数列微专题
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数列的重要公式:1、等差数列通项:n 1a a n 1d ()=+-2、等差数列求和:1n n a a nS 2()+=3、等比数列通项:n 1n 1a a q -=4、等比数列求和:nn 11q S a 1q -=-5、求和与通项的关系:n 1n 1n a S S ++=-{}n a 中,前三项依次为1x 1+,56x ,1x,求:105a ?=100个自然数(1到100)中,除以7余2的所有数之和S ?={}n a 中,前n 项和为n S . 若1a 0>,16S 0>,17S 0<,则n S 最大时,n ?={}n a 的通项公式n a =,若它的前n 项和n S 9=,求:n ?=等差数列{}n a ,其公差d 0≠,其中,2a 、3a 、6a 依次构成等比数列,求公比q ?={}n a 的前n 项和n S ,且1a 1=,11S 33=. 设nan 1b 2⎛⎫= ⎪⎝⎭,求证:{}n b 是等比数列,并求其前n 项和nT .x y ≠,且两个数列:12x a a y ,,,和123x b b b y ,,.,均为等差数列,求:13a xy b ?-=-{}n a 的前n 项和n S 满足:2n n n 10S a 5a 6=++,且1a 、3a 、15a 成等比数列,求数列{}n a 的通项n a ?={}n a 的前n 项和n 1S n n 1n 23()()=++,试求数列n 1a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ?= {}n a 的前n 项和为n S ,其首项1a 1=,且满足n n 3S n 2a ()=+,求通项n a ?={}n a 中,相邻两项n a 和n 1a +是二次方程2n n n x 3nx c 0++=n 123(,,,...)=的两个根,当1a 2=时,试求100c ?={}n a 和{}n b ,其公比的绝对值都小于1,其各项和分别是n k k 1S a 1∞===∑和n k k 1T b 2∞===∑,对一切自然数都有:2n n a b =,求这两个数列的首项和公比.{}n a 的前n 项和为n S ,11a 2=,当n 2≥时,满足:n n n 1a 2S S 0-+=;求证:数列n 1S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列;并求{}n S的通项公式n S ?={}n a 的首项11a 2=,且满足:10103020102S 21S S 0()-++=. (1)求{}n a 的通项;(2)求{}n nS 的前n 项和n T .{}2n x log 的第m 项等于k ,第k 项等于m (其中m k ≠),求数列{}n x 的前m k +项的和.{}n a 中,15a 6=,n 1n 1n 11a a 32++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求通项n a ?={}n a ,1a 4=,且当n 2≥时满足:n n 1a 3a 2n 1-=+-,求通项n a ?=设数列{}n a ,1a 1=,2a 2=,且满足:n 2n 1n a 3a 2a ++=-,n N *()∈,求通项n a ?={}n a ,1a 1=,且满足:n 1nn 1a a 4a 2()+=-,求通项n a ?={}n a 中,1a 2=,且满足:n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+,n N *()∈,求通项n a ?={}n a 中,1a 3=,且满足:n n 1n 4a 2a a 1+-=+,求通项n a ?={}na中,1a5=,且满足:nn1n2a3aa++=,求通项n a?={}na中,1a4=,且满足:2nn1naa2a1()+=-,nnna2ba-=,求通项n b?={}na中,前三项依次为1x1+,56x,1x,求:105a?=n n k n k2a a a-+=+即:51126x x x1⋅=++,即:5113x x x1-=+即:213x x1=+,即:23x x1=+,则:x2=.故首项为:111ax13==+,公差为:1511dx6x6x12=-==;n11n1n3a a n1d31212()-+=+-=+=.故:1051053a912+==.100个自然数(1到100)中,除以7余2的所有数之和S?=由题意,这是一个首项为1a2=,公差为d7=的等差数列.故,这些数构成的数列为:na27n17n5()=+-=-;在100之内,设n的最大数m,则:1007m5=-,即:m15=;这些数之和S为:115a a15210015S76522()()+⨯+⨯==={}na中,前n项和为n S. 若1a0>,16S0>,17S0<,则n S最大时,n ?=n 1a a n 1d()=+-1n n 1a a n n n 1S na d 22()()+-==+; 则依题意:16S 0>,即:1611615S 16a d 02⨯=+>, 即:115a d 02+> ① 由①:1d a 7d 02++>,即:8d a 02+>,即:8da 2>- ② 由①:1d a 8d 02+->,即:9da 2> ③ 以及:17S 0<,即:1711716S 17a d 02⨯=+<, 即:1a 8d 0+<,即:9a 0< ④由③④得:9da 02(,)∈,即:d 0< ⑤将⑤代入②得:8da 02>-> ⑥ 故由④⑥知,n S 求和累加时,加到8a 时n S 在增加;加到9a 时n S 开始减小,则最大时,n 8=.{}n a 的通项公式n a=,若它的前n 项和n S 9=,求:n ?=n a ==则:nn k 1S 19====∑即:10=,即:n 1100+=,于是:n 99=等差数列{}n a ,其公差d 0≠,其中,2a 、3a 、6a 依次构成等比数列,求公比q ?=n 1a a n 1d ()=+-,得:32a a d =+,62a a 4d=+,因为2a 、3a 、6a 3a2326a a a =,即:2222a d a a 4d ()()+=+; 即:2222222a 2a d d a 4a d ++=+,即:22d 2a d=因为d 0≠,故上式得:2d 2a =;322222a a d 3a q 3a a a +====.{}n a 的前n 项和n S ,且1a 1=,11S 33=. 设nan 1b 2⎛⎫= ⎪⎝⎭,求证:{}n b 是等比数列,并求其前n 项和n T .等差数列通项:n 1a a n 1d ()=+-,求和公式:n 1n n 1S na d 2()-=+; 则:111110S 11d 332⨯=+=,即:1155d 33+=,故:2d 5=. 于是,将1a 1=,2d 5=n 22n 3a 1n 155()+=+-=则:n2n 3a 5n 11b 22+⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,n 12n 13a 5n 111b 22()++++⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭故:2n 132n 32555n 1n b 11q b 22()+++-+⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当n 1=时,数列首项1a 111b 22⎛⎫==⎪⎝⎭故{}n b 是首项为11b 2=,公比为251q 2⎛⎫= ⎪⎝⎭的等比数列,其通项为:2n35n1b2+⎛⎫= ⎪⎝⎭. 证毕.2n5nn12n5111q112T b111q2122⎛⎫- ⎪-⎛⎫⎝⎭==⋅=-⎪-⎝⎭-.x y≠,且两个数列:12x a a y,,,和123x b b b y,,,,均为等差数列,求:13a xy b?-=-1d和2d,则:11y xa x d3--==,32y xy b d4--==.故:131y xa x431y b3y x4()()--==--{}na的前n项和n S满足:2n n n10S a5a6=++,且1a、3a、15a成等比数列,求数列{}n a的通项n a?=由已知:2n n n10S a5a6=++①2n1n1n110S a5a6+++=++②由②-①:22n1n1n n1n10a a a5a a()()+++=-+-移项合并:22n1n n1na a5a a0()()++--+=,即:n1n n1naa a a50()()+++--=由于正项数列n1na a0()++>,所以:n1na a50+--=,即:n1na a5+-=由此得到{}n a是公差为d5=设:等差数列n1a a5n1()=+-,则:31a a10=+,151a a70=+由1a、3a、15a23115a a a=,即:2111a10a a70()()+=+即:221111a20a100a70a++=+,故:1a2=.所以:na25n15n3()=+-=-{}na的前n项和n1Sn n1n23()()=++,试求数列n1a⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n项和nT?