2018届高三数学二轮复习教案:模块二专题三数列第1讲 等差数列、等比数列
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2019-2020年高考数学二轮复习第一部分专题三数列第一讲等差数列等比数列教案等差数列、等比数列的判定及其通项公式在考查基本运算、基本概念的同时,也注重对函数与方程、等价转化、分类讨论等数学思想的考查;对等差数列、等比数列的性质考查主要是求解数列的等差中项、等比中项、通项公式和前n 项和的最大、最小值等问题,主要是中低档题;等差数列、等比数列的前n 项和是高考考查的重点.年份 卷别 考查角度及命题位置 xxⅠ卷 等差、等比数列的综合应用·T 17xxⅠ卷等差数列的通项公式及前n 项和公式·T 7 等比数列的概念及前n 项和公式·T 13Ⅱ卷等差数列的通项公式、性质及前n 项和公式·T 5 等比数列的通项公式及性质·T 9[真题自检]1.(xx·高考全国卷Ⅱ)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1+a 3+a 5=3,则S 5=( ) A .5 B .7 C .9D .11解析:法一:∵a 1+a 5=2a 3,∴a 1+a 3+a 5=3a 3=3,∴a 3=1,∴S 5=5a 1+a 52=5a 3=5.法二:∵a 1+a 3+a 5=a 1+(a 1+2d )+(a 1+4d )=3a 1+6d =3,∴a 1+2d =1, ∴S 5=5a 1+5×42d =5(a 1+2d )=5.解析:A2.(xx·高考全国卷Ⅰ)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和,若S 8=4S 4,则a 10=( )A.172B.192C .10D .12解析:∵公差为1,∴S 8=8a 1+8×8-12×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6. ∵S 8=4S 4,∴8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =12+9=192.答案:B3.(xx·高考全国卷Ⅰ改编)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,求n 的值.解析:∵a 1=2,a n +1=2a n ,∴数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 又∵S n =126,∴21-2n1-2=126,∴n =6.等差数列、等比数列的基本运算[方法结论]1.两组求和公式 (1)等差数列:S n =n a 1+a n2=na 1+n n -12d ;(2)等比数列:S n =a 11-q n 1-q =a 1-a n q1-q(q ≠1).2.在进行等差(比)数列项与和的运算时,若条件和结论间的联系不明显,则均可化成关于a 1和d (q )的方程组求解,但要注意消元法及整体计算,以减少计算量.[题组突破]1.(xx·贵阳模拟)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3+a 9=16,则S 11=( ) A .88 B .48 C .96D .176解析:依题意得S 11=11a 1+a 112=11a 3+a 92=11×162=88,选A. 优解:依题意,可考虑将题目中的等差数列特殊化为常数列(注意慎用此方法),即a n =8,因此S 11=88,选A.答案:A2.(xx·海口模拟)已知数列{a n },a n >0, 它的前n 项和为S n ,且2a 2是4a 1与a 3的等差中项.若{a n }为等比数列,a 1=1,则S 7=________.解析:设数列{a n }的公比为q ,依题意有a 1=1,4a 2=4a 1+a 3,即4q =4+q 2,故q =2,则S 7=1-271-2=127. 答案:1273.(xx·长沙模拟)已知数列{a n }为等差数列,其中a 2+a 3=8,a 5=3a 2. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{b n }中,b 1=1,b 2=2,从数列{a n }中取出第b n 项记为c n ,若{c n }是等比数列,求{b n }的前n 项和.解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+3d =8a 1+4d =3a 1+3d ,解得a 1=1,d =2,从而{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *. (2)c 1=ab 1=a 1=1,c 2=ab 2=a 2=3, 从而等比数列{c n }的公比为3, 因此c n =1×3n -1=3n -1.另一方面,c n =a =2b n -1, 所以2b n -1=3n -1,因此b n =3n -1+12. 记{b n }的前n 项和为S n , 则S n =1+31+…+3n -1+n 2=3n+2n -14.[误区警示]在运用等比数列前n 项和公式时,一定要注意判断公比q 是否为1,切忌盲目套用公式导致失误.等差数列、等比数列的性质[方法结论]1.等差数列、等比数列常用性质:等差数列等比数列性质 (1)若m ,n ,p ,q ∈N *,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q ;(2)a n =a m +(n -m )d ;(3)S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍成等差数列(1)若m ,n ,p ,q ∈N *,且m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ; (2)a n =a m qn -m ;(3)S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍成等比数列(S m ≠0)(1)若n 为奇数,则S n =na . (2)若n 为偶数,则S n =n2(a +a ).3.