高中数学数列求解方法 (完整版)
高中数学数列通项公式的求法技巧大全
数列通项公式的求法技巧大全一.利用递推关系式求数列通项的11种方法:累加法、累乘法、待定系数法、阶差法(逐差法)、迭代法、对数变换法、倒数变换法、换元法(目的是去递推关系式中出现的根号)、数学归纳法、不动点法(递推式是一个数列通项的分式表达式)、特征根法二。
四种基本数列:等差数列、等比数列、等和数列、等积数列及其广义形式。
等差数列、等比数列的求通项公式的方法是:累加和累乘,这二种方法是求数列通项公式的最基本方法。
三 .求数列通项的方法的基本思路是:把所求数列通过变形,代换转化为等级差数列或等比数列。
四.求数列通项的基本方法是:累加法和累乘法。
五.数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。
一、累加法1.适用于:1()n n a a f n +=+ ----------这是广义的等差数列 累加法是最基本的二个方法之一。
2.若1()n n a a f n +-=(2)n ≥,则21321(1)(2)()n n a a f a a f a a f n +-=-=-=两边分别相加得 111()nn k a a f n +=-=∑例1 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。
解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则112322112()()()()[2(1)1][2(2)1](221)(211)12[(1)(2)21](1)1(1)2(1)12(1)(1)1n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n n nn n n n ---=-+-++-+-+=-++-+++⨯++⨯++=-+-++++-+-=+-+=-++= 所以数列{}n a 的通项公式为2n a n =。
例2 已知数列{}n a 满足112313nn n a a a +=+⨯+=,,求数列{}n a 的通项公式。
高考数学数列求和错位相减裂项相消(解析版)全
数列求和-错位相减、裂项相消◆错位相减法错位相减法是求解由等差数列a n 和等比数列b n 对应项之积组成的数列c n (即c n =a n b n )的前n 项和的方法.这种方法运算量较大,要重视解题过程的训练.在讲等比数列的时候, 我们推导过等比数列的求和公式,其过程正是利用错位相减的原理, 等比数列的通项b n 其实可以看成等差数列通项a n a n =1 与等比数列通项b n 的积.公式秒杀:S n =(A ⋅n +B )q n -B (错位相减都可化简为这种形式,对于求解参数A 与B ,可以采用将前1项和与前2项和代入式中,建立二元一次方程求解.此方法可以快速求解出结果或者作为检验对错的依据.)【经典例题1】设数列a n 的前n 项和为S n ,若a 1=1,S n =a n +1-1.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n =na n +1,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n -1n ∈N ∗ ; (2)T n =2-n +22n.【解析】(1)因为a 1=1,S n =a n +1-1.所以S 1=a 2-1,解得a 2=2.当n ≥2时,S n -1=a n -1,所以a n =S n -S n -1=a n +1-a n ,所以2a n =a n +1,即a n +1a n=2.因为a 2a 1=2也满足上式,所以a n 是首项为1,公比为2的等比数列,所以a n =2n -1n ∈N ∗ .(2)由(1)知a n +1=2n ,所以b n =n2n ,所以T n =1×12+2×12 2+3×12 3+⋯+n ×12 n⋯①12T n =1×12 2+2×12 3+⋯+(n -1)×12 n +n ×12n +1⋯②①-②得12T n =12+12 2+12 3+⋯+12 n -n ×12 n +1=121-12 n1-12-n ×12 n +1=1-1+n 2 12 n ,所以T n =2-n +22n.【经典例题2】已知等差数列a n 的前n 项和为S n ,数列b n 为等比数列,且a 1=b 1=1,S 3=3b 2=12.(1)求数列a n ,b n 的通项公式;(2)若c n =a n b n +1,求数列c n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =3n -2,b n =4n -1(2)T n =4+n -1 4n +1【解析】(1)设等差数列a n 的公差为d ,等比数列b n 的公比为q ,由题意得:3a 1+3d =12,解得:d =3,所以a n =1+3n -1 =3n -2,由3b 2=12得:b 2=4,所以q =a2a 1=4,所以b n =4n -1(2)c n =a n b n +1=3n -2 ⋅4n ,则T n =4+4×42+7×43+⋯+3n -2 4n ①,4T n =42+4×43+7×44+⋯+3n -2 4n +1②,两式相减得:-3T n =4+3×42+3×43+3×44+⋯+3×4n -3n -2 4n +1=4+3×16-4n +11-4-3n -2 4n +1=-12+3-3n 4n +1,所以T n =4+n -1 4n +1【经典例题3】已知各项均为正数的等比数列a n 的前n 项和为S n ,且S 2=6,S 3=14.(1)求数列a n 的通项公式;(2)若b n =2n -1a n,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n n ∈N * (2)T n =3-2n +32n 【解析】(1)设等比数列a n 的公比为q ,当q =1时,S n =na 1,所以S 2=2a 1=6,S 3=3a 1=14,无解.当q ≠1时,S n =a 11-q n 1-q ,所以S 2=a 11-q 21-q =6,S 3=a 11-q 31-q=14.解得a 1=2,q =2或a 1=18,q =-23(舍).所以a n =2×2n -1=2n n ∈N * .(2)b n =2n -1a n =2n -12n .所以T n =12+322+523+⋯+2n -32n -1+2n -12n ①,则12T n=122+323+524+⋯+2n -32n+2n -12n +1②,①-②得,12T n =12+222+223+224+⋯+22n -2n -12n +1=12+2122+123+124+⋯+12n -2n -12n +1=12+2×141-12n -1 1-12-2n -12n +1=32-2n +32n +1.所以T n =3-2n +32n.【练习1】已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=2a n +1n ∈N ∗ .(1)求数列a n 的通项公式;(2)求数列n a n +1 的前n 项和S n .【答案】(1)a n =2n -1(2)S n =n -1 ⋅2n +1+2【解析】(1)由a n +1=2a n +1得:a n +1+1=2a n +1 ,又a 1+1=2,∴数列a n +1 是以2为首项,2为公比的等比数列,∴a n +1=2n ,∴a n =2n -1.(2)由(1)得:n a n +1 =n ⋅2n ;∴S n =1×21+2×22+3×23+⋅⋅⋅+n -1 ⋅2n -1+n ⋅2n ,2S n =1×22+2×23+3×24+⋅⋅⋅+n -1 ⋅2n +n ⋅2n +1,∴-S n =2+22+23++2n-n ⋅2n +1=21-2n1-2-n ⋅2n +1=1-n ⋅2n +1-2,∴S n =n -1 ⋅2n +1+2.【练习2】已知数列a n 的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =na n ,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n -1(2)T n =(n -1)⋅2n +1【解析】(1)令n =1得S 1=a 1=2a 1-1,∴a 1=1,当n ≥2时,S n -1=2a n -1-1,则a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1,整理得a n =2a n -1,∴an a n -1=2,∴数列a n 是首项为1,公比为2的等比数列,∴a n =2n -1;(2)由(1)得b n =na n =n ⋅2n -1,则T n =1⋅20+2⋅21+3⋅22+⋅⋅⋅+n ⋅2n -1,2T n =1⋅21+2⋅22+3⋅23+⋅⋅⋅+n ⋅2n ,两式相减得-T n =20+21+22+23+⋅⋅⋅+2n -1-n ⋅2n =1-2n1-2-n ⋅2n ,化简得T n =1-2n +n ⋅2n =(n -1)⋅2n +1.【练习3】已知数列a n 的前n 项和为S n ,且3S n =4a n -2.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =a n +1⋅log 2a n ,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =22n -1(2)T n =409+6n -59×22n +3【解析】(1)当n =1时,3S 1=4a 1-2=3a 1,解得a 1=2.当n ≥2时,3a n =3S n -3S n -1=4a n -2-4a n -1-2 ,整理得a n =4a n -1,所以a n 是以2为首项,4为公比的等比数列,故a n =2×4n -1=22n -1.(2)由(1)可知,b n =a n +1⋅log 2a n =2n -1 ×22n +1,则T n =1×23+3×25+⋯+2n -1 ×22n +1,4T n =1×25+3×27+⋯+2n -1 ×22n +3,则-3T n =23+26+28+⋯+22n +2-2n -1 ×22n +3=23+26-22n +41-4-2n -1 ×22n +3=-403-6n -53×22n +3.故T n =409+6n -59×22n +3.【练习4】已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=2n +1a na n +2n(n ∈N +).(1)求证数列2n a n 为等差数列;(2)设b n =n n +1 a n ,求数列b n 的前n 项和S n .【答案】(1)证明见解析 (2)S n =n -1 ⋅2n +1+2【解析】(1)由已知可得a n +12n +1=a n a n +2n ,即2n +1a n +1=2n a n +1,即2n +1a n +1-2n a n =1,∴2n a n 是等差数列.(2)由(1)知,2n a n =2a 1+n -1 ×1=n +1,∴a n =2nn +1,∴b n =n ⋅2nS n =1⋅2+2⋅22+3⋅23+⋅⋅⋅+n ⋅2n2S n =1⋅22+2⋅23+⋅⋅⋅+n -1 ⋅2n +n ⋅2n +1相减得,-S n=2+22+23+⋅⋅⋅+2n-n⋅2n+1=21-2n1-2-n⋅2n+1=2n+1-2-n⋅2n+1∴S n=n-1⋅2n+1+2◆裂项相消法把数列的通项拆成相邻两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.在消项时要注意前面保留第几项,最后也要保留相对应的倒数几项.例如消项时保留第一项和第3项,相应的也要保留最后一项和倒数第三项.常见的裂项形式:(1)1n(n+k)=1k1n-1n+k;(2)1(2n-1)(2n+1)=1212n-1-12n+1;(3)1n+k+n=1k(n+k-n);(4)2n+1n2(n+1)2=1n2-1(n+1)2;(5)2n2n-12n+1-1=12n-1-12n+1-1;(6)2n(4n-1)n(n+1)=2n+1n+1-2nn;(7)n+1(2n-1)(2n+1)2n =1(2n-1)2n+1-1(2n+1)2n+2;(8)(-1)n(n+1)(2n+1)(2n+3)=14(-1)n2n+1-(-1)n+12n+3(9)(-1)nn-n-1=(-1)n(n+n-1)=(-1)n n-(-1)n-1n-1(10)1n(n+1)(n+2)=121n(n+1)-1(n+1)(n+2).(11)n⋅n!=n+1!-n!(12)kk+1!=1k!-1k+1!