=由已知:n1111S n n1n2n n12n4n n12n1n n13662()()=()()=()()() =++++++++及:n2k11k nn12n16()()==++∑和:nk11k n n12()==+∑2na n=求和,一个na n=求和即:222112n n n12n16...()()+++=++112n n n12...()+++=+故由n11S n n12n1n n162=()()()++++得:2na n n n n1()=+=+那么:n1111a n n1n n1()==-++;所以:nnk1111nT1k k1n1n1()==-=-=+++∑.{}na的前n项和为n S,其首项1a1=,且满足n n3S n2a()=+,求通项na?=由已知:n n3S n2a()=+①n1n13S n1a()--=+②由①-②:n n n13a n2a n1a()()-=+-+移项合并:n n1n1a n1a()()--=+,即:nn1a n1a n1-+=-③由此递推得:n n 12n 11n 1n 21a a a n 1n n 112a a a a a a n 1n 2n 31......---+-+⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⋅⋅⋅⋅= ⎪⎪⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭即:n 1n n 1n n 1a a 212()()⋅++==⋅.{}n a 中,相邻两项n a 和n 1a +是二次方程2n n n x 3nx c 0++=n 123(,,,...)=的两个根,当1a 2=时,试求100c ?= n n 1a a 3n ++=- ①n n 1n a a c +⋅= ②由①式得:n 1n 2a a 3n 1+(+)++=-③由③-①得:n 1n 2n n 1a a a a 3()()++++-+=-,即:n 2n a a 3+-=-④④式表明:1352k 1a a a a ,,,...,-和2462k a a a a ,,,...,都是公差为3-又因1a 2=,代入①式可得:12a a 3+=-,即:2a 5=-于是得到等差数列为:2k 11a a k 1323k 353k ()()-=+--=-+=-⑤ 2k 2a a k 1353k 323k()()=+--=--+=--⑥那么由⑥得:100a 2350152=--⨯=-由⑤得:101a 5351148=-⨯=-代入②式得:100100101c a a 152********()()=⋅=-⨯-={}n a 和{}n b ,其公比的绝对值都小于1,其各项和分别是k k 1S a 1∞===∑和k k 1T b 2∞===∑,对一切自然数都有:2n n a b =,求这两个数列的首项和公比.由1a S 11q==-和1b T 21r ==-1a 1q =-,及 1b 21r ()=-.设这两个等比数列的通项公式分别为:n 1n 1n 1a a q 1q q ()--==-① n 1n 1n 1b b r 21r r ()--==-②将①②两式代入2n n a b =,并采用赋值法,分别令n 1=和n 2=得: 211a b =,即:21q 21r ()()-=- ③ 222a b =,即:221q q 21r r()()-=-④由③④得:2r q =⑤将⑤式代入③式得:221q 21q ()()-=- 因为:q 1≠(已知q 1<),则上式化简为:1q 21q ()-=+,即:1q 3=- ⑥将⑥代入⑤式得:1r 9=⑦ 则:14a 1q 3=-=,21116b a 9== ⑧ 将⑥和⑦分别代入①式和②式得:()n 1nn 1n 1n n 4114a 1q q 413333()-+-⎛⎫⎛⎫=-=⋅-=--=-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;n 1n 1n n8116b 21r r2999()--⎛⎫=-=⨯⨯=⎪⎝⎭故本题答案: 14a 3=,116b 9=,1q 3=-,1r 9=.{}na的前n项和为n S,11a2=,当n2≥时,满足:n n n1a2S S0-+=;求证:数列n1S⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列;并求{}n S的通项公式n S?=将n n n1a S S-=-代入n n n1a2S S0-+=得:n n1n n1S S2S S0---+=在同除以n n1S S-得:n1n1120S S--+=,则:n n1112S S--=①且11112S a==②由①②式表明:n1S⎧⎫⎨⎬⎩⎭是一个首项为112S=,公差为n n1112S S--=的等差数列.则:n122n12nS()=+-=③故:n1S2n=,n11S2n1()-=-于是:n n n1111a S S2n2n12n n1()()-=-=-=---故:n1n12a1n22n n1()()()⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥-⎪⎩{}na的首项11a2=,且满足:10103020102S21S S0()-++=. (1)求{}n a的通项;(2)求{}n nS的前n项和n T.(1)求{}n a的通项由于{}n a n项的求和为:nn11qS a1q-=-①由①则:303011q S a 1q -=-、202011q S a 1q -=-、101011q S a 1q -=-代入10103020102S 21S S 0()-++=得:3020101010111a 1q a 1q a 1q 22101q 1q 1q()()()()----++=---即:103010201021q 211q 1q 0()()()()--+-+-=除以101q ()-得:101020101021q q 211q 10()()()++-+++= 即:1010102010101021q 2q 21q 1q 10()()()++-+-++= 即:1020102q 1q 10()-++=,即:1020102q q 0-=即:1020102q q =,即:210102q q ()=,即:22q q =±,即:1q 2=±则:n 1n 1n 1n111a a q222--⎛⎫==⋅=⎪⎝⎭或 n 1n 1n 1n 1n111a a q 1222()---⎛⎫==⋅-=- ⎪⎝⎭第14题第(2)问解答:(2)求{}n nS 的前n 项和nT A.n n 1a 2=,其求和公式为:n n n 11112S 112212-=⋅=--故:nnn nn k k k k 1k 1k 1k 11kT kS k 1k 22()()()======-=-∑∑∑∑1>nk 1n n 1k 2()=+=∑ ② 2>nn k 23nk 1k 123n R 22222()...===++++∑③则:nn k 23n 1k 1k 234n2R 2122222()...-===+++++∑④由④-③得:n 2233n 1n 1n213243n n 1nR 1222222222()()()...()---=+-+-+-++--23n 1n 1111n 122222...-=+++++-n n n n n 11n 1n 2n 22121222212()-+=-=--=--综合1>和2>得:n nn k nk 1k 1k n n 12n T k 2222()()==++=-=+-∑∑B.n 1n n1a 12()-=-其求和公式为:nn n n n n111111112S 11123233212()()[()]()---=⋅=⋅--=-⋅--故:nnnn k k n k k kk 1k 1k 1k 1k 1k 1k T kS 11132332()[()]()()====⎛⎫==⋅--=-- ⎪⎝⎭∑∑∑∑ 1>nk 1k n n 136()()=+=∑2> n k n n k23n k 11k1123n U 113232222()...()=⎛⎫⎡⎤=-=-+-++- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑ ③ 则:n n 12n 11123n 2U 131222...()-⎡⎤=-+-++-⎢⎥⎣⎦④由③+④得:n n n 122n 1n 1n 12132n n 1n 3U 11132222222()()...()()()---⎡⎤=-+---++--+-⎢⎥⎣⎦n n 2n 1n 1111n 11132222...()()-⎡⎤=-+-++-+-⎢⎥⎣⎦n n 2n 1n 11111n 111322232...()()-⎡⎤=-+-++-+⋅-⎢⎥⎣⎦nn n n1111n 21133212()()()--=-⋅+⋅---n n n n211n 119232()[]()-=-⋅-+⋅-故:n n n n n2111nU 127292()()[]--=-⋅-+⋅于是:n n n nk n n nk 1k 1k 1k n n 12111nT 11k336272922()()()()()[]==⎛⎫+--=--=+⋅--⋅⎪⎝⎭∑∑.