高三数学数列通项的求法
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城东蜊市阳光实验学校数列通项的求法考纲要求:1. 理解数列的概念和几种简单的表示方法〔列表、图像、通项公式〕;2. 可以根据数列的前几项归纳出其通项公式;3. 会应用递推公式求数列中的项或者者.通项;4. 掌握n n s a 求的一般方法和步骤.考点回忆:回忆近几年高考,对数列概念以及通项一般很少单独考察,往往与等差、等比数列或者者者与数列其它知识综合考察.一般作为考察其他知识的铺垫知识,因此,假设这一部分掌握不好,对解决其他问题也是非常不利的. 根底知识过关: 数列的概念1.按照一定排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的,数列中的每一项都和他的有关.排在第一位的数称为这个数列的第一项〔通常也叫做〕.往后的各项依次叫做这个数列的第2项,……第n 项……,数列的一般形式可以写成12,n a a a …………,其中是数列的第n 项,我们把上面数列简记为. 数列的分类:1.根据数列的项数,数列可分为数列、数列.2.根据数列的每一项随序号变化的情况,数列可分为数列、数列、数列、 数列.数列的通项公式:1.假设数列{}n a 的可以用一个公式来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式,通项公式可以看成数列的函数. 递推公式; 1.假设数列{}n a 的首项〔或者者者前几项〕,且任意一项1n n a a -与〔或者者其前面的项〕之间的关系可以,那么这个公式就做数列的递推公式.它是数列的一种表示法. 数列与函数的关系:1.从函数的观点看,数列可以看成以为定义域的函数()na f n =,当自变量按照从小到大的顺序依次取值时,所对应的一列函数值,反过来,对于函数y=f(x),假设f(i)(i=1,2,3,……)有意义,那么我们可以得到一个数列f(1),f(2),f(3)……f(n)…… 答案: 数列的概念 1.顺序项序号首项n a {}n a数列的分类 1.有限无限 2.递增递减常摆动 数列的通项公式1.第n 项与它的序号n 之间的关系n a =f(n)解析式 递推公式1. 可以用一个公式来表示数列与函数的关系1. 正整数集N*〔或者者它的有限子集{}1,2,3,n ……〕高考题型归纳:题型1.观察法求通项观察法是求数列通项公式的最根本的方法,其本质就是通过观察数列的特征,找出各项一一共同的构成规律,横向看各项之间的关系构造,纵向看各项与项数之间的关系,从而确定出数列的通项.例1.数列12,14,58-,1316,2932-,6164,….写出数列的一个通项公式.分析:通过观察可以发现这个数列的各项由以下三部分组成的特征:符号、分子、分母,所以应逐个考察其规律.解析:先看符号,第一项有点违犯规律,需改写为12--,由此整体考虑得数列的符号规律是{(1)}n-;再看分母,都是偶数,且呈现的数列规律是{2}n;最后看分子,其规律是每个分子的数比分母都小3,即{23}n -. 所以数列的通项公式为23(1)2n nn n a -=-. 点评:观察法一般适用于给出了数列的前几项,根据这些项来写出数列的通项公式,一般的,所给的数列的前几项规律性特别强,并且规律也特别明显,要么能直接看出,要么只需略作变形即可. 题型2.定义法求通项直接利用等差数列或者者等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于数列类型的题目.例2.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,255a S =.求数列{}n a 的通项公式.分析:对于数列{}n a ,是等差数列,所以要求其通项公式,只需要求出首项与公差即可.解析:设数列{}n a 公差为)0(>d d∵931,,a a a 成等比数列,∴9123a a a =,即)8()2(1121d a a d a +=+d a d 12=⇒ ∵0≠d,∴d a =1………………………………①∵255aS =∴211)4(2455d a d a +=⋅⨯+…………②由①②得:531=a ,53=d∴n n a n 5353)1(53=⨯-+=点评:利用定义法求数列通项时要注意不要用错定义,设法求出首项与公差〔公比〕后再写出通项.题型3.应用nS 与na 的关系求通项有些数列给出{na }的前n 项和nS 与na 的关系式n S =()n f a ,利用该式写出11()n n S f a ++=,两式做差,再利用11n n na S S ++=-导出1n a +与na 的递推式,从而求出na 。
高三辅优专题(一) 数列基本知识点一、数列通项的求法1、公式法应用等差等比数列的通项公式求得数列的通项公式2、辅助数列法利用数列的递推公式,构造一个新的数列(等差或者等比数列),由新数列的通项公式求得原数列的通项公式。
3、迭代法对形如)(1-=n n a f a 型的递推公式,采取逐次降低“下标”数值的反复迭代方式,最终使n a 与初始值)(21a a 或建立联系的方法就是迭代法。
4、由n S 推导n a已知n S 求n a 的方法是)2(1≥-=-n S S a n n n ,然后验证n=1时通项公式是否成立,如果成立,则通项公式可写为)1(1≥-=-n S S a n n n ;如果不成立,则其通项公式只能用分段函数⎩⎨⎧-=-11n n n S S S a )2()1(≥=n n 来表示。
5、累加法对形如)(1n f a a n n =-+型的递推公式求通项公式(1)当d n f =)(为常数时,为等差数列。
则d n a a n )1(1-== (2)当)(n f 为n 的函数时,用叠加法。
(3)已知)(,11n f a a a a n n =-=+,其中可以是关于n 的一次函数、二次函数、指数函数、分式函数,求通项n a 。
①若)(n f 是关于n 的一次函数,叠加后可转化成等差数列求和; ②若)(n f 是关于n 的二次函数,叠加后可分组求和;③若)(n f 是关于n 的指数函数,叠加后转化成等比数列求和; ④若)(n f 是关于n 的分式函数,叠加后可裂项求和。
6、累乘法对于形如)(1n f a a n n =-型的递推公式求通项公式(1)当)(n f 为常数时,,此时数列为等比数列; (2)当)(n f 为n 的函数时,用累乘法。
二、数列前n 和的求法1、并项求和法在数列中相邻两项或几项的和是同一常数或有规律可循时,采取并项求和较简便。
2、拆项(分组)求和法有些数列,通过适当的拆项或分组后,可得到几个等差或等比数列,这样就可利用公式法进一步求和了。
求数列通项公式的十一种方法(方法全,例子全,归纳细)总述: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。
数列通项公式的十三种方法数列的通项公式是数列的核心概念之一,它如同函数中的解析式一样,有解析式便可研究其性质;而有了数列的通项公式则可求出其任意一项以及前项和等.因而求数列的通项公式往往是解题的突破口、关键点.本文总结出几种求解数列通项公式的方法,希望对大家有所帮助.一、观察法根据数列的前几项求通项公式时,常用“观察、归纳、猜想、验证”的思想方法,即先找出各项相同的部分,再找出不同的部分与序号之间的关系,并用n 表示出来.{}{}{}{}{}.2,12,,)1(,,;;,.:.232)1()2(.)12)(12(2.1212,,75,53,31,2)1(:;6461,3229,1613,85,41,21)2(;9910,638,356,154,32)1(.,:11等如列要注意联系一些基本数进行验证或调整再次是写出通项公式后号的联系与序其次要分析变化的因素而变化哪些因素随序号的变化与序号无关而保持不变首先要观察哪些因素其规律之间的对应关系中发现与序号要善于从数值点评的通项公式为别考虑可以得出此数列将符号、分子、分母分式为故此数列的一个通项公的积和是两个连续奇数分母为分子为偶数列解通项公式写出下面各数列的一个根据数列的前几项例----•-=+-=+-⋅⋅⋅⨯⨯⨯⋅⋅⋅--⋅⋅⋅n n n n n nn n n n n a a n n na n n n 二、定义法.)0,(.11的数列为常数且或递推公式为这种方法适用于式的方法叫定义法比数列的定义求通项公直接利用等差数列或等≠=+=++q q d qa a d a a n n n n 三、累加法).()1()3()2(),2()3()1()(,).2(),3(,),1(),(:),(11122321111n f n f f f a a f f n f n f a a f a a f a a n f a a n f a a n f a a a n n n n n n n n +-+⋅⋅⋅+++=++⋅⋅⋅+-+=-=-=-⋅⋅⋅-=-=-=-----即得相加所有等式左右两边分别即可以用“累加法”且已知.22,2)1(1,1),1(321112........................321,:,1,:22111223322111111+-=∴-=-∴=-+⋯⋯+++=--⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫=-=--=--=--=-=-+==+=-----+++n n a n n a a n a a n a a a a n a a n a a n a a n a a a n a a a a n a n n n n n n n n n n n n n n n n 又得个式子相加所以得由解求已知例.,)1(,)1(,,2,1)(,)1()2()1(:1称为累加法个等式累加而求可得个代入以中就可以将的和是可求的只要点评n n n a n n n n n f a a n f f f --⋅⋅⋅=+=-+⋅⋅⋅+++四、累乘法).()1()3()2(),2()3()1()(,).2(),3(,),1(),(:),(11122321111n f n f f f a a f f n f n f a a f a af a a n f a a n f a a n f a a a n nn n n n n n•-•⋅⋅⋅•••=••⋅⋅⋅•-•===⋅⋅⋅-===----即得相乘所有等式左右两边分别即可以用“累乘法”且已知{}{}.,)(:.2,2,21122232........................32221212,1222)22(:.,)22(,2,:31111223322111111n n n n nn n n n n n n n n n n n n n a n n f n a a n a a n a a a a n n a a n n a a n n a a n n n a a a n a a a na a a 可用累乘法求项积可求前数列点评又得个式子相乘所以得由解求通项公式中已知数列例•=∴=•=-⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫•=•=--•=--•=-•=∴+•=+=+=+==------+++五、构造法(构造成等比数列).,)1(1.,11),1(1),1(1,)1(,,)1(),(:)1(.)01(:111111111n n n n n n n n n n n n n n a p p qa p q a p p qa p q a p q a p p q a p p qq p q pa a p pa a a p a q p q pa a 从而求出所以为公比的等比数列以为首项是以因此数列所以所以比较系数得与题设得设构造法项相减法”可用“构造法”或“逐且类型-+++++•-+=-+-+⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+-+=-+≠-==-+=-+=+=+≠≠+=λλλλλ{}.,,),(),2(),1(:)(.21211111n n n n n n n n n n n a a a p a a a a p a a q pa a q pa a 从而求出为首项的等比数列公比为是以从而得数列两式相减得得由阶差法逐项相减法---=-+=+=+-+-+{}{}{}.213,313,13,33331)113(,3).