在等差数列中,当项数为偶数2n 时,有S 偶-S 奇=nd ,S 偶S 奇=a n +1a n;当项数为奇数2n -1时, 有S 奇-S 偶=a n ,S 偶S 奇=n -1n. 4.在等比数列中,当项数为偶数2n 时,S 偶S 奇=q . [题组突破]1.(xx·洛阳模拟)等差数列{a n }为递增数列,若a 21+a 210=101,a 5+a 6=11,则数列{a n }的公差d等于( ) A .1 B .2 C .9D .10解析:依题意得(a 1+a 10)2-2a 1a 10=(a 5+a 6)2-2a 1a 10=121-2a 1a 10=101,∴a 1a 10=10, 又a 1+a 10=a 5+a 6=11,a 1<a 10,∴a 1=1,a 10=10,d =a 10-a 110-1=1,选A.答案:A2.(xx·江西红色七校联考)等比数列{a n }满足a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则公比q 为( ) A.14 B.12 C .2D .4解析:通解:由已知可得a 21q 6=64,即a 1q 3=8,得a 4=8,所以8q+8q =20,化简得2q 2-5q +2=0,解得q =2或q =12(舍去),故q =2,选C.优解:由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 5=20a 3a 5=64,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=4a 5=16或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=16a 5=4(舍去),故a 5a 3=164=4=q 2,故q =2,选C. 答案:C3.(xx·江西高安中学等九校联考)已知数列{a n }是等比数列,数列{b n }是等差数列,若a 1·a 6·a 11=33,b 1+b 6+b 11=7π,则tan b 3+b 91-a 4·a 8的值是( )A .1B.22C .-22D .- 3解析:{a n }是等比数列,{b n }是等差数列,且a 1·a 6·a 11=33,b 1+b 6+b 11=7π,∴a 36=(3)3,3b 6=7π,∴a 6=3,b 6=7π3,∴tan b 3+b 91-a 4·a 8=tan 2b 61-a 26=tan2×7π31-32=tan(-7π3)=tan(-2π-π3)=-tan π3=- 3.答案:D [误区警示]在等比数列中,S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m …仍成等比数列的前提是S m ≠0,易忽视这一条件.等差数列、等比数列的判定与证明[方法结论]1.证明数列{a n }是等差数列的两种基本方法: (1)利用定义,证明a n +1-a n (n ∈N *)为一常数; (2)利用等差中项性质,即证明2a n =a n -1+a n +1(n ≥2). 2.证明{a n }是等比数列的两种基本方法: (1)利用定义,证明a n +1a n(n ∈N *)为一常数; (2)利用等比中项性质,即证明a 2n =a n -1a n +1(n ≥2,a n ≠0). [典例] (xx·高考全国卷Ⅰ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和. 已知S 2=2,S 3=-6. (1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列. 解析:(1)设{a n }的公比为q .由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧a 11+q =2,a 11+q +q2=-6.解得q =-2,a 1=-2.故{a n }的通项公式为a n =(-2)n.(2)由(1)可得S n =a 11-q n 1-q =-23+(-1)n 2n +13.由于S n +2+S n +1=-43+(-1)n 2n +3-2n +23=2[-23+(-1)n 2n +13]=2S n ,故S n +1,S n ,S n +2成等差数列. [类题通法]等价转化思想在解决a n 与S n 关系问题中的应用在已知a n 与S n 的关系问题中,通常利用a n 与S n 的关系转化为{a n }中a n 与a n -1或a n +1与a n 的关系,然后求解其他问题.[演练冲关]1.(xx·华南师大附中测试)在数列{a n }中,a 1=p ,a n +1=qa n +d (n ∈N *,p ,q ,d 是常数),则d =0是数列{a n }是等比数列的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:当d =0,p =0时,a n =0,数列{a n }不是等比数列,所以充分性不成立;当q =0,p =d ,d ≠0时,a n =d ,则数列{a n }为公比为1的等比数列,所以必要性不成立.综上所述,d =0是数列{a n }是等比数列的既不充分也不必要条件,故选D.答案:D2.(xx·临川一中模拟)已知数列{a n }满足:a 1=3,a n +1=n +1na n +2n +2. (1)证明:数列{a n n}是等差数列; (2)证明:1a 1+1a 2+1a 3+…+1a n<1.证明:(1)由a n +1=n +1n a n +2n +2得a n +1n +1=a n n +2,即a n +1n +1-a nn=2, ∴数列{a n n}是首项为3,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,a n n=3+(n -1)×2=2n +1, ∴a n =n (2n +1), ∴1a n=1n 2n +1<1n n +1=1n -1n +1, ∴1a 1+1a 2+1a 3+…+1a n <(11-12)+(12-13)+(13-14)+…+(1n -1n +1)=11-1n +1<1, ∴1a 1+1a 2+1a 3+…+1a n<1.等差、等比数列与其他知识的交汇1.