高三数学重点 数列题型与分析
- 格式:doc
- 大小:1.64 MB
- 文档页数:18
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 .。
高三数学数列试题答案及解析1.对于正项数列,定义为的“光阴”值,现知某数列的“光阴”值为,则数列的通项公式为________【答案】【解析】由题意,,,所以,则时,,两式相减得,,也适合此式,故.【考点】新定义与数列的通项公式.2.已知数列的通项公式an= (n∈N*),求数列前30项中的最大项和最小项.【答案】最大项为a10,最小项为a9【解析】∵an =1+,∴当n≤9时,an随着n的增大越来越小且小于1,当10≤n≤30时,a n 随着n的增大越来越小且大于1,∴前30项中最大项为a10,最小项为a9.3.(本小题满分12分)已知数列的前项和是,且.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)设,求适合方程的的值.(Ⅲ)记,是否存在实数M,使得对一切恒成立,若存在,请求出M 的最小值;若不存在,请说明理由。
【答案】,2/9【解析】19. 解:(Ⅰ)当时,,由,得.当时,,,∴,即.∴.∴是以为首项,为公比的等比数列.故.………………6分(Ⅱ),,………………8分………10分解方程,得………………12分(2)解法一:,由错误!不能通过编辑域代码创建对象。
,当,又故存在实数M,使得对一切M的最小值为2/9。
4.把数列的所有项按照从大到小的原则写成如题15图所示的数表,其中的第行有个数,第行的第个数(从左数起)记为则_____________.【答案】【解析】略5.设等差数列的前项和为,若,,则()A.63B.45C.36D.27【答案】B【解析】在等差数列中,成等差数列。
因为,,所以。
故选B。
【考点】等差数列的性质点评:在等差数列中,成等差数列。
6.(本小题满分14分)已知曲线.从点向曲线引斜率为的切线,切点为。
(1)求数列的通项公式;(2)证明:。
【答案】(1);(2)证明见解析。
【解析】(1)设直线:,联立得:,则,∴(舍去),即,∴(2)证明:∵∴由于,可令函数,则,令,得,给定区间,则有,则函数在上单调递减,∴,即在恒成立,又,则有,即。
高三数学数列综合应用试题答案及解析1.已知数列{an }中,a1=2,an-an-1-2n=0(n≥2,n∈N*).(1)写出a2,a3的值(只写结果),并求出数列{an}的通项公式;(2)设bn=+++…+,若对任意的正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式t2-2mt+>bn恒成立,求实数t的取值范围.【答案】(1)a2=6,a3=12. an=n(n+1).(2)实数t的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞)【解析】解:(1)∵a1=2,an-an-1-2n=0(n≥2,n∈N*),∴a2=6,a3=12.当n≥3时,an -an-1=2n,a n-1-a n-2=2(n-1),又a3-a2=2×3,a2-a1=2×2,∴an -a1=2[n+(n-1)+…+3+2],∴an=2[n+(n-1)+…+3+2+1]=2×=n(n+1).当n=1时,a1=2;当n=2时,a2=6,也满足上式,∴数列{an }的通项公式为an=n(n+1).(2)bn=++…+=++…+=-+-+…+-=-==.令f(x)=2x+(x≥1),则f′(x)=2-,当x≥1时,f′(x)>0恒成立,∴函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,故当x=1时,f(x)min=f(1)=3,即当n=1时,(bn )max=.要使对任意的正整数n,当m∈[-1,1]时,不等式t2-2mt+>bn恒成立,则需t2-2mt+>(bn )max=,即t2-2mt>0对∀m∈[-1,1]恒成立,∴,解得t>2或t<-2,∴实数t的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).2.一函数y=f(x)的图象在给定的下列图象中,并且对任意an ∈(0,1),由关系式an+1=f(a n)得到的数列{an }满足an+1>a n(n∈N*),则该函数的图象是()【答案】A【解析】由an+1>a n可知数列{a n}为递增数列,又由a n+1=f(a n)>a n可知,当x∈(0,1)时,y=f(x)的图象在直线y=x的上方,故选A.3.设函数)定义为如下数表,且对任意自然数n均有xn+1=的值为( ) A.1B.2C.4D.5【答案】D【解析】,又根据,所以有,,,, .,所以可知:,,故选D.【考点】数列的周期性4.是点集A到点集B的一个映射,且对任意,有.现对点集A中的点,,均有,点为(0,2),则线段的长度 .【答案】【解析】∵,∴,,,,,,…,根据变化规律可知,∴,,∴.【考点】1.数列的性质;2.两点间距离公式.5.传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家经常在沙滩上画点或用小石子表示数.他们研究过如图所示的三角形数:将三角形数1,3,6,10,…记为数列{an},将可被5整除的三角形数按从小到大的顺序组成一个新数列{bn},可以推测:(1)b2012是数列{an}中的第项;(2)b2k-1=.(用k表示)【答案】(1)5030(2)【解析】由以上规律可知三角形数1,3,6,10,…的一个通项公式为an=,写出其若干项有:1,3,6,10,15,21,28,36,45,55,66,78,91,105,120,…其中能被5整除的为10,15,45,55,105,120,…故b1=a4,b2=a5,b3=a9,b4=a10,b5=a14,b6=a15,….从而由上述规律可猜想:b2k =a5k= (k为正整数),b2k-1=a5k-1==,故b2012=b2×1006=a5×1006=a5030,即b2012是数列{an}中的第5030项.6.已知数列满足,则该数列的通项公式_________.【答案】【解析】∵,∴,∴,∴,,…,,∴,∴,∴.【考点】1.累加法求通项公式;2.裂项相消法求和.7.数列满足,则 .【答案】【解析】这类问题类似于的问题处理方法,在中用代换得(),两式相减得,,又,即,故.【考点】数列的通项公式.8.已知函数,记,若是递减数列,则实数的取值范围是______________.【答案】【解析】是递减数列,从开始是用式子计算,这时只要,即即可,关键是是通过二次式计算,根据二次函数的性质,应该有且,即且,解得,综上取值范围是.【考点】数列的单调性.9.已知数列{}的前n项和为,且,则使不等式成立的n的最大值为.【答案】4【解析】当时,,得,当时,,所以,所以,又因为适合上式,所以,所以,所以数列是以为首项,以4为公比的等比数列,所以,所以,即,易知的最大值为4.【考点】1.等比数列的求和公式;2.数列的通项公式.10.甲、乙两人用农药治虫,由于计算错误,在A、B两个喷雾器中分别配制成12%和6%的药水各10千克,实际要求两个喷雾器中的农药的浓度是一样的,现在只有两个容量为1千克的药瓶,他们从A、B两个喷雾器中分别取1千克的药水,将A中取得的倒入B中,B中取得的倒入A中,这样操作进行了n次后,A喷雾器中药水的浓度为,B喷雾器中药水的浓度为.