数列的通项公式与前n项和的关系资料讲解
数列的递推公式与通项公式前n项和公式
二、数列的递推公式与通项公式、前n 项和公式一、知识点回顾:1、递推公式定义:如果已知数列{}n a 的第1项(或前几项),且任一项n a 与它的前一项1n a -(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式。
2、数列前n 项和S n 与通项a n 的关系式:a n =⎩⎨⎧--11s s s n n 12=≥n n 。
在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项公式a n 的关系,是本讲内容一个重点,要认真掌握之。
注意:(1)用1--=n n n S S a 求数列的通项公式时,你注意到此等式成立的条件了吗?(2n ≥,当1n =时,11S a =);若a 1 适合由a n 的表达式,则a n 不必表达成分段形式,可化统一为一个式子。
(2)一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
3、数列的通项的求法:⑴公式法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
⑵已知n S (即12()n a a a f n +++= )求n a ,用作差法:{11,(1),(2)n nn S n a S S n -==-≥。
一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
⑶已知12()n a a a f n = 求n a ,用作商法:(1),(1)(),(2)(1)n f n f n a n f n =⎧⎪=⎨≥⎪-⎩。
⑷若1()n n a a f n +-=求n a 用累加法:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++- 1a +(2)n ≥。
⑸已知1()n n a f n a +=求n a ,用累乘法:121121n n n n n a a aa a a a a ---=⋅⋅⋅⋅ (2)n ≥。
数列通项公式与前n项和的解法
……
an 1 n2 an 2 n 1 n 1 an an 1 n
类型三:an+1 = pan+q 方法:(1)待定系数法,转化为 an+1-t = p(an-t) (2) 利用换元法,转化为等比数列求解. 例4:已知数列{an}中,a1=1,an+1 = 2an+3,求{an}.
(3) 利用类型三的方法求解.
an 1 p an n 1 n 1 q q q
例6:已知数列{an}中,a1=4,an+1 = 4an-2n+1,求{an}.
解:已知公式两边同除以2n+1,得
an 令 bn n ,则有 bn 1 2bn 1 即 bn 1 1 2(bn 1) 2 cn 1 a1 c b 1 1 1 c b 1 2 令 n ,则有 而 1 1 n 2 cn 所以{cn}是以1为首项,2为公比的等比数列.
4 ,n=1 an n 1 ,n≥2 2 3
1.2 已知递推公式求通项公式
类型一:an+1 = an + f(n) 方法:叠加法(逐差相加法) 例2:已知数列{an}中,a1=2,an+1 = an +n+1,求{an}.
例2:已知数列{an}中,a1=2,an+1 = an +n+1,求{an}. 解:由已知可得 a2 = a1 +2+1 a3 = a2 +3+1 a4 = a3 +4+1 …… an-1 = an-2 +(n-1) +1 an = an-1 +n+1 将各式相加,得 an = a1 + [3+4+…+(n+1)]
数列通项公式和前n项和求解方法(有针对训练)
专题一:数列通项公式的求法 一.观察法(关键是找出各项与项数n 的关系.)例1:根据数列的前4项,写出它的一个通项公式: (1)9,99,999,9999,… (2) ,52,21,32,1一、 公式法公式法1:特殊数列公式法2: 知n s 利用公式 ⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n s a n n n例2:已知数列}{n a 的前n 项和n S 的公式12-+=n n S n ,求}{n a 的通项公式.例3:已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =13(a n -1)(n ∈N *). (1)求a 1,a 2;(2)求证:数列{a n }是等比数列.三、 累加法 【型如)(1n f a a n n +=+的递推关系】简析:已知a a =1,)(1n f a a n n =-+,其中f(n)可以是关于n 的一次、二次函数、指数函数、分式函数,求通项n a .①若f(n)是关于n 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和; ② 若f(n)是关于n 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;③若f(n)是关于n 的二次函数,累加后可分组求和; ④若f(n)是关于n 的分式函数,累加后可裂项求和各式相加得。
例: 若在数列{}n a 中,31=a ,n n n a a 21+=+,求通项n a例4:已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式.四、累乘法 【 形如1+n a =f (n)·n a 型】(1)当f(n)为常数,即:q a a nn =+1(其中q 是不为0的常数),此时数列为等比数列,n a =11-⋅n q a . (2)当f(n)为n 的函数时,用累乘法.例5:在数列{n a }中,1a =1, n n a n a n ⋅=⋅++1)1( ,求n a 的表达式.五、构造特殊数列法 【形如0(,1≠+=+c d ca a n n ,其中a a =1)型】(1)若c=1时,数列{n a }为等差数列; (2)若d=0时,数列{n a }为等比数列;(3)若01≠≠且d c 时,数列{n a }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法如下:设)(1λλ+=++n n a c a ,得λ)1(1-+=+c ca a n n ,与题设,1d ca a n n +=+比较系数得)0(,1≠-=c c d λ, 所以:)1(11-+=-+-c d a c c d a n n ,即⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+1c d a n 构成以11-+c d a 为首项,以c 为公比的等比数列. 例6:已知数}{n a 的递推关系为121+=+n n a a ,且11=a 求通项n a .六、迭代法【一般是递推关系含有的项数较多】例7:(1)数列{n a }满足01=a ,且)1(2121-=++++-n a a a a n n ,求数列{a n }的通项公式.解析:由题得 )1(2121-=++++-n a a a a n n ①2≥n 时, )2(2121-=+++-n a a a n ②由①-②得⎩⎨⎧≥==2,21,0n n a n .(2)数列{n a }满足11=a ,且2121n a a a a n n =⋅⋅- ,求数列{n a }的通项公式。
求数列通项公式和前N项和的方法
求数列前N 项和的方法1. 公式法等差数列前n 项和:11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 项和为中间项乘以项数。
这个公式在很多时候可以简化运算。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式:1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n3、213)]1(21[+==∑=n n k S nk n[例1] 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和。
解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x由等比数列求和公式得 n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32 (利用常用公式)=xx x n--1)1(=211)211(21--n =1-n 21 [例2] 设S n =1+2+3+…+n,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值。
解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , )2)(1(211++=+n n S n (利用常用公式) ∴ 1)32()(++=n nS n S n f =64342++n n n=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f2. 错位相减法这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{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.[例3] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①解:由题可知,{1)12(--n x n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x }的通项之积设n n x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ② (设制错位) ①-②得 n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=-- (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n xx x S x )12(1121)1(1----⋅+=-- ∴ 21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+ [例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n前n 项的和.解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n }的通项与等比数列{n 21}的通项之积设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ………………………………② (设制错位) ①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS (错位相减)1122212+---=n n n∴ 1224-+-=n n n S练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1解:S n =1+5x+9x 2+······+(4n —3)x n —1① ①两边同乘以x ,得x S n =x+5 x 2+9x 3+······+(4n —3)x n ②①—②得,(1-x)S n =1+4(x+ x 2+x 3+······+ nx )-(4n —3)x n当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n —3)=2n 2—n 当x ≠1时,S n =1 1—x [ 4x(1-x n) 1-x +1-(4n —3)xn]3. 反序相加法求和这是推导等差数列的前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)(1n a a +。
数列的通项公式与前n项和
数列的通项公式与前n项和数列是数学中常见的概念,它由一系列按照一定规律排列的数字组成。
在数列中,每一个数字称为序列的项,而求解数列特定位置上的数字或数列前n项和的公式被称为数列的通项公式与前n项和。
通过这些公式,我们可以更快地计算出数列中的特定项或前n项的总和。
一、数列的通项公式数列的通项公式是指能够通过数列的位置n来表示数列中特定项的公式。
不同的数列有不同的通项公式,下面我们来讨论几种常见的数列及其通项公式。
1.等差数列的通项公式等差数列是指数列中相邻两项之间差值相等的数列。
假设等差数列的首项为a,公差为d,第n项为an,则等差数列的通项公式可以表示为:an = a + (n - 1)d这个公式说明了在等差数列中,每一项与首项的差值等于该项的位置与首项之间的差乘以公差。
例如,对于等差数列 3,6,9,12,15...,其中首项a为3,公差d 为3,那么这个等差数列的通项公式可以表示为:an = 3 + (n - 1)3这个公式可以用来求解等差数列中任意位置n上的数字。
2.等比数列的通项公式等比数列是指数列中相邻两项之间比值相等的数列。
假设等比数列的首项为a,公比为r,第n项为an,则等比数列的通项公式可以表示为:an = a * r^(n - 1)这个公式说明在等比数列中,每一项与首项的比值等于公比的n-1次方。
例如,对于等比数列 2,4,8,16,32...,其中首项a为2,公比r 为2,那么这个等比数列的通项公式可以表示为:an = 2 * 2^(n - 1)这个公式可以用来求解等比数列中任意位置n上的数字。
二、数列的前n项和数列的前n项和是指数列从第一项到第n项的总和。
通过数列的前n项和公式,我们可以快速计算数列的前n项和,无需逐项累加。
1.等差数列的前n项和等差数列的前n项和公式可以通过等差数列通项公式推导而得。