{}2n x log 的第m 项等于k ,第k 项等于m (其中m k ≠),求数列{}nx 的前m k +项的和.2n 21x x n 1d log =log +()-;则:2m 21x k x m 1dlog log ()==+-① 2k 21x m x k 1dlog log()==+-②由①-②得:k m m k d ()-=-d 1=- ③ 将③代入①得:21k x m 1log ()=-- 故首项为:21log x =m k 1+-④故{}2n log x 通项为:2n x m k 1n 1m k n log =()+---=+- ⑤ 则{}n x 的通项为:m k n n x 2+-=⑥由⑥式得:{}n x m k 1m k 11x 222+-+==⋅ ⑦1q 2=前m k +项求和:m km k m k m km km k11112S 2212112212++++++⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=⋅⋅=-=- ⎪⎝⎭-{}na中,15a6=,n1n1n11a a32++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求通项na?=令:n1nn1n111a a232()[()]λλ+++=+①则:n n nn1n n11111a a a33222362()()()λλλ+=+-=-②与已知n1nn1n n11111a a a32322++⎛⎫⎛⎫=+=+⋅⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭比较得:3λ=-由①令:n1n1n11b a32()+++=-,则:nn n1b a32()=-③则:1111532b a32623()=-⋅=-=-④于是由①得:n1nb1b3+=⑤故:{}n b是首项为12b3=-,公比为1q3=其通项为:n1n n212b333()()-=-⋅=-⑥由③得{}n a的通项为:nn n n n123a b3232()=+⋅=-+{}na,1a4=,且当n2≥时满足:n n1a3a2n1-=+-,求通项n a?=令:n n1a n c3a n1c[()]λλ-++=+-+①则:n n1n1a3a3n33c n c3a2n32cλλλλλ--=+-+--=+-+与已知n n1a3a2n1-=+-比较得:22=λ,32c1λ-+=-即:1λ=,c1=.则令:n n n b a n c a n 1λ=++=++ ② 则:n 1n 1b a n --=+ ③11b a 116=++= ④将②③代入①得:n n 1b 3b -=,即:nn 1b 3b -= ⑤ 故由④⑤得:{}n b 是首项为1b 6=,公比为q 3=故:n 1n 1n n 1b b q 6323--=⋅=⋅=⋅ ⑥ 于是由②得:n n n a b n 123n 1=--=⋅--设数列{}n a ,1a 1=,2a 2=,且满足:n 2n 1n a 3a 2a ++=-,n N *()∈,求通项n a ?=本题是二阶递推数列,且看如何解:n 2n 1n 1n a a a a ()λχλ+++-=- ① 则:n 2n 1n 1n n 1na a a a a a ()λχχλχλχλ++++=+-=+-与已知n 2n 1n a 3a 2a ++=-比较系数得:32χλχλ+=⎧⎨=⎩若将χ、λ看成是一元二次方程的两个根,则又韦达定理得到这个方程为:2x 3x 20-+=上述方程的解为:1=χ,2=λ,或2=χ,1=λ,这两组解推出的数列通项的结果是一样的. 取2=χ,1=λ ②令:n n 1n b a a +=- ③则121b a a 1=-=,n 1n2n 1b a a +++=-④将③④代入①得:n 1nb 2b χ+== ⑤ 则{}n b 是首项为1b 1=,公比为2χ=其通项为:n 1n 1n 1b b 2χ--=⋅=故由③得:n 1n 1n n a a b 2-+-==,即:n 1n 1n a a 2-+=+ ⑥n 1n n 1n a r 2p a r 2()+++⋅=+⋅ ⑦ 则:n n n 1n 1n n a pa pr 22r 2pa 2pr 4r 2()-+=+⋅-⋅=+-⋅与⑥式比较得:p 1=,2pr 4r 1-=,即:1r 2=-令:n n n c a r 2=+⋅ ⑧则:n 1n 1n 1c a r 2+++=+⋅,代入⑦式得:n 1n c pc += ⑨ 由⑧得:1111c a 20-=-=由于p 1=,于是由⑨式得:n 1n n 11c c c c 0...+-=====代入⑧式得:n 1n n a 2c 0--==,故:n 1n a 2-=..前面由n 2n 1n a 3a 2a ++=-得n 2n 1n a 3a 2a 0++-+=2x 3x 20-+=,其两个根为:1x 1=,2x 2=n n n n 112212a c x c x c c 2=+=+⋅用1a 1=,2a 2=代入上式,以确定1c 、2c 则:112a 1c c 2==+⋅,2212a 2c c 2==+⋅,解得:21c 2=,1c 0= 故:n n n n 1n 112212a c x c x c c 22-=+=+⋅=.{}n a ,1a 1=,且满足:n 1nn 1a a 4a 2()+=-,求通项n a ?=由已知n 1n n 1a a 4a 2()+=-得: 22n 1n n n 11a 2a 4a 2a 222()()+-=---=-- ①令:n 1n 1b a 2++=-,则:n n b a 2=-,11b a 21=-=-,21b 1=代入①式得:2n 1n 1b b 2+=-⋅ ②于是:1b 1=-;22111b b 22⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭;32323111b b 222⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;67243711111b b 22222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-⋅-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭;……;n 1n 1212n n 121111b b 222-----⎛⎫⎛⎫=-=-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故:n 1n n 211a b 222--=+=-{}n a 中,1a 2=,且满足:n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+,n N *()∈,求通项n a ?=将n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+化简为:n n 1n 1n 4a a 6a 2a 10+++-+=即:n n 1n 1n 311a a a a 0224+++-+= ① n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+的不动点方程:2x 1x 4x 6-=+;即:24x 4x 10++=,方程的根为二重根:121x x 2==-;设:n 11n 211c a x a x +-=-- ②通分化简得:()()()()n 2n 11n 2n 11c a x a x a x a x ++--=---即:n 1n 1n 2n 112n 2n 11ca a cx a cx a cx x a x a x +++--+=--+即:2112n 1n n 1n 12cx 1cx 1x x a a a a x x 0c c c()()++-+---+-=即:12n 1n 2n 11n 12x x 11a a x a x a x x 0c c c()()++-+--++-= ③对比③①得:213x c 2-=,111x c 2+=,1212x x 1x x c 4--=④即:111x 2c =-,213x c 2=- ⑤ 1221113231x x 2c c 2c 4c ()()=--=--代入④得:22311113cc c 4c 2c c 24()()()----+-=即:3c 1123c 24c 2c 24---+-=,即:1c c=故:c 1=± ⑥ 取c 1=,则:1111x 2c 2=-=-,2131x c 22=-=-代入②式得:n 1n 11111a a 22+-=++⑦化简⑦式可得:n n 1n 1n 311a a a a 0224+++-+=,故⑦式与①式等价. 取c 1=-,则:1113x 2c 2=-=,2135x c 22=-=-代入②式得:n 1n 11135a a 22+-=--+⑧化简⑧式得:n n 1n 1n 311a a a a 0224+++-+=,故⑧式与①式等价.. 