【高考数学】数列的证明和求数列通项公式
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高考数学复习历年考点题型专题讲解38数列中的通项公式一、题型精讲 解题方法与技巧 题型一、由S a n n 与的关系求通项公式例1、(2020届山东省烟台市高三上期末)已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足()()21n n S n a n N *=+∈,且12a =.求数列{}n a 的通项公式;【解析】因为2(1)n n S n a =+,n *∈N , 所以112(2)n n S n a ++=+,n *∈N ,两式相减得112(2)(1)n n n a n a n a ++=+-+, 整理得1(1)n n na n a +=+,即11n n a a n n +=+,n *∈N ,所以n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为常数列, 所以121n a a n ==,所以2n a n =例2、(2020届山东省枣庄、滕州市高三上期末)已知等比数列{}n a 满足1,a 2,a 31a a -成等差数列,且134a a a =;等差数列{}n b 的前n 项和2(1)log 2nn n a S +=.求:(1),n a n b ;【解析】设{}n a 的公比为q. 因为1,a 2,a 31a a -成等差数列, 所以()21312a a a a =+-,即232a a =.因为20a ≠,所以322a q a ==. 因为134a a a =,所以4132a a q a ===. 因此112n n n a a q-==.由题意,2(1)log 2n n n a S +=(1)2n n+=.所以111b S ==,1223b b S +==,从而22b =.所以{}n b 的公差21211d b b =-=-=.所以1(1)1(1)1n b b n d n n =+-=+-⋅=.例3、(2020届山东省德州市高三上期末)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且0n a >,242n n n S a a =+.求数列{}n a 的通项公式;【解析】当1n =时,211142a a a =+,整理得2112a a =,10a >,解得12a =;当2n ≥时,242n n n S a a =+①,可得211142n n n S a a ---=+②,①-②得2211422n n n n n a a a a a --=-+-,即()()221120n n n n a a a a ----+=,化简得()()1120n n n n a a a a --+--=,因为0n a >,10n n a a -∴+>,所以12n n a a --=,从而{}n a 是以2为首项,公差为2的等差数列,所以()2212n a n n =+-=; 题型二、由a a n n 与1+的递推关系求通项公式例3、【2019年高考全国II 卷理数】已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,1434n n n a a b +-=+,1434n n n b b a +-=-.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n –b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.【解析】(1)由题设得114()2()n n n n a b a b +++=+,即111()2n n n n a b a b +++=+. 又因为a 1+b 1=l ,所以{}n n a b +是首项为1,公比为12的等比数列. 由题设得114()4()8n n n n a b a b ++-=-+,即112n n n n a b a b ++-=-+.又因为a 1–b 1=l ,所以{}n n a b -是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,112n n n a b -+=,21nn a b n -=-. 所以111[()()]222n n n n n na ab a b n =++-=+-, 111[()()]222n n n n n n b a b a b n =+--=-+.例4、(2020届山东省德州市高三上期末)对于数列{}n a ,规定{}n a ∆为数列{}n a 的一阶差分数列,其中()*1n n n a a a n +∆=-∈N ,对自然数()2k k ≥,规定{}kn a ∆为数列{}n a 的k 阶差分数列,其中111k k k n n n a a a --+∆=∆-∆.若11a =,且()2*12n n n n a a a n +∆-∆+=-∈N ,则数列{}n a 的通项公式为()A .212n n a n -=⨯ B .12n n a n -=⨯C .()212n n a n -=+⨯D .()1212n n a n -=-⨯【答案】B【解析】根据题中定义可得()()2*1112n n n n n n n n a a a a a a n a +++∆-∆+=∆-∆-∆+=-∈N ,即()1122nn n n n n n n a a a a a a a ++-∆=--=-=-,即122nn n a a +=+,等式两边同时除以12n +,得111222n n n n a a ++=+,111222n n n n a a ++∴-=且1122a =, 所以,数列2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以12为首项,以12为公差的等差数列,()1112222n n a n n ∴=+-=, 因此,12n n a n -=⋅.故选:B.例5、【2019年高考天津卷理数】设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列.已知1122334,622,24a b b a b a ===-=+,.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)设数列{}n c 满足111,22,2,1,,k k n kk c n c b n +=⎧<<=⎨=⎩其中*k ∈N . (i )求数列(){}221nna c -的通项公式;【解析】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q .依题意得2662,6124,q d q d =+⎧⎨=+⎩解得3,2,d q =⎧⎨=⎩故14(1)331,6232n n n n a n n b -=+-⨯=+=⨯=⨯. 所以,{}n a 的通项公式为{}31,n n a n b =+的通项公式为32n n b =⨯. (2)(i )()()()()22211321321941nnnn n n n a c a b -=-=⨯+⨯-=⨯-.所以,数列(){}221nna c -的通项公式为()221941nnn a c -=⨯-.题型三、新定义题型中通项公式的求法例6、【2020年高考江苏】已知数列{}()n a n ∈*N 的首项a 1=1,前n 项和为S n .设λ与k 是常数,若对一切正整数n ,均有11111kk k n nn S S a λ++-=成立,则称此数列为“λ~k ”数列.(1)若等差数列{}n a 是“λ~1”数列,求λ的值; (2)若数列{}n a”数列,且0n a >,求数列{}n a 的通项公式; 【解析】(1)因为等差数列{}n a 是“λ~1”数列,则11n n n S S a λ++-=,即11n n a a λ++=,也即1(1)0n a λ+-=,此式对一切正整数n 均成立.若1λ≠,则10n a +=恒成立,故320a a -=,而211a a -=-,这与{}n a 是等差数列矛盾.所以1λ=.(此时,任意首项为1的等差数列都是“1~1”数列)(2)因为数列*{}()n a n ∈N是“”数列,==.因为0n a >,所以10n n S S +>>1-=.n b,则1n b -=221(1)(1)(1)3n n n b b b -=->. 解得2n b =,即2=,也即14n nS S +=, 所以数列{}n S 是公比为4的等比数列.因为111S a ==,所以14n n S -=.则21(1),34(2).n n n a n -=⎧=⎨⨯≥⎩例7、【2019年高考北京卷理数】已知数列{a n },从中选取第i 1项、第i 2项、…、第i m 项(i 1<i 2<…<i m ),若12mi i i a a a <<⋅⋅⋅<,则称新数列12mi i i a a a ⋅⋅⋅,,,为{a n }的长度为m 的递增子列.规定:数列{a n }的任意一项都是{a n }的长度为1的递增子列.(1)写出数列1,8,3,7,5,6,9的一个长度为4的递增子列; (2)已知数列{a n }的长度为p 的递增子列的末项的最小值为0m a ,长度为q的递增子列的末项的最小值为0n a .若p <q ,求证:0m a <0n a ;(3)设无穷数列{a n }的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若{a n }的长度为s 的递增子列末项的最小值为2s –1,且长度为s 末项为2s –1的递增子列恰有2s -1个(s =1,2,…),求数列{a n }的通项公式.【解析】(1)1,3,5,6.(答案不唯一)(2)设长度为q 末项为0n a 的一个递增子列为1210,,,,q r r r n a a a a -.由p <q ,得1pq r r n a a a -≤<.因为{}n a 的长度为p 的递增子列末项的最小值为0m a ,又12,,,pr r r a a a 是{}n a 的长度为p 的递增子列,所以0pm r a a ≤.所以0m n a a <·(3)由题设知,所有正奇数都是{}n a 中的项.先证明:若2m 是{}n a 中的项,则2m 必排在2m −1之前(m 为正整数).假设2m 排在2m −1之后.设121,,,,21m p p p a a a m --是数列{}n a 的长度为m 末项为2m −1的递增子列,则121,,,,21,2m p p p a a a m m --是数列{}n a 的长度为m +1末项为2m 的递增子列.与已知矛盾.再证明:所有正偶数都是{}n a 中的项.假设存在正偶数不是{}n a 中的项,设不在{}n a 中的最小的正偶数为2m . 因为2k 排在2k −1之前(k =1,2,…,m −1),所以2k 和21k -不可能在{}n a 的同一个递增子列中.又{}n a 中不超过2m +1的数为1,2,…,2m −2,2m −1,2m +1,所以{}n a 的长度为m +1且末项为2m +1的递增子列个数至多为1(1)22221122m m m --⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<个.与已知矛盾.最后证明:2m 排在2m −3之后(m ≥2为整数).假设存在2m (m ≥2),使得2m 排在2m −3之前,则{}n a 的长度为m +1且末项为2m +l 的递增子列的个数小于2m .与已知矛盾.综上,数列{}n a 只可能为2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…. 经验证,数列2,1,4,3,…,2m −3,2m ,2m −1,…符合条件.所以1,1,n n n a n n +⎧=⎨-⎩为奇数,为偶数.二、达标训练1、(2020届浙江省温州市高三4月二模)已知数列{}n a 满足:12125 1,6n n n a a a a n -≤⎧=⎨-⎩()*n N ∈)若正整数()5k k ≥使得2221212k k a a a a a a ++⋯+=⋯成立,则k =()A .16B .17C .18D .19【答案】B【解析】当6n ≥时,()1211111n n n n n a a a a a a a +--==+-,即211n n n a a a +=-+,且631a =.故()()()222677687116......55n n n n a a a a a a a a a n a a n +++++=-+-++-+-=-+-,2221211...161k k k a a a a k a +++++=+-=+,故17k =.故选:B .2、(2020届山东省潍坊市高三上学期统考)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且21n S n n =-+,在正项等比数列{}n b 中22b a =,45b a =.求{}n a 和{}n b 的通项公式;【解析】当1n =时,111a S ==, 当2n ≥时,1n n n a S S -=- =22(1)[(1)(1)1]n n n n -+----+=22n -,所以1(1)22(2)n n a n n =⎧=⎨-≥⎩.所以22b =,48b =于是2424b q b ==,解得2q 或2q =-(舍)所以22n n b b q-=⋅=12n -.3、(2020届山东省日照市高三上期末联考)已知数列{}{},n n a b 满足:1112,,2n n n n a a n b a n b ++=+-==.(1)证明数列{}n b 是等比数列,并求数列{}n b 的通项; 【解析】证明:因为n n b a n -=,所以n n b a n =+.因为121n n a a n +=+- 所以()()112n n a n a n +++=+ 所以12n n b b +=.又12b =,所以{}n b 是首项为12b =,公比为2的等比数列,所以1222n n n b -=⨯=.4、(2020·山东省淄博实验中学高三上期末)已知数列{}n a 的各项均为正数,对任意*n ∈N ,它的前n 项和n S 满足()()1126n n n S a a =++,并且2a ,4a ,9a 成等比数列.求数列{}n a 的通项公式;【解析】对任意*n ∈N ,有()()1126n n n S a a =++,①∴当1a =时,有()()11111126S a a a ==++,解得11a =或2. 