(1)证明:是一个常数;(2)求与的关系式;(3)求的表达式.【答案】(1)18;(2);(3) .【解析】(1)利用n次操作后A和B的农药的和应与开始时农药的重量和相等建立等量关系,证明是一个常数;(2)借助第一问的结论和第n次后A中10千克的药水中农药的重量具有关系式,求解与的关系式;(3)根据第二问的递推关系,采用构造数列的思想进行求解.试题解析:(1)开始时,A中含有10=1.2千克的农药,B中含有10=0.6千克的农药,,A中含有千克的农药,B中含有千克的农药,它们的和应与开始时农药的重量和相等,从而(常数). 4分(2)第n次操作后,A中10千克的药水中农药的重量具有关系式:由(1)知,代入化简得① 8分(3)令,利用待定系数法可求出λ=—9,所以,可知数列是以为首项,为公比的等比数列.由①,,由等比数列的通项公式知:,所以. 12分【考点】1.数列的递推式;(2)数列的通项公式;(3)实际应用问题.11.等比数列的各项均为正数,且,则【答案】B【解析】等比数列中,所以【考点】等比数列性质及对数运算点评:等比数列中,若则,在对数运算中12.已知数列的首项为,对任意的,定义.(Ⅰ)若,(i)求的值和数列的通项公式;(ii)求数列的前项和;(Ⅱ)若,且,求数列的前项的和.【答案】(1) ,,(2) 当为偶数时,;当为奇数时,【解析】(Ⅰ) 解:(i),,………………2分由得当时,=………4分而适合上式,所以.………………5分(ii)由(i)得:……………6分……………7分…………8分(Ⅱ)解:因为对任意的有,所以数列各项的值重复出现,周期为. …………9分又数列的前6项分别为,且这六个数的和为8. ……………10分设数列的前项和为,则,当时,,……………11分当时,,…………12分当时所以,当为偶数时,;当为奇数时,. ……………13分【考点】数列的通项公式,数列的求和点评:解决的关键是对于数列的递推关系的理解和运用,并能结合裂项法求和,以及分情况讨论求和,属于中档题。
高三数学数列求和试题答案及解析1.设数列的前项积为,且(n∈N*).(1)求,并证明:;(2)设,求数列的前项和.【答案】(1),祥见解析;(2).【解析】(1)n取1,2,3求出,再利用与的关系将已知等式用表示即可证明;(2)由(1)问的结论利用等差数列的通项公式先求出的通项,再由通项利用裂项相消法求.试题解析:(1)由题意可得:,所以 5分(2)数列为等差数列,,, 10分【考点】1.数列的通项公式;2.数列的前n项和.2.已知函数且an =f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100等于()A.0 B.100 C.-100 D.10200【答案】B【解析】由题意,a1+a2+a3+…+a100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002-1002+1012=-(1+2)+(3+2)+…-(99+100)+(101+100)=-(1+2+…+99+100)+(2+3+…+100+101)=-1+101=100,选B.3.已知等差数列的前项和为,且、成等比数列.(1)求、的值;(2)若数列满足,求数列的前项和.【答案】(1),;(2).【解析】(1)解法1是先令求出的表达式,然后令,得到计算出在的表达式,利用为等差数列得到满足通式,从而求出的值,然后利用条件、成等比数列列方程求出的值,从而求出、的值;解法2是在数列是等差数列的前提下,设其公差为,利用公式以及对应系数相等的特点得到、和、之间的等量关系,然后利用条件、成等比数列列方程求出的值,从而求出、的值;(2)解法1是在(1)的前提下求出数列的通项公式,然后利用错位相减法求数列的和;解法2是利用导数以及函数和的导数运算法则,将数列的前项和视为函数列的前项和在处的导数值,从而求出. 试题解析:(1)解法1:当时,, 当时,.是等差数列, ,得. 又,,,、、成等比数列, ,即,解得.解法2:设等差数列的公差为,则., ,,.,,.、、成等比数列,,即,解得.;(2)解法1:由(1)得.,.,①,② ①②得..解法2:由(1)得.,.,① 由,两边对取导数得,.令,得..【考点】1.定义法求通项;2.错位相减法求和;3.逐项求导4. 数列{a n }满足a n +1+(-1)n a n =2n -1,则{a n }的前60项和为( ). A .3 690 B .3 660 C .1 845 D .1 830【答案】D【解析】∵a n +1+(-1)n a n =2n -1, 当n =2k 时,a 2k +1+a 2k =4k -1, 当n =2k -1时,a 2k -a 2k -1=4k -3,从而a2k+1+a2k-1=2,a2k+3+a2k+1=2,因此a2k+3=a2k-1,∴a1=a5=a9=…=a61,于是S60=a1+a2+a3+…+a60=(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a60+a61)=3+7+11+…+(2×60-1)==1 830.5.如图,是一问题的程序框图,则输出的结果是 .【答案】【解析】根据流程图可知它的作用是求的值,由等差数列的前项和公式可知,.【考点】1.程序框图及其应用;2.等差数列的前项和6.阅读如图程序框图,若输入的,则输出的结果是()A.B.C.D.【答案】A【解析】,,不成立,执行第一次循环,,;不成立,执行第二次循环,,;不成立,执行第三次循环,,;;不成立,执行第一百次循环,,;成立,输出,故选A.【考点】1.数列求和;2.算法与程序框图7.数列中,已知且,则前项和为,则的值为__________.【答案】【解析】因为,所以公差,由得,所以.【考点】1、等差数列的定义;2、等差数列的前项和公式.8.已知数列满足,.(1)求数列的通项公式;(2)令,数列{bn }的前n项和为Tn,试比较Tn与的大小,并予以证明.【答案】(1);(2)详见解析.【解析】(1)由于数列的递推式的结构为,在求数列的通项的时候可以利用累加法来求数列的通项公式;(2)先求出数列的通项公式,根据其通项结构选择错位相减法求出数列的前项和,在比较与的大小时,一般利用作差法,通过差的正负确定与的大小,在确定差的正负时,可以利用数学归纳法结合二项式定理进行放缩来达到证明不等式的目的.试题解析:(1)当时,.又也适合上式,所以.(2)由(1)得,所以.因为①,所以②.由①-②得,,所以.因为,所以确定与的大小关系等价于比较与的大小.当时,;当时,;当时,;当时,;……,可猜想当时,.证明如下:当时,.综上所述,当或时,;当时,.【考点】累加法、错位相减法、二项式定理9.已知数列的通项公式为,那么满足的整数()A.有3个B.有2个C.有1个D.不存在【答案】B【解析】时,,所以,此时从到共项,从到共项,或,有2个值【考点】数列求和点评:本题中数列求和要依据通项公式特点分两种情况,分别讨论所求各项所属的范围及应代入的公式,第二种情况找到各项中正负项分界的位置是难点10.已知数列满足,则的前n项和_____【答案】【解析】根据题意,由于故可知的前n项和,故答案为【考点】数列的递推关系点评:主要是考查了数列的递推关系的运用,来求解数列的通项公式以及数列的和的运用,属于中档题。
