等差与等比数列综合
等比等差混合数列求和
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等比等差混合数列求和
摘要:
一、等比等差混合数列求和的概念
二、等比等差混合数列求和的公式
三、等比等差混合数列求和的实例与解析
四、总结与拓展
正文:
一、等比等差混合数列求和的概念
等比等差混合数列求和,是指在等比数列与等差数列相混合的情况下,求出该数列和的一种方法。
等比数列具有公比性质,等差数列具有公差性质,当这两种数列混合在一起时,我们需要分别考虑它们的性质,进而求出总和。
二、等比等差混合数列求和的公式
在等比等差混合数列求和中,我们需要先分别找出等比数列和等差数列的通项公式,然后将它们相加。
设等比数列的首项为a,公比为r,等差数列的首项为b,公差为d,项数为n,则等比等差混合数列的通项公式为:an = a * r^(n-1) + b + (n-1) * d。
求和公式为:S_n = (a * (1 - r^n)) / (1 - r) + n *
(b + b + (n-1) * d) / 2。
三、等比等差混合数列求和的实例与解析
例如,我们有一个等比等差混合数列:3, 6, 9, 12, 15。
我们可以先观察到这是一个等差数列,公差为3,然后再观察到它是一个等比数列,公比为2。
我们可以根据求和公式计算出这个数列的和为:S_5 = (3 * (1 - 2^5)) / (1 - 2)
+ 5 * (6 + 6 + (5-1) * 3) / 2 = 45。
四、总结与拓展
等比等差混合数列求和是一种基本的数学计算方法,它在实际生活中也有很多应用,比如在金融、统计等领域。
对于这类问题,我们需要掌握相关的公式,并能熟练地运用它们来解决问题。
等差数列与等比数列的综合-精品
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等差数列与等比数列的综合【知识点的知识】1、等差数列的性质(1)若公差d>0,则为递增等差数列;若公差d<0,则为递减等差数列;若公差d=0,则为常数列;(2)有穷等差数列中,与首末两端“等距离”的两项和相等,并且等于首末两项之和;(3)加,则%+(〃?-〃)d;(4)若s,/,p,g€N*,且s+Z=p+q,则公+4=即+劭,其中的,/,的是数列中的项,特别地,当s+f=2p时,有as+at=2cip;(5)若数列{斯},»〃}均是等差数列,则数列佃劭+幼〃}仍为等差数列,其中〃7,%均为常数.(6)斯,a n-ifa n-2f,•,,e m仍为等差数列,公差为-d.(7)从第二项开始起,每一项是与它相邻两项的等差中项,也是与它等距离的前后两项的等差中项,即20+1=斯+斯+2,2a t1=-川+斯+小,(〃2阳+1,n,〃氏N')(8)0〃,©〃+%,Clm+2k,4加+3”,…仍为等差数列,公差为Rd(首项不一定选).2、等比数列的性质.(1)通项公式的推广:a n=a m*q nn\(〃,mEN*).(2)若{〃“}为等比数列,且4+/=机+〃,(左,/,〃?,〃€N*),则四(3)若{如},{仇}(项数相同)是等比数列,则{入}(杉0),⑷,{斯出},仍是等比数列.a1>0(a[<01或,1={斯}是递增数列;q>l0<q<l减数列;夕=1。
0}是常数列;qV0={a〃}是摆动数列. ai>0 (<0或{〃〃}是递0<q<l [q>l(4)单调性:第1页共1页。
等差数列与等比数列的综合应用题
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等差数列与等比数列的综合应用题下面是2000字的文章,涉及到等差数列和等比数列的综合应用题。
等差数列和等比数列的综合应用题数列是数学中一个重要的概念,有着广泛的应用。
其中等差数列和等比数列是最常见的两种数列,它们在实际问题中有着丰富的应用。
本文将探讨其中一些有趣的综合应用题。
一、等差数列的综合应用1. 现有一连续数列,首项为a,公差为d,共有n项。
若已知该等差数列的和为Sn,则求出该数列的最后一项。
解析:根据等差数列的性质,我们知道等差数列的前n项和可以表示为Sn = (2a + (n-1)d) * n / 2。
将该式子中的Sn替换为已知的值,整理后得到一个关于未知数的一元二次方程,通过解方程,我们可以求得该数列的最后一项。
2. 小明上学迟到了,他每天比前一天迟到10分钟,第一天迟到15分钟,到第九天小明迟到多久?解析:这是一个等差数列的应用题,题目中已经给出了首项和公差,我们需要求出第九项。
根据等差数列的性质,我们知道第九项可以表示为a9 = a1 + (9-1)d。
将已知的值代入公式,计算得到小明第九天迟到了85分钟。
二、等比数列的综合应用1. 小明通过研究发现,他所在的城市每年的垃圾总量是前一年的1.5倍。
今年城市的垃圾总量为2000吨,请计算出5年后的城市垃圾总量是多少吨。
解析:这是一个等比数列的应用题,题目中已经给出了首项和公比,我们需要求出第五项。
根据等比数列的性质,我们知道第五项可以表示为an = a1 * r^(n-1),其中a1为首项,r为公比。
将已知的值代入公式,计算得到5年后的城市垃圾总量为3750吨。
2. 一颗植物的高度是前一天的2倍,已知第一天植物的高度为10厘米,请计算出第五天的植物高度。
解析:这是一个等比数列的应用题,题目中已经给出了首项和公比,我们需要求出第五项。
根据等比数列的性质,我们知道第五项可以表示为an = a1 * r^(n-1),其中a1为首项,r为公比。
专题05 等差等比综合(解析版)
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专题5 等差等比综合一、解答题1.已知等差数列{}n a 中,22a =,156a a +=. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若2n an b =,求数列{}n b 的前n 项和n S . 【答案】(1)n a n =;(2)122n n S +=-.【解析】(1)先设等差数列的公差为d ,由题中条件,列出方程求出首项和公差,即可得出通项公式; (2)根据(1)的结果,得到n b ,再由等比数列的求和公式,即可得出结果. 【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,因为22a =,156a a +=,所以112246a d a d +=⎧⎨+=⎩,解得11a d ==,所以1(1)n a n n ;(2)由(1)可得,22n a nn b ==,即数列{}n b 为等比数列,所以数列{}n b 的前n 项和()12122212n n n S +-==--.2.已知等差数列{}3log n a 的首项为1,公差为1,等差数列{}n b 满足()212n n b n n k +=++.(1)求数列{}n a 和数列{}n b 的通项公式; (2)若nn nb c a =,求数列{}n c 的前n 项和n S . 【答案】(1)3nn a =.1n b n =+(2)525443n nn S +=-⋅ 【解析】(1)由等差数列的通项公式及对数的运算可得数列{}n a 的通项公式,根据条件中的递推式求出123,,b b b ,利用它们成等差数列列方程求出k ,进而可得数列{}n b 的通项公式; (2)利用错位相减法求数列{}n c 的前n 项和n S . 【详解】解:(1)由条件可知,3log 11n a n n =+-=,3nn a ∴=.()212n n b n n k +=++,132k b +∴=,283k b +=,3154kb +=. 由题意{}n b 为等差数列,2132b b b ∴=+,解得1k =,()211n b n n ∴=+-=+; (2)由(1)知,13n n n n b n c a +==,2231333n n n S +∴=++⋅⋅⋅+① 则23112313333n n n S ++=++⋅⋅⋅+① ①-①可得23311221111525333333623n n n n n S ++++=+++⋅⋅⋅+-=-⋅,525443n nn S +∴=-⋅. 3.若数列{}n a 的前n 项和22n n S a =-,*n N ∈. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()221log *n n b a n N -=∈,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)2n n a =;(2)2n T n =. 【解析】 【分析】(1)根据公式11(2,),(1)n n n S S n n N a a n *-⎧-≥∈=⎨=⎩,结合等比数列的定义、通项公式进行求解即可;(2)根据对数的运算性质,结合等差数列的定义、等差数列前n 项和公式进行求解即可. 【详解】(1)数列{}n a 的前n 项和22n n S a =-,*n N ∈.2n ≥时,()112222n n n n n a S S a a --=-=---,化为:12n n a a -=,1n =时,1122a a =-,解得12a =.∴数列{}n a 是等比数列,首项为2,公比为2. 2n n a ∴=.(2)221log 21n n b a n -==-.因为12n nb b ,∴数列{}n b 是等差数列,首项为1,公差为2,所以 21()(1+21)22n n n a a n n T n +-∴===. 4.在等差数列{}n a 中,138a a +=,且2429a a a =⋅ (1)求数列{}n a 的首项、公差; (2)设()()1218n n n a a b -+=,若13mm m bb b +++=,求正整数m 的值.【答案】(1)数列{}n a 的首项是4,公差为0或首项是1,公差为3;(2)6. 【解析】 【分析】(1)根据条件,列出两个关于首项和公差的方程,然后解方程即可;(2)由(1)求出数列{}n a 的通项,然后再求出n b ,再根据13m m m b b b +++=求出m .【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,由已知可得:1121112284(3)()(8)0a d a a d a d a d d ⎧+==⎧⇒⎨⎨+=++=⎩⎩或113a d =⎧⎨=⎩, 即数列{}n a 的首项是4,公差为0或首项是1,公差为3. (2)由(1)可知4n a =或13(1)32n a n n =+-=- 当4n a =时,(41)(42)118n b -+==,又13m m m b b b +++=,而1121+=>不满足题意;当32n a n =-时,(321)(322)(1)182n n n n n b ---+-==,又13m m m b b b +++=,所以(1)(1)(2)(3)222m m m m m m -++++=, 整理得2560m m --=,因为m 为正整数,所以m =6.5.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:①数列是等差数列;①213a 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①①作条件证明①,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①①作条件证明①选①①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①①作条件证明①:[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①①作条件证明①: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①①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 -=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①①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①①证明①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①①时,按照正常的思维求出公差,表示出n S进行证明;选①①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前两项的差1d利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,求出{}n a 的通项公式,进而证明出结论.6.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,n a =*n ∈N 且2n ≥). (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(1)21n a n =- (2)21n n T n =+ 【解析】 【分析】(1)由1(2)n n n a S S n -=-≥及题意可得数列为等差数列,从而求出2n S n =,从而可求出答案;(2)利用裂项相消法即可求出答案. (1)①1(2)n n n a S S n -=-≥,①2)n a n =≥,又)*2,,0n n a n n a ≥∈>N ,1(2)n ≥,①数列1==为首项,1为公差的等差数列,1(1)n n =+-=,①2n S n =,当2n ≥时,()221121n n n a S S n n n -=-=--=-, 当1n =时,11a =,满足上式, ①数列{}n a 的通项公式为21n a n =-;(2)由(1)可知,21n a n =-, 12233411111n n n T a a a a a a a a +=++++ 11111335572121n n =++++⨯⨯⨯(-)(+)1111111221213351n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦111221n ⎛⎫=⨯- ⎪+⎝⎭ 21nn =+, ①当*n ∈N 时,21n nT n =+. 7.已知数列{an }满足1a =1,an +1=2an +1,bn =an +1(n ①N*). (1)求证:{ bn }是等比数列; (2)求{ an }的通项公式.【答案】(1)证明见解析;(2)an =2n -1. 【解析】 【分析】(1)由题意可得an +1+1=2(an +1),利用等比数列的定义即可证明. (2)利用等比数列的通项公式即可求解. 【详解】(1)证明:①an +1=2an +1,①an +1+1=2(an +1),即bn +1=2bn , ①b 1=1a +1=2≠0.①bn ≠0,①1n nb b +=2,①{bn }是等比数列. (2)由(1)知{bn }是首项b 1=2,公比为2的等比数列, ①bn =2×2n -1=2n ,即an +1=2n ,①an =2n -1.8.已知等差数列{}n a 的公差为正数,11a =,其前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,12b =,且2212b S =,2310b S +=.(1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; (2)求数列{}n n a b ⋅的前n 项和n T . (3)设1n n n c b S =+,n *∈N,求数列{}n c 的前2n 项和. 【答案】(1)n a n =;2nn b =;(2)()1122n n T n +=-⋅+;(3)212221n n +-+. 【解析】【分析】(1)假设公差d 和公比q ,由等差和等比数列通项与求和公式可构造方程求得,d q ,由等差和等比通项公式可求得结果;(2)由(1)可得2nn n a b n ⋅=⋅,利用错位相减法可求得结果;(3)由(1)可得11221nn c n n ⎛⎫=+⨯- ⎪+⎝⎭,利用分组求和的方法,结合等比数列求和公式和裂项相消法可求得结果. 