数列十五种题型综合
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求数列极限的十五种方法1.定义法N ε-定义:设{}n a 为数列,a 为定数,若对任给的正数ε,总存在正数N ,使得当n N >时,有n a a ε-<,则称数列{}n a 收敛于a ;记作:lim n n a a →∞=,否则称{}n a 为发散数列.例1.求证:1lim 1nn a →∞=,其中0a >.证:当1a =时,结论显然成立.当1a >时,记11n a α=-,则0α>,由()1111(1)nn a n n ααα=+≥+=+-,得111na a n--≤, 任给0ε>,则当1a n N ε->=时,就有11n a ε-<,即11na ε-<,即1lim 1nn a →∞=.当01a <<时,令1b a=,则1b >,由上易知:1lim 1nn b →∞=,∴111lim 1lim n n nn a b→∞→∞==.综上,1lim 1nn a →∞=,其中0a >.例2.求:7lim !nn n →∞. 解:变式:77777777777771!1278917!6!n n n n n n=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅≤⋅=⋅-;∴77710!6!n n n -≤⋅, ∴0ε∀>,7716!N ε⎡⎤∃=⋅⎢⎣⎦,则当n N >时,有77710!6!n n n ε-≤⋅<;∴7lim 0!n n n →∞=. 2.利用柯西收敛准则柯西收敛准则:数列{}n a 收敛的充要条件是:0ε∀>,∃正整数N ,使得当n m N >、时,总有:n m a a ε-<成立. 例3.证明:数列1sin (1, 2, 3, )2nn kk kx n ===⋅⋅⋅∑为收敛数列. 证:11111sin(1)sin 111112(122222212n mn m m n m n m m m n x x m -+++-+-=+⋅⋅⋅+≤+⋅⋅⋅+<<<-, 0ε∀>,取1N ε⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,当n m N >>时,有n m x x ε-<,由柯西收敛准则,数列{}n x 收敛.例4.(有界变差数列收敛定理)若数列{}n x 满足条件:11221n n n n x x x x x x M ----+-+⋅⋅⋅-≤,(1, 2, )n =⋅⋅⋅,则称{}n x 为有界变差数列,试证:有界变差数列一定收敛.证:令1112210, n n n n n y y x x x x x x ---==-+-+⋅⋅⋅-,那么{}n y 单调递增,由已知可知:{}n y 有界,故{}n y 收敛, 从而0ε∀>,∃正整数N ,使得当n m N >>时,有n m y y ε-<;此即1121n m n n n n m m x x x x x x x x ε---+-≤-+-+⋅⋅⋅-<;由柯西收敛准则,数列{}n x 收敛. 注:柯西收敛准则把N ε-定义中的n a 与a 的关系换成了n a 与m a 的关系,其优点在于无需借用数列以外的数a ,只需根据数列本身的特征就可鉴别其敛散性. 3.运用单调有界定理单调有界定理:在实数系中,有界的单调数列必有极限.例5.证明:数列n x =n 个根式,0a >,1, 2, n = )极限存在,并求lim nn x →∞.证:由假设知n x =;①用数学归纳法可证:1, n n x x k N +>∈;② 此即证{}n x 是单调递增的.事实上,10n x +<<<1=;由①②可知:{}n x 单调递增有上界,从而lim n n x l →∞=存在,对①式两边取极限得:l =解得:l =l =;∴lim n n x →∞=4.利用迫敛性准则(即两边夹法)迫敛性:设数列{}n a 、{}n b 都以a 为极限,数列{}n c 满足:存在正数N ,当n N >时,有:n n n a c b ≤≤,则数列{}n c 收敛,且lim n n c a →∞=. 例6.求:22212lim()12n nn n n n n n n→∞++⋅⋅⋅+++++++.解:记:2221212n n x n n n n n n n =++⋅⋅⋅+++++++,则:2212121n n nx n n n n n ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+≤≤++++;∴22(1)(1)2(2)2(1)n n n n n x n n n n ++≤≤+++;从而22(1)1(1)lim lim 2(2)22(1)n n n n n n n n n n →∞→∞++==+++, ∴由迫敛性,得:222121lim()122n n n n n n n n n →∞++⋅⋅⋅+=++++++.注:迫敛性在求数列极限中应用广泛,常与其他各种方法综合使用,起着基础性的作用. 5.利用定积分的定义计算极限黎曼积分定义:设为()f x 定义在[, ]a b 上的一个函数,J 为一个确定的数,若对任给的正数0ε>,总存在某一正数δ,使得对[, ]a b 的任意分割T ,在其上任意选取的点集{}i ξ,i ξ∈[]1,i i x x -,只要T δ<,就有1()niii f x Jξε=∆-<∑,则称函数()f x 在[, ]a b 上(黎曼)可积,数J 为()f x 在[, ]a b 上的定积分,记作()baJ f x dx =⎰.例7.求:()()11lim !2!nnn n n n --→∞⎡⎤⋅⋅⎣⎦. 解:原式n n →∞→∞==112lim (1)(1)(1)nn n n n n →∞⎡⎤=++⋅⋅⋅+⎢⎥⎣⎦11exp lim ln(1)nn i i nn →∞=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑()()1expln(1)exp 2ln 21x dx =+=-⎰.例8.求:2sin sin sin lim 1112n n n n n n n n n πππ→∞⎛⎫⎪++⋅⋅⋅+ ⎪+ ⎪++⎪⎝⎭. 解:因为:222sinsinsin sin sin sin sin sin sin 111112n n n nn n n n n n n n n n n n n n nπππππππππ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+<++⋅⋅⋅+<+++++,又:2sinsinsin 12limlim (sin sin sin )11n n n n n nn n n n n n n n ππππππππ→∞→∞++⋅⋅⋅+⎡⎤=⋅⋅++⋅⋅⋅+⎢⎥++⎣⎦∴02sinsinsin 12limsin 1n n nn n xdx n ππππππ→∞++⋅⋅⋅+=⋅=+⎰; 同理:2sinsinsin 2lim1n n nn n n nππππ→∞++⋅⋅⋅+=+; 由迫敛性,得:2sin sin sin 2lim 1112n n n n n n n n n ππππ→∞⎛⎫⎪++⋅⋅⋅+= ⎪+ ⎪++⎪⎝⎭. 注:数列极限为“有无穷多项无穷小的和的数列极限,且每项的形式很规范”这一类型问题时,可以考虑能否将极限看作是一个特殊的函数定积分的定义;部分相关的数列极限直接利用积分定义可能比较困难,这时需要综合运用迫敛性准则等方法进行讨论.6.利用(海涅)归结原则求数列极限归结原则:0lim ()x xf x A →=⇔对任何0 ()n x x n →→∞,有lim ()n n f x A →∞=. 例9.求:11lim 1n n e n →∞-. 解:11001lim lim ()111n nx x n n e e e e n n=→∞→∞--'===-. 例10.计算:211lim 1nn n n →∞⎛⎫+- ⎪⎝⎭. 解:一方面,2111(1)(1) ()n n e n n n n+-<+→→∞; 另一方面,2221112221111(1)(1)(1n n n n n n n n n n n n n -------+-=+≥+;由归结原则:(取2, 2, 3, 1n n x n n ==⋅⋅⋅-),22222111222211111lim(1)lim(1lim(1lim(1)lim(1)n n n x n n n n n n n x n n n n e x n n n n ----→∞→∞→∞→∞→∞----+=+⋅+=+=+=; 由迫敛性,得:211lim(1)nn e n n →∞+-=. 注:数列是一种特殊的函数,而函数又具有连续、可导、可微、可积等优良性质,有时我们可以借助函数的这些优良性质将数列极限转化为函数极限,从而使问题得到简化和解决. 7.利用施托尔茨(stolz )定理求数列极限stolz 定理1:()∞∞型:若{}n y 是严格递增的正无穷大数列,它与数列{}n x 一起满足:11lim n n n n n x x l y y +→∞+-=-,则有lim nn nx l y →∞=,其中l 为有限数,或+∞,或-∞.stolz 定理2:0()0型:若{}n y 是严格递减的趋向于零的数列,n →∞时,0n x →且11lim n n n n n x x l y y +→∞+-=-,则有lim nn nx l y →∞=,其中l 为有限数,或+∞,或-∞.例11.求:112lim ()p p pp n n p N n +→∞++⋅⋅⋅+∈. 解:令112, , p p p p n n x n y n n N +=++⋅⋅⋅+=∈,则由定理1,得:112lim p p p p n n n +→∞++⋅⋅⋅+=11(1)lim (1)p p p n n n n ++→∞+=+-1(1)1lim (1)1(1)12p n p p n p p p p n n →∞-+=+⋅++-+⋅⋅⋅+. 注:本题亦可由方法五(即定积分定义)求得,也较为简便,此处略.例12.设02ln nk nk n CS n ==∑,求:lim n n S →∞. 解:令2n y n =,则{}n y 单调递增数列,于是由定理2得:lim n n S →∞=02ln lim nknk n C n =→∞∑110022ln ln lim (1)n nk k n nk k n C C n n++==→∞-=+-∑∑01ln 1lim 21nk n n n k n =→∞+-+=+∑11(1)ln(1)ln lim 21n k n n n k n +=→∞++-=+∑ 1ln()(1)ln(1)ln ln(1)1lim lim 2122nn n n n n n n n n n →∞→∞+++--+===+.注:stolz 定理是一种简便的求极限方法,特别对分子、分母为求和型,利用stolz 定理有很大的优越性,它可以说是求数列极限的洛必达(L'Hospita )法则. 8.利用级数求和求数列极限由于数列与级数在形式上的统一性,有时数列极限的计算可以转化为级数求和,从而通过级数求和的知识使问题得到解决.例13.求:212lim()n n na a a→∞++⋅⋅⋅+,(1)a >. 解:令1x a =,则1x <,考虑级数:1nn nx ∞=∑.∵11(1)lim lim 1n n n n n n a n x x a nx ++→∞→∞+==<, ∴此级数是收敛的.令1()nn S x nx ∞==∑11n n x nx∞-==⋅∑,再令11()n n f x nx ∞-==∑,∵111()xxn n n n f t dt nt dt x ∞∞-=====∑∑⎰⎰1xx-;∴21()(1(1)x f x x x '==--; 而2()()(1)x S x x f x x =⋅=-;因此,原式=1112()(1)a S a a ---==-.9.利用级数收敛性判断极限存在由于级数与数列在形式上可以相互转化,使得级数与数列的性质有了内在的密切联系,因此数列极限的存在性及极限值问题,可转化为研究级数收敛性问题. 例14.设00x >,12(1)2n n nx x x ++=+(0, 1, 2, )n =⋅⋅⋅,证明:数列{}n x 收敛,并求极限lim nn x →∞. 证:由00x >,可得:0n x >(0, 1, 2, )n =⋅⋅⋅,令2(1)(), (0)2x f x x x+=>+, 则2210'()(2)2f x x <=<+,且12(1)(), 0, (0, 1, 2, )2n nn n nx f x x x n x ++==>=⋅⋅⋅+, 考虑级数:10n n n x x ∞+=-∑;由于11n n n n x x x x +--=-11()()n n n n f x f x x x ---=-11'()()12n n n n f x x x x ξ---<-;所以,级数10n n n x x ∞+=-∑收敛,从而10()n n n x x ∞+=-∑收敛.令()10nn k k k S x x +==-∑10n x x +=-,∵lim n n S →∞存在,∴10lim lim n n n n x x Sl +→∞→∞=+=(存在);对式子:12(1)2n n n x xx ++=+,两边同时取极限:2(1)2l l l+=+,∴l =或l =(舍负);∴lim nn x →∞= 例15.证明:111lim(1ln )23n n n→∞++⋅⋅⋅+-存在.(此极限值称为Euler 常数). 证:设1111ln 23n a n n =++⋅⋅⋅+-,则1n n a a --=[]1ln ln(1)n n n---; 对函数ln y n =在[1, ]n n -上应用拉格朗日中值定理, 可得:1ln ln(1) (01)1n n n θθ--=<<-+,所以1211111(1)(1)n n a a n n n n n θθθ---=-=<-+-+-; 因为221(1)n n ∞=-∑收敛,由比较判别法知:12n n n a a ∞-=-∑也收敛, 所以lim nn a →∞存在,即111lim(1ln )23n n n→∞++⋅⋅⋅+-存在. 10.利用幂级数求极限利用基本初等函数的麦克劳林展开式,常常易求出一些特殊形式的数列极限. 例16.设11sin sin , sin sin(sin ) (2, 3, )n n x x x x n -===⋅⋅⋅,若sin 0x >,求:sin n n x →∞. 解:对于固定的x ,当n →∞时,1sin n x单调趋于无穷,由stolz 公式,有: 2222111lim sin lim lim 111sin sin sin n n n n n n n n n n x x x x →∞→∞→∞++-==-221lim 11sin (sin )sin n n n x x→∞=-46622220002244221()1sin 3lim lim lim 111sin (())sin 3t t t t t o t t t t t t t t o t t t +++→→→-⋅+⋅===----+46622004411()1()33lim lim 311()(1)33t t t t o t t o t t o t o ++→→-⋅+-⋅+===++. 11.利用微分中值定理求极限拉格朗日中值定理是微分学重要的基本定理,它利用函数的局部性质来研究函数的整体性质,其应用十分广泛.下面我们来看一下拉格朗日中值定理在求数列极限中的应用.例17.求:2lim (arctan arctan )1n a an n n →∞-+,(0)a ≠. 解:设()arctan f x x =,在[, 1a an n+上应用拉格朗日中值定理, 得:21()()( [, ]1111a a a a a af f n n n n n nξξ-=-∈++++,故当n →∞时,0ξ→,可知:原式22lim 11n a nn a n ξ→∞=⋅⋅=++. 12.巧用无穷小数列求数列极限引理:数列{}n x 收敛于a 的充要条件是:数列{}n x a -为无穷小数列. 注:该引理说明,若lim nn x a →∞=,则n x 可作“变量”替换:令n n x a α=+,其中{}n α是一个无穷小数列. 定理1:若数列{}n α为无穷小数列,则数列{}n α也为无穷小数列,反之亦成立. 定理2:若数列{}n α为无穷小数列,则数列12{}nnααα++⋅⋅⋅+也为无穷小数列.推论1:设数列{}n α为无穷小数列,则数列12{}nnααα++⋅⋅⋅+也为无穷小数列.例18.(算术平均收敛公式)设lim n n x a →∞=,求极限12limnn x x x n→∞++⋅⋅⋅+.解:由lim nn x a →∞=,作“变量”代换,令n n x a α=+,其中{}n α是一无穷小数列; 由定理2的结论有:12lim n n x x x n →∞++⋅⋅⋅+12()()()lim n n a a a nααα→∞++++⋅⋅⋅++= 1212()()lim lim 0n n n n na a a a n nαααααα→∞→∞+++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+==+=+=.此题还可以用方法1(定义法)证明,也可通过方法7(stolz 公式)求得,此处略.例19.设lim n n x a →∞=,lim n n y b →∞=,求极限1211lim n n n n x y x y x y n-→∞++⋅⋅⋅+.解:由lim n n x a →∞=,lim n n y b →∞=,作“变量”代换,令n n x a α=+,n n y b β=+,其中{}n α,{}n β都是一无穷小数列, 故1211lim n n n n x y x y x y n -→∞++⋅⋅⋅+11()()()()lim n n n a b a b nαβαβ→∞+++⋅⋅⋅+++= 1111lim n n n n n ab b a n n n ααββαβαβ→∞+⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+⎡⎤=+++⎢⎥⎣⎦ 因为0n β→()n →∞,所以{}n β有界数列,即n M β≤, 从而结合上述推论1,有:12110 ()nn n M n nnααααβαβ++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅≤⋅→→∞,再根据定理1,即有:110 ()n n n nαβαβ+⋅⋅⋅→→∞;又由定理2,可知:10na nββ+⋅⋅⋅+⋅→,10 ()nb n nαα+⋅⋅⋅+⋅→→∞;∴1211lim n n n n x y x y x y ab n-→∞++⋅⋅⋅+=.注:利用无穷小数列求数列极限通常在高等数学和数学分析教材中介绍甚少,但却是一种很实用有效的方法.用这种方法求某类数列的极限是极为方便的. 13.利用无穷小的等价代换求某些函数列的极限定理:设函数()f x 、()g x 在0x =的某个领域有意义,()0g x >,0()lim 1()x f x g x →=,且当n →∞时,0mn a →(1, 2, 3, )m =⋅⋅⋅,11lim ()lim ()nnmn mn n n m m f a g a →∞→∞===∑∑,则在右端极限存在时成立.例20.求极限1lim 1)nn i →∞=∑.解:令()1f x =-,1()3g x x =,当0x →1x ~,由定理1,得:2111111lim 1)lim 3326nnn n i i i n→∞→∞===⋅=⋅=∑∑. 例21.求:2231lim (1)nn i i a n →∞=+∏,(a 为非零常数). 解:原式2331exp lim ln(1)nn i i a n →∞=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑;令()ln(1)f x x =+,当0x →时,ln(1)x x +~, 由定理1,得:22333311lim ln(1)lim nnn n i i i i a a n n→∞→∞==+=∑∑223(1)(21)1lim 63n n n n a a n →∞++==;∴2231lim (1)nn i i a n →∞=+=∏21exp()3a . 注:我们知道,当0x →时,函数sin , tan , arcsin , arctan , 1, ln(1)x x x x x e x -+都x 与等价,倘若熟悉这些等价函数,观察它们与本文定理中的()f x 的关系,把求某些函数列极限问题转化为求熟知的数列极限问题,这样就会起到事半功倍的效果. 14.利用压缩映射原理求数列极限定义1:设()f x 在[, ]a b 上有定义,方程()f x x =在[, ]a b 上的解称为()f x 在[, ]a b 上的不动点. 定义2:若存在一个常数k ,且01k ≤<,使得[, ]x y a b ∀∈、有()()f x f y k x y -≤-,则称()f x 是[, ]a b 上的一个压缩映射.压缩映射原理:设称()f x 是[, ]a b 上的一个压缩映射且0x ∈[, ]a b ,1()n n x f x +=,对n N ∀∈,有[, ]n x a b ∈,则称()f x 在[, ]a b 上存在唯一的不动点c ,且lim nn x c →∞=. 例22.设12ax =,212n n a x x ++=(01)a <<,1, 2, n =⋅⋅⋅,求lim nn x →∞. 解:考察函数2()22a x f x =+,1[0,2ax +∈, 易见对1[0, ]2a x +∀∈,有:21()2n n n a x x f x ++==,11[0, 22a a x +=∈,1()12af x x +'=≤<; 所以,()f x 是压缩的,由压缩映射原理,数列{}n x 收敛.设lim nn x c →∞=,则c 是222a x x =+在1[0, ]2a +的解,解得1c =,即lim 1n n x →∞=例23.证明:数列n x =(n 个根式,14a >,1, 2, n =⋅⋅⋅)极限存在,并求lim nn x →∞.解:易知:n x =,考察函数:()f x =,[0, )x ∈+∞且在[0, )+∞上有:1f '<,因此,()f x 在[0, )+∞上是压缩的;1[0, )x =+∞,1()n n x f x +=,由压缩映射原理,数列{}n x 收敛且极限为方程:()x f x ==的解,解得:lim n n x →∞=本题也可通过方法三(单调有界定理)解得,此处略.注:压缩映射原理在实分析中有着十分广泛的应用,如用它可十分简单的证明稳函数存在定理、微分方程解的存在性定理,特别的在求一些数列极限中有着十分重要的作用,往往可以使数列极限问题得到简便快速的解决.15.