高三数学数列最值得做的12类题题型一:递推问题1、已知数列{a n }中,a 1>0,且a n +1=3+a n2. (1)试求a 1的值,使得数列{a n }是一个常数数列;(2)试求a 1的取值范围,使得a n +1>a n 对任何自然数n 都成立;(3)若a 1=4,设b n =|a n +1-a n |(n =1,2,3…),并以S n 表示数列{b n }的前n 项的和,试证明:S n <52.解:(Ⅰ)欲使数列{a n }是一个常数数列,则a n +1=3+a n2=a n ,又依a 1>0,可以推得a n >0并解出:a n =32.即a 1=a 2=32(Ⅱ)研究a n +1-a n =3+a n2-3+a n-12=a n -a n-12(3+a n 2+3+a n-12)(n ≥2)注意到:2(3+a n2+3+a n-12)>0因此,a n +1-a n ,a n -a n -1,…,a 2-a 1有相同的符号.要使a n +1>a n 对任意自然数都成立,只须a 2-a 1>0即可.由3+a 12-a 1>0,解得:0<a 1<32. (Ⅲ)用与(Ⅱ)中相同的方法,可得当a 1>32时,a n +1<a n 对任何自然数n 都成立.因此当a 1=4时,a n +1-a n <0∴S n =b 1+b 2+…+b n .=|a 2-a 1|+|a 3-a 2|+…+|a n +1-a n |=a 1-a 2+a 2-a 3+…+a n -a n +1=a 1-a n +1=4-a n +1又:a n +2<a n +1 即3+a n+12<a n+1,可得a n +1>32,故S n <4-32=52.题型二:最值问题2、已知数列}{n a 满足:11=a ,a n +1=a n2a n +1(n ∈N ) )(N n ∈,数列}{n b 的前n 项和S n =12-12(23)n (n ∈N ). (1) 求数列}{n a 和{b n }的通项公式;(2) 设c n =b n a n,是否存在N m ∈,使c m ≥9成立?并说明理由.解答:(1)由2111211+=⇒=+++nn n na a a a n a ,∴12)1(211-=-+=n n na ,121-=n n a )(N n ∈.由n n S )(121232-=及1321)(1212---=n n S )2(≥n ,可得1321)(4--=-=n n n n S S b )2(≥n , 令1=n ,则412123211=⋅-==S b 也满足上式,∴132)(4-=n n b )(N n ∈. (2)132132)()12(4)(4)12(---=⋅-==n n a b n n n C nn,设m C 为数列}{n C 中的最大项,则 ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤⇒⎪⎩⎪⎨⎧⋅+≥--≥⋅-⇒⎪⎩⎪⎨⎧+≥--≥-⇒⎩⎨⎧≥≥---+-252732323213223213211)12(1232)12()()12(4)()12(4)()32(4)()12(4m m m m m m m m m m C C C C m m m m m m m m ,∴3=m .即3C 为}{n C 中的最大项.∵9)(209802323<==C ,∴不存在N m ∈,使9≥m C 成立.题型三:公共项问题3、设A n 为数列{a n }的前n 项的和,A n =32(a n -1),数列{b n }的通项公式为b n =4n +3。
专题07 数列求和(错位相减法)(典型例题+题型归类练)一、必备秘籍错位相减法求和:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求.q 倍错位相减法:若数列{}n c 的通项公式n n n c a b =⋅,其中{}n a 、{}n b 中一个是等差数列,另一个是等比数列,求和时一般可在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比,然后再将所得新和式与原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和.这种方法叫q 倍错位相减法. 温馨提示:1.两个特殊数列等差与等比的乘积或商的组合.2.关注相减的项数及没有参与相减的项的保留.类型一:乘型n n n c a b =⋅(其中n a 是等差数列,n b 是等比数列)类型二:除型二、典型例题类型一:乘型n n n c a b =⋅(其中n a 是等差数列,n b 是等比数列)例题1.(2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,且231n n S a =-. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 的通项公式为21n b n =+,求1122n n n T a b a b a b =+++的值.感悟升华(核心秘籍) 错位相减法的两个陷阱(易错点):(特别说明,错位相减其中一种理解就是通过错位,使得齐次对齐,然后再相减) 第(2)问思路点拨:由(1)知:根据题意,令,则求解目标,属于典型的错位相减求和的模型.相减:(注意此处标识“”为错位相减法第一易错点,特别注意前面的“”号)化简求和:(注意此处等比数列求和只有项的和,所以求和时“”此处是“”而不是“”)【答案】(1)3=n a (2)3n T n =⋅ (1)当1n =时,1112321S a a =-⇒=, 又231n n S a =-,①当2n ≥时11231n n S a --=-,② ①−②得:1233n n n a a a -=-,即13n n a a -=, ∴数列{}n a 是以1为首项,3为公比的等比数列, ∴ 13-=n n a . (2)01-13353(21)3n n T n =⨯+⨯+++,③12-133353+(21)?3(21)?3n n n T n n =⨯+⨯+-++,④③−④得:121232(333)(21)3n n n T n --=++++-+13(13)32(21)313n n n --=+⨯-+-(2)3n n =-,所以3n n T n =.例题2.(2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测(理))已知数列{}n a ,13a =,点()1,n n a a +在曲线5823x y x -=-上,且12n n b a =-. (1)求证:数列{}n b 是等差数列; (2)已知数列{}n c 满足122n b n n c b +=⋅,记n S 为数列{}n c 的前n 项和,求n S .【答案】(1)证明见解析(2)16(23)2n n S n +=+-⋅;证明见解析(特别说明,错位相减其中一种理解就是通过错位,使得齐次对齐,然后再相减) 第(2)问思路点拨:由(1)知:根据题意,求的前项和,属于典型的错位相减求和的模型.相减:(注意此处标识“”为错位相减法第一易错点,特别注意前面的“”号)化简求和:(注意此处等比数列求和只有项的和,所以求和时“”此处是“”而不是“”)解答过程:(1)因为点()1,n n a a +在曲线5823x y x -=-上,所以15823n n n a a a +-=-,因为13a =,所以11111232b a ===--, 因为11111158222223n n n n n n n b b a a a a a ++-=-=-------231222n n n a a a -=-=--, 所以数列{}n b 是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)得1(1)221n b b n n =+-⋅=-, 所以1221)22(n n b n nc b n +=⋅=-⋅,所以123123252(212)n n n S =⨯+⨯+⨯++-⋅,3124123252(21)22n n S n +=⨯+⨯+⨯++-⋅,所以231222(222)(21)2n n n n S S n +-=++++--⋅,所以114(12)22(21)212n n n S n -+--=+⨯--⋅-16(32)2n n +=-+-⋅,所以16(23)2n n S n +=+-⋅.