【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为()0d d >,等比数列{}n b 公比为q ,()()22112311222123323310b S b q a d q d b S b q a d q d ⎧=+=+=∴⎨+=++=++=⎩,解得:21q d =⎧⎨=⎩,()111n a n n ∴=+-⨯=;1222n n n b -=⨯=;(2)由(1)得:2nn n a b n ⋅=⋅,()1231122232122n n n T n n -∴=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⋅+⋅, ()23412122232122n n n T n n +=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⋅+⋅, 两式作差得:()()211231212222222212n n nn n T n n -++--=-⋅+++⋅⋅⋅+=-⋅+-112242n n n ++=-⋅-+()1122n n +=-⋅-,()1122n n T n +∴=-⋅+.(3)由(1)得:()()121122221112n n n n c n n n n n n ⎛⎫=+=+=+⨯- ⎪+++⎝⎭, 则2212321111122221223221nn c c c c n n ⎛⎫+++⋅⋅⋅+=++⋅⋅⋅++⨯-+-+⋅⋅⋅+- ⎪+⎝⎭()221212121422122212212121n n n n n n n ++-⎛⎫=+⨯-=-+=- ⎪-+++⎝⎭. 【点睛】方法点睛:当数列通项公式满足等差⨯等比的形式时,采用错位相减法求解数列的前n 项和,具体步骤如下:①列出1231n n n S a a a a a -=+++⋅⋅⋅++的形式;①左右两侧同乘通项中的等比部分的公比q ,得到n qS ;①上下两式作差得到()1n q S -,结合等比数列求和公式可整理等式右侧的部分; ①整理所得式子求得n S .9.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,194a =-,且1439n n S S +=-.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈,记{}n b 的前n 项和为n T ,若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,求实数λ的取值范围.【答案】(1)33()4n n a =-⋅;(2)31λ-≤≤.【解析】 【分析】(1)由1439n n S S +=-,结合n S 与n a 的关系,分1,2n n =≥讨论,得到数列{}n a 为等比数列,即可得出结论;(2)由3(4)0n n b n a +-=结合(1)的结论,利用错位相减法求出n T ,n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,分类讨论分离参数λ,转化为λ与关于n 的函数的范围关系,即可求解. 【详解】(1)当1n =时,1214()39a a a +=-,229272749,4416a a =-=-∴=-, 当2n ≥时,由1439n n S S +=-①, 得1439n n S S -=-①,①-①得143n n a a += 122730,0,164n n n a a a a +=-≠∴≠∴=, 又213,{}4n a a a =∴是首项为94-,公比为34的等比数列, 1933()3()444n n n a -∴=-⋅=-⋅;(2)由3(4)0n n b n a +-=,得43(4)()34n n n n b a n -=-=-, 所以234333333210(4)44444nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯⨯++-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎝+⎭⎭,2413333333321(5)(4)444444nn n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯++-⋅+-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得234113333333(4)4444444nn n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯++++--⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1193116493(4)34414n n n -+⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-+-- ⎪⎝⎭-111993334(4)44444n n n n n +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+---⋅=-⋅ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以134()4n n T n +=-⋅,由n n T b λ≤得1334()(4)()44n nn n λ+-⋅≤-⋅恒成立,即(4)30n n λ-+≥恒成立,4n =时不等式恒成立;4n <时,312344n n n λ≤-=----,得1λ≤; 4n >时,312344n n n λ≥-=----,得3λ≥-; 所以31λ-≤≤. 【点睛】易错点点睛:(1)已知n S 求n a 不要忽略1n =情况;(2)恒成立分离参数时,要注意变量的正负零讨论,如(2)中(4)30n n λ-+≥恒成立,要对40,40,40n n n -=->-<讨论,还要注意40n -<时,分离参数不等式要变号.10.已知实数111,,a b c 成等差数列,求证:,,222b b b ac --成等比数列.【答案】见详解. 【解析】 【分析】根据条件,证明:2222b b b a c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-⋅-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭即可,注意各项均不为零.【详解】因为111,,a b c 成等差数列,所以112a c b +=,即2b ac a c =+且0abc ≠,又()()2220222444b b b b ac b b a c ac a c ac a c a c ⎛⎫⎛⎫-⋅-=-++=-++=> ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭, 所以2222b b b a c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-⋅-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭成立且各项均不为零,所以:,,222b b ba c --成等比数列.【点睛】本题考查等比数列的证明,难度一般.注意说明各项均不为零. 11.设数列{}n b 的前n 项和为n S ,且22n n b S =-. (1) 求123,,b b b ;(2) 求数列{}n b 的通项公式. 【答案】(1)123b =;229b =;3227b =.(2)23n n b =.【解析】 【分析】(1)对于已知式令1,2,3n =即可解得123,,b b b 的值.(2)由22n n b S =-,得1122n n b S --=-,两式相减可推得{}n b 是等比数列,进而可得通项公式.也可以由(1)的结论归纳出{}n b 的通项公式,再验证其符合已知条件. 【详解】(1)由22n n b S =-,令1n =,得1122b S =-,又11S b =,所以123b =; 令2n =,得21222()b b b =-+,所以229b =; 令2n =,得312322()b b b b =-++,所以3227b =. (2)方法一:当2n ≥时,由22n n b S =-,可得1122n n b S --=-, 两式相减得112()2n n n n n b b S S b ---=--=-,即11=3n n b b -. 所以{}n b 是以123b =为首项,13为公比的等比数列,于是1212333n n n b -⎛⎫=⋅=⎪⎝⎭. 方法二:由(1)归纳可得23n nb =, 此时21133111313nnnS ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦==--,可使22n n b S =-成立,所以23n nb =. 【点睛】本题考查数列问题,考查由n a 和n S 的关系求通项公式.通过赋值列举若干项,寻找规律和解题思路,是解决数列问题的一种常见策略. 12.已知数列{}n a 满足112n n a a +=-+,其中10a =. (1)求证11n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)设121n n n n T a a a +-=+++,若n T p n ≤-对任意的n *∈N 恒成立,求p 的最小值.【答案】(1)证明见解析,11n a n=-;(2)最小值为1.【解析】 【分析】 (1)根据112n n a a +=-+,可得1211111222n n n n n n a a a a a a ++-++=-+==+++,从而可得12111111n n n n a a a a ++==++++,即可得出结论,再根据等差数列的通项即可求得数列{}n a 的通项公式; (2)121n n n n T a a a p n +-=+++≤-,即()()()()12211111n n n n a a a a p ++-++++++++≤,设()()()()121111n n n H n a a a +-=++++++,利用作差法证明数列(){}H n 单调递减,从而可得出答案.【详解】(1)证明:①112n n a a +=-+, ①1211111222n n n n n n a a a a a a ++-++=-+==+++, ①10n a +≠,①12111111n n n n a a a a ++==++++, ①11n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭是以1为首项,1为公差的等差数列. ()1111n n n a =+-=+,①11n a n=-. (2)解:①121n n n n T a a a p n +-=+++≤-,①121n n n n a a a p +-++++≤,即()()()()12211111n n n n a a a a p ++-++++++++≤对任意的n *∈N 恒成立,而11n a n+=, 设()()()()121111n n n H n a a a +-=++++++,①()111121H n n n n =++++-, ()1111111221221H n n n n n n +=+++++++-+, ①()()1111110221212H n H n n n n n n+-=+-=-<++, ①数列(){}H n 单调递减,①当n *∈N 时,()()11H n H ≤=,①1p ≥. ①p 的最小值为1.13.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且4120S =,13n n a a +=. (①)求数列{}n a 的通项公式;(①)设321log n n b a -=,求数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T . 【答案】(1)3nn a =(2)n T 21nn =+ 【解析】 【分析】(1)利用13n n a a +=,得到数列{}n a 是等比数列,且公比等于3,利用求和公式求得数列的首项1a ,再利用等比数列的通项公式求得结果;(2)根据题意,可得21n b n =-,之后应用裂项相消法对数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭求和.【详解】(①)①13n na a +=,①{}n a 是公比为3q =的等比数列, 又()4141312013a S -==-,解得13a=.①{}n a 是以13a =为首项,以3q =为公比的等比数列,通项公式为113n nn a a q -==. (①)①213log 321n n b n -==- ①()()11113352121n T n n =+++⨯⨯-+ 111111123352121n n ⎛⎫=-+-++- ⎪-+⎝⎭11(122121n n n =-=++) 【点睛】该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有等比数列的定义,等比数列的求和公式,等比数列通项公式,裂项相消法求和,属于中档题目.14.某航运公司用300万元买回客船一艘,此船投入营运后,每月需开支燃油费、维修费、员工工资,已知每月燃油费7000元,第n 个月的维修费和工资支出为600(1)3000-+n 元. (1)设月平均消耗为y 元,求y 与n (月)的函数关系; (2)投入营运第几个月,成本最低?(月平均消耗最小)(3)若第一年纯收入50万元(已扣除消耗),以后每年纯收入以5%递减,则多少年后可收回成本? 【答案】(1)30000003009700,y n n N n+=++∈;(2)投入第100个月,成本最低; (3)7年后收回成本. 【解析】 【分析】(1)先求出购船费和所有支出的和,然后把购船费和所有支出费用平摊到每一个月,即可求得平均消耗y与n (月)的函数关系;(2)利用基本不等式可得最值,从而求出此时n 的值,即可求解;(3)假设x 年后可收回成本,则收入是首项为50,公比为0.95的等比数列,然后建立收入大于成本的不等式,即可求解. 【详解】(1)购船费和所有支出费为30000007000[300030006003000260030006000(1)]n n +++⨯+⨯⨯++⨯-230000009700300n n =++元,所以月平均消耗30000003009700=++y n n, 即月平均消耗为y 与n 的函数关系30000003009700,y n n N n+=++∈.(2)由(1)30000003009700970069700y n n =++≥=, 当且仅当3000000300n n=,即100n =时等号成立, 所以当投入营运100个月时,营运成本最低. (3)假设x 年后可收回成本,则收入为: 215050(15%)50(15%)50(15%)1000(10.95)300x x -+-+-++-=->,解得7x =时满足条件,6x =时不满足条件, 故7年后可收回成本. 【点睛】本题主要考查了等比数列的应用,以及基本不等式求最值的应用,着重分析问题和解答问题的能力,属于中档试题.15.已知各项均不相等的等差数列{}n a 的前4项和为10,且124,,a a a 是等比数列{}n b 的前3项. (1)求n a ,n b ; (2)设()11n n n n c b a a =++,求{}n c 的前n 项和n S .【答案】(1)1,2n n n a n b -==;(2)121nn S n =-+. 【解析】 【分析】(1)设数列{}n a 的公差为()0d d ≠,由题意列关于首项与公差的方程,联立求得首项与公差,则n a ,n b 可求;(2)把(1)中求得的通项公式代入n c ,分组后利用等比数列前n 项和与裂项相消法求解数列{}n c 的前n 项和. 【详解】解:(1)设数列{}n a 的公差为()0d d ≠, 由题意,4114(41)446102S a d a d ⨯-=+=+=,① 又①124,,a a a 成等比数列,①2214a a a =, 即2111()(3)a d a a d +=+,得1a d =,①联立①①可得,11a d == ①n a n = ,12n n b -=; (2)①1112(1)(1)n n n n n c b a a n n -=+=+++,①01111111(222)(1)2231n n S n n -=++++-+-++-+ =1211121211n n n n -+-=--++. ①数列{}n c 的前n 项和n S 为121n n S n =-+. 【点睛】本题考查等差等比数列基本量的计算,等比数列求和公式,裂项求和,分组求和法等,考查运算求解能力,是中档题.本题第二问解题的关键在于先根据分组求和,转化为等比数列的和与1(1)n n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的和,进而利用裂项求和求解.16.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. 