数列A
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数列sn、an的求法
总体而言,对于求解数列的方法有很多,它们可以按解数列中的元素的关联程度分为三大类:直观推断法、递推法和递归法。
本文就以 sn 、an 为例,正确的解决这类问题
的方法是应用合适的递推和递归方法,研究数列特性,得出数列表达式来解决。
1.直观推断法:直观推断法指从数列中寻找规律,从而对数列进行快速预测,最后从而得出这个数列的表达式。
sn和an数列的直观推断法是从已知第一项a1和公差d,把其他项一次顺推,来确定数列的特征。
sn数列的第n项可以写成$Sn= a_1+ T_1 + \cdots +T_{n-2}+T_{n-1},\ T_k= k(d_1 + d_2 + \cdots + d_k),$其中Tk是$s_k$和
$s_{k+1}$之间的公差等差等比之和,an数列则有$a_n= a_1 + (n – 1)d $
3.递归法:递归法是求解数列的一种特殊方法,也是很重要的方法,也可以用来描述数列的特性。
它把第n+1项以第n项和前面几项来表示,从而求出第n+1项。
比如sn数
列可用递归法来表示,有$s_{n+1}= s_n+ d_n$,$d_n= 1/2(d_{n-1}+ 2d_n),$其中$d_n$为第n项与前面项之间的公差。
an数列也可以用递归法来表示,有$a_{n+1}= a_n + d$,$d_n= a_{n+1}− a_n,$其中$d_n$为第n项与前面项之间的公差。
二、数列的递推公式与通项公式、前n 项和公式一、知识点回顾:1、递推公式定义:如果已知数列{}n a 的第1项(或前几项),且任一项n a 与它的前一项1n a -(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式。
2、数列前n 项和S n 与通项a n 的关系式:a n =⎩⎨⎧--11s s s n n 12=≥n n 。
在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项公式a n 的关系,是本讲内容一个重点,要认真掌握之。
注意:(1)用1--=n n n S S a 求数列的通项公式时,你注意到此等式成立的条件了吗?(2n ≥,当1n =时,11S a =);若a 1 适合由a n 的表达式,则a n 不必表达成分段形式,可化统一为一个式子。
(2)一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
3、数列的通项的求法:⑴公式法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
⑵已知n S (即12()n a a a f n +++= )求n a ,用作差法:{11,(1),(2)n nn S n a S S n -==-≥。
一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
⑶已知12()n a a a f n = 求n a ,用作商法:(1),(1)(),(2)(1)n f n f n a n f n =⎧⎪=⎨≥⎪-⎩。
⑷若1()n n a a f n +-=求n a 用累加法:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++- 1a +(2)n ≥。
⑸已知1()n n a f n a +=求n a ,用累乘法:121121n n n n n a a aa a a a a ---=⋅⋅⋅⋅ (2)n ≥。
数列n s 与n a 关系知识点1.等差数列前n 项和公式:n da n d d n n na a a n S n n )2(22)1(2)(1211-+=-+=+=2. 等比数列前n 项和公式: ⎪⎩⎪⎨⎧≠⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅--=--=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=111)1(1111q q q a a q q a q na S n n n3.数列{}n a 是等差数列⇔q p n q pn a n ,),1(≥+=为常数b a n bn an S n ,),1(2≥+=⇔为常数(没有常数项的二次函数)数列{}na 是等比数列⇔n a =m ap (a ≠0)⇔n ns ap r =+(a+r=0) 4.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,n n a n S )12(12-=-5. 数列n s 与n a关系:⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-21,11n S S n S a S n n n n训练题A 组1.设数列{}n a 的前n 项和2n S n =,则8a 的值为( A ) A.15 B.16 C.49 D.642.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,)1(13≥-=n S n n ,则=n a ( A ) A.132-⋅n B.46-n C.432-⋅n D.n32⋅3.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若,2211=S 则=6a ( B ) A.1 B.2 C.3 D.44.数列6.等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,若102,a a 是方程08122=-+x x 的两个根, 那么11S 的值为 ( D )A.44B.-44C.66D.-665.若两个等差数列{}n a 与{}n b 的前n 项和分别为n n B A ,,且3233+-=n n B A n n , 则=66b a ( C ) A.23 B.1 C.56 D.23276.(2010辽宁文数)设n S 为等比数列{}n a 的前n 项和,已知3432S a =-,2332S a =-,则公比q =( B )A.3B.4C.5D.67.设n S 是等差数列}{n a 的前n 项和,若==5935,95S S a a ( A ) A.1 B.-1 C.2 D.21 8.{}n a 的前n 项和为n S ,)1(12≥+=n n S n ,则=n a ⎩⎨⎧≥-=21211n n n9.已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,))(1(31*N n a S n n ∈-=,则=n a n )21(- 10.数列{}n a 的前n 项和为n S ,且.35-=n n S a 则{}n a 的通项公式是1)41(43--n 11.数列{}n a 前n 项和为n S ,)2(122,121≥-==n S S a a n n n ,则=n S121-n12.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若,147=S 则=4a 2 13.等比数列}{n a 的前n 项和为n S ,r S n n +=3,则=r -114.数列}{n a 的前n 项和为n S ,且,1≥n 时22nn S n +=(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)求992199111S S S T +⋅⋅⋅++=的值. (1))1(≥=∴n n a n(2) 22n n S n +=,)111(2)1(21+-=+=∴n n n n S n⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⋅⋅⋅+-+-=+⋅⋅⋅++=∴)1001991()3121()211(2111992199S S S T 5099)10011(2=-=15.数列{}n a 的前n 项和为n S ,且)1(12≥-=n a S n n ,数列{}n b 满足n n n b a b b +==+11,2 (1) 求数列{}n a 的通项公式; (2) 数列{}n b 的前n 项和为n T ,求n T . (1)11221--=⋅=∴n n n a (2) 121+=∴-n n b)12()12()12(11021++⋅⋅⋅++++=+⋅⋅⋅++=∴-n n n b b b T 122121)222(11-+=+--=++⋅⋅⋅++=-n n n n nn16.