类型二:除型nn na cb =(其中n a 是等差数列,n b 是等比数列) 例题3.(2022·湖南·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知12a =,122n n a S +=+. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若23n n a b n =,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)123n n a -=⨯(2)323443n nn T +=-⨯第(2)问思路点拨:由(1)知:根据题意,求的前项和,属于典型的错位相减求和的模型.但,求和前,最好化简通项为“乘型”,即:相减,化简,求和:(注意此处等比数列求和有项的和,所以求和时“”此处是“”而不是“”)解答过程:(1)122n n a S +=+,① 当2n ≥时,122n n a S -=+,②①-②得()1122n n n n n a a S S a +--=-=,∴13(2)n n a a n +=≥,∴13n na a +=, ∵12a =,∴21226a S =+=,∴21632a a ==也满足上式, ∴{}n a 为等比数列且首项为2,公比为3,∴111323n n n a a --=⋅=⋅. 即{}n a 的通项公式为123n n a -=⨯.(2)由(1)知123n n a -=⨯,所以233n n n n nb a ==, 令211213333n n n n nT --=++++,① 得231112133333n n n n nT +-=++++,② ①-②得23121111333333n n n n T +=++++-11111113311323313n n n n n n++⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=-=-- ⎪⎝⎭-, 所以323443n nn T +=-⨯.例题4.(2022·河南·灵宝市第一高级中学模拟预测(文))已知数列{}n a 满足()()*1111n n a a n n n n n +-=∈++N ,且11a =.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若数列{}n b 满足13nn n a b -=,求数列{}n b 的前n 项和n S .【答案】(1)21n a n =-(2)1133n n n S -+=-第(2)问思路点拨:由(1)知:根据题意,得,求的前项和,属于典型的错位相减求和的模型.但,求和前,最好化简通项为“乘型”,即:相减:化简求和:解答过程:(1)因为()1111111n n a a n n n n n n +-==-+++, 所以()111211n n a a n n n n n--=-≥--, 12111221n n a a n n n n ---=-----, …2111122a a -=-, 所以()1112n a a n n n-=-≥. 又11a =,所以21n a n n n-=,所以()212n a n n =-≥. 又11a =,也符合上式, 所以21n a n =-. (2)结合(1)得1213n n n b --=,所以 01231135********n n n S --=++++⋅⋅⋅+,① 2311352133333n n n S -=+++⋅⋅⋅+,② ①-②,得212111211233333n n n n S --⎛⎫=+++⋅⋅⋅+- ⎪⎝⎭111213321221213313n n nn n -⎡⎤⎛⎫⨯-⎢⎥ ⎪⎝⎭-+⎢⎥⎣⎦=+-=--,所以1133n n n S -+=-. 三、题型归类练1.(2022·辽宁·沈阳市外国语学校高二期中)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足4n n S a =-,数列{}n b 满足13b =,且1n n n b b a +=+. (1)求数列{}n b 的通项公式;(2)设n n c na =,数列{}n c 的前n 项和为n T ,求n T . 【答案】(1)3172n n b -⎛⎫=- ⎪⎝⎭(2)()18482nn T n ⎛⎫=-+⋅ ⎪⎝⎭(1)解:∵4n n S a =-,当2n ≥时114n n S a --=-, 两式作差得()12n n n a a a n -=-+≥, 即()1122n n a a n -=≥.当1n =时1114a S a ==-,∴12a =, ∴{}n a 为首项为2,公比为12的等比数列,∴1122n n a -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭,∴11122n n n b b -+⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭,即11122n n n b b -+⎛⎫-=⋅ ⎪⎝⎭,又13b =,∴当2n ≥时,()()()121321n n n b b b b b b b b -=+-+-+⋅⋅⋅+-0121113222222n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭111232112n -⎛⎫- ⎪⎝⎭=+⨯-3172n -⎛⎫=- ⎪⎝⎭,当1n =时,1311372b -⎛⎫==- ⎪⎝⎭,∴3172n n b -⎛⎫=- ⎪⎝⎭;(2)解:由题意1122n n c n -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭则011111242222n n T n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⋅⋅⋅+⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,①则()121111112*********n nn T n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⋅⋅⋅+-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,②①-②得012111111122222222222n nn T n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1112221212nnn ⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=⨯-⋅ ⎪⎝⎭-()14222n n ⎛⎫=-+⋅ ⎪⎝⎭,∴()18482nn T n ⎛⎫=-+⋅ ⎪⎝⎭,2.