(江苏版)2018年高考一轮复习《第6章数列》测试题含答案
- 格式:doc
- 大小:521.50 KB
- 文档页数:14
2018课标版理数一轮(6)第六章-数列(含答案)2第二节等差数列及其前n项和夯基提能作业本第二节等差数列及其前n项和A组基础题组1.(2016青岛模拟)在等差数列{a n}中,a2+a12=32,则2a3+a15的值是()A.24B.48C.96D.无法确定2.在等差数列{a n}中,若a4+a6+a8+a10+a12=120,则a9-13a11的值为()A.14B.15C.16D.173.(2016淄博模拟)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若-a m<a1<-a m+1(m∈n*,m≥2),则必有()<="" p="">A.S m>0且S m+1<0B.S m<0且S m+1>0C.S m>0且S m+1>0D.S m<0且S m+1<04.数列{a n}的前n项和S n=2n2+3n(n∈N*),若p-q=5,则a p-a q=()A.10B.15C.-5D.205.设数列{a n}的前n项和为S n,若S nS2n为常数,则称数列{a n}为“吉祥数列”.已知等差数列{b n}的首项为1,公差不为0,若数列{b n}为“吉祥数列”,则数列{b n}的通项公式为()A.b n=n-1B.b n=2n-1C.b n=n+1D.b n=2n+16.在等差数列{a n}中,公差d=12,前100项的和S100=45,则a1+a3+a5+…+a99=.7.等差数列{a n}中,已知a5>0,a4+a7<0,则{a n}的前n项和S n中最大的为.8.(2016福建莆田期中)如果数列{a n}满足a1=2,a2=1,且an-1-a nan-1=a n-a n+1a n+1(n≥2),则这个数列的第10项等于.9.(2016威海模拟)已知S n为正项数列{a n}的前n项和,且满足S n=12a n2+12a n(n∈N*).(1)求a1,a2,a3,a4的值;(2)求数列{a n}的通项公式.10.已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a n≠0,a n a n+1=λS n-1,其中λ为常数,(1)证明:a n+2-a n=λ;(2)是否存在λ,使得{a n}为等差数列?并说明理由.B组提升题组11.(2016德州模拟)已知正项数列{a n}的前n项的乘积T n=14n2-6n(n∈N*),b n=log2a n,则数列{b n}的前n项和S n中最大的是()A.S6B.S5C.S4D.S312.已知等差数列{a n}的公差d>0,若a1+a2+…+a2017=2017a m(m∈N*),则m=.13.(2016四川成都一诊)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a2+a4+a9=24,则S88·S1010的最大值为.14.(2016安徽安庆二模)已知数列{a n}是各项均不为零的等差数列,S n为其前n项和,且a n=S2n-1(n∈N*).若不等式λa n ≤n+8n对任意n∈N*恒成立,则实数λ的最大值为.15.已知数列{a n}是等差数列,b n=a n2-a n+12.(1)证明:数列{b n}是等差数列;(2)若a1+a3+a5+…+a25=130,a2+a4+a6+…+a26=143-13k(k为常数),求数列{b n}的通项公式;(3)在(2)的条件下,若数列{b n}的前n项和为S n,是否存在实数k,使S n当且仅当n=12时取得最大值?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.16.已知函数f(x)=x2-2(n+1)x+n2+5n-7.(1)设函数y=f(x)的图象的顶点的纵坐标构成数列{a n},求证:{a n}为等差数列;(2)设函数y=f(x)的图象的顶点到x轴的距离构成数列{b n},求{b n}的前n项和S n.答案全解全析 A 组基础题组1.B 由等差数列的通项公式知,a 2+a 12=2a 1+12d=2(a 1+6d)=32,所以 a 1+6d=16,所以2a 3+a 15=3a 1+18d=3(a 1+6d)=48.2.C 设等差数列{a n }的公差为d,∵a 4+a 6+a 8+a 10+a 12=120,∴5a 8=120,a 8=24,∴a 9-13a 11=(a 8+d)-13(a 8+3d)=23a 8=16.3.A 由题意知,a 1+a m >0,a 1+a m+1<0,得S m =m (a 1+a m )2>0,S m+1=(m +1)(a 1+a m +1)2<0.4.D 解法一:当n ≥2时,a n =S n -S n-1=2n 2+3n-[2(n-1)2+3(n-1)]=4n+1, 当n=1时,a 1=S 1=5,符合上式, ∴a n =4n+1,∴a p -a q =4(p-q)=20.解法二:由题意可知{a n }为等差数列,且公差d=2×2=4,∴a p -a q =d(p-q)=20.5.B 设等差数列{b n }的公差为d(d ≠0),S n S 2n=k,因为b 1=1,则n+12n(n-1)d=k 2n +12×2n(2n-1)d ,即2+(n-1)d=4k+2k(2n-1)d,整理得(4k-1)dn+(2k-1)(2-d)=0.因为对任意的正整数n 上式均成立,所以(4k-1)d=0,(2k-1)(2-d)=0,解得d=2,k=14.所以数列{b n }的通项公式为b n =2n-1.6.答案 10 解析 S 100=1002(a 1+a 100)=45,a 1+a 100=0.9,a 1+a 99=a 1+a 100-d=0.4,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=502(a 1+a 99)=502×0.4=10.7.答案 S 5解析∵ a 4+a7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴ a 5>0,a 6<0,∴S n 中最大的为S 5. 8.答案15解析∵a n -1-a n a n -1=a n -a n +1a n +1(n ≥2),∴a n =2a n -1a n +1an +1+a n -1(n ≥2),∴2a n=1an +1+1a n -1(n ≥2),∴ 1a n为等差数列.∴公差d=1a 2-1a 1=1-12=12,∴1a 10=12+9×12=5,∴a 10=15.9.解析(1)已知{a n}是正项数列,由S n=1 2a n2+12a n(n∈N*),可得a1=12a12+12a1,解得a1=1;S2=a1+a2=12a22+12a2,解得a2=2;同理,a3=3,a4=4.(2)S n=12a n2+12a n,①当n≥2时,S n-1=12an-12+12a n-1,②①-②化简得(a n-a n-1-1)(a n+a n-1)=0(n≥2),又{a n}为正项数列,∴a n-a n-1=1(n≥2).由(1)知a1=1,故数列{a n}是首项为1,公差为1的等差数列,故a n=n.10.解析(1)证明:由题设a n a n+1=λS n-1,知a n+1a n+2=λS n+1-1.两式相减可得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1. 由于a n+1≠0,所以a n+2-a n=λ.(2)存在.由a1=1,a1a2=λa1-1,可得a2=λ-1,由(1)知,a3=λ+1.令2a2=a1+a3,解得λ=4.此时a n+2-a n=4,由此可得,{a2n-1}(n∈N*)是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=1+(n-1)·4=4n-3; {a2n}(n∈N*)是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=3+(n-1)·4=4n-1.所以a n=2n-1,a n+1-a n=2.因此存在λ=4,使得{a n}为等差数列.B组提升题组11.D当n=1时,a1=T1=14-5=45,当n≥2时,a n=T nTn-1=142n-7,显然a1=45也适合上式,所以数列{a n}的通项公式为a n=142n-7,所以b n=log2a n=14-4n,数列{b n}是以10为首项,-4为公差的等差数列,所以S n=10n+n(n-1)(-4)2=-2n2+12n=-2[(n-3)2-9],易得S n中最大的是S3.12.答案1009解析因为数列{a n}是等差数列,所以a1+a2+…+a2017=2017a1+2017×20162d=2017(a1+1008d),又 a m=a1+(m-1)d,所以根据题意得,2017(a1+1008d)=2017[a1+(m-1)d],解得m=1009.13.答案 64解析设等差数列{a n }的公差为d,则a 2+a 4+a 9=3a 1+12d=24,即a 1+4d=8,所以S n n=na 1+n (n -1)2d n=a 1+n -12d=8-4d+n -12d,则S 88=8-4d+72d=8-d 2,S 1010=8-4d+92d=8+d 2,S 88·S 1010= 8-d 2 8+d2 =64-d 24≤64,当且仅当d=0时取等号,所以S88·S 1010的最大值为64.14.答案 9解析 a n = S 2n -1?a n = (2n -1)(a 1+a 2n -1)2= (2n -1)a n ?a n 2=(2n-1)a n ?a n =2n-1,n ∈N *.因为λa n ≤n +8n,所以λ≤(+8)(2n -1)n,即λ≤2n-8n+15.易知y=2x-8x(x>0)为增函数,∴2n -8n+15≥2×1-81+15=9,所以λ≤9,故实数λ的最大值为9. 15.解析 (1)证明:设{a n }的公差为d,则b n+1-b n =(a n +12-a n +22)-(a n 2-a n +12)=2a n +12-(a n+1-d)2-(a n+1+d)2=-2d 2,∴数列{b n }是以-2d 2为公差的等差数列.(2)∵a 1+a 3+a 5+…+a 25=130,a 2+a 4+a 6+…+a 26=143-13k,∴13d=13-13k,∴d=1-k,又13a 1+13×(13-1)2×2d=130,∴a 1=-2+12k,∴a n =a 1+(n-1)d=(-2+12k)+(n-1)(1-k)=(1-k)n+13k-3,∴b n =a n 2-a n +12=(a n +a n+1)·(a n -a n+1)=-2(1-k)2n+25k 2-30k+5.(3)存在.要满足当且仅当n=12时S n 最大,则b 12>0,b 13<0.即-2(1-k )2·12+25k 2-30k +5>0,-2(1-k )2·13+25k 2-30k +5<0? k 2+18k-19>0,k 2-22k +21>0? k >1或k <-19,k >21或k <1?k>21或k<-19,故存在满足题意的实数k,此时k ∈(-∞,-19)∪(21,+∞). 16.解析 (1)证明:∵f(x)=x 2-2(n+1)x+n 2+5n-7=[x-(n+1)]2+3n-8,∴a n =3n-8.∵a n+1-a n =3(n+1)-8-(3n-8)=3,∴数列{a n }为等差数列.(2)由题意知,b n =|a n |=|3n-8|,∴当1≤n ≤2,n ∈N *时,b n =8-3n,S n =n (b 1+b n )2=n [5+(8-3n )]2=13n -3n 22;当n ≥3,n ∈N *时,b n =3n-8,S n =b 1+b 2+b 3+…+b n =5+2+1+…+(3n-8)=7+(n -2)[1+(3n -8)]2=3n 2-13n+282.∴S n = 13n-3n 22,1≤n ≤2,n ∈N *,3n 2-13n+282,n ≥3,n ∈N *.</a1<-a>。
第3讲等比数列考试要求1。
等比数列的概念,B级要求;2。
等比数列的通项公式及前n项和公式,C级要求;3。
根据具体的问题情境中的等比关系解决相应的问题,B级要求;4。
等比数列与指数函数的关系,A级要求.知识梳理1.等比数列的概念(1)如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q(q≠0)表示.数学语言表达式:错误!=q(n≥2,q为非零常数),或错误!=q(n∈N*,q 为非零常数).(2)如果三个数a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,其中G=±错误!.2。
等比数列的通项公式及前n项和公式(1)若等比数列{a n}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为a n=a1q n-1;通项公式的推广:a n=a m q n-m.(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,S n=na1;当q≠1时,S n =错误!=错误!。
3.等比数列的性质已知{a n}是等比数列,S n是数列{a n}的前n项和.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有a k·a l=a m·a n.(2)等比数列{a n}的单调性:当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,数列{a n}是递增数列;当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,数列{a n}是递减数列;当q=1时,数列{a n}是常数列.(3)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k,a k+m,a k+2m,…仍是等比数列,公比为q m。
