高考二轮复习第11讲 数列求和及应用

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第11讲 数列求和及应用

1.数列的单调性

对于数列{a n },若a n +1>a n ,则{a n }为递增数列; 若a n +1

2.等差数列{a n }的通项公式a n 是关于n 的一次函数a n =dn +(a 1-d )(d ≠0)前n 项和S n 是关于n 的无常数项的二次函数S n =d

2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,(d ≠0) 3.数列中不等式的放缩技巧 (1)1k 2<1k 2-1=12⎝⎛⎭⎫1

k -1-1k +1; (2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k ; (3)2(n +1-n )<

1

n

<2(n -n -1). 4.一般地,若{a n }为等差数列,则求数列⎩⎨⎧⎭

⎬⎫

1a n a n +1的前n 项和可用裂项相消法求和,事实

上,1a n a n +1=d

da n a n +1=a n +1-a n da n a n +1=1d ·⎝

⎛⎭⎫1a n -1a n +1.

小题速解——不拘一格 优化方法

考点一 由递推关系求通项

[典例1] (1)已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 1=2,3S 2n -2a n +1S n =a 2

n +1,

则a n =________.

解析:由题意可得3S 2n -2a n +1S n -a 2n +1=(S n -a n +1)·(3S n +a n +1)=0,又a n >0,所以S n =a n +1,则

S n -1=a n (n ≥2),两式相减并移项得a n +1=2a n (n ≥2),又S 1=a 1=a 2=2,则a n =a 2·2n -

2=2n -1(n ≥2),

故a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -1,n ≥2.

答案:⎩

⎪⎨⎪⎧2 n =1

2n -1 n ≥2

(2)在数列{a n }中,a 1=1,a 1+a 222+a 332+…+a n

n 2=a n (n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为a n =

________.

解析:根据a 1+a 222+a 332+…+a n

n 2=a n ,①

有a 1+a 222+a 3

32+…+a n -1(n -1)

2=a n -1(n ≥2),② ①-②得a n n 2=a n -a n -1(n ≥2)⇒n 2a n -1=(n 2-1)a n (n ≥2)⇒a n a n -1=n 2

n 2-1(n ≥2),

所以a 2a 1×a 3a 2×…×a n a n -1=2222-1×3232-1×…×n 2

n 2-1

(n ≥2),

所以a n =a 1×2222-1×3232-1×…×n 2

n 2-1

=22×32×42×…×n 2

(2-1)×(2+1)×(3-1)×(3+1)×(4-1)×(4+1)×…×(n -1)×(n +1) =22×32×42×…×n 2

1×3×2×4×3×5×…×(n -1)×(n +1)=2n

n +1 (n ≥2).

a 1=1满足上式,∴a n =2n

n +1.

答案:2n

n +1

(3)已知数列{a n }满足a 1=2,a n -a n -1=n (n ≥2,n ∈N *),则a n =________. 解析:由题意可知,a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n (n ≥2), 以上式子累加得,a n -a 1=2+3+…+n . 因为a 1=2,

所以a n =2+(2+3+…+n ) =2+(n -1)(2+n )2

=n 2+n +22

(n ≥2).

因为a 1=2满足上式,所以a n =n 2+n +2

2.

答案:n 2+n +22

(4)已知数列{a n }中,a 1=3,且点P n (a n ,a n +1)(n ∈N *)在直线4x -y +1=0上,则数列{a n }的通项公式为________.

解析:因为点P n (a n ,a n +1)(n ∈N *)在直线4x -y +1=0上,所以4a n -a n +1+1=0. 所以a n +1+1

3=4⎝⎛⎭⎫a n +13. 因为a 1=3,所以a 1+13=10

3

.

故数列⎩⎨⎧⎭

⎬⎫a n +13是首项为10

3,公比为4的等比数列.

所以a n +13=103×4n -1,故数列{a n }的通项公式为a n =103×4n -1-1

3.

答案:a n =103×4n -

1-13

求数列通项的常用方法

1.归纳猜想法:已知数列的前几项,求数列的通项公式,可采用归纳猜想法.

2.已知S n 与a n 的关系,利用a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,

S n -S n -1,n ≥2

求a n .

3.累加法:数列递推关系形如a n +1=a n +f (n ),其中数列{f (n )}前n 项和可求,这种类型的数列求通项公式时,常用累加法(叠加法).

4.累乘法:数列递推关系形如a n +1=g (n )a n ,其中数列{g (n )}前n 项积可求,此数列求通项公式一般采用累乘法(叠乘法).

5.构造法:(1)递推关系形如a n +1=pa n +q (p ,q 为常数)可化为a n +1+q p -1=p ⎝ ⎛⎭⎪⎫

a n +q p -1(p ≠1)的形式,利用⎩

⎪⎨⎪

⎧⎭

⎪⎬⎪⎫a n +q p -1是以p 为公比的等比数列求解.

(2)递推关系形如a n +1=

pa n a n +p (p 为非零常数)可化为1a n +1-1a n =1

p

的形式.

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