数列 (6)
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第四章数列(公式、定理、结论图表)一.数列的概念:1.定义:数列是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函数,数列的通项公式也就是相应函数的解析式。
2.数列是按一定顺序排列的一列数,记作,,,,321 n a a a a 简记{}n a .3.数列{}n a 的第n 项n a 与项数n 的关系若用一个公式)(n f a n =给出,则这个公式叫做这个数列的通项公式。
4.数列的项为当自变量由小到大依次取值时对应的一列函数值,它的图像是一群孤立的点。
5、数列的递推公式:表示任一项n a 与它的前一项1n a -(或前几项)间的关系的公式.6、求数列中最大最小项的方法:最大⎩⎨⎧≥≥-+11n n n n a a a a 最小⎩⎨⎧≤≤-+11n n n n a a a a 考虑数列的单调性二、等差数列1、定义:(1)文字表示:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,则这个数列称为等差数列,这个常数称为等差数列的公差.(2)符号表示:11(2)(1)n n n n a a d n a a d n -+-=≥-=≥或2、通项公式:若等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则()11n a a n d =+-.通项公式的变形:①()n m a a n m d =+-;②n ma a d n m-=-.通项公式特点:1()n a d n a d =+-),为常数,(m k m kn a n +=是数列{}n a 成等差数列的充要条件。
3、等差中项若三个数a ,A ,b 组成等差数列,则A 称为a 与b 的等差中项.若2a cb +=,则称b 为a 与c 的等差中项.即a 、b 、c 成等差数列<=>2a cb +=4、等差数列{}n a 的基本性质),,,(*∈N q p n m 其中(1)q p n m a a a a q p n m +=++=+,则若。
高考数学一轮复习 第六章 数列6.2 等差数列考试要求 1.理解等差数列的概念.2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系.知识梳理1.等差数列的有关概念 (1)等差数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示,定义表达式为a n -a n -1=d (常数)(n ≥2,n ∈N *). (2)等差中项若三个数a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且有A =a +b2.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+nn -12d 或S n =na 1+a n2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n .(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列.(5)S 2n -1=(2n -1)a n .(6)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列.常用结论1.已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列,且公差为p .2.在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. 3.等差数列{a n }的单调性:当d >0时,{a n }是递增数列;当d <0时,{a n }是递减数列;当d =0时,{a n }是常数列.4.数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).这里公差d =2A . 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( √ )(2)若一个数列每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( × ) (3)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( √ )(4)已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列.( √ ) 教材改编题1.已知等差数列{a n }中,a 2=3,前5项和S 5=10,则数列{a n }的公差为( ) A .-1 B .-52C .-2D .-4答案 A解析 设等差数列{a n }的公差为d , ∵S 5=5a 3=10, ∴a 3=a 2+d =2, 又∵a 2=3,∴d =-1.2.在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=450,则a 5=________. 答案 903.已知{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 3=2,且S 6=30,则S 9=________. 答案 126解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =2,2a 1+5d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-10,d =6.∴S 9=9a 1+9×82d =-90+36×6=126.题型一 等差数列基本量的运算例1 (1)(2022·包头模拟)已知等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,S 4=24,S 9=99,则a 7等于( )A .13B .14C .15D .16 答案 C解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧ S 4=24,S 9=99,∴⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =24,9a 1+36d =99,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2.则a 7=a 1+6d =15.(2)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则下列结论正确的有________.(填序号) ①a 2+a 3=0; ②a n =2n -5; ③S n =n (n -4); ④d =-2.答案 ①②③解析 S 4=4×a 1+a 42=0,∴a 1+a 4=a 2+a 3=0,①正确; a 5=a 1+4d =5, (*) a 1+a 4=a 1+a 1+3d =0,(**)联立(*)(**)得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,a 1=-3,∴a n =-3+(n -1)×2=2n -5, ②正确,④错误;S n =-3n +n n -12×2=n 2-4n ,③正确.教师备选1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=5,S 4=24,则a 9等于( ) A .-5 B .-7 C .-9 D .-11答案 B解析 ∵a 3=5,S 4=24, ∴a 1+2d =5,4a 1+6d =24, 解得a 1=9,d =-2, ∴a n =11-2n , ∴a 9=11-2×9=-7.2.已知{a n }是公差不为零的等差数列,且a 1+a 10=a 9,则a 1+a 2+…+a 9a 10=________.答案278解析 ∵a 1+a 10=a 9,∴a 1+a 1+9d =a 1+8d ,即a 1=-d , ∴a 1+a 2+…+a 9=S 9=9a 1+9×82d =27d , a 10=a 1+9d =8d ,∴a 1+a 2+…+a 9a 10=278.思维升华 (1)等差数列的通项公式及前n 项和公式共涉及五个量a 1,n ,d ,a n ,S n ,知道其中三个就能求出另外两个(简称“知三求二”).(2)确定等差数列的关键是求出两个最基本的量,即首项a 1和公差d .跟踪训练1 (1)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 3+a 6=24,S 6=48,则下列选项正确的是( ) A .a 1=-2 B .a 1=2 C .d =3 D .d =-3答案 A解析 因为⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 6=2a 1+7d =24,S 6=6a 1+15d =48,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =4.(2)(2020·全国Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1=-2,a 2+a 6=2,则S 10=______. 答案 25解析 设等差数列{a n }的公差为d , 则a 2+a 6=2a 1+6d =2. 因为a 1=-2,所以d =1. 所以S 10=10×(-2)+10×92×1=25.题型二 等差数列的判定与证明例2 (2021·全国甲卷)已知数列{a n }的各项均为正数,记S n 为{a n }的前n 项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{a n }是等差数列;②数列{S n }是等差数列;③a 2=3a 1. 注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分. 解 ①③⇒②.已知{a n }是等差数列,a 2=3a 1. 