求数列通项公式习题课
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数列专题1、数列的通项公式与前n 项的和的关系11,1,2n n n s n a s s n -=⎧=⎨-≥⎩( 数列{}n a 的前n 项的和为12n n s a a a =+++L ).2、等差数列的通项公式*11(1)()n a a n d dn a d n N =+-=+-∈;3、等差数列其前n 项和公式为1()2n n n a a s +=1(1)2n n na d -=+211()22d n a d n =+-. 4、等比数列的通项公式1*11()n nn a a a q q n N q-==⋅∈; 5、等比数列前n 项的和公式为11(1),11,1n n a q q s q na q ⎧-≠⎪=-⎨⎪=⎩ 或 11,11,1n n a a qq q s na q -⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩.常用数列不等式证明中的裂项形式:(1)(1111n n =-+n(n+1)1111()1k n k =-+n(n+k);(2) 211111()1211k k k <=---+2k (3)211111111(1)(1)1kk k k k k k k k-=<<=-++-- (4)1111(1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n ⎡⎤=-⎢⎥+++++⎣⎦; (5)()()111!!1!n n n n =-++(6)=<<=1(1)n n >+)一.数列的通项公式的求法1.定义法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
例.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,255a S =.求数列{}n a 的通项公式.解:设数列{}n a 公差为)0(>d d∵931,,a a a 成等比数列,∴9123a a a =,即)8()2(1121d a a d a +=+d a d 12=⇒∵0≠d , ∴d a =1………………………………①∵255a S = ∴211)4(2455d a d a +=⋅⨯+…………② 由①②得:531=a ,53=d∴n n a n 5353)1(53=⨯-+=2.公式法:已知n S (即12()n a a a f n +++=L )求n a ,用作差法:{11,(1),(2)n n n S n a S S n -==-≥。
【名师一号】15-16高一数学(人教)必修5双基练:2-2-1等差数列.1.下列数列不是等差数列的是( ) A .0,0,0,…,0,…B .-2,-1,0,…,n -3,…C .1,3,5,…,2n -1,…D .0,1,3,…,n 2-n2,…2.已知等差数列{a n }的通项公式为a n =2009-7n ,则使a n <0的最小n 的值为( ) A .286 B .287 C .288D .2893.已知等差数列{a n }中,a 7+a 9=16,a 4=1,则a 12的值是( ) A .15 B .30 C .31D .644.等差数列{a n }的前三项依次为x,2x +1,4x +2,则它的第5项为( ) A .5x +5 B .2x +1 C .5D .45.若{a n }为等差数列,a p =q ,a q =p (p ≠q ),则a p +q 为( ) A .p +q B .0 C .-(p +q )D.p +q 26.已知m 和2n 的等差中项是4,2m 和n 的等差中项是5,则m 和n 的等差中项是( ) A .2 B .3 C .6D .97.在等差数列{a n }中,已知a 5=10,a 12=31,则首项a 1=________,公差d =________. 8.已知f (n +1)=f (n )-14(n ∈N *),且f (2)=2,则f (101)=________.9.已知数列{a n }满足a n -1+a n +1=2a n (n ∈N *,n ≥2)且a 1=1,a 2=3,则数列{a n }的通项公式为________.10.在等差数列{a n }中,已知a 5=10,a 15=25,求a 25. 11.(1)求等差数列3,7,11,…的第4项与第10项.12.假设某市2008年新建住房400万平方米,预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增加50万平方米.那么从哪一年年底开始,该市每年新建住房的面积开始大于820万平方米?【名师一号】15-16高一数学(人教)必修5双基练:2-2-2等差数列的性质1.在等差数列{a n }中,若a 2=1,a 6=-1,则a 4=( )A .-1B .1C .0D .-122.已知等差数列{a n }中,a 4+a 5=15,a 7=12,则a 2=( ) A .3 B .-3 C.32D .-323.在等差数列{a n }中,已知a 1=2,a 2+a 3=13,则a 4+a 5+a 6等于( ) A .40 B .42 C .43D .454.在等差数列{a n }中,已知a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=20,那么a 3等于( ) A .4 B .5 C .6D .75.已知等差数列{a n }满足a 1+a 2+a 3+…+a 101=0,则有( ) A .a 1+a 101>0 B .a 2+a 100<0 C .a 3+a 99=0D .a 51=516.设数列{a n },{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37等于( ) A .0 B .37 C .100D .-377.等差数列{a n }中,已知a 3=10,a 8=-20,则公差d =________. 8.已知等差数列{a n }中,a 2+a 3+a 10+a 11=36,则a 5+a 8=________.9.已知数列{a n }满足a 1=1,若点⎝⎛⎭⎪⎫a n n ,a n +1n +1在直线x -y +1=0上,则a n=________.10.已知{a n }是等差数列,a 1=15,a n =17-2n ,则过(3,a 2)、(4,a 4)两点的直线的斜率为________. 11.已知数列{a n },a n =2n -1,b n =a 2n -1. (1)求{b n }的通项公式;(2)数列{b n }是否为等差数列?说明理由.12.已知f (x )=x 2-2x -3,等差数列{a n }中,a 1=f (x -1),a 2=-32,a 3=f (x ).求:(1)x 的值; (2)通项a n .∙【名师一号】15-16高一数学(人教)必修5双基练:2-3-1等差数列的前n 项和 1.等差数列{a n }中,a 1=1,a 3+a 5=14,其前n 项和S n =100,则n =( ) A .9B .10精品系列资料 传播先进教育理念 提供最佳教学方法C .11D .122.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若S 7=35,则a 4=( ) A .8 B .7 C .6D .53.设数列{a n }是单调递增的等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是( ) A .1 B .2 C .4D .84.若数列{a n }为等差数列,公差为12,且S 100=145,则a 2+a 4+…+a 100的值为( )A .60B .85 C.1452D .其他值5.记等差数列的前n 项和为S n ,若S 2=4,S 4=20,则该数列的公差d 等于( ) A .2 B .3 C .6D .76.在小于100的自然数中,所有被7除余2的数之和为( ) A .765 B .665 C . 763D .6637.在数列{a n }中,a n =4n -52,a 1+a 2+…+a n =an 2+bn ,(n ∈N *),其中a ,b 为常数,则ab =8.在等差数列{a n }中,S 4=6,S 8=20,则S 16=________.9.在数列{a n }中,a n +1=2a n 2+a n (n ∈N *),且a 5=12,则a 3=________.10.等差数列{a n }的前n 项和记为S n ,已知a 10=30,a 20=50. (1)求通项a n ; (2)若S n =242,求n .11.已知{a n }是一个等差数列,且a 2=1,a 5=-5. (1)求{a n }的通项a n ;(2)求{a n }的前n 项和S n 的最大值.12.已知等差数列{a n }满足:a 3=7,a 5+a 7=26,{a n }的前n 项和为S n . (1)求a n 及S n ;(2)令b n =1a 2n -1(n ∈N +),求数列{b n }的前n 项和T n .【名师一号】15-16高一数学(人教)必修5双基练:2-3-2等差数列(习题课) 1.等差数列{a n }中,a 1=1,d =1,则S n 等于( ) A .nB .n (n +1)精品系列资料 传播先进教育理念 提供最佳教学方法C .n (n -1) D.n (n +1)22.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和且a 3=-6,a 7=6,则( ) A .S 4=S 5 B .S 5=S 6 C .S 4>S 6D .S 5>S 63.数列{a n }的通项公式a n =3n 2-28n ,则数列{a n }各项中最小项是( ) A .第4项 B .第5项 C .第6项D .第7项5.若数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n (n =1,2,3,…),则数列的通项公式为__________;数列{na n }中数值最小的项是第__________项.6.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.7.有两个等差数列{a n },{b n },其前n 项和分别为S n ,T n ,若S n T n =7n +2n +3,则a 5b 5=________.8.在等差数列{a n }中,a 2+a 9=2,则它的前10项和S 10=________. 9.已知数列{a n }的前n 项和S n 满足S n =14(a n +1)2,且a n >0.(1)求a 1,a 2; (2)求{a n }的通项公式;(3)令b n =20-a n ,求数列{b n }的前n 项和T n 的最大值.。
第二章 习题课 求通项公式一、选择题(每小题5分,共20分)1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =a n-2(a 为常数,且a ≠0,a ≠1),则数列{a n }( )A .是等比数列B .从第二项起的等比数列C .是等差数列D .从第二项起的等差数列解析: 当n ≥2时,a n +1=S n +1-S n =a n +1-a n∴a n =S n -S n -1=a n -an -1,则a n +1a n=a . 又∵a 2=S 2-S 1=a 2-2-(a -2) =a 2-a =a (a -1)a 1=S 1=a -2.当a =2时,a 1=0, 当a ≠2时,a 2a 1=a a -1a -2≠a .答案: B2.如果数列{a n }满足a 1,a 2a 1,a 3a 2,…,a na n -1,…是首项为1,公比为2的等比数列,则a 6=( )A .21 008B .29 968C .25 050D .32 768解析: a 6=a 1×a 2a 1×a 3a 2×…×a 6a 5=1×2×22×…×25=215=32 768. 答案: D3.若数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n 2(n ∈N *),则a 6=( ) A .95 B .116C .137D .2 解析: a 1+2a 2+3a 3+…+6a 6=36,① a 1+2a 2+3a 3+…+5a 5=25,②①-②得6a 6=11,所以a 6=116. 答案: B4.在数列{a n }中,已知a n +1=a n +n2,且a 1=2,则a 99的值是( )A .2 477B .2 427C .2 427.5D .2 477.5解析: ∵a n +1-a n =n2,∴a n -a 1=(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =12[1+2+…+(n -1)]=14(n -1)n , ∴a 99=2+14×98×99=2 427.5.