全国通用高考数学二轮专题三数列第3讲数列的综合问题练习理

第3讲数列的综合问题「考情研析」 1.从具体内容上，数列的综合问题，主要考查:①数列与函数、不等式结合，探求数列中的最值或证明不等式．②以等差数列、等比数列为背景，利用函数观点探求参数的值或范围． 2.从高考特点上，常在选填题型的最后两题及解答题第17题中出现，分值一般为5～8分。

核心知识回顾数列综合应用主要体现在以下两点：（1)以数列知识为纽带，在数列与函数、方程、不等式、解析几何的交汇处命题，主要考查利用函数观点、不等式的方法解决数列问题,往往涉及与数列相关的不等式证明、参数的范围等．(2)以数列知识为背景的新概念、创新型问题，除了需要用到数列知识外,还要运用函数、不等式等相关知识和方法,特别是题目条件中的“新知识”是解题的钥匙，此类问题体现了即时学习，灵活运用知识的能力．热点考向探究考向1 数列与函数的综合问题例1 (2019·上海市青浦区高三二模)已知函数f(x）＝x2＋ax＋b（a,b∈R)，且不等式｜f（x)｜≤2019｜2x－x2｜对任意的x∈［0,10］都成立，数列{a n｝是以7＋a为首项，公差为1的等差数列(n∈N＊）．(1）当x∈[0，10]时，写出方程2x－x2＝0的解，并写出数列{a n｝的通项公式（不必证明)；(2）若b n＝a n·错误!an（n∈N＊)，数列{b n}的前n项和为S n，对任意的n∈N＊，都有S n〈m成立，求m的取值范围．解（1)因为x∈［0，10]时，易知方程2x－x2＝0的解为x＝2,x ＝4，由不等式｜f(x）|≤2019|2x－x2|对任意的x∈[0，10]都成立，可得错误!即错误!解得错误!所以f(x)＝x2－6x＋8，又数列｛a n｝是以7＋a＝1为首项,公差为1的等差数列，所以a n＝n。

(2)由（1）知b n＝a n·错误!an＝n·错误!n，所以S n＝b1＋b2＋…＋b n＝1·13＋2·错误!2＋3·错误!3＋…＋n·错误!n，①错误!S n＝1·错误!2＋2·错误!3＋3·错误!4＋…＋n·错误!n＋1,②①－②得，错误!S n＝错误!＋错误!2＋错误!3＋…＋错误!n－n·错误!n＋1＝错误!－n·错误!n＋1＝错误!错误!－错误!，整理得，S n＝错误!－错误!，由错误!>0可得S n〈错误!，由S n<m恒成立,可得m≥错误!.数列与函数的综合问题一般是利用函数作为背景,给出数列所满足的条件，通常利用点在曲线上给出S n的表达式，还有以曲线上的切点为背景的问题,解决这类问题的关键在于利用数列与函数的对应关系，将条件进行准确的转化．已知数列{a n}的前n项和为S n，向量a＝(S n,1），b＝错误!，满足条件a∥b.(1)求数列{a n｝的通项公式；(2）设函数f（x）＝错误!x，数列｛b n}满足条件b1＝1,f（b n＋1）＝错误!.①求数列｛b n｝的通项公式;②设c n＝错误!,求数列{c n｝的前n项和T n。

第3讲 数列的综合问题数列不等式的证明[核心提炼]数列不等式的证明问题能有效地考查学生综合运用数列与不等式知识解决问题的能力．与数列有关的不等式除利用数学归纳法证明外，还可以借助以下方法：若所证数列不等式能够转化为函数，可借助函数的单调性证明；若所证数列不等式两边均是整式多项式，可以借助比较法；若所证数列能够求和，且所证不等式与和式有关，可先求出其和，再借助放缩法证明．[典型例题]已知数列{x n }满足：x 1＝1，x n ＝x n ＋1＋ln(1＋x n ＋1)(n ∈N *)． 证明：当n ∈N *时， (1)0<x n ＋1<x n ； (2)2x n ＋1－x n ≤x n x n ＋12；(3)12n －1≤x n ≤12n －2. 【证明】 (1)用数学归纳法证明：x n >0. 当n ＝1时，x 1＝1>0. 假设n ＝k 时，x k >0，那么n ＝k ＋1时，若x k ＋1≤0时，则0<x k ＝x k ＋1＋ln(1＋x k ＋1)≤0，矛盾，故x k ＋1>0. 因此x n >0(n ∈N *)．所以x n ＝x n ＋1＋ln(1＋x n ＋1)>x n ＋1. 因此0<x n ＋1<x n (n ∈N *)． (2)由x n ＝x n ＋1＋ln(1＋x n ＋1)得，x n x n ＋1－4x n ＋1＋2x n ＝x 2n ＋1－2x n ＋1＋(x n ＋1＋2)ln(1＋x n ＋1)． 记函数f (x )＝x 2－2x ＋(x ＋2)ln(1＋x )(x ≥0)， f ′(x )＝2x 2＋x x ＋1＋ln(1＋x )>0(x >0)，函数f (x )在[0，＋∞)上单调递增， 所以f (x )≥f (0)＝0，因此x 2n ＋1－2x n ＋1＋(x n ＋1＋2)ln(1＋x n ＋1)＝f (x n ＋1)≥0， 故2x n ＋1－x n ≤x n x n ＋12(n ∈N *)．(3)因为x n ＝x n ＋1＋ln(1＋x n ＋1)≤x n ＋1＋x n ＋1＝2x n ＋1，所以x n ≥12n －1.由x n x n ＋12≥2x n ＋1－x n 得1x n ＋1－12≥2⎝⎛⎭⎫1x n －12>0， 所以1x n －12≥2⎝⎛⎭⎫1x n －1－12≥…≥2n －1⎝⎛⎭⎫1x 1－12＝2n －2， 故x n ≤12n －2.综上，12n －1≤x n ≤12n －2(n ∈N *)．证明数列不等式常用的四种方法(1)构造函数，结合数列的单调性证明．(2)若待证不等式的两边均为关于n 的整式多项式，常用作差比较法证明数列不等式． (3)与数列前n 项和有关的不等式的证明方法主要有两种：一是若数列的通项能够直接求和，则先求和后，再根据和的性质证明不等式；二是若数列的通项不能够直接求和，则先放缩后再求和证明．(4)当待证不等式随n 的变化呈现的规律较明显，且初始值n 0易于确定时，用数学归纳法证明．[对点训练]1．设数列{a n }满足⎪⎪⎪⎪a n －a n ＋12≤1，n ∈N *.(1)证明：|a n |≥2n －1(|a 1|－2)，n ∈N *；(2)若|a n |≤⎝⎛⎭⎫32n，n ∈N *，证明：|a n|≤2，n ∈N *. 证明：(1)由⎪⎪⎪⎪a n －a n ＋12≤1，得|a n |－12|a n ＋1|≤1，故|a n |2n －|a n ＋1|2n ＋1≤12n ，n ∈N *，所以|a 1|21－|a n |2n ＝⎝⎛⎭⎫|a 1|21－|a 2|a 2＋⎝⎛⎭⎫|a 2|22＝|a 3|23＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫|a n －1|2n －1－|a n |2n ≤121＋122＋…＋12n －1＜1， 因此|a n |≥2n －1(|a 1|－2)．(2)任取n ∈N *，由(1)知，对于任意m ＞n ， |a n |2n －|a m |2m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫|a n |2n －|a n ＋1|2n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫|a n ＋1|2n ＋1－|a n ＋2|2n ＋2＋…＋ ⎝ ⎛⎭⎪⎫|a m －1|2m －1－|a m |2m ≤12n ＋12n ＋1＋…＋12m －1＜12n －1，故|a n |＜⎝⎛⎭⎫12n －1＋|a m |2m ·2n ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤12n －1＋12m ·⎝⎛⎭⎫32m·2n ＝2＋⎝⎛⎭⎫34m·2n.从而对于任意m ＞n ，均有|a n |＜2＋⎝⎛⎭⎫34m·2n .① 由m 的任意性得|a n |≤2. 否则，存在n 0∈N *，有|an 0|＞2，取正整数m 0＞log 34|an 0|－22n 0且m 0＞n 0，则2n 0·⎝⎛⎭⎫34m＜2n 0·⎝⎛⎭⎫34log 34|a n 0|－22n 0＝|an 0|－2，与①式矛盾，综上，对于任意n ∈N *，均有|a n |≤2. 2．已知数列{a n }满足，a 1＝1，a n ＝1a n ＋1－12. (1)求证：23≤a n ≤1；(2)求证：|a n ＋1－a n |≤13.证明：(1)由已知得a n ＋1＝1a n ＋12，计算a 2＝23，a 3＝67，a 4＝1419，猜想23≤a n ≤1.下面用数学归纳法证明． ①当n ＝1时，命题显然成立；②假设n ＝k 时，有23≤a n ≤1成立，则当n ＝k ＋1时，a k ＋1＝1a k ＋12≤123＋12＜1，a k ＋1＝1a k ＋12≥11＋12＝23，即当n ＝k ＋1时也成立，所以对任意n ∈N *，都有23≤a n ≤1.(2)当n ＝1时，|a 1－a 2|＝13，当n ≥2时，因为(a n ＋12)(a n －1＋12)＝(a n ＋12)·1a n ＝1＋12a n ≥1＋12＝32，所以|a n ＋1－a n |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪1a n ＋12－1a n －1＋12 ＝|a n －a n －1|（a n ＋12）（a n －1＋12）≤23|a n －a n －1|≤…≤⎝⎛⎭⎫23n －1|a 2－a 1|＝13·⎝⎛⎭⎫23n －1<13.综上知，|a n ＋1－a n |≤13.数列中的交汇创新问题[核心提炼]数列在中学教材中既有相对独立性，又有较强的综合性，很多数列问题一般转化为特殊数列求解，一些题目常与函数、向量、三角函数、解析几何、不等式等知识交汇结合，考查数列的基本运算与应用．[典型例题](1)(2018·高考浙江卷)已知a 1，a 2，a 3，a 4成等比数列，且a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝ln(a 1＋a 2＋a 3)．若a 1>1，则( )A ．a 1<a 3，a 2<a 4B ．a 1>a 3，a 2<a 4C ．a 1<a 3，a 2>a 4D ．a 1>a 3，a 2>a 4(2)已知{x n }是各项均为正数的等比数列，且x 1＋x 2＝3，x 3－x 2＝2. ①求数列{x n }的通项公式；②如图，在平面直角坐标系xOy 中，依次连接点P 1(x 1, 1)，P 2(x 2, 2)，…，P n ＋1(x n ＋1, n ＋1)得到折线P 1 P 2…P n ＋1，求由该折线与直线y ＝0，x ＝x 1，x ＝x n ＋1所围成的区域的面积T n .【解】 (1)选B.法一：因为ln x ≤x －1(x >0)，所以a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝ln(a 1＋a 2＋a 3)≤a 1＋a 2＋a 3－1，所以a 4≤－1，又a 1>1，所以等比数列的公比q <0.若q ≤－1，则a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1(1＋q )(1＋q 2)≤0，而a 1＋a 2＋a 3≥a 1>1，所以ln(a 1＋a 2＋a 3)>0，与ln(a 1＋a 2＋a 3)＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4≤0矛盾，所以－1<q <0，所以a 1－a 3＝a 1(1－q 2)>0，a 2－a 4＝a 1q (1－q 2)<0， 所以a 1>a 3≥a 1，a 2<a 4，故选B.法二：因为e x ≥x ＋1，a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝ln(a 1＋a 2＋a 3)，所以e a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1＋a 2＋a 3≥a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋1，则a 4≤－1，又a 1>1，所以等比数列的公比q <0.若q ≤－1，则a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1(1＋q )(1＋q 2)≤0，而a 1＋a 2＋a 3≥a 1>1，所以ln(a 1＋a 2＋a 3)>0，与ln(a 1＋a 2＋a 3)＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4≤0矛盾，所以－1<q <0，所以a 1－a 3＝a 1(1－q 2)>0，a 2－a 4＝a 1q (1－q 2)<0， 所以a 1>a 3，a 2<a 4，故选B.(2)①设数列{x n }的公比为q ，由已知q ＞0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 1q ＝3，x 1q 2－x 1q ＝2.所以3q 2－5q －2＝0. 因为q ＞0， 所以q ＝2，x 1＝1，因此数列{x n }的通项公式为x n ＝2n －1.②过P 1，P 2，…，P n ＋1向x 轴作垂线，垂足分别为Q 1，Q 2，…，Q n ＋1. 