设数列{a n }的公差为d ,则a 2=3a 1=a 1+d ,得d =2a 1, 所以S n =na 1+nn -12d =n 2a 1. 因为数列{a n }的各项均为正数, 所以S n =n a 1,所以S n +1-S n =(n +1)a 1-n a 1=a 1(常数),所以数列{S n }是等差数列. ①②⇒③.已知{a n }是等差数列,{S n }是等差数列. 设数列{a n }的公差为d , 则S n =na 1+nn -12d =12n 2d +⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 因为数列{S n }是等差数列,所以数列{S n }的通项公式是关于n 的一次函数,则a 1-d2=0,即d =2a 1,所以a 2=a 1+d =3a 1. ②③⇒①.已知数列{S n }是等差数列,a 2=3a 1, 所以S 1=a 1,S 2=a 1+a 2=4a 1. 设数列{S n }的公差为d ,d >0,则S 2-S 1=4a 1-a 1=d ,得a 1=d 2, 所以S n =S 1+(n -1)d =nd , 所以S n =n 2d 2,所以a n =S n -S n -1=n 2d 2-(n -1)2d 2=2d 2n -d 2(n ≥2),是关于n 的一次函数,且a 1=d 2满足上式,所以数列{a n }是等差数列. 高考改编已知数列{a n }中,a 1=1,前n 项和为S n ,且满足nS n +1-(n +1)S n -32n 2-32n =0,证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.解 因为nS n +1-(n +1)S n -32n 2-32n =0,所以nS n +1-(n +1)S n =32n (n +1),所以S n +1n +1-S n n =32,S 11=a 1=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以1为首项,32为公差的等差数列,S n n =32n -12, 所以S n =32n 2-12n ,当n ≥2时, a n =S n -S n -1 =32n 2-12n -⎣⎡⎦⎤32n -12-12n -1 =3n -2,当n =1时,上式也成立, 所以a n =3n -2. 教师备选(2022·烟台模拟)已知在数列{a n }中,a 1=1,a n =2a n -1+1(n ≥2,n ∈N *),记b n =log 2(a n +1). (1)判断{b n }是否为等差数列,并说明理由; (2)求数列{a n }的通项公式. 解 (1){b n }是等差数列,理由如下: b 1=log 2(a 1+1)=log 22=1,当n ≥2时,b n -b n -1=log 2(a n +1)-log 2(a n -1+1) =log 2a n +1a n -1+1=log 22a n -1+2a n -1+1=1,∴{b n }是以1为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知,b n =1+(n -1)×1=n ,∴a n +1=2n b=2n , ∴a n =2n -1.思维升华 判断数列{a n }是等差数列的常用方法 (1)定义法:对任意n ∈N *,a n +1-a n 是同一常数.(2)等差中项法:对任意n ≥2,n ∈N *,满足2a n =a n +1+a n -1. (3)通项公式法:对任意n ∈N *,都满足a n =pn +q (p ,q 为常数). (4)前n 项和公式法:对任意n ∈N *,都满足S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 跟踪训练2 已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n . (1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.解 (1)由题意可得a 2-2a 1=4, 则a 2=2a 1+4, 又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2, 所以a 3=15.(2)由已知得na n +1-n +1a nn n +1=2,即a n +1n +1-a nn=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差为d =2的等差数列,则a nn =1+2(n -1)=2n -1, 所以a n =2n 2-n . 题型三 等差数列的性质 命题点1 等差数列项的性质例3 (1)已知数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),a 2+a 4+a 6=12,a 1+a 3+a 5=9,则a 3+a 4等于( ) A .6 B .7 C .8 D .9答案 B解析 因为2a n =a n -1+a n +1, 所以{a n }是等差数列,由等差数列性质可得a 2+a 4+a 6=3a 4=12, a 1+a 3+a 5=3a 3=9, 所以a 3+a 4=3+4=7.(2)(2022·崇左模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=150,则S 9等于( ) A .225 B .250 C .270 D .300 答案 C解析 等差数列{a n }的前n 项和为S n , 且a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=150, ∴a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=150, 解得a 5=30,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=270.命题点2 等差数列前n 项和的性质例4 (1)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 20=60,则S 40等于( ) A .110 B .150 C .210 D .280答案 D解析 因为等差数列{a n }的前n 项和为S n ,所以S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30也成等差数列. 故(S 30-S 20)+S 10=2(S 20-S 10), 所以S 30=150.又因为(S 20-S 10)+(S 40-S 30)=2(S 30-S 20), 所以S 40=280.(2)等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意正整数n 都有S n T n =2n -13n -2,则a 11b 6+b 10+a 5b 7+b 9的值为________. 答案2943解析a 11b 6+b 10+a 5b 7+b 9=a 11+a 52b 8=2a 82b 8=a 8b 8,∴a 8b 8=S 2×8-1T 2×8-1=S 15T 15=2×15-13×15-2=2943. 延伸探究 将本例(2)部分条件改为若a 2+a 8b 4+b 6=57,则S 9T 9=________.答案 57解析a 2+a 8b 4+b 6=2a 52b 5=a 5b 5=57, ∴S 9T 9=9a 1+a 929b 1+b 92=9a 59b 5=a 5b 5=57. 教师备选1.若等差数列{a n }的前15项和S 15=30,则2a 5-a 6-a 10+a 14等于( ) A .2 B .3 C .4 D .5解析 ∵S 15=30,∴152(a 1+a 15)=30,∴a 1+a 15=4, ∴2a 8=4,∴a 8=2.∴2a 5-a 6-a 10+a 14=a 4+a 6-a 6-a 10+a 14=a 4-a 10+a 14=a 10+a 8-a 10=a 8=2.2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 020,S 2 0202 020-S 2 0142 014=6,则S 2 023等于( )A .2 023B .-2 023C .4 046D .-4 046答案 C解析 ∵⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列,设公差为d ′,则S 2 0202 020-S 2 0142 014=6d ′=6,∴d ′=1, 首项为S 11=-2 020,∴S 2 0232 023=-2 020+(2 023-1)×1=2, ∴S 2 023=2 023×2=4 046.思维升华 (1)项的性质:在等差数列{a n }中,若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a m +a n =a p +a q .(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1). ②S 2n -1=(2n -1)a n .③依次k 项和成等差数列,即S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…成等差数列.跟踪训练3 (1)(2021·北京){a n }和{b n }是两个等差数列,其中a k b k (1≤k ≤5)为常值,若a 1=288,a 5=96,b 1=192,则b 3等于( ) A .64 B .128 C .256 D .512解析 由已知条件可得a 1b 1=a 5b 5,则b 5=a 5b 1a 1=96×192288=64,因此,b 3=b 1+b 52=192+642=128.