假设等差数列的前n项和为Sn,首项为a,差值为d,则等差数列的前n 项和公式可以表示为:Sn = (n/2) * (2a + (n - 1)d)这个公式说明了等差数列的前n项和等于首项与末项之和乘以项数n再除以2。
数列通项与前n项和的关系李远敬
数列的通项公式与数列前n 项和的关系◎新疆塔城 托里二中 李远敬【内容概要】 求数列{}n a 的通项n a 的公式和数列{}n a 的前n 项和n s 是高考数列题最重要的题型。
本文探讨:1.数列的前n 项和n s 与通项n a 直接的关系.2.针对这两年的高考数列题型中,已知数列的通项与前n 项和的解析式,来求解数列通项公式及数列的规律。
对高考具有针对性和实用性。
【关键词】高考 数列 通项n a 前n 项和n s 关系一. 已知数列{}n a 的前n 项和为n s .则⎩⎨⎧>-==-.1,1,11n s s n s a n nn例1.(四川文科9)数列{}n a 的前n 项和为n S ,若11=a ,n n S a 31=+(1≥n ),则=6a(A )443⨯(B )1434+⨯ (C )44(D )144+解析:由n n S a 31=+,得13-=n n S a (2≥n ),相减得n n a a -+1=3)(1--n n S S = 3n a , 则n n a a 41=+(n ≥ 2),而11=a ,32=a ,则4426434⋅=⋅=a a ,选A . 二. 等差数列n 项的和n s 与通项n a 的关系 1. 已知等差数列{}n a 的前n 项和为n s .有2)(1n n a a n s +=. 2. 已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,等差数列{}n b 的和n T .若d cn b an T S n n ++=则n n b a =1212--n n T S . 解:nnn n n n n n b a b a b b n a a n T S ==+-+-=----22))(12())(12(1211211212 3. 设等差数列的项数n 为奇数。
则其偶数项之和与奇数项之和的比为11+-n n 。
解:设*,12N k k n ∈+=,则21-=n k .奇S =2))(1(121+++k a a k =1)1(++k a k . 偶S =2)(22k a a k +=1+k ka .11121211)1(11+-=+--=+=+=++n n n n k k a k ka S S k k 奇偶。
通项公式的求法及前n项和公式的求法(强烈推荐)
数列通项公式的求法一、定义法直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目.例1.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,255a S =.求数列{}n a 的通项公式.解:设数列{}n a 公差为)0(>d d∵931,,a a a 成等比数列,∴9123a a a =,即)8()2(1121d a a d a +=+d a d 12=⇒∵0≠d ,∴d a =1…………………………………① ∵255a S =∴211)4(2455d a d a +=⋅⨯+…………② 由①②得:531=a ,53=d∴n n a n 5353)1(53=⨯-+=】点评:利用定义法求数列通项时要注意不用错定义,设法求出首项与公差(公比)后再写出通项。
二、公式法若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-2111n S S n S a n nn 求解。
例2.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式。
解:由1121111=⇒-==a a S a当2≥n 时,有,)1(2)(211nn n n n n a a S S a -⨯+-=-=-- 1122(1),n n n a a --∴=+⨯-,)1(22221----⨯+=n n n a a ……,.2212-=a a11221122(1)2(1)2(1)n n n n n a a ----∴=+⨯-+⨯-++⨯-].)1(2[323])2(1[2)1(2)]2()2()2[()1(21211211--------+=----=-++-+--+=n n n nn n n n n经验证11=a 也满足上式,所以])1(2[3212---+=n n n a 点评:利用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-211n S S n S a n nn n 求解时,要注意对n 分类讨论,但若能合写时一定要合并.三、由递推式求数列通项法对于递推公式确定的数列的求解,通常可以通过递推公式的变换,转化为等差数列或等比数列问题,有时也用到一些特殊的转化方法与特殊数列。
2023年新高考数学一轮复习7-2 等差数列及其前n项和(知识点讲解)解析版
专题7.2 等差数列及其前n 项和(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.与归纳推理相结合,考查数列的概念与通项,凸显逻辑推理的核心素养.2.与函数、不等式相结合,考查数列的概念及其性质,凸显数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养. 3.与递推公式相结合,考查对求通项公式的方法的掌握,凸显数学运算、数学建模的核心素养.【知识点展示】(一)等差数列1.定义:等差数列定义:一般地,如果一个数列从第项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母表示.用递推公式表示为或.2.等差数列的通项公式:;说明:等差数列(通常可称为数列)的单调性:为递增数列,为常数列, 为递减数列.3.等差中项的概念:定义:如果,,成等差数列,那么叫做与的等差中项,其中 . 2d 1(2)n n a a d n --=≥1(1)n n a a d n +-=≥1(1)n a a n d =+-A P d 0>0d =0d <a A b A a b 2a bA +=,,成等差数列. 4.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列. 5.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别. (二)等差数列的前和的求和公式:. (三)等差数列的通项公式及前n 项和公式与函数的关系(1)当d ≠0时,等差数列{a n }的通项公式a n =dn +(a 1-d )是关于d 的一次函数. (2)当d ≠0时,等差数列{a n }的前n 项和S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n 是关于n 的二次函数. (四)等差数列的前n 项和的最值在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. (五)等差数列的性质:(1)在等差数列中,从第2项起,每一项是它相邻二项的等差中项;(2)在等差数列中,相隔等距离的项组成的数列是等差数列, 如:,,,,……;,,,,……;(3)在等差数列中,对任意,,,;(4)在等差数列中,若,,,且,则,特殊地,时,则,是的等差中项.(5)等差数列被均匀分段求和后,得到的数列仍是等差数列,即成等差数列.(6)两个等差数列{}n a 与{}n b 的和差的数列{}n n a b ±仍为等差数列. (7)若数列{}n a 是等差数列,则{}n ka 仍为等差数列.(8)设数列是等差数列,且公差为,(Ⅰ)若项数为偶数,设共有项,则①-S S nd =奇偶; ②;(Ⅱ)若项数为奇数,设共有项,则①S S -偶奇(中间项);②. (9)等差数列中,(),p q a q a p p q ==≠,则0p q a +=,m n m n S S S mnd +=++.a Ab ⇔2a bA +=n 11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+{}n a {}n a 1a 3a 5a 7a 3a 8a 13a 18a {}n a m n N +∈()n m a a n m d =+-n ma a d n m-=-()m n ≠{}n a m n p q N +∈m n p q +=+m n p q a a a a +=+{}n a d 2n 1n n S a S a +=奇偶21n -n a a ==中1S nS n =-奇偶(10)如果两个等差数列有公共项,那么由它们的公共项顺次组成的新数列也是等差数列,且新等差数列的公差是两个原等差数列公差的最小公倍数.(11)若与{}n b 为等差数列,且前n 项和分别为n S 与'n S ,则2121'm m m m a Sb S --=. (12)等差数列的增减性:0d >时为递增数列,且当10a <时前n 项和n S 有最小值.0d <时为递减数列,且当10a >时前n 项和n S 有最大值.【常考题型剖析】题型一:等差数列基本量的运算例1.(2019·全国·高考真题(理))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则( ) A .25n a n =- B .310n a n =- C .228n S n n =-D .2122n S n n =-【答案】A 【解析】 【分析】等差数列通项公式与前n 项和公式.本题还可用排除,对B ,55a =,44(72)1002S -+==-≠,排除B ,对C ,245540,25850105S a S S ==-=⨯-⨯-=≠,排除C .对D ,24554150,5250522S a S S ==-=⨯-⨯-=≠,排除D ,故选A . 【详解】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,故选A .例2.(2022·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若32236S S =+,则公差d =_______. 【答案】2 【解析】【分析】转化条件为()112+226a d a d =++,即可得解. 【详解】由32236S S =+可得()()123122+36a a a a a +=++,化简得31226a a a =++, 即()112+226a d a d =++,解得2d =. 故答案为:2.{}n a【总结提升】1.解决等差数列运算问题的思想方法(1)方程思想:等差数列的基本量为首项a 1和公差d ,通常利用已知条件及通项公式或前n 项和公式列方程(组)求解,等差数列中包含a 1,d ,n ,a n ,S n 五个量,可“知三求二”.(2)整体思想:当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a 1,d 表示,寻求两者间的联系,整体代换即可求解.(3)利用性质:运用等差数列性质可以化繁为简、优化解题过程. 2.等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量1,,,,n n a d n a S ,知其中三个就能求另外两个,即知三求二,多利用方程组的思想,体现了用方程的思想解决问题.3.特殊设法:三个数成等差数列,一般设为,,a d a a d -+;四个数成等差数列,一般设为3,,,3a d a d a d a d --++.这对已知和,求数列各项,运算很方便.题型二:等差数列的判定与证明例3. (2020·山东·高考真题)某男子擅长走路,9天共走了1260里,其中第1天、第4天、第7天所走的路程之和为390里.若从第2天起,每天比前一天多走的路程相同,问该男子第5天走多少里.这是我国古代数学专著《九章算术》中的一个问题,请尝试解决. 【答案】140里. 【解析】 【分析】由条件确定,该男子这9天中每天走的路程数构成等差数列,根据等差数列的通项公式,和前n 项和公式,列式求解.【详解】解:因为从第2天起,每天比前一天多走的路程相同, 所以该男子这9天中每天走的路程数构成等差数列, 设该数列为{}n a ,第1天走的路程数为首项1a ,公差为d , 则91260S =,147390a a a ++=. 因为1(1)2n n n S na d -=+,1(1)n a a n d =+-, 1(1)n a a n d =+-11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+所以11119(91)91260236390a d a a d a d ⨯-⎧+=⎪⎨⎪++++=⎩,解得110010a d =⎧⎨=⎩,则514100410140a a d =+=+⨯=, 所以该男子第5天走140里.例4.(2021·全国·高考真题(文))记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知210,3n a a a >=,且数列是等差数列,证明:{}n a 是等差数列. 【答案】证明见解析. 【解析】 【分析】的公差d,进一步写出的通项,从而求出{}n a 的通项公式,最终得证. 【详解】∵数列是等差数列,设公差为d(n -()n *∈N∴12n S a n =,()n *∈N∴当2n ≥时,()221111112n n n a S S a n a n a n a -=-=--=- 当1n =时,11121=a a a ⨯-,满足112n a a n a =-, ∴{}n a 的通项公式为112n a a n a =-,()n *∈N ∴()()111111221=2n n a a a n a a n a a --=----⎡⎤⎣⎦∴{}n a 是等差数列.