利用矩阵求解一类数列的极限(1)若数列的递推公式形如:12n n n x px qx --=+且已知01x x 、,其中p q 、为常数且0p ≠,0q ≠,2, 3, n =⋅⋅⋅;解:可将递推公式写成矩阵形式,则有1111201010n n n n n x x x p q p q x x x ----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⋅⋅⋅= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,2, 3, n =⋅⋅⋅,从而可利用线性代数知识求出n x 的表达式,并进一步求出lim nn x →∞.(2)若数列的递推公式形如:11n n n ax bx cx d--+=+且已知0x ,其中0c ≠且ad bc ≠,1, 2, n =⋅⋅⋅,解法1:令211n n n y cx d y ---+=,则1121()n n n y x d c y ---=-,11()n n n yx d c y -=-, 从而有:121211()(())n n n n n n y yy a d d b c y c y y ------=-+⋅,整理得:12()()n n n y a d y bc ad y --=++-,再由(1)可以求解. 解法2:设与关系式010ax b x cx d +=+对应的矩阵为a b A c b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,由关系式11n nn ax b x cx d --+=+; 逐次递推,有00n nn n n a x b x c x d +=+,其对应的矩阵为nn n n a b B c d ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 利用数学归纳法易证得n B A =,通过计算n A 可求出n x 的表达式,并进一步求出lim nn x →∞. 例24.证明:满足递推公式11(1)n n n x x x αα+-=+-(01)α<<的任何实数序列{}n x 有一个极限,并求出以α、0x 及1x 表示的极限.解:由已知可得:111111200111010n n n n n n x x x x A x x x x αααα-------⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,(110A αα-⎛⎫=⎪⎝⎭); 矩阵A 的特征值121, 1λλα==-,对应的特征向量分别为:''12(1, 1), (1, 1)ξξα==-;令1211(, )11P αξξ-⎛⎫== ⎪⎝⎭,则11001P AP α-⎛⎫= ⎪-⎝⎭,从而有:()()11111111111111120101n n n AP P ααααα----⎛⎫⎛⎫--⎛⎫⎛⎫==⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()()()111111121111n nn n ααααααα--⎛⎫---+- ⎪= ⎪----+-⎝⎭; 于是,101(1(1))(1(1))2n n n x x x αααα=--+-+-⎡⎤⎣⎦-. 因为11α-<,所以lim(1)0nn α→∞-=,从而[]011lim (1)2n n x x x αα→∞=-+-. 例25.已知斐波那契数列定义为:1101 (1, 2, 1)n n n F F F n F F +-=+=⋅⋅⋅==;;若令1n n n F x F +=,01x =且111n n x x -=+,(1, 2, )n =⋅⋅⋅,证明极限lim nn x →∞存在并求此极限. 解:显然1011x x =+,相应矩阵0111A ⎛⎫= ⎪⎝⎭的特征值12 λλ==,对应的特征向量分别为:''12 1), 1)ξξ==;令()21121211, 111111P λλλλξξ⎛⎫--⎛⎫ ⎪==== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭⎝⎭,11211P λλ-⎫=⎪--⎭; 则有:11200P AP λλ-⎛⎫= ⎪⎝⎭;于是11112121112121200nn n n n nn n n n n A P P λλλλλλλλλλ---++--⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭;从而,()111212111212, 1, 2, n n n nn nn n n x n λλλλλλλλ--++-+-==⋅⋅⋅-+-, 由于211λλ<,上式右端分子、分母同时除以1n λ, 再令n →∞,则有:1lim limn n n n n F x F →∞→∞+==. 注:求由常系数线性递推公式所确定的数列的极限有很多种方法,矩阵解法只是其一,但与之相关的论述很少,但却简单实用.。
数列知识点总结及通项公式的十五种求法数列知识点总结及通项公式的十五种求法一、基本概念1、数列:按照一定顺序排列着的一列数.+1n n ⎧⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪--⎩⎪⎪⎩数列的项、数列的项数表示数列的第n 项与序号n 之间的关系的公式通项公式:不是所有的数列都有通项公式符号控制器:如(1)、(1)递推公式:表示任一项与它的前一项(或前几项)间的关系的公式.222⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩有穷数列:项数有限的数列.无穷数列:项数无限的数列.递增数列:从第项起,每一项都不小于它的前一项的数列.数列分类递减数列:从第项起,每一项都不大于它的前一项的数列.常数列:各项相等的数列.摆动数列:从第项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列.二、等差数列:从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,这个常数称为等差数列的公差.1,2n n a a d n n Z --=≥∈且,或1,1n n a a d n n Z +-=≥∈且 1、若等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则有()()111111n m n n m n a a n d a n m d kn b a a a a d n n m a a n d ⎧=+-=+-=+⎪⎪--⎪==⎨--⎪-⎪=+⎪⎩性质:23 22,{+}{+}n p q nm n p qn m m k m k m k n n n n n a a a b n p q a a a a m n p q a a a a a a a a a a b a a b λμλμ+++⇔+⎧⎪=+⇒=+⎧⎪⎪⎨⎪+=+⇒+=+⎨⎪⎩⎪⎪⎪⎩L 等差中项:三个数,G ,b 组成的等差数列,则称G 为与b 的等差中项2G=若{}是等差数列,则若{}是等差数列,则、、、、构成公差公差kd 的等差数列若{}、{}是等差数列则、是等差数列 2、等差数列的前n 项和的公式: ()()121122n n n a a n n S na d pn qn +-==+=+ 等差数列的前n 项和的性质: (1)()()()()()*211*212212111n n n n n n n n n n S S ndn n S n a a S a S a S S a n n S n a S na S n a S n S n ++-⎧-=⎧⎪⎪∈N =+⎨⎪=⎪⎪⎪⎩⎨-=⎧⎪⎪⎪-∈N =-==-⎨⎪=⎪-⎪⎩⎩偶奇奇偶奇偶奇偶奇偶若项数为,则,若项数为,则,,(2) 232S S S ,S S S {}m m m m m n n --⎧⎪⎨⎪⎩,成等差数列是等差数列若等差数列{}n a ,{}n b 的前n 项和为,n n S T ,,则1212--=n n n n T S b a (3)等差数列的求和最值问题:(二次函数的配方法;通项公式求临界项法)①若⎩⎨⎧<>001d a ,则n S 有最大值,当n=k 时取到的最大值k 满足⎩⎨⎧≤≥+001k k a a ②若⎩⎨⎧><001d a ,则n S 有最小值,当n=k 时取到的最大值k 满足⎩⎨⎧≥≤+001k k a a三、等比数列:从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,这个常数称为等比数列的公比. 1、通项公式及其性质若等比数列{}n a 的首项是1a ,公比是q ,则1111,n n m n m n n m n n m a a q a q a a q q a a----⎧==⎪⎨==⎪⎩.22232{}n p qn m n p q k m m k m k m k a a G abn p q a a a a m n p q a a a a a a a a q +++⎧⇔=⎪⎧=+⇒=⋅⎪⎪⎨⎨+=+⇒⋅=⋅⎪⎪⎩⎪⎩L ,G ,b 成等比数列,则称G 为与b 的等比中项性质:若是等比数列,则、、、、成公比的等比数列 2、前n 项和及其性质()()()11111111,(1)1,111111n nn n n n na q q S a q a a q a a q a a q Aq A q qq q q q ==⎧⎪=-⎨--===-+=-+≠⎪-----⎩. 2322322S S S ,S S n n m n mn n n n n m m m m m S S q S S S S S S S n q S +⎧=+⋅⎪--⎪⎪⎨=⎪⎪⎪--⎩偶奇、、成等比数列性质若项数为,则,成等比数列. 四、(1)n a 与n S 的关系:()()111;2n n n S n a S S n -=⎧⎪=⎨-≥⎪⎩(检验1a 是否满足1n n n a S S -=-)(2)2222223333(1)1232(1)(2)1236(1)1234n n n n n n n n n n +⎧++++=⎪⎪++⎪++++=⎨⎪⎪+++++=⎪⎩L L L五、一些方法1、等差数列、等比数列的最大项、最小项;前n 项和的最大值、最小值2、求通向公式的常见方法(1)观察法;待定系数法(已知是等差数列或等比数列); (2)1(),n n a a f n --=累加消元;1(),nn a f n a -=累乘消元。
高考数列题型总结(优秀范文五篇)第一篇:高考数列题型总结数列1.2.3.4.5.6.坐标系与参数方程 1.2.34..5.6.(1)(2)第二篇:数列综合题型总结数列求和1.(分组求和)(x-2)+(x2-2)+…+(xn-2)2.(裂相求和)++Λ+1⨯44⨯7(3n-2)(3n+1)3.(错位相减)135+2+3+222+2n-12n1⨯2+2⨯22+3⨯23+Λ+n⨯2n4.(倒写相加)1219984x)+f()+Λ+f()=x 求值设f(x),求f(1999199919994+25.(放缩法)求证:1+数列求通项6.(Sn与an的关系求通项)正数数列{an},2Sn=an+1,求数列{an}的通项公式。
7.(递推公式变形求通项)已知数列{an },满足,a1=1,8.累乘法an+1=5an求{an }的通项公式 5+an11++2232+1<2n2数列{an}中,a1=122,前n项的和Sn=nan,求an+1.2222a=S-S=na-(n-1)a⇒(n-1)a=(n-1)an-1 nnn-1nn-1n解:⇒∴∴an=ann-1=an-1n+1,anan-1a2n-1n-2111⋅Λ⋅a1=⋅Λ⨯=an-1an-2a1n+1n32n(n+1)an+1=1 (n+1)(n+2)9累加法第三篇:数列题型及解题方法归纳总结文德教育知识框架⎧列⎧数列的分类⎪数⎪⎪⎨数列的通项公式←函数⎪的概念角度理解⎪⎪⎩数列的递推关系⎪⎪⎧⎧等差数列的定义an-an-1=d(n≥2)⎪⎪⎪⎪⎪等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d⎪⎪⎪等差数列⎪⎨n⎪⎪⎪等差数列的求和公式Sn=2(a1+an)=na1+n(n-1)d⎪⎪⎪⎪⎪2⎪⎩等差数列的性质an+am=ap+aq(m+n=⎪⎪p+q)⎪两个基⎪⎧等比数列的定义an=q(n≥⎪本数列⎨⎪⎪a2)n-1⎪⎪⎪⎪⎪⎪等比数列的通项公式an-1⎪n=a1q数列⎪⎪等比数列⎨⎨⎧a1-anq=aqn1(1-)⎪⎪⎪等比数列的求和公式S(q≠1)n=⎪⎨1-q1-q⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩na1(q=1)⎪⎪⎪⎩等比数列的性质anam=apaq(m+n=p+q)⎪⎩⎪⎧公式法⎪⎪分组求和⎪⎪⎪⎪错位相减求和⎪数列⎪⎪求和⎨裂项求和⎪⎪倒序相加求和⎪⎪⎪⎪累加累积⎪⎪⎩归纳猜想证明⎪⎪⎪数列的应用⎧分期付款⎨⎩⎩其他掌握了数列的基本知识,特别是等差、等比数列的定义、通项公式、求和公式及性质,掌握了典型题型的解法和数学思想法的应用,就有可能在高考中顺利地解决数列问题。
数列综合讲义第1讲 累加法、累乘法、差商法求通项 题型1 累加法1.已知数列{}n a 满足11a =,213a =,若1111(2)3(2,*)n n n n n a a a a a n n N -+-++=∈,则数列{}n a 的通项n a = .【解析】111123(2,)n n n n n n a a a a a a n n N +-+-++=∈,∴1111112()n n n n a a a a +--=-,2111312a a -=-= ∴数列111{}n n a a +-是等比数列,首项与公比都为2,∴1112n n na a +-= 2n ∴时,1212122212121n n n n n a ---=++⋯⋯++==--,则数列{}n a 的通项121n n a =-∴则数列{}n a 的通项121n n a =- 2.若数列{}n a 满足11a =,且对于任意*n N ∈都有11n n a a n +=++,则1220172018201911111a a a a a ++⋯+++= . 【解析】由11n n a a n +=++,得11n n a a n +-=+,112211()()()n n n n n a a a a a a a a ---∴=-+-+⋯+-+(1)(1)(2)212n n n n n +=+-+-+⋯++=∴12112()(1)1n a n n n n ==-++ 则1220172018201911111111111120192(1)22334201920201010a a a a a ++⋯+++=-+-+-+⋯+-= 3.已知数列{}n a 满足11a =,213a =,且*111123(2,)n n n n n n a a a a a a n n N -+-++=∈(1)证明:数列111n n a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是等比数列 (2)求数列1{2n n a a +}n 的前n 项和【解析】(1)证明:当2n 且*n N ∈时,在111123n n n n n n a a a a a a -+-++=两边同除以11n n n a a a -+,得11123n n n a a a +-+=,1111112()n n n n a a a a +--=-,1111211n nn n a a a a +--=-为常数,且21112a a -= 所以数列111n n a a +⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以2为首项,2为公比的等比数列. (2)设数列{}12nn n a a +的前n 项和为n S由(1)知1112n n n a a +-=,1111112221n n n n a a a ++-=-=⋯=-=-,∴11121n n a ++=-,11121n n a ++=- 又由1112n n n a a +-=,112n n n n n a a a a ++=-,所以122311111()()()121n n n n n S a a a a a a a a +++=-+-+⋯+-=-=-- 题型2 累乘法1.已知数列{}n a 满足11a =,且1(1)n n na n a +=+,则(n a = ) A .1n + B .n C .1n -D .2n -【解析】数列{}n a 满足11a =,且1(1)n n na n a +=+,可得11321111321n n n a a a a a an n n +-===⋯====+- 可得n a n =,选B2.已知数列{}n a 满足1(2)(1)n n n a n a ++=+,且213a =,则(n a = )A .11n + B .121n - C .121n n -- D .11n n -+ 【解析】1(2)(1)n n n a n a ++=+,∴112n n a n a n ++=+,∴3234a a =,4345a a =,11n n a n a n -⋯=+ 以上各式两边分别相乘得1(2)1n a n n =+,由1n =时也适合上式,所以11n a n =+,选A 3.已知数列{}n a 是首项为1的正项数列,且2211(1)0n n n n n a na a a +++-+=,若数列{}n b 满足12n n n b b +=+,且12b =,则式子312123n nb b b b a a a a +++⋯+的值是( ) A .122n n +- B .(1)22n n -+ C .(1)22n n +- D .1(1)22n n +-+【解析】根据题意,数列{}n a 满足2211(1)0n n n n n a na a a +++-+=,变形可得11[(1)]()0n n n n n a na a a +++-+= 又由数列{}n a 是首项为1的正项数列,则有1(1)0n n n a na ++-=,变形可得:11n n a na n +=+ 则有11n n a n a n --=,则有1211211211112n n n n n a a a n n a a a a a n n n -----=⨯⨯⋯⋯+⨯=⨯⨯⋯⋯⨯⨯=-,故1n a n= 数列{}n b 满足12n n n b b +=+,即12n n n b b +-=,则有112n n n b b ---=则有12112211()()()22222n n n n n n n n b b b b b b b b -----=-+-+⋯⋯+-+=++⋯⋯++=,故2n n b = 则2n n n b n a =⨯,设312123n n nbb b b S a a a a =+++⋯+,则212222n n S n =⨯+⨯+⋯⋯⨯,① 则有231212222n n S n +=⨯+⨯+⋯⋯⨯,②-②可得:231112(21)2(222)22(1)2221nn n n n nS n n n +++--=+++⋯⋯-⨯=-⨯=---变形可得:1(1)22n n S n +=-+,选D4.设{}n a 是首项为1的正项数列,且2211(1)0(1n n n n n a na a a n +++-+==,2,3,)⋯,则4a = 14,n a = . 【解析】2211(1)0(1n n n n n a na a a n +++-+==,2,3,)⋯,11[(1)]()0n n n n n a na a a ++∴+-+= 又0n a >,1(1)n n n a na +∴+=,11a =,111n na a ∴=⨯=,1n a n ∴=,414a =,故答案为:14;1n5.已知数列{}n a 满足123a =,12n n na a n +=+,求通项公式n a . 【解析】12n n n a a n +=+,∴12n n a n a n +=+ 1232112321n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----∴=⋯12321211433n n n n n n ---=⋯⨯+-43(1)n n =+,43(1)n a n n ∴=+.6.已知数列{}n a 满足13a =,131(1)32n n n a a n n +-=+,求n a 的通项公式. 【解析】数列{}n a 满足13a =,131(1)32n n n a a n n +-=+,∴134(2)31n n a n n a n --=-, 13211221n n n n n a a a aa a a a a a ---∴=⋯3437523313485n n n n --=⋯--631n =-,当1n =时也成立,631n a n ∴=-题型3 差商法1.已知数列{}n a 中,11a =,对所有*n N ∈,都有212n a a a n ⋯=,则3(a = ) A .32B .3C .9D .94【解析】因为数列{}n a 中,11a =,对所有*n N ∈,都有212n a a a n ⋯=,所以3n =时,21233a a a =,2n =时,2122a a =,所以394a =.选D . 2.已知数列满足11222()2n n na a a n N -+++⋯+=∈.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项;(Ⅱ)若n n nb a =,求数列{}n b 的前n 项和n S ;(Ⅲ)求证221n S n n +-.【解析】()1I n =时,112a =,112222n n n a a a -++⋯+=,2n ∴时,21211222n n n a a a ---++⋯+=两式相减可得,1122n n a -=,∴12n n a = ()II 解:2n n nnb n a ==,∴231222322n n S n =+++⋯+,231212222n n S n +=++⋯+ 两式相减可得,23112(12)22222212n nn n n S n n ++--=+++⋯+-=--∴1(1)22n n S n +=-+()III 证明:由()II 可知,12(1)2(1)(11)n n n S n n +-=-=-+0110112111111(1)()(1)()(1)(3)23n n n n n n n n n C C C n C C C n n n n ++++++++=-++⋯+-++=-+=+-∴2223n S n n ---,∴221n S n n +-3.已知数列n a 满足21*123222()2n n na a a a n N -+++⋯+=∈.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项;(Ⅱ)若n n nb a =求数列{}n b 的前n 项和n S .【解析】(Ⅰ)1n =时,112a =,21123222..2n n n a a a a -+++⋯+=⋯(1) 2n ∴时,22123112222n n n a a a a ---+++⋯+=⋯.