数列求和5种常考题型总结【题型目录】题型一:分组求和法题型二:裂项相消法求和题型三:错位相减法求和题型四:先求和,再证不等式题型五:先放缩,再求和【典型例题】【例1】已知数列{}n a 的前n 项和1*44(N )33n n S n +=-∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log n n n b a a =+,求数列{}n b 的前n 项和n T .【例2】已知各项均为正数的数列{}n a 中,11a =且满足221122n n n n a a a a ++-=+,数列{}n b 的前n 项和为n S ,满足213n n S b +=.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)若在k b 与1k b +之间依次插入数列{}n a 中的k 项构成新数列{}1122334564:,,,,,,,,,,n c b a b a a b a a a b ,求数列{}n c 中前40项的和40T .【例3】设n S 是各项为正的等比数列{}n a 的前n 项的和,且*2334N S a n ∈=,=,.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)在数列{}n a 的任意k a 与1k a +项之间,都插入()*N k k ∈个相同的数()1kk -,组成数列{}n b ,记数列{}n b 的前n 项的和为n T ,求100T 的值.【题型专练】1.已知数列{}n a 是等差数列,数列{}n b 是等比数列,若111a b ==,22331a b a b -=-=.(1)求数列{}n a 与数列{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b +的前n 项和n S .2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11n n n S S a +=++,请在①4713a a +=;②137,,a a a 成等比数列;③1065S =,这三个条件中任选一个补充在上面题干中,并解答下面问题.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n n b a -是公比为2的等比数列,13b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .3.(2022·广东广州·一模)已知公差不为0的等差数列{}n a 中,11a =,4a 是2a 和8a 的等比中项.(1)求数列{}n a 的通项公式:(2)保持数列{}n a 中各项先后顺序不变,在k a 与1(1,2,)k a k += 之间插入2k ,使它们和原数列的项构成一个新的数列{}n b ,记{}n b 的前n 项和为n T ,求20T 的值.4.已知等差数列{}n a 满足121,21n n a a a ==+,设2n an b =.(1)求{}n b 的通项公式,并证明数列{}n b 为等比数列;(2)将1b 插入12,a a 中,23,b b 插入23,a a 中,456,,b b b 插入34,a a 中, ,依此规律得到新数列1122334564,,,,,,,,,,a b a b b a b b b a ,求该数列前20项的和.题型二:裂项相消法求和【例1】首项为4的等比数列{}n a 的前n 项和记为n S ,其中546S S S 、、成等差数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;100【例2】已知数列{}n a 的首项为正数,其前n 项和n S 满足2343n n n nS a S a =--.(1)求实数λ的值,使得{}2n S λ+是等比数列;(2)设13n n n n b S S +=,求数列{}2n b 的前n 项和.【解析】(1)当1n =时,111823a a a =-,11S a =,解得22118S a ==;当2n ≥时,把1n n n a S S -=-代入题设条件得:22198n n S S -=+,即()221191nn S S -+=+,很显然}{21n S +是首项为8+1=9,公比为9的等比数列,∴1λ=;(2)由(1)知{}21n S +是首项为21190S +=≠,公比9q =的等比数列,所以291nnS =-,()()()()()()1211191919111188919919199111n nnnn n n n n n b ++++---⎛⎫==⨯=- ---⎝---⎭.故数列{}2n b 的前n 项和为:2221122334112111111111111891919191919191918891n n n n b b b ++⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+=-+-+-++-=- ⎪ ⎪---------⎝⎭⎝⎭.【例3】数列{}n a 的前n 项和n S ,342n n S a =-.(1)求n a ;(2)令2log 1n n b a =,求数列{}1n n b b +的前n 项和n T .)问的结论以及对数的运算性质,再利用裂项相消法进行求解【例4】(湖北省二十一所重点中学2023届高三上学期第三次联考数学试题)已知等差数列{}n a 的首项10a >,记数列{}n a 的前n 项和为()*N n S n ∈,且数列为等差数列.(1)证明:数列2n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为常数列;(2)设数列11n n n a S a a +⎧⎫⎨⎩⎭的前n 项和为()*N n T n ∈,求{}n T 的通项公式.【例5】已知数列{}n a 满足1n a +=11a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)1n c a a =+,n S 是数列{}n c 的前n 项和,求n S .【题型专练】1.记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.已知53227S S S -=-,且12,1,a a -成等差数列.(1)求{}n a 的通项公式;2.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足22n n n S a a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设4n b a a =,数列{}n b 的前n 项和为n T ,证明:3n T <.3.