交汇点 数列与其他知识的交汇数列在中学教材中既有相对独立性,又有较强的综合性,很多数列问题一般转化为特殊数列求解,一些题目常与函数、向量、三角函数、解析几何等知识交汇结合,考查数列的基本运算与应用. [典例1] (xx·宜昌月考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB →=a 1OA →+a 2 016OC →,且A ,B ,C 三点共线(该直线不过点O ),则S 2 016等于( ) A .1 007 B .1 008 C .2 015D .2 016解析:∵A ,B ,C 三点共线,∴a 1+a 2 016=1,∴S 2 016=2 016a 1+a 2 0162=1 008,故选B.答案:B [类题通法]本题巧妙地将三点共线条件(PA →=xPB →+yPC →且A ,B ,C 三点共线⇔x +y =1)与等差数列的求和公式结合,解决的关键是抓住整体求值思想.[演练冲关]1.(xx·铜仁质检)在由正数组成的等比数列{a n }中,若a 3a 4a 5=3π,则sin(log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7)的值为( ) A.12 B.32 C .1D .-32解析:因为a 3a 4a 5=3π=a 34,所以a 4=3π3,即log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7=log 3(a 1a 2…a 7)=log 3a 74=7log 33π3=7π3,所以sin(log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 7)=32.答案:B2.创新点 新定义下数列的创新问题 [典例2] 设S n 为数列{a n }的前n 项和,若S 2n S n(n ∈N *)是非零常数,则称该数列为“和等比数列”;若数列{c n }是首项为2,公差为d (d ≠0)的等差数列,且数列{c n }是“和等比数列”,则d =________.解析:由题意可知,数列{c n }的前n 项和为S n =n c 1+c n2,前2n 项和为S 2n =2nc 1+c 2n2,所以S 2nS n =2n c 1+c 2n2n c 1+c n2=2+2nd4+nd -d=2+21+4-d nd.因为数列{c n }是“和等比数列”,即S 2nS n 为非零常数,所以d =4. 答案:4 [类题通法]解决新定义下数列问题一般是直接扣定义进行求解.本例的关键是抓住S 2nS n为非零常数来确定参数值.[演练冲关]2.在数列{a n }中,n ∈N *,若a n +2-a n +1a n +1-a n=k (k 为常数),则称{a n }为“等差比数列”,下列是对“等差比数列”的判断: ①k 不可能为0;②等差数列一定是“等差比数列”; ③等比数列一定是“等差比数列”; ④“等差比数列”中可以有无数项为0.其中所有正确判断的序号是________.解析:由等差比数列的定义可知,k 不为0,所以①正确,当等差数列的公差为0,即等差数列为常数列时,等差数列不是等差比数列,所以②错误;当{a n }是等比数列,且公比q =1时,{a n }不是等差比数列,所以③错误;数列0,1,0,1,…是等差比数列,该数列中有无数多个0,所以④正确.答案:①④。
第1讲 等差数列与等比数列[做真题]题型一 等差数列1.(2019·高考全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( ) A .a n =2n -5 B .a n =3n -10 C .S n =2n 2-8nD .S n =12n 2-2n解析:选A .法一:设等差数列{a n }的公差为d ,因为⎩⎪⎨⎪⎧S 4=0,a 5=5,所以⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+4×32d =0,a 1+4d =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-3,d =2,所以a n =a 1+(n -1)d =-3+2(n -1)=2n -5,S n =na 1+n (n -1)2d =n 2-4n .故选A .法二:设等差数列{a n }的公差为d ,因为⎩⎪⎨⎪⎧S 4=0,a 5=5,所以⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+4×32d =0,a 1+4d =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-3,d =2.选项A ,a 1=2×1-5=-3;选项B ,a 1=3×1-10=-7,排除B ; 选项C ,S 1=2-8=-6,排除C ; 选项D ,S 1=12-2=-32,排除D .故选A .2.(2018·高考全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=( )A .-12B .-10C .10D .12解析:选B .设等差数列{a n }的公差为d ,因为3S 3=S 2+S 4,所以3(3a 1+3×22d )=2a 1+d+4a 1+4×32d ,解得d =-32a 1,因为a 1=2,所以d =-3,所以a 5=a 1+4d =2+4×(-3)=-10.故选B .3.(2017·高考全国卷Ⅲ)等差数列{a n }的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }前6项的和为( )A .-24B .-3C .3D .8解析:选A .设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 2,a 3,a 6成等比数列,所以a 2a 6=a 23,即(a 1+d )(a 1+5d )=(a 1+2d )2,又a 1=1,所以d 2+2d =0,又d ≠0,则d =-2,所以a 6=a 1+5d =-9,所以{a n }前6项的和S 6=1-92×6=-24,故选A .4.