(2) (1)-(2)得1122n n a -=即12n n a =,又112a =也适合上式,∴12n n a = (Ⅱ)2n n b n =,∴231222322n n S n =+++⋯+(3),23121222(1)22n n n S n n +=++⋯+-+(4) (3)-(4)可得231121212122nn n S n +-=+++⋯+-1112(12)222212n n n n n n +++-=-=---∴1(1)22n n S n +=-+4.已知数列{}n a 满足112324296n n a a a a n -+++⋯+=-. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设2||(3log )3n n a b n =-,探求使123111116n m b b b b -+++⋯+>恒成立的m 的最大整数值.【解析】(1)当1n =时,1963a =-=,当2n 时,112324296n n a a a a n -+++⋯+=-,① 2123124296(1)n n a a a a n --+++⋯+=--,②①-②得,126n n a -=-,232n n a -∴=-;23,13,22n n n a n -=⎧⎪∴=⎨-⎪⎩,(2).2||(3log )3n n a b n =-,1231(3log )33b ∴=-=,1113b =;2n 时,2||(3log )3n n a b n =-223||2(3log )(3(2))3n n n n --=-=--(1)n n =+;1111n b n n =-+; ∴123111116n m b b b b -+++⋯+>可化为:11111111()()()3233416m n n -+-+-+⋯+->+; 即11112316m n -+->+恒成立,即511616m n -->+恒成立,故1136m ->成立,故m 的最大整数值为2.5.已知数列{}n a 满足1231(1)(41)23(1)6n n n n n a a a n a na -+-+++⋯+-+=.(Ⅰ)求2a 的值; (Ⅱ)若111nn i i i T a a =+=∑,则求出2020T 的值; (Ⅲ)已知{}n b 是公比q 大于1的等比数列,且11b a =,35b a =,设1n n c b λ+=,若{}n c 是递减数列,求实数λ的取值范围【解析】(Ⅰ)由题意,数列{}n na 的前n 项和(1)(41)6n n n n S +-=.当1n =时,有1111a S ⋅==,所以11a =. 当2n 时,1(1)(41)(1)(45)66n n n n n n n n n na S S -+---=-=-22[(1)(41)(1)(45)][(431)(495)](21)66n nn n n n n n n n n n =+----=+---+=-.所以,当2n 时,21n a n =-; 又11a =符合,2n 时n a 与n 的关系式,所以21n a n =-,所以2a 的值为3. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知21n a n =-. 可令11111111()(21)(21)22121n n n n n c a a a a n n n n ++===-⋅-+-+因为111nn i i i T a a =+=∑所以12233411111n n n T a a a a a a a a +=+++⋯+11111111[(1)()()()]2335572121n n =-+-+-+⋯+--+11(1)22121n n n =-=++ 所以2020T 的值为20204041. (Ⅲ)由111b a ==,359b a ==得29q =.又1q >,所以3q = 所以1113n n n b b q --==,123n n n n c b λλ+==-⋅因为{}n c 是递减数列,所以1n n c c +<,即112323n n n n λλ++-⋅<-⋅.化简得232n n λ⋅> 所以*n N ∀∈,12()23nλ>⋅恒成立 又12()23n ⎧⎫⋅⎨⎬⎩⎭是递减数列,所以12()23n ⎧⎫⋅⎨⎬⎩⎭的最大值为第一项1121()233a =⨯=所以13λ>,即实数λ的取值范围是1(,)3+∞6.已知数列{}n a 满足12a =,1121222(*)n n n n a a a na n N -+++⋯+=∈ (Ⅰ)求{}n a (Ⅱ)求证:1223111132(*)61112n n a a a n n n N a a a +----<++⋯+<∈--- 【解析】(Ⅰ)由1121222n n n n a a a na -+++⋯+=可得3121212222n n n na a na a a +-+++⋯+= 所以当2n 时,3121211(1)2222n n n n a a n a a a ----+++⋯+= 因此,有111(1)(2)222n n nn n n a na n a n ----=-,即122(1)n n n a na n a +=--,整理得12(2)n n a a n +=,又12a =,212a a = 所以数列{}n a 是首项为2,公比为2的等比数列,求得2n n a =(Ⅱ)记1111212112121212n nn nn n n a b a +++---==<=---,故122311111111112222n n a a a na a a +---++⋯+<++⋯+=---, 又112111212111111122121212222422232n nn nn n n n nn a b a ++++----====-=------⨯-⨯,所以1223111(1)1111111326211112233223612n n nn a a a n n n n a a a +-----++⋯+-=-+⨯>-=----. 综上可得:122311113261112n n a a a n n a a a +----<++⋯+<---. 7.已知数列{}n a 满足11121(22)2(*)n n n a a a n N n -+++⋯+=∈.(1)求1a ,2a 和{}n a 的通项公式;(2)记数列{}n a kn -的前n 项和为n S ,若4n S S 对任意的正整数n 恒成立,求实数k 的取值范围. 【解析】(1)由题意得1112222n n n a a a n -+++⋯+=,所以:21124a =⨯=,312222a a +=⨯.解得:26a =.由1112222n n n a a a n -+++⋯+=, 所以212122(1)2(2)n n n a a a n n --++⋯+=-,相减得1122(1)2n n n n a n n -+=--, 得22n a n =+,1n =也满足上式.所以{}n a 的通项公式为22n a n =+. (2)数列{}n a kn -的通项公式为:22(2)2n a kn n kn k n -=+-=-+说以:该数列是以4k -为首项,公差为2k -的等差数列,若4n S S 对任意的正整数n 恒成立,等价于当4n =时,n S 取得最大值,所以4524(2)2025(2)20a k k a k k -=-+⎧⎨-=-+⎩解得12552k . 所以实数k 的取值范围是125[,]52.8.(1)设数列{}n a 满足211233333n n n a a a a -+++⋯+=,*n N ∈,求数列{}n a 的通项公式;(2)已知等比数列{}n a 的各项均为正数,且12231a a +=,23269a a a =,求数列{}n a 的通项公式. 【解析】(1)由211233333n n n a a a a -+++⋯+=①,得113a =,且22123113333n n n a a a a ---+++⋯+=②①-②得:1133n n a -=,∴1(2)3n n a n =,验证1n =时上式成立,∴13n n a =(2)设等比数列{}n a 的公比为q由12231a a +=,23269a a a =,且0n a >,得1122342319a a q a a +=⎧⎨=⎩,∴134(23)13a q a a +=⎧⎨=⎩,解得:113a q ==,∴13n n a = 第2讲 已知n S 求n a1.已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,且2log (1)1n S n +=+,则数列{}n a 的通项公式为( ) A .2n n a =B .3122n n n a n =⎧=⎨⎩C .12n n a -=D .12n n a +=【解析】由2log (1)1n S n +=+,得112n n S ++=,当1n =时,113a S == 当2n 时,12n n n n a S S -=-=,所以数列{}n a 的通项公式为3,12,2n n n a n =⎧=⎨⎩,选B2.已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,12a =-,1n n a S +=,那么5(a = ) A .4- B .8- C .16- D .32-【解析】2n 时,1n n a S +=,1n n a S -=,可得:1n n n a a a +-=,化为12n n a a +=,1n =时,212a a ==-∴数列{}n a 从第二项起为等比数列,公比为2,首项为2-,那么352216a =-⨯=-,选C3.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,24a =,*(1)()2nn n a S n N +=∈,则数列{}n a 的通项公式为( ) A .*2()n a n n N =∈B .*2()n n a n N =∈C .*2()n a n n N =+∈D .2*()n a n n N =∈【解析】因为数列{}n a 的前n 项和为n S ,24a =,*(1)()2nn n a S n N +=∈∴当2n =时,22121(21)22a S a a a +==+⇒=,把1n =代入检验,只有答案A B 成立,排除CD 当3n =时,331233(31)62a S a a a a +==++⇒=;排除B ,选A 4.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且14121n n S a n +-=-,11a =,*n N ∈,则{}n a 的通项公式(n a = ) A .nB .1n +C .21n -D .21n +【解析】14121n n S a n +-=-,1(21)41n n n a S +∴-=-①,1(23)41(2)n n n a S n -∴-=-② ①-②得:1(21)(23)4(2)n n n n a n a a n +---=,整理得:121(2)21n n a n n a n ++=- 1232112321n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----∴=⋯21232553123252731n n n n n n ---=⋯---21(2)n n =-,11a =,符合上式21n a n ∴=-,选C5.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,且22a =,2121(*)n n a S n n N +=++∈,若对任意的*n N ∈,123111120nn a n a n a n a λ+++⋯+-++++恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .(-∞,2] B .(-∞,1] C .1(,]4-∞ D .1(,]2-∞【解析】22a =,2121(*)n n a S n n N +=++∈,2n ∴时,22112()121n n n n n a a S S a +--=-+=+化为:222121(1)n n n n a a a a +=++=+,0na >,11n n a a +∴=+,即11n n a a +-= 1n =时,212224a a +==,解得11a =,∴数列{}n a 为等差数列,首项为1,公差为1 11n a n n ∴=+-=,∴123111111111222n n n a n a n a n a n n n nn +++⋯+=++⋯⋯+=+++++++ 对任意的*n N ∈,123111120n n a n a n a n a λ+++⋯+-++++恒成立,122λ∴,解得14λ ∴实数λ的取值范围为(-∞,1]4,选C6.已知数列{}n a 满足:12a =,21(1)0(*)n n n a S S n N ++-=∈,其中n S 为{}n a 的前n 项和.若对任意的n 均有12(1)(1)(1)n S S S n ++⋯+恒成立,则的最大整数值为( )A .2B .3C .4D .5【解析】当1n 时,由条件21(1)0(*)n n n a S S n N ++-=∈可得21(1)n n n nS S S S +--=-,整理得221(21)n n n n n S S S S S +-=--+,化简得:121n n n S S S +=-从而111n n n S S S +--=-,故111111n n S S +-=-- 由于:1111S =-,所以:数列1{}1n S -是以1111S =-为首项,1为公差的等差数列,则:11n n S =-, 整理得:1n n S n+=,依题只须12(1)(1)(1)()n min S S S n++⋯+12(1)(1)(1)()n S S S f n n ++⋯+=,则12(1)(1)(23)1()1(1)n n S f n n n f n n n ++++==>++,故11()(1)31ninS f n f +=== 3max∴=,选B7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足22(*)n S n n n N =+∈,则数列{}n a 的通项公式n a = n .设211(1)nn n n n a b a a ++=-,则数列{}n b 的前n 项和n T =( ).【解析】22(*)n S n n n N =+∈,212(1)1(2,*)n S n n n n N -∴=-+-∈,两式相减得:22n a n =,即(2)n a n n =又212112a =+=,11a ∴=,也符合上式,n a n ∴=,又2112111(1)(1)(1)()(1)1nn n n n n n a n b a a n n n n +++=-=-=-+++1111111(1)()()(1)()223341n n T n n ∴=-+++-+-⋯+-++121,,1111,,11n n n n n n n n n n +⎧⎧---⎪⎪⎪⎪++==⎨⎨⎪⎪-+-⎪⎪++⎩⎩为奇数为奇数为偶数为偶数8.已知数列{}n a 的前n 项和为S ,若11a =,12n n S a +=,则数列{}n a 的通项公式n a =( ). 【解析】当2n 时,12n n S a -=①,12n n S a +=②②-①得12n n n a a a +=-,即13n n a a +=,故数列{}n a 从第二项起为等比数列,又22a =,则223n n a -=⨯ 当1n =时,11a =,故2*1,123,2,n n n a n n N -=⎧=⎨⨯∈⎩9.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1211121n nS S S n ++⋯+=+,则数列{}n a 的通项公式n a = 【解析】数列{}n a 的的前n 项和为n S ,且1211121n nS S S n ++⋯+=+① 当2n 时,12111122n n S S S n--++⋯+=② ①-②得122221(1)n n n S n n n n -=-=++,所以(1)2n n n S += 故1(1)(1)22n n n n n n n a S S n -+-=-=-=(首项1符合通项), 故n a n =10.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且231122n S n n =++,则数列{}n a 的通项公式n a =( ).【解析】231122n S n n =++,可得113a S ==当2n 时,22131311(1)(1)1312222n n n a S S n n n n n -=-=++-----=-则数列{}n a 的通项公式3,131,2n n a n n =⎧=⎨-⎩,故答案为:3,131,2n n n =⎧⎨-⎩ 11.已知数列{}n a 的各项均为正数,n S 为其前n 项和,且对任意的*n N ∈,均有n a ,n S ,2n a 成等差数列,则n a =( )【解析】各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S对任意*n N ∈,总有n a ,n S ,2n a 成等差数列,22n n n S a a ∴=+,21112n n n S a a ---=+两式相减,得22112n n n n n a a a a a --=+--,111()()n n n n n n a a a a a a ---∴+=+- 又n a ,1n a -为正数,11n n a a -∴-=,2n ,{}n a ∴是公差为1的等差数列 当1n =时,21112S a a =+,得11a =,或10a =(舍),n a n ∴=. 第3讲 构造辅助数列求通项1.已知数列{}n a 满112,413n n a a a +==+,则数列{}n a 的通项公式为( ).【解析】知数列{}n a 满112,413n n a a a +==+,则设14()n n a p a p ++=+,整理得13p =,所以113413n n a a ++=+(常数),则数列1{}3n a +是以1113a +=为首项,4为公比的等比数列.所以11143n n a -+=,整理得1143n n a -=-(首项符合通项).故数列的通项公式:1143n n a -=-.2.已知数列{}n a 的首项12a =,1122n n n a a ++=+,则{}n a 的通项n a =( ). 【解析】由1122n n n a a ++=+两边同除以12n +可得,11122n n n n a a ++=+,即11122n nn na a ++-=, 所以数列2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭以1为首项,1为公差的等差数列所以2n n a n =,所以2n n a n =. 3.数列{}n a 中12a =,11)(2)n n a a +=+,*n N ∈,则{}n a 的通项公式为( ).变式:已知数列{}n a 中12a =,312n n a a +=,*n N ∈,则{}n a 的通项公式为( ).【解析】由11)(2)1)2n n n a a a +=+=+,得11)(n n a a +=,120a =,∴数列{n a -构成以21为公比的等比数列,则11)(21)1)nn n a --=,则1)n n a =故答案为:1)n n a = 变式:由12a =,312n n a a +=,可知0n a >,两边取对数,得132n n lga lga lg +=+,∴11123(2)22n n lga lg lga lg ++=+, 11322022lga lg lg +=≠,∴数列1{2}2n lga lg +构成以322lg 为首项,以3为公比的等比数列,则11332322222n n n lga lg lg lg -+==,∴31122(31)2222n n n lga lg lg lg =-=-,则1(31)22n n a -=. 4.已知数列{}n a 满足12a =,且*112(2,)1n n n na a n n N a n --=∈+-,则n a = 221nn n - .【解析】由*112(2,)1n n n na a n n N a n --=∈+-,可得:11122n n n n a a --=+,于是1111(1)2n n n n a a ---=-,又11112a -=-,∴数列{1}n n a -是以12-为首项,12为公比的等比数列,故112n n n a -=-,*2()21n n n n a n N ∴=∈-. 5.已知数列{}n a 满足1a a =,*121()n n a a n N +=+∈. (1)若数列{}n a 是等差数列,求通项公式n a ;(2)已知2a =,求证数列{1}n a +是等比数列,并求通项公式n a .【解析】(1)数列{}n a 是等差数列,1a a =,121(*)n n a a n N +=+∈,设数列的公差为d ,则(1)n a a n d =+-. 2((1))1a nd a n d ∴+=+-+,即21nd d a =--对*n N ∈成立,于是0d =. n a a ∴=,且21a a =+,解得1a =-.1n a ∴=-;证明:(2)2a =,121(*)n n a a n N +=+∈,112(1)n n a a +∴+=+.1130a +=≠,∴数列{1}n a +是以3为首项,公比为2的等比数列.∴1132n n a -+=.∴1321n n a -=-.6.已知数列{}n a 满足:132a =,且*113(2,)21n n n na a n n N a n --=∈+-. (1)求1212nna a a ++⋯+的值; (2)求证:*2151()263n n a a a n n N n++⋯++-∈; (3)设*()nn a b n N n=∈,求证:122n b b b ⋯<.【解析】(1)132a =,且*113(2,)21n n n na a n n N a n --=∈+-,∴112113n n n a n a na --+-=,121133n n n n a a --=+⨯.∴1312n n n n a a --=+,113(1)1n n n n a a --∴-=-. 故可得{1}n n a -是以13-位首项,以13为公比的等比数列,∴1111()33n n n a --=-,∴11()3n n n a =-.∴1211[1()]1211133()122313n n n n n n a a a -++⋯+=-=-+-.(2)11()3n n n a =-,∴3121131313n n n n n a n ==++--, 1*2121[1()]11115193()()1222336313n n nn a aa n n n n N n--∴++⋯+++=++-=+-∈-. (3)331n n n n a b n ==-,现用数学归纳法证明122n b b b ⋯<313n n-,(2)n . 