【经典例题1】已知正项数列a n中,a1=1,a2n+1-a2n=1,则数列1a n+1+a n的前99项和为( )A.4950B.10C.9D.14950【答案】C【解析】因为a2n+1-a2n=1且a21=1,所以,数列a2n是以1为首项,1为公差的等差数列,所以,a2n=1+n-1=n,因为数列a n为正项数列,则a n=n,则1a n+1+a n=1n+1+n=n+1-nn+1+nn+1-n=-n+n+1,所以,数列1a n+1+a n的前99项和为-1+2-2+3-⋯-99+100=10-1=9.故选:C.【经典例题2】数列a n 的通项公式为a n =2n +1n 2n +12n ∈N *,该数列的前8项和为__________.【答案】8081【解析】因为a n =2n +1n 2n +12=1n 2-1(n +1)2,所以S 8=1-122+122-132 +⋯+182-192 =1-181=8081.故答案为:8081.【经典例题3】已知数列a n 的前n 项和为S n =n 2,若b n =1a n a n +1,则数列{b n }的前n 项和为________.【答案】n 2n +1【解析】当n =1时,a 1=S 1=12=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-n -1 2=2n -1,且当n =1时,2n -1=1=a 1,故数列a n 的通项公式为a n =2n -1,b n =1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=1212n -1-12n +1 ,则数列{b n }的前n 项和为:121-13 +13-15 +15-17 +⋯+12n -1-12n +1 =121-12n +1 =n 2n +1.故答案为:n2n +1【练习1】数列12n +1+2n -1的前2022项和为( )A.4043-12B.4045-12C.4043-1D.4045-1【答案】B 【解析】解:12n +1+2n -1=2n +1-2n -12n +1+2n -1 2n +1-2n -1=2n +1-2n -12记12n +1+2n -1 的前n 项和为T n ,则T 2022=123-1+5-3+7-5+⋯+4045-4043=124045-1 ;故选:B 【练习2】数列a n 的各项均为正数,S n 为其前n 项和,对于任意的n ∈N *,总有a n ,S n ,a 2n 成等差数列,又记b n =1a 2n +1⋅a 2n +3,数列b n 的前n 项和T n =______.【答案】n6n +9【解析】由对于任意的n ∈N *,总有a n ,S n ,a 2n 成等差数列可得:2S n =a 2n +a n ,当n ≥2时可得2S n -1=a 2n -1+a n -1,所以2a n =2S n -2S n -1=a 2n +a n -a 2n -1-a n -1,所以a 2n -a n -a 2n -1-a n -1=0,所以(a n +a n -1)(a n -a n -1-1)=0,由数列a n 的各项均为正数,所以a n -a n -1=1,又n =1时a 2n -a n =0,所以a 1=1,所以a n =n ,b n =1a 2n +1⋅a 2n +3=1(2n +1)(2n +3)=1212n +1-12n +3 ,T n =1213-15+15-17+⋯12n +1-12n +3 =1213-12n +3 =n 6n +9.故答案为:n6n +9.【练习3】12!+23!+34!+⋅⋅⋅+nn +1 !=_______.【答案】1-1n +1 !【解析】∵k k +1 !=k +1-1k +1 !=1k !-1k +1 !,∴12!+23!+34!+⋅⋅⋅+n n +1 !=1-12!+12!-13!+13!-14!+⋅⋅⋅+1n -1 !-1n !+1n !-1n +1 !=1-1n +1 !.故答案为:1-1n +1 !.【练习4】设数列a n 满足a 1+4a 2+⋯+(3n -2)a n =3n .(1)求a n 的通项公式;(2)求数列a n3n +1 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =33n -2(2)T n =3n3n +1【解析】(1)解:数列a n 满足a 1+4a 2+⋯+(3n -2)a n =3n ,当n =1时,得a 1=3,n ≥2时,a 1+4a 2+⋯+(3n -5)a n -1=3(n -1),两式相减得:(3n -2)a n =3,∴a n =33n -2,当n =1时,a 1=3,上式也成立.∴a n =33n -2;(2)因为a n 3n +1=3(3n -2)(3n +1),=13n -2-13n +1,∴T n =11-14+14-17+⋯+13n -2-13n +1,=1-13n +1=3n3n +1.【练习5】已知数列a n 的前n 项和为S n ,且2S n =1-a n n ∈N ∗ .(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n =log 13a n ,C n =n +1-nb n b n +1,求数列C n 的前n 项和T n【答案】(1)a n =13n (2)T n =1-1n +1【解析】(1)当n =1时,2a 1=2S 1=1-a 1,解得:a 1=13;当n ≥2时,2a n =2S n -2S n -1=1-a n -1+a n -1,即a n =13a n -1,∴数列a n 是以13为首项,13为公比的等比数列,∴a n =13 n =13n .(2)由(1)得:b n =log 1313 n =n ,∴C n =n +1-n n n +1=1n -1n +1,∴T n =1-12+12-13+13-14+⋅⋅⋅+1n -1-1n +1n -1n +1=1-1n +1.【练习6】已知数列a n 中,2n a 1+2n -1a 2+⋯+2a n =n ⋅2n .(1)证明:a n 为等比数列,并求a n 的通项公式;(2)设b n =(n -1)a nn (n +1),求数列b n 的前n 项和S n .【答案】(1)证明见解析;a n =2n -1n ∈N *(2)2n n +1-1【解析】(1)解:2n a 1+2n -1a 2+⋯+2a n =n ⋅2n ,即为a 1+a 22+⋯+a n2n -1=n ·······①,又a 1+a 22+⋯+a n -12n -2=n -1,········②,①-②得a n2n -1=1,即a n =2n -1(n ≥2),又当n =1时,a 1=1=21-1,故a n =2n -1n ∈N * ;从而a n +1a n =2n2n -1=2n ∈N * ,所以a n 是首项为1,公比为2的等比数列;(2)由(1)得b n =(n -1)2n -1n (n +1)=2n n +1-2n -1n ,所以S n =212-201 +223-212 +⋯+2n n +1-2n -1n =2nn +1-1.【练习7】记S n 是公差不为零的等差数列a n 的前n 项和,若S 3=6,a 3是a 1和a 9的等比中项.(1)求数列a n 的通项公式;(2)记b n =1a n ⋅a n +1⋅a n +2,求数列b n 的前20项和.【答案】(1)a n =n ,n ∈N *(2)115462【解析】(1)由题意知a 23=a 1⋅a 9,设等差数列a n 的公差为d ,则a 1a 1+8d =a 1+2d 2,因为d ≠0,解得a 1=d又S 3=3a 1+3d =6,可得a 1=d =1,所以数列a n 是以1为首项和公差为1的等差数列,所以a n =a 1+n -1 d =n ,n ∈N *(2)由(1)可知b n =1n n +1 n +2 =121n n +1 -1n +1 n +2,设数列b n 的前n 和为T n ,则T n =1211×2-12×3+12×3-13×4+⋅⋅⋅+1n n +1 -1n +1 n +2=1212-1n +1 n +2,所以T 20=12×12-121×22 =115462所以数列b n 的前20和为115462【练习8】已知等差数列a n 满足a 3=7,a 5+a 7=26,b n =1a 2n -1(n ∈N +).(1)求数列a n ,b n 的通项公式;(2)数列b n 的前n 项和为S n ,求S n .【答案】(1)a n =2n +1,b n =14n n +1(2)S n =n 4n +1【解析】(1)由题意,可设等差数列a n 的公差为d ,则a 1+2d =72a 1+10d =26,解得a 1=3,d =2,∴a n =3+2n -1 =2n +1;∴b n =1a 2n -1=12n +1 2-1=14n 2+4n =14n n +1 ;(2)∵b n =14n n +1=141n -1n +1 ,S n =141-12+12-13+⋯+1n -1n +1 =141-1n +1 =n 4n +1.【练习9】已知正项数列a n 的前n 项和为S n ,且4、a n +1、S n 成等比数列,其中n ∈N ∗.(1)求数列a n 的通项公式;(2)设b n =4S na n a n +1,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =2n -1(2)T n =n +n2n +1【解析】(1)解:对任意的n ∈N ∗,a n >0,由题意可得4S n =a n +1 2=a 2n +2a n +1.当n =1时,则4a 1=4S 1=a 21+2a 1+1,解得a 1=1,当n ≥2时,由4S n =a 2n +2a n +1可得4S n -1=a 2n -1+2a n -1+1,上述两个等式作差得4a n =a 2n -a 2n -1+2a n -2a n -1,即a n +a n -1 a n -a n -1-2 =0,因为a n +a n -1>0,所以,a n -a n -1=2,所以,数列a n 为等差数列,且首项为1,公差为2,则a n =1+2n -1 =2n -1.(2)解:S n =n 1+2n -12=n 2,则b n =4S n a n a n +1=4n 22n -1 2n +1 =4n 2-1+12n -1 2n +1 =1+12n -1 2n +1=1+1212n -1-12n +1,因此,T n =n +121-13+13-15+⋯+12n -1-12n +1 =n +n2n +1.【练习10】已知S n 是数列a n 的前n 项和,a 1=1,___________.①∀n ∈N ∗,a n +a n +1=4n ;②数列S n n 为等差数列,且S nn 的前3项和为6.从以上两个条件中任选一个补充在横线处,并求解:(1)求a n ;(2)设b n =a n +a n +1a n ⋅a n +1 2,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)条件选择见解析,a n =2n -1(2)T n =2n n +12n +12【解析】(1)解:选条件①:∀n ∈N ∗,a n +a n +1=4n ,得a n +1+a n +2=4n +1 ,所以,a n +2-a n =4n +1 -4n =4,即数列a 2k -1 、a 2k k ∈N ∗ 均为公差为4的等差数列,于是a 2k -1=a 1+4k -1 =4k -3=22k -1 -1,又a 1+a 2=4,a 2=3,a 2k =a 2+4k -1 =4k -1=2⋅2k -1,所以a n =2n -1;选条件②:因为数列S n n 为等差数列,且S nn 的前3项和为6,得S 11+S 22+S 33=3×S 22=6,所以S 22=2,所以S n n 的公差为d=S 22-S 11=2-1=1,得到Sn n =1+n -1 =n ,则S n =n 2,当n ≥2,a n =S n -S n -1=n 2-n -1 2=2n -1.又a 1=1满足a n =2n -1,所以,对任意的n ∈N ∗,a n =2n -1.(2)解:因为b n =a n +a n +1a n ⋅a n +1 2=4n 2n -1 22n +1 2=1212n -1 2-12n +1 2,所以T n =b 1+b 2+⋅⋅⋅+b n =12112-132+132-152+⋅⋅⋅+12n -1 2-12n +1 2 =121-12n +1 2 =2n n +1 2n +12.【过关检测】一、单选题1.S n=12+24+38+⋯+n2n=( )A.2n-n2n B.2n+1-n-22nC.2n-n+12n+1D.2n+1-n+22n【答案】B 【解析】由S n=12+24+38+⋯+n2n,得12S n=1×122+2×123+3×124+⋯+n⋅12n+1,两式相减得12S n=12+122+123+124+⋯+12n-n⋅12n+1=121-12n1-12-n12 n+1=1-12n-n⋅12 n+1=2n+1-n-22n+1.所以S n=2n+1-n-22n.故选:B.2.