当2n ≥时,有()()1111126n n n S a a ---=++.② ①-②并整理得()()1130n n n n a a a a --+--=. 而数列{}n a 的各项均为正数,13n n a a -∴-=. 当11a =时,()13132n a n n =+-=-,此时2429a a a =成立;当12a =时,()23131n a n n =+-=-,此时2429a a a =,不成立,舍去.32n a n ∴=-,*n ∈N .5、(2020届山东师范大学附中高三月考)设等差数列{}n a 前n 项和为n S ,满足424S S =,917a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b 满足1212112n n n b b b a a a +++=-…,求数列{}n b 的通项公式 【解析】(1)设等差数列{}n a 首项为1a ,公差为d .由已知得11914684817a d a d a a d +=+⎧⎨=+=⎩,解得112a d =⎧⎨=⎩.于是12(1)21n a n n =+-=-.(2)当1n =时,1111122b a =-=. 当2n ≥时,1111(1)(1)222n n n n nb a -=---=, 当1n =时上式也成立.于是12n n nb a =. 故12122n n n n n b a -==. 6、(2020·浙江温州中学3月高考模拟)已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,n a =*n N ∈,且2n ≥)求数列{}n a 的通项公式;【解析】由n a =1n n S S --=+1(2)n =≥,所以数列1==为首项,以1为公差的等差数列,1(1)1n n =+-⨯=,即2n S n =,当2n ≥时,121n n n a S S n -=-=-,当1n =时,111a S ==,也满足上式,所以21n a n =-;7、【2019年高考浙江卷】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,34a =,43a S =,数列{}n b 满足:对每个12,,,n n n n n n n S b S b S b *++∈+++N 成等比数列.(1)求数列{},{}n n a b 的通项公式;【解析】(1)设数列{}n a 的公差为d ,由题意得11124,333a d a d a d +=+=+,解得10,2a d ==. 从而*22,n a n n =-∈N . 所以2*n S n n n =-∈N ,,由12,,n n n n n n S b S b S b +++++成等比数列得()()()212n n n n n n S b S b S b +++=++.解得()2121n n n n b S S S d++=-. 所以2*,n b n n n =+∈N .8、【2019年高考江苏卷】定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M-数列”.(1)已知等比数列{a n }()n *∈N 满足:245132,440a a a a a a =-+=,求证:数列{a n }为“M-数列”;(2)已知数列{b n }()n *∈N 满足:111221,n n n b S b b +==-,其中S n 为数列{b n }的前n项和.①求数列{b n }的通项公式;【解析】解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 1≠0,q ≠0.由245321440a a a a a a =⎧⎨-+=⎩,得244112111440a q a q a q a q a ⎧=⎨-+=⎩,解得112a q =⎧⎨=⎩.因此数列{}n a 为“M—数列”.(2)①因为1122n n n S b b +=-,所以0n b ≠.由1111,b S b ==,得212211b =-,则22b =. 由1122n n n S b b +=-,得112()n n n n nb b S b b ++=-,当2n ≥时,由1n n n b S S -=-,得()()111122n n n nn n n n n b b b b b b b b b +-+-=---,整理得112n n n b b b +-+=.所以数列{b n }是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{b n }的通项公式为b n =n ()*n ∈N .。
数列通项公式的常见求法数列在高中数学中占有非常重要的地位,每年高考都会出现有关数列的方面的试题,一般分为小题和大题两种题型,而数列的通项公式的求法是常考的一个知识点,一般常出现在大题的第一小问中,因此掌握好数列通项公式的求法不仅有利于我们掌握好数列知识,更有助于我们在高考中取得好的成绩。
下面本文将中学数学中有关数列通项公式的常见求法进行较为系统的总结,希望能对同学们有所帮助。
一.公式法高中重点学了等差数列和等比数列,当题中已知数列是等差数列或等比数列,在求其通项公式时我们就可以直接利用等差或等比数列的公式来求通项,只需求得首项及公差公比。
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 )设等差数列的公差为d ,由已知条件可得{}n a 110,21210,a d a d +=⎧⎨+=-⎩解得11,1.a d =⎧⎨=-⎩故数列的通项公式为 {}n a 2.n a n =-2、等比数列公式例2.(2011重庆理)设是公比为正数的等比数列,,。
{}n a 12a =324a a =+ (Ⅰ)求的通项公式{}n a 解:I )设q 为等比数列的公比,则由,{}n a 21322,4224a a a q q ==+=+得即,解得(舍去),因此220q q --=21q q ==-或 2.q =所以的通项为{}n a 1*222().n n n a n N -=⋅=∈3、通用公式若已知数列的前项和的表达式,求数列的通项可用公式n n S {}n a n a 求解。
一般先求出a1=S1,若计算出的an 中当n=1适合时可以⎩⎨⎧≥-==-211n S S n S a n nn n 合并为一个关系式,若不适合则分段表达通项公式。
例3、已知数列的前n 项和,求的通项公式。
}{n a 12-=n s n }{n a 解:,当时011==s a 2≥n;代入化简得例23、(2007天津理)在数列中,,其{}n a 1112(2)2()n n n n a a a n λλλ+*+==++-∈N ,中.0λ>(Ⅰ)求数列的通项公式;{}n a 解:,22222(2)22a λλλλ=++-=+,2232333(2)(2)222a λλλλλ=+++-=+.3343444(22)(2)232a λλλλλ=+++-=+由此可猜想出数列的通项公式为.{}n a (1)2n nn a n λ=-+以下用数学归纳法证明.(1)当时,,等式成立.1n =12a =(2)假设当时等式成立,即,n k =(1)2k k k a k λ=-+那么111(2)2k k k a a λλλ++=++-11(1)222k k k k kk λλλλλ++=-+++-.11[(1)1]2k k k λ++=+-+这就是说,当时等式也成立.根据(1)和(2)可知,等式对1n k =+(1)2n n n a n λ=-+任何都成立.n *∈N 总结:数列通项的求解是高考考查的重点。
高考数学常用公式:数列等差数列
(1)数列的通项公式an=f(n)
(2)数列的递推公式
(3)数列的通项公式与前n项和的关系
an+1-an=d
an=a1+(n-1)d
a,A,b成等差2A=a+b
m+n=k+lam+an=ak+al
等比数列常用求和公式
an=a1qn_1
a,G,b成等比G2=ab
m+n=k+laman=akal
不等式
不等式的基本性质重要不等式
a>bb
a>b,b>ca>c
a>ba+c>b+c
a+b>ca>c-b
a>b,c>da+c>b+d
a>b,c>0ac>bc
a>b,c<0ac
a>b>0,c>d>0ac
a>b>0dn>bn(n∈Z,n>1)
a>b>0>(n∈Z,n>1)
(a-b)2≥0
a,b∈Ra2+b2≥2ab
|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|
证明不等式的基本方法
比较法
(1)要证明不等式a>b(或a
a-b>0(或a-b<0=即可
(2)若b>0,要证a>b,只需证明,
要证a
综合法综合法就是从已知或已证明过的不等式出发,根据不等式的性质推导出欲证的不等式(由因导果)的方法。
分析法分析法是从寻求结论成立的充分条件入手,逐步寻求所需条件成立的充分条件,直至所需的条件已知准确时为止,明显地表现出“持果索因”。
高考数学复习考点题型专题讲解专题10 数列的递推关系与通项1.求数列的通项公式是高考的重点内容,等差、等比数列可直接利用其通项公式求解,但有些数列是以递推关系给出的,需要构造新数列转为等差或等比数列,再利用公式求解.2.利用数列的递推关系求数列的通项,常见的方法有:(1)累加法,(2)累乘法,(3)构造法(包括辅助数列法,取倒数法,取对数法等).类型一利用a n与S n的关系求通项1.已知S n求a n的步骤(1)先利用a1=S1求出a1.(2)用n-1替换S n中的n得到一个新的关系,利用a n=S n-S n-1(n≥2)便可求出当n≥2时a n的表达式.(3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时a n的表达式,若符合,则数列的通项公式合写;若不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.2.S n与a n关系问题的求解思路(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.例1 (1)已知数列{a n}为正项数列,且4S1a1+2+4S2a2+2+…+4S nan+2=S n,求数列{a n}的通项公式;(2)已知数列{a n}的各项均为正数,且S n=12⎝⎛⎭⎪⎫an+1an,求数列{a n}的通项公式.解(1)由题知4S1a1+2+4S2a2+2+…+4S nan+2=S n,①则4S1a1+2+4S2a2+2+…+4S n-1an-1+2=S n-1(n≥2,n∈N*),②由①-②可得4S nan+2=a n,即4S n=a2n+2a n,n≥2,n∈N*,在已知等式中令n=1,得4S1a1+2=S1,则4S1=a1(a1+2),③满足上式,所以4S n=a2n+2a n,④则4S n-1=a2n-1+2a n-1(n≥2),⑤④-⑤可得4a n=a2n+2a n-a2n-1-2a n-1⇔2(a n+a n-1)=a2n-a2n-1. 因为a2n-a2n-1=(a n+a n-1)(a n-a n-1),a n>0,所以a n-a n-1=2,所以{a n}为公差是2的等差数列,由③可解得a1=2,所以a n=2+(n-1)×2=2n(n∈N*).(2)由S n=12⎝⎛⎭⎪⎫an+1an,得当n ≥2时,S n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫S n -S n -1+1S n -S n -1,所以2S n =S n -S n -1+1S n -S n -1,即S n +S n -1=1S n -S n -1,所以S 2n -S 2n -1=1,所以{S 2n }为公差是1的等差数列,所以S 2n =S 21+(n -1).在S n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +1a n 中,令n =1可得S 1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+1a 1,解得a 1=1,所以S 2n =n ,所以S n =n ,所以a n =⎩⎨⎧S n -S n -1,n ≥2,S 1,n =1=⎩⎨⎧n -n -1,n ≥2,1,n =1,所以a n =n -n -1(n ∈N *).训练1 已知正项数列{a n +2n -1}的前n 项和为S n ,且4S n =a 2n +(2n +2)a n +4n -1+2n -3.求数列{a n }的通项公式.解 由题知4S n =a 2n +(2n +2)a n +4n -1+2n -3=(a n +2n -1)2+2(a n +2n -1)-3, 令b n =a n +2n -1, 则4S n =b 2n +2b n -3,①当n ≥2时,4S n -1=b 2n -1+2b n -1-3,②由①-②,得4b n =b 2n -b 2n -1+2b n -2b n -1, 整理得(b n -b n -1-2)(b n +b n -1)=0. 因为b n >0,所以b n -b n -1=2(n ≥2). 又4S 1=b 21+2b 1-3, 即b 21-2b 1-3=0,解得b 1=3或b 1=-1(舍去),所以数列{b n }是以3为首项,2为公差的等差数列, 则b n =2n +1,所以a n =b n -2n -1=2n +1-2n -1(n ∈N *). 类型二 构造辅助数列求通项(1)形如a n =pa n -1+q (p ≠1,q ≠0)的形式,通常可构造出等比数列a n +q p -1=p ⎝⎛⎭⎪⎫a n -1+q p -1,进而求出通项公式. (2)形如a n =pa n -1+q n ,此类问题可先处理q n ,两边同时除以q n ,得a nq n =pa n -1q n+1,进而构造成a n q n =p q ·a n -1q n -1+1,设b n =a n q n ,从而变成b n =pqb n -1+1,从而将问题转化为第(1)个问题.(3)形如qa n -1-pa n =a n a n -1,可以考虑两边同时除以a n a n -1,转化为q a n -pa n -1=1的形式,进而可设b n =1a n,递推公式变为qb n -pb n -1=1,从而转变为上面第(1)个问题.