(2)(2022·吕梁模拟)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,满足a 3=3a 1,a 2=3a 1-1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和为( ) A.552 B .55C.652 D .65答案 C解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =3a 1,a 1+d =3a 1-1,所以a 1=1,d =1, 所以S n =n +n n -12=nn +12, 所以S n n =n +12,所以S n +1n +1-S n n=n +1+12-n +12=12,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以1为首项,12为公差的等差数列,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和T 10=10+10×10-12×12=652.课时精练1.(2022·信阳模拟)在等差数列{a n }中,若a 3+a 9=30,a 4=11,则{a n }的公差为( ) A .-2 B .2 C .-3 D .3 答案 B解析 设公差为d ,因为a 3+a 9=2a 6=30, 所以a 6=15,从而d =a 6-a 46-4=2.2.(2022·莆田模拟)已知等差数列{a n }满足a 3+a 6+a 8+a 11=12,则2a 9-a 11的值为( ) A .-3 B .3 C .-12 D .12 答案 B解析 由等差中项的性质可得, a 3+a 6+a 8+a 11=4a 7=12, 解得a 7=3, ∵a 7+a 11=2a 9, ∴2a 9-a 11=a 7=3.3.(2022·铁岭模拟)中国古代数学名著《张邱建算经》中有如下问题:今有十等人,每等一人,宫赐金以等次差降之(等差数列),上三人先入,得金四斤,持出;下四人后入,得金三斤,持出;中间三人未到者,亦依等次更给.则第一等人(得金最多者)得金斤数是( ) A.3726 B.3727 C.5239 D.5639答案 A解析 由题设知在等差数列{a n }中, a 1+a 2+a 3=4,a 7+a 8+a 9+a 10=3. 所以3a 1+3d =4,4a 1+30d =3, 解得a 1=3726.4.(2022·山东省实验中学模拟)已知等差数列{a n }的项数为奇数,其中所有奇数项之和为319,所有偶数项之和为290,则该数列的中间项为( ) A .28 B .29 C .30 D .31答案 B解析 设等差数列{a n }共有2n +1项, 则S 奇=a 1+a 3+a 5+…+a 2n +1, S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2n , 该数列的中间项为a n +1,又S 奇-S 偶=a 1+(a 3-a 2)+(a 5-a 4)+…+(a 2n +1-a 2n )=a 1+d +d +…+d =a 1+nd =a n +1, 所以a n +1=S 奇-S 偶=319-290=29.5.等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,当首项a 1和d 变化时,a 3+a 8+a 13是一个定值,则下列各数也为定值的是( ) A .a 11 B .a 12 C .S 15 D .S 16 答案 C解析 由等差中项的性质可得a 3+a 8+a 13=3a 8为定值,则a 8为定值, S 15=15()a 1+a 152=15a 8为定值,但S 16=16()a 1+a 162=8()a 8+a 9不是定值.6.在等差数列{a n }中,若a 10a 9<-1,且它的前n 项和S n 有最大值,则使S n >0成立的正整数n的最大值是( )A .15B .16C .17D .14 答案 C解析 ∵等差数列{a n }的前n 项和有最大值, ∴等差数列{a n }为递减数列, 又a 10a 9<-1,∴a 9>0,a 10<0, 且a 9+a 10<0, 又S 18=18a 1+a 182=9(a 9+a 10)<0,S 17=17a 1+a 172=17a 9>0,∴使S n >0成立的正整数n 的最大值是17.7.(2019·北京)设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=________. 答案 0解析 设等差数列{a n }的公差为d ,∵⎩⎪⎨⎪⎧a 2=-3,S 5=-10, 即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =-3,5a 1+10d =-10, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =1,∴a 5=a 1+4d =0. 8.(2022·新乡模拟)一百零八塔,位于宁夏吴忠青铜峡市,是始建于西夏时期的喇嘛式实心塔群,是中国现存最大且排列最整齐的喇嘛塔群之一.一百零八塔,因塔群的塔数而得名,塔群随山势凿石分阶而建,由下而上逐层增高,依山势自上而下各层的塔数分别为1,3,3,5,5,7,…,该数列从第5项开始成等差数列,则该塔群最下面三层的塔数之和为________.答案 51解析 设该数列为{a n },依题意可知,a 5,a 6,…成等差数列,且公差为2,a 5=5, 设塔群共有n 层,则1+3+3+5+5(n -4)+n -4n -52×2=108,解得n =12(n =-8舍去).故最下面三层的塔数之和为a 10+a 11+a 12=3a 11=3×(5+2×6)=51.9.(2021·全国乙卷)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 +1b n =2.(1)证明:数列{b n }是等差数列; (2)求{a n }的通项公式.(1)证明 因为b n 是数列{S n }的前n 项积, 所以n ≥2时,S n =b nb n -1,代入2S n +1b n =2可得,2b n -1b n +1b n =2,整理可得2b n -1+1=2b n , 即b n -b n -1=12(n ≥2).又2S 1+1b 1=3b 1=2,所以b 1=32, 故{b n }是以32为首项,12为公差的等差数列.(2)解 由(1)可知,b n =n +22,则2S n +2n +2=2,所以S n =n +2n +1, 当n =1时,a 1=S 1=32,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n +2n +1-n +1n =-1nn +1. 故a n=⎩⎨⎧32,n =1,-1nn +1,n ≥2.10.在数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2-2a n +1+a n =0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |,求T n . 解 (1)∵a n +2-2a n +1+a n =0, ∴a n +2-a n +1=a n +1-a n ,∴数列{a n }是等差数列,设其公差为d , ∵a 1=8,a 4=2, ∴d =a 4-a 14-1=-2,∴a n =a 1+(n -1)d =10-2n ,n ∈N *.(2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,则由(1)可得, S n =8n +nn -12×(-2)=9n -n 2,n ∈N *. 由(1)知a n =10-2n ,令a n =0,得n =5, ∴当n >5时,a n <0, 则T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =S 5-(S n -S 5)=2S 5-S n=2×(9×5-25)-(9n -n 2)=n 2-9n +40; 当n ≤5时,a n ≥0, 则T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =9n -n 2,∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧9n -n 2,n ≤5,n ∈N *,n 2-9n +40,n ≥6,n ∈N *.11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m 等于( ) A .3 B .4 C .5 D .6 答案 C解析 ∵数列{a n }为等差数列,且前n 项和为S n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.∴S m -1m -1+S m +1m +1=2S mm , 即-2m -1+3m +1=0, 解得m =5,经检验为原方程的解.12.(2022·济宁模拟)设等差数列{a n }的前n 项和是S n ,已知S 14>0,S 15<0,则下列选项不正确的是( ) A .a 1>0,d <0 B .a 7+a 8>0C .S 6与S 7均为S n 的最大值D .a 8<0 答案 C解析 因为S 14>0, 所以S 14=14×a 1+a 142=7(a 1+a 14)=7(a 7+a 8)>0, 即a 7+a 8>0, 因为S 15<0,所以S 15=15×a 1+a 152=15a 8<0,所以a 8<0,所以a 7>0,所以等差数列{a n }的前7项为正数,从第8项开始为负数, 则a 1>0,d <0,S 7为S n 的最大值.13.(2020·新高考全国Ⅰ)将数列{2n -1}与{3n -2}的公共项从小到大排列得到数列{a n },则{a n }的前n 项和为________.答案 3n 2-2n解析 方法一 (观察归纳法)数列{2n -1}的各项为1,3,5,7,9,11,13,…; 数列{3n -2}的各项为1,4,7,10,13,….观察归纳可知,两个数列的公共项为1,7,13,…,是首项为1,公差为6的等差数列, 则a n =1+6(n -1)=6n -5. 故前n 项和为S n =na 1+a n 2=n1+6n -52=3n 2-2n .