令:n n 1b 1a 2=+,则:1112b 15a 2==+,n 1n 11b 1a 2++=+代入⑦式得:n 1n b b 1+-= 由12b 5=和n 1n b b 1+-=可得:{}n b 是首项为25,公差为1故:n 235n 3b n 1n 555()-=+-=-=则:n n11a 2b +=, 故:n n 1151105n 3135n a b 25n 3210n 610n 610n 6--=-=-=-=----将n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+化简为:n n 1n 1n 4a a 6a 2a 10+++-+= ①n n 1n 2a 1a 4a 6+-=+的不动点方程:2x 1x 4x 6-=+;即:24x 4x 10++=,方程的根为二重根:121x x 2==-; 那么,二重根的不动点解为:n 11n 211c a x a x +-=-- (c 为待定常数) ②通分化简得:()()()()n 2n 11n 2n 11a x a x c a x a x ++---=--即:n n 1n n 11111a a c a a 2222++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-+=++ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭;即:()()n n 1n 1n 4ca a 2c 4a 2c 4a c 0+++++-+= ③ 将③式与①式对比得:c 1=. 令:n 1n 11n 111b 1a x a 2+++==-+,则:n n 2n 11b 1a x a 2==-+,1112b 15a 2==+代入②式得:n 1n b b 1+-= 即:{}n b 是一个首项为25、公差为1的等差数列. 故:n 25n 3b n 155()-=+-=. 代入:n n 1b 1a 2=+,即:n n 1151105n 3135n a b 25n 3210n 610n 6-+-=-=-==---{}n a 中,1a 3=,且满足:n n 1n 4a 2a a 1+-=+,求通项n a ?=将n n 1n 4a 2a a 1+-=+化简为:n n 1n 1n aa a 4a 20+++-+= ① 4x 2x x 1-=+;即:2x 3x 20-+=,方程的根为二异根:1x 1=,2x 2=; 设:n 11n1n 12n 2a x a x a x a x λ++--=--②化简:n 11n 2n 1n 12a x a x a x a x ()()()()λ++--=--即:n n 11n 2n 112n n 11n 12n 12a a x a x a x x a a x a x a x x λλλλ++++--+=--+即:n n 121n 121n 121a a x x a x x a 1x x 0()()()()λλλλ++-+---+-= 即:2121n n 1n 1n 12x x x x a a a a x x 011()()λλλλ++--+-+=--③比较①③可得:21x x 11λλ-=-,21x x 41λλ-=-,12x x 2=即:2121x x 1x x 44λλλλ-=-⎧⎨-=-⎩(1λ≠)即:22211x 4454()λλλλλλ-=--+=-+-即:21254x 1λλλ-+=--,即:14x 1λλ-=-+ ④ 和:22221x 441451()λλλλλλ-=--+=-+即:222451x 1λλλ-+=-,即:241x 1λλ-=+ ⑤ 代入12x x 2=得:441211()()λλλλ---=++即:2241642210()λλλλλ--++++=即:261360λλ-+=则:13512λ±===故:11353122λ+==,21352123λ-==将132λλ==代入④⑤式得:14x 11λλ-=-=+,241x 21λλ-==+; 将223λλ==代入④⑤式得:14x 21λλ-=-=+,241x 11λλ-==+. 由此可见,λ的两个值对应的是x 相同的两个值.取32λ=,则1x 1=,2x 2= 代入②式得:n 1n n 1n a 1a 13a 22a 2++--=⋅-- ⑥ 令:n n n a 1b a 2-=-,则:111a 131b 2a 232--===--,n 1n 1n 1a 1b a 2+++-=-代入⑥式得:n 1n3b b 2+=即:{}n b 是首项1b 2=,公比n 1n b 3q b 2+==故:n 1n 1n 13b b q 22()--==⋅ ⑦由n n n a 1b a 2-=-得:n n 1b 1a 2-=-即:n n 1a 2b 1-=-,即:n n n n 2b 11a 2b 1b 1-=+=--将⑦式代入上式得:n 1n 1n 1n 1n 2n n n 1n 1n 1n 2n 1n 3412b 14322322a 3b 123232212()()----------⋅--⋅-⋅-====-⋅--⋅-由n n 1n 4a 2a a 1+-=+化简为:n n 1n 1n a a a 4a 20+++-+= ① 由n n 1n 4a 2a a 1+-=+得不动点方程:4x 2x x 1-=+即:2x 3x 20-+=,方程的根为二异根:1x 1=,2x 2=; 设二异根解式满足:n 11n 1n 12n 2a x a x a x a x λ++--=--,即:n 1n n 1n a 1a 1a 2a 2λ++--=--②化简:()()()()n n 1n 1n 1a a 2a 21a 210λλλλ++-+-+-+-=; 即:n n 1n 1n221a a a a 2011λλλλ++--+++=-- ③比较①③两式得:32λ=令:n 11n 1n 1n 12n 1a x a 1b a x a 2+++++--==--,则:n n n a 1b a 2-=-,111a 1b 2a 2-==-代入②式得:n 1n3b b 2+=于是:{}n b 是首项为1b 2=、公比为32λ=即:n 1n 1n n 233b 222---⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭. 代入n n n a 1b a 2-=-得:n 1n 2n n n 1n 2n 2b 1232a b 132-----⋅-==--{}n a 中,1a 5=,且满足:n n 1n2a 3a a ++=,求通项n a ?=将n n 1n2a 3a a ++=化简为:n n 1n a a 2a30+--= ① 2x 3x x+=; 即:2x 2x 30--=,方程的二异根为:1x 1=-,2x 3=设二异根解式满足:n 11n 1n 12n 2a x a x a x a x λ++--=--,即:n 1n n 1n a 1a 1a 3a 3λ++++=--②化简:n n 1n 1n 331a a a a 3011λλλλ++++-+-=--③比较①③两式得:3λ=-令:n 1n 1n 1a 1b a 3++++=-,则:n n n a 1b a 3+=-,111a 151b 3a 353++===--代入②式得:n 1nb 3b +=-于是:{}n b 是首项为1b 3=、公比3λ=-的等比数列.故:()()n 1n 1nn b 3313--=⋅-=-⋅代入n n n a 1b a 3+=-,即:n n n 3b 1a b 1+=-得: ()()n 1n 1n n 1n 131a 131-+--+=--或()()n 1n 1n n 1n 31a 31-+-+-=--已知数列{}n a 中,1a 4=,且满足:2n n 1n a a 2a 1()+=-,n n na 2b a -=,求通项n b ?=由n n n n a 22b 1a a -==-得:n n 1b 1a 2-=或n n2a 1b =-代入2nn 1n a a 2a 1()+=-得: ()()()22n n 2n 1n n n n n n 421b 1b 2221b 1b 1b 1b 1b 22121b 1b +⎛⎫⎪--⎝⎭====--+-⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭即:2n 1nb b +=则:111a 2421b a 42--===22211b b 2⎛⎫== ⎪⎝⎭42321b b 2⎛⎫== ⎪⎝⎭……n 1n 122n n 1211b b 22---⎛⎫===⎪⎝⎭。
2020年高考数学三轮冲刺微专题(文理通用)最值问题之数列篇【例】【2019年高考北京卷理数】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=__________,S n 的最小值为__________.【例】【2018全国卷Ⅱ】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,已知17=-a ,315=-S .(1)求{}n a 的通项公式; (2)求n S ,并求n S 的最小值.【例】(2018江苏)已知集合*{|21,}A x x n n ==-∈N ,*{|2,}n B x x n ==∈N .将AB 的所有元素从小到大依次排列构成一个数列{}n a .记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则使得112n n S a +>成立的n 的最小值为 .【例】(2016年全国I )设等比数列{}n a 满足1310a a +=,245a a +=,则12n a a a ⋅⋅⋅的最大值为 .【例】(2015四川)设数列{}n a 的前n 项和12n n S a a =-,且123,1,a a a +成等差数列(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)记数列1{}na 的前n 项和n T ,求得1|1|1000n T -<成立的n 的最小值。