数列{}n a 满足条件11131,1--⎪⎭⎫⎝⎛+==n n n a a a ),3,2( =n(1)求;n a(2)求.321n a a a a ++++解:(1)∑∑=--=+=-+=nk k k k nk n a a a a 21121)31(1)(11)31(2123311])31(1[311---=--+=n n(2)43)31(4323])31(4343[23311)31(212123.321-+=--=-⋅--=++++n n n n n n n a a a a17.(2012广东文)设数列{}n a 的前n 项和n s ,数列{}n s 的前n 项和为{}n T ,满足2*2,n n T S n n N =-∈. (1) 求1a 的值;(2) 求数列{}n a 的通项公式.解:(1):21112-=a a ………………………………………………3分11=a …………………………………………………………5分(2)①②…………………………6分①-②得:122+-=n a S n n ……………… ③………………………7分在向后类推一次1)1(2211+--=--n a S n n ……… ④…………………………8分③-④得:2221--=-n n n a a a …………………………………………9分221+=-n n a a …………………………………………………10分 )2(221+=+-n n a a ……………………………………………12分 的数列公比为是以首项为2,32}2{1=++a a n …………13分1232-⨯=+∴n n a2231-⨯=∴-n n a ………………………………………………14分训练题B 组1.数列}{n a 的前n 项和为n S ,当,1≥n 32-=n n a S 则n a = 123-⋅n2.等差数列{}n a 中,已知74a =,则13s= 523.两等差数列}{n a 和}{n b ,前n 项和分别为n n T S ,,且,327++=n n T S n n 则157202b b a a ++等于 241494.等比数列}{n a 的前n 项和为n S ,14n n S r -=+,则=r 14- 5.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1114S =,则61411a =22n S T n n -= 211)1(2--=--n S T n n6.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,满足log 2(1+S n )=n+1,求数列的通项公式. 解 S n 满足log 2(1+S n )=n+1,∴1+S n =2n+1,∴S n =2n+1-1.∴1=n 时,311==S a ,2≥n 时,a n =S n -S n-1=(2n+1-1)-(2n-1)=2n,∴{a n }的通项公式为a n =⎪⎩⎪⎨⎧≥=).2(2),1(3n n n7.数列{}n a 的前n 项和为n S ,且)1(12≥-=n a S n n ,数列{}n b 满足n n n b a b b +==+11,2 (1) 求数列{}n a 的通项公式; (2) 数列{}n b 的前n 项和为n T ,求n T . (1)11221--=⋅=∴n n n a (2) 121+=∴-n n b)12()12()12(11021++⋅⋅⋅++++=+⋅⋅⋅++=∴-n n n b b b T 122121)222(11-+=+--=++⋅⋅⋅++=-n n n n nn8.数列{}n a 的前n 项和为)()1(*2N n n n a n S n n ∈+++= (1)求通项n a ; (2)设),1111(321nn S S S S T +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++-=求证:1<n T 解:(1) n a n 2-=∴(2)nn n n n n S n n S n a n n n 111)111()1(11),1(,2-+=+--=+-=∴+-=∴-= 1111+-=-∴n n S n )11111(1321nn n S S S S S T ++⋅⋅⋅+++-=∴-n T ∴=1111)111()111()3121()211(<+-=+-+--+⋅⋅⋅+-+-n n n n n *N n ∈ ∴1<n T9.已知等差数列{}n a 中,11=a ,前n 项和nS 满足条件12412+-=-n n SS nn ,( n=1,2,3,┅) (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设nn S b 1=,求数列{}n b 的通项公式; (3)数列{}n b 的前n 项和为n T ,若1+<n n a T λ对一切∙∈N n 都成立,求λ的取值范围. 解:(1) 等差数列{}n a 中11=a ,12412+-=-n n SS nn 对于任意正整数都成立, 所以,当n=2时,有21222423=+-⨯=SS ,设数列{}n a 的公差为d ,则d d a S 333313+=+=,d d a S +=+=22212,所以)2(233d d +=+,解得公差1=d ,所以n n a n=-+=)1(11(2)因为()22121nn d n n na S n +=-+=,n n b n +=∴223)由n n b n+=22=()⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+111212n n n n ,得()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⨯+⨯+⨯=114313212112n n T n ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++-+-+-=111413*********n n 121112+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=n n n 若1+<n n a T λ对一切∙∈N n 都成立,即)1(12+<+n n n λ,∙∈N n 恒成立, 所以2)1(2+>n nλ,而212122212)1(22=+≤++=+nn n n , (当且仅当n=1时取等号) 所以,λ的取值范围是⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞,21.10.已知数列{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,数列{}n b 的前n 项和2n S n =. (1)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式; (2)求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和. (1)12n n a -=,21n b n =-. (2)数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为12362n n -+-. 11.已知数列{}n a 满足21=a ,241+=-n n a S (n=2,3,4,...). (1)证明数列{}n n a a 21-+成等比数列;(2)证明数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧n n a 2成等差数列;(3)求数列{}n a 的通项公式n a 和前n 项和n S .(1){}n n a a 21-+是首项为4,公比为2的等比数列, (2)⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n a 2是首项为1,公差为1的等差数列. (3)n n n a 2⋅=,12)1(2+⋅-+=n n n S12.已知数列{}n a 满足, *11212,,2n n n a a a a a n N ++=∈’+2==. ()I 令1n n n b a a +=-,证明:{}n b 是等比数列; (Ⅱ)求{}n a 的通项公式。
