专题04 数列求和及综合应用(原卷版)

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专题04 基本不等式及其应用 (原卷版)

专题04 基本不等式及其应用 (原卷版)

专题04基本不等式及其应用【考点预测】1.基本不等式如果00>>b a ,,那么2b a ab +≤,当且仅当b a =时,等号成立.其中,2ba +叫作b a ,的算术平均数,ab 叫作b a ,的几何平均数.即正数b a ,的算术平均数不小于它们的几何平均数.基本不等式1:若a b ∈,R ,则ab b a 222≥+,当且仅当b a =时取等号;基本不等式2:若a b ∈,+R ,则ab ba ≥+2(或ab b a 2≥+),当且仅当b a =时取等号.注意(1)基本不等式的前提是“一正”“二定”“三相等”;其中“一正”指正数,“二定”指求最值时和或积为定值,“三相等”指满足等号成立的条件.(2)连续使用不等式要注意取得一致.【方法技巧与总结】1.几个重要的不等式(1)()()()2000,0.a a R a a a R ≥∈≥≥≥∈(2)基本不等式:如果,ab R +∈,则2a b+≥(当且仅当“a b =”时取“”).特例:10,2;2a ba a ab a>+≥+≥(,a b 同号).(3)其他变形:①()2222a b a b ++≥(沟通两和a b +与两平方和22a b +的不等关系式)②222a b ab +≤(沟通两积ab 与两平方和22a b +的不等关系式)③22a b ab +⎛⎫≤ ⎪⎝⎭(沟通两积ab 与两和a b +的不等关系式)④重要不等式串:)2,112a ba b R a b++≤≤≤∈+即调和平均值≤几何平均值≤算数平均值≤平方平均值(注意等号成立的条件).2.均值定理已知,x y R +∈.(1)如果x y S +=(定值),则2224x y S xy +⎛⎫≤=⎪⎝⎭(当且仅当“x y =”时取“=”).即“和为定值,积有最大值”.(2)如果xy P =(定值),则x y +≥=(当且仅当“x y =”时取“=”).即积为定值,和有最小值”.3.常见求最值模型模型一:)0,0(2>>≥+n m mn xnmx ,当且仅当mnx =时等号成立;模型二:)0,0(2)(>>+≥+-+-=-+n m ma mn ma ax na x m a x n mx ,当且仅当mna x =-时等号成立;模型三:)0,0(2112>>+≤++=++c a bac xc b ax c bx ax x ,当且仅当acx =时等号成立;模型四:0,0,0(421)()(22m n x n m m n mx n mx m m mx n mx mx n x <<>>=-+⋅≤-=-(,当且仅当mnx 2=时等号成立.【典例例题】题型一:基本不等式及其应用例1.下列不等式恒成立的是()A.12x x+≥B.a b +≥C.22222a b a b ++⎛⎫≥⎪⎝⎭D.222a b ab+≥例2.已知x ,y 都是正数,且x y ≠,则下列选项不恒成立的是()A.2x y+>B.2x y y x+>C.2xyx y<+D.12xy xy +>例3.《几何原本》卷2的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成了后世西方数学家处理问题的重要依据,通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.现有如图所示图形,点F 在半圆O 上,点C 在直径AB 上,且OF AB ⊥,设AC a =,BC b =,则该图形可以完成的无字证明为()A.0,0)2a ba b +≥>>B.220,0)a b a b +≥>>C.20,0)aba b a b≤>>+D.0,0)2a b a b +≤>>例4.下列不等式中一定成立的是()A.()2111x x >∈+R B.()12,sin sin xx k x k π+>≠∈Z C.21ln ln (0)4x x x ⎛⎫+>> ⎪⎝⎭D.()212x x x +≥∈R 例5.(多选题)下列函数中最小值为6的是()A.9ln ln y x x=+B.36sin 2sin y x x=+C.233xxy -=+D.2y例6.(多选题)设0a >,0b >,下列结论中正确的是()A.()1229a b a b ⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭B.()2221a b a b +≥++C.22b a a ba b+≥+D.22a b a b+≥+【方法技巧与总结】熟记基本不等式成立的条件,合理选择基本不等式的形式解题,要注意对不等式等号是否成立进行验证.题型二:直接法求最值例7.若实数a ,b 满足1a b +=,则ab 的最大值为()A.2B.1C.12D.14例8.若x ,y 为实数,且26x y +=,则39x y +的最小值为()A.18B.27C.54D.90例9.已知二次函数()22f x ax x c =++(x ∈R )的值域为[)0,∞+,则14c a+的最小值为()A.4-B.4C.8D.8-例10.函数()1111642xx x f x -=++的最小值为()A.4B.C.3D.例11.(多选题)已知a ,b 是两个正数,4是2a 与16b 的等比中项,则下列说法正确的是()A.ab 的最小值是1B.ab 的最大值是1C.11a b+的最小值是94D.11a b+的最大值是92例12.若,R a b +∈,且11b a +=,则2b a的最大值是_______________.例13.已知正数x 、y 满足124x y +=,则yx的最小值是___________.【方法技巧与总结】直接利用基本不等式求解,注意取等条件.题型三:常规凑配法求最值例14.若11x -<<,则22222x x y x -+=-有()A.最大值1-B.最小值1-C.最大值1D.最小值1例15.函数131y x x =+-(1)x >的最小值是()A.4B.3-C.D.3+例16.若0x >,0y >且x y xy +=,则211x y x y +--的最小值为()A.3B.52C.3D.3+例17.若1x >,则函数211x x y x -+=-的最小值为___________.例18.已知1xy =,且102y <<,则22416x y x y -+最大值为______.例19.(1)求函数()411y x x x =+>-的最小值及此时x 的值;(2)已知函数25102x x y x ++=+,()2,x ∈-+∞,求此函数的最小值及此时x 的值.【方法技巧与总结】1.通过添项、拆项、变系数等方法凑成和为定值或积为定值的形式.2.注意验证取得条件.题型四:消参法求最值例20.若直线30(0,0)ax by a b --=>>过点(1,1)-例21.设正实数x ,y ,z 满足22340x xy y z -+-=,则当xyz取得最大值时,212x y z +-的最大值为()A.0B.3C.94D.1例22.已知正实数a ,b 满足220ab a +-=,则4a b +的最小值是()A.2B.2-C.2-D.6例23.若正实数a ,b 满足32+=b a ab ,则2+a bab 的最大值为______.例24.若,x y R +∈,23()()-=x y xy ,则11x y+的最小值为___________.例25.若220,0,422>>+-=a b a b ab ,则12++ab a b的取值范围是_________.【方法技巧与总结】消参法就是对应不等式中的两元问题,用一个参数表示另一个参数,再利用基本不等式进行求解.解题过程中要注意“一正,二定,三相等”这三个条件缺一不可!题型五:双换元求最值例26.设0a >,0b >,若221a b +=2ab -的最大值为()A.3B.C.1D.2例27.若0a >,0b >,0c >,2a b c ++=,则4a b a b c+++的最小值为______.例28.已知x+y=1,y>0,x>0,则121x x y ++的最小值为____________.例29.已知0a >,0b >,21a b +=,则11343a b a b+++取到最小值为________.例30.若,x y R +∈,且21x y +=,则22212x y x y +++的最小值为_________例31.若正实数x ,y 满足22x y +=,则224122x y y x +++的最小值是__________.【方法技巧与总结】若题目中含是求两个分式的最值问题,对于这类问题最常用的方法就是双换元,分布运用两个分式的分母为两个参数,转化为这两个参数的不等关系.1.代换变量,统一变量再处理.2.注意验证取得条件.题型六:“1”的代换求最值例32.已知正实数x ,y 满足211x y+=,则436xy x y --的最小值为()A.2B.4C.8D.12例33.设正项等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若20132013S =,则2201211a a +的最小值为()A.1B.2C.4D.8例34.若实数a ,b 满足123,12a b a b ⎛⎫+=>> ⎪⎝⎭,则2211a b a b +--的最小值为()A.6B.4C.3D.2例35.已知20,0,61a b a b >>+=,则162b a+的最小值为()A.13B.19C.21D.27例36.已知0a >,0b >且1a b +=,则1811a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值是()A.49B.50C.51D.52例37.已知正数a ,b 满足0ab a b --=,则4a b +的最小值为___________.例38.设0x >,0y >,1x y +=,则212x xy+的最小值为______.例39.函数11x y a -=+图象过定点A ,点A 在直线()31,0mx ny m n +=>>上,则121m n+-最小值为___________.【方法技巧与总结】1的代换就是指凑出1,使不等式通过变形出来后达到运用基本不等式的条件,即积为定值,凑的过程中要特别注意等价变形.1.根据条件,凑出“1”,利用乘“1”法.2.注意验证取得条件.题型七:齐次化求最值例40.已知0,0a b >>,满足222232390,a b a b --+=则32b aa b+的最小值是()A.B.C.D.例41.已知函数())f x a b =<的定义域为R ,则24b aa b c-++的最大值是___________.例42.若a ,b ,c 均为正实数,则2222ab bca b c +++的最大值为()A.12B.14C.2D.2例43.已知三次函数32()()f x ax bx cx d a b =+++<在R 上单调递增,则a b cb a ++-最小值为()例44.已知0a >,0b >,且21a b +=,则12bb a b++的最小值为____________.例45.已知x ,y ,z 为正实数,且240x y z +-=,则2xyz 的最大值为______.例46.若0,0x y >>且224log 3log 9log 81x y+=,则433x y x y++的最小值为___________.【方法技巧与总结】齐次化就是含有多元的问题,通过分子、分母同时除以得到一个整体,然后转化为运用基本不等式进行求解.题型八:利用基本不等式证明不等式例47.已知0a >,0b >.(1)若21a b +=,证明:2233348a b ≤+<;(2)若2a b ab +=,证明:410a b ab ++≥+例48.设函数()124f x x x =+--.(1)求不等式()23f x x ≥-的解集.(2)若()f x 的最大值为222a b c ++,证明:3ab bc ca ++≤.例49.已知正数a ,b ,c 满足3a b c ++=.(1)求abc 的最大值;(2)证明:3333a b b c c a abc ++≥.例50.设a ,b ,c 为正实数,且1a b c ++=.证明:(1)11192a b b c c a ++≥+++;(2)33332ab bc ca abca b c ++-++≥.例51.已知a ,b ,c 都是正数.(1)证明:a b c ++(2)若3a b c ++=,证明:11132a b b c c a ++≥+++.【方法技巧与总结】类似于基本不等式的结构的不等式的证明可以利用基本不等式去组合、分解、运算获得证明.题型九:利用基本不等式解决实际问题例51.设计用232m 的材料制造某种长方体形状的无盖车厢,按交通部门的规定车厢宽度为2m ,则车厢的最大容积是()A.m3B.16m3m3D.14m3例53.如图,将一矩形花坛ABCD 扩建成一个更大的矩形花坛AMPN ,要求点B 在AM 上,点D 在AN 上,且对角线MN 过点C ,已知4AB =,3AD =,那么当BM =_______时,矩形花坛的AMPN 面积最小,最小面积为______.例54.根据不同的程序,3D 打印既能打印实心的几何体模型,也能打印空心的几何体模型.如图所示的空3cm 的球挖去一个三棱锥P ABC -后得到的几何体,其中PA AB ⊥,BC ⊥平面PAB ,1BC cm =.不考虑打印损耗,求当用料最省时,AC 的长.例55.为响应国家扩大内需的政策,某厂家拟在2019年举行促销活动,经调查测算,该产品的年销量(即该厂的年产量)x 万件与年促销费用t(t≥0)万元满足421kx t =-+(k 为常数).如果不搞促销活动,则该产品的年销量只能是1万件.已知2019年生产该产品的固定投入为6万元,每生产1万件该产品需要再投入12万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分).(1)将该厂家2019年该产品的利润y 万元表示为年促销费用t 万元的函数;(2)该厂家2019年的年促销费用投入多少万元时厂家利润最大?【方法技巧与总结】1.理解题意,设出变量,建立函数模型,把实际问题抽象为函数的最值问题.2.注意定义域,验证取得条件.3.注意实际问题隐藏的条件,比如整数,单位换算等.【过关测试】一、单选题1.已知点E 是ABC 的中线BD 上的一点(不包括端点).若AE xAB y AC =+ ,则21x y+的最小值为()A.4B.6C.8D.92.已知,a b 为正实数,且196a b a b+=++,则a b +的最小值为()A.6B.8C.9D.123.若0a >,0b >,()lg lg lg 3a b a b +=+,则a b +的最小值为()A.B.4+C.6D.3+4.已知1e ,2e 为平面的单位向量,且其夹角为2π3,若)122,xe ye x y +=∈R ,则2x y +的最大值为()A.B.C.D.-5.设0a >,1b >,若2a b +=,则411a b +-的最小值为()A.6B.9C.D.186.已知等比数列{}n a 的公比为q ,且51a =,则下列选项不正确的是()A.372a a +≥B.462a a +≥C.76210a a -+≥D.191911a a a a +=+7.已知a ,R b ∈,满足e e 1a b +=,则下列错误的是()A.2ln 2a b +≤-B.e <0a b +C.1≥ab D.()222e e 1a b+≥8.已知a ,()0,b ∈+∞,且22347a ab b ++=,则2+a b 的最大值为()A.2B.3C.D.二、多选题9.已知,x y +∈R ,x y m +=(m 是常数),则下列结论正确的是()A.若141x y ++的最小值为1m +,则3m =B.若(1)x y +的最大值为4,则3m =的最大值为m ,则2m =D.若4m =,则29y x+的最小值为210.已知220,0,2a b a b >>+=,则以下不等式成立的是()A.2a b +>B.332a b +≥C.114a b b a ⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭D.112a b +≥11.设a ,b 为两个正数,定义a ,b 的算术平均数为()2a bA a b +=,,几何平均数为()G a b ,纪五十年代,美国数学家D.H.Lehmer 提出了“Lehmer 均值”,即()11,p pp p p a b L a b a b --+=+,其中p 为有理数.下列结论正确的是()A.()()0.51,,L a b L a b ≤B.()()0,,L a b G a b ≤C.()()2,,L a b A a b ≤D.()()1,,n n L a b L a b +≤12.已知函数2()log x f x =,且正实数a ,b 满足()()1f a f b +=,则下列结论可能成立的是()A.2a b =B.1122a b --+的最大值为32C.2ab =D.2211a b +的最小值为三、填空题13.已知正实数x ,y 满足12e (2)e yxx y -=+,则22y xy x y++的最小值为__________.14.已知2x >,则42x x +-的最小值是______.15.已知0a >,0b >,且2233a b ab a b +=+,则3a b +的最小值为___________.16.已知正实数x ,y 满足:222xx xy y ++=,则232x y y++的最小值为_________.四、解答题17.已知函数()263f x x x =++-.(1)解不等式()10f x ≥的解集;(2)设()()3g x f x x =-+到的最小值为t ,若正数m ,n 满足2m n t +=,求11211m n +++的最小值.18.已知函数()24f x x x =-+-,已知不等式()()0f x kx k ≥>恒成立.(1)求k 的最大值0k ;(2)设0a >,0b >,求证:1223a b a b a b k +≥++.19.设函数()||()f x x a a =-∈R .(1)若关于x 的不等式()(2)4+-≥f x f x 恒成立,求a 的取值范围;(2)在平面直角坐标系xOy 中,()()1+≤f x f y 所围成的区域面积为S ,若正数b ,c ,d 满足()()++=b d c d S ,求23++b c d 的最小值.20.设函数()142a f x x x x a=-++-()0a >(1)当1a =时,求不等式()52f x ≤的解集;(2)已知不等式()1f x x a ≥+的解集为{}1xx ≤∣,0m >,0n >,m n a +=,求28m n+的最小值.21.设a ,b 为正数,且1a b +=.证明:(1)2≤:(2)()()222a b b a a ++>.22.设a ,b ,c 均为正数,且1a b c ++=.(1)求14a b c++的最小值;。