(2022·广东·模拟预测)已知各项均为正数的数列{}n a 满足()22*11230n n n n a a a a n ++--=∈N ,且13a =.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若31log n n n b a a +=,求{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)3n n a =(2)1133244n n n T +⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(1)解:因为()22*11230n n n n a a a a n ++--=∈N , 所以()()1130n n n n a a a a +++-=,又因0n a >,所以130n n a a +-=, 即13n na a +=, 所以数列{}n a 是以3为等比的等比数列,是以3n n a =;(2)解:()3131log l 313g 3o n n n n n n b a n a ++=+==⋅,则()2323334313n n T n =⨯+⨯+⨯+++,()23413233343313n n n T n n +=⨯+⨯+⨯++⋅++, 两式相减得()2312633313n n n T n +-=++++-+()()131331313n n n +⨯-=+-+-113322n n +⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭, 所以1133244n n n T +⎛⎫=+- ⎪⎝⎭. 3.(2022·河南郑州·三模(理))已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,122n n n a S -=. (1)证明数列2nn a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列; (2)求数列{}n S 的前n 项和n T .【答案】(1)证明见解析;(2)()2124n n T n +=-⋅+.(1)N n *∈,122n n n a S -=,当2n ≥时,111122n n n a S ----=,两式相减得:111222n n n n n a a a ----=-, 即11122n n n a a ---=,则有11122n n n n a a ---=,而11122a S -=,解得14a =, 所以数列2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以2为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知,()21112n n a n n =+-⨯=+,即()12n n a n =+⋅,于是得12n n S n +=⋅, ()2341122232122n n n T n n +=⨯+⨯+⨯++-⨯+⨯,因此()345121222321222n n n n n T ++⨯+⨯+⨯++-⨯+⨯=,两式相减得:22341222(22222222(112))214n n n n n n T n n n ++++--=++++-⋅=-⋅=-⋅--, 所以()2124n n T n +=-⋅+. 4.(2022·全国·模拟预测)已知公差为整数的等差数列{}n a 满足23a =,5810a <<.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()2nn n b a =-⋅,求数列{}n b 的前n 项和n S . 【答案】(1)21n a n =-;(2)()12212939n n S n +⎛⎫=--⋅- ⎪⎝⎭. (1)解:设等差数列{}n a 的公差为d ,因为23a =,5810a <<,所以83310d <+<,解得5733d <<, 又d ∈Z ,所以2d =, 所以()()2232221n a a n d n n =+-=+-=-.(2)解:因为()2n n n b a =-⋅,所以()()212n n b n =-⋅-, 所以()()()()()()()231123252232212n n n S n n -=⨯-+⨯-+⨯-++-⋅-+-⋅-,① ()()()()()()23121232232212n n n S n n +-=⨯-+⨯-++-⋅-+-⋅-,②①-②得,()()()()()231322222212n n n S n +⎡⎤=-+⨯-+-+⋅⋅⋅+---⋅-⎣⎦()()()()()()2111222122223221321n n n n n +++---⎛⎫-=--⋅- ⎪-=⎝⎭-+⨯--⋅-, 所以()12212939n n S n +⎛⎫=--⋅- ⎪⎝⎭. 5.(2022·江西南昌·三模(理))已知数列{}n a 为等比数列,且11a =,2112n n n a a -+=-.(1)求{}n a 的通项公式; (2)设(1)n n nn b a -⋅=,求数列{}n b 的前n 项和n S . 【答案】(1)1(2)n n a -=-(2)1242n n n S -+=- 【解析】(1)因为2112n n n a a -+=-,所以21122n n n a a +++=-, 两式相除可得24n na a +=,即24q =, 因为21n n n a a a q +=,所以22120n n a q +=-<,可得0q <,所以2q =-,所以111(2)n n n a a q --==-. (2)11(1)(2)2n n n n n n b ---⋅==--, 则01221123122222n n n n n S ---⎛⎫=-+++⋅⋅⋅++ ⎪⎝⎭ ① 12311231222222n n n S n n --⎛⎫=-+++⋅⋅⋅++ ⎪⎝⎭ ② ①-②可得:1211111122121222222212nn n n n n S n n n -⎛⎫- ⎪+⎛⎫⎝⎭=-+++⋅⋅⋅+-=-=- ⎪⎝⎭-, 故1242n n n S -+=-. 6.(2022·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足11a =,121n n a a n +=+-.(1)证明:{}n a n +为等比数列;(2)求数列{}2nn a的前n 项和n S . 【答案】(1)证明见解析(2)222n nn S n +=-+ (1)由已知得()()112n n a n a n +++=+.又因为111120a +=+=≠,所以{}n a n +是首项为2,公比为2的等比数列;(2)由(1)可知1222n n n a n -+=⨯=.所以122n n n a n =-. 记2n n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,则n n S n T =-,且有 231232222n n n T =+++⋅⋅⋅+, ① 12⨯①得 2341112322222n n n T +=+++⋅⋅⋅+, ② -①②得23411111112222222n n n n T +=++++⋅⋅⋅+- 1111221212n n n +⎛⎫- ⎪⎝⎭=--所以222n nn T +=- 所以222n n n n S n T n +=-=-+. 