例5.(2021·全国·高考真题(理))已知数列{}n a 的各项均为正数,记n S 为{}n a 的前n 项和,从下面①①①中选取两个作为条件,证明另外一个成立. ①数列{}n a是等差数列:②数列是等差数列;③213a a =. 注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分. 【答案】证明过程见解析 【解析】 【分析】选①②作条件证明③时,结合,n n a S 的关系求出n a ,利用{}n a 是等差数列可证213a a =;也可分别设出公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系,进行证明.选②③作条件证明①时,an b =+,结合,n n a S 的关系求出n a ,根据213a a =可求b ,然后可证{}n a 是等差数列;也可利用前两项的差求出公差,然后求出通项公式,进而证明出结论. 【详解】选①②作条件证明③:[方法一]:待定系数法+n a 与n S 关系式(0)an b a +>,则()2n S an b =+, 当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为{}n a 也是等差数列,所以()()222a b a a a b +=-+,解得0b =;所以()221n a a n =-,21a a =,故22133a a a ==.[方法二] :待定系数法设等差数列{}n a 的公差为d,等差数列的公差为1d ,1(1)n d -,将1(1)2n n n S na d -=+1(1)n d -,化简得())2222211111222d d n a n d n d n d ⎛⎫+-=+-+⎪⎝⎭对于n +∀∈N恒成立.则有21211112,240,d d a d d d ⎧=⎪⎪-=-⎨=,解得112d d a =.所以213a a =. 选①③作条件证明②:因为213a a =,{}n a 是等差数列, 所以公差2112d a a a =-=, 所以()21112n n n S na d n a -=+=,)1n =+=所以是等差数列. 选②③作条件证明①: [方法一]:定义法(0)an b a +>,则()2n S an b =+, 当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为213a a =,所以()()2323a a b a b +=+,解得0b =或43a b =-; 当0b =时,()221,21n a a a a n ==-,当2n ≥时,2-1-2n n a a a =满足等差数列的定义,此时{}n a 为等差数列;当43a b =-4=3an b an a +-03a=-<不合题意,舍去. 综上可知{}n a 为等差数列. [方法二]【最优解】:求解通项公式因为213a a =,因为也为等差数列,所以公差1d()11n d =-=故21n S n a =,当2n ≥时,()()221111121n n n a S S n a n a n a -=-=--=-,当1n =时,满足上式,故{}n a 的通项公式为()121n a n a =-,所以()1123n a n a -=-,112n n a a a --=,符合题意. 【整体点评】这类题型在解答题中较为罕见,求解的关键是牢牢抓住已知条件,结合相关公式,逐步推演,选①②时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n(0)an b a =+>,平方后得到n S 的关系式,利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩得到{}n a 的通项公式,进而得到213a a =,是选择①②证明③的通式通法;法二:分别设出{}n a 与{}n S的公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系1d =12d a =,进而得到213a a =;选①③时,按照正常的思维求出公差,表示出n S进行证明;选②③时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数,(0)an b a =+>,结合,n n a S 的关系求出n a ,根据213a a =可求b ,然后可证{}n a两项的差1d11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,求出{}n a 的通项公式,进而证明出结论. 【总结提升】等差数列的四种判断方法(1) 定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1()n N ∈*(常数),则数列{}n a 是等差数列; (2) 等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ()n N ∈*,则数列{}n a 是等差数列; (3)通项公式:n a pn q =+(,p q 为常数,n N ∈*)⇔是等差数列;(4)前n 项和公式:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)⇔是等差数列;(5)是等差数列⇔n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列. 提醒:判断时易忽视定义中从第2项起,以后每项与前一项的差是同一常数,即易忽视验证a 2-a 1=d 这一关键条件.题型三:等差数列的前n 项和例6.【多选题】(2022·湖南永州·三模)已知等差数列{}n a 是递减数列,n S 为其前n 项和,且78S S =,则( )A .0d >B .80a =C .150S >D .7S 、8S 均为n S 的最大值【答案】BD 【解析】【分析】根据等差数列的性质以及其前n 项和的性质,逐个选项进行判断即可求解 【详解】因为等差数列{}n a 是递减数列,所以,10n n a a +-<,所以,0d <,故A 错误; 因为78S S =,所以8870a S S =-=,故B 正确; 因为()115158151502a a S a +===,故C 错误; 因为由题意得,789000a a a >⎛ = <⎝,所以,*78()n S S S n N =≥∈,故D 正确;故选:BD例7.(2020·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若1262,2a a a =-+=,则10S =__________. 【答案】25 【解析】 【分析】因为{}n a 是等差数列,根据已知条件262a a +=,求出公差,根据等差数列前n 项和,即可求得答案. 【详解】{}n a 是等差数列,且12a =-,262a a +=设{}n a 等差数列的公差d根据等差数列通项公式:()11n a a n d +-= 可得1152a d a d +++= 即:()2252d d -++-+= 整理可得:66d = 解得:1d =根据等差数列前n 项和公式:*1(1),2n n n S na d n N -=+∈ 可得:()1010(101)1022045252S ⨯-=-+=-+=∴1025S =. 故答案为:25.例8.(2018·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,已知17a =-,315S =-. (1)求{}n a 的通项公式; (2)求n S ,并求n S 的最小值.【答案】(1)n a =2n –9,(2)Sn =n 2–8n ,最小值为–16. 【解析】 【详解】分析:(1)根据等差数列前n 项和公式,求出公差,再代入等差数列通项公式得结果,(2)根据等差数列前n 项和公式得nS 的二次函数关系式,根据二次函数对称轴以及自变量为正整数求函数最值.详解:(1)设{}n a 的公差为d ,由题意得3a 1+3d =–15.由a 1=–7得d =2.所以{n a }的通项公式为n a =2n –9. (2)由(1)得Sn =n 2–8n =(n –4)2–16. 所以当n =4时,Sn 取得最小值,最小值为–16.例9.(2021·全国·高考真题)记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和,若35244,a S a a S ==. (1)求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)求使n n S a >成立的n 的最小值. 【答案】(1)26n a n =-;(2)7. 【解析】 【分析】(1)由题意首先求得3a 的值,然后结合题意求得数列的公差即可确定数列的通项公式; (2)首先求得前n 项和的表达式,然后求解二次不等式即可确定n 的最小值. 【详解】(1)由等差数列的性质可得:535S a =,则:3335,0a a a =∴=,设等差数列的公差为d ,从而有:()()22433a a a d a d d =-+=-,()()()41234333322S a a a a a d a d a a d d =+++=-+-++-=-, 从而:22d d -=-,由于公差不为零,故:2d =, 数列的通项公式为:()3326n a a n d n =+-=-.(2)由数列的通项公式可得:1264a =-=-,则:()()214252n n n S n n n -=⨯-+⨯=-,则不等式n n S a >即:2526n n n ->-,整理可得:()()160n n -->, 解得:1n <或6n >,又n 为正整数,故n 的最小值为7.例10.(2022·福建·厦门一中模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和n S ,11a =,0n a >,141n n n a a S +=-. (1)计算2a 的值,求{}n a 的通项公式;(2)设1(1)nn n n b a a +=-,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .【答案】(1)23a =,21n a n =- (2)24(21)n T n n =+ 【解析】 【分析】(1)根据11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,作差得到24n n a a +-=,再根据等差数列通项公式计算可得;(2)由(1)可得(1)(21)(21)n n b n n =--+,利用并项求和法计算可得; (1)解:当1n =时,12141a a a =-,解得23a =, 由题知141n n n a a S +=-①,12141n n n a a S +++=-②,由②-①得121()4n n n n a a a a +++-=,因为0n a >,所以24n n a a +-=, 于是:数列{}n a 的奇数项是以11a =为首项,以4为公差的等差数列, 即()2114(1)432211n a n n n -=+-=-=--,偶数项是以23a =为首项,以4为公差的等差数列,即234(1)41n a n n =+-=- 所以{}n a 的通项公式21n a n =-; (2)解:由(1)可得(1)(21)(21)n n b n n =--+,212(43)(41)(41)(41)4(41)n n b b n n n n n -=---+-+=-+21234212(341)()()()4[37(41)]44(21)2n n n n n T b b b b b b n n n -+-=++++++=+++-=⨯=+. 【总结提升】1.利用等差数列的单调性或性质,求出其正负转折项,便可求得和的最值.当10a >,0d <时,n S 有最大值;10a <,0d >时,n S 有最小值;若已知n a ,则n S 最值时n 的值(n N +∈)则当10a >,0d <,满足100n n a a +≥⎧⎨≤⎩的项数n 使得n S 取最大值,(2)当10a <,0d >时,满足10n n a a +≤⎧⎨≥⎩的项数n 使得n S 取最小值.2.利用等差数列的前n 项和:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)为二次函数,通过配方或借助图像,二次函数的性质,转化为二次函数的最值的方法求解;有时利用数列的单调性(0d >,递增;0d <,递减);3. 利用数列中最大项和最小项的求法:求最大项的方法:设为最大项,则有11n n n n a a a a -+≥⎧⎨≥⎩;求最小项的方法:设为最小项,则有11n n n n a a a a -+≤⎧⎨≤⎩.只需将等差数列的前n 项和1,2,3,n =依次看成数列{}n S ,利用数列中最大项和最小项的求法即可.4.在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用. 题型四:等差数列性质及应用例11.(2020·浙江·高考真题)已知等差数列{an }的前n 项和Sn ,公差d ≠0,11a d≤.记b 1=S 2,bn+1=S2n+2–S 2n ,n *∈N ,下列等式不可能...成立的是( ) A .2a 4=a 2+a 6 B .2b 4=b 2+b 6 C .2428a a a = D .2428b b b =【答案】D 【解析】 【分析】根据题意可得,21212222n n n n n b S a a S ++++=+=-,而1212b S a a ==+,即可表示出题中2468,,,b b b b ,再结合等差数列的性质即可判断各等式是否成立. 