由①得x n ＋1－x n ＝2n －2n －1＝2n －1， 记梯形P n P n ＋1Q n ＋1Q n 的面积为b n ，由题意得b n ＝（n ＋n ＋1）2×2n －1＝(2n ＋1)×2n －2，所以T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n＝3×2－1＋5×20＋7×21＋…＋(2n －1)×2n －3＋(2n ＋1)×2n －2.(i) 又2T n ＝3×20＋5×21＋7×22＋…＋(2n －1)×2n －2＋(2n ＋1)×2n －1.(ii) (i)－(ii)得－T n ＝3×2－1＋(2＋22＋…＋2n －1)－(2n ＋1)×2n －1＝32＋2（1－2n －1）1－2－(2n ＋1)×2n －1.所以T n ＝（2n －1）×2n ＋12.数列与函数的综合问题主要有两类(1)已知函数条件，解决数列问题，此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题； (2)已知数列条件，解决函数问题，解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法等对式子进行化简变形．[对点训练]已知函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)(ω＞0，|φ|＜π)的图象经过点⎝⎛⎭⎫π12，－2，⎝⎛⎭⎫7π12，2，且在区间⎝⎛⎭⎫π12，7π12上为单调函数． (1)求ω，φ的值； (2)设a n ＝nf ⎝⎛⎭⎫n π3(n ∈N *)，求数列{a n }的前30项和S 30.解：(1)由题可得ωπ12＋φ＝2k π－π2，k ∈Z ，7ωπ12＋φ＝2k π＋π2，k ∈Z ，解得ω＝2，φ＝2k π－2π3，k ∈Z ，因为|φ|＜π，所以φ＝－2π3.(2)因为a n ＝2n sin ⎝⎛⎭⎫2n π3－2π3(n ∈N *)，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2sin ⎝⎛⎭⎫2n π3－2π3 (n ∈N *)的周期为3，前三项依次为0，3，－3，所以a 3n －2＋a 3n －1＋a 3n ＝(3n －2)×0＋(3n －1)×3＋3n ×(－3)＝－3(n ∈N *)， 所以S 30＝(a 1＋a 2＋a 3)＋…＋(a 28＋a 29＋a 30)＝－10 3.数列中的探索性问题[核心提炼]探索性问题是指根据已知条件(或给出的结论)，探求相应结论(或条件)是否存在的一类问题，主要包括结论存在型，结论探索型，条件探索型，综合探索型．[典型例题]已知等差数列{a n }满足：a 1＝2，且a 1，a 2，a 5成等比数列． (1)求数列{a n }的通项公式；(2)记S n 为数列{a n }的前n 项和，是否存在正整数n ，使得S n >60n ＋800？若存在，求n 的最小值；若不存在，说明理由．【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ，依题意，2，2＋d ，2＋4d 成等比数列，故有(2＋d )2＝2(2＋4d )，化简得d 2－4d ＝0，解得d ＝0或d ＝4. 当d ＝0时，a n ＝2；当d ＝4时，a n ＝2＋(n －1)·4＝4n －2，从而得数列{a n }的通项公式为a n ＝2或a n ＝4n －2. (2)当a n ＝2时，S n ＝2n .显然2n <60n ＋800， 此时不存在正整数n ，使得S n >60n ＋800成立． 当a n ＝4n －2时，S n ＝n [2＋（4n －2）]2＝2n 2.令2n 2>60n ＋800，即n 2－30n －400>0， 解得n >40或n <－10(舍去)，此时存在正整数n ，使得S n >60n ＋800成立，n 的最小值为41. 综上，当a n ＝2时，不存在满足题意的n ；当a n ＝4n －2时，存在满足题意的n ，其最小值为41.要判断在某些确定条件下的某一数学对象是否存在或某一结论是否成立，“是否存在”的问题的命题形式有两种：如果存在，找出一个来；如果不存在，需要说明理由．这类问题常用“肯定顺推”的方法．[对点训练]数列{a n }满足a 1＝1，a n ＋1＝(n 2＋n －λ)a n (n ＝1，2，…)，λ是常数． (1)当a 2＝－1时，求λ及a 3的值；(2)数列{a n }是否可能为等差数列？若可能，求出它的通项公式；若不可能，说明理由． 解：(1)由于a n ＋1＝(n 2＋n －λ)a n (n ＝1，2，…)，且a 1＝1， 所以当a 2＝－1时，得－1＝2－λ，故λ＝3. 从而a 3＝(22＋2－3)×(－1)＝－3.(2)数列{a n }不可能为等差数列，理由如下：由a 1＝1，a n ＋1＝(n 2＋n －λ)a n ，得a 2＝2－λ，a 3＝(6－λ)·(2－λ)，a 4＝(12－λ)(6－λ)(2－λ)． 若存在λ，使{a n }为等差数列，则a 3－a 2＝a 2－a 1， 即(5－λ)(2－λ)＝1－λ，解得λ＝3.于是a 2－a 1＝1－λ＝－2，a 4－a 3＝(11－λ)(6－λ)(2－λ)＝－24.这与{a n }为等差数列矛盾，所以，对任意λ，{a n }都不可能是等差数列．专题强化训练1．(2019·台州市高三期末考试)在正项数列{a n }中，已知a 1＝1，且满足a n ＋1＝2a n －1a n ＋1(n ∈N *)．(1)求a 2，a 3； (2)证明：a n ≥(32)n －1.解：(1)因为在正项数列{a n }中，a 1＝1，且满足a n ＋1＝2a n －1a n ＋1(n ∈N *)，所以a 2＝2×1－11＋1＝32，a 3＝2×32－132＋1＝135.(2)证明：①当n ＝1时，由已知a 1＝1≥(32)1－1＝1，不等式成立；②假设当n ＝k 时，不等式成立，即a k ≥(32)k －1，因为f (x )＝2x －1x ＋1在(0，＋∞)上是增函数，所以a k ＋1＝2a k －1a k ＋1≥2(32)k －1－1（32）k －1＋1＝(32)k ＋13(32)k －1（32）k －1＋1 ＝(32)k ＋13（32）2k －1＋13（32）k－1（32）k －1＋1 ＝(32)k ＋19[（32）k ＋3][2×（32）k －3]（32）k －1＋1， 因为k ≥1，所以2×(32)k －3≥2×32－3＝0，所以a k ＋1≥(32)k ，即当n ＝k ＋1时，不等式也成立． 根据①②知不等式对任何n ∈N *都成立．2．(2019·嘉兴调研)已知S n 为各项均为正数的数列{a n }的前n 项和，a 1∈(0，2)，a 2n ＋3a n＋2＝6S n .(1)求{a n }的通项公式；(2)设b n ＝1a n a n ＋1，数列{b n }的前n 项和为T n ，若对任意的n ∈N *，t ≤4T n 恒成立，求实数t 的最大值．解：(1)当n ＝1时，由a 2n ＋3a n ＋2＝6S n ，得a 21＋3a 1＋2＝6a 1，即a 21－3a 1＋2＝0. 又a 1∈(0，2)，解得a 1＝1.由a 2n ＋3a n ＋2＝6S n ，可知a 2n ＋1＋3a n ＋1＋2＝6S n ＋1.两式相减，得a 2n ＋1－a 2n ＋3(a n ＋1－a n )＝6a n ＋1，即(a n ＋1＋a n )(a n ＋1－a n －3)＝0.由于a n ＞0，可得a n ＋1－a n －3＝0，即a n ＋1－a n ＝3，所以{a n }是首项为1，公差为3的等差数列，所以a n ＝1＋3(n －1)＝3n －2. (2)由a n ＝3n －2 ，可得b n ＝1a n a n ＋1＝1（3n －2）（3n ＋1）＝13⎝⎛⎭⎫13n －2－13n ＋1， T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n＝13⎣⎡⎝⎛⎭⎫1－14＋⎝⎛⎭⎫14－17＋…⎦⎤＋⎝⎛⎭⎫13n －2－13n ＋1＝n3n ＋1. 因为T n ＝n 3n ＋1＝13－133n ＋1随着n 的增大而增大，所以数列{T n }是递增数列，所以t ≤4T n ⇔t 4≤T n ⇔t 4≤T 1＝14⇔t ≤1，所以实数t 的最大值是1.3．(2019·金华模拟)已知数列{a n }满足a 1＝12，a n ＋1a n ＝2a n ＋1－1(n ∈N *)，令b n ＝a n －1.(1)求数列{b n }的通项公式；(2)令c n ＝a 2n ＋1a 2n ，求证：c 1＋c 2＋…＋c n <n ＋724.解：(1)因为a n ＋1a n ＝2a n ＋1－1(n ∈N *)，b n ＝a n －1，即a n ＝b n ＋1. 所以(b n ＋1＋1)(b n ＋1)＝2(b n ＋1＋1)－1，化为：1b n ＋1－1b n ＝－1，所以数列{1b n }是等差数列，首项为－2，公差为－1.所以1b n ＝－2－(n －1)＝－1－n ，所以b n ＝－1n ＋1.(2)证明：由(1)可得：a n ＝b n ＋1＝1－1n ＋1＝n n ＋1.所以c n ＝a 2n ＋1a 2n ＝2n ＋12n ＋1＋12n 2n ＋1＝（2n ＋1）22n （2n ＋2）＝1＋12⎝⎛⎭⎫12n －12n ＋2，因为n ≥2时，2n ＋2≤2n ＋1－1， 所以12n －12n ＋2<12n －1－12n ＋1－1，所以c 1＋c 2＋…＋c n <n ＋12⎝⎛⎭⎫12－14＋ 12⎝⎛⎭⎫122－1－12n ＋1－1＝n ＋724－12（2n ＋1－1）<n ＋724. 4．(2019·绍兴市高三教学质量调测)已知数列{a n }满足a n ＞0，a 1＝2，且(n ＋1)a 2n ＋1＝na 2n ＋a n (n ∈N *)．(1)证明：a n ＞1；(2)证明：a 224＋a 239＋…＋a 2nn 2＜95(n ≥2)．证明：(1)由题得(n ＋1)·a 2n ＋1－(n ＋1)＝na 2n －n ＋a n －1，故(a n ＋1－1)(a n ＋1＋1)(n ＋1)＝(a n －1)(na n ＋n ＋1)，由a n ＞0，n ∈N *，可知(a n ＋1＋1)(n ＋1)＞0，na n ＋n ＋1＞0， 所以a n ＋1－1与a n －1同号，又a 1－1＝1＞0，故a n ＞1.(2)由(1)知a n ＞1，故(n ＋1)a 2n ＋1＝na 2n ＋a n ＜(n ＋1)a 2n ，所以a n ＋1＜a n ，1＜a n ≤2.又由题可得a n ＝(n ＋1)a 2n ＋1－na 2n ，所以，a 1＝2a 22－a 21，a 2＝3a 23－2a 22，…，a n ＝(n ＋1)·a 2n ＋1－na 2n ，相加得a 1＋a 2＋…＋a n ＝(n ＋1)a 2n ＋1－4≤2n ， 所以a 2n ＋1≤2n ＋4n ＋1，即a 2n ≤2n ＋2n (n ≥2)， a 2n n 2≤2n 2＋2n 3≤2⎝⎛⎭⎫1n －1－1n ＋⎝⎛⎭⎫1n －1－2n ＋1n ＋1(n ≥2)． 当n ＝2时，a 2222＝34＜95.当n ＝3时，a 2222＋a 2332≤34＋232＋233＜34＋13＜95.当n ≥4时，a 224＋a 239＋a 2416＋…＋a 2nn2＜2⎝⎛⎭⎫14＋19＋116＋14＋⎝⎛⎭⎫14＋227＋13－14 ＝1＋29＋18＋14＋227＋112＜95.从而，原命题得证．5．(2019·台州市高考一模)已知数列{a n }满足：a n ＞0，a n ＋1＋1a n ＜2(n ∈N *)．(1)求证：a n ＋2＜a n ＋1＜2(n ∈N *)； (2)求证：a n ＞1(n ∈N *)．证明：(1)由a n ＞0，a n ＋1＋1a n ＜2，所以a n ＋1＜2－1a n ＜2，因为2＞a n ＋2＋1a n ＋1≥2a n ＋2a n ＋1， 所以a n ＋2＜a n ＋1＜2.(2)假设存在a N ≤1(N ≥1，N ∈N *)， 由(1)可得当n ＞N 时，a n ≤a N ＋1＜1， 根据a n ＋1－1＜1－1a n ＝a n －1a n ＜0，而a n ＜1，所以1a n ＋1－1＞a n a n －1＝1＋1a n －1.于是1a N ＋2－1＞1＋1a N ＋1－1， …1a N ＋n －1＞1＋1a N ＋n －1－1. 累加可得1a N ＋n －1＞n －1＋1a N ＋1－1(*)， 由(1)可得a N ＋n －1＜0，而当n ＞－1a N ＋1－1＋1时，显然有n －1＋1a N ＋1－1＞0， 因此有1a N ＋n －1＜n －1＋1a N ＋1－1， 这显然与(*)矛盾，所以a n ＞1(n ∈N *)．6．(2019·金丽衢十二校高三联考)已知f n (x )＝a 1x ＋a 2x 2＋a 3x 3＋…＋a n x n ，且f n (－1)＝(－1)n ·n ，n ＝1，2，3，….(1)求a 1，a 2，a 3；(2)求数列{a n }的通项公式；(3)当k >7且k ∈N *时，证明：对任意n ∈N *都有2a n ＋1＋2a n ＋1＋1＋2a n ＋2＋1＋…＋2a nk －1＋1>32成立．解：(1)由f 1(－1)＝－a 1＝－1得a 1＝1，由f 2(－1)＝－a 1＋a 2＝2，得a 2＝3，又因为f 3(－1)＝－a 1＋a 2－a 3＝－3，所以a 3＝5.