(4)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,S n,S2n-S n,S3n-S2n仍成等比数列,其公比为q n。
诊断自测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)(1)与等差数列类似,等比数列的各项可以是任意一个实数.( )(2)公比q是任意一个常数,它可以是任意实数.()(3)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac。
训练目标(1)等差数列的概念;(2)等差数列的通项公式和前n项和公式;(3)等差数列的性质.训练题型(1)等差数列基本量的运算;(2)等差数列性质的应用;(3)等差数列的前n项和及其最值.解题策略(1)等差数列中的五个基本量知三求二;(2)等差数列{a n}中,若m+n=p+q,则a m+a n=a p +a q;(3)等差数列前n项和S n的最值求法:找正负转折项或根据二次函数的性质。
1.(2016·苏北四市联考)在等差数列{a n}中,已知a2+a8=11,则3a3+a11=________。
2.(2016·中原名校联考)在等差数列{a n}中,如果a1+a3+a5+a7+a9=错误!,那么数列{a n}的前9项的和是________.3.(2016·浦城期中)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若错误!=错误!,则错误!=________。
4.已知数列{a n}满足a1=a2=1,错误!-错误!=1,则a6-a5的值为________.5.(2017·南京质检)记等差数列{a n}的前n项和为S n,若S k-1=8,S k=0,S k+1=-10,则正整数k=________。
6.若等差数列{a n}中的a1,a4029是函数f(x)=错误!x3-4x2+6x-1的极值点,则log2a2015=________. 7.(2016·四川眉山中学期中改编)在等差数列{a n}中,a1=-2015,其前n项和为S n,若错误!-错误!=2,则S2017的值为________.8.(2016·镇江一模)已知S n是等差数列{a n}的前n项和,若错误!=错误!,则错误!=________。
9.(2016·苏州模拟)设正项数列{a n}的前n项和是S n,若{a n}和{错误!}都是等差数列,则错误!的最小值是________.10.(2016·铁岭模拟)已知数列{a n}的前n项和S n=n2-6n,则{|a n|}的前n项和T n=________________. 11.(2016·安庆一模)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若错误!=错误!,则错误!=________。
专题6.1 数列的概念与简单表示法【考纲解读】题组一 常识题1. 数列1,-58,715,-924,…的一个通项公式是__________________.2. 在数列{a n }中,a 1=1,a n =1+1a n -1(n ≥2),则a 5=________.【解析】由题意可知,a 1=1,a 2=1+1a 1=2,a 3=1+1a 2=32,a 4=1+1a 3=53,a 5=1+1a 4=85.3. 已知数列{a n }的通项公式为a n =2n +3,则数列{a n }是________数列(填“递增”或“递减”). 【解析】由数列{a n }的通项公式,得a n +1-a n =[2(n +1)+3]-(2n +3)=2>0,所以{a n }是递增数列. 题组二 常错题4.已知数列{a n }的通项公式为a n =n -1n +1,则该数列的第5项是________. 【解析】由数列{a n }的通项公式为a n =n -1n +1,得a 5=5-15+1=46=23,即数列{a n }的第5项是23. 5.已知数列2,5,22,11,…,则25是该数列的第________项.【解析】∵a 1=2,a 2=5,a 3=8,a 4=11,∴a 5=14,a 6=17,a 7=20=25,即25是该数列的第7项.6.已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则其通项公式为______________.【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 ≥2.7.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7,数列{a n }满足a n =f (n ),n ∈N *,且数列{a n }是递增数列,该实数a 的取值范围是________.【解析】∵数列{a n }是递增数列,且a n =f (n ),n ∈N *,∴⎩⎪⎨⎪⎧3-a >0,a >1,f (8)>f (7)⇒2<a <3.题组三 常考题8. 若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n =________.9. 数列{a n }满足a n +1=11-a n,a 8=2,则a 1=________.【解析】由题易知a 8=11-a 7=2,得a 7=12;a 7=11-a 6=12,得a 6=-1;a 6=11-a 5=-1,得a 5=2,于是可知数列{a n }具有周期性,且周期为3,所以a 1=a 7=12.10. 设数列{a n }满足a 1=0,且a n -a n -1=n (n ≥2),则数列{a n }的通项公式为____________.【解析】由题意有a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n (n ≥2),以上各式相加,得a n -a 1=2+3+…+n =(n -1)(n +2)2=n 2+n -22(n ≥2).因为a 1=0满足上式,所以a n =n 2+n -22.【知识清单】考点1数列的基本概念,由数列的前几项求数列的通项公式 1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数,称为数列.数列中的每一项叫做数列的项.数列的项在这列数中是第几项,则在数列中是第几项.一般记为数列{}n a . 对数列概念的理解(1)数列是按一定“顺序”排列的一列数,一个数列不仅与构成它的“数”有关,而且还与这些“数”的排列顺序有关,这有别于集合中元素的无序性.因此,若组成两个数列的数相同而排列次序不同,那么它们就是不同的两个数列.(2)数列中的数可以重复出现,而集合中的元素不能重复出现,这也是数列与数集的区别. 2.数列的分类3.数列是一种特殊的函数数列是一种特殊的函数,其定义域是正整数集N *和正整数集N *的有限子集.所以数列的函数的图像不是连续的曲线,而是一串孤立的点. 4.数列的通项公式: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. 考点2由前n 项和公式推导通项公式,即n a 与n S 的关系求通项n a 1. 数列的前n 项和:12n n S a a a =++⋅⋅⋅+ 2.数列{}n a 的前n 项和n S 和通项n a 的关系:11(1)(2)n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩考点3由递推公式推导通项公式如果已知数列{a n }的首项(或前几项),且任一项n a 与它的前一项1n a - (2)n ≥ (或前几项)间的关系可用一个公式1()n n a f a -=来表示,那么这个公式叫数列的递推公式. 考点4 数列的性质的应用数列是一种特殊的函数,即数列是一个定义在非零自然数集或其子集上的函数,当自变量依次从小到大取值时所对应的一列函数值,就是数列.所以数列的函数的图像不是连续的曲线,而是一串孤立的点,因此,在研究数列问题时既要注意函数方法的普遍性,又要考虑数列方法的特殊性.【考点深度剖析】江苏新高考对数列知识的考查要求较高,整个高中共有8个C 能级知识点,本章就占了两个,高考中以填空题和解答题的形式进行考查,涉及到数形结合、分类讨论和等价转化的思想,着重考查学生基本概念及基本运算能力.经常与其它章节知识结合考查,如与函数、方程、不等式、平面解析几何知识结合考查.【重点难点突破】考点1数列的基本概念,由数列的前几项求数列的通项公式 【题组全面展示】【1-1】数列2,5,11,20,x,47,…中的x 等于________. 【答案】32【1-2】已知函数()f x 满足:(1)3,(2)6,(3)10,(4)15,f f f f ====,则(12)f 的值为_______.【答案】91【解析】从给出的式子特点观察可推知,等式右端的值从第二次开始后一个式子的右端值等于前一个式子的值与自变量的值加1的和,(2)(1)3,(3)(2)4,(4)(3)5,,(12)(11)13f f f f f f f f ∴-=-=-=-=,()()[][][]1314121(2)(1)(3)(2)(12)(11)33413123413912f f f f f f f f ⨯∴=+-+-++-=++++=+++++==. 【1-3】已知数列的前几项为112-⨯,123⨯,134-⨯,145⨯,…,则数列的一个通项公式为 . 【答案】()()111nn a n n =-+.【解析】这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式()()111nn a n n =-+.【1-4】已知数列的前几项为9,99,999,9 999,…,则数列的一个通项公式为 .【答案】101nn a =-【解析】这个数列的前4项可以写成10-1,100-1,1000-1,10000-1,所以它的一个通项公式101nn a =-.【1-5】按数列的排列规律猜想数列23,45-,67,89-,…的第10项是_______.【答案】-2021综合点评:根据数列的前几项求数列的通项公式,做这一类题需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:分式中分子,分母的特征;相邻项的变化特征;拆项后的特征;各项符号特征.并以此进行归纳,联想.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,它蕴含著“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,对于正负符号变化,可用()1n-或()11n +-来调整.【方法规律技巧】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号的联系,从而归纳出构成数列的规律,写出通项公式. 【新题变式探究】【变式一】将石子摆成如图的梯形形状.称数列5,9,14,20,为“梯形数”.根据图形的构成,此数列的第2014项与5的差,即20145a -=_______.【答案】10102013⨯【变式二】已知数列{a n }中,*,n a N ∈对于任意*1,,n n n N a a +∈≤若对于任意正整数k ,在数列中恰有k 个k 出现,则2014a = . 【答案】63【解析】由题意数列{}n a 就是如图数阵.确定2014a 的值,就是确定数列{}n a 第2014个数在数阵中第几行.因为(1)63(631)62(621)12,2016,1953,222n n n ++++++===所以2014a 在数阵中第63行,所以201463.a = 12,23,3,34,4,4,45,5,5,5,5【综合点评】试题一是一个根据定义求数列的通项公式,做这一类题要注意观察每一项的特点,观察出项与n 之间的关系、规律,从而得数列的通项公式.试题二是一个根据数列的规律找通项公式,可根据数列的变化规律,找出2014a 在数阵中的位置,从而可求出2014a 的值.考点2由前n 项和公式推导通项公式,即n a 与n S 的关系求通项n a 【题组全面展示】【2-1】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1(n ∈N *),则a 5=_______. 【答案】16【解析】当n =1时,S 1=a 1=2a 1-1,∴a 1=1, 又S n -1=2a n -1-1(n ≥2),∴S n -S n -1=a n =2(a n -a n -1). ∴a n a n -1=2.∴a n =1×2n -1,∴a 5=24=16. 【2-2】数列{}n a 的前n 项和r ra S n n (1+=为不等于0,1的常数),则n a =_______.【答案】11()11n n r a r r -=-- 【解析】由n n ra S +=1可得当2≥n 时111--+=n n ra S ,)(11---=-∴n n n n a a r S S , ∴1n n n a ra ra -=-,∴1(1),n n a r ra --= ∵1,r ≠ ∴11-=-r ra a n n ,∵0r ≠, ∴{}n a 是公比为1-r r的等比数列. 又当1=n 时,111ra S +=,∴r a -=111,∴11()11n n r a r r -=--. 【2-3】已知数列{}n a 的前n 项和为S n =3n-1,则它的通项公式为a n =________. 【答案】2·3n -1【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n-1-(3n -1-1)=2·3n -1;当n =1时,a 1=S 1=2也满足a n =2·3n -1.