答案: C二、填空题(每小题5分,共10分) 5.已知数列{a n }中,a 1=2,且a n a n -1=n -1n +1(n ≥2),则a n =______. 解析: a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a na n -1=2×13×24×35×…×n -1n +1=4n n +1.答案:4n n +16.数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n +2,则a n =________. 解析: a n +1=3a n +2, ∴a n +1+1=3(a n +1). 又a 1+1=2.∴数列{a n +1}是首项为2,公比为3的等比数列. ∴a n +1=2×3n -1.∴a n =2×3n -1-1.答案: 2×3n -1-1三、解答题(每小题10分,共20分) 7.已知数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n .(1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式.解析: (1)由S 2=43a 2得3(a 1+a 2)=4a 2,解得a 2=3a 1=3.由S 3=53a 3得3(a 1+a 2+a 3)=5a 3,解得a 3=32(a 1+a 2)=6.(2)由题设知a 1=1. 当n >1时,有a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1,整理得a n =n +1n -1a n -1. 于是a 2=31a 1,a 3=42a 2,…,a n -1=nn -2a n -2,a n =n +1n -1a n -1.将以上n -1个等式中等号两端分别相乘, 整理得a n =n n +12.综上可知,{a n }的通项公式a n =n n +12.8.设数列{a n }满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n3(n ∈N *).求数列{a n }的通项公式.解析: ∵a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n 3, ①∴当n ≥2时,a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13.②①-②,得3n -1a n =13,∴a n =13n .在①中,令n =1,得a 1=13.∴a n =13n (n ∈N *).尖子生题库☆☆☆9.(10分)设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ,满足T n =2S n -n 2,n ∈N *.(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式.解析: (1)当n =1时,T 1=2S 1-12.因为T 1=S 1=a 1,所以a 1=2a 1-1,解得a 1=1.(2)当n ≥2时,S n =T n -T n -1=2S n -n 2-[2S n -1-(n -1)2]=2S n -2S n -1-2n +1, 所以S n =2S n -1+2n -1, ① 所以S n +1=2S n +2n +1,②②-①得a n +1=2a n +2. 所以a n +1+2=2(a n +2),即a n +1+2a n +2=2(n ≥2). 当n =1时,a 1+2=3,a 2+2=6,则a 2+2a 1+2=2, 所以当n =1时也满足上式.所以{a n +2}是以3为首项,2为公比的等比数列, 所以a n +2=3·2n -1,所以a n =3·2n -1-2.。
习题课一 求数列的通项题型一 利用累加、累乘法求数列的通项公式【例1】 (1)数列{a n }满足a 1=1,对任意的n ∈N *都有a n +1=a 1+a n +n ,求数列{a n }的通项公式;(2)已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=nn +1a n ,求a n .解 (1)∵a n +1=a n +n +1,∴a n +1-a n =n +1,即a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n (n ≥2).等式两边同时相加得a n -a 1=2+3+4+…+n (n ≥2),即a n =a 1+2+3+4+…+n =1+2+3+4+…+n =n (n +1)2,n ≥2.又a 1=1也适合上式,∴a n =n (n +1)2,n ∈N *.(2)由条件知a n +1a n =nn +1,分别令n =1,2,3,…,n -1,代入上式得(n -1)个等式,累乘,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=12×23×34×…·n -1n (n ≥2).∴a na 1=1n ,又∵a 1=23,∴a n =23n ,n ≥2.又a 1=23也适合上式,∴a n =23n ,n ∈N *.规律方法 (1)求形如a n +1=a n +f (n )的通项公式.将原来的递推公式转化为a n +1-a n =f (n ),再用累加法(逐差相加法)求解,即a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=a 1+f (1)+f (2)+f (3)+…+f (n -1).(2)求形如a n +1=f (n )a n 的通项公式.将原递推公式转化为a n +1a n=f (n ),再利用累乘法(逐商相乘法)求解,即由a 2a 1=f (1),a 3a2=f (2),…,a na n -1=f (n -1),累乘可得a na1=f (1)f (2)…f (n -1).【训练1】 数列{a n }中,a 1=2,a n +1-a n =2n ,求{a n }的通项公式.解 因为a 1=2,a n +1-a n =2n ,所以a 2-a 1=2,a 3-a 2=22,a 4-a 3=23,…,a n -a n -1=2n -1,n ≥2,以上各式累加得,a n -a 1=2+22+23+…+2n -1,故a n=2(1-2n-1)1-2+2=2n,当n=1时,a1也符合上式,所以a n=2n.题型二 构造等差(比)数列求通项公式【例2】 (1)在数列{a n}中,a1=13,6a n a n-1+a n-a n-1=0(n≥2,n∈N*).①证明:数列{1a n}是等差数列;②求数列{a n}的通项公式.(2)已知数列{a n}中,a1=2,a n+1=2a n-3,求a n.(1)①证明 由6a n a n-1+a n-a n+1=0,整理得1a n-1a n-1=6(n≥2),故数列{1a n}是以3为首项,6为公差的等差数列.②解 由①可得1a n=3+(n-1)×6=6n-3,所以a n=16n-3,n∈N*.(2)解 由a n+1=2a n-3得a n+1-3=2(a n-3),所以数列{a n-3}是首项为a1-3=-1,公比为2的等比数列,则a n-3=(-1)·2n-1,即a n=-2n-1+3.规律方法 (1)课程标准对递推公式要求不高,故对递推公式的考查也比较简单,一般先构造好等差(比)数列让学生证明,再在此基础上求出通项公式,故同学们不必在此处挖掘过深. (2)形如a n+1=pa n+q(其中p,q为常数,且pq(p-1)≠0)可用待定系数法求得通项公式,步骤如下:第一步 假设递推公式可改写为a n+1+t=p(a n+t);第二步 由待定系数法,解得t=qp-1;第三步 写出数列{a n+q p-1}的通项公式;第四步 写出数列{a n}的通项公式.【训练2】 已知各项均为正数的数列{b n}的首项为1,且前n项和S n满足S n-S n-1=S n+S n-1(n≥2).试求数列{b n}的通项公式.解 ∵S n-S n-1=S n+S n-1(n≥2),∴(S n+S n-1)(S n-S n-1)=S n+S n-1(n≥2).又S n >0,∴S n -S n -1=1.又S 1=1,∴数列{S n }是首项为1,公差为1 的等差数列,∴S n =1+(n -1)×1=n ,故S n =n 2.当n ≥2时,b n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1.当n =1时,b 1=1符合上式.∴b n =2n -1.题型三 利用前n 项和S n 与a n 的关系求通项公式【例3】 (1)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2a n -4,n ∈N *,则a n 等于( )A.2n +1 B.2n C.2n -1D.2n -2(2)已知数列{a n }中,前n 项和为S n ,且S n =n +23·a n ,则a n a n -1的最大值为( )A.-3B.-1C.3D.1解析 (1)因为S n =2a n -4,所以n ≥2时,S n -1=2a n -1-4,两式相减可得S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -2a n -1,整理得a n =2a n -1,所以a n a n -1=2.因为S 1=a 1=2a 1-4,即a 1=4,所以数列{a n }是首项为4,公比为2的等比数列,则a n =4×2n -1=2n +1,故选A.(2)由S n =n +23a n 得,当n ≥2时,S n -1=n +13a n -1,两式作差可得:a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1,整理得a n a n -1=n +1n -1=1+2n -1,由此可得,当n =2时,a n a n -1取得最大值,其最大值为3.答案 (1)A (2)C规律方法 已知S n =f (a n )或S n =f (n )的解题步骤:第一步 利用S n 满足条件p ,写出当n ≥2时,S n -1的表达式;第二步 利用a n =S n -S n -1(n ≥2),求出a n 或者转化为a n 的递推公式的形式;第三步 若求出n ≥2时的{a n }的通项公式,则根据a 1=S 1求出a 1,并代入n ≥2时的{a n }的通项公式进行验证,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式.如果求出的是{a n }的递推公式,则问题化归为例2形式的问题.【训练3】 在数列{a n }中,a 1=1,a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式a n .解 由a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1,得当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=n2a n ,两式作差得na n =n +12a n +1-n 2a n ,得(n +1)a n +1=3na n (n ≥2),即数列{na n }从第二项起是公比为3的等比数列,且a 1=1,a 2=1,于是2a 2=2,故当n ≥2时,na n =2×3n -2.于是a n ={1,n =1,2×3n -2n,n ≥2,n ∈N *.一、素养落地1.通过学习数列通项公式的求法,提升数学运算与逻辑推理素养.2.求数列通项的方法有:(1)公式法,(2)累加、累乘法,(3)构造法等,但总的思想是转化为特殊的数列(一般是等差或等比数列)求解.二、素养训练1.数列1,3,6,10,15,…的递推公式可能是( )A.a n ={1(n =1)a n +1+n -1(n ∈N *,n ≥2)B.a n={1(n =1)a n -1+n (n ∈N *,n ≥2)C.a n={1(n =1)a n -1+n -1(n ∈N *,n ≥2)D.a n={1(n =1)a n -1+n +1(n ∈N *,n ≥2)解析 由题意可得,a 1=1,a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,a 4-a 3=4,a 5-a 4=5,……∴a n -a n -1=n (n ≥2),故数列的递推公式为a n ={1(n =1)a n -1+n (n ∈N *,n ≥2)故选B.答案 B2.数列{a n }中,a 1=1,且a n +1=a n +2n ,则a 9=( )A.1 024B.1 023C.510D.511解析 由题意可得a n +1-a n =2n ,则a 9=a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a 9-a 8)=1+21+22+…+28=29-1=511.