高一数学数列部分习题及答案

.
数 列
一．数列的概念：
（1）已知*
2
()156n n a n N n =
∈+，则在数列{}n a 的最大项为__（答：125
）； （2）数列}{n a 的通项为1
+=
bn an
a n ，其中
b a ,均为正数，则n a 与1+n a 的大小关系为__（答：n a <1+n a ）； （3）已知数列{}n a 中，2n a n n λ=+，且{}n a 是递增数列，求实数λ的取值范围（答：3λ>-）； 二．等差数列的有关概念：
1．等差数列的判断方法：定义法1(n n a a d d +-=为常数）或11(2)n n n n a a a a n +--=-≥。

设{}n a 是等差数列，求证：以b n =
n
a a a n
+++ 21 *n N ∈为通项公式的数列{}n b 为等差数列。

2．等差数列的通项：1(1)n a a n d =+-或()n m a a n m d =+-。

(1)等差数列{}n a 中，1030a =，2050a =，则通项n a = （答：210n +）； （2）首项为-24的等差数列，从第10项起开始为正数，则公差的取值范围是______（答：
8
33
d <≤） 3．等差数列的前n 和：1()2n n n a a S +=
，1(1)
2
n n n S na d -=+。

（1）数列 {}n a 中，*11(2,)2n n a a n n N -=+
≥∈，32n a =，前n 项和15
2
n S =-，求1a ，n （答：13a =-，10n =）； （2）已知数列 {}n a 的前n 项和2
12n S n n =-，求数列{||}n a 的前n 项和n T （答：2*
2*
12(6,)1272(6,)
n n n n n N T n n n n N ⎧-≤∈⎪=⎨-+>∈⎪⎩）. 三．等差数列的性质：
1．当公差0d ≠时，等差数列的通项公式11(1)n a a n d dn a d =+-=+-是关于n 的一次函数，且率为公差d ；前n 和
211(1)()222
n n n d d
S na d n a n -=+
=+-是关于n 的二次函数且常数项为0. 2．若公差0d >，则为递增等差数列，若公差0d <，则为递减等差数列，若公差0d =，则为常数列。

3．当m n p q +=+时,则有q p n m a a a a +=+，特别地，当2m n p +=时，则有2m n p a a a +=.
（1）等差数列{}n a 中，12318,3,1n n n n S a a a S --=++==，则n ＝____ （答：27） （2）在等差数列{}n a 中，10110,0a a <>，且1110||a a >，n S 是其前n 项和，则 A 、12
10,S S S 都小于0，1112,S S 都大于0 B 、1219,S S S 都小于0，2021,S S 都大于0
C 、125,S S S 都小于0，67
,S S 都大于0 D 、12
20,S S S 都小于0，2122
,S S 都大于0
（答：B ）
4．若{}n a 、{}n b 是等差数列，则{}n ka 、{}n n ka pb + (k 、p 是非零常数)、*
{}(,)p nq a p q N +∈、
232,,n n n n n S S S S S -- ，…也成等差数列，而{}n a a 成等比数列；若{}n a 是等比数列，且0n a >，则{lg }n a 是等
差数列. 等差数列的前n 项和为25，前2n 项和为100，则它的前3n 和为 。

（答：225）
5．在等差数列{}n a 中，当项数为偶数2n 时，S S nd =偶奇－；项数为奇数21n -时，
S S a -=奇偶中，21(21)n S n a -=-⋅中（这里a 中即n a ）；:(1):奇偶S S k k =+。

如
（1）在等差数列中，S 11＝22，则6a ＝______（答：2）；
（2）项数为奇数的等差数列{}n a 中，奇数项和为80，偶数项和为75，求此数列的中间项与项数（答：5；31）.
6．若等差数列{}n a 、{}n b 的前n 和分别为n A 、n B ，且
()n n A f n B =，则 21
21
(21)(21)(21)n n n n n n a n a A f n b n b B ---===--. 如设{n a }与{n b }是两个等差数列，它们的前n 项和分别为n S 和n T ，若
341
3-+=
n n T S n n ，求n n b a （答：6287
n n --） 7．“首正”的递减等差数列中，前n 项和的最大值是所有非负项之和；“首负”的递增等差数列中，前n 项和的最小
值是所有非正项之和。

法一：由不等式组⎪
⎪⎭
⎫
⎝
⎛⎩⎨⎧≥≤⎩⎨
⎧≤≥++000011n n n n a a a a 或确定出前多少项为非负（或非正）； 法二：因等差数列前n 项是关于n 的二次函数，故可转化为求二次函数的最值，但要注意数列的特殊性*
n N ∈。

（1）等差数列{}n a 中，125a =，917S S =，问此数列前多少项和最大？并求此最大值。

（答：前13项和最大，
（2）若{}n a 是等差数列，首项10,a >200320040a a +>，200320040a a ⋅<，则使前n 项和0n S >成立的最大正整数n 是
（答：4006）
8．如果两等差数列有公共项，那么由它们的公共项顺次组成的新数列也是等差数列，且新等差数列的公差是原两等差
数列公差的最小公倍数. 注意：公共项仅是公共的项，其项数不一定相同，即研究n m a b =. 四．等比数列的有关概念：
1．等比数列的判断方法：定义法
1(n n a q q a +=为常数）
，其中0,0n q a ≠≠或11
n n n n a a
a a +-=(2)n ≥。