有关数列中最大项的问题:【例】(2020·海南中学高三月考)已知等差数列{}n a 的首项及公差均为正数,令=n b()*,2020∈<n n N ,当k b 是数列{}nb 的最大项时,k =( )A .1100B .1001C .1011D .1010有关等差数列前n 和中的最值问题:【例】等差数列{a n }的首项a 1>0,设其前n 项和为S n ,且S 5=S 12,则当n 为何值时,S n 有最大值?数列与不等式恒成立相结合的最值问题:【例】(2020·山西实验中学高三)已知数列{}n a 的前n 项和122n n n S a +=-,若不等式223(5)n n n a λ--<-,对n N +∀∈恒成立,则整数λ的最大值为______.数列与基本不等式相结合的最值问题:【例】(2020·江西高三模拟)已知正项等比数列{}n a 满足76523a a a =+,若存在两项m a ,n a ,使得219m n a a a ⋅=,则19m n+的最小值为( ). A .16 B .283C .5D .4数列与导数相结合的最值问题:【例】等差数列的前项和为,已知,,则的最小值为____.数列与“对勾函数”相结合的最值问题:【例】(2020·河南高三模拟)已知各项都是正数的数列{}n a 满足()*12n n a N a n n +-=∈,若当且仅当4n =时,na n取得最小值,则( ) A .1012a <<B .11220a <<C .112a =D .120a =1、(2020·山西高三开学考试)已知数列{}n a 的通项公式为()370.9nn a n =+⨯,则数列{}n a 的最大项是( ){}n a n n S 100S =1525S =nnSA .5aB .6aC .7aD .8a2.(2020·河南高三)已知数列{}n a 满足12n n a a +-=,且134,,a a a 成等比数列.若{}n a 的前n 项和为n S ,则n S 的最小值为( )A .–10B .14-C .–18D .–203.(2020·山东省青岛第五十八中学高三)等差数列{}n a 中,已知51037a a =,且10a <,则数列{}n a 的前n 项和n S *()n N ∈中最小的是( )A .7S 或8SB .12SC .13SD .14S4.(2020·河北高三期末)已知递增等差数列{}n a 中,122a a =-,则3a 的( )A .最大值为4-B .最小值为4C .最小值为4-D .最大值为4或4-5.(2020江苏无锡高三)设7211a a a ≤≤≤≤ ,其中7531,,,a a a a 成公比为q 的等比数列,642,,a a a 成公差为1的等差数列,则q 的最小值是________.6.(2020北京高三)若等差数列{}n a 满足7890a a a ++>,7100a a +<,则当n =__时,{}n a 的前n 项和最大.7.(2020江西高三)在等差数列{}n a 中,71=a ,公差为d ,前n 项和为n S ,当且仅当8=n 时n S 取最大值,则d 的取值范围_________.8.(2020·河北邢台一中高三月)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若29a =,540S =,则n S 的最大值为_________.9、已知数列{a n }的通项公式是a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n ,试问该数列中有没有最大项?若有,求出最大项和最大项的序号;若没有,请说明理由.10、在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 取得最大值,并求出它的最大值。
微专题47 等差数列的前n项和S n的最值问题例题:设等差数列{a n}的前n项和为S n,已知a3=24,S11=0.(1)求a n;(2)求数列{a n}的前n项和S n;(3)当n为何值时,S n最大,并求S n的最大值.变式1等差数列{a n}的前n项和为S n,且公差d<0,若S9=S23,则数列{a n}的前多少项的和最大?变式2等差数列{a n}的前n项和为S n,且公差d<0,若S10=S23,则数列{a n}的前多少项的和最大?串讲1已知数列{a n }的通项公式a n =40-5n 7,记T n =a n +a n +1+…+a n +6,当|T n |取最小值时,n 的值为多少?串讲2已知数列{a n }的通项公式a n =40-5n 7,记T n =a n +a n +1+…+a n +5,当|T n |取最小值时,n 的值为多少?(2018·全国Ⅱ卷改编)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.求S n ,并求S n 的最小值.16n+15(n≥2,n∈N*).若对任意的n∈N*,总有S n≤S k,求正整数k的值.答案:k =7.解法1因为a n -S n =n 2-16n +15(n ≥2,n ∈N *),所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-S 2=-13,a 3-S 3=-24,也即⎩⎪⎨⎪⎧a 1=13,a 1+a 2=24, 解得a 1=13,a 2=11,所以d =a 2-a 1=-2,故a n =-2n +15,5分令⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1<0,得⎩⎪⎨⎪⎧-2n +15≥0,-2n +13<0,所以132<n ≤152,9分 又n ∈N *,所以n =7,即数列{a n }的前7项和为S 7最大,所以k =7.14分解法2因为a n -S n =n 2-16n +15(n ≥2,n ∈N *),所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-S 2=13,a 3-S 3=-24,也即⎩⎪⎨⎪⎧a 1=13,a 1+a 2=24, 解得a 1=13,a 2=11,7分所以d =a 2-a 1=-2,故a n =-2n +15,9分S n =13n +n (n -1)2×(-2)=-n 2+14n =-(n -7)2+49,12分 所以数列{a n }的前7项和为S 7最大,故k =7.14分说明:通过以上两种解法的比较,可以发现“解法1”采用了“邻项变号法”,解题思路、过程比较简洁方便,这是因为这种解法紧紧抓住了等差数列的项a n 对和S n 的影响规律,因而过程相对简洁精炼.。
专练33 高考大题专练(三) 数列的综合运用1.[2022·全国甲卷(理),17]记S n 为数列{a n }的前n 项和.已知2S nn+n =2a n +1.(1)证明:{a n }是等差数列;(2)若a 4,a 7,a 9成等比数列,求S n 的最小值.2.[2020·全国卷Ⅲ]设数列{a n }满足a 1=3,a n +1=3a n -4n . (1)计算a 2,a 3,猜想{a n }的通项公式并加以证明; (2)求数列{2na n }的前n 项和S n .3.[2021·全国新高考Ⅰ卷]已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n +1,n 为奇数,a n +2,n 为偶数.(1)记b n =a 2n ,写出b 1,b 2,并求数列{b n }的通项公式; (2)求{a n }的前20项和.4.[2022·新高考Ⅰ卷,17]记S n 为数列{}a n 的前n 项和,已知a 1=1,⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n an 是公差为13的等差数列.(1)求{}a n 的通项公式; (2)证明:1a 1+1a 2+…+1a n<2.5.[2020·全国卷Ⅰ]设{a n }是公比不为1的等比数列,a 1为a 2,a 3的等差中项. (1)求{a n }的公比;(2)若a 1=1,求数列{na n }的前n 项和.6.[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.7.[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.8.[2021·全国乙卷,文]设{a n }是首项为1的等比数列,数列{b n }满足b n =na n3.已知a 1,3a 2,9a 3成等差数列.(1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)记S n 和T n 分别为{a n }和{b n }的前n 项和.证明:T n <S n2.专练33 高考大题专练(三) 数列的综合运用1.解析:(1)证明:由已知条件,得S n =na n -n 22+n2.当n =1时,a 1=S 1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=na n -n 22+n 2-⎣⎢⎡⎦⎥⎤(n -1)a n -1-(n -1)22+n -12,∴(1-n )a n=-n +1-(n -1)a n -1.等式两边同时除以1-n ,得a n =1+a n -1, ∴a n -a n -1=1.∴{a n }是公差为1的等差数列. (2)由(1)可得a n =a 1+(n -1). ∴a 4=a 1+3,a 7=a 1+6,a 9=a 1+8.