(2)由题意得：f n (－1)＝－a 1＋a 2－a 3＋…＋(－1)n a n ＝(－1)n ·n ，f n －1(－1)＝－a 1＋a 2－a 3＋…＋(－1)n －1a n －1＝(－1)n －1·(n －1)，n ≥2，两式相减得：(－1)n a n ＝(－1)n ·n －(－1)n －1·(n －1)＝(－1)n (2n －1)，得当n ≥2时，a n ＝2n －1，又a 1＝1符合，所以a n ＝2n －1(n ∈N *)．(3)证明：令b n ＝a n ＋12＝n ， 则S ＝1b n ＋1b n ＋1＋1b n ＋2＋…＋1b nk －1＝1n ＋1n ＋1＋1n ＋2＋…＋1nk －1， 所以2S ＝⎝⎛⎭⎫1n ＋1nk －1＋⎝⎛⎭⎫1n ＋1＋1nk －2＋⎝⎛⎭⎫1n ＋2＋1nk －3＋…＋⎝⎛⎭⎫1nk －1＋1n .(*) 当x >0，y >0时，x ＋y ≥2xy ，1x ＋1y ≥21xy，所以(x ＋y )⎝⎛⎭⎫1x ＋1y ≥4，所以1x ＋1y ≥4x ＋y，当且仅当x ＝y 时等号成立，上述(*)式中，k >7，n >0，n ＋1，n ＋2，…，nk －1全为正，所以2S >4n ＋nk －1＋4n ＋1＋nk －2＋4n ＋2＋nk －3＋…＋4nk －1＋n ＝4n （k －1）n ＋nk －1， 所以S >2（k －1）1＋k －1n>2（k －1）k ＋1＝2⎝⎛⎭⎫1－2k ＋1 >2⎝⎛⎭⎫1－27＋1＝32，得证． 7．(2019·宁波市诺丁汉大学附中高三期中考试)已知数列{a n }满足a 1＝3，a n ＋1＝a 2n ＋2a n ，n ∈N *，设b n ＝log 2(a n ＋1)．(1)求{a n }的通项公式；(2)求证：1＋12＋13＋…＋1b n －1＜n (n ≥2)； (3)若2c n ＝b n ，求证：2≤(c n ＋1c n)n ＜3. 解：(1)由a n ＋1＝a 2n ＋2a n ，则a n ＋1＋1＝a 2n ＋2a n ＋1＝(a n ＋1)2，由a 1＝3，则a n ＞0，两边取对数得到log 2(a n ＋1＋1)＝log 2(a n ＋1)2＝2 log 2(a n ＋1)，即b n ＋1＝2b n .又b 1＝log 2(a 1＋1)＝2≠0，所以{b n }是以2为公比的等比数列．即b n ＝2n .又因为b n ＝log 2(a n ＋1)，所以a n ＝22n －1.(2)证明：用数学归纳法证明：①当n ＝2时，左边为1＋12＋13＝116＜2＝右边，此时不等式成立；②假设当n ＝k (k ≥2，k ∈N *)时，不等式成立，则当n ＝k ＋1时，左边＝1＋12＋13＋…＋12k －1＋12k ＋12k ＋1＋…＋12k ＋1－1＜k ＋12k ＋12k ＋1＋…＋12k ＋1－1＜k ＋12k ＋12k ＋…＋12k 2k 个,＜k ＋1＝右边， 所以当n ＝k ＋1时，不等式成立．综上可得：对一切n ∈N *，n ≥2，命题成立．(3)证明：由2c n ＝b n 得c n ＝n ，所以(c n ＋1c n )n ＝(1＋n n )n ＝(1＋1n)n ， 首先(1＋1n )n ＝C 0n ＋C 1n 1n ＋C 2n 1n 2＋…＋ C k n 1n k ＋…＋C n n 1n n ≥2， 其次因为C k n 1n k ＝n （n －1）…（n －k ＋1）k ！n k ＜1k ！≤1k （k －1）＝1k －1－1k(k ≥2)， 所以(1＋1n )n ＝C 0n ＋C 1n 1n ＋C 2n 1n 2＋…＋ C k n 1n k ＋…＋C n n 1n n ， ＜1＋1＋1－12＋12－13＋…＋1n －1－1n＝3－1n ＜3， 当n ＝1时显然成立．所以得证．8．数列{a n }满足a 1＝14，a n ＝a n －1（－1）n a n －1－2(n ≥2，n ∈N )． (1)试判断数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ＋（－1）n 是否为等比数列，并说明理由； (2)设b n ＝a n sin （2n －1）π2，数列{b n }的前n 项和为T n ，求证：对任意的n ∈N *，T n ＜47. 解：(1)a n ＝a n －1（－1）n a n －1－2⇒1a n ＝（－1）n a n －1－2a n －1＝(－1)n －2a n －1， 所以1a n ＋(－1)n ＝2·(－1)n －2a n －1⇒所以1a n ＋(－1)n ＝(－2)·⎣⎡⎦⎤（－1）n －1＋1a n －1， 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ＋（－1）n 为公比是－2的等比数列． (2)证明：1a 1＋(－1)1＝3，由(1)可得 1a n＋(－1)n ＝⎣⎡⎦⎤1a 1＋（－1）1·(－2)n －1＝3·(－2)n －1， 所以a n ＝13·（－2）n －1－（－1）n. 而sin （2n －1）π2＝(－1)n －1， 所以b n ＝a n ·sin （2n －1）π2＝（－1）n －13·（－2）n －1－（－1）n ＝13·2n －1＋1，所以b n ＝13·2n －1＋1＜13·2n －1， 当n ≥3时，T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＜(b 1＋b 2)＋13·22＋13·23＋…＋13·2n －1＝14＋17＋112⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫12n －21－12＜14＋17＋16＝4784＜47. 因为{b n }为正项数列，所以T 1＜T 2＜T 3＜…＜T n ，所以n ∈N *，T n ＜47.。

选择题1．【全13-6】已知数列{}n a满足12430,3n na a a++==-，则{}n a的前10项和等于（A）()10613---（B）()101139--（C）()10313--（D）()1031+3-2.【全14-10】等比数列{}na中，452,5a a==，则数列{lg}na的前8项和等于（）A．6 B．5 C．4 D．33.【A2012-5】已知等差数列{a n}的前n项和为S n，a5=5，S5=15，则数列的前100项和为(A)(B) (C) (D)4.【B2012-5】已知{na}为等比数列，2aa74=+，865-=⋅aa，则=+101aa( ) （A）7 （B）5 （C）-5 （D）-75.【A2013-7】设等差数列{}n a的前n项和为n S，若21-=-mS，0=mS，31=+mS，则=m （A）3 （B）4 （C）5 （D）66.【A2013-12】设nnnCBA△的三边长分别为na,nb,nc，nnnCBA△的面积为nS，3,2,1=n……若1b＞1c，1112acb=+，nnaa=+1，2n1acb nn+=+，2n1abc nn+=+，则（A）{}n S为递减数列（B）{}n S为递增数列（C）{}12-n S为递增数列，{}n S2为递减数列（D）{}12-n S为递减数列，{}n S2为递增数列7.【B2013-3】等比数列{}n a的前n项和为n S，已知12310aaS+=，95=a，则1a＝（）（A）31（B）31-（C）91（D）91-8.【A2015-4】等比数列｛a n｝满足a1=3，135a a a++=21，则357a a a++=( ) A．21 B．42 C．63 D．849.【A2016-3】已知等差数列{}n a前9项的和为27，10=8a，则100=a（A）100 （B）99 （C）98 （D）9710.【C2016-12】定义“规范01数列”{a n}如下：{a n}共有2m项，其中m项为0，m项为1，且对任意，中0的个数不少于1的个数.若m=4，则不同的“规范01数列”共有（A）18个（B）16个（C）14个（D）12个1210010199101991001011002k m≤12,,,ka a a解答题5.【B2015-17】（本小题满分12分）[来源:Z&xx&]nS为数列{na}的前n项和.已知na＞0，2n na a+=43nS+.（Ⅰ）求{na}的通项公式：（Ⅱ）设 ,求数列}的前n项和6.【B2016-17]（本题满分12分）为等差数列的前n项和，且记，其中表示不超过的最大整数，如．（Ⅰ）求；（Ⅱ）求数列的前1 000项和．7.【C2016-17】（本小题满分12分）已知数列的前n项和，其中．（I）证明是等比数列，并求其通项公式；（II）若，求．基础知识思路方法nS{}n a17=128.a S=，[]=lgn nb a[]x x[][]0.9=0lg99=1，111101b b b，，{}nb{}na1n nS aλ=+0λ≠{}na53132S=λ。

专题三数列高考解答题专讲(三)数列的综合应用一、等差数列、等比数列的证明证明数列是等差(比)数列的两种基本方法(1)定义法：a n＋1－a n＝d(常数)(n∈N*)⇒{a n}是等差数列；a n＋1 a n＝q(q是非零常数)⇒{a n}是等比数列；(2)等差(比)中项法：2a n＋1＝a n＋a n＋2(n∈N*)⇒{a n}是等差数列；a2n＋1＝a n·a n＋2(n∈N*，a n≠0)⇒{a n}是等比数列．【例1】(2017·江西红色七校一联)已知数列{a n}的前n项和为S n，a1＝2,2S n＝(n＋1)2a n－n2a n＋1，数列{b n}满足b1＝1，b n b n＋1＝λ·2a n.(1)求证：数列{a n}是等差数列，并求数列{a n}的通项公式；(2)是否存在正实数λ，使得{b n}是等比数列？并说明理由．[解]巧造等差或等比判定方法(1)判断一个数列是等差(等比)数列，还有通项公式法及前n 项和公式法，但不作为证明方法；(2)若要判断一个数列不是等差(等比)数列，只需判断存在连续三项不成等差(等比)数列即可；(3)a 2n ＝a n －1a n ＋1(n ≥2，n ∈N *)是{a n }为等比数列的必要而不充分条件，也就是要注意判断一个数列是等比数列时，要注意各项不为0.[对点训练]1．(2017·长春市高三质量监测)已知数列{a n }满足a 1＝32，a n ＋1＝3a n －1(n ∈N *)．(1)若数列{b n }满足b n ＝a n －12，求证：{b n }是等比数列； (2)求数列{a n }的前n 项和S n .[解](1)证明：由已知得a n ＋1－12＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫a n －12(n ∈N *)，从而有b n ＋1＝3b n ，又b 1＝a 1－12＝1，所以{b n }是以1为首项，3为公比的等比数列．(2)由(1)得b n ＝3n －1，从而a n ＝3n －1＋12，所以S n ＝1＋12＋3＋12＋…＋3n －1＋12＝1＋3＋…＋3n －1＋n 2＝3n ＋n －12. 二、数列的通项与求和 1．求数列的通项公式的方法(1)等差、等比数列的通项公式适合用基本量法；(2)已知a n 与S n间关系式时适合用a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧S 1，n ＝1，S n －S n －1，n ≥2求得；(3)依据递推关系变形为等差(等比)数列求得．2．求数列的前n 项和的方法结合数列通项公式的特点，采用裂项相消、错位相减、分组求和等方法．[解](1)设第一行组成的等差数列的公差是d ，各列依次组成的等比数列的公比是q (q >0)，则a 2,3＝qa 1,3＝q (1＋2d )⇒q (1＋2d )＝6，a 3,2＝q 2a 1,2＝q 2(1＋d )⇒q 2(1＋d )＝8，解得d ＝1，q ＝2，a 1,2＝2⇒a n,2＝2×2n －1＝2n . (2)b n ＝n 2n ，则S n ＝12＋222＋323＋…＋n2n ， 则12S n ＝122＋223＋324＋…＋n 2n ＋1，两式相减得12S n ＝12＋122＋123＋…＋12n －n2n ＋1＝1－n ＋22n ＋1，所以S n ＝2－n ＋22n .[探究追问] 若例2(2)中b n ＝a 1，na n ，2＋(－1)n a 1，n ，如何求S n?[解]由例题可知b n ＝n2n ＋(－1)n n ，S n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋222＋323＋…＋n 2n ＋[－1＋2－3＋…＋(－1)n n ]．设T n ＝12＋222＋323＋…＋n 2n ， 则12T n ＝122＋223＋324＋…＋n 2n ＋1，两式相减得12T n ＝12＋122＋123＋…＋12n －n2n ＋1＝1－n ＋22n ＋1，所以T n ＝2－n ＋22n .又－1＋2－3＋…＋(－1)n·n ＝⎩⎨⎧n2，n 为偶数，－1＋n2，n 为奇数，故S n＝⎩⎨⎧2＋n 2－n ＋22n ，n 为偶数，3－n 2－n ＋22n，n 为奇数.求数列的通项及前n 项和的常用方法(1)求数列通项公式的方法：基本量法、公式法、累加法、累乘法、构造法．(2)求数列前n 项和的方法：公式法、裂项相消法、错位相减法、分组法、倒序相加法．[对点训练]2．