(2019·高考全国卷Ⅲ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1≠0,a 2=3a 1,则S 10S 5=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由a 2=3a 1,即a 1+d =3a 1,得d =2a 1, 所以S 10S 5=10a 1+10×92d 5a 1+5×42d =10a 1+10×92×2a 15a 1+5×42×2a 1=10025=4.答案:4题型二 等比数列1.(2019·高考全国卷Ⅲ)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前4项和为15,且a 5=3a 3+4a 1,则a 3=( )A .16B .8C .4D .2解析:选C .设等比数列{a n }的公比为q ,由a 5=3a 3+4a 1得q 4=3q 2+4,得q 2=4,因为数列{a n }的各项均为正数,所以q =2,又a 1+a 2+a 3+a 4=a 1(1+q +q 2+q 3)=a 1(1+2+4+8)=15,所以a 1=1,所以a 3=a 1q 2=4.2.(2017·高考全国卷Ⅱ)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏解析:选B .每层塔所挂的灯数从上到下构成等比数列,记为{a n },则前7项的和S 7=381,公比q =2,依题意,得S 7=a 1(1-27)1-2=381,解得a 1=3,故选B .3.(2019·高考全国卷Ⅰ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=13,a 24=a 6,则S 5=________.解析:通解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5,所以a 1q =1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =13×(1-35)1-3=1213.优解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以a 2a 6=a 6,所以a 2=1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =13×(1-35)1-3=1213.答案:12134.(2018·高考全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和.若S m =63,求m . 解:(1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =qn -1.由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去),q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1.(2)若a n =(-2)n -1,则S n =1-(-2)n3.由S m =63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解. 若a n =2n -1,则S n =2n-1.由S m =63得2m=64,解得m =6. 综上,m =6.题型三 等差、等比数列的判定与证明(2019·高考全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.解:(1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ),即a n +1+b n +1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.[明考情]等差数列、等比数列的判定及其通项公式在考查基本运算、基本概念的同时,也注重对函数与方程、等价转化、分类讨论等数学思想的考查;对等差数列、等比数列的性质考查主要是求解数列的等差中项、等比中项、通项公式和前n 项和的最大、最小值等问题,主要是中低档题.等差、等比数列的基本运算[典型例题](1)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,S 10S 5=3332,则数列{a n }的公比q 为( )A .4B .2C .12D .34(2)(2019·开封模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=3.①若a 3+b 3=7,求{b n }的通项公式;②若T 3=13,求S n .【解】 (1)选C .因为S 10S 5=3332≠2,所以q ≠1.所以S 10S 5=a 1(1-q 10)1-q a 1(1-q 5)1-q=1+q 5,所以1+q 5=3332,所以q =12. (2)①设数列{a n }的公差为d ,数列{b n }的公比为q , 则a n =-1+(n -1)d ,b n =qn -1.由a 2+b 2=3,得d +q =4,(*) 由a 3+b 3=7,得2d +q 2=8,(**) 联立(*)(**),解得q =2或q =0(舍去), 因此数列{b n }的通项公式为b n =2n -1.②因为T 3=1+q +q 2,所以1+q +q 2=13, 解得q =3或q =-4, 由a 2+b 2=3,得d =4-q , 所以d =1或d =8. 由S n =na 1+12n (n -1)d ,得S n =12n 2-32n 或S n =4n 2-5n .等差、等比数列问题的求解策略(1)抓住基本量,首项a 1、公差d 或公比q ;(2)熟悉一些结构特征,如前n 项和为S n =an 2+bn (a ,b 是常数)的形式的数列为等差数列,通项公式为a n =p ·qn -1(p ,q ≠0)的形式的数列为等比数列;(3)由于等比数列的通项公式、前n 项和公式中变量n 在指数位置,所以常采用两式相除(即比值的方式)进行相关计算.[对点训练]1.(一题多题)(2019·沈阳市质量监测(一))已知等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 1=12,S 5=90,则等差数列{a n }的公差d =( )A .2B .32C .3D .4解析:选C .