【点睛】等差数列基本量的求解是等差数列中的一类基本问题,解决这类问题的关键在于熟练掌握等差数列的有关公式并能灵活运用.17.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1a ,n a ,n S 为等差数列;数列{}n b 满足16b =,14n n nb S a =++. (1)求数列{}n b 的前n 项和n T ; (2)若对于*N n ∀∈,总有3207464n n m a --<成立,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)+1112+32n n n n T -=-. (2)6>7m .【解析】 【分析】(1)由等差数列的性质得12+n n a a S =,继而有+11+12+n n a a S =,两式相减得+12n n a a =,由此得数列{}n a 是以2为公比的等比数列,求得n a ,n S ,再由此求得n b ,运用分组求和法和等比数列的求和公式可求得n T . (2)由(1)将不等式转化为132074>642n n m ---⨯,再令13202n n n c --=,作+12233n nnnc c --=,判断出当8n =时,n c 取得最大值132,由此得174>6432m -⨯,求解即可.(1)解:因为1a ,n a ,n S 为等差数列,所以12+n n a a S =,所以+11+12+n n a a S =,两式相减得+1+122n n n n a a S S -=-, 即+12n n a a =,所以数列{}n a 是以2为公比的等比数列,又16b =,14n n n b S a =++,所以11164a a =++,解得11a =,所以12n n a ,12112122n n n S -⨯-=--=,所以1111242+3212nnn n n b --=++=+-, 所以212112111112+32+32+++++3+22+2n n n n T b b b ---++⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝+⎭⎝⎭()21112+221++2++++32n n n -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭111112222+311212nn n --⨯-=+--⨯+1112+32n n n -=-, 所以+1112+32n n n n T -=-; (2)解:由(1)得不等式为132072464n n m ---<,整理得132074>642n n m ---⨯, 令13202n n n c --=,则()+113+122203202332n n n n nn n n c c -----=-=, 所以当07n <≤,*N n ∈时,+1>0n n c c -,即+1>n n c c ,当>7n ,*N n ∈时,+10n n c c -<,即+1n n c c <,所以当8n =时,n c 取得最大值88138201232c -⨯-==,所以174>6432m -⨯,即74>2m -,解得6>7m . 所以实数m 的取值范围为6>7m .18.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2610a a +=,520S =. (1)求n a 与n S ; (2)设数列{}n c 满足1n n c S n=-,求{}n c 的前n 项和n T . 【答案】(1)1n a n =+,n S ()32n n +=(2)n T 21nn =+ 【解析】 【分析】 (1)由()1553552a a S a +==和2642a a a +=,可求出3a 和4a ,然后利用等差数列的性质可求出n a 与n S ;(2)由(1)知()32n n n S +=,可得2121121n n c S n n n n n ⎛⎫===- ⎪-++⎝⎭,利用裂项相消的求和方法,可求出{}n c 的前n 项和n T . 【详解】解:(1)设等差数列公差为d ,()155355202a a S a+===,故34a =,264210a a a +==,故45a =,1d ∴=,()331n a a d n n =+-=+,易得12a =, ∴()12n n nS a a =+ ()()32122n n n n +=++=. (2)由(1)知()32n n n S +=,则2121121n n c S n n n n n ⎛⎫===- ⎪-++⎝⎭,则111111121223341n T n n ⎛⎫=-+-+-+- ⎪+⎝⎭ 1211n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭21n n =+. 【点睛】本题考查了等差数列的通项公式及前n 项和公式,考查了裂项相消的求和方法,考查了学生的计算能力,属于基础题.19.数列{}n a 满足()1331,2n n n a a n n *-=+-∈≥N ,已知395a =.(1)求1a ,2a ; (2)若()()13n n nb a t n *=+∈N ,则是否存在实数t ,使{}n b 为等差数列?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)15a =;223a =;(2)存在;12t =-.【解析】 【分析】(1)代入2n =,3n =进入1331nn n a a -=+-,结合395a =,即得解;(2)利用等差数列定义,要使{}n b 为等差数列,则11213n n ntb b -+-=-为常数,分析即得解 【详解】(1)当2n =时,221331a a =+-. 当3n =时,33233195a a =+-=,①223a =.①12338a =+,解得15a =. (2)当2n ≥时,()()1111133n n n n n n b b a t a t ----=+-+ ()()1113331233nn n n n a t a t t -=+--=-- 1213nt+=-. 要使{}n b 为等差数列,则1213n t +-为常数,即12t =-, 即存在12t =-,使{}n b 为等差数列.20.在正项数列{}n a 中,11a =()()2211121n n n n a a a a ++-=-,1n n nb a a =-. (1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; (2)求数列(){}22n n n a b -的前n 项和nT .【答案】(1)22n n a =,2nn b =,(2)()()13144219n n n T n n +-+=++【解析】(1)在已知等式()()2211121n n n n a a a a ++-=-两边同时除以1n n a a +,即可证得{}n b 是等比数列(必须求出10b ≠),然后可求得n b ,解方程1n n nb a a =-可得n a ; (2)由(1)求出2(2)44nn n n a b n n -=⋅+,其前n 项和用分组求和法,一部分由等差数列前n 项和公式可得,另外一部分用错位相减法求和. 【详解】(1)①()()2211121n n n n a a a a ++-=-,①11112n n n n a a a a ++⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, ①12n n b b +=. 又11112b a a =-=,①{}n b 是首项为2,公比为2的等比数列, 从而2nn b =.①1n n n b a a =-,①12n n n a a -=,又0n a >,解得22n n a =. (2)()()224444n nn n n a b n n n -=+=⋅+,设数列{}4nn ⋅的前n 项和为n S , 则214244nn S n =⨯+⨯+⋅⋅⋅+⋅,231414244n n S n +=⨯+⨯+⋅⋅⋅+⋅,则2144444n n n n S S n +-=+++-⋅,即()11134444434143n n n n n S n ++---⨯-=-⋅=-,即()131449n nn S +-+=, 故()()()11314442129n n n n n n T S n n ++-+=+⨯=++.【点睛】本题考查等比数列的证明,考查等比数列通项公式,考查分组求和、错位相减法求和.数列求和除等差数列和等比数列的求和公式外还有一些特殊数列的特殊方法:。
等差和等比数列的综合应用教案
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教学过程一、复习预习师:这节课我们要运用等差、等比数列的概念、性质及有关公式,解决一些等差、数比数列的综合问题.(请学生叙述公式的内容并写在黑板上)生甲:等差、等比数列的通项公式分别是an=a1+(n-1)d,an=a1qn-1.生丙:等比数列的前n项和公式要分成q=1和q≠1两种情况来表示,即生丁:如果m,n,p,q都是自然数,当m+n=p+q时,那么在等差数列中有:am+an=ap+aq,在等比数列中有:am·an=ap·aq.师;在上述公式中,涉及到a1,n,d(q),an,Sn五个量,运用方程思想,已知其中三个量,就可以求另外两个量.二、知识讲解考点1:等差数列{an}的性质(1)am=ak+(m -k )d ,d=k m a a km --.(2)若数列{an}是公差为d 的等差数列,则数列{λan+b}(λ、b 为常数)是公差为λd的等差数列;若{bn}也是公差为d 的等差数列,则{λ1an+λ2bn}(λ1、λ2为常数)也是等差数列且公差为λ1d+λ2d.(3)下标成等差数列且公差为m 的项ak ,ak+m ,ak+2m ,…组成的数列仍为等差数列,公差为md.(4)若m 、n 、l 、k ∈N*,且m+n=k+l ,则am+an=ak+al ,反之不成立. (5)设A=a1+a2+a3+…+an ,B=an+1+an+2+an+3+…+a2n ,C=a2n+1+a2n+2+a2n+3+…+a3n ,则A 、B 、C 成等差数列.(6)若数列{an}的项数为2n (n ∈N*),则S 偶-S 奇=nd ,奇偶S S =n n aa 1+,S2n=n (an+an+1)(an 、an+1为中间两项);若数列{an}的项数为2n -1(n ∈N*),则S 奇-S 偶=an ,奇偶S S =n n 1-,S2n -1=(2n-1)an (an 为中间项).考点2:等比数列{an}的性质(1)am=ak·qm-k.(2)若数列{an}是等比数列,则数列{λ1an}(λ1为常数)是公比为q的等比数列;若{bn}也是公比为q2的等比数列,则{λ1an·λ2bn}(λ1、λ2为常数)也是等比数列,公比为q·q2.(3)下标成等差数列且公差为m的项ak,ak+m,ak+2m,…组成的数列仍为等比数列,公比为qm.(4)若m、n、l、k∈N*,且m+n=k+l,则am·an=ak·al,反之不成立.(5)设A=a1+a2+a3+…+an,B=an+1+an+2+an+3+…+a2n,C=a2n+1+a2n+2+a2n+3+…+a3n,则A、B、C成等比数列,设M=a1·a2·…·an,N=an+1·an+2·…·a2n,P=a2n+1·a2n+2·…·a3n,则M、N、P也成等比数列.考点3:用函数的观点理解等差数列、等比数列1.对于等差数列,∵an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),当d≠0时,an是n的一次函数,对应的点(n,an)是位于直线上的若干个点.当d>0时,函数是增函数,对应的数列是递增数列;同理,d=0时,函数是常数函数,对应的数列是常数列;d<0时,函数是减函数,对应的数列是递减函数.若等差数列的前n项和为Sn,则Sn=pn2+qn(p、q∈R).当p=0时,{an}为常数列;当p≠0时,可用二次函数的方法解决等差数列问题.2.对于等比数列:an=a1qn-1.可用指数函数的性质来理解.当a1>0,q>1或a1<0,0<q<1时,等比数列是递增数列;当a1>0,0<q<1或a1<0,q>1时,等比数列{an}是递减数列.当q=1时,是一个常数列.当q<0时,无法判断数列的单调性,它是一个摆动数列.三、例题精析【例题1】.等比数列{an}的公比为q,则“q>1”是“对于任意自然数n,都有an+1>an”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件【答案】D【解析】当a1<0时,条件与结论均不能由一方推出另一方.【例题2】已知数列{a n}满足a n+2=-a n(n∈N*),且a1=1,a2=2,则该数列前2002项的和为A.0B.-3C.3D.1【答案】C【解析】由题意,我们发现:a1=1,a2=2,a3=-a1=-1,a4=-a2=-2,a5=-a3=1,a6=-a4=2,…,a2001=-a1999=1,a2002=-a2000=2,a1+a2+a3+a4=0.∴a1+a2+a3+…+a2002=a2001+a2002=a1+a2=1+2=3.四、课堂运用【基础】1.若关于x 的方程x 2-x +a =0和x 2-x +b =0(a ≠b )的四个根可组成首项为41的等差数列,则a +b 的值是 A.83B.2411C.2413D.7231【答案】D【解析】依题意设四根分别为a 1、a 2、a 3、a 4,公差为d ,其中a 1=41,即a 1+a 2+a 3+a 4=1+1=2.又a 1+a 4=a 2+a 3,所以a 1+a 4=a 2+a 3=1.由此求得a 4=43,d =61,于是a 2=125,a 3=127.故a +b =a 1a 4+a 2a 3=41×43+125×127=14462=7231.2.在等差数列{a n}中,当a r=a s(r≠s)时,数列{a n}必定是常数列,然而在等比数列{a n}中,对某些正整数r、s(r≠s),当a r=a s时,非常数列{a n}的一个例子是___________________.【答案】a,-a,a,-a…(a≠0)【解析】只需选取首项不为0,公比为-1的等比数列即可.【巩固】1.等差数列{a n}中,a1=2,公差不为零,且a1,a3,a11恰好是某等比数列的前三项,那么该等比数列公比的值等于___________________.【答案】4【解析】设a1,a3,a11成等比,公比为q,a3=a1·q=2q,a11=a1·q2=2q2.又{a n}是等差数列,∴a11=a1+5(a3-a1),∴q=4.2、已知{a n}是等比数列,a1=2,a3=18;{b n}是等差数列,b1=2,b1+b2+b3+b4=a1+a2+a3>20.(1)求数列{b n}的通项公式;(2)求数列{b n}的前n项和S n的公式;(3)设P n=b1+b4+b7+…+b3n-2,Q n=b10+b12+b14+…+b2n+8,其中n=1,2,…,试比较P n与Q n的大小,并证明你的结论.【答案】见解析【解析】(1)设{a n }的公比为q ,由a 3=a 1q 2得q 2=13a a =9,q =±3. 当q =-3时,a 1+a 2+a 3=2-6+18=14<20, 这与a 1+a 2+a 3>20矛盾,故舍去.当q =3时,a 1+a 2+a 3=2+6+18=26>20,故符合题意. 设数列{b n }的公差为d ,由b 1+b 2+b 3+b 4=26得4b 1+234⨯d =26. 又b 1=2,解得d =3,所以b n =3n -1. (2)S n =2)(1n b b n +=23n 2+21n .(3)b 1,b 4,b 7,…,b 3n -2组成以3d 为公差的等差数列, 所以P n =nb 1+2)1(-n n ·3d =29n 2-25n ; b 10,b 12,b 14,…,b 2n +8组成以2d 为公差的等差数列,b 10=29,所以Q n =nb 10+2)1(-n n ·2d =3n 2+26n . P n -Q n =(29n 2-25n )-(3n 2+26n )=23n (n -19).所以,对于正整数n ,当n ≥20时,P n >Q n ; 当n =19时,P n =Q n ; 当n ≤18时,P n <Q n .【拔高】1、已知等差数列{a n }的首项a 1=1,公差d >0,且第二项、第五项、第十四项分别是等比数列{b n }的第二项、第三项、第四项.(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;(2)设数列{cn}对任意正整数n 均有11b c +22mb c +323b mc +…+nn nb mc 1 =(n+1)an+1成立,其中m 为不等于零的常数,求数列{cn}的前n 项和Sn.