数列的通项公式基础知识点1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项,数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第一项(通常也叫做首项).2.数列的通项公式如果数列{a n}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.3.数列的递推公式如果已知数列{a n}的第一项(或前几项),且任何一项a n与它的前一项a n-1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即a n=f(a n-1)(或a n=f(a n-1,a n-2)等),那么这个式子叫做数列{a n}的递推公式.4.S n与a n的关系已知数列{a n}的前n项和为S n,则a n =⎩⎨⎧S1,n=1,Sn-S n-1,n≥2,这个关系式对任意数列均成立.5.由递推关系式求通项公式的常用方法(1)已知a1且a n-a n-1=f(n),可用“累加法”求a n.(2)已知a1且a nan-1=f(n),可用“累乘法”求a n.(3)已知a1且a n+1=qa n+b,则a n+1+k=q(a n+k)(其中k可由待定系数法确定),可转化为等比数列{a n+k}.(4)形如a n+1=AanBan+C(A,B,C为常数)的数列,可通过两边同时取倒数的方法构造新数列求解.基础题型训练:一.选择题(共10小题)1.已知数列…,则2是这个数列的()A.第6项 B.第7项 C.第11项 D.第19项2.已知数列{an }的前n项和,则a2•a6=()A. B. C.16 D.643.设数列{an }的前n项和为Sn,若Sn=2n﹣1(n∈N+),则a2018的值为()A.2 B.3 C.2018 D.40354.在等差数列{an }中,其前n项和为Sn,若a5,a7是方程x2+10x﹣16=0的两个根,那么S11的值为()A.44 B.﹣44 C.55 D.﹣55 5.无穷数列1,3,6,10…的通项公式为()A.an =n2﹣n+1 B.an=n2+n﹣1 C.an= D.an=6.在数列{an }中,a1=﹣1,a2=0,an+2=an+1+an,则a5等于()A.0 B.﹣1 C.﹣2 D.﹣37.数列{an }的前n项和Sn=2n2﹣3n(n∈N*),则a4等于()A.11 B.15 C.17 D.208.在数列{an }中,a1=1,an+1﹣an=2,则a51的值为()A.49 B.89 C.99 D.1019.若数列{an }由a1=2,an+1=an+2n(n≥1)确定,则a100的值为()A.9900 B.9902 C.9904 D.990610.已知数列{an }中,a1=1,an=3an﹣1+4(n∈N*且n≥2),则数列{an}通项公式an为()A.3n﹣1 B.3n+1﹣8 C.3n﹣2 D.3n 二.填空题(共4小题)11.已知数列{an }的前n项和为Sn,a1=1,an+1=2Sn(n∈N+),则数列{an}的通项公式an= .12.已知数列{an }的前n项和Sn=3+2n,则数列{an}的通项公式为.13.数列{an }满足an+1=3an+1,且a1=1,则数列{an}的通项公式an= .14.已知数列{an }是等差数列,Sn是其前n项和,且S12>0,S13<0,则使an<0成立的最小值n是.三.解答题(共1小题)15.设等差数列{an }的前n项和为Sn,已知a3=24,S11=0.(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)求数列{an }的前n项和Sn;(Ⅲ)当n为何值时,Sn 最大,并求Sn的最大值.参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)1.已知数列…,则2是这个数列的()A.第6项B.第7项C.第11项D.第19项【解答】解:数列…,各项的平方为:2,5,8,11,…则an 2﹣an﹣12=3,又∵a12=2,∴an2=2+(n﹣1)×3=3n﹣1,令3n﹣1=20,则n=7.故选:B.2.已知数列{an }的前n项和,则a2•a6=()A.B.C.16 D.64【解答】解:∵数列{an}的前n项和,∴a2=S2﹣S1=(22﹣1)﹣(2﹣1)=4﹣2=2,a6=S6﹣S5=(26﹣1)﹣(25﹣)=64﹣32=32,则a2•a6=2×32=64,故选:D.3.设数列{an }的前n项和为Sn,若Sn=2n﹣1(n∈N+),则a2018的值为()A.2 B.3 C.2018 D.4035【解答】解:∵Sn =2n﹣1(n∈N+),则a2018=S2018﹣S2017=2×2018﹣1﹣(2×2017﹣1)=2.故选:A.4.在等差数列{an }中,其前n项和为Sn,若a5,a7是方程x2+10x﹣16=0的两个根,那么S11的值为()A.44 B.﹣44 C.55 D.﹣55【解答】解:∵a5,a7是方程x2+10x﹣16=0的两个根,∴a5+a7=﹣10,则S11====﹣55,故选:D.5.无穷数列1,3,6,10…的通项公式为()A.an =n2﹣n+1 B.an=n2+n﹣1 C.an=D.an=【解答】解:∵a2﹣a1=3﹣1=2,a 3﹣a2=6﹣3=3,a 4﹣a3=10﹣6=4,…∴an =a1+(a2﹣a1)+(a3﹣a2)+…+(an﹣an﹣1)=1+2+3+…+n=.故选:C.6.在数列{an }中,a1=﹣1,a2=0,an+2=an+1+an,则a5等于()A.0 B.﹣1 C.﹣2 D.﹣3【解答】解:数列{an }中,a1=﹣1,a2=0,an+2=an+1+an,a3=﹣1,a4=﹣1,则a5=﹣2.故选:C.7.数列{an }的前n项和Sn=2n2﹣3n(n∈N*),则a4等于()A.11 B.15 C.17 D.20【解答】解:a4=S4﹣S3=(2×16﹣3×4)﹣(2×9﹣3×3)=11.故选:A.8.在数列{an }中,a1=1,an+1﹣an=2,则a51的值为()A.49 B.89 C.99 D.101【解答】解:∵在数列{an }中,a1=1,an+1﹣an=2,∴数列{an }是首项为a1=1,公差为an+1﹣an=2的等差数列,∴an=1+2(n﹣1)=2n﹣1,∴a51=2×51﹣1=101.故选:D.9.若数列{an }由a1=2,an+1=an+2n(n≥1)确定,则a100的值为()A.9900 B.9902 C.9904 D.9906【解答】解:由题意可得,得an+1﹣an=2n所以a2﹣a1=2a3﹣a2=4…an ﹣an﹣1=2(n﹣1)把以上n﹣1个式子相加可得,an ﹣a1=2+4+6+…+2(n﹣1)=n(n﹣1)所以,an=n(n﹣1)+2则a100=9902故选:B.10.已知数列{an }中,a1=1,an=3an﹣1+4(n∈N*且n≥2),则数列{an}通项公式an为()A.3n﹣1 B.3n+1﹣8 C.3n﹣2 D.3n【解答】解:在an =3an﹣1+4两边同时加上2,得an+2=3an﹣1+6=3(an﹣1+2),根据等比数列的定义,数列{ an+2}是等比数列,且公比为3.以a1+2=3为首项.等比数列{ an +2}的通项an+2=3•3 n﹣1=3 n,移向得an=3n﹣2.故选:C.二.填空题(共4小题)11.已知数列{an }的前n项和为Sn,a1=1,an+1=2Sn(n∈N+),则数列{an}的通项公式an= .【解答】解:当n≥2时,an =2Sn﹣1,∴an+1﹣an=2Sn﹣2Sn﹣1=2an,即an+1=3an,∴数列{an }为等比数列,a2=2a1=2,公比为3,∴an=2•3n﹣2,当n=1时,a1=1∴数列{an}的通项公式为.故答案为:.12.已知数列{an }的前n项和Sn=3+2n,则数列{an}的通项公式为.【解答】解:由Sn=3+2n,当n=1时,a1=S1=5.当n≥2时,.所以.故答案为.13.数列{an }满足an+1=3an+1,且a1=1,则数列{an}的通项公式an= •(3n﹣1).【解答】解:∵an+1=3an+1,∴an+1+=3(an+),则数列{an +}是公比q=3的等比数列,首项a1+=1+=,则an+=•3n﹣1=•3n,则an=﹣+•3n=•(3n﹣1),故答案为:•(3n﹣1)14.已知数列{an }是等差数列,Sn是其前n项和,且S12>0,S13<0,则使an<0成立的最小值n是7 .【解答】解:∵S12>0,S13<0,∴>0,<0,∴a6+a7>0,a7<0,∴a6>0.则使an<0成立的最小值n是7.故答案为:7.三.解答题(共1小题)15.设等差数列{an }的前n项和为Sn,已知a3=24,S11=0.(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)求数列{an }的前n项和Sn;(Ⅲ)当n为何值时,Sn 最大,并求Sn的最大值.【解答】解:(Ⅰ)依题意,∵a3=24,S11=0,∴a1+2d=24,a1+55d=0,解之得a1=40,d=﹣8,∴an=48﹣8n.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,a1=40,an=48﹣8n,∴Sn==﹣4n2+44n.(Ⅲ)由(Ⅱ)有,Sn=﹣4n2+44n=﹣4(n﹣5.5)2+121,故当n=5或n=6时,Sn 最大,且Sn的最大值为120.。