(4)形如a n =ma n -1k (a n -1+b )(其中n ≥2,mkb ≠0)取倒数,得到1a n =k m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b a n -1⇔1a n=kb m ·1a n -1+km,转化为(1)中的类型. (5)形如a n =pa r n -1(n ≥2,a n ,p >0)两边取常用对数,得lg a n =r lg a n -1+lg p ,转化为(1)中的类型. 考向1 构造法求通项例2 (1)在数列{a n }中,a 1=12,a n =2a n +1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S n +1-2S n =1,n ∈N *,求数列{a n }的通项公式. 解 (1)由a n =2a n +1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,得2n a n =2n +1a n +1-1,所以数列{2n a n }是首项和公差均为1的等差数列, 于是2n a n =1+(n -1)×1=n , 所以a n =n2n (n ∈N *).(2)因为S n +1-2S n =1, 所以S n +1+1=2(S n +1),n ∈N *. 因为a 1=S 1=1, 所以可推出S n +1>0,故S n +1+1S n +1=2, 即{S n +1}为等比数列. 因为S 1+1=2,公比为2, 所以S n +1=2n , 即S n =2n -1.因为S n -1=2n -1-1(n ≥2),所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1, 又a 1=1也满足此式, 所以a n =2n -1(n ∈N *). 考向2 取倒数法求通项 例3 已知数列{a n }满足a n +1=a n a n +3,a 1=2,求数列{a n }的通项公式.解 对a n +1=a na n +3两边取倒数,可得1a n +1=3a n+1,由1a n +1+12=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n +12. ∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n +12是首项为1,公比为3的等比数列,∴1a n +12=3n -1, 则a n =22·3n -1-1(n ∈N *). 考向3 取对数法求通项例4 设正项数列{a n }满足a 1=1,a n =2a 2n -1(n ≥2).求数列{a n }的通项公式. 解 对a n =2a 2n -1两边取对数得log 2a n =1+2log 2a n -1, ∴log 2a n +1=2(log 2a n -1+1), 设b n =log 2a n +1,则{b n }是以2为公比,1为首项的等比数列,所以b n =2n -1, 即log 2a n +1=2n -1, 故a n =22n -1-1(n ∈N *).训练2 (1)若数列{a n }中,a 1=3,且a n +1=a 2n ,则a n =________. (2)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -12a n -1+1,则a n =________.答案 (1)32n -1(n ∈N *) (2)12n -1(n ∈N *) 解析 (1)易知a n >0,由a n +1=a 2n 得lg a n +1=2lg a n , 故{lg a n }是以lg 3为首项,以2为公比的等比数列, 则lg a n =lg a 1·2n -1=lg 32n -1, 即a n =32n -1(n ∈N *). (2)由a n =a n -12a n -1+1,取倒数得1a n =2+1a n -1,故⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 是以2为公差,1为首项的等差数列,所以1a n=1+2(n -1)=2n -1,即a n =12n -1(n ∈N *).(3)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=12a n +1,求数列{a n }的通项公式.解 因为a n +1=12a n +1,所以a n +1-2=12(a n -2),所以数列{a n -2}是以-1为首项,12为公比的等比数列,所以a n -2=-1×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,所以a n =2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,n ∈N *.一、基本技能练1.(2022·湖北新高考协作体联考)已知数列{a n }的首项a 1=2,其前n 项和为S n ,若S n +1=2S n +1,则a 7=________. 答案 96解析 因为S n +1=2S n +1, 所以S n =2S n -1+1(n ≥2), 两式相减得a n +1=2a n (n ≥2),又因为a 1=2,S 2=a 1+a 2=2a 1+1,得a 2=3, 所以数列{a n }从第二项开始成等比数列, 因此其通项公式为a n =⎩⎨⎧2,n =1,3·2n -2,n ≥2, 所以a 7=3×25=96.2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =n 2a n (n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________. 答案a n =2n (n +1)(n ∈N *)解析 由S n =n 2a n 可得, 当n ≥2时,S n -1=(n -1)2a n -1, 则a n =S n -S n -1=n 2a n -(n -1)2a n -1,即(n2-1)a n=(n-1)2a n-1,故anan-1=n-1n+1,所以a n=anan-1·an-1an-2·an-2an-3·…·a3a2·a2a1·a1=n-1n+1·n-2n·n-3n-1·…·24×13×1=2n(n+1).当n=1时,a1=1满足a n=2n(n+1).故数列{a n}的通项公式为a n=2n(n+1),n∈N*.3.已知正项数列{a n}满足a1=2,a n+1=a n,则a n=________.答案221-n(n∈N*)解析将a n+1=a n两边取以2为底的对数得log2a n+1=12log2an,∴数列{log2an}是以1为首项,12为公比的等比数列,故log2an=1×⎝⎛⎭⎪⎫12n-1=21-n,即a n=221-n(n∈N*).4.数列{a n}的首项a1=2,且a n+1=3a n+2(n∈N*),令b n=log3(a n+1),则b n=________. 答案n(n∈N*)解析由a n+1=3a n+2(n∈N*)可知a n+1+1=3(a n+1),又a1=2,知a n+1≠0,所以数列{a n+1}是以3为首项,3为公比的等比数列,因此a n+1=3·3n-1=3n,故b n =log 3(a n +1)=n .5.(2022·南京调研)在数列{b n }中,b 1=-1,b n +1=b n 3b n +2,n ∈N *,则通项公式b n =________.答案 12n -3(n ∈N *)解析 由b n +1=b n 3b n +2,且b 1=-1.易知b n ≠0,得1b n +1=2b n+3.因此1b n +1+3=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1b n +3,1b 1+3=2, 故⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1b n +3是以2为首项,2为公比的等比数列,于是1b n+3=2·2n -1,可得b n =12n-3,n ∈N *. 6.在数列{a n }中,a 1=1,a n =2a n -1+ln 3(n ≥2),则数列{a n }的通项a n =________. 答案 (1+ln 3)·2n -1-ln 3(n ∈N *)解析 由a n =2a n -1+ln 3得a n +ln 3=2(a n -1+ln 3), 则{a n +ln 3}是以1+ln 3为首项,2为公比的等比数列, 所以a n +ln 3=(1+ln 3)·2n -1, 因此a n =(1+ln 3)·2n -1-ln 3(n ∈N *).7.已知数列{a n }满足:a 1=1,a 2=3,a n +2=a n +1+2a n .某同学已经证明了数列 {a n +1-2a n }和数列{a n +1+a n }都是等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =________. 答案 2n +1-(-1)n -13(n ∈N *)解析因为a n+2=a n+1+2a n,所以当n=1时,a3=a2+2a1=5.令b n=a n+1-2a n,则{b n}为等比数列. 又b1=a2-2a1=1,b2=a3-2a2=-1,所以等比数列{b n}的公比q=b2b1=-1,所以b n=(-1)n-1,即a n+1-2a n=(-1)n-1.①令c n=a n+1+a n,则{c n}为等比数列,c1=a2+a1=4,c2=a3+a2=8,所以等比数列{c n}的公比q1=c2c1=2,所以c n=4×2n-1=2n+1,即a n+1+a n=2n+1.②联立①②,解得a n=2n+1-(-1)n-13.8.(2022·青岛二模)已知数列{a n},{b n}满足a1=12,a n+b n=1,b n+1=bn1-a2n,则b2 023=________.答案2 023 2 024解析因为a n+b n=1,b n+1=bn1-a2n,所以1-a n+1=1-a n(1-a n)(1+a n),a n +1=1-11+a n =a n1+a n ,所以1a n +1=1a n+1,所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 是等差数列,其公差为1,首项为1a 1=2,所以1a n=2+(n -1)×1=n +1,所以a n =1n +1, 所以b n =n n +1,所以b 2 023=2 0232 024.9.已知数列{a n }的前n 项和S n 满足2S n -na n =3n (n ∈N *),且S 3=15,则S 10=________. 答案 120解析 当n =1时,2S 1-a 1=3, 解得a 1=3. 又2S n -na n =3n ,①当n ≥2时,2S n -1-(n -1)a n -1=3(n -1),② 所以①-②得(n -1)a n -1-(n -2)a n =3,③ 当n ≥3时,(n -2)a n -2-(n -3)a n -1=3,④ 所以④-③得(n -1)·a n -1-(n -2)a n =(n -2)a n -2-(n -3)a n -1, 可得2a n -1=a n +a n -2,所以数列{a n }为等差数列,设其公差为d .因为a 1=3,S 3=3a 1+3d =9+3d =15, 解得d =2, 故S 10=10×3+10×92×2=120. 10.已知数列{a n }满足a n +1=2a n -n +1(n ∈N *),a 1=3,则数列{a n }的通项公式为________.答案a n =2n +n (n ∈N *) 解析∵a n +1=2a n -n +1, ∴a n +1-(n +1)=2(a n -n ), ∴a n +1-(n +1)a n -n=2,∴数列{a n -n }是以a 1-1=2为首项,2为公比的等比数列, ∴a n -n =2·2n -1=2n , ∴a n =2n +n (n ∈N *).11.数列{a n }满足a n +1=3a n +2n +1,a 1=-1,则数列{a n }的前n 项和S n =________. 答案3n +12-2n +2+52(n ∈N *)解析∵a n +1=3a n +2n +1, ∴a n +12n +1=32·a n2n+1, ∴a n +12n +1+2=32⎝ ⎛⎭⎪⎫a n 2n +2, ∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +2是以a 12+2=32为首项,32为公比的等比数列,∴a n 2n +2=32×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫32n,∴a n =3n -2n +1,∴S n =(31+32+…+3n )-(22+23+…+2n +1)=3-3n +11-3-4-2n +21-2=3n +12-2n +2+52(n ∈N *).12.已知在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,a n +1=2a n +3a n -1,则{a n }的通项公式为________. 答案a n =3n -(-1)n4(n ∈N *)解析∵a n +1=2a n +3a n -1, ∴a n +1+a n =3(a n +a n -1),∴{a n +1+a n }是以a 2+a 1=3为首项,3为公比的等比数列, ∴a n +1+a n =3×3n -1=3n .① 又a n +1-3a n =-(a n -3a n -1),∴{a n +1-3a n }是以a 2-3a 1=-1为首项,-1为公比的等比数列, ∴a n +1-3a n =(-1)×(-1)n -1=(-1)n ,② 由①-②得4a n =3n -(-1)n , ∴a n =3n -(-1)n4(n ∈N *).二、创新拓展练13.(2022·金丽衢12校联考)已知数列{a n }满足a 1=1,且T n =a 1a 2…a n ,若T n +1=a n T na 2n +1,n ∈N *,则( )A.a 50∈⎝ ⎛⎭⎪⎫112,111B.a 50∈⎝ ⎛⎭⎪⎫111,110C.a 10∈⎝ ⎛⎭⎪⎫18,17D.a 10∈⎝ ⎛⎭⎪⎫16,15答案 B解析 因为T n =a 1a 2…a n , 所以a n +1=T n +1T n. 