(3,1313:1.,131,.4111121111-111-=∴=-+∴+==•=-∴=-+⨯=---=-+=+=+==+-++-+++n n nn n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 其首项为的等比数列是公比为因此数列两式相减得得由解法的通项公式求数列且满足中在数列例{}.3,33331)113(,31:2111121n n n n n n n n n n a a a a a a a a a 可用“累加法”求出已知其首项为的等比数列是公比为得数列由解法解法=-=•=-∴=-+⨯=--+-++.,31:.213,32321,2321,321),21(32121,21,23),(313:3111111但殊途同归构造出的等比数列不同与解法解法点评首项为的等比数列是公比为数列即可化为设递推公式解法-=∴•=+∴=+⎭⎬⎫⎩⎨⎧+∴+=+∴=∴=∴+=+=++=-++++n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a λλλλλ.1,1.1,,).0,10(:2111111即类型的数列则转化形如令得两边同除以由且类型+•==+•=+=≠≠≠+=+--+++n n n n n n nn n n n n n n n n b q pb q a b qa q p q a q q pa a q p p q pa a {}{}.133,3133.3,232,323313),3(313,23313,32:.),2(32,6,:511111111111的等比数列首项为为公比是数列即令得由解的通项公式求数列满足中已知数列例-=-⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∴-=∴=-∴-•=+•=+∴+•=⨯+=≥⨯+==--------a a k k k a a k a k a a a a a a n a a a a n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n.1.1,,)0,10(:.33)31(33,)31(33,)31(1331111111111的数列则转化形如令得可先在其两边同除以的数列且对形如点评+•==+•=≠≠≠+=-=•-=∴-=∴⨯-=-∴+--+++-+--n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n b qpb q a b q a q p q a q q p p q pa a a a a ..,,,)1()2(),2(),1(.:3211211的通项公式从而分奇偶项求出数列偶数项分别是等比数列所以奇数项得由得由类型q a a q a a q a a q a a nn n n n n n n n n n ==•=•=•++++++{}{}⎪⎩⎪⎨⎧=∴=•=•==•=∴=∴=•⋅⋅⋅⋅⋅⋅∴==•=•=•=------++++++.,2,,22222;22,2,2;,,,;,,,,2)1()2(),2(2,)1(2:.,2,1,:6221112211112212864275312112111为偶数为奇数又成等比数列成等比数列得由得由解的通项公式求数列满足中已知数列例n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a nn n nn n n n n n nn n n n n n n n n n n n .,)()1(,)1()2(),2( )1(),1( )()(:21211项公式分奇偶项求出数列的通得由得由数列形如点评n f n f a a n f a a n f a a n f a a n n n n n n n n +=+=•=•=•+++++六、待定系数法{}.,,.)1()1(,)1()1(,),()1()0,1,(:11111n n n n n n n n n n n n n a b B An a b bA B P k A P b kn pa A B P An P Pa a PB PAn Pa B A An a B An a P B n A a k p b k b kn pa a 求出通项是等比数列从而构造了数列令比较系数得设是常数且类型++=⎩⎨⎧=--=-++=--+-+=∴++=+++∴++=+++≠≠++=++++{}{}{}.132136,361.611,31,1.1,1,.123,22,,1232323,3333],)1([3:.),2(123,4,:7111111111--•=--•=∴•=++∴=++++∴++=++∴⎩⎨⎧==⎩⎨⎧-=+-=-+=+-+=∴+-+=++∴+-+=++≥-+==-------n n a n a a n a n a B An a B A B A A n a B A An a a B A An a B An a B n A a B An a a n n a a a a n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 的等比数列首项为是公比为数列解得比较系数得设解的通项公式求数列满足中已知数列例{}.,.,),()1(,)0,1,(:11n n n n n n a p B An a B A B An a P B n A a k p b k b kn pa a 从而求出通项的等比数列是公比为则构造了数列比较系数相等求出设的数列是常数且递推公式为点评++++=+++≠≠++=++{}.,,.2,)2()(,2),()1()1()0,1,,(:2222122122121n n n n n n n n n n n n n a b C Bn An a b c C B A pC b A B PB aA pA c bn an pa CB A pC n A B PB n A pA Pa a pC PBn PAn Pa C B Bn A An An a C Bn An a P C n B n A a a p c b a c bn an pa a 求出通项是等比数列从而构造了数列令比较系数得设是常数且类型+++=⎪⎩⎪⎨⎧=---=--=-+++=---+--+-+=∴+++=++++++∴+++=+++++≠≠+++=++++{}{}{}.181032,18103218103232,23218103.321811013,218103.18103,18103,5242232,54322)22()2(2,22222),(2)1()1(:.,1,5432:82424211221222221221221121---=---=---•=∴•=+++∴=+⨯+⨯+++++++=+++∴⎪⎩⎪⎨⎧===⎪⎩⎪⎨⎧=---=--=-+++=---+--+-+=∴+++=++++++∴+++=+++++=+++=++--++++n n a n n n n a n n a a n n a n n a C Bn An a C B A C B A C A B B A A n n a C B A C n A B B n A A a a C Bn An a C B Bn A An An a C Bn An a C n B n A a a a n n a a a n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 为首项的等比数列为公比是所以数列解得比较系数得设解的通项公式求数列满足已知数列例{}.,,.,,),()1()1(,)0,1,,(:222121n n n n n n n n a b C Bn An a b C B A C Bn An a P C n B n A a a p c b a c bn an pa a 从而求出通项是等比数列则构造了数列令比较系数得设的数列是常数且形如点评+++=+++=+++++≠≠+++=++七、特征方程法{}.,,,,)(),().,(:1121121212的等比数列是公比为于是解得比较系数得所以可以变形为设为常数类型βαβααββααββααβαn n n n n n n n n n n n n n n a a qpa a a a a a a qa pa a q p qa pa a -⎩⎨⎧-==+-+=-=-+=+=++++++++++{}{}.)31(:1.),3731,3731231,131:2(.1,31:1.131311,3132,)(),(3132:.,3132,2,1,:9111112112112112121221-++++++++++++++-=-∴+==+∴=+=+⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=---∴⎪⎩⎪⎨⎧=-=⎪⎩⎪⎨⎧-==⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==+-+=∴-=-+=+===n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n a a q pa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 法类型从而变成的等比数列首项为是公比为数列法的等比数列首项为是公比为数列法或解得比较系数得可以变形为设解求中已知数列例βαβααββααββααβα.314347]311[431,311311313131,)1(,)1(,2,13111121111-----+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=⎪⎭⎫⎝⎛--+=∴+⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛-+⋅⋅⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=---⋯⋯=⎪⎭⎫⎝⎛-=-n n n n n n n n n a a a n n n n a a 得个等式累加再把代入以中将八、公式法{}.2,1,.,11求解利用公式法”的通项公式可用“公式求数列的关系与项和若已知数列前⎩⎨⎧≥-==-n s s n s a a a s n n n n n n n{}{}.,,1),2(,,:.2,261,5,51113,1,26)353(13]1)1()1(3[13,2:.,13:101111211222212否则要用分段函数表示才是通项公式相等时求得的与由时的当其方法是利用求数列的通项公式项和公式已知数列的前点评所以不符合上式时当时当解的通项公式求数列的前项和已知数列例n n n n n n n n n n n n a s a s a n n s s a n n n n a s a n n n n n n n n n n s s a n a n n s a ==≥-=⎩⎨⎧≥-===++•===-=+--++=+-+--++=-=≥++=--{}{}{}.,,:.12,122)1(3,2,320),(2))((,422:)2()1(),2(342,2),1(342,3,0,342,1:..342,0..11111111121211212111221的式子与含将所给关系式转化为只因此需利用已知条件中含点评的等差数列公差为是首项为数列,又式得式时当解得时当解的通项公式求数列已知的前项和为数列例------------=+=∴+=⨯-+=∴∴=-∴+=-+∴=--+-⋅⋅⋅⋅⋅⋅+=+≥∴⋅⋅⋅⋅⋅⋅+=+=+=+=+=+n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n a a s s a a s n a n n a a a a a a a a a a a a a a a a s a a n s a a a a a a a n a s a a a a s n九、数学归纳法{}{}{}{}.,,:.)1(),1(,)2)(1(.,1.)2()1()2()1(),2)(1()1()1(22,1,)1(),1(,)2(.,1)1(:.)1(),1(.25,20,16,12,9,6.,2:.,,,,,,)(,,,,,,4,2,,:122222221121224433221211432432*11111然后用数学归纳法证明其通项公式根据前几项的规律猜测前几项关键是准确求出数列的证明”求解数列问题的—猜测—使用“归纳点评对一切正整数都成立可知由结论也成立时所以当时那么当即时结论成立假设当由上知结论成立时当用数学归纳法证明猜测由此可得由条件得解的通项公式求数列的值及求成等比数列成等差数列且中在数列例+=+=+=+=+++==++=+-+=-=+=+=+===+=+========+=∈==+++++++++n b n n a k n k k k k b a b k k k k k a b a k n k b k k a k n n n b n n a b a b a b a b b a a a b b a b b b a a a N n b a b a b a b a b a n n k k k k k k k k n n n n n n n n n n n n n n n n n n 十、重新构造新方程组求通项法{}{}{}{}{}{}.,,,:.)311(21)311(21,)31(1.)31()()31()()31()(31,1.,2),(31,),2(31),2(31:.,),2(31),2(31,2,0,,1,.13.,,111111122211112211*11111111111111n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a N n n b a b a b a b a b a b b a a b a b a b b a a n b b a a b a b a b a b a 出从而再通过解方程组求等差或等比数列相加或相减后恰好构成观察两个式子结构特征点评解得所以所以都成立对得由解求时当中数列中已知数列例和然后解方程组求得的方程组和关于必须重新构造与要想求出给出的通项以方程组的形式和有时数列⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=-=⋅⋅⋅=-=-=-=+=⋅⋅⋅=+=+=+∈≥-=-+=++=+=+=+=≥==-------------------------十一、取倒数法{}{}.121,122)1(11,11,21,211,121,12:.,12,2,1,:1411111111-=∴-=⨯-+=∴=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∴=-+=+=+=≥=------n