【详解】对于A ,因为数列{}n a 为等差数列,所以根据等差数列的下标和性质,由4426+=+可得,4262a a a =+,A 正确;对于B ,由题意可知,21212222n n n n n b S a a S ++++=+=-,1212b S a a ==+, ∴234b a a =+,478b a a =+,61112b a a =+,81516b a a =+. ∴()47822b a a =+,26341112b b a a a a +=+++.根据等差数列的下标和性质,由31177,41288+=++=+可得()26341112784=2=2b b a a a a a a b +=++++,B 正确;对于C ,()()()()2224281111137222a a a a d a d a d d a d d d a -=+-++=-=-, 当1a d =时,2428a a a =,C 正确; 对于D ,()()22222478111213452169b a a a d a a d d =+=+=++,n a n a()()()()2228341516111125229468145b b a a a a a d a d a a d d =++=++=++,()22428112416832b b b d a d d d a -=-=-.当0d >时,1a d ≤,∴()113220d a d d a -=+->即24280b b b ->;当0d <时,1a d ≥,∴()113220d a d d a -=+-<即24280b b b ->,所以24280b b b ->,D 不正确.故选:D.例12.(2014·北京高考真题(理))若等差数列{}n a 满足7897100,0a a a a a ++>+<,则当n =__________时,{}n a 的前n 项和最大. 【答案】8 【解析】由等差数列的性质,,,又因为,所以所以,所以,,故数列的前8项最大.例13.(2016·北京·高考真题(理))已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6=S _______. 【答案】6 【解析】 【详解】试题分析:因为{}n a 是等差数列,所以35420a a a +==,即40a =,又4136a a d -==-,所以2d =-, 所以616156615(2)6S a d =+=⨯+⨯-=.故答案为6.例14.(2021·江西新余四中高二月考(理))等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,若2132n n S n T n +=+,则2517208101214a a a ab b b b +++=+++________.【答案】4365【分析】 证明得出2121n n n n a S b T --=,结合等差中项的基本性质可求得结果. 【详解】因为等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,则()()()()()()12121121212121221212n n n n n n n nn a a n a S a n b b T n b b -----+-===-+-,所以,25172011218101214112142211434321265a a a a a Sb b b b b T +++⨯+====+++⨯+.故答案为:4365. 【温馨提醒】等差数列的性质主要涉及“项的性质”和“和的性质”,因此,要注意结合等差数列的通项公式、前n 项和公式求解.。
数列的通项与前n项和的关系
数列的通项与前n项和的关系数列是数学中常见的概念,它是由一系列按照特定规律排列的数所组成的序列。
在数列中,我们经常需要求解数列的通项和前n项和的关系,这一关系对于理解数列的性质和应用具有重要意义。
在研究数列的通项与前n项和的关系前,我们先来了解一下什么是数列的通项和前n项和。
一、数列的通项数列的通项是数列中任意一项的一般表示式,使用字母来表示数列的项数,方便我们求解数列中任意一项的值。
通项可以是一个具体的公式,也可以是一个递推公式。
例如,对于等差数列,通项公式为an = a1 + (n - 1)d,其中a1为首项,d为公差,n为项数。
对于等比数列,通项公式为an = a1 × r^(n - 1),其中a1为首项,r 为公比,n为项数。
二、数列的前n项和数列的前n项和是指数列中前n项的和,用Sn来表示。
它可以帮助我们求解数列的部分和或全部和。
对于等差数列的前n项和,通常用Sn来表示,公式为Sn = (n/2)(a1 + an),其中a1为首项,an为第n项,n为项数。
对于等比数列的前n项和,通常用Sn来表示,公式为Sn = a1(1 -r^n)/(1 - r),其中a1为首项,r为公比,n为项数。
在数列的通项与前n项和的关系中,我们可以通过求解通项公式与前n项和公式的关系,进而推导出它们之间的数学表达式。
以等差数列为例,设数列的首项为a1,公差为d,通项公式为an = a1 + (n - 1)d,前n项和为Sn = (n/2)(a1 + an)。
根据前n项和公式,我们将an代入其中,得到Sn = (n/2)[a1 + (a1 + (n - 1)d)],简化后得到Sn = (n/2)(2a1 + (n - 1)d)。
由此可见,等差数列的前n项和与首项、项数和公差之间存在着一定的关系,通过这个关系,我们可以借助通项公式计算出前n项和的数值。
同样地,对于等比数列,我们可以通过通项公式和前n项和公式推导出它们之间的关系。
数列,通项公式方法,求前n项 和例题讲解和方法总结
的前n项和为
,
为等比数列,且
(Ⅰ)求数列
和 的通项公式; (Ⅱ)设 ,求数列 的前 项和 .
例2.已知数列的首项,,…. (Ⅰ)证明:数列是等比数列; (Ⅱ)数列的前项和.
2.设数列 的前n项和为 , 为等比数列,且
(Ⅰ)求数列 和
的通项公式; (Ⅱ)设 ,求数列 的前 项和
. 三、分组法
有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适 当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其 合并即可. 2、已知数列的通项公式为,则它的前n项的和 3:求数列的前n项和。
数列求和练习
1、已知{an}是首项为19,公差为-2的等差数列,Sn为{an}的前n项和. (1)求通项an及Sn; (2)设{bn-an}是首项为1,公差为3的等差数列,求{bn}的通项公式及 前n项和Tn.
3、已知等差数列{an}中,a5+a9-a7=10,记Sn=a1+a2+…+an,
则S13的值为( )
5、已知数列 是等差数列,且 , 是数列 的前
项和. (Ⅰ)求数列
的通项公式 及前 项和 ;
(Ⅱ) 若数列 满足 ,且 是数列 的前 项和,求 与 .
6. 设是正数组成的数列,其前n项和为 并且对于所有的自然数与2 的等差中项等于与2的等比中项. (1)求数列的通项公式; (2)令 求证:
7、已知数列 是等差数列, ;数列 的前n项和是 ,且 .
(1)公式法
①等差数列前n项和Sn=____________=________________,推导方 法:____________; ②等比数列前n项和Sn=推导方法:乘公比,错位相减法. ③常见数列的前n项和: a.1+2+3+…+n=________________; b.2+4+6+…+2n= _________________; c.1+3+5+…+(2n-1)=_____________;d. e.
数列的通项公式与前n项和公式
数列的通项公式与前n项和公式数列是数学中常见的概念,它是按照一定规律排列的一系列数字的集合。
在数列中,每个数字称为该数列的项。
数列的通项公式是指能够用数列的项的位置n表示数列的每一项的公式。
通常,我们使用字母来表示数列的项,如an。
而数列的前n项和公式,则是指数列前n项的总和的表达式,通常表示为Sn。
本文将详细探讨数列的通项公式与前n项和公式的求解方法及应用。
一、数列的通项公式数列的通项公式可以通过观察数列中的规律,推导出数列项与项位置之间的数学关系。
下面以几种常见的数列为例,介绍求解通项公式的方法。
1.等差数列的通项公式等差数列是指数列中相邻的两项之间的差值固定的数列。
设等差数列的首项为a,公差为d,则等差数列的通项公式为an = a + (n - 1) * d。
2.等比数列的通项公式等比数列是指数列中相邻的两项之间的比值固定的数列。
设等比数列的首项为a,公比为q,则等比数列的通项公式为an = a * q^(n-1)。
3.斐波那契数列的通项公式斐波那契数列是指数列中每一项都是前两项之和的数列。
设斐波那契数列的首项为a,第二项为b,则斐波那契数列的通项公式为an = a * φ^(n-1) + b * (1- φ^(n-1)),其中φ为黄金分割比(φ≈1.618)。
二、数列的前n项和公式数列的前n项和公式用于求取数列前n项的总和,即前n项和Sn。
下面以等差数列为例,介绍求解前n项和公式的方法。
对于等差数列,其前n项和公式可以通过求解数列项与项数之间的数学关系得到。
设等差数列的首项为a,公差为d,则等差数列的前n项和公式为Sn = (2a + (n - 1)d) * n / 2。
三、数列的应用举例1.等差数列的应用等差数列的应用非常广泛,例如计算机科学中的循环结构、物理学中的等速度直线运动等。
通过等差数列的通项公式和前n项和公式,可以方便地进行数列项的求解和数值计算。
2.等比数列的应用等比数列在金融领域、物理领域等方面有重要应用。
数列的前n项和与通项公式
数列的前n项和与通项公式数列是数学中的重要概念之一,它是由一系列按照某种规律排列的数所组成的序列。
而数列的前n项和以及通项公式则是数列研究中的关键概念,对于数学的发展和应用都具有重要意义。
一、数列的前n项和数列的前n项和是指数列中前n项数的和。
对于某些特定的数列,我们可以通过一定的方法来求解其前n项和。
例如,对于等差数列,其前n项和可以通过求和公式来计算。
假设等差数列的首项为a,公差为d,则前n项和Sn可以表示为Sn= (n/2)(2a + (n-1)d)。
同样地,对于等比数列,其前n项和也可以通过求和公式来计算。
假设等比数列的首项为a,公比为r,则前n项和Sn可以表示为Sn = a(1 - r^n)/(1 - r)。
二、数列的通项公式数列的通项公式是指数列中的每一项的一般表示形式。
通过通项公式,我们可以根据数列的位置来计算其对应的数值。
通项公式的推导需要根据数列本身的特点和规律进行分析和推理。
以等差数列为例,其通项公式可以表示为an = a + (n-1)d,其中a为首项,d为公差,n为项数。
通过这个公式,我们可以根据数列的位置来计算出对应的数值。
例如,对于等差数列1, 3, 5, 7, 9,其首项a为1,公差d为2,那么第n项可以表示为an = 1 + (n-1)2。
同样地,对于等比数列,其通项公式可以表示为an = ar^(n-1),其中a为首项,r为公比,n为项数。
通过这个公式,我们可以根据数列的位置来计算出对应的数值。
例如,对于等比数列2, 4, 8, 16, 32,其首项a为2,公比r为2,那么第n项可以表示为an = 2 * 2^(n-1)。
三、数列的应用数列的前n项和和通项公式在数学的各个领域都有广泛的应用。
在数学分析中,数列的前n项和可以用于求解极限问题。
通过计算数列的前n项和,我们可以逼近数列的极限值,从而求解一些复杂的极限问题。
在数学建模中,数列的前n项和可以用于描述和分析一些实际问题。
数列的通项公式与前n项和的计算
数列的通项公式与前n项和的计算数列是我们在数学中经常遇到的内容之一,它由一系列按特定规律排列的数字组成。
在解决数列相关问题时,通项公式和前n项和的计算是两个基本且重要的概念。
在本文中,我们将详细介绍数列的通项公式和前n项和的计算方法,并通过具体案例来加深理解。
一、数列的通项公式数列的通项公式是表示数列中任意一项与其序号之间的关系的数学公式。
通项公式的存在可以方便我们计算数列中任意一项的值,而无需逐个列举。
常见的数列通项公式包括等差数列和等比数列的通项公式。
对于等差数列来说,其通项公式可以表示为:an = a1 + (n - 1)d其中,an代表第n个数,a1代表数列的首项,d代表公差,n代表数列中的项数。
而对于等比数列来说,其通项公式可以表示为:an = a1 * r^(n-1)其中,an代表第n个数,a1代表数列的首项,r代表公比,n代表数列中的项数。
二、前n项和的计算前n项和是指数列中前n个数的和,也是另一个重要的计算概念。
计算前n项和可以帮助我们更好地理解数列的总体性质和规律。
对于等差数列,前n项和的计算公式为:Sn = (n/2)(2a1 + (n-1)d)其中,Sn表示前n项和,n表示数列的项数,a1表示首项,d表示公差。
对于等比数列,前n项和的计算公式为:Sn = a1 * (1 - r^n) / (1 - r)其中,Sn表示前n项和,a1表示首项,r表示公比。
三、实例分析为了更好地理解和应用数列的通项公式和前n项和的计算方法,我们来看一个具体的案例。
案例:求解等差数列1,4,7,10,13...的第20项以及前20项的和。
解析:首先,我们可以确定这是一个等差数列,通过观察相邻两项的差为3,可以得出公差d=3。
根据等差数列通项公式an=a1+(n-1)d,代入已知条件可以计算得出第20项的值:a20 = 1 + (20-1) * 3 = 1 + 19 * 3 = 1 + 57 = 58接下来,我们来计算前20项的和,根据等差数列前n项和的计算公式Sn=(n/2)(2a1 + (n-1)d),代入已知条件可以计算得出前20项的和:S20 = (20/2)(2*1 + (20-1)*3) = 10(2+57) = 10*59 = 590所以,等差数列1,4,7,10,13...的第20项为58,前20项的和为590。