故选D.答案 D3.已知数列{a n }的各项均为正数,且a 2n -a n -n 2-n =0,则a n=________.解析 由a 2n -a n -n (n +1)=0,得[a n -(n +1)](a n +n )=0.又a n >0,所以a n=n +1.答案 n +14.已知数列{a n }中,a 1=1,对于任意的n ≥2,n ∈N *,都有a 1a 2a 3…a n =n 2,则a 10=________.解析 由a 1a 2a 3…a n =n 2,得a 1a 2a 3…a n -1=(n -1)2(n ≥2),所以a n =n 2(n -1)2(n ≥2),所以a 10=10081.答案 100815.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n a n +2(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式.解 由a n +1=a n a n +2,得1a n +1=2an +1,所以1an +1+1=2(1a n+1).又a 1=1,所以1a 1+1=2,所以数列{1a n+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以1a n +1=2×2n -1=2n ,所以a n =12n -1.基础达标一、选择题1.已知数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +2n (n ∈N *),则a 100的值是( )A.9 900 B.9 902 C.9 904D.11 000解析 a 100=(a 100-a 99)+(a 99-a 98)+…+(a 2-a 1)+a 1=2(99+98+…+2+1)+2=2×99×(99+1)2+2=9 902.答案 B2.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n1+2a n,则这个数列的第n 项为( )A.2n -1B.2n +1C.12n -1D.12n +1解析 ∵a n +1=a n 1+2an,a 1=1,∴1a n +1-1a n =2.∴{1a n}为等差数列,公差为2,首项1a1=1.∴1a n =1+(n -1)×2=2n -1,∴a n =12n -1.答案 C3.若数列{a n }中,a 1=3,a n +a n -1=4(n ≥2),则a 2 021的值为( )A.1 B.2 C.3D.4解析 ∵a 1=3,a n +a n -1=4(n ≥2),∴a n +1+a n =4,∴a n +1=a n -1,∴a n =a n +2,即奇数项、偶数项构成的数列均为常数列,又∵a 1=3,∴a 2 021=3.答案 C4.已知数列{a n }的首项为a 1=1,且满足a n +1=12a n +12n ,则此数列的通项公式a n 等于( )A.2nB.n (n +1)C.n2n -1D.n (n +1)2n解析 ∵a n +1=12a n +12n ,∴2n +1a n +1=2n a n +2,即2n +1a n +1-2n a n =2.又21a 1=2,∴数列{2n a n }是以2为首项,2为公差的等差数列,∴2n a n =2+(n -1)×2=2n ,∴a n =n 2n -1.答案 C5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,S n +1=4a n +2,则a 12=( )A.20 480B.49 152C.60 152D.89 150解析 由题意得S 2=4a 1+2,所以a 1+a 2=4a 1+2,解得a 2=8,故a 2-2a 1=4,又a n +2=S n +2-S n +1=4a n +1-4a n ,于是a n +2-2a n +1=2(a n +1-2a n ),因此数列{a n +1-2a n }是以a 2-2a 1=4为首项,2为公比的等比数列,即a n +1-2a n =4×2n -1=2n +1,于是a n +12n +1-a n2n =1,因此数列{a n2n}是以1为首项,1为公差的等差数列,得a n2n =1+(n -1)=n ,即a n =n ·2n .所以a 12=12×212=49 152,故选B.答案 B 二、填空题6.在等比数列{a n }中,a 1,a 2,a 3分别是下表第一、二、三行中的某一个数,且a 1,a 2,a 3中的任何两个数不在下表的同一列.第一列第二列第三列第一行3210第二行6414第三行9818则数列{a n }的通项公式为________.解析 当a 1=3时,不合题意;当a 1=2时,当且仅当a 2=6,a 3=18时,符合题意;当a 1=10时,不合题意.因此a 1=2,a 2=6,a 3=18,所以公比q =3,故a n =2×3n -1.答案 a n =2×3n -17.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=n +1na n ,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析 当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=nn -1·n -1n -2·…·32·21=n ,当n =1时,a 1=1也符合此式,∴a n =n .答案 n8.已知数列{a n }满足ln a 13·ln a 26·ln a 39·…·ln a n 3n =3n 2(n ∈N *),则a 10=________.解析 ∵ln a 13·ln a 26·ln a 39·…·ln a n 3n =3n2(n ∈N *),∴ln a 13·ln a 26·ln a 39·…·ln a n -13(n -1)=3(n -1)2(n ≥2),∴ln a n =3n 2n -1(n ≥2),∴a n =e 3n 2n -1(n ≥2),∴a 10=e 1003.答案 e1003三、解答题9.设f (x )=log 2x -log x 4(0<x <1),数列{a n }的通项a n 满足f (2a n )=2n ,求数列{a n }的通项公式.解 ∵f (x )=log 2x -log x 4(0<x <1),f (2an )=2n ,∴log 22an -log 2an 4=2n ,由换底公式得log 22an -log 24log 22an =2n ,即a n -2a n =2n ,∴a 2n -2na n -2=0,解得a n =n ±n 2+2.又0<x <1,∴0<2an <1,∴a n <0,∴a n =n -n 2+2,∴数列{a n }的通项公式是a n =n -n 2+2.10.设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ,满足T n =2S n -n 2,n ∈N *.(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式.解 (1)当n =1时,T 1=2S 1-1,因为T 1=S 1=a 1,所以a 1=2a 1-1,所以a 1=1.(2)当n ≥2时,T n -1=2S n -1-(n -1)2,则S n =T n -T n -1=2S n -n 2-[2S n -1-(n -1)2]=2(S n -S n -1)-2n +1=2a n -2n +1,因为当n =1时,a 1=S 1=1也满足上式,所以S n =2a n -2n +1(n ≥1),①当n ≥2时,S n -1=2a n -1-2(n -1)+1,②①-②,得a n =2a n -2a n -1-2,所以a n =2a n -1+2(n ≥2),所以a n +2=2·(a n -1+2),因为a 1+2=3≠0,所以数列{a n +2}是以3为首项,2为公比的等比数列,所以a n +2=3×2n -1,所以a n =3×2n -1-2.能力提升11.已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=13,若a n (a n -1+2a n +1)=3a n -1·a n +1(n ≥2,n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析 由题意知a n a n -1+2a n a n +1=3a n -1a n +1,∴1a n +1+2a n -1=3a n ,∴1a n +1-1a n =2(1a n -1a n -1),即1a n +1-1a n1a n -1a n -1=2,∴数列{1an +1-1a n}是首项为2,公比为2的等比数列,∴1a n +1-1a n =2×2n -1=2n .利用累加法,得1a 1+(1a 2-1a 1)+(1a 3-1a 2)+…+(1a n -1a n -1)=1+2+22+…+2n -1,即1a n =2n -12-1=2n -1,∴a n =12n -1.答案 12n -112.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 1=1,nS n +1-(n +1)S n =n (n +1)2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式.(2)是否存在正整数k ,使a k ,S 2k ,a 4k 成等比数列?若存在,求k 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)法一 由nS n +1-(n +1)S n =n (n +1)2,得S n +1n +1-S nn =12,∴数列{S nn}是首项为S 11=1,公差为12的等差数列,∴S nn =1+12(n -1)=12(n +1),∴S n =n (n +1)2.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n (n +1)2-(n -1)n2=n .而a 1=1适合上式,∴a n =n .法二 由nS n +1-(n +1)S n =n (n +1)2,得n (S n +1-S n )-S n =n (n +1)2,∴na n +1-S n =n (n +1)2.①当n ≥2时,(n -1)a n -S n -1=n (n -1)2,②①-②,得na n +1-(n -1)a n -a n =n (n +1)2-n (n -1)2,∴na n +1-na n =n ,∴a n +1-a n =1,∴数列{a n }是从第2项起的等差数列,且首项为a 2=2,公差为1,∴a n =2+(n -2)×1=n (n ≥2).而a 1=1适合上式,∴a n =n .(2)由(1),知a n =n ,S n =n (n +1)2.假设存在正整数k ,使a k ,S 2k ,a 4k 成等比数列,则S 22k =a k ·a 4k ,即[2k (2k +1)2]2=k ·4k .∵k 为正整数,∴(2k +1)2=4.得2k +1=2或2k +1=-2,解得k =12或k =-32,与k 为正整数矛盾.∴不存在正整数k ,使a k ,S 2k ,a 4k 成等比数列.创新猜想13.(多选题)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a 2=2,且对于任意n >1,n ∈N *,满足S n +1+S n -1=2(S n +1),则( )A.a 9=17 B.a 10=18C.S 9=81D.S 10=91解析 ∵对于任意n >1,n ∈N *,满足S n +1+S n -1=2(S n +1),∴S n +1-S n =S n -S n -1+2,∴a n +1-a n =2.∴数列{a n }在n ≥2时是等差数列,公差为2.又a 1=1,a 2=2,则a 9=2+7×2=16,a 10=2+8×2=18,S 9=1+8×2+8×72×2=73,S 10=1+9×2+9×82×2=91.故选BD.答案 BD14.(多空题)设S n是数列{a n}的前n项和,且满足a2n+1=2a n S n,且a n>0,则S n=________,a100=________.解析 由S n是数列{a n}的前n项和,且满足a2n+1=2a n S n,则当n=1时,a21+1=2a1S1,即S21=1;当n≥2时,(S n-S n-1)2+1=2(S n-S n-1)S n,整理得S 2n-S2n-1=1.所以数列{S2n}是以1为首项,1为公差的等差数列,则S2n=n.由于a n>0,所以S n=n,故a100=S100-S99=100-99=10-311.答案 n 10-311。