因为T n +1=a n T na 2n +1, 所以a n +1=a n a 2n +1,所以1a n +1=a n +1a n.因为a 1=1>0,所以1a n +1>1a n >0,a 2=12, 所以0<a n +1<a n ≤1, 所以1a 2n +1=a 2n +1a 2n+2,所以a 2n +2=1a 2n +1-1a 2n ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤2,94,n ≥2.由累加法可得1a 210-1a 22∈(16,18),所以1a 10∈(20,22),所以a 10∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2222,510,同理可得a 50∈⎝⎛⎭⎪⎫1121,110=⎝ ⎛⎭⎪⎫111,110,故选B. 14.(多选)(2022·武汉调研)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n 2+3a n(n ∈N *),则下列结论正确的是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n +3为等比数列 B.{a n }的通项公式为a n =12n +1-3C.{a n }为递增数列D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 的前n 项和T n =2n +2-3n -4答案 ABD 解析 因为1a n +1=2+3a na n =2a n+3, 所以1a n +1+3=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n +3, 又1a 1+3=4≠0,所以⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n +3是以4为首项,2为公比的等比数列,所以1a n+3=4×2n -1,则a n =12n +1-3, 所以{a n }为递减数列,⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 的前n 项和T n =(22-3)+(23-3)+…+(2n +1-3)=22+23+…+2n +1-3n =4(1-2n )1-2-3n =2n +2-3n -4,故ABD 正确.15.(多选)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中出现了如图所示的形状,后人称为“三角垛”.“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,……,设各层球数构成一个数列{a n },则( )A.a 4=12B.a n +1=a n +n +1C.a 100=5 050D.2a n +1=a n ·a n +2答案 BC解析 由题意知,a 1=1,a 2=3,a 3=6,…,a n =a n -1+n , 故a n =n (n +1)2,∴a 4=4×(4+1)2=10,故A 错误;a n +1=a n +n +1,故B 正确; a 100=100×(100+1)2=5 050,故C 正确;2a n +1=(n +1)(n +2),a n ·a n +2=n (n +1)(n +2)(n +3)4,显然2a n +1≠a n ·a n +2,故D 错误.16.(多选)已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依次类推,第n 项记为a n ,数列{a n }的前n 项和为S n ,则( ) A.a 60=16 B.S 18=128 C.a k 2+k 2=2k -1D.S k 2+k 2=2k -k -1答案 AC解析 由题意可将数列分组: 第一组为20, 第二组为20,21, 第三组为20,21,22, ……,则前k 组一共有1+2+…+k =k (1+k )2个数.第k 组第k 个数为2k -1, 故a k 2+k 2=2k -1,所以C 正确.因为10×(10+1)2=55,所以a 55=29,又11×(11+1)2=66,则a 60为第11组第5个数,第11组为20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,210, 故a 60=24=16,所以A 正确.每一组数的和为20+21+…+2k -1=2k -12-1=2k -1,故前k 组数之和为21+22+ (2)-k =2(2k -1)2-1-k =2k +1-2-k ,S k 2+k 2=2k +1-k -2,所以D 错误.S 15=26-5-2=57,S 18=S 15+20+21+22 =26-5-2+7=64,所以B 错误.故选AC. 17.已知数列{a n }满足a 1=3,a n +1=7a n -2a n +4,则该数列的通项公式a n =________. 答案4·6n -1-5n -12·6n -1-5n -1(n ∈N *)解析 由a n +1-1a n +1-2=7a n -2a n +4-17a n -2a n +4-2=7a n -2-(a n +4)7a n -2-2(a n +4)=65·a n -1a n -2,所以⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n -1a n -2是首项为a 1-1a 1-2=2,公比为65的等比数列,所以a n -1a n -2=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫65n -1,解得a n =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫65n -1-1+2=4·6n -1-5n -12·6n -1-5n -1,n ∈N *.18.(2022·徐州考前卷)设各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,写出一个满足S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12n -1a n 的通项公式:a n =________.答案 2n (答案不唯一)解析 当a n =2n时,S n =2(1-2n )1-2=2n +1-2,⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12n -1a n =⎝⎛⎭⎪⎫2-22n 2n=2n +1-2=S n ,∴a n =2n 满足条件.。
求数列通项公式的十种方法一、公式法例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+⨯,12a =,求数列{}n a 的通项公式。
解:1232n n n a a +=+⨯两边除以12n +,得113222n n n n a a ++=+,则113222n n n na a ++-=,故数列{}2nn a 是以1222a 11==为首项,以23为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31()222nn a n =-。
评注:本题解题的关键是把递推关系式1232n n n a a +=+⨯转化为113222n n n na a ++-=,说明数列{}2nn a 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出31(1)22n n a n =+-,进而求出数列{}n a 的通项公式。
二、累加法例2 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 =。
评注:本题解题的关键是把递推关系式121n n a a n +=++转化为121n n a a n +-=+,进而求出11232211()()()()n n n n a a a a a a a a a ----+-++-+-+,即得数列{}n a 的通项公式。
例3 已知数列{}n a 满足112313nn n a a a +=+⨯+=,,求数列{}n a 的通项公式。
高考数学:数列公式数列的基本概念等差数列
(1)数列的通项公式an=f(n)
(2)数列的递推公式
(3)数列的通项公式与前n项和的关系
an+1-an=d
an=a1+(n-1)d
a,A,b成等差 2A=a+b
m+n=k+l am+an=ak+al
等比数列常用求和公式
an=a1qn_1
a,G,b成等比 G2=ab
m+n=k+l aman=akal
不等式
不等式的基本性质重要不等式
ab b
ab,bc
ab a+cb+c
a+bc-b
ab,cd a+cb+d
ab,cbc
ab,c0 ac
a0,c0 ac
a0 dnbn(n∈Z,n1)
a0 (n∈Z,n1)
(a-b)2≥0
a,b∈R a2+b2≥2ab
|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|
证明不等式的基本方法
比拟法
(1)要证明不等式ab(或a
a-b0(或a-b0=即可
(2)假定b0,要证ab,只需证明,
要证a
综合法综合法就是从或已证明过的不等式动身,依据不等式的性质推导出欲证的不等式(由因导果)的方法。
剖析法剖析法是从寻求结论成立的充沛条件入手,逐渐寻求所需条件成立的充沛条件,直至所需的条件正确时为止,清楚地表现出〝持果索因〞。
数列11 数列的通项( 叠加法、累乘法求通项)一、具体目标:掌握用不同的数学方法求不同形式数列的通项公式.通过数列通项公式的求解过程,利用数列的变化规律,恰当选择方法,是数列的研究和探索奠定基础. 二、知识概述: 1.数列的通项公式:(1)如果数列{}n a 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.即()n a f n =,不是每一个数列都有通项公式,也不是每一个数列都有一个个通项公式. (2)数列{}n a 的前n 项和n S 和通项n a 的关系:11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩.2.求数列的通项公式的注意事项:(1)根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,观察出项与n 之间的关系、规律,可使用添项、通分、分割等办法,转化为一些常见数列的通项公式来求.对于正负符号变化,可用()1n-或()11n +-来调整.(2)根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想.由不完全归纳法得出的结果是不可靠,要注意代值验证.(3)对于数列的通项公式要掌握:①已知数列的通项公式,就可以求出数列的各项;②根据数列的前几项,写出数列的一个通项公式,这是一个难点,在学习中要注意观察数列中各项与其序号的变化情况,分解所给数列的前几项,看看这几项的分解中.哪些部分是变化的,哪些是不变的,再探索各项中变化部分与序【考点讲解】号的联系,从而归纳出构成数列的规律,写出通项公式.3.数列通项一般有三种类型:(1)已知数列是等差或等比数列,求通项,破解方法:公式法或待定系数法;(2)已知S n ,求通项,破解方法:利用S n -S n -1= a n ,但要注意分类讨论,本例的求解中检验必不可少,值 得重视;(3)已知数列的递推公式,求通项,破解方法:猜想证明法或构造法。
4. 已知数列{}n a 的前n 项和n S ,求数列的通项公式,其求解过程分为三步: (1)先利用11a S =求出1a ;(2)用1n -替换n S 中的n 得到一个新的关系,利用=n a 1n n S S -- (2)n ≥便可求出当2n ≥时n a 的表达式; (3)对1n =时的结果进行检验,看是否符合2n ≥时n a 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分1n =与2n ≥两段来写.【注】该公式主要是用来求数列的通项,求数列通项时,一定要分两步讨论,结果能并则并,不并则分. 5. 递推公式推导通项公式方法: (1)叠加法:1()n n a a f n +-=叠加法(或累加法):已知()⎩⎨⎧=-=+n f a a a a n n 11,求数列通项公式常用叠加法(或累加法)即112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=---Λ.(2)累乘法:已知()⎪⎩⎪⎨⎧==+n f a a a a nn 11求数列通项公式用累乘法. (3)待定系数法:1n n a pa q +=+(其中,p q 均为常数,)0)1((≠-p pq ) 解法:把原递推公式转化为:)(1t a p t a n n -=-+,其中pqt -=1,再利用换元法转化为等比数列求解. (4)待定系数法: nn n q pa a +=+1(其中,p q 均为常数,)0)1)(1((≠--q p pq ). (或1nn n a pa rq +=+,其中,,p q r 均为常数).解法:在原递推公式两边同除以1+n q ,得:111n n n n a a p q q q q++=⋅+,令n n n q a b =,得:q b q p b nn 11+=+,再按 第(3)种情况求解.(5)待定系数法:b an pa a n n ++=+1(100)p a ≠≠,, 1122332211a a a a a a a a a a a a n n n n n n n ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-----Λ解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令)()1(1y xn a p y n x a n n ++=++++,与已知递推式比较, 解出y x ,,从而转化为{}y xn a n ++是公比为p 的等比数列. (6)待定系数法:21(0,1,0)n n a pa an bn c p a +=+++≠≠解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令221(1)(1)()n n a x n y n z p a xn yn z ++++++=+++,与已知递推式比较,解出y x ,,从而转化为{}2n a xn yn z +++是公比为p 的等比数列. (7)待定系数法:n n n qa pa a +=++12(其中,p q 均为常数).