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。
高中数学数列的通项与前n项和的关系探究
高中数学数列的通项与前n项和的关系探究数列是高中数学中的重要概念之一,它在数学中有着广泛的应用。
在解决数列问题时,我们常常需要求出数列的通项公式以及前n项和的表达式。
本文将重点探究数列的通项与前n项和的关系,并通过具体题目举例,说明其中的考点和解题技巧。
一、等差数列的通项与前n项和的关系等差数列是指数列中相邻两项之差恒定的数列。
对于等差数列,我们可以通过观察数列的规律来求出其通项公式和前n项和的表达式。
例如,考虑等差数列1,4,7,10,13,...,其中首项为1,公差为3。
我们可以通过观察得知,每一项都是首项1加上前面的项数乘以公差3得到的。
因此,该等差数列的通项公式为an = 1 + (n-1) * 3。
其中,an表示第n项。
接下来,我们来求该等差数列的前n项和。
首先,我们可以将数列的前n项分别相加,得到前n项和的表达式Sn = 1 + 4 + 7 + ... + (1 + (n-1) * 3)。
观察表达式可以发现,每一项都是由首项1加上相应的公差乘以前面的项数得到的。
因此,我们可以将表达式进行化简,得到Sn = n * (2 + (n-1) * 3) / 2。
其中,Sn表示前n项和。
通过以上的分析,我们可以得出等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1) * d,前n项和的表达式为Sn = n * (2a1 + (n-1) * d) / 2。
其中,a1表示首项,d表示公差。
二、等比数列的通项与前n项和的关系等比数列是指数列中相邻两项之比恒定的数列。
对于等比数列,我们同样可以通过观察数列的规律来求出其通项公式和前n项和的表达式。
例如,考虑等比数列2,6,18,54,162,...,其中首项为2,公比为3。
我们可以通过观察得知,每一项都是前一项乘以公比3得到的。
因此,该等比数列的通项公式为an = 2 * 3^(n-1)。
其中,an表示第n项。
接下来,我们来求该等比数列的前n项和。
首先,我们可以将数列的前n项分别相加,得到前n项和的表达式Sn = 2 + 6 + 18 + ... + (2 * 3^(n-1))。
高中数学竞赛专题精讲11数列(含答案)
11数列一、数列的基础知识1.数列{a n }的通项a n 与前n 项的和S n 的关系它包括两个方面的问题:一是已知S n 求a n ,二是已知a n 求S n ;2.递推数列,解决这类问题时一般都要与两类特殊数列相联系,设法转化为等差数列与等比数列的有关问题,然后解决。
常见类型:类型Ⅰ:⎩⎨⎧=≠+=+为常数)a a a n p n q a n p a n n ()0)(()()(11(一阶递归) 其特例为:(1))0(1≠+=+p q pa a n n (2))0()(1≠+=+p n q pa a n n(3))0()(1≠+=+p q a n p a n n解题方法:利用待定系数法构造类似于“等比数列”的新数列。
类型Ⅱ:⎩⎨⎧==≠≠+=++为常数)b a b a a a q p qa pa a n n n ,(,)0,0(2112(二阶递归) 解题方法:利用特征方程x 2=px+q ,求其根α、β,构造a n =Aαn +Bβn ,代入初始值求得B A ,。
类型Ⅲ:a n+1=f (a n )其中函数f (x )为基本初等函数复合而成。
解题方法:一般情况下,通过构造新数列可转化为前两种类型。
二、等差数列与等比数列1.定义:2.通项公式与前n 项和公式:函数的思想:等差数列可以看作是一个一次函数型的函数;等比数列可以看作是一个指数函数型的函数。
可以利用函数的思想、观点和方法分析解决有关数列的问题。
三.等差数列与等比数列数列问题的综合性和灵活性如何表现?数列问题的综合性主要表现在1.数列中各相关量的关系较为复杂、隐蔽.2.同一问题中出现有若干个相关数列,既有等差或等比数列,也有非等差,非等比的数列,需相互联系,相互转换.数列问题的灵活性表现在:1.需灵活应用递推公式,通项公式,求和公式,寻求已知与所求的关系,减少中间量计算.2.需灵活选用辅助数列,处理相关数列的关系.例题讲解1.已知(b -c )log m x +(c -a )log m y +(a -b )log m z =0 ①(1) 若a 、b 、c 依次成等差数列,且公差不为0,求证x 、y 、z 成等比数列;(2) 若x 、y 、z 依次成等比数列,且公比不为1,求证a 、b 、c 成等差数列.2. 数列{a n }的 前 n 项 和S n =a · 2n + b (n ∈N ),则{a n }为等比数列的充要条件是________.3.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S7=56,S n=420,a n-3=34,则n=________.4. 等差数列中,a3+a7-a10=8,a11-a4=4,求S135. 各项均为实数的等比数列{an}的前n项之和为S n,若S10=10,S30=70,求S40。
数列的通项公式和前n项和
例2
分别在下列条件下求数 列{an }的通项公式
(1) a1 0, an 1 an (2n 1) (2) a1 1, (n 1)an 1 nan 0 (3) a1 1, an 1 2an 3
例2
分别在下列条件下求数 列{an }的通项公式
(n 1)[1 2(n 1) 1] 2 (n 1) 2(n 1) 2 (n 1) 2 (n 2) a1 0 ( n 2) 经检验,n 1时,满足上式 数列{an }的通项公式为 an (n 1) 2
一数列的通项公式定义如果数列a与序号n之间的关系可以用一个式子来表示那么这个式子叫做数列的通项公式
数列的通项和前n项和
一、数列的通项公式 【定义】 如果数列{an}的第n项与序号n之间 的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子 叫做数列的通项公式。 【注】数列的通项公式反映的是数列的第n项
与序号n之间的关系:an=f(n)
【类型Ⅰ】已知数列的前几项,求通项公式。 【小结】解决这类问题要注意: 1、观察每一项的特点,建立合理联想,可使
用添加、还原、分割等办法转化成常见数列。
2、常见的数列有:
1,2,3,4,……
2,4,6,8,……
an=n
a n =2 n
1,3,5,7,……
1,4,9,16,…… 1,3,7,15,…… 9,99,999,9999,……
常见题型
【类型Ⅲ】裂项相消求和。 例3
1 1 1 1 求 Sn 1 2 2 3 3 4 n(n 1)
常见题型
【类型Ⅲ】裂项相消求和。 例3 解:
1 1 1 1 求 Sn 1 2 2 3 3 4 n(n 1)
等比数列及其前n项和知识点讲解+例题讲解(含解析)
等比数列及其前n 项和一、知识梳理1.等比数列的概念(1)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非零常数,那么这个数列叫做等比数列.数学语言表达式:a n a n -1=q (n ≥2,q 为非零常数).(2)如果三个数a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项,其中G =2.等比数列的通项公式及前n 项和公式(1)若等比数列{a n }的首项为a 1,公比是q ,则其通项公式为a n =a 1q n -1; 通项公式的推广:a n =a m q n -m .(2)等比数列的前n 项和公式:当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q .3.等比数列的性质已知{a n }是等比数列,S n 是数列{a n }的前n 项和. (1)若k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则有a k ·a l =a m ·a n . (2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k , a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m .(3)当q ≠-1,或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…仍成等比数列,其公比为q n .证明:(1)当q ≠-1且q ≠0时,A a a a a S n n =++++=...321,n n n n n n n n n n n Aq q a q a q a a a a a S S =+++=++++=-+++ (2123212)n n n n n n n n n n n Aq q a q a q a a a a a S S 222221332221223......=+++=++++=-+++所以S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…仍成等比数列,其公比为q n(2)当q= -1时,<1>、当n 为奇数时,1a S n=,132,0a S S n n ==1120a a S S n n -=-=-, 11230a a S S n n =-=-所以S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…仍成等比数列,其公比为q n<2>、当n 为偶数时,032===n n n S S S ,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n不能构成等比数列小结:1.若数列{a n }为等比数列,则数列{c ·a n }(c ≠0),{|a n |},{a 2n},⎩⎨⎧⎭⎬⎫1an 也是等比数列. 2.由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能立即断言{a n }为等比数列,还要验证a 1≠0. 3.在运用等比数列的前n 项和公式时,必须注意对q =1与q ≠1分类讨论,防止因忽略q =1这一特殊情形而导致解题失误.二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)等比数列公比q 是一个常数,它可以是任意实数.( ) (2)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( )(3)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.( )(4)数列{a n }为等比数列,则S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列.( ) 解析 (1)在等比数列中,q ≠0.(2)若a =0,b =0,c =0满足b 2=ac ,但a ,b ,c 不成等比数列. (3)当a =1时,S n =na .(4)若a 1=1,q =-1,则S 4=0,S 8-S 4=0,S 12-S 8=0,不成等比数列.答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q 等于( ) A.-12B.-2C.2D.12解析 由题意知q 3=a 5a 2=18,即q =12.答案 D3.在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.解析 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q 3,q 3=27,∴q =3.∴插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81. 答案 27,814.(2019·天津和平区质检)已知等比数列{a n }满足a 1=1,a 3·a 5=4(a 4-1),则a 7的值为( ) A.2B.4C.92D.6解析 根据等比数列的性质得a 3a 5=a 24,∴a 24=4(a 4-1),即(a 4-2)2=0,解得a 4=2.又∵a 1=1,a 1a 7=a 24=4,∴a 7=4. 答案 B5.(2018·北京卷)“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于122.若第一个单音的频率为f ,则第八个单音的频率为( )A.32f B.322fC.1225fD.1227f解析 由题意知十三个单音的频率依次构成首项为f ,公比为122的等比数列,设此数列为{a n },则a 8=1227f ,即第八个单音的频率为1227f . 答案 D6.(2015·全国Ⅰ卷)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.解析 由a n +1=2a n ,知数列{a n }是以a 1=2为首项,公比q =2的等比数列,由S n =2(1-2n )1-2=126,解得n =6.答案 6考点一 等比数列基本量的运算【例1】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=________.(2)等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________.解析 (1)由{a n }为等比数列,设公比为q .由⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =-1,①a 1-a 1q 2=-3,② 显然q ≠1,a 1≠0,②①得1-q =3,即q =-2,代入①式可得a 1=1, 所以a 4=a 1q 3=1×(-2)3=-8.