(2017·南宁第二次适应性测试)在各项均为正数的等比数列{a n }中，a 1＝2，且2a 1，a 3,3a 2成等差数列．(1)求等比数列{a n }的通项公式；(2)若数列{b n }满足b n ＝(n ＋2)log 2a n ，求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和T n .[解](1)设数列{a n }的公比为q ，∵2a 1，a 3,3a 2成等差数列，∴2a 1＋3a 2＝2a 3， 即2a 1＋3a 1q ＝2a 1q 2，化简得2q 2－3q －2＝0，解得q ＝2或q ＝－12.∵q >0，∴q ＝2.∵a 1＝2，∴数列{a n }的通项公式a n ＝a 1q n －1＝2n ，n ∈N *. (2)∵b n ＝(n ＋2)log 2a n ＝n (n ＋2)， ∴1b n ＝1n (n ＋2)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2，T n ＝1b 1＋1b 2＋…＋1b n －1＋1b n＝12⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－14＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13－15＋…＋⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －2－1n ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2 ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12－1n ＋1－1n ＋2 ＝34－2n ＋32(n 2＋3n ＋2).[解](1)y ′＝(x 2n ＋2＋1)′＝(2n ＋2)x 2n ＋1，曲线y ＝x 2n ＋2＋1在点(1,2)处的切线斜率为2n ＋2，从而切线方程为y －2＝(2n ＋2)(x －1)．令y ＝0，解得切线与x 轴交点的横坐标x n ＝1－1n ＋1＝nn ＋1.(2)证明：由题设和(1)中的计算结果知T n ＝x 21x 23…x 22n －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122⎝ ⎛⎭⎪⎫342…⎝⎛⎭⎪⎫2n －12n 2. 当n ＝1时，T 1＝14. 当n ≥2时，因为x 22n －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2n －12n 2＝(2n －1)2(2n )2>(2n －1)2－1(2n )2＝2n －22n＝n －1n ，所以T n >⎝ ⎛⎭⎪⎫122×12×23×…×n －1n ＝14n .综上可得对任意的n ∈N *，均有T n ≥14n .对于数列与函数、方程相结合的问题，通常利用函数与方程的知识，结合图形，得出关于数列相邻项a n 与a n ＋1之间的关系．根据这个关系和所求内容变形，得出通项公式或其他所求结论．[对点训练]3．设等差数列{a n }的公差为d ，点(a n ，b n )在函数f (x )＝2x 的图象上(n ∈N *)．(1)若a 1＝－2，点(a 8,4b 7)在函数f (x )的图象上，求数列{a n }的前n 项和S n ；(2)若a 1＝1，函数f (x )的图象在点(a 2，b 2)处的切线在x 轴上的截距为2－1ln2，求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 的前n 项和T n .[解]热点课题13数列与不等式的综合问题[感悟体验](2017·临川质检)已知数列{a n }满足对任意的n ∈N *，都有a 31＋a 32＋…＋a 3n ＝(a 1＋a 2＋…＋a n )2，且a n >0.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n ＋2的前n 项和为S n ，不等式S n >13log a (1－a )对任意的正整数n 恒成立，求实数a 的取值范围．[解](1)由a 31＋a 32＋…＋a 3n ＝(a 1＋a 2＋…＋a n )2知 a 31＋a 32＋…＋a 3n ＋1＝(a 1＋a 2＋…＋a n ＋1)2，则a 3n ＋1＝(a 1＋a 2＋…＋a n ＋1)2－(a 1＋a 2＋…＋a n )2＝a n ＋1[2(a 1＋a 2＋…＋a n )＋a n ＋1]，又a n >0，所以a 2n ＋1＝2(a 1＋a 2＋…＋a n )＋a n ＋1， 则a 2n ＝2(a 1＋a 2＋…＋a n －1)＋a n (n ≥2)，故a 2n ＋1－a 2n ＝a n ＋a n ＋1，所以a n ＋1－a n ＝1.又a 31＝a 21，所以a 1＝1.又a 22＝2a 1＋a 2，所以a 2＝2，所以a 2－a 1＝1，即当n ≥1时，有a n ＋1－a n ＝1，所以数列{a n }是首项为1，公差为1的等差数列，故a n ＝n .(2)由(1)知a n ＝n ，则1a n a n ＋2＝1n (n ＋2)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2， 所以S n ＝1a 1a 3＋1a 2a 4＋…＋1a n a n ＋2＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫12－14＋…＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2＝34－12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋1＋1n ＋2， 则S n ＋1－S n ＝1(n ＋1)(n ＋3)>0，所以数列{S n }单调递增，所以(S n )min ＝S 1＝13.要使不等式S n >13log a (1－a )对任意正整数n 恒成立，只要13>13log a (1－a )即可．易知0<a <1，则1－a >a ，解得0<a <12.所以实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12.。

训练　数列的综合应用问题 一、选择题(每小题5分，共25分) 1．设{an}是等比数列，则“a1＜a2＜a3是递增数列”的( )． A．充分而不必要条件 B．必要而不充分条件 C．充分必要条件 D．既不充分也不必要条件 2．在等差数列{an}中，若a1，a2 011为方程x2－10x＋16＝0的两根，则a2＋a1 006＋a2 010＝( )． A．10 B．15 C．20 D．40 3．已知正项组成的等差数列{an}的前20项的和为100，那么a6·a15的最大值为( )． A．25 B．50 C．100 D．不存在 4．已知数列{an}的前n项和为Sn，过点P(n，Sn)和Q(n＋1，Sn＋1)(nN*)的直线的斜率为3n－2，则a2＋a4＋a5＋a9的值等于( )． A．52 B．40 C．26 D．20 5．已知各项都是正数的等比数列{an}中，存在两项am，an(m，nN*)使得＝4a1，且a7＝a6＋2a5，则＋的最小值是( )． A. B. C. D. 二、填空题(每小题5分，共15分) 6．为了解某校高三学生的视力情况，随机地抽查了该校200名高三学生的视力情况，得到频率分布直方图，如图．由于不慎将部分数据丢失，但知道前4组的频数成等比数列，后6组的频数成等差数列，设最大频率为a，视力在4.6到4.9之间的学生数为b，则a，b的值分别为________． 7．在等比数列{an}中，首项a1＝，a4＝(1＋2x)dx，则公比q为________． 8．已知数列{an}中，a1＝1，且P(an，an＋1)(nN*)在直线x－y＋1＝0上，若函数f(n)＝＋＋＋…＋(nN*，且n≥2)，函数f(n)的最小值是________． 三、解答题(本题共3小题，共35分) 9．(11分)已知数列{an}是等差数列，满足a2＝5，a4＝13.数列{bn}的前n项和是Tn，且Tn＋bn＝3. (1)求数列{an}及数列{bn}的通项公式； (2)若cn＝an·bn，试比较cn与cn＋1的大小． 10．(12分)首项为正数的数列{an}满足an＋1＝(a＋3)，nN*. (1)证明：若a1为奇数，则对一切n≥2，an都是奇数； (2)若对一切nN*都有an＋1＞an，求a1的取值范围． 11．(12分)等比数列{an}中，a1，a2，a3分别是下表第一、二、三行中的某一个数，且a1，a2，a3中的任何两个数不在下表的同一列. 第一列第二列第三列第一行3 2 10第二行6 4 14第三行9 8 18(1)求数列{an}的通项公式； (2)若数列{bn}满足：bn＝an＋(－1)nln an，求数列{bn}的前n项和Sn.参考答案 1．C　[“a1＜a2＜a3”“数列{an}是递增数列”．] 2．B　[由题意，知a1＋a2 011＝a2＋a2 010＝2a1006＝10，所以a2＋a1 006＋a2 010＝15，故选B.] 3．A　[S20＝＝10(a1＋a20)＝100，故a6＋a15＝a1＋a20＝10，a6·a15≤）2＝25.] 4．B　[由题意得，＝3n－2，Sn＋1－Sn＝3n－2，即an＋1＝3n－2，an＝3n－5，因此数列{an}是等差数列，a5＝10，而a2＋a4＋a5＋a9＝2(a3＋a7)＝4a5＝40，故选B.] 5．A　[记等比数列{an}的公比为q(q＞0)，依题意有a5q2＝a5q＋2a5，由a5≠0，得q2－q－2＝0，解得q＝2， 又(a1·2m－1)·(a1·2n－1)＝16a， 即2m＋n－2＝24，m＋n－2＝4，m＋n＝6， ＋＝（＋）(m＋n)＝[5＋＋）]≥ (5＋4)＝.] 6．解析　第一组的频数为：0.1×0.1×200＝2， 第二组的频数为：0.3×0.1×200＝6，故第三组的频数为：18，第四组的频数为：54. a＝＝0.27.后五组的频数共有：200－80＝120. 又后六组成等差数列，所以第七组的频数为24，第五、六组的频数共为78，故b＝54＋78＝132. 答案　0.27,132 7．解析　a4＝＝(4＋42)－(1＋12)＝18，∴q3＝＝27，∴q＝3. 答案　3 8．解析　由题意知，an－an＋1＋1＝0，即an＋1－an＝1，数列{an}是等差数列，公差d＝1，an＝n，当n≥2时，f(n)＝＋＋＋…＋，∵f(n＋1)－f(n)＝＋＋＋…＋－＋＋＋…＋＝＋－＝－＞0，∴f(2)＜f(3)＜…，∴[f(n)]min ＝f(2)＝＋＝. 答案 9．解　(1)a2＝5，a4＝13，a4＝a2＋2d，即13＝5＋2d. d＝4，a1＝1，an＝4n－3. 又Tn＋bn＝3，Tn＋1＋bn＋1＝3， 2bn＋1－bn＝0，即bn＋1＝bn. b1＋b1＝3，b1＝， 数列{bn}为首项是，公比是的等比数列， bn＝）n－1＝. (2)cn＝anbn＝，cn＋1＝， cn＋1－cn＝－＝. 当n＝1时，cn＋1－cn＞0，cn＋1＞cn；当n≥2(nN*)时，cn＋1－cn＜0，cn＋1＜cn. 10．(1)证明　已知a1是奇数，假设ak＝2m－1是奇数，其中m为正整数，则由递推关系得ak＋1＝＝m(m－1)＋1是奇数． 根据数学归纳法，对任何nN*，an都是奇数． (2)解　法一　由an＋1－an＝(an－1)·(an－3)知，an＋1＞an当且仅当an＜1或an＞3. 另一方面，若0＜ak＜1，则0＜ak＋1＜＝1； 若ak＞3，则ak＋1＞＝3. 根据数学归纳法，0＜a1＜10＜an＜1，n∈N*，a1＞3an＞3，n∈N*. 综上所述，对一切nN*都有an＋1＞an的充要条件是0＜a1＜1或a1＞3. 法二　由a2＝＞a1，得a－4a1＋3＞0，于是0＜a1＜1或a1＞3.an＋1－an＝－＝， 因为a1＞0，an＋1＝，所以所有的an均大于0，因此an＋1－an与an－an－1同号． 根据数学归纳法，n∈N*，an＋1－an与a2－a1同号． 因此，对一切nN*都有an＋1＞an的充要条件是0＜a1＜1或a1＞3. 11．解　(1)当a1＝3时，不合题意； 当a1＝2时，当且仅当a2＝6，a3＝18时，符合题意； 当a1＝10时，不合题意．因此a1＝2，a2＝6，a3＝18. 所以公比q＝3.故an＝2·3n－1. (2)因为bn＝an＋(－1)nln an＝2·3n－1＋(－1)nln(2·3n－1) ＝2·3n－1＋(－1)n[ln 2＋(n－1)ln 3]＝2·3n－1＋(－1)n(ln 2－ln 3)＋(－1)nnln 3， 所以Sn＝2(1＋3＋…＋3n－1)＋[－1＋1－1＋…＋(－1)n]·(ln 2－ln 3)＋[－1＋2－3＋…＋(－1)nn]ln 3. 所以当n为偶数时， Sn＝2×＋ln 3＝3n＋ln 3－1； 当n为奇数时， Sn＝2×－(ln 2－ln 3)＋·ln 3 ＝3n－ln 3－ln 2－1. 综上所述，Sn＝。