故数列{a n }的通项公式为a n =2·3n -1.【2-4】已知数列{}n a 的前n 项和2*21()n S n n n N =++∈,则n a =_______.【答案】n a =4,121,2n n n =⎧⎨+≥⎩【解析】1n =时,114a S ==,2n ≥时,221(21)[(1)2(1)1]21n n n a S S n n n n n -=-=++--+-+=+,将1n =代入得134a =≠,所以n a =4,121,2n n n =⎧⎨+≥⎩.【2-5】数列{}n a 满足*12211131,333n n a a a n n N+++=+∈,则=n a . 【答案】综合点评:这些题都是由n a 与前n 项和n S 的关系来求数列{}n a 的通项公式,可由数列{}n a 的通项n a 与前n 项和n S 的关系是11(1)(2)n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,注意:当1n =时,1a 若适合1n n S S --,则1n =的情况可并入2n ≥时的通项n a ;当1n =时,1a 若不适合1n n S S --,则用分段函数的形式表示. 【方法规律技巧】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. 【新题变式探究】【变式一】数列{a n }满足:a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -1)·a n =(n -1)·3n +1+3(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式n a =________.【答案】3n【解析】a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -3)·a n -1+(2n -1)·a n =(n -1)·3n +1+3,把n 换成n -1得,a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -3)·a n -1=(n -2)·3n +3,两式相减得a n =3n. 【变式二】已知a 1+2a 2+22a 3+…+2n -1a n =9-6n ,则数列{a n }的通项公式n a =________.【答案】()()231322n n n a n -⎧=⎪=⎨-≥⎪⎩【综合点评】这两个题都是n a 与n S 的关系求通项n a 型,利用转化,解决递推公式为n S 与n a 的关系式:数列{a n }的前n 项和n S 与通项n a 的关系11(1)(2)n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,通过纽带:=n a 1n n S S -- (2)n ≥,根据题目求解特点,消掉一个n a 或n S 然后再进行构造成等差或者等比数列进行求解.如需消掉n S ,可以利用已知递推式,把n 换成(1n +)得到新递推式,两式相减即可.若要消掉n a ,只需把a n =S n -S n -1代入递推式即可.不论哪种形式,需要注意公式=n a 1n n S S --成立的条件2n ≥. 考点3由递推公式推导通项公式 【题组全面展示】【3-1】已知数列{}n a 满足111,2(2)n n a a a n n -==⨯≥,则4a =_______. 【答案】192【解析】∵12n n a a n -=⨯,∴12n n a n a -=,∴214a a =,326a a =,438aa =,又因为11a =,所以,41468192a =⨯⨯⨯=【3-2】 已知数列{}n a 满足112356n n n a a a +=+⨯=,,则数列{}n a 的通项公式n a = . 【答案】125n n n a -=+【3-3】已知数列{}n a 满足1a =1,1n a +=21n a + (n N *∈),则数列{}n a 的通项公式n a = . 【答案】n a =21n-.【解析】构造新数列{}n a p +,其中p 为常数,使之成为公比是n a 的系数2的等比数列 即1n a p ++=2()n a p + 整理得:1n a +=2n a p +使之满足1n a +=21n a + ∴p=1即{}1n a +是首项为11a +=2,q=2的等比数列∴1n a +=122n -⋅ n a =21n-.【3-4】在数列{}n a 中,1a =1,11n n a a n --=- (n=2、3、4……) ,则数列{}n a 的通项公式n a = .【答案】222n n n a -+= (n N *∈).【解析】∵111n a ==时,21324312123.......1n n n a a a a a a a a n -≥-=⎫⎪-=⎪⎪-=⎬⎪⎪-=-⎪⎭时,这n-1个等式累加得:112...n a a -=+++(n-1)=(1)2n n - 故21(1)222n n n n n a a --+=+=且11a =也满足该式 ∴222n n n a -+= (n N *∈). 【3-5】已知数列{}n a 满足,1,13111=+=--a a a a n n n 则数列{}n a 的通项公式n a = .【答案】132n a n =-综合点评:这些题都是由递推公式推导通项公式,由1a 和递推关系求通项公式,可观察其特点,一般常利用“化归法”、“累加法”、“累乘法” 、“构造等比数列” 、“迭代”等方法. 【方法规律技巧】1. 数列的递推关系是相邻项之间的关系,高考对递推关系的考查不多,填空题中出现复杂递推关系时,可以用不完全归纳法研究.在解答题中主要是转化为等差、等比数列的基本量来求解.2. 由递推公式推导通项公式(1)对于11()n n a aa a f n -=⎧⎨=+⎩型,求n a ,迭加累加(等差数列的通项公式的推导方法),由已知关系式得1()(2)n n a a f n n --=≥,给递推式1()(2)n n a a f n n --=≥中的n 从2开始赋值,一直到n ,一共得到1n -个式子,再把这1n -个式子左右两边对应相加化简,即得到数列的通项. 也可用迭代,即用111221()()()n n n n n a a a a a a a a ---=+-+-++-的方法.(2)对于11()n n a aa f n a -=⎧⎨=⎩型,求n a ,迭乘累乘(等比数列的通项公式的推导方法),由已知关系式得1()(2)n n a g n n a -=≥,给递推式1()(2)n n ag n n a -=≥中的n 从2开始赋值,一直到n ,一共得到1n -个式子,再把这1n -个式子左右两边对应相乘化简,即得到数列的通项. 也可用迭代,即用321121nn n a a a a a a a a -=⨯⨯⨯⨯的方法. (3)对于11n n a aa pa q+=⎧⎨=+⎩(1,0)q b ≠≠型,求n a ,一般可以利用待定系数法构造等比数列{}n a λ+,其公比为.p 注意数列{}n a λ+的首项为1a λ+,不是1.a 对新数列的首项要弄准确. (4)形如11n n n a a ka b--=+的递推数列可以用倒数法求通项.【新题变式探究】【变式一】已知数列{}n a 满足11a =,()11n n na n a -=+(*2,n n N ≥∈),则2161n a n ++取得最小值的n 的值为_____. 【答案】7【变式二】已知0,1)(≥+=x xxx f ,若++∈==N n x f f x f x f x f n n )),(()(),()(11,则)(2014x f 的表达式为________. 【答案】12014xx+【解析】111()1111x x f x x x x +-===-+++,0x ≥,11x ∴+≥,111x ∴≤+,1101x∴-≥+,即()0f x ≥,当且仅当0x =时取等号,当0x =时,(0)0n f =,当0x >时()0f x >,1()(())n n f x f f x +=1()()1()n n n f x f x f x +∴=+,11()111()()()n n n n f x f x f x f x ++∴==+,即1111()()n n f x f x +-= ∴数列1{}()n f x 是以1()f x 为首项,以1为公差的等差数列 11111(1)1(1)1()()1n nxn n x f x f x x x+∴=+-⨯=+-⨯=+,()(0)1n x f x x nx ∴=>+,当0x =时,0(0)010n f ==+,()(0)1n x f x x nx∴=≥+,2014()12014xf x x ∴=+.【综合点评】这两个题都是由由递推关系式求数列的通项公式,第一题与不等式结合,第二题与函数结合,第一题首先由叠乘法求出通项公式,然后代入有基本不等式可得,第二题由函数的性质找出递推关系,从而找出()(0)1n xf x x nx=≥+,即可得出)(2014x f 的表达式. 考点4 数列的性质的应用 【题组全面展示】【4-1】已知()225n a n n n N +=-+∈,则数列{}n a 的最大项是_______.【答案】1213a a 或【解析】n a 是关于n 的二次函数. 【4-2】设函数6(3)3,7(),7x a x x f x ax ---≤⎧=⎨>⎩,数列{}n a 满足*()()n a f n n N =∈,且数列{}n a 为递增数列,则实数a 的取值范围为_______. 【答案】(2,3)【4-3】在数列{}n a 中,前n 项和为n S ,(319)2nn a n =-⋅,则当n S 最小时,n 的值为_______.【答案】6 【解析】令0n a ≤,得6n ≤,故当16n ≤≤时,0n a <;当7n ≥时,0n a >,故当6n =时,n S 最小.【4-4】若数列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3(n ∈N *),则数列{a n }的前n 项和数值最大时,n 的值为_______.【答案】7【4-5】已知数列{}n a 的首项1a a =,其前n 项和为n S ,且满足()2132n n S S n n -+=….若对任意的*n N ∈,1n n a a +<恒成立,则a 的取值范围是 . 【答案】915,44⎛⎫⎪⎝⎭ 【解析】试题分析:由条件213(2)n n S S n n -+=≥得21)1(3+=++n S S n n ,两式相减得361+=++n a a n n ,故9612+=+++n a a n n ,两式再相减得62=-+n n a a ,由2=n 得12121=++a a a , a a 2122-=,从而a n a n 2662-+=;3=n 得2721321=++++a a a a a ,a a 233+=,从而a n a n 23612+-=+,由条件得⎪⎩⎪⎨⎧-++<+-+-<-+-<a n a n a n a n a a 26)1(6236236266212,解之得41549<<a . 综合点评:这些题都是数列的函数特征的应用,做这一类题,一是利用函数的性质,同时注意数列的性质,抓住试题的关键,灵活应用.【方法规律技巧】1.数列中项的最值的求法数列中n a 或n S 的最值问题与函数处理方法类似,首先研究数列n a 或n S 的特征,再进一步判断数列的单调性,从而得到最值.要注意的细节是n 只能取正整数.数列中最大项和最小项的求法求最大项的方法:设n a 为最大项,则有11n n n n a a a a -+≥⎧⎨≥⎩;求最小项的方法:设n a 为最小项,则有11n n n n a a a a -+≤⎧⎨≤⎩. 前n 项和最值的求法 (1)先求出数列的前n 项和n S ,根据n S 的表达式求解最值;(2)根据数列的通项公式,若0m a ≥,且10m a +<,则m S 最大;若0m a ≤,且10m a +>,则m S 最小,这样便可直接利用各项的符号确定最值.2. 在运用函数判断数列的单调性时,要注意函数的自变量为连续的,数列的自变量为不连续的,所以函数性质不能够完全等同于数列的性质.有些数列会出现前后几项的大小不一,从某一项开始才符合递增或递减的特征,这时前几项中每一项都必须研究.3.数列中恒等关系和有解问题主要是建立关于数列中基本量或相关参数的方程,再进一步论证该方程是否有整数解问题,其中对方程的研究是关键,一般可从奇偶数、约数、有理数、无理数等方面论证,也可以先利用参数范围,代入相关的整数研究.4.数列中大小比较与不等式中大小比较方法类似,同类型的多项式比较可以作差作商或用基本不等式,不同类型的比较一般要构造函数来解决.5.数列可以看作是一类特殊的函数,因此要用函数的知识,函数的思想方法来解决.注意:对求数列中的最大项是高考的热点,一般难度较大.解决这类问题时,要利用函数的单调性研究数列的最值,但要注意数列的单调性与函数的单调性有所不同,其自变量的取值是不连续的,只能取正整数,所以在求数列中的最大(小)项时,应注意数列中的项可以是相同的,故不应漏掉等号.【新题变式探究】【变式一】已知数列{}n a 的通项公式为11n a n =+,前n 项和为n S ,若对任意的正整数n ,不等式216n n m S S ->恒成立,则常数m 所能取得的最大整数为 .【答案】5【变式二】定义在R 上的函数)(x f y =满足1)1()(,0)0(=-+=x f x f f ,)(21)5(x f xf =,且当1021≤<≤x x 时,)()(21x f x f ≤,则=)20131(f . 【答案】132【综合点评】这些题都是数列函数特征的应用,第一题利用函数恒成立问题,转化为求最小值;第二个题利用数列的增减性,采用赋值法,来确定函数值.【易错试题常警惕】易错典例:已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则其通项公式为________.易错分析:忽略考虑1n =时情况.正确解析: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.故数列的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 2,n =1,6n -5,n ≥2.温馨提醒:a n 与S n 关系不清致误:在数列问题中,数列的通项a n 与其前n 项和S n 之间存在下列关系:11(1)(2)n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,这个关系对任意数列都是成立的,但要注意的是这个关系式是分段的,在n =1和n ≥2时这个关系式具有完全不同的表现形式,这也是解题中经常出错的一个地方,在使用这个关系式时要牢牢记住其“分段”的特点.。