专题04数形思想课之一次函数与二元一次方程(组)综合专练(原卷版)

专题04数形思想课之一次函数与二元一次方程(组)综合专练(原卷版)

练(原卷版)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.(2020·浙江八年级期中)如图,直线1:12AB y x =+分别与x 轴、y 轴交于点A ,点B ,直线:CD y x b =+分别与x 轴,y 轴交于点C ,点D .直线AB 与CD 相交于点P ,已知4ABD S ∆=,则点P 的坐标是()A .5(3,)2B .(8,5)C .(4,3)D .1(2,5)42.(2021·浙江八年级期末)用图象法解某二元一次方程组时,在同一直角坐标系中作出相应的两个一次函数的图象(如图所示),则所解的二元一次方程组是()A .20210x y y x +-=⎧⎨-+=⎩B .20210x y y x -+=⎧⎨+-=⎩C .20210x y y x -+=⎧⎨--=⎩D .2010x y y x ++=⎧⎨+-=⎩3.(2021·浙江)已知直线y =(3m+2)x +2和y =-3x +6交于x 轴上同一点,m 的值为()A .-2B .2C .-1D .04.(2021·浙江九年级专题练习)把直线53y x =-+向上平移m 个单位后,与直线二、填空题5.(2020·浙江)如图,直线1:2l y x =+与直线2:l y kx b =+相交于点(),4P m ,则方程组2y x y kx b=+⎧⎨=+⎩的解是____.6.(2020·浙江八年级期中)已知一次函数y kx b =+与y mx n =+的图象如图所示.(1)写出关于x ,y 的方程组y kx b y mx n=+⎧⎨=+⎩的解为________.(2)若0kx b mx n <+<+,写出x 的取值范围________.7.(2020·浙江)如图,直线1:22l y x =-+交x 轴于点A ,交y 轴于点B ,直线21:12y l x =+交x 轴于点D ,交y 轴于点C ,直线1l 、2l 交于点M .(1)点M 坐标为________;(2)若点E 在y 轴上,且BME 是以BM 为一腰的等腰三角形,则E 点坐标为________.8.(2021·浙江八年级期末)如图,已知直线1:l y kx b =+与直线21:2l y x m =-+都经过68,55C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,直线1l 交y 轴于点()0,4B ,交x 轴于点A ,直线2l 为y 轴交于点D ,P 为y 轴上任意一点,连接PA 、PC ,有以下说法:①方程组12y kx b y x m =+⎧⎪⎨=+⎪⎩的解为6585x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩;②BCD △为直角三角形;③6ABD S = ;④当PA PC +的值最小时,点P 的坐标为()0,1.其中正确的说法是______.9.(第12讲一次函数的应用及综合问题(讲练)-备战2021年中考数学一轮复习讲练测(浙江))对于实数a ,b ,我们定义符号max{a ,b}的意义为:当a≥b 时,max{a ,b}=a ;当a <b 时,max{a ,b]=b ;如:max{4,﹣2}=4,max{3,3}=3,若关于x 的函数为y =max{x+3,﹣x+1},则该函数的最小值是_____.三、解答题10.(2020·浙江八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,直线210y x =-+与x 轴交于点B ,与y 轴交于点C ,与直线12y x =交于点A ,点M 是y 轴上的一个动点,设()0,M m .(1)若MA MB +的值最小,求m 的值;(2)若直线AM 将ACO △分割成两个等腰三角形,请求出m 的值,并说明理由.11.(2020·台州市外国语学校九年级月考)如图,直线l 1的解析式为y =﹣3x +3,且l 1与x 轴交于点D ,直线l 2经过点A 、B ,直线l 1、l 2交于点C .(1)求直线l 2的解析表达式;(2)求△ADC 的面积;(3)在直线l 2上存在异于点C 的另一点P ,使得△ADP 与△ADC 的面积相等,请求出点P 的坐标.12.(2019·金华市第五中学八年级期中)如图,点A 、B 的坐标分别为(0,2),(1,0),直线y=12x−3与y 轴交于点C ,与x 轴交于点D ,(1)求直线AB 与CD 交点E 的坐标;(1)若函数y 1的图象经过点(﹣1,5),求函数y 1的表达式.(2)已知点P(x 1,m )和Q(﹣3,n )在函数y 1的图象上,若m >n ,求x 1的取值范围.(3)若一次函数y 2=ax+b (a≠0)的图象与y 1的图象始终经过同一定点,探究实数a ,b 满足的关系式.14.(2020·浙江翠苑中学八年级月考)已知直线1:l y kx b =+(k ,b 为常数且0k <),经过点()()4,1,B 2,4A -.(1)求直线1l 的函数解析式;(2)若直线2l 是由直线2y x =-向上平移8个单位得到,求直线1l ,直线2l 和x 轴围成图形的面积.15.(2020·浙江)设一次函数()11y m x =-,()21y n x =+(m ,n 是常数,且m≠0,m≠n ,n>0)(1)当m=3,n=2时,①求函数y 1,y 2图象的交点坐标.②若y 1>y 2,求自变量x 的取值范围.(2)在0<x<1的范围内,有且只有部分函数值满足y 1>y 2,求证:m+n<0.16.(2020·浙江八年级期末)平面直角坐标系中,已知直线1l 经过原点与点(),2P m m ,直线2l :23y mx m =+-(0)m ≠;(1)求证:点(23)--,在直线2l 上;(2)当2m =时,请判断直线1l 与2l 是否相交?17.(2020·浙江八年级期末)已知一次函数1y ax b =+,2y bx a =+(0ab ≠,且a b ¹)(1)若1y 过点(1,2)与点(23)b a --,,求1y 的函数解析式.(2)1y 与2y 的图像交于点(),A m n ,用含a ,b 的式子表示n .(3)设3y =12y y -,421y y y =-,当34y y >时,求x 的取值范围.18.(2021·浙江九年级专题练习)已知:如图,直线l 1:y 1=﹣x +n 与y 轴交于A (0,6),直线l 2:y =kx +1分别与x 轴交于点B (﹣2,0),与y 轴交于点C ,两条直线相交于点D ,连接AB .(1)直接写出直线l 1、l 2的函数表达式;19.(2020·浙江)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y =kx +b 的图象与x 轴交于点A (﹣3,0),与y 轴交于点B ,且与正比例函数y =43x 的图象交点为C (m ,4).(1)求一次函数y =kx +b 的解析式;(2)求△BOC 的面积;(3)若点D 在第二象限,△DAB 为等腰直角三角形,则点D 的坐标为.20.(2021·浙江八年级期末)定义:函数()()2424x x m y x x m ⎧-+≥⎪=⎨+<⎪⎩叫做关于m 的对称函数,它与x 轴负半轴交点记为A ,与x 轴正半轴交点记为B .(1)关于1的对称函数()()241241x x y x x ⎧-+≥⎪=⎨+<⎪⎩与直线1x =交于点C ,如图.①(),0A ,(),0B ,()1,C .②P 为关于1的对称函数图象上一点(点P 不与点C 重合),当= ABC ABP S S 时,求点P 的坐标;(2)当直线y x =与关于m 的对称函数有两个交点时,求m 的取值范围.。

专题04 数列求和及综合应用(解析版)

专题04 数列求和及综合应用(解析版)