法一:依题意,5×12+5×42d =90,解得d =3,故选C .法二:因为等差数列{a n }中,S 5=90,所以5a 3=90,即a 3=18,因为a 1=12,所以2d =a 3-a 1=18-12=6,所以d =3,故选C .2.(一题多题)(2019·福州市质量检测)等比数列{a n }的各项均为正实数,其前n 项和为S n .若a 3=4,a 2a 6=64,则S 5=( )A .32B .31C .64D .63解析:选B .通解:设首项为a 1,公比为q ,因为a n >0,所以q >0,由条件得⎩⎪⎨⎪⎧a 1·q 2=4a 1q ·a 1q 5=64,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1q =2,所以S 5=31,故选B .优解:设首项为a 1,公比为q ,因为a n >0,所以q >0,由a 2a 6=a 24=64,a 3=4,得q =2,a 1=1,所以S 5=31,故选B .3.(2019·武昌区调研考试)设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,已知S 1,S 2,S 4成等比数列,且a 3=5,则数列{a n }的通项公式为________.解析:设数列{a n }的公差为d (d ≠0),因为{a n }是等差数列,S 1,S 2,S 4成等比数列,所以(a 1+a 2)2=a 1(a 1+a 2+a 3+a 4),因为a 3=5,所以(5-2d +5-d )2=(5-2d )(5-2d +15),解得d =2或d =0(舍去),所以5=a 1+(3-1)×2,即a 1=1,所以a n =2n -1.答案:a n =2n -1等差(比)数列的性质[典型例题](1)(2019·贵州省适应性考试)等差数列{a n }中,a 2与a 4是方程x 2-4x +3=0的两个根,则a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=( )A .6B .8C .10D .12(2)在等比数列{a n }中,a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,则a 2a 16a 9的值为( ) A .-2+22B .- 2C . 2D .-2或 2(3)(2019·长春质量检测)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若S 4≠0,且S 8=3S 4,S 12=λS 8,则λ=( )A .13B .12C .2D .3【解析】 (1)根据题意有a 2+a 4=4,在等差数列{a n }中,a 2+a 4=a 1+a 5=2a 3=4⇒a 3=2,所以a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=5a 3=10.故选C .(2)设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,所以a 3·a 15=a 29=2,a 3+a 15=-6,所以a 3<0,a 15<0,则a 9=-2,所以a 2a 16a 9=a 29a 9=a 9=-2,故选B .(3)因为S n 是等差数列{a n }的前n 项和, 若S 4≠0,且S 8=3S 4,S 12=λS 8,所以由等差数列的性质得:S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等差数列, 所以2(S 8-S 4)=S 4+(S 12-S 8), 所以2(3S 4-S 4)=S 4+(λ·3S 4-3S 4), 解得λ=2.【答案】 (1)C (2)B (3)C等差、等比数列性质问题的求解策略抓关系抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解用性质数列是一种特殊的函数,具有函数的一些性质,如单调性、周期性等,可利用函数的性质解题1.(一题多解)(2019·福建省质量检查)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 8-a 5=9,S 8-S 5=66,则a 33=( )A .82B .97C .100D .115解析:选C .通解:设等差数列{a n }的公差为d,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 8-a 5=9,S 8-S 5=66,得⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+7d )-(a 1+4d )=9,(8a 1+28d )-(5a 1+10d )=66,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =3,a 1=4,所以a 33=a 1+32d =4+32×3=100,故选C . 优解:设等差数列{a n }的公差为d ,由a 8-a 5=9,得3d =9,即d =3.由S 8-S 5=66,得a 6+a 7+a 8=66,结合等差数列的性质知3a 7=66,即a 7=22,所以a 33=a 7+(33-7)×d =22+26×3=100,故选C .2.(一题多解)(2019·广东省七校联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 8=6,S 9-S 6=3,则S n 取得最大值时n 的值为( )A .5B .6C .7D .8解析:选D .法一:设{a n }的公差为d ,则由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d +a 1+7d =6,a 1+6d +a 1+7d +a 1+8d =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=15,d =-2.所以a n =-2n +17,由于a 8>0,a 9<0,所以S n 取得最大值时n 的值是8,故选D . 