7.(2022·河南河南·三模(理))已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,13a =-,612S =,数列{}n b 的前n 项和为122n n G .(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设n n n c a b =⋅,求数列{}n c 的前n 项和n T .【答案】(1)25,2n n n a n b =-=(2)127214n n T n .(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,则1615181512,2a d d d +=-+==,所以25n a n =-. 由122n n G ,令1n =得21222b ,当2n ≥时,112222n n n n G G +-⎧=-⎨=-⎩,两式相减得()22n n b n =≥,12b =也符合上式, 所以2n n b =.(2)252n n c n ,()()()123212252n n T n =-⋅+-⋅++-⋅①, ()()()23123212252n n T n +=-⋅+-⋅++-⋅②,①-②得:()34116222252n n n T n ++-=-++++--⋅ ()()()311121262521472212n n n n n -++-=-+--⋅=-+-⋅-, 所以127214n n T n .8.(2022·全国·模拟预测(理))设数列{}n a 满足12a =,()122*n n a a n n --=-∈N .(1)求证:{}n a n -为等比数列,并求{}n a 的通项公式;(2)若()n n b a n n =-⋅,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)证明见解析,12n n a n -=+(2)()121n n T n =-⨯+(1)解:因为12a =,()122*n n a a n n --=-∈N , 所以122n n a a n -=+-,即()121n n a n a n -⎡⎤-=--⎣⎦ 又11211a -=-=,所以{}n a n -是以1为首项,2为公比的等比数列,所以112n n a n --=⨯,所以12n n a n -=+(2)解:由(1)可得()12n n n b a n n n -=-⋅=⨯,所以01211222322n n T n -=⨯+⨯+⨯++⨯①,所以12321222322n n T n =⨯+⨯+⨯++⨯②,①-②得12311121212122n n n T n --=+⨯+⨯+⨯++⨯-⨯ 即12212n n n T n --=-⨯-,所以()121n n T n =-⨯+; 9.(2022·江西·二模(理))已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,212S =,且()*,m n m n a a a m n +=∈N . (1)求{}n a 的通项公式;(2)若n nn b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)3n n a =(2)323443n n n T +=-⨯ (1)令m =n =1,得221a a =,又21212S a a =+=,解得:13a =或14a =-(负值舍去), 令m =1,得11n n a a a +=,所以13n na a +=, 所以{}n a 是以3为首项,3为公比的等比数列,所以3n n a =.(2)由(1)可得,3n n n n n b a ==, 所以231233333n nn T =++++, 所以2341112333333n n n T +=++++, 两式相减得,23412111113333333n n n n T +=+++++- 11111123331322313n n n n n ++⎛⎫- ⎪+⎝⎭=-=-⋅-, 所以323443n nn T +=-⨯. 10.(2022·江西萍乡·二模(文))已知数列{}n a 中,111,2n n n a a a +==,令2n n b a =.(1)计算123,,b b b 的值,并求数列{}n b 的通项公式;(2)若()31n n c n b =+,求数列{}n c 的前n 项和n T .【答案】(1)1232,4,8b b b ===;2n n b =(2)1(32)24n n T n +=-⋅+(1)由12nn n a a +=得12nn n a a +=,又11a =,423562,2,4,84,a a a a a ∴=====,4612232,4,8b a b a b a ∴======,由 12n n n a a +=得1122n n n a a +++=,两式相除可得 22n na a +=, 则 12222n n n nb a b a ++==, {}n b ∴ 是以2 为首项,2 为公比的等比数列,故 2n n b =;(2)由 (1) 知 (31)2n n c n =+,则 ()2314272102322(31)2n n n T n n -=⨯+⨯+⨯++-++,()234124272102322(31)2n n n T n n +=⨯+⨯+⨯++-++, 两式相减得()2123112283222(31)283(31)212n n n n n T n n +++--=+⨯+++-+=+⨯-+- 1(23)24n n +=-⋅-,故1(32)24n n T n +=-⋅+。
高三数学数列题型归纳数列是高中数学中的重要知识点,也是高考数学的常考题型之一。
在高三阶段,学生需要掌握各种数列的定义、性质、求通项公式、求和公式等各种知识点。
为了帮助大家更好地掌握数列的相关知识,本文将就高三数学数列题型的归纳进行探讨。
一、等差数列等差数列是指数列中相邻项之间的差值相等的数列。
等差数列有许多重要的性质,如通项公式、前n项和公式等。
在高考数学中,等差数列是经常出现的题型。
1. 等差数列通项公式:an=a1+(n-1)d其中,a1是等差数列的首项,d是公差,an是等差数列的第n项。
2. 等差数列前n项和公式:Sn=n/2(a1+an)其中,Sn是等差数列的前n项和。
3. 等差数列的性质:(1)等差数列的首项与末项的和等于中间项和的总和。
(2)等差数列的前n项和可以表示为n乘以首项与末项的平均数。
(3)等差数列的项数有限,且每一项和前一项之间的差值相等。
二、等比数列等比数列是指数列中相邻项之间的比值相等的数列。
等比数列同样也有很多重要的性质,如通项公式、前n项和公式等。
1. 等比数列通项公式:an=a1*q^(n-1)其中,a1是等比数列的首项,q是公比,an是等比数列的第n项。
2. 等比数列前n项和公式:Sn=(a1(1-q^n))/(1-q)其中,Sn是等比数列的前n项和。
3. 等比数列的性质:(1)等比数列的前n项和可以表示为首项乘以1-q^n除以1-q。
(2)公比大于1时,等比数列是发散的,公比小于1时,等比数列是收敛的。
三、斐波那契数列斐波那契数列的定义是:前两项为1,从第三项起每一项都是前两项之和。
即F(1) = 1,F(2) = 1, F(n) = F(n-1) + F(n-2)(n>=3)。
斐波那契数列在自然界与生活中也有许多出现,如植物分枝的规律、蜂巢的排列方式等等。