方法二 (引入参变量法)令b n =2n -1,c m =3m -2,b n =c m ,则2n -1=3m -2,即3m =2n +1,m 必为奇数. 令m =2t -1,则n =3t -2(t =1,2,3,…). a t =b 3t -2=c 2t -1=6t -5,即a n =6n -5. 以下同方法一.14.(2022·东莞东方明珠学校模拟)已知等差数列{a n }的首项a 1=1,公差为d ,前n 项和为S n .若S n ≤S 8恒成立,则公差d 的取值范围是__________. 答案 ⎣⎡⎦⎤-17,-18 解析 根据等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S n ≤S 8恒成立, 可知a 8≥0且a 9≤0, 所以1+7d ≥0且1+8d ≤0, 解得-17≤d ≤-18.15.定义向量列a 1,a 2,a 3,…,a n 从第二项开始,每一项与它的前一项的差都等于同一个常向量(即坐标都是常数的向量),即a n =a n -1+d (n ≥2,且n ∈N *),其中d 为常向量,则称这个向量列{a n }为等差向量列.这个常向量叫做等差向量列的公差向量,且向量列{a n }的前n 项和S n =a 1+a 2+…+a n .已知等差向量列{a n }满足a 1=(1,1),a 2+a 4=(6,10),则向量列{a n }的前n 项和S n =____________________. 答案⎝⎛⎭⎫n +n 22,n 2解析 因为向量线性运算的坐标运算,是向量的横坐标、纵坐标分别进行对应的线性运算,则等差数列的性质在等差向量列里面也适用,由等差数列的等差中项的性质知2a 3=a 2+a 4=(6,10),解得a 3=(3,5),则等差向量列{a n }的公差向量为d =a 3-a 12=3,5-1,12=3-1,5-12=2,42=(1,2), 由等差数列的通项公式可得等差向量列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =(1,1)+(n -1)(1,2)=(1,1)+(n -1,2n -2) =(1+n -1,1+2n -2)=(n ,2n -1),由等差数列的前n 项和公式,可得等差向量列{a n }的前n 项和S n =na 1+a n2=n [1,1+n ,2n -1]2=n1+n ,2n2=n +n 2,2n 22=⎝⎛⎭⎫n +n 22,n 2.16.在等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6. (1)求{a n }的通项公式;(2)设{b n }=[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得2a 1+5d =4,a 1+5d =3,解得a 1=1,d =25,所以{a n }的通项公式为a n =2n +35.(2)由(1)知,b n =⎣⎡⎦⎤2n +35,当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1; 当n =4,5时,2<2n +35<3,b n =2; 当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3; 当n =9,10时,4<2n +35<5,b n =4. 所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.。
小学四年级第六讲数列1、数列:按一定顺序排成的一列数叫做数列。
数列中的每一个数都叫做项,第一项称为首项,最后一项称为末项。
数列中共有的项的个数叫做项数。
2、等差数列与公差:一个数列,从第二项起,每一项与与它前一项的差都相等,这样的数列的叫做等差数列,其中相邻两项的差叫做公差。
3、常用公式等差数列的总和=(首项+末项)⨯项数÷2项数=(末项-首项)÷公差+1末项=首项+公差⨯(项数-1)首项=末项-公差⨯(项数-1)公差=(末项-首项)÷(项数-1)等差数列(奇数个数)的总和=中间项⨯项数1、重点是对数列常用公式的理解掌握2、难点是对题目的把握以及对公式的灵活运用例1、在数列3、6、9……,201中,共有多少数?如果继续写下去,第201个数是多少?答案:共有67个数,第201个数是603解析:(1)因为在这个等差数列中,首项=3,末项=201,公差=3,所以根据公式:项数=(末项-首项)÷公差+1,便可求出。
(2)根据公式:末项=首项+公差⨯(项数-1)解:项数=(201-3)÷3+1=67末项=3+3⨯(201-1)=603答:共有67个数,第201个数是603例2、全部三位数的和是多少?答案:全部三位数的和是494550解析:所有的三位数就是从100~999共900个数,观察100、101、102、……、998、999这一数列,发现这是一个公差为1的等差数列。
要求和可以利用等差数列求和公式来解答。
解:(100+999)⨯900÷2=1099⨯900÷2=49455答:全部三位数的和是494550。
例3、求自然数中被10除余1的所有两位数的和。
答案:459解析:在两位数中,被10除余1最小的是11,最大的是91。
从题意可知,本题是求等差数列11、21、31、……、91的和。
它的项数是9,我们可以根据求和公式来计算。
解:11+21+31+……+91=(11+91)⨯9÷2=459例4、求下列方阵中所有各数的和:1、2、3、4、……49、50;2、3、4、5、……50、51;3、4、5、6、……51、52;……49、50、51、52、……97、98;50、51、52、53、……98、99。
第六章数列第一节数列的概念与简单表示双流艺体李林学习目标1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类函数.3.由a n与S n的关系求a n4.由递推关系求通项公式评价任务:自主完成活动一,检测目标1自主完成活动二,检测目标1,2自主完成活动三,检测目标35年高考统计1.20xx·全国卷Ⅰ(理)·T14(a n与S n的关系2.20xx·全国卷Ⅰ(理)·T17(递推、通项、求和)活动一:根底知识梳理1.数列的概念(1)数列的定义:按照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项.(2)数列与函数的关系:从函数观点看,数列可以看成以正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数a n=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.(3)数列有三种表示法,它们分别是_______、______和_______法.2.数列的分类(1)按照项数有限和无限分:(2)按单调性来分:3.数列的两种常用的表示方法(1)通项公式:如果数列{a n}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.(2)递推公式:如果数列{a n }的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项与它的前一项(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.活动二 根底自测1.(必修5P 33A 组T 4改编)在数列{a n }中,a 1=1,a n =1+(-1)na n -1(n ≥2),则a 5等于( )A.32B.53C.85D.232.(必修5P 67A 组T 2改编)数列{a n }的前几项为12,3,112,8,212,…,则此数列的通项可能是( )A .a n =5n -42B .a n =3n -22C .a n =6n -52D .a n =10n -923.在数列-1,0,19,18,…,n -2n 2中,0.08是它的第________项.4.在数列{a n }中,a n =-n 2+6n +7,当其前n 项和S n 取最大值时,n =________.活动三 互动探究考点一 由a n 与S n 的关系求通项a n[例1] (1)数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1(n ∈N *),则a n =________.(2)数列{a n }的前n 项和S n =13a n +23,则{a n }的通项公式a n =________.(3)数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n ,则a n =________.变式练习1:1.数列{a n}的前n项和S n=3n+1,则a n=________.2.(20xx·全国卷Ⅰ改编)记S n为数列{a n}的前n项和.假设S n=2a n+1,则a n=________.小结:1.S n求a n的3个步骤2.S n与a n关系问题的求解思路根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.(1)利用a n=S n-S n-1(n≥2)转化为只含S n,S n-1的关系式,再求解.(2)利用S n-S n-1=a n(n≥2)转化为只含a n,a n-1的关系式,再求解.考点二由数列的递推关系求通项公式[例2]设数列{a n}中,a1=2,a n+1=a n+n+1,则a n=________.(变条件)假设将“a n+1=a n+n+1〞改为“a n+1=nn+1a n〞,如何求解?.(变条件)假设将“a n+1=a n+n+1〞改为“a n+1=2a n+3〞,如何求解?小结:(1)累加法(2)累乘法变式练习2:1.数列{a n}中,a1=1中,a n+1=a n+n(n∈N*)中,则a4=________,a n=________.2.设数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2n a n ,则通项公式a n =________.3.在数列{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________.