1.设{a n }是首项为1的正项数列,且(n +1)·a 2n +1-na 2n +a n +1a n =0(n =1,2,3,…), 则它的通项公式是________.2、数列{}n a 满足143,n n a a -=+且10a =,则此数列的第5项是( )A 、15B 、255C 、20D 、83.在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,若a n +2=2a n +1-a n +2,则a n =( ) A.15n 2-25n +65 B .n 3-5n 2+9n -4 C .n 2-2n +2D .2n 2-5n +44.【2018届福建省龙岩市4月检测】已知数列的前项和是,且.若,求的通项公式;5、已知数列{}n a 满足()111,21n n a a a n N +*==+∈。
求n a 的通项6、数列{}n a 的前n 项和记为n S 。
已知()1121,1,2,3,n n n a a S n n++===求n a 的通项五,a n 与周期及函数例5.(2019·河北石家庄一模)若数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n1-a n ,则a 2 018的值为( )A .2 B .-3 C .-12 D.13例6.(2019·河北保定一模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )x -6,x ≤10,a x -9,x >10,若数列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),且{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2]C .(2,3) D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫2411,31.设曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,则x 1·x 2·x 3·x 4·…·x 2 019等于( ) A.2 0192 020 B.12 020 C.2 0202 021D.12 0212.若数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n 1-a n ,则a 2 020的值为( )A .2 B .-3 C .-12D.133,在数列{a n }中,a 1=0,a n +1=3+a n1-3a n ,则S 2 020=________.4、已知数列{}n a 的通项()9899n n a n N n *-=∈-,则数列{}na 的前30项中,最大项为 。
数列求an的十种方法
数列求an的十种方法包括:
1. 直接法:根据数列的定义式,逐一计算每一项。
2. 通项公式法:如果数列有通项公式,直接使用公式计算第n项。
3. 递推法:根据数列的递推关系,从已知项逐步递推求解第n项。
4. 求和法:如果数列是由前n项和的公式表示的,可以通过求和公式计算第n 项。
5. 递归法:将数列定义为一个递归函数,通过函数递归计算第n项。
6. 差分法:如果数列的相邻项之间有规律,可以通过求差分的方式推导出第n 项。
7. 等差数列法:如果数列是等差数列,可以利用等差数列的求和公式解决问题。
8. 等比数列法:如果数列是等比数列,可以利用等比数列的通项公式或者求和公式解决问题。
9. 生成函数法:将数列看作一个生成函数,通过生成函数的定义和运算求解第n 项。
10. 线性递推法:将数列转化为矩阵求幂的形式,通过矩阵乘法和快速幂算法计算第n项。
课题浅谈数列中a n 与S n 的递推公式的应用对于任意一个数列,当定义数列的前n 项和通常用S n 表示时,记作S n =a 1+a 2+…+a n ,此时通项公式a n =⎩⎨⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.而对于不同的题目中的a n 与S n 的递推关系,在解题时又应该从哪些方向去灵活应用a n =S n -S n -1(n ≥2)去解决不同类型的问题呢?我们将从下面三个角度去探索在各类考试中出现的a n 与S n 相关的问题:归纳起来常见的角度有:角度一:直观运用已知的S n ,求a n ;角度二:客观运用a n =S n -S n -1(n ≥2),求与a n ,S n 有关的结论; 角度三:a n 与S n 的延伸应用.角度一:直观运用已知的S n ,求a n方法:已知S n 求a n 的三个步骤(此时S n 为关于n 的代数式): (1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式;(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.同时,在部分题目中需要深刻理解“数列的前n 项和”的实际意义,对“和的式子”有本质的认识,这样才能更好的运用S n 求解.如:a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n -1,其中a 1+2a 2+3a 3+…+na n 表示数列{na n }的前n 项和.1.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n +2,则数列{a n }的通项公式为( ) A .a n =2n -3 B .a n =2n +3C .a n =⎩⎨⎧ 1,n =12n -3,n ≥2D .a n =⎩⎨⎧1,n =12n +3,n ≥2【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3.当n =1时,a 1=S 1=1,不满足上式. 【答案】C2.(2015·河北石家庄一中月考)数列{a n }满足:a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -1)·a n =(n -1) ·3n +1+3(n ∈N *),则数列的通项公式a n = .【解析】当n ≥2时,a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -3)·a n -1=(n -2) ·3n +3;则用已知等式减去上式得(2n -1)·a n =(2n -1)·3n ,得a n =3n ;当n =1时,a 1=3,满足上式;故a n =3n .【答案】a n =3n3.(2015·天津一中月考)已知{a n }的前n 项和为S n ,且满足log 2(S n +1)=n +1,则a n = . 【解析】由已知得S n +1=2n +1,则S n =2n +1-1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +1-1-2n +1=2n ;当n =1时,a 1=S 1=3,不满足上式;故a n =⎩⎨⎧3,n =12n ,n ≥2.【答案】a n =⎩⎨⎧3,n =12n ,n ≥24.(2015·四川成都树德期中)已知{a n }是一个公差大于0的等差数列,且满足a 3a 5=45,a 2+a 6=14.(1)求{a n }的通项公式; (2)若数列{b n }满足:b 12+b 222+…+b n2n=a n +1(n ∈N *),求{b n }的前n 项和.【解】(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则d >0, 由a 2+a 6=14,可得a 4=7由a 3a 5=45,得(7-d )(7+d )=45,解得d =2 或d =-2(舍) ∴a n =a 4+(n -4)d =7+2(n -4),即a n =2n -1.