a n n a a a a a a a a a a a a a a n a a n n n n n n n n n n n n n n n 的等差数列首项为是公差为数列两边取倒数得将解的通项公式求数列时且当满足中已知数列例.1,11,,)0,0(:111111cbb c d b b a a c d c b ca d ba a a bcd d ba ca a n n n n n n n n n nn +•==•+=+=≠≠+=+++++则令型即转化为构造新数列可用两边取倒数的方法型数列的通项公式求点评十二、取对数法{}{}{}.,lg ,lg lg lg ),0,0(:.13,31,3lg 23lg )1lg(.3lg )1lg(,2)1lg()1lg(2)1lg(,)1lg()1lg(,)1(121,2:.,2,2,:151112221112122121211111类型则变成令两边取对数得形如点评的等比数列首项为是公比为数列两边取对数得得由解的通项公式求数列满足中已知数列例q pb b a b a r c a a c ca a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a n n n n n n n r n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n+==+==-=∴=+=•=+∴=++∴+=+∴+=++=++=++=+==+++-+++++---十三、平方(开方)法{}{}{}.,,),,0(:.13,0.133)1(4.3,4,3,3:.),2(3,2,:161222121221221221211类型则变成令则两边平方得为常数形如点评又为公差的等差数列为首项是以数列两边平方整理得将解的通项公式求数列满足中已知数列例q pb b a b da c a c d da c a n a a n n a a a a a a a a n a a a a n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n +==+=≠+=+=∴>+=⨯-+=∴=∴=-+=≥+==+++---。
高中数学常见求数列通项的方法一、公式法。
即是题目说清楚该数列是等比或者等差数列时,直接套用公式。
但是难点在于,一旦给出的条件,不是具体的数字而是字母参数时,就是对个人运算能力的考验。
1.已知数列}{n a 满足)1(1,211≥=-=-n a a a n n ,求数列}{n a 的通项公式;2. 已知数列}{n a 满足211,211=-=+nn a a a ,求数列{}n a 的通项公式;3. 已知数列}{n a 满足)1(3,211≥===n a a a n n ,求数列}{n a 的通项公式;4.已知数列}{n a 满足2122142++=⋅==n n n a a a a a 且, (*∈N n ),求数列{}n a 的通项公式;二、两式相减法。
若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-2111n S S n S a n nn 求解。
此种类型,往往先求n=1的情况,得到基本的分数。
并且利用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-211n S S n S a n n n n 求解时,要注意对n 分类讨论,观察1a是否满足通项na ,不满足就分开写,但若能合写时一定要合并.例:已知数列}{n a 的前n 项和322+=n s n ,求数列}{n a 的通项公式1、(珠海市2013届高三上学期期末)已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且(2)4n n n a a S +=*()n ∈N .(1)求1a 的值及数列{}n a 的通项公式; 2n a n =.2、(江门市2013届高三上学期期末)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,11=a ,且对任意正整数n ,点) , (1n n S a +在直线022=-+y x 上.⑴求数列{}n a 的通项公式;解:因为点) , (1n n S a +在直线022=-+y x 上,所以0221=-++n n S a ……1分,当1>n 时,0221=-+-n n S a ……2分,两式相减得02211=-+--+n n n n S S a a ,即0221=+-+n n n a a a ,n n a a 211=+……3分 又当1=n 时,022221212=-+=-+a a S a ,122121a a ==……4分 所以{}n a 是首项11=a ,公比21=q 的等比数列……5分, {}n a 的通项公式为1)21(-=n na ……6分.(3)累加法:适合)(1n f a a n n +=+型的递推数列。
常见数列通项的求法
数列的通项公式是数列的核心,它描述了数列中每一项与项数之间的规律。
求数列的通项公式是数列问题中的重要内容。
以下是几种常见的求数列通项公式的方法:
1.观察法:通过对数列的前几项进行观察,找出规律,从而得到
通项公式。
2.累加法:对于形如an=an−1+f(n)的递推关系,其中f(n)是一个与
n有关的函数,通过累加得到an。
3.累乘法:对于形如an=an−1×f(n)的递推关系,其中f(n)是一个与
n有关的函数,通过累乘得到an。
4.构造法:通过构造新数列,将原数列的递推关系式转化为新数
列的递推关系式,从而求出通项公式。
5.数学归纳法:对于一些与n有关的数列,通过数学归纳法证明
其通项公式。
6.等差数列通项公式:an=a1+(n−1)d,其中d是公差。
7.等比数列通项公式:an=a1×qn−1,其中q是公比。
8.裂项相消法:对于分式形式的递推关系,通过裂项相消法求出
通项公式。
9.特征根法:对于一些特定形式的递推关系,通过特征根法求出
通项公式。
以上是常见的求数列通项公式的方法,具体使用哪种方法需要根据题目给出的条件和递推关系式来确定。
2023高考数学----数列的通项公式规律方法与典型例题讲解【规律方法】常见求解数列通项公式的方法有如下六种:(1)观察法:根据所给的一列数、式、图形等,通过观察法猜想其通项公式. (2)累加法:形如1()n n a a f n +=+的解析式.(3)累乘法:形如()()*1()02,?n n n a f n a a n n −=⋅≠∈N … (4)公式法(5)取倒数法:形如11n n n p ta a ma −−=+的关系式(6)构造辅助数列法:通过变换递推关系,将非等差(比)数列构造为等差(比)数列来求通项公式.【典型例题】例1.(2022·上海市南洋模范中学高三期中)在数列{}*(N )n a n ∈中.12a =,n S 是其前n 项和,当2n ≥时,恒有n a 、n S 、2n S −成等比数列,则n a =___________ 【答案】22122n n n n=⎧⎪⎨≥⎪−⎩,,【解析】当2n ≥时,由题可得()22n n n S a S =−,即()()212n n n n S S S S −=−−,化简得1122n n n n S S S S −−+=,得1122n n n S S S −−=+,两边取倒数得11111211222n n n n n S S S S S −−−−=+=+, 11112n n S S −∴−=, 所以,数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以111112S a ==为首项,以12为公差的等差数列,()1111222n nn S ∴=+−⋅=,2n S n∴=, 当2n ≥时,()12222211n n n a S S n n n n n n−=−=−=−=−−−−, 所以,22122n n a n n n =⎧⎪=⎨≥⎪−⎩,,.故答案为:22122n n n n =⎧⎪⎨≥⎪−⎩,,.例2.(2022·黑龙江·肇州县第二中学高三阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,()21(21)2,N n n n S n S n a n n *−−−=≥∈,则数列n S =_____________. 【答案】2(1)n n +【解析】由题意可得2*11(21)(),(2,N )n n n n S n S n S S n n −−−−=−≥∈, 所以221(1)(1)n n n S n S −−=−,所以21(1)1(1)(1)1n n S n n S n n n −−−==+−+, 所以32121121(1)!2(1)!341(1)2n n S S S n n n S S S n n n −−−⨯⨯⋅⋅⋅⨯=⨯⨯⋅⋅⋅⨯==+++,又因为111S a ==,所以2(1)n S n n =+,故答案为:2(1)n n +例3.(2022·福建·高三阶段练习)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若226n n S n a =+−,则n a =______. 【答案】23n +【解析】当1n =时,11126a a =+−,则15a =; 当2n ≥时,()211126n n S n a −−=−+−,两式相减,整理得1212n n a a n −=−+,设公差为d ,则1121n n n a a d a n −−−==−+,即()5221n d n d +−=+−, 所以2d =, 所以23n a n =+. 故答案为:23n +.例4.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 满足112a =,且+1=3+1n n n a a a ,则数列{}n a 的通项公式为=n a ______. 【答案】131n − 【解析】由+1=3+1n n n a a a 两边取倒数可得+111=3n n a a +,即+1113n na a −=. 所以数列是首项为2,公差为3等差数列. 所以()123131n n n a =+−=−,所以131n a n =−. 故答案为:131n −. 例5.(2022·全国·高三专题练习)已知在数列{}n a 中,12a =,3211223nn a a a a a n+++++=−,则n a =__________. 【答案】2n 【解析】因为3211223n n a a a a a n +++++=−,当2n ≥时,31212231n n a a a a a n −++++=−−, 则1n n n a a a n +=−,即有11n n a a n n +=+,当1n =时,122a a =−,得24a =,2121a a=满足上式, N n *∈,11n n a a n n +=+,因此数列{}n a n是常数列,即121n a an ==,所以2n a n =. 故答案为:2n例6.(2022·全国·高三专题练习)已知在数列{}n a 中,156a =,111132n n n a a ++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则n a =______.【答案】3223n n− 【解析】因为156a =,111132n n n a a ++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以1122213n n n n a a ++=⨯+,整理得()11223233n n n n a a ++−=−,所以数列{}23n n a −是以14233a −=−为首项, 23为公比的等比数列,所以1422333n n n a −⎛⎫−=− ⎪⎝⎭,解得3223n n na =−. 故答案为:3223nn −. 例7.(2022·全国·高三专题练习)设{}n a 是首项为1的正项数列且22*11(1)(21)0(N )n n n n na n a n a a n ++++−+=∈,且1+≠n n a a ,求数列{}n a 的通项公式_________ 【答案】n a n =【解析】依题意11a =,22*11(1)(21)0(N )n n n n na n a n a a n ++++−+=∈,所以()()1110n n n n a a na n a ++−−+=⎡⎤⎣⎦, 又因为1+≠n n a a ,所以10n n a a +−≠,所以()101n n na n a +−+=,()111,21n n n n a a n nn a n a n +−+==≥−, 所以13211221n n n n n a a a a a a a a a a −−−=⋅⋅⋅⋅⋅13211221n n n n n −=⋅⋅⋅⋅⋅=−−, 经检验,11a =也符合上式. 所以()*N n a n n =∈.综上所述, n a n =. 故答案为: n a n =.例8.