第2讲 数列的求和问题[考情考向分析] 高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现，通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求一般数列的和，体现了转化与化归的思想．热点一 分组转化法求和有些数列，既不是等差数列，也不是等比数列，若将数列通项拆开或变形，可转化为几个等差、等比数列或常见的数列，即先分别求和，然后再合并．例1 (2018·西南名校联盟月考)在各项均为正数的等比数列{a n }中，a 1a 3＝4，a 3是a 2－2与a 4的等差中项，若a n ＋1＝2n b(n ∈N *)． (1)求数列{b n }的通项公式；(2)若数列{}c n 满足c n ＝a n ＋1＋1b 2n －1·b 2n ＋1，求数列{}c n 的前n 项和S n .解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ，且q >0， 由a n >0，a 1a 3＝4，得a 2＝2， 又a 3是a 2－2与a 4的等差中项， 故2a 3＝a 2－2＋a 4，∴2·2q ＝2－2＋2q 2， ∴q ＝2或q ＝0(舍)． ∴a n ＝a 2q n －2＝2n －1，∴a n ＋1＝2n ＝2n b，∴b n ＝n (n ∈N *)．(2)由(1)得，c n ＝a n ＋1＋1b 2n －1·b 2n ＋1＝2n＋1(2n －1)(2n ＋1)＝2n＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1，∴数列{}c n 的前n 项和 S n ＝2＋22＋…＋2n ＋12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫1－13＋⎝⎛⎭⎫13－15＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1 ＝2(1－2n )1－2＋12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＋1 ＝2n ＋1－2＋n2n ＋1(n ∈N *)． 思维升华 在处理一般数列求和时，一定要注意使用转化思想．把一般的数列求和转化为等差数列或等比数列进行求和，在求和时要分清楚哪些项构成等差数列，哪些项构成等比数列，清晰正确地求解．在利用分组求和法求和时，由于数列的各项是正负交替的，所以一般需要对项数n 进行讨论，最后再验证是否可以合并为一个公式．跟踪演练1 (2018·焦作模拟)已知{a n }为等差数列，且a 2＝3，{a n }前4项的和为16，数列{b n }满足b 1＝4，b 4＝88，且数列{}b n －a n 为等比数列(n ∈N *)． (1)求数列{a n }和{}b n －a n 的通项公式； (2)求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)设{a n }的公差为d ， 因为a 2＝3，{a n }前4项的和为16， 所以a 1＋d ＝3,4a 1＋4×32d ＝16，解得a 1＝1，d ＝2，所以a n ＝1＋(n －1)×2＝2n －1(n ∈N *)．设{}b n －a n 的公比为q ，则b 4－a 4＝()b 1－a 1q 3， 所以q 3＝b 4－a 4b 1－a 1＝88－74－1＝27，得q ＝3， 所以b n －a n ＝()4－1×3n －1＝3n (n ∈N *)．(2)由(1)得b n ＝3n ＋2n －1， 所以S n ＝()3＋32＋33＋…＋3n ＋()1＋3＋5＋…＋2n －1 ＝3()1－3n 1－3＋n ()1＋2n －12＝32()3n －1＋n 2＝3n ＋12＋n 2－32(n ∈N *)． 热点二 错位相减法求和错位相减法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法，这种方法主要用于求数列{a n ·b n }的前n 项和，其中{a n }，{b n }分别是等差数列和等比数列．例2 (2018·百校联盟联考)已知数列{a n }满足a 1＝a 3，a n ＋1－a n 2＝32n ＋1，设b n ＝2n a n (n ∈N *)．(1)求数列{b n }的通项公式； (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解 (1)由b n ＝2n a n ，得a n ＝b n 2n ，代入a n ＋1－a n 2＝32n ＋1得b n ＋12n ＋1－b n 2n ＋1＝32n ＋1，即b n ＋1－b n ＝3， 所以数列{b n }是公差为3的等差数列，又a 1＝a 3，所以b 12＝b 38，即b 12＝b 1＋68，所以b 1＝2，所以b n ＝b 1＋3(n －1)＝3n －1(n ∈N *)． (2)由b n ＝3n －1，得a n ＝b n 2n ＝3n －12n ，所以S n ＝22＋522＋823＋…＋3n －12n ，12S n ＝222＋523＋824＋…＋3n －12n ＋1， 两式相减得12S n ＝1＋3⎝⎛⎭⎫122＋123＋…＋12n －3n －12n ＋1＝52－3n ＋52n ＋1， 所以S n ＝5－3n ＋52n (n ∈N *)．思维升华 (1)错位相减法适用于求数列{a n ·b n }的前n 项和，其中{a n }为等差数列，{b n }为等比数列．(2)所谓“错位”，就是要找“同类项”相减．要注意的是相减后得到部分求等比数列的和，此时一定要查清其项数．(3)为保证结果正确，可对得到的和取n ＝1,2进行验证．跟踪演练2 (2018·滨海新区七所重点学校联考)已知数列{a n }的前n 项和是S n ，且S n ＋12a n ＝1(n ∈N *)．数列{b n }是公差d 不等于0的等差数列，且满足：b 1＝32a 1，b 2，b 5，b 14成等比数列．(1)求数列{a n }，{b n }的通项公式； (2)设c n ＝a n ·b n ，求数列{c n }的前n 项和T n . 解 (1)n ＝1时，a 1＋12a 1＝1，a 1＝23，n ≥2时，⎩⎨⎧S n＝1－12a n，S n －1＝1－12a n －1，S n －S n －1＝12()a n －1－a n ，∴a n ＝13a n －1(n ≥2)，{a n }是以23为首项，13为公比的等比数列，a n ＝23×⎝⎛⎭⎫13n －1＝2⎝⎛⎭⎫13n.b 1＝1，由b 25＝b 2b 14得，()1＋4d 2＝()1＋d()1＋13d ，d 2－2d ＝0，因为d ≠0，解得d ＝2， b n ＝2n －1(n ∈N *)． (2)c n ＝4n －23n，T n ＝23＋632＋1033＋…＋4n －23n ，①13T n ＝232＋633＋1034＋…＋4n －63n ＋4n －23n ＋1，② ①－②得，23T n ＝23＋4⎝⎛⎭⎫132＋133＋…＋13n －4n －23n ＋1 ＝23＋4×19－13n ＋11－13－4n －23n ＋1 ＝43－23n －4n －23n ＋1， 所以T n ＝2－2n ＋23n (n ∈N *)．热点三 裂项相消法求和裂项相消法是指把数列和式中的各项分别裂开后，某些项可以相互抵消从而求和的方法，主要适用于⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n a n ＋1或⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n a n ＋2(其中{a n }为等差数列)等形式的数列求和． 例3 (2018·天津市十二校模拟)已知数列{a n }的前n 项和S n 满足：S n ＝a ()S n －a n ＋1(n ∈N *)(a 为常数，a ≠0，a ≠1)． (1)求{a n }的通项公式；(2)设b n ＝a n ＋S n ，若数列{b n }为等比数列，求a 的值； (3)在满足条件(2)的情形下，c n ＝a n ＋1()a n ＋1()a n ＋1＋1.若数列{}c n 的前n 项和为T n ，且对任意n ∈N *满足T n <λ2＋23λ，求实数λ的取值范围．解 (1)∵S n ＝a ()S n －a n ＋1， ∴n ＝1时，a 1＝a .n ≥2时，S n －1＝a (S n －1－a n －1＋1)， ∴S n －S n －1＝a n ＝a (S n －S n －1)－aa n ＋aa n －1， ∴a n ＝aa n －1，即a na n －1＝a 且 a ≠0，a ≠1，∴数列{a n }是以a 为首项，a 为公比的等比数列，∴a n ＝a n (n ∈N *)．(2)由b n ＝a n ＋S n 得，b 1＝2a ， b 2＝2a 2＋a ， b 3＝2a 3＋a 2＋a .∵数列{b n }为等比数列，∴b 22＝b 1b 3，(2a 2＋a )2＝2a (2a 3＋a 2＋a )，解得a ＝12.(3)由(2)知c n ＝⎝⎛⎭⎫12n ＋1⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫12n ＋1⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫12n ＋1＋1＝2n (2n ＋1)(2n ＋1＋1)＝12n ＋1－12n ＋1＋1， ∴T n ＝121＋1－122＋1＋122＋1－123＋1＋…＋12n ＋1－12n ＋1＋1＝13－12n ＋1＋1<13，∴13≤λ2＋23λ，解得λ≥13或λ≤－1. 即实数λ的取值范围是⎣⎡⎭⎫13，＋∞∪(－∞，－1]．思维升华 (1)裂项相消法的基本思想就是把通项a n 分拆成a n ＝b n ＋k －b n (k ≥1，k ∈N *)的形式，从而在求和时达到某些项相消的目的，在解题时要善于根据这个基本思想变换数列{a n }的通项公式，使之符合裂项相消的条件． (2)常用的裂项公式①若{a n }是等差数列，则1a n a n ＋1＝1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n －1a n ＋1，1a n a n ＋2＝12d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n －1a n ＋2；②1n (n ＋1)＝1n －1n ＋1，1n (n ＋k )＝1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋k ； ③1(2n －1)(2n ＋1)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1； ④1n (n ＋1)(n ＋2)＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n (n ＋1)－1(n ＋1)(n ＋2)；⑤1n ＋n ＋1＝n ＋1－n ，1n ＋n ＋k＝1k (n ＋k －n )．跟踪演练3 (2018·华大新高考联盟质检)已知数列{a n }为递增数列，a 1＝1，其前n 项和为S n ，且满足2S n ＝a 2n －2S n －1＋1()n ≥2，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)若b n ＝1a n ·a n ＋1，其前n 项和为T n ，若T n >919成立，求n 的最小值．解 (1)由2S n ＝a 2n －2S n －1＋1知，2S n －1＝a 2n －1－2S n －2＋1()n ≥3， 两式相减得，2a n ＝a 2n －a 2n －1－2a n －1，即2()a n ＋a n －1＝()a n －a n －1()a n＋a n －1，又数列{a n }为递增数列，a 1＝1，∴a n ＋a n －1>0， ∴a n －a n －1＝2()n ≥3，又当n ＝2时，2()a 1＋a 2＝a 22－2a 1＋1， 即a 22－2a 2－3＝0，解得a 2＝3或a 2＝－1(舍)， a 2－a 1＝2， 符合a n －a n －1＝2，∴{a n }是以1为首项，以2为公差的等差数列， ∴a n ＝1＋(n －1)×2＝2n －1(n ∈N *)． (2)b n ＝1(2n －1)(2n ＋1)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1，∴T n ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫11－13＋13－15＋…＋12n －1－12n ＋1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫11－12n ＋1， 又∵T n >919，即12⎝ ⎛⎭⎪⎫11－12n ＋1>919，解得n >9，又n ∈N *，∴n 的最小值为10.真题体验1．(2017·全国Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 3＝3，S 4＝10，则∑k ＝1n1S k ＝________.[答案]2nn ＋1(n ∈N *) [解析] 设等差数列{a n }的公差为d ，由⎩⎪⎨⎪⎧a 3＝a 1＋2d ＝3，S 4＝4a 1＋4×32d ＝10，得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝1.