第二章 习题课2 简单的递推数列及应用自主学习知识梳理在实际考查中常常涉及求一些简单的递推数列的通项公式问题. 1.累加法:a n +1=a n +f (n ) (f (n )可求和) a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =a 1+f (1)+f (2)+…+f (n -1) 2.累乘法:a n +1=a n ·f (n ) (f (n )为含n 的代数式)a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a na n -1=a 1·f (1)·f (2)·…·f (n -1)3.转化法:a n +1=pa n +q (pq ≠0,p ≠1)方法一 设a n +1-x =p (a n -x ),则a n +1=pa n +(1-p )x∴(1-p )x =q ,∴x =q1-p .∴a n -q 1-p =⎝⎛⎭⎫a 1-q 1-p ·p n -1∴a n =⎝⎛⎭⎫a 1-q 1-p p n -1+q 1-p.方法二 ∵a n +1=pa n +q ,∴a n =pa n -1+q∴a n +1-a n =p (a n -a n -1)=…=p n -1(a 2-a 1)转化为迭加法求解. 4.S n 与a n 的混合关系式有两个思路:(1)消去S n ,转化为a n 的递推关系式,再求a n ;(2)消去a n ,转化为S n 的递推关系式,求出S n 后,再求a n .自主探究1.试写出用累加法推导等差数列通项公式的过程.2.试写出用累乘法推导等比数列通项公式的过程.对点讲练知识点一 累加法与累乘法求通项例1 已知:a 1=2,a n +1=a n +(2n +1),求a n .变式训练1 已知:a 1=1,a n +1=2n ·a n ,求a n .知识点二 化为基本数列求通项例2 已知:a 1=1,a n +1=2a n +3,求a n .变式训练2 设数列{a n }满足:a 1=1,a 2=53,a n +2=53a n +1-23a n (n =1,2,…).令b n =a n+1-a n .(1)求证:数列{b n }是等比数列,并求b n ; (2)求数列{a n }的通项公式.知识点三 已知a n 与S n 的混合关系式,求a n .例3 已知{a n }是各项为正的数列,且S n =12⎝⎛⎭⎫a n +1a n .求a n 与S n .变式训练3 设数列{a n }的前n 项和为S n ,若对任意的n ∈N *,都有S n =2a n -3n . (1)求数列{a n }的首项a 1及递推关系式a n +1=f (a n ); (2)求通项公式a n .1.近几年高考常以递推公式为依托,设计出一些新颖灵活、难度适中、富有时代气息的试题.在学习时对递推公式及其应用应给予适当的重视.2.递推公式是表示数列的一种重要方法.由一些简单的递推公式可以求得数列的通项公式.本课时主要学习了累加法、累乘法以及化归为等差数列或等比数列的基本方法.课时作业一、选择题1.数列{a n }满足a n +1=a n +n ,且a 1=1,则a 5的值为( ) A .9 B .10 C .11 D .122.已知数列{a n }的通项公式是a n =2n-12n ,其前n 项和S n =32164,则项数n 等于( )A .13B .10C .9D .63.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +2n -1,则a n 的表达式为( )A .3n -2B .n 2-2n +2C .3n -1 D .4n -34.数列{a n }中,a 3=2,a 7=1,且数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1是等差数列,则a 11的值为( )A .1 B.12 C.13 D.145.已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=3,a n =a n -1-a n -2 (n ≥3).那么S 2 011的值是( ) A .1 B .2 C .3 D .4题 号1 2 3 4 5 答 案二、填空题6.数列{a n }中,a 1=1,a n +1a n =a 2n+(-1)n +1 (n ∈N *),则a 4a 2=________. 7.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=nn +1a n,则a n =________.8.在数列{a n }中,a n +1=2a n 2+a n,对所有正整数n 都成立,且a 7=12,则a 5=______.三、解答题9.已知S n =4-a n -12n -2,求a n 与S n .10.某地区位于沙漠边缘,人与沙漠进行长期不懈的斗争,到2002年底全地区的绿化率已达到30%,从2003年开始,每年将出现以下变化:原有沙漠面积的16%将栽上树,改造为绿洲,同时,原有绿洲面积的4%又被侵蚀,变为沙漠.(1)设全区面积为1,2002年底绿洲面积为a 1=310,经过1年(指2003年底)绿洲面积为a 2,经过n 年绿洲面积为a n +1,求证:数列{a n -45}为等比数列;(2)问:至少经过多少年的努力才能使全区的绿洲面积超过60%(年数取正整数).习题课2 简单的递推数列及应用自主探究1.解 ∵a n +1-a n =d∴⎭⎪⎬⎪⎫a 2-a 1=da 3-a 2=d … …a n-a n -1=d n -1个式子相加得:a n -a 1=(n -1)d ,∴a n =a 1+(n -1)d .或a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =a 1+(n -1)d .2.解 ∵a n +1a n=q (q ≠0),∴⎭⎪⎬⎪⎫a 2a 1=q a 3a 2=q ……an an -1=q n -1个式子相乘得: a n a 1=q n -1,∴a n =a 1q n -1或a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a n a n -1=a 1q n -1. 对点讲练例1 解 a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=2+3+5+…+(2n -1)=1+3+5+…+(2n -1)+1=n 2+1.变式训练1 解 a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·21·1=21+2+3+…+(n -1)=2n (n -1)2.例2 解 方法一 ∵a 1=1,a 2=5,a 2-a 1=4.a n +1-a n =2(a n -a n -1)=2n -1(a 2-a 1)=2n +1 ∴a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =1+22+23+…+2n =21+22+…+2n -1=2n +1-3.方法二 设a n +1-x =2(a n -x ),则a n +1=2a n -x . ∴x =-3,a n +1+3=2(a n +3).∴a n +3=(a 1+3)·2n -1=2n +1,∴a n =2n +1-3.变式训练2 (1)证明 ∵b n +1=a n +2-a n +1=⎝⎛⎭⎫53a n +1-23a n -a n +1=23(a n +1-a n )=23b n ∴b n +1b n =23(n =1,2,3,…) ∴{b n }是等比数列,公比q =23,首项b 1=a 2-a 1=23.∴b n =⎝⎛⎭⎫23n.(2)解 a n +1-a n =⎝⎛⎭⎫23n.∴a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =1+b 1+b 2+…+b n -1=1+⎝⎛⎭⎫23+⎝⎛⎭⎫232+…+⎝⎛⎭⎫23n -1 =3⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫23n . 例3 解 ∵S n =12⎝⎛⎭⎫a n +1a n ,∴2S n =a n +1a n , ∴2S n =S n -S n -1+1S n -S n -1,∴S n +S n -1=1S n -S n -1,∴S 2n -S 2n -1=1, ∴{S 2n }是一个等差数列,公差为1,首项为S 21, 易求得S 21=1. ∴S 2n =1+(n -1)×1=n .∴S n =n , ∴a n =n -n -1.变式训练3 解 (1)a 1=S 1=2a 1-3,∴a 1=3. ∵S n =2a n -3n ,∴S n +1=2a n +1-3(n +1). ∴S n +1-S n =2a n +1-2a n -3.∴a n +1=2a n +1-2a n -3,∴a n +1=2a n +3. (2)∵a n +1=2a n +3,∴a n +1+3=2(a n +3).∴{a n +3}是等比数列,公比为2,首项为a 1+3=6.∴a n +3=(a 1+3)·2n -1=6·2n -1=3·2n , ∴a n =3·2n -3. 课时作业1.C [a 5=a 4+4=a 3+3+4=a 2+2+3+4 =a 1+1+2+3+4=11.]2.D [∵a n =2n -12n =1-12n ,∴S n =n -⎝⎛⎭⎫12+122+…+12n =n -1+12n ,又∵S n =32164=5+164,∴n -1+12n =5+164,∴n =6.]3.B [a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+1+3+5+…+(2n -3)=1+(n -1)2=n 2-2n +2.]4.B [设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1的公差为d ,则1a 7+1=1a 3+1+4d , ∴12=13+4d ,d =124,1a 11+1=1a 7+1+4d , ∴1a 11+1=12+16=23,∴a 11+1=32,∴a 11=12.]5.A [∵a n +1=a n -a n -1=(a n -1-a n -2)-a n -1, ∴a n +1=-a n -2,∴a n +3=-a n . ∴a n +6=-a n +3=-(-a n )=a n . ∴{a n }是周期数列且T =6. ∵a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=(a 1+a 4)+(a 2+a 5)+(a 3+a 6)=0,∴S 2 010=0,∴S 2 011=S 2 010+a 2 011=a 2 011=a 1=1.] 6.1312解析 a 2=2,a 3=32,a 4a 2=a 4a 3a 2a 3=a 23+1a 22-1=1312.7.1n解析 由a n +1a n =n n +1得:a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=12×23×34×…×n -1n =1n ,∴a n a 1=1n ,a n =1n 或(n +1)a n +1=na n =…=2a 2=a 1=1,∴a n =1n . 8.1解析 ∵a n +1=2a n2+a n,∴1a n +1=1a n +12. ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列且公差d =12.∴1a 7=1a 5+2d =1a 5+1=2,∴a 5=1. 9.解 ∵S n =4-a n -12n -2,∴S n -1=4-a n -1-12n -3∴S n -S n -1=a n =a n -1-a n +12n -3-12n -2∴a n =12a n -1+⎝⎛⎭⎫12n -1,∴a n⎝⎛⎭⎫12n -a n -1⎝⎛⎭⎫12n -1=2. ∴2n a n -2n -1a n -1=2.∴{2n a n }是等差数列,d =2,首项为2a 1.∵a 1=S 1=4-a 1-12-1=2-a 1,∴a 1=1.∴2n a n =2+2(n -1)=2n ,∴a n =n ·⎝⎛⎭⎫12n -1. ∴S n =4-a n -12n -2=4-n ·12n -1-12n -2=4-n +22n -1.10.(1)证明 因为2002年底绿洲面积为a 1=310,所以2002年底的沙漠面积为1-a 1=710,经过n -1年后绿洲面积为a n ,沙漠面积为1-a n , 由题意得,再过一年,即经过n 年后,绿洲面积为a n +1=(1-a n )×16%+a n (1-4%),即a n +1=45a n +425.所以a n +1-45=45(a n -45).又因为a 1-45=310-45=-12,所以数列{a n -45}是以45为公比,-12为首项的等比数列.(2)解 由(1)知,a n -45=⎝⎛⎭⎫-12×⎝⎛⎭⎫45n -1,所以a n =45-12·⎝⎛⎭⎫45n -1, 设经过n 年的努力可使全区的绿洲面积超过60%,即a n +1>60%.所以45-12·⎝⎛⎭⎫45n >35,所以⎝⎛⎭⎫45n <25. 验证n =1,2,3,4时,⎝⎛⎭⎫45n >25.当n =5时,⎝⎛⎭⎫455=1 0243 125<25,故至少需要5年的努力,全区的绿洲面积超过60%.。