∵a 4,a 7,a 9成等比数列,∴a 27 =a 4·a 9, 即(a 1+6)2=(a 1+3)(a 1+8),∴a 1=-12, ∴S n =na 1+n (n -1)2×1=-12n +n 2-n 2=12n 2-252n .当n =12或n =13时,S n 取得最小值,为12×122-252×12=-78.2.解析:(1)a 2=5,a 3=7. 猜想a n =2n +1.由已知可得a n +1-(2n +3)=3[a n -(2n +1)], a n -(2n +1)=3[a n -1-(2n -1)],……a 2-5=3(a 1-3).因为a 1=3,所以a n =2n +1. (2)由(1)得2n a n =(2n +1)2n,所以S n =3×2+5×22+7×23+…+(2n +1)×2n.① 从而2S n =3×22+5×23+7×24+…+(2n +1)×2n +1.②①-②得-S n =3×2+2×22+2×23+…+2×2n -(2n +1)×2n +1.所以S n =(2n -1)2n +1+2.3.解析:(1)由题设可得b 1=a 2=a 1+1=2,b 2=a 4=a 3+1=a 2+2+1=5 又a 2k +2=a 2k +1+1,a 2k +1=a 2k +2,(k ∈N *) 故a 2k +2=a 2k +3,即b n +1=b n +3,即b n +1-b n =3 所以{}b n 为等差数列,故b n =2+()n -1×3=3n -1. (2)设{}a n 的前20项和为S 20,则S 20=a 1+a 2+a 3+…+a 20, 因为a 1=a 2-1,a 3=a 4-1,…,a 19=a 20-1, 所以S 20=2()a 2+a 4+…+a 18+a 20-10 =2()b 1+b 2+…+b 9+b 10-10 =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫10×2+9×102×3-10=300. 4.解析:(1)∵a 1=1,∴S 1a 1=1.又∵⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n a n 是公差为13的等差数列,∴S n a n =S 1a 1+13(n -1),即S n =(13n +23)a n =13(n +2)a n ,∴当n ≥2时,S n -1=13(n +1)a n -1,∴a n =S n -S n -1=13(n +2)a n -13(n +1)a n -1,n ≥2,即(n -1)a n =(n +1)a n -1,n ≥2,∴a n a n -1=n +1n -1,n ≥2, ∴当n ≥2时,a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1=n +1n -1·n n -2·…·42·31=n (n +1)2,∴a n =n (n +1)2.当n =1时,a 1=1满足上式,∴a n =n (n +1)2.(2)证明:由(1)知a n =n (n +1)2,∴1a n=2n (n +1)=2(1n -1n +1),∴1a 1+1a 2+…+1a n =2(1-12+12-13+…+1n -1n +1)=2(1-1n +1). ∵n ∈N *,∴0<1n +1≤12,∴1-1n +1<1, ∴2(1-1n +1)<2,∴1a 1+1a 2+…+1a n<2. 5.解析:(1)设{a n }的公比为q ,由题设得2a 1=a 2+a 3,即2a 1=a 1q +a 1q 2. 所以q 2+q -2=0,解得q 1=1(舍去),q 2=-2. 故{a n }的公比为-2.(2)记S n 为{na n }的前n 项和.由(1)及题设可得,a n =(-2)n -1.所以S n =1+2×(-2)+…+n ×(-2)n -1,-2S n =-2+2×(-2)2+…+(n -1)×(-2)n -1+n ×(-2)n.可得3S n =1+(-2)+(-2)2+…+(-2)n -1-n ×(-2)n=1-(-2)n3-n ×(-2)n.所以S n =19-(3n +1)(-2)n9.6.解析:(1)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)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 =-1n (n +1). 故a n=⎩⎪⎨⎪⎧32,n =1-1n (n +1),n ≥2.7.解析: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+n (n -1)2d =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+n (n -1)2d =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,所以数列{a n }是等差数列.8.解析:(1)设{a n }的公比为q ,则a n =qn -1.因为a 1,3a 2,9a 3成等差数列,所以1+9q 2=2×3q ,解得q =13,故a n =13n -1,b n =n3n .(2)由(1)知S n =1-13n1-13=32(1-13n ),T n =13+232+333+…+n3n ,①13T n =132+233+334+…+n -13n +n3n +1,② ①-②得23T n =13+132+133+…+13n -n 3n +1,即23T n =13(1-13n )1-13-n 3n +1=12(1-13n )-n3n +1, 整理得T n =34-2n +34×3n ,则2T n -S n =2(34-2n +34×3n )-32(1-13n )=-n 3n <0,故T n <S n2.。
数列中的奇偶项问题(微专题)题型选讲题型一、分段函数的奇偶项求和1(深圳市罗湖区期末试题)已知数列a n中,a1=2,na n+1-n+1a n=1n∈N*.(1)求数列a n的通项公式;(2)设b n=a n+1,n为奇数,2a n+1,n为偶数,求数列bn的前100项和.【解析】【小问1详解】∵na n+1-n+1a n=1,∴a n+1n+1-a nn=1n-1n+1,a n+1+1n+1=a n+1n,所以a n+1n是常数列,即a n+1n=a1+11=3,∴a n=3n-1;【小问2详解】由(1)知,a n是首项为2,公差为3等差数列,由题意得b2n-1=a2n-1=6n-4,b2n=2a2n+1=12n+4,设数列b2n-1,b2n的前50项和分别为T1,T2,所以T1=50b1+b992=25×298=7450,T2=50×b2+b1002=25×620=15500,所以b n的前100项和为T1+T2=7450+15500=22950;综上,a n=3n-1,b n的前100项和为T1+T2=7450+15500=22950.1(2023·黑龙江大庆·统考三模)已知数列a n满足a1+3a2+⋯+2n-1a n=n.(1)证明:1a n是一个等差数列;(2)已知c n=119a n,n为奇数a n a n+2,n为偶数,求数列c n 的前2n项和S2n.【答案】(1)证明见详解(2)S2n=2n-1n19+n34n+3【详解】(1)当n=1时,可得a1=1,当n≥2时,由a1+3a2+⋯+2n-1a n=n,则a1+3a2+⋯+2n-3a n-1=n-1n≥2,上述两式作差可得a n=12n-1n≥2,因为a1=1满足a n=12n-1,所以a n的通项公式为a n=12n-1,所以1a n=2n-1,因为1a n-1a n-1=2n-1-2n-3=2(常数),所以1a n是一个等差数列.(2)c n=2n-119,n为奇数12n-12n+3,n为偶数 ,所以C1+C3+⋯C2n-1=1+5+9+⋯4n-319=2n-1n19,C2+C4+⋯C2n=1413-17+17-111+⋯+14n-1-14n+3=n34n+3所以数列c n的前2n项和S2n=2n-1n19+n34n+3.2(2023·吉林·统考三模)已知数列a n满足a n=2n-2,n为奇数3n-2,n为偶数an的前n项和为S n.(1)求a1,a2,并判断1024是数列中的第几项;(2)求S2n-1.【答案】(1)a1=12,a2=4;1024是数列a n的第342项(2)S2n-1=4n6+3n2-5n+116【详解】(1)由a n=2n-2,n为奇数3n-2,n为偶数可得a1=12,a2=4.令2n-2=1024=210,解得:n=12为偶数,不符合题意,舍去;令3n-2=1024,解得:n=342,符合题意.因此,1024是数列a n的第342项.(2)S2n-1=a1+a2+a3+a4+⋅⋅⋅+a2n-2+a2n-1=12+4+2+10+⋅⋅⋅+6n-8+22n-3=12+2+⋅⋅⋅+22n-3+4+10+⋅⋅⋅+6n-8=121-4n1-4+n-14+6n-82=164n-1+n-13n-2=4n6+3n2-5n+116.另解:由题意得a2n-1=22n-3,又a2n+1a2n-1=4,所以数列a2n-1是以12为首项,4为公比的等比数列.a2n=6n-2,又a2n+2-a2n=6,所以数列a2n是以4为首项,6为公差的等差数列.S2n-1为数列a2n-1的前n项和与数列a2n的前n-1项和的总和.