（1）一个等比数列{n a }共有21n +项，奇数项之积为100，偶数项之积为120，则1n a +为____（答：
5
6
）； （2）数列{}n a 中，n S =41n a -+1 (2n ≥)且1a =1，若n n n a a b 21-=+ ，求证：数列｛n b ｝是等比数列。

2．等比数列的通项：11n n a a q -=或n m n m a a q -=。

设等比数列{}n a 中，166n a a +=，21128n a a -=，前n 项和n S ＝126，求n 和公比q . （答：6n =，1
2
q =
或2） 3．等比数列的前n 和：当1q =时，1n S na =；当1q ≠时，1(1)1n n a q S q -=-11n a a q
q
-=-。

如
（1）等比数列中，q ＝2，S 99=77，求9963a a a +++ （答：44）
特别提醒：等比数列前n 项和公式有两种形式，为此在求等比数列前n 项和时，首先要判断公比q 是否为1，再由q 的情况选择求和公式的形式，当不能判断公比q 是否为1时，要对q 分1q =和1q ≠两种情形讨论求解。

4．提醒：（1）等比数列的通项公式及前n 和公式中，涉及到5个元素：1a 、q 、n 、n a 及n S ，其中1a 、
q 称作为基本元素。

只要已知这5个元素中的任意3个，便可求出其余2个，即知3求2；（2）为减少运算量，要注意设元的技巧，如奇数个数成等比，可设为…，
2
2
,,,,a a a aq aq q q
…（公比为q ）；但偶数个数成等比时，不能设为…
3
3,,,aq aq q
a q a ，…，因公比不一定为正数，只有公比为正时才可如此设，且公比为2q 。

如有四个数，其中前三个数成等差数列，后三个成等比数列，且第一个数与第四个数的和是16，第二个数与第三个数的和为12，求此四个数。

（答：15，,9，3,1或0,4，8,16）
5.等比数列的性质：
（1）当m n p q +=+时，则有m n p q a a a a =，特别地，当2m n p +=时，则有2
m n p a a a =.
（1）在等比数列{}n a 中，3847124,512a a a a +==-，公比q 是整数，则10a =___（答：512）；
（2）各项均为正数的等比数列{}n a 中，若569a a ⋅=，则3132310log log log a a a +++= （答：10）。

(2) 若{}n a 是等比数列，则{||}n a 、*
{}(,)p nq a p q N +∈、{}n ka 成等比数列；若{}{}n n a b 、
成等比数列，则{}n n a b 、{}n n
a
b 成等比数列；
若{}n a 是等比数列，且公比1q ≠-，则数列232,,n n n n n S S S S S -- ，…也是等比数列。

当1q =-，且n 为偶数时，数列232,,n n n n n S S S S S -- ，…是常数数列0，它不是等比数列.
（1）已知0a >且1a ≠，设数列{}n x 满足1log 1log a n a n x x +=+(*)n N ∈，且12100100x x x +++=，则
101102200x x x ++
+= 答：100100a ）
； （2）在等比数列}{n a 中，n S 为其前n 项和，若140,1330101030=+=S S S S ，求20S 的值（答：40）
(3)若10,1a q >>，则{}n a 为递增数列；若10,1a q <>, 则{}n a 为递减数列；若10,01a q ><< ，则{}n a 为递减数列；若10,01a q <<<, 则{}n a 为递增数列；若0q <，则{}n a 为摆动数列；若1q =，则{}n a 为常数列.
(4) 当1q ≠时，b aq q
a
q q a S n n n +=-+--=
1111，这里0a b +=，但0,0a b ≠≠，这是等比数列前n 项和公式的一个特征，据此很容易根据n S ，判断数列{}n a 是否为等比数列。

若{}n a 是等比数列，且3n n S r =+，则r ＝ （答：－1）
(5) m n
m n m n n m S S q S S q S +=+=+.如设等比数列}{n a 的公比为q ，前n 项和为n S ，若12,,n n n S S S ++成等差数列，则
q 的值为_____（答：－2）
(6) 在等比数列{}n a 中，当项数为偶数2n 时，S qS =偶奇；项数为奇数21n -时，1S a qS =+奇偶.
(7)如果数列{}n a 既成等差数列又成等比数列，那么数列{}n a 是非零常数数列，故常数数列{}n a 仅是此数列既成等差数列又成等比数列的必要非充分条件。

设数列{}n a 的前n 项和为n S （N ∈n ）， 关于数列{}n a 有下列三个命题：①若)(1
N ∈=+n a a n n ，则{}n a 既是等差
数列又是等比数列；②若()R ∈+=b a n b n a S n 、
2，则{}n a 是等差数列；③若()n
n S 11--=，则{}n a 是等比数列。