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且12a =,12n n n a S n++=(*N n ∈),则n S =___________ 【答案】2n n ⋅【解析】因为12n n n a S n ++=,则12n n na S n +=+,当2n ≥时,1(1)1n n n a S n −−=+,因此1(1)21n n n na n a a n n +−=−++, 化简整理得1221n n a a n n +=⋅++,而211336a S a ===,有21232a a=⋅,即有*N n ∈,1221n n a a n n +=⋅++, 因此,数列{}1n a n +是以112a=为首项,2为公比的等比数列,则121n n a n −=+,即1(1)2n n a n −=+⋅, 所以1(2)2222n n n n n n S a n n n n +==⋅+⋅=⋅++. 故答案为:2n n ⋅例9.(2022·全国·高三专题练习)数列{}n a 满足:123a =,()()()21*12122N n n n n a a n +++−=−∈,则{}n a 的通项公式为_____________.【答案】()()122121nn nn a +=−− 【解析】由()()2112122n n n n a a +++−=−得,1122222122121n n n n n n a a ++++−−==⋅−−, 则1231122113123121212121222221212121n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a −−−−−+−−−−−−−−⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=−−−−()()11322121n n n −+⋅−−, 即()()111322121n n n n a a −+⋅=−−,又123a =,所以()()122121n n nn a +=−−. 故答案为:()()122121n n nn a +=−−.例10.(2022·全国·高三专题练习)甲、乙两人各拿两颗骰子做抛掷游戏,规则如下:若掷出的点数之和为3的倍数,原掷骰子的人再继续掷;若掷出的点数之和不是3的倍数,就由对方接着掷.第一次由甲开始掷,则第n 次由甲掷的概率n P =______(用含n 的式子表示). 【答案】1111223n −⎛⎫+− ⎪⎝⎭【解析】易知掷出的点数之和为3的倍数的概率为121363=.“第1n +次由甲掷”这一事件,包含事件“第n 次由甲掷,第1n +次继续由甲掷”和事件“第n 次由乙掷,第1n +次由甲掷”,这两个事件发生的概率分别为13n P ,()1113n P ⎛⎫−− ⎪⎝⎭,故()11112113333n n n n P P P P +⎛⎫=+−−=−+ ⎪⎝⎭(其中11P =), 所以1111232n n P P +⎛⎫−=−− ⎪⎝⎭, 所以数列12n P ⎧−⎫⎨⎬⎩⎭是以112P −为首项,13−为公比的等比数列, 于是11111223n n P P −⎛⎫⎛⎫−=−⋅− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即1111223n n P −⎛⎫=+− ⎪⎝⎭.故答案为:1111223n −⎛⎫+− ⎪⎝⎭。
1、等差数列公式 例1、(2011辽宁理)已知等差数列{a n }满足a 2=0,a 6+a 8=-10 (I )求数列{a n }的通项公式;解:(I )设等差数列{}n a 的公差为d ,由已知条件可得110,21210,a d a d +=⎧⎨+=-⎩解得11,1.a d =⎧⎨=-⎩故数列{}n a 的通项公式为2.n a n =- 2、等比数列公式例2.(2011重庆理)设{}n a 是公比为正数的等比数列,12a =,324a a =+。
(Ⅰ)求{}n a 的通项公式解:I )设q 为等比数列{}n a 的公比,则由21322,4224a a a q q ==+=+得, 即220q q --=,解得21q q ==-或(舍去),因此 2.q = 所以{}n a 的通项为1*222().n n n a n N -=⋅=∈ 3、通用公式若已知数列的前n 项和n S 的表达式,求数列{}n a 的通项n a 可用公式⎩⎨⎧≥-==-211n S S n S a n nn n 求解。
一般先求出a1=S1,若计算出的an 中当n=1适合时可以合并为一个关系式,若不适合则分段表达通项公式。
例3、已知数列}{n a 的前n 项和12-=n s n ,求}{n a 的通项公式。
解:011==s a ,当2≥n 时12]1)1[()1(221-=----=-=-n n n s s a n n n 由于1a 不适合于此等式 。
∴⎩⎨⎧≥-==)2(12)1(0n n n a n二.当题中告诉了数列任何前一项和后一项的递推关系即:n a 和a n-1的关系时我们可以根据具体情况采用下列方法1、叠加法一般地,对于型如)(1n f a a n n +=+类的通项公式,且)()2()1(n f f f +++ 的和比较好求,我们可以采用此方法来求n a 。
即:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++- 1a +(2)n ≥; 例4、(2011四川理8)数列{}n a 的首项为3,{}n b 为等差数列且1(*)n n n b a a n N +=-∈.若则32b =-,1012b =,则8a =A .0B .3C .8D .11解:由已知知128,28,n n n b n a a n +=--=-由叠加法21328781()()()642024603a a a a a a a a -+-++-=-+-+-++++=⇒==例5、 已知数列{}n a 满足11211,2n n a a a n n+==++,求数列{}n a 的通项公式。
数列通项公式的多种妙解方式经典题型一:观察法经典题型二:叠加法经典题型三:叠乘法经典题型四:待定系数法经典题型五:同除以指数经典题型六:取倒数法经典题型七:取对数法经典题型八:已知通项公式a n 与前n 项的和S n 关系求通项问题经典题型九:周期数列经典题型十:前n 项积型经典题型十一:“和”型求通项经典题型十二:正负相间讨论、奇偶讨论型经典题型十三:因式分解型求通项经典题型十四:其他几类特殊数列求通项经典题型十五:双数列问题经典题型十六:通过递推关系求通项(2022·全国·高考真题)记S n 为数列a n 的前n 项和,已知a 1=1,S n a n 是公差为13的等差数列.(1)求a n 的通项公式;(2)证明:1a 1+1a 2+⋯+1a n<2.【解析】(1)∵a 1=1,∴S 1=a 1=1,∴S 1a 1=1,又∵S n a n 是公差为13的等差数列,∴S n a n =1+13n -1 =n +23,∴S n =n +2 a n 3,∴当n ≥2时,S n -1=n +1 a n -13,∴a n =S n -S n -1=n +2 a n 3-n +1 a n -13,整理得:n -1 a n =n +1 a n -1,即a n a n -1=n +1n -1,∴a n =a 1×a 2a 1×a 3a 2×⋯×a n -1a n -2×a n a n -1=1×31×42×⋯×n n -2×n +1n -1=n n +1 2,显然对于n =1也成立,∴a n 的通项公式a n =n n +1 2;(2)1a n =2n n +1 =21n -1n +1 , ∴1a 1+1a 2+⋯+1a n=21-12 +12-13 +⋯1n -1n +1 =21-1n+1<2(2022·全国·高考真题(理))记S n为数列a n的前n项和.已知2S nn+n=2a n+1.(1)证明:a n是等差数列;(2)若a4,a7,a9成等比数列,求S n的最小值.【解析】(1)因为2S nn+n=2a n+1,即2S n+n2=2na n+n①,当n≥2时,2S n-1+n-12=2n-1a n-1+n-1②,①-②得,2S n+n2-2S n-1-n-12=2na n+n-2n-1a n-1-n-1,即2a n+2n-1= 2na n-2n-1a n-1+1,即2n-1a n-2n-1a n-1=2n-1,所以a n-a n-1=1,n≥2且n∈N*,所以a n是以1为公差的等差数列.(2)由(1)可得a4=a1+3,a7=a1+6,a9=a1+8,又a4,a7,a9成等比数列,所以a72=a4⋅a9,即a1+62=a1+3⋅a1+8,解得a1=-12,所以a n=n-13,所以S n=-12n+nn-12=12n2-252n=12n-2522-6258,所以,当n=12或n=13时S n min=-78.类型Ⅰ观察法:已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项.类型Ⅱ公式法:若已知数列的前项和与a n的关系,求数列a n的通项a n可用公式a n=S1,(n=1)S n-S n-1,(n≥2)构造两式作差求解.用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为一”,即a1和a n合为一个表达,(要先分n=1和n≥2两种情况分别进行运算,然后验证能否统一).类型Ⅲ累加法:形如a n+1=a n+f(n)型的递推数列(其中f(n)是关于n的函数)可构造:a n-a n-1=f(n-1)a n-1-a n-2=f(n-2)...a2-a1=f(1)将上述m2个式子两边分别相加,可得:a n=f(n-1)+f(n-2)+...f(2)+f(1)+a1,(n≥2)①若f(n)是关于n的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;②若f(n)是关于n的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;③若f(n)是关于n的二次函数,累加后可分组求和;④若f(n)是关于n的分式函数,累加后可裂项求和.类型Ⅳ累乘法:形如a n +1=a n ⋅f (n )a n +1a n=f (n )型的递推数列(其中f (n )是关于n 的函数)可构造:a n a n -1=f (n -1)a n -1a n -2=f (n -2)...a 2a 1=f (1)将上述m 2个式子两边分别相乘,可得:a n =f (n -1)⋅f (n -2)⋅...⋅f (2)f (1)a 1,(n ≥2)有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解.类型Ⅴ构造数列法:(一)形如a n +1=pa n +q (其中p ,q 均为常数且p ≠0)型的递推式:(1)若p =1时,数列{a n }为等差数列;(2)若q =0时,数列{a n }为等比数列;(3)若p ≠1且q ≠0时,数列{a n }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有如下两种: 法一:设a n +1+λ=p (a n +λ),展开移项整理得a n +1=pa n +(p -1)λ,与题设a n +1=pa n +q 比较系数(待定系数法)得λ=q p -1,(p ≠0)⇒a n +1+q p -1=p a n +q p -1 ⇒a n +q p -1=p a n -1+qp -1 ,即a n +q p -1 构成以a 1+qp -1为首项,以p 为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出a n +qp -1 的通项整理可得a n .法二:由a n +1=pa n +q 得a n =pa n -1+q (n ≥2)两式相减并整理得a n +1-a na n -a n -1=p ,即a n +1-a n 构成以a 2-a 1为首项,以p 为公比的等比数列.求出a n +1-a n 的通项再转化为类型Ⅲ(累加法)便可求出a n .(二)形如a n +1=pa n +f (n )(p ≠1)型的递推式:(1)当f (n )为一次函数类型(即等差数列)时:法一:设a n +An +B =p a n -1+A (n -1)+B ,通过待定系数法确定A 、B 的值,转化成以a 1+A +B 为首项,以A m n =n !n -m !为公比的等比数列a n +An +B ,再利用等比数列的通项公式求出a n +An +B 的通项整理可得a n .法二:当f (n )的公差为d 时,由递推式得:a n +1=pa n +f (n ),a n =pa n -1+f (n -1)两式相减得:a n +1-a n =p (a n -a n -1)+d ,令b n =a n +1-a n 得:b n =pb n -1+d 转化为类型Ⅴ㈠求出 b n ,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出a n .(2)当f (n )为指数函数类型(即等比数列)时:法一:设a n +λf (n )=p a n -1+λf (n -1) ,通过待定系数法确定λ的值,转化成以a 1+λf (1)为首项,以A m n =n !n -m !为公比的等比数列a n +λf (n ) ,再利用等比数列的通项公式求出a n +λf (n ) 的通项整理可得a n .