考点三 数列的性质及应用考向(一) 数列的周期性[例3-1] (多项选择)数列{a n }满足a n +1=1-1a n (n ∈N *),且a 1=2,则( )A .a 3=-1B .a 2 019=12C .S 6=3D .2S 2 019=2 019小结:解决数列周期性问题的方法考向(二) 数列的单调性(最值)[例3-2] 等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且a n =2n +λ,假设数列{S n }(n ≥7,n ∈N *)为递增数列,则实数λ的取值范围为________.小结:解决数列的单调性问题的3种方法 作差比拟法 作商比拟法 数形结合法变式练习3:1.假设数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n 1-a n ,则a 2 020的值为( )A .2B .-3C .-12 D.132.假设数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n (n ∈N *),则数列{na n }中数值最小的项是( )A .第2项B .第3项C .第4项D .第5项活动四 课后训练案1.数列{a n }的前n 项和为S n =n 2-2n +2,则数列{a n }的通项公式为( ) A .a n =2n -3B .a n =2n +3C .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -3,n ≥2D .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n +3,n ≥22.(20xx·福建四联考)假设数列的前4项分别是12,-13,14,-15,则此数列的一个通项公式为( )A.(-1)n +1n +1 B.(-1)n n +1 C.(-1)n n D.(-1)n -1n3.在数列{a n }中,a 1=1,a n a n -1=a n -1+(-1)n (n ≥2,n ∈N *),则a 3a 5的值是( )A.1516B.158C.34D.38 4.数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a 2n -2a n +1(n ∈N *),则a 2 020等于( ) A .1 B .0 C .2 017 D .-2 017 5.数列32,54,76,9m -n ,m +n 10,…,根据前3项给出的规律,实数对(m ,n )为________.6.(20xx·衡阳四联考)数列{a n }满足a 1=3,a n +1=4a n +3. (1)写出该数列的前4项,并归纳出数列{a n }的通项公式; (2)证明:a n +1+1a n +1=4.。
七大基础数列:(1)常数数列;(2)等差数列;(3)等比数列;(4)质数型数列;(5)周期数列;(6)对称数列;(7)简单递推数列。
一、常数数列由一个固定的常数构成的数列叫做常数数列。
【例】3,3,3,3,3,3,3,3,3,…二、等差数列相邻两项之差(后项减去前项)等于定值的数列叫做等差数列。
【例】3,5,7,9,11,13,15,17,…三、等比数列相邻两项之比(后项除以前项)等于定值的数列叫做等比数列。
【例】3,6,12,24,48,96,192,…备考要点:“等差数列”与“等比数列”的基本概念在考试当中没有太多的意义,对于考生来说,重要的是:快速的判断出数列是等差数列,还是等比数列,抑或两者皆不是,然后把数列对应规律的下一项迅速判断出来。
四、质数型数列质数数列:由质数构成的数列叫做质数数列。
【例】2,3,5,7,11,13,17,19,…合数数列:由合数构成的数列叫做合数数列。
【例】4,6,8,9,10,12,14,15,…质数基本概念:只有1 和它本身两个约数的自然数叫做质数;除了1 和它本身之外还有其他约数的自然数叫做合数。
注意:1 既不是质数,也不是合数。
五、周期数列自某一项开始重复出现前面相同(相似)项的数列叫做周期数列。
【例】1,3,7,1,3,7,…【例】1,7,1,7,1,7,…【例】1,3,7,-1,-3,-7,…周期数列基本原则:一般来说,数字推理当中的周期数列(包括未知项)至少应出现两个“3-循环节”,或者三个“2-循环节”,此时其周期规律才比较明显。
故在一般情况下,要判断一个数列有无周期规律,加上未知项,至少要有六项。
项数过少的数列称其为“周期数列”过于牵强,此时这种数列如果还有其他规律存在的时候,优先考虑其他规律而非“周期规律”。
六、对称数列关于某一项呈某种对称规律(相同或相似)的数列叫做对称数列。
【例】1,3,7,4,7,3,1,…【例】1,3,7,4,4,7,3,1,…【例】1,3,7,4,-4,-7,-3,-1,…【例】1,3,7,0,-7,-3,-1,…七、简单递推数列数列当中每一项等于其前两项的和、差、积或者商,我们把这种数列叫做简单递推数列。
数列习题库张燕数列是高中数学的又一重要内容,虽然在教学大纲中只有12课时,但在高考中,数列内容却占有重要的地位。
在教学过程中,学生学习了一般数列的概念与性质,重点研究了等差数列与等比数列,主要是它们的通项公式与前n项和公式。
高考历来把数列当作重要的内容来考查,对这部分的要求达到相应的深度,题目有适当的难度和一定的综合程度,数列问题在考查演绎推理能力中发挥着越来越重要的作用。
高考试卷的数列试题中,有的是从等差数列或等比数列入手构造新的数列,有的是从比较抽象的数列入手,给定数列的一些性质,要求考生进行严格的逻辑推证,找到数列的通项公式,或证明数列的其他一些性质。
在这里也有一些等差数列或等比数列的公式可以应用,但更多的是应用数列的一般的性质,如a n+1=S n+1-S n等。
这些试题对恒等证明能力提出了很高的要求,要求考生首先明确变形目标,然后根据目标进行恒等变形。
在变形过程中,不同的变形方法也可能简化原来的式子,也可能使其更加复杂,所以还存在着变形路径的选择问题。
在考查相关知识内容的基础上,高考对数列的考查把重点放在对数学思想方法的考查,放在对思维能力以及创新意识和实践能力的考查上,使用选择题、填空题形式考查的数列试题,往往突出考查函数与方程的思想、数形结合的思想、特殊与一般的思想、有限与无限的思想等数学思想方法,除了考查教材中学习的等差数列与等比数列外,也考查一般数列,使用解答题形式考查数列的试题,其内容往往是一般数列的内容,其方法是研究数列通项及前n项和的一般方法,并且往往不单一考查数列而是与其他内容相综合,以体现出对解决综合问题的考查力度,数列综合题对能力有较高的要求,有一定的难度,对合理区分较高能力的考生起到重要的作用。
高考在考查数列内容时考虑到文、理科考生在能力上的差异,一般命制不同的试题进行考查,理科试卷侧重于理性思维,命题设计时以一般数列为主,以抽象思维和逻辑思维为主;而文科试卷则侧重于基础知识和基本方法的考查,命题设计时以等差、等比数列为主,以具体思维、演绎思维为主。
数列的概念和应用一、数列的概念1.数列的定义:数列是由按照一定顺序排列的一列数组成的。
2.数列的表示方法:用大括号“{}”括起来,例如:{a1, a2, a3, …, an}。
3.数列的项:数列中的每一个数称为数列的项,简称项。
4.数列的项的编号:数列中每个项都有一个编号,通常表示为n,n为正整数。
5.数列的通项公式:用来表示数列中第n项与n之间关系的公式称为数列的通项公式,例如:an = n^2。
6.数列的类型:(1)等差数列:数列中任意两个相邻项的差都相等,记为d(d为常数)。
(2)等比数列:数列中任意两个相邻项的比都相等,记为q(q为常数,q≠0)。
(3)斐波那契数列:数列的前两项分别为0和1,从第三项开始,每一项都是前两项的和。
二、数列的应用1.等差数列的应用:(1)等差数列的求和公式:Sn = n/2 * (a1 + an)。
(2)等差数列的前n项和公式:Sn = n/2 * (2a1 + (n-1)d)。
(3)等差数列的第n项公式:an = a1 + (n-1)d。
2.等比数列的应用:(1)等比数列的求和公式:Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q)。
(2)等比数列的前n项和公式:Sn = a1 * (q^n - 1) / (q - 1)。
(3)等比数列的第n项公式:an = a1 * q^(n-1)。
3.斐波那契数列的应用:(1)斐波那契数列的性质:斐波那契数列的前两项分别为0和1,从第三项开始,每一项都是前两项的和。
(2)斐波那契数列的通项公式:Fn = (1/√5) * [((1+√5)/2)^n - ((1-√5)/2)^n]。
4.数列在实际生活中的应用:(1)计数:数列可以用来表示一些有序的集合,如自然数集、整数集等。
(2)计时:数列可以用来表示时间序列数据,如一天内的每小时气温变化。
(3)排队:数列可以用来表示排队时的人数,以及每个人的位置。
(4)数据分析:数列可以用来表示一组数据的分布情况,如成绩分布、经济发展水平等。