已知数列{}n a 是公差不为零的等差数列,2414a a +=,且1a ,2a ,6a 成等比数列.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n S .【解析】(1)等差数列{}n a 中,324214a a a =+=,解得37a =,因1a ,2a ,6a 成等比数列,即2216a a a =,设{}n a 的公差为d ,于是得()()()277273d d d -=-+,整理得230d d -=,而0d ≠,解得3d =,所以()3332n a a n d n =+-=-.(2)由(1)知,()()1111()323133231n b n n n n ==--+-+,所以111111[(1)()()]34473231n S n n =-+-+⋅⋅⋅+--+11(1)33131nn n =-=++.4.记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知11a =,且13n n S a +=-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)已知数列{}n c 满足________,记n T 为数列{}n c 的前n 项和,证明:2n T <.从①211(1)(2)n n n n c a a a +++--=②221log n n n a c a ++=两个条件中任选一个,补充在第(2)问中的横线上并作答.【解析】(1)13n n S a +=- ①,当1n =时,123a a =-,24a ∴=;当2n ≥时,13n n S a -=-②①-②得,即12n n a a +=又2142a a =≠,∴数列{}n a 是从第2项起的等比数列,即当2n ≥时,2222n nn a a -=⋅=.1,1,2, 2.n n n a n =⎧∴=⎨≥⎩.(2)若选择①:()()()()()()2211111122211212212121222121n n n n n n n n n n n n a c a a ++++++++⋅⎛⎫====- ⎪--------⎝⎭,2231111111121212212121212121n n n n T ++⎛⎫⎛⎫∴=-+-++-=-< ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭.若选择②122n n n c ++=,则23134122222nn n n n T +++=++++ ③,34121341222222n n n n n T ++++=++++ ④,③-④得341212131112311212422224422n n n n n n n T ++-+++⎛⎫⎛⎫=++++-=+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ,14222n n n T ++∴=-<.5.已知数列{}n a 前n 项和为n S ,且()21n S n n =+,记221(1)nn n n na b a a +=-+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b 的前n 项和为n T ,求2021T .【解析】(1)()112n S n n =+,当1n =时,111212S =⨯⨯=;当2n ≥,n *∈N 时,()1112n S n n -=-,()()1111122n n n a S S n n n n n -=-=+--=.当1n =时也符合,()n a n n N *∴=∈.(2)()()()()()()221212111111111nn n n n n n n n n a n b a a n n n n n n ++++⎛⎫=-=-=-=-+ ⎪++++⎝⎭202111111111 (122)33420212022T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=-++-++-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭111111112023=1 (1223342021202220222022)--++--+--=--=-.题型三:错位相减法求和【例1】已知数列{}n a 满足12a =,且11220n n n n a a a a +++⋅-=,数列{}n b 是各项均为正数的等比数列,n S 为{}n b 的前n 项和,满足14b a =,378S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设nnb C a =,记数列{}n C 的前n 项和为n T ,求n T 的取值范围.【例2】已知各项均不为零的数列{}n a 满足()1212320n n n n n a a a a a ++++-+=,且11a =,23a =,设1n n nb a a +=-.(1)证明:{}n b 为等比数列;(2)求1n n a ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和n T .【例3】已知数列{}n a 的首项*112,322,N n n a a a n n -==+≥∈.(1)求n a ;(2)记()3log 1n n n b a a =⋅+,设数列{}n b 的前n 项和为n S ,求n S .【例4】已知各项为正数的数列{}n a 前n 项和为n S ,若()214n n S a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设3nn na b =,且数列{}n b 前n 项和为n T ,求证:1n T <.【例5】已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足()*22N n n S a n =-∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令4n n b a n =-,求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【题型专练】1.若公比为c 的等比数列{}n a 的首项11a =且满足12(3,4,)2n n n a a a n --+==⋅⋅⋅.