法二:当f (n )的公比为q 时,由递推式得:a n +1=pa n +f (n )--①,a n =pa n -1+f (n -1),两边同时乘以q 得a n q =pqa n -1+qf (n -1)--②,由①②两式相减得a n +1-a n q =p (a n -qa n -1),即a n +1-qa na n -qa n -1=p ,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出a n .法三:递推公式为a n +1=pa n +q n (其中p ,q 均为常数)或a n +1=pa n +rq n (其中p ,q , r 均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以q n +1,得:a n +1q n +1=p q ⋅a n q n +1q ,引入辅助数列b n (其中b n=a n q n),得:b n +1=p q b n +1q 再应用类型Ⅴ㈠的方法解决.(3)当f (n )为任意数列时,可用通法:在a n +1=pa n +f (n )两边同时除以p n +1可得到a n +1p n +1=a n p n +f (n )p n +1,令an p n =b n ,则b n +1=b n +f (n )pn +1,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出b n 之后得a n =p n b n .类型Ⅵ对数变换法:形如a n +1=pa q (p >0,a n >0)型的递推式:在原递推式a n +1=pa q 两边取对数得lg a n +1=q lg a n +lg p ,令b n =lg a n 得:b n +1=qb n +lg p ,化归为a n +1=pa n +q 型,求出b n 之后得a n =10b n.(注意:底数不一定要取10,可根据题意选择).类型Ⅶ倒数变换法:形如a n -1-a n =pa n -1a n (p 为常数且p ≠0)的递推式:两边同除于a n -1a n ,转化为1a n =1a n -1+p 形式,化归为a n +1=pa n +q 型求出1a n的表达式,再求a n ;还有形如a n +1=ma n pa n +q 的递推式,也可采用取倒数方法转化成1a n +1=m q 1a n +mp形式,化归为a n +1=pa n +q 型求出1a n的表达式,再求a n .类型Ⅷ形如a n +2=pa n +1+qa n 型的递推式:用待定系数法,化为特殊数列{a n -a n -1}的形式求解.方法为:设a n +2-ka n +1=h (a n +1-ka n ),比较系数得h +k =p ,-hk =q ,可解得h 、k ,于是{a n +1-ka n }是公比为h 的等比数列,这样就化归为a n +1=pa n +q 型.总之,求数列通项公式可根据数列特点采用以上不同方法求解,对不能转化为以上方法求解的数列,可用归纳、猜想、证明方法求出数列通项公式a n .(1)若数列{a n }的前n 项和为S n ,通项公式为a n ,则a n =S 1,n =1S n -S n -1,n ≥2,n ∈N ∗注意:根据S n 求a n 时,不要忽视对n =1的验证.(2)在数列{a n }中,若a n 最大,则a n ≥a n -1a n ≥a n +1 ,若a n 最小,则a n≤a n -1a n ≤a n +1 .经典题型一:观察法1.(2022·全国·高三专题练习)数列a n 的前4项为:12,15,18,111,则它的一个通项公式是( )A.12n -1B.12n +1C.13n -1D.13n +1【答案】C【解析】将12,15,18,111可以写成13×1-1,13×2-1,13×3-1,13×4-1,所以a n 的通项公式为13n -1;故选:C2.(2022·全国·高三专题练习(文))如图所示是一个类似杨辉三角的递推式,则第n 行的首尾两个数均为( )A.2nB.2n -1C.2n +2D.2n +1【答案】B【解析】依题意,每一行第一个数依次排成一列为:1,3,5,7,9,⋯,它们成等差数列,通项为2n -1,所以第n 行的首尾两个数均为2n -1.故选:B3.(2022·全国·高三专题练习)“一朵雪花”是2022年北京冬奥会开幕式贯穿始终的一个设计理念,每片“雪花”均以中国结为基础造型构造而成,每一朵雪花都闪耀着奥运精神,理论上,一片雪花的周长可以无限长,围成雪花的曲线称作“雪花曲线”,又称“科赫曲线”,是瑞典数学家科赫在1901年研究的一种分形曲线,如图是“雪花曲线”的一种形成过程:从一个正三角形开始,把每条边分成三等份,然后以各边的中间一段为底边分划向外作正三角形,再去掉底边,反复进行这一过程.若第一个正三角形(图①)的边长为1,则第5个图形的周长为___________.【答案】25627【解析】由题意知下一个图形的边长是上一个图形边长的13,边数是上一个图形的4倍,则周长之间的关系为b n =13⋅4⋅b n -1=43b n -1,所以{b n }是公比为q =43的等比数列,而首项b 1=3,所以b n =3⋅43n -1,当n =5时,“雪花”状多边形的周长为b 5=25627.故答案为:25627经典题型二:叠加法4.(2022·全国·高三专题练习)在数列{a n }中,已知a 1=1p ,a n +1=a n na n +1,p >0,n ∈N *.若p =1,求数列{a n }的通项公式.【解析】由题意,a n +1=a n na n +1 ,得:1a n +1-1a n=n ,运用累加法:1a 2-1a 1+1a 3-1a 2+⋯+1a n -1a n -1=1+2+⋯+n -1=n n -1 2,n ≥2∴1a n -1a 1=n n -1 2,即1a n =n n -1 2+p ,n ≥2 ,当p =1时,a n =2n 2-n +2,n ≥2 ,当n =1时,a n =1成立,所以a n =2n 2-n +25.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n 满足a n +1n +1-a n n =1n n +1n ∈N *,且a 1=1,求数列a n 的通项公式;【解析】因为a n +1n +1-a n n =1n n +1=1n -1n +1,所以a n n -a n -1n -1=1n -1-1n n ≥2 ,a n -1n -1-a n -2n -2=1n -2-1n -1,⋯a 22-a 11=1-12,所以累加可得a n n -a 1=1-1nn ≥2 .又a 1=1,所以a n n =2n -1n,所以a n =2n -1n ≥2 .经检验,a 1=1,也符合上式,所以a n =2n -1.6.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n 中,a 1=1中,a n +1=a n +n (n ∈N *)中,则a 4=________,a n =________.【答案】 7n 2-n +22【解析】依题意,n ∈N *,n ≥2,a n -a n -1=n -1,而a 1=1,则a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+⋯+(a n -a n -1)=1+1+2+⋯+(n -1)=1+1+n -12⋅n -1 =n 2-n +22,而a 1=1满足上式,所以a n =n 2-n +22,a 4=42-4+22=7.故答案为:7;n 2-n +22经典题型三:叠乘法7.(2022·全国·高三专题练习)在数列a n 中,a n +1=nn +2a n (n ∈N *),且a 1=4,则数列a n 的通项公式a n =________.【答案】8n n +1【解析】由a n +1=n n +2a n ,得a n +1a n =nn +2,则a 2a 1=13,a 3a 2=24,a 4a 3=35,⋮a n a n -1=n -1n +1n ≥2 ,累乘得a n a 1=13×24×35×⋯×n -3n -1×n -2n ×n -1n +1=2n n +1,所以a n =8n n +1.故答案为:8n n +1 .8.(2022·全国·高三专题练习)设a n 是首项为1的正项数列,且(n +2)a n +12-na n 2+2a n +1a n =0(n ∈N *),求通项公式a n =___________【答案】2n (n +1)【解析】由(n +2)a n +12-na n 2+2a n +1a n =0(n ∈N *),得[(n +2)a n +1-na n ](a n +1+a n )=0,∵a n >0,∴a n +1+a n >0,∴(n +2)a n +1-na n =0 ,∴a n +1a n =nn +2,∴a n =a 1⋅a 2a 1⋅a 3a 2⋅a 4a 3⋅⋅⋅⋅⋅a n a n -1=1×13×24×35×⋅⋅⋅×n -2n ×n -1n +1=2n (n +1)(n ≥2),又a 1=1满足上式,∴a n =2n (n +1).故答案为:2n (n +1).9.(2022·全国·高三专题练习)数列a n 满足:a 1=23,2n +2-1 a n +1=2n +1-2 a n n ∈N * ,则a n 的通项公式为_____________.【答案】a n =2n2n -1 2n +1-1【解析】由2n +2-1 a n +1=2n +1-2 a n 得,a n +1a n =2n +1-22n +2-1=2⋅2n -12n +2-1,则a n a n -1⋅a n -1a n -2⋅a n -2a n -3⋅⋅⋅a 2a 1=2⋅2n -1-12n +1-1⋅2⋅2n -2-12n -1⋅2⋅2n -3-12n -1-1⋅⋅⋅2⋅21-123-1=2n -1⋅32n +1-1 2n -1,即a n a 1=3⋅2n -12n -1 2n +1-1 ,又a 1=23,所以a n =2n 2n -1 2n +1-1.故答案为:a n =2n2n -1 2n +1-1.经典题型四:待定系数法10.(多选题)(2022·广东惠州·高三阶段练习)数列a n 的首项为1,且a n +1=2a n +1,S n 是数列a n 的前n 项和,则下列结论正确的是( )A.a 3=7 B.数列a n +1 是等比数列C.a n =2n -1 D.S n =2n +1-n -1【答案】AB【解析】∵a n +1=2a n +1,可得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,故B 正确;则a n +1=2n ,∴a n =2n -1,故C 错误;则a 3=7,故A 正确;∴S n =21-2n1-2-n =2n +1-n -2,故D 错误.故选:AB .11.(2022·河南安阳·三模(文))已知数列a n 满足a n +1=2a n +12,且前8项和为506,则a 1=___________.【答案】32【解析】由题意得:∵a n +1=2a n +12∴a n +1+12=2a n +12 ,即a n +1+12a n +12=2∴数列a n +12 是以a 1+12为首项,2为公比的等比数列,记数列a n +12 的前n 项和为T n T 8=a 1+12 (1-28)1-2=a 1+12+a 2+12+a 3+12+⋯+a 8+12=(a 1+a 2+a 3+⋯a 8)+12×8=506+4=510解得:a 1=32故答案为:3212.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知数列a n 的前n 项和为S n ,且满足2S n +n =3a n ,n ∈N *.(1)求数列a n 的通项公式;(2)若b n =a 2n ,求数列b n 的前10项和T 10.【解析】(1)当n =1时,2S 1+1=3a 1,即2a 1+1=3a 1,解得a 1=1;当n ≥2时,∵2S n +n =3a n ,∴2S n -1+n -1=3a n -1,两式作差得2a n +1=3a n -3a n -1,即a n =3a n -1+1,a n +12=3a n -1+12,∴a n +12a n -1+12=3,又a 1+12=32,∴数列a n +12 是以32为首项,3为公比的等比数列,∴a n +12=32×3n -1=3n 2,a n =3n 2-12=123n -1 .(2)∵b n =a 2n ,则T 10=b 1+b 2+b 3+⋯+b 10=a 2+a 4+⋯+a 20=1232-1 +34-1 +⋯+320-1=1232+34+⋯+320 -10=12321-910 1-9-10 =911-8916.13.(2022·全国·高三专题练习)设数列a n 满足a 1=2,a n -2a n -1=2-n n ∈N * .(1)求证:a n -n 为等比数列,并求a n 的通项公式;(2)若b n =a n -n ⋅n ,求数列b n 的前n 项和T n .