【答案】(1)a n =2n -1(n =1,2,3,…),b n =3n -1(n =1,2,3,…).(2)S n =⎪⎩⎪⎨⎧--+-+-+++222)31(])3()3[(431)3)(14(96132m m m m m n m n n n n .31,31≠=m m【解析】(1)由题意得(a 1+d )(a 1+13d )=(a 1+4d )2,整理得2a 1d =d 2.∵a 1=1,解得d =2(d =0不合题意舍去), ∴a n =2n -1(n =1,2,3,…).由b 2=a 2=3,b 3=a 5=9,易求得b n =3n -1(n =1,2,3,…). (2)当n =1时,c 1=6; 当n ≥2时,nn n b mc 1-=(n +1)a n +1-na n =4n +1,∴c n =(4n +1)m n -1b n =(4n +1)(3m )n -1.∴c n =⎩⎨⎧+-1)3)(14(6n m n .,4,3,2,1⋅⋅⋅==n n 当3m =1,即m =31时, S n =6+9+13+…+(4n +1)=6+2)149)(1(++-n n=6+(n -1)(2n +5)=2n 2+3n +1. 当3m ≠1,即m ≠31时, S n =c 1+c 2+…+c n ,即S n =6+9·(3m )+13·(3m )2+…+(4n -3)(3m )n -2+(4n +1)(3m )n -1.①3mS n =6·3m +9·(3m )2+13·(3m )3+…+(4n -3)(3m )n -1+(4n +1)(3m )n .② ①-②得(1-3m )S n =6+3·3m +4·(3m )2+4·(3m )3+…+4·(3m )n -1-(4n +1)(3m )n =6+9m +4[(3m )2+(3m )3+…+(3m )n -1]-(4n +1)(3m )n=6+9m +m m m n 31])3()3[(42---(4n +1)(3m )n .∴S n =m m n m n 31)3)(14(96-+-++22)31(])3()3[(4m m m n --.∴S n =⎪⎩⎪⎨⎧--+-+-+++222)31(])3()3[(431)3)(14(96132m m m m m n m n n n n .31,31≠=m mcb d a cba c bc a c b a cad a a cd cd d c c d cdd c cd d c >∴>>>>∴>>>>>∴>>>∴>-=-∴>>->∴>>,0d 21)2(,0,01,0)1(,0,0,011,011,01,0,0,0)得)(由(又又课程小结等差数列和等比数列的综合问题,涉及的知识面很宽,题目的变化也很多,但是万变不离其宗,只要抓住基本量a1,d(q),充分运用方程、函数、转化等数学思想方法,合理调用相关知识,这样,任何问题都不能把我们难倒.课后作业【基础】1.在等比数列{a n }中,a 5+a 6=a (a ≠0),a 15+a 16=b ,则a 25+a 26的值是A.abB.22abC.ab 2 D.2ab【答案】C【解析】 由等比数列的性质得三个和成等比数列,由等比中项公式可得选项为C. 【巩固】2.若数列x ,a 1,a 2,y 成等差数列,x ,b 1,b 2,y 成等比数列,则21221)(b b a a ⋅+的取值范围是___________________.【答案】[4,+∞)或(-∞,0]【解析】在等差数列中,a 1+a 2=x +y ;在等比数列中,xy =b 1·b 2.∴21221)(b b a a ⋅+=y x y x ⋅+2)(=y x y xy x ⋅++222=y x +x y +2.当x ·y >0时,y x +x y≥2,故21221)(b b a a ⋅+≥4;当x ·y <0时,y x +x y≤-2,故21221)(b b a a ⋅+≤0.答案:[4,+∞)或(-∞,0]【拔高】3.已知数列{a n }中,a 1=65且对任意非零自然数n 都有a n +1=31a n +(21)n +1.数列{b n }对任意非零自然数n 都有b n =a n +1-21a n .(1)求证:数列{b n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.【答案】见解析【解析】(1)证明:b n =a n +1-21a n =[31a n +(21)n +1]-21a n =(21)n +1-61a n ,b n +1=(21)n +2-61a n +1=(21)n +2-61[31a n +(21)n +1]=21·(21)n +1-181a n -61·(21)n +1=31·(21)n +1-181a n =31·[(21)n +1-61a n ], ∴n n b b 1+=31(n =1,2,3,…). ∴{b n }是公比为31的等比数列. (2)解:∵b 1=(21)2-61a 1=41-61·65=91,∴b n =91·(31)n -1=(31)n +1.由b n =(21)n +1-61a n ,得(31)n +1=(21)n +1-61a n ,解得a n =6[(21)n +1-(31)n +1].5.设{a n }为等比数列,a 1=b 1=1,a 2+a 4=b 3,b 2b 4=a 3,分别求出{a n }及{b n }的前10项的和S 10及T 10.解:设公差为d ,公比为q ,由题意知⎪⎩⎪⎨⎧=+=+,21,4242q d q d∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=22,83q d 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=.22,83q d ∴S 10=10+2910⨯(-83)=-855. 当q =22时,T 10=32)22(31+;当q =-22时,T 10=32)22(31-.=a +b ab -2ab2a +b=ab a -b 2a +b>0,∴C >D ,∴A >B >C >D .。
等差数列和等比数列的综合应用
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1等差数列和等比数列的综合应用1.等差数列的常用性质:⑴ m ,n ,p ,r ∈N *,若m +n =p +r ,则有 .⑵ {a n }是等差数列, 则{a kn } (k ∈N *,k 为常数)是 数列. ⑶ S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 构成 数列.2.在等差数列中,求S n 的最大(小)值,关键是找出某一项,使这一项及它前面的项皆取正(负)值或0,而它后面的各项皆取负(正)值.⑴ a 1> 0,d <0时,解不等式组 ⎩⎨⎧<≥+001n n a a 可解得S n 达到最 值时n 的值. ⑵ a 1<0,d>0时,解不等式组⎪⎩⎪⎨⎧可解得S n 达到最小值时n 的值.3.等比数列的常用性质:⑴ m ,n ,p ,r ∈N *,若m +n =p +r ,则有 . ⑵ {a n }是等比数列,则{a 2n }、{na 1}是 数列. ⑶ 若S n ≠0,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 构成 数列. 4.求数列的前n 项和,一般有下列几种方法: (1).等差数列的前n 项和公式: S n = = .(2).等比数列的前n 项和公式: ① 当q =1时,S n = . ② 当q≠1时,S n = .(3).倒序相加法:将一个数列倒过来排列与原数列相加.主要用于倒序相加后对应项之和有公因子可提的数列求和.(4).错位相减法:适用于一个等差数列和一个等比数列对应项相乘构成的数列求和.例1. 数列{a n }的前n 项和S n ,且a 1=1,a n +1=31S n ,n =1,2,3…… 求:⑴ a 2、a 3、a 4的值及{a n }的通项公式;⑵ a 2+a 4+a 6+…+a 2n 的值.2解析:(1)由a 1=1,a n +1=31S n ,n =1,2,3,…得a 2=31S 1=31a 1=31,a 3=31S 2=31(a 1+a 2)=94,a 4=31S 3=31(a 1+a 2+a 3)=2716 由a n +1-a n =31(S n -S n -1)=31a n (n≥2),得a n +1=34a n (n≥2),又a 2=31,∴a n =31·(34)n -2(n≥2)∴ {a n }通项公式为a n =⎪⎩⎪⎨⎧≥⋅=-2)34(31112n n n(2) 由(1)可知a 2、a 4、…a 2n 是首项为31,公比为(34)2,项数为n 的等比数列.∴ a 2+a 4+a 6+…+a 2n =31×22)34(1)34(1--n =73[(34)2n -1] 变式训练1.设数列{}n a 的前n 项的和14122333n n n S a +=-⨯+,......3,2,1=n 求首项1a 与通项n a 。
等差等比数列综合练习题
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等差、等比数列综合习题一、填空题1、在a 与b 之间插入三个数,使它们成等差,则此三数为2、在160与10之间插入三个数,使它们成等比,则此三数成3、已知数列}1{nb 为等差数列,且4,262==b b ,则4b = 4、若n n S n 352+=则=n a5、若b b S n n (3+=为常数)则=n a6、在等比数列中,6,251==a a ,则=3a7、在等比差数列中,n b S a S n m (,==>m )则n m S +=8、若一个数列既是等差数列,又是等比数列则该数列为9、已知1a ,32,a a 成等差,c 是正常数,则321,,aa a C C C 是 数列。
10、已知1a ,32,a a …成等比,且各项均为正数,1>a ,且1≠a ,则321log ,log ,log a a a a a a …是 数列。
11、1+4+7+…+(3n+1)=12、某商品零售价2001年比2000年上涨25%欲控制2002年比2000年上涨10%,则2002年比2001年降价 。
二、简答题1、求和:)()2()1(2n a a a S n -+⋯+-+-=2、一个递减的等比数列,其前三项之和为62,前三项的常用对数和为3,则数列第5项的值为多少?3、设等比数列的前n 项和为n S ,积为n P ,倒数的和为n T ,求证:n nn n T S P )(2=4、有四个数,前三个数成等差,后三个数成等比,首末两项之和为11,中间两项之和为10,求这四个数。
5、已知某市1991年底人口为100万,人均住房面积为5m 2,如果该市人口平均增长率为2%,每年平均新建住房面积为10万m 2,试求到2001年底该市人均住房面积为多少平方米?6、设}{n a 成A ·P ,n a n b )21(=,已知81,821321321==++b b b b b b ,求n a 。
高三数学等差等比数列综合运用
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1 n ( a 2 a 2 n ) 1 n (1 4 n 3) 2n 1 , n n 2 2
bn 1 bn
2( n 1) 1 (2 n 1)
2 . b n 是等差数列.
作业: 《全案》 P
速度训练: 1.已知等差数列{an},{bn}前 n 项和分别是 Sn、Tn, a1 1 Sn 2n 若 ,则 等于( C ) b1 1 Tn 3n 1 (A)
a n 是等差数列,记其前 n 项
和 为 S n , 若 a1 8 , 且 a 8 2 0 , 则
S
15
300 _________.
三、数列与其他数学分支的综合问题
数列的综合问题,是数列的概 念、性质在其他知识领域的穿插与 渗透。数列与函数、方程、三角、 不等式等知识相互联系,优化组合, 无形中加大了综合力度。
an
联系
差数列; ⑵
a n 为等差数列 b 为等比数列.
注:等差、等比数列的证明须用定义证明 .
二、等比数列与等差数列的综合计算问题 数列计算是本章的中心内容,利用等差数 列和等比数列的通项公式、前项和公式及其性 质熟练地进行计算,是高考命题重点考查的内 容.
例如:已知
a n S n S n 1 ( n 2 n )
2 2 ( n 1)
2( n 1) 2 n 3 ,
∴ a n 2 n 3 ,即 a n 是首项为 1 ,公差为 2
1 的等差数列.∴ b n ( a 2 a 4 a 2 n ) n
11 17
73
训练 3 、 预测 1
等比数列和等差数列的综合运用
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04
等比数列和等差数列的 应用题
生活中的等差数列问题
银行贷款和存款:等差数列可以用来计算银行贷款和存款的利息和本金。 工资计算:很多公司采用等差数列的方式来计算员工的工资等级和晋升。 地铁和公交车站:等差数列可以用来规划地铁和公交车站的站点间隔和路线。 音乐和艺术:等差数列在音乐和艺术中也有广泛应用,例如音阶和节奏的排列。
的首项 a_1 / r^(n-1)。
添加标题
等差数列和等比数列的混合运算
定义:等差数列 和等比数列的混 合运算是指在一 个数学表达式中 同时出现等差数 列和等比数列的 项。
运算规则:等差 数列和等比数列 的混合运算需要 遵循数学的运算 顺序,先进行乘 除运算,再进行 加减运算。
实例:例如,对 于等差数列 {2, 4, 6, 8} 和等比 数列 {1, 2, 4, 8},混合运算的 结果可以是这些 数列的各项相加 或相乘。
等差数列和等比数列的应用:等差数列和等比数列的应用包括在数学、物理、工程等领域的应 用。
感谢您的观看
汇报人:XX
实例:可以通过举例来说明等差数列和等比数列的混合运用,例如斐波那契数列就是一个典 型的例子。
03
等比数列和等差数列的 求和
等差数列的求和公式
定义:等差数列是一种常见的数列,其相邻两项的差相等
求和公式:S_n=n/2*(a_1+a_n) 其中,S_n为前n项和,a_1为首项, a_n为第n项
推导过程:通过等差数列的性质,我们可以将每一项表示为首项和公差 的函数,再利用求和公式进行推导
生活中的等比数列问题
添加项标题
银行贷款和储蓄:等比数列可以用来计算复利和本金增长,例 如银行的定期存款和贷款的利息计算。
添加项标题
高考数学《等差等比数列综合问题》基础知识与练习题(含答案)
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高考数学《等差等比数列综合问题》基础知识与练习题(含答案)一、基础知识:1、等差数列性质与等比数列性质:(1)若{}n a 为等差数列,0,1c c >≠,则{}na c成等比数列证明:设{}n a 的公差为d ,则11n n n na a a da c c c c ++−==为一个常数所以{}na c成等比数列(2)若{}n a 为正项等比数列,0,1c c >≠,则{}log c n a 成等差数列 证明:设{}n a 的公比为q ,则11log log log log n c n c n c c na a a q a ++−==为常数 所以{}log c n a 成等差数列 二、典型例题:例1:已知等比数列{}n a 中,若1324,,2a a a 成等差数列,则公比q =( ) A. 1 B. 1−或2 C. 2 D. 1−思路:由“1324,,2a a a 成等差数列”可得:3123122422a a a a a a =+⇒=+,再由等比数列定义可得:23121,a a q a a q ==,所以等式变为:22q q =+解得2q =或1q =−,经检验均符合条件 答案:B例2:已知{}n a 是等差数列,且公差d 不为零,其前n 项和是n S ,若348,,a a a 成等比数列,则( )A. 140,0a d dS >>B. 140,0a d dS <<C. 140,0a d dS ><D. 140,0a d dS <>思路:从“348,,a a a 成等比数列”入手可得:()()()22438111327a a a a d a d a d =⇒+=++,整理后可得:2135a d d=−,所以135d a =−,则211305a d a =−<,且()2141646025a dS d a d =+=−<,所以B 符合要求答案:B小炼有话说:在等差数列(或等比数列)中,如果只有关于项的一个条件,则可以考虑将涉及的项均用1,a d (或1,a q )进行表示,从而得到1,a d (或1,a q )的关系例3:已知等比数列{}n a 中的各项均为正数,且510119122a a a a e +=,则1220ln ln ln a a a +++=_______________思路:由等比数列性质可得:1011912a a a a =,从而51011912a a a a e ==,因为{}n a 为等比数列,所以{}ln n a 为等差数列,求和可用等差数列求和公式:101112201011ln ln ln ln ln 2010ln 502a a a a a a a ++++=⋅==答案:50例4:三个数成等比数列,其乘积为512,如果第一个数与第三个数各减2,则成等差数列,则这三个数为___________ 思路:可设这三个数为,,a a aq q ,则有3=512512aa aq a q⋅⋅⇒=,解得8a =,而第一个数与第三个数各减2,新的等差数列为82,8,82q q −−,所以有:()816282q q ⎛⎫=−+− ⎪⎝⎭,即22252520q q q q+=⇒−+=,解得2q =或者12q =,2q =时,这三个数为4,8,16,当12q =时,这三个数为16,8,4 答案: 4,8,16小炼有话说:三个数成等比(或等差)数列时,可以中间的数为核心。