数列n⋅2n的前n项和等于( ).A.n⋅2n-2n+2B.n⋅2n+1-2n+1+2C.n⋅2n+1-2nD.n⋅2n+1-2n+1【答案】B【解析】解:设n⋅2n的前n项和为S n,则S n=1×21+2×22+3×23+⋯+n⋅2n, ①所以2S n=1×22+2×23+⋯+n-1⋅2n+n⋅2n+1, ②①-②,得-S n=2+22+23+⋯+2n-n⋅2n+1=21-2n1-2-n⋅2n+1,所以S n=n⋅2n+1-2n+1+2.故选:B.3.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=7,S6=63,则数列{nan}的前n项和为( )A.-3+(n+1)×2nB.3+(n+1)×2nC.1+(n+1)×2nD.1+(n-1)×2n【答案】D【解析】设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1,所以由题设得S3=a11-q31-q=7S6=a11-q61-q=63 ,两式相除得1+q3=9,解得q=2,进而可得a1=1,所以an=a1qn-1=2n-1,所以nan=n×2n-1.设数列{nan }的前n 项和为Tn ,则Tn =1×20+2×21+3×22+⋯+n ×2n -1,2Tn =1×21+2×22+3×23+⋯+n ×2n ,两式作差得-Tn =1+2+22+⋯+2n -1-n ×2n =1-2n1-2-n ×2n =-1+(1-n )×2n ,故Tn =1+(n -1)×2n .故选:D .4.已知等差数列a n ,a 2=3,a 5=6,则数列1a n a n +1的前8项和为( ).A.15B.25C.35D.45【答案】B 【解析】由a 2=3,a 5=6可得公差d =a 5-a 23=1 ,所以a n =a 2+n -2 d =n +1,因此1a n a n +1=1n +1 n +2 =1n +1-1n +2 ,所以前8项和为12-13 +13-14 +⋯+19-110 =12-110=25故选:B 5.已知数列a n 的前n 项和为S n ,S n +4=a n +n +1 2.记b n =8a n +1a n +2,数列的前n 项和为T n ,则T n 的取值范围为( )A.863,47 B.19,17C.47,+∞D.19,17【答案】A 【解析】因为数列a n 中,S n +4=a n +(n +1)2,所以S n +1+4=a n +1+n +2 2,所以S n +1+4-S n +4 =a n +1-a n +2n +3,所以a n =2n +3.因为b n =8a n +1a n +2,所以b n =82n +5 2n +7=412n +5-12n +7 ,所以T n =417-19+19-111+⋅⋅⋅+12n +5-12n +7=417-12n +7 .因为数列T n 是递增数列,当n =1时,T n =863,当n →+∞时,12n +7→0,T n →47,所以863≤T n <47,所以T n 的取值范围为863,47 .故选:A .6.已知数列满足a 1+2a 2+3a 3+⋯+na n =n 2,设b n =na n ,则数列1b n b n +1的前2022项和为( )A.40424043B.20214043C.40444045D.20224045【答案】D【解析】因为a 1+2a 2+3a 3+⋯+na n =n 2①,当n =1时,a 1=1;当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+⋯+n -1 a n -1=(n -1)2②,①-②化简得a n =2n -1n ,当n =1时:a 1=2×1-11=1=1,也满足a n =2n -1n,所以a n =2n -1n ,b n =na n =2n -1,1b n b n +1=1(2n -1)(2n +1)=1212n -1-12n +1 所以1b n b n +1的前2022项和121-13+13-15+⋯+12×2022-1-12×2022+1 =121-12×2022+1 =20224045.故选:D .7.已知数列a n 满足a 1=1,且a n =1+a n a n +1,n ∈N *,则a 1a 2+a 2a 3+a 3a 4+⋯⋯+a 2020a 2021=( )A.2021 B.20202021C.122021D.22021【答案】B 【解析】∵a n =1+a n a n +1,即a n +1=a n 1+a n ,则1a n +1=1+a n a n =1a n +1∴数列1a n是以首项1a 1=1,公差d =1的等差数列则1a n =1+n -1=n ,即a n =1n∴a n a n +1=1n n +1=1n -1n +1则a 1a 2+a 2a 3+a 3a 4+⋯⋯+a 2020a 2021=1-12+12-13+...+12020-12021=20202021故选:B .8.等差数列a n 中,a 3=5,a 7=9,设b n =1a n +1+a n,则数列b n 的前61项和为( )A.7-3B.7C.8-3D.8【答案】C 【解析】解:因为等差数列满足a 3=5,a 7=9,所以d =a 7-a 37-3=1,所以a n =a 3+n -3 d =n +2,所以b n =1n +3+n +2=n +3-n +2,令数列b n 的前n 项和为S n ,所以数列b n 的前n 项和S n =4-3+5-4+⋯+n +3-n +2=n +3-3,所以S 61=8-3.故选:C .9.设数列n 22n -1 2n +1的前n 项和为S n ,则( )A.25<S 100<25.5B.25.5<S 100<26C.26<S 100<27D.27<S 100<27.5【答案】A 【解析】由n 2(2n -1)(2n +1)=14⋅4n 24n 2-1=141+14n 2-1 =141+121(2n -1)(2n +1)=14+1812n -1-12n +1,∴S n =n 4+181-13+13-15+⋅⋅⋅+12n -1-12n +1 =n 4+181-12n +1 =n (n +1)2(2n +1),∴S 100=100×1012(2×100+1)≈25.12,故选:A .10.已知数列a n 满足a n =1+2+4+⋯+2n -1,则数列2n a n a n +1 的前5项和为( )A.131B.163C.3031D.6263【答案】D 【解析】因为a n =1+2+4+⋯+2n -1=2n -1,a n +1=2n +1-1,所以2n a n a n +1=2n 2n -1 2n +1-1 =2n +1-1 -2n-1 2n -1 2n +1-1=12n -1-12n +1-1.所以2n a n a n +1 前5项和为121-1-122-1 +122-1-123-1 +⋯+125-1-126-1 =121-1-126-1=1-163=6263故选:D 11.已知数列a n 的首项a 1=1,且满足a n +1-a n =2n n ∈N * ,记数列a n +1a n +2 a n +1+2的前n 项和为T n ,若对于任意n ∈N *,不等式λ>T n 恒成立,则实数λ的取值范围为( )A.12,+∞ B.12,+∞C.13,+∞D.13,+∞【答案】C 【解析】解:因为a n +1-a n =2n n ∈N * ,所以a 2-a 1=21,a 3-a 2=22,a 4-a 3=23,⋯⋯,a n -a n -1=2n -1,所以a n -a 1=21+22+⋯+2n -1=21-2n -1 1-2=2n -2,n ≥2 ,又a 1=1,即a n =2n -1,所以a n +1=2n ,所以a n +1a n +2 a n +1+2 =2n 2n +1 2n +1+1=12n +1-12n +1+1,所以T n =121+1-122+1+122+1-123+1+⋯+12n +1-12n +1+1=13-12n +1+1<13所以λ的取值范围是13,+∞ .故选:C 12.在数列a n 中,a 2=3,其前n 项和S n 满足S n =n a n +12 ,若对任意n ∈N +总有14S 1-1+14S 2-1+⋯+14S n -1≤λ恒成立,则实数λ的最小值为( )A.1B.23C.12D.13【答案】C 【解析】当n ≥2时,2S n =na n +n ,2S n -1=n -1 a n -1+n -1 ,两式相减,整理得n -2 a n =(n -1)a n -1-1①,又当n ≥3时,n -3 a n -1=n -2 a n -2-1②,①-②,整理得n -2 a n +a n -2 =2n -4 a n -1,又因n -2≠0,得a n +a n -2=2a n -1,从而数列a n 为等差数列,当n =1时,S 1=a 1+12即a 1=a 1+12,解得a 1=1,所以公差d =a 2-a 1=2,则a n =2n -1,S n =na 1+n (n -1)2d =n 2,故当n ≥2时,14S 1-1+14S 2-1+⋯+14S n -1=122-1+142-1+⋯+12n 2-1=11×3+13×5+⋯+12n -1 2n +1=121-13+13-15+⋯+12n -1-12n +1 =121-12n +1 ,易见121-12n +1 随n 的增大而增大,从而121-12n +1 <12恒成立,所以λ≥12,故λ的最小值为12,故选:C .二、填空题13.已知正项数列{an }满足a 1=2且an +12-2an 2-anan +1=0,令bn =(n +2)an ,则数列{bn }的前8项的和等于__.【答案】4094【解析】由a 2n +1-2a 2n -a n a n +1=0,得(an +1+an )(an +1-2an )=0,又an >0,所以an +1+an >0,所以an +1-2an =0,所以an +1a n=2,所以数列{an }是以2为首项,2为公比的等比数列,所以a n =2×2n -1=2n ,所以b n =n +2 a n =n +2 ⋅2n ,令数列{bn }的前n 项的和为Tn ,T 8=3×21+4×22+⋯+9×28,则2T 8=3×22+4×23+⋯+9×29,-T 8=6+22+23+⋯+28 -9×29=6+221-271-2-9×29=2-8×29=-4094,则T 8=4094,故答案为:4094.14.已知数列{an }的前n 项和为Sn ,且Sn =2an -2,则数列n a n的前n 项和Tn =__.【答案】2-n +22n.【解析】解:∵Sn =2an -2,∴Sn -1=2an -1-2(n ≥2),设公比为q ,两式相减得:an =2an -2an -1,即an =2an -1,n ≥2,又当n =1时,有S 1=2a 1-2,解得:a 1=2,∴数列{an }是首项、公比均为2的等比数列,∴an =2n ,n a n =n2n ,又Tn =121+222+323+⋯+n2n ,12Tn =122+223+⋯+n -12n +n 2n +1,两式相减得:12Tn =12+122+123+⋯+12n -n 2n +1=121-12n1-12-n2n +1,整理得:Tn =2-n +22n.故答案为:Tn =2-n +22n .15.将1+x n (n ∈Ν+)的展开式中x 2的系数记为a n ,则1a 2+1a 3+⋅⋅⋅+1a 2015=__________.【答案】40282015【解析】1+xn的展开式的通项公式为T k +1=C k n x k ,令k =2可得a n =C 2n =n n -12;1a n =2n n -1=21n -1-1n ;所以1a 2+1a 3+⋅⋅⋅+1a 2015=21-12 +212-13 +⋯+212014-12015=21-12015 =40282015.故答案为:40282015.16.数列a n 的前项n 和为S n ,满足a 1=-12,且a n +a n +1=2n 2+2nn ∈N * ,则S 2n =______.【答案】2n 2n +1【解析】由题意,数列{a n }满足a n +a n +1=2n 2+2n,可得a 2n -1+a 2n =2(2n -1)2+2(2n -1)=2(2n -1)(2n +1)=12n -1-12n +1,所以S 2n =11-13+13-15+⋯+12n -1-12n +1=1-12n +1=2n2n +1,故答案为:2n2n +1三、解答题17.已知数列a n 满足a 1=1,2a n +1a n +a n +1-a n =0.(1)求证:数列1a n 为等差数列;(2)求数列a n a n +1 的前n 项和S n .【答案】(1)证明见解析;(2)S n =n2n +1.【解析】(1)令b n =1a n ,因为b n +1-b n =1a n +1-1a n =a n -a n +1a n ⋅a n +1=2,所以数列b n 为等差数列,首项为1,公差为2;(2)由(1)知:b n =2n -1;故a n =12n -1;所以a n a n +1=12n -1 2n +1=1212n -1-12n +1 ;所以S n =a 1a 2+a 2a 3+⋯+a n a n +1=11×3+13×5+⋯+12n -1 2n +1=121-13+13-15+⋯+12n -1-12n +1 =n 2n +1;18.