【解析】(1)因为a 1=2,a n -2a n -1=2-n n ∈N * ,所以a n =2a n -1+2-n ,即a n -n =2a n -1-n -1又a 1-1=2-1=1,所以a n -n 是以1为首项,2为公比的等比数列,所以a n -n =1×2n -1,所以a n =2n -1+n (2)由(1)可得b n =a n -n ⋅n =n ×2n -1,所以T n =1×20+2×21+3×22+⋯+n ×2n -1①,所以2T n =1×21+2×22+3×23+⋯+n ×2n ②,①-②得-T n =1+1×21+1×22+1×23+⋯+1×2n -1-n ×2n即-T n =1-2n1-2-n ×2n ,所以T n =n -1 ×2n +1;14.(2022·全国·高三专题练习)在数列a n 中,a 1=5,且a n +1=2a n -1n ∈N * .(1)证明:a n -1 为等比数列,并求a n 的通项公式;(2)令b n =(-1)n ⋅a n ,求数列b n 的前n 项和S n .【解析】(1)因为a n +1=2a n -1,所以a n +1-1=2a n -1 ,又a 1-1=4,所以a n +1-1a n -1=2,所以a n -1 是以4为首项,2为公比的等比数列.故a n -1=4×2n -1,即a n =2n +1+1.(2)由(1)得b n =(-1)n⋅2n +1+1 ,则b n =2n +1+1,n =2k ,k ∈N *-2n +1+1 ,n =2k -1,k ∈N* ,①当n =2k ,k ∈N *时,S n =-22-1 +23+1 -24+1 +⋯+-2n -1 +2n +1+1 =-22+23-24+25+⋯-2n +2n +1=22+24+⋯+2n =432n -1 ;②当n =2k -1,k ∈N *时,S n =S n +1-b n +1=432n +1-1 -2n +2+1 =-2n +2+73,综上所述,S n =432n -1 ,n =2k ,k ∈N*-2n +2+73,n =2k -1,k ∈N *经典题型五:同除以指数15.(2022·广东·模拟预测)已知数列a n 中,a 1=5且a n =2a n -1+2n -1n ≥2,n ∈N ∗ ,b n =a n -1n +1(1)求证:数列b n 是等比数列;(2)从条件①n +b n ,②n ⋅b n 中任选一个,补充到下面的问题中并给出解答.求数列______的前n 项和T n .注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【解析】(1)因为a 1=5且a n =2a n -1+2n -1n ≥2,n ∈N ∗ ,所以当n ≥2时,a n -1=2a n -1-1 +2n ,所以a n -12n =a n -1-12n -1+1,即a n -12n -a n -1-12n -1=1所以a n -12n 是以a 1-12=2为首项,1为公差的等差数列,所以a n -12n =2+n -1 ×1=n +1,所以a n =n +1 2n+1,b n =a n -1n +1=n +1 2n+1-1n +1=2n因为b 1=a 1-11+1=2,n ≥2时,b n b n -1=2n 2n -1=2所以数列b n 是以2为首项,2为公比的等比数列.(2)选①:因为b n =2n ,所以n +b n =n +2n ,则T n =(1+2)+2+22 +3+23 +⋅⋅⋅+n +2n=1+2+3+⋅⋅⋅+n +2+22+23+⋅⋅⋅+2n=12n n +1 +21-2n 1-2=n 22+n2+2n +1-2选②:因为b n =2n ,所以nb n =n ⋅2n,则T n =1×21+2×22+⋅⋅⋅+n ×2n (i )2T n =1×22+2×23+⋅⋅⋅+n ×2n +1(ii )(i )-(ii )得-T n =1×21+22+23+⋅⋅⋅+2n -n ×2n +1T n =n ×2n +1-21-2n 1-2=n ×2n +1-2n +1+2=n -1 2n +1+216.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=2a n +3n ,求数列a n 的通项公式.【解析】由a n +1=2a n +3n 两边同除以3n +1得a n +13n +1=23⋅a n 3n +13,令b n =a n 3n ,则b n +1=23b n +13,设b n +1+λ=23(b n +λ),解得λ=-1,b n +1-1=23(b n -1),而b 1-1=-23,∴数列{b n -1}是以-23为首项,23为公比的等比数列,b n -1=-23 n ,得a n =3n -2n17.(2022·全国·高三专题练习)在数列a n 中,a 1=1,S n +1=4a n +2,则a 2019的值为( )A.757×22020B.757×22019C.757×22018D.无法确定【答案】A【解析】∵a 1=1,S n +1=4a n +2,∴S 2=a 1+a 2=4a 1+2,解得a 2=5.∵S n +1=4a n +2,∴S n +2=4a n +1+2,两式相减得,a n +2=4a n +1-4a n ,∴a n +2-2a n +1=2a n +1-2a n ,∴a n +1-2a n 是以a 2-2a 1=3为首项,2为公比的等比数列,∴a n +1-2a n =3×2n -1,两边同除以2n +1,则a n +12n +1-a n 2n=34,∴a n 2n 是以34为公差,a 121=12为首项的等差数列,∴a n 2n =12+n -1 ×34=3n -14,∴a n =3n -14×2n =3n -1 ×2n -2,∴a 2019=3×2019-1 ×22017=757×22020.故选:A .经典题型六:取倒数法18.(2022·全国·高三竞赛)数列a n 满足a 1=p ,a n +1=a 2n +2a n .则通项a n =______.【答案】p +1 2n -1-1【解析】∵a n =a 2n -1+2a n -1,∴a n +1=a n -1+1 2=a n -2+1 22=⋯=a 1+1 2n -1=p +1 2n -1.即a n =p +1 2n -1-1.故答案为p +1 2n -1-119.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n 满足a 1=12,且a n +1=a n 3a n +1,则数列a n =__________【答案】13n -1【解析】由a n +1=a n 3a n +1两边取倒数可得1a n +1=1a n +3,即1a n +1-1a n=3所以数列1a n 是等差数列,且首项为2,公差为3,所以1a n=3n -1,所以a n =13n -1;故答案为:13n -120.(2022·全国·高三专题练习)数列a n 满足a n +1=a n 1+2a nn ∈N ∗,a 1=1,则下列结论错误的是( )A.2a 10=1a 3+1a 17B.21an是等比数列C.2n -1 a n =1D.3a 5a 17=a 49【答案】D 【解析】由a n +1=a n 1+2a n ,且a 1=1,则a 2=a 12a 1+1>0,a 3=a 21+2a 2>0,⋯,以此类推可知,对任意的n ∈N ∗,a n >0,所以,1a n +1=1+2a n a n =1a n +2,所以1a n +1-1a n =2,且1a 1=1,所以,数列1a n 是等差数列,且该数列的首项为1,公差为2,所以,1a n =1+2n -1 =2n -1,则2n -1 a n =1,其中n ∈N ∗,C 对;21a n +121a n=21an +1-1a n=22=4,所以,数列21an是等比数列,B 对;由等差中项的性质可得2a 10=1a 3+1a 17,A 对;由上可知a n =12n -1,则3a 5a 17=3×12×5-1×12×17-1=199,a 49=12×49-1=197,所以,3a 5a 17≠a 49,D 错.故选:D .21.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=a n 4a n +1,(n ∈N *),则满足a n >137的n 的最大取值为( )A.7 B.8C.9D.10【答案】C【解析】因为a n +1=a n 4a n +1,所以1a n +1=4+1a n ,所以1a n +1-1a n =4,又1a 1=1,数列1a n是以1为首项,4为公差的等差数列.所以1a n =1+4(n -1)=4n -3,所以a n =14n -3,由a n >137,即14n -3>137,即0<4n -3<37,解得34<n <10,因为n 为正整数,所以n 的最大值为9;故选:C 经典题型七:取对数法22.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)若在数列的每相邻两项之间插入此两项的积,形成新的数列,再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列.现对数列1,2进行构造,第一次得到数列1,2,2;第二次得到数列1,2,2,4,2;依次构造,第n n ∈N * 次得到的数列的所有项的积记为a n ,令b n =log 2a n ,则b 3=___________,b n =___________.【答案】 143n +12【解析】设第n 次构造后得到的数列为1,x 1,x 2,⋯,x k ,2.则a n =2x 1x 2⋯x k ,则第n +1次构造后得到的数列为1,x 1,x 1,x 1x 2,x 2,⋯,x k -1x k ,x k ,2x k ,2.则a n +1=4x 1x 2⋯x k 3=4×a n 2 3=12a 3n ,∴b n +1=log 2a n +1=log 212a 3n=-1+3b n ,∴b n +1-12=3b n -12 ,又∵b 1=log 222=2,∴数列b n -12 是以32为首项,3为公比的等比数列,∴b n -12=32×3n -1=3n 2,b n =3n +12,b 3=14.故答案为:14;3n +1223.(2022·全国·高三专题练习(文))英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列x n 满足x n +1=x n -f x nf x n,则称数列x n 为牛顿数列.如果函数f x =2x 2-8,数列x n 为牛顿数列,设a n =ln x n +2x n -2,且a 1=1,x n >2.数列a n 的前n 项和为S n ,则S n =______.【答案】2n -1【解析】∵f x =2x 2-8,∴f x =4x ,又∵x n +1=x n -f x n f x n=x n -2x n 2-84x n =x n 2+42x n ,∴x n +1+2=x n +2 22x n ,x n +1-2=x n -222x n,∴x n +1-2x n +1-2=x n +2x n -2 2,又x n >2∴ln x n +1+2x n +1-2=ln x n +2x n -2 2=2ln x n +2x n -2 ,又a n =ln x n +2x n -2,且a 1=1,所以a n +1=2a n ,∴数列a n 是首项为1,公比为2的等比数列,∴a n 的前n 项和为S n ,则S n =1×1-2n1-2=2n -1.故答案为:2n -1.经典题型八:已知通项公式a n 与前n 项的和S n 关系求通项问题24.(2022·江苏南通·高三开学考试)从条件①2S n =n +1 a n ,②a 2n +a n =2S n ,a n >0,③S n +S n -1=a n n ≥2 ,中任选一个,补充到下面问题中,并给出解答.已知数列a n 的前n 项和为S n ,a 1=1,___________.(1)求a n 的通项公式;(2)设b n =a n +1+12n +1,记数列b n 的前n 项和为T n ,是否存在正整数n 使得T n >83.【解析】(1)若选择①,因为2S n =n +1 a n ,n ∈N *,所以2S n -1=na n -1,n ≥2,两式相减得2a n =n +1 a n -na n -1,整理得n -1 a n =na n -1,n ≥2,即a n n =a n -1n -1,n ≥2,所以a n n 为常数列,而a n n =a 11=1,所以a n =n ;若选择②,因为a 2n +a n =2S n n ∈N *,所以a 2n -1+a n -1=2S n -1n ≥2 ,两式相减a 2n -a 2n -1+a n -a n -1=2S n -2S n -1=2a n n ≥2 ,得a n -a n -1 a n +a n -1 =a n +a n -1n ≥2 ,因为a n >0,∴a n +a n -1>0,∴a n -a n -1=1n ≥2 ,所以a n 是等差数列,所以a n =1+n -1 ×1=n ;若选择③,由S n +S n -1=a n n ≥2 变形得,S n +S n -1=S n -S n -1,所以S n +S n -1=S n +S n -1 S n -S n -1 ,由题意知S n >0,所以S n -S n -1=1,所以S n 为等差数列,又S 1=a 1=1,所以S n =n ,S n =n 2,∴a n =S n -S n -1=2n -1n ≥2 ,又n =1时,a 1=1也满足上式,所以a n =2n -1;(2)若选择①或②,b n =n +1+12n +1=n +22n +1,所以T n =3×12 2+4×12 3+5×12 4+⋯+n +2 ×12n +1,所以12T n =3×12 3+4×12 4+5×12 5+⋯+n +2 ×12n +2,两式相减得12T n =3×12 2+12 3+12 4+⋯+12 n +1-n +2 ×12n +2=34+181-12n -1 1-12-n +2 ×12 n +2=1-n +42n +2,则T n =2-n +42n +1,故要使得T n >83,即2-n +42n +1>83,整理得,n +42n +1<-23,当n ∈N *时,n +42n +1>0,所以不存在n ∈N *,使得T n >83.