这些命题中，真命题的序号是
（答：②③）
五.数列的通项的求法：
⑴公式法：
⑵已知n S （即12()n a a a f n +++=）求n a ，用作差法：{
11,(1)
,(2)
n n n S n a S S n -==
-≥。

①已知{}n a 的前n 项和满足2log (1)1n S n +=+，求n a （答：{
3,1
2,2
n n n a n ==
≥）；
②数列{}n a 满足
12211
12522
2n
n
a a a n +++
=+，求n a （答：{
114,1
2,2n n n a n +==≥） ⑶已知12
()n a a a f n =求n a ，用作商法：(1),(1)()
,(2)
(1)
n f n f n a n f n =⎧⎪=⎨≥⎪-⎩。

如数列}{n a 中，,11=a 对所有的2≥n 都有
2321n a a a a n = ，则=+53a a ______（答：
6116
） ⑷若1()n n a a f n +-=求n a 用累加法：11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-+
+-
1a +(2)n ≥。

如已知数列{}n a 满足11a =，
n
n a a n n ++=--
111(2)
n ≥，则n a =_______（答：1n a ）
⑸已知
1()n n a f n a +=求n a ，用累乘法：12
112
1
n n n n n a a
a a a a a a ---=⋅⋅⋅
⋅(2)n ≥。

如已知数列}{n a 中，21=a ，前n 项和n S ，若n n a n S 2
=，求n a （答：4
(1)
n a n n =
+）
⑹已知递推关系求n a ，用构造法（构造等差、等比数列）。

特别地，（1）形如1n n a ka b -=+、1n n n a ka b -=+（,k b 为常数）的递推数列都可以用待定系数法转化为公比为k 的
等比数列后，再求n a 。

① 已知111,32n n a a a -==+，求n a （答：1
231n n a -=-）；
② 已知111,32n
n n a a a -==+，求n a （答：11532n n n a -+=-）；
（2）形如1
1n n n a a ka b
--=
+的递推数列都可以用倒数法求通项。

①已知1111,31n n n a a a a --==
+，求n a （答：1
32
n a n =-）；
②已知数列满足1a =1
=n a （答：2
1
n a n =
） 注意：（1）用1--=n n n S S a 求数列的通项公式时，你注意到此等式成立的条件了吗？（2n ≥，当1n =时，11S a =）；（2）一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时，常需运用关系式1--=n n n S S a ，先将已知条件转化为只含n a 或
n S 的关系式，然后再求解。

如数列{}n a 满足11154,3
n n n a S S a ++=+=，求n a （答：{
1
4,134,2n n n a n -==≥） 六.数列求和的常用方法：
1．公式法：①等差数列求和公式；②等比数列求和公式，特别声明：运用等比数列求和公式，务必检查其公比与1的关系，必要时需分类讨论.；③常用公式：1123(1)2n n n +++
+=+，222112(1)(21)6
n n n n ++
+=++，
33332
(1)123[
]2
n n n +++++=.如 （1）等比数列{}n a 的前n 项和S ｎ＝2ｎ
－１，则223
22
21
n
a a a a ++++ ＝_____（答：41
3
n -）；
2．分组求和法：在直接运用公式法求和有困难时，常将“和式”中“同类项”先合并在一起，再运用公式法求和. 如求：1357(1)(21)n n S n =-+-+-
+--（答：(1)n n -⋅）
3．倒序相加法：若和式中到首尾距离相等的两项和有其共性或数列的通项与组合数相关联，则常可考虑选用倒序相加法，发挥其共性的作用求和（这也是等差数列前n 和公式的推导方法）.
已知2
2()1x f x x =+，则111(1)(2)(3)(4)()()()234f f f f f f f ++++++＝______（答：72
）
4．错位相减法：
设{}n a 为等比数列，121(1)2n n n T na n a a a -=+-+
++，已知11T =，24T =，①求数列{}n a 的首项和公比；②求数
列{}n T 的通项公式.（答：①11a =，2q =；②1
22n n T n +=--）；
5．裂项相消法：如果数列的通项可“分裂成两项差”的形式，且相邻项分裂后相关联，那么常选用裂项相消法求和.常用裂项形式有： ①
111(1)1n n n n =-++； ②1111()()n n k k n n k
=-++；
③
2211111
()1211
k k k k <=---+，211111111(1)(1)1k k k k k k k k k -=<<=-++--； ④
1111
[](1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n =-+++++ ；⑤11(1)!!(1)!
n n n n =-++；
⑥
=
<<=.
（1）求和：
111
1447
(32)(31)n n +++
=⨯⨯-⨯+ （答：
31
n n +）； （2）在数列{}n a 中，1
1
++=
n n a n ，且S ｎ＝９，则n ＝_____（答：99）；
6．通项转换法：先对通项进行变形，发现其内在特征，再运用分组求和法求和。

如
①求数列1×4，2×5，3×6，…，(3)n n ⨯+，…前n 项和n S = （答：
(1)(5)
3
n n n ++）；
②求和：111112123
123n
+
+++
=++++++
+ （答：
21
n
n +）。