≥8S n恒成立,求整数k的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意,数列{a n}满足a n+1=a n+2,则数列{a n}为等差数列,且公差为2,
又由a1=1,则a n=a1+(n﹣1)d=2n﹣1;
则S n n2;
(Ⅱ)根据题意,3b1+5b2+…+(2n+1)b n=2n(2n﹣1)+1,①
当n≥2时,有3b1+5b2+…+(2n﹣1)b n﹣1=2n(2n﹣3)+1,②
①﹣②可得:(2n+1)b n=2n﹣1(2n+1),
则b n=2n﹣1,
当n=1时,3b1=2+1=3,变形可得b1=1,满足b n=2n﹣1,
故b n=2n﹣1,
令b n≥8S n,即2n﹣1≥8n2;
分析可得:n≥11,2n﹣1≥8n2,即n的最小值为11.
课后训练
1.已知数列{a n}满足a1=2,且a n+1=2a n,则数列{a n}的通项是()
A.B.C.D.
【解答】解:因为数列{a n}满足a1=2,且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,所以a n=2×2n﹣1=2n.
故选:B.
2.在数列{a n}中,已知a1=1,且对于任意的m,n∈N*,都有a m+n=a m+a n+mn,则数列{a n}的通项公式为()
A.a n=n B.a n=n+1
C.a n D.a
【解答】解:数列{a n}中,已知a1=1,且对于任意的m,n∈N*,都有a m+n=a m+a n+mn,
当n=2时,a2=a1+a1+1×1=3=1+2,
当n=3时,a3=a1+a2+1×2=6=1+2+3,
所以:a n=1+2+3+…+n.
故选:D.
3.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.B.C.2 D.1
【解答】解:数列{a n}是等比数列,
故a1•q≠0,
又因为对任意n∈N*有a n+2=a n+1+2a n,
即,
所以q2﹣q﹣2=0,
解得q=2或q=﹣1(舍).
故选:C.
4.在正项等比数列{a n}中,若成等差数列,则的值为()
A.3或﹣1 B.9或1 C.3 D.9
【解答】解:设正项等比数列{a n}的公比为q,
由成等差数列,得a3=3a1+2a2,
即,解得q=3(q>0).
∴.
故选:C.
5.等差数列{a n},等比数列{b n},满足a1=b1=1,a5=b3,则a9能取到的最小整数是()
A.﹣1 B.0 C.2 D.3
【解答】解:等差数列{a n}的公差设为d,等比数列{b n}的公比设为q,q≠0,
a1=b1=1,a5=b3,可得1+4d=q2,
则a9=1+8d=1+2(q2﹣1)=2q2﹣1>﹣1,
可得a9能取到的最小整数是0.
故选:B.
6.如图是美丽的“勾股树”,它是一个直角三角形分别以它的每一边向外作正方形而得到.图一是第1代
“勾股树”,重复图一的作法,得到图二为第2代“勾股树”,以此类推,已知最大的正方形面积为1,则第n代“勾股树”所有正方形的面积的和为()
A.n B.n2+1 C.n+1 D.n+2
【解答】解:第1代“勾股树”中,正方形的个数3=21+1﹣1=3个,
如图一,设直角三角形的三条边长分别为a,b,c,
根据勾股定理得a2+b2=c2,
所有正方形的面积之和为2=(1+1)×1,
第2代“勾股树”中,正方形的个数7=22+1﹣1,
如图二,所有的正方形的面积之和为3=(2+1)×1,

以此类推,第n代“勾股树”所有正方形的个数为2n+1﹣1,
第n代“勾股树”所有正方形的面积的和为:(n+1)×1=n+1.
故选:C.
7.已知等比数列{a n}的公比q>1,a1=1,且2a2,a4,3a3成等差数列.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)记b n=2na n,求数列{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(1)由2a2,a4,3a3成等差数列,
得2a4=2a2+3a3,即2q3=2q+3q2,
∵q>1,解得q=2.
∴;
(2)b n=2na n=2n•2n﹣1=n•2n.
∴T n=1•21+2•22+3•23+…+n•2n,