数列的概念与简单表示法考试要求 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.1.数列的有关概念(1)数列的定义:按照一定顺序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项. (2)数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.若已知数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1),S n -S n -1(n ≥2).(3)数列的递推公式如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子就叫做这个数列的递推公式. 2.数列与函数数列{a n }是从正整数集N *(或它的有限子集{1,2,…,n })到实数集R 的函数,其自变量是序号n ,对应的函数值是数列的第n 项a n ,记为a n =f (n ).也就是说,当自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值f (1),f (2),…,f (n ),…就是数列{a n }. 3.数列的分类分类标准 类型 满足条件 项数 有穷数列 项数有限 无穷数列 项数无限 项与项间递增数列a n +1>a n其中的大小 关系递减数列 a n +1<a n n ∈N *常数列a n +1=a n4.数列的表示法数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 微思考1.数列的项与项数是一个概念吗?提示 不是.数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号. 2.数列作为一种特殊函数,特殊性体现在什么地方?提示 体现在定义域上,数列的定义域是正整数集N *(或它的有限子集{1,2,3,…,n }).题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)数列的通项公式是唯一的.( × )(2)所有数列的第n 项都能使用公式表达.( × ) (3)2,2,2,2,…,不能构成一个数列.( × )(4)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对任意n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( √ ) 题组二 教材改编2.数列13,18,115,124,135,…的通项公式是a n =________.答案 a n =1n (n +2),n ∈N *3.已知数列a 1=2,a n =1-1a n -1(n ≥2).则a 2 022=________.答案 -1解析 a 1=2,a 2=1-12=12,a 3=1-2=-1,a 4=1+1=2,所以数列{a n }满足a n =a n +3,所以a 2 022=a 3=-1.4.已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-λn +1,若{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是________. 答案 (-∞,3)解析 由题意得a n +1>a n ,即(n +1)2-λ(n +1)+1>n 2-λn +1. 化简得,λ<2n +1,n ∈N *,∴λ<3. 题组三 易错自纠5.已知数列{a n }的前n 项和为S n =-2n 2+1,则{a n }的通项公式为a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,-4n +2,n ≥2(n ∈N *) 解析 当n =1时,a 1=S 1=-1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-2n 2+1+2(n -1)2-1=-4n +2,a 1=-1不适合上式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,-4n +2,n ≥2,n ∈N *.6.若a n =-n 2+9n +10,则当数列{a n }的前n 项和S n 最大时,n 的值为________. 答案 9或10解析 要使S n 最大,只需要数列中正数的项相加即可, 即需a n >0,-n 2+9n +10>0,得-1<n <10, 又n ∈N *,所以1≤n <10. 又a 10=0,所以n =9或10.题型一 由a n 与S n 的关系求通项公式1.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n ,则a n =________. 答案 2n +1解析 当n =1时,a 1=S 1=3.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+2n -[(n -1)2+2(n -1)]=2n +1.由于a 1=3适合上式,∴a n =2n +1.2.已知数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n =2a n +1,则数列的通项公式a n =________. 答案 -2n -1解析 当n =1时,a 1=S 1=2a 1+1,∴a 1=-1. 当n ≥2时,S n =2a n +1,① S n -1=2a n -1+1.②①-②,S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -2a n -1,即a n =2a n -1(n ≥2),∴{a n }是首项a 1=-1,q =2的等比数列. ∴a n =a 1·q n -1=-2n -1.3.设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,则a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -12n -1,n ≥2解析 当n =1时,a 1=21=2. ∵a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,①∴a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2n -1(n ≥2),② 由①-②得,(2n -1)·a n =2n -2n -1=2n -1, ∴a n =2n -12n -1(n ≥2).显然n =1时不满足上式,∴a n=⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -12n -1,n ≥2.4.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则下列结论正确的是_______. ①a n =1n (n -1)②a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2③S n =-1n④数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列答案 ②③④解析 ∵a n +1=S n ·S n +1=S n +1-S n ,两边同除以S n +1·S n ,得1S n +1-1S n =-1.∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以-1为首项,d =-1的等差数列,即1S n =-1+(n -1)×(-1)=-n ,∴S n =-1n . 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-1n +1n -1=1n (n -1),又a 1=-1不适合上式,∴a n=⎩⎨⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2.思维升华 (1)已知S n 求a n 的常用方法是利用a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2转化为关于a n 的关系式,再求通项公式.(2)S n 与a n 关系问题的求解思路方向1:利用a n =S n -S n -1(n ≥2)转化为只含S n ,S n -1的关系式,再求解. 方向2:利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为只含a n ,a n -1的关系式,再求解. 题型二 由数列的递推关系式求通项公式命题点1 累加法例1 在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n 等于( ) A .2+ln n B .2+(n -1)ln n C .2+n ln n D .1+n +ln n答案 A解析 因为a n +1-a n =ln n +1n =ln(n +1)-ln n ,所以a 2-a 1=ln 2-ln 1, a 3-a 2=ln 3-ln 2, a 4-a 3=ln 4-ln 3, ……a n -a n -1=ln n -ln(n -1)(n ≥2),把以上各式分别相加得a n -a 1=ln n -ln 1, 则a n =2+ln n (n ≥2),且a 1=2也适合, 因此a n =2+ln n (n ∈N *). 命题点2 累乘法例2 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,其首项a 1=1,且满足3S n =(n +2)a n ,则a n =______. 答案n (n +1)2解析 ∵3S n =(n +2)a n ,① 3S n -1=(n +1)a n -1(n ≥2),②由①-②得,3a n =(n +2)a n -(n +1)a n -1, 即a n a n -1=n +1n -1, ∴a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 2a 1·a 1=n +1n -1×n n -2×n -1n -3×…×31×1=n (n +1)2.当n =1时,满足a n =n (n +1)2,∴a n =n (n +1)2.本例2中,若{a n }满足2(n +1)·a 2n +(n +2)·a n ·a n +1-n ·a 2n +1=0,且a n >0,a 1=1,则a n =____________. 答案 n ·2n -1解析 由2(n +1)·a 2n +(n +2)·a n ·a n +1-n ·a 2n +1=0得 n (2a 2n +a n ·a n +1-a 2n +1)+2a n (a n +a n +1)=0,∴n (a n +a n +1)(2a n -a n +1)+2a n (a n +a n +1)=0, (a n +a n +1)[(2a n -a n +1)·n +2a n ]=0, 又a n >0,∴2n ·a n +2a n -n ·a n +1=0, ∴a n +1a n =2(n +1)n, 又a 1=1,∴当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=2n n -1×2(n -1)n -2×2(n -2)n -3×…×2×32×2×21×1=2n -1·n .