(1)求c 的值;(2)求数列{}n na 的前n 项和n S .2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,121n n S a +=-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设(21)n n b n a =-,数列{}n b 的前n 项和为n T ,若存在*n ∈N 且2n ≥,使得2(1)(1)(1)n T n n n λ-≤-+成立,求实数λ的最小值.3.已知数列{}n a 前n 项和为12,n S a =,且满足()*1,N 2n n S a n n +=+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()()211n n b n a =--,求数列{}n b 的前n 项和n T .4.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且26a =,()121n n a S +=+.(1)证明:{}n a 为等比数列,并求{}n a 的通项公式;(2)求数列{}n na 的前n 项和n T .【答案】(1)证明见解析,123n n a -=⨯(*n ∈N )5.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,12a =,426S =.正项等比数列{}n b 中,12b =,2312b b +=.(1)求{}n a 与{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b 的前n 项和n T .【答案】(1)31n a n =-,2nn b =,(2)()13428n n T n +=-+【解析】【分析】(1)由等差数列的通项公式与求和公式,等比数列的通项公式求解即可;(2)由错位相减法求解即可(1)设等差数列的公差为d ,由已知得,4342262d ⨯⨯+=,解得3d =,所以()()1123131n a a n d n n =+-=+-=-,即{}n a 的通项公式为31n a n =-;设正项等比数列{}n b 的公比为(),0q q >,因为12b =,2312b b +=,所以()2212q q+=,所以260qq +-=,解得2q =或3q =-(负值舍去),所以2nn b =.(2)()312n n n a b n =-,所以()()1231225282342312n nn T n n -=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-+-,所以()()23412225282342312n n n T n n +=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+-+-,相减得,()123412232323232312n n n T n +-=⨯+⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⋅--()()211132122231212n n n -+⨯⨯-=⨯+---,所以()13428n n T n +=-+.题型四:先求和,再证不等式【例1】设n S 为数列{n a }的前n 项和,已知123n n S a a +=,且10a ≠.(1)证明:{n a }是等比数列;(2)若12341,21,a a a -+成等差数列,记32log 1n n b a =-,证明12231111n n b b b b b b ++++ <12.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【例2】已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,___________,*n ∈N .在下面三个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.①22n n S a =-;②122222n n a a a n ++⋯⋯+=;③221232n n n a a a a +⋯⋯=注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记(1)(1)n n a b a a =--,n T 是数列{}n b 的前n 项和,若对任意的*n ∈N ,1n kT n>-,求实数k 的取值范围.项和,再将不等式恒成立问题转化求函数的最值问【例3】(2022江西丰城九中高二阶段练习)等差数列{}n a 中,前三项分别为,2,54x x x -,前n 项和为n S ,且2550k S =.(1)求x 和k 的值;(2)求n T =1231111nS S S S ++++ (3)证明:n T 1<【例4】(2022·浙江·高二期末)已知数列{}n a 满足114a =,134n n a a +=-.(1)证明数列{}2n a -为等比数列,并求{}n a 的通项公式;(2)设()()()113131nnn nn a b +-=++,数列{}n b 的前n 项和为n T ,若存在*n ∈N ,使n m T ≥,求m 的取值范围.【题型专练】1.已知数列{}n a 满足:()2222*12323N n a a a n a n n n ++++=+∈ .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记n S 为数列{}1n n a a +的前n 项和()*N n ∈,求证:24n S ≤<.2.(2022陕西安康市教学研究室高一期末)已知数列{}n a 满足12a =,1(2)2(1)n n n a n a ++=+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设n S 为数列{}n a 的前n 项和,证明:6n S <.3.已知数列{}n a 的首项13a =,()*1212,N n n a a n n -=+≥∈,()2log 1n n b a =+.(1)证明:{}1n a +为等比数列;(2)证明:1223111112n n b b b b b b +++⋅⋅⋅+<.【答案】(1)证明见解析4.已知数列{n a }的前n 项和为n S ,342n n S a =-,(1)求数列{n a }的通项公式;(2)设33log 4n n a b =,n T 为数列12n n b b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和.