专题04 数列求和及综合应用【要点提炼】1.常用公式:12+22+32+42+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.2.(1)数列通项a n 与前n 项和S n 的关系为a n =⎩⎨⎧S 1 (n =1),S n -S n -1 (n ≥2).(2)应用a n 与S n 的关系式f (a n ,S n )=0时,应特别注意n =1时的情况,防止产生错误. 3.数列求和(1)分组转化法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分,分别求和,然后再合并. (2)错位相减法:主要用于求数列{a n ·b n }的前n 项和,其中{a n },{b n }分别是等差数列和等比数列.(3)裂项相消法:即将数列的通项分成两个式子的代数差的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫c a n a n +1(其中{a n }是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列.温馨提醒 裂项求和时,易把系数写成它的倒数或忘记系数导致错误. 4.数列与函数、不等式的交汇数列与函数的综合问题一般是利用函数作为背景,给出数列所满足的条件,通常利用点在曲线上给出S n 的表达式,还有以曲线上的切点为背景的问题,解决这类问题的关键在于利用数列与函数的对应关系,将条件进行准确的转化.数列与不等式的综合问题一般以数列为载体,考查不等关系或恒成立问题.考点一 数列求和及综合应用考向一 a n 与S n 的关系问题【典例1】 设数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意的正整数n ,都有a n =5S n +1成立,b n =-1-log 2|a n |,数列{b n }的前n 项和为T n ,c n =b n +1T n T n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{c n }的前n 项和A n ,并求出A n 的最值.解 (1)因为a n =5S n +1,n ∈N *, 所以a n +1=5S n +1+1, 两式相减,得a n +1=-14a n ,又当n =1时,a 1=5a 1+1,知a 1=-14, 所以数列{a n }是公比、首项均为-14的等比数列. 所以数列{a n }的通项公式a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-14n.(2)由(1)知b n =-1-log 2|a n |=2n -1, 数列{b n }的前n 项和T n =n 2, c n =b n +1T n T n +1=2n +1n 2(n +1)2=1n 2-1(n +1)2, 所以A n =1-1(n +1)2.因此{A n }是单调递增数列,∴当n =1时,A n 有最小值A 1=1-14=34;A n 没有最大值.探究提高 1.给出S n 与a n 的递推关系求a n ,常用思路是:一是利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为a n 的递推关系,再求其通项公式;二是转化为S n 的递推关系,先求出S n 与n 之间的关系,再求a n .2.由S n 求a n 时,一定注意分n =1和n ≥2两种情况,最后验证两者是否能合为一个式子,若不能,则用分段形式来表示.【拓展练习1】 (2020·合肥检测)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 2n =S n +S n -1(n ≥2),a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(1-a n )2-a (1-a n ),若{b n }是递增数列,求实数a 的取值范围. 解 (1)a 2n =S n +S n -1(n ≥2), a 2n -1=S n -1+S n -2(n ≥3).相减可得a 2n -a 2n -1=a n +a n -1,∵a n >0,a n -1>0,∴a n -a n -1=1(n ≥3). 当n =2时,a 22=a 1+a 2+a 1,∴a 22=2+a 2,a 2>0,∴a 2=2. 因此n =2时,a n -a n -1=1成立. ∴数列{a n }是等差数列,公差为1. ∴a n =1+n -1=n .(2)b n =(1-a n )2-a (1-a n )=(n -1)2+a (n -1), ∵{b n }是递增数列,∴b n +1-b n =n 2+an -(n -1)2-a (n -1) =2n +a -1>0,即a >1-2n 恒成立,∴a >-1. ∴实数a 的取值范围是(-1,+∞). 考向二 数列求和 方法1 分组转化求和【典例2】 (2020·山东五地联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =a 2n +2a n -1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2), 所以S 2a 1=1+2=3,得a 1=d ,又易知2a 1=2,所以a 1=1,d =1.所以数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)可得,a 2n =2n ,2a n =2n .因为b n =a 2n +2a n -1,所以b n =2n -1+2n ,所以数列{b n }的前n 项和T n =(1+3+5+…+2n -1)+(2+22+23+…+2n ) =n (1+2n -1)2+2(1-2n )1-2=n 2+2n +1-2.探究提高 1.求解本题要过四关:(1)“转化”关,把不等式的解转化为方程根的问题;(2)“方程”关,利用方程思想求出基本量a 1及d ;(3)“分组求和”关,观察数列的通项公式,把数列分成几个可直接求和的数列;(4)“公式”关,会利用等差、等比数列的前n 项和公式求和.2.分组求和的策略:(1)根据等差、等比数列分组;(2)根据正号、负号分组.本题易忽视数列通项的下标如错得a 2n =n ,应注意“=”左右两边保持一致.【拓展练习2】 (2020·潍坊调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S 4=40.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前n 项和P n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 由题意,得⎩⎨⎧a 1+d =8,4a 1+6d =40,解得⎩⎨⎧a 1=4,d =4,所以a n =4n , 因为T n -2b n +3=0,所以当n =1时,b 1=3,当n ≥2时,T n -1-2b n -1+3=0, 两式相减,得b n =2b n -1(n ≥2),则数列{b n }为首项为3,公比为2的等比数列, 所以b n =3·2n -1.(2)c n =⎩⎨⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数,当n 为偶数时,P n =(a 1+a 3+…+a n -1)+(b 2+b 4+…+b n ) =(4+4n -4)·n 22+6(1-4n2)1-4=2n +1+n 2-2.当n 为奇数时,法一 n -1(n ≥3)为偶数,P n =P n -1+c n =2(n -1)+1+(n -1)2-2+4n =2n +n 2+2n -1,n =1时符合上式.法二 P n =(a 1+a 3+…+a n -2+a n )+(b 2+b 4+…+b n -1) =(4+4n )·n +122+6(1-4n -12)1-4=2n +n 2+2n -1.所以P n =⎩⎨⎧2n +1+n 2-2,n 为偶数,2n +n 2+2n -1,n 为奇数.方法2 裂项相消求和【典例3】 (2020·江南六校调研)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1=2,a n +1=S n +2.(1)证明:{a n }为等比数列; (2)记b n =log 2a n ,数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫λb n b n +1的前n 项和为T n ,若T n ≥10恒成立,求λ的取值范围.(1)证明 由已知,得a 1=S 1=2,a 2=S 1+2=4, 当n ≥2时,a n =S n -1+2,所以a n +1-a n =(S n +2)-(S n -1+2)=a n , 所以a n +1=2a n (n ≥2).又a 2=2a 1,所以a n +1a n=2(n ∈N *),所以{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. (2)解 由(1)可得a n =2n ,所以b n =n . 则λb n b n +1=λn (n +1)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, T n =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1,因为T n ≥10,所以λn n +1≥10,从而λ≥10(n +1)n ,因为10(n +1)n =10⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ≤20, 所以λ的取值范围为[20,+∞).探究提高 1.裂项相消求和就是将数列中的每一项裂成两项或多项,使这些裂开的项出现有规律的相互抵消,要注意消去了哪些项,保留了哪些项.2.消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.【拓展练习3】 设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n . (1)求{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和.解 (1)因为a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,① 故当n ≥2时,a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1),② ①-②得(2n -1)a n =2,所以a n =22n -1,又n =1时,a 1=2适合上式,从而{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)记⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和为S n ,由(1)知a n 2n +1=2(2n -1)(2n +1)=12n -1-12n +1,则S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=1-12n +1=2n2n +1.方法3 错位相减法求和【典例4】 (2020·济南统测)在①a 3=5,a 2+a 5=6b 2,②b 2=2,a 3+a 4=3b 3,③S 3=9,a 4+a 5=8b 2这三个条件中任选一个,补充至横线上,并解答问题. 已知等差数列{a n }的公差为d (d >1),前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,且a 1=b 1,d =q ,________. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)记c n =a nb n,求数列{c n }的前n 项和T n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 选条件①.(1)∵a 3=5,a 2+a 5=6b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1+2d =5,2a 1+5d =6a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=256,d =512(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件②.(1)∵b 2=2,a 3+a 4=3b 3,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =3a 1d 2,即⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =6d , 解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎨⎧a 1=-1,d =-2(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2. ∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件③.(1)∵S 3=9,a 4+a 5=8b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1+d =3,2a 1+7d =8a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=218,d =38(舍去),∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.探究提高 1.一般地,如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n ·b n }的前n 项和时,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘以等比数列{b n }的公比,然后作差求解.2.在写“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便下一步准确地写出“S n -qS n ”的表达式.【拓展练习4】 (2020·潍坊模拟)在①b 2n =2b n +1,②a 2=b 1+b 2,③b 1,b 2,b 4成等比数列这三个条件中选择符合题意的两个条件,补充在下面的问题中,并求解.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n .公差不等于0的等差数列{b n }满足________,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和S n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 因为a 1=1,a n +1=3a n ,所以{a n }是以1为首项,3为公比的等比数列, 所以a n =3n -1.选①②时,设数列{b n }的公差为d 1. 因为a 2=3,所以b 1+b 2=3(ⅰ).因为b 2n =2b n +1,所以当n =1时,b 2=2b 1+1(ⅱ). 由(ⅰ)(ⅱ)解得b 1=23,b 2=73,所以d 1=53,所以b n =5n -33.所以b n a n=5n -33n .所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =231+732+1233+…+5n -33n ,所以13S n =232+733+1234+…+5n -83n +5n -33n +1.上面两式相减,得23S n =23+5⎝ ⎛⎭⎪⎫132+133+…+13n -5n -33n +1 =23+56-152×3n +1-5n -33n +1=32-10n +92×3n +1.所以S n =94-10n +94×3n .选②③时,设数列{b n }的公差为d 2.因为a 2=3,所以b 1+b 2=3,即2b 1+d 2=3.因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 2)2=b 1(b 1+3d 2),化简得d 22=b 1d 2.因为d 2≠0,所以b 1=d 2,从而d 2=b 1=1,所以b n =n . 所以b n a n =n 3n -1.所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =130+231+332+…+n3n -1,所以13S n =131+232+333+…+n -13n -1+n 3n .上面两式相减,得23S n =1+131+132+133+…+13n -1-n 3n=32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n -n 3n =32-2n +32×3n . 所以S n =94-2n +34×3n -1.选①③时,设数列{b n }的公差为d 3.因为b 2n =2b n +1,所以b 2=2b 1+1,所以d 3=b 1+1.又因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 3)2=b 1(b 1+3d 3),化简得d 23=b 1d 3.因为d 3≠0,所以b 1=d 3,无解,所以等差数列{b n }不存在.故不合题意.考向三 与数列相关的综合问题【典例5】 (2020·杭州滨江区调研)设f (x )=12x 2+2x ,f ′(x )是y =f (x )的导函数,若数列{a n }满足a n +1=f ′(a n ),且首项a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }中,b 1=a 1,b 2=a 2,数列{b n }的前n 项和为T n ,请写出适合条件T n ≤S n 的所有n 的值. 解 (1)由f (x )=12x 2+2x ,得f ′(x )=x +2. ∵a n +1=f ′(a n ),且a 1=1. ∴a n +1=a n +2,则a n +1-a n =2,因此数列{a n }是公差为2,首项为1的等差数列. ∴a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)数列{a n }的前n 项和S n =n (1+2n -1)2=n 2,等比数列{b n }中,设公比为q ,∵b 1=a 1=1,b 2=a 2=3, ∴q =3.∴b n =3n -1,∴数列{b n }的前n 项和T n =1-3n 1-3=3n -12.T n ≤S n 可化为3n -12≤n 2.又n ∈N *,∴n =1,或n =2.故适合条件T n ≤S n 的所有n 的值为1和2.探究提高 1.求解数列与函数交汇问题要注意两点:(1)数列是一类特殊的函数,其定义域是正整数集(或它的有限子集),在求数列最值或不等关系时要特别注意;(2)解题时准确构造函数,利用函数性质时注意限制条件.2.数列为背景的不等式恒成立、不等式证明,多与数列的求和相联系,最后利用数列或数列对应函数的单调性处理.【拓展练习5】 已知数列{a n }与{b n }满足:a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n (n ∈N *),若{a n }是各项为正数的等比数列,且a 1=2,b 3=b 2+4. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式; (2)若数列{c n }满足c n =a nb n b n +1(n ∈N *),T n 为数列{c n }的前n 项和,证明:T n <1. (1)解 由题意知,a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n ,① 当n ≥2时,a 1+a 2+a 3+…+a n -1=2b n -1,② ①-②可得a n =2(b n -b n -1) ⇒a 3=2(b 3-b 2)=2×4=8,∵a 1=2,a n >0,设{a n }的公比为q , ∴a 1q 2=8⇒q =2,∴a n =2×2n -1=2n (n ∈N *). ∴2b n =21+22+23+ (2)=2(1-2n )1-2=2n +1-2,∴b n =2n -1(n ∈N *).(2)证明 由已知c n =a n b n ·b n +1=2n(2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1, ∴T n =c 1+c 2+…+c n=121-1-122-1+122-1-123-1+…+12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1,当n ∈N *时,2n +1>1,∴12n +1-1>0,∴1-12n +1-1<1,故T n <1.【专题拓展练习】一、单选题1.已知数列{}n a 满足()2*11n n n a a a n N+=-+∈,设12111n nS a a a =+++,且10910231a S a -=-,则数列{}n a 的首项1a 的值为( )A .23 B .1C .32D .2【答案】C 【详解】若存在1n a =,由2111n n n a a a --=-+,则可得11n a -=或0n a =,由12111n nS a a a =+++可得0n a ≠,由10910231a S a -=-可得101a ≠所以{}n a 中恒有1n a ≠由211n n n a a a +=-+,可得()111n n n a a a +-=-所以()11111111n n n n n a a a a a +==----,即111111n n n a a a +=---所以1212231111111111111111n n n n S a a a a a a a a a +⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++-⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭⎝⎭111111n a a +=--- 所以110109*********a S a a a -=---=-,即1010101010123222111111a a a a a a =+--=----= 所以1121a =-,则1112a -=,所以132a = 2.已知在数列{}n a 中,14a =,26a =,且当2n ≥时,149n n a a +=-,若n T 为数列{}nb 的前n 项和,19(3)n n n n a b a a +-=⋅,则当175(3)()8n n a T λ+=-⋅-为整数时,n λ=( )A .6B .12C .20D .24 【答案】D 【详解】当2n ≥时,149n n a a +=-,得134(3)n n a a +-=-,又26a =,∴{3}n a -从第二项开始是首项为3,公比为4的等比数列,∴2334n n a --=⨯(2n ≥),∴2413432n n n a n -=⎧=⎨⨯+≥⎩,,, 当1n =时,1138T b ==,217155(3)()82a T Z λ=-⋅-=∉,不符合题意, 当2n ≥时,221213411(41)(41)4141n n n n n n b -----⨯==-++++, ∴12221131171()84141841n n n n T b b b ---=++⋅⋅⋅+=+-=-+++, 则111115534154141n n n λ---=⨯⨯⨯=-++,由λ为整数可知141n -+是15的因数, ∴当且仅当2n =时λ可取整数,12λ=,所以24n λ=,3.设n S 为数列{}n a 的前n 项和,*()(11),2n n n n S a n N -+=∈,则数列{}n S 的前7项和为( ) A .1256-B .85256-C .11024- D .3411024-【答案】B 【详解】 ∵(1)12nn n n S a -+=, ∴1n =时,1112S a +=-,即1112a a +=-,114a =-,由已知1(1)2nn n n S a =--, 2n ≥时,11111111(1)(1)(1)(1)222n n n nn n n n n n n n n na S S a a a a -----=-=----+=-+-+(*), (*)式中n 为偶数时,112n n n na a a -=++,112n n a -=-,此时1n -为奇数, ∴n 为奇数时112n n a +=-(*)式中n 为奇数时,112n n n n a a a -=--+,1122n n na a --=-,即1111112222n n n n a -+-⎛⎫=-⨯-+= ⎪⎝⎭,此时1n -为偶数,∴n 为偶数时,12n na =, ∴11,21,2n n nn a n +⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数,由1(1)2nn n nS a =--,得n 为奇数时,11122n n n S +=-,n 为偶数时,11022nn nS =-=, ∴数列{}n S 的前7项和为11111111421686432256128⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭11118541664256256=----=-. 4.若()()*12coscoscoscos 5555n n n S n ππππ-=++++∈N ,则1S 、2S、、2020S 中值为0的共有( ) A .202个 B .404个C .606个D .808个【答案】B 【详解】由于4coscos055ππ+=,23cos cos 055ππ+=,5cos 15π=-,69cos cos 055ππ+=,78cos cos 055ππ+=,10cos 15π=,所以234cos coscos cos 05555ππππ+++=, 2310cos cos cos cos 05555ππππ++++=,所以40S =,100S =,()()()101210coscos cos555n n n n n S S πππ++++-=+++()()()()()()1627510cos cos cos cos cos cos 555555n n n n n n ππππππ++++++⎡⎤⎡⎤⎡⎤=++++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦()()()()()()112255cos cos cos cos cos cos 555555n n n n n n ππππππ++++++⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-+-++-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦0=,所以,()10n n S S n N *+=∈,则()44+100n SS n N *==∈,()10100n S S n N *==∈,因此,1S 、2S 、、2020S 中值为0的共有2022404⨯=个.5.已知数列{}n a 为等差数列,首项为2,公差为3,数列{}n b 为等比数列,首项为2,公比为2,设n n b c a =,n T 为数列{}n c 的前n 项和,则当2020n T <时,n 的最大值是( ) A .8 B .9 C .10 D .11【答案】A 【详解】解:由题意得:323(1)1n a n n ⨯-=+-=,2nn b =,2321n n n n b c a a ==⨯-=,123n T c c c ∴=+++…n c +123321321321=⨯-+⨯-+⨯-+…321n +⨯-(1233222=⨯+++…)2n n +-()212312n n ⨯-=⨯--1326n n +=⨯--,当8n =时,98326815222020T =⨯--=<; 当9n =时,109326930572020T =⨯--=>,n ∴的最大值为8.6.已知数列{}n a 满足123232n n a a a na ++++=,设1(1)2nn n a b n -=+,n S 为数列{}n b 的前n 项和.若t n S <对任意n *∈N 恒成立,则实数t 的最小值为( ) A .1 B .2C .32D .52【答案】C 【详解】1n =时,12a =,因为123232n n a a a na ++++=,所以2n ≥时,1123123(1)2n n a a a n a --++++-=,两式相减得到12n n na -=,故12,n n a n-=1n =时不适合此式,所以11,11,2(1)2(1)nn n n a b n n n n -=⎧⎪==⎨≥+⎪+⎩,当1n =时,111S b ==, 当2n ≥时,111111313123341221n S n n n ⎛⎫=+-+-+-=-< ⎪++⎝⎭, 所以32t ≥;所以t 的最小值32; 7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n S an bn =+,(,a b 均为常数),且72a π=.设函数2()sin 22cos 2xf x x =+,记()n n y f a =,则数列{}n y 的前13项和为( ) A .132πB .7πC .7D .13【答案】D 【详解】因为2()sin 22cos sin 2cos 12xf x x x x =+=++, 由2n S an bn =+,得()()()2211122n n n S S an bn a n b n an a b n a -=-=+----=-+≥,又11a S a b ==+也满足上式,所以2n a an a b =-+, 则12n n a a a --=为常数,所以数列{}n a 为等差数列; 所以11372a a a π+==,()()111131131313sin 2cos 1sin 2cos 1y f a f a a a a y a =+=++++++()()1111sin 2cos 1sin 22cos 12a a a a ππ=+++-+-+=.则数列{}n y 的前13项和为()()()1213...f a f a f a +++,记()()()1213...M f a f a f a =+++,则()()()13121...M f a f a f a =+++,所以()()11321326M f a f a ⎡⎤=+=⎣⎦,因此13M =.8.公元1202年列昂那多·斐波那契(意大利著名数学家)以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”{}n a :1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,……,即11a =,21a =,()*12,2n n n a a a n n --=+∈>N ,此数列在现代物理、化学等学科都有着十分广泛的应用。

专题04 数列与不等式- 2021年高考数学(理)试题分项版解析(原卷版)

专题04 数列与不等式- 2021年高考数学(理)试题分项版解析(原卷版)

1.【2017课标1,理4】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若4524a a +=,648S =,则{}n a 的公差为A .1B .2C .4D .82.【2017课标II ,理3】我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏3.【2017课标1,理12】几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.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.这款软件的激活码为下面数学问题的答案: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,依此类推.求满足如下条件的最小整数N :N >100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么 该款软件的激活码是A .440B .330C .220D .1104.【2017浙江,6】已知等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”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5.【2017课标II ,理5】设x ,y 满足约束条件2330233030x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪+≥⎩,则2z x y =+的最小值是( )A .15-B .9-C .1D .96.【2017天津,理2】设变量,x y 满足约束条件20,220,0,3,x y x y x y +≥⎧⎪+-≥⎪⎨≤⎪⎪≤⎩则目标函数z x y =+的最大值为 (A )23 (B )1(C )32(D )3 7.【2017山东,理4】已知x,y 满足x y 3x y ⎧-+≤⎪+≤⎨⎪+≥⎩30+5030x ,则z=x+2y 的最大值是(A )0 (B ) 2 (C ) 5 (D )68.【2017山东,理7】若0a b >>,且1ab =,则下列不等式成立的是(A )()21log 2a b a a b b +<<+ (B )()21log 2a b a b a b<+<+ (C )()21log 2a b a a b b +<+< (D )()21log 2a b a b a b +<+< 9.【2017课标3,理9】等差数列{}n a 的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{}n a 前6项的和为A .24-B .3-C .3D .810.【2017北京,理4】若x ,y 满足32x x y y x ≤⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩,,, 则x + 2y 的最大值为(A )1 (B )3(C )5 (D )911.【2017浙江,4】若x ,y 满足约束条件03020x x y x y ≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,则y x z 2+=的取值范围是 A .[0,6]B .[0,4]C .[6,)∞+D .[4,)∞+12.【2017天津,理8】已知函数23,1,()2, 1.x x x f x x x x ⎧-+≤⎪=⎨+>⎪⎩设a ∈R ,若关于x 的不等式()||2x f x a ≥+在R 上恒成立,则a 的取值范围是(A )47[,2]16-(B )4739[,]1616-(C )[23,2]-(D )39[23,]16- 13.【2017课标3,理13】若x ,y 满足约束条件y 0200x x y y -≥⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩,则z 34x y =-的最小值为__________.14.【2017课标3,理14】设等比数列{}n a 满足a 1 + a 2 = –1, a 1 – a 3 = –3,则a 4 = ___________.15.【2017课标II ,理15】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,33a =,410S =,则11nk k S ==∑。