(2)令c n =b n2n,则c 1+c 2+c 3+…+c n =a n +1=2n ①当n ≥2时,c 1+c 2+c 3+…+c n -1=2(n -1) ②由①-②得,c n =2,当n =1时,c 1=2,满足上式;则c n =2(n ∈N *),即b n2n =2,∴b n =2n +1,故数列{b n }是首项为4,公比为2得等比数列, ∴数列{b n }的前n 项和S n =4(1-2n )1-2=2n +2-4.此类题目中,已知条件往往是一个关于a n 与S n 的等式,问题则是求解与a n ,S n 有关联的结论.那么我们需要通过对所求问题进行客观分析后,判定最后的结果中是保留a n ,还是S n .那么,主要从两个方向利用a n =S n -S n -1(n ≥2):方向一:若所求问题是与a n 相关的结论,那么用S n -S n -1=a n (n ≥2)消去等式中所有S n 与S n -1,保留项数a n ,在进行整理求解;1.(2015·广州潮州月考)数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=1,a n +1=2S n +1(n ≥1,n ∈N *),则数列的通项公式是 .【解析】当n ≥2时,a n =2S n -1+1,两式相减得a n +1-a n =2(S n -S n -1),即a n +1-a n =2a n ,得a n+1=3a n ;当n =1时,a 2=3,则a 2=3a 1,满足上式;故{a n }是首项为1,公比为3得等比数列,∴a n=3n -1.【答案】a n =3n -12.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n +1=-4S n +1,a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和T n .【解】(1)当n ≥2时,a n =-4S n -1+1,又a n +1=-4S n +1,∴a n +1-a n =-4a n ,即a n +1a n=-3(n ≥2), 又a 2=-4a 1+1=-3,a 1=1,∴数列{a n }是首项为a 1=1,公比为q =-3的等比数列, ∴a n =(-3)n -1.(2)由(1)可得b n =n ·(-3)n -1,T n =1·(-3)0+2·(-3)1+3·(-3)2+…+(n -1)·(-3)n -2+n ·(-3)n -1,-3T n =1·(-3)1+2·(-3)2+…+(n -2)·(-3)n -2+(n -1)·(-3)n -1+n (-3)n , ∴4T n =1+(-3)1+(-3)2+…+(-3)n -1-n ·(-3)n , 所以,T n =1-(4n +1)(-3)n16.方向二:若所求问题是与S n 相关的结论,那么用a n =S n -S n -1(n ≥2)消去等式中所有项数a n ,保留S n 与S n -1,在进行整理求解.1.已知数列{a n }的前n 项和为S n 且满足a n +2S n ·S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1S n 是等差数列;(2)求a n 的表达式.【解】(1)证明:∵a n =S n -S n -1(n ≥2),又a n =-2S n ·S n -1,∴S n -1-S n =2S n ·S n -1,S n ≠0.因此1S n -1S n -1=2(n ≥2).故由等差数列的定义知⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1S n 是以1S 1=1a 1=2为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知1S n =1S 1+(n -1)d =2+(n -1)×2=2n ,即S n =12n .当n ≥2时,a n =-2S n ·S n -1=-12n (n -1),又∵a 1=12,不适合上式.∴a n=⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.2.(2015·江西名校联盟调考)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2n -2S n a n +1=0. (1)求数列{S n }的通项公式;(2)求证:1S 1+1S 2+…+1S n>2(S n+1-1).(提示:1n >2n +1+n)【解】(1)∵a n =S n -S n -1(n ≥2),由a 2n -2S n a n +1=0,得(S n -S n -1)2-2S n (S n -S n -1)+1=0,整理得S 2n -S 2n -1=1.当n =1时,a 21-2S 1a 1+1=0,且a 1>0,解得a 1=1, 故由等差数列的定义知{S 2n }是以1为首项,1为公差的等差数列. ∴S 2n =n ,则S n =n .(2)由(1)知1S n =1n =22n >2n +1+n=2(n +1-n ),∴1S 1+1S 2+…+1S n >2(2-1)+2(3-2)+…+2(n +1-n )=2(n +1-1)即1S 1+1S 2+…+1S n>2(S n +1-1) .【总结】此类题目往往伴随着等差、等比数列的判定,所以需要对数列的判定方法熟练掌握.解此类题目中不仅需要深刻理解“数列的前n 项和”的实际意义,还需要对a n =⎩⎨⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2关系式的形式结构很熟练的掌握,这样才能在题目中对已知等式灵活地变换.当然在解决问题的时候仍然需要从求谁的角度出发分析,确定等式的变换方向. 方向一:关于双重前n 项和此类题目中一般出现“数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ”的条件,在解答时需要确定清楚求的是与a n ,S n ,T n 中谁相关的问题,确定已知等式的运用方向.但一般是求解最底层的a n .1.(2015·湖北武汉质检)设数列{a n }的前n 现和为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,且T 1=S 1=a 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 ∴S n =2S n -1+2n -1 ① 则S n +1=2S n +2n +1 ② 由②-①,得a n +1=2a n +2,∴a n +1+2=2(a n +2),即a n +1+2a n +2=2(n ≥2),易求得,a 1+2=3,a 2+2=6,则a 2+2a 1+2=2,∴数列{a n +2}是首项为3,公比为2的等比数列,∴a n +2=3·2n -1,则a n =3·2n -1-2(n ∈N *).2.(2015·安徽滁州期末联考)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 ,且2T n =4S n-(n 2+n ),n ∈N *.(1)证明:数列{a n +1}为等比数列;(2)设b n =n +1a n +1,证明:b 1+b 2+…+b n <3. 【解】(1)当n =1时,2T 1=4S 1-2,且T 1=S 1=a 1,解得a 1=1,当n =2时,2T 2=2(a 1+a 1+a 2)=4(a 1+a 2)-6,解得a 2=3, 当n ≥2时,2T n -1=4S n -1-[(n -1)2+(n -1)]∴2S n =2T n -2T n -1=4S n -(n 2+n )-4S n -1+[(n -1)2+(n -1)] 整理得S n =2S n -1+n ① 则S n +1=2S n +n +1 ② 由②-①,得a n +1=2a n +1, ∴a n +1+1=2(a n +1),即a n +1+1a n +1=2(n ≥2),显然a 2+1a 1+1=2,∴数列{a n +1}是首项为2,公比为2的等比数列,(2)由(1)知,a n +1=2n ,则b n =n +12n.则b 1+b 2+…+b n =22+322+423…+n +12n ,令T n =22+322+423…+n +12n ,①则12T n = 222+323+424…+n 2n +n +12n +1,② 由①-②,得12T n =1+122+123+124…+12n -n +12n +1=1+122(1-12n -1)1-12-n +12n +1=32-n +32n +1<32则T n <3,即b 1+b 2+…+b n <3. 方向二:已知等式在整理过程中需要因式分解此类问题大多数时候会伴随“各项均为正数的数列{a n }”这样的条件,运用在因式分解后对因式进行符号的判定,对因式进行的取舍.1.