法二:设{a n }的公差为d ,则由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d +a 1+7d =6,a 1+6d +a 1+7d +a 1+8d =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=15,d =-2.则S n =15n +n (n -1)2×(-2)=-(n -8)2+64,所以当n =8时,S n 取得最大值,故选D .3.(一题多解)已知数列{a n }满足a n =⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12-λn +1(n <6),λn -5(n ≥6),若对于任意的n ∈N *都有a n >a n+1,则实数λ的取值范围是________.解析:法一:因为a n >a n +1,所以数列{a n}是递减数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧12-λ<0,0<λ<1,λ<⎝ ⎛⎭⎪⎫12-λ×5+1,解得12<λ<712.所以实数λ的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,712. 法二:因为a n >a n +1恒成立,所以0<λ<1.若0<λ≤12,则当n <6时,数列{a n }为递增数列或常数列,不满足对任意的n ∈N *都有a n >a n+1;若12<λ<1,则当n <6时,数列{a n }为递减数列,当n ≥6时,数列{a n }为递减数列,又对任意的n ∈N *都有a n >a n +1,所以a 6<a 5,即λ<⎝ ⎛⎭⎪⎫12-λ×5+1,解得λ<712,所以12<λ<712.综上,实数λ的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,712.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫12,712等差(比)数列的判定与证明[典型例题](2019·广州市调研测试)设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 3=7,a n =2a n -1+a 2-2(n ≥2).(1)证明:数列{a n +1}为等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式,并判断n ,a n ,S n 是否成等差数列? 【解】 (1)证明:因为a 3=7,a 3=3a 2-2,所以a 2=3, 所以a n =2a n -1+1, 所以a 1=1,a n +1a n -1+1=2a n -1+2a n -1+1=2(n ≥2),所以数列{a n +1}是首项为a 1+1=2,公比为2的等比数列. (2)由(1)知,a n +1=2n, 所以a n =2n-1,所以S n =2(1-2n)1-2-n =2n +1-n -2,所以n +S n -2a n =n +(2n +1-n -2)-2(2n-1)=0,所以n +S n =2a n , 即n ,a n ,S n 成等差数列.判断(证明)等差(比)数列应注意的问题(1)判断或者证明数列为等差数列、等比数列最基本的方法是用定义判断或证明,其他方法最后都会回到定义,如证明等差数列可以证明通项公式是n 的一次函数,但最后还得使用定义才能说明其为等差数列.(2)证明数列{a n }为等比数列时,不能仅仅证明a n +1=qa n ,还要说明a 1≠0,才能递推得出数列中的各项均不为零,最后判定数列{a n }为等比数列.[对点训练]1.(2019·湖南省湘东六校联考)已知数列{a n }满足a n +1-3a n =3n(n ∈N *)且a 1=1. (1)设b n =a n3n -1,证明数列{b n }为等差数列;(2)设c n =n a n,求数列{c n }的前n 项和S n . 解:(1)证明:由已知得a n +1=3a n +3n,得b n +1=a n +13n=3a n +3n3n=a n3n -1+1=b n +1, 所以b n +1-b n =1,又a 1=1, 所以b 1=1,所以数列{b n }是首项为1,公差为1的等差数列. (2)由(1)知,b n =a n3n -1=n ,所以a n =n ·3n -1,c n =13n -1,所以S n =1×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n 1-13=32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n =32-12·3n -1.2.设S n 为数列{a n }的前n 项和,对任意的n ∈N *,都有S n =2-a n ,数列{b n }满足b 1=2a 1,b n =b n -11+b n -1(n ≥2,n ∈N *).(1)求证:数列{a n }是等比数列,并求{a n }的通项公式;(2)判断数列{1b n}是等差数列还是等比数列,并求数列{b n }的通项公式.解:(1)当n =1时,a 1=S 1=2-a 1,解得a 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a n -1-a n , 即a n a n -1=12(n ≥2,n ∈N *). 所以数列{a n }是首项为1,公比为12的等比数列,故数列{a n }的通项公式为a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.(2)因为a 1=1, 所以b 1=2a 1=2. 因为b n =b n -11+b n -1,所以1b n =1b n -1+1,即1b n -1b n -1=1(n ≥2).所以数列{1b n }是首项为12,公差为1的等差数列.所以1b n =12+(n -1)·1=2n -12,故数列{b n }的通项公式为b n =22n -1.数列与新定义相交汇问题[典型例题]对任一实数序列A =(a 1,a 2,a 3,…),定义新序列ΔA =(a 2-a 1,a 3-a 2,a 4-a 3,…),它的第n 项为a n +1-a n .