专题4 数列(原卷版)1

专题4  数列(原卷版)1

专题04 数列【2013高考试题】(2013·新课标Ⅰ文)(6)设首项为1,公比为23的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( ) (A )21n n S a =- (B )32n n S a =- (C )43n n S a =- (D )32n n S a =-(2013·上海文)2.在等差数列{}n a 中,若123430a a a a +++=,则23a a += .(2013·辽宁文)(14)已知等比数列{}{}13n n n a S a n a a 是递增数列,是的前项和.若,是方程26540x x S -+==的两个根,则 .(2013·辽宁文)(4)下面是关于公差0d >的等差数列()n a 的四个命题: {}1:n p a 数列是递增数列;{}2:n p na 数列是递增数列; 3:n a p n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭数列是递增数列;{}4:3n p a nd +数列是递增数列; 其中的真命题为(A )12,p p (B )34,p p (C )23,p p (D )14,p p(2013·大纲文)7. 已知数列{}n a 满足130,n n a a ++=24,3a =-则{}n a 的前10项和等于( )(A )()-10-61-3 (B )()1011-39(C )()-1031-3 (D )()-1031+3(2013·北京文)(11)若等比数列{}n a 满足2420a a +=,3540a a +=,则公比q =__________; 前n 项n S =_____.(2013·江西文)12.某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一天植2棵,以后每天植树的棵树是前一天的2倍,则需要的最少天数()n n N +∈等于 .(2013·浙江文)19、在公差为d 的等差数列{}n a 中,已知a 1=10,且123,22,5a a a +成等比数列.(Ⅰ)求,n d a ; (Ⅱ) 若0d<,求123||||||||n a a a a ++++ ;(7)设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,8374,2S a a ==-,则9a =(A )6- (B )4- (C )2- (D )2(2013·安徽文)(19)(本小题满分13分)设数列{}n a 满足12a =,248a a +=,且对任意*n N ∈,函数1212()()cos -sin n n n n n f x a a a x a x a x ++++=-++⋅⋅ ,满足'()02f π=(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若122nn n a b a =+(),求数列{}n b 的前n 项和n S .(2013·北京文)(20)(本小题共13分)给定数列12,,,n a a a ⋅⋅⋅.对1,2,,1i n =⋅⋅⋅-,该数列前i 项的最大值记为i A ,后n i -项12,,,i i n a a a ++⋅⋅⋅的最小值记为i B ,i i i d A B =-.(Ⅰ)设数列{}n a 为3,4,7,1,写出1d ,2d ,3d 的值;(Ⅱ)设12,,,n a a a ⋅⋅⋅(4)n ≥是公比大于1的等比数列,且10a >.证明:121,,,n d d d -⋅⋅⋅是等比数列. (Ⅲ)设121,,,n d d d -⋅⋅⋅是公差大于0的等差数列,且10d >,证明:121,,,n a a a -⋅⋅⋅是等差数列.(2013·大纲文)17.(本小题满分10分)等差数列{}n a 中,71994,2,a a a == (I )求{}n a 的通项公式; (II )设1n nb na =,求数列{}n b 的前n 项和n S .(2013·福建文)17.(本小题满分12分) 已知等差数列}{n a 的公差d =1,前n 项和为n S . (I)若131,,a a 成等比数列,求1a ; (II)若5191S a a a >,求的取值范围。

高中数学《数列求和与综合问题》专项练习题(含答案解析)

高中数学《数列求和与综合问题》专项练习题(含答案解析)

高中数学《数列求和与综合问题》专项练习题(含答案解析)一、选择题1.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6=( ) A .3×44 B .3×44+1 C .44D .44+1A [因为a n +1=3S n ,所以a n =3S n -1(n ≥2), 两式相减得,a n +1-a n =3a n ,即a n +1a n=4(n ≥2),所以数列a 2,a 3,a 4,…构成以a 2=3S 1=3a 1=3为首项,公比为4的等比数列,所以a 6=a 2·44=3×44.]2.已知数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 1a 2a 3=15,且3S 1S 3+15S 3S 5+5S 5S 1=35,则a 2等于( ) A .2B .12C .3D .13C [∵在等差数列中,S 2n -1=(2n -1)a n ,∴S 1=a 1,S 3=3a 2,S 5=5a 3,∴35=1a 1a 2+1a 2a 3+1a 1a 3,∵a 1a 2a 3=15,∴35=a 315+a 115+a 215=a 25,即a 2=3.]3.已知数列{b n }满足b 1=1,b 2=4,b n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+sin 2n π2b n +cos 2n π2,则该数列的前23项的和为( )A .4 194B .4 195C .2 046D .2 047A [当n 为偶数时,b n +2=⎝⎛⎭⎪⎫1+sin 2n π2b n +cos 2n π2=b n +1,有b n +2-b n =1,即偶数项成等差数列,所以b 2+b 4+…+b 22=11b 2+11×102×1=99.当n 为奇数时,b n +2=2b n ,即奇数项成等比数列,所以b 1+b 3+…+b 23=b 11-2121-2=212-1=4 095.所以该数列的前23项的和为99+4 095=4 194,故选A .]4.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 1=1,a n +a n +1=2n +1,则S 2 0192 019=( )A .1 010B .1 009C .2 020D .2 019A [S 2 019=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 2 018+a 2 019), =(2×0+1)+(2×2+1)+(2×4+1)+…+(2×2 018+1), =1+2×2 018+11 0102=2 019×1 010,∴S 2 0192 019=1 010,故选A .]5.已知数列{a n }的前n 项和S n =2+λa n ,且a 1=1,则S 5=( ) A .27 B .5327C .3116D .31C [∵S n =2+λa n ,且a 1=1,∴S 1=2+λa 1, 即λ=-1,∴S n =2-a n ,当n ≥2时,S n =2-(S n -S n -1),∴2S n =2+S n -1,即S n =12S n -1+1,∴S n -2=12(S n -1-2),∴S n -2=(-1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.当n =1时也满足.∴S 5=2-⎝ ⎛⎭⎪⎫124=3116.故选C .]6.设曲线y =2 018x n +1(n ∈N *)在点(1,2 018)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,令a n =log 2 018x n ,则a 1+a 2+…+a 2 017的值为( )A .2 018B .2 017C .1D .-1D [因为y ′=2 018(n +1)x n ,所以切线方程是y -2 018=2 018(n +1)(x -1),所以x n =nn +1,所以a 1+a 2+…+a 2 017=log 2 018(x 1·x 2·…·x 2 017)=log 2 018⎝ ⎛⎭⎪⎫12×23×…×2 0172 018=log 2 01812 018=-1.]7.在等比数列{a n }中,公比q =2,前87项和S 87=140,则a 3+a 6+a 9+…+a 87等于( )A .1403B .60C .80D .160C [法一:a 3+a 6+a 9+…+a 87=a 3(1+q 3+q 6+…+q 84)=a1q 2×1q 3291-q 3=q 21+q +q 2×a 11-q 871-q =47×140=80.故选C . 法二:设b 1=a 1+a 4+a 7+…+a 85,b 2=a 2+a 5+a 8+…+a 86,b 3=a 3+a 6+a 9+…+a 87,因为b 1q =b 2,b 2q =b 3,且b 1+b 2+b 3=140,所以b 1(1+q +q 2)=140,而1+q +q 2=7,所以b 1=20,b 3=q 2b 1=4×20=80.故选C .]8.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=9,a 2为整数,且S n ≤S 5,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ·a n +1前n 项和的最大值为( )A .49B .1C .4181D .151315A [a 1=9,a 2为整数,可知:等差数列{a n }的公差d 为整数,由S n ≤S 5,∴a 5≥0,a 6≤0,则9+4d ≥0,9+5d ≤0,解得-94≤d ≤-95,d 为整数,d =-2.∴a n =9-2(n -1)=11-2n . 1a n ·a n +1=111-2n9-2n =12⎝⎛⎭⎪⎫19-2n -111-2n , 数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ·a n +1前n 项和为 12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫17-19+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫19-2n -111-2n =12⎝⎛⎭⎪⎫19-2n -19, 令b n =19-2n ,由于函数f (x )=19-2x 的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫92,0对称及其单调性,可知:0<b 1<b 2<b 3<b 4,b 5<b 6<b 7<…<0,∴b n ≤b 4=1.∴最大值为49.故选A .]二、填空题 9.已知a n =2n ,b n =3n -1,c n =b n a n,则数列{c n }的前n 项和S n 为________.5-3n +52n [由题设知,c n =3n -12n ,所以S n =221+522+823+…+3n -12n , ①2S n =2+521+822+…+3n -12n -1,②由②-①得,S n =2+321+322+…+32n -1-3n -12n .故所求S n =2+32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -11-12-3n -12n =5-3n +52n .]10.已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,a n +1a n=n +1n,b n a n=sin 2n π3-cos 2n π3,n ∈N *,则数列{b n }的前47项和等于________.1 120 [依题意得a n +1n +1=a nn ,故数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n 是常数列,于是有a n n =1,a n =n 2,b n =-n 2cos 2n π3,b 3k -2+b 3k -1+b 3k =3k -223k -122-(3k )2=-9k +52(k ∈N *),因此数列{b n }的前47项和为S 47=S 48-b 48=-9×161+162+52×16+482=1 120.]11.设某数列的前n 项和为S n ,若S nS 2n为常数,则称该数列为“和谐数列”.若一个首项为1,公差为d (d ≠0)的等差数列{a n }为“和谐数列”,则该等差数列的公差d =________.2 [由S nS 2n =k (k 为常数),且a 1=1,得n +12n (n -1)d =k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n +12×2n 2n -1d ,即2+(n -1)d =4k +2k (2n -1)d ,整理得,(4k -1)dn +(2k -1)(2-d )=0,∵对任意正整数n ,上式恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧d 4k -10,2k -12-d0,得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,k =14.∴数列{a n }的公差为2.]12.记S n 为正项等比数列{a n }的前n 项和,若S 4-2S 2=3,则S 6-S 4的最小值为________.12 [由题可知数列{a n }的公比q >0,a n >0,则3=(a 4-a 2)+(a 3-a 1)=a 1(q +1)·(q 2-1),则有q >1,所以3S 6-S 4=3a 6+a 5=3a 1q +1q 4=a 1q +1q 2-1a 1q +1q 4=1q 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1q 22=14-⎝ ⎛⎭⎪⎫1q 2-122≤14(当且仅当q =2时,取等号),所以S 6-S 4≥12,即S 6-S 4的最小值为12.]三、解答题13.(2018·黔东南州二模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =43(a n -1),n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =log 2a n ,记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n -1b n +1的前n 项和为T n ,证明:T n <12.[解] (1)当n =1时,有a 1=S 1=43(a 1-1),解得a 1=4.当n ≥2时,有S n -1=43(a n -1-1),则a n =S n -S n -1=43(a n -1)-43(a n -1-1),整理得:a na n -1=4,∴数列{a n }是以q =4为公比,以a 1=4为首项的等比数列.∴a n =4×4n -1=4n (n ∈N *)即数列{a n }的通项公式为:a n =4n (n ∈N *). (2)由(1)有b n =log 2a n =log 2 4n =2n ,则1b n +1b n -1=12n +12n -1=12⎝⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1. ∴T n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫11-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1 =12⎝⎛⎭⎪⎫1-12n +1. 易知数列{T n }为递增数列, ∴T 1≤T n <12,即13≤T n <12.14.(2018·邯郸市一模)已知数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,b n -a n =2n +1,且S n +T n =2n +1+n 2-2.(1)求T n -S n ; (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n 2n 的前n 项和R n .[解] (1)依题意可得b 1-a 1=3,b 2-a 2=5,…,b n -a n =2n +1, ∴T n -S n =(b 1+b 2+…+b n )-(a 1+a 2+…+a n ) =n +(2+22+…+2n )=2n +1+n -2. (2)∵2S n =S n +T n -(T n -S n )=n 2-n , ∴S n =n 2-n2,∴a n =n -1. 又b n -a n =2n +1, ∴b n =2n +n .∴b n2n =1+n2n , ∴R n =n +⎝ ⎛⎭⎪⎫12+222+…+n 2n ,则12R n =12n +⎝ ⎛⎭⎪⎫122+223+…+n 2n +1,∴12R n =12n +⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n -n2n +1, 故R n =n +2×12-12n +11-12-n 2n =n +2-n +22n .。

数列数列求和数列的综合应用课件

数列数列求和数列的综合应用课件
涉和衍射现象。
量子力学
数列在量子力学中用于描述微 观粒子的波函数和能量级。
数列在计算机科学中的应用
数据结构
数列是计算机科学中常见的数 据结构之一,用于存储有序的
元素集合。
算法设计
数列在算法设计中用于实现排 序、搜索和图算法等。
加密技术
数列在加密技术中用于生成加 密密钥和实现加密算法。
积的数列。
02
数列的求和
数列求和的定义
数列求和是对数列中所有项进行加法运算的过程。
数列求和是数学中一个重要的概念,它是对数列中所有项进行加法运算的过程。 通过数列求和,我们可以得到数列的和,从而了解数列的整体性质和特点。
等差数列的求和
等差数列是一种常见的数列,其求和 方法有多种。
等差数列是一种常见的数列,其特点 是每项与前一项的差是一个常数。等 差数列的求和方法有多种,其中最常 用的是利用等差数列的通项公式和项 数进行计算。
等比数列的应用实例解析
总结词
等比数列在金融、经济、生物等领域中有着 广泛的应用,如复利计算、人口增长等。
详细描述
等比数列是一种常见的数列,其相邻两项之 间的比是一个常数。在金融和经济领域中, 很多问题需要用到等比数列的知识,例如复 利计算、股票价格等。通过等比数列的应用 ,我们可以更好地理解这些问题的本质,从 而更好地进行决策。
本质,从而更好地进行预测和建模。
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等比数列的求和
等比数列是一种常见的数列,其求和方法有多种。
等比数列是一种常见的数列,其特点是每项与前一项的比值是一个常数。等比数列的求和方法有多种,其中最常用的是利用 等比数列的通项公式和项数进行计算。
幂数列的求和

新版高考数学(理科)二轮复习【专题4】数列求和及综合应用(含答案)

新版高考数学(理科)二轮复习【专题4】数列求和及综合应用(含答案)

1 则
a nan+ 1

1 d
1- 1 an an+1
.
常见的裂项公式:
① 1 = 1- 1 ; n n+ 1 n n+ 1
② n
1 n+
k

1 k(
1n-
1 n+
k);

1 2n- 1 2n+ 1

1 2(
1 2n-
- 1
1 2n+
1);

1 n+
= n+k
1 k(
n+k-
n).
2.数列应用题的模型 (1) 等差模型:如果增加 (或减少 )的量是一个固定量时,该模型是等差模型,增加 就是公差 .
(1) 求第 n 年年初 M 的价值 an 的表达式;
(2) 设
An=
a1+
a2+…+ n
an,若
An 大于
80 万元,则
M 继续使用,否则须在第
n 年年初对 M 更
新,证明:必须在第九年年初对 M 更新 .
思维启迪 (1) 根据题意, 当 n≤ 6 时,数列 { an} 是等差数列, 当 n≥ 7 时, 数列 { an} 是等比数列, 分别写出其通项公式,然后进行合并即可; (2)先对 n 进行分类,表示出 An,利用数列的单调 性质确定其最佳项,并与 80 比较大小,确定 n 的值 .
∴ bn=
n 2n+1-1 -
2 n- 1

2
n+
n 1-
2
n=
n 2n,

T
n=
1 2

2 22+
3 23+


n 2n,
1 2T
n=
1 22+

数列求和及数列的综合应用知识点讲解+例题讲解(含解析)

数列求和及数列的综合应用知识点讲解+例题讲解(含解析)