(2015·山东青岛一模)各项均为正数的数列{a n }满足a 2n =4S n -2a n -1(n ∈N *),其中S n 为{a n }的前n 项和.(1)求a 1,a 2的值; (2)求数列{a n }的通项公式.【解】(1)当n =1时,T 1=2S 1-1;又T 1=S 1=a 1,则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, 整理得S n =2S n -1+2n -1 ① ∴S n +1=2S n +2n +1 ② 由②-①,得a n +1=2a n +2 ∴a n +1+2=2(a n +2),即a n +1+2a n +2=2(n ≥2)又T 2=2S 2-4;得a 2=4当n =1时,a 1+2=3,a 2+2=6,则a 1+2a 2+2=2,∴数列{a n +2}是以3为首项,2为公比的等比数列. 则a n +2=3·2n -1,所以a n =3·2n -1-2.2.已知数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且S n =a n (a n +1)2,n ∈N *.(1)求证:数列{a n }是等差数列;(2)设b n =12S n,T n =b 1+b 2+…+b n ,求T n .【解】(1)由已知得,当n =1时,a 1=S 1=a 1(a 1+1)2(a n >0),∴a 1=1.当n ≥2时,由⎩⎨⎧2S n =a 2n +a n ,2S n -1=a 2n -1+a n -1得2a n =a 2n +a n -a 2n -1-a n -1. 即(a n +a n -1)(a n -a n -1-1)=0,∵a n +a n -1>0,∴a n -a n -1=1(n ≥2).所以数列{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)可得a n =n ,S n =n (n +1)2,b n =12S n =1n (n +1)=1n -1n +1.∴T n =b 1+b 2+b 3+…+b n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.方向三:需对已知等式变形后,再求解1.(2015·江西五校联考)已知正项数列{a n }中,其前n 项和为S n ,且a n =2S n -1. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n ·a n+1,T n =b 1+b 2+b 3+…+b n ,求T n .【解】(1)由已知得,4S n =(a n +1)2.当n ≥2时,4S n -1=(a n -1+1)2,则4S n -4S n -1=(a n +1)2-(a n -1+1)2,整理得 (a n -1)2-(a n -1+1)2=0, ∴(a n -a n -1-2)(a n +a n -1)=0 又a n >0,则a n -a n -1=2,当n =1时,4S 1=(a 1+1)2,得a 1=1; 故数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列; ∴a n =2n -1.(2)由(1)可得b n =1a n ·a n+1=12n -1×12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,∴T n =1b 1+1b 2+1b 3+…+1b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=12⎝⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n 2n +1. 2.(2015·浙江温州中学月考)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=2,a 2=8,S n +1+4S n -1=5S n (n ≥2),T n 是数列{log 2a n }的前n 项和.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求T n .【解】(1)当n ≥2时,S n +1+4S n -1=5S n ,∴S n +1-S n =4(S n -S n -1),即a n +1=4a n , 当n =1时,a 2=4a 1;故数列{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列. ∴a n =2·4n -1=22n -1.(2)由(1)可知log 2a n =log 222n -1=2n -1, ∴T n =log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+…+log 2a n=1+3+5+…+2n -1 =n (1+2n -1)2=n 2.3.(2015·江西三县联考)已知数列{a n }的各项均为正数,记A (n )=a 1+a 2+…+a n ,B (n )=a 2+a 3+…+a n +1,C (n )=a 3+a 4+…+a n +2,其中n ∈N *.(1)若a 1=1,a 2=5,且对任意n ∈N *,三个数A (n ),B (n ),C (n )依次组成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(2) a 1=1,对任意n ∈N *,三个数A (n ),B (n ),C (n )依次组成公比为q 的等比数列,求数列{a n }的前n 项和A n .【解】(1)∵任意n ∈N *,三个数A (n ),B (n ),C (n )依次组成等差数列,∴B (n )-A (n )=C (n )-B (n ),则a n +1-a 1=a n +2-a 2,即a n +2-a n +1=a 2-a 1=4, 故数列{a n }是首项为1,公差为4的等差数列; ∴a n =1+(n -1)×4=4n -3.(2)若对任意n ∈N *,三个数A (n ),B (n ),C (n )依次组成公比为q 的等比数列, ∴B (n )=qA (n ),C (n )=qB (n ), 则C (n )-B (n )=q [B (n )-A (n )],得a n +2-a 2=q (a n +1-a 1),即a n +2-qa n +1=a 2-qa 1, 当n =1时,由B (1)=qA (1),可得a 2=qa 1; 则a n +2-qa n +1=a 2-qa 1=0,又a n >0,则a n +2a n +1=a 2a 1=q , 故数列{a n }是以1为首项,q 为公比的等比数列.∴A n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,q =1,1-q n1-q,q ≠1.4.(2015·辽宁沈阳诊断考试)设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=10,a n +1=9S n +10. (1)求证:{lg a n }是等差数列;(2)设T n 是数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫3(lg a n )(lg a n +1)的前n 项和,求T n ; (3)求使T n >14(m 2-5m )对所有的n ∈N *恒成立的整数m 的取值集合.【解】(1)证明:当n ≥2时,a n =9S n -1+10,∴a n +1-a n =9(S n -S n -1),则a n +1=10a n ,即a n +1a n=10, 当n =1时,a 2=9a 1+10=100,则a 2a 1=10, 故数列{a n }是以10为首项,10为公比的等比数列. ∴a n =10n ,则lg a n =n , ∴lg a n +1-lg a n =n +1-n =1,故数列{lg a n }是首项为1,公差为1的等差数列.(2)解:由(1)知3(lg a n )(lg a n +1)=3n n +1=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,∴T n =3⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1=3n n +1. (3)∵T n =3n n +1=3-3n +1, ∴当n =1时,T n 取最小值32.