∴S n ＝n ×1＋n (n －1)2×1＝n (n ＋1)2，1S n ＝2n (n ＋1)＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1. ∴∑k ＝1n1S k ＝1S 1＋1S 2＋1S 3＋…＋1S n＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋12－13＋13－14＋…＋1n －1n ＋1 ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n ＋1＝2n n ＋1(n ∈N *)． 2．(2017·天津)已知{a n }为等差数列，前n 项和为S n (n ∈N *)，{b n }是首项为2的等比数列，且公比大于0，b 2＋b 3＝12，b 3＝a 4－2a 1，S 11＝11b 4. (1)求{a n }和{b n }的通项公式；(2)求数列{a 2n b 2n －1}的前n 项和(n ∈N *)．解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ，等比数列{b n }的公比为q . 由已知b 2＋b 3＝12，得b 1(q ＋q 2)＝12，而b 1＝2， 所以q 2＋q －6＝0.又因为q >0，解得q ＝2，所以b n ＝2n . 由b 3＝a 4－2a 1，可得3d －a 1＝8，① 由S 11＝11b 4，可得a 1＋5d ＝16，② 联立①②，解得a 1＝1，d ＝3， 由此可得a n ＝3n －2(n ∈N *)．所以数列{a n }的通项公式为a n ＝3n －2(n ∈N *)，数列{b n }的通项公式为b n ＝2n (n ∈N *)． (2)设数列{a 2n b 2n －1}的前n 项和为T n ，由a 2n ＝6n －2，b 2n －1＝2×4n －1，得a 2n b 2n －1＝(3n －1)×4n ， 故T n ＝2×4＋5×42＋8×43＋…＋(3n －1)×4n ，③4T n ＝2×42＋5×43＋8×44＋…＋(3n －4)×4n ＋(3n －1)×4n ＋1，④ ③－④，得－3T n ＝2×4＋3×42＋3×43＋…＋3×4n －(3n －1)×4n ＋1 ＝12×(1－4n )1－4－4－(3n －1)×4n ＋1＝－(3n －2)×4n ＋1－8， 得T n ＝3n －23×4n ＋1＋83(n ∈N *)．所以数列{a 2n b 2n －1}的前n 项和为3n －23×4n ＋1＋83(n ∈N *)．押题预测1．已知数列{a n }的通项公式为a n ＝n ＋22n n (n ＋1)(n ∈N *)，其前n 项和为S n ，若存在M ∈Z ，满足对任意的n ∈N *，都有S n <M 恒成立，则M 的最小值为________．押题依据 数列的通项以及求和是高考重点考查的内容，也是《考试大纲》中明确提出的知识点，年年在考，年年有变，变的是试题的外壳，即在题设的条件上有变革，有创新，但在变中有不变性，即解答问题的常用方法有规律可循． [答案] 1[解析] 因为a n ＝n ＋22n n (n ＋1)＝2(n ＋1)－n 2n n (n ＋1)＝12n －1n －12n (n ＋1)，所以S n ＝⎝⎛⎭⎫120×1－121×2＋⎝⎛⎭⎫121×2－122×3＋…＋⎣⎢⎡⎦⎥⎤12n －1n －12n (n ＋1) ＝1－12n (n ＋1)，由于1－12n (n ＋1)<1，所以M 的最小值为1.2．数列{a n }的前n 项和S n 满足：S n ＝n 2，数列{b n }满足： ①b 3＝14；②b n >0；③2b 2n ＋1＋b n ＋1b n －b 2n ＝0. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式； (2)设c n ＝a n b n ，求数列{c n }的前n 项和T n .押题依据 错位相减法求和是高考的重点和热点，本题先利用a n ，S n 的关系求a n ，也是高考出题的常见形式．解 (1)当n ＝1时，a 1＝S 1＝1，当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2n －1(n ∈N *)， 又a 1＝1满足a n ＝2n －1， ∴a n ＝2n －1(n ∈N *)．∵2b 2n ＋1＋b n ＋1b n －b 2n ＝0，且b n >0，∴2b n ＋1＝b n ， ∴q ＝12，b 3＝b 1q 2＝14，∴b 1＝1，b n ＝⎝⎛⎭⎫12n －1(n ∈N *)． (2)由(1)得c n ＝(2n －1)⎝⎛⎭⎫12n －1，T n ＝1＋3×12＋5×⎝⎛⎭⎫122＋…＋(2n －1)⎝⎛⎭⎫12n －1， 12T n ＝1×12＋3×⎝⎛⎭⎫122＋…＋(2n －3)⎝⎛⎭⎫12n －1＋(2n －1)×⎝⎛⎭⎫12n ， 两式相减，得12T n ＝1＋2×12＋2×⎝⎛⎭⎫122＋…＋2×⎝⎛⎭⎫12n －1－(2n －1)×⎝⎛⎭⎫12n ＝1＋2⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫12n －1－(2n －1)×⎝⎛⎭⎫12n ＝3－⎝⎛⎭⎫12n －1⎝⎛⎭⎫32＋n .∴T n ＝6－⎝⎛⎭⎫12n －1(2n ＋3)(n ∈N *)．A 组 专题通关1．已知数列{a n }，{b n }满足a 1＝1，且a n ，a n ＋1是方程x 2－b n x ＋2n ＝0的两根，则b 10等于( ) A ．24 B ．32 C ．48 D ．64[答案] D[解析] 由已知有a n a n ＋1＝2n ， ∴a n ＋1a n ＋2＝2n ＋1，则a n ＋2a n＝2，∴数列{a n }的奇数项、偶数项均为公比为2的等比数列，可以求出a 2＝2， ∴数列{a n }的项分别为1,2,2,4,4,8,8,16,16,32,32，…，而b n ＝a n ＋a n ＋1， ∴b 10＝a 10＋a 11＝32＋32＝64.2．(2018·河南省六市联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ＝2n ＋1＋m ，且a 1，a 4，a 5－2成等差数列，b n ＝a n (a n －1)(a n ＋1－1)，数列{b n }的前n 项和为T n ，则满足T n >2 0172 018的最小正整数n 的值为( )A ．11B ．10C ．9D ．8 [答案] B [解析] 根据S n＝2n ＋1＋m可以求得a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧m ＋4，n ＝1，2n，n ≥2，所以有a 1＝m ＋4，a 4＝16，a 5＝32， 根据a 1，a 4，a 5－2成等差数列，可得m ＋4＋32－2＝32，从而求得m ＝－2， 所以a 1＝2满足a n ＝2n ， 从而求得a n ＝2n (n ∈N *)，所以b n ＝a n (a n －1)(a n ＋1－1)＝2n(2n －1)(2n ＋1－1)＝12n －1－12n ＋1－1， 所以T n ＝1－13＋13－17＋17－115＋…＋12n －1－12n ＋1－1＝1－12n ＋1－1，令1－12n ＋1－1>2 0172 018，整理得2n ＋1>2 019， 解得n ≥10.3．(2018·山西榆社中学模拟)设S n 为数列{a n }的前n 项和，已知a 1＝12，n ＋1a n ＋1＝na n ＋2n (n ∈N *)，则S 100等于( ) A ．2－492100B ．2－49299 C ．2－512100D ．2－51299[答案] D[解析] 由n ＋1a n ＋1＝n a n ＋2n，得n ＋1a n ＋1－na n＝2n ，则n a n －n －1a n －1＝2n －1，n －1a n －1－n －2a n －2＝2n －2，…，2a 2－1a 1＝21， 将各式相加得n a n －1a 1＝21＋22＋…＋2n －1＝2n －2，又a 1＝12，所以a n ＝n ·12n ，因此S 100＝1×12＋2×122＋…＋100×12100，则12S 100＝1×122＋2×123＋…＋99×12100＋100×12101， 两式相减得12S 100＝12＋122＋123＋…＋12100－100×12101，所以S 100＝2－⎝⎛⎭⎫1299－100·⎝⎛⎭⎫12100＝2－51299. 4．在等比数列{a n }中，a 2·a 3＝2a 1，且a 4与2a 7的等差中项为17，设b n ＝(－1)n a n ，n ∈N *，则数列{b n }的前2 018项的和为________． [答案] 41 0083－112[解析] 设等比数列{a n }的首项为a 1，公比为q . ∵a 2·a 3＝2a 1，∴a 1·q 3＝2，即a 4＝2. ∵a 4与2a 7的等差中项为17， ∴a 4＋2a 7＝34，即a 7＝16， ∴a 1＝14，q ＝2，∴a n ＝⎝⎛⎭⎫14·2n －1＝2n －3(n ∈N *)． ∵b n ＝(－1)n a n ＝(－1)n ·2n －3， ∴数列{b n }的前2 018项的和为S 2 018＝－(a 1＋a 3＋…＋a 2 017)＋(a 2＋a 4＋…＋a 2 018)＝－(2－2＋20＋22＋…＋22 014)＋(2－1＋21＋23＋…＋22 015)＝－14(1－41 009)1－4＋12(1－41 009)1－4＝41 0083－112.5．(2018·保山模拟)若数列{a n }的通项公式a n ＝n sin n π3(n ∈N *)，其前n 项和为S n ，则S 2 018＝________. [答案]2 01932[解析] a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 5＋a 6＝－33， a 7＋a 8＋a 9＋a 10＋a 11＋a 12＝－33， ……a 6m ＋1＋a 6m ＋2＋a 6m ＋3＋a 6m ＋4＋a 6m ＋5＋a 6m ＋6＝－33，m ∈N ， 所以S 2 018＝2 01932.6．(2018·山东K12联盟考试)已知数列{a n }，a 1＝e(e 是自然对数的底数)，a n ＋1＝a 3n(n ∈N *)．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝(2n －1)ln a n ，求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)由a 1＝e ，a n ＋1＝a 3n 知，a n >0， 所以ln a n ＋1＝3ln a n ，数列{}ln a n 是以1为首项，3为公比的等比数列， 所以ln a n ＝3n －1，a n ＝e3n －1(n ∈N *)． (2)由(1)得b n ＝(2n －1)ln a n ＝(2n －1)·3n －1， T n ＝1×30＋3×31＋5×32＋…＋(2n －1)×3n －1，① 3T n ＝1×31＋3×32＋…＋(2n －3)×3n －1＋(2n －1)×3n ，② ①－②，得－2T n ＝1＋2(31＋32＋33＋…＋3n －1)－(2n －1)×3n ＝1＋2×3－3n 1－3－(2n －1)×3n ＝－2(n －1)×3n －2.所以T n ＝(n －1)×3n ＋1(n ∈N *)．7．(2018·永州模拟)在等比数列{a n }中，首项a 1＝8，数列{b n }满足b n ＝log 2a n (n ∈N *)，且b 1＋b 2＋b 3＝15.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记数列{b n }的前n 项和为S n ，又设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前n 项和为T n ，求证：T n <34.(1)解 由b n ＝log 2a n 和b 1＋b 2＋b 3＝15， 得log 2(a 1a 2a 3)＝15， ∴a 1a 2a 3＝215，设等比数列{a n }的公比为q ， ∵a 1＝8，∴a n ＝8q n －1， ∴8·8q ·8q 2＝215，解得q ＝4， ∴a n ＝8·4n －1，即a n ＝22n ＋1(n ∈N *)． (2)证明 由(1)得b n ＝2n ＋1， 易知{b n }为等差数列，S n ＝3＋5＋…＋(2n ＋1)＝n 2＋2n ，则1S n ＝1n (n ＋2)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2， T n ＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫1－13＋⎝⎛⎭⎫12－14＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2 ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫32－1n ＋1－1n ＋2， ∴T n <34.8．