数列求和及数列的综合应用一、知识梳理 1.特殊数列的求和公式 (1)等差数列的前n 项和公式: S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d . (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 n )1-q ,q ≠1.2.数列求和的几种常用方法 (1)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项,使其转化为几个等差、等比数列,再求解. (2)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. (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,这个数列的前n 项和可用错位相减法求解.(4)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中与首末两端等“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求解.3.数列应用题常见模型(1)等差模型:如果后一个量比前一个量增加(或减少)的是同一个固定值,该模型是等差模型,增加(或减少)的量就是公差.(2)等比模型:如果后一个量与前一个量的比是同一个固定的非零常数,该模型是等比模型,这个固定的数就是公比.(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的关系不固定,随项的变化而变化,应考虑a n 与a n +1(或者相邻三项等)之间的递推关系,或者S n 与S n +1(或者相邻三项等)之间的递推关系. 小结:1.1+2+3+4+…+n =n (n +1)2. 2.12+22+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.3.裂项求和常用的三种变形 (1)1n (n +1)=1n -1n +1. (2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.(3)1n +n +1=n +1-n .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)若数列{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.( ) (2)当n ≥2时,1n 2-1=12(1n -1-1n +1).( )(3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n 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.( )(4)若数列a 1,a 2-a 1,…,a n -a n -1是首项为1,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =3n -12.( ) 解析 (3)要分a =0或a =1或a ≠0且a ≠1讨论求解. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√2.数列{a n }中,a n =1n (n +1),若{a n }的前n 项和为2 0192 020,则项数n为( ) A.2 018 B.2 019 C.2 020D.2 021解析 a n =1n (n +1)=1n -1n +1,S n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=n n +1=2 0192 020,所以n =2019. 答案 B3.等比数列{a n }中,若a 1=27,a 9=1243,q >0,S n 是其前n 项和,则S 6=________.解析 由a 1=27,a 9=1243知,1243=27·q 8, 又由q >0,解得q =13,所以S 6=27⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1361-13=3649.答案 36494.(2018·东北三省四校二模)已知数列{a n }满足a n +1-a n =2,a 1=-5,则|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=( ) A.9B.15C.18D.30解析 由题意知{a n }是以2为公差的等差数列,又a 1=-5,所以|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5=5+3+1+1+3+5=18. 答案 C5.(2019·北京朝阳区质检)已知数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,b n -a n =2n +1,且S n +T n =2n +1+n 2-2,则2T n =________________. 解析 由题意知T n -S n =b 1-a 1+b 2-a 2+…+b n -a n =n +2n +1-2, 又S n +T n =2n +1+n 2-2,所以2T n =T n -S n +S n +T n =2n +2+n (n +1)-4. 答案 2n +2+n (n +1)-46.(2019·河北“五个一”名校质检)若f (x )+f (1-x )=4,a n =f (0)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +…+f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n +f (1)(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________.解析 由f (x )+f (1-x )=4,可得f (0)+f (1)=4,…,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝⎛⎭⎪⎫n -1n =4,所以2a n =[f (0)+f (1)]+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +f ⎝ ⎛⎭⎪⎫n -1n +…+[f (1)+f (0)]=4(n +1),即a n =2(n +1). 答案 a n =2(n +1)考点一 分组转化法求和【例1】 (2019·济南质检)已知在等比数列{a n }中,a 1=1,且a 1,a 2,a 3-1成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =2n -1+a n (n ∈N *),数列{b n }的前n 项和为S n ,试比较S n 与n 2+2n 的大小.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q , ∵a 1,a 2,a 3-1成等差数列, ∴2a 2=a 1+(a 3-1)=a 3,∴q =a 3a 2=2,∴a n =a 1q n -1=2n -1(n ∈N *).(2)由(1)知b n =2n -1+a n =2n -1+2n -1,∴S n =(1+1)+(3+2)+(5+22)+…+(2n -1+2n -1) =[1+3+5+…+(2n -1)]+(1+2+22+…+2n -1) =1+(2n -1)2·n +1-2n 1-2=n 2+2n-1. ∵S n -(n 2+2n )=-1<0,∴S n <n 2+2n .规律方法 1.若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.2.若数列{c n }的通项公式为c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和. 【训练1】 已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由S 3+S 4=S 5可得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, ∴3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. (2)由(1)可得b n =(-1)n -1·(2n -1).∴T 2n =1-3+5-7+…+(2n -3)-(2n -1)=(-2)×n =-2n .考点二 裂项相消法求和【例2】 (2019·郑州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S n =a n +12-n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2×3n a n a n +1的前n 项和T n .解 (1)∵a 2=8,S n =a n +12-n -1, ∴a 1=S 1=a 22-2=2,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a n +12-n -1-⎝⎛⎭⎪⎫a n 2-n ,即a n +1=3a n +2,又a 2=8=3a 1+2, ∴a n +1=3a n +2,n ∈N *, ∴a n +1+1=3(a n +1),∴数列{a n +1}是等比数列,且首项为a 1+1=3,公比为3, ∴a n +1=3×3n -1=3n ,∴a n =3n -1.(2)∵2×3n a n a n +1=2×3n (3n -1)(3n +1-1)=13n -1-13n +1-1.∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2×3n a n a n +1的前n 项和 T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫13-1-132-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫132-1-133-1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1-13n +1-1=12-13n +1-1.【训练2】 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 3=a 7,a 8-2a 3=3. (1)求a n ;(2)设b n =1S n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =a 1+6d ,(a 1+7d )-2(a 1+2d )=3,解得a 1=3,d =2, ∴a n =a 1+(n -1)d =2n +1.(2)由(1)得S n =na 1+n (n -1)2d =n (n +2), ∴b n =1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2.∴T n =b 1+b 2+…+b n -1+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2 =34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2.考点三 错位相减法求和【例3】 已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3.(1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n ,已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和T n . 解 (1)设{a n }的公比为q ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1+q )=6,a 21q =a 1q 2,又a n >0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =2,所以a n =2n .(2)由题意知:S 2n +1=(2n +1)(b 1+b 2n +1)2=(2n +1)b n +1, 又S 2n +1=b n b n +1,b n +1≠0, 所以b n =2n +1. 令c n =b na n ,则c n =2n +12n ,因此T n =c 1+c 2+…+c n=32+522+723+…+2n -12n -1+2n +12n ,又12T n =322+523+724+…+2n -12n +2n +12n +1,两式相减得12T n =32+⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n -1-2n +12n +1,所以T n =5-2n +52n .【训练3】 已知等差数列{a n }满足:a n +1>a n (n ∈N *),a 1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后成等比数列,a n +2log 2b n =-1. (1)分别求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则d >0,由a 1=1,a 2=1+d ,a 3=1+2d 分别加上1,1,3后成等比数列,得(2+d )2=2(4+2d ), 解得d =2(舍负),所以a n =1+(n -1)×2=2n -1.又因为a n +2log 2b n =-1,所以log 2b n =-n ,则b n =12n . (2)由(1)知a n ·b n =(2n -1)·12n , 则T n =121+322+523+…+2n -12n ,①12T n =122+323+524+…+2n -12n +1,② 由①-②,得 12T n =12+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+123+124+…+12n -2n -12n +1. ∴12T n =12+2×14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -11-12-2n -12n +1,∴T n =1+2-22n -1-2n -12n =3-4+2n -12n =3-3+2n 2n .考点四 数列的综合应用【例4】 某同学利用暑假时间到一家商场勤工俭学.该商场向他提供了三种付酬方案:第一种,每天支付38元;第二种,第一天付4元,第二天付8元,第三天付12元,依此类推;第三种,第一天付0.4元,以后每天比前一天翻一番(即增加1倍).他应该选择哪种方式领取报酬呢?解 设该学生工作n 天,每天领工资a n 元,共领工资S n 元,则第一种方案a n (1)=38,S n (1)=38n ;第二种方案a n (2)=4n ,S n (2)=4(1+2+3+…+n )=2n 2+2n ;第三种方案a n (3)=0.4×2n -1,S n (3)=0.4(1-2n )1-2=0.4(2n -1). 令S n (1)≥S n (2),即38n ≥2n 2+2n ,解得n ≤18,即小于或等于18天时,第一种方案比第二种方案报酬高(18天时一样高).令S n (1)≥S n (3),即38n ≥0.4×(2n -1),利用计算器计算得小于或等于9天时,第一种方案报酬高, 所以少于10天时,选择第一种方案.比较第二、第三种方案,S 10(2)=220,S 10(3)=409.2,S 10(3)>S 10(2),…,S n (3)>S n (2).所以等于或多于10天时,选择第三种方案.【训练4】 已知二次函数y =f (x )的图象经过坐标原点,其导函数为f ′(x )=6x -2,数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =3a n a n +1,试求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设二次函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0),则f ′(x )=2ax +b .由于f ′(x )=6x -2,得a =3,b =-2,所以f (x )=3x 2-2x .又因为点(n ,S n )(n ∈N *)均在函数y =f (x )的图象上,所以S n =3n 2-2n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n -[3(n -1)2-2(n -1)]=6n -5;当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1=6×1-5,也适合上式, 所以a n =6n -5(n ∈N *).(2)由(1)得b n =3a n a n +1=3(6n -5)[6(n +1)-5]=12·⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1, 故T n =12⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-17+⎝ ⎛⎭⎪⎫17-113+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫16n -5-16n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-16n +1=3n 6n +1.三、课后练习1.(2019·广州模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n ≥2(n ∈N *),且S n 为{a n }的前n 项和,则( )A.a n ≥2n +1B.S n ≥n 2C.a n ≥2n -1D.S n ≥2n -1解析 由题意得a 2-a 1≥2,a 3-a 2≥2,a 4-a 3≥2,…,a n -a n -1≥2, ∴a 2-a 1+a 3-a 2+a 4-a 3+…+a n -a n -1≥2(n -1),∴a n -a 1≥2(n -1),∴a n ≥2n -1,∴a 1≥1,a 2≥3,a 3≥5,…,a n ≥2n -1,∴a 1+a 2+a 3+…+a n ≥1+3+5+…+2n -1,∴S n ≥n (1+2n -1)2=n 2. 答案 B2.某厂2019年投资和利润逐月增加,投入资金逐月增长的百分率相同,利润逐月增加值相同.已知1月份的投资额与利润值相等,12月份投资额与利润值相等,则全年的总利润ω与总投资N的大小关系是()A.ω>NB.ω<NC.ω=ND.不确定解析投入资金逐月值构成等比数列{b n},利润逐月值构成等差数列{a n},等比数列{b n}可以看成关于n的指数式函数,它是凹函数,等差数列{a n}可以看成关于n的一次式函数.由于a1=b1,a12=b12,相当于图象有两个交点,且两交点间指数式函数图象在一次函数图象下方,所以全年的总利润ω=a1+a2+…+a12比总投资N=b1+b2+…+b12大,故选A.答案A3.已知数列{a n}中,a n=-4n+5,等比数列{b n}的公比q满足q=a n-a n-1(n≥2)且b1=a2,则|b1|+|b2|+|b3|+…+|b n|=________.解析由已知得b1=a2=-3,q=-4,∴b n=(-3)×(-4)n-1,∴|b n|=3×4n-1,即{|b n|}是以3为首项,4为公比的等比数列,∴|b1|+|b2|+…+|b n|=3(1-4n)1-4=4n-1.答案4n-14.(2019·潍坊调研)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=5,nS n+1-(n+1)S n=n2+n.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列; (2)令b n =2n a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .(1)证明 由nS n +1-(n +1)S n =n 2+n 得S n +1n +1-S n n =1, 又S 11=5,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是首项为5,公差为1的等差数列. (2)解 由(1)可知S n n =5+(n -1)=n +4,所以S n =n 2+4n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+4n -(n -1)2-4(n -1)=2n +3. 又a 1=5也符合上式,所以a n =2n +3(n ∈N *), 所以b n =(2n +3)2n ,所以T n =5×2+7×22+9×23+…+(2n +3)2n ,① 2T n =5×22+7×23+9×24+…+(2n +1)2n +(2n +3)2n +1,② 所以②-①得T n =(2n +3)2n +1-10-(23+24+…+2n +1)=(2n +3)2n +1-10-23(1-2n -1)1-2=(2n +3)2n +1-10-(2n +2-8) =(2n +1)2n +1-2.。

第4节 数列求和及综合应用

第4节 数列求和及综合应用
Sn=2×11--33n+n2ln 3=3n+n2ln 3-1;
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当 n 为奇数时,Sn=2×11--33n-(ln 2-ln 3)+n-2 1-nln 3 =3n-n-2 1ln 3-ln 2-1.
3n+n2ln 3-1,n为偶数, 综上所述,Sn=3n-n-2 1ln 3-ln 2-1,n为奇数.
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综上:Tn=- n2+n22+ 2n2,2n+ n为1,偶n数为. 奇数, 答案:Tn=- n2+n22+ 2n2,2n+ n为1,偶n数为奇数,
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1.分组转化法求和的常见类型 (1)若 an=bn±cn,且{bn},{cn}为等差或等比数列,可采用分组求和法求{an}的前 n 项和. (2)通项公式为 an=bcnn,,nn为为偶奇数数,的数列,其中数列{bn},{cn}是等比数列或等差数 列,可采用分组求和法求和. 2.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 an=(-1)nf(n) 类型,可采用两项合并求解.
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1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)如果数列{an}为等比数列,且公比不等于 1,则其前 n 项和 Sn=a11--aqn+1.( √ ) (2)当 n≥2 时,n2-1 1=12n-1 1-n+1 1.( √ ) (3)求 Sn=a+2a2+3a2+…+nan 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.( × ) (4)推导等差数列求和公式的方法叫做倒序求和法,利用此法可求得 sin2 1°+sin2 2° +sin2 3°+…+sin2 88°+sin2 89°=44.5.( √ )
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第04讲 数列求和 (精讲)(解析版)-2023年高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考)

第04讲 数列求和 (精讲)(解析版)-2023年高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考)