(2)设数列{a n }首项为a 1,公比为q (q ≠1),则⎩⎪⎨⎪⎧S 3=a 1(1-q 3)1-q=74,S 6=a 1(1-q 6)1-q=634,解得⎩⎨⎧a 1=14,q =2, 所以a 8=a 1q 7=14×27=32.答案 (1)-8 (2)32规律方法 1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,等比数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.2.等比数列的前n 项和公式涉及对公比q 的分类讨论,当q =1时,{a n }的前n 项和S n =na 1;当q ≠1时,{a n }的前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q.【训练1】 (1)等比数列{a n }中各项均为正数,S n 是其前n 项和,且满足2S 3=8a 1+3a 2,a 4=16,则S 4=( ) A.9B.15C.18D.30(2)(2017·北京卷)若等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=-1,a 4=b 4=8,则a 2b 2=________.解析 (1)设数列{a n }的公比为q (q >0),则⎩⎪⎨⎪⎧2S 3=2(a 1+a 1q +a 1q 2)=8a 1+3a 1q ,a 1q 3=16, 解得q =2,a 1=2,所以S 4=2(1-24)1-2=30.(2){a n }为等差数列,a 1=-1,a 4=8=a 1+3d =-1+3d ,∴d =3,∴a 2=a 1+d =-1+3=2.{b n }为等比数列,b 1=-1,b 4=8=b 1·q 3=-q 3,∴q =-2,∴b 2=b 1·q =2,则a 2b 2=22=1.答案 (1)D (2)1考点二 等比数列的判定与证明【例2】 已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.(1)证明 由题意得a 1=S 1=1+λa 1,故λ≠1,a 1=11-λ,a 1≠0.由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1, 得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n ,由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0,所以a n +1a n=λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-1n -1. (2)解 由(1)得S n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-1n.由S 5=3132,得1-⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=3132,即⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=132.解得λ=-1.【训练2】 (2019·广东省级名校联考)已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且满足S n -2a n =n -4.(1)证明:{S n -n +2}为等比数列; (2)求数列{S n }的前n 项和T n . (1)证明 因为a n =S n -S n -1(n ≥2), 所以S n -2(S n -S n -1)=n -4(n ≥2), 则S n =2S n -1-n +4(n ≥2),所以S n -n +2=2[S n -1-(n -1)+2](n ≥2), 又由题意知a 1-2a 1=-3, 所以a 1=3,则S 1-1+2=4,所以{S n -n +2}是首项为4,公比为2等比数列. (2)解 由(1)知S n -n +2=2n +1, 所以S n =2n +1+n -2,于是T n =(22+23+…+2n +1)+(1+2+…+n )-2n=4(1-2n )1-2+n (n +1)2-2n =2n +3+n 2-3n -82.考点三 等比数列的性质及应用【例3】 (1)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 5a 6+a 4a 7=18,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10=( ) A.12B.10C.8D.2+log 35(2)已知数列{a n }是等比数列,S n 为其前n 项和,若a 1+a 2+a 3=4,a 4+a 5+a 6=8,则S 12=( ) A.40B.60C.32D.50解析 (1)由等比数列的性质知a 5a 6=a 4a 7,又a 5a 6+a 4a 7=18,所以a 5a 6=9,则原式=log 3(a 1a 2…a 10)=log 3(a 5a 6)5=10.(2)数列S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,即数列4,8,S 9-S 6,S 12-S 9是首项为4,公比为2的等比数列,则S 9-S 6=a 7+a 8+a 9=16,S 12-S 9=a 10+a 11+a 12=32,因此S 12=4+8+16+32=60. 答案 (1)B (2)B【训练3】 (1)(2019·菏泽质检)在等比数列{a n }中,若a 3,a 7是方程x 2+4x +2=0的两根,则a 5的值是( ) A.-2B.- 2C.± 2D.2(2)(一题多解)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6=________.解析 (1)根据根与系数之间的关系得a 3+a 7=-4, a 3a 7=2,由a 3+a 7=-4<0,a 3a 7>0, 所以a 3<0,a 7<0,即a 5<0, 由a 3a 7=a 25,得a 5=-a 3a 7=- 2.(2)法一 由等比数列的性质S 3,S 6-S 3,S 9-S 6仍成等比数列,由已知得S 6=3S 3,∴S 6-S 3S 3=S 9-S 6S 6-S 3,即S 9-S 6=4S 3,S 9=7S 3,∴S 9S 6=73.法二 因为{a n }为等比数列,由S 6S 3=3,设S 6=3a ,S 3=a (a ≠0),所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等比数列,即a ,2a ,S 9-S 6成等比数列,所以S 9-S 6=4a ,解得S 9=7a ,所以S 9S 6=7a 3a =73.答案 (1)B (2)73数学运算——等差(比)数列性质的应用1.数学运算是指在明析运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的素养.本系列数学运算主要表现为:理解数列问题,掌握数列运算法则,探究运算思路,求得运算结果.通过对数列性质的学习,发展数学运算能力,促进数学思维发展.2.数学抽象是指能够在熟悉的情境中直接抽象出数学概念和规则,能够在特例的基础上归纳形成简单的数学命题,能够在解决相似的问题中感悟数学的通性通法,体会其中的数学思想.类型1 等差数列两个性质的应用 在等差数列{a n }中,S n 为{a n }的前n 项和: (1)S 2n -1=(2n -1)a n ;等差中项)(2)设{a n }的项数为2n ,公差为d ,则S 偶-S 奇=nd .【例1】 (1)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m =________.(2)一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则数列的公差d =________.解析 (1)由a m -1+a m +1-a 2m =0得2a m -a 2m =0,解得a m =0或2.又S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=(2m -1)a m =38, 显然可得a m ≠0,所以a m =2.代入上式可得2m -1=19,解得m =10.(2)设等差数列的前12项中奇数项和为S 奇,偶数项的和为S 偶,等差数列的公差为d .由已知条件,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇+S 偶=354,S 偶∶S 奇=32∶27,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 偶=192,S 奇=162.又S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5. 答案 (1)10 (2)5类型2 等比数列两个性质的应用在等比数列{a n }中,(1)若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a n ·a m =a p ·a q ;(2)当公比q ≠-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…成等比数列(n ∈N *).【例2】 (1)等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( )A.6B.5C.4D.3(2)设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( )A.18B.-18C.578D.558 解析 (1)数列{lg a n }的前8项和S 8=lg a 1+lg a 2+…+lg a 8=lg(a 1·a 2·…·a 8)=lg(a 1·a 8)4=lg(a 4·a 5)4=lg(2×5)4=4.(2)因为a 7+a 8+a 9=S 9-S 6,且S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,即8,-1,S 9-S 6成等比数列,所以8(S 9-S 6)=1,即S 9-S 6=18,所以a 7+a 8+a 9=18.答案 (1)C (2)A类型3 等比数列前n 项和S n 相关结论的活用(1)项的个数的“奇偶”性质:等比数列{a n }中,公比为q . 若共有2n 项,则S 偶∶S 奇=q .(2)分段求和:S n +m =S n +q n S m (q 为公比).【例3】 (1)已知等比数列{a n }共有2n 项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q =________.(2)已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为________. 解析 (1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇+S 偶=-240,S 奇-S 偶=80,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇=-80,S 偶=-160, 所以q =S 偶S 奇=-160-80=2. (2)设等比数列{a n }的公比q ,易知S 3≠0.则S 6=S 3+S 3q 3=9S 3,所以q 3=8,q =2.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公比为12的等比数列,其前5项和为1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1251-12=3116.答案 (1)2 (2)3116三、课后练习1.已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T 1>1的n 的最小值为( )A.4B.5C.6D.7 解析 ∵{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 2a 4=a 3,∴a 23=a 3,∴a 3=1.又∵q >1,∴a 1<a 2<1,a n >1(n >3),∴T n >T n -1(n ≥4,n ∈N *),T 1<1,T 2=a 1·a 2<1,T 3=a 1·a 2·a 3=a 1a 2=T 2<1,T 4=a 1a 2a 3a 4=a 1<1,T 5=a 1·a 2·a 3·a 4·a 5=a 53=1,T 6=T 5·a 6=a 6>1,故n 的最小值为6. 答案 C 2.数列{a n }中,已知对任意n ∈N *,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 23+…+a 2n 等于( )A.(3n -1)2B.12(9n -1)C.9n -1D.14(3n -1)解析 ∵a 1+a 2+…+a n =3n -1,n ∈N *,n ≥2时,a 1+a 2+…+a n -1=3n -1-1,∴当n ≥2时,a n =3n -3n -1=2·3n -1,又n =1时,a 1=2适合上式,∴a n =2·3n -1,故数列{a 2n }是首项为4,公比为9的等比数列.因此a 21+a 22+…+a 2n =4(1-9n )1-9=12(9n -1). 答案 B 3.(2019·华大新高考联盟质检)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3a 11=2a 25,且S 4+S 12=λS 8,则λ=______.解析 ∵{a n }是等比数列,a 3a 11=2a 25,∴a 27=2a 25,∴q 4=2,∵S 4+S 12=λS 8,∴a 1(1-q 4)1-q +a 1(1-q 12)1-q =λa 1(1-q 8)1-q, ∴1-q 4+1-q 12=λ(1-q 8),将q 4=2代入计算可得λ=83.答案 834.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +λ(λ为常数).(1)试探究数列{a n +λ}是不是等比数列,并求a n ;(2)当λ=1时,求数列{n (a n +λ)}的前n 项和T n . 解 (1)因为a n +1=2a n +λ,所以a n +1+λ=2(a n +λ). 又a 1=1,所以当λ=-1时,a 1+λ=0,数列{a n +λ}不是等比数列, 此时a n +λ=a n -1=0,即a n =1; 当λ≠-1时,a 1+λ≠0,所以a n +λ≠0, 所以数列{a n +λ}是以1+λ为首项,2为公比的等比数列, 此时a n +λ=(1+λ)2n -1,即a n =(1+λ)2n -1-λ.(2)由(1)知a n =2n -1,所以n (a n +1)=n ×2n , T n =2+2×22+3×23+…+n ×2n ,① 2T n =22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,② ①-②得:-T n =2+22+23+…+2n -n ×2n +1=2(1-2n )1-2-n ×2n +1=2n +1-2-n ×2n +1=(1-n )2n +1-2. 所以T n =(n -1)2n +1+2.。