等差数列与等比数列的求和与通项综合题
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等差数列与等比数列的求和与通项综合题等差数列和等比数列是数学中常见的两种数列形式。
在求和与通项问题中,使用不同的公式和方法可以有效地解决相关计算。
本文将分别就等差数列和等比数列的求和与通项问题展开综合讨论,以帮助读者更好地理解和应用这两种数列。
一、等差数列的求和与通项等差数列是指数列中相邻两项之间差值保持恒定的一种数列。
通常用字母a表示首项,d表示公差。
例如,等差数列的前五项可以表示为:a,a+d,a+2d,a+3d,a+4d。
现假设有一个等差数列的首项为a,公差为d,共有n项。
1. 求和公式:等差数列前n项和Sn可以使用以下公式进行计算:Sn = (n/2) * (2a + (n-1)d)2. 通项公式:等差数列的通项公式可以表示为:An = a + (n-1)d二、等比数列的求和与通项等比数列是指数列中相邻两项之间的比例保持恒定的一种数列。
通常用字母a表示首项,r表示公比。
例如,等比数列的前五项可以表示为:a,ar,ar^2,ar^3,ar^4。
现假设有一个等比数列的首项为a,公比为r,共有n项。
1. 求和公式:等比数列前n项和Sn可以使用以下公式进行计算:Sn = (a * (1 - r^n)) / (1 - r)需要注意的是,当公比r小于1时,求和公式仍然成立;当公比r 大于等于1时,等比数列不存在总和。
2. 通项公式:等比数列的通项公式可以表示为:An = a * r^(n-1)综合示例:假设有一个等差数列,首项为3,公差为2,共有10项。
我们可以使用求和公式计算出该等差数列的前10项和:Sn = (10/2) * (2*3 + (10-1)*2)= (5) * (6 + 9*2)= (5) * (6 + 18)= (5) * (24)= 120同样地,假设有一个等比数列,首项为2,公比为3,共有5项。
我们可以使用求和公式计算出该等比数列的前5项和:Sn = (2 * (1 - 3^5)) / (1 - 3)= (2 * (1 - 243)) / (-2)= (2 * (-242)) / (-2)= -242通过以上的计算,我们可以得到等差数列与等比数列的求和结果。
等差数列和等比数列的综合应用
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城东蜊市阳光实验学校第12课时等差数列和等比数列的综合应用〔二〕教学目的:⑴会运用公式⎩⎨⎧≥-==-)2(111n s s a s a n n n ⑵由an=Kan-1+b ⇒an=难点:递推公式一、问题情境过程:1、复习,等差〔等比〕数列的有关知识。
2、{}n a 的前n 项和是Sn ,假设Sn=3n2-6n+c ,那么an=,当c=时,{}n a 是等差数列。
3、{}n a 的前n 项和是Sn=4n+c ,那么an=,当c=时,{}n a 是等比数列。
4、数列{}n a 满足a1=2,an+1=an+2n(n *N ∈),那么{}n a 的通项公式an= 二、教学运用例1:在等比数列{}n a 中,a1+an=66,a2an-1=128,Sn=126,求n 及q 。
例2:在数列{}n a 中,a1=1,an=2an-1+1(n≥2),求该数列的通项公式。
例3:设{}n a 是正数组成的数列,其前n 项为Sn ,且对于所有正整数n ,an 与2的等差中项等于Sn 与2的等比中项。
⑴求{}n a 的通项公式;⑵求13221111++++n n a a a a a a 的值。
稳固练习〔12〕1、假设数列{}n a 的前n 项和公式为)1(log 3+=n S n,那么a5=() A 、65log B 、563log C 、63log D 、53log2、一个等比数列的首项为1,公比为3,这个数列的前n 项的积为3、等差数列{}n a 中,S4=1,S8=4,求=+++20191817a a a a 〔〕A 、7B 、8C 、9D 、104、数列{}n a 的通项公式是2)1(+-+=n n a nn ,那么此数列中的数是〔〕 A 、1312B 、1713C 、20022001D 、20032002 5、设2a=3,2b=6,2c=12,那么数列a 、b 、c 是数列。
6、设有数列{}n a ,a1,a2-a1,a3-a2,……an -an-1是首项为1,公比为31的等比数列:⑴求通项an ;⑵求数列{}n a 的前n 项和。
【高考数学热点小专题】 等差、等比数列的综合问题
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4.2数列大题4.2.1等差、等比数列的综合问题必备知识精要梳理1.判断给定的数列{a n}是等差数列的方法(1)定义法:a n+1-a n=d是常数(n∈N*).(2)通项公式法:a n=kn+b(k,b是常数).(3)前n项和法:数列{a n}的前n项和为S n=An2+Bn(A,B是常数且A2+B2≠0).(4)等差中项法:a n+a n+2=2a n+1(n∈N*).2.若数列{a n},{b n}为等差数列且项数相同,则{ka n},{a n±b n},{pa n+qb n}都是等差数列.3.判断给定的数列{a n}是等比数列的方法(1)定义法:a n+1a n=q(常数q≠0).(2)通项公式法:a n=kq n(k,q为常数,且kq≠0).(3)中项法:a n·a n+2=a n+12(n∈N*).(4)前n项和法:数列{a n}的前n项和为S n=A-Aq n(常数A≠0,公比q≠1).4.若数列{a n},{b n}为等比数列且项数相同,则{ka n}(k≠0),{a n2},{a nb n}都是等比数列.关键能力学案突破热点一等差(比)数列的判断与证明【例1】(2020山东淄博4月模拟,18)已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=4a n+3n-1,b n=a n+n.(1)证明:数列{b n}为等比数列;(2)求数列{a n}的前n项和.解题心得1.判断数列是等差(比)数列的方法通常有四种,证明数列是等差(比)数列的方法常用定义法.2.对已知数列a n与S n的关系,证明{a n}为等差或等比数列的问题,解题思路是:由a n与S n 的关系递推出n+1时的关系式,两个关系式相减后,进行化简、整理,最终化归为用定义法证明.【对点训练1】(2019全国Ⅱ,理19)已知数列{a n}和{b n}满足a1=1,b1=0,4a n+1=3a n-b n+4,4b n+1=3b n-a n-4.(1)证明:{a n+b n}是等比数列,{a n-b n}是等差数列;(2)求{a n}和{b n}的通项公式.热点二等差数列的通项及求和【例2】(2019全国Ⅰ,文18)记S n为等差数列{a n}的前n项和.已知S9=-a5.(1)若a3=4,求{a n}的通项公式;(2)若a1>0,求使得S n≥a n的n的取值范围.解题心得a1,n,d是等差数列的三个基本量,a n和S n都可以用这三个基本量来表示,五个量a1,n,d,a n,S n中可“知三求二”,一般是通过通项公式和前n项和公式联立方程(组)求解,这种方法是解决数列问题的基本方法.【对点训练2】(2020海南天一大联考第三次模拟,17)对于由正整数构成的数列{A n},若对任意m,n∈N*且m≠n,A m+A n也是{A n}中的项,则称{A n}为“Q数列”.设数列{a n}满足a1=6,8≤a2≤12.(1)请给出一个{a n}的通项公式,使得{a n}既是等差数列也是“Q数列”,并说明理由;(2)根据你给出的通项公式,设{a n}的前n项和为S n,求满足S n>100的正整数n的最小值.热点三等比数列的通项及求和【例3】(2020山东,18)已知公比大于1的等比数列{a n}满足a2+a4=20,a3=8.(1)求{a n}的通项公式;(2)记b m为{a n}在区间(0,m](m∈N*)中的项的个数,求数列{b m}的前100项和S100.解题心得1.已知等比数列前几项或者前几项的关系,求其通项及前n项和时,只需利用等比数列的通项公式及求和公式得到几个方程求解即可.2.若已知条件没有明确数列{a n}是等比数列,而是已知a n=f(S n)的关系式,在转化此条件时,通常有两种思路,一是将a n用S n-S n-1代替,二是由a n=f(S n)推出a n-1=f(S n-1),两式作差,消去S n.【对点训练3】(2020四川绵阳三模,理17)若数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,a n+1=23S n.(1)求S n;(2)设b n=1S n ,求证:b1+b2+b3+…+b n<52.热点四等差、等比数列的综合问题【例4】(2020安徽合肥4月质检二,理17)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,a2=1,S7=14,数列{b n}满足b1·b2·b3·…·b n=2n2+n 2.(1)求数列{a n}和{b n}的通项公式;(2)若数列{c n}满足c n=b n cos(a nπ),求数列{c n}的前2n项和T2n.解题心得对于等差、等比数列的综合问题,解决的思路主要是方程的思想,即运用等差、等比数列的通项公式和前n项和公式将已知条件转化成方程或方程组,求出首项、公差、公比等基本量,再由基本量求出题目要求的量.【对点训练4】(2020全国Ⅲ,文17)设等比数列{a n}满足a1+a2=4,a3-a1=8.(1)求{a n}的通项公式;(2)记S n为数列{log3a n}的前n项和.若S m+S m+1=S m+3,求m.热点五等差、等比数列的存在问题【例5】(2020山东新高考模拟,17)在①b1+b3=a2,②a4=b4,③S5=-25这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的k存在,求k的值;若k不存在,说明理由.设等差数列{a n}的前n项和为S n,{b n}是等比数列,,b1=a5,b2=3,b5=-81,是否存在k,使得S k>S k+1且S k+1<S k+2?解题心得从三个给出的选择性条件中,选择自己好理解的条件是解题的关键,将已知的条件通过逻辑推理进行转换是解题的突破口,较强的运算能力是拿到满分的重要保证.【对点训练5】(2020山东枣庄二模,17)在①S4是a2与a21的等差中项;②a7是S33与a22的等比中项;③数列{a2n}的前5项和为65这三个条件中任选一个,补充在横线中,并解答下面的问题.已知{a n}是公差为2的等差数列,其前n项和为S n,.(1)求a n;(2)设b n=(34)n·a n,是否存在k∈N*,使得b k>278?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.核心素养微专题(四) 求解等差、等比数列的应用题【例1】(2020安徽合肥一中模拟,文12)如图所示,一条螺旋线是用以下方法画成的:△ABC 是边长为2的正三角形,曲线CA 1,A 1A 2,A 2A 3是分别以A ,B ,C 为圆心,AC ,BA 1,CA 2为半径画的圆弧,曲线CA 1A 2A 3称为螺旋线的第一圈,然后又以A 为圆心,AA 3为半径画圆弧,……,这样画到第n 圈,则所得螺旋线的长度l n 为( ) A.(3n 2+n )π B.2(3n 2+n )πC.(3n 2+n )π2D.(3n 2-n+1)π2核心素养分析本例考查考生多个核心素养,首先需要考生在读懂题意的基础上,从题目所给的几何图形中通过“数学抽象”得到一组数据;再通过“数学建模”将问题转化为等差数列模型;然后对等差数列模型的各项数值通过“数据分析”得到等差数列的项数和公差;最后通过“数学运算”得出答案.【跟踪训练1】(2019四川绵阳模拟,理16)如图,互不相同的点A 1,A 2,…,A n ,…和B 1,B 2,…,B n ,…分别在角O 的两条边上,所有A n B n 相互平行,且所有梯形A n B n B n+1A n+1的面积均相等.设OA n =a n ,若a 1=1,a 2=2,则数列{a n }的通项公式是 .【例2】已知正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为6,E ,F ,G 分别为A 1B 1,BB 1,B 1C 1的中点,E 1,F 1,G 1分别为EB 1,FB 1,B 1G 的中点,E 2,F 2,G 2分别为E 1B 1,F 1B 1,B 1G 1的点,……,依此类推,令三棱锥B-A 1B 1C 1的体积为V 1,三棱锥F-EB 1G 的体积为V 2,三棱锥的体积为F 1-E 1B 1G 1的体积为V 3,……,则V 1+V 2+V 3+…+V n =( ) A.288-18×(14)n -23B.288-18×(14)n -13C.288-36×(18)n -17D.576-9×(18)n -27核心素养分析本例考查三个核心素养,考生在读懂题意的基础上,需要从题目所给的正方体中通过“数学抽象”得到三棱锥的一组体积数据;再通过“数学建模”将问题转化为等比数列模型;然后对等比数列通过“数学运算”得出答案.【跟踪训练2】在数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n 满足3x (S n+1-1)=(2x+3)S n x ≠0,x ≠-32,n ∈N *.令f (x )=a n+1a n,则f (x )= .4.2 数列大题4.2.1 等差、等比数列的综合问题关键能力·学案突破【例1】 (1)证明 ∵b n =a n +n ,∴b n+1=a n+1+n+1.又a n+1=4a n +3n-1,∴bn+1b n=a n+1+n+1a n +n=(4a n +3n -1)+n+1a n +n=4(a n +n )a n+n =4.又b 1=a 1+1=1+1=2,∴数列{b n }是首项为2,公比为4的等比数列. (2)解 由(1)知,b n =2×4n-1,∴a n =b n -n=2×4n-1-n ,∴S n =a 1+a 2+…+a n =2(1+4+42+…+4n-1)-(1+2+3+…+n )=2(1-4n )−n (n+1)=23(4n -1)-12n 2-12n. 对点训练1 (1)证明 由题设得4(a n+1+b n+1)=2(a n +b n ),即a n+1+b n+1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列. 由题设得4(a n+1-b n+1)=4(a n -b n )+8,即a n+1-b n+1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n-1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n-12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n+12. 【例2】 解 (1)设{a n }的公差为d.由S9=-a5,得a1+4d=0.由a3=4,得a1+2d=4.可得a1=8,d=-2.因此{a n}的通项公式为a n=10-2n.(2)由(1)得a1=-4d,故a n=(n-5)d,S n=n(n-9)d.