故S2n-1=121-4n1-4+n-14+6n-82=164n-1+n-13n-2=4n6+3n2-5n+116.3(2023·安徽蚌埠·统考三模)已知数列a n满足a1=1,a2n+1=a2n+1,a2n=2a2n-1.(1)求数列a n的通项公式;(2)设T n=1a1+1a2+⋯+1a n,求证:T2n<3.【答案】(1)a n=2n+12-1,n为奇数, 2n2+1-2,n为偶数.(2)证明见解析.【详解】(1)由题意a2n+1=a2n+1=2a2n-1+1,所以a2n+1+1=2a2n-1+1,因为a1+1=2≠0,所以数列a2n-1+1是首项为2,公比为2的等比数列,所以a2n-1+1=2n,即a2n-1=2n-1,而a2n=2a2n-1=2n+1-2,所以a n=2n+12-1,n为奇数, 2n2+1-2,n为偶数.(2)方法一:由(1)得T2n=ni=11a2i-1+1a2i=32ni=112i-1=32ni=12i+1-12i-12i+1-1<32ni=12i+12i-12i+1-1=3ni=12i2i-12i+1-1=3ni=112i-1-12i+1-1=31-12n+1-1<3方法二:因为2n-1≥2n-1n∈N*,所以T2n=∑ni=11a2i-1+1a2i=32∑n i=112i-1≤32∑n i=112i-1=31-12n<34(2023·湖南邵阳·统考三模)记S n为等差数列{a n}的前n项和,已知a3=5,S9=81,数列{b n}满足a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3+⋯+a n b n =n -1 ⋅3n +1+3.(1)求数列{a n }与数列{b n }的通项公式;(2)数列{c n }满足c n =b n ,n 为奇数1a n an +2,n 为偶数,n 为偶数,求{c n }前2n 项和T 2n .【答案】(1)a n =2n -1,b n =3n (2)T 2n =3⋅9n 8-116n +12-724【详解】(1)设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5S 9=81 ,即a 1+2d =59a 1+9×82d =81 ,∴a 1=1,d =2,∴a n =2n -1.∵a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3+⋯+a n b n =n -1 ⋅3n +1+3,①∴a 1b 1+a 2b 2+⋯+a n -1b n -1=n -2 ⋅3n +3n ≥2 ,②所以①-②得,a n b n =2n -1 ⋅3n ,∴b n =3n n ≥2 .当n =1时,a 1b 1=3,b 1=3,符合b n =3n .∴b n =3n .(2)T 2n =c 1+c 2+c 3+⋯+c 2n ,依题有:T 2n =b 1+b 3+⋯+b 2n -1 +1a 2a 4+1a 4a 6+⋯+1a 2n a 2n +2.记T 奇=b 1+b 3+⋯+b 2n -1,则T 奇=3(1-32n )1-32=32n +1-38.记T 偶=1a 2a 4+1a 4a 6+⋯+1a 2n a 2n +2,则T 偶=12d 1a 2-1a 4 +1a 4-1a 6 +⋯+1a 2n -1a 2n +2=12d 1a 2-1a 2n +2=1413-14n +3 .所以T 2n =32n +1-38+1413-14n +3 =3⋅9n 8-116n +12-7245(2023·湖南岳阳·统考三模)已知等比数列a n 的前n 项和为S n ,其公比q ≠-1,a 4+a 5a 7+a 8=127,且S 4=a 3+93.(1)求数列a n 的通项公式;(2)已知b n =log 13a n ,n 为奇数a n,n 为偶数,求数列b n 的前n 项和T n .【答案】(1)a n =3n (2)T n =18×3n +1-98-n +1 24,n 为奇数983n -1-n 24,n 为偶数【详解】(1)因为a n 是等比数列,公比为q ≠-1,则a 4=a 1q 3,a 5=a 1q 4,a 7=a 1q 6,a 8=a 1q 7,所以a 4+a 5a 7+a 8=a 1q 3+a 1q 4a 1q 6+a 1q 7=1q 3=127,解得q =3,由S 4=a 3+93,可得a 11-34 1-3=9a 1+93,解得a 1=3,所以数列a n 的通项公式为a n =3n .(2)由(1)得b n =-n ,n 为奇数3n ,n 为偶数,当n 为偶数时,T n =b 1+b 2+⋅⋅⋅+b n =b 1+b 3+⋅⋅⋅+b n -1 +b 2+b 4+⋅⋅⋅+b n =-1+3+⋅⋅⋅+n -1 +32+34+⋅⋅⋅+3n=-n2⋅1+n -12×+91-9n 21-9=983n -1 -n 24;当n 为奇数时T n =T n +1-b n +1=983n +1-1 -n +1 24-3n +1=18×3n +1-98-n +1 24;综上所述:T n =18×3n +1-98-n +1 24,n 为奇数983n -1-n 24,n 为偶数.题型二、含有(-1)n 类型2【2020年新课标1卷文科】数列{a n }满足a n +2+(-1)n a n =3n -1,前16项和为540,则a 1=【答案】7【解析】a n +2+(-1)n a n =3n -1,当n 为奇数时,a n +2=a n +3n -1;当n 为偶数时,a n +2+a n =3n -1.设数列a n 的前n 项和为S n ,S 16=a 1+a 2+a 3+a 4+⋯+a 16=a 1+a 3+a 5⋯+a 15+(a 2+a 4)+⋯(a 14+a 16)=a 1+(a 1+2)+(a 1+10)+(a 1+24)+(a 1+44)+(a 1+70)+(a 1+102)+(a 1+140)+(5+17+29+41)=8a 1+392+92=8a 1+484=540,∴a 1=7.故答案为:7.1(2021·山东济宁市·高三二模)已知数列{a n }是正项等比数列,满足a 3是2a 1、3a 2的等差中项,a 4=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =-1 n ⋅2a 2n +1log ,求数列{b n }的前n 项和T n .【解析】(1)设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 3是2a 1、3a 2的等差中项,所以2a 3=2a 1+3a 2,即2a 1q 2=2a 1+3a 1q ,因为a 1≠0,所以2q 2-3q -2=0,解得q =2或q =-12,因为数列{a n }是正项等比数列,所以q =2.因为a 4=16,即a 4=a 1q 3=8a 1=16,解得a 1=2,所以a n =2×2n -1=2n ;(2)解法一:(分奇偶、并项求和)由(1)可知,a 2n +1=22n +1,所以,b n =-1 n ⋅2a 2n +1log =-1 n ⋅222n +1log =-1 n ⋅2n +1 ,①若n 为偶数,T n =-3+5-7+9-⋯-2n -1 +2n +1 =-3+5 +-7+9 +⋯+-2n -1 +2n +1 =2×n2=n ;②若n 为奇数,当n ≥3时,T n =T n -1+b n =n -1-2n +1 =-n -2,当n =1时,T 1=-3适合上式,综上得T n =n ,n 为偶数-n -2,n 为奇数(或T n =n +1 -1 n -1,n ∈N *);解法二:(错位相减法)由(1)可知,a 2n +1=22n +1,所以,b n =-1 n ⋅2a 2n +1log =-1 n ⋅222n +1log =-1 n ⋅2n +1 ,T n =-1 1×3+-1 2×5+-1 3×7+⋯+-1 n ⋅2n +1 ,所以-T n =-1 2×3+-1 3×5+-1 4×7+⋯+-1 n +1⋅2n +1 所以2T n =3+2[-1 2+-1 3+⋯+-1 n ]--1 n +12n +1 ,=-3+2×1--1 n -12+-1 n 2n +1 =-3+1--1 n -1+-1 n 2n +1=-2+2n +2 -1 n ,所以T n=n+1-1n-1,n∈N*2【2022·广东省深圳市福田中学10月月考】已知等差数列{a n}前n项和为S n,a5=9,S5=25.(1)求数列{a n}的通项公式及前n项和S n;(2)设b n=(-1)n S n,求{b n}前n项和T n.【答案】(1)a n=2n-1,S n=n2;(2)T n=(-1)n n(n+1)2.【解析】【分析】(1)利用等差数列的基本量,列方程即可求得首项和公差,再利用公式求通项公式和前n项和即可;(2)根据(1)中所求即可求得b n,对n分类讨论,结合等差数列的前n项和公式,即可容易求得结果.【详解】(1)由S5=5(a1+a5)2=5×2a32=5a3=25得a3=5.又因为a5=9,所以d=a5-a32=2,则a3=a1+2d=a1+4=5,解得a1=1;故a n=2n-1,S n=n(1+2n-1)2=n2.(2)b n=(-1)n n2.当n为偶数时:T n=b1+b2+b3+b4+⋯+b n-1+b n=-12+22+-32+42+⋯+-(n-1)2+n2=(2-1)×(2+1)+(4-3)×(4+3)+⋯+[n-(n-1)]×[n+(n-1)] =1+2+3+⋯+(n-1)+n=n(n+1)2.