第十节 数列的通项公式与前n项和求解方法
数列的通项公式与前n 项和求解方法1. 熟练掌握等差、等比数列的通项公式和前n 项和公式;2. 掌握常见的递推关系下通项公式的求解方法; .一、通项公式求解的常见方法 1.公式法借助等差与等比数列的定义、等差中项、等比中项,结合等差数列通项公式与等比数列通项公式求解.(1)常见的等差数列的通项公式①()11n a a n d =+-;②()n m a a n m d =+-;③n a pn q =+. (2)常见的等比数列的通项公式 ①11n n a a q-=⋅;②n mn m a a q-=⋅.2.退位相减(除)法退位相减法适用于递推关系中同时含有n S 与n a 的形式(其中12n n S a a a =+++ ),求解数列{}n a 通项公式时借助关系:11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,操作时一般两种思路:思路一:将条件中所有的n a ,全部转化为n S 的形式,即使得递推关系中只含有n S ,进而视{}n S 为新数列,先求出n S 的通项公式,再结合11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,求出n a ;思路二:将条件中所有的n S 形式退位,再原递推关系式与退位过后的递推关系作差,将其转化为只含有n a 的形式,再构造等比或等差数列求出{}n a 的通项公式.退位相除法适用于递推关系中同时含有n T 与n a 的形式(其中12n n T a a a = ),借助()12nn n T a n T -=≥,可以求出n a 在2n ≥条件下的表达式,最后验证下首项即可. 【注】不论是退位相减法还是退位相除法,一般都需要验证首项符不符合,在不符合的条件下,书写通项公式时,注意分段表达. 3.()()*1N n n a a f n n +=+∈(累加法) 具体如下:先得到如下1n -个式子,()()()()213211212n n a a f a a f a a f n n --=-=-=-≥再将上述1n -个式子左右分别累加,可以得到:()()()1121n a a f f f n -=+++- ,即()()()()11212n a a f f f n n =++++-≥ ,求和化简后,再验证1n =是否成立即可. 4.()()1*N n na f n n a +=∈(累乘法) 具体如下:先得到如下1n -个式子,()()()()213211212nn a f a a f a a f n n a -===-≥再将上述1n -个式子左右分别累乘,可以得到:()()()()11212na f f f n n a =⋅⋅⋅-≥ ,即()()()()11212n a a f f f n n =⋅⋅⋅⋅-≥ ,求积化简后,再验证1n =是否成立即可. 5.待定系数法①()11,0n n a pa q p q +=+≠≠;设()1n n a p a λλ++=+(其中λ为待定系数),通过比较系数,可以求出1qp λ=-,只需验证101q a p +≠-,即可得到数列{}n a λ+为等比数列,首项为11q a p +-,公比为p ,从而可以求出数列{}n a λ+的通项公式,进而可以求出{}n a 的通项公式. ②()11,0n n a pa qn r p q +=++≠≠.设()()112121n n a n p a n λλλλ++++=++(其中12,λλ为待定系数),通过比较系数,可以求出12,λλ,只需验证1120a λλ++≠,即可得到数列{}12n a n λλ++为等比数列,首项为112a λλ++,公比为p ,这样即可求出数列{}12n a n λλ++的通项公式,进而可以求出{}n a 的通项公式.6.取倒数法一般适用于:①1n n n pa a qa r +=+;②11n n n pa a qa r++=+;③110n n n n pa qa ra a ++++=.针对1=n n n pa a qa r ++或11n n n pa a qa r++=+,通过对等式两边同时取倒数,将其转化为类型:111n nx y a a +=+,此时若1x =,直接借助等差数列通项公式求解即可;若1x ≠,结合前面的待定系数法求解即可.针对递推关系为:110n n n n pa qa ra a ++++=的形式,可以在等式两边同除1n n a a +,再令1n nb a =,将其转化为类型:1n n b pb q +=+,进而可以求出{}n a 的通项.7.()()11n n a pa f n p +=+≠(同除法、系数化为一)将等式两边同除1n p +,转化为:()111n n n n n f n a a p p p +++=+,再令nn n a b p =,()()1n f n g n p+=将其转化为()1n n b b g n +=+,再结合累加法求出{}n b 的通项公式,进而求出{}n a 的通项公式.有些时候也可以等式两边同除以n p ,视具体情况而定. 8.()10,0qn nn a pa a p +=>>(取对数法)针对递推关系:()10qn na pa p +=>,处理时,可以将等式两边同取常用对数:()1lg lg q n n a pa +=,即1lg lg lg n n a q a p +=+,再令lg n n b a =,lg r p =可以得到:1n n b qb r +=+,这样就可以求出{}n b 的通项公式,进而求出{}n a 的通项公式.二、数列求和的常用方法 1.公式法直接利用等差数列、等比数列的前n 项和公式求和 (1)等差数列的前n 项和公式S n =n a 1+a n 2= ;(2)等比数列的前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q =a 1 1-q n1-q ,q ≠1. 2.倒序相加法如果一个数列{a n }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 项和就是用此法推导的.此方法适用于当n n n c a b =⋅,求123n n S c c c c =++++ ,其中{},{}n n a b 分别为等差、等比数列,其中{},{}n n a b 的公差与公比分别为(),1d q q ≠,求和过程如下:12311223312231111231(1)(2)(1)(2)(1)()n nn n n n n n n n n n n n S c c c c S a b a b a b a b qS a b a b a b a b q S a b d b b b a b -++=++++=++++=++++--=++++- 由得再对23n b b b +++ 部分等比数列实施求和,需注意,此时数列的项数为1n -项,(通常这块求和时,使用公式11n n a a qS q-=-,可避免对项数的讨论),另外需注意,1n n a b +前面的符号为“-”,化简的过程需细心.整个过程中,若没有给出公比的限制条件,还需要对公比q 的数值进行讨论.4.裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和. (1)适用于1n n n mc a a +=⋅,求123n n S c c c c =++++ ,其中{}n a 为等差数列,公差为d ,m 为常数.求和过程如下:先裂项1111n n n n n m m c a a d a a ++⎛⎫==- ⎪⋅⎝⎭,再求和:123122334111111111n n n n m m m m S c c c c d a a d a a d a a d a a +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++=-+-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭122334*********nn m d a a a a a a a a +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 1111n m d a a +⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ (2)适用于2n n n mc a a +=⋅,求123n n S c c c c =++++ ,其中{}n a 为等差数列,公差为d ,m 为常数. 求和过程如下:先裂项22112n n n n n m m c a a d a a ++⎛⎫==- ⎪⋅⎝⎭,再求和:1231324352111111112222n n n n m m m m S c c c c d a a d a a d a a d a a +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++=-+-+-++- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭132421111112n n m d a a a a a a +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 121211112n n m d a a a a ++⎡⎤=+--⎢⎥⎣⎦(3)高中阶段其他的裂项形式①()()()()()1111122112n n n n n n n ⎡⎤=-⎢⎥+++++⎣⎦1k=;③()ln 1ln ln k n k n n ⎛⎫+=+- ⎪⎝⎭; ④()()121112212n n nn n n n n -+=-⋅+⋅⋅+⋅;⑤;2221441124412121n n n n n ⎛⎫=<=- ⎪--+⎝⎭;2=<=;⑦()()()11111111111n n n n n q q q q q q q ++⎛⎫=-≠ ⎪-----⎝⎭; 5.分组求和适用于当n n n c a b =+,求123n n S c c c c =++++ ,其中{},{}n n a b 为两类不同性质的数列,诸如等差、等比数列等.求和过程如下:123112233123123()()()()()()n n n n n n n nS c c c c a b a b a b a b a a a a b b b b T H =++++=++++++++=+++++++++=+6.分段求和问题一般分为三种:①常规分段;②奇偶分段;③周期分段.求和的结果一般需写成分段的形式.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果已知等差数列的通项公式,则在求其前n 项和时使用公式S n =n a 1+a n2较为合理.( )(2)如果数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q .( )(3)当n ≥2时,1n 2-1=12⎝⎛⎭⎫1n -1-1n +1.( )(4)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n 之和时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =1n n +1,则S 5=________.(2)设数列{a n }是首项为1,公比为-2的等比数列,则a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=________. (3)12+24+38+…+n2n 等于________.例1.(1)已知数列}n a 为等差数列,且前n 项和为n S ,若420S =,756S =,求数列{}n a 的通项公式.(2)已知数列{}n a 为等比数列,且前n 项和为n S ,若37S =,663S =,求数列{}n a 的通项公式.例2.已知数列{}n a 中,112a =,12141n n a a n +=+-,求数列{}n a 的通项公式.【巩固练习】已知数列{}n a 满足1112,ln 1n n a a a n +⎛⎫==++ ⎪⎝⎭,求数列{}n a 的通项公式.例3. 