由a1>0知d<0,故S n≥a n等价于n2-11n+10≤0,解得1≤n≤10.所以n的取值范围是{n|1≤n≤10,n∈N}.对点训练2解(1)给出的通项公式为a n=2n+4,a1=6,a2=8符合题意.因为对任意n∈N*,a n+1-a n=2(n+1)+4-2n-4=2,所以{a n}是公差为2的等差数列.对任意m,n∈N*且m≠n,a m+a n=2m+4+2n+4=2(m+n+2)+4=a m+n+2,所以{a n}是“Q数列”.(2)因为{a n}是等差数列,所以S n=n(6+2n+4)2=n2+5n(n∈N*).因为S n单调递增,且S7=72+5×7=84<100,S8=82+5×8=104>100,所以n的最小值为8.注:以下答案也正确,解答步骤参考上面内容:①a n=3n+3,S n=32n2+92n,n的最小值为7;②a n=6n,S n=3n2+3n,n的最小值为6.【例3】解(1)设{a n}的公比为q.由题设得a1q+a1q3=20,a1q2=8.解得q=12(舍去),q=2.因为a1q2=8,所以a1=2.所以{a n}的通项公式为a n=2n.(2)由题设及(1)知b1=0,且当2n≤m<2n+1时,b m=n.所以S100=b1+(b2+b3)+(b4+b5+b6+b7)+…+(b32+b33+…+b63)+(b64+b65+…+b100)=0+1×2+2×22+3×23+4×24+5×25+6×(100-63)=480.对点训练3(1)解a n+1=2S n,可得a n+1=S n+1-S n=2S n,即S n+1=5S n,由a 1=1,可得S 1=1,可得数列{S n }是首项为1,公比为53的等比数列,则S n =(53)n -1;(2)证明 因为b n =1n=(3)n -1,所以{b n }是首项为1,公比为35的等比数列,则b 1+b 2+b 3+…+b n =1-(35)n 1-35=521-(35)n <52.【例4】 解 (1)设{a n }的公差为d ,由a 2=1,S 7=14得{a 1+d =1,7a 1+21d =14.解得a 1=12,d=12,所以a n =n2.∵b 1·b 2·b 3·…·b n =2n 2+n2=2n (n+1)2,∴b 1·b 2·b 3·…·b n-1=2n (n -1)2(n ≥2),两式相除得b n =2n (n ≥2).当n=1时,b 1=2,适合上式,∴b n =2n . (2)∵c n =b n cos(a n π)=2n cos (nπ),∴T 2n =2cos π2+22cos π+23cos 3π2+24cos 2π+…+22n-1cos(2n -1)π2+22n cos n π=22cos π+24cos 2π+26cos 3π+ (22)cos n π=-22+24-26+…+(-1)n·22n=-4[1-(-4)n ]1+4=-4+(-4)n+15.对点训练4 解 (1)设{a n }的公比为q ,则a n =a 1q n-1.由已知得{a 1+a 1q =4,a 1q 2-a 1=8,解得a 1=1,q=3.所以{a n }的通项公式为a n =3n-1. (2)由(1)知log 3a n =n-1,故S n =n (n -1)2.由S m +S m+1=S m+3得m (m-1)+(m+1)m=(m+3)(m+2),即m 2-5m-6=0,解得m=-1(舍去),m=6.【例5】 解 因为在等比数列{b n }中,b 2=3,b 5=-81,所以公比q=-3,从而b n =b 2(-3)n-2=3×(-3)n-2,从而a 5=b 1=-1.若存在k ,使得S k >S k+1,即S k >S k +a k+1,从而a k+1<0; 同理,若使S k+1<S k+2,即S k+1<S k+1+a k+2,从而a k+2>0.若选①:由b 1+b 3=a 2,得a 2=-1-9=-10,又a 5=-1,则可得a 1=-13,d=3,所以a n =3n-16,当k=4时,能使a5<0,且a6>0成立;若选②:由a4=b4=27,且a5=-1,所以数列{a n}为递减数列,故不存在a k+1<0,且a k+2>0;若选③:由S5=-25=5(a1+a5)2=5a3,解得a3=-5,从而a n=2n-11,所以当k=4时,能使a5<0,a6>0成立.对点训练5解(1)若选①S4是a2与a21的等差中项,则2S4=a2+a21,即24a1+4×32×2=(a1+2)+(a1+20×2).解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.若选②a7是S33与a22的等比中项,则a72=S33·a22,即(a1+6×2)2=a1+3-12×2·(a1+21×2).解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.若选③数列{a2n}的前5项和为65,则a2+a4+a6+a8+a10=65,即5a1+25d=65,解得a1=3.所以a n=3+2(n-1)=2n+1.(2)不存在.理由如下,b n=(34)n·a n=(2n+1)·(34)n.b n+1-b n=(2n+3)·(3)n+1-(2n+1)·(3)n=3n4n+1[3(2n+3)-4(2n+1)]=3n4n+1(5-2n).所以b n+1>b n可转化为b n+1-b n>0,即5-2n>0,解得n<2.5,则n=1,2,即b3>b2>b1;b n+1<b n可转化为b n+1-b n<0,即5-2n<0,解得n>2.5,则n=3,4,5,…,即b3>b4>b5>….所以{b n}中的最大项为b3=(2×3+1)×(34)3=7×2764.显然b3=7×2764<8×2764=278.所以∀n∈N*,b n<278.所以不存在k∈N*,使得b k>278.核心素养微专题(四)【例1】B解析第一圈的三段圆弧为CA1,A1A2,A2A3,第二圈的三段圆弧为A3A4,A4A5,A5A6,…,第n圈的三段圆弧为A3(n-1)A3n-2,A3n-2A3n-1,A3n-1A3n.各段圆弧的长度分别为2×2π3,4×2π3,6×2π3,8×2π3,10×2π3,12×2π3,…,(6n-4)×2π3,(6n-2)×2π3,6n ×2π, 此数列是以4π3为首项,4π3为公差,项数为3n 的等差数列, 则l n =(2×2π3+6n×2π3)×3n 2=2(3n 2+n )π,故选B .跟踪训练1 a n =√3n -2 解析 设S △OA 1B 1=S ,∵a 1=1,a 2=2,OA n =a n , ∴OA 1=1,OA 2=2.又易知△OA 1B 1∽△OA 2B 2, ∴S △OA 1B1S △OA 2B2=(OA 1)2(OA 2)2=(12)2=14.∴S 梯形A 1B 1B 2A 2=3S △OA 1B 1=3S.∵所有梯形A n B n B n+1A n+1的面积均相等,且△OA 1B 1∽△OA n B n , ∴OA 1OA n=√S △OA 1B1S △OA n B n=√S S+3(n -1)S =√13n -2.∴a1a n=√3n -2,∴a n =√3n -2. 【例2】 C 解析 由题意得V 1=13×12×6×6×6=36.因为E ,F ,G 分别为A 1B 1,BB 1,B 1C 1的中点,所以三棱锥F-EB 1G 的体积为V 2=18V 1;E 1,F 1,G 1分别为EB 1,FB 1,B 1G 的中点,所以V 3=18V 2;E 2,F 2,G 2分别为E 1B 1,F 1B 1,B 1G 1的中点,所以V 4=18V 3;…,V k+1=18V k . 所以V 1,V 2,V 3,…,V n 成等比数列,且首项为36,公比为18, 所以S n =36×[1-(18)n]1-18=288-36×(18)n -17.故选C .跟踪训练22x+33x解析 由题知,当n=1时,3x (a 1+a 2-1)-(2x+3)a 1=0,因为a 1=1,所以a 2=2x+33x , 所以a2a 1=2x+33x . 当n ≥2时,有3x (S n+1-1)-(2x+3)S n =0, ① 3x (S n -1)-(2x+3)S n-1=0,②①-②得3xa n+1-(2x+3)a n=0,即a n+1a n =2x+33x,于是f(x)=2x+33x.。
高中数学 2-5-2等差、等比数列的综合应用课件 新人教A版必修5
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[解析] 设这四个数为:a-d、a、a+d、a+ad2.
∴a-d+a+a d2=16, a+a+d=12.
解之得:ad==44 或ad==-9 6 , ∴这四个数为 0,4,8,16 或 15,9,3,1.
[点评] 本题也可设四个数依次为 2a-aq,a,aq,aq2(a≠0) 或2qa-a,aq,a,aq(a≠0).或依据两个和设未知数,根据等差 等比关系列方程求解.
当 cosα=1 时,sinα=0,由于等比数列的项不能为零,故 cosα=1 应舍去,
当 cosα=-12,α∈[0,2π]时,α=23π或 α=43π, 所以 α=23π,β=43π,γ=83π或 α=43π,β=83π,γ=163π.
命题方向 综合应用
[例 4] n2(n≥4)个正数排成 n 行 n 列:其有公比相 等.将第 i 行第 j 列的数记作 aij.已知 a24=1,a42=18,a43=136, 求 ann.
Sn 等于( ) A.2n+1-1
B.2n-2
C.2n
D.2n+1-2
[答案] D
[解析] 由已知条件可得此等比数列的首项 a1=2,公比 q =42=2,故前 n 项和 Sn=2×1-1-22n=2n+1-2.
2.等差数列{an}中,a3=-5,a6=1,设 Sn 是数列{an}的 前 n 项和,则 S8=________.
A.(44,12) C.(13,45)
[答案] D
B.(45,13) D.(12,44)
[解析] 细心观察图形可以发现,质点到达点(n,n)(n∈ N)时,走过的路程为 2+4+6+…+2n=n(n+1)单位长度.而 2012=44×45+32,故可知此质点到达(44,44)点后,又继续移 动 32 个单位,而且是向左移动,∴到达点为(12,44).
等比等差数列求和公式是什么
![等比等差数列求和公式是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/c9c06a1e86c24028915f804d2b160b4e767f813b.png)
1、等比数列求和公式:Sn=a1(1-q^n)/(1-q)(q≠1)。
通项公式:an=a1×q^(n-1)2、等差数列求和公式:Sn=na1+n(n-1)d/2。
3、文字公式:末项=首项+(项数-1)×公差;项数=(末项-首项)÷公差+1;首项=末项-(项数-1)×公差;和=(首项+末项)×项数÷2;末项:最后一位数;首项:第一位数等差数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列,常用A、P表示。
这个常数叫做等差数列的公差。
前n项和公式为: Sn=a1*n+ [n* (n-1)*d]/2或Sn= [n* (al+an)]/2。
等差数列:an=a1+(n-1)d;知道首尾==> Sn = (a1+an)n/2;知道首项==> Sn = [2na1+n(n-1)d]/2;等比数列:an = a1*q^(n-1)Sn = a1(1-q^n)/1-q当-1<q<1时,Sn非零当n趋于无穷,Sn = a1/1-q等差数列求和公式有①等差数列公式an=a1+(n-1)d、②前n项和公式为:Sn=na1 +n(n-1③若公差d= 1时:Sn=(a1+an④若m+n=p+q则:存在am+an=a⑤若m+n=2p则:am+an=2ap,以上n均等差数列是常见数列的一种可以用AP表示,如果一个数列从第二项起,每-项与它的前一项的差等于同一个常数这个数列就叫做等差数列,而这个常数叫做等差数列的公差公差常用字母d表示。
①若m、n、p、q∈N,且m+n=p+q,则am×an=ap×aq;②在等比数列中,依次每k项之和仍成等比数列;③若m、n、q∈N,且m+n=2q,则am×an=(aq)^2;④ 若G是a、b的等比中项,则G^2=ab(G ≠ 0);⑤在等比数列中,首项a1与公比q都不为零;注意:上述公式中an表示等比数列的第n 项。
等差数列与等比数列的求和问题综合练习题
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等差数列与等比数列的求和问题综合练习题数列是数学中常见的一个概念,它包含了一系列按照某种规律排列的数字。
在数列中,等差数列和等比数列是两种常见的类型,它们之间存在着不同的求和方法。
本文将通过综合练习题的方式,详细探讨等差数列与等比数列的求和问题。
一、等差数列求和等差数列是指数列中相邻两项之间的差值保持恒定的数列。
首先,我们来看一个等差数列求和的例子。
例题1:已知等差数列的首项a1为3,公差d为4,求前10项的和S10。
解题思路:利用等差数列通项公式an = a1 + (n-1)d,其中an代表数列的第n 项。
首先计算出第10项的值a10 = a1 + (10-1)d = 3 + (10-1)4 = 3 + 9*4 = 3 + 36 = 39。
其次计算出前10项的和S10 = (a1 + a10) * n / 2 = (3 + 39) * 10 / 2= 42 * 10 / 2 = 210。
答案:前10项的和S10为210。
二、等比数列求和等比数列是指数列中相邻两项之间的比值保持恒定的数列。
下面我们来看一个等比数列求和的例子。
例题2:已知等比数列的首项a1为3,公比q为2,求前5项的和S5。
解题思路:利用等比数列通项公式an = a1 * q^(n-1),其中an代表数列的第n 项。
首先计算出第5项的值a5 = a1 * q^(5-1) = 3 * 2^(5-1) = 3 * 2^4 = 3 * 16 = 48。
其次计算出前5项的和S5 = a1 * (1 - q^n) / (1 - q) = 3 * (1 - 2^5) / (1 - 2) = 3 * (1 - 32) / (1 - 2) = 3 * (-31) / (-1) = 93。
答案:前5项的和S5为93。
三、综合练习题接下来,我将给出一些综合训练题,涵盖了等差数列与等比数列的求和问题。
请你根据题意,独立思考并计算出答案。
练习题1:已知等差数列的首项a1为2,公差d为3,求前20项的和S20。
等差数列等比数列综合经典例题
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以下是等差数列和等比数列的经典例题:
等差数列求和问题:已知一个等差数列的首项为a1,公差为d,第n项为an,求前n项和Sn。
解法:根据等差数列的通项公式an = a1 + (n-1)d,得到Sn = (a1+an)n/2 = n(a1+an)/2 = n(a1+a1+(n-1)d)/2。
将其化简可得Sn = n(a1+an)/2 = n(a1+a1+(n-1)d)/2 = (n/2)(a1+an) = (n/2)(a1+a1+(n-1)d),其中a1和an可以根据公式计算出来,从而求得Sn。
等比数列求和问题:已知一个等比数列的首项为a1,公比为q,第n项为an,求前n项和Sn。
解法:根据等比数列的通项公式an = a1q^(n-1),得到Sn = a1(1-q^n)/(1-q)。
将其化简可得Sn = a1*(1-q^n)/(1-q) = a1*(1-q)*(1+q+q^2+...+q^(n-1))/(1-q)。
由于1+q+q^2+...+q^(n-1)是一个等比数列的前n项和,因此可以用等比数列求和公式S=q^n-1/(q-1)求出,将其代入上式,就可以得到Sn的表达式。
这些例题是等差数列和等比数列求和问题中比较经典的例子,掌握了这些例题的解法,就能够比较顺利地解决一类问题。
在实际应用中,还会有更加复杂的情况,需要根据具体的条件设计相应的求和方法。
第63课等差等比数列的综合问题
![第63课等差等比数列的综合问题](https://img.taocdn.com/s3/m/8995aa0803d8ce2f00662323.png)
c1 b1
c2 b2
cn bn
两式相减得:当 n≥2 时, =an+1-an=2. c1 c2 c a2=1+d,a bn 【解析】(1)由已知有 n=an+1 得, 5=1+4d,a14=1+13d, (2)由 + +…+
cn
∴(1+4d)2=(1+d)(1+13d),解得 d=2bn=2·3n-1(n≥2). ∴cn =2.