求数列的通项公式(教案+例题+习题)一、教学目标1. 理解数列的概念,掌握数列的基本性质。
2. 学会求解数列的通项公式,并能应用于实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和运算能力。
二、教学内容1. 数列的概念与基本性质2. 数列的通项公式的求法3. 数列通项公式的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:数列的概念,数列的通项公式的求法及应用。
2. 教学难点:数列通项公式的推导和应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解数列的概念、性质及通项公式的求法。
2. 利用例题,演示数列通项公式的应用过程。
3. 布置习题,巩固所学知识。
五、教学过程1. 引入数列的概念,讲解数列的基本性质。
2. 讲解数列通项公式的求法,引导学生掌握求解方法。
3. 通过例题,演示数列通项公式的应用,让学生理解并掌握公式。
4. 布置习题,让学生巩固所学知识,并提供解题思路和指导。
5. 总结本节课的重点内容,布置课后作业。
教案结束。
例题:已知数列的前n项和为Sn = n(n+1)/2,求该数列的通项公式。
解答:由数列的前n项和公式可知,第n项的值为Sn S(n-1)。
将Sn = n(n+1)/2代入上式,得到第n项的值为:an = Sn S(n-1) = n(n+1)/2 (n-1)n/2 = n/2 + 1/2。
该数列的通项公式为an = n/2 + 1/2。
习题:1. 已知数列的前n项和为Sn = n^2,求该数列的通项公式。
2. 已知数列的通项公式为an = 2n + 1,求该数列的前n项和。
3. 已知数列的通项公式为an = (-1)^n,求该数列的前n项和。
4. 已知数列的通项公式为an = n^3 6n,求该数列的前n项和。
5. 已知数列的通项公式为an = 3n 2,求该数列的前n项和。
六、教学目标1. 掌握数列的递推关系式,并能运用其求解数列的通项公式。
2. 学习利用函数的方法求解数列的通项公式。
3. 提升学生分析问题、解决问题的能力。
习题课 数列求和[学习目标] 1.能由简洁的递推公式求出数列的通项公式.2.把握数列求和的几种基本方法.[预习导引] 1.基本求和公式(1)等差数列的前n 项和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d .(2)等比数列前n 项和公式:当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n)1-q =a 1-a n q1-q.2.数列{a n }的a n 与S n 的关系:数列{a n }的前n 项和S n =a 1+a 2+a 3+…+a n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.3.裂项相消求和经常用到下列拆项公式 (1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1;(3)1n +n +1=n +1-n .要点一 分组分解求和例1 求和:S n =⎝⎛⎭⎫x +1x 2+⎝⎛⎭⎫x 2+1x 22+…+⎝⎛⎭⎫x n +1x n 2. 解 当x ≠±1时,S n =⎝⎛⎭⎫x +1x 2+⎝⎛⎭⎫x 2+1x 22+…+⎝⎛⎭⎫x n +1x n 2 =⎝⎛⎭⎫x 2+2+1x 2+⎝⎛⎭⎫x 4+2+1x 4+…+⎝⎛⎭⎫x 2n +2+1x 2n =(x 2+x 4+…+x 2n )+2n +⎝⎛⎭⎫1x 2+1x 4+…+1x 2n =x 2(x 2n -1)x 2-1+x -2(1-x -2n )1-x -2+2n=(x 2n -1)(x 2n +2+1)x 2n (x 2-1)+2n ;当x =±1时,S n =4n .综上知,S n=⎩⎪⎨⎪⎧4n , x =±1,(x 2n-1)(x 2n +2+1)x 2n(x 2-1)+2n ,x ≠±1.规律方法 某些数列,通过适当分组,可得出两个或几个等差数列或等比数列,进而利用等差数列或等比数列的求和公式分别求和,从而得出原数列的和.跟踪演练1 求数列1,1+a,1+a +a 2,…,1+a +a 2+…+a n -1,…的前n 项和S n (其中a ≠0). 解 当a =1时,则a n =n ,于是S n =1+2+3+…+n =n (n +1)2. 当a ≠1时,a n =1-a n 1-a =11-a (1-a n ).∴S n =11-a[n -(a +a 2+…+a n )]=11-a ⎣⎢⎡⎦⎥⎤n -a (1-a n)1-a =n1-a -a (1-a n )(1-a )2. ∴S n=⎩⎪⎨⎪⎧n (n +1)2 (a =1),n1-a -a (1-a n )(1-a )2(a ≠1).要点二 错位相减法求和例2 已知等差数列{a n }的前3项和为6,前8项和为-4. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(4-a n )q n -1(q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)设{a n }的公差为d ,则由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 2+a 3=6,a 1+a 2+…+a 8=-4,即⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =6,8a 1+28d =-4,解得a 1=3,d =-1.故a n =3+(n -1)(-1)=4-n . (2)由(1),可得b n =n ·q n -1,于是S n =1·q 0+2·q 1+3·q 2+…+(n -1)·q n -2+n ·q n -1. ①若q ≠1,将上式两边同乘以q ,得: qS n=1·q 1+2·q 2+3·q 3+…+(n -1)·q n -1+n ·q n .将上面两式相减得:(q -1)S n =nq n-(1+q +q 2+…+qn -1)=nq n-q n -1q -1,于是S n =nq n +1-(n +1)q n +1(q -1)2.②若q =1,则S n =1+2+3+…+n =n (n +1)2.所以,S n=⎩⎪⎨⎪⎧n (n +1)2, q =1.nqn +1-(n +1)q n +1(q -1)2,q ≠1.规律方法 用错位相减法求和时,应留意(1)要擅长识别题目类型,特殊是等比数列公比为负数的情形; (2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特殊留意将两式“错项对齐”以便下一步精确 写出“S n -qS n ”的表达式.若公比是个参数(字母),则应先对参数加以争辩,一般状况下分等于1和不等于1两种状况分别求和.跟踪演练2 已知等比数列{a n }中,a 1=2,a 3+2是a 2和a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =a n log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)设数列{a n }的公比为q , 由题意知:2(a 3+2)=a 2+a 4,∴q 3-2q 2+q -2=0,即(q -2)(q 2+1)=0. ∴q =2,即a n =2·2n -1=2n . (2)b n =n ·2n ,∴S n =1·2+2·22+3·23+…+n ·2n .①2S n =1·22+2·23+3·24+…+(n -1)·2n +n ·2n +1.②①-②得-S n =21+22+23+24+…+2n -n ·2n +1=-2-(n -1)·2n +1.∴S n =2+(n -1)·2n +1. 要点三 裂项相消求和例3 求和:122-1+132-1+142-1+…+1n 2-1,n ≥2.解 ∵1n 2-1=1(n -1)(n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1, ∴原式=12⎣⎡⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫12-14+⎝⎛⎭⎫13-15⎦⎥⎤+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n -1n +1 =34-2n +12n (n +1). 规律方法 假如数列的通项公式可转化为f (n +1)-f (n )的形式,常接受裂项求和法. 跟踪演练3 求和:1+11+2+11+2+3+…+11+2+3+…+n . 解 ∵a n =11+2+…+n =2n (n +1)=2⎝⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,∴S n =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=2nn +1. 要点四 奇偶并项求和例4 求和:S n =-1+3-5+7-…+(-1)n (2n -1). 解 当n 为奇数时,S n =(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+ [(-2n +5)+(2n -3)]+(-2n +1)=2·n -12+(-2n +1)=-n .当n 为偶数时,S n =(-1+3)+(-5+7)+…+[(-2n +3)+(2n -1)]=2·n2=n .∴S n =(-1)n n (n ∈N *).跟踪演练4 已知数列-1,4,-7,10,…,(-1)n ·(3n -2),…,求其前n 项和S n . 解 当n 为偶数时,令n =2k (k ∈N *), S n =S 2k =-1+4-7+10+…+(-1)n (3n -2) =(-1+4)+(-7+10)+…+[(-6k +5)+(6k -2)] =3k =32n ;当n 为奇数时,令n =2k +1 (k ∈N *). S n =S 2k +1=S 2k +a 2k +1=3k -(6k +1)=-3n +12.∴S n=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +12 (n 为奇数),3n 2 (n 为偶数).1.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =1n (n +1),则S 5等于( )A .1 B.56C.16D.130答案 B解析 ∵a n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴S 5=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫15-16 =1-16=56.2.数列112,214,318,4116,…的前n 项和为( )A.12(n 2+n +2)-12nB.12n (n +1)+1-12n -1 C.12(n 2-n +2)-12n D.12n (n +1)+2⎝⎛⎭⎫1-12n 答案 A解析 112+214+318+…+⎝⎛⎭⎫n +12n =(1+2+…+n )+⎝⎛⎭⎫12+14+…+12n =n (n +1)2+12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12=12(n 2+n )+1-12n =12(n 2+n +2)-12n . 3.数列{a n }的通项公式a n =1n +n +1,若前n 项的和为10,则项数为( ) A .11 B .99 C .120 D .121答案 C 解析 ∵a n =1n +n +1=n +1-n ,∴S n =n +1-1=10,∴n =120.4.若数列{a n }的前n 项和为S n =23a n +13,则数列{a n }的通项公式是a n =________.