解法:先把原递推公式转化为)(112n n n n sa a t sa a -=-+++其中,s t 满足s t pst q+=⎧⎨=-⎩,再按第(4)种情况求解.(8)取倒数法:1()()()nn n g n a a f n a t n +=+解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为q pa a n n +=+1,按第(3)种情况求解.(11()()()0n n n n g n a t n a f n a a +++-=,解法:等式两边同时除以1n n a a +⋅后换元转化为q pa a n n +=+1,按第(3)种情况求解.).(9)取对数rn n pa a =+1)0,0(>>n a p解法:这种类型一般是等式两边取以p 为底的对数,后转化为q pa a n n +=+1,按第(3)种情况求解. 6. 以数列为背景的新定义问题是高考中的一个热点题型,考查频率较高,一般会结合归纳推理综合命题.常见的命题形式有新法则、新定义、新背景、新运算等.(1)准确转化:解决数列新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,将题目所给定义转化成题目要 求的形式,切忌同已有概念或定义相混淆.(2)方法选取:对于数列新定义问题,搞清定义是关键,仔细认真地从前几项(特殊处、简单处)体会题意,从而找到恰当的解决方法. 类型1 )(1n f a a n n +=+解法:把原递推公式转化为)(1n f a a n n =-+,利用叠加法求解例1.设数列{}n a 中,112,1n n a a a n +==++,则通项n a = .【解析】法一:由题意可知:112,1n n a a a n +==++ 所以有()111n n a a n -=+-+,()1221n n a a n --=+-+,()2331n n a a n --=+-+,K ,3221a a =++,2111a a =++,1211a ==+将以上各式相加得:()()()123211n a n n n n =-+-+-+++++⎡⎤⎣⎦L()()()()11111111222n n n n n n n n --+⎡⎤-+⎣⎦=++=++=+ 故应填()112n n ++.法二:由题意11n n a a n +=++可得:11n n a a n +-=+, ()111n n a a n --=-+,()1221n n a a n ---=-+,()2331n n a a n ---=-+,K ,3221a a -=+,2111a a -=+,1211a ==+.将以上各式相加得:()()()123211n a n n n n =-+-+-+++++⎡⎤⎣⎦L()()()()11111111222n n n n n n n n --+⎡⎤-+⎣⎦=++=++=+ 故应填()112n n ++. 【答案】()112n n ++ 类型2 n n a n f a )(1=+ .解法:把原递推公式转化为)(1n f a a nn =+,利用叠乘法求解。
高考数学数列解题技巧必备各个科目都有自己的学习方法,但其实都是万变不离其中的,基本离不开背、记,运用,数学作为最烧脑的科目之一,也是一样的。
下面是小编给大家整理的一些高考数学数列解题技巧的学习资料,希望对大家有所帮助。
高考数学重点:数列公式及结论总结数学中有很多的概念和公式,只有理解这些概念,才能正确解题。
数列中有很多性质和公式,这些是我们做题的基础,很多同学觉得数列的性质公式太多太杂,记不住。
其实按照一定方法将数列性质公式进行归纳总结,记住它们就简单多了。
下面是小编为大家整理的高中数列基本公式,希望对大家有帮助。
一、高中数列基本公式:1、一般数列的通项an与前n项和Sn的关系:an=2、等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d an=ak+(n-k)d (其中a1为首项、ak为已知的第k项) 当d≠0时,an是关于n的一次式;当d=0时,an是一个常数。
3、等差数列的前n项和公式:Sn=Sn=Sn=当d≠0时,Sn是关于n的二次式且常数项为0;当d=0时(a1≠0),Sn=na1是关于n的正比例式。
4、等比数列的通项公式: an= a1 qn-1 an= ak qn-k(其中a1为首项、ak为已知的第k项,an≠0)5、等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=n a1 (是关于n的正比例式);当q≠1时,Sn=Sn=三、高中数学中有关等差、等比数列的结论1、等差数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、……仍为等差数列。
2、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则3、等比数列{an}中,若m+n=p+q,则4、等比数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、……仍为等比数列。
5、两个等差数列{an}与{bn}的和差的数列{an+bn}、{an-bn}仍为等差数列。
6、两个等比数列{an}与{bn}的积、商、倒数组成的数列{anbn}、、仍为等比数列。
1知识框架111111(2)(2)(1)(1)()22()n n n n n n m p q n n n n a q n a a a qa a d n a a n d n n n S a a na d a a a a m n p q --=≥=⎧⎪←⎨⎪⎩-=≥⎧⎪=+-⎪⎪-⎨=+=+⎪⎪+=++=+⎪⎩两个基等比数列的定义本数列等比数列的通项公式等比数列数列数列的分类数列数列的通项公式函数角度理解的概念数列的递推关系等差数列的定义等差数列的通项公式等差数列等差数列的求和公式等差数列的性质1111(1)(1)11(1)()n n n n m p q a a q a q q q q S na q a a a a m n p q ---=≠--===+=+⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎧⎨⎩⎩等比数列的求和公式等比数列的性质公式法分组求和错位相减求和数列裂项求和求和倒序相加求和累加累积归纳猜想证明分期付款数列的应用其他⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪掌握了数列的基本知识,特别是等差、等比数列的定义、通项公式、求和公式及性质,掌握了典型题型的解法和数学思想法的应用,就有可能在高考中顺利地解决数列问题。
一、典型题的技巧解法 1、求通项公式 (1)观察法。
(2)由递推公式求通项。
对于由递推公式所确定的数列的求解,通常可通过对递推公式的变换转化成等差数列或等比数列问题。
(1)递推式为a n+1=a n +d 及a n+1=qa n (d ,q 为常数) 例1、 已知{a n }满足a n+1=a n +2,而且a 1=1。
求a n 。
例1、解 ∵a n+1-a n =2为常数 ∴{a n }是首项为1,公差为2的等差数列∴a n =1+2(n-1) 即a n =2n-1 例2、已知{}n a 满足112n n a a +=,而12a =,求n a =?(2)递推式为a n+1=a n +f (n )例3、已知{}n a 中112a =,12141n n a a n +=+-,求n a . 解: 由已知可知)12)(12(11-+=-+n n a a n n )121121(21+--=n n令n=1,2,…,(n-1),代入得(n-1)个等式累加,即(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n-1)22434)1211(211--=--+=n n n a a n ★ 说明 只要和f (1)+f (2)+…+f (n-1)是可求的,就可以由a n+1=a n +f (n )以n=1,2,…,(n-1)代入,可得n-1个等式累加而求a n 。
数列汇总一、通项公式二、数列求和补充:22 2233(1)(21)(1)2,264n n n n nn n+++ +++=+++= 23111()f n一.通项类型1:等差求通项思想:叠加求通项,用于11()()nn n n a a f n a a f n ---=⇔=+型;例1:已知数列|n a |满足)2(3,1111≥+==--n a a a n n n(I )求;,32a a (II )证明:213-=n n a变式1:设数列{}a n 中,12a =,11n n a a n +=++,则通项a n = 变式2:在数列{}n a 中,12a =, 11ln(1)n n a a n+=++,则n a =( )A .2ln n +B .2(1)ln n n +-C .2ln n n +D .1ln n n ++类型2:等比求通项思想:叠乘求通项,用于11()()nn n n a f n a a f n a --=⇔=⋅型; 例2:在数列{}n a 中,111,(2),1n n a n a n a n -==≥-则?n a = 变式1:设{}n a 是首项为1的正项数列,1221(1)0(1,2)n nn n n a na a a n +++-+== 则它的通项公式是n a =_____变式2:在数列{}n a 中,已知211,,n n a S n a ==求通项n a ;类型3: 已知n S 求通项n a :{112,1n n s s n n s n a --≥==,例3:数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,*12()n n a S n +=∈N .(Ⅰ)求数列{}n a 的通项n a ;(Ⅱ)求数列{}n na 的前n 项和n T .变式1:设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知11a =,142n n S a +=+.(Ⅰ)设12n n n b a a +=-,证明数列{}n b 是等比数列;(Ⅱ)求数列{}n a 的通项公式; 变式2:若2log (1)n S n +=,则?n a =变式3:正项数列{}n a 满足:11,a =n S 是其前n 项之和,且121n n n S S a +++=,求n n S a 、;例4:在数列{}n a 中,若111,23(1)n n a a a n +==+≥,则该数列的通项n a =___ 变式1:已知数列{}a n 的前n 项和,22nn n S a =- (Ⅰ)求34a a 、;(Ⅱ)证明:数列{}12a a n n +-是一个等比数列. (Ⅲ)求{}a n 的通项公式.变式2:已知数列{}n a 满足12211,3,3n n a a a a ++===2n a -,*()n N ∈,(I )证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; (II )求数列{}n a 的通项公式;例5:在数列{}n a 中,11a =,122nn n a a +=+.(Ⅰ)设12nn n a b -=.证明:数列{}n b 是等差数列; (Ⅱ)求数列{}n a 的前n 项和n S .变式1:已知数列{}n a 中,11a =,22a =,且11(1)n n n a q a qa +-=+-,(20)n q ≠≥,.(Ⅰ)设1()n n n b a a n +=-∈*N ,证明{}n b 是等比数列;(Ⅱ)求数列{}n a 的通项公式;小结:先证明新数列为等差或等比再求通项问题,先从问题入手按证明等差或等比方法证明问题,再由等差或等比的通项公式间接解决问题。
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 −⎛⎫+− ⎪⎝⎭。