专题6.1 数列的概念与简单表示法一、填空题1.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n ,则a 2+a 18=_______【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3;当n =1时, a 1=S 1=-1,所以a n =2n -3(n ∈N *),所以a 2+a 18=34.2.数列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N *都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5=_______ 【解析】令n =2,3,4,5,分别求出a 3=94,a 5=2516,∴a 3+a 5=6116.3.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_______ 【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 .∴a 6=a 3·a 3=64,a 3=8. ∴a 9=a 6·a 3=64×8=512.4.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k =_______【解析】由3a n +1=3a n -2得a n +1=a n -23,则{a n }是等差数列,又a 1=15,∴a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫473-23k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫453-23k <0,∴452<k <472,∴k =23,故选C.5.在数列{a n }中,已知a 1=2,a 2=7,a n +2等于a n a n +1(n ∈N *)的个位数,则a 2 015=_______6.如果数列{a n }满足a 1=2,a 2=1,且a n -1-a n a n -1=a n -a n +1a n +1(n ≥2),则这个数列的第10项等于_______ 【解析】∵a n -1-a n a n -1=a n -a n +1a n +1,∴1-a n a n -1=a n a n +1-1,即a n a n -1+a n a n +1=2,∴1a n -1+1a n +1=2a n ,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列.又∵d =1a 2-1a 1=12,∴1a 10=12+9×12=5,故a 10=15.7.已知数列{a n }中,a 1=1,若a n =2a n -1+1(n ≥2),则a 5的值是________. 【解析】∵a n =2a n -1+1,∴a n +1=2(a n -1+1),∴a n +1a n -1+1=2,又a 1=1,∴{a n +1}是以2为首项,2为公比的等比数列,即a n +1=2×2n -1=2n,∴a 5+1=25,即a 5=31.8.在数列-1,0,19,18,…,n -2n 2,…中,0.08是它的第________项.【解析】令n -2n2=0.08,得2n 2-25n +50=0, 即(2n -5)(n -10)=0.解得n =10或n =52(舍去).即0.08是该数列的第10项.9.已知数列{a n }满足:a 1=1,a n +1(a n +2)=a n (n ∈N *),若b n +1=(n -p )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n+1,b 1=-p ,且数列{b n }是单调递增数列,则实数p 的取值范围为________.10.设{a n }是首项为1的正项数列,且(n +1)a 2n +1-na 2n +a n +1·a n =0(n =1,2,3,…),则它的通项公式a n =________.【解析】∵(n +1)a 2n +1+a n +1·a n -na 2n =0, ∴(a n +1+a n )[(n +1)a n +1-na n ]=0, 又a n +1+a n >0,∴(n +1)a n +1-na n =0,即a n +1a n =nn +1, ∴a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·a 5a 4·…·a n a n -1=12×23×34×45×…×n -1n ,∵a 1=1,∴a n =1n. 二、解答题11.已知S n 为正项数列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n +12a n (n ∈N *).(1)求a 1, a 2,a 3,a 4的值; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)由S n =12a 2n +12a n (n ∈N *),可得a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1; S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2;同理,a 3=3,a 4=4. (2)S n =12a 2n +12a n ,①当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,②①-②,整理得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0,所以a n -a n -1=1, 又由(1)知a 1=1,故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,故a n =n . 12.已知数列{a n }的通项公式是a n =n 2+kn +4.(1)若k =-5,则数列中有多少项是负数?n 为何值时,a n 有最小值?并求出最小值; (2)对于n ∈N *,都有a n +1>a n ,求实数k 的取值范围.。
第06章数列班级 __________ 姓名 _______________ 学号 ______________ 得分 ____________一•填空题:1.【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】已知等比数列CaJ 的各项均为正数,且满足:a 1a Q =4,则数列{log 2an }的前9项之和为 _______________ • 【答案】9 【解析】•••= a : = 4 a 5 =2 ,9log 2 a i log 2 a 2 11( log 2 a — Iog 2(a i a 2 )1( a ?) = log 2 a 5 9log 2 a^ 9 , 2.【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】已知数列 订」满足:a n 1二a . 1 -a . 1 ,印=1,数列:满足:d 二a 』a n 1,则数列 小昇的前10项的和S 0 = ________________ •10【答案】1011【解析】由冬+1=冬(1-%】)得:丄-丄=1,因此数列{丄}是等差数列,所以丄=心即厲 丄a»ana»n所以用⑷=哥+為+…+% =(1_*)+(扌_扌)+…3.【江苏省泰州中学2017届高三摸底考试】 设等比数列〔a 」满足公比q ・N* ,a n • N *且^n [中的任意两项之积也是该数列中的一项,若 a^281,则q 的所有可能取值的集合为 _________ •【答案】「281,227,29,23,2 1 【解析】由题意,a n = 2 q,设该数列中任意两项为a m ,a l,它们的积为a p ,则81281q m4281q l 4 =281q p4,即q = 2罔刀,故P』」1必须是81的正约数,即p -^l 1的可能取值为1,3,9,27,81,所以q 的所有可能取值的集合为 :281,227,29,23,2^4.【南京市2017届高三年级学情调研】 各项均为正数的等比数列{a n },其前n 项和为5 ,1 1H 川+ 1若a ? -a 5二―78 , S 3 =13,则数列{a .}的通项公式a^ .【答案】3n - 1 【解析】由题意得32n 1a 1q(q -1^78,a 1(1 q q ) =13二 q(q -1) =6,: q 0. q = 3,6 = 1,a n = 3 〜5. 【泰州中学2016-2017年度第一学期第一次质量检测文科】若等差数列 曲 的前5项和S 5 = 25,且 a 4 = 3,则 a 7= _______________【答案】 -3 【解析】S5 -25—■£- 25—• a3 - 5,所以d — a 4 - a^ — —2, a^ — a 4 ' (7 - 4)d = 3 - 6 = —36.【泰州中学2016-2017年度第一学期第一次质量检测文科】2016a n , n =1,2,….若a m 4 ,则正整数m 的最2017小值为 ___________ 【答案】8069【解析】=迟凹泮―一^外=>5十+叫=25 + 1)4“即数列{gj 成等差数列』苜 n+2 R +2 项为1,公差为2碍—口] = 6—】=5 ,所以耳=】+5(科—1) = %—4 =咚=5—?,因此n20164 2016 a m 454m 8068,所以正整数 m 的最小值为8069.2017m20177.【苏北四市(淮安、宿迁、连云港、徐州)2017届高三上学期期中】设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,且a 2 =3, S 4 =16 ,则S 9的值为 ▲ . 【答案】81 【解析】由 a :=3, S 4 =16 得 a • d =3,4印• 6d =16=印=1,d =2,所以丄1S 9 =9 1 — 9 8 2 =8128. 【江苏省南通中学2017届高三上学期期中考试】设S n 是等比数列{a n }的前n 项的和,若a 3 2a 6 =0,贝U §的值是 ▲S 6数列曲定义如下:a^ 1, a 2=3, a nr^n1nn +2【答案】21 -q 31a i3 1 —,因此§ 匕=竺 2=2 2 S 6 a1-q 6仁 q 6 11a1 口9. 【江苏省南通中学 2017届高三上学期期中考试】22S n =(n 1)a n ,若关于正整数n 的不等式a n -ta n数t 的取值范围为 ▲.3【答案】(1,-)2【解析】2£=("1加,竺厂吧.心工2)「加严5+1血-叫十山T"』沁/心习, 因此"Wr 兴……討 F 由町-站WN 得/?_恥2?=«虫27,3因为关于正整数"的解集中的整数解有两个,因此2<21<^l<t<-—a «1 — 3【解析】玄耳4寸〒7 2已知S n 为数列{a .}的前n 项和,印=1 ,2< 2t 的解集中的整数解有两个,则正实10.【2017届高三七校联考期中考试】 设等差数列的前n 项和为S n,若 a5a 3 35▲•【答案】- 2【解全=5=.a 3 3a^d ,所以c h 2d 3S 33a 1 3d 211.【2017届高三七校联考期中考试】 n*设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =kn ・n,n ・N ,其中k 是常数•若对于任意的 N *, a m ,a 2m ,成等比数列,则k 的值为 ▲【答案】0或12 *【解析】••• S n =kn • n,n ・N /.数列{a .}是首项为k 1,公差为2k 的等差数列,a n 二 2kn 1 - k22又对于任意的N 都有 a 2m 二a mdm ,••• a 2 =a 1a 4,(3k 1)^(k 1)(7k 1),解得k =0 或 1.又k =0时a n =1,显然对于任意的N *, a m ,a 2m , a 4m 成等比数列;k =1时a . =2 n,a m =2m,a 2m =4m, a 4m =8m ,显然对于任意的N ,a m ,a 2m ,a 4m 也成等比数S 3列•综上所述,k =o 或1.得n = 4,故应填答案4.13.【无锡市普通高中2017届高三上学期期中基础性检测】设数列n*已知 4S n =2a n - n 2 7n n N ,则 a 11 - 【答案】-2【解析】由题设4® =^-^ + 7n («e.V*)可得4瓦沁“仏“—(用―1尸十?仗―1〉,将以上两式两边相滿可得斗绻=2代—2邱_1 —2冷+ 1 + 7,即碍=——用+4,所以①+ 口小二—秤+4.又因为陌=3,所 臥勺二一3—2+4 = —1.故巧=1一2 + 4=3,依;欠可推得=一2,应填答案一 2.14.【南京市、盐城市2017届高三年级第一次模拟】如图,在平面直角坐标系中, 分别在X轴与直线y 二f X 1上从左向右依次取点A k 、B k ,k =1,2,…,其中A 1是坐标原12.