已知数列{}n a 满足:12a =,122nn n a a a +=+()*N n ∈,求{}n a 的通项公式.例4.已知数列{}n a 中,112a =,()*12n n n a a n N +=∈,求数列{}n a 的通项公式.例5. (1)已知数列{}n a 满足1a =1,142n n a a +=+.求{}n a 的通项公式.(2)已知数列{}n a 满足1a =1,1321n n a a n +=+-.求{}n a 的通项公式.【巩固练习】(1)已知数列{}n a 满足1a =1,121n n a a +=+.求{}n a 的通项公式. (2)数列{}n a 中,()*112,431N n n a a a n n +==-+∈,求{}n a 的通项公式.例6.数列{}n a 满足12211152()222n n a a a n n N *+++=+∈ ,求数列{}n a 的通项公式.【巩固练习】已知数列{}n a 满足:2112333323n n a a a a n -++++=+ ,求{}n a 的通项公式.例7.(1)已知数列{}n a 的首项11a =,前n 项和为n S ,且142()n n S a n N *+=+∈,求数列{}n a 的通项公式.(2)正数数列{}n a 的前n 项和为n S ,若()*11N 2n n n S a n a ⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭,求数列{}n a 的通项公式.【巩固训练】(1)数列{}n a 的前n 项和n S ,且满足:0n a >()*2N 2n a n +=∈,求{}n a 的通项公式.(2)数列{}n a 的前n 项和n S ,且11a =,()*13N n n a S n +=∈,求{}n a 的通项公式.(3)数列{}n a 的前n 项和n S ,且129a =,1(2)n n n a S S n -=≥,求{}n a 的通项公式.例8.已知数列{}n a 满足2121()n a a a n n N *⋅⋅⋅=+∈ ,求数列{}n a 的通项公式. 例9. 在数列{}n a 中,11a =,()1*122n n n a a n n N ++=+⋅∈,求{}n a 的通项公式.例10. 已知12a =,点()1,n n a a +在函数()22f x x x =+的图象上,其中*N n ∈.(1)证明数列(){}lg 1n a +是等比数列;(2)设()()()12111n n T a a a =+⋅++ ,求n T 及数列{}n a 的通项.例11.(1)若数列{}n b 满足:12b =,132n n b b n ++=+,求数列{}n b 的通项公式.(2)若数列{}n b 满足:12b =,112n n n b b ++⋅=,求数列{}n b 的通项公式.例12.(1)已知数列{}n a 满足*12211,3,44().n n n a a a a a n N ++===-∈求数列{}n a 的通项公式.(2)已知数列{}n a 满足*12211,3,32().n n n a a a a a n N ++===-∈求数列{}n a 的通项公式.例13.已知数列}{n a 满足性质: ()*1423n n n a a n N a ++=∈+,且,31=a 求}{n a 的通项公式.例14.已知数列}{n a 满足:对于*n N ∈,都有.325131+-=+n n n a a a(1)若,51=a 求n a ;(2)若,31=a 求n a ;(3)若,61=a 求n a .例15.求和:n++++++++++21132112111.【跟踪训练】在数列{}n a 中,12111n n a n n n =++++++ ,又12n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和n S .例16.数列{}n a 满足*111,(1)(1),n n a na n a n n n N +==+++∈.(1)证明:数列n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列;(2)设3nn b =,求数列{}n b 的前n 项和n S .【跟踪训练】(1)求和:2311357(21),R n n S x x x n x x -=++++⋅⋅⋅+-∈.(2)等差数列{}n a 中,0d ≠,{}n a 的部分项组成的数列123,,,,n k k k k a a a a 恰为等比数列,且1231,5,17k k k ===. (1)求数列{}n k 的通项公式; (2)数列{}n k 的前n 项和n S .例17.若|415|n a n =-,其前n 项和n S .【跟踪训练】若421,32,4n n n n a n --≤⎧=⎨≥⎩,其前n 项和n S .例18.已知数列{}n a 满足,11a =,()2211nn n a a -=+-,()*2123N n n n a a n +=+∈.(1)求357,,a a a 值;(2)求21n a - (用含n 的式子表示);(3)记数列{}n a 的前n 项和为n S ,求n S (用含n 的式子表示).【跟踪训练】设()()211nn a nn =-++,且数列{}n a 的前n 项和为n S .1.若数列{}n a 的前n 项和为322+-=n n S n ,求数列{}n a 的通项公式.2.数列{}n a 满足1a =1, 2a =32,且()111122n n n n a a a -++=≥,求数列{}n a 的通项公式.3.设数列{}n a 满足)3)((31,313421121≥-=-==---n a a a a a a n n n n ,,求数列{}n a 的通项公式.4.设数列{n a }是首项为1的正数数列,且),3,2,1(0)1(1221 ==+-+++n a a na a n n n n n ,求数列{}n a 的通项公式.5.已知数}{n a 的递推关系为4321+=+n n a a ,且11=a ,求数列{}n a 的通项公式.6.已知数列{}n a 满足:,21,111nnn a a a a +==+求数列{}n a 的通项公式.7.设数列{}n a 满足231213333n n a a a n a -++++=…,n ∈*N .求数列{}n a 的通项公式.8.已知数列{}n a 中,311=a ,前n 项和n S 与n a 的关系是(21)n n S n n a =- ,试求通项公式n a .9.数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,*12()n n a S n +=∈N .求数列{}n a 的通项n a ;10.已知数列{}n a 满足:n n n a a a 23,111+==+,求数列{}n a 的通项公式.11.已知数列}{n a 满足:413n n a a +=,17a =,求数列}{n a 的通项公式.12.在数列}{n a 中,,7,121==a a )3(3221≥+=--n a a a n n n ,求n a .13.在数列}{n a 中,,5,121==a a 且2145---=n n n a a a ,求n a .14.已知数列{}n a 的通项公式为nn a n ++=11 ,求它的前n 项的和.15.已知等差数列{}n a 满足:37a =,5726a a +=,{}n a 的前n 项和为n S . (1)求n a 及n S ; (2)令211n n b a =-(n ∈N *),求数列{}n b 的前n 项和n T .16.设{}n a 是等差数列,{}n b 是各项都为正数的等比数列,且111a b ==,3521a b +=,5313a b +=(1)求{}n a ,{}n b 的通项公式; (2)求数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .17.已知等差数列{}n a 满足:37a =,5726a a +=.{}n a 的前n 项和为n S . (1)求n a 及n S ; (2)令211n n b a =-(*n N ∈),求数列{}n b 的前n 项和n T .18.已知数列{}n a 中,11a =,且当2n ≥时,1()2n n n S a S =-; (1)求n S ,n a(2)求{}n S 的前n 项和n T19.已知数列}{n a 的各项为正数,其前n 项和n S 满足()2*12n n a S n N +⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭.(1)求)2(1≥-n a a n n 与之间的关系式,并求}{n a 的通项公式; (2)求证.211121<+++nS S S20.已知二次函数()y f x =的图像经过坐标原点,其导函数为'()62f x x =-,数列{}n a 的前n 项和为n S ,点(,)()n n S n N *∈均在函数()y f x =的图像上。
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1.(11辽宁T17)
已知等差数列{a n }满足a 2=0,a 6+a 8=-10
(I )求数列{a n }的通项公式;
(II )求数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-12n n a 的前n 项和. 【测量目标】等差数列的通项,数列的通项公式{}n a 与前n 项和n S 的关系.
【难易程度】容易
【试题解析】(I )设等差数列{}n a 的公差为d ,由已知条件可得110,21210,
a d a d +=⎧⎨+=-⎩ 解得11,1.a d =⎧⎨=-⎩ 故数列{}n a 的通项公式为2.n a n =-(步骤1) (II )设数列1{}2n n a -的前n 项和为n S ,即211,22
n n n a a S a -=+++L 故11S =(步骤2) 12.2242
n n n S a a a =+++L 所以,当1n >时, 1211111222211121()2422
121(1)22
n n
n n n n n
n n n n S a a a a a S a n n -------=+++--=-+++--=---L L =
.2n
n (步骤3) 所以1.2n n n S -= 综上,数列11{
}.22
n n n n a n n S --=的前项和(步骤4)
2.(10上海T20)
已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且585n n S n a =--,n +∈N .
(1)证明:{}1n a -是等比数列;
(2)求数列{}n S 的通项公式,并求出n 为何值时,n S 取得最小值,并说明理由.
【测量目标】数列的通项公式n a 与前n 项和n S 的关系.
【试题解析】(1)当1n =时,114a =-;当2n …时,11551n n n n n a S S a a --=-=-++,()15116
n n a a -∴-=-,(步骤1) 又11150a -=-≠Q ,∴数列{}1n a -是等比数列;(步骤2)
(2)由(1)知:151156n n a -⎛⎫-=- ⎪⎝⎭
g ,得151156n n a -⎛⎫=- ⎪⎝⎭g ,(步骤3) 从而()1575906n n S n n -+⎛⎫=+-∈ ⎪⎝⎭N g ;
(步骤4) 解不等式1n n S S +<,得15265n -⎛⎫< ⎪⎝⎭,56
2log 114.925n >+≈,(步骤5) ∴当15n …时,数列{}n S 单调递增;
(步骤6) 同理可得,当15n „时,数列{}n S 单调递减;
故当15n =时,n S 取得最小值.(步骤7)
3.(09辽宁T14)
等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且53655,S S -=则4a = .
【测量目标】数列的通项公式{}n a 与前n 项和n S 的关系.
【难易程度】中等 【参考答案】13
【试题解析】∵11(1)2n S na n n d =+
-∴5131510,33S a d S a d =+=+. ∴5311114653060(1515)154515(3)15S S a d a d a d a d a -=+-+=+=+=. ∵53655,S S -=故413
a =
. 4.(09全国II T19)
设数列{}n a 的前n 项和为,n S 已知11,a =142n n S a +=+
(I )设12n n n b a a +=-,证明数列{}n b 是等比数列 ; (II )求数列{}n a 的通项公式.
【测量目标】数列的通项公式n a 与数列的前n 项和n S 的关系.
【试题解析】(I )由11,a =及142n n S a +=+,有 12142,a a a +=+21121325,23a a b a a =+=∴=-=(步骤1) 由142n n S a +=+, ① 则当2n …时,有142n n S a -=+ ② ①-②得111144,22(2)n n n n n n n a a a a a a a +-+-=-∴-=-(步骤2) 又12n n n b a a +=-Q ,12n n b b -∴=,(步骤3) {}n b ∴是首项13b =,公比为2的等比数列.(步骤4)
(II )由(I )可得11232n n n n b a a -+=-=g ,113224
n n n n a a ++∴-=(步骤5) ∴数列{
}2
n n a 是首项为12,公差为34的等比数列.(步骤6) ∴1331(1)22444n n a n n =+-=-,2(31)2n n a n -=-g (步骤7)。