又n =1时,a 1=1适合上式,∴a n =n ·2n -1.思维升华 (1)根据形如a n +1=a n +f (n )(f (n )是可以求和的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累加法求出a n -a 1与n 的关系式,进而得到a n 的通项公式.(2)根据形如a n +1=a n ·f (n )(f (n )是可以求积的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累乘法求出a na 1与n 的关系式,进而得到a n 的通项公式.跟踪训练1 (1)在数列{a n }中,a 1=3,a n +1=a n +1n (n +1),则通项公式a n =________.答案 4-1n解析 ∵a n +1-a n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴当n ≥2时,a n -a n -1=1n -1-1n ,a n -1-a n -2=1n -2-1n -1,……a 2-a 1=1-12,∴以上各式相加得,a n -a 1=1-1n ,∴a n =4-1n ,a 1=3适合上式,∴a n =4-1n.(2)已知a 1=2,a n +1=2n a n ,则数列{a n }的通项公式a n =________. 答案 2222n n -+解析 ∵a n +1a n =2n ,∴当n ≥2时,a n a n -1=2n -1,a n -1a n -2=2n -2,……a 3a 2=22,a 2a 1=2, ∴a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·22·2·2 =21+2+3+…+(n -1)·22(1)212222,n nn n -⋅-++==,又a 1=2满足上式, ∴a n =2222n n -+.题型三 数列的性质命题点1 数列的单调性例3 已知数列{a n }的通项公式为a n =3n +k2n ,若数列{a n }为递减数列,则实数k 的取值范围为( )A .(3,+∞)B .(2,+∞)C .(1,+∞)D .(0,+∞)答案 D解析 (单调性)因为a n +1-a n =3n +3+k 2n +1-3n +k 2n =3-3n -k2n +1,由数列{a n }为递减数列知,对任意n ∈N *,a n +1-a n =3-3n -k2n +1<0,所以k >3-3n 对任意n ∈N *恒成立,所以k ∈(0,+∞). 思维升华 解决数列的单调性问题的三种方法(1)用作差比较法,根据a n +1-a n 的符号判断数列{a n }是递增数列、递减数列还是常数列. (2)用作商比较法,根据a n +1a n (a n >0或a n <0)与1的大小关系进行判断.(3)函数法.命题点2 数列的周期性例4 (2021·广元联考)已知数列{a n },若a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),则称数列{a n }为“凸数列”.已知数列{b n }为“凸数列”,且b 1=1,b 2=-2,则{b n }的前2 022项的和为( ) A .0 B .1 C .-5 D .-1 答案 A解析 ∵b n +2=b n +1-b n ,b 1=1,b 2=-2, ∴b 3=b 2-b 1=-2-1=-3, b 4=b 3-b 2=-1,b 5=b 4-b 3=-1-(-3)=2, b 6=b 5-b 4=2-(-1)=3, b 7=b 6-b 5=3-2=1.∴{b n }是周期为6的周期数列, 且S 6=1-2-3-1+2+3=0.∴S 2 022=S 337×6=0.思维升华 解决数列周期性问题根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前n 项的和. 命题点3 数列的最值例5 已知数列{a n }满足a 1=28,a n +1-a n n =2,则a nn 的最小值为( )A.293 B .47-1 C.485 D.274 答案 C解析 由a n +1-a n =2n ,可得a n =n 2-n +28, ∴a n n =n +28n-1, 设f (x )=x +28x ,可知f (x )在(0,28]上单调递减,在(28,+∞)上单调递增,又n ∈N *,且a 55=485<a 66=293,故选C.思维升华 求数列的最大项与最小项的常用方法 (1)函数法,利用函数求最值.(2)利用⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥a n -1,a n ≥a n +1(n ≥2)确定最大项,利用⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤a n -1,a n ≤a n +1(n ≥2)确定最小项.(3)比较法:若有a n +1-a n =f (n +1)-f (n )>0⎝ ⎛⎭⎪⎫或当a n >0时,a n +1a n >1,则a n +1>a n ,则数列{a n }是递增数列,所以数列{a n }的最小项为a 1;若有a n+1-a n =f (n +1)-f (n )<0⎝ ⎛⎭⎪⎫或当a n >0时,a n +1a n <1,则a n +1<a n ,则数列{a n }是递减数列,所以数列{a n }的最大项为a 1.跟踪训练2 (1)已知数列{a n }的通项公式是a n =n3n +1,那么这个数列是( ) A .递增数列 B .递减数列 C .摆动数列 D .常数列 答案 A解析 a n +1-a n =n +13n +4-n 3n +1=1(3n +1)(3n +4)>0,∴a n +1>a n ,∴选A.(2)已知数列{a n }满足a n +2=a n +1-a n ,n ∈N *,a 1=1,a 2=2,则a 2 021等于( ) A .-2 B .-1 C .1 D .2 答案 A解析 由题意,数列{a n }满足a n +2=a n +1-a n , 且a 1=1,a 2=2,当n =1时,可得a 3=a 2-a 1=2-1=1; 当n =2时,可得a 4=a 3-a 2=1-2=-1; 当n =3时,可得a 5=a 4-a 3=-1-1=-2; 当n =4时,可得a 6=a 5-a 4=-2-(-1)=-1; 当n =5时,可得a 7=a 6-a 5=-1-(-2)=1; 当n =6时,可得a 8=a 7-a 6=1-(-1)=2; ……可得数列{a n }是以6为周期的周期数列, 所以a 2 021=a 336×6+5=a 5=-2. 故选A.(3)在数列{a n }中,a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫78n,则数列{a n }的最大项是第________项. 答案 6或7解析 a n +1a n =(n +2)⎝⎛⎭⎫78n +1(n +1)⎝⎛⎭⎫78n=78×n +2n +1≥1.得n ≤6,即当n ≤6时,a n +1≥a n , 当n >6时,a n +1<a n ,∴a 6或a 7最大.课时精练1.数列3,3,15,21,33,…,则9是这个数列的第( ) A .12项 B .13项 C .14项 D .15项 答案 C解析数列3,3,15,21,33,…,可化为3,9,15,21,27,…,则数列的通项公式为a n=6n-3,当a n=6n-3=9时,6n-3=81,∴n=14,故选C.2.若数列{a n}满足a1=1,a n+1-a n-1=2n,则a n等于()A.2n+n-2 B.2n-1+n-1C.2n+1+n-4 D.2n+1+2n-2答案A解析∵a n+1-a n=2n+1,∴a2-a1=21+1,a3-a2=22+1,a4-a3=23+1,…,a n-a n-1=2n-1+1(n≥2),以上各式相加得,a n-a1=21+…+2n-1+(n-1)=2(1-2n-1)1-2+n-1=2n+n-3,∴a n=2n+n-2,选A.3.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有a n a n+1a n+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{a n}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2 021等于()A.4 711 B.4 712C.4 714 D.4 715答案C解析由题意可知a n a n+1a n+2=8,则对任意的n∈N*,a n≠0,则a1a2a3=8,∴a3=8a1a2=4,由a n a n+1a n+2=8,得a n+1a n+2a n+3=8,∴a n a n+1a n+2=a n+1a n+2a n+3,∴a n+3=a n,∵2 021=3×673+2,因此a1+a2+…+a2 021=673(a1+a2+a3)+a1+a2=673×7+1+2=4 714.故选C.4.已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-11n +a n,a 5是数列{a n }的最小项,则实数a 的取值范围是( )A .[-40,-25]B .[-40,0]C .[-25,25]D .[-25,0]答案 B解析 由已知条件得a 5是数列{a n }的最小项, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a 5≤a 4,a 5≤a 6, 即⎩⎨⎧ 52-11×5+a 5≤42-11×4+a 4,52-11×5+a 5≤62-11×6+a 6,解得⎩⎨⎧a ≥-40,a ≤0. 故选B.5.(多选)下列四个命题中,正确的有( )A .