【泰州中学2017届高三上学期期中考试】设数列I a"首项a^2 ,前n 项和为S n ,且满足 2a n 1 - S nS 2n=3 n • N ”,则满足 33 ::: s :::16的所有n 的和为15【答案】4【解析】因a n 勺 二S n “ -S n ,故代入已知可得 2S n S n■ 3,即2(S 勺- 3) = S - 3 ,也即1 1S n 1 -3(S n -3),故数列{S n -3}是公比为三的等比数列,所以& -3 = (2 -即S n 亠(尹.所以S 2n 亠(*严,则肆3-(捫 3 22nJ -1;n 3一(1严3.2沁_丫,由此可解n _1点,使A k B k A k 1都是等边三角形,则-':A10B10A11的边长是 ____________ ▲___ 一【答案】512【解析】设y = f x 1与X轴交点为P,贝UAB =Af = 1; A2 = A2P =1 1 = 2; A3B3 = A3P = 2 2=4;依次类推得L Ai o B io A H的边长为2°=512二•解答题:.15.【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】(本题满分14分)已知等比数列V 的公比q・1,且满足:32*3*4=28,且33 2是32,34的等差中项•(1 )求数列的通项公式;(2 )若b n =3n 0g 13n,S n 1 b ||心,求使S n n [_2n1 62成立的正整数n的最小2值.【答案】(1)3n =2n;(2)6.【解析】⑴T%+2是口2耳的等差中项,二2(码+2)=咳+ 代入+磅+ 口斗=28 }可倚角=8,z ,解之得口网+碍?=20& =32 "J/ q>1归二数列S}的通项公式为代=2月了分S;=-(1工2+2燈+…+肿巧②一①得x2^ + 2x2^ +…++ w*2初)f2仃_2n\Sn = 2 2223…2n_ n?1n 2n1=2n1_2_ n 2n 1121-2••• S n n[_2n 162 ,• 2n 1- 2 62 , • n 1 6, n 5 ,13•••使S n nL2n162成立的正整数n的最小值为614分16.【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】(本题满分16分)已知数列;£n 1的前n项和为A n,对任意n • N*满足轧 _ △ = 1,且印=1 , 数列「bn / 满足b n2-2b n「b n = On,N ,bh=5,其前9 项和为63.(1)求数列订」和的通项公式;(2)令C n二虫•並,数列〈C n 1的前n项和为T n ,若对任意正整数n ,都有「b n - 2n a ,a n求实数a的取值范围;(3)将数列的项按照“当n为奇数时,a n放在前面;当n为偶数时,b n放在前面”的要求进行“交叉排列” ,得到一个新的数列:a i ,b!,b 2, a 2,a 3,b 3,b 4,a 4,a 5,b 5,b5,,1求这个新数列的前n 项和s n .1 2 3一 n n,n = 2k 4 22n ■ 6n —3 ,n = 4k _3, k N 42n +6n+5‘ “ ,n = 4k -14【解析】⑴••擞列自是首项小公差吋的等差数列,4=4+(wl)xrr +^ 即处彎%讥二也如乩沁十咲"又绍=1» .■.代=齐(科巨JV*)丁也」込屮―二数列愿}是等差数列, 设的前科项和为比,丁屍=鲨也=63且鸟=5,■■-4 =9,二{冊的公差为=磊=1忑=川+2(用e M ):…3: n 24【答案】(1) a n = n,b n = n • 2 ; ( 2) a ";( 3)⑵由(1)知勺=冬+勺6 \n K +2i1 1 1「Tn" ° 川》2n 2匕厂 J1 1III 11n=2n 2 1 —-―1I 2 n 十1 n:2 n 1 n 2 切 3-2.门 140,81二数列{JQ 为递增数列,4丁对任意正整数小 都有兀-2用王。
专题六数列———————命题观察²高考定位———————(对应学生用书第21页)1.(2017²江苏高考)等比数列{an }的各项均为实数,其前n项和为Sn.已知S3=74,S 6=634,则a8=________.32 [设{an}的首项为a1,公比为q,则⎩⎪⎨⎪⎧a1 1-q31-q=74,a11-q61-q=634,解得⎩⎨⎧a1=14,q=2,所以a8=14³27=25=32.]2.(2016²江苏高考)已知{an }是等差数列,Sn是其前n项和.若a1+a22=-3,S5=10,则a9的值是________.20 [法一:设等差数列{an }的公差为d,由S5=10,知S5=5a1+5³42d=10,得a 1+2d=2,即a1=2-2d.所以a2=a1+d=2-d,代入a1+a22=-3,化简得d2-6d+9=0,所以d=3,a1=-4.故a9=a1+8d=-4+24=20.法二:设等差数列{an }的公差为d,由S5=10,知5 a1+a52=5a3=10,所以a3=2.所以由a1+a3=2a2,得a1=2a2-2,代入a1+a22=-3,化简得a22+2a2+1=0,所以a2=-1.公差d=a3-a2=2+1=3,故a9=a3+6d=2+18=20.]3.(2014²江苏高考)在各项均为正数的等比数列{an }中,若a2=1,a8=a6+2a4,则a6的值是________.4 [因为a8=a2q6,a6=a2q4,a4=a2q2,所以由a8=a6+2a4得a2q6=a2q4+2a2q2,消去a 2q 2,得到关于q 2的一元二次方程(q 2)2-q 2-2=0,解得q 2=2,a 6=a 2q 4=1³22=4.]4.(2015²江苏高考)设数列{}a n 满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),则数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 前10项的和为______.2011[由题意有a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n(n ≥2).以上各式相加,得a n -a 1=2+3+…+n = n -1 2+n 2=n 2+n -22.又∵a 1=1,∴a n =n 2+n2(n ≥2).∵当n =1时也满足此式,∴a n =n 2+n2(n ∈N *).∴1a n =2n 2+n =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1. ∴S 10=2³⎝⎛⎭⎪⎫11-12+12-13+…+110-111=2³⎝⎛⎭⎪⎫1-111=2011.] 5.(2017²江苏高考)对于给定的正整数k ,若数列{a n }满足:a n -k +a n -k +1+…+a n -1+a n +1+…+a n +k -1+a n +k =2ka n ,对任意正整数n(n>k)总成立,则称数列{a n }是“P(k)数列”.(1)证明:等差数列{a n }是“P(3)数列”;(2)若数列{a n }既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,证明:{a n }是等差数列. 【56394035】[证明] (1)因为{a n }是等差数列,设其公差为d ,则 a n =a 1+(n -1)d , 从而,当n ≥4时,a n -k +a n +k =a 1+(n -k -1)d +a 1+(n +k -1)d =2a 1+2(n -1)d =2a n ,k =1,2,3,所以a n -3+a n -2+a n -1+a n +1+a n +2+a n +3=6a n , 因此等差数列{a n }是“P(3)数列”.(2)数列{a n }既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,因此, 当n ≥3时,a n -2+a n -1+a n +1+a n +2=4a n ,①当n≥4时,an-3+an-2+an-1+an+1+an+2+an+3=6an.②由①知,an-3+an-2=4an-1-(an+an+1),③a n+2+an+3=4an+1-(an-1+an).④将③④代入②,得an-1+an+1=2an,其中n≥4,所以a3,a4,a5,…是等差数列,设其公差为d′.在①中,取n=4,则a2+a3+a5+a6=4a4,所以a2=a3-d′,在①中,取n=3,则a1+a2+a4+a5=4a3,所以a1=a3-2d′,所以数列{an}是等差数列.[命题规律](1)对等差数列与等比数列基本量的考查是重点,主要考查利用通项公式、前n项和公式建立方程组求解,属于低档题,主要是以填空题的形式出现.(2)对等差数列与等比数列性质的考查是热点,具有“新、巧、活”的特点,考查利用性质解决有关的计算问题,属中低档题,主要是以填空题的形式出现.(3)数列的通项公式及递推公式的应用也是命题的热点,根据an 与Sn的关系求通项公式以及利用构造或转化的方法求通项公式也是常考的热点.填空、解答题都有出现.(4)数列的求和问题,多以考查等差、等比数列的前n项和公式、错位相减法和裂项相消法为主,且考查频率较高,是高考命题的热点.填空、解答题都有出现.(5)数列与函数、不等式的综合问题也是高考考查的重点,主要考查利用函数的观点解决数列问题以及用不等式的方法研究数列的性质,多为中档题,以解答题的形式出现.(6)数列与解析几何交汇主要涉及点列问题,难度中等及以上,常以解答题形式出现.(7)数列应用题主要以等差数列、等比数列及递推数列为模型进行考查,难度中等及以上,常以解答题形式出现.———————主干整合²归纳拓展———————(对应学生用书第21页)[第1步▕核心知识再整合]1.等差数列。
第4讲 数列的求和考试要求 1.等差、等比数列的前n 项和公式,C 级要求;2.非等差、等比数列求和的几种常见方法,C 级要求.知 识 梳 理1.常用的一般数列的求和方法 (1)公式法①等差数列的前n 项和公式S n =n a 1+a n 2=na 1+n n -2d .②等比数列的前n 项和公式 (ⅰ)当q =1时,S n =na 1; (ⅱ)当q ≠1时,S n =a 1-qn1-q=a 1-a n q1-q.(2)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项,使其转化为几个等差、等比数列,再求解. (3)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差求和,正负相消剩下首尾若干项. (4)倒序相加法把数列分别正着写和倒着写再相加,即等差数列求和公式的推导过程的推广. (5)错位相减法主要用于一个等差数列与一个等比数列对应项相乘所得的数列的求和,即等比数列求和公式的推导过程的推广. (6)并项求和法一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)nf (n )类型,可采用两项合并求解.例如,S n =1002-992+982-972+…+22-12=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050. 2.几种常见类型的处理 (1)形如a n ±b n 的形式 方法:分组求和法. (2)形如1a na n +d 或1n +d +n等形式方法:裂项相消法.(3)形如a n b n 的形式(其中{a n }为等差数列,{b n }为等比数列) 方法:错位相减法.(4)首尾对称的两项和为定值的形式 方法:倒序相加法. (5)正负交替出现的数列形式 方法:并项相加法.诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)(1)如果数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q.( ) (2)当n ≥2时,1n 2-1=12(1n -1-1n +1).( ) (3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )(4)若数列a 1,a 2-a 1,…,a n -a n -1是首项为1,公比为3的等比数列,则数列{a n }的通项公式是a n =3n-12.( )解析 (3)要分a =0或a =1或a ≠0且a ≠1讨论求解.答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ 2.若数列{a n }的通项公式为a n =2n+2n -1,则数列{a n }的前n 项和为________. 解析 S n =-2n1-2+n+2n -2=2n +1-2+n 2.答案 2n +1+n 2-23.数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =1-2+3-4+…+(-1)n -1·n ,则S 17=________.解析 S 17=1-2+3-4+5-6+…+15-16+17=1+(-2+3)+(-4+5)+(-6+7)+…+(-14+15)+(-16+17)=1+1+1+…+1=9. 答案 94.(2015·江苏卷)设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为________.解析 ∵a 1=1,a n +1-a n =n +1,∴a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n ,将以上n -1个式子相加得a n -a 1=2+3+…+n =+nn -2,即a n =n n +2,令b n =1a n,故b n =2n n +=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,故S 10=b 1+b 2+…+b 10 =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+110-111=2011.