∴.
8.已知数列{a n}的前n项和为S n,2S n=3a n﹣9.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)若,求数列{b n}的前n项和T n.
【解答】解:(1)2S n=3a n﹣9,可得2a1=2S1=3a1﹣9,
解得a1=9;
当n≥2时,2S n﹣1=3a n﹣1﹣9,又2S n=3a n﹣9,
相减可得2a n=3a n﹣3a n﹣1,即a n=3a n﹣1,
则数列{a n}的通项公式为a n=9•3n﹣1=3n+1;
(2)(﹣1)n•(n+1),
当n为偶数时,前n项和T n=﹣2+3﹣4+5+…﹣n+n+1;
当n为奇数时,前n项和T n=T n﹣1﹣(n+1)n﹣1.
综上可得T n.
9.给定数列a1,a2,a3…a n,对于i=1,2,3,…n﹣1,该数列前i项的最大值记为A i,后n﹣i项a i+1,a i+2,a i+3,…a n的最小值记为B i,d i=A i﹣B i.
(Ⅰ)若{a n}为3,4,7,5,2,写出d1,d2,d3,d4的值;
(Ⅱ)设a1,a2,a3…a n(n≥4)是a1>0,公比q>1的等比数列,证明:d1,d2,d3,…d n﹣1成等比数列.【解答】(Ⅰ)解:由题意,可知:
①当i=1时,A1=3,B1=2,d1=A1﹣B1=3﹣2=1;
②当i=2时,A2=4,B2=2,d2=A2﹣B2=4﹣2=2;
③当i=3时,A3=7,B3=2,d3=A3﹣B3=7﹣2=5;
④当i=4时,A4=7,B4=2,d4=A4﹣B4=7﹣2=5.
(Ⅱ)证明:由题意,可知:
∵a1>0,公比q>1,
∴数列{a n}是一个单调递增的等比数列.
∴①当i=1时,A1=a1,B1=a2,d1=A1﹣B1=a1﹣a2=a1(1﹣q);
②当i=2时,A2=a2,B2=a3,d2=A2﹣B2=a2﹣a3=a1(1﹣q)q;
③当i=3时,A3=a3,B3=a4,d3=A3﹣B3=a3﹣a4=a1(1﹣q)q2;



∴当i时,A i=a i,B i=a i+1,d i=A i﹣B i=a i﹣a i+1=a1(1﹣q)q i﹣1.
∴d1,d2,d3,…d n﹣1成首项为a1(1﹣q),公比为q的等比数列.10.已知正项数列{a n}的前n项和S n满足2S n=a n+2﹣2,n∈N*.
(1)若数列{a n}为等比数列,求数列{a n}的公比q的值.
(2)若a2=a1=1,b1=2,b n=a n﹣1+a n,求数列{b n}的通项公式.
【解答】解:(1)由题意,可知:
∵数列{a n}为等比数列,且数列{a n}满足2S n=a n+2﹣2,n∈N*.
∴当n=1时,有:2S1=a3﹣2…①
当n=2时,有:2S2=a4﹣2…②
②﹣①,可得:2a2=a4﹣a3,
化简整理,得:q2﹣q﹣2=0,
解得:q=2,或q=﹣1,
∵数列{a n}各项均为正项.
∴q=﹣1舍去.
∴q=2.
(2)由题意,可知:
∵当n≥2时,2a n=2S n﹣2S n﹣1=a n+2﹣2﹣a n+1﹣2=a n+2﹣a n+1.
∵a n+2﹣a n=a n+a n+1.
b n=a n﹣1+a n=S n﹣S n﹣2,∴b n+1=2b n.
∵b1=2,
∴数列{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列.
∴,n∈N*.。

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