当2n =时,1239271623191169b b ==<=--919-.假设当n k =(2)k 时,122k b b b ⋯<313k k -,当1n k =+时,1212k k b b b b +⋯<11313331k kk k ++--.要证明 2 11113133123313k k k k k k +++--<-,只需证明1133(k k ++1231)3(31)k k k +-<-, 只要证133k +⨯(1231)(31)k k +-<-,222221333231k k k k ++++-<-⨯+,即证213231k k ++>⨯-,即证131k +>-. 而131k +>- 显然成立,1n k ∴=+ 时,112113123k k k k b b b b ++-⋯<,综上得1121131223k k k k b b b b ++-⋯<<.又当1n =时,12b <,所以1212k k b b b b +⋯< 第4讲 分组求和1.数列1,1,2,3,5,8,13,21,⋯最初是由意大利数学家斐波拉契于1202年研究兔子繁殖问题中提出来的,称之为斐波拉契数列.又称黄金分割数列.后来发现很多自然现象都符合这个数列的规律.某校数学兴趣小组对该数列探究后,类比该数列各项产生的办法,得到数列{}:1n a ,2,1,6,9,10,17,⋯,设数列{}n a 的前n 项和为n S .(1)请计算123a a a ++,234a a a ++,345a a a ++.并依此规律求数列{}n a 的第n 项n a =( ).(2)31n S +=( ).(请用关于n 的多项式表示,其中2222(1)(21)123)6n n n n +++++⋯+=【解析】(1)由题意得11a =,22a =,31a =,46a =,59a =,610a =,717a =,计算:1234a a a ++=,2349a a a ++=,34516a a a ++=,⋯ 可归纳得数列{}n a 满足的递推关系式为212(1)n n n a a a n ++++=+,由212(1)n n n a a a n ++++=+,2123(2)n n n a a a n +++++=+,两式相减得323n n a a n +-=+. 可得1211,23n n n n a a a n --=⎧=⎨+⎩. (2)由212(1)n n n a a a n ++++=+可得2222212345678932313(11),(41),(71),(31)961n n n a a a a a a a a a a a a n n n --++=+++=+++=+⋯++=-=-+ 312345632313()()()n n n n S a a a a a a a a a --∴=++++++⋯+++,222329(12)6(12)(1)(21)(1)319636222n n n n n n n n n n n n=++⋯+-++⋯+++++=-+=+- 由323n n a a n +-=+得:41213a a -=+,74243a a -=+,107273a a -=+,⋯,31322(32)3n n a a n +--=-+, ∴2311(321)2(1432)323322n n n a a n n n n n +-+-=++⋯+-+=+=+,∴231321n a n n +=++ ∴322323133131933321312222n n n S S a n n n n n n n n ++=+=+-+++=+++. 2.求数列的前n 项和:2111111,4,7,,32,n n a a a -+++⋯+-⋯.【解析】设21111(11)(4)(7)(32)n n S n a a a -=++++++⋯++-将其每一项拆开再重新组合得21111(1)(14732)n n S n a a a-=+++⋯+++++⋯+- 当1a =时,(31)(31)22n n n n n S n -+=+=,当1a ≠时,111(31)(31)12121n n n n n a a n n a S a a-----=+=+-- 3.数列{}n a 中,*1112,,()22n n n a a a a n N n +-=-=∈+,n P 为抛物线24y x =与直线n y a =的交点,过n P 作抛物线的切线交直线1x =-于点n Q ,记n Q 的纵坐标为n b . (Ⅰ)求n a ,n b 的通项公式;(Ⅱ)求数列{}n b 的前n 项和n S .(附2222(1)(21):123)6n n n n +++++⋯+=【解析】(Ⅰ)*1,()2n n n a a n N n +=∈+,由112a =易得0n a ≠,11,(2)1n n a n n a n --=+,1212111232121143(1)n n n n n a a a a n n n a a a a n n n n n ------⨯⨯⋯⨯==⨯⨯⨯⋯⨯⨯=+-+,112a =, 故1(2)(1)n a n n n =+,经检验1n =时也符合,故n a 的通项公式为*1()(1)n a n N n n =∈+.对24y x =两边取导数,可得2y y'=,0(x ,0)y 处切线斜率为002(0)k y y =≠,切线方程为0000022()2y y x x y x y y =-+=+, 与1x =-的交点的纵坐标为0022y y -+,故n b 的通项公式为*212(1)()22(1)n n n a b n n n N a n n =-+=-++∈+. (Ⅱ)2111111112(1)22()2(1)21nn n n n k k k k S k k k k k k k k =====-++=--+-++∑∑∑∑ (1)(21)112(1)(1)621n n n n n n ++=-⨯-++-+(1)(24)32(1)n n n n n ++=-++.4.已知数列{}n a 满足11a =,2*12(1)()n n na n a n n n N +-+=+∈.(1)求证:数列1n a n ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭为等比数列:(2)求数列{}n a 的前n 项和n S .【解析】(1)由212(1)n n na n a n n +-+=+,两边同除以(1)n n +得1211n n a an n+-⨯=+,∴11222(1)1n n n a a an n n++=⨯+=++.11201a +=≠,∴10n a n +≠,∴11121n na n a n+++=+, ∴数列1n a n ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是以2为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)有12nn a n+=,∴2n n a n n =-,1212(1).12222(123)122222n n n n n S n n n +=⨯+⨯+⋯+-+++⋯+=⨯+⨯+⋯+-. 令1212222n n T n =⨯+⨯+⋯+,23412122232(1)22n n n T n n +=⨯+⨯+⨯+⋯+-+,∴231112(12)222222(1)2212n nn n n n T n n n +++⨯--=+++⋯+-=-=---,∴1(1)22n n T n +=-+.则前n 项和1(1)(1)222n n n n S n ++=-+-. 5.已知正项数列{}n a 的前三项分别为1,3,5,n S 为数列的前n 项和,满足:22321(1)(1)(3)(n n nS n S n n An Bn A +-+=+++,B R ∈,*)n N ∈.(1)求A ,B 的值; (2)求数列{}n a 的通项公式;(3)若数列{}n b 满足122(1)()222n n nb b b n a n N ++=++⋯+∈,求数列{}n b 的前n 项和n T . (参考公式:222112(1)(21))6n n n n ++⋯+=++【解析】(1)正项数列{}n a 的前三项分别为1,3,5,n S 为数列的前n 项和,满足:22321(1)(1)(3)(n n nS n S n n An Bn A +-+=+++,B R ∈,*)n N ∈.分别令1n =,2,可得:222122(3)S S A B -=++,2232233(2442)S S A B -=++,又111S a ==,23a =,35a =,24S =,39S =.24212(3)A B ∴-⨯=++,2229343(2442)A B ⨯-⨯=++, 化为:427A B A B +=⎧⎨+=⎩,解得3A =,1B =.(2)由(1)可得:22321(1)(1)(33)n nnSn S n n n n +-+=+++化为:22213311n n S S n n n n+-=+++.∴22222222222112211()()()3[(1)(2)1]3(121)11221n n n n n S S S S S S S S n n n n n n n n n ---=-+-+⋯+-+=-+-+⋯++++⋯+-+--- (1)(21)(1)3362n n n n n n ---=⨯+⨯+3n =,0n S >.2n S n ∴=.(3)由(2)可得:2n 时,221(1)21n n n a S S n n n -=-=--=-. 数列{}n b 满足122(1)()222n n n b b b n a n N ++=++⋯+∈,即122(1)(21)()222n n b b b n n n N ++-=++⋯+∈, 1n ∴=时,122b =,解得14b =.当2n 时,11221(23)222n n b b bn n ---=++⋯+,可得:412n nb n =-,即(41)2n n b n =-. ∴数列{}n b 的前n 项和23472112(41)2n n T n =+⨯+⨯+⋯+-.231243272(45)2(41)2n n n T n n +=-+⨯+⨯+⋯+-+-,231112(21)84(222)(41)24(41)2(54)2821n n n n n n T n n n +++-∴-=+++⋯+--=⨯--=---,1(45)28(1n n T n n +∴=-+=时也成立).6.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,39S =,45627a a a ++=. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2n n b a =,求数列{}n b 前n 项和n T .参考公式:222(1)(21)126n n n n ++++⋯⋯+=.【解析】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,由1322a a a +=,知3239S a ==,即23a =. 又由4565327a a a a ++==,得59a =.52932523a a d --∴===-.2(2)32(2)21n a a n d n n ∴=+-=+-=-; (2)由222(21)441n nb a n n n ==-=-+. ∴2224(12)4(12)n T n n n =++⋯+-++⋯++(1)(21)(1)4462n n n n n n +++=⨯-⨯+3(1)(21)14[441]623n n n n nn +++-=⨯-⨯+⨯=7.已知数列{}n a 的前n 项和为3n n S =,数列{}n b 满足11b =-,*1(21)()n n b b n n N +=+-∈. (1)求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)求数列{}n b 的通项公式n b ;(3)求数列{}n b 的前n 项和n T .参考公式:22221123(1)(21)6n n n n +++⋯+=++.【解析】(1)数列{}n a 的前n 项和为3n n S =,1n ∴=时,113a S ==.2n 时,1113323n n n n n n a S S ---=-=-=⨯.13,123,2n n n a n -=⎧∴=⎨⨯⎩. (2)数列{}n b 满足11b =-,*1(21)()n n b b n n N +=+-∈,即121n n b b n +-=-. 112211()()()n n n n n b b b b b b b b ---∴=-+-+⋯+-+(23)(25)311n n =-+-+⋯++-2(231)22n n n n --==-. (3)数列{}n b 的前n 项和22221(1)(1)(25)1232(12)(1)(21)2626n n n n n n T n n n n n ++-=+++⋯+-++⋯+=++-⨯=.8.已知数列{}n a 满足123(1)258(31)2n n n a a a n a ++++⋯+-=. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设(31)32(32)nn a nn a b n n -=++,求数列{}n b 的前n 项和n T .【解析】(1)数列{}n a 满足123(1)258(31)2n n n a a a n a ++++⋯+-=,① 当2n 时,1231(1)258(34)2n n n a a a n a --+++⋯+-=,② ①-②得:(1)(1)(31)22n n n n n n a n +--=-=,故(2)31n n a n n =-,当1n =时,解得112a =,首项符合通项,故31n n a n =-.(2)由(1)得:(31)3311222()(32)(31)(32)3132nn a n n n n a b n n n n n n -=+=+=+-+-+-+, 所以12111111(222)()25583132nn T n n =++⋯++-+-+⋯+--+2(21)1121232n n ⨯-=+--+1132322n n +=--+ 9.已知数列{}n a 满足123(1)258(31)2n n n a a a n a ++++⋯+-=. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设(31)22nn a n nn b a -=+,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【解析】(1)数列{}n a 满足123(1)258(31)2n n n a a a n a ++++⋯+-=,① 当2n 时,1231(1)258(34)2n n n a a a n a --+++⋯+-=,② ①-②得:(1)(1)(31)22n n n n n n a n +--=-=,故(2)31n n a n n =-,当1n =时,解得112a =,首项符合通项, 故31n na n =-. (2)设(31)2222(31)nn a n n n n b n a -=+=+-,所以122(21)(231)2232212n n n n n T n n +-+-=+⨯=++--.10.已知数列{}n a 满足*1(1)(1)()n n nS n S n n n N +=+++∈,且11a =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设(2)1(1)(1)(1)n n n n a b n n n ++=≠+-,记23n n T b b b =++⋯+,求n T .【解析】(1)*1(1)(1)()n n nS n S n n n N +=+++∈,且11a =.∴111n n S S n n +=++,即111n n S Sn n+-=+, ∴数列{}n S n 是等差数列,首项为1,公差为1.∴1(1)n Sn n n=+-=,2n S n ∴=. ∴当2n 时,221(1)21n n n a S S n n n -=-=--=-.当1n =时也成立,21n a n ∴=-.(2)2n 时,(2)1(2)(21)111232()(1)(1)(1)(1)11n n n n a n n n b n n n n n n n +++-+===++-+-+--+,23(1)(523)1111111112[(1)()()()()]232435211n n n n T b b b n n n n -++∴=++⋯+=+-+-+-+⋯+-+---+2111342(1)21n n n n =+-++--+24231(1)n n n n n +=+--+.11.在数列{}n a 中,13a =,12(2)(2n n a a n n -=+-,*)n N ∈. (1)求证:数列{}n a n +是等比数列,并求{}n a 的通项公式; (2)求数列{}n a 的与前n 项和n S .【解析】(1)证明:13a =,12(2)(2n n a a n n -=+-,*)n N ∈.12(1)n n a n a n -∴+=+-,∴数列{}n a n +是等比数列,首项为4,公比为2.11422n n n a n n -+∴=⨯-=-.(2){}n a 与前n 项和231(222)(12)n n S n +=++⋯+-++⋯+4(21)(1)212n n n -+=--22242n n n ++=-- 12.单调递增数列{}n a 满足21231()2n na a a a a n +++⋯+=+. (1)求1a ,并求数列{}n a 的通项公式;(2)设111,21,n n n a n a n c a n -+-⎧=⎨⨯+⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前2n 项和2n T . 【解析】(1)21231()2n n a a a a a n +++⋯+=+,①∴当1n =时,2111(1)2a a =+,解得11a =,当2n 时,2123111(1)2n n a a a a a n --+++⋯+=+-,② ①-②并整理,得2211(1)2n n n a a a -=-+,∴221(1)0n n a a ---=,解得11nn a a --=或11(2)n n a a n -+= 又{}n a 单调递增数列,故11n n a a --=,{}n a ∴是首项是1,公差为1的等差数列,n a n ∴=⋯ (2)111,21,n n n a n a n c a n -+-⎧=⎨⨯+⎩为奇数为偶数,∴13212(242)[1232(21)2]n n T n n n -=++⋯++⨯+⨯+⋯-⨯+ 1321(1)[1232(21)2]n n n n n -=++⨯+⨯+⋯-⨯+,记13211232(21)2n n S n -=⨯+⨯+⋯-⨯③ 352141232(21)2n n S n +=⨯+⨯+⋯-⨯④,由③-④得4622132222(21)2n n n S n +-=+++⋯+--,∴24622132222(21)22n n n S n +-=+++⋯+---,214(14)3(21)2214n n n S n +--=----,∴214(14)(21)22933n n n n S +--=++,21(65)21099n n n S +-=+,∴2122(65)210299n n n T n n +-=+++.⋯(13分)第5讲 裂项求和1.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且912162a a =+,24a =,则数列1{}n S 的前20项的和为( )A .1920 B .2021C .2122D .2223【解析】由912162a a =+及等差数列通项公式得1512a d +=,又214a a d ==+,12a d ∴==,2(1)222n n n S n n n -∴=+⨯=+,∴1111(1)1n S n n n n ==-++, ∴数列1{}n S 的前20项的和为1111111120112233420212121-+-+-+⋯+-=-=,选B 2.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足(1)2n n n S +=,则数列11{}n n a a +的前10项的和为 . 【解析】数列{}n a 的前n 项和n S 满足(1)2n n n S +=,可得1n =时,111a S ==, 2n 时,1(1)(1)22n n n n n n na S S n -+-=-=-=,上式对1n =也成立,故n a n =,*n N ∈, 11111(1)1n n a a n n n n +==-++,则数列11{}n n a a +的前10项的和为111111101122310111111-+-+⋯+-=-=. 3.数列{}n a 的各项均为正数,12a =,114n n n n a a a a ++-=+,若数列11{}n na a -+的前n 项和为5,则n = . 【解析】数列{}n a 的各项均为正数,12a =,114n n n n a a a a ++-=+,2214n n a a +∴-=,2214n n a a +∴=+,1n a +∴ 12a =,2a ∴=3a ∴=4a =,⋯由此猜想n a =.11142,n n n n a a a a a ++=-=+,若数列11n n a a -⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和为5,∴21321111()(2)544n n n a a a a a a a ++-+-+⋯+-=-=,22∴=,解得1121n +=,120n ∴=. 4.已知数列{}n a 中,11a =,214a =,且1(1)(2n n n n a a n n a +-==-,3,4,)⋯. (1)求3a 、4a 的值;(2)设*111()n n b n N a +=-∈,试用n b 表示1n b +并求{}n b 的通项公式; (3)设*1sin3()cos cos n n n c n N b b +=∈,求数列{}n c 的前n 项和n S .