高三理数列专题
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高三数学理科(数列专题)1:(08四川)设数列{}a n 中,12a =,11n n a a n +=++,则通项a n = 2:在数列{}n a 中,111,(2),1n n a na n a n -==≥-则?n a = 3:在数列{}n a 中,若111,23(1)n n a a a n +==+≥,则该数列的通项n a =___ 4:数列{}n a 中,*1121,(),2nn n a a a n N a +==∈+求{}n a 的通项公式 5:在数列{}n a 中,11a =,122n n n a a +=+.求数列{}n a 的通项公式.6.若数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n ,则此数列的通项公式为________.7:(2010山东理数18)已知等差数列{}n a 满足:37a =,5726a a +=,{}n a 的前n 项和为n S .(Ⅰ)求n a 及n S ; (Ⅱ)令b n =211n a -(n ∈N *),求数列{}n b 的前n 项和n T . 7.【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,因为37a =,5726a a +=,所以有112721026a d a d +=⎧⎨+=⎩,解得13,2a d ==, 所以321)=2n+1n a n =+-(;n S =n(n-1)3n+22⨯=2n +2n 。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知2n+1n a =,所以b n =211n a -=21=2n+1)1-(114n(n+1)⋅=111(-)4n n+1⋅, 所以n T =111111(1-+++-)4223n n+1⋅-=11(1-)=4n+1⋅n4(n+1),即数列{}n b 的前n 项和n T =n4(n+1)。
【变式1】.(11分)已知等差数列{a n }的公差d ≠0,它的前n 项和为S n ,若S 5=35,且a 2,a 7,a 22成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前n 项和为T n ,求T n ..解 (1)∵数列{a n }是等差数列, 由S 5=5a 1+5×42d =35.∴a 1+2d =7.①由a 2,a 7,a 22成等比数列,∴a 27=a 2·a 22, ∴ (a 1+6d )2=(a 1+d )(a 1+21d )(d ≠0), ∴2a 1-3d =0.②解①②得:a 1=3,d =2,∴a n =2n +1. (2)由(1)知,S n =3n +n n -12·2=n 2+2n .∴1S n=1n 2+2n =1nn +=12(1n -1n +2).8.(2012年高考浙江卷)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n 2+n ,n ∈N *,数列{b n }满足a n =4log 2b n +3,n ∈N *. (1)求a n ,b n ;(2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n . [解析] (1) 由S n =2n 2+n ,得 当n =1时,a 1=S 1=3;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4n -1. 所以a n =4n -1,n ∈N *.由4n -1=a n =4log 2b n +3,得b n =2n -1,n ∈N *.(2)由(1)知a n b n =(4n -1)·2n -1,n ∈N *, 所以T n =3+7×2+11×22+…+(4n -1)·2n -1, 2T n =3×2+7×22+…+(4n -5)·2n -1+(4n -1)·2n , 所以2T n -T n =(4n -1)2n -[3+4(2+22+…+2n -1)] =(4n -5)2n +5.故T n =(4n -5)2n +5,n ∈N *.【变式2】► 已知数列{a n }的首项a 1=35,且a n +1=3a n2a n +1,n =1,2,….(1)证明:数列1a n-1是等比数列;(2)令b n =1a n-1,试求数列{n ·b n }的前n 项和S n .(1)证明 由已知,得1a n +1=13·1a n +23,n =1,2,…, ∴1a n +1-1=131a n-1,n =1,2,…. ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是以13为公比,23为首项的等比数列.(2)解 由b n =1a n -1=23n (n ≥1),得S n =1·b 1+2·b 2+3·b 3+…+(n -1)·b n -1+n ·b n =1·23+2·232+3·233+…+(n -1)·23n -1+n ·23n .∴13S n =1·232+2·233+3·234+…+(n -1)·23n +n ·23n +1. ∴23S n =23+232+233+234+…+23n -n ·23n +1 =231-13n 1-13-n ·23n +1.∴S n =321-13n -32n ·23n +1=32-3+2n 2·3n .9.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 4=44,S 7=35(1)求数列{a n }的通项公式与前n 项和公式; (2)求数列|}{|n a 的前n 项和T n 。
9.解:(1)设数列的公差为d ,由已知S 4=44,S 7=35可得a 1=17,d=-4 ∴a n =-4n +21 (n ∈N ),S n =-2n 2+19 (n ∈N ).(2)由a n =-4n +21≥0 得n ≤421, 故当n ≤5时,a n ≥0, 当n ≥6时,0<n a 当n ≤5时,T n =S n =-2n 2+19n 当n ≥6时,T n =2S 5-S n =2n 2-19n +90. 10.已知数列{}a n :…,…,…,,,1001001002100133323122211++++++ ①求证数列{}a n 为等差数列,并求它的公差 ②设()N n a a b n n n ∈=+11,求……++++n b b b 21的和。