因此,斐波那契数列也是高考数学中的常见题型。
1. 斐波那契数列的通项公式:Fn=(1/sqrt(5))*(((1+sqrt(5))/2)^n-((1-sqrt(5))/2)^n)其中,sqrt(5)表示5的平方根。
1数列最值得做的12类题 题型一 递推问题1.已知数列{}n a 中,01>a ,且231nn a a +=+. (1)试求1a 的值,使得数列{}n a 是一个常数数列;(2)试求1a 的取值范围,使得n n a a >+1对任何自然数n 都成立;(3)若41=a ,设)23,1(1⋅⋅⋅=-=+n a a b n n n ,并以n S 表示数列{}n b 的前n 项的和,试证明:25<n S题型二 最值问题2.已知数列{}n a 满足:)(12,111N n a a a a n n n ∈+==+,数列}{n b 的前n 项和)()32(1212N n S n n ∈-=.(1)求数列}{n a 和{}n b 的通项公式; (2)设nnn a b c =,是否存在N m ∈,使9≥m c 成立?并说明理由.题型三 公共项问题3.设n A 为数列{}n a 的前n 项的和,)1(23-=n n a A ,数列{}n b 的通项公式为34+=n b n 。
(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)把数列{}n a 与{}n b 的公共项按从小到大先后顺序排成一个新的数列{}n d ,证明数列{}n d 的通项公式为123+=n n d ;(3)设数列{}n d 的第n 项是数列{}n b 中的第r 项,r B 为数列{}n b 的前r 项的和,n D 为数列{}n d 的前n 项和,n r n D B T -=,求∞→n lim4nna T 。
题型四 存在性问题4.等比数列....{}n c 满足11410-+⋅=+n n n c c ,*N n ∈,数列{}n a 满足na n c 2=(1)求{}n a 的通项公式; (2)数列{}n b 满足11n n n b a a +=⋅,n T 为数列{}n b 的前n 项和.求n n T ∞→lim ;(3)是否存在正整数(),1m n m n <<,使得1,,m n T T T 成等比数列?若存在,求出所有,m n 的值;若不存在,请说明理由.题型五 类比问题5.已知数列{}n a 为0≠d 的等差数列,对于*∈N q p ,,且q p ≠ (1)求证:qp a a q p --是不依赖于q p ,的常数;(2)对于),,(*∈<<N r q p r q p ,试证:p r q a q r a p q a p r )()()(-+-=-正数数列{}n b 是公比不等于1的等比数列,类似(1)(2)的等式是什么?并加以证明?题型六 放缩问题6.已知函数f (x )在(-1,1)上有定义,1)21(-=f 且满足x 、y ∈(-1,1) 有)1()()(xyyx f y f x f ++=+.(1)证明:f (x )在(-1,1)上为奇函数;(2)对数列,12,21211nn n x x x x +==+求)(n x f ; (3)求证.120122)(1)(1)(121++->+++n n x f x f x f n题型七 数列与向量问题7.已知i ,j 分别是与x 轴,y 轴正方向相同的单位向量,16OB ai j =- ()a R ∈,对任意正整数n ,11632n n n B B i j -+= +⋅。
数列一.复习目标:(1) 能灵活地运用等差数列、等比数列的定义、性质、通项公式、前n 项和公式解题;2.能熟练地求一些特殊数列的通项和前n 项的和;3.使学生系统掌握解等差数列与等比数列综合题的规律,深化数学思想方法在解题实践中的指导作用,灵活地运用数列知识和方法解决数学和实际生活中的有关问题;4.通过解决探索性问题,进一步培养学生阅读理解和创新能力,综合运用数学思想方法分析问题与解决问题的能力.5.在解综合题的实践中加深对基础知识、基本技能和基本数学思想方法的认识,沟通各类知识的联系,形成更完整的知识网络,提高分析问题和解决问题的能力.6.培养学生善于分析题意,富于联想,以适应新的背景,新的设问方式,提高学生用函数的思想、方程的思想研究数列问题的自觉性、培养学生主动探索的精神和科学理性的思维方法.二.考试要求:1.理解数列的概念,了解数列通项公式的意义,了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前几项。
2.理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式,并能运用公式解答简单的问题。
3.理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式,并能运用公式解决简单的问题。
4.数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础,所以在高考中占有重要的地位。
高考对本章的考查比较全面,等差数列,等比数列的考查每年都不会遗漏。
解答题多为中等以上难度的试题,突出考查考生的思维能力,解决问题的能力,试题大多有较好的区分度。
有关数列的试题经常是综合题,经常把数列知识和指数函数、对数函数和不等式的知识综合起来,试题也常把等差数列、等比数列,求极限和数学归纳法综合在一起。
探索性问题是高考的热点,常在数列解答题中出现。
本章中还蕴含着丰富的数学思想,在主观题中着重考查函数与方程、转化与化归、分类讨论等重要思想,以及配方法、换元法、待定系数法等基本数学方法。
应用问题考查的重点是现实客观事物的数学化,常需构造数列模型,将现实问题转化为数学问题来解决。
三.教学过程:(Ⅰ)基础知识详析1.可以列表复习等差数列和等比数列的概念、有关公式和性质. 2.判断和证明数列是等差(等比)数列常有三种方法:(1)定义法:对于n≥2的任意自然数,验证11(/)n n n n a a a a ---为同一常数。
(2)通项公式法:①若=+(n-1)d=+(n-k )d ,则{}n a 为等差数列;②若,则{}n a 为等比数列。
(3)中项公式法:验证都成立。
3.在等差数列{}n a 中,有关S n 的最值问题——常用邻项变号法求解:(1)当10a >,d<0时,满足的项数m 使得m S 取最大值.(2)当10a <,d>0时,满足的项数m 使得m S 取最小值。
在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用。
4.数列求和的常用方法:公式法、裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等。
5.注意事项:⑴证明数列{}n a 是等差或等比数列常用定义,即通过证明11-+-=-n n n n a a a a 或11-+=n n n n a aa a 而得。
⑵在解决等差数列或等比数列的相关问题时,“基本量法”是常用的方法,但有时灵活地运用性质,可使运算简便。
⑶对于一般数列的问题常转化为等差、等比数列求解。
⑷注意一些特殊数列的求和方法。
⑸注意n s 与n a 之间关系的转化。