第04讲 数列求和(精讲)目录第一部分:知识点精准记忆 第二部分:课前自我评估测试 第三部分:典型例题剖析题型一:裂项相消求和法 题型二:错位相减求和法 题型三:分组求和法 题型四:倒序相加求和法第四部分:高考真题感悟1.公式法(1)等差数列前n 项和公式11()(1)22n n n a a n n dS na +-==+; (2)等比数列前n 项和公式111(1)11n n na q S a q q q=⎧⎪=-⎨≠⎪-⎩2.裂项相消求和法:裂项相消求和法就是把数列的各项变为两项之差,使得相加求和时一些正负项相互抵消,前n 项和变成首尾若干少数项之和,从而求出数列的前n 项和.①21111(1)1n n n n n n ==-+++②1111()()n n k k n n k=-++③211111()41(21)(21)22121n n n n n ==---+-+④1111()(1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n =-+++++1k= 3.错位相减求和法:错位相减法求和: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.q 倍错位相减法:若数列{}n c 的通项公式n n n c a b =⋅,其中{}n a 、{}n b 中一个是等差数列,另一个是等比数列,求和时一般可在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比,然后再将所得新和式与原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和.这种方法叫q 倍错位相减法. 4.分组求和法:如果一个数列可写成n n n c a b =±的形式,而数列{}n a ,{}n b 是等差数列或等比数列或可转化为能够求和的数列,那么可用分组求和法. 5.倒序相加求和法:即如果一个数列的前n 项中,距首末两项“等距离”的两项之和都相等,则可使用倒序相加法求数列的前n 项和.1.(2022·福建·厦门一中高二阶段练习)若数列{}n a 满足()11n a n n =+,则{}n a 的前2022项和为( )A .12023B .20222023C .12022D .20212022【答案】B 解:由题得()11111n a n n n n ==-++,所以{}n a 的前2022项和为11111112022112232022202320232023-+-++-=-=. 故选:B2.(2022·全国·高三专题练习(文))若数列{an }的通项公式为an =2n +2n -1,则数列{an }的前n 项和为( ) A .2n +n 2-1 B .2n +1+n 2-1 C .2n +n -2 D .2n +1+n 2-2【答案】D由题可知:设数列{an }的前n 项和为n S 所以12n n S a a a =+++即()()22221321n n n S =+++++++-所以()212[1(21)]122n n n n S -+-=+-故1222n n S n +=-+故选:D3.(2022·全国·高三专题练习(文))设4()42xx f x =+,1231011111111f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭A .4B .5C .6D .10【答案】B由于()()1144114242x xxx f x f x --+-=+=++,故原式11029565111111111111f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 4.(2022·江苏·高二课时练习)求和:()10132kk =+∑.【答案】2076()10231013232+++3+2+++kk =+=+⋅⋅⋅∑()(32)()(32)231030(2222)=++++⋅⋅⋅+102(12)3012-=+- 113022=-+ 2076=题型一:裂项相消求和法例题1.(2022·浙江省淳安中学高二期中)数列的前2022项和为( )A B C 1 D 1【答案】B记的前n项和为nT,则2022140452T=+)112=;故选:B例题2.(2022·河南安阳·高二阶段练习(理))已知{}n a是递增的等差数列,13a=,且13a,4a,1a成等比数列.(1)求数列{}n a的通项公式;(2)设数列11n na a+⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n项和为nT,求证:11156nT≤<.【答案】(1)21na n=+(2)见解析.(1)设{}n a的公差为d,因为13a,4a,1a成等比数列,所以()()222411333331220a a a d d d d=⋅⇒+=+⇒-=,因为{}n a是递增,所以0d>,故2d=,所以21na n=+.(2)()()111111212322123n na a n n n n+⎛⎫==-⎪++++⎝⎭,所以11111111112355721232323nTn n n⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-=-⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,因为123n+单调递减,所以n T单调递增,故当1n=时,min11()15nT T==,而111123236n nT⎛⎫=-<⎪+⎝⎭,故11156nT≤<.例题3.(2022·辽宁·沈阳市第八十三中学高二阶段练习)已知n S为等差数列{}n a的前n项和,321S=,555S=.(1)求n a、n S;(2)若数列11n na a+⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n项和n T,求满足225nT>的最小正整数n.【答案】(1)an=4n﹣1,22nS n n=+(2)19(1)设等差数列{an }的公差为d ,则11323212545552a d a d ⨯⎧+=⎪⎪⎨⨯⎪+=⎪⎩,即117211a d a d +=⎧⎨+=⎩,解得134a d =⎧⎨=⎩,故()34141n a n n =+-=-,2(341)22n n n S n n +-==+ (2)由(1)得,1111111414344143n n a a n n n n +⎛⎫=⋅=- ⎪-+-+⎝⎭.故111111111...437471144143n T n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭1114343129n n n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭,令225n T >有129225n n +>,即241825n n >+,解得18n >,故满足满足225nT >的最小正整数为19例题4.(2022·全国·高三专题练习)已知正项数列{}n a 的前n 项和n S 满足:12(N )n n S a a n +=-∈,且123+1,a a a ,成等差数列.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)令()()()2221N log log n n n b n a a ++=∈⋅,求证:数列{}n b 的前n 项和34n T <.【答案】(1)()2N nn a n +=∈(2)证明见解析(1)由题意:()12,n n S a a n N +=-∈,()-1-112,2,N n n S a a n n +∴=-≥∈ 两式相减得到-1=2(2,)n n a a n n N +≥∈,又0n a >,{}n a ∴是首项为1a ,公比为2的等比数列, 再由123+1,a a a ,成等差数列得,得()2132+1a a a =+, 即()11122+14a a a =+,则1=2a ,{}n a ∴的通项公式为()2N n n a n +=∈.(2)由题意知,22211111()(2)22log 2log 2n n n b n n n n +===-++⋅1111111111(1)232435112n T n n n n ∴=-+-+-++-+--++ 11113111122124212n n n n ⎛⎫⎛⎫=+--=-+ ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭3N ,4n n T +∈∴<例题5.(2022·河南濮阳·高二期末(文))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,12a =,且25a =,()*11232,n n n S S S n n +--+=≥∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)已知n b 是n a ,1n a +的等比中项,求数列21n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(1)31n a n =-(2)()232nn +(1)当2n ≥时,()()113n n n n S S S S +----=, 故13n n a a +-=,又12a =,且25a =, 213a a -=,满足13n n a a +-=,故数列{}n a 为公差为3的等差数列,通项公式为()21331n a n n =+-⨯=-,(2)由题意得:()()23132n b n n =-+,则()()211111313233132n b n n n n ⎛⎫==- ⎪-+-+⎝⎭, 则()11111111113255831323232232n nT n n n n ⎛⎫⎛⎫=-+-++-=-= ⎪ ⎪-+++⎝⎭⎝⎭ 例题6.(2022·海南华侨中学高二期中)设等比数列{}n a 满足124a a +=,318a a -=. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若()()112311n n n n b a a -+⨯=++,记数列{}n b 的前n 项和为n T ,求n T 的取值范围.【答案】(1)13-=n n a (2)11,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭(1)解:设公比为q ,由124a a +=,318a a -=,所以1121148a a q a q a +=⎧⎨-=⎩,解得11a =,3q =, 所以13-=n n a .(2)解:由(1)及()()112311n n n n b a a -+⨯=++,所以()()111231131313131n n n n n n b ---⨯==-++++,所以0112231111111113131313131313131n n n T -=-+-+-++-++++++++011113131231n n =-=-+++ 因为()()1111111111123023123131313131n n n n n n n n n T T -+++-⨯⎛⎫⎛⎫-=---=-=>⎪ ⎪++++++⎝⎭⎝⎭,即n T 单调递增, 所以114n T T ≥=,又1112312n n T =-<+,所以1142n T ≤<,即11,42n T ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭;题型二:错位相减求和法例题1.(2022·全国·高三专题练习) 1232482n nnS =++++=( ) A .22n n n -B .1222n n n +--C .1212n n n +-+D .1222n nn +-+【答案】B 由1232482n nn S =++++, 得23411111112322222n n S n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯++⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得234111111112222222nn n S n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1111111111222211222212n n n n n n n n n ++++⎛⎫- ⎪--⎛⎫⎛⎫⎝⎭=-=--⋅= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-.所以1222n n nn S +--=. 故选:B.例题32.(2022·青海玉树·高三阶段练习(理))已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,且111a b ==,32312S b ==. (1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)若1n n n c a b +=,求数列{}n c 的前n 项和n T .【答案】(1)32n a n =-,14n n b -=(2)()1414n n T n +=+-(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q , 由题意得:13312a d +=,解得:3d =, 所以()13132n a n n =+-=-, 由2312b =得:24b =,所以214a q a ==, 所以14n n b -=(2)()1324nn n n c a b n +==-⋅, 则()2344474324n n T n =+⨯+⨯++-①, ()2341444474324n n T n +=+⨯+⨯++-②,两式相减得:()23413434343434324n n n T n +-=+⨯+⨯+⨯++⨯--()()111164433241233414n n n n n +++-=+⨯--=-+--,所以()1414n n T n +=+-例题3.(2022·江苏泰州·模拟预测)已知数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,且22n n S a =-,2log =n n n b a a .(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)求证:当2n ≥时,4n n T S ≥+. 【答案】(1)2n n a =(2)证明见解析(1)因为22n n S a =-,所以1122a a =-,则12a =, 当2n ≥时,1122n n S a --=-,所以1122n n n n n a S S a a --=-=-,化简得12n n a a -=,所以数列{}n a 是以2为首项,2为公比的等比数列,因此2n n a = (2)()12122212n n n S +-==--,22log 2log 22n n nn n n b a a n =⋅=⋅=⋅,则212222nn T n =⨯+⨯++⨯……, 所以231212222n n T n +=⨯+⨯++⨯……,两式相减得()231122222n n n T n ++=-⨯-+++⋅……,即()()231121222222212n nn n n T n n ++-=-++++⋅=-+⋅+-……,故()1122n n T n +=-+.所以当2n ≥时,()()()111122222244n n n n n T S n n +++-=-+--=-+≥,所以4n n T S ≥+.例题4.(2022·宁夏·银川一中模拟预测(文))已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且22b =,34b =,11a b =,851a b +=.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设11n n n a c b ++=,数列{}n c 的前n 项和为n S ,求n S .【答案】(1)21n a n =-,12n n b -=;(2)1242n n n S -+=-. (1)依题意,等比数列{}n b 的公比322b q b ==,则有2122n n n b b q --==,因此,111a b ==, 由851a b +=得85115a b =-=,等差数列{}n a 的公差81281a a d -==-,1(1)21n a a n d n =+-=-, 所以数列{}n a 、{}n b 的通项公式分别为:21n a n =-,12n n b -=.(2)由(1)知,111222n n n n n a n nc b -++===, 则23123412222n n n S -=+++++, 于是得23111231222222n n nn nS --=+++++, 两式相减得:23111()11112212122222211222nn n n nn n n S n --+=+++++-=-=--, 所以1242n n n S -+=-. 例题5.(2022·辽宁·建平县实验中学高二期中)已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且26S =,314S =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若21n nn b a -=,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)()*2n n a n =∈N (2)2332n nn T +=-(1)设等比数列{}n a 的公比为q ,当1q =时,1n S na =,所以2126S a ==,31314S a ==,无解.当1q ≠时,()111n n a q S q -=-,所以()()21231316,1114.1a q S q a q S q ⎧-⎪==-⎪⎨-⎪==⎪-⎩解得12a =,2q 或118a =,23q =-(舍).所以()1*222n n n a n -=⨯=∈N .(2)21212n n n n n b a --==.所以231135232122222n n nn n T ---=+++++①,则234111352321222222n n n n n T +--=+++++②,①-②得,2341112222212222222n n n n T +-=+++++-234111111212222222nn n +-⎛⎫=+++++- ⎪⎝⎭1111111213234221222212-++⎛⎫- ⎪-+⎝⎭=+⨯-=--n n n n n .所以2332n nn T +=-. 题型三:分组求和法例题1.(2022·新疆克孜勒苏·高一期中)数列112,134 ,158 ,1716 , ...,1(21)2n n -+ ,的前n 项和n S 的值等于( )A .2112nn +-B .21212nn n -+-C .22112n n -+-D .2112nn n -+-【答案】A可得()231111135212222n n S n =++++-+++++()2111121122112212n n n n n ⎛⎫- ⎪+-⎝⎭=+=+--.故选:A.例题2.(2022·辽宁·沈阳市第五十六中学高二阶段练习)数列{n a }中,1(1)(43)n n a n -=--,前n 和为n S ,则6S 为( ) A .-12 B .16 C .-10 D .12【答案】A解:因为1(1)(43)n n a n -=--,所以()()()6123456=+++++S a a a a a a ,()()()159131721=-+-+-,()34=⨯-, 12=-,故选:A例题3.(2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测(文))设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知1222,(1)2n n n a a a -+=+-=,则60S =_________. 【答案】960由12(1)2n n n a a -++-=,当n 为奇数时,有22n n a a ++=;当n 为偶数时,22n n a a +-=, ∴数列{}n a 的偶数项构成以2为首项,以2为公差的等差数列, 则()()601357575924685860S a a a a a a a a a a a a =+++++++++++++3029152********⨯=⨯+⨯+⨯=, 故答案为:960.例题4.(2022·辽宁·鞍山市华育高级中学高二期中)已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,23b =,39b =,11a b =,144a b =.(1)求{}n a 、{}n b 的通项公式;(2)设n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和n S . 【答案】(1)21n a n =-,13n n b -=(2)2312n n S n -=+(1)设等比数列{}n b 的公比为q ,则323b q b ==,2123n n n b b q --∴==; 又111a b ==,14427a b ==,设等差数列{}n a 的公差为d ,则141213a a d -==, ()12121n a n n ∴=+-=-.(2)由(1)得:()1213n n c n -=-+;()()()()112121321133n n n n S a a a b b b n -∴=++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+212113312132n n n n n +---=⋅+=+-. 例题5.(2022·湖北·安陆第一高中高二阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 为正项等比数列,满足213a b ==,424S S =,26b +是1b 与3b 的等差中项. (1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)若n n n c a b =+,n T 是数列{}n c 的前n 项和,求n T . 【答案】(1)21n a n =-,3n n b =;(2)2113322n n T n +=+⨯-.(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,依题意可知: ()21111314324422a a d a d a d a d =+=⎧=⎧⎪⇒⎨⎨⨯=+=+⎩⎪⎩, 所以数列{}n a 的通项公式为()12121n a n n =+-=-,设等比数列{}n b 的公比为q ,依题意可知:()21326b b b +=+,又13b =,所以()2223633230q q q q +=+⇒--=,又0q >,∴3q =,所以数列{}n b 的通项公式为1333n nn b -=⨯=;(2)由(1)可知:()213nn n n c a b n =+=-+所以()()()()()11221212n n n n n T a b a b a b a a a b b b =++++++=+++++++()()2131312113321322nn n n n+-+-=+=+⨯--. 例题6.(2022·重庆八中模拟预测)在等比数列{}n a 中,123,,a a a 分别是下表第一,第二,第三行中的某一个数,且123,,a a a 中的任何两个数不在下表的同一列.(1)写出123,,a a a ,并求数列n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足2(1)log nn n n b a a =+-,求数列{}n b 的前2n 项和2n S . 【答案】(1)14a =,28a =,316a =,12n n a +=;(2)2224n n ++-.(1)由题意知:14a =,28a =,316a =, 因为{}n a 是等比数列,所以公比为2,所以数列{}n a 的通项公式12n n a +=.(2)∵()11122(1)log (1)log (12221)n n nn n n n n n b a a n +++=++-=+-=+-,∴21232n n S b b b b =++++()()23212222345221n n n +=++++⎡-+-+--++⎤⎣⎦()22222122412n n n n +-=+=+--,题型四:倒序相加求和法例题1.(2022·江西·南城县第二中学高二阶段练习(文))德国大数学家高斯年少成名,被誉为数学届的王子.在其年幼时,对123100++++的求和运算中,提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成;因此,此方法也称之为高斯算法.现有函数4()42xx f x =+,则1232018()()()()2019201920192019f f f f ++++等于( ) A .1008 B .1009 C .2018 D .2019【答案】B解:因为4()42xx f x =+,且114444()(1)1424242244--+-=+=+=+++⨯+x x x xx x xf x f x , 令1232018()()()()2019201920192019=++++S f f f f , 又2018201720161()()()()2019201920192019=++++S f f f f , 两式相加得:212018=⨯S , 解得1009S =, 故选:B例题2.(2022·江西九江·高二期末(文))德国数学家高斯是近代数学奠基者之一,有“数学王子”之称,在历史上有很大的影响.他幼年时就表现出超人的数学天才,10岁时,他在进行123100++++的求和运算时,就提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法.已知数列298299-=-n n a n ,则1298+++=a a a ( )A .96B .97C .98D .99【答案】C 令1297989694969897959597=++++=++++S a a a a , 9897219896949697959597=++++=++++S a a a a , 两式相加得:969496989896949629795959797959597S ⎛⎫⎛⎫=+++++++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭96989496969498969829797959595959797⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++++=⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, ∴98S =, 故选:C .例题3.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =满足()(1)1f x f x +-=,若数列{}n a 满足121(0)(1)n n a f f f f f n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则数列{}n a 的前20项和为( )A .100B .105C .110D .115【答案】D因为函数()y f x =满足()(1)1f x f x +-=, 121(0)(1)n n a f f f f f n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⋯⋯++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭①, 121(1)(0)n n n a f f f f f n n n --⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=+++⋯⋯++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭②, 由①+②可得21n a n =+,12n n a +∴=, 所以数列{}n a 是首项为1,公差为12的等差数列,其前20项和为20120121152+⎛⎫+ ⎪⎝⎭=. 故选:D.例题4.(2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二期中)已知定义在R 上的函数()320237338982022f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,则12320221949194919491949f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭___________. 【答案】73由()320237338982022f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,得3320232023202373202373194919493898202238982022f x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--+=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以()33202320237320237373194938982022389820221011f x f x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=-++-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 设12320221949194919491949S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭①, 20222021202011949194919491949S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭②, 由+①②,得 1202222021202212194919491949194919491949S f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭+ 即7373732101110111011S =++⋅⋅⋅+,于是有73220221011S =⨯,解得73S =, 所以1232022731949194919491949f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故答案为:73.例题5.(2022·黑龙江·鹤岗一中高二阶段练习)已知函数()1e e xx f x =+,数列{}n a 为等比数列,0n a >,1831a =,则()()()()123365ln ln ln ln f a f a f a f a ++++=______.【答案】3652∵()e e 1xx f x =+,∴()()e e e e 1)e (e 1)2e e 1e 1e 1(e 1)(e (e 1)2e x x x x x x x xxx x x x xf x f x -------++++++-=+===++++++. ∵数列{}n a 是等比数列,∴2136523641831a a a a a ====,∴2136523643651183ln ln ln ln ln ln ln 0a a a a a a a +=+==+==.设()()()36512365ln ln ln S f a f a f a =+++,① 则()()()3653653641ln ln ln S f a f a f a =+++,②①+②,得()()()()()()()()()3651365236436512ln ln ln ln ln ln S f a f a f a f a f a f a =++++++365=,∴3653652S =. 故答案为:3652例题6.(2022·全国·高二课时练习)已知()442xx f x =+,求122010201120112011f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 【答案】1005.因为()442x x f x =+,所以()1144214242442x x xx f x ---===++⨯+, 所以()()11f x f x +-=.令12200920102011201120112011S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 倒写得20102009212011201120112011S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++⋅⋅⋅++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 两式相加得22010S =,故1005S =.例题7.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()21122f x x x =+,数列{}n a 的前n 项和为n S ,点()()*,N n n S n ∈均在函数()f x 的图象上,函数()442x x g x =+.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)求()()1g x g x +-的值;(3)令()*2021n n a b g n ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭N ,求数列{}n b 的前2020项和2020T .【答案】(1)n a n =(2)1(3)1010(1)因为点()()*,N n n S n ∈均在函数()f x 的图象上,所以21122n S n n =+,当2n ≥时,()()2211111112222n n n a S S n n n n n -=-=+----=, 当1n =时,111a S ==,适合上式,所以n a n =. (2)因为()442x x g x =+,所以()114214242x x xg x ---==++, 所以()()42114242x x x g x g x +-=+=++.(3)由(1)知n a n =,可得20212021n n a n b g g ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以2020122020122020202120212021T b b b g g g ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,① 又因为2020202020191202020191202120212021T b b b g g g ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,② 因为()()11g x g x +-=,所以①+②,得202022020T =, 所以20201010T =.1.记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知11,n n S a a ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭是公差为13的等差数列.(1)求{}n a 的通项公式; (2)证明:121112na a a +++<. 【答案】(1)()12n n n a +=(2)见解析(1)∵11a =,∴111S a ==,∴111S a =,又∵n n S a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为13的等差数列,∴()121133n n S n n a +=+-=,∴()23n n n a S +=, ∴当2n ≥时,()1113n n n a S --+=,∴()()112133n n n n n n a n a a S S --++=-=-,整理得:()()111n n n a n a --=+, 即111n n a n a n -+=-, ∴31211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⨯⨯⨯⋯⨯⨯ ()1341123212n n n n n n ++=⨯⨯⨯⋯⨯⨯=--, 显然对于1n =也成立, ∴{}n a 的通项公式()12n n n a +=;(2)()12112,11n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭ ∴12111na a a +++1111112121222311n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-=-< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 2.设{}n a 是公比不为1的等比数列,1a 为2a ,3a 的等差中项. (1)求{}n a 的公比;(2)若11a =,求数列{}n na 的前n 项和. 【答案】(1)2-;(2)1(13)(2)9nn n S -+-=. (1)设{}n a 的公比为q ,1a 为23,a a 的等差中项, 212312,0,20a a a a q q =+≠∴+-=,1,2q q ≠∴=-;(2)设{}n na 的前n 项和为n S ,111,(2)n n a a -==-,21112(2)3(2)(2)n n S n -=⨯+⨯-+⨯-++-,①23121(2)2(2)3(2)(1)(2)(2)n n n S n n --=⨯-+⨯-+⨯-+--+-,②①-②得,2131(2)(2)(2)(2)n n n S n -=+-+-++---1(2)1(13)(2)(2)1(2)3n n n n n ---+-=--=--, 1(13)(2)9nn n S -+-∴=. 3.设数列{}n a 满足13a =,134n n a a n +=-.(1)计算2a ,3a ,猜想{}n a 的通项公式并加以证明;(2)求数列{2}nn a 的前n 项和n S .【答案】(1)25a =,37a =,21n a n =+,证明见解析;(2)1(21)22n n S n +=-⋅+.(1)[方法一]【最优解】:通性通法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=,由数列{}n a 的前三项可猜想数列{}n a 是以3为首项,2为公差的等差数列,即21n a n =+. 证明如下:当1n =时,13a =成立;假设()n k k *=∈N 时,21k a k =+成立.那么1n k =+时,1343(21)4232(1)1k k a a k k k k k +=-=+-=+=++也成立. 则对任意的*n N ∈,都有21n a n =+成立; [方法二]:构造法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=.由123,5a a ==得212a a -=.134n n a a n +=-,则134(1)(2)n n a a n n -=--≥,两式相减得()1134n n n n a a a a +--=--.令1n n n b a a +=-,且12b =,所以134n n b b -=-,两边同时减去2,得()1232n n b b --=-,且120b -=,所以20n b -=,即12n n a a +-=,又212a a -=,因此{}n a 是首项为3,公差为2的等差数列,所以21n a n =+. [方法三]:累加法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=. 由134n n a a n +=-得1114333n n n n n a a n+++-=-,即2121214333a a -=-⨯,3232318333a a -=-⨯,……1114(1)(2)333n n n n n a a n n ---=--⨯≥.以上各式等号两边相加得1123111412(1)33333n n n a a n ⎡⎤-=-⨯+⨯++-⨯⎢⎥⎣⎦,所以1(21)33n n na n =+⋅.所以21(2)n a n n =+≥.当1n =时也符合上式.综上所述,21n a n =+. [方法四]:构造法21322345,387a a a a =-==-=,猜想21n a n =+.由于134n n a a n +=-,所以可设()1(1)3n n a n a n λμλμ++++=++,其中,λμ为常数.整理得1322n n a a n λμλ+=++-.故24,20λμλ=--=,解得2,1λμ=-=-.所以()112(1)13(21)3211nn n a n a n a +-+-=--=⋅⋅⋅=-⨯-.又130a -=,所以{}21n a n --是各项均为0的常数列,故210n a n --=,即21n a n =+.(2)由(1)可知,2(21)2n n n a n ⋅=+⋅[方法一]:错位相减法231325272(21)2(21)2n n n S n n -=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅,① 23412325272(21)2(21)2n n n S n n +=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅,②由①-②得:()23162222(21)2n n n S n +-=+⨯+++-+⋅()21121262(21)212n n n -+-=+⨯-+⋅⨯-1(12)22n n +=-⋅-,即1(21)22n n S n +=-⋅+.[方法二]【最优解】:裂项相消法112(21)2(21)2(23)2n n n n n n n a n n n b b ++=+=---=-,所以231232222n n nS a a a a =++++()()()()2132431n n b b b b b b b b +=-+-+-++-11n b b +=-1(21)22n n +=-+.[方法三]:构造法当2n ≥时,1(21)2n n n S S n -=++⋅,设11()2[(1)]2n n n n S pn q S p n q --++⋅=+-+⋅,即122nn n pn q p S S ----=+⋅,则2,21,2pq p -⎧=⎪⎪⎨--⎪=⎪⎩,解得4,2p q =-=.所以11(42)2[4(1)2]2n n n n S n S n --+-+⋅=+--+⋅,即{}(42)2n n S n +-+⋅为常数列,而1(42)22S +-+⋅=,所以(42)22nn S n +-+⋅=.故12(21)2n n S n +=+-⋅.[方法四]:因为12(21)2222422n n n n n nn a n n n -=+=⋅+=⋅+,令12n n b n -=⋅,则()()231()0,11n nx x f x x x x x x x-=++++=≠-,()121211(1)()1231(1)nn n n x x nx n x f x x x nx x x +-'⎡⎤-+-+=++++==⎢⎥--⎢⎥⎣⎦', 所以12n b b b +++21122322n n -=+⋅+⋅++⋅1(2)12(1)2n nf n n +==+-+'⋅.故234(2)2222nn S f =++'+++()1212412(1)212n n nn n +-⎡⎤=+⋅-++⎣⎦-1(21)22n n +=-+.。