高考数学总复习考点知识专题讲解 专题4 数列的递推与通项公式一、数列的前n 项和S n 与a n 的关系(和式代换)类型1 已知n S 与n 的关系式,记为()n S f n =,它可由和式代换⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n Sa n nn 直接求出通项n a ,但要注意验证1n =与2n ≥两种情况能否统一,具体分三步进行: (1)1n =时,由11S a =,求1a 的值;(2)2n ≥时,由1n n n a S S -=-,求得n a 的表达式; (3)检验1a 的值是否满足(2)中n a 的表达式. ①若满足,则合写;②若不满足,则写成分段函数的形式:⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n S a n nn .【例1】已知数列{}n a 满足12323(1)(2)n a a a na n n n +++⋯=++,求数列{}n a 的通项公式.已知n S 与n a 的关系式,记为(),0n n f a S =,求它的通项公式n a ,一般有两种思路: (1)消n S :容易直接求n a 的情况,可利用阶差公式:()12n n n S S a n --=≥,消去n S ,转化为等差或等比数列直接求出n a ;(2)消n a :难以直接求n a 的情况,可利用阶差公式:()12n n n a S S n -=-≥,消去n a ,得出n S 与1n S -的递推关系式,先求出n S 后,即可转化为“第1种情形”,从而间接求出n a ,如例3.在求解具体的题目时,应根据条件灵活恰当地选择两种方法,确定变形方向.通常情况下,先求n S 要比直接求n a 麻烦;但也有时先直接求n a 会比先求n S 麻烦得多. 类型2 消n S【例2】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且342n n S a =-.求数列{}n a 的通项公式.【例3】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,*226()n n S a n n N =+-∈.求数列{}n a 的通项公式.【例4】已知正整数列}{n a 的前n 项和为n S ,且对任意的自然数满足1n a =+.求}{n a 的通项公式.类型3 消n a【例5】(2022•天津模拟)已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足()1+202n n n a S S n -=≥,211=a ,求n a .【例6】在正项数列}{n a 中,n S 是数列}{n a 的前n 项和,且1+2n n na S a =,求n a .【例7】已知数列{}n a 中,13a =,前n 项和1(1)(1)12n n S n a =++-.求数列{}n a 的通项公式.二、数列的前n 项积n T 与a n 的关系已知n T 与n 的关系式,记为()n T f n =,它可由积式代换⎪⎩⎪⎨⎧≥==-2,1,11n T T n T a n n n 直接求出通项n a ,但要注意验证1n =与2n ≥两种情况能否统一,具体分三步进行: (1)1n =时,由11T a =,求1a 的值; (2)2n ≥时,由1-=n nn T T a ,求得n a 的表达式; (3)检验1a 的值是否满足(2)中n a 的表达式. ①若满足,则合写;②若不满足,则写成分段函数的形式:⎪⎩⎪⎨⎧≥==-2,1,11n T T n T a n n n .【例8】已知数列{}n a 满足(1)*2122()n n n a a a n N +=∈.求数列{}n a 的通项公式.三.累加法:适用于邻项差结构11()()n n n n a a f n a a f n ---=⇔=+ 累加法是利用:11232211()()()()n n n n n a a a a a a a a a a ---=-+-++-+-+,将问题转化为基本数列求和,从而得到所求数列的通项.以下为三种累加后可裂项相消求和的题型:①若()f n 是关于n 的分式函数,()1111()()f n n n k k n n k==-++;②若()f n 是关于n 的对数函数,()1ln(1)ln(1)ln f n n n n =+=+-;③若()f n是关于n 的无理式函数,()1f n k=.④若()f n 是关于n 的一次函数,()f n kn b =+,累加后可转化为等差数列求和; ⑤若()f n 是关于n 的二次函数,()2f n an bn c =++,累加后可分组求和; ⑥若()f n 是关于n 的指数函数,()n f n p =,累加后可转化为等比数列求和; 【例9】在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +1n -1n +1,求a n .【例10】已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -1+n +1-n (n ≥2),求a n .【例11】已知数列{}n a 中,12a =,11ln(1)n n a a n +=++,求n a .四.累乘法:适用于邻项商结构()()11nn n n a f n a a f n a --=⇔=⋅ 累乘法是利用:13211221n n n n n a a a a a a a a a a ---=⋅⋅⋅⋅⋅,将问题转化为基本数列求和,从而得到所求数列的通项.【例12】已知数列{}n a 中,12a =,12n n n a a n++=,求数列{}n a 的通项公式;【例13】设{}n a 是首项为1的正项数列,2211(1)0n n n n n a a a na ++++-=(*∈N n ),求{}n a 的通项公式.五、跳跃等差数列通项公式——形如d a a n n =-+2类型定义:2+n a 与n a 不是数列{}n a 中连续的项,故此我们称满足d a a n n =-+2条件的数列{}n a 为跳跃等差数列.1.分奇偶讨论法:通过对数列下标n 进行换元,分为奇数项与偶数项两种情况分而治之. ①当n 为奇数时,可令12-=k n (k N *∈),反解得21+=n k ,于是d n a d n a d k a a a k n 21)121()1(11112-+=-++=-+==-;②当n 为偶数时,可令k n 2=(k N *∈),反解得2nk =,于是d n a d n a d k a a a k n 22)12()1(2222-+=-+=-+==.综上所述,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+-+=为偶数为奇数n d n a n d n a a n 222121.注意换元后,要将最后的结果还原成关于n 的表达式.2.待定系数法:此类型题由于1a 和2a 作为数列奇数项和偶数项首项,会使得数列一些变形出现一些计算难度,故可以采用待定系数法来求统一的通项公式,考虑首项的因素,需要在原始的待定系数的前面加上()n 1-.具体操作如下:n a 1221,4,23n n a a a a n -===+≥n a【例14】(2014•新课标1卷理)已知数列{n a }的前n 项和为n S ,1a =1,0n a ≠,11n n n a a S λ+=-,其中λ为常数. (1)证明:2n n a a λ+-=;(2)是否存在λ,使得{n a }为等差数列?并说明理由.衍生1 等和数列——形如c a a n n =++1类型1.“等和数列”定义: 在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和都为同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和.2.若c a a n n =++1(c 为常数),则数列}{n a 为“等和数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分为奇数项和偶数项来讨论.衍生2 类等和数列——形如)(1n f a a n n =++类型处理思路:等和数列、类等和数列可以归结为跳跃等差数列问题,其基本思路是生成、相减;与“差型”的生成、相加(累加法)的思路刚好相呼应.当()b dn n f a a n n +==+++12时,则()b n d a a n n +-=++11,两式相减得:d a a n n =-+2,故{}n a 是公差为d 的跳跃等差数列,通过分奇偶项讨论进而将问题转化为{}12-n a 与{}n a 2是等差数列,然后求通项. 【例15】已知数列{}n a 的首项1a a =,1354n n a a n ++=-,求数列{}n a 的通项公式.六、跳跃等比数列通项公式——形如q a ann =+2类型1.定义:2+n a 与n a 不是数列{}n a 中连续的项,故此我们称满足q a a nn =+2条件的数列{}n a 为跳跃等比数列.2.分奇偶讨论法:通过对数列下标n 进行换元,分为奇数项与偶数项两种情况分而治之. ①当n 为奇数时,可令12-=k n (k N *∈),反解得21+=n k ,于是21112111112--+--⋅=⋅=⋅==n n k k n q a q a qa a a ;②当n 为偶数时,可令k n 2=(k N *∈),反解得2n k =,于是222122122---⋅=⋅=⋅==n n k k n q a q a qa a a .综上所述,⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅=--为偶数为奇数n qa n qa a n n n 222121.注意换元后,要将最后的结果还原成关于n 的表达式.【例16】已知数列{}n a 满足*212(),N ,1,2n n a qa q n a a +=≠∈==1,且233445,,a a a a a a +++成等差数列.求数列{}n a 的通项公式.衍生1 等积数列——形如p a a n n =⋅+1类型1.“等积数列”定义: 在一个数列中,如果每一项与它的后一项的积都为同一个常数,那么这个数列叫做等积数列,这个常数叫做该数列的公积.2.若p a a n n =⋅+1(p 为常数),则数列}{n a 为“等积数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分奇数项和偶数项来讨论.衍生2 类等积数列——形如)(12n f a a n n =⋅++类型处理思路:等积数列、类等积数列可以归结为跳跃等比数列问题,其基本思路是生成、相除;与“商型”的生成、相乘(累乘法)的思路刚好相呼应.若()n f 为n 的函数时,可通过逐商法得)1(1-=⋅+n f a a n n ,两式相除后,通过分奇偶项讨论将问题转化为{}12-n a 与{}n a 2是等比数列,然后再求通项.1.分奇偶讨论法:()B An n n q n f a a +++==12,则B n A n n q a a +-+=)1(1,两式相除得:A nn q a a =+2,故 {}n a 是公比为A q 的跳跃等比数列,⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⋅=∴----为偶数为奇数n q a q a n q a q a a A n n A n n A An 222221211211)()(.}{n a n n a a a 2,111=⋅=+七.斐波那契数列定义:一个数列,前两项都为1,从第三项起,每一项都是前两项之和,那么这个数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列;表达式2110,1,1--+===n n n F F F F F ()n N +∈通项公式:n nn F ⎡⎤⎥=-⎥⎝⎭⎝⎭⎦(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例)证明:线性递推数列的特征方程为:21x x =+,解得:1x =,2x 则1122n n n F c x c x =+∵121F F ==∴112222112211c x c x c x c x =+⎧⎨=+⎩解得:1c =;2c =∴n nn F ⎡⎤⎥=-⎥⎝⎭⎝⎭⎦斐波那契数列的一些性质:求和问题:①12-=+n n a S ;②n n a a a a a 212531=+++- ;③1122642-=++++n n a a a a a . 证明:①()()()1111112112122+=++++=+-++-+-=-=-++++++n n n n n n n n n n S a a a a a a a a a a a S S a ,故12-=+n n a S ,此证明方法也是错位相减的一种特例.②()()()n n n n n a S a a a a a a a a a a a 22212232432111231=+=+++++++=+++---- ,此证明过程也需要利用①的结论.③()()()11212122254321242-==+++++++=++++---n n n n n a S a a a a a a a a a a .这三个式子用数学归纳法证明也非常简单,无需强化记忆,每次列出前几项比划一下,考试中如果出现需要这些结论的,拿出前几项及时推导即可.平方和问题:122221+=+++n n n a a a a a (根据面积公式推导,如下图)构造正方形来设计面积,()()433221321232221a a a a a a S S S a a a =++=++=++,以此类推,也可以用数学归纳法证明,知道一个大致的方向即可. 裂项问题:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++++------123222423312222123242311111111111111n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a n n n n n a a a a a a a 212212221211111----=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+. 注意:如果是斐波那契数列的部分项求和也可以,比如⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=++++++-++++n m m m n m n m m m m m a a a p a a p a a p a a p 1112312 ,前提就是必须隔项,否则无法裂项相消.【例17】已知数列{}n a 满足:113a =,213a =,*11(,2)n n n a a a n N n +-=+∈…,则132435202120231111a a a a a a a a +++⋯+的整数部分为() A .6B .7C .8D .9【例18】意大利数学家列昂纳多·斐波那契是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人,斐波那契数列被誉为是最美的数列,斐波那契数列{}n a 满足11a =,21a =,()*123,n n n a a a n n --=+≥∈N .若将数列的每一项按照下图方法放进格子里,每一小格子的边长为1,记前n 项所占的格子的面积之和为n S ,每段螺旋线与其所在的正方形所围成的扇形面积为n c ,则其中不正确结论的是( )A .2111n n n n S a a a +++=+⋅B .12321n n a a a a a +++++=-C .1352121n n a a a a a -++++=-D .()121)4(3n n n n c c a n a π--+-≥=⋅【例19】斐波那契数列,又称“兔子数列”,由数学家斐波那契研究兔子繁殖问题时引入.已知斐波那契数列{}n a 满足10a =,21a =,()*21n n n a a a n ++=+∈N ,若记1352019a a a a M ++++=,2462020a a a a N ++++=,则2022a =________.