【解析】(1)数列{}n a 中,11a =,214a =, 且1(1)(2nn nn a a n n a +-==-,3,4,)⋯,∴2321(21)1412724a a a -===--,34312(31)17131037a a a ⨯-===--,∴317a =,4110a = (2)当2n 时,1(1)1111(1)(1)(1)1n n n n n n n a n a n a n a n a n a +---=-==----,∴当2n 时,11n n n b b n -=-, 故*11,n n n b b n N n++=∈,累乘得1n b nb =,13b =,3n b n ∴=,*n N ∈ (3)1sin 3cos cos n n n c b b +=sin(333)tan(33)tan3cos(33)cos3n n n n n n+-==+-+,12n n S c c c ∴=++⋯+(tan6tan3)(tan9tan6)(tan(33)tan3)n n =-+-+⋯++-tan(33)tan3n =+-5.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且223n n a a =+,33S =,数列{}n b 为等比数列,13310b b a +=,24610b b a +=.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (2)若11(1)(1)(1)n n n n n b c b b b -+=+++,求数列{}n c 的前n 项和n T ,并求使得2116n T λλ<-恒成立的实数λ的取值范围.【解析】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,223n n a a =+,33S =,21123a a a d ∴=+=+,1333a d +=, 解得11a =-,2d =.12(1)23n a n n ∴=-+-=-.设等比数列{}n b 的公比为q ,13310b b a +=,24610b b a +=.∴21(1)103b q +=⨯,31()109b q q +=⨯, 解得13b =,3q =.3n n b ∴=.(2)1111113311[](1)(1)(1)(31)(31)(31)8(31)(31)(31)(31)n n n n n n n n n n n n n b c b b b -+-+-+===-++++++++++, ∴数列{}n c 的前n 项和13113[]824(31)(31)64n n n T +=-<⨯++,2116n T λλ<-恒成立,化为2316416λλ-,即264430λλ--,解得:14λ,或316λ-. 6.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且5125S S =,212n n a a -=. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若数列{}n b 满足11b a =,且n b,2n ,*n N ∈,求证:{}n b 的前n 项和n T <.【解析】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,5125S S =,212n n a a -=,11545252a d a ⨯∴+=,111(1)[(21)1]2a n d a n d +-=+--,解得11a =,2d =.12(1)21n a n n ∴=+-=-.(2)证明:2(121)2n n n S n +-==.n b =,2n ,*n N ∈,则:{}n b 的前n项和1n T b =+⋯⋯+11==222()2()a b a b ++,a ,0b >,a b ≠.1∴+=.n T ∴<.7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2321112322n S S S S n n n +++⋯+=+. (1)求数列{}n a 的前n 项和n S 和通项公式n a ; (2)设11n n n b a a +=,数列{}n b 的前n 项和为n T ,求使得715n T >的最小正整数n . 【解析】(1)2321112322n S S S S n n n +++⋯+=+,① ∴2312111(1)(1)23122n S S S S n n n -+++⋯+=-+--,2n ,② ①②两式相减得nS n n=,2n 故2n S n =,2n ,又11S =,从而2n S n =,*n N ∈ 易得11,11,1,221,2n nn S n n a S S n n n -==⎧⎧==⎨⎨--⎩⎩,21n a n ∴=-.(2)由(1)得1111()(21)(21)22121n b n n n n ==--+-+,故12311111111(1)(1)2335212122121n n nT b b b b n n n n =+++⋯+=-+-+⋯+-=-=-+++.由715n T >得7n >, 又当*n N ∈时,n T 单调递增,故所求最小正整数n 为8.。
数列的19种经典题型一、公差不等于零的等差数列1. 前n项和:求出前n项的和Sn=a1+a2+…+an,Sn=n/2*(a1+an);2. 等比数列的前n项和:求出前n项的和Sn=a1+a2+…+an,若q为等比数列的公比,则Sn = a1(1-q^n)/(1-q);3. 概率的前n项和:求出前n项的和Sn=a1+a2+…+an,若q为概率的公比,则Sn = a1(1-q^n)/(1-q);4. 等差数列的前n项乘积:求出前n项的乘积Pn = a1*a2*…*an,若d为等差数列的公差,则Pn = (a1 + (n-1)*d) * (a1 + (n-2)*d) * … * a1;5. 等比数列的前n项乘积:求出前n项的乘积Pn = a1*a2*…*an,若q为等比数列的公比,则Pn = a1 *q^(n-1) * q^(n-2) * … * a1;6. 概率的前n项乘积:求出前n项的乘积Pn =a1*a2*…*an,若q为概率的公比,则Pn = a1 * q^(n-1) * q^(n-2) * … * a1;7. 等差数列的通项公式:若a1,a2,…,an为等差数列,若d为该数列的公差,则an = a1+(n-1)*d;列,若q为该数列的公比,则an = a1*q^(n-1);9. 概率的通项公式:若a1,a2,…,an为概率的序列,若q为该数列的公比,则an = a1*q^(n-1);10. 等差数列中某项的值:若a1,a2,…,an为等差数列,若d为该数列的公差,若知a1的值,则求出an的值,只需要把an的表达式代入即可。
11. 等比数列中某项的值:若a1,a2,…,an为等比数列,若q为该数列的公比,若知a1的值,则求出an的值,只需要把an的表达式代入即可。
12. 概率的某项的值:若a1,a2,…,an为概率的序列,若q为该数列的公比,若知a1的值,则求出an的值,只需要把an的表达式代入即可。
数列精华题型归纳一、 等差数列的定义与性质() 定义:为常数,a a d d a a n d n n n +-==+-111() 等差中项:,,成等差数列x A y A x y ⇔=+2 ()()前项和n S a a n nan n d n n =+=+-11212{}性质:是等差数列a n()若,则;1m n p q a a a a m n p q +=++=+ {}{}{}()数列,,仍为等差数列;2212a a ka b n n n -+ S S S S S n n n n n ,,……仍为等差数列;232-- ()若三个数成等差数列,可设为,,;3a d a a d -+ ()若,是等差数列,为前项和,则;42121a b S T n a b S T n n n n m m m m =-- {}()为等差数列(,为常数,是关于的常数项为52a S an bn a b n n n ⇔=+ 0的二次函数){}S S an bn a n n n 的最值可求二次函数的最值;或者求出中的正、负分界=+2项,即:当,,解不等式组可得达到最大值时的值。
a d a a S n n n n 110000><≥≤⎧⎨⎩+当,,由可得达到最小值时的值。
a d a a S n n n n 110000<>≤≥⎧⎨⎩+{}如:等差数列,,,,则a S a a a S n n n n n n =++===--1831123(由,∴a a a a a n n n n n ++=⇒==----12113331()又·,∴S a a aa 31322233113=+===()()∴·S a a n a a n nn n n =+=+=+⎛⎝ ⎫⎭⎪=-12122131218 ∴=n 27) 二、等比数列的定义与性质 定义:(为常数,),a a q q q a a q n nn n +-=≠=1110 等比中项:、、成等比数列,或x G y G xy G xy ⇒==±2()前项和:(要注意)n S na q a q qq n n ==--≠⎧⎨⎪⎩⎪111111()()!{}性质:是等比数列a n()若,则··1m n p q a a a a m n p q +=+= (),,……仍为等比数列2232S S S S S n n n n n -- 三、求数列通项公式的常用方法 1、公式法2、n n a S 求由;(时,,时,)n a S n a S S n n n ==≥=--121113、求差(商)法{}如:满足……a a a a n n n n 121212251122+++=+<>解:n a a ==⨯+=1122151411时,,∴n a a a n n n ≥+++=-+<>--2121212215212211时,……<>-<>=12122得:n n a ,∴a n n =+21,∴a n n n n ==≥⎧⎨⎩+141221()()练习、{}数列满足,,求a S S a a a n n n n n +==++111534(注意到代入得:a S S S S n n n n n+++=-=1114 {}又,∴是等比数列,S S S n n n 144== n a S S n n n n ≥=-==--23411时,……· 4、叠乘法{}例如:数列中,,,求a a a a nn a n n n n 1131==++ 解:a a a a a a n n a a nn n n 213211122311·……·……,∴-=-= 又,∴a a nn 133==5、等差型递推公式由,,求,用迭加法a a f n a a a n n n -==-110()n a a f a a f a a f n n n ≥-=-=-=⎫⎬⎪⎪⎭⎪⎪-22321321时,…………两边相加,得:()()()a a f f f n n -=+++123()()()…… ∴……a a f f f n n =++++023()()()练习、{}()数列,,,求a a a a n a n n n n n 111132==+≥--()()a n n=-1231 6、等比型递推公式()a ca d c d c c d n n =+≠≠≠-1010、为常数,,, ()可转化为等比数列,设a x c a x n n +=+-1()⇒=+--a ca c x n n 11令,∴()c x d x d c -==-11∴是首项为,为公比的等比数列a d c a d c c n +-⎧⎨⎩⎫⎬⎭+-111 ∴·a d c a d c c n n +-=+-⎛⎝ ⎫⎭⎪-1111∴a a d c c d c n n =+-⎛⎝ ⎫⎭⎪---1111练习、{}数列满足,,求a a a a a n n n n 11934=+=+()a n n =-⎛⎝ ⎫⎭⎪+-843117、倒数法例如:,,求a a a a a n n n n 11122==++ ,由已知得:1221211a a a a n n n n+=+=+ ∴11121a a n n +-= , ∴⎧⎨⎩⎫⎬⎭=111121a a n 为等差数列,,公差为 ()()∴=+-=+11112121a n n n · ,∴a n n =+21三、 求数列前n 项和的常用方法1、公式法:等差、等比前n 项和公式2、裂项法:把数列各项拆成两项或多项之和,使之出现成对互为相反数的项。
3月6日数列综合练习题一、单选题1.已知数列为等比数列,是它的前n项和.若,且与的等差中项为,则()A .35B .33C .31D .29【答案】C 【解析】试题分析:∵等比数列{}n a ,∴21a a q =⋅,∴13134222a q a a q a a ⋅⋅=⇒⋅=⇒=,又∵与的等差中项为54,∴477512244a a a ⋅=+⇒=,∴3741182a q q a ==⇒=,∴41316a a q ==,515116(1)(1)32311112a q S q--===--.2.等差数列{}n a 中,19173150a a a ++=则10112a a -的值是()A.30B.32C.34D.25【答案】A 【解析】试题分析:本题考查等差数列的性质,难度中等.由条件知930a =,所以10112a a -=930a =,故选A.3.数列满足且,则等于()A.B.C.D.【答案】D 【解析】由有解知数列1n x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为1,公差为211112x x -=的等差数列;所以11121(1),221n n n n x x n +=+-=∴=+.故选D 4.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列21{}n a -的前n 项和为n T ,下列说法错误..的是()A .若n S 有最大值,则n T 也有最大值B .若n T 有最大值,则n S 也有最大值C .若数列{}n S 不单调,则数列{}n T 也不单调D .若数列{}n T 不单调,则数列{}n S 也不单调【答案】C 【解析】【详解】解:数列{a 2n ﹣1}的首项是a 1,公差为2d ,A .若S n 有最大值,则满足a 1>0,d <0,则2d <0,即T n 也有最大值,故A 正确,B .若T n 有最大值,则满足a 1>0,2d <0,则d <0,即S n 也有最大值,故B 正确,C .S n =na 1()12n n -+•d 2d =n 2+(a 12d -)n ,对称轴为n 111122222d da a a d d d --=-==--⨯,T n =na 1()12n n -+•2d =dn 2+(a 1﹣d )n ,对称轴为n 111222a d d -=-=-•1a d,不妨假设d >0,若数列{S n }不单调,此时对称轴n 11322a d =-≥,即1a d-≥1,此时T n 的对称轴n 1122=-•111122a d ≥+⨯=1,则对称轴1122-•132a d <有可能成立,此时数列{T n }有可能单调递增,故C 错误,D .不妨假设d >0,若数列{T n }不单调,此时对称轴n 1122=-•132a d ≥,即1a d-≥2,此时{S n }的对称轴n 11122a d =-≥+25322>=,即此时{S n }不单调,故D 正确则错误是C ,故选C .5.设n=()A .333n 个B .21333n - 个C .21333n- 个D .2333n 个【答案】A【解析】1013333n n -====⋅⋅⋅ 个.故选A.6.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2124n n a S n +=++,且21a -,3a ,7a 恰好构成等比数列的前三项,则4a =().A .1B .3C .5D .7【答案】C 【详解】∵2124n n a S n +=++,当2n ≥,()21214n n a S n -=+-+,两式相减,化简得()2211n n a a +=+,∵0n a >,∴11n n a a +=+,数列{}n a 是公差1的等差数列.又21a -,3a ,7a 恰好构成等比数列的前三项,∴()()211126a a a +=+,∴12a =,∴45a =.故选:C第II 卷(非选择题)二、填空题7.已知数列{}n a 的首项11a =,且1(1)12nn na a n a +=+ ,则5a =____.【答案】198.等差数列{}n a 中,39||||a a =,公差0d <,则使前n 项和n S 取得最大值的自然数n 是________.【答案】5或6【解析】试题分析:因为0d <,且39||||a a =,所以39a a =-,所以1128a d a d +=--,所以150a d +=,所以60a =,所以0n a >()15n ≤≤,所以n S 取得最大值时的自然数n 是5或6.9.数列{}n a 满足:11a =,121n n a a +=+,且{}n a 的前n 项和为n S ,则n S =__.【答案】122n n +--【详解】由121n n a a +=+得()1+121n n a a +=+所以1112+n n a a +=+,且112a +=所以数列{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列,且11=222n nn a -+⨯=所以21nn a =-前n 项和()123121222222212n nn nS n n n +-=++++-==--- 10.已知数列{}n a 中,132a =前n 项和为n S ,且满足()*123n n a S n N ++=∈,则满足2348337n n S S <<所有正整数n 的和是___________.【答案】12【详解】由()*123n n a S n N++=∈得()123n n n SS S +-+=,即()11332n n S S +-=-,所以数列{}3n S -是首项为113332S a -=-=-,公比为12的等比数列,故31322n nS -=-⋅,所以332n n S =-,所以22332n n S =-.由2348337n n S S <<得2332334833732n n -<-<,化简得1113327n <<,故3,4,5n =.满足2348337n nS S <<所有正整数n 的和为34512++=.故答案为:12三、解答题11.已知数列{a n }满足a 1=3,a n ﹣a n ﹣1﹣3n =0,n ≥2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n 1na =,求数列{b n }的前n 项和S n .【详解】(1)数列{a n }满足a 1=3,a n ﹣a n ﹣1﹣3n =0,n ≥2,即a n ﹣a n ﹣1=3n ,可得a n =a 1+(a 2﹣a 1)+(a 3﹣a 2)+…+(a n ﹣a n ﹣1)=3+6+9+…+3n 12=n (3+3n )32=n 232+n ;(2)b n 123n a ==•2123n n =+(111n n -+),前n 项和S n 23=(1111112231n n -+-++-+ )23=(111n -+)()231n n =+.12.在数列{}n a 中,n S 为其前n 项和,满足2(,*)n n S ka n n k R n N =+-∈∈.(I )若1k =,求数列{}n a 的通项公式;(II )若数列{}21n a n --为公比不为1的等比数列,求n S .【答案】解:(1)当1k =时,2,n n S a n n =+-所以21,(2)n S n n n -=-≥,即22(1)(1),(1)n S n n n n n =+-+=+≥……3分所以当1n =时,112a S ==;当2n ≥时,221(1)(1)2n n n a S S n n n n n -=-=+----=所以数列{}n a 的通项公式为.……………6分(II )当时,1122n n n n n a S S ka ka n --=-=-+-,1(1)22n n k a ka n --=-+,111a S ka ==,若1k =,则211n a n --=-,从而{}21n a n --为公比为1的等比数列,不合题意;……………8分若1k ≠,则10a =,221a k=-,3246(1)k a k -=-212325378333,5,71(1)k k k a a a k k --+--=--=-=--由题意得,2213(5)(3)(7)0a a a -=--≠,所以0k =或32k =.……10分当0k =时,2n S n n =-,得22n a n =-,213n a n --=-,不合题意;…12分当32k =时,1344n n a a n -=-+,从而1213[2(1)1]n n a n a n ---=---因为121130,a -⨯-=-≠210n a n --≠,{}21n a n --为公比为3的等比数列,213nn a n --=-,所以231nn a n =-+,从而1233222n n S n n +=+-+.………………………14分【解析】试题分析:解:(1)当1k =时,2,n n S a n n =+-所以21,(2)n S n n n -=-≥,即22(1)(1),(1)n S n n n n n =+-+=+≥……3分所以当1n =时,112a S ==;当2n ≥时,221(1)(1)2n n n a S S n n n n n -=-=+----=所以数列{}n a 的通项公式为…6分(2)当时,1122n n n n n a S S ka ka n --=-=-+-,1(1)22n n k a ka n --=-+,111a S ka ==,若1k =,则211n a n --=-,从而{}21n a n --为公比为1的等比数列,不合题意;若1k ≠,则10a =,221a k=-,3246(1)k a k -=-212325378333,5,71(1)k k k a a a k k --+--=--=-=--由题意得,2213(5)(3)(7)0a a a -=--≠,所以0k =或32k =.当0k =时,2n S n n =-,得22n a n =-,213n a n --=-,不合题意;当32k =时,1344n n a a n -=-+,从而1213[2(1)1]n n a n a n ---=---因为121130,a -⨯-=-≠210n a n --≠,{}21n a n --为公比为3的等比数列,213nn a n --=-,所以231nn a n =-+,从而1233222n n S n n +=+-+.13.设数列{}n a 的通项公式63n a n =-+,{}n b 为单调递增的等比数列,123512b b b =,1133a b a b +=+.()1求数列{}n b 的通项公式.()2若3nn na cb -=,求数列{}n c 的前n 项和n T .【详解】()1由题意,数列{}n a 的通项公式n a 6n 3=-+,{}n b 为单调递增的等比数列,设公比为q ,123b b b 512=,1133a b a b +=+.可得331b q 512=,2113b 15b q -+=-+,解得1b 4=,或1q 2(2=-舍去),则n 1n 1n b 422-+=⋅=。