答案20115.(必修5P68复习题13改编)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =1nn +,则S 5等于________. 解析 ∵a n =1nn +=1n -1n +1, ∴S 5=a 1+a 2+…+a 5=1-12+12-13+…-16=56.答案56考点一 分组转化法求和【例1】 (2016·浙江卷)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *. (1)求通项公式a n ;(2)求数列{|a n -n -2|}的前n 项和.解 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=4,a 2=2a 1+1,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 2=3.又当n ≥2时,由a n +1-a n =(2S n +1)-(2S n -1+1)=2a n ,得a n +1=3a n . 所以,数列{a n }的通项公式为a n =3n -1,n ∈N *.(2)设b n =|3n -1-n -2|,n ∈N *,b 1=2,b 2=1,当n ≥3时,由于3n -1>n +2,故b n =3n -1-n -2,n ≥3.设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 1=2,T 2=3, 当n ≥3时,T n =3+-3n -21-3-n +n -2=3n -n 2-5n +112,又n =2适合上式,所以T n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,3n -n 2-5n +112,n ≥2,n ∈N *.规律方法 (1)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.(2)若数列{c n }的通项公式为c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.【训练1】 (2016·天津卷)已知{a n }是等比数列,前n 项和为S n (n ∈N *),且1a 1-1a 2=2a 3,S 6=63.(1)求{a n }的通项公式;(2)若对任意的n ∈N *,b n 是log 2a n 和log 2a n +1的等差中项,求数列{(-1)n b 2n }的前2n 项和. 解 (1)设数列{a n }的公比为q . 由已知,有1a 1-1a 1q =2a 1q2,解得q =2或q =-1.又由S 6=a 1·1-q61-q =63,知q ≠-1,所以a 1·1-261-2=63,得a 1=1.所以a n =2n -1.(2)由题意,得b n =12(log 2a n +log 2a n +1)=12(log 22n -1+log 22n)=n -12,即{b n }是首项为12,公差为1的等差数列.设数列{(-1)n b 2n }的前n 项和为T n ,则T 2n =(-b 21+b 22)+(-b 23+b 24)+…+(-b 22n -1+b 22n )=b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n -1+b 2n =2n b 1+b 2n2=2n 2.考点二 裂项相消法求和【例2】 (2015·全国Ⅰ卷)S n 为数列{a n }的前n 项和.已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3. (1)求{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和.解 (1)由a 2n +2a n =4S n +3, 可知a 2n +1+2a n +1=4S n +1+3. 可得a 2n +1-a 2n +2(a n +1-a n )=4a n +1,即2(a n +1+a n )=a 2n +1-a 2n =(a n +1+a n )(a n +1-a n ). 由于a n >0,可得a n +1-a n =2.又a 21+2a 1=4a 1+3,解得a 1=-1(舍去)或a 1=3.所以{a n }是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为a n =2n +1. (2)由a n =2n +1可知b n =1a n a n +1=1n +n +=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3.设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3=n n +.规律方法 (1)利用裂项相消法求和时,应注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项.(2)将通项公式裂项后,有时候需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项公式相等.【训练2】 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 3=a 7,a 8-2a 3=3. (1)求a n ;(2)设b n =1S n,求数列{b n }的前n 项和为T n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =a 1+6d ,a 1+7d -a 1+2d =3,解得a 1=3,d =2, ∴a n =a 1+(n -1)d =2n +1. (2)由(1)得S n =na 1+n n -2d =n (n +2),∴b n =1nn +=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2. ∴T n =b 1+b 2+…+b n -1+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2 =12⎝⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2=34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2.考点三 错位相减法求和【例3】 (2016·山东卷)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n +b n +1.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)令c n =a n +n +1b n +n.求数列{c n }的前n 项和T n .解 (1)由题意知,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=6n +5. 当n =1时,a 1=S 1=11,符合上式. 所以a n =6n +5. 设数列{b n }的公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 1=b 1+b 2,a 2=b 2+b 3,即⎩⎪⎨⎪⎧11=2b 1+d ,17=2b 1+3d ,可解得b 1=4,d =3.所以b n =3n +1. (2)由(1)知,c n =n +n +1n +n=3(n +1)·2n +1..又T n =c 1+c 2+…+c n .得T n =3×[2×22+3×23+…+(n +1)×2n +1].2T n =3×[2×23+3×24+…+(n +1)×2n +2].两式作差,得-T n =3×[2×22+23+24+…+2n +1-(n +1)×2n +2]=3×⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+41-2n1-2-n +1×2n +2=-3n ·2n +2. 所以T n =3n ·2n +2.规律方法 (1)一般地,如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n ·b n }的前n 项和时,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘以等比数列{b n }的公比,然后作差求解;(2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.【训练3】 已知{a n }是递增的等差数列,a 2,a 4是方程x 2-5x +6=0的根. (1)求{a n }的通项公式; (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 的前n 项和.解 (1)方程x 2-5x +6=0的两根为2,3, 由题意得a 2=2,a 4=3.设数列{a n }的公差为d ,则a 4-a 2=2d ,故d =12,从而a 1=32.所以{a n }的通项公式为a n =12n +1.(2)设⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 的前n 项和为S n ,由(1)知a n 2n =n +22n +1,则S n =322+423+…+n +12n +n +22n +1,12S n =323+424+…+n +12n +1+n +22n +2.两式相减得12S n =34+⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+12n +1-n +22n +2=34+14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -1-n +22n +2.所以S n =2-n +42n +1.[思想方法]非等差、等比数列的一般数列求和,主要有两种思想:1.转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相消来完成;2.不能转化为等差或等比的特殊数列,往往通过裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等来求和. [易错防范]1.直接应用公式求和时,要注意公式的应用范围,如当等比数列公比为参数(字母)时,应对其公比是否为1进行讨论.2.在应用错位相减法时,要注意观察未合并项的正负号.3.在应用裂项相消法时,要注意消项的规律具有对称性,即前剩多少项则后剩多少项.基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、填空题1.数列112,314,518,7116,…,(2n -1)+12n ,…的前n 项和S n =________.解析 该数列的通项公式为a n =(2n -1)+12n ,则S n =[1+3+5+…+(2n -1)]+⎝⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n =n 2+1-12n. 答案 n 2+1-12n2.(2017·南通调研)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 4=4,S 4=10,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前2 017项和为________.解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧a 4=a 1+3d =4,S 4=4a 1+6d =10,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1,∴a n =n ,∴1a n a n +1=1n -1n +1,∴前2 017项和为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12 017-12 018=2 0172 018.答案2 0172 0183.数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n -1·(4n -3),则它的前100项之和S 100=________.解析 S 100=(4×1-3)-(4×2-3)+(4×3-3)-…-(4×100-3)=4×[(1-2)+(3-4)+…+(99-100)]=4×(-50)=-200. 答案 -2004.(2017·江西高安中学等九校联考)已知数列5,6,1,-5,…,该数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前16项之和S 16=________. 解析 根据题意这个数列的前7项分别为5,6,1,-5,-6,-1,5,6,发现从第7项起,数字重复出现,所以此数列为周期数列,且周期为6,前6项和为5+6+1+(-5)+(-6)+(-1)=0.又因为16=2×6+4,所以这个数列的前16项之和S 16=2×0+7=7. 答案 75.(2017·泰州模拟)数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),且a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21=________.