高中数列分类典型例题(精编版)
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高考数列分类典型例题(精编版)例1、已知数列{}n a 中,,31=a 前n 和1)1)(1(21-++=n n a n S ①求证:数列{}n a 是等差数列 ②求数列{}n a 的通项公式③设数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧+11n n a a 的前n 项和为n T ,是否存在实数M ,使得M T n ≤对一切正整数n 都成立?若存在,求M 的最小值,若不存在,试说明理由。
解:①∵1)1)(1(21-++=n n a n S[]nn n n n n n n n n nn n n n a n a n na a n a n a n a n na a n a n S S a a n S )1()2()1(1)2()1(1)1()1)(1()1)(2(211)1)(2(2111212111111+-+=-+∴-+=+∴-+=++-++=-=∴-++=∴+++++++++++整理得,nn n n n n a a a a a n a n +=∴++=+∴++++21212))(1()1(2∴数列{}n a 为等差数列。
②1)1(311-+==+n n a n na a ,{}122)1(3)1(2251211212+=⋅-+=-+=∴=-∴=-=∴n n d n a a a a a a a n n 的公差为即等差数列③)32)(12(111++=+n n a a n n61)32131(21)32112171515131(2132112121<∈+-=+-+++-+-=∴⎪⎭⎫⎝⎛+-+=*n n T N n n n n T n n 时,又当 要使得M T n ≤对一切正整数n 恒成立,只要M ≥61,所以存在实数M 使得M T n ≤对一切正整数n都成立,M 的最小值为61。
例2:⑴在等比数列{}n a 中,143613233+>==+n n a a a a a a ,, ①求n a ,②若n n n T a a a T 求,lg lg lg 21+++= 解:⑴①由等比数列的性质可知:nn n a q q a a a a a a a a a a a a --=⋅==∴====>=+=⋅=⋅6151661616143612)21(32213213211323332所以,,即所以,解得,又②由等比数列的性质可知,{}n a lg 是等差数列,因为2lg 2)11(2)lg (lg 2lg 5lg 2lg )6(2lg lg 116n n n a a T a n a n n n n -=+==-==-所以, 3.设1212111++++++=n n n a n ,(*∈N n ),则n n a a 与1+的大小关系是( C ) A .n n a a >+1 B .n n a a =+1 C .n n a a <+1 D .不能确定 解:因为0221321113212211<+-+=+-+++=-+n n n n n a a n n所以n n a a <+1,选C. 函数与数列综合:@1.已知在正项数列{}n a 中,1a =2,且),1(+n n n a a A 在双曲线122=-x y 上, 数列{}n b 中,点(n b ,n T )在直线121+-=x y 上,其中n T 是数列{}n b 的前n 项和,①求数列{}n a 的通项公式;②求证:数列{}n b 是等比数列。
③若n n n n n C C b a C <⋅=+1,求证:。
解:①由已知带点),1(+n n n a a A 在122=-x y 上知,1+n a -n a =1,所以数列{}n a 是以2为首项,以1为公差的等差数列。
所以1)1(1+=-+=n d n a a n②因为点(n b ,n T )在直线121+-=x y 上,11111121121122n n n n n n n n n T b T b b T T b b ----=-+=-+=-=-+所以所以两式相减得:{}11111131211232313212()333n n n n n nb b n b b b b b --===-+==⋅=所以,令得,所以所以是一个以为首项,以为公比的等比数列。
所以 ③n n n n n b a C 32)1(⋅+=⋅= nn n nn n n C C n n n C C <<--⋅=+-⋅+=-++++11110)12(3232)1(32)2(所以所以一、 错位相减法求和例1:求和:n n ana a a S ++++= 32321解:⑴2)1(3211+=+++==n n n S a n 时, ⑵01≠≠a a 时,因为n n a na a a S ++++=32321 ① 1321211++-+++=n n n a na n a a S a ② 由①-②得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠----=+=----=---=-+++=-++)1)1()1()1()1(2)1()1()1()1(11)11(1111)11(22112a a a a n a a a n n S a a a n a a S a n aa aan a a a S a n nn n n n n n n n n 综上所述,所以 点拨:①若数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,则求数列{}n n b a ⋅的前n 项和时,可采用错位相减法; ②当等比数列公比为字母时,应对字母是否为1进行讨论;③当将n S 与q n S 相减合并同类项时,注意错位及未合并项的正负号。