已知正项数列a n 的前n 项和为S n ,a n +1-a n =3n ∈N * ,且S 3=18.(1)求数列a n 的通项公式;(2)若b n =1a n a n +1,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =3n (2)T n =n9n +9【解析】(1)∵a n +1-a n =3,∴数列a n 是以公差为3的等差数列.又S 3=18,∴3a 1+9=18,a 1=3,∴a n =3n .(2)由(1)知b n =13n ×3n +1=19×1n -1n +1 ,于是T n =b 1+b 2+b 3+⋅⋅⋅+b n =191-12 +12-13 +13-14 +⋅⋅⋅+1n -1n +1 =191-1n +1 =n 9n +919.已知数列a n 的首项为3,且a n -a n +1=a n +1-2 a n -2 .(1)证明数列1a n -2 是等差数列,并求a n 的通项公式;(2)若b n =-1 n an n +1,求数列b n 的前n 项和S n .【答案】(1)证明见解析;a n =1n+2(2)-1+-1 n1n +1【解析】(1)因为a n -a n +1=a n +1-2 a n -2 ,所a n -2 -a n +1-2 =a n +1-2 a n -2 ,则1a n +1-2-1a n -2=1,所以数列1a n -2 是以13-2=1 为首项,公差等于1的等差数列,∴1a n -2=1+n -1 =n ,即a n =1n+2;(2)b n =-1 n a n n +1=-1 n 1n n +1+2n +1 =-1 n 1n +1n +1 ,则S n =-1+12 +12+13 -13+14 +⋅⋅⋅+-1 n 1n +1n +1 =-1+-1 n 1n +1;综上,a n =1n +2,S n =-1+-1 n 1n +1 .20.已知数列a n 中,a 1=-1,且满足a n +1=2a n -1.(1)求证:数列a n -1 是等比数列,并求a n 的通项公式;(2)若b n =n +11-a n +1,求数列b n 的前n 项和为T n .【答案】(1)证明见解析,a n=-2n+1(2)T n=32-n+32n+1【解析】(1)解:对任意的n∈N∗,a n+1=2a n-1,所以a n+1-1=2a n-1,且a1-1=-2,所以数列a n-1是以-2为首项,2为公比的等比数列.所以a n-1=-2n,所以a n=-2n+1.(2)解:由已知可得b n=n+11-a n+1=n+12n+1,则T n=222+323+424+⋯+n+12n+1,所以,12T n=223+324+⋯+n 2n+1+n+12n+2,两式相减得12T n=222+123+⋯+12n+1-n+12n+2=12+181-12n-11-12-n+12n+2=34-1 2n+1-n+12n+2=34-n+32n+2,因此,T n=32-n+32n+1.21.已知等比数列a n,a1=2,a5=32.(1)求数列a n的通项公式;(2)若数列a n为正项数列(各项均为正),求数列(2n+1)⋅a n的前n项和T n.【答案】(1)a n=2n或a n=2·-2n-1;(2)T n=2+(2n-1)⋅2n+1.【解析】(1)等比数列a n的公比为q,a1=2,a5=32,则q4=a5a1=16,解得q=±2,所以当q=2时,a n=2n,当q=-2时,a n=2⋅(-2)n-1.(2)由(1)知,a n=2n,则有(2n+1)⋅a n=(2n+1)⋅2n,则T n=3×21+5×22+7×23+⋯+(2n+1)⋅2n,于是得2T n=3×22+5×23+⋯+(2n-1)⋅2n+(2n+1)⋅2n+1,两式相减,得-T n=6+2×(22+23+⋯+2n)-(2n+1)⋅2n+1=6+2×22×(1-2n-1)1-2-(2n+1)⋅2n+1=-2-(2n-1)⋅2n+1,所以T n=2+(2n-1)⋅2n+1.22.已知等差数列a n满足a1=1,a2⋅a3=a1⋅a8,数列b n的前n项和为S n,且S n=32b n.(1)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.【答案】(1)a n=1或a n=2n-1;b n=3n;(2)若a n=1,则T n=33n-13;若a n=2n-1,则T n=n-13n+1+3.【解析】(1)设等差数列a n的公差为d,∵a1=1,a2⋅a3=a1⋅a8,∴1+d1+2d=1+7d,化简得2d2-4d=0,解得:d=0或d=2,若d=0,则a n=1;若d=2,则a n=2n-1;由数列b n的前n项和为S n=32b n-32①,当n=1时,得b1=3,当n≥2时,有S n-1=32b n-1-32②;①-②有b n=32b n-32b n-1,即b nb n-1=3,n≥2,所以数列b n是首项为3,公比为3的等比数列,所以b n=3n,综上所述:a n=1或a n=2n-1;b n=3n;(2)若a n=1,则a n b n=b n=3n,则T n=3+32+⋯+3n=31-3n1-3=33n-12,若a n=2n-1,则a n b n=2n-13n,则T n=1×3+3×32+⋯+2n-1×3n③;③×3得3T n=1×32+3×33+⋯+2n-1×3n+1④;③-④得:-2T n=3+2×32+2×33+⋯+2×3n-2n-1×3n+1=3+2×32(1-3n-1)1-3-(2n-1)×3n+1整理化简得:T n=n-13n+1+3,综上所述:若a n=1,则T n=33n-13;若a n=2n-1,则T n=n-13n+1+3.。
数列题型及解题方法归纳总结
知识框架掌握了数列的基本知识,特别是等差、等比数列的定义、通项公式、求和公式及性质,掌握了典型题型的解法和数学思想法的应用,就有可能在高考中顺利地解决数列问题。
一、典型题的技巧解法 1、求通项公式 (1)观察法。
(2)由递推公式求通项。
对于由递推公式所确定的数列的求解,通常可通过对递推公式的变换转化成等差数列或等比数列问题。
(1)递推式为a n+1=a n +d 及a n+1=qa n (d ,q 为常数)例1、? 已知{a n }满足a n+1=a n +2,而且a 1=1。
求a n 。
例1、解? ∵a n+1-a n =2为常数 ∴{a n }是首项为1,公差为2的等差数列∴a n =1+2(n-1) 即a n =2n-1例2、已知{}n a 满足112n n a a +=,而12a =,求n a = (2)递推式为a n+1=a n +f (n )例3、已知{}n a 中112a =,12141n n a a n +=+-,求n a .解: 由已知可知)12)(12(11-+=-+n n a a n n )121121(21+--=n n令n=1,2,…,(n-1),代入得(n-1)个等式累加,即(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n-1)★ 说明 ?只要和f (1)+f (2)+…+f (n-1)是可求的,就可以由a n+1=a n +f (n )以n=1,2,…,(n-1)代入,可得n-1个等式累加而求a n 。
(3)递推式为a n+1=pa n +q (p ,q 为常数)例4、{}n a 中,11a =,对于n >1(n ∈N )有132n n a a -=+,求n a .解法一: 由已知递推式得a n+1=3a n +2,a n =3a n-1+2。
两式相减:a n+1-a n =3(a n -a n-1) 因此数列{a n+1-a n }是公比为3的等比数列,其首项为a 2-a 1=(3×1+2)-1=4∴a n+1-a n =4·3n-1 ∵a n+1=3a n +2? ∴3a n +2-a n =4·3n-1 即 a n =2·3n-1-1 解法二: 上法得{a n+1-a n }是公比为3的等比数列,于是有:a 2-a 1=4,a 3-a 2=4·3,a 4-a 3=4·32,…,a n -a n-1=4·3n-2,把n-1个等式累加得:∴an=2·3n-1-1(4)递推式为a n+1=p a n +q n (p ,q 为常数))(3211-+-=-n n n n b b b b 由上题的解法,得:n n b )32(23-= ∴n n nn n b a )31(2)21(32-==(5)递推式为21n n n a pa qa ++=+思路:设21n n n a pa qa ++=+,可以变形为:211()n n n n a a a a αβα+++-=-,想于是{a n+1-αa n }是公比为β的等比数列,就转化为前面的类型。
高中数学-数列求通项公式方法汇总及经典练习(含答案)
高中数学-数列求通项公式方法汇总及经典练习(含答案)1、定义法:直接求首项和公差或公比。
2、公式法:1 (1) (2)n n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩两种用途(列举),结果要验证能否写成统一的式子.例、数列{}n a 的各项都为正数,且满足()()2*14nna S n N +=∈,求数列的通项公式.解一:由()()2*14nna S n N +=∈得()()()221114411n n n n n aS S a a +++=-=---化简得()()1120n n n n a a a a +++--=,因为10,2n n n a a a +>∴-=,又()2111441S a a ==-得11a =,故{}n a 是以1为首项,2为公差的等差数列,所以21n a n =-.解二:由()()2*14nn a S n N +=∈,可得()11,12n n n a S S n -=-∴=--≥化简可得)211n S -=,即1=,又11S =,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,∴n =,从而2n S n =,所以121n n n a S S n -=-=-,又11a =也适合,故21n a n =-.练习:已知数列{a n }的前n 项和S n 满足120n n n a S S -+=(2n ≥),a 1=21,求n a . 答案:a n =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥--=)2()1(21)1(21n n n n .扩展一:作差法例、在数列}{n a 中,11a =,212323(1)n a a a na n n ++++=-+,求n a .解:由212323(1)n a a a na n n ++++=-+,得2123123(1)(2)1n a a a n a n n -++++-=-+-,两式相减,得66n na n =-+,∴ 1 (=1)66 (2)n n a n n n⎧⎪=-⎨≥⎪⎩.练习(理):已知数列{}n a 满足11231123(1)(2)n n a a a a a n a n -==++++-≥,,求n a .解:由123123(1)(2)n n a a a a n a n -=++++-≥,得1123123(1)n n n a a a a n a na +-=++++-+,两式相减,得1n n n a a na +-=,即11(2)n na n n a +=+≥,所以13222122![(1)43]2n n n n n a a a n a a n n a a a a a ---=⋅⋅⋅⋅=-⋅⋅⨯=又由已知,得2122a a a =+,则211a a ==,代入上式,得!13452n n a n =⋅⋅⋅⋅⋅=, 所以,{}n a 的通项公式为 1 (1)! (2)2n n a n n =⎧⎪=⎨≥⎪⎩.扩展二、作商法例、在数列}{n a 中,11a =,对所有的2n ≥,都有2123n a a a a n ••••=,求n a .解:∵2123n a a a a n ••••=,∴21232(1)n a a a a n -••••=-,故当2n ≥时,两式相除,得22(1)n n a n =-, ∴221 (=1) (2)(1)n n a n n n ⎧⎪=⎨≥⎪-⎩.3、 叠加法:对于型如)(1n f a a n n =-+类的通项公式.例、在数列{n a }中,31=a ,)1(11++=+n n a a n n ,求通项公式n a .答案:na n 14-=. 例、已知数列{}n a 满足112231n n n n a a ++=++-(*n N ∈),352a =,求通项n a .