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n +1n 的第k 项为1+1k B .已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-n -50,n ∈N *,则-8是该数列的第7项C .数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n =2n -1D .数列{a n }的通项公式为a n =n n +1,n ∈N *,则数列{a n }是递增数列 答案 ABD解析 对于A ,数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫n +1n 的第k 项为1+1k ,A 正确; 对于B ,令n 2-n -50=-8,得n =7或n =-6(舍去),B 正确;对于C ,将3,5,9,17,33,…的各项减去1,得2,4,8,16,32,…,设该数列为{b n },则其通项公式为b n =2n (n ∈N *),因此数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n =b n +1=2n +1(n ∈N *),C 错误;对于D ,a n =n n +1=1-1n +1,则a n +1-a n =1n +1-1n +2=1(n +1)(n +2)>0,因此数列{a n }是递增数列,D 正确.故选ABD.6.(多选)若数列{a n }满足:对任意正整数n ,{a n +1-a n }为递减数列,则称数列{a n }为“差递减数列”.给出下列数列{a n }(a ∈N *),其中是“差递减数列”的有( )A .a n =3nB .a n =n 2+1C .a n =nD .a n =ln n n +1答案 CD解析 对于A ,若a n =3n ,则a n +1-a n =3(n +1)-3n =3,所以{a n +1-a n }不为递减数列,故A 错误;对于B ,若a n =n 2+1,则a n +1-a n =(n +1)2-n 2=2n +1,所以{a n +1-a n }为递增数列,故B 错误;对于C ,若a n =n ,则a n +1-a n =n +1-n =1n +1+n ,所以{a n +1-a n }为递减数列,故C 正确; 对于D ,若a n =ln n n +1,则a n +1-a n =ln n +1n +2-ln n n +1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫n +1n +2·n +1n =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n 2+2n ,由函数y =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2+2x 在(0,+∞)上单调递减,所以{a n +1-a n }为递减数列,故D 正确. 故选CD.7.若数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则数列{a n }的通项公式a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2 解析 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1+1=2;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n +1-[3(n -1)2-2(n -1)+1]=6n -5,显然当n =1时,不满足上式.故数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2.8.(2021·北京市昌平区模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且∀n ∈N *,a n +1>a n ,S n ≥S 6.请写出一个满足条件的数列{a n }的通项公式a n =________.答案 n -6(n ∈N *)(答案不唯一)解析 ∀n ∈N *,a n +1>a n ,则数列{a n }是递增的,∀n ∈N *,S n ≥S 6,即S 6最小,只要前6项均为负数,或前5项为负数,第6项为0,即可, 所以,满足条件的数列{a n }的一个通项公式a n =n -6(n ∈N *)(答案不唯一).9.已知在数列{a n }中,a 1a 2a 3·…·a n =n 2(n ∈N *),则a 9=________. 答案 8164解析 ∵a 1a 2·…·a 8=82=64,①a 1·a 2·…·a 9=92=81,②②÷①得a 9=8164. 10.已知数列的通项为a n =n +13n -16(n ∈N *),则数列{a n }的最小项是第________项. 答案 5解析 因为a n =n +13n -16,数列{a n }的最小项必为a n <0,即n +13n -16<0,3n -16<0,从而n <163,又因为n ∈N *,且数列{a n }的前5项递减,所以n =5时,a n 的值最小.11.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,求数列{a n }的通项公式.(1)S n =2n -1,n ∈N *;(2)S n =2n 2+n +3,n ∈N *.解 (1)∵S n =2n -1(n ∈N *),∴当n =1时,a 1=S 1=2-1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-(2n -1-1)=2n -1.经检验,当n =1时,符合上式,∴a n =2n -1(n ∈N *).(2)∵S n =2n 2+n +3(n ∈N *),∴当n =1时,a 1=S 1=2×12+1+3=6;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2+n +3-[2(n -1)2+(n -1)+3]=4n -1. 经检验,当n =1时,不符合上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,4n -1,n ≥2,n ∈N *. 12.在数列{a n }中,a n =-2n 2+9n +3.(1)-107是不是该数列中的某一项?若是,其为第几项?(2)求数列中的最大项.解 (1)令a n =-107,-2n 2+9n +3=-107,2n 2-9n -110=0,解得n =10或n =-112(舍去).所以a 10=-107. (2)a n =-2n 2+9n +3=-2⎝⎛⎭⎫n -942+1058, 由于n ∈N *,所以最大项为a 2=13.13.在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .若a 6=64,则a 9等于( )A .256B .510C .512D .1 024答案 C解析 在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .所以a 6=a 3·a 3=64,a 3=8.所以a 9=a 6·a 3=64×8=512.故选C.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n ,则数列{a n }的通项公式为( )A .(2n +1)2-1B .(2n +1)2C .8n 2D .(n +1)3答案 D解析 在4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n 中,令n =1,得8(a 1+1)=9a 1,所以a 1=8,因为4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n ,①所以4n ·(S n -1+1)=(n +1)2a n -1(n ≥2),②①-②得,4a n =(n +2)2n +1a n -(n +1)2n a n -1, 即n 2n +1a n =(n +1)2n a n -1,a n =(n +1)3n 3a n -1,所以a n =a n a n -1×a n -1a n -2×…×a 2a 1×a 1 =(n +1)3n 3×n 3(n -1)3×…×3323×8 =(n +1)3(n ≥2),又a 1=8也满足此式,所以数列{a n }的通项公式为(n +1)3. 故选D.15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)n a n +12n ,则S 1+S 3+S 5等于( ) A .0 B.1764 C.564 D.2164答案 D解析 数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)n a n +12n , 当n 为偶数时,S n =S n -S n -1+12n , 即有S n -1=12n ,所以S 1+S 3+S 5=14+116+164=2164. 故选D.16.(2020·鹰潭模拟)S n 是数列{a n }的前n 项和,且a n -S n =12n -12n 2. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =2n a-5a n ,求数列{b n }中最小的项.解 (1)对任意的n ∈N *,由a n -S n =12n -12n 2,得a n +1-S n +1=12(n +1)-12(n +1)2, 两式相减得a n =n ,因此数列{a n }的通项公式为a n =n .(2)由(1)得b n =2n -5n ,则b n +1-b n =[2n +1-5(n +1)]-(2n -5n )=2n -5. 当n ≤2时,b n +1-b n <0, 即b n +1<b n ,∴b 1>b 2>b 3; 当n ≥3时,b n +1-b n >0, 即b n +1>b n ,∴b 3<b 4<b 5<…,所以数列{b n}的最小项为b3=23-5×3=-7.。