假定序列Δ(ΔA )的所有项都是1,且a 12=a 22=0,则a 2=________.【解析】 令b n =a n +1-a n ,依题意知数列{b n }为等差数列,且公差为1, 所以b n =b 1+(n -1)×1,a 1=a 1, a 2-a 1=b 1, a 3-a 2=b 2,…a n -a n -1=b n -1,累加得a n =a 1+b 1+…+b n -1=a 1+(n -1)b 1+(n -1)(n -2)2=(n -1)a 2-(n -2)a 1+(n -1)(n -2)2,分别令n =12,n =22,得⎩⎪⎨⎪⎧11a 2-10a 1+55=0,21a 2-20a 1+210=0, 解得a 1=2312,a 2=100.【答案】 100数列新定义型创新题的一般解题思路(1)阅读审清“新定义”.(2)结合常规的等差数列、等比数列的相关知识,化归、转化到“新定义”的相关知识. (3)利用“新定义”及常规的数列知识,求解证明相关结论.[对点训练]1.对于数列{a n },定义数列{a n +1-a n }为数列{a n }的“差数列”,若a 1=2,数列{a n }的“差数列”的通项公式为a n +1-a n =2n,则数列{a n }的前n 项和S n =( )A .2B .2nC .2n +1-2 D .2n -1-2解析:选C .因为a n +1-a n =2n,所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n-1+2n -2+…+22+2+2=2-2n 1-2+2=2n -2+2=2n ,所以S n =2-2n +11-2=2n +1-2.2.(2019·福建五校第二次联考)在数列{a n }中,a 1=13,1a n +1=3a n (a n +3),n ∈N +,且b n=13+a n.记P n =b 1×b 2×…×b n ,S n =b 1+b 2+…+b n ,则3n +1P n +S n =________. 解析:因为1a n +1=3a n (a n +3)=1a n -1a n +3,所以b n =13+a n =1a n -1a n +1,所以S n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-1a 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1=1a 1-1a n +1.因为1a n +1=3a n (a n +3),所以b n =13+a n =a n 3a n +1,所以P n =b 1×b 2×…×b n =a 13a 2×a 23a 3×…×a n 3a n +1=a 13n a n +1.又a 1=13,故3n +1P n +S n =3a 1a n +1+1a 1-1a n +1=1a 1=3. 答案:3一、选择题1.(2019·福州市质量检测)已知数列{a n }中,a 3=2,a 7=1.若数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列,则a 9=( )A .12B .54C .45D .-45解析:选C .因为数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列,a 3=2,a 7=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的公差d =1a 7-1a 37-3=1-127-3=18,所以1a 9=1a 7+(9-7)×18=54,所以a 9=45,故选C .2.(一题多解)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=2,S 3=-6,则S 5=( ) A .18 B .10 C .-14D .-22解析:选D .法一:设等比数列{a n }的公比为q ,由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =2a 1+a 1q +a 1q 2=-6,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2q =-2,所以S 5=-2×[1-(-2)5]1-(-2)=-22,故选D .法二:设等比数列{a n }的公比为q ,易知q ≠1,令A =a 1q -1,则S n =Aq n-A ,⎩⎪⎨⎪⎧S 2=Aq 2-A =2S 3=Aq 3-A =-6,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =23q =-2,所以S n =23[(-2)n -1],所以S 5=23×[(-2)5-1]=-22,故选D .3.已知数列{a n }是等比数列,数列{b n }是等差数列,若a 1·a 6·a 11=-33,b 1+b 6+b 11=7π,则tan b 3+b 91-a 4·a 8的值是 ( )A .- 3B .-1C .-33D . 3解析:选A .依题意得,a 36=(-3)3,3b 6=7π,所以a 6=-3,b 6=7π3,所以b 3+b 91-a 4·a 8=2b 61-a 26=-7π3,故tan b 3+b 91-a 4·a 8=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π3=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2π-π3=-tan π3=-3,故选A . 4.(一题多解)(2019·合肥市第一次质量检测)已知正项等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),a 5+a 7-a 26=0,则S 11的值为( )A .11B .12C .20D .22解析:选D .通解:设等差数列{a n }的公差为d (d >0),则由(a 1+4d )+(a 1+6d )-(a 1+5d )2=0,得(a 1+5d )(a 1+5d -2)=0,所以a 1+5d =0或a 1+5d =2,又a 1>0,所以a 1+5d >0,则a 1+5d =2,则S 11=11a 1+11×102d =11(a 1+5d )=11×2=22,故选D . 