解:由112231n nn n aa ++=++-,两边同除以12n +,得()111131112222n n n n n n n a a n ++++-=-+≥,列出相加得121212121332323212212121-+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=---n a a n n n n又由已知求得16a =,∴()*231n n n n N a n ∈=•++.练习:已知数列}a {n 满足3a 132a a 1nn 1n =+⋅+=+,,求数列}a {n 的通项公式.答案:1n 32n 31332a n nn -+=++--⋅=.4、叠乘法:一般地,对于型如1+n a =f (n)·n a 的类型例(理)、已知数列{}n a 满足112(1)53nn n a n a a +=+⨯=,,求数列{}n a 的通项公式.解:因为112(1)53nn n a n a a +=+⨯=,,所以0n a ≠,则12(1)5n n na n a +=+,故13211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⋅⋅⋅⋅⋅121[2(11)5][2(21)5][2(11)5]3n n n n --=-+-++⨯⨯(1)1(1)(2)21122[(1)32]53325!n n n n n n n n n ---+-+++-=-⋅⋅⨯⨯⨯=⨯⨯⨯,所以数列{}n a 的通项公式为(1)12325!n n n n a n --=⨯⨯⨯.练习:在数列{a n }中,112a =,11(1n n n a a a n --=⋅+≥2),求n a . 答案:)1(1+=n n a n . 5、构造法:型如a n+1=pa n +f(n) (p 为常数且p ≠0, p ≠1)的数列(1)f(n)= q (q 为常数) 一般地,递推关系式a +1=pa n +q (p 、q 为常数,且p ≠0,p ≠1)等价与)1(11pqa p p q a n n --=--+,则{p q a n --1}为等比数列,从而可求n a .例、已知数列{}n a 满足112a =,132n n a a --=(2n ≥),求通项n a . 解:由132n n a a --=,得111(1)2n n a a --=--,又11210a -=≠,所以数列{1}n a -是首项为12,公比为12-的等比数列,∴11111(1)()1()22n nn a a -=---=+-. 练习:已知数列}{n a 的递推关系为121+=+n n a a ,且11=a ,求通项n a . 答案:12-=n na .(2) f(n)为等比数列,如f(n)= q n (q 为常数) ,两边同除以q n ,得111+=++nn n n qa p q a q ,令nn n a b q =,则可转化为b n+1=pb n +q 的形式求解.例、已知数列{a n }中,a 1=65,1111()32n n n a a ++=+,求通项n a . 解:由条件,得2 n+1a n+1=32(2 n a n )+1,令b n =2 n a n ,则b n+1=32b n +1,b n+1-3=32(b n -3) 易得 b n =3)32(341+--n ,即2 n a n =3)32(341+--n , ∴ a n =n n 2332+-. 练习、已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+⨯,12a =,求通项n a .答案:31()222nn a n =-.(3) f(n)为等差数列,如1n n a Aa Bn C +=++型递推式,可构造等比数列.(选学,注重记忆方法)例、已知数列{}n a 满足11=a ,11212n n a a n -=+-(2n ≥),求.解:令n n b a An B =++,则n n a b An B =--,∴11(1)n n a b A n B --=---,代入已知条件, 得11[(1)]212n n b An B b A n B n ---=---+-,即11111(2)(1)2222n n b b A n A B -=++++-,令202A +=,1022A B +-=,解得A=-4,B=6,所以112n n b b -=,且46n n b a n =-+, ∴{}n b 是以3为首项、以12为公比的等比数列,故132n n b -=,故13462n n a n -=+-. 点拨:通过引入一些尚待确定的系数,经过变形与比较,把问题转化成基本数列(等差或等比数列)求解. 练习:在数列{}a n 中,132a =,1263n n a a n --=-,求通项a n . 答案:a n nn -+=69912·().解:由1263n n a a n --=-,得111(63)22n n a a n -=+-,令11[(1)]2n n a An B a A n B -++=+-+,比较系数可得:A=-6,B=9,令n n b a An B =++,则有112n n b b -=,又1192b a A B ==++,∴{}n b 是首项为92,公比为12的等比数列,所以b n n =-92121(),故a n n n-+=69912·(). (4) f(n)为非等差数列,非等比数列法一、构造等差数列法例、在数列{}n a 中,1112(2)2()n n n n a a a n λλλ+*+==++-∈N ,,其中0λ>,求数列{}n a 的通项公式.解:由条件可得111221n nn nn n a a λλλλ+++⎛⎫⎛⎫-=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,∴数列2n n n a λλ⎧⎫⎪⎪⎛⎫-⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是首项为0,公差为1的等差数列,故21nnn a n λλ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,∴(1)2n n n a n λ=-+. 练习:在数列{a n }中,a na n a n n n n n 1132212==+++++,()()(),求通项a n 。
【智博教育原创专题】高中数学数列通项求解方法大全(题型超全)
高中数学数列通项求解方法大全1.观察归纳法【例1】根据数列的前几项写出下列各数列的一个通项公式: ⑴14916,,,,251017 ;⑵11111,,,,,371531-- ;⑶315171,,,,,,23456【解析】⑴221n n a n =+;⑵1(1)21n n n a +-=+;⑶11(1)2nn a n +-=+2.二阶等差或等比数列求法【例2】根据数列的前几项写出下列各数列的一个通项公式: ⑴1,3,7,15,31 ;⑵3,7,13,21,31, ;⑶1,2,4,7,11,16,【解析】⑴21nn a =-;⑵21n a n n =++;⑶222n n n a -+=3.辅助数列法【题型1】1(,)n n a ka b p q R +=+∈⑴1k =时,{}1n n n a a b a +-=⇒是等差数列,1()n a bn a b =+-;⑵1k ≠时,(构造法):设1()n n a x k a x ++=+,即(1)x k b -=得1bx k =-,数列{}n a x +是以1a x +为首项、k 为公比的等比数列,则1111n n b b a a k k k -⎛⎫+=+ ⎪--⎝⎭,即1111n n b b a a k k k -⎛⎫=++ ⎪--⎝⎭。
【例3】已知数列{}n a 满足123n n a a -=+且11a =,求数列{}n a 的通项公式。
【解析】设12()n n a x a x ++=+,即3x =,∴数列{}3n a +是以134a +=为首项、2为公比的等比数列,则113422n n n a -++=⋅=,即123n n a +=-。
【题型2】1()n n a ka f n +=+【类型1】1k =时,1()n n a a f n +-=,若()f n 可求和,则可用累加消项的方法。
【思路】(叠加法):1(1)n n a a f n --=-,依次类推有:1223(2),(3),n n n n a a f n a a f n -----=--=-21(1)a a f -=,将各式叠加并整理得111()n n i a a f n -=-=∑,即111()n n i a a f n -==+∑。
高中数学必须掌握的十种数列通项公式的解题方法和典型例题
高中数学必须掌握的十种数列通项公式的解题方法和典型例题
在高考中数列部分的考查既是重点又是难点,不论是选择题或填空题中对基础知识的考查,还是压轴题中与其他章节知识的综合,抓住数列的通项公式通常是解题的关键和解决数列难题的瓶颈。
求通项公式也是学习数列时的一个难点。
由于求通项公式时渗透多种数学思想方法,因此求解过程中往往显得方法多、灵活度大、技巧性强。
通项公式普通的求法:
(1)构造等比数列:凡是出现关于后项和前项的一次递推式都可以构造等比数列求通项公式;
(2)构造等差数列:递推式不能构造等比数列时,构造等差数列;
(3)递推:即按照后项和前项的对应规律,再往前项推写对应式。
已知递推公式求通项常见方法:
①已知a1=a,a n+1=qa n+b,求a n时,利用待定系数法求解,其关键是确定待定系数λ,使a n+1+λ=q(a n+λ)进而得到λ。
②已知a1=a,a n=a n-1+f(n)(n≥2),求a n时,利用累加法求解,即
a n=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a n-a n-1)的方法。
③已知a1=a,a n=f(n)a n-1(n≥2),求a n时,利用累乘法求解。
非常实用的十大解题方法及典型例题
方法一数学归纳法
方法二 Sn 法
方法三累加法
方法四累乘法
方法五构造法一
方法六构造法二
方法七构造法三
方法八构造法四
方法九构造五
方法十构造六。
高中数学求解数列通项公式常用方法总结
高中数学求解数列通项公式常用方法总结(共15种类型类型1(迭加法1112212212(212(log 1(n 1n nn n n n n n n a a f n n-++-⎧⎪⎪⎪-+⎪⎪--==⎨⎪⎪⎪⎪⎪+⎩,n a a求,11=以上6种情况都要试着做一遍例1:已知数列{}n a满足11211,2n n a a a n n+=-=+,求n a。
解:由条件知:121111(11n n a a n n n n n n+-===-+++分别令1,2,3,,(1n n=-,代入上式得(1n-个等式累加之,即21 32431((((n n a a a a a a a a--+-+-++-1111111(1(((223341n n=-+-+-++--所以111n a a n-=-111131, 1222n a a n n=∴=+-=-类型2(迭乘法11(=2n n n n a f n n a++⎧⎪=⎨⎪⎩,n a a求,11=例2:已知数列{}n a满足112,31n n n a a a n+==+,求n a。
解:由条件知11n n a n a n+=+,分别令1,2,3,,(1n n=-,代入上式得(1n-个等式累乘之,即3241231112311234n n n a a a a a n a a a a n a n--=⨯⨯⨯⨯⇒=又122,33n a a n=∴=∵类型3(退一相减法递推公式为S n与a n的关系式。
(或(n n S f a=解法:这种类型一般利用11(1(2n n n S n a S S n-=⎧=⎨-≥⎩与11((n n n n n a S S f a f a--=-=-消去n S(2n≥或与1 ((2n n n S f S S n-=-≥消去n a进行求解。
常见题型:1、12++=n n S n,n a求(关系与n S n2、n n n a a S求,23+=(关系与n n a S3、n n a a a a n 22223133221+⋅⋅⋅+++=+,求n a(n a n与例:已知数列{}n a前n项和214 2n n n S a-=--.(1求1n a+与n a的关系;(2求通项公式n a.解:(12142n n n S a-=--得:111142n n n S a++-=--于是112111((22n n n n n n S S a a++---=-+-所以1111111222n n n n n n n a a a a a+++-=-+⇒=+.类型3(构造法1 n 1n a pa q+=+(其中,p q均为常数,((10pq p-≠。
(完整版)高中数列的常见解法)