证明:12n T ≤<【答案】(1)143n n a -=⨯;(2)证明见解析.【分析】(1)利用,n n a S 关系及等比数列的定义求通项公式;,结合数列单调性即可证结论5.已知数列{}n a 的前n 项和31n n S =-,其中*N n ∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足11b =,()132n n n b b a n -=+≥,(i )证明:数列13nn b -⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列;(ii )设数列{}n b 的前n 项和为n T ,求380n n T n -⋅<-成立的n 的最小值.【答案】(1)()1*2·3n n a n -=∈N (2)(i )证明见解析;(ii )5【分析】(1)根据11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩即可求解;(2)11323n n n b b --=+⨯,两边除以13n -即可证明等差数列;利用错位相减法求n T ,解不等式即可求得n 的最小值.(1)31n n S =-,6.(2022·安徽·高三开学考试)已知数列{}n a 满足(12122n n a a a a n -+++-=- 且)*N n ∈,且24a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列()()1211n n n a a +⎧⎫⎪⎪⎨⎬--⎪⎪⎩⎭的前n 项和为n T ,求证:132<≤n T .【答案】(1)()*2n n a n =∈N (2)证明见解析【分析】(1)将已知条件与1212n n a a a a ++++-=- 两式相减,再结合等比数列的定义即可求解;(2)利用裂项相消求和法求出n T 即可证明.(1)题型五:先放缩,再求和【例1】已知数列{}n a 的前n 项和为12n S a =,,当2n ≥时,()21212n n n S nS n n --=+-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求证:2222111123a a a a +++< .【例2】(2022·浙江省义乌中学模拟预测)已知数列{}n a 单调递增且12a >,前n 项和n S 满足2441n n S a n =+-,数列{}n b 满足212n n nb b b ++=,且123a a b +=,233b a +=.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式;(2)若1n c a b =,求证:123415n c c c c ++++< .【例3】已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足12a =,()1202n n n a S S n -+=≥(1)求n a 和n S (2)求证:22221231124n S S S S n+++⋯+≤-.【例4】已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,22a =,且214n n n S S a ++=+.(1)求n a ;(2)求证:121112111n a a a +++<+++ .【答案】(1)()12n n a n -*=∈N (2)证明见解析【分析】(1)分析可知数列{}21k a -是首项为11a =,公比为4的等比数列,数列{}2k a 是首项为22a =,公比【题型专练】1.已知数列{}n a 满足:12a =,132n n a a +=-,n *∈N .(1)设1n n b a =-,求数列{}n b 的通项公式;(2)设31323log log log n n T a a a =++⋅⋅⋅+,()n *∈N ,求证:()12n n n T ->.【答案】(1)13n n b -=(2)证明见解析2.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}n a 前n 项积为n T ,且*1()n n a T n +=∈N .(1)求证:数列11n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭为等差数列;(2)设22212n n S T T T =++⋅⋅⋅+,求证:112n n S a +>-.为以3.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,()*322n n a S n n N =+∈.(1)证明:数列{}1n a +为等比数列,并求数列{}n a 的前n 项和为n S ;(2)设()31log 1n n b a +=+,证明:222121111nb b b ++⋅⋅⋅+<.【解析】(1)当1n =时,11322a S =+,即12a =由322n n a S n =+,则()1132212n n a S n n --=+-≥两式相减可得13223n n n a a a -=+-,即132n n a a -=+所以()1131n n a a -+=+,即1131n n a a -+=+数列{}1n a +为等比数列则()112133n n n a -+=+⨯=,所以31n n a =-则()()1231333333132nn n n n n S +--=+++-==--L (2)()1313log 1log 31n n n b a n ++=+==+()()2211111111n b n n n n n =<=+++所以2221211111111111122311n b b b n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+<-+-++-=-< ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭L4.已知数列{}n a 满足11a =,且11n n a a n +-=+,n S 是1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和.(1)求n S ;(2)若n T 为数列2n S n ⎧⎫⎪⎪⎛⎫⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭的前n 项和,求证:232n n T n >>+.。