数列题型及解题方法
数列题型及解题方法
一、数列题型
1. 等比数列:等比数列是指其各项之比为常数的数列,一般表示为$\{a_n\}\ =\ a_1,\ a_2,\ a_3,\ a_4...$,其中每一项和前一项的比值为$\frac{a_{n+1}}{a_n}$都相等,即$\frac{a_{n+1}}{a_n}=q$且$q≠1$,这里$q$为等比数列的公比。
2. 等差数列:等差数列指其各项之差为常数的数列,一般表示为
$\{a_n\}\ =\ a_1,\ a_2,\ a_3,\ a_4$...,其中每一项和前一项均差为$d$且$d ≠ 0$,这里$d$为等差数列的公差数。
二、解题方法
1. 等比数列:
(1)确定公比q:首先确定等比数列的公比q,一般可从等比数列的前两项找出公比。
(2)求等比数列的和:可以利用公比q求出无穷项的和,然后求出前n项的和。
2. 等差数列:
(1)确定公差d:根据题目中的条件可以求出等差数列的公差d。
(2)求等差数列的和:根据等差数列的公差d可以求出无穷项的和,然后求出前n项的和。
【最新整理,下载后即可编辑】数列百通 通项公式求法 (一)转化为等差与等比1、已知数列{}n a 满足11a =,n a =,n N *∈2≤n ≤8),则它的通项公式n a 什么2.已知{}n a 是首项为2的数列,并且112n n n n a a a a ---=,则它的通项公式n a 是什么3.首项为2的数列,并且231n n a a -=,则它的通项公式n a 是什么4、已知数列{}n a 中,10a =,112n na a +=-,*N n ∈.求证:11n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列;并求数列{}n a 的通项公式;5.已知数列{}n a 中,13a =,1222n n a a n +=-+,如果2n n b a n =-,求数列{}n a 的通项公式(二)含有n S 的递推处理方法1)知数列{a n }的前n 项和S n 满足log 2(S n +1)=n +1,求数列{a n }的通项公式.2.)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,2(2)8n n a S +=则,数列n a3)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,111,0,4n n n n a S S a a -=-≠=则,数列n a4)12323...(1)(2)n a a a na n n n +++=++ 求数列n a(三) 累加与累乘(1)如果数列{}n a 中111,2n n n a a a -=-=(2)n ≥求数列n a(2)已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式 (3) 12+211,2,=32n n n a a a a a +==-,求此数列的通项公式.(4)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,211,2n n S n a a ==则,数列n a(四)一次函数的递推形式1. 若数列{}n a 满足1111,12n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a2 .若数列{}n a 满足1111,22n n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a(五)分类讨论(1)2123(3),1,7n n a a n a a -=+≥==,求数列n a(2)1222,(3)1,3nn a n a a a -=≥==,求数列n a(六)求周期 16 (1)121,41nn na a a a ++==-,求数列2004a(2)如果已知数列11n n n a a a +-=-,122,6a a ==,求2010a拓展1:有关等和与等积(1)数列{n a }满足01=a ,12n n a a ++=,求数列{a n }的通项公式(2)数列{n a }满足01=a ,12n n a a n ++=,求数列{a n }的通项公式(3).已知数列满足}{n a )(,)21(,3*11N n a a a n n n ∈=⋅=+,求此数列{a n }的通项公式.拓展2 综合实例分析1已知数列{a n }的前n 项和为n S ,且对任意自然数n ,总有()1,0,1n n S p a p p =-≠≠ (1)求此数列{a n }的通项公式(2)如果数列{}n b 中,11222,,n b n q a b a b =+=<,求实数p 的取值范围 2已知整数列{a n }满足31223341 (3)n n n na a a a a a a a --+++=,求所有可能的n a3已知{}n a 是首项为1的正项数列,并且2211(1)0(1,2,3,)n n n n n a na a a n +++-+==,则它的通项公式n a 是什么4已知{}n a 是首项为1的数列,并且134nn n a a a +=+,则它的通项公式n a 是什么5、数列{}n a 和{}n b 中,1,,+n n n a b a 成等差数列,n b ,1+n a ,1+n b 成等比数列,且11=a ,21=b ,设nnn b a c =,求数列{}n c 的通项公式。
0.引言在数学分析的学习过程中,极限的思想和方法起着基础性的作用,极限的基本思 想自始至终对解决分析学中面临的问题起关键作用,而数列极限又是极限的基础.涉及到数列极限的问题有很多,包括数列极限的求法、给定数列极限存在性的证明等.数列极限的证明和求解是较为常见的一种题型,数列极限反应的是数列变化的趋势,其证明和求解也是数学分析题中的重点,主要原因是其证法与求法没有固定的程序可循,方法多样,技巧性强,涉及知识面较广,因此在数学刊物上常可看到这类文章,但大多是对某一些或某一类数列极限的证明或求解,很少系统地探索数列极限证法和求法的基本技巧和方法.随着社会的快速发展及数学本身的发展,迫切地需要对这些方法进行归纳. 当前,有不少文献对数列极限求解方法做了一些探讨,如文献[1]-[10],但是方法的应用举例较少,不全面. 在高等数学竞赛及研究生入学考试中, 数列极限求解方法是经常出现的一种题型. 这些都说明: 数列极限求解方法是一个重要的研究课题. 本文作者将对有关数列极限求解的方法做比较全面系统的归纳,同时举例进行说明.本文归纳了十五种方法. 1.定义法N ε-定义:设{}n a 为数列,a 为定数,若对任给的正数ε,总存在正数N ,使得当n N >时,有n a a ε-<,则称数列{}n a 收敛于a .记作:lim n n a a →∞=.否则称{}n a 为发散数列.例1.求证1lim 1,nn a →∞=其中0a >.证:当1a =时,结论显然成立.当1a >时,记11na α=-,则0α>,由()1111(1)nna n n ααα=+≥+=+-得111na a n --≤,任给0ε>,则当1a n N ε->=时,就有11n a ε-<,即11n a ε-<即1lim 1,nn a →∞=当1111101,1,lim 1,lim 1lim n n n n nn a b b b a ab→∞→∞→∞<<=>=∴==时,令则由上易知综上,1lim 1,nn a →∞=0a >例2.求7lim!nn n →∞解:77777777777771!1278917!6!n n n n n n=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅≤=-7777717177100,,0!6!6!!6!n n N n N n n n n εε⎡⎤∴-≤∴∀>∃=>-≤⎢⎥⎣⎦则当时,有<ε 7lim 0!nn n →∞∴= 2.利用柯西收敛准则柯西收敛准则:数列{}n a 收敛的充要条件是:0,ε∀>∃正整数N ,使得当,n m N >时,有n m a a ε-<. 例3.证明:数列1sin (1,2,3,)2nn kk kx n ===⋅⋅⋅∑为收敛数列. 证11111sin(1)sin 111112()122222212n mn m m n m n m m m n x x m -+++-+-=+⋅⋅⋅+≤+⋅⋅⋅+<<<-0ε∀>,取1N ε⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,当n m N >>时,有n m x x ε-<由柯西收敛准则,数列{}n x 收敛.例4.(有界变差数列收敛定理)若数列{}n x 满足条件11221n n n n x x x x x x M ----+-+⋅⋅⋅-≤,(1,2,)n =⋅⋅⋅ 则称{}n x 为有界变差数列,试证:有界变差数列一定收敛 证:令1112210,n n n n n y y x x x x x x ---==-+-+⋅⋅⋅-那么{}n y 单调递增,由已知知{}n y 有界,故{}n y 收敛,从而0,ε∀>∃正整数N ,使得当n m N >>时,有 n m y y ε-<此即1121n m n n n n m m x x x x x x x x ε---+-≤-+-+⋅⋅⋅-< 由柯西收敛准则,数列{}n x 收敛.注:柯西收敛准则把N ε-定义中的n a 与a 的关系换成了n a 与m a 的关系,其优点在于无需借用数列以外的数a 只需根据数列本身的特征就可鉴别其敛散性.3.运用单调有界定理单调有界定理:在实数系中,有界的单调数列必有极[]1限.例5.证明数列n x =n 个根式,a>0,n=1,2,⋅⋅⋅)极限存在,并求lim n n x →∞.证:由假设知n x = (1) 用数学归纳法易证:1,n n x x k N +>∈()2 此即证{}n x 单调递增. 用数学归纳法可证1n n x x +>,事实上,10n x +<<<1=由(1)(2)证得{}n x 单调递增有上界,从而lim n n x l →∞=存在,对(1)式两边取极限得 l =解得l =和l =(舍去)∴lim n n x →∞=. 4.利用迫敛性准则(即两边夹法)迫敛性:设数列{}{},n n a b 都以a 为极限,数列{}n c 满足:存在正数N ,当n>N 时,有n n n a c b ≤≤,则数列{}n c 收敛,且lim n n c a →∞=.例6.求22212lim 12n n n n n n n n n →∞⎛⎫++⋅⋅⋅+ ⎪++++++⎝⎭解:记2221212n n x n n n n n n n ⎛⎫=++⋅⋅⋅+ ⎪++++++⎝⎭,则2212121n n nx n n n n n ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+≤≤++++22(1)(1)2(2)2(1)nn n n n x n n n n ++∴≤≤+++ 22(1)1(1)limlim 2(2)22(1)n n n n n n n n n n →∞→∞++==+++由迫敛性得22212lim 12n n n n n n n n n →∞⎛⎫++⋅⋅⋅+ ⎪++++++⎝⎭=12. 注:迫敛性在求数列极限中应用广泛,常与其他各种方法综合使用,起着基础性的作用.5.利用定积分的定义计算极限黎曼积分定义:设为()f x 定义在[],a b 上的一个函数,J 为一个确定的数,若对任给的正数0ε>,总存在某一正数δ,使得对[],a b 的任意分割T,以及在其上任意选取的点集{}i ξ,[]1,i i i x x ξ-∈只要T<δ,就有()1nii i f x J ξε=-<∑,则称函数()f x 在[],a b 上(黎曼)可积,数J 为()f x 在[],a b 上的定积分,记作()ba J f x dx =⎰.例7.()()11lim !2!nnn n n n --→∞⎡⎤⋅⋅⎣⎦解:原式=n n ==11121lim 111exp lim ln 1nnn n i n i n n n n n →∞→∞=⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+=+ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎝⎭∑=()()()10expln 1exp 2ln 21x dx +=-⎰例8.求2sin sin sin lim 1112n n n n n n n n n πππ→∞⎛⎫⎪++⋅⋅⋅+ ⎪+ ⎪++⎝⎭解:因为222sinsinsin sin sin sin sin sin sin 111112n n n nn n n n n n n nn n n n n n nπππππππππ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+<++⋅⋅⋅+<+++++又2sinsinsin 12limlim sin sin sin 11n n n n n nn n n n n n n n ππππππππ→∞→∞++⋅⋅⋅+⎡⎤⎛⎫=⋅⋅++⋅⋅⋅+ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎣⎦=02sinsinsin12lim sin 1n n n n n xdx n ππππππ→∞++⋅⋅⋅+=⋅=+⎰ 同理2sin sin sin 2lim 1n n n n n n nππππ→∞++⋅⋅⋅+=+由迫敛性得2sin sin sin lim 1112n n n n n n n n n πππ→∞⎛⎫⎪++⋅⋅⋅+ ⎪+ ⎪++⎝⎭=2π. 注:数列极限为“有无穷多项无穷小的和的数列极限,且每项的形式很规X ”这一类型问题时,可以考虑能否将极限看作是一个特殊的函数定积分的定义.部分相关的数列极限直接利用积分定义可能比较困难,这时需要综合运用迫敛性准则等方法进行讨论。
数列百通通项公式求法 (一)转化为等差与等比1、已知数列{}n a 满足11a =,n a =,n N *∈2≤n ≤8),则它的通项公式n a 什么2.已知{}n a 是首项为2的数列,并且112n n n n a a a a ---=,则它的通项公式n a 是什么3.首项为2的数列,并且231n n a a -=,则它的通项公式n a 是什么4、已知数列{}n a 中,10a =,112n na a +=-,*N n ∈.求证:11n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列;并求数列{}n a 的通项公式;5.已知数列{}n a 中,13a =,1222n n a a n +=-+,如果2n n b a n =-,求数列{}n a 的通项公式(二)含有n S 的递推处理方法1)知数列{a n }的前n 项和S n 满足log 2(S n +1)=n +1,求数列{a n }的通项公式.2.)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,2(2)8n n a S +=则,数列n a3)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,111,0,4n n n n a S S a a -=-≠=则,数列na4)12323...(1)(2)n a a a na n n n +++=++求数列n a(三) 累加与累乘(1)如果数列{}n a 中111,2nn n a a a -=-=(2)n ≥求数列n a(2)已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式(3) 12+211,2,=32n n n a a a a a +==-,求此数列的通项公式.(4)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,211,2n n S n a a ==则,数列n a(四)一次函数的递推形式1. 若数列{}n a 满足1111,12n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a2 .若数列{}n a 满足1111,22n n n a a a -==+ (2)n ≥,数列n a(五)分类讨论(1)2123(3),1,7n n a a n a a -=+≥==,求数列n a(2)1222,(3)1,3nn a n a a a -=≥==,求数列n a(六)求周期16 (1) 121,41nn na a a a ++==-,求数列2004a(2)如果已知数列11n n n a a a +-=-,122,6a a ==,求2010a拓展1:有关等和与等积(1)数列{n a }满足01=a ,12n n a a ++=,求数列{a n }的通项公式(2)数列{n a }满足01=a ,12n n a a n ++=,求数列{a n }的通项公式(3).已知数列满足}{n a )(,)21(,3*11N n a a a n n n ∈=⋅=+,求此数列{a n }的通项公式.拓展2 综合实例分析1已知数列{a n }的前n 项和为n S ,且对任意自然数n ,总有()1,0,1n n S p a p p =-≠≠(1)求此数列{a n }的通项公式(2)如果数列{}n b 中,11222,,n b n q a b a b =+=<,求实数p 的取值范围2已知整数列{a n }满足31223341 (3)n n n n a a a a a a a a --+++=,求所有可能的n a3已知{}n a 是首项为1的正项数列,并且2211(1)0(1,2,3,)n n n n n a na a a n +++-+==L ,则它的通项公式n a 是什么4已知{}n a 是首项为1的数列,并且134n n n a a a +=+,则它的通项公式n a 是什么5、数列{}n a 和{}n b 中,1,,+n n n a b a 成等差数列,n b ,1+n a ,1+n b 成等比数列,且11=a ,21=b ,设nn n b a c =,求数列{}n c 的通项公式。
数列百通通项公式求法 (一)转化为等差与等比1、已知数列{}n a 满足11a =,211n n a a -=+(,n N *∈2≤n ≤8),则它的通项公式n a 什么 2.已知{}n a 是首项为2的数列,并且112n n n n a a a a ---=,则它的通项公式n a 是什么3.首项为2的数列,并且231n n a a -=,则它的通项公式n a 是什么4、已知数列{}n a 中,10a =,112n na a +=-,*N n ∈. 求证:11n a ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列;并求数列{}n a 的通项公式;5.已知数列{}n a 中,13a =,1222n n a a n +=-+,如果2n n b a n =-,求数列{}n a 的通项公式 (二)含有n S 的递推处理方法1)知数列{a n }的前n 项和S n 满足log 2(S n +1)=n +1,求数列{a n }的通项公式.2.)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,2(2)8n n a S +=则,数列n a3)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,111,0,4n n n n a S S a a -=-≠=则,数列n a 4)12323...(1)(2)n a a a na n n n +++=++ 求数列n a(三) 累加与累乘(1)如果数列{}n a 中111,2nn n a a a -=-=(2)n ≥求数列n a(2)已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式(3) 12+211,2,=32n n n a a a a a +==-,求此数列的通项公式. (4)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,211,2n n S n a a ==则,数列n a (四)一次函数的递推形式1. 若数列{}n a 满足1111,12n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a 2 .若数列{}n a 满足1111,22nn n a a a -==+ (2)n ≥,数列n a(五)分类讨论(1)2123(3),1,7n n a a n a a -=+≥==,求数列n a(2)1222,(3)1,3nn a n a a a -=≥==,求数列n a (六)求周期 16 (1) 121,41nn na a a a ++==-,求数列2004a (2)如果已知数列11n n n a a a +-=-,122,6a a ==,求2010a 拓展1:有关等和与等积(1)数列{n a }满足01=a ,12n n a a ++=,求数列{a n }的通项公式 (2)数列{n a }满足01=a ,12n n a a n ++=,求数列{a n }的通项公式(3).已知数列满足}{n a )(,)21(,3*11N n a a a n n n ∈=⋅=+,求此数列{a n }的通项公式. 拓展2 综合实例分析1已知数列{a n }的前n 项和为n S ,且对任意自然数n ,总有()1,0,1n n S p a p p =-≠≠ (1)求此数列{a n }的通项公式(2)如果数列{}n b 中,11222,,n b n q a b a b =+=<,求实数p 的取值范围2已知整数列{a n }满足31223341 (3)n n n na a a a a a a a --+++=,求所有可能的n a3已知{}n a 是首项为1的正项数列,并且2211(1)0(1,2,3,)n n n n n a na a a n +++-+==,则它的通项公式n a 是什么4已知{}n a 是首项为1的数列,并且134nn n a a a +=+,则它的通项公式n a 是什么5、数列{}n a 和{}n b 中,1,,+n n n a b a 成等差数列,n b ,1+n a ,1+n b 成等比数列,且11=a ,21=b ,设nnn b a c =,求数列{}n c 的通项公式。