若选择③,依题意,b n =a n +1+12n +1=n +12n,所以T n =2×12+3×12 2+4×12 3+⋯+n +1 ×12n,故12T n =2×12 2+3×12 3+4×12 4+⋯+n +1 ×12 n +1,两式相减得:12T n =1+12 2+12 3+⋯+12 n -n +1 ×12 n +1=1+141-12n -1 1-12-n +1 ×12 n +1=32-n +32n +1,则T n =3-n +32n ,令T n =3-n +32n >83,则n +32n <13,即2n -3n -9>0,令c n =2n -3n -9,则c 1=-10<0,当n ≥2时,c n +1-c n =2n +1-3n +1 -9-2n -3n -9 =2n -3>0,又c 4<0,c 5>0,故c 2<c 3<c 4<0<c 5<c 6⋯,综上,使得T n >83成立的最小正整数n 的值为5.25.(2022·河南省上蔡第一高级中学高三阶段练习(文))记各项均为正数的等比数列a n 的前n 项和是S n ,已S n =a n +43a n +1-4n ∈N * .(1)求a n 的通项公式;(2)求数列na n 的前n 项和T n .【解析】(1)设等比数列a n 的公比为q .因为S n =a n +43a n +1-4n ∈N * ,所以当n =1时,a 1=a 1+43a 2-4,解得a 2=3;当n =2时,a 1+a 2=a 2+43a 3-4,则a 1=43a 3-4.因为a n 是等比数列,所以a 1a 3=a 22,即43a 3-4 a 3=9,整理得4a 23-12a 3-27=0,解得a 3=-32(舍去)或a 3=92.所以q =a 3a 2=32,a 1=a 2q=2,所以a n =2×32n -1.(2)由(1)得na n =2n ×32 n -1,所以T n =2×1+2×32+3×32 2+⋯+n -1 × 32 n -2+n ×32 n -1①则32T n =2×1×32+2×32 2+3×32 3+⋯+ n -1 ×32 n -1+n ×32 n ②①-②得-T n 2=2×1+32+32 2+323+⋯+ 32 n -1 -2n ×32 n=2×1-32 n1-32-2n ×32 n =-4+4-2n ×32 n ,所以T n =4n -8 ×32n+8.26.(2022·全国·高三专题练习)设数列{a n }的前n 项和为S n ,a n +1=-S n S n +1n ∈N * ,a 1=1. 求证:数列1S n是等差数列.【解析】∵-S n S n +1=a n +1=S n +1-S n ,S 1=1≠0,则S n ≠0,所以-1=S n +1-S nS n S n +1,有1S n +1-1S n=1,所以数列1S n 是以1为首项,1为公差的等差数列.经典题型九:周期数列27.(2022·上海中学高二期末)数列{x n }满足x n +1=x n -x n -1,n ≥2,n ∈N *,x 1=a ,x 2=b ,则x 2019=_________.【答案】b -a .【解析】由题干中递推公式,可得:x 1=a ,x 2=b ,x 3=x 2-x 1=b -a ,x 4=x 3-x 2=b -a -b =-a ,x 5=x 4-x 3=-a -(b -a )=-b ,x 6=x 5-x 4=-b -(-a )=a -b ,x 7=x 6-x 5=a -b -(-b )=a ,x 8=x 7-x 6=a -(a -b )=b ,x 9=x 8-x 7=b -a ,⋯∴数列{x n }是以6为最小正周期的周期数列.∵2019÷6=336⋯3,∴x 2019=x 3=b -a .故答案为b -a .28.(2022·全国·高三专题练习)数列{a n }满足a 1=2,a 2=11-a 1,若对于大于2的正整数n ,a n =11-a n -1,则a 102=__________.【答案】12【解析】由题意知:a 2=11-2=-1,a 3=11--1 =12,a 4=11-12=2,a 5=11-2=-1,故{a n }是周期为3的周期数列,则a 102=a 3×34=a 3=12.故答案为:12.29.(2022·河南·模拟预测(文))设数列a n 满足a n +1=1+a n 1-a n ,且a 1=12,则a 2022=( )A.-2 B.-13C.12D.3【答案】D【解析】由题意可得:a 2=1+a 11-a 1=1+121-12=3,a 3=1+a 21-a 2=1+31-3=-2,a 4=1+a 31-a 3=1+-2 1--2 =-13,a 5=1+a 41-a 4=1-131+13=12=a 1,据此可得数列a n 是周期为4的周期数列,则a 2022=a 505×4+2=a 2=3.故选:D30.(2022·全国·高三专题练习)设数列a n 的通项公式为a n =-1 n 2n -1 ⋅cos n π2+1n ∈N * ,其前n 项和为S n ,则S 120=( )A.-60 B.-120C.180D.240【答案】D【解析】当n =4k -3,k ∈N *时,cos n π2=0,a 4k -3=1;当n =4k -2,k ∈N *时,cosn π2=-1,a 4k -2=2×4k -2 -1 ×-1 +1=-8k +6;当n =4k -1,k ∈N *时,cos n π2=0,a 4k -1=1;当n =4k ,k ∈N *时,cos n π2=1,a 4k =2×4k -1+1=8k .∴a 4k -3+a 4k -2+a 4k -1+a 4k =1+-8k +6 +1+8k =8,∴S 120=1204×8=240.故选:D 经典题型十:前n 项积型31.(2022·全国·高三专题练习)设数列a n 的前n 项积为T n ,且T n =2-2a n n ∈N * .(1)求证数列1T n 是等差数列;(2)设b n =1-a n 1-a n +1 ,求数列b n 的前n 项和S n .【解析】(1)因为数列a n 的前n 项积为T n ,且T n =2-2a n n ∈N * ,∴当n =1时,T 1=a 1=2-2a 1,则a 1=23,1T 1=32.当n ≥2时,T n =2-2T n T n -1⇒1=2T n -2T n -1,∴1T n -1T n -1=12,所以1T n 是以1T 1=32为首项,12为公差的等差数列;(2)由(1)知数列1T n =n +22,则由T n =2-2a n 得a n =n +1n +2,所以b n =1n +2 n +3=1n +2-1n +3,所以S n =13-14 +14-15 +⋯+1n +2-1n +3 =13-1n +3=n 3n +9.32.(2022·全国·高三专题练习)记T n 为数列a n 的前n 项积,已知1T n +3a n=3,则T 10=( )A.163B.154C.133D.114【答案】C 【解析】n =1,T 1=43,T n =a 1a 2a 3⋯a n ,则a n =T n T n -1(n ≥2),代入1T n +3a n =3,化简得:T n -T n -1=13,则T n =n +33,T 10=133.故选:C .33.(2022·全国·高三专题练习)记S n 为数列a n 的前n 项和,b n 为数列S n 的前n 项积,已知2S n +b n =2,则a 9=___________.【答案】1110【解析】因为b n =S 1∙S 2∙⋯S n ,所以b 1=S 1=a 1,b n -1=S 1∙S 2∙⋯S n -1(n ≥2),S n =b nb n -1(n ≥2), 又因为2S n +b n =2,当n =1时,得 a 1=23,所以b 1=S 1=a 1=23, 当n ≥2时, 2×b nb n -1+b n =2,即2b n =2b n -1+1,所以2b n 是等差数列,首项为2b 1=3,公差d =1, 所以2b n=3+(n -1)×1=n +2,所以b n =2n +2,满足 b 1=23,故b n =2n +2,即S 1∙S 2∙⋯S n =2n +2,所以S 1∙S 2∙⋯S n -1=2n +1(n ≥2),两式相除得:S n =n +1n +2,所以S n -1=nn +1(n ≥2),所以a n =S n -S n -1=n +1n +2-n n +1=1(n +1)(n +2),所以a 9=111×10=1110.故答案为:1110.经典题型十一:“和”型求通项34.(2022·山西·太原市外国语学校高三开学考试)在数列a n 中,a 1=1,且n ≥2,a 1+12a 2+13a 3+⋯+1n -1a n -1=a n .(1)求a n 的通项公式;(2)若b n =1a n a n +1,且数列b n 的前项n 和为S n ,证明:S n <3.【解析】(1)因为n ≥2,a 1+12a 2+13a 3+⋯+1n -1a n -1=a n ,所以当n ≥3,a 1+12a 2+13a 3+⋯+1n -2a n -2=a n -1,两式相减,得1n -1a n -1=a n -a n -1,即nn -1a n -1=a n ,当n =2时,a 2=a 1=1,所以当n ≥3时,a n a n -1=nn -1,所以当n ≥3时,a n =a n a n -1×a n -1a n -2×⋯×a 3a 2×a 2=n n -1×n -1n -2×⋯×32×1=n2,当n =2时,上式成立;当n =1时,上式不成立,所以a n =1,n =1n2,n ≥2.(2)证明:由(1)知b n =1,n =14n (n +1),n ≥2当n ≥2时,b n =4n (n +1)=41n -1n +1 ,所以当n =1,S 1=1<3;当n ≥2时,S n =1+412-13 +413-14 +⋯+41n -1n +1=1+412-13+13-14+⋯+1n -1n +1 =1+412-1n +1 =3-4n +1<3.综上,S n <3.35.(2022·全国·高三专题练习)数列a n 满足a 1∈Z ,a n +1+a n =2n +3,且其前n 项和为S n .若S 13=a m ,则正整数m =( )A.99 B.103C.107D.198【答案】B【解析】由a n +1+a n =2n +3得a n +1-(n +1)-1=-a n -n -1 ,∴a n-n-1为等比数列,∴a n-n-1=(-1)n-1a1-2,∴a n=(-1)n-1a1-2+n+1,a m=(-1)m-1a1-2+m+1,∴S13=a1+a2+a3+⋯+a12+a13=a1+2×(2+4+⋯+12)+3×6=a1+102,①m为奇数时,a1-2+m+1=a1+102,m=103;②m为偶数时,-a1-2+m+1=a1+102,m=2a1+99,∵a1∈Z,m=2a1+99只能为奇数,∴m为偶数时,无解,综上所述,m=103.故选:B.36.(2022·黑龙江·哈师大附中高三阶段练习(理))已知数列a n的前n项和为S n,若S n+1+S n=2n2n∈N*,且a1≠0,a10=28,则a1的值为A.-8B.6C.-5D.4【答案】C【解析】对于S n+1+S n=2n2,当n=1时有S2+S1=2,即a2-2=-2a1∵S n+1+S n=2n2,∴S n+S n-1=2(n-1)2,(n≥2)两式相减得:a n+1+a n=4n-2a n+1-2n=-a n-2(n-1),(n≥2)由a1≠0可得a2-2=-2a1≠0,∴a n+1-2na n-2(n-1)=-1(n≥2)即a n-2(n-1)从第二项起是等比数列,所以a n-2(n-1)=a2-2(-1)n-2,即a n=a2-2(-1)n-2+2(n-1),则a10=a2-2+18=28,故a2=12,由a2-2=-2a1可得a1=-5,故选C.经典题型十二:正负相间讨论、奇偶讨论型37.(2022·河南·高二阶段练习(文))数列a n满足a1=1,a n+a n+1=3n n∈N*,则a2018=__________ _.【答案】3026【解析】∵a n+a n+1=3n,∴a n+1+a n+2=3n+1,得a n+2-a n=3,∵a1=1,a n+a n+1=3n n∈N*,∴a1+ a2=3⇒a2=2,所以a n的偶数项构成等差数列,首项为2,公差为3,∴a2018=a2+1008×3=2+3024= 3026.故答案为:302638.(2022·全国·高三专题练习)已知数列a n中,a1=1,a2=2,a n+2=-1n+1a n+2,则a18a19=( )A.3B.113C.213D.219【答案】D【解析】当n为奇数时,a n+2-a n=2,即数列a n中的奇数项依次构成首项为1,公差为2的等差数列,所以,a19=1+10-1×2=19,当n为偶数时,a n+2+a n=2,则a n+4+a n+2=2,两式相减得a n+4-a n=0,所以,a18=a4×4+2=a2=2,故a18a19=219,故选:D.39.