如:n a =,,11--n n s s s 21≥=n n ,n a =∑=--+nk k ka aa 211)(.⑹数列极限的综合题形式多样,解题思路灵活,但万变不离其宗,就是离不开数列极限的概念和性质,离不开数学思想方法,只要能把握这两方面,就会迅速打通解题思路.⑺解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向,形成解题策略.⑻通过解题后的反思,找准自己的问题,总结成功的经验,吸取失败的教训,增强解综合题的信心和勇气,提高分析问题和解决问题的能力.(Ⅱ)范例分析例1.已知数列{a n }是公差d ≠0的等差数列,其前n 项和为S n .(2)过点Q 1(1,a 1),Q 2(2,a 2)作直线12,设l 1与l 2的夹角为θ,证明:(1)因为等差数列{a n }的公差d ≠0,所以Kp 1p k 是常数(k=2,3,…,n).(2)直线l 2的方程为y-a 1=d(x-1),直线l 2的斜率为d .例2.已知数列{}n a 中,n S 是其前n 项和,并且1142(1,2,),1n n S a n a +=+== ,⑴设数列),2,1(21 =-=+n a a b n n n ,求证:数列{}n b 是等比数列;⑵设数列),2,1(,2==n a c n nn ,求证:数列{}n c 是等差数列; ⑶求数列{}n a 的通项公式及前n 项和。
分析:由于{b n }和{c n }中的项都和{a n }中的项有关,{a n }中又有S 1n +=4a n +2,可由S 2n +-S 1n +作切入点探索解题的途径.解:(1)由S 1n +=4a 2n +,S 2n +=4a 1n ++2,两式相减,得S 2n +-S 1n +=4(a 1n +-a n),即a 2n +=4a 1n +-4a n .(根据b n 的构造,如何把该式表示成b 1n +与b n 的关系是证明的关键,注意加强恒等变形能力的训练)a 2n +-2a 1n +=2(a 1n +-2a n ),又b n =a 1n +-2a n ,所以b 1n +=2b n ①已知S 2=4a 1+2,a 1=1,a 1+a 2=4a 1+2,解得a 2=5,b 1=a 2-2a 1=3 ② 由①和②得,数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列,故b n =3·21n -.当n ≥2时,S n =4a 1n -+2=21n -(3n-4)+2;当n=1时,S 1=a 1=1也适合上式.综上可知,所求的求和公式为S n =21n -(3n-4)+2.说明:1.本例主要复习用等差、等比数列的定义证明一个数列为等差,等比数列,求数列通项与前n 项和。
解决本题的关键在于由条件241+=+n n a S 得出递推公式。
2.解综合题要总揽全局,尤其要注意上一问的结论可作为下面论证的已知条件,在后面求解的过程中适时应用.例3.已知数列{a n }是首项a1>0,q >-1且q ≠0的等比数列,设数列{b n }的通项b n =a 1n +-ka 2n +(n ∈N),数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n ,T n .如果T n >kS n 对一切自然数n 都成立,求实数k 的取值范围.分析:由探寻T n 和S n 的关系入手谋求解题思路。
解:因为{a n }是首项a 1>0,公比q >-1且q ≠0的等比数列,故a 1n +=a n ·q ,a 2n +=a n ·q 2.所以 b n =a 1n +-ka 2n +=a n (q-k ·q 2). T n =b 1+b 2+…+b n =(a 1+a 2+…+a n )(q-k ·q 2)=S n (q-kq 2).依题意,由T n >kS n ,得S n (q-kq 2)>kS n , ①对一切自然数n 都成立. 当q >0时,由a1>0,知a n >0,所以S n >0;当-1<q<0时,因为a1>0,1-q>0,1-q n>0,所以Sn=综合上面两种情况,当q>-1且q≠0时,Sn>0总成立.由①式可得q-kq2>k ②,例4.从社会效益和经济效益出发,某地投入资金进行生态环境建设,并以此发展旅游产业.根据规划,本年度投入800万元,以后每年投入将比上年减少15.本年度当地旅游业收入估计为400万元,由于该项建设对旅游业的促进作用,预计今后的旅游业收入每年会比上年增加14。
(Ⅰ)设n年内(本年度为第一年)总投入为a n万元,旅游业总收入为b n万元.写出a n,b n的表达式(Ⅱ)至少经过几年旅游业的总收入才能超过总投入?解析:第1年投入800万元,第2年投入800×(1-)万元……,第n年投入800×(1-)n-1万元所以总投入a n=800+800(1-)+……+800×(1-)n-1=4000[1-()n]同理:第1年收入400万元,第2年收入400×(1+)万元,……,第n年收入400×(1+)n-1万元b n=400+400×(1+)+……+400×(1+)n-1=1600×[()n-1](2)∴b n-a n>0,1600[()n-1]-4000×[1-()n]>0化简得,5×()n+2×()n-7>0设x=()n,5x2-7x+2>0 ∴x<,x>1(舍) 即()n<,n≥5.说明:本题主要考查建立函数关系式,数列求和,不等式等基础知识,考查综合运用数学知识解决实际问题的能力。
解数学问题应用题重点在过好三关:(1)事理关:阅读理解,知道命题所表达的内容;(2)文理关:将“问题情景”中的文字语言转化为符号语言,用数学关系式表述事件;(3)数理关:由题意建立相关的数学模型,将实际问题数学化,并解答这一数学模型,得出符合实际意义的解答。
例5.设实数0≠a ,数列{}n a 是首项为a ,公比为a -的等比数列,记),(||1*N n a g a b n n n ∈=n n b b b S +++= 21,求证:当1-≠a 时,对任意自然数n 都有n S =2)1(lg a a a +[]n n a na n )1()1(11++-++解:n n n n n a a a qa a 1111)1()(----=-==。
||lg )1(|)1(|lg )1(||lg 111a na a a a a b n n n n n n n n n ----=--==∴||lg )1(||lg )1()1(||lg 3||lg 2||lg 11232a na a a n a a a a a a S n n n n n ----+--+++-=∴||lg ])1()1()1(32[11232a na a n a a a n n n n ----+--+++-=记n n n n na a n a a a S 11232)1()1()1(32----+--+++-= ①1121332)1()1()1()2()1(2+-----+--+--++-=n n n n n n na a n a n a a as ②①+②得1121232)1()1()1()1(+-----+-+-+++-=+n n n n n n na a a a a a s a ③1111(1)1,(1)(1)1(1)n n n n a a a a S n a a -+-++-≠-∴+=+-⋅--])1()1(1[)1(||lg )1(])1)(1(1[)1()1()1()1()1()1()1(122121121111nn n n n n n n n n n a na n a a a S a a na n a a a na n a S a a n a a a S ++-++=∴+-+++=+-⋅+++=∴+⋅⋅-⋅++-+=∴+++-+-+- 说明:本例主要复习利用错位相减解决差比数列的求和问题。