当n为奇数时:T n=b1+b2+b3+b4+⋯+b n-2+b n-1+b n=-12+22+-32+42+-(n-2)2+(n-1)2-n2=(2-1)×(2+1)+(4-3)×(4+3)+⋯+[(n-1)-(n-2)]×[(n-1)+(n-2)]-n2 =1+2+3+⋯+(n-2)+(n-1)-n2=(n-1)(1+n-1)2-n2=-n(n+1)2.综上得T n=(-1)n n(n+1)2题型三、a n+a n+1类型3(2023·广东深圳·统考一模)记S n,为数列a n的前n项和,已知S n=a n2+n2+1,n∈N*.(1)求a1+a2,并证明a n+a n+1是等差数列;(2)求S n.【解析】(1)已知S n=a n2+n2+1,n∈N*当n=1时,a1=a12+2,a1=4;当n=2时,a1+a2=a22+5,a2=2,所以a1+a2=6.因为S n=a n2+n2+1①,所以S n+1=a n+12+n+12+1②.②-①得,a n+1=a n+12-a n2+n+12-n2,整理得a n+a n+1=4n+2,n∈N*,所以a n+1+a n+2-a n+a n+1=4n+1+2-4n+2=4(常数),n∈N*,所以a n+a n+1是首项为6,公差为4的等差数列.(2)由(1)知,a n-1+a n=4n-1+2=4n-2,n∈N*,n≥2.当n为偶数时,S n=a1+a2+a3+a4+⋯+a n-1+a n=n26+4n-22=n2+n;当n为奇数时,S n=a1+a2+a3+a4+a5+⋯+a n-1+a n=4+n-1210+4n-22=n2+n+2.综上所述,S n=n2+n,当n为偶数时n2+n+2,当n为奇数时1(2022·湖北省鄂州高中高三期末)已知数列a n满足a1=1,a n+a n+1=2n;数列b n前n项和为S n,且b1=1,2S n=b n+1-1.(1)求数列a n和数列b n的通项公式;(2)设c n=a n⋅b n,求c n前2n项和T2n.【答案】(1)a n=n,n=2k-1,k∈Zn-1,n=2k,k∈Z,bn=3n-1;(2)58n-59n8.【分析】(1)根据递推公式,结合等差数列的定义、等比数列的定义进行求解即可;(2)利用错位相减法进行求解即可.(1)n ≥2,a n -1+a n =2n -1 ,∴a n +1-a n -1=2,又a 1=1,a 2=1,n =2k -1(k 为正整数)时,a 2k -1 是首项为1,公差为2的等差数列,∴a 2k -1=2k -1,a n =n ,n =2k (k 为正整数)时,a 2k 是首项为1,公差为2的等差数列.∴a 2k =2k -1,∴a n =n -1,∴a n =n ,n =2k -1,k ∈Zn -1,n =2k ,k ∈Z,∵2S n =b n +1-1,∴n ≥2时,2S n -1=b n -1,∴2b n =b n +1-b n ,又b 2=3,∴n ≥2时,b n =3n -1,b 1=1=30,∴b n =3n -1;(2)由(1)得c n =n 3n -1,n =2k -1,k ∈Zn -1 3n -1,n =2k ,k ∈Z ,T 2n =1×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n -2 +1×31+3×33+5×35+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n -1 =41×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅2n -1 ⋅32n -2 设K n =1×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅2n -1 ⋅32n -2 ①则9K n =1×32+3×34+5×36+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n ②①-②得-8K n =1+232+34+⋅⋅⋅+32n -2-2n -1 ⋅32n=5+8n -5 9n-4,K n =5+8n -5 9n 32,∴T 2n =58n -5 9n82(2022·湖北省鄂州高中高三期末)已知数列a n 满足a 1=1,a n +a n +1=2n ;数列b n 前n 项和为S n ,且b 1=1,2S n =b n +1-1.(1)求数列a n 和数列b n 的通项公式;(2)设c n =a n ⋅b n ,求c n 前2n 项和T 2n .【答案】(1)a n =n ,n =2k -1,k ∈Zn -1,n =2k ,k ∈Z,b n =3n -1;(2)58n -5 9n8.【解析】(1)根据递推公式,结合等差数列的定义、等比数列的定义进行求解即可;(2)利用错位相减法进行求解即可.(1)n ≥2,a n -1+a n =2n -1 ,∴a n +1-a n -1=2,又a 1=1,a 2=1,n =2k -1(k 为正整数)时,a 2k -1 是首项为1,公差为2的等差数列,∴a 2k -1=2k -1,a n =n ,n =2k (k 为正整数)时,a 2k 是首项为1,公差为2的等差数列.∴a 2k =2k -1,∴a n =n -1,∴a n =n ,n =2k -1,k ∈Zn -1,n =2k ,k ∈Z,∵2S n =b n +1-1,∴n ≥2时,2S n -1=b n -1,∴2b n =b n +1-b n ,又b 2=3,∴n ≥2时,b n =3n -1,b 1=1=30,∴b n =3n -1;(2)由(1)得c n =n 3n -1,n =2k -1,k ∈Zn -1 3n -1,n =2k ,k ∈Z ,T 2n =1×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n -2 +1×31+3×33+5×35+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n -1 =41×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅2n -1 ⋅32n -2 设K n =1×30+3×32+5×34+⋅⋅⋅2n -1 ⋅32n -2 ①则9K n =1×32+3×34+5×36+⋅⋅⋅+2n -1 ⋅32n ②①-②得-8K n =1+232+34+⋅⋅⋅+32n -2-2n -1 ⋅32n=5+8n -5 9n-4,K n =5+8n -5 9n 32,∴T 2n =58n -5 9n8。
微专题1 裂项相消法题型1 等差型数列求和d N n d a b b a d b a c n n n nn n n ,,,1111*∈=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==为常数。
例1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 5=25,S 5=55. (1) 求数列{a n }的通项公式; (2) 设a n b n =131-n ,求数列{b n }的前n 项和T n 。
方法总结:1.定义:如果一个数列的通项为“分式或根式”的形式,且能拆成结构相同的两式之差,通过累加将一些正、负项相互抵消,只剩首尾有限项的求和方法叫做裂项相消法.2.适用数列:d N n d a b b a d b a c n n n n n n n ,,,1111*∈=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==为常数。
3.常见的裂项技巧: (1)⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+k n n k k n n 111)(1,特别地,当k =1时,111)1(1+-=+n n n n ; (2)⎪⎭⎫⎝⎛+--=+-=-12112121)12)(12(11412n n n n n ;(3)()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=++22222114121n n n n n 。
1.在等比数列{b n }中,已知b 1+b 2=43,且b 2+b 3=83. (1) 求数列{b n }的通项公式; (2) 若数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a n 是首项为b 1,公差为b 2的等差数列,求数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1的前n 项和.题型2 “无理型”数列求和:()n k n kn k n -+=++11。
例2.若数列{a n }满足a 1=1,22+n a =a n +1(n ∈N *). (1)求证:数列{a n 2}是等差数列,并求出{a n }的通项公式; (2)若12++=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项和.方法总结:含有无理式常见的裂项有: (1)()n k n kn k n -+=++11。