解析 由a n +a n +1=12=a n +1+a n +2,∴a n +2=a n ,则a 1=a 3=a 5=…=a 21,a 2=a 4=a 6=…=a 20, ∴S 21=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 20+a 21) =1+10×12=6.答案 66.(2017·南通、扬州、泰州三市调研)设数列{a n }满足a 1=1,(1-a n +1)(1+a n )=1(n ∈N *),则∑100k =1(a k a k +1)的值为________. 解析 由(1-a n +1)(1+a n )=1得a n -a n +1=a n a n +1,则1a n +1-1a n=1,又1a 1=1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,1为公差的等差数列,则1a n =n ,a n =1n∑100k =1(a k a k +1)=(a 1-a 2)+(a 2-a 3)+…+(a 100-a 101)=a 1-a 101=1-1101=100101. 答案1001017.在等差数列{a n }中,a 1>0,a 10·a 11<0,若此数列的前10项和S 10=36,前18项和S 18=12,则数列{|a n |}的前18项和T 18的值是________. 解析 由a 1>0,a 10·a 11<0可知d <0,a 10>0,a 11<0, ∴T 18=a 1+…+a 10-a 11-…-a 18 =S 10-(S 18-S 10)=60. 答案 608.(2017·镇江期末)已知数列{a n }中,a n =-4n +5,等比数列{b n }的公比q 满足q =a n -a n-1(n ≥2)且b 1=a 2,则|b 1|+|b 2|+|b 3|+…+|b n |=________.解析 由已知得b 1=a 2=-3,q =-4,∴b n =(-3)×(-4)n -1,∴|b n |=3×4n -1,即{|b n |}是以3为首项,4为公比的等比数列,∴|b 1|+|b 2|+…+|b n |=-4n1-4=4n-1.答案 4n-1 二、解答题9.(2016·北京卷)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4.(1)求{a n }的通项公式;(2)设c n =a n +b n ,求数列{c n }的前n 项和.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,由⎩⎪⎨⎪⎧b 2=b 1q =3,b 3=b 1q 2=9得⎩⎪⎨⎪⎧b 1=1,q =3.∴b n =b 1qn -1=3n -1,又a 1=b 1=1,a 14=b 4=34-1=27,∴1+(14-1)d =27,解得d =2.∴a n =a 1+(n -1)d =1+(n -1)×2=2n -1(n =1,2,3,…). (2)由(1)知a n =2n -1,b n =3n -1,因此c n =a n +b n =2n -1+3n -1.从而数列{c n }的前n 项和S n =1+3+…+(2n -1)+1+3+…+3n -1=n+2n -2+1-3n 1-3=n 2+3n-12. 10.(2017·苏北四市调研)已知各项均为正数的数列{a n }的首项a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,且满足:a n S n +1-a n +1S n +a n -a n +1=λa n a n +1(λ≠0,n ∈N *). (1)若a 1,a 2,a 3成等比数列,求实数λ的值; (2)若λ=12,求S n .解 (1)令n =1,a 1S 2-a 2S 1+a 1-a 2=λa 1a 2,解得a 2=21+λ.令n =2,a 2S 3-a 3S 2+a 2-a 3=λa 2a 3,解得a 3=2λ+4λ+12λ+1.由a 22=a 1a 3得⎝⎛⎭⎪⎫21+λ2=2λ+4λ+λ+,因为λ≠0,所以λ=1.(2)当λ=12时,a n S n +1-a n +1S n +a n -a n +1=12a n a n +1,所以S n +1a n +1-S n a n +1a n +1-1a n =12,即S n +1+1a n +1-S n +1a n =12, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +1a n 是以2为首项,12为公差的等差数列,所以S n +1a n =2+(n -1)·12, 即S n +1=n +32a n ,①当n ≥2时,S n -1+1=n +22a n -1,②由①-②得a n =n +32a n -n +22a n -1,即(n +1)a n =(n +2)a n -1,所以a n n +2=a n -1n +1(n ≥2),所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n +2是首项为13的常数列,所以a n =13(n +2).代入①得S n =n +32a n -1=n 2+5n6.能力提升题组 (建议用时:20分钟)11.(2017·长治联考)设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是________. 解析 a n =1+(n -1)=n ,S n =n+n2, ∴S n +8a n=n+n2+8n=12⎝ ⎛⎭⎪⎫n +16n +1≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n ·16n +1=92,当且仅当n =4时,取等号.∴S n +8a n 的最小值是92. 答案 9212.(2017·盐城中学模拟)在数列{a n }中,a n +1+(-1)na n =2n -1,则数列{a n }的前12项和为________.解析 因为a n +1+(-1)n a n =2n -1,所以a 2-a 1=1, a 3+a 2=3,a 4-a 3=5,a 5+a 4=7,a 6-a 5=9,a 7+a 6=11,…,a 11+a 10=19,a 12-a 11=21,所以a 1+a 3=2,a 4+a 2=8,…,a 12+a 10=40,所以从第一项开始,依次取两个相邻奇数项的和都等于2,从第二项开始,依次取两个相邻偶数项的和构成以8为首项,以16为公差的等差数列,以上式相加可得,S 12=a 1+a 2+a 3+…+a 12=(a 1+a 3)+(a 5+a 7)+(a 9+a 11)+(a 2+a 4)+(a 6+a 8)+(a 10+a 12)=3×2+8+24+40=78.答案 7813.(2017·南京、盐城模拟)已知函数f (x )=⎩⎨⎧ 1-x -2,0≤x <2,f x -,x ≥2,若对于正数k n (n ∈N *),直线y =k n x 与函数y =f (x )的图象恰有(2n +1)个不同交点,则数列{k 2n }的前n项和为________.解析 函数f (x )的图象是一系列半径为1的半圆,因为直线y =k n x 与f (x )的图象恰有(2n +1)个不同交点,所以直线y =k n x 与第(n +1)个半圆相切,则n +k n 1+k 2n =1,化简得k 2n =14n n +=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,则k 21+k 22+…+k 2n =14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1=n 4n +4. 答案 n 4n +414.(2017·苏、锡、常、镇四市调研)正项数列a 1,a 2,…,a m (m ≥4,m ∈N *),满足a 1,a 2,a 3,…,a k -1,a k (k <m ,k ∈N *)是公差为d 的等差数列,a 1,a m ,a m -1,…,a k +1,a k 是公比为2的等比数列.(1)若a 1=d =2,k =8,求数列a 1,a 2,…,a m 的所有项的和S m ;(2)若a 1=d =2,m <2 016,求m 的最大值;(3)是否存在正整数k ,满足a 1+a 2+…+a k -1+a k =3(a k +1+a k +2+…+a m -1+a m )?若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由已知得k <m ,k ∈N *,a n =2n ,a k =a 8=16,故a 1,a 2,a 3,…a k -1,a k (k <m ,k ∈N *)对应的数为2,4,6,8,10,12,14,16.因为a 1,a m ,a m -1,…,a k +1,a k 的公比为2,则对应的数为2,4,8,16.从而a 1,a 2,…,a m 即为2,4,6,8,10,12,14,16,8,4,此时m =10,S m =+2+8+4=84.(2)因为a 1,a 2,a 3,…,a k -1,a k (k <m ,k ∈N *)是首项为2,公差为2的等差数列,所以k <m ,k ∈N *,a n =2n ,从而a k =2k .又a 1,a m ,a m -1,…,a k +1,a k 是首项为2,公比为2的等比数列,且a k =2m -k +2,故2k =2m -k +2,即k =2m -k +1,即k 必是2的整数幂. 又k ·2k =2m +1,要m 最大,k 必须最大,因为k <m <2 016,故k 的最大值为210,所以210·2210=210·21 024=21 034=2m +1,即m 的最大值为1 033.(3)存在.由数列a 1,a 2,a 3,…,a k -1,a k 是公差为d 的等差数列知a k =a 1+(k -1)d , 又a 1,a m ,a m -1,…,a k +1,a k 是公比为2的等比数列,则a k =a 1·2m +1-k ,故a 1+(k -1)d =a 1·2m +1-k ,即(k -1)d =a 1(2m +1-k -1).又a 1+a 2+…+a k -1+a k =3(a k +1+a k +2+…+a m -1+a m ),a m =2a 1,则ka 1+12k (k -1)d =3×2a 1×1-2m -k 1-2, 即ka 1+12ka 1(2m +1-k -1)=3×2a 1(2m -k -1), 则12k ·2m +1-k +12k =6(2m -k -1), 即k ·2m +1-k +k =6×2m +1-k -12, 显然k ≠6,则2m +1-k =k +126-k =-1+186-k, 所以k <6,将k =1,2,3,4,5一一代入验证,易知当且仅当k =4时,上式右端为8,等式成立,此时m =6,综上,当且仅当m =6时,存在k =4满足等式.。
第06章 数列班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________一.填空题:1. 【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】已知等比数列{}n a 的各项均为正数,且满足:194a a =,则数列{}2log n a 的前9项之和为__________. 【答案】9【解析】∵21954a a a ==,∴52a =,∴921222921292525log log log log ()log 9log 9a a a a a a a a +++====,2. 【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】已知数列{}n a 满足:()1111,1n n n a a a a ++=-=,数列{}n b 满足:1n n n b a a +=,则数列{}n b 的前10项的和10S =__________.【答案】10113. 【江苏省泰州中学2017届高三摸底考试】设等比数列{}n a 满足公比*q N ∈,*n a N ∈,且{}n a 中的任意两项之积也是该数列中的一项,若8112a =,则q 的所有可能取值的集合为 .【答案】{}8127932,2,2,2,2 【解析】由题意,8112n n a q-=,设该数列中任意两项为,m l a a ,它们的积为p a ,则811811811222m l p q q q ---=,即8112p m l q --+=,故1p m l --+必须是81的正约数,即1p m l --+的可能取值为1,3,9,27,81,所以q 的所有可能取值的集合为{}8127932,2,2,2,24. 【南京市2017届高三年级学情调研】各项均为正数的等比数列{}n a ,其前n 项和为n S ,若2578a a -=-,313S =,则数列{}n a 的通项公式n a = . 【答案】3n -1 【解析】由题意得321111(1)78,(1)13(1)6,03,1,3n n a q q a q q q q q q a a --=++=⇒-=>∴===5. 【泰州中学2016-2017年度第一学期第一次质量检测文科】若等差数列{}n a 的前5项和525S =,且43a =,则7a = .【答案】3- 【解析】15535()252552a a S a +=⇒=⇒=,所以43742,(74)363d a a a a d =-=-=+-=-=-6. 【泰州中学2016-2017年度第一学期第一次质量检测文科】数列{}n a 定义如下:11a =,23a =,122(1)22n n n n a n a a n n +++=-++,1,2,n =….若201642017m a >+,则正整数m 的最小值为 . 【答案】8069201642016454806820172017m a m m >+⇒->+⇒>,所以正整数m 的最小值为8069. 7. 