答案 (-2)n -1解析 当n =1时,a 1=S 1=23a 1+13,解得a 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(23a n +13)-(23a n -1+13)=23a n -23a n -1, 整理可得13a n =-23a n -1,即a n a n -1=-2,故数列{a n }是以1为首项,-2为公比的等比数列,故a n =(-2)n -1.求数列前n 项和,一般有下列几种方法.1.错位相减:适用于一个等差数列和一个等比数列对应项相乘构成的数列求和. 2.分组求和:把一个数列分成几个可以直接求和的数列.3.裂项相消:有时把一个数列的通项公式分成两项差的形式,相加过程消去中间项,只剩有限项再求和. 4.奇偶并项:当数列通项中消灭(-1)n 或(-1)n +1时,经常需要对n 取值的奇偶性进行分类争辩. 5.倒序相加:例如,等差数列前n 项和公式的推导方法.一、基础达标1.数列12·5,15·8,18·11,…,1(3n -1)·(3n +2),…的前n 项和为( )A.n 3n +2B.n 6n +4C.3n6n +4 D.n +1n +2 答案 B解析 由数列通项公式,得1(3n -1)·(3n +2)=13⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1-13n +2, 得前n 项和S n =13(12-15+15-18+18-111+…+13n -1-13n +2)=13⎝⎛⎭⎪⎫12-13n +2=n 6n +4. 2.已知数列{a n }的通项a n =2n +1,由b n =a 1+a 2+a 3+…+a n n 所确定的数列{b n }的前n 项之和是( )A .n (n +2) B.12n (n +4) C.12n (n +5) D.12n (n +7) 答案 C解析 a 1+a 2+…+a n =n2(2n +4)=n 2+2n .∴b n =n +2,∴b n 的前n 项和S n =n (n +5)2.3.已知数列{a n }的前n 项和为S n =1-5+9-13+17-21+…+(-1)n -1(4n -3),则S 15+S 22-S 31的值是( ) A .13 B .-76 C .46 D .76 答案 B解析 S 15=-4×7+a 15=-28+57=29,S 22=-4×11=-44,S 31=-4×15+a 31=-4×15+121=61,S 15+S 22-S 31=29-44-61=-76.故选B.4.若等比数列{a n }满足a n a n +1=16n ,则公比为( ) A .2 B .4 C .8 D .16 答案 B解析 由已知得a 1a 2=16 ①,a 2a 3=162 ②,②÷①得a 3a 1=16=q 2,∴q =4.5.数列{1+2n -1}的前n 项和为( ) A .1+2n B .2+2n C .n +2n-1 D .n +2+2n答案 C 解析 S n=(1+1)+(1+2)+(1+22)+(1+23)+…+(1+2n -1)=n +(1+2+22+…+2n -1)=n +(1-2n )1-2=n +2n -1,故选C.6.数列1,11+2,11+2+3,…的前n 项和S n =________.答案2n n +1解析 由于数列的通项a n =11+2+3+…+n =2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,∴S n =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1=2n n +1. 7.已知等差数列{a n }满足:a 3=7,a 5+a 7=26,{a n }的前n 项和为S n . (1)求a n 及S n ;(2)令b n =1a 2n -1(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由于a 3=7,a 5+a 7=26,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =7,2a 1+10d =26,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2.所以a n =3+2(n -1)=2n +1,S n =3n +n (n -1)2×2=n 2+2n .所以,a n =2n +1,S n =n 2+2n .(2)由(1)知a n =2n +1,所以b n =1a 2n -1=1(2n +1)2-1=14·1n (n +1)=14·⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 所以T n =14·(1-12+12-13+…+1n -1n +1)=14·(1-1n +1)=n4(n +1), 即数列{b n }的前n 项和T n =n 4(n +1).8.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +1. (1)求证:数列{a n +1}是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式a n 和前n 项和S n .(1)证明 ∵a n +1=2a n +1,∴a n +1+1a n +1=(2a n +1)+1a n +1=2a n +2a n +1=2(a n +1)a n +1=2,∴数列{a n }是等比数列,公比为2,首项为a 1+1=2. (2)解 由(1)知{a n +1}为等比数列, ∴a n +1=(a 1+1)·2n -1=2n,∴a n =2n -1. ∴S n =a 1+a 2+…+a n=(21-1)+(22-1)+(23-1)+…+(2n -1) =(21+22+…+2n )-n =2(1-2n )1-2-n =2n +1-n -2.二、力量提升9.设{a n }是公差不为0的等差数列,a 1=2且a 1,a 3,a 6成等比数列,则{a n }的前n 项和S n 等( ) A.n 24+7n 4 B.n 23+5n 3 C.n 22+3n4 D .n 2+n 答案 A解析 由题意设等差数列的公差为d ,则a 1=2,a 3=2+2d ,a 6=2+5d .又∵a 1,a 3,a 6成等比数列,∴a 23=a 1a 6,即(2+2d )2=2(2+5d ),整理得2d 2-d =0.∵d ≠0,∴d =12,∴S n =na 1+n (n -1)2d =n 24+74n .10.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n 等于( ) A .2+ln n B .2+(n -1)ln n C .2+n ln n D .1+n +ln n答案 A解析 ∵a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n , ∴a n +1-a n =ln ⎝⎛⎭⎫1+1n =ln n +1n =ln(n +1)-ln n . 又a 1=2,∴a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)=2+[ln 2-ln 1+ln 3-ln 2+ln 4-ln 3+…+ln n -ln(n -1)]=2+ln n -ln 1=2+ln n .11.在等比数列{a n }中,若a 1=12,a 4=-4,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=________.答案 2n -12解析 ∵{a n }为等比数列,且a 1=12,a 4=-4,∴q 3=a 4a 1=-8,∴q =-2,∴a n =12(-2)n -1,∴|a n |=2n -2,∴|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n | =12(1-2n )1-2=2n -12.12.设数列{a n }满足a 1=2,a n +1-a n =3·22n -1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和S n .解 (1)由已知,当n ≥1时,a n +1=[(a n +1-a n )+(a n -a n -1)+…+(a 2-a 1)]+a 1=3(22n -1+22n -3+…+2)+2=22(n +1)-1.而a 1=2,符合上式,所以数列{a n }的通项公式为a n =22n -1. (2)由b n =na n =n ·22n -1知S n =1·2+2·23+3·25+…+n ·22n -1,① 从而22·S n =1·23+2·25+3·27+…+n ·22n +1.② ①-②得(1-22)S n =2+23+25+…+22n -1-n ·22n +1, 即S n =19[(3n -1)22n +1+2].三、探究与创新13.设数列{a n }满足a 1=0且11-a n +1-11-a n =1.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =1-a n +1n,记S n =b 1+b 2+…+b n ,证明S n <1.(1)解 由题设11-a n +1-11-a n =1知,⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫11-a n 是公差为1的等差数列, 又11-a 1=1,故11-a n=n , ∴a n =1-1n.(2)证明 由(1)得b n =1-a n +1n=n +1-n n +1·n=1n-1n +1,∴S n =1-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=1-1n +1<1.。
习题课(一) 求数列的通项公式学习目标 1.了解通过数列前若干项归纳出数列的一个通项公式的常见方法.2.掌握利用递推公式求通项公式的常见方法.3.掌握利用前n 项和S n 与a n 的关系求通项公式的方法.知识点一 通过数列前若干项归纳出数列的一个通项公式思考 你能看出数列(1):-1,1,-1,1…与数列(2): 0,2,0,2…的联系吗?由此写出数列(2)的一个通项公式. 答案 数列(1)每项加1得到数列(2).数列(1)的通项公式是a n =(-1)n ,故数列(2)的通项公式是a n =(-1)n +1.梳理 通过数列前若干项归纳出数列的一个通项公式,关键是依托基本数列如等差数列、等比数列,寻找a n 与n ,a n 与a n +1的联系.知识点二 利用递推公式求通项公式思考 还记得我们是如何用递推公式a n +1-a n =d 求出等差数列的通项公式的吗? 答案 累加法.梳理 已知递推公式求通项公式的主要思路,就是要通过对递推公式赋值、变形,构造出我们熟悉的等差数列或等比数列,进而求出通项公式.赋值、变形的常见方法有累加、累乘、待定系数法、换元、迭代等. 知识点三 利用前n 项和S n 与a n 的关系求通项公式 思考 如何用数列{a n }的前n 项和S n 表示a n ?答案 a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.梳理 当已知S n 或已知S n 与a n 的关系式,可以借助上式求出通项公式,或者得到递推公式,再由递推公式求得通项公式.在应用上式时,不要忘记对n 讨论.1.数列可由其前四项完全确定.(×)2.可以在公式许可的范围内根据需要对递推公式中的n 任意赋值.(√)3.{S n }也是一个数列.(√)类型一 通过数列前若干项归纳出数列的一个通项公式 例1 由数列的前n 项,写出通项公式: (1)3,5,3,5,3,5,… (2)12,23,34,45,56,… (3)2,52,134,338,8116,…(4)12,16,112,120,130,… 考点 数列的通项公式题点 根据数列的前几项写出通项公式解 (1)这个数列前6项构成一个摆动数列,奇数项为3,偶数项为5.所以它的一个通项公式为a n =4+(-1)n .(2)数列中的项以分数形式出现,分子为项数,分母比分子大1,所以它的一个通项公式为a n =nn +1.(3)数列可化为1+1,2+12,3+14,4+18,5+116,…,所以它的一个通项公式为a n =n +12n -1.(4)数列可化为11×2,12×3,13×4,14×5,15×6,…,所以它的一个通项公式为a n =1n (n +1).反思与感悟 这类数列通常是由基本数列如等差数列、等比数列通过加减乘除运算得到,故解决这类问题可以根据所给数列的特点(递增及增长速度、递减及递减速度、是否摆动数列)联想基本数列,再考察它与基本数列的关系.跟踪训练1 由数列的前几项,写出通项公式: (1)1,-7,13,-19,25,… (2)14,37,12,713,916,… (3)1,-85,157,-249,…考点 数列的通项公式题点 根据数列的前几项写出通项公式解 (1)数列每一项的绝对值构成一个以1为首项,6为公差的等差数列,且奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式为a n =(-1)n +1(6n -5).