在公差不为0的等差数列{a n }中，a 22＝a 3＋a 6，且a 3为a 1与a 11的等比中项． (1)求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝(－1)nn⎝⎛⎭⎫a n －12⎝⎛⎭⎫a n ＋1－12(n ∈N *)，求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ， ∵a 22＝a 3＋a 6，∴(a 1＋d )2＝a 1＋2d ＋a 1＋5d ，① ∵a 23＝a 1·a 11， 即(a 1＋2d )2＝a 1·(a 1＋10d )，② ∵d ≠0，由①②解得a 1＝2，d ＝3.∴数列{a n }的通项公式为a n ＝3n －1(n ∈N *)． (2)由题意知， b n ＝(－1)nn⎝⎛⎭⎫3n －32·⎝⎛⎭⎫3n ＋32 ＝(－1)n ·16·⎝⎛⎭⎪⎫13n －32＋13n ＋32 ＝(－1)n·19·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1 T n ＝19⎣⎡－⎝⎛⎭⎫11＋13＋⎝⎛⎭⎫13＋15－⎝⎛⎭⎫15＋17＋…⎦⎥⎤＋(－1)n⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1＝19⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1＋(－1)n 12n ＋1.B 组 能力提高9．(2018·百校联盟联考)已知数列{a n }的通项公式为1221,212n n nn a n -⎧⎛⎫⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎪⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎩为奇数，＝，为偶数，a 则数列{}3a n ＋n －7的前2n 项和的最小值为()A ．－514B ．－1854C ．－252D ．－1058[答案] D[解析] 设b n ＝3a n ＋n －7， 则S 2n ＝b 1＋b 2＋b 3＋…＋b 2n＝3⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝⎛⎭⎫12n1－12＋12⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫12n1－12＋(1＋2＋3＋…＋2n )－14n ＝9⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫12n＋2n 2－13n ， 又2n 2－13n ＝2⎝⎛⎭⎫n －1342－1698， 当n ≥4时，∵f (n )＝2⎝⎛⎭⎫n －1342－1698是关于n 的增函数， 又g (n )＝9⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫12n 也是关于n 的增函数， ∴S 8<S 10<S 12<…，∵S 8＝－18516，S 6＝－1058，S 4＝－454，S 2＝－132，∴S 6<S 8<S 4<S 2， ∴S 6最小，S 6＝－1058.10．(2018·淮北模拟)设数列{a n }的各项均为正数，前n 项和为S n ，对于任意的n ∈N *，a n ，S n ，a 2n 成等差数列，设数列{b n }的前n 项和为T n ，且b n ＝()ln x na 2n，若对任意的实数x ∈(]1，e (e是自然对数的底数)和任意正整数n ，总有T n <r ()r ∈N *，则r 的最小值为________． [答案] 2[解析] 由题意得，2S n ＝a n ＋a 2n ， 当n ≥2时，2S n －1＝a n －1＋a 2n －1，∴2S n －2S n －1＝a n ＋a 2n －a n －1－a 2n －1，∴(a n ＋a n －1)(a n －a n －1－1)＝0，∵a n >0，∴a n －a n －1＝1，即数列{a n }是等差数列，又2a 1＝2S 1＝a 1＋a 21，a 1＝1，∴a n ＝n (n ∈N *)．又x ∈(1，e]，∴0<ln x ≤1，∴T n ≤1＋122＋132＋…＋1n 2<1＋11×2＋12×3＋…＋1(n －1)n＝1＋⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n＝2－1n<2，∴r ≥2，即r 的最小值为2.11．(2018·天津市滨海新区七所重点学校联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，满足S n ＝2a n －1(n ∈N *)，数列{b n }满足nb n ＋1－(n ＋1)b n ＝n (n ＋1)(n ∈N *)，且b 1＝1，(1)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为等差数列，并求数列{a n }和{b n }的通项公式；(2)若c n ＝(－1)n－14(n ＋1)(3＋2log 2a n )(3＋2log 2a n ＋1)，求数列{c n }的前2n 项和T 2n ；(3)若d n ＝a n ·b n ，数列{}d n 的前n 项和为D n ，对任意的n ∈N *，都有D n ≤nS n －a ，求实数a 的取值范围．解 (1)由nb n ＋1－(n ＋1)b n ＝n (n ＋1)两边同除以n (n ＋1)， 得b n ＋1n ＋1－b nn ＝1， 从而数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为首项b 11＝1，公差d ＝1的等差数列，所以b nn＝n (n ∈N *)，数列{b n }的通项公式为b n ＝n 2.当n ＝1时，S 1＝2a 1－1＝a 1，所以a 1＝1. 当n ≥2时，S n ＝2a n －1，S n －1＝2a n －1－1， 两式相减得a n ＝2a n －1， 又a 1＝1≠0，所以a na n －1＝2，从而数列{a n }为首项a 1＝1，公比q ＝2的等比数列， 从而数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －1(n ∈N *)． (2)c n＝(－1)n －1·⎣⎢⎡⎦⎥⎤4(n ＋1)(2n ＋1)(2n ＋3) ＝(－1)n －1⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1＋12n ＋3， T 2n ＝c 1＋c 2＋c 3＋…＋c 2n －1＋c 2n ＝13＋15－15－17＋…－14n ＋1－14n ＋3 ＝13－14n ＋3(n ∈N *)． (3)由(1)得d n ＝a n b n ＝n ·2n －1，D n ＝1×1＋2×2＋3×22＋…＋(n －1)·2n －2＋n ·2n －1， 2D n ＝1×2＋2×22＋3×23＋…＋(n －1)·2n －1＋n ·2n . 两式相减得－D n＝1＋2＋22＋…＋2n －1－n ·2n ＝1－2n1－2－n ·2n ， 所以D n ＝(n －1)·2n ＋1， 由(1)得S n ＝2a n －1＝2n －1， 因为对∀n ∈N *，都有D n ≤nS n －a ， 即(n －1)·2n ＋1≤n ()2n －1－a 恒成立， 所以a ≤2n －n －1恒成立， 记e n ＝2n －n －1，所以a ≤()e n min ，因为e n ＋1－e n ＝[]2n ＋1－(n ＋1)－1－()2n －n －1＝2n －1>0，从而数列{}e n 为递增数列，所以当n ＝1时，e n 取最小值e 1＝0，于是a ≤0.12．设数列{a n }的首项为1，前n 项和为S n ，若对任意的n ∈N *，均有S n ＝a n ＋k －k (k 是常数且k ∈N *)成立，则称数列{a n }为“P (k )数列”．(1)若数列{a n }为“P (1)数列”，求数列{a n }的通项公式；(2)是否存在数列{a n }既是“P (k )数列”，也是“P (k ＋2)数列”？若存在，求出符合条件的数列{a n }的通项公式及对应的k 的值；若不存在，请说明理由；(3)若数列{a n }为“P (2)数列”，a 2＝2，设T n ＝a 12＋a 222＋a 323＋…＋a n 2n ，证明：T n <3. (1)解 因为数列{a n }为“P (1)数列”，则S n ＝a n ＋1－1，故S n ＋1＝a n ＋2－1，两式相减得，a n ＋2＝2a n ＋1，又n ＝1时，a 1＝S 1＝a 2－1，所以a 2＝2，故a n ＋1＝2a n 对任意的n ∈N *恒成立，即a n ＋1a n＝2(常数)， 故数列{a n }为等比数列，其通项公式为a n ＝2n －1，n ∈N *.(2)解 假设存在这样的数列{a n }，则S n ＝a n ＋k －k ，故S n ＋1＝a n ＋k ＋1－k ，两式相减得，a n ＋1＝a n ＋k ＋1－a n ＋k ，故a n ＋3＝a n ＋k ＋3－a n ＋k ＋2，同理由{a n }是“P (k ＋2)数列”可得，a n ＋1＝a n ＋k ＋3－a n ＋k ＋2，所以a n ＋1＝a n ＋3对任意n ∈N *恒成立．所以S n ＝a n ＋k －k ＝a n ＋k ＋2－k ＝S n ＋2，即S n ＝S n ＋2，又S n ＝a n ＋k ＋2－k －2＝S n ＋2－2，即S n ＋2－S n ＝2，两者矛盾，故不存在这样的数列{a n }既是“P (k )数列”， 也是“P (k ＋2)数列”．(3)证明 因为数列{a n }为“P (2)数列”， 所以S n ＝a n ＋2－2，所以S n ＋1＝a n ＋3－2，故有a n ＋1＝a n ＋3－a n ＋2， 又n ＝1时，a 1＝S 1＝a 3－2， 故a 3＝3，满足a 3＝a 2＋a 1， 所以a n ＋2＝a n ＋1＋a n 对任意正整数n 恒成立，数列的前几项为1,2,3,5,8.故T n ＝a 12＋a 222＋a 323＋…＋a n 2n ＝12＋222＋323＋524＋825＋…＋a n 2n ， 所以12T n ＝122＋223＋324＋525＋…＋a n －12n ＋a n 2n ＋1， 两式相减得12T n ＝12＋122＋123＋224＋…＋a n －22n －a n 2n ＋1＝34＋14T n －2－a n 2n ＋1， 显然T n －2<T n ，a n 2n ＋1>0， 故12T n <34＋14T n ，即T n <3.。

第二讲 数列的综合应用限时规范训练一、选择题1．已知数列{a n }满足a 1＝5，a n a n ＋1＝2n，则a 7a 3＝( ) A ．2 B ．4 C ．5D.52解析：因为a n ＋1a n ＋2a n ＋3a n ＋4a n a n ＋1a n ＋2a n ＋3＝a n ＋4a n ＝2n ＋1·2n ＋32n ·2n ＋2＝22，所以令n ＝3，得a 7a 3＝22＝4，故选B.答案：B2．若数列{a n }满足a 1＝15，且3a n ＋1＝3a n －2，则使a k ·a k ＋1＜0的k 值为( ) A ．22 B ．21 C ．24D ．23解析：因为3a n ＋1＝3a n －2，所以a n ＋1－a n ＝－23，所以数列{a n }是首项为15，公差为－23的等差数列，所以a n ＝15－23·(n －1)＝－23n ＋473，令a n ＝－23n ＋473>0，得n <23.5，所以使a k ·a k ＋1<0的k 值为23. 答案：D3．已知数列{a n }满足a 1＝1，a n ＋1＝⎩⎪⎨⎪⎧2a n n 为正奇数，a n ＋n 为正偶数，则其前6项之和为( )A ．16B ．20C ．33D ．120解析：a 2＝2a 1＝2，a 3＝a 2＋1＝3，a 4＝2a 3＝6，a 5＝a 4＋1＝7，a 6＝2a 5＝14， 所以前6项和S 6＝1＋2＋3＋6＋7＋14＝33，故选C. 答案：C4．数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 1＝1，a n ＋1＝3S n (n ≥1)，则a 6＝( ) A ．3×44B ．3×44＋1 C ．44D ．44＋1解析：因为a n ＋1＝3S n ，所以a n ＝3S n －1(n ≥2)，两式相减得，a n ＋1－a n ＝3a n ，即a n ＋1a n＝4(n ≥2)， 所以数列a 2，a 3，a 4，…构成以a 2＝3S 1＝3a 1＝3为首项，公比为4的等比数列，所以a 6＝a 2·44＝3×44.答案：A5．已知函数f (n )＝n 2cos(n π)，且a n ＝f (n )，则a 1＋a 2＋…＋a 100＝( ) A ．0 B ．100 C ．5 050D ．10 200解析：a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 100＝－12＋22－32＋42－…－992＋1002＝(22－12)＋(42－32)＋…＋(1002－992)＝3＋7＋…＋199＝＋2＝5 050.答案：C6．