(2022·广东·高三开学考试)已知数列a n满足a1=3,a2=2,a n+2=a n-1,n=2k-1 3a n,n=2k .(1)求数列a n的通项公式;(2)求数列a n的前2n项的和S2n.【解析】(1)当n为奇数时,a n+2-a n=-1,所以所有奇数项构成以a1=3为首项,公差为-1的等差数列,所以a n=3+(n-1)⋅-12=7-n2,当n为偶数时,a n+2=3a n,所以所有偶数项构成以a2=2为首项,公比为3的等比数列,所以a n=2×(3)n-2=2×3n-22,所以a n=7-n2,n=2k-1 2×3n-22,n=2k ;(2)S2n=a1+a2+⋯+a2n=a1+a3+a5+⋯+a2n-1+a2+a4+⋯+a2n=3n+(-1)⋅n(n-1)2+21-3n1-3=(7-n)n2+3n-1=-12n2+72n+3n-1.40.数列{a n}满足a n+2+(-1)n+1a n=3n-1,前16项和为540,则a2= .【解析】解:因为数列{a n}满足a n+2+(-1)n+1a n=3n-1,当n为奇数时,a n+2+a n=3n-1,所以a3+a1=2,a7+a5=14,a11+a9=26,a15+a13=38,则a1+a3+a5+a7+a9+a11+a13+a15=80,当n为偶数时,a n+2-a n=3n-1,所以a4-a2=5,a6-a4=11,a8-a6=17,a10-a8=23,a12-a10=29,a14-a12=35,a16-a14=41,故a4=5+a2,a6=16+a2,a8=33+a2,a10=56+a2,a12=85+a2,a14=120+a2,a16=161+a2,因为前16项和为540,所以a2+a4+a6+a8+a10+a12+a14+a16=540-80=460,所以8a2+476=460,解得a2=-2.故答案为:-2.41.(2022•夏津县校级开学)数列{a n}满足a n+2+(-1)n a n=3n-1,前16项和为508,则a1= .【解析】解:由a n+2+(-1)n a n=3n-1,当n为奇数时,有a n+2-a n=3n-1,可得a n-a n-2=3(n-2)-1,⋯a3-a1=3⋅1-1,累加可得a n-a1=3[1+3+⋯+(n-2)]-n-12=(n-1)(3n-5)4;当n为偶数时,a n+2+a n=3n-1,可得a4+a2=5,a8+a6=17,a12+a10=29,a16+a14=41.可得a2+a4+⋯+a16=92.∴a 1+a 3+⋯+a 15=416.∴8a 1+14(0+8+40+96+176+280+408+560)=416,∴8a 1=24,即a 1=3.故答案为:3.经典题型十三:因式分解型求通项42.(2022秋•安徽月考)已知正项数列{a n }满足:a 1=a ,a 2n +1-4a 2n +a n +1-2a n =0,n ∈N *.(Ⅰ)判断数列{a n }是否是等比数列,并说明理由;(Ⅱ)若a =2,设a n =b n -n .n ∈N *,求数列{b n }的前n 项和S n .【解析】解:(Ⅰ)∵a 2n +1-4a 2n +a n +1-2a n =0,∴(a n +1-2a n )(a n +1+2a n +1)=0,又∵数列{a n }为正项数列,∴a n +1=2a n ,∴①当a =0时,数列{a n }不是等比数列;②当a ≠0时,an +1a n=2,此时数列{a n }是首项为a ,公比为2的等比数列.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:a n =2n ,∴b n =2n +n ,∴S n =(21+22+⋯+2n)+(1+2+⋯+n )=2(1-2n )1-2+n (1+n )2=2n +1-2+n (n +1)2.43.(2022•怀化模拟)已知正项数列{a n }满足a 1=1,2a 2n -a n -1a n -6a 2n -1=0(n ≥2,n ∈N *)设b n =log 2a n .(1)求b 1,b 2b 3;(2)判断数列{b n }是否为等差数列,并说明理由;(3){b n }的通项公式,并求其前n 项和为S n .【解析】解:(1)a 1=1,2a 2n -a n -1a n -6a 2n -1=0,a n >0,可得(2a n +3a n -1)(a n -2a n -1)=0,则a n =2a n -1,数列{a n }为首项为1,公比为2的等比数列,可得a n =2n -1;b n =log 2a n =n -1,b 1=0,b 2b 3=1×2=2;(2)数列{b n }为等差数列,理由:b n +1-b n =n -(n -1)=1,则数列{b n }为首项为0,公差为1的等差数列;(3)b n =log 2a n =log 22n -1=n -1,前n 项和为S n =12n (0+n -1)=n 2-n2.44.(2022秋•仓山区校级月考)已知正项数列{a n }满足a 1=2且(n +1)a 2n +a n a n +1-na 2n +1=0(n ∈N *)(Ⅰ)证明数列{a n }为等差数列;(Ⅱ)若记b n =4a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和S n .【解析】(I )证明:由(n +1)a 2n +a n a n +1-na 2n +1=0(n ∈N *),变形得:(a n +a n +1)[(n +1)a n -na n +1]=0,由于{a n }为正项数列,∴a n +1a n =n +1n,利用累乘法得:a n =2n (n ∈N *)从而得知:数列{a n }是以2为首项,以2为公差的等差数列.(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:b n=42n∙2(n+1)=1n(n+1)=1n-1n+1,从而S n=b1+b2+⋯+b n=1-1 2+12-13+13-15+⋯+1n-1-1n+1=1-1n+1=n n+1.经典题型十四:其他几类特殊数列求通项45.(2022·全国·高三专题练习)在数列{a n}中,已知各项都为正数的数列{a n}满足5a n+2+4a n+1-a n=0.(1)证明数列{a n+a n+1}为等比数列;(2)若a1=15,a2=125,求{a n}的通项公式.【解析】(1)各项都为正数的数列{a n}满足5a n+2+4a n+1-a n=0,得a n+1+a n+2=15(a n+1+a n),即a n+1+a n+2 a n+a n+1=15所以数列{a n+a n+1}是公比为15的等比数列;(2)因为a1=15,a2=125,所以a1+a2=625,由(1)知数列{a n+a n+1}是首项为625,公比为15的等比数列,所以a n+a n+1=625×15n-1,于是a n+1-15n+1=-an-15 n=(-1)n a1-15,又因为a1-15=0,所以a n-15 n=0,即a n=15 n.46.(2022·湖北·天门市教育科学研究院模拟预测)已知数列a n满足a1=1,a2=6,且a n+1=4a n-4a n-1, n≥2,n∈N*.(1)证明数列a n+1-2a n是等比数列,并求数列a n的通项公式;(2)求数列a n的前n项和S n.【解析】(1)因为a n+1=4a n-4a n-1,n≥2,n∈N*所以a n+1-2a n=2a n-4a n-1=2(a n-2a n-1)又因为a2-2a1=4所以a n+1-2a n是以4为首项,2为公比的等比数列.所以a n+1-2a n=4×2n-1=2n+1变形得a n+12n+1-a n2n=1所以a n2n是以a12=12为首项,1为公差的等差数列所以a n2n=12+n-1=n-12,所以a n=(2n-1)2n-1(2)因为T n=1×20+3×21+5×22+⋅⋅⋅+(2n-1)2n-1⋯①所以2T n=1×21+3×22+5×23+⋅⋅⋅+(2n-1)2n⋯②①-②得:-T n=1+22+23+⋅⋅⋅+2n-1-(2n-1)2n=1+22(1-2n-1)1-2-(2n-1)2n所以T n=(2n-1)2n-2n+1+3=(2n-3)2n+347.(2022·内蒙古·赤峰红旗中学松山分校模拟预测(理))设数列{a n}的前n项和为S n,满足2S n=a2n+1a n n∈N*,则下列说法正确的是( )A.a2021⋅a2022<1B.a2021⋅a2022>1C.a2022<-22022D.a2022>22022【答案】A【解析】因为数列{a n}的前n项和为S n,满足2S n=a2n+1a n n∈N*,。
中山市华侨中学吴会群数列通项的求法中山市华侨中学吴会群退出知识要点分析数列通项的求法返回数列通项公式的求法观察法公式法定义法递推公式返回逐差求和法如果一个数列是等差数列,公差为d ,那么以上(n-1)个式子相加得若数列满足,其中是可求和数列,那么可用逐差后累加的方法求n a a a a ,,,,321 da a da a d a a n n 12312dn a a n )1(1 dn a a n )1(1 n a )(1N n n f a a n n n fn a 返回例题讲解逐商求积法返回若数列是等比数,公比为,则,,,,,321n a a a a q 个111342312...,,,,, n n n n n q q q q a a q a a q a a q a a q a a .11 n n q a a 若数列满足,其中数列前项积可求,则通项可用逐项作商后求积得到。
}{n a )(1n f a a n n )}({n f n n a 例题讲解一、几种常见类型题求解方法✶1、观察法:策略(先符号、统一结构、纵横观察)✶2、定义法:✶3、公式法:✶注:验证a 1在a n 中?需要分段写? q n+1n n+1n等差数列 a -a =d(d为常数a 等比数列 q为非零常数a 1(1)1,(1)n n n n s a s s n 如例2如例14、递推公式11111.()()2.3.2n n n n n n n n n a a f n a a f n a pa q q Ca A B a Aa B C C n+1n n n-1n+1n n n-1n+1n 或逐项求和(积)法如类型可构造等差或等比数列法一:设a +=p(a +),p-1法二:由已知与a =pa +q 相减得a -a =p(a -a )11取倒数得:类似于a a 如:例3 如:例4、例5如:例6例1、写出下列各数列的一个通项公式 2468101,,,,......31535639923,2,3,2,3,2,3......8152431,,, (579)1141,0,,0,,0......47 返回例2、已知数列{a n }的前n 项和s n ,求数列{a n }的通项公式。
专题13 数列通项公式的四种常见求法目录类型一:累加法..........................................................................................................................................................1类型二:累乘法..........................................................................................................................................................2类型三:已知S n 求a n .................................................................................................................................................3类型四:构造法求通项. (4)类型一:累加法题型专练:1.(2023·河北石家庄·统考一模)中国古代许多著名数学家对推导高阶等差数列的求和公式很感兴趣,创造并发展了名为“垛积术”的算法,展现了聪明才智.南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中,所讨论的二阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是后项减前项之差组成的新数列是等差数列.现有一个“堆垛”,共50层,第一层2个小球,第二层5个小球,第三层10个小球,第四层17个小球,...,按此规律,则第50层小球的个数为( )A .2400B .2401C .2500D .2501【答案】D【分析】依据等差数列的定义与求和公式,累加法计算即可.【详解】不妨设第n 层小球个数为a n ,由题意,a 2−a 1=3, a 3−a 2=5……,即各层小球之差成以3为首项,类型二:累乘法满分策略:当出现a na n−1=f(n)时,一般用累乘法求通项。