解:①由条件,()212122121+=+=+++=+++=n n n n n n n n n a n …… ∴221+=+n a n ;∴()12121221≥=+-+=-+n n n a a n n故{}a n 为等差数列,公差21=d ②()()()()214421122211++=++=++=n n n n n n b n ·又知()()()()21121122111++=++--+=+-+n n n n n n n n ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=21114n n b n……………+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+++2121421114413143121421n n n b b b n∴221214lim 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=++++∞→n b b b n n ……11.(2009陕西卷文)已知数列{}n a 满足, *11212,,2n n n a a a a a n N ++=∈’+2==. ()I 令1n n n b a a +=-,证明:{}n b 是等比数列;(Ⅱ)求{}n a 的通项公式。
(1)证1211,b a a =-= 当2n ≥时,1111,11()222n n n n n n n n n a a b a a a a a b -+--+=-=-=--=- 所以{}n b 是以1为首项,12-为公比的等比数列。
(2)解由(1)知111(),2n n n n b a a -+=-=-当2n ≥时,121321()()()n n n a a a a a a a a -=+-+-++-21111()()22n -=++-++-111()211()2n ---=+--2211[1()]32n -=+--1521(),332n -=-- 当1n =时,111521()1332a ---==。
所以1*521()()332n n a n N -=--∈。
12..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)+2.13..已知数列{b n }满足:b n +1=12b n +14,且b 1=72,T n 为{b n }的前n 项和.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n -12是等比数列,并求{b n }的通项公式;(2)如果对任意n ∈N +,不等式12k12+n -2T n ≥2n -7恒成立,求实数k 的取值范围.解析 (1)证明 对任意n ∈N +,都有b n +1=12b n +14,所以b n +1-12=12⎝⎛⎭⎪⎫b n -12,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n -12是等比数列,首项为b 1-12=3,公比为12,所以b n -12=3×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,即b n =3×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+12.(2)因为b n =3×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+12,所以T n =3⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+122+…+12n -1+n 2=3×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n 1-12+n 2=6⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +n 2.因为不等式12k12+n -2T n ≥2n -7,化简,得k ≥2n -72n ,对任意n ∈N +恒成立,设c n =2n -72n ,则c n +1-c n =n +-72n +1-2n -72n =9-2n2n +1, 当n ≥5时,c n +1≤c n ,数列{c n }为单调递减数列; 当1≤n <5时,c n +1>c n ,数列{c n }为单调递增数列. 而116=c 4<c 5=332,所以n =5时,c n 取得最大值332. 所以要使k ≥2n -72n 对任意n ∈N +恒成立,k ≥332.14. (2012年高考广东卷)设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足2S n =a n +1-2n +1+1,n ∈N *,且a 1,a 2+5,a 3成等差数列.(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)证明:对一切正整数n ,有1a 1+1a 2+…+1a n <32.[解析] (1)∵a 1,a 2+5,a 3成等差数列, ∴2(a 2+5)=a 1+a 3. 又2S n =a n +1-2n +1+1,∴2S 1=a 2-22+1,2S 2=a 3-23+1, ∴2a 1=a 2-3,2(a 1+a 2)=a 3-7.由⎩⎪⎨⎪⎧2(a 2+5)=a 1+a 3,2a 1=a 2-3,2(a 1+a 2)=a 3-7得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 2=5,a 3=19.∴a 1=1. (2)∵2S n =a n +1-2n +1+1,①∴当n ≥2时,2S n -1=a n -2n+1.② ①-②得2a n =a n +1-a n -2n +1+2n,∴a n +1=3a n +2n. 两边同除以2n +1得a n +12n +1=32·a n 2n +12, ∴a n +12n +1+1=32(a n2n +1).又由(1)知a 222+1=32(a 121+1),∴数列{a n 2n +1}是以32为首项,32为公比的等比数列,∴a n 2n +1=32·(32)n -1=(32)n ,∴a n =3n -2n, 即数列{a n }的通项公式为a n =3n -2n. (3)证明:∵a n =3n -2n =(1+2)n -2n=C 0n ·1n ·20+C 1n ·1n -1·21+C 2n ·1n -2·22+…+C n n ·10·2n -2n=1+2n +2(n 2-n )+ (2)-2n>1+2n +2(n 2-n )=1+2n 2>2n 2>2n (n -1), ∴1a n =13n -2n <12n (n -1)=12·1n (n -1), ∴1a 1+1a 2+…+1a n<1+12[11×2+12×3+…+1n (n -1)]=1+12(1-12+12-13+…+1n -1-1n)=1+12(1-1n )=32-12n <32,即1a 1+1a 2+…+1a n <32.。