数列解题方法、基础知识:数列:1. 数列、项的概念:按一定次序排列的一列数,叫做数列,其中的每一个数叫做数列的项 .2. 数列的项的性质:①有序性:②确定性:③可重复性.3. 数列的表示:通常用字母加右下角标表示数列的项,其中右下角标表示项的位置序号,因此数列的一般形式可以写成a i, a2, a3,…,a n,(…),简记作{ a n}.其中a n是该数列的第_n_项,列表法、图象法、符号法、列举法、解析法、公式法(通项公式、递推公式、求和公式)都是表示数列的方法.4. 数列的一般性质:①单调性:②周期性.5. 数列的分类:①按项的数量分:有穷数列、无穷数列 ;②按相邻项的大小关系分:递增数列、递减数列、常数列、摆动数列、其他;③按项的变化规律分:等差数列、等比数列、其他;④按项的变化范围分:有界数列、无界数列.6 .数列的通项公式:如果数列{a n}的第n项a n与它的序号n之间的函数关系可以用一个公式a n=f (n)( n€ N+或其有限子集{1 , 2, 3,…,n}) 来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式•数列的项是指数列中一个确定的数,是函数值,而序号是指数列中项的位置,是自变量的值•由通项公式可知数列的图象是散点图,点的横坐标是项的序号值,纵坐标是各项的值•不是所有的数列都有通项公式,数列的通项公式在形式上未必唯一.7 •数列的递推公式:如果已知数列{a n}的第一项(或前几项),且任一项a n与它的前一项a n-i (或前几项a n-i, a n-2,…)间关系可以用一个公式a n=f (a n1)( n=2, 3,…)(或a n=f ( a n 1,a n 2) (n=3, 4, 5,…),…)来表示,那么这个公式叫做这个数歹U 的递推公式——n8 数列的求和公式:设S表示数列{a n}和前n项和,即S= a i=&+&+•••+a n,如果S与i 1项数n之间的函数关系可以用一个公式这个公式叫做这个数列的求和公式•S= f (n) (n=1, 2, 3,…)来表示,那么9 •通项公式与求和公式的关系:通项公式a n与求和公式S的关系可表示为:a n S1(nS n1)S n 1(n2)数列求和的常用方法:1、拆项分组法:即把每一项拆成几项,重新组合分成几组,转化为特殊数列求和。
高中数学解题方法系列:数列中求通项的10种方法
高中数学解题方法系列:数列中求通项的10种方法一、公式法例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+⨯,12a =,求数列{}n a 的通项公式。
解:1232n n n a a +=+⨯两边除以12n +,得113222n n n n a a ++=+,则113222n n n n a a ++-=,故数列{}2n na 是以1222a 11==为首项,以23为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31()222n n a n =-。
二、累加法 )(1n f a a n n =--例2 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。
解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则112322112()()()()[2(1)1][2(2)1](221)(211)12[(1)(2)21](1)1(1)2(1)12(1)(1)1n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n n n n n n n ---=-+-++-+-+=-++-+++⨯++⨯++=-+-++++-+-=+-+=-++=L L L 所以数列{}n a 的通项公式为2n a n =。
例3已知数列{}n a 满足1132313n n n a a a +=+⨯+=,,求数列{}n a 的通项公式。
解:13231n n n a a +=+⨯+两边除以13n +,得111213333n n n n n a a +++=++, 则111213333n n n n n a a +++-=+ 三、累乘法 )(1n f a a n n =- 例4 已知数列{}n a 满足112(1)53n n n a n a a +=+⨯=,,求数列{}n a 的通项公式。
高中数学解题方法系列:数列中求最大项或最小项的方法
高中数学解题方法系列:数列中求最大项或最小项的方法法一:利用单调性①差值比较法若有0)()1(1>-+=-+n f n f a a n n ,则n n a a >+1,则 <<<<<+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若有0)()1(1<-+=-+n f n f a a n n ,则n n a a <+1,则 >>>>>+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最大项为)1(1f a =.②商值比较法若有0)(>=n f a n 对于一切n ∈N *成立,且1)()1(1>+=+n f n f a a n n ,则n n a a >+1,则 <<<<<+121n n a a a a 即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若有0)(>=n f a n 对于一切n ∈N *成立,且1)()1(1<+=+n f n f a a n n ,则n n a a <+1,则 >>>>>+121n n a a a a 即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =.③利用放缩法若进行适当放缩,有n n a n f n f a =>+=+)()1(1,则 <<<<<+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若进行适当放缩,有n n a n f n f a =<+=+)()1(1,则 >>>>>+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最大项为)1(1f a =.法二:先猜后证通过分析,推测数列}{n a 的某项k a (k ∈N *)最大(或最小),再证明)(k n k n a a a a ≥≤或对于一切n ∈N *都成立即可.这样就将求最值问题转化为不等式的证明问题.例1已知函数x x x f 63)(2+-=,S n 是数列}{n a 的前n 项和,点(n ,S n )(n ∈N *)在曲线)(x f y =上.(Ⅰ)求数列}{n a 的通项公式;(Ⅱ)若1)21(-=n n b ,6nn n b a c ∙=,且T n 是数列}{n c 的前n 项和.试问T n 是否存在最大值?若存在,请求出T n 的最大值;若不存在,请说明理由.解(Ⅰ)因为点(n ,S n )在曲线)(x f y =上,又x x x f 63)(2+-=,所以n n S n 632+-=.当n =1时,311==S a .当n >1时,1--=n n n S S a ,69)]1(6)1(3[)63(22n n n n n -=-+---+-=当n =1时,31=a 也满足上式,所以n a n 69-=.(Ⅱ)因为n n n n n n n n n b a c b )21)(23(6)21)(69(61,)21(11-=-===--①所以,21)(23()21)(3()21)(1(2132nn n T -++-+-+= ②,)21)(23(21)(3()21)(1(21(211432+-++-+-+=n n n T ③②-③得132)21)(23()21)(2(21)(2(21)(2(2121+---++-+-+=n n n n T 112)21)(23(211]21(1[)21()2(21+------+=n n n .整理得1)21)(12(-+=nn n T ④利用差值比较法由④式得121)(32(11-+=++n n n T ,所以.)21)(21()21)](12(23[)21)](12(21)(32[(21)(12(21)(32(11n n nn n n n n n n n n n T T n-=+-+=+-+=+-+=-++因为1≥n ,所以021<-n .又0)21(>n,所以01<-+n n T T 所以n n T T <+1,所以 >>>>>>+1321n n T T T T T .所以T n 存在最大值.211=T 利用商值比较法由④式得021)(12(1>+=+nn n T .因为,)12(22)12()12(232)21)(12()21)(32(1111n n n n n n T T n n n n +++=++=++=++++165)1221(21)1221(21<=++≤++=n 所以111+<++n n T T ,即n n T T <+1.所以 >>>>>>+1321n n T T T T T /所以T n 存在最大值211=T .利用放缩法由①式得0)21)(21(21)](1(23[111<-=+-=+++n n n n n c ,又因为T n 是数列}{n c 的前n项和,所以n n n n T c T T <+<++11.所以 >>>>>>+1321n n T T T T T 所以T n 存在最大值211=T .先猜后证通过分析,推测数列}{n T 的第一项211=T 最在.下面证明:*)2(1N ∈≥<n n T T n 且.方法①分析法因为121)(12(-+=nn n T ,所以只要证明21121)(12(<-+nn .即只要证明2321)(12(<+nn .只需要证明2423+>∙n n.即只要证明02423>--∙n n由二项式定理得2≥n 且*Ν∈n 时,222)1(1)11(22210++=-++=++≥+=n n n n n C C C nnnnn所以02423>--∙n n成立.所以)2(1≥<n T T n 成立.所以n T 存在最大值211=T .方法②利用数学归纳法(i)当n =2时,因为121)(12(-+=nn n T ,所以1222141121)(14(T T =<=-+=,不等式成立.(ii)假设)2(≥=k k n 时不等式成立,即1T T k <.则当1+=k n 时,.1111++++<+=k k k k c T c T T 由①式得.0)21)(21()21)](1(23[111<-=+-=+++k k k k k c 所以11T T k <+.这就是说,当n =k +1时,不等式也成立.由(i)(ii)得,对于一切2≥n 且*N ∈n ,总有1T T n <成立.所以n T 存在最大值211=T .数列是一种特殊的函数,其通项公式可以视为函数的解析式.因此可以通过判断函数单调性的方法来求函数的最大值,然后通过分析求出数列的最大项.但如果函数的单调性较难判断,那就需要探求另一种途径来解决.例若数列{}n a 的通项公式9(1)(10nn a n =+⋅,求{}n a 的最大项.解:设n a 是数列{}n a 中的最大项,则11,(2)n n n n a a n a a -+≥⎧≥⎨≥⎩,即1199(1)()(),101099(1)()(2)().1010n n n n n n n n -+⎧+⋅≥⋅⎪⎪⎨⎪+⋅≥+⋅⎪⎩解,得89n ≤≤,又∵n N +∈,∴8n =或9,9898910a a ==.当1n =时,91899510a =<,∴{}n a 的最大项为9898910a a ==.对于这种解法,不少同学可能会存在疑问.下面将可能出现的疑问一一展示,加以分析,以探究问题的实质及其解决方法.疑问1:为什么要单独讨论1n =的情况?分析:由于11,(2)n n nn a a n a a -+≥⎧≥⎨≥⎩这个不等式中出现了下标1n -,而数列中的项应该从1开始,因此11n -≥,即2n ≥。
高中数学解数列的常用技巧和方法详解
高中数学解数列的常用技巧和方法详解数列是高中数学中非常重要的一个概念,它在各种数学问题中都有广泛的应用。
解数列问题需要掌握一些常用的技巧和方法,本文将详细介绍其中的一些重要内容。
一、等差数列的求和公式等差数列是指数列中相邻两项之间的差值是一个常数的数列。
对于等差数列,我们可以通过求和公式来快速计算前n项的和。
设等差数列的首项为a1,公差为d,前n项的和为Sn,则有以下公式:Sn = (n/2)(a1 + an)其中,an为数列的第n项。
这个公式的推导可以通过数学归纳法来证明,但在解题时我们可以直接使用。
例如,对于等差数列1, 3, 5, 7, 9,要求前4项的和,可以直接套用求和公式:S4 = (4/2)(1 + 9) = 20二、等比数列的求和公式等比数列是指数列中相邻两项之间的比值是一个常数的数列。
对于等比数列,我们同样可以通过求和公式来计算前n项的和。
设等比数列的首项为a1,公比为r,前n项的和为Sn,则有以下公式:Sn = a1(r^n - 1) / (r - 1)这个公式同样可以通过数学归纳法来证明,但在解题时我们也可以直接使用。
例如,对于等比数列2, 4, 8, 16,要求前5项的和,可以直接套用求和公式:S5 = 2(2^5 - 1) / (2 - 1) = 62三、数列的通项公式除了求和公式,我们还需要掌握数列的通项公式,即可以通过该公式直接计算数列的第n项。
数列的通项公式可以通过观察数列的规律来得出,也可以通过已知的前几项来推导。