依题意有32>14(m 2-5m ),解得-1<m <6,故整数m 的取值集合为{0,1,2,3,4,5}.1.(2015·江苏扬州外国语中学模拟)已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式为 .【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3-2n -1+3=2n -1.当n =1时,a 1=S 1=-1,不满足上式.【答案】a n =⎩⎨⎧-1,n =12n -1,n ≥22.(2015·辽宁沈阳二中月考)已知数列{a n }满足a 1+a 22+…+a nn=a 2n -1,求数列{a n }的通项公式. 【解】当n ≥2时,a 1+a 22+…+a n -1n -1=a 2n -2-1 由已知等式减去上式,得a nn=a 2n -1-a 2n -2+1=(a 2-1)a 2n -2, ∴a n =n (a 2-1)a 2n -2,当n =1时,a 1=a 2-1,满足上式; ∴a n =n (a 2-1)a 2n -2.3.(2015·安徽江淮十校联考)已知函数f (x )是定义在(0,+∞)上的单调函数,且对任意的正数x ,y 都有f (x ·y )= f (x )+f (y ),若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足f (S n +2)-f (a n )= f (3)(n ∈N *),则a n 为( )A .2n -1B .nC .2n -1D .⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1【解析】由f (x ·y )= f (x )+f (y ),f (S n +2)-f (a n )= f (3),得S n +2=3a n ,S n -1+2=3a n -1(n ≥2),两式相减得2a n =3a n -1;当n =1时,S 1+2=3a 1=a 1+2,则a 1=1.所以数列{a n }是首项为1,公比为32的等比数列.【答案】a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -14.(2015·辽宁鞍山二中期中)设数列{a n }是等差数列,数列{b n }的前n 项和S n 满足S n =32(b n -1),且a 2=b 1,a 5=b 2.(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)设c n =a n ·b n ,T n 为{c n }的前n 项和,求T n . 【解】(1)当n ≥2时,S n -1=32(b n -1-1),则b n =S n -S n -1=32(b n -1)-32(b n -1-1),整理得b n =3b n -1,当n =1时,b 1=32(b 1-1),解得b 1=3;故数列{b n }是以3为首项,3为公比的等比数列. ∴b n =3n ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 2=b 1=3,a 5=b 2=9,则⎩⎨⎧a 1+d =3,a 1+4d =3,解得d =2,a 1=1,∴a n =2n -1,∴a n =2n -1,b n =3n .(2)由(1)知c n =a n ·b n =(2n -1)·3n ,∴T n =3+3·32+5·33+…+(2n -1)·3n ,①3T n = 32+3·33+5·34+…+(2n -3)·3n +(2n -1)·3n +1,② 由①-②,得-2T n =3+2(32+33+…+3n )-(2n -1)·3n +1=3+2×32(1-3 n -1)1-3-(2n -1)·3n +1=(2-2n )·3n +1-6,∴T n =(n -1) 3n +1+3.5.在数列{a n }中,已知a 1=1,a n =2(a n -1+a n -2+…+a 2+a 1) (n ≥2,n ∈N *),则数列的通项公式是 .【解析】由已知n ≥2时,a n =2S n -1 ①;当n ≥3时,a n -1=2S n -2 ②①-②整理得a n a n -1=3 (n ≥3),∴a n =⎩⎨⎧1, n =1,2×3n -2, n ≥2.【答案】a n =⎩⎨⎧1, n =1,2×3n -2, n ≥2. 6.(2015·广东桂城摸底)已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2n +a n =2S n . (1)求a 1;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)若b n =1a 2n (n ∈N *),T n =b 1+b 2+…+b n ,求证:T n <53.⎝ ⎛⎭⎪⎫提示:1n 2<2⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1【解】(1)当n =1时,a 21+a 1=2S 1,且a n >0,得a 1=1;(2)当n ≥2时,a 2n -1+a n -1=2S n -1 ①;且a 2n +a n =2S n ②;由②-①,得(a n +a n -1)(a n -a n -1-1)=0, 又a n >0,则a n -a n -1=1,故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列; ∴a n =n .(3)证明:由(2)知,b n =1a 2n =1n2,当n =1时,b 1=1<53,不等式成立;当n ≥2时,1n 2<1n 2-14=44n 2-1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1, ∴T n =b 1+b 2+…+b n =1+122+132+…+1n 2<1+2⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+15-17…+12n -1-12n +1<1+23=53, ∴T n <537.(2015·大连双基测试)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1(n ∈N *),则a n =________. 【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +1,当n =1时,a 1=S 1=4≠2×1+1,因此a n =⎩⎨⎧4,n =1,2n +1,n ≥2. 【答案】⎩⎨⎧4,n =12n +1,n ≥28.(2014·烟台一模)已知数列{a n }前n 项和为S n ,首项为a 1,且12,a n ,S n 成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{b n }满足b n =(log 2a 2n +1)×(log 2a 2n +3),求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1b n 的前n 项和.【解】(1)∵12,a n ,S n 成等差数列,∴2a n =S n +12,当n =1时,2a 1=S 1+12,∴a 1=12,当n ≥2时,S n =2a n -12,S n -1=2a n -1-12,两式相减得:a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1,∴a na n -1=2, 所以数列{a n }是首项为12,公比为2的等比数列,即a n =12×2n -1=2n -2.(2)∵b n =(log 2a 2n +1)×(log 2a 2n +3)=(log 222n +1-2)×(log 222n +3-2)=(2n -1)(2n +1), ∴1b n =12n -1×12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1b n 的前n 项和T n =1b 1+1b 2+1b 3+…+1b n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n2n +1.9.(2014·山西四校联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =2a n -n ,则a n =________. 