(用M ,N 表示)【例20】(2022•天河区期末)意大利人斐波那契于1202年从兔子繁殖问题中发现了这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,…….即从第三项开始,每一项都是它前两项的和.后人为了纪念他,就把这列数称为斐波那契数列.下面关于斐波那契数列a n 说法正确的是( ) A .a 12=144B .a 2022是偶数C .a 2022=a 1+a 2+a 3…a 2022D .a 2022+a 2024=3a 2022【例22】(2023•荆州期末)2022年11月23日是斐波那契纪念日,其提出过著名的“斐波那契”数列,其著名的爬楼梯问题和斐波那契数列相似,若小明爬楼梯时一次上1或2个台阶,若爬上第n 个台阶的方法数为b n ,则( ) A .b 7=21B .b 1+b 2+b 3+b 5+b 7=51C .b 12+b 22+…+b n 2=b n •b n +1﹣1D .b n ﹣2+b n +2=3b n八.不动点与蛛网图(无需通项的无敌技能) 知识点一函数迭代和数列的关系已知函数)(x f y =满足+1=()n n a f a ,则一定有+1211=()()()n n n n a f a f a f a -==,故函数)(x f y =通过反复迭代产生的一系列数构成了数列{}n a 或者记为{}{}n n b x 、,而数列的每一项与函数迭代的关系可以如下表所示: 下面以函数21y x =+和数列121n n a a +=+①数列的递推式和函数的迭代式是有着相同的法则的,故数列的任何一项()+1,n n a a 都在函数)(x f y =上.②数列的通项公式是函数对1a 迭代1-n 次的结果,即11()n n a f a -=,每一次由于迭代产生出的因变量成为下一次迭代的自变量.③数列的首项1a 对整个数列有很大的影响,当迭代不断重复出现同一结果时,我们将其称为不动点.知识点二函数的迭代图像——蛛网图函数的迭代图像,简称蛛网图或者折线图,函数)(x f y =和直线y x =共同决定. 其步骤如下:1.在同一坐标系中作出)(x f y =和y x =的图像(草图),并确定不动点.(如图1所示)图1 图22.在找出不动点之后,确定范围,将不动点之间的图像放大,并找出起始点1a (如图2所示)3.由1a 向)(x f y =作垂直于x 轴的直线与)(x f y =相交,并确定交点()12,a a . 4.由()12,a a 向y x =作平行于x 轴的直线与y x =相交,并确定交点()22,a a . 5.由()22,a a 向)(x f y =作垂直于x 轴的直线与)(x f y =相交,并确定交点()23,a a . 重复4,5,直至找到点()1,n n a a +的最终去向.【例23】设数列{}n a 满足11(0),n a a a a +=>=证明:存在常数M ,使得对于任意的*n N ∈,都有n a M ≤.【例24】首项为正数的数列{a n }满足2*11(3),,4n na a n N +=+∈若对*n N ∈,一切都有1n n a a +>,求a 1的取值范围.知识点三蛛网图与数列的单调性定理1:)(x f y =的单调增区间存在两个不动点x 1,x 2(x 1<x 2),且在两个不动点之间形成一上凸的图形时,(如图9)则数列)(1n n a f a =+在两个不动点之间的区间是递增的,即1n n a a +>,在两不动点以外的区间则是递减的,即1n n a a +<.定理2:)(x f y =的单调增区间存在两个不动点x 1,x 2(x 1<x 2),且在两个不动点之间形成一下凹的图形时,(如图10)则数列)(1n n a f a =+在两个不动点之间的区间是递减的,即1n n a a +<,在两不动点以外的区间则是递增的,即1n n a a +>.图9 图10综上可得,当)(x f y =的单调增区间位于上凸内或者下凹外时,即当迭代起点1a 位于此区域时,一定有1n n a a +>同理,当迭代起点1a 位于单调增区间的上凸外或者下凹内时,一定有1n n a a +<.知识点四摆动数列以及由求导构造函数单调性来解决数列问题由反比例(递减函数)函数迭代构成的摆动数列,如图11所示,当)(x f 在区间为减函数时,和直线x y =相交于不动点,那么由此函数迭代构成的数列为摆动数列,即奇数项和偶数项构成相反的单调性,但都螺旋靠近不动点,极限也是不动点。
数列通项公式的求法各种数列问题在很多情形下,就是对数列通项公式的求解。
特别是在一些综合性比较强的数列问题中,数列通项公式的求解问题往往是解决数列难题的瓶颈。
本文总结出几种求解数列通项公式的方法,希望能对大家有帮助。
一、定义法直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目.例1.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.解: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∵255a S = ∴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用错定义,设法求出首项与公差(公比)后再写出通项。
二、公式法若已知数列的前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 n n 求解。
例2.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S nn n .求数列{}n a 的通项公式。
解:由1121111=⇒-==a a S a当2≥n 时,有,)1(2)(211nn n n n n a a S S a -⨯+-=-=-- 1122(1),n n n a a --∴=+⨯-,)1(22221----⨯+=n n n a a ……,.2212-=a a11221122(1)2(1)2(1)n n n n n a a ----∴=+⨯-+⨯-++⨯-].)1(2[323])2(1[2)1(2)]2()2()2[()1(21211211--------+=----=-++-+--+=n n n nn n n n n经验证11=a 也满足上式,所以])1(2[3212---+=n n n a 点评: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,但若能合写时一定要合并.三、由递推式求数列通项法对于递推公式确定的数列的求解,通常可以通过递推公式的变换,转化为等差数列或等比数列问题,有时也用到一些特殊的转化方法与特殊数列。
数列求解通项的方法总结方法一、公式法当已知数列的类型(如已知数列为等差或等比数列)时,可以设出首项和公差(公比),列式计算。
1、等差数列通项公式: dn a a n )1(1-+=2、等比数列通项公式:例1、设等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,等比数列{b n }的公比为q ,已知b 1=a 1,b 2=2,q=d ,S 10=100.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式 (2)当d >1时,记c n =,求数列{c n }的前n 项和T n .变式1、已知{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 1=b 1=1,b 2+b 3=2a 3,a 5﹣3b 2=7.(Ⅰ)求{a n }和{b n }的通项公式;(Ⅱ)设c n =a n b n ,n ∈N *,求数列{c n }的前n 项和.11-=n n q a a方法二、利用前n 项和与通项的关系已知数列{ a n }前n 项和S n ,求通项公式,利用 a n ={)1()2(11=≥--n S n S S n n 特别地,当n=1的值与S 1的值相同时,合并为一个通项公式,否则写成分段的形式。
例2、(1)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知2S n =3n+3.求{a n }的通项公式;(2)S n 为数列{a n }的前n 项和,己知a n >0,a n 2+2a n =4S n +3 (I )求{a n }的通项公式.(Ⅱ)设b n =,求数列{b n }的前n 项和.变式2、(2015·四川)数列{a n }(n=1,2,3…)的前n 项和S n ,满足S n =2a n ﹣a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(Ⅰ)求数列{a n }的通项公式; (Ⅱ)设数列的前n 项和为T n ,求T n .方法三、利用递推关系式与通项的关系类型1、累加法 形如)(1n f a a n n +=+例3、(2014·全国卷)数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n+2=2a n+1-a n +2.(1)设b n =a n+1-a n ,证明{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.变式3、已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。
2023届高考数学复习讲义5.6数列的证明及判定1.等差数列通项公式:a n ==.2.等差数列前n 项和公式:nd a n d d n n na aa n S n )2(22)1(2)(12121-+=-+=+=3.等比数列通项公式:a n ==..4.等比数列前n 项和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--==)1(1)1()1(11q q q a q naS n n 一.判定一个数列为等差数列的常见方法:(1)定义法:若d a a n n =-+1(d 是定值),则数列{a n }是等差数列;(2)等差中项法:若n n n a a a 211=++-(2≥n ),则数列{a n }是等比数列;(3)通项公式法:若a n =pn +q (p ,q 为常数)对任意的正整数n 都成立,则数列{a n }是等差数列.(4)前n 项和公式法:若S n =An 2+Bn (A ,B 是常数)对任意的正整数n 都成立,则{a n }是等差数列二、判定一个数列为等比数列的常见方法:(1)定义法:若a n +1a n=q (q 是非零常数),则数列{a n }是等比数列;(2)等比中项法:若a 2n +1=a n a n +2(n ∈N *,a n ≠0),则数列{a n }是等比数列;(3)通项公式法:若a n =Aq n (A ,q 为非零常数),则数列{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:若数列{a n }的前n 项和S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列考向一等差数列的判定与证明例1若数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=35,na n +1=(n +1)a n +n (n +1),试求数列{a n }的通项公式.思维升华判断数列{a n }是等差数列的常用方法方法解读定义法对于任意自然数n (n ≥2),a n -a n -1(n ≥2,n ∈N *)为同一常数⇔{a n }是等差数列等差中项法2a n -1=a n +a n -2(n ≥3,n ∈N *)成立⇔{a n }是等差数列通项公式法a n =pn +q (p ,q 为常数)对任意的正整数n 都成立⇔{a n }是等差数列前n 项和公式法验证S n =An 2+Bn (A ,B 是常数)对任意的正整数n 都成立⇔{a n }是等差数列【举一反三】1、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⎭⎫⎩⎨⎧n a n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.2、(2021·台州模拟)已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=2a n -1a n .(1)求证:数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-11n a 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.考向二等比数列的判定与证明例2已知数列{a n}满足a1=1,na n+1=2(n+1)a n,设b n=a n n .(1)求b1,b2,b3;(2)判断数列{b n}是否为等比数列,并说明理由;(3)求{a n}的通项公式.感悟升华等比数列的4种常用判定方法定义法若a n+1a n=q(q为非零常数,n∈N*)或a na n-1=q(q为非零常数且n≥2,n∈N*),则{a n}是等比数列中项公式法若数列{a n}中,a n≠0且a2n+1=a n·a n+2(n∈N*),则数列{a n}是等比数列通项公式法若数列通项公式可写成a n=c·q n-1(c,q均是不为0的常数,n∈N*),则{a n}是等比数列前n项和公式法若数列{a n}的前n项和S n=k·q n-k(k为常数且k≠0,q≠0,1),则{a n}是等比数列【举一反三】1、(2022·威海模拟)记数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,S n+1=4a n+1.设b n=a n+1-2a n.求证:数列{b n}为等比数列;2、已知各项都为正数的数列{a n }满足a n +2=2a n +1+3a n .(1)证明:数列{a n +a n-1}为等比数列;(2)若a 1=12,a 2=32{a n }的通项公式.A 组1、(2022届河南调研,18)已知数列{a n }满足a 1=4,a n+1=2a n +2n+1(n ∈N *),设数列{a n }的前n 项和为S n .(1)证明:数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n a 2是等差数列.