(2)数列化为14,37,510,713,916,…,分子,分母分别构成等差数列,所以它的一个通项公式为a n =2n -13n +1.(3)数列化为22-13,-32-15,42-17,-52-19,…,所以数列的一个通项公式为a n =(-1)n +1(n +1)2-12n +1.类型二 利用递推公式求通项公式 命题角度1 累加、累乘例2 (1)数列{a n }满足a 1=1,对任意的n ∈N *都有a n +1=a 1+a n +n ,求通项公式; (2)已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=nn +1a n ,求a n .考点 递推数列通项公式求法 题点 一阶线性递推数列解 (1)∵a n +1=a n +n +1,∴a n +1-a n =n +1,即a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n ,等式两边同时相加得a n -a 1=2+3+4+…+n , 即a n =a 1+2+3+4+…+n =1+2+3+4+…+n =n (n +1)2.(2)由条件知a n +1a n =nn +1,分别令n =1,2,3,…,n -1,代入上式得(n -1)个等式累乘之, 即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3…a n a n -1=12×23×34×…×n -1n , ∴a n a 1=1n ,又∵a 1=23,∴a n =23n. 反思与感悟 型如a n +1=a n +f (n )的递推公式求通项可以使用累加法,步骤如下: 第一步 将递推公式写成a n +1-a n =f (n );第二步 依次写出a n -a n -1,…,a 2-a 1,并将它们累加起来; 第三步 得到a n -a 1的值,解出a n ;第四步 检验a 1是否满足所求通项公式,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式.累乘法类似.跟踪训练2 (1)已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2n a n (n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为( ) A.a n =2n -1B.a n =2nC.(1)22n n n a -=D.222n n a =考点 递推数列通项公式求法 题点 一阶线性递推数列 答案 C解析 由a n +1=2na n ,得a n +1a n =2n ,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3…a n a n -1=21×22×23×…×2n -1,即a n a 1=21+2+3+…+(n -1)=(1)22n n -,故a n =(1)22n n -a 1=(1)22n n -.故选C.(2)在数列{a n }中,a 1=1,a n -a n -1=n -1 (n =2,3,4…),求{a n }的通项公式. 考点 递推数列通项公式求法 题点 a n +1=pa n +f (n )型 解 ∵当n =1时,a 1=1,当n ≥2时,⎭⎪⎬⎪⎫a 2-a 1=1,a 3-a 2=2,a 4-a 3=3,…,a n-a n -1=n -1,这n -1个等式累加得,a n -a 1=1+2+…+(n -1)=n (n -1)2, 故a n =n (n -1)2+a 1=n 2-n +22且a 1=1也满足该式,∴a n =n 2-n +22(n ∈N *).命题角度2 构造等差(比)数列例3 已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n +3,求a n . 考点 递推数列通项公式求法 题点 一阶线性递推数列解 递推公式a n +1=2a n +3可以转化为a n +1-t =2(a n -t ),即a n +1=2a n -t ,则t =-3. 故递推公式为a n +1+3=2(a n +3).令b n =a n +3,则b 1=a 1+3=4,且b n +1b n =a n +1+3a n +3=2.所以{b n }是以4为首项,2为公比的等比数列. 所以b n =4×2n -1=2n +1,即a n =2n +1-3.反思与感悟 型如a n +1=pa n +q (其中p ,q 为常数,且pq (p -1)≠0)可用待定系数法求得通项公式,步骤如下:第一步 假设将递推公式改写为a n +1+t =p (a n +t ); 第二步 由待定系数法,解得t =qp -1;第三步 写出数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n+q p -1的通项公式; 第四步 写出数列{a n }通项公式.跟踪训练3 已知数列{a n }满足a n +1=2a n +3×5n ,a 1=6,求数列{a n }的通项公式. 考点 递推数列通项公式求法 题点 a n +1=pa n +f (n )型解 设a n +1+x ×5n +1=2(a n +x ×5n ),①将a n +1=2a n +3×5n 代入①式,得2a n +3×5n +x ×5n +1=2a n +2x ×5n ,等式两边消去2a n ,得3×5n +x ×5n+1=2x ×5n ,两边除以5n ,得3+5x =2x ,则x =-1,代入①式得a n +1-5n +1=2(a n -5n ).②由a 1-51=6-5=1≠0及②式得a n -5n ≠0,则a n +1-5n +1a n -5n=2,则数列{a n -5n }是以1为首项,2为公比的等比数列,则a n -5n =2n -1,故a n =2n -1+5n . 类型三 利用前n 项和S n 与a n 的关系求通项公式例4 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2a n -4,n ∈N *,则a n 等于( ) A.2n +1 B.2n C.2n -1 D.2n -2考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项 答案 A解析 因为S n =2a n -4,所以S n -1=2a n -1-4,两式相减可得S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -2a n -1,整理得a n =2a n -1,即a na n -1=2,因为S 1=a 1=2a 1-4,即a 1=4,所以数列{a n }是首项为4,公比为2的等比数列,则a n =4×2n -1=2n +1,故选A.反思与感悟 已知S n =f (a n )或S n =f (n )解题步骤:第一步 利用S n 满足条件p ,写出当n ≥2时,S n -1的表达式;第二步 利用a n =S n -S n -1(n ≥2),求出a n 或者转化为a n 的递推公式的形式;第三步 若求出n ≥2时的{a n }的通项公式,则根据a 1=S 1求出a 1,并代入{a n }的通项公式进行验证,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式.如果求出的是{a n }的递推公式,则问题化归为类型二. 跟踪训练4 在数列{a n }中,a 1=1,a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1(n ∈N *),求数列{a n }的通项a n .考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项解 由a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1,得当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=n2a n ,两式作差得na n =n +12a n +1-n2a n ,得(n +1)a n +1=3na n (n ≥2),即数列{na n }从第二项起是公比为3的等比数列,且a 1=1,a 2=1,于是2a 2=2,故当n ≥2时,na n =2·3n-2.于是a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n ·3n -2,n ≥2.1.在数列{a n }中,a 1=3,a n +1=a n +1n (n +1),则通项公式a n =________.答案 4-1n解析 原递推公式可化为a n +1=a n +1n -1n +1,则a 2=a 1+11-12,a 3=a 2+12-13,a 4=a 3+13-14,…,a n -1=a n -2+1n -2-1n -1,a n =a n -1+1n -1-1n,逐项相加得a n =a 1+1-1n ,故a n =4-1n.2.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则a 1=________,S 5=________. 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项 答案 1 121解析 a 1+a 2=4,a 2=2a 1+1,解得a 1=1,a 2=3,再由a n +1=2S n +1,即a n =2S n -1+1(n ≥2),得a n +1-a n =2a n ,即a n +1=3a n (n ≥2),又a 2=3a 1,所以a n +1=3a n (n ≥1),S 5=1-351-3=121. 3.如果数列{a n }的前n 项和S n =2a n -1,则此数列的通项公式a n =________. 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项 答案 2n -1解析 当n =1时,S 1=2a 1-1,∴a 1=2a 1-1,∴a 1=1. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2a n -1)-(2a n -1-1), ∴a n =2a n -1,∴{a n }是首项为1,公比为2的等比数列, ∴a n =2n -1,n ∈N *.4.已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0.证明{a n }是等比数列,并求其通项公式. 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项解 由题意得a 1=S 1=1+λa 1,故λ≠1,a 1=11-λ,a 1≠0. 由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1, 得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n . 由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0, 所以a n +1a n =λλ-1.所以{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,所以a n =11-λ⎝⎛⎭⎪⎫λλ-1n -1.1.不论哪种类型求通项公式,都是以等差数列、等比数列为基础.2.利用数列前若干项归纳通项公式,对无穷数列来说只能算是一种猜想,是否对所有项都适用还需论证.3.待定系数法求通项,其本质是猜想所给递推公式可以变形为某种等差数列或等比数列,只是其系数还不知道,一旦求出系数,即意味着猜想成立,从而可以借助等差数列或等比数列求得通项.4.使用递推公式或前n 项和求通项时,要注意n 的取值范围.一、选择题1.已知数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +2n (n ∈N *),则a 100的值是( ) A.9 900 B.9 902 C.9 904D.11 000考点 递推数列通项公式求法 题点 a n +1=pa n +f (n )型 答案 B解析 a 100=(a 100-a 99)+(a 99-a 98)+…+(a 2-a 1)+a 1 =2(99+98+…+2+1)+2 =2×99×(99+1)2+2=9 902.2.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n1+2a n ,则这个数列的第n 项为( )A.2n -1B.2n +1C.12n -1D.12n +1考点 递推数列通项公式求法 题点 一阶线性递推数列 答案 C解析 ∵a n +1=a n 1+2a n ,∴1a n +1=1a n+2.∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列,公差为2,首项1a 1=1.高中数学 高考数学∴1a n =1+(n -1)·2=2n -1, ∴a n =12n -1.3.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n 等于( ) A.2+ln n B.2+(n -1)ln n C.2+n ln nD.1+n +ln n考点 递推数列通项公式求法 题点 a n +1=pa n +f (n )型 答案 A解析 由a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n 得 a n +1-a n =ln ⎝⎛⎭⎫1+1n =ln n +1n , ∴(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =ln 21+ln 32+…+ln nn -1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×32×…×n n -1=ln n , 即a n -a 1=ln n ,a n =ln n +2.4.已知数列{a n }的首项为a 1=1,且满足a n +1=12a n +12n ,则此数列的通项公式a n 等于( )A.2nB.n (n +1)C.n2n -1 D.n (n +1)2n考点 递推数列通项公式求法 题点 a n +1=pa n +f (n )型 答案 C解析 ∵a n +1=12a n +12n ,∴2n +1a n +1=2n a n +2,即2n +1a n +1-2n a n =2. 又21a 1=2,∴数列{2n a n }是以2为首项,2为公差的等差数列, ∴2n a n =2+(n -1)×2=2n ,高中数学 高考数学∴a n =n2n -1.5.数列{a n }满足a 1,a 2-a 1,a 3-a 2,…,a n -a n -1是首项为1,公比为2的等比数列,那么a n 等于( ) A.2n -1 B.2n -1-1C.2n +1D.4n -1考点 递推数列通项公式求法 题点 一阶线性递推数列 答案 A解析 由题意,得a n -a n -1=2n -1,∴a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+21+22+…+2n -1=1-2n1-2=2n -1,即a n =2n -1.6.一个正整数数表如下(表中下一行中的数的个数是上一行中数的个数的2倍):则第8行中的第5个数是( ) A.68 B.132 C.133 D.260 考点 数列的通项公式题点 根据数列的前几项写出通项公式 答案 B解析 前7行中共有1+2+22+…+26=27-1=127个数,则第8行中的第5个数是127+5=132. 二、填空题7.若数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=2,且对于任意大于1的整数n ,点(S n ,S n -1)在直线x -y -2=0上,则数列{a n }的通项公式为________________. 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项 答案 a n =4n -2 解析 由题意得S n -S n -1=2,n ∈N *,n ≥2,∴{S n }是首项为S 1=a 1=2,公差为2的等差数列.∴S n =2n ,∴S n =2n 2, ∴a n =S n -S n -1=2n 2-2(n -1)2=4n -2,n ∈N *,n ≥2,a 1=2也适合上式.∴a n =4n -2,n ∈N *.8.数列{a n }中,a 1=3,a n +1-2a n =0,数列{b n }的通项满足关系式a n b n =(-1)n (n ∈N *),则b n =________. 考点 递推数列通项公式求法题点 一阶线性递推数列答案 (-1)n3·2n -1解析 易知{a n }是首项为3,公比为2的等比数列,∴a n =3×2n -1,∴b n =(-1)n a n =(-1)n3×2n -1. 9.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=n +1n a n,则数列{a n }的通项公式a n =________. 考点 递推数列通项公式求法题点 累乘法求通项答案 n解析 a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1 =n n -1·n -1n -2·…·32·21=n . 10.已知数列{a n }满足a n +1=3a n +2,且a 1=1,则a n =________.考点 递推数列通项公式求法题点 一阶线性递推数列答案 2×3n -1-1 解析 设a n +1+A =3(a n +A ),化简得a n +1=3a n +2A .又a n +1=3a n +2,∴2A =2,即A =1.∴a n +1+1=3(a n +1),即a n +1+1a n +1=3. ∴数列{a n +1}是等比数列,首项为a 1+1=2,公比为3.则a n +1=2×3n -1,即a n =2×3n -1-1.11.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 =________. 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项答案 (-2)n -1 解析 当n =1时,a 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=23a n -23a n -1, 故a n a n -1=-2,故a n =(-2)n -1. 三、解答题12.已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n . 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项解 (1)由题设可知a 1·a 4=a 2·a 3=8,又a 1+a 4=9,可解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=8,a 4=1(舍去). 由a 4=a 1q 3得公比q =2,故a n =a 1q n -1=2n -1.(2)S n =a 1(1-q n )1-q =1-2n1-2=2n -1, 又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n =⎝⎛⎭⎫1S 1-1S 2+⎝⎛⎭⎫1S 2-1S 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S n -1S n +1=1S 1-1S n +1=1-12n +1-1. 13.已知S n =4-a n -12n -2,求a n 与S n . 考点 a n 与S n 关系题点 由S n 与a n 递推式求通项解 ∵S n =4-a n -12n -2, ∴S n -1=4-a n -1-12n -3,当n ≥2时,S n -S n -1=a n =a n -1-a n +12n -3-12n -2. ∴a n =12a n -1+⎝⎛⎭⎫12n -1. ∴a n ⎝⎛⎭⎫12n -a n -1⎝⎛⎭⎫12n -1=2, ∴2n a n -2n -1a n -1=2,∴{2n a n }是等差数列,d =2,首项为2a 1.∵a 1=S 1=4-a 1-12-1=2-a 1, ∴a 1=1,∴2n a n =2+2(n -1)=2n .∴a n =n ·⎝⎛⎭⎫12n -1, ∴S n =4-a n -12n -2=4-n ·12n -1-12n -2=4-n +22n -1. 四、探究与拓展14.若数列{a n }中,a 1=3且a n +1=a 2n (n 是正整数),则它的通项公式a n 为________________.考点 递推数列通项公式求法题点 其他递推数列问题答案 123n n a -=解析 由题意知a n >0,将a n +1=a 2n 两边取对数得lg a n +1=2lg a n ,即lg a n +1lg a n=2,所以数列{lg a n }是以lg a 1=lg 3为首项,2为公比的等比数列,lg a n =(lg a 1)·2n -1=12lg 3n -.即a n =123n -.15.已知数列{a n}满足a1=1,a2=4,a n+2=4a n+1-3a n(n∈N*).(1)求a3,a4的值;(2)证明:数列{a n+1-a n}是等比数列;(3)求数列{a n}的通项公式.考点递推数列通项公式求法题点一阶线性递推数列(1)解a3=4a2-3a1=13,a4=4a3-3a2=40.(2)证明∵a n+2=4a n+1-3a n,∴a n+2-a n+1=3(a n+1-a n).又a1=1,a2=4,∴a n+2-a n+1a n+1-a n=3,则{a n+1-a n}是以a2-a1=3为首项,3为公比的等比数列.(3)解由(2)得a n+1-a n=3n,则当n≥2时,a n-a n-1=3n-1,故a n=(a n-a n-1)+(a n-1-a n-2)+…+(a2-a1)+a1=3n-1+3n-2+…+3+1=1-3n1-3=3n-12.又a1=1适合上式,故a n=3n-12,n∈N*.。
《求数列通项公式习题课》导学案
高一数学组 设计人:谢冬华 李晓 审核人:宋书强
一、学习目标:
1.知识目标:掌握求数列通项公式的几类方法. 2.能力目标:培养学生观察、归纳的能力.
二、学习重点:构造等比数列求通项公式及()()
1112n n n S n a S S n -=⎧⎪=⎨-≥⎪⎩的应用. 学习难点:构造等比数列求通项公式.
三、学习过程:
(一)公式()()
1112n n n S n a S S n -=⎧⎪=⎨-≥⎪⎩的应用 例1:已知数列{}n a 的前n 项和32n n S =+,求数列{}n a 的通项公式n a . 解:
变式1:数列{}n a 的前n 项和()1
1n n S n +=-,求数列{}n a 的通项公式n a .
(二)构造等比数列求通项公式
例2:已知数列{}n a 中,
()111,322n n a a a n -==+≥,求数列{}n a 的通项公式n a .
变式2:已知数列{}n a 中,11a =-,()1222n n a a n +=-≥,求数列{}n a 的通项公式n a .
特点:递推公式形如()12n n a pa q n -=+≥(其中,p q 为常数)的可用此法. (三)叠加法(累加法)
例3:在数列{}n a 中,()1212n n a a n n -=+-≥,11a =,求数列{}n a 的通项公式n a .
变式3:已知数列{}n a 中,()
()11
21n n a a n n n -=+
≥-,12a =,求数列{}n a 的通项公式
n a .
特点:递推公式形如()()12n n a a f n n -=+≥(其中()()(2)3f f f n +++能求和)可用
此法.
(四)迭代法(累乘、累积法) 例4:在数列{}n a 中,()121
n n n
a a n n -=≥+,13a =,求数列{}n a 的通项公式n a .
变式4:已知数列{}n a 中,()()1log 12n n n a n a n -=+≥,11a =,求{}n a 的通项公式n a .
特点:递推公式形如()()12n n a g n a n -=≥(其中()()()()234g g g g n ⋅⋅⋅⋅能化简)的
可用此法. 四、布置作业:
1. 写出下列数列的一个通项公式 ①
1371531,,,,,2481632
② 2,5,10,17,26,
③ 3131113
1,,,,,,,,
2345278
---- ④ 2,22,222,2222,22222,
2. 数列{}n a 的首项11a =,且前n 项和n S 与n a 之间满足2
221
n n n S a S =- ()2n ≥
⑴ 求证:数列1n S ⎧⎫
⎨⎬⎩⎭是等差数列;
⑵求数列{}n a 的通项公式.
3. 在数列{}n a 中,11a =,11112n n n n a a n ++⎛⎫
=++ ⎪⎝⎭.
⑴设n
n a b n
=
,求数列{}n b 的通项公式; ⑵求数列{}n a 的前n 项和n S .
4. 设数列{}n a 的前n 项和是n S ,已知11a =,142n n S a +=+.
⑴设12n n n b a a +=-,求数列{}n b 的通项公式; ⑵求数列{}n a 的通项公式.
五、课后反思:。