例如,对于等差数列1, 4, 7, 10,我们可以观察到每一项都比前一项大3,因此可以猜测数列的通项公式为an = 3n - 2。
我们可以验证这个猜测是否正确:当n = 1时,an = 3(1) - 2 = 1,符合数列的首项;当n = 2时,an = 3(2) - 2 = 4,符合数列的第二项;当n = 3时,an = 3(3) - 2 = 7,符合数列的第三项;当n = 4时,an = 3(4) - 2 = 10,符合数列的第四项。
高中数学中的数列极限定义及其求解法则
高中数学中的数列极限定义及其求解法则数列极限是高中数学课程中的一个重要内容,也是大学数学中的基础概念之一。
在高中阶段,我们需要学习数列极限的定义、判定和求解法则,理解其本质和应用,为进一步深入学习数学打好基础。
一、数列的极限定义在数学中,数列是按照一定规律排列的数的序列,表示为{an},其中an表示数列中第n个数。
如1,2,3,4……即为一个自然数数列。
当数列中的数逐渐趋向于一个确定的数L时,我们称L为该数列的极限,也称数列的极限存在。
数学上表示为:lim(n→∞)an = L其中lim表示“当n无限趋近于正无穷时的极限值”,an表示数列中的第n个数,L为数列的极限值。
二、常用的数列极限判定法则1. 夹逼准则夹逼准则是求解数列极限的常用方法,其核心思路是通过夹逼使得数列趋近于某个范围内的值。
具体来说,对于数列{an},如果有:an ≤ bn ≤ cn,且lim(n→∞)an = lim(n→∞)cn = L,则有lim(n→∞)bn= L。
其中,an和cn是分别代表着L的下限和上限的数列。
该方法的原理是利用如果一个数列逼近L,同时另外两个数列且夹在中间,则这两个数列同样逼近L。
例如:求解数列an =(n+2)/(2n+1)的极限。
将分子分母同时除以n,得到an = 1/2+3/(4n+2)。
由于lim(n→∞)3/(4n+2)= 0,所以an的极限等于lim(n→∞)1/2=1/2。
2. 单调有界准则单调有界准则是指如果数列{an}单调递增(或递减),且有一个数M使得|an|≤ M对于所有n成立,则该数列有极限。
此时,数列的极限就是其单调递增(或递减)的极限。
例如:求解数列an =(n+1)/n²的极限。
由于当n≥1时,有an ≤(n+1)/n,所以an为单调递减的数列。
同时,1/n是单调递减的有界数列,其最小值为0,所以an也是单调有界的。
因此,数列an有极限,其极限值等于an的单调递减极限:lim(n→∞)an=lim(n→∞)(n+1)/n²=0。
高中数学解题方法系列:数列中求最大项或最小项的方法
高中数学解题方法系列:数列中求最大项或最小项的方法法一 :利用单调性 ①差值比较法若有0)()1(1>-+=-+n f n f a a n n ,则n n a a >+1,则 <<<<<+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若有0)()1(1<-+=-+n f n f a a n n ,则n n a a <+1,则 >>>>>+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最大项为)1(1f a =. ②商值比较法若有0)(>=n f a n 对于一切n ∈N *成立,且1)()1(1>+=+n f n f a a n n ,则n n a a >+1,则 <<<<<+121n n a a a a 即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若有0)(>=n f a n 对于一切n ∈N *成立,且1)()1(1<+=+n f n f a a n n ,则n n a a <+1,则 >>>>>+121n n a a a a 即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =.③利用放缩法若进行适当放缩,有n n a n f n f a =>+=+)()1(1,则 <<<<<+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递增数列,所以数列}{n a 的最小项为)1(1f a =;若进行适当放缩,有n n a n f n f a =<+=+)()1(1,则 >>>>>+121n n a a a a ,即数列}{n a 是单调递减数列,所以数列}{n a 的最大项为)1(1f a =.法二: 先猜后证通过分析,推测数列}{n a 的某项k a (k ∈N *)最大(或最小),再证明)(k n k n a a a a ≥≤或对于一切n ∈N *都成立即可. 这样就将求最值问题转化为不等式的证明问题.例1 已知函数x x x f 63)(2+-= ,S n 是数列}{n a 的前n 项和,点(n ,S n )(n ∈N *)在曲线)(x f y =上.(Ⅰ)求数列}{n a 的通项公式;(Ⅱ)若1)21(-=n n b ,6n n n b a c •=,且T n 是数列}{n c 的前n 项和. 试问T n 是否存在最大值?若存在,请求出T n 的最大值;若不存在,请说明理由.解 (Ⅰ)因为点(n ,S n )在曲线)(x f y =上,又x x x f 63)(2+-=,所以n n S n 632+-=.当n =1时,311==S a . 当n >1时,1--=n n n S S a,69)]1(6)1(3[)63(22n n n n n -=-+---+-=当n =1时,31=a 也满足上式,所以n a n 69-=.(Ⅱ)因为n n n n n n n n n b a c b )21)(23(6)21)(69(61,)21(11-=-===-- ① 所以,)21)(23()21)(3()21)(1(2132n n n T -++-+-+= ②,)21)(23()21)(3()21)(1()21(211432+-++-+-+=n n n T ③ ②-③得 132)21)(23()21)(2()21)(2()21)(2(2121+---++-+-+=n n n n T112)21)(23(211])21(1[)21()2(21+------+=n n n .整理得1)21)(12(-+=n n n T ④利用差值比较法由④式得1)21)(32(11-+=++n n n T ,所以.)21)(21()21)](12(23[)21)](12()21)(32[()21)(12()21)(32(11n n nn n n n n n n n n n T T n-=+-+=+-+=+-+=-++ 因为1≥n ,所以021<-n . 又0)21(>n ,所以01<-+n n T T 所以n n T T <+1,所以 >>>>>>+1321n n T T T T T . 所以T n 存在最大值.211=T 利用商值比较法由④式得0)21)(12(1>+=+n n n T .因为,)12(22)12()12(232)21)(12()21)(32(1111•n n n n n n T T nn n n +++=++=++=++++165)1221(21)1221(21<=++≤++=n 所以111+<++n n T T ,即n n T T <+1. 所以 >>>>>>+1321n n T T T T T / 所以T n 存在最大值211=T . 利用放缩法由①式得0)21)(21()21)](1(23[111<-=+-=+++n n n n n c ,又因为T n 是数列}{n c 的前n 项和,所以n n n n T c T T <+<++11. 所以 >>>>>>+1321n n T T T T T 所以T n 存在最大值211=T .先猜后证通过分析,推测数列}{n T 的第一项211=T 最在. 下面证明:*)2(1N ∈≥<n n T T n 且.方法① 分析法因为1)21)(12(-+=n n n T ,所以只要证明211)21)(12(<-+n n . 即只要证明23)21)(12(<+n n . 只需要证明2423+>•n n . 即只要证明02423>--•n n 由二项式定理得2≥n 且*Ν∈n 时,222)1(1)11(22210++=-++=++≥+=n n n n n C C C nnnnn所以02423>--•n n 成立. 所以)2(1≥<n T T n 成立. 所以n T 存在最大值211=T . 方法② 利用数学归纳法(i )当n =2时,因为1)21)(12(-+=n n n T ,所以12221411)21)(14(T T =<=-+=,不等式成立.(ii )假设)2(≥=k k n 时不等式成立,即1T T k <. 则当1+=k n 时,.1111++++<+=k k k k c T c T T由①式得.0)21)(21()21)](1(23[111<-=+-=+++k k k k k c 所以11T T k <+. 这就是说,当n =k +1时,不等式也成立.由(i )(ii )得,对于一切2≥n 且*N ∈n ,总有1T T n <成立. 所以n T 存在最大值211=T .数列是一种特殊的函数,其通项公式可以视为函数的解析式.因此可以通过判断函数单调性的方法来求函数的最大值,然后通过分析求出数列的最大项.但如果函数的单调性较难判断,那就需要探求另一种途径来解决.例 若数列{}n a 的通项公式9(1)()10n n a n =+⋅,求{}n a 的最大项.解:设n a 是数列{}n a 中的最大项,则11,(2)n n n n a a n a a -+≥⎧≥⎨≥⎩,即1199(1)()(),101099(1)()(2)().1010n n n n n n n n -+⎧+⋅≥⋅⎪⎪⎨⎪+⋅≥+⋅⎪⎩解,得89n ≤≤, 又∵n N +∈, ∴8n =或9,9898910a a ==.当1n =时,91899510a =<,∴{}n a 的最大项为9898910a a ==.对于这种解法,不少同学可能会存在疑问.下面将可能出现的疑问一一展示,加以分析,以探究问题的实质及其解决方法.疑问1:为什么要单独讨论1n =的情况?分析:由于11,(2)n n n n a a n a a -+≥⎧≥⎨≥⎩这个不等式中出现了下标1n -,而数列中的项应该从1开始,因此11n -≥,即2n ≥。
数列求和的8种常用方法(最全)
数列求和的8种常用方法(最全)一、前言在高中数学以及各类应用数学问题中,数列求和问题是非常常见的。
解决数列求和问题不仅需要对常用数列的规律进行深刻的理解,还需要掌握多种数列求和的方法。
本文将介绍数列求和的八种常用方法,并且会结合具体的数列实例来进行讲解。
尽力做到对每一种方法的介绍都能够做到极致详细,希望对读者有所帮助。
二、数列求和的8种常用方法1. 等差数列求和公式对于一个首项为$a_1$,公差为$d$,共有$n$ 项的等差数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d)$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$1,3,5,7,9$ 的和。
分析:此数列的首项为1,公差为2,总共有5项。
解答:$$S_5 = \frac{5}{2}(2\times 1 + (5-1)\times 2)=25$$因此,数列$1,3,5,7,9$ 的和为25。
2. 等比数列求和公式对于一个首项为$a_1$,公比为$q$,共有$n$ 项的等比数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{a_1(1-q^n)}{1-q}$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$2,4,8,16,32$ 的和。
分析:此数列的首项为2,公比为2,总共有5项。
解答:$$S_5=\frac{2\times (1-2^5)}{1-2}=-62$$因此,数列$2,4,8,16,32$ 的和为-62。
3. 几何级数通项公式求和对于一般形式为$a_1r^{n-1}$ 的数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{a_1(1-r^n)}{1-r}$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$1,-\frac{1}{2},\frac{1}{4},-\frac{1}{8},\frac{1}{16}$ 的和。
分析:此数列的首项是1,公比是$-\frac{1}{2}$,总共有5项。
高中数学数列求解方法 (完整版)
高中数学数列解题方法总结类型一:)(1n f a a n n +=+()(n f 可以求和)−−−−→解决方法累加法例1、在数列{}n a 中,已知1a =1,当2n ≥时,有121n n a a n -=+-()2n ≥,求数列的通项公式。