n
求 an 。
解法二:∵ 数列 {an } 为等比数列, 1099 a1 a 2 a3 a 2 ∴ 1 10a1 a 9d 100 {a } 的公比为 q ,由题意可知 10 (2)解法一:设等比数列 a11 S 解法二:由题意 S10 a2 100 , 1a 10a a 5 解: 1) ( 解法一: 由题意得 a1 a 2 1 8100 ∴100 解得 a1 1003 又∵ ∴ a 3 100 99d 10 2 2 , 11 2 1 a 1 a1 a1S101100 a1 q2 27a12 a1 100d 904 aq a11 50 ∴ S100 设等比数列的公比为 q ,则 解得 a 或 (a1 a110 ) 110 (a11 q 100 )2 110 q 1 a a q a1 2 8 a11 Sa100q) 90 110 1 ( 1∴1 110 2 2 90 2 2 110 110 a q ∴ S110 110a1 即 109da 5 1 1 1n 2 3 n a n 221 或 an 解之得 q 2 或 q 2 ∴ 2 a1 q 2
要求:结合上题分析,选择恰当 方法,快速解题
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江苏省2014届一轮复习数学试题选编14:等差与等比数列综合填空题1 .数列{}n a 中,12a =,1n n a a cn +=+(c 是常数,123n =,,,),且123a a a ,,成公比不为1的等比数列,则{}n a 的通项公式是______.【答案】22n a n n =-+2 .已知数列{}n a 满足143a =,()*11226n n a n N a +-=∈+,则11ni ia =∑=______. 【答案】2324n n ⋅--3 .已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=18,S 3=26,则{a n }的公比q =________. 【答案】34 .设数列{a n }满足:()()*3118220()n n n n a a a a a n ++=---=∈N ,,则a 1的值大于20的概率为____.【答案】145 .已知数列}{na 满足122n n aqa q +=+-(q 为常数,||1q <),若3456,,,a a a a ∈}{18,6,2,6,30---,则1a = .【答案】2-或1266 .观察下列等式:31×2×12=1-122, 31×2×12+42×3×122=1-13×22, 31×2×12+42×3×122+53×4×123=1-14×23,,由以上等式推测到一个一般的结论:对于n ∈N *, 31×2×12+42×3×122++n +2n n +1×12n =______. 【答案】()nn 2111⋅+-7 .已知等比数列{}n a 的首项是1,公比为2,等差数列{}n b 的首项是1,公差为1,把{}n b 中的各项按照如下规则依次插入到{}n a 的每相邻两项之间,构成新数列}{n c :1122334,,,,,,,a b a b b a b 564,,b b a ,,即在n a 和1n a +两项之间依次插入{}n b 中n 个项,则2013c =____.【答案】1951 8 .若数列{}n a 是各项均为正数的等比数列,则当12n n n b a a a =⋅⋅⋅时,数列{}n b 也是等比数列;类比上述性质,若数列{}n c 是等差数列,则当n d =_______时,数列{}n d 也是等差数列.【答案】nc c c n+++ 219 .已知等差数列{}n a 满足:21-=a ,02=a .若将1a ,4a ,5a 都加上同一个数,所得的三个数依次成等比数列,则所加的这个数为___________. 【答案】7-10.过点(1 0)P -,作曲线C :e x y =的切线,切点为1T ,设1T 在x 轴上的投影是点1H ,过点1H 再作曲线C 的切线,切点为2T ,设2T 在x 轴上的投影是点2H ,,依次下去,得到第1n +()n ∈N 个切点1n T +.则点1n T +的坐标为______.【答案】()e n n ,11.已知数列{a n }满足3a n +1+a n =4(n ∈N*),且a 1=9,其前n 项之和为S n ,则满足不等式|S n -n -6|<1125的最小整数n 是______. 【答案】7解答题12.数列{}n a 是公比大于1的等比数列,62=a ,263=S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)在n a 与1+n a 之间插入n 个数,使这2+n 个数组成公差为n d 的等差数列.设第n 个等差数列的前n 项和是n A .求关于n 的多项式)(n g ,使得n n d n g A )(=对任意+∈N n 恒成立;(3)对于(2)中的数列1d ,2d ,3d ,⋅⋅⋅,n d ,⋅⋅⋅,这个数列中是否存在不同的三项m d ,k d ,p d (其中正整数m ,k ,p 成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的三项;若不存在,说明理由.【答案】13.设等差数列}{n a 的公差0≠d,数列}{n b 为等比数列,若a b a ==11,33b a =,57b a =(1)求数列}{n b 的公比q ;(2)若*,,N m n b a m n ∈=,求n 与m 之间的关系;(3)将数列}{n a ,}{n b 中的公共项按由小到大的顺序排列组成一个新的数列}{n c ,是否存在正整数r q p ,,)(r q p <<使得r q p ,,和r c q c p c r q p +++,,均成等差数列?说明理由.【答案】解:(1)设}{n b 的公比为q ,由题意⎪⎩⎪⎨⎧+=+=d a aq d a aq 6242 即⎪⎩⎪⎨⎧=-=-da aq da aq 6242 1=q 不合题意,故311142=--q q ,解得22=q 2±=∴q(2)由m n b a =得1)1(-=-+m aq d n a ,又a a aq d =-=22 2a d =∴ 1)2(211-±=-+∴m n 即2112)1(1+-±=+m m n*1N n ∈+ 0)(1>±∴-m 1221-=∴+m n m 为奇数,且(3)若}{n a 与}{n b 有公共项,不妨设m n b a = 由(2)知:1221-=+m n m 为奇数,且令)(12*N k k m ∈-=,则11122)2(---•=•=k k m a a ba c n n 12-=∴若存在正整数)(r q p r q p <<、、满足题意,则⎩⎨⎧+•++•=+•+=---)2()2()2(22111r a p a q a rp q r p q 11222--+=∴r p q ,又)""(222222211===≥++-+--时取当且仅当r p r p r P r p又r p ≠ ,211222r p r p +-->+∴又xy 2=在R 上增,2r p q +>∴.与题设2rp q +=矛盾, ∴若不存在r q p 、、满足题意数学附加题14.已知数列{}n a 的前n 项和为n S , 且1517a a +=.(1)若{}n a 为等差数列, 且856S =.①求该等差数列的公差d ;②设数列{}n b 满足3n n n b a =⋅,则当n 为何值时,n b 最大?请说明理由;(2)若{}n a 还同时满足: ①{}n a 为等比数列;②2416a a =;③对任意的正整数k ,存在自然数m ,使得2k S +、k S 、m S 依次成等差数列,试求数列{}n a 的通项公式.【答案】解: (1)①由题意,得11241782856a d a d +=⎧⎨+=⎩ 解得1d =-4分②由①知1212a =,所以232n a n =-,则2333()2n n n n b a n =⋅=⋅-因为1121233()3()22n n n n b b n n ++-=⋅--⋅-21233[3()()]23[10]22n n n n n =⋅---=⨯⋅-所以1110b b =,且当10n ≤时,{}n b 单调递增,当11n ≥时,{}n b 单调递减,故当10n =或11n =时,nb 最大(2)因为{}n a 是等比数列,则241516a a a a ==,又1517a a +=,所以15116a a =⎧⎨=⎩或15161a a =⎧⎨=⎩从而12n n a -=或1(2)n n a -=-或1116()2n n a -=⨯或1116()2n n a -=⨯-. 又因为2k S +、k S 、m S 依次成等差数列,得22k k m S S S +=+,而公比1q ≠,所以2111(1)(1)(1)2111k k m a q a q a q q q q +---=+---,即22k k m q q q +=+,从而22m kq q -=+ (*)当12n n a -=时, (*)式不成立; 当1(2)n n a -=-时,解得1m k =+;当1116()2n n a -=⨯时, (*)式不成立;当1116()2n n a -=⨯-时, (*)式不成立. 综上所述,满足条件的1(2)n n a -=-15.已知数列{}n a 是等差数列,12315a a a ++=,数列{}n b 是等比数列,12327b b b =.(1)若1243,a b a b ==.求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若112233,,a b a b a b +++是正整数且成等比数列,求3a 的最大值.【答案】解:(1)由题得225,3a b ==,所以123a b ==,从而等差数列{}n a 的公差2d =,所以21n a n =+,从而349b a ==,所以13n n b -=(2)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q ,则15a d =-,13b q=,35a d =+,33b q =. 因为112233,,a b a b a b +++成等比数列,所以2113322()()()64a b a b a b +⋅+=+=. 设1133a b ma b n+=⎧⎨+=⎩,*,m n N ∈,64mn =,则3553d mq d q n ⎧-+=⎪⎨⎪++=⎩,整理得,2()5()800d m n d m n +-++-=.解得d =(舍去负根).35a d =+,∴要使得3a 最大,即需要d 最大,即n m -及2(10)m n +-取最大值.*,m n N ∈,64mn =,∴当且仅当64n =且1m =时,n m -及2(10)m n +-取最大值.从而最大的d =所以,最大的3a =16.已知数列*122{}:1,(0),{}()n n n n n a a a a a b b a a n N +==>=∈满足数列满足(1)若{}n a 是等差数列,且345,{}n b a a =求的值及的通项公式; (2)若{}n a 的等比数列,求{}n b 的前n 项和.n S【答案】解 (1)因为{}n a 是等差数列,1d a =-,1(1)n a n a =+-,[12(1)][14(1)]45a a +-+-=,解得3a =或74a -=(舍去), 21n a n =-(2)因为{}n a 是等比数列,q a =,1n n a a -=,2n n b a = 当1a =时,1n b =,n S n =;当1a ≠时, 222(1)1n n a a S a-=- 17.若数列{}n a 是首项为612t -, 公差为6的等差数列;数列{}n b 的前n 项和为3nn S t =-. (1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若数列{}n b 是等比数列, 试证明: 对于任意的(,1)n n N n ∈≥, 均存在正整数n c , 使得1nn c b a +=, 并求数列{}n c 的前n 项和n T ;(3)设数列{}n d 满足n n n d a b =⋅, 且{}n d 中不存在这样的项k d , 使得“1k k d d -<与1k k d d +<”同时成立(其中2≥k , *∈N k ), 试求实数的取值范围.【答案】解: (1)因为{}n a 是等差数列,所以(612)6(1)612n a t n n t =-+-=-而数列{}n b 的前n 项和为3n n S t =-,所以当2n ≥时, 11(31)(31)23n n n n b --=---=⨯,又113b S t ==-,所以13,123,2n n t n b n --=⎧=⎨⨯≥⎩(2)证明:因为{}n b 是等比数列,所以113232t --=⨯=,即1t =,所以612n a n =-对任意的(,1)n n N n ∈≥,由于11123636(32)12n n n n b --+=⨯=⨯=⨯+-, 令1*32n nc N -=+∈,则116(23)12n n c n a b -+=+-=,所以命题成立数列{}n c 的前n 项和13112321322n n n T n n -=+=⨯+-- (3)易得6(3)(12),14(2)3,2n n t t n d n t n --=⎧=⎨-≥⎩,由于当2n ≥时, 114(12)34(2)3n nn nd d n t n t ++-=+---38[(2)]32nn t =--⨯,所以①若3222t -<,即74t <,则1n n d d +>,所以当2n ≥时,{}n d 是递增数列,故由题意得 12d d ≤,即6(3)(12)36(22)t t t --≤-,5975977444t ---+≤≤<,②若32232t ≤-<,即7944t ≤<,则当3n ≥时,{}n d 是递增数列,, 故由题意得23d d =,即234(22)34(23)3t t -=-,解得74t =③若321(,3)2m t m m N m ≤-<+∈≥,即35(,3)2424m m t m N m +≤<+∈≥,则当2n m ≤≤时,{}n d 是递减数列, 当1n m ≥+时,{}n d 是递增数列,则由题意,得1m m d d +=,即14(2)34(21)3mm t m t m +-=--,解得234m t +=综上所述,59759744t ---+≤≤234m t +=(,2)m N m ∈≥ 18.设()2012()k k k f n c c n c n c n k =+++⋅⋅⋅+∈N ,其中012,,,,k c c c c ⋅⋅⋅为非零常数,数列{a n }的首项a 1=1,前n 项和为S n ,对于任意的正整数n ,a n +S n =()k f n . (1)若k =0,求证:数列{a n }是等比数列;(2)试确定所有的自然数k ,使得数列{a n }能成等差数列.【答案】【证】(1)若0k =,则()k f n 即0()f n 为常数,不妨设0()f n c =(c 为常数).因为()n n k a S f n +=恒成立,所以11a S c +=,即122c a ==. 而且当2n ≥时,2n n a S +=, ① 112n n a S --+=, ②①-②得 120(2)n n a a n n --=∈N ,≥.若a n =0,则1=0n a -,,a 1=0,与已知矛盾,所以*0()n a n ≠∈N . 故数列{a n }是首项为1,公比为12的等比数列.【解】(2)(i) 若k =0,由(1)知,不符题意,舍去. (ii) 若k =1,设1()f n bn c =+(b ,c 为常数), 当2n ≥时,n n a S bn c +=+, ③ 11(1)n n a S b n c --+=-+, ④③-④得 12(2)n n a a b n n --=∈N ,≥.要使数列{a n }是公差为d (d 为常数)的等差数列,必须有n a b d =-(常数),而a 1=1,故{a n }只能是常数数列,通项公式为a n =1()*n ∈N ,故当k =1时,数列{a n }能成等差数列,其通项公式为a n =1()*n ∈N ,此时1()1f n n =+. (iii) 若k =2,设22()f n an bn c =++(0a ≠,a ,b ,c 是常数), 当2n ≥时,2n n a S an bn c +=++, ⑤211(1)(1)n n a S a n b n c --+=-+-+, ⑥ ⑤-⑥得 122(2)n n a a an b a n n --=+-∈N ,≥, 要使数列{a n }是公差为d (d 为常数)的等差数列,必须有 2n a an b a d =+--,且d =2a ,考虑到a 1=1,所以1(1)2221n a n a an a =+-⋅=-+()*n ∈N .故当k =2时,数列{a n }能成等差数列,其通项公式为221n a an a =-+()*n ∈N ,此时22()(1)12f n an a n a =+++-(a 为非零常数). (iv) 当3k ≥时,若数列{a n }能成等差数列,则n n a S +的表达式中n 的最高次数为2,故数列{a n }不能成等差数列.综上得,当且仅当k =1或2时,数列{a n }能成等差数列.19.已知数列{}n a ,其前n 项和为n S .