专题6-2数列大题综合18种题型目录讲高考................................................................................................................................................................................1题型全归纳......................................................................................................................................................................2【题型一】恒成立求参...............................................................................................................................................2【题型二】数列“存在型”求参.............................................................................................................................2【题型三】“存在型”证明题.................................................................................................................................3【题型四】数列“存在型不定方程型...................................................................................................................3【题型五】双数列相同项“存在型”...................................................................................................................4【题型六】新数列与“子数列”型........................................................................................................................4【题型七】“下标”数列型......................................................................................................................................5【题型八】指数型常规裂项求和.............................................................................................................................5【题型九】“指数等差型”裂项求和...................................................................................................................5【题型十】“指数分子拆分型”裂项求和..........................................................................................................6【题型十一】“正负裂和”型裂项求和...............................................................................................................7【题型十二】“分离常数型”裂项求和...............................................................................................................7【题型十三】先放缩再裂项求和.............................................................................................................................7【题型十四】前n 项积型...........................................................................................................................................8【题型十五】解数列不等式......................................................................................................................................8【题型十六】证明数列不等式.................................................................................................................................9【题型十七】求和:范围最值型.............................................................................................................................9【题型十八】“隐和型”...........................................................................................................................................9专题训练. (10)讲高考1.(·湖南·高考真题)数列{}n a 22122π0,2,1cos 4sin ,1,2,3,22n nn n a a a a n π+⎛⎫===++=⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭.(1)求34,a a ,并求数列{}n a 的通项公式;(2)设()13212422,,2kk k k k k kS S a a a T a a a W k T *-=+++=+++=∈+N ,求使1k W >的所有k 的值,并说明理由.2.(2022·天津·统考高考真题)设{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,且1122331a b a b a b ==-=-=.(1)求{}n a 与{}n b 的通项公式;(2)设{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()1111n n n n n n n S a b S b S b +++++=-;(3)求211(1)nkk k k k a a b +=⎡⎤--⎣⎦∑.3.(2022·全国·统考高考真题)已知{}n a 为等差数列,{}n b 是公比为2的等比数列,且223344a b a b b a -=-=-.(1)证明:11a b =;(2)求集合{}1,1500k m k b a a m =+≤≤中元素个数.4.(2022·全国·统考高考真题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知221nn S n a n+=+.(1)证明:{}n a 是等差数列;(2)若479,,a a a 成等比数列,求n S 的最小值.5.(2021·全国·统考高考真题)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,n b 为数列{}n S 的前n 项积,已知212n n S b +=.(1)证明:数列{}n b 是等差数列;(2)求{}n a 的通项公式.题型全归纳【题型一】恒成立求参【讲题型】例题1.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S,且1n a +=.(1)求{}n a 的通项公式;(2)数列14n n n S a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,且()112nn n n n T a S λ++≤对任意的*N n ∈恒成立,求实数λ的取值范围.(参考数据:132 1.26≈)已知数列{}n a 中,111,31n n a a a +==+.(1)求证:12n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列,并求{}n a 的通项公式;(2)数列{}n b 满足()1312nn n nn b a +=-⋅⋅,数列{}n b 的前n 项和为n T ,若不等式()(8)42252n T n n λλ+-≤-+成立的自然数n 恰有4个,求正整数λ的值.【题型二】数列“存在型”求参【讲题型】例题1.设正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,首项为1,已知对任意整数,m n ,当n m >时,m n m n m S S q S --=⋅(q 为正常数)恒成立.(1)求证:数列{}n a 是等比数列;(2)证明:数列1{}n n SS +是递增数列;(3)是否存在正常数c ,使得{lg()}n c S -为等差数列?若存在,求出常数c 的值;若不存在,说明理由.【练题型】已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,且11a =,数列n n S a ⎧⎫⎨⎩⎭是公差为12的等差数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记数列{}2nn a 的前n 项和为n T ,是否存在实数t 使得数列2n n T t +⎧⎫⎨⎬⎩⎭成等差数列,若存在,求出实数t 的值;若不存在,说明理由.【题型三】“存在型”证明题【讲题型】例题1.已知正项数列{}n a ,其前n 项和n S ,满足()12N n n nS a n a *=+∈.(1)求证:数列{}2n S 是等差数列,并求出n a 的表达式;(2)数列{}n a 中是否存在连续三项12,,k k k a a a ++,使得()12111,,N k k k k a a a *++∈构成等差数列?请说明理由.在数列{}n a 中,已知10a =,26a =,且对于任意正整数n 都有2156n n n a a a ++=-.(1)令12n n n b a a +=-,求数列{}n b 的通项公式;(2)设m 是一个正数,无论m 为何值,是否都有一个正整数n 使13n na m a +-<成立.【题型四】数列“存在型不定方程型【讲题型】例题1.设公比为正数的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知38a =,248S =,数列{}n b 满足24log n n b a =.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)是否存在*N m ∈,使得12m m m b b b ++⋅是数列{}n b 中的项?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.已知数列{}n a 满足()121232n n n a a a a -⋅⋅⋅= .(1)证明:{}n a 是等比数列.(2)判断()223*8mm -∈N 是否可能是数列{}na 中的项.若是,求出m 的最大值;若不是,请说明理由.【题型五】双数列相同项“存在型”【讲题型】例题1.已知{}n a 是等差数列,{}n b 是公比不为1的等比数列,1122532,,a b a b a b ====.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若集合*,,N M b b a m k ==∈∣,且1100k ≤≤,求M 中所有元素之和.已知数列{}n a 的通项公式为21n a n =+,等比数列{}n b 满足211b a =-,321b a =-.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)记{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,求满足n m T S =(410n <≤)的所有数对(),n m .【题型六】新数列与“子数列”型【讲题型】例题1.已知数列{}n a ,{}n b 其前n 项和分别为n S ,n T 且分别满足23122n S n n =-,()31N 22n n T b n +=-∈.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式.(2)将数列{}n a ,{}n b 的各项按1a ,1b ,2a ,2b …n a ,n b 顺序排列组成数列{}n c ,求数列{}n c 的前n 项和n M .【练题型】已知等差数列{}n a 和等比数列{}n b 满足3121,8,log n n a b a b ===,*n ∈N .(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)设数列{}n a 中不在数列{}n b 中的项按从小到大的顺序构成数列{}n c ,记数列{}n c 的前n 项和为n S ,求50S .【题型七】“下标”数列型【讲题型】例题1.已知数列{}n a ,{}n b ,n S 是数列{}n a 的前n 项和,已知对于任意*N n ∈,都有323n n a S =+,数列{}n b 是等差数列,131log b a =,且25b +,41b +,63b -成等比数列.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式.(2)记2,,n n n a n c b n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前n 项和n T .【练题型】定义集合{}1*2N k M k -=∈,数列{}n a 满足12,0,n n a n M a n M-+∉⎧=⎨∈⎩(1)定义数列122n n n b a -+=,证明:{}n b 为等比数列(2)记数列{}n a 的前n 项和为n S ,求满足2310n S =的正整数n【题型八】指数型常规裂项求和【讲题型】例题1.设数列{}n a 的前n 项和为()*,226n n n S S a n n =+-∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列112n n n a a ++⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前m 项和127258m T ,求m 的值.已知数列{}n a 满足1123333n n nn a a a n -+++=⋅ .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令()()111nn n n a b a a +=++,设{}n b 的前n 项和为n S ,若n m S >对*N n ∈恒成立,求实数m的取值范围.【题型九】“指数等差型”裂项求和【讲题型】例题1..等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 是等比数列,满足13a =,11b =,2210b S +=,5232a b a -=.(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)令n n n c a b =⋅,设数列{}n c 的前n 项和为n T ,求n T ;(3)令()121nn n n n b d a a +-⋅=-⋅,设数列{}n d 的前n 项和为n K ,求证:13n K <.天津市宝坻区第四中学2022-2023学年高二上学期期末数学试题已知{}n a 为等差数列,{}n b 为公比大于0的等比数列,且11a =,12b =,2312b b +=,4642a a b +=.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设22,381,.n nn n n n n a n b c a n a a b ++⎧⎪⎪=⎨+⎪⋅⎪⎩为偶数;为奇数求数列{}n c 的前2n 项和2n T .【题型十】“指数分子拆分型”裂项求和【讲题型】例题1.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,152a =,124n n S a +=-.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若()()()121111n n n n n a b a a +--=++,求数列{}n b 的前n 项和为nT .已知数列{}n a 是公比1q >的等比数列,前三项和为13,且1a ,22a +,3a 恰好分别是等差数列{}n b 的第一项,第三项,第五项.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)已知*k ∈N ,数列{}n c 满足21,21,2n n n n nn k b b c a b n k +⎧=-⎪=⎨⎪=⎩,求数列{}n c 的前2n 项和2n S ;(3)设()()2(810)12121n n n n n a d a a +--=++,求数列{}n d 的前n 项和n T .【题型十一】“正负裂和”型裂项求和【讲题型】例题1.记正项数列{}n a 的前n 项积为n T ,且121n na T =-.(1)证明:数列{}n T 是等差数列;(2)记()1441n n n n n b T T ++=-⋅,求数列{}n b 的前2n 项和2n S .已知数列{}n a 的满足11a =,m n m n a a a +=+()*,m n ∈N .(1)求{}n a 的通项公式;(2)记121(1)n n n n n b a a ++=-⋅,数列{}n b 的前2n 项和为2n T ,证明:2213n T -<≤-.【题型十二】“分离常数型”裂项求和【讲题型】例题1.数列{}n a12a =且324,3,a a a 成等差数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2122log ,n nn n n b b b ac b b +-==+,求数列{}n c 的前n 项和n S .已知等差数列{}n a 的通项公式为()22n a n c c =-<,记数列{}n a 的前n 项和为()*N n S n ∈,且数列为等差数列.(1)求数列}n a 的通项公式;(2)设数列14n n n S a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为()*N n T n ∈,求{}n T 的通项公式.【题型十三】先放缩再裂项求和【讲题型】例题1.已知数列{}n a 的前n 项和()2n S n n λλ=+∈R ,且36a =,正项等比数列{}n b 满足:11b a =,2324.b b a a +=+(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若2022n nc b =-,求数列{}n c 的前n 项和n T ;(3)证明:()2131nii i b b =<-∑.【练题型】已知函数()e 1xf x a x =--,a ∈R(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)若()0f x ≥恒成立,①求a 的取值范围;②设*n ∈N ,证明:()()1121ln 1.32121ini i i +=⎡⎤+<⎢⎥++⎢⎥⎣⎦∑【题型十四】前n 项积型【讲题型】例题1.在等比数列{}n a 中,18a =,前n 项和为2,1n S S -是1S 和3S 的等差中项.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设12n n T a a a =⋅ ,求n T 的最大值.已知数列{}n a 满足()*123N ,2n n a a n n n -+=+∈≥,且24a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)数列{}n b 满足()12,1log ,2n nn n b a n +=⎧⎪=⎨≥⎪⎩,*N n ∈,若()*1238N k b b b b k ⋅⋅=∈ ,求k 的值.【题型十五】解数列不等式【讲题型】例题1.已知数列{}n a 的首项135a =,且满足1321n n n a a a +=+.(1)已知数列11n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是等比数列,求公比q ;(2)若11100ni ia =<∑,求满足条件的最大整数n .【练题型】已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且412716,28a a S +==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足43n nn a a b =,且{}n b 的前n 项和为n T ,求满足不等式31n n a T ⋅->的n 的值.【题型十六】证明数列不等式【讲题型】例题1.已知等差数列{}n a 满足312a =,5748a a +=,{}n a 的前n 项和为n S .(1)求n a 及n S 的通项公式;(2)记12111n n T S S S =++⋅⋅⋅+,求证:1142n T ≤<.【练题型】已知数列{}n a ,11a =,11nn na a a +=+.(1)求数列{}n a 通项公式;(2)若数列{}n b 满足:2111n n i i i i b a -===∑∑.(i )证明:1n b ≤;(ii )证明:11112321nn ++++≤- .