专题04 “计算类”选择题答题技巧-2024年高考地理(原卷版)

专题04  “计算类”选择题答题技巧-2024年高考地理(原卷版)

专题04 “计算类”选择题答题技巧关于地理计算类问题,在高中地理课程中并没有专门的章节加以介绍和归纳讲解,但在以能力考察为命题原则的高考中,却经常会考察考生运用数字分析问题和解决问题的能力,因为现实生活中很多地理事物需要进行数字统计、测量、计算,才能得出结论。

【题型分析】高考中的地理计算一般考查最基本的原理和概念,需熟练掌握基本的计算方法,但是因为此类问题的题干常以图表或材料的形式呈现,需要从图表或材料中提取相关信息,然后进行计算,所以难度较大。

【命题方向】(1)地球运动类(包括:时间计算、太阳直射点计算、正午太阳高度角计算、昼夜长短计算等)(2)比例尺、经纬网计算类(3)人口问题类计算(包括:人口密度计算、自然增长率计算、城市化水平计算)这类题除需临发挥外,更需要考生在平时加深对概念的理解,狠抓规律和原理的应用。

一.地球运动类计算(一)计算时间和日期范围的模式地方时和区时的计算以及日期范围的计算使用的都是同一个计算模式。

1.地方时、区时的计算根据材料提供的已知地点及时间,推算某地是某时(或根据时间推算在某地)。

具体的解题步骤:【解题步骤】① 找出两地经度,将东经度放东边,西经度放西边的模式进行分布。

① 据经度差计算时间差:15°=1h,1°=4min① 东加西减。

超过24,加一天,负数加24,日期减一天。

某经度所在的时区计算:1、时区数=经度/15(如果出现小数就四舍五入)2、时区数=经度/15=商……余数(如果余数小于7.5度,则时区=商数;如果余数大于7.5度,所在时区=商数+1)注意:东经度为东时区,西经度为西时区如:东经100度在(东七区)100/15约=7 或100/15=6……10(余数大于7.5度)所以东经100度在东七区。

【扩展】根据时间推算在某地的原理相同,根据东早西晚原理,把时间大的放东边,时间小的放西边。

根据时间差推算经度差,即可根据已经地点的经度进行推算。

二轮复习第2讲 数列求和及综合应用课件(全国通用)

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3.数列与不等式的综合问题 主要题型为:证明不等式,或不等式恒成立问题,转化为最值问题是其主要思路, 而求最值常用方法为:①作差比较,利用数列单调性求最值;②放缩法求最值.
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热点一 数列的求和问题
[考法1] 分组转化求和 【例1-1】 (202X·天津卷)设{an}是等差数列,其前n项和为Sn(n∈N*);{bn}是等比数
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探究提高 (1)所谓“错位”,就是要找“同类项”相减.要注意的是相减后得到的部分, 在求等比数列的和时,一定要查清其项数.(2)为保证结果正确,可对得到的和取n= 1,2进行验证.
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【训练1-1】 (202X·北京卷)设{an}是等差数列,且a1=ln 2,a2+a3=5ln 2. (1)求{an}的通项公式; (2)求ea1+ea2+…+ean. 解 (1)设{an}的公差为d. 因为a2+a3=5ln 2,所以2a1+3d=5ln 2. 又a1=ln 2,所以d=ln 2.所以an=a1+(n-1)d=nln 2.
(2)因为 ea1=eln 2=2,eeana-n 1=ean-an-1=eln 2=2,
所以{ean}是首项为2,公比为2的等比数列. 所以 ea1+ea2+…+ean=2×11--22n=2n+1-2.
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【训练1-2】 已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,
=16+12(13-2n1+1)<16+16=13. 所以对一切正整数 n,有a1(a11+1)+a2(a12+1)+…+an(a1n+1)<13.

高考数学——第4节数列求和及综合应用

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第4节数列求和及综合应用应用能力提升在宜战中中华思就【选题明细表】基础巩固(建议用时:25分钟)1.等差数列{a n}中,已知公差d=,且a i+a3+…+a99=50,贝U a2+a+…+a〔00 等于(B )(A)50 (B)75 (C)100 (D)125解析:a 2+34+ …+a i00=(a i+d)+(a 3+d)+ …+(a99+d)=(a i+a3+ …+89)+50d=50+50X 白75.故选 B.2.数列{a n}的通项公式为a n=(-1) n-1• (4n-3),则它的前100项之和S。

等于(B )(A)200 (B)-200 (C)400 (D)-400解析:S 100=(4 x 1-3)-(4 x 2-3)+(4 x 3-3)-…-(4 x 100-3)=4 乂 [(12)+(3-4)+ • +(99-100)]=4 x(-50)=-200.故选 B.3$口=彳+胃+--6等于(B )(A)二(D)二解析:由S n W+N6+…号,① - £ - j su得衿4+W+…母子,②所以s=—.故选B.4.(2018 •安徽江南十校联考)已知函数f(x)=x "的图象过点(4,2),令a n=r.w.,n 6 N*.记数列{a n}的前n项和为S n,则8 019等于(C )(A)假孤9-1 (B) -1(C)2谕加之1 (D)2地的匹+1 解析:由f(4)=2 可得4“=2,解得% =,则f(x)=足.所以a n=;7 7,-'二==—=^^FT-四§2 019=a〔+a2+a3+…+& 019=(序-C)+( , S-G)+ (*'4-*3)+ …+(^W9- x^019)+( V TCIO- vT019)=V^020-1=2V,55S-1.故选C.5 .数列{a n },{b n }满足 a n b h =1,a n =n 2+3n+2,则{b n }的前 10项之和为(B )(A)「 (B) ; (C)二(D)二 解析:b n = =^------,Si 0=b 1+b 2+b 3+, * , +bi 0 =H4上-=+…桔--=七噌.故选B.6 .已知等差数列{a n }的公差为d,且a n#0,d #0,则焉+ +•••+・;二可 化简为(B )解析:因为77^^(*-乙),所以原式=(*-5+:-*+…干-六) 口或口覆■£3.、口史氏三一二,' 二 ' 工1 口主 fi-2 口3 口. 1tM 41 呜-士尸77^,选B.7 .有穷数列1,1+2,1+2+4,...,1+2+4+ (2)-1所有项的和 解析:由题意知所求数列的通项为 嗤=2n -1,故由分组求和法及等比数 列的求和公式可得和为_ _ -n=2n+1-2-n.答案:2 n+1-2-n 8,数列{aj 满足an+a n+i=7(n 6 N),且a=1,Sn 是数列{a J 的前n 项和,则&i=.向军析:由 an+an+iW=an+i+a+2,所以 a n+2=a,(A)— (B) 二二[二]一二; (C) ----- (D) c4gL ♦口1Y.二:贝U ai=a3=a5=- - =ai,a 2=a4=a=---=ao, 所以 Si=a+(a 2+a)+(a 4+a 5)+ •••+(320+321)=1+1OX 1=6.答案:6能力提升(建议用时:25分钟) 9 .(2018 •四川遂宁一诊)已知数列{an }的前n 项和为S,若日为函数 f(x)= \ 3sin x+cos x(x 6 R)的最大值,且满足 an-an&+i*-anSn,则数列 {a,的前2 018项之积Ao18等于(A ) (A)1 (B)| (C)-1 (D)2解析:函数 f(x 尸、3sin x+cos x=2sin(x+ 。