解析:121(2)n n a a n n --=-≥∴213243113521n n a a a a a a a a n --=⎧⎪-=⎪⎪-=⎨⎪⎪-=-⎪⎩ 上述1n -个等式相加可得: 211n a a n -=- 2n a n ∴=类型二:1()n n a f n a +=⋅ (()f n 可以求积)−−−−→解决方法累积法 例2、在数列{}n a 中,已知11,a =有()11n n na n a -=+,(2n ≥)求数列{}n a 的通项公式。
解析:1232112321n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----=⋅⋅⋅⋅123211143n n n n n n --=⋅⋅⋅⋅+-21n =+ 又1a 也满足上式;21n a n ∴=+ *()n N ∈类型三:1(n n a Aa B +=+≠其中A,B 为常数A 0,1)−−−−→解决方法待定常数法 可将其转化为1()n n a t A a t ++=+,其中1Bt A =-,则数列{}n a t +为公比等于A 的等比数列,然后求n a 即可。
例3 在数列{}n a 中, 11a =,当2n ≥时,有132n n a a -=+,求数列{}n a 的通项公式。
解析:设()13n n a t a t -+=+,则132n n a a t -=+1t ∴=,于是()1131n n a a -+=+{}1n a ∴+是以112a +=为首项,以3为公比的等比数列。
1231n n a -∴=⋅-类型四:()110n n n Aa Ba Ca +-++=⋅⋅≠;其中A,B,C 为常数,且A B C 0可将其转化为()()()112n n n n A a a a a n αβα+-+=+≥-----(*)的形式,列出方程组A B C αββα⋅-=⎧⎨-⋅=⎩,解出,;αβ还原到(*)式,则数列{}1n na a α++是以21a a α+为首项, A β为公比的等比数列,然后再结合其它方法,就可以求出n a 。
高考数列求解技巧
高考数列求解技巧高考数列题目在高中数学中占据很大的比例,掌握解题技巧对于提高解题速度和准确性非常重要。
下面介绍一些高考数列题目的求解技巧:1. 常见数列类型:高考中常见的数列类型有等差数列、等比数列、斐波那契数列等。
了解不同数列类型的性质和特点,对于解答题目非常有帮助。
2. 等差数列的求解技巧:对于等差数列,常见的求解技巧有:- 求公差:通过已知条件求出公差,进而推算出数列中任意一项。
- 求和公式:利用等差数列的求和公式,可以快速求解数列的和。
- 求项数:已知数列的首项、末项和公差,可以通过求解项数的方程得出项数。
3. 等比数列的求解技巧:对于等比数列,常见的求解技巧有:- 求公比:通过已知条件求出公比,进而推算出数列中任意一项。
- 求和公式:利用等比数列的求和公式,可以快速求解数列的和。
- 求项数:已知数列的首项、末项和公比,可以通过求解项数的方程得出项数。
4. 数列的递推关系:数列题目中经常会给出递推公式,通过利用递推关系可以求解数列中的任意一项。
递推关系的求解方法有: - 利用前后项之间的关系求解。
有时候可以通过前一项和后一项的关系,得出递推公式。
- 利用首项和递推步长求解。
有时候可以通过知道数列的首项和递推步长,推算出递推公式。
5. 数列的性质和特点:不同类型的数列有其特点和性质,通过了解数列的性质和特点,可以更加快速地解决题目。
例如:- 等差数列:相邻项之间的差值是常数。
- 等比数列:相邻项之间的比值是常数。
- 斐波那契数列:每一项等于其前两项之和。
6. 选项中的数列特征:在选择题中,有时候题目给出一系列数列,并要求选择符合某种特征的数列。
这时候可以通过观察选项中数列的特征,判断是否符合题目要求。
7. 尝试常用的数列运算技巧:在解题过程中,可以尝试一些常用的数列运算技巧,例如:- 差分法:将数列中的一项与前一项的差值构成一个新的数列,可以通过观察差分后的数列特点来求解题目。
- 通项归纳法:通过观察数列的通项公式,利用归纳和推理来求解题目。
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高中数学数列解题方法总结类型一:)(1n f a a n n +=+()(n f 可以求和)−−−−→解决方法累加法例1、在数列{}n a 中,已知1a =1,当2n ≥时,有121n n a a n -=+-()2n ≥,求数列的通项公式。
解析:121(2)n n a a n n --=-≥∴213243113521n n a a a a a a a a n --=⎧⎪-=⎪⎪-=⎨⎪⎪-=-⎪⎩ 上述1n -个等式相加可得: 211n a a n -=- 2n a n ∴=类型二:1()n n a f n a +=⋅ (()f n 可以求积)−−−−→解决方法累积法 例2、在数列{}n a 中,已知11,a =有()11n n na n a -=+,(2n ≥)求数列{}n a 的通项公式。
解析:1232112321n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----=⋅⋅⋅⋅123211143n n n n n n --=⋅⋅⋅⋅+-21n =+ 又1a 也满足上式;21n a n ∴=+ *()n N ∈类型三:1(n n a Aa B +=+≠其中A,B 为常数A 0,1)−−−−→解决方法待定常数法 可将其转化为1()n n a t A a t ++=+,其中1Bt A =-,则数列{}n a t +为公比等于A 的等比数列,然后求n a 即可。
例3 在数列{}n a 中, 11a =,当2n ≥时,有132n n a a -=+,求数列{}n a 的通项公式。
解析:设()13n n a t a t -+=+,则132n n a a t -=+1t ∴=,于是()1131n n a a -+=+{}1n a ∴+是以112a +=为首项,以3为公比的等比数列。
1231n n a -∴=⋅-类型四:()110n n n Aa Ba Ca +-++=⋅⋅≠;其中A,B,C 为常数,且A B C 0可将其转化为()()()112n n n n A a a a a n αβα+-+=+≥-----(*)的形式,列出方程组A B C αββα⋅-=⎧⎨-⋅=⎩,解出,;αβ还原到(*)式,则数列{}1n na a α++是以21a a α+为首项, A β为公比的等比数列,然后再结合其它方法,就可以求出n a 。
例4、 在数列{}n a 中, 12a =,24a =,且1132n n n a a a +-=-()2n ≥求数列{}n a 的通项公式。
解析:令11(),(2)n n n n a a a a n αβα+-+=+≥得方程组32βααβ-=⎧⎨⋅=-⎩ 解得1,2;αβ=-=()()1122n n n n a a a a n +-∴-=-≥则数列{}1n n a a +-是以21a a -为首项,以2为公比的等比数列11222n n n n a a -+∴-=⨯=21232343112222n n n a a a a a a a a ---=⎧⎪-=⎪⎪∴-=⎨⎪⎪-=⎪⎩ 112(12)2212n n n a a --∴-==-- ()*2n n a n N ∴=∈类型五:)(1n f ka a n n +=+ (0≠k 且1≠k )一般需一次或多次待定系数法,构造新的等差数列或等比数列。
(1)若b an n f +=)(,则可设)()1(1B An a k B n A a n n ++=++++∴A B k An k ka a n n --+-+=+)1()1(1∴ ⎩⎨⎧=--=-b A B k a A k )1()1( 解得:1-=k a A ,2)1(1-+-=k a k b B∴}{B An a n ++是以B A a ++1为首项,k 为公比的等比数列∴ 11)(-⋅++=++n n k B A a B An a∴B An k B A a a n n --⋅++=-11)( 将A 、B 代入即可 (2)若n q n f =)((≠q 0,1),则等式两边同时除以1+n q 得q q a q k qa n n n n 111+•=++ 令nn n q a C =则q C q k C nn 11+=+ ∴}{n C 可归为b ka a n n +=+1型 例6 设在数列{}n a 中, 11a =,()112122n n a a n n -=+-≥求数列{}n a 的通项公式。
解析:设 n n b a An b =++ ()1112n n a An B a A n B -∴++=+-+⎡⎤⎣⎦ 展开后比较得204261022AA AB B ⎧+=⎪=-⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪+-=⎪⎩ 这时()11462n n n n b b a n -=≥=-+n 2且b{}n b ∴是以3为首项,以12为公比的等比数列1132n n b -⎛⎫∴=⋅ ⎪⎝⎭即113462n n a n -⎛⎫⋅=-+ ⎪⎝⎭,113462n n a n -⎛⎫∴=⋅+- ⎪⎝⎭例7 在数列{}n a 中, 12a =,()11222n n n a a n +-=+≥求数列{}n a 的通项公式。
解析:()11222n n n a a n +-=+≥1122n n n a a +-∴-=,两边同除以2n 得11222n n n n a a ---=2n n a ⎧⎫∴⎨⎬⎩⎭是以12a =1为首项,2为公差的等差数列。
()112212nn a n n ∴=+-⨯=- 即()221n n a n =- 类型六:1nn n c a a pa d+⋅=+(0c p d ⋅⋅≠)−−−−→解决方法倒数法 例10 已知14a =,1221nn n a a a +⋅=+,求n a 。
解析:两边取倒数得:11112n n a a +-=,设1,n n b a =则1112n n b b +-=; 令11()2n n b t b t ++=+;展开后得,2t =-;12122n n b b +-∴=-; {}2n b ∴-是以1117224b a -=-=-为首项,12为公比的等比数列。
171242n n b -⎛⎫⎛⎫∴-=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭;即1171242n n a -⎛⎫⎛⎫-=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,得12227n n n a ++=-;评注:去倒数后,一般需构造新的等差(比)数列。
类型七: ()n n S f a =−−−−→解决方法11(1)(2)n n n s n a s s n -=⎧=⎨-≥⎩例11 已知数列{}n a 前n 项和2214---=n n n a S .()1求1+n a 与n a 的关系; (2)求通项公式n a .解析:()1)11n =时,11142a s a ==--,得11a =;)22n ≥时,1123114422n n n n n n n a s s a a ----=-=---++;得11122n n n a a +=+。
(2)在上式中两边同乘以12n +得11222n n n n a a ++-=;{}2n n a ∴数列是以1122a =为首项,2为公差的等差数列;22222n n a n n ∴=+-=;得12n n na -=。
类型八:周期型 例12若数列{}n a 满足⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<≤-≤≤=+)121(,12)210(,21n n n n n a a a a a ,若761=a ,则20a 的值为___________。
解析:根据数列{}n a 的递推关系得它的前几项依次为:65365367777777,,,,,,;我们看出这个数列是一个周期数列,三项为一个周期;20257a a ∴==. 类型九、利用数学归纳法求通项公式 例13 已知数列}a {n 满足98a )3n 2()1n 2()1n (8a a 122n 1n =++++=+,,求数列}a {n 的通项公式。
22(21)1(21)n n a n +-=+解析:根据递推关系和189a =得,232448,,2549a a ==所以猜测22(21)1(21)n n a n +-=+,下面用数学归纳法证明它;)11n =时成立(已证明))2假设n k =(2)k ≥时,命题成立,即22(21)1(21)k k a k +-=+, 则1n k =+时,1228(1)(21)(23)k k k a a k k ++=+++=()()()222281(21)1(21)2123k k k k k ++-++++ =()()432221664844482123kk k k k k ++++++()()()()()()22222221231231212323k k k k k k ⎡⎤⎡⎤++-+-⎣⎦⎣⎦==+++。
∴1n k =+时命题成立;由)1)2可知命题对所有的*n N ∈均成立。