(2)求S n .2、已知数列{a n }中,a 1=1,a n ·a n +1=n⎪⎭⎫ ⎝⎛21,记T 2n 为{a n }的前2n 项的和,b n =a 2n +a 2n -1,n ∈N *.判断数列{b n }是否为等比数列,并求出b n ;3、(2022届哈尔滨期中,20)在数列{a n }中,a 1=4,na n+1-(n+1)a n =2n 2+2n.(1)求证:;(2)n 项和S n .4、(2020哈尔滨香坊月考,17)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -n(n ∈N *).证明:数列{a n +1}是等比数列,并求数列{a n }的通项公式;B 组5、(2022届陕西宝鸡月考,18)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =14(a n +1)2(n ∈N *).(1)求a 1,a 2;(2)求证:数列{a n }是等差数列.6、(2021·全国统一考试模拟演练)已知各项都为正数的数列{a n }满足a n +2=2a n +1+3a n .(1)证明:数列{a n +a n +1}为等比数列;(2)若a 1=12,a 2=32{a n }的通项公式.7、(2021吉林白山第三次联考,19)在数列{a n }中,已知a 1=1,且a n+1a n =2n+1a n -2n a n +1.,并求出{a n }的通项公式;8、(2017课标Ⅰ,17,12分)记S n为等比数列{a n}的前n项和.已知S2=2,S3=-6.(1)求{a n}的通项公式;(2)求S n,并判断S n+1,S n,S n+2是否成等差数列.9、(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;③a2=3a1.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.10、(2021全国百强名校联考,18)已知数列{a n}满足a1=2,a n+1=12a n-12×3,b n=a n-13t1.求证:数列{b n}是等比数列;11、(2022·烟台模拟)已知在数列{a n}中,a1=1,a n=2a n1+1(n≥2,n∈N*),记b n=log2(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.12、(2021全国甲,18,12分)记S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a 2=3a 1,且数列{}是等差数列.证明:{a n }是等差数列.13、(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,证明:数列{b n }是等差数列;14、(2020河南名校联盟调研)已知首项为2的正项数列{a n }的前n 项和为S n ,且当n ≥2时,3S n -2=2-3S n-1.证明:数列{a n }是等差数列;C 组15、(2021·温州调研)已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a n +1=1-14a n ,b n =22a n -1,其中n ∈N *.求证:数列{b n }是等差数列,并求出数列{a n }的通项公式.16、已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a n≠0,a n a n1=λS n-1,其中λ为常数.+(1)证明:a n2-a n=λ;(2)是否存在λ,使得{a n}为等差数列?并说明理由.+17、若S n为等比数列{a n}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.(1)求a n及S n;(2)是否存在常数λ,使得数列{S n+λ}是等比数列?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.方法与技巧。
数列的证明和求数列通项公式数列的通项公式在高考中数列部分的考查既是重点又是难点,不论是选择题或填空题中对基础知识的考查,还是压轴题中与其他章节知识的综合,抓住数列的通项公式通常是解题的关键和解决数列难题的瓶颈。
求通项公式也是学习数列时的一个难点。
由于求通项公式时渗透多种数学思想方法,因此求解过程中往往显得方法多、灵活度大、技巧性强。
【基础知识整合】一、等差(等比)数列的证明常用方法: 1.定义法判断一个数列是等差数列,常采用的两个式子1n n a a d --=和1n n a a d +-=有差别,前者必须加上“2n ≥”,否则1n =时0a 无意义;在等比数列中一样有:①2n ≥时,有1nn a q a -==(常数q 0≠);②n *∈N 时,有1n na q a +==(常数q 0≠). 2.中项法212{}n n n n a a a a +++=⇔是等差数列,221(0)n n n n a a a a ++=≠{}n a ⇔是等比数列,这是证明数列{}n a 为等差(等比)数列的另一种主要方法 二、求数列通项公式的常用方法: 1. 公式法、利用11(1)(2)n nn S n S S n a -=⎧=⎨-≥⎩2. 求差(商)法:类似于 “12211125222n n a a a n +++=+ , 12321n n a a a a n +=+”等条件时,使用求差(商)法求解;3. 累加法:类似于“()1n n a a f n +-=”的条件时,使用累加法求解()11n n a a f n --=-[来源:学*科*网]()122n n a a f n ---=- ()233n n a a f n ---=-……()211a a f -=以上式子左右分别相加,得()()()()11231n a a f n f n f n f -=-+-+-⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 所以得到()()()()11231n a f n f n f n f a =-+-+-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅++ 4. 累乘法:类似于“()1n na f n a +=”的条件时,使用累乘法求解; ()()()()324112311231nn n a a a a a a f f f f n a a a a -==-5. 倒数法:类似于“1nn n ka a a k+=+”的条件时,使用倒数法求解 如:1121,2nn n a a a a +==+,求n a由已知得:1211122n n n n a a a a ++==+,∴11112n n a a +-= ∴1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,111a =,公差为12,∴()()11111122n n n a =+-=+,∴21n a n =+ 6. 构造法:[来源:学科网ZXXK]比如:()1,0,1,0n n a ka d k d k k d -=+≠≠≠为常数,[来源:学科网ZXXK]可转化为等比数列,设()()111n n n n a c k a c a ka k c --+=+⇒=+- 令()1k c d -=,∴1d c k =-,∴1n d a k ⎧⎫+⎨⎬-⎩⎭是首项为11d a k +-,k 为公比的等比数列 ∴1111n n d d a a k k k -⎛⎫+=+ ⎪--⎝⎭,1111n n d d a a k k k -⎛⎫=+- ⎪--⎝⎭∴ 类型一 等差(等比)数列的证明 【典例1】 【2016年高考新课标Ⅲ(17)】已知数列{}n a 错误!未找到引用源。
的前n 项和1n n S a λ=+错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
其中0λ≠.(1)证明{}n a 错误!未找到引用源。
是等比数列,并求其通项公式;【答案】(I )1)1(11---=n n a λλλ [来源:]【解析】试题分析:(I )首先利用公式11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,得到数列{}n a 的递推公式,即可得到{}n a 错误!未找到引用源。
是等比数列及{}n a 错误!未找到引用源。
的通项公式;考点:数列的通项n a 与前n 项和n S 的关系,等比数列的定义、通项公式及前n 项和.【典例2】 正数数列{}n a 和{}n b 满足:对任意自然数1n n n n a b a +,,,成等差数列,11n n n b a b ++,,成等比数列.证明:数列{}n b 为等差数列.【证明】依题意,1002n n n n n a b b a a +>>=+,,,且11n n n a b b ++=,1(2)n n n a b b n -∴=≥.112n n n n n b b b b b -+∴=+.由此可得112n n n b b b -+=+.即11(2)n n n n b b b b n ---=-≥.∴数列{}n b 为等差数列.【思路点拨】本题依据条件得到n a 与n b 的递推关系,通过消元代换构造了关于{}n b 的等差数列,使问题得以解决.通过挖掘n S 的意义导出递推关系式,灵活巧妙地构造得到中项性质,这种处理大大简化了计算. 【变式训练】在数列{}n a 中,21111,2(1)()n n a a a n N n++==+∈.(Ⅰ)证明数列2n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭成等比数列,并求{}n a 的通项公式;【解析】(Ⅰ)由条件得1221(1)2n na a n n +=+,又1n =时,21n a n =, 故数列2n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成首项为1,公比为12的等比数列.从而2112n n a n -=,即212n n n a -=.类型二、 求数列的通项公式(1)形如:()()n n n S f a S f n ==或,求n a【典例3】 【2016年高考山东理(18)】 已知数列{}n a 的前n 项和2=38n S n n +,{}n b 是等差数列,且1.n n n a b b +=+(I )求数列{}n b 的通项公式; 【答案】(I )13+=n b n 【解析】考点:数列前n 项和与第n 项的关系;等差数列定义与通项公式; 【解题技巧】[来源:Z,xx,]对于此类问题,解题方法总结如下:第一步 利用n S 满足条件p ,写出当2n ≥时,1n S -的表达式;第二步 利用1(2)n n n a S S n -=-≥,求出n a 或者转化为n a 的递推公式的形式;第三步 根据11a S =求出1a ,并代入{}n a 的通项公式进行验证,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式或根据1a 和{}n a 的递推公式求出n a .(2)形如:1()n na f n a +=或1()n n a a f n +=⨯,求n a 【典例4】 【2017浙江省温州市高三月考试题】在数列{n a }中,1a =1,n a =n -1n -1n a (n ≥2),则数列{n a }的通项公式是__________. 【答案】n a =1n .【解析】∵n a =n -1n -1n a (n≥2),∴-1n a =n -2n -1-2n a ,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得n a =a 1·12·23·…·n -1n =1a n =1n .当n =1时,a 1=1,上式也成立.∴n a =1n .【解题技巧】对于此类问题,解题方法总结如下:第一步 将递推公式写成1()n na f n a +=; 第二步 依次写出211,,n n a aa a -⋅⋅⋅,并将它们累加起来; 第三步 得到1na a 的值,解出n a ; 第四步 检验1a 是否满足所求通项公式,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式. (3)形如:1()n n a a f n +-=或1()n n a a f n +=+,求n a 【典例5】 在数列{n a }中,1a =2,+1n a =n a +1n (n +1),则数列{n a }的通项公式是__________.【答案】13n a n =-【解析】由题意得a n +1-a n =1n (n +1)=1n -1n +1,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 111111111=()()()(1)23121232n n n n n -+-++-+-+=----【解题技巧】对于此类问题,解题方法总结如下:第一步 将递推公式写成1()n n a a f n +-=;第二步 依次写出121,,n n a a a a --⋅⋅⋅-,并将它们累加起来; 第三步 得到1n a a -的值,解出n a ;第四步 检验1a 是否满足所求通项公式,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式. 【变式训练1】已知数列{}n a 的前项和为n S ,若()=2-4n n S a n N *∈,,则=na ( )A. 12n + B. 2n C. -12n D. -22n【答案】A.考点:本题主要考查数列的通项公式. 【变式训练2】已知数列{n a }中,1a =1,n n n a a 21=+(n )+∈N ,则数列{n a }的通项公式为( ) A .12-=n n a B .n n a 2= C .2)1(2-=n n n a D .222n n a =【答案】C 【解析】试题分析:1231132411231222222n n n n nn n n n a a a a aa a a a a a a -++-=⇒=⇒⋅⋅=⨯⨯⨯⨯,即()()()()1111231222112222n n n n n n n n n a a a a ---++++-==⇒==.故C 正确.考点:1累乘法求通项公式;2等差数列的前n 项和.。