【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n -n -2a n -1+(n -1),即a n =2a n -1+1,∴a n +1=2(a n -1+1),∴数列{a n +1}是首项为a 1+1=2,公比为2的等比数列,∴a n +1=2·2n -1=2n ,∴a n =2n -1.【答案】2n -110.(2014·湖南卷)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和. 【解】(1)当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n2-n -12+n -12=n .又a 1=1满足上式,故数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)知,b n =2n +(-1)n n ,记数列{b n }的前2n 项和为T 2n , 则T 2n =(21+22+…+22n )+(-1+2-3+4-…+2n ).记A =21+22+ (22),B =-1+2-3+4-…+2n ,则A =21-22n1-2=22n +1-2,B =(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n -1)+2n ]=n .故数列{b n }的前2n 项和T 2n =A +B =22n +1+n -2.11.已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列,a 3=4,{a n }的前3项和为7. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(2n -3)2n +3,设数列{b n }的前n 项和为S n ,求证:1S 1+1S 2+…+1S n≤2-1n.【解】(1)设数列{a n }的公比为q ,由已知得q >0,且⎩⎨⎧ a 1q 2=4,a 1+a 1q +4=7,∴⎩⎨⎧a 1=1,q =2.∴数列{a n }的通项公式为a n =2n -1.(2)【证明】当n =1时,a 1b 1=1,且a 1=1,解得b 1=1.当n ≥2时,a n b n =(2n -3)2n +3-(2n -2-3)2n -1-3=(2n -1)·2n -1.∵a n =2n -1,∴当n ≥2时,b n =2n -1. ∵b 1=1=2×1-1满足b n =2n -1, ∴数列{b n }的通项公式为b n =2n -1(n ∈N *). ∴数列{b n }是首项为1,公差为2的等差数列. ∴S n =n 2.∴当n =1时,1S 1=1=2-11.当n ≥2时,1S n =1n 2<1n (n -1)=1n -1-1n.∴1S 1+1S 2+…+1S n ≤2-11+11-12+…+1n -1-1n =2-1n . 12.设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n =S nn+2 (n -1) (n ∈N *). (1)求证:数列{a n }为等差数列,并分别写出a n 和S n 关于n 的表达式;(2)是否存在自然数n ,使得S 1+S 22+S 33+…+S nn -(n -1)2=2 013?若存在,求出n 的值;若不存在,请说明理由.【解】(1)由a n =S n n+2(n -1),得S n =na n -2n (n -1) (n ∈N *).当n ≥2时,a n =S n -S n -1=na n -(n -1)a n -1-4(n -1),即a n -a n -1=4, 故数列{a n }是以1为首项,以4为公差的等差数列. 于是,a n =4n -3,S n =a 1+a n n2=2n 2-n (n ∈N *).(2)由S n =na n -2n (n -1),得S nn=2n -1 (n ∈N *),又S 1+S 22+S 33+…+S nn -(n -1)2=1+3+5+7+…+(2n -1)-(n -1)2=n 2-(n -1)2=2n -1.令2n -1=2 013,得n =1 007,即存在满足条件的自然数n =1 007.1.已知S n 为正项数列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n +12a n (n ∈N *). (1)求a 1,a 2,a 3,a 4的值; (2)求数列{a n }的通项公式.【解】(1)由S n =12a 2n +12a n ,可得a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1; S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2;同理,a 3=3,a 4=4.(2)S n =12a 2n +12a n,①当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,②①-②得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0,所以a n -a n -1=1, 又由(1)知a 1=1,故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,故a n =n .2.在数列{a n }中,a 1=-5,a 2=-2,记A (n )=a 1+a 2+…+a n ,B (n )=a 2+a 3+…+a n +1,C (n )=a 3+a 4+…+a n +2(n ∈N *),若对于任意n ∈N *,A (n ),B (n ),C (n )成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{|a n |}的前n 项和.【解】(1)根据题意A (n ),B (n ),C (n )成等差数列,∴A (n )+C (n )=2B (n ),整理得a n +2-a n +1=a 2-a 1=-2+5=3, ∴数列{a n }是首项为-5,公差为3的等差数列, ∴a n =-5+3(n -1)=3n -8.(2)|a n |=⎩⎨⎧-3n +8,n ≤2,3n -8,n ≥3,记数列{|a n |}的前n 项和为S n .当n ≤2时,S n =n 5+8-3n2=-3n 22+132n ;当n ≥3时,S n =7+n -21+3n -82=3n 22-132n +14,综上,S n=⎩⎪⎨⎪⎧-32n 2+132n ,n ≤2,32n 2-132n +14,n ≥3.3.(2014·广东卷)设各项均为正数的数列{a n } 的前n 项和为S n ,且 S n 满足 S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *.(1)求a 1 的值;(2)求数列{a n } 的通项公式;(3)证明:对一切正整数n ,有1a 1a 1+1+1a 2a 2+1+…+1a n a n +1<13.【解】(1)由题意知,S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *.令n =1,有S 21-(12+1-3)S 1-3×(12+1)=0,可得S 21+S 1-6=0,解得S 1=-3或2,即a 1=-3或2, 又a n 为正数,所以a 1=2.(2)由S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *可得,(S n +3)(S n -n 2-n )=0,则S n =n 2+n 或S n =-3, 又数列{a n }的各项均为正数,∴S n =n 2+n ,S n -1=(n -1)2+(n -1),当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n -[(n -1)2+(n -1)]=2n . 又a 1=2=2×1,所以a n =2n . (3)证明:当n =1时,1a 1a 1+1=12×3=16<13成立;当n ≥2时,1a n a n +1=12n 2n +1<12n -12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,∴1a 1a 1+1+1a 2a 2+1+…+1a n a n +1<16+12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=16+12⎝ ⎛⎭⎪⎫13-12n +1<16+16=13. 所以对一切正整数n ,有1a 1a 1+1+1a 2a 2+1+…+1a n a n +1<13.。