【苏北四市(淮安、宿迁、连云港、徐州)2017届高三上学期期中】设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,且23a =,416S =, 则9S 的值为 ▲ . 【答案】81【解析】由23a =,416S =得1113,46161,2a d a d a d +=+=⇒==,所以9191982812S =⨯+⨯⨯⨯=8. 【江苏省南通中学2017届高三上学期期中考试】设n S 是等比数列{}n a 的前n 项的和,若3620a a +=,则36S S 的值是 ▲ . 【答案】2【解析】3620a a +=3631122a q a ⇒=-⇒=-,因此313366611111122111141q a S q q q S q a q-⋅+--====---⋅- 9. 【江苏省南通中学2017届高三上学期期中考试】已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,11a =,2(1)n n S n a =+,若关于正整数n 的不等式222n n a ta t -≤的解集中的整数解有两个,则正实数t 的取值范围为 ▲ . 【答案】3(1,)210. 【2017届高三七校联考期中考试】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若5353a a =,则53S S =▲ .【答案】52【解析】51131455323a a d a d a a d +=⇒=⇒=+,所以51315105332S a d S a d +==+ 11. 【2017届高三七校联考期中考试】设n S 为数列{}n a 的前n 项和,*2,N n n kn S n ∈+=,其中k 是常数.若对于任意的m m m a a a N m 42*,,,∈成等比数列,则k 的值为 ▲ .【答案】0或1【解析】∵*2,N n n kn S n ∈+= ∴ 数列{}n a 是首项为1+k ,公差为k 2的等差数列,21n a kn k =+-又对于任意的*N m ∈都有m m m a a a 422=,∴)17)(1()13(,24122++=+=k k k a a a ,解得=k 0或1.又0=k 时1n a =,显然对于任意的m m m a a a N m 42*,,,∈成等比数列;1=k 时242,2,4,8n m m m a n a m a m a m ====,显然对于任意的m m m a a a N m 42*,,,∈也成等比数列.综上所述,=k 0或1.12. 【泰州中学2017届高三上学期期中考试】设数列{}n a 首项12a =,前n 项和为n S ,且满足()123n n a S n N *++=∈,则满足234163315n n S S <<的所有n 的和为_________. 【答案】4【解析】因n n n S S a -=++11,故代入已知可得321+=+n n S S ,即3)3(21-=-+n n S S ,也即)3(2131-=-+n n S S ,故数列}3{-n S 是公比为21的等比数列,所以1)21)(32(3--=-n n S ,即1)21(3--=n n S .所以122)21(3--=n n S ,则n n n n n nn S S 223123)21(3)21(312121122-⋅-⋅=--=----,由此可解得4=n ,故应填答案4.13. 【无锡市普通高中2017届高三上学期期中基础性检测】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知()2*427n n S a n n n N =-+∈,则11a =______________. 【答案】2-14. 【南京市、盐城市2017届高三年级第一次模拟】如图,在平面直角坐标系中,分别在x轴与直线)13y x =+上从左向右依次取点k A 、k B ,1,2,k =⋅⋅⋅,其中1A 是坐标原点,使1k k k A B A +∆都是等边三角形,则101011A B A ∆的边长是 ▲ .【答案】512【解析】设)1y x =+与x 轴交点为P ,则1112223331;112;224;A B A P A B A P A B A P ====+===+=依次类推得101011A B A ∆的边长为92512= 二.解答题:. 15. 【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】(本题满分14分)已知等比数列{}n a 的公比1q >,且满足:23428a a a ++=,且32a +是24,a a 的等差中项.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若1122lo g ,S n n n n n b a a b b b ==+++,求使1262n n S n ++>成立的正整数n 的最小值.【答案】(1)2n n a =;(2)6.【解析】②—①得()23111121222222222212n n n n n n n S n n n ++++-=+++-=-=---.............12分∵1262n n S n ++>,∴12262n +->,∴16,5n n +>>,.........................13分∴使1262n n S n ++>成立的正整数n 的最小值为6.....................14分16. 【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】(本题满分16分) 已知数列{}n a 的前n 项和为n A ,对任意*n N ∈满足1112n n A A n n +-=+,且11a =,数列{}n b 满足()*21320,5n n n b b b n N b ++-+=∈=,其前9项和为63. (1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式; (2)令n nn n nb ac a b =+,数列{}n c 的前n 项和为n T ,若对任意正整数n ,都有2n T n a ≥+,求实数a 的取值范围;(3)将数列{}{},n n a b 的项按照“当n 为奇数时,n a 放在前面;当n 为偶数时,n b 放在前面”的要求进行“交叉排列”,得到一个新的数列:11223344556,,,,,,,,,,a b b a a b b a a b b ,,求这个新数列的前n 项和n S .【答案】(1),2n n a n b n ==+;(2)43a ≤;(3)22*213,24263,43,465,414n n n n k n n S n k k N n n n k ⎧+=⎪⎪+-⎪==-∈⎨⎪⎪++=-⎪⎩【解析】∴12111112213242n n T c c c n n n ⎛⎫=+++=+-+-++- ⎪+⎝⎭1111122123221212n n n n n n ⎛⎫⎛⎫=++--=+-+ ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭,∴1123212n T n n n ⎛⎫-=-+⎪++⎝⎭.......................7分设113212n R n n ⎛⎫=-+⎪++⎝⎭,则()()1114201313n n R R n n n n +⎛⎫-=-=> ⎪++++⎝⎭,特别地,当1n =时,11S =也符合上式; ③当()*41n k k N =-∈时,()()22122122254422n k k k k k k S A B k k --+=+=+=+.综上:22*213,24263,43,465,414n n n n k n n S n k k N n n n k ⎧+=⎪⎪+-⎪==-∈⎨⎪⎪++=-⎪⎩...................................16分 17. 【江苏省苏州市2017届高三暑假自主学习测试】(本小题满分16分)在数列{}n a 中,已知12a =,1=321n n a a n ++-. (1)求证:数列{}+n a n 为等比数列;(2)记(1)n n b a n λ=+-,且数列{}n b 的前n 项和为n T ,若3T 为数列{}n T 中的最小项,求λ的取值范围.【答案】(1)详见解析(2)8194λ≤≤ 【解析】1当1n =时,有13365T T λ≥⇒≥; 2当2n =时,有239T T λ≥⇒≥; ………………12分3当4n ≥时,212(4)(3)0n n n n +-=+->恒成立,1238112n n n λ+-∴≤+-对4n ∀≥恒成立. 令12381()12n f n n n +-=+-,则0)12)(103()1(162)262(3)()1(2221>-+-+++-=-++n n n n n n n f n f n 对4n ∀≥恒成立,12381()12n f n n n +-∴=+-在4n ≥时为单调递增数列. (4)f λ∴≤,即814λ≤. ………………………15分 综上,8194λ≤≤. ………………………16分 18. 【江苏省泰州中学2017届高三摸底考试】已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足:(1)n n n S t S a =-+(t 为常数,且0t ≠,1t ≠).(1)求{}n a 的通项公式;(2)设2n n n n b a S a =+⋅,若数列{}n b 为等比数列,求t 的值;(3)在满足条件(2)的情形下,设41n n c a =+,数列{}n c 的前n 项和为n T ,若不等式12274nkn n T ≥-+-对任意的*n N ∈恒成立,求实数k 的取值范围.【答案】(1)nn a t =(2)12t =(3)132k ≥ 【解析】若数列{}n b 为等比数列,则有2213b b b =⋅,而212b t =,32(21)b t t =+,423(21)b t t t =++,故23242(21)(2)(21)t t t t t t ⎡⎤+=⋅++⎣⎦,解得12t =, 再将12t =代入n b ,得1()2n b =, 由112n n b b +=,知{}n b 为等比数列,∴12t =. (3)由12t =,知1()2n n a =,∴14()12nn c =+,19. 【南京市2017届高三年级学情调研】(本小题满分12分)已知数列{}n a 是公差为正数的等差数列,其前n 项和为n S ,且2315a a =,416S =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)数列{}n b 满足11b a =,111n n n n b b a a ++-=. ①求数列{}n b 的通项公式;②是否存在正整数,()m n m n ≠,使得2,,m n b b b 成等差数列?若存在,求出,m n 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)a n =2n -1(2)①b n =3221n n --,n ∈N*.②m =3,n =8 【解析】(1)设数列{a n }的公差为d ,则d >0.由a 2·a 3=15,S 4=16,得111()(2)154616a d a d a d ++=⎧⎨+=⎩解得112a d =⎧⎨=⎩或172a d =⎧⎨=-⎩(舍去)所以a n =2n -1. …………………… 4分(2)①因为b 1=a 1,b n +1-b n =11n n a a +, 所以b 1=a 1=1,b n +1-b n =11n n a a +=1111()(21)(21)22121n n n n =--+-+, …………………… 6分即 b 2-b 1=11(1)23-, b 3-b 2=111()235-,……b n -b n -1=111()22321n n ---,(n ≥2) 累加得:b n -b 1=111(1)22121n n n --=--, …………………… 9分所以b n =b 1+121n n --=1+121n n --=3221n n --. b 1=1也符合上式.故b n =3221n n --,n ∈N*. …………………… 11分20. 【苏北四市(淮安、宿迁、连云港、徐州)2017届高三上学期期中】(本小题满分16分)在数列{}n a 中,已知113a =,111233n n n a a ++=-,*n ∈N ,设n S 为{}n a 的前n 项和.(1)求证:数列{3}n n a 是等差数列; (2)求n S ;(3)是否存在正整数p ,q ,r ()p q r <<,使,,p q r S S S 成等差数列?若存在,求出p ,q ,r 的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)详见解析(2)3n n nS =(3)p ,q ,r 的值为1,2,3. 【解析】所以3n nnS =.…………………………………………………………………10分 (3)假设存在正整数p ,q ,r ()p q r <<,使,,p q r S S S 成等差数列,则2q p r S S S =+,即2333q p r q p r=+.由于当2n ≥时,()132()03n n a n =-<,所以数列{}n S 单调递减.又p q <,所以1p q -≤且q 至少为2,所以1133p q p q --≥, ………………12分1123333q q q q q q ----=.①当3q ≥时,112333p q q p q q --≥≥,又03r r>,所以2333p r q p r q+>,等式不成立.…………………………………………14分②当2q =时,1p =,所以41933r r=+,所以139r r =,所以3r =({}n S 单调递减,解唯一确定).综上可知,p ,q ,r 的值为1,2,3. ………………………………16分。