已知数列{a n }的首项a 1＝1，且a n －a n ＋1＝a n a n ＋1(n ∈N ＋)，则a 2 015＝( ) A.12 014B.2 0142 015 C ．－2 0142 015D.12 015解析：∵a n －a n ＋1＝a n a n ＋1，∴1a n ＋1－1a n＝1，又∵a 1＝1，∴1a 1＝1，∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以首项为1，公差为1的等差数列，∴1a n ＝1＋(n －1)＝n ，∴1a 2 015＝2 015，∴a 2 015＝12 015.故选D.答案：D7．已知数列{a n }的通项公式为a n ＝(－1)n(2n －1)·cos n π2＋1(n ∈N *)，其前n 项和为S n ，则S 60＝( ) A ．－30 B ．－60 C ．90D ．120解析：由题意可得，当n ＝4k －3(k ∈N *)时，a n ＝a 4k －3＝1；当n ＝4k －2(k ∈N *)时，a n ＝a 4k －2＝6－8k ；当n ＝4k －1(k ∈N *)时，a n ＝a 4k －1＝1；当n ＝4k (k ∈N *)时，a n ＝a 4k ＝8k . ∴a 4k －3＋a 4k －2＋a 4k －1＋a 4k ＝8，∴S 60＝8×15＝120. 答案：D8．已知S n 是非零数列{a n }的前n 项的和，且S n ＝2a n －1，则S 2 017等于( ) A ．1－22 016B ．22 017－1C ．22 016－1 D ．1－22 017解析：∵S n ＝2a n －1，∴S 1＝1，且S n ＝2(S n －S n －1)－1，即S n ＝2S n －1＋1，得S n ＋1＝2(S n －1＋1)，由此可得数列{S n ＋1}是首项为2，公比为2的等比数列，得S n ＋1＝2n ，即S n ＝2n －1，∴S 2 017＝22017－1，故选B.答案：B 二、填空题 9．若数列{a n }满足1a n ＋1＝2a n ＋1a n，且a 1＝3，则a n ＝________.解析：由1a n ＋1＝2a n ＋1a n ，得1a n ＋1－1a n＝2，∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为13，公差为2的等差数列．∴1a n ＝13＋(n －1)×2＝2n －53， ∴a n ＝36n －5. 答案：36n －510．已知正项数列{a n }满足a 2n ＋1－6a 2n ＝a n ＋1a n .若a 1＝2，则数列{a n }的前n 项和为________． 解析：∵a 2n ＋1－6a 2n ＝a n ＋1a n ，∴(a n ＋1－3a n )(a n ＋1＋2a n )＝0，∵a n >0，∴a n ＋1＝3a n ，又a 1＝2， ∴{a n }是首项为2，公比为3的等比数列，∴S n ＝－3n1－3＝3n－1.答案：3n－111．已知S n 为数列{a n }的前n 项和，且满足a 1＝1，a n a n ＋1＝3n(n ∈N *)，则S 2 014＝________. 解析：由a n a n ＋1＝3n知，当n ≥2时，a n a n －1＝3n －1.所以a n ＋1a n －1＝3，所以数列{a n }所有的奇数项构成以3为公比的等比数列，所有的偶数项也构成以3为公比的等比数列．又因为a 1＝1，所以a 2＝3，a 2n －1＝3n －1，a 2n ＝3n.所以S 2 014＝(a 1＋a 3＋…＋a 2 013)＋(a 2＋a 4＋…＋a 2 014)＝4×1－31 0071－3＝2×31 007－2.答案：2×31 007－212．数列{a n }中，a 1＝12，a n ＋1＝na nn ＋na n ＋(n ∈N *)，则数列{a n }的通项公式a n ＝________.解析：由已知可得(n ＋1)a n ＋1＝na n na n ＋2，设na n ＝b n ，则b n ＋1＝b n b n ＋2，所以1b n ＋1＝2b n＋1， 可得1b n ＋1＋1＝2b n＋2＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1b n ＋1，即⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n＋1是公比为2，首项为3的等比数列，故1b ＋1＝3×2n －1∴a n ＝1n n －1－.答案：1n n －1－三、解答题13．在数列{a n }中，a 1＝8，a 4＝2，且满足a n ＋2－2a n ＋1＋a n ＝0. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)设S n ＝|a 1|＋|a 2|＋…＋|a n |，求S n .解析：(1)∵a n ＋2－2a n ＋1＋a n ＝0，∴a n ＋2－a n ＋1＝a n ＋1－a n ， ∴{a n ＋1－a n }为常数列，∴{a n }是以a 1为首项的等差数列，设a n ＝a 1＋(n －1)d ，则a 4＝a 1＋3d ， ∴d ＝2－83＝－2，∴a n ＝10－2n .(2)由(1)知a n ＝10－2n ，令a n ＝0，得n ＝5.当n >5时，a n <0；当n ＝5时，a n ＝0；当n <5时，a n >0.∴当n >5时，S n ＝|a 1|＋|a 2|＋…＋|a n |＝a 1＋a 2＋…＋a 5－(a 6＋a 7＋…＋a n )＝T 5－(T n －T 5)＝2T 5－T n＝n 2－9n ＋40，其中T n ＝a 1＋a 2＋…＋a n .当n ≤5时，S n ＝|a 1|＋|a 2|＋…＋|a n |＝a 1＋a 2＋…＋a n ＝9n －n 2.∴S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧9n －n 2n n 2－9n ＋n.14．正项数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 2n ＝4S n －2a n －1(n ∈N *)． (1)求数列{a n }的通项公式； (2)若b n ＝－n ＋1a n ＋1a n ＋a n ＋1＋，数列{b n }的前n 项和为T n .求证：T 2n ＜1.解析：(1)当n ＝1时，a 1＝1；当n ≥2时，因为a n ＞0，a 2n ＝4S n －2a n －1， 所以a 2n －1＝4S n －1－2a n －1－1，两式相减得a 2n －a 2n －1＝4a n －2a n ＋2a n －1＝2(a n ＋a n －1)，所以a n －a n －1＝2，所以数列{a n }是以1为首项，2为公差的等差数列， 所以a n ＝2n －1. (2)证明：b n ＝－n ＋1n ＋n n ＋＝(－1)n ＋1⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋1n ＋1∴T 2n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12－⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋13＋…－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋12n ＋1＝1－12n ＋1＜1.∴T ＜1.15．已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝2，且满足a n ＋1＝S n ＋2n ＋1(n ∈N *)．(1)证明：数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n 2n 为等差数列；(2)求S 1＋S 2＋…＋S n .解析：(1)证明：由条件可知，S n ＋1－S n ＝S n ＋2n ＋1，即S n ＋1－2S n ＝2n ＋1，整理得S n ＋12n ＋1－S n2n ＝1，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n 2n 是以1为首项，1为公差的等差数列．(2)由(1)可知，S n2n ＝1＋n －1＝n ，即S n ＝n ·2n，令T n ＝S 1＋S 2＋…＋S n ，则T n ＝1·2＋2·22＋…＋n ·2n，① 2T n ＝1·22＋…＋(n －1)·2n ＋n ·2n ＋1，② ①－②，－T n ＝2＋22＋…＋2n －n ·2n ＋1，整理得T n ＝2＋(n －1)·2n ＋1.。

专题3数列o 真题研究•命题人探源◊对历年的高考试题进行再加工、改造，并赋予新意是高考命题的一个手段. 命题角度1数列的通项及错位相减法求和【真题示例1】（2013•山东高考，文20）设等差数列仙｝的前川项和为S”, 且 5*4=45*2 f d2"=2a“+1.（1） 求数列｛Q 〃｝的通项公式；（2） ------------------------------- 若数列｛%｝满足鲁■+” 牛=1_寺,求｛%｝的前〃项和7；.【解】（1）设等差数列仙｝的首项为4，公差为么 由 5*4 = 4^2, 6?2" = 20“+1,得J4(7I +6(7=8(7I +4J,\ci[ + (2/7—1) 〃=2GI +2 (n —1) d~\~ 1.仙=1, 解得|心因此 a n = 2n — 1, n^N*.(2)由已知 —+_ ----- 〃WN*, v 7 a\ U2 a n 2所以如=当，〃WN*. 由（1）知禺=2〃一1, H EN*,当71=1时,如=丄 a\ 2 当心2时，詐所以九=2〃又几=*+¥+寻 -------- 1- 2n~ 12〃 2〃+i,2n — 3( 2/?— 1 r ~_+两式相减得2n—1 2" i2~2^2“+i么，2〃+ 3所以T” = 3 —屮 .【真题探源】（2012-江西高考，理16）已知数列仏｝的前n项和S产一訂+肋（其中胆N+）,且S”的最大值为8.（1）确定常数匕并求划;（2）求数列〈号卸的前n项和T n.【点评】对照两题我们可以看出：2013年山东高考文科第20题与2012年江西高考理科第16题命题思想完全一致，只是改变了题设条件形式，姊妹题.命题角度2裂项相消法求和【真题示例2】（201牛山东高考，理19）已知等差数列｛外｝的公差为2,前71项和为S”，且Si，S2, S4成等比数列.（1）求数列仏｝的通项公式；⑵令久=（—iyi ---------- ,求数列｛幅的前〃项和心.G 〃如+12X1【解】（1）因为 $=创，S2 = 2G]+p-X2 = 2ai+2,S4=4ai+挎^X2=4% + 12,由题意得（2血+2）2=ai（4ai + 12）,解得如=1,所以a…=2n— 1.⑵由题意可知，b” = （-1厂盘=（-旷•（2〃T）4"（2〃+|） =（T）" P~+丄）\2n— 1 2〃 + 1丿•当n为偶数时，几=（1 +寻一+…+（缶+右）一〔缶+dn■卜1-^+T=2n2n+V当n为奇数时,2〃+22n+l'所以T n=<【真题探源】(2010•山东高考，文理18)已知等差数列｛為｝满足：°3 = 7, 血+如=26, ｛為｝的前乃项和为S”.(1)求给及S”；⑵令九求数列｛仇｝的前n项和T n.【点评】对照两题我们可以看出：2014年山东髙考理科第19题是将2010 年山东高考文科、理科第18题的命题点进一步深化，此题不仅打破了学生常用的“裂项相消法”的思维方式，同时也融入了分类讨论的思想，这是近几年山东高考的一个命题动态，需要引起髙度重视.---------------------- O教材回访•命题人推荐◊---------------- 习题推荐1图3・1中的三角形图案称为谢宾斯基(Sierpinski)三角形.在下图四个三角形图案中，着色的小三角形的个数依次构成一个数列的前4项，请写出这个数列的一个通项公式，并在直角坐标系屮画出它的图彖.【推荐理由】很多髙考试题，或是这道题的改编、变式，或是其延伸、拓展.习题推荐21r 1 . 1 v厂1 1、 (1)b+5—4—■ ■ . ■(2斤一3 2刃一1j2〃一1 2n+l-1+2n+l 几=(1+£|-2n + 2z亠L芥所'"为奇数,Q 2〃+1+ (—1) “T2”+严为偶数‘歼FT-2n图3-1已知数列仙｝的前〃项和为5=/+如，求这个数列的通项公式.这个数列是等差数列吗？如果是，它的首项和公差分别是什么？【推荐理由】本题给出了通项公式的求法及等差数列的判定，并引申出等差数列通项公式与前«项和S”的特点.习题推荐3数列(”+1).'的刖"项和= 1X2 + 2X3 + 3X4 + 4X5 必(：+1)，研究一下，能否找到求S”的一个公式.你能对这个问题作一些推广吗？【推荐理由】高考试题常以此为模型，结合等差数列的特征，对数列及其子数列的求和等问题进行全面的考查.习题推荐4求和：(1)(a—1) + (/ —2) + ・・・+(於一力；(2)(2 —3 X 5一» + (4—3 X 53 +…+(2〃一3 X 5一”)；(3)1 + 2x+3x2 + • • •+nx n~1.【推荐理由】该题较好的体现了数列中分组求和及错位相减法求和的思想方法，以及学生分类讨论的思想意识.习题推荐5已知S”是等比数列｛°“｝的前巾项和，S3, S9, &成等差数列，求证：。