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专题04 数列求和及综合应用【要点提炼】1.常用公式:12+22+32+42+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6.2.(1)数列通项a n 与前n 项和S n 的关系为a n =⎩⎨⎧S 1 (n =1),S n -S n -1 (n ≥2).(2)应用a n 与S n 的关系式f (a n ,S n )=0时,应特别注意n =1时的情况,防止产生错误. 3.数列求和(1)分组转化法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分,分别求和,然后再合并. (2)错位相减法:主要用于求数列{a n ·b n }的前n 项和,其中{a n },{b n }分别是等差数列和等比数列.(3)裂项相消法:即将数列的通项分成两个式子的代数差的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫c a n a n +1(其中{a n }是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列.温馨提醒 裂项求和时,易把系数写成它的倒数或忘记系数导致错误. 4.数列与函数、不等式的交汇数列与函数的综合问题一般是利用函数作为背景,给出数列所满足的条件,通常利用点在曲线上给出S n 的表达式,还有以曲线上的切点为背景的问题,解决这类问题的关键在于利用数列与函数的对应关系,将条件进行准确的转化.数列与不等式的综合问题一般以数列为载体,考查不等关系或恒成立问题.考点一 数列求和及综合应用考向一 a n 与S n 的关系问题【典例1】 设数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意的正整数n ,都有a n =5S n +1成立,b n =-1-log 2|a n |,数列{b n }的前n 项和为T n ,c n =b n +1T n T n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{c n }的前n 项和A n ,并求出A n 的最值.解 (1)因为a n =5S n +1,n ∈N *, 所以a n +1=5S n +1+1, 两式相减,得a n +1=-14a n ,又当n =1时,a 1=5a 1+1,知a 1=-14, 所以数列{a n }是公比、首项均为-14的等比数列. 所以数列{a n }的通项公式a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-14n.(2)由(1)知b n =-1-log 2|a n |=2n -1, 数列{b n }的前n 项和T n =n 2, c n =b n +1T n T n +1=2n +1n 2(n +1)2=1n 2-1(n +1)2, 所以A n =1-1(n +1)2.因此{A n }是单调递增数列,∴当n =1时,A n 有最小值A 1=1-14=34;A n 没有最大值.探究提高 1.给出S n 与a n 的递推关系求a n ,常用思路是:一是利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为a n 的递推关系,再求其通项公式;二是转化为S n 的递推关系,先求出S n 与n 之间的关系,再求a n .2.由S n 求a n 时,一定注意分n =1和n ≥2两种情况,最后验证两者是否能合为一个式子,若不能,则用分段形式来表示.【拓展练习1】 (2020·合肥检测)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 2n =S n +S n -1(n ≥2),a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(1-a n )2-a (1-a n ),若{b n }是递增数列,求实数a 的取值范围. 解 (1)a 2n =S n +S n -1(n ≥2), a 2n -1=S n -1+S n -2(n ≥3).相减可得a 2n -a 2n -1=a n +a n -1,∵a n >0,a n -1>0,∴a n -a n -1=1(n ≥3). 当n =2时,a 22=a 1+a 2+a 1,∴a 22=2+a 2,a 2>0,∴a 2=2. 因此n =2时,a n -a n -1=1成立. ∴数列{a n }是等差数列,公差为1. ∴a n =1+n -1=n .(2)b n =(1-a n )2-a (1-a n )=(n -1)2+a (n -1), ∵{b n }是递增数列,∴b n +1-b n =n 2+an -(n -1)2-a (n -1) =2n +a -1>0,即a >1-2n 恒成立,∴a >-1. ∴实数a 的取值范围是(-1,+∞). 考向二 数列求和 方法1 分组转化求和【典例2】 (2020·山东五地联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =a 2n +2a n -1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2), 所以S 2a 1=1+2=3,得a 1=d ,又易知2a 1=2,所以a 1=1,d =1.所以数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)可得,a 2n =2n ,2a n =2n .因为b n =a 2n +2a n -1,所以b n =2n -1+2n ,所以数列{b n }的前n 项和T n =(1+3+5+…+2n -1)+(2+22+23+…+2n ) =n (1+2n -1)2+2(1-2n )1-2=n 2+2n +1-2.探究提高 1.求解本题要过四关:(1)“转化”关,把不等式的解转化为方程根的问题;(2)“方程”关,利用方程思想求出基本量a 1及d ;(3)“分组求和”关,观察数列的通项公式,把数列分成几个可直接求和的数列;(4)“公式”关,会利用等差、等比数列的前n 项和公式求和.2.分组求和的策略:(1)根据等差、等比数列分组;(2)根据正号、负号分组.本题易忽视数列通项的下标如错得a 2n =n ,应注意“=”左右两边保持一致.【拓展练习2】 (2020·潍坊调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S 4=40.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前n 项和P n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 由题意,得⎩⎨⎧a 1+d =8,4a 1+6d =40,解得⎩⎨⎧a 1=4,d =4,所以a n =4n , 因为T n -2b n +3=0,所以当n =1时,b 1=3,当n ≥2时,T n -1-2b n -1+3=0, 两式相减,得b n =2b n -1(n ≥2),则数列{b n }为首项为3,公比为2的等比数列, 所以b n =3·2n -1.(2)c n =⎩⎨⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数,当n 为偶数时,P n =(a 1+a 3+…+a n -1)+(b 2+b 4+…+b n ) =(4+4n -4)·n 22+6(1-4n2)1-4=2n +1+n 2-2.当n 为奇数时,法一 n -1(n ≥3)为偶数,P n =P n -1+c n =2(n -1)+1+(n -1)2-2+4n =2n +n 2+2n -1,n =1时符合上式.法二 P n =(a 1+a 3+…+a n -2+a n )+(b 2+b 4+…+b n -1) =(4+4n )·n +122+6(1-4n -12)1-4=2n +n 2+2n -1.所以P n =⎩⎨⎧2n +1+n 2-2,n 为偶数,2n +n 2+2n -1,n 为奇数.方法2 裂项相消求和【典例3】 (2020·江南六校调研)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1=2,a n +1=S n +2.(1)证明:{a n }为等比数列; (2)记b n =log 2a n ,数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫λb n b n +1的前n 项和为T n ,若T n ≥10恒成立,求λ的取值范围.(1)证明 由已知,得a 1=S 1=2,a 2=S 1+2=4, 当n ≥2时,a n =S n -1+2,所以a n +1-a n =(S n +2)-(S n -1+2)=a n , 所以a n +1=2a n (n ≥2).又a 2=2a 1,所以a n +1a n=2(n ∈N *),所以{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. (2)解 由(1)可得a n =2n ,所以b n =n . 则λb n b n +1=λn (n +1)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, T n =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1,因为T n ≥10,所以λn n +1≥10,从而λ≥10(n +1)n ,因为10(n +1)n =10⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ≤20, 所以λ的取值范围为[20,+∞).探究提高 1.裂项相消求和就是将数列中的每一项裂成两项或多项,使这些裂开的项出现有规律的相互抵消,要注意消去了哪些项,保留了哪些项.2.消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.【拓展练习3】 设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n . (1)求{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和.解 (1)因为a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,① 故当n ≥2时,a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1),② ①-②得(2n -1)a n =2,所以a n =22n -1,又n =1时,a 1=2适合上式,从而{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)记⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和为S n ,由(1)知a n 2n +1=2(2n -1)(2n +1)=12n -1-12n +1,则S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=1-12n +1=2n2n +1.方法3 错位相减法求和【典例4】 (2020·济南统测)在①a 3=5,a 2+a 5=6b 2,②b 2=2,a 3+a 4=3b 3,③S 3=9,a 4+a 5=8b 2这三个条件中任选一个,补充至横线上,并解答问题. 已知等差数列{a n }的公差为d (d >1),前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,且a 1=b 1,d =q ,________. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)记c n =a nb n,求数列{c n }的前n 项和T n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 选条件①.(1)∵a 3=5,a 2+a 5=6b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1+2d =5,2a 1+5d =6a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=256,d =512(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件②.(1)∵b 2=2,a 3+a 4=3b 3,a 1=b 1,d =q ,d >1, ∴⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =3a 1d 2,即⎩⎨⎧a 1d =2,2a 1+5d =6d , 解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎨⎧a 1=-1,d =-2(舍去).∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2. ∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.选条件③.(1)∵S 3=9,a 4+a 5=8b 2,a 1=b 1,d =q ,d >1,∴⎩⎨⎧a 1+d =3,2a 1+7d =8a 1d ,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=218,d =38(舍去),∴⎩⎨⎧b 1=1,q =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1,b n =b 1q n -1=2n -1. (2)∵c n =a n b n,∴c n =2n -12n -1=(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.∴T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -2+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,12T n =12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+(2n -3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. 上面两式相减,得12T n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n=1+2×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -11-12-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . ∴T n =6-(2n +3)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.探究提高 1.一般地,如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n ·b n }的前n 项和时,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘以等比数列{b n }的公比,然后作差求解.2.在写“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便下一步准确地写出“S n -qS n ”的表达式.【拓展练习4】 (2020·潍坊模拟)在①b 2n =2b n +1,②a 2=b 1+b 2,③b 1,b 2,b 4成等比数列这三个条件中选择符合题意的两个条件,补充在下面的问题中,并求解.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n .公差不等于0的等差数列{b n }满足________,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和S n .(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分) 解 因为a 1=1,a n +1=3a n ,所以{a n }是以1为首项,3为公比的等比数列, 所以a n =3n -1.选①②时,设数列{b n }的公差为d 1. 因为a 2=3,所以b 1+b 2=3(ⅰ).因为b 2n =2b n +1,所以当n =1时,b 2=2b 1+1(ⅱ). 由(ⅰ)(ⅱ)解得b 1=23,b 2=73,所以d 1=53,所以b n =5n -33.所以b n a n=5n -33n .所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =231+732+1233+…+5n -33n ,所以13S n =232+733+1234+…+5n -83n +5n -33n +1.上面两式相减,得23S n =23+5⎝ ⎛⎭⎪⎫132+133+…+13n -5n -33n +1 =23+56-152×3n +1-5n -33n +1=32-10n +92×3n +1.所以S n =94-10n +94×3n .选②③时,设数列{b n }的公差为d 2.因为a 2=3,所以b 1+b 2=3,即2b 1+d 2=3.因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 2)2=b 1(b 1+3d 2),化简得d 22=b 1d 2.因为d 2≠0,所以b 1=d 2,从而d 2=b 1=1,所以b n =n . 所以b n a n =n 3n -1.所以S n =b 1a 1+b 2a 2+…+b n a n =130+231+332+…+n3n -1,所以13S n =131+232+333+…+n -13n -1+n 3n .上面两式相减,得23S n =1+131+132+133+…+13n -1-n 3n=32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n -n 3n =32-2n +32×3n . 所以S n =94-2n +34×3n -1.选①③时,设数列{b n }的公差为d 3.因为b 2n =2b n +1,所以b 2=2b 1+1,所以d 3=b 1+1.又因为b 1,b 2,b 4成等比数列,所以b 22=b 1b 4,即(b 1+d 3)2=b 1(b 1+3d 3),化简得d 23=b 1d 3.因为d 3≠0,所以b 1=d 3,无解,所以等差数列{b n }不存在.故不合题意.考向三 与数列相关的综合问题【典例5】 (2020·杭州滨江区调研)设f (x )=12x 2+2x ,f ′(x )是y =f (x )的导函数,若数列{a n }满足a n +1=f ′(a n ),且首项a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }中,b 1=a 1,b 2=a 2,数列{b n }的前n 项和为T n ,请写出适合条件T n ≤S n 的所有n 的值. 解 (1)由f (x )=12x 2+2x ,得f ′(x )=x +2. ∵a n +1=f ′(a n ),且a 1=1. ∴a n +1=a n +2,则a n +1-a n =2,因此数列{a n }是公差为2,首项为1的等差数列. ∴a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)数列{a n }的前n 项和S n =n (1+2n -1)2=n 2,等比数列{b n }中,设公比为q ,∵b 1=a 1=1,b 2=a 2=3, ∴q =3.∴b n =3n -1,∴数列{b n }的前n 项和T n =1-3n 1-3=3n -12.T n ≤S n 可化为3n -12≤n 2.又n ∈N *,∴n =1,或n =2.故适合条件T n ≤S n 的所有n 的值为1和2.探究提高 1.求解数列与函数交汇问题要注意两点:(1)数列是一类特殊的函数,其定义域是正整数集(或它的有限子集),在求数列最值或不等关系时要特别注意;(2)解题时准确构造函数,利用函数性质时注意限制条件.2.数列为背景的不等式恒成立、不等式证明,多与数列的求和相联系,最后利用数列或数列对应函数的单调性处理.【拓展练习5】 已知数列{a n }与{b n }满足:a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n (n ∈N *),若{a n }是各项为正数的等比数列,且a 1=2,b 3=b 2+4. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式; (2)若数列{c n }满足c n =a nb n b n +1(n ∈N *),T n 为数列{c n }的前n 项和,证明:T n <1. (1)解 由题意知,a 1+a 2+a 3+…+a n =2b n ,① 当n ≥2时,a 1+a 2+a 3+…+a n -1=2b n -1,② ①-②可得a n =2(b n -b n -1) ⇒a 3=2(b 3-b 2)=2×4=8,∵a 1=2,a n >0,设{a n }的公比为q , ∴a 1q 2=8⇒q =2,∴a n =2×2n -1=2n (n ∈N *). ∴2b n =21+22+23+ (2)=2(1-2n )1-2=2n +1-2,∴b n =2n -1(n ∈N *).(2)证明 由已知c n =a n b n ·b n +1=2n(2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1, ∴T n =c 1+c 2+…+c n=121-1-122-1+122-1-123-1+…+12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1,当n ∈N *时,2n +1>1,∴12n +1-1>0,∴1-12n +1-1<1,故T n <1.【专题拓展练习】一、单选题1.已知数列{}n a 满足()2*11n n n a a a n N+=-+∈,设12111n nS a a a =+++,且10910231a S a -=-,则数列{}n a 的首项1a 的值为( )A .23 B .1C .32D .22.已知在数列{}n a 中,14a =,26a =,且当2n ≥时,149n n a a +=-,若n T 为数列{}n b 的前n 项和,19(3)n n n n a b a a +-=⋅,则当175(3)()8n n a T λ+=-⋅-为整数时,n λ=( )A .6B .12C .20D .243.设n S 为数列{}n a 的前n 项和,*()(11),2n n n n S a n N -+=∈,则数列{}n S 的前7项和为( )A .1256-B .85256-C .11024-D .3411024-4.若()()*12coscos cos cos5555n n n S n ππππ-=++++∈N ,则1S 、2S、、2020S 中值为0的共有( ) A .202个B .404个C .606个D .808个5.已知数列{}n a 为等差数列,首项为2,公差为3,数列{}n b 为等比数列,首项为2,公比为2,设n n b c a =,n T 为数列{}n c 的前n 项和,则当2020n T <时,n 的最大值是( ) A .8B .9C .10D .116.已知数列{}n a 满足123232n n a a a na ++++=,设1(1)2nn n a b n -=+,n S 为数列{}n b 的前n 项和.若t n S <对任意n *∈N 恒成立,则实数t 的最小值为( ) A .1B .2C .32D .527.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n S an bn =+,(,a b 均为常数),且72a π=.设函数2()sin 22cos 2xf x x =+,记()n n y f a =,则数列{}n y 的前13项和为( ) A .132πB .7πC .7D .138.公元1202年列昂那多·斐波那契(意大利著名数学家)以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”{}n a :1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,……,即11a =,21a =,()*12,2n n n a a a n n --=+∈>N ,此数列在现代物理、化学等学科都有着十分广泛的应用。

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