【题型十七】求和:范围最值型【讲题型】例题1.已知各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,且11111n n n n S a S a +++-=+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设13n n n a ab -=,且数列{}n b 的前n 项和为n T ,求n T 的取值范围.【练题型】已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足 2 3n n S a n =+-,*n ∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)21n n n b a =-,数列{}n b 是否存在最大项,若存在,求出最大项.【题型十八】“隐和型”【讲题型】例题1.已知等差数列{an }的首项a 1=1,公差d >0,且其第二项、第五项、第十四项分别是等比数列{bn }的第二、三、四项.(1)求数列{an }与{bn }的通项公式;(2)设数列{cn }对任意自然数n 均有1231123nn nc c c c a b b b b +++++= 成立,求1232023c c c c ++++ 的值.【练题型】已知等比数列{}n a 的前n 项和为3614126n S S S ==,,.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)当*n ∈N 时,112141nn n n a b a b a b -++⋯+=-,求数列{}n b的通项公式.1.已知n T 为数列{}n a 的前n 项积,且131n na T =-.(1)证明:数列{}n T 是等差数列;(2)记()1651nn n n n b T T ++=-⋅,求数列{}n b 的前n 项和n S .2.记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知()12121n n na n a a S +-++=- .(1)求n S ;(2)设()121n n n b n n S ++=+,数列{}n b 的前n 项和为n T ,证明:1n T <.3.已知数列{}n a 中,12a =,23a =,其前n 项和n S 满足1121n n n S S S +-+=+(2n ≥,*n ∈N ).(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设14(1)2n a n n n b λ-=+-⋅(λ为非零整数,*n ∈N ),试确定λ的值,使得对任意*n ∈N ,都有1n n b b +>成立.4.(河北省邯郸市2023届高三上学期期末数学试题)设n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知0n a >,2364n n n a a S +=+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若11n n n c a a +=,记数列{}n c 的前n 项和为n T ,证明:112812n T ≤<.5(2022秋·贵州贵阳·高三贵阳一中校考阶段练习)已的数列{}n a 的首项123a =,112n n n n a a a a ++=-,+n ∈N .(1)求证:数列11n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭等比数列;(2)记12111n n T a a a =++⋅⋅⋅+,若7n T <,求n 的最大值.。
(word完整版)数列全部题型归纳(非常全面,经典),推荐文档数列百通通项公式求法 (一)转化为等差与等比1、已知数列{}n a 满足11a =,211n n a a -=+(,n N *∈2≤n ≤8),则它的通项公式n a 什么2.已知{}n a 是首项为2的数列,并且112n n n n a a a a ---=,则它的通项公式n a 是什么3.首项为2的数列,并且231n n a a -=,则它的通项公式n a 是什么4、已知数列{}n a 中,10a =,112n na a +=-,*N n ∈.求证:11n a ??-??是等差数列;并求数列{}n a 的通项公式;5.已知数列{}n a 中,13a =,1222n n a a n +=-+,如果2n n ba n =-,求数列{}n a 的通项公式(二)含有n S 的递推处理方法1)知数列{a n }的前n 项和S n 满足log 2(S n +1)=n +1,求数列{a n }的通项公式.2.)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,2(2)8n n a S +=则,数列n a3)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,111,0,4n n n n a S S a a -=-≠=则,数列n a4)12323...(1)(2)n a a a na n n n +++=++ 求数列n a(三)累加与累乘(1)如果数列{}n a 中111,2nn n a a a -=-=(2)n ≥求数列n a(2)已知数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式(3) 12+211,2,=32n n n a a a a a +==-,求此数列的通项公式.(4)若数列{}n a 的前n 项和n S 满足,211,2n n S n a a ==则,数列n a(四)一次函数的递推形式 1. 若数列{}n a 满足1111,12n n a a a -==+(2)n ≥,数列n a2 .若数列{}n a 满足1111,22n n n a a a -==+ (2)n ≥,数列n a(五)分类讨论(1)2123(3),1,7n n a a n a a -=+≥==,求数列n a (2)1222,(3)1,3nn a n a a a -=≥==,求数列n a(六)求周期 16 (1) 121,41nn na a a a ++==-,求数列2004a(2)如果已知数列11n n n a a a +-=-,122,6a a ==,求2010a 拓展1:有关等和与等积(1)数列{n a }满足01=a ,12n n a a ++=,求数列{a n }的通项公式(2)数列{n a }满足01=a ,12n n a a n ++=,求数列{a n }的通项公式(3).已知数列满足}{n a )(,)21(,3*11N n a a a n n n ∈=?=+,求此数列{a n }的通项公式.拓展2 综合实例分析1已知数列{a n }的前n 项和为n S ,且对任意自然数n ,总有()1,0,1n n S p a p p =-≠≠ (1)求此数列{a n }的通项公式(2)如果数列{}n b 中,11222,,n b n q a b a b =+=<,求实数p 的取值范围2已知整数列{a n }满足31223341 (3)n n n na a a a a a a a --+++=,求所有可能的n a3已知{}n a 是首项为1的正项数列,并且2211(1)0(1,2,3,)n n n n n a na a a n +++-+==L ,则它的通项公式n a 是什么4已知{}n a 是首项为1的数列,并且134nn n a a a +=+,则它的通项公式n a 是什么5、数列{}n a 和{}n b 中,1,,+n n n a b a 成等差数列,n b ,1+n a ,1+n b 成等比数列,且11=a ,21=b ,设nnn b a c =,求数列{}n c 的通项公式。
数列一、数列的概念(1)数列定义:按一定次序排列的一列数叫做数列;数列中的每个数都叫这个数列的项。
记作n a ,在数列第一个位置的项叫第1项(或首项),在第二个位置的叫第2项,……,序号为n 的项叫第n 项(也叫通项)记作n a ; 数列的一般形式:1a ,2a ,3a ,……,n a ,……,简记作 {}n a 。
例:判断下列各组元素能否构成数列 (1)a, -3, -1, 1, b, 5, 7, 9;(2)2010年各省参加高考的考生人数。
(2)通项公式的定义:如果数列}{n a 的第n 项与n 之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式。
例如:①:1 ,2 ,3 ,4, 5 ,…②:514131211,,,,…数列①的通项公式是n a = n (n ≤7,n N +∈), 数列②的通项公式是n a = 1n(n N +∈)。
说明:①{}n a 表示数列,n a 表示数列中的第n 项,n a = ()f n 表示数列的通项公式; ② 同一个数列的通项公式的形式不一定唯一。
例如,n a = (1)n-=1,21()1,2n k k Z n k-=-⎧∈⎨+=⎩;③不是每个数列都有通项公式。
例如,1,1.4,1.41,1.414,……(3)数列的函数特征与图象表示: 序号:1 2 3 4 5 6 项 :4 5 6 7 8 9上面每一项序号与这一项的对应关系可看成是一个序号集合到另一个数集的映射。
从函数观点看,数列实质上是定义域为正整数集N +(或它的有限子集)的函数()f n 当自变量n 从1开始依次取值时对应的一系列函数值(1),(2),(3),f f f ……,()f n ,…….通常用n a 来代替()f n ,其图象是一群孤立点。
例:画出数列12+=n a n 的图像.(4)数列分类:①按数列项数是有限还是无限分:有穷数列和无穷数列;②按数列项与项之间的大小关系分:单调数列(递增数列、递减数列)、常数列和摆动数列。
数列的19种经典题型及答案
1.求n项和:Sn=n*(a1+an)/2
2.求公差为d的等差数列前n项和:Sn=n*(2a1+(n-1)*d)/2
3.求公比为q的等比数列的前n项和:Sn=a1*(1-q^n)/(1-q)
4.求公比为q的等比数列的通项公式:an=a1*q^(n-1)
5.求等比数列前n项和与n项均值的关系:Sn=n*a1*q^(n-1)/(1-q).(当q>1时Sn>n*a1/2,当q<1时Sn<n*a1/2)
6.求等差数列前n项和与n项均值的关系:Sn=n*(a1+an)/2(Sn>n*a1/2)
7.求等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)*d
8.求等比数列的前n项积:Pn=a1*q^(1+2+...+(n-1))=a1*q^(n(n-1)/2)
9.求等差数列的前n项积:Pn=(a1a2)*[(an-d)-(a1-d)]/d^2
10.求公差为d的等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)*d
11.求等差数列的第n项:an=a1+(n-1)*d
12.求n项均值:a1+an/2
13.求前n项均值:3a1+3an/4
14.求连续项和:Sn=n/2*(2a1+(n-1)*d)
15.求联立等比数列之积:Pn=a1*q^n
16.求互差等比数列之积:Pn=a1a2...an=a1q^(2+4+...+(2n-2))
17.求满足条件的等差数列最小项:a1=a+l*d
18.求满足条件的等比数列最小项:a1=a*q^k
19.求满足条件的等比数列最大项:an=a*q^(n-1-k)。
【考点】数列重难点突破之一 【题目】已知数列)0()12(,,5,3,112≠--a a n a a n ,求前n 项和。
【答案】()1)12(53112--++++=n n a n a a S()2)12(5332nn a n a a a aS -++++=()()n n na n a a a a S a )12(22221)1(:21132--+++++=---当nn n n a a a S a a )12()1()1(21)1(,121----+=-≠-时 21)1()12()12(1a a n a n a S n n n --++-+=+ 当2,1n S a n ==时【分析】已知数列各项是等差数列1,3,5,…2n-1与等比数列12,,,,-n aa a a 对应项积,可用错位相减法求和。
这是典型的差比数列,而错位相减就是针对这种数列最有效的办法【考点】数列重难点突破之二 【题目】已知)12)(12()2(534312222+-++⋅+⋅=n n n S n 试求出n S 【答案】222(2)(2)11111111()(21)(21)(21)(21)(21)(21)221211k k k a k k k k k k k k k k -+===+=+--+-+-+-++ 12)1(2)1211(21)]121121()5131()311[(2121++=+-+=+--++-+-+=+++=n n n n n n n n a a a S n n【分析】裂项是很常规的操作手段,高中常见的裂项模型包括21k k+-等,一定要对这些形式做到尽量熟悉,才可能能找到相应的裂项规律。
【考点】数列重难点突破之三 【题目】已知数列{}n a 的前三项与数列{}n b 的前三项对应相同,且212322...a a a +++ 128n n a n -+=对任意的*N n ∈都成立,数列{}n n b b -+1是等差数列.⑴求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; ⑵是否存在N k *∈,使得(0,1)k k b a -∈,请说明理由.【答案】(1)已知212322a a a +++…12n n a -+8n =(n ∈*N )①2n ≥时,212322a a a +++…2128(1)n n a n --+=-(n ∈*N )②①-②得,128n n a -=,求得42n n a -=, 在①中令1n =,可得得41182a -==,所以42n n a -=(n ∈N*). 由题意18b =,24b =,32b =,所以214b b -=-,322b b -=-, ∴数列}{1n n b b -+的公差为2)4(2=---, ∴1n nb b +-=2)1(4⨯-+-n 26n =-,121321()()()n n n b b b b b b b b -=+-+-++-(4)(2)(28)n =-+-++-2714n n =-+(n ∈*N ).(2)k k b a -=2714k k -+-42k -,当4k ≥时,277()()24f k k =-+-42k -单调递增,且(4)1f =,所以4k ≥时,2()714f k k k =-+-421k -≥, 又(1)(2)(3)0f f f ===,所以,不存在k ∈*N ,使得(0,1)k k b a -∈. 【分析】第一问,看到2112322...28n n a a a a n -++++=左边相当于是数列{}12n n a -前n 项和的形式,可以联想到已知n S 求n a 的方法,当2n ≥时,1n n n S S a --=. 第二问,可以将把k k a b -看作一个函数,利用函数的思想方法来研究k k a b -的取值情况.数列不是函数,但是函数的几乎所有性质都可以套用到数列上。
【考点】数列重难点突破之四 【题目】数列{}n a 中,122+=n na n .⑴求数列{}n a 的最小项;⑵判断数列{}n a 是否有界,并说明理由. 【答案】⑴ 11)1()1(22221+-+++=-+n n n n a a n n[][][]01)1(12)1(1)1(1)()1()1(2222222>+++=+++++-++=n n n n n n n n ∴1+<n n a a ,∴数列{}n a 是递增数列,数列{}n a 的最小项为211=a .⑵ 1111222<+-=+=n n n a n ,∴数列{}n a 有界. 【分析】第一问可化为判断数列的单调性,即证1+<n na a ,或1+>n n a a ;第二问从“数列的有界性”入手,数列是特殊的函数,判断函数的单调性、有界性的方法同样适用于数列。
【考点】数列重难点突破之五 【题目】数列{}n a 是首项为1000,公比为110的等比数列,数列{b }n 满足121(lg lg lg )k k b a a a k=+++ *()N k ∈,(1)求数列{b }n 的前n 项和的最大值;(2)求数列{|b |}n 的前n 项和nS '. 【答案】(1)由题意:410n n a -=,∴lg 4n a n =-,∴数列{lg }n a 是首项为3,公差为1-的等差数列,∴12(1)lg lg lg 32k k k a a a k -+++=-,∴1(1)7[3]22n n n n b n n --=-=由100n n b b +≥⎧⎨≤⎩,得67n ≤≤,∴数列{b }n 的前n 项和的最大值为67212S S ==.(2)由(1)当7n ≤时,0n b ≥,当7n >时,0n b <,∴当7n ≤时,212731132()244n n nS b b b n n n -+'=+++==-+当7n >时,12789n n S b b b b b b '=+++----27121132()2144n S b b b n n =-+++=-+∴22113(7)4411321(7)44n n n n S n n n ⎧-+≤⎪⎪'=⎨⎪-+>⎪⎩. 【分析】我们习惯了通项公式这一说法,但是在一些情况下,通项公式也许是分段的,这种形式我们见得不是很多,但是在考场上,却并不少。
所以一定要多多注意。
【考点】数列重难点突破之六 【题目】已知各项均为正数的两个数列{}n a 和{}n b 满足:221nn n n n b a b a a ++=+,*N n ∈,(1)设n n n a b b +=+11,*N n ∈,求证:数列2n n b a ⎧⎫⎛⎫⎪⎪⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是等差数列; (2)设nn n a b b ∙=+21,*N n ∈,且{}n a 是等比数列,求1a 和1b 的值.【答案】(1)∵n n n a b b +=+11,∴1n a +=∴11n n ba ++=。
∴()2222111*n n n n n n b b b n N a a a ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-=∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭。
∴数列2n n b a ⎧⎫⎛⎫⎪⎪⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是以1 为公差的等差数列。
(2)∵00n n a >b >,,∴()()22222nn n n n n a b a b <a b +≤++。
∴11n <a +=≤。
(﹡) 设等比数列{}n a 的公比为q ,由0n a >知0q >,下面用反证法证明=1q若1,q >则212=a a <a q ≤log qn >时,11n n a a q +=【考点】数列重难点突破之七 【题目】已知等差数列{}n a 的前5项和为105,且2052a a =. (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)对任意*m ∈N ,将数列{}n a 中不大于27m 的项的个数记为m b .求数列{}m b 的前m 项和m S . 【答案】(I)由已知得:111510105,92(4),a d a d a d +=⎧⎨+=+⎩解得17,7a d ==,所以通项公式为7(1)77n a n n =+-⋅=. (II)由277m n a n =≤,得217m n -≤, 即217m m b -=. ∵211217497m k m k b b ++-==, ∴{}m b 是公比为49的等比数列, ∴7(149)7(491)14948m m m S -==--.【分析】数列的最值问题是常考的重点,基本上不外乎两类,一是通项的最值,一是n 项和的最值,两类有不同的特征,需要区别对待【考点】数列重难点突破之八 【题目】已知函数()f x与函数y =(a >0)的图象关于x y =对称.(1) 求()f x ;(2) 若无穷数列{}n a 满足1121,n n a S a a a ==++⋅⋅⋅+,且点)n n P S 均在函数()y f x =上,求a 的值,并求数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的所有项的和。
【答案】(1)2()1,(0)x f x x a=-≥(2) )n n P S ∵在()y f x =上1111,111111,2n n a aS a a a a a a ∴=-=∴=-∴=-∴=∵ 21n n S a ∴=-,当2n ≥时1121n n S a --=-1122n n n n n S S a a a --∴-==- {}12,n n n a a a -∴=∴等比且公比为2q =,首项为11a = 1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭等比公比为'12q =,首项为1 ,所以1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的各项和为1'1121112aq ==--【考点】数列重难点突破之九 【题目】已知数列{}n a 的前n 项的和为n S ,且()0,21≠≥⋅=-n n n n S n S S a ,921=a . (1)求证:⎭⎬⎫⎩⎨⎧n S 1为等差数列;(2)求数列{}n a 的通项公式. 【答案】(1)当2≥n 时,1--=n n n S S a ,∴11--⋅=-n n n n S S S S ,∴()21111≥-=--n S S n n , ∴数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n S 1为等差数列. (2)由(1)知,2211)1()1(111nn S S n -=-⨯-+=, ∴nS n 2112-=.当2≥n 时,)213)(211(4213221121n n n n S S a n n n --=---=-=-,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥--==)2(,)213)(211(4),1(,92n n n n a n【分析】n a 与n S 同时出现的时候,要么写一个类似的递推式,要么将n a 转为n S ,需要知道的是,n S 既是一个数列的前n 项和,当然其自身也是一个数列,数列的各类性质和算法都同样适用。