⑴若对任意的n *∈N ,2-12+12,,n n n a a a 组成公差为4的等差数列,且1=1a ,220132nS n=,求n 的值; ⑵若数列{+}nnS a a 是公比为(1)q q ≠-的等比数列,a 为常数,求证:数列{}n a 为等比数列的充要条件为1=1+q a.【答案】⑴因为21212,,n n n a a a -+成公差为4的等差数列,所以21212214,8)n n n n a a a a n *+---==+∈N (, 所以1352121,,,,,n n a a a a a -+是公差为4的等差数列,且 2462135218n n a a a a a a a a n -++++=+++++,又因为11a =,所以()21352128n n S a a a a n-=+++++2(1)2[4]8462(23)2n n n n n n n n -=⨯==++++, 所以22320132nS n n==+,所以1005n = ⑵因为1(1)n nnS a a q a -+=+,所以1(1)n n n n S a q a aa -=+-, ① 所以111(1)n n n n S a q a aa +++=+-, ②②-①,得11(1)(1)[(1)]n n n n a q a a a q a -++-=-+, ③ (ⅰ)充分性:因为11q a=+,所以0,1,1a q a aq ≠≠+=,代入③式,得 1(1)(1)n n n n q q a q a +-=-,因为1q ≠-,又1q ≠,所以11n n a a q+=,*n ∈N ,所以{}n a 为等比数列, (ⅱ)必要性:设{}n a 的公比为0q ,则由③得10(1)(1)(1)n n a q q a a q -+-=-+,整理得()()00111()n a q a a q q q+-=+-,此式为关于n 的恒等式,若1q =,则左边0=,右边1=-,矛盾;1q ≠±若,当且仅当00(1,1(1(1)a q a a q a q+=⎧⎪⎨+=+⎪⎩))时成立,所以11q a =+.由(ⅰ)、(ⅱ)可知,数列{}n a 为等比数列的充要条件为1=1+q a20.已知各项均为正数的数列{}n a 前n 项的和为n S ,数列{}2na 的前n 项的和为nT ,且()2*234,n n S T n N -+=∈.⑴证明数列{}n a 是等比数列,并写出通项公式;⑵若20n n S T λ-<对*n N ∈恒成立,求λ的最小值;⑶若12,2,2x yn n n a a a ++成等差数列,求正整数,x y 的值.【答案】(1)因为2(2)34n n S T -+=,其中n S 是数列}{n a 的前n 项和,n T 是数列}{2n a 的前n 项和,且0>n a ,当1=n 时,由2211(2)34a a -+=,解得11a =, 当2n =时,由2222(12)3(1)4a a +-++=,解得212a =; 4分 由43)2(2=+-n n T S ,知43)2(121=+-++n n T S ,两式相减得03)4)((2111=+-+-+++n n n n n a S S S S ,即03)4(11=+-+++n n n a S S ,亦即221=-+n n S S ,从而122,(2)n n S S n --=≥,再次相减得11,(2)2n n a a n +=≥,又1221a a =,所以11,(1)2n n a n a +=≥所以数列}{n a 是首项为1,公比为12的等比数列, 其通项公式为121-=n n a *n ∈N(2)由(1)可得⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n nn S 2112211211,11414113414nnn T ⎛⎫- ⎪⎡⎤⎛⎫⎝⎭==-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-,若02<-n n T S λ对*N n ∈恒成立,只需126321121132+-=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=>n n nnnT Sλ对*N n ∈恒成立,因为31263<+-n对*N n ∈恒成立,所以3λ≥,即λ的最小值为3; (3)若212,2,++n yn xn a a a 成等差数列,其中y x ,为正整数,则1122,22,21+-n yn x n 成等差数列,整理得2212-+=y x,当2>y 时,等式右边为大于2的奇数,等式左边是偶数或1,等式不能成立, 所以满足条件的y x ,值为2,1==y x21.已知数列{}n a 中,12a =,23a =,其前n 项和n S 满足1121n n n S S S +-+=+,其中2n ≥,*n ∈N .(1)求证;数列{}n a 为等差数列,并求其通项公式;(2)设n n n a b -⋅=2,n T 为数列{}n b 的前n 项和,求使n T >2的n 的取值范围.(3)设λλ(2)1(41n an n n c ⋅-+=-为非零整数,*n ∈N ),试确定λ的值,使得对任意*n ∈N ,都有n n c c >+1成立.【答案】解:(1)由已知,()()111n n n n S S S S +----=(2n ≥,*n ∈N ),即11n n a a +-=(2n ≥,*n ∈N ),且211a a -=. ∴数列{}n a 是以12a =为首项,公差为1的等差数列. ∴1n a n =+(2) ∵1n a n =+,∴n n n b 21)1(⋅+= 21231111123(1) (1)22221111123(1)..........(2)22222n n n n n n T n n T n n -+∴=⨯+⨯++⋅++⋅=⨯+⨯+⋅⋅⋅+⋅++23111111(1)(2)1(1)22222n n n T n +-=++++-+⋅得:∴ n T n n 233+-=代入不等式得:01232233<-+>+-n n n n ,即设022)()1(,123)(1<+-=-+-+=+n n n n f n f n n f 则 ∴)(n f 在+N 上单调递减, ∵041)3(,041)2(,01)1(<-=>=>=f f f , ∴当n =1,n=2时,()0,3()0f n n f n ><≥当时,, 所以n 的取值范围.为3,n n *∈N ≥且(3)1,n a n =+114(1)2n n n n c λ-+∴=+-,要使1n n c c +>恒成立,即1211144(1)2(1)20n n n n n n n n c c λλ++-++-=-+--->恒成立,11343(1)20n n n λ-+∴⨯-->恒成立,∴11(1)2n n λ---<恒成立,(i)当n 为奇数时,即12n λ-<恒成立,当且仅当1n =时,12n -有最小值为1,1λ∴<.(ii)当n 为偶数时,即12n λ->-恒成立,当且仅当2n =时,12n --有最大值2-, 2λ∴>-.即21λ-<<,又λ为非零整数,则1λ=-综上所述:存在1λ=-,使得对任意的n *∈N ,都有1n n c c +>22.已知等差数列{a n }的首项a 1为a (,0)a R a ∈≠.设数列的前n 项和为S n ,且对任意正整数n 都有24121n n a n a n -=-. (1) 求数列{a n }的通项公式及S n ;(2) 是否存在正整数n 和k ,使得S n , S n +1 , S n +k 成等比数列?若存在,求出n 和k 的值;若不存在,请说明理由.【答案】23.设}{n a 是首项为a ,公差为d 的等差数列)0(≠d ,n S 是其前n 项和.记cn nS b n n+=2,*N n ∈,其中c 为实数.(1)若0=c ,且421b b b ,,成等比数列,证明:k nk S n S 2=(*,N n k ∈);(2)若}{n b 是等差数列,证明:0=c .【答案】本题主要考察等差数列等比数列的定义.通项.求和等基础知识,考察分析转化能力及推理论证能力.证明:∵}{n a 是首项为a ,公差为d 的等差数列)0(≠d ,n S 是其前n 项和 ∴d n n na S n 2)1(-+= (1)∵0=c ∴d n a n S b n n 21-+==∵421b b b ,,成等比数列 ∴4122b b b = ∴)23()21(2d a a d a +=+∴041212=-d ad ∴0)21(21=-d a d ∵0≠d ∴d a 21= ∴a d 2= ∴a n a n n na d n n na S n 222)1(2)1(=-+=-+=∴左边=a k n a nk S nk 222)(== 右边=a k n S n k 222=∴左边=右边∴原式成立(2)∵}{n b 是等差数列∴设公差为1d ,∴11)1(d n b b n -+=带入cn nS b nn +=2得: 11)1(d n b -+cn nS n +=2∴)()21()21(11121131b d c n cd n d a d b n d d -=++--+-对+∈N n 恒成立∴⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-==+--=-0)(0021021111111b d c cd d a d b d d由①式得:d d 211=∵ 0≠d ∴ 01≠d 由③式得:0=c法二:证:(1)若0=c ,则d n a a n )1(-+=,2]2)1[(a d n n S n +-=,22)1(ad n b n +-=.当421b b b ,,成等比数列,4122b b b =,即:⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+2322d a a d a ,得:ad d 22=,又0≠d ,故a d 2=.由此:a n S n 2=,a k n a nk S nk 222)(==,a k n S n k 222=. 故:k nk S n S 2=(*,N n k ∈).(2)cn ad n n cn nS b nn ++-=+=22222)1(,c n ad n c a d n c a d n n ++--+-++-=2222)1(22)1(22)1( c n a d n ca d n ++--+-=222)1(22)1(. (※) 若}{n b 是等差数列,则Bn An b n +=型. 观察(※)式后一项,分子幂低于分母幂,故有:022)1(2=++-cn ad n c,即022)1(=+-a d n c ,而22)1(a d n +-≠0, 故0=c .经检验,当0=c 时}{n b 是等差数列.24.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,公差,50,053=+≠S S d 且1341,,a a a 成等比数列.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)设⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n a b 是首项为1,公比为3的等比数列,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】解:(Ⅰ)依题意得⎪⎩⎪⎨⎧+=+=⨯++⨯+)12()3(5025452233112111d a a d a d a d a 解得⎩⎨⎧==231d a ,1212)1(23)1(1+=+=-+=-+=∴n a n n d n a a n n 即,(Ⅱ)13-=n nna b ,113)12(3--⋅+=⋅=n n n n n a b 123)12(37353-⋅+++⋅+⋅+=n n n T n n n n n T 3)12(3)12(3735333132⋅++⋅-++⋅+⋅+⋅=-n n n n T 3)12(3232323212+-⋅++⋅+⋅+=--nnn n n 323)12(31)31(3231⋅-=+---⋅+=- ∴nn n T 3⋅=25.已知数列{}n a 的前n 项和为n S .(Ⅰ)若数列{}n a 是等比数列,满足23132a a a =+, 23+a 是2a ,4a 的等差中项,求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)是否存在等差数列{}n a ,使对任意*n N ∈都有22(1)n n a S n n ⋅=+?若存在,请求出所有满足条件的等差数列;若不存在,请说明理由.【答案】解:(Ⅰ)设等比数列{}n a 的首项为1a ,公比为q ,依题意,有⎩⎨⎧+=+=+).2(2,32342231a a a a a a 即⎩⎨⎧+=+=+)2(.42)()1(,3)2(2131121q a q q a q a q a由 )1(得 0232=+-q q ,解得1=q 或2=q.当1=q 时,不合题意舍;当2=q时,代入(2)得21=a ,所以,n n n a 2221=⋅=-(Ⅱ)假设存在满足条件的数列{}n a ,设此数列的公差为d ,则 方法1: 211(1)[(1)][]2(1)2n n a n d a n d n n ++-+=+,得 222222111331()()222222d n a d d n a a d d n n +-+-+=+对*n N ∈恒成立, 则22122112,232,2310,22d a d d a a d d ⎧=⎪⎪⎪-=⎨⎪⎪-+=⎪⎩解得12,2,d a =⎧⎨=⎩或12,2.d a =-⎧⎨=-⎩此时2n a n =,或2n a n =-.故存在等差数列{}n a ,使对任意*n N ∈都有22(1)n n a S n n ⋅=+.其中2n a n =, 或2n a n =-方法2:令1n =,214a =,得12a =±,令2n =,得2212240a a a +⋅-=,①当12a =时,得24a =或26a =-,若24a =,则2d =,2n a n =,(1)n S n n =+,对任意*n N ∈都有22(1)n n a S n n ⋅=+; 若26a =-,则8d =-,314a =-,318S =-,不满足23323(31)a S ⋅=⨯⨯+. ②当12a =-时,得24a =-或26a =,若24a =-,则2d =-,2n a n =-,(1)n S n n =-+,对任意*n N ∈都有22(1)n n a S n n ⋅=+; 若26a =,则8d =,314a =,318S =,不满足23323(31)a S ⋅=⨯⨯+.综上所述,存在等差数列{}n a ,使对任意*n N ∈都有22(1)n n a S n n ⋅=+.其中2n a n =,或2n a n =-26.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足21n n a S An Bn +=++(0A ≠).(1)若132a =,294a =,求证数列{}n a n -是等比数列,并求数列{}n a 的通项公式; (2)已知数列{}n a 是等差数列,求1B A-的值.【答案】27.已知各项均为正数的两个数列{}n a 和{}n b 满足:221nn n n n b a b a a ++=+,*N n ∈,(1)设n n n a b b +=+11,*N n ∈,求证:数列2n n b a ⎧⎫⎛⎫⎪⎪⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是等差数列; (2)设nnn a b b •=+21,*N n ∈,且{}n a 是等比数列,求1a 和1b 的值. 【答案】解:(1)∵n n n a b b +=+11,∴1n a +=∴11n n b a ++=∴ ()2222111*n n n n n n b b b n N a a a ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-=∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.∴数列2n n b a ⎧⎫⎛⎫⎪⎪⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是以1 为公差的等差数列.(2)∵00n n a >b >,,∴()()22222n n n n n n a b a b <a b +≤++.∴11n <a +=≤﹡)设等比数列{}n a 的公比为q ,由0n a >知0q >,下面用反证法证明=1q 若1,q >则212=a a <a q≤1log q n >时,11n n a a q +=与(﹡)矛盾. 若01,<q <则212=1a a >a >q ,∴当11log q n >a 时,111n n a a q <+=,与(﹡)矛盾. ∴综上所述,=1q .∴()1*n a a n N =∈,∴11<a ≤又∵11n n n n b b b a +=()*n N ∈,∴{}n b1.若1a ≠,11,于是123b <b <b . 又由221nn n n n b a b a a ++=+即1a =,得11n b a -.∴123b b b ,,中至少有两项相同,与123b <b <b 矛盾.∴1a .∴1n b -∴ 12=a b。