二、 裂项相消法求和例2:数列{}n a 满足1a =8,022124=+-=++n n n a a a a ,且 (*∈N n ) ①求数列{}n a 的通项公式; 求数列{}n b 的前n 项和n T 。
则21414-=--=a a d 所以,n a =8+(n -1)×(-2)=―10-2n32)2(41)1(4183)2111211(41)211()4121()3111(41)211(41)2(21)14(121m n n n n n n b b b T n n n n a n b nn n n >+-+-=+-+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-+-=+++=+-=+=-= 所以对一切*∈N n 恒成立。
22.(2009全国卷Ⅰ理)在数列{}n a 中,11111,(1)2n n nn a a a n ++==++ (I )设nn a b n =,求数列{}n b 的通项公式(II )求数列{}n a 的前n 项和n S分析:(I )由已知有1112n n n a a n n +=++112n n nb b +∴-= 利用累差迭加即可求出数列{}n b 的通项公式:1122n n b -=-(*n N ∈)(II )由(I )知122n n na n -=-,∴n S =11(2)2nk k k k -=-∑111(2)2n nk k k k k -===-∑∑而1(2)(1)nk k n n ==+∑,又112nk k k-=∑是一个典型的错位相减法模型,易得1112422nk n k k n --=+=-∑ ∴n S =(1)n n +1242n n -++-30. (2009湖北卷理)已知数列{}n a 的前n 项和11()22n n n S a -=--+(n 为正整数)。
(Ⅰ)令2nnn b a =,求证数列{}n b 是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)令1n n n c a n +=,12........n n T c c c =+++试比较n T 与521nn +的大小,并予以证明。
解(I )在11()22n n n S a -=--+中,令n=1,可得1112n S a a =--+=,即112a = 当2n ≥时,21111111()2()22n n n n n n n n n S a a S S a a ------=--+∴=-=-++,, 11n 1112a (),212n n n n n a a a ----∴=+=+n 即2.112,1,n 21nn n n n n b a b b b --=∴=+≥-= n 即当时,b . 又1121,b a ==∴数列}{n b是首项和公差均为1的等差数列.于是1(1)12,2n n n n n n b n n a a =+-⋅==∴=.(II)由(I )得11(1)()2n n n n c a n n +==+,所以23111123()4()(1)()2222nn T n =⨯+⨯+⨯+++K2341111112()3()4()(1)()22222n n T n +=⨯+⨯+⨯+++K由①-②得231111111()()()(1)()22222n n n T n +=++++-+K 11111[1()]133421(1)()122212332n n n n nn n n T -++-+=+-+=--+∴=-535(3)(221)3212212(21)n n n n n n n n n T n n n ++---=--=+++于是确定521n nT n +与的大小关系等价于比较221nn +与的大小由23452211;2221;2231;2241;225;<⨯+<⨯+<⨯+<⨯+<⨯K可猜想当322 1.nn n ≥>+时,证明如下: 证法1:(1)当n=3时,由上验算显示成立。
(2)假设1n k =+时12222(21)422(1)1(21)2(1)1k k k k k k k +=>+=+=+++->++g所以当1n k =+时猜想也成立综合(1)(2)可知 ,对一切3n ≥的正整数,都有22 1.nn >+证法2:当3n ≥时01210112(11)2221n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C C n n --=+=+++++≥+++=+>+K综上所述,当1,2n =时521n n T n <+,当3n ≥时521n nT n >+等差等比公式热身练习3.数列{}n a 的通项公式为 n n a n 2832-=,则数列各项中最小项是( B ) A .第4项 B .第5项 C .第6项D .第7项例2.已知数列{}n a 的前n 项和n S ,分别求其通项公式.⑴23-=n n S5.已知数列{}n a 的前n 项和,142+-=n n S n 则⎩⎨⎧≥-=-=)2(,52)1(,2n n n a n 2.等差数列{}n a 中,)(31,1201191210864C a a a a a a a 的值为则-=++++A .14B .15C .16D .171651203232)(32)2(31318999119=⋅==-=+-=-a d a d a a a a3.等差数列{}n a 中,12910S S a =>,,则前10或11项的和最大。