优解:因为{a n }为正项等差数列,所以由等差数列的性质,并结合a 5+a 7-a 26=0,得2a 6-a 26=0,a 6=2,则S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=11a 6=22,故选D .5.(2019·郑州市第一次质量预测)已知数列{a n }为等比数列,首项a 1=4,数列{b n }满足b n =log 2a n ,且b 1+b 2+b 3=12,则a 4=( )A .4B .32C .108D .256解析:选D .设等比数列{a n }的公比为q ,由题意知q >0,又首项a 1=4,所以数列{a n }的通项公式为a n =4·qn -1,又b n =log 2a n ,所以b n =log 2(4·qn -1)=2+(n -1)log 2q ,所以{b n }为等差数列,则b 1+b 2+b 3=3b 2=12,所以b 2=4,由b 2=2+(2-1)log 2q =4,解得q =4,所以a 4=4×44-1=44=256.故选D .6.等差数列{a n }中,已知|a 6|=|a 11|,且公差d >0,则其前n 项和取最小值时n 的值为( ) A .6 B .7 C .8D .9解析:选C .由d >0可得等差数列{a n }是递增数列,又|a 6|=|a 11|,所以-a 6=a 11,即-a 1-5d =a 1+10d ,所以a 1=-15d 2,则a 8=-d 2<0,a 9=d2>0,所以前8项和为前n 项和的最小值,故选C .二、填空题7.(2019·贵阳市第一学期监测)已知数列{a n }中,a 1=3,a 2=7.当n ∈N *时,a n +2是乘积a n ·a n +1的个位数,则a 2 019=________.解析:a 1=3,a 2=7,a 1a 2=21,a 3=1,a 2a 3=7,a 4=7,a 3a 4=7,a 5=7,a 4a 5=49,a 6=9,a 5a 6=63,a 7=3,a 6a 7=27,a 8=7,a 7a 8=21,a 9=1,a 8a 9=7,所以数列{a n }是周期为6的数列,又2 019=6×336+3,所以a 2 019=a 3=1.答案:18.在数列{a n }中,n ∈N *,若a n +2-a n +1a n +1-a n=k (k 为常数),则称{a n }为“等差比数列”,下列是对“等差比数列”的判断:①k 不可能为0;②等差数列一定是“等差比数列”; ③等比数列一定是“等差比数列”; ④“等差比数列”中可以有无数项为0. 其中所有正确判断的序号是________.解析:由等差比数列的定义可知,k 不为0,所以①正确,当等差数列的公差为0,即等差数列为常数列时,等差数列不是等差比数列,所以②错误;当{a n }是等比数列,且公比q =1时,{a n }不是等差比数列,所以③错误;数列0,1,0,1,…是等差比数列,该数列中有无数多个0,所以④正确.答案:①④9.(2019·洛阳尖子生第二次联考)已知函数f (x )=e x-1e x +1,g (x )=f (x -1)+1,a n =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +g ⎝ ⎛⎭⎪⎫3n +…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2n -1n (n ∈N *),则数列{a n}的通项公式为________.解析:因为f (x )=e x-1e x +1,所以f (-x )=e -x -1e -x +1=1-exe x +1=-f (x ),所以函数f (x )为奇函数.因为g (x )=f (x -1)+1,所以g (x )的图象关于点(1,1)对称,若x 1+x 2=2,则有g (x 1)+g (x 2)=2,所以a n =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +g ⎝ ⎛⎭⎪⎫3n +…+g ⎝⎛⎭⎪⎫2n -1n =2(n -1)+g (1)=2n -2+f (0)+1=2n -1,即a n =2n -1,故数列{a n }的通项公式为a n =2n -1.答案:a n =2n -1 三、解答题10.(2019·昆明市诊断测试)已知数列{a n }是等比数列,公比q <1,若a 2=2,a 1+a 2+a 3=7.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和. 解:(1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q =2a 1+a 1q +a 1q 2=7,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4q =12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1q =2(舍去). 所以a n =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=23-n.(2)因为b n =log 2a n =log 223-n=3-n ,所以数列{b n }是首项为2,公差为-1的等差数列.设数列{b n }的前n 项和为T n , 则T n =n (2+3-n )2=n (5-n )2.11.(2019·武汉调研)已知等差数列{a n }前三项的和为-9,前三项的积为-15. (1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若{a n }为递增数列,求数列{|a n |}的前n 项和S n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则依题意得a 2=-3,则a 1=-3-d ,a 3=-3+d , 所以(-3-d )(-3)(-3+d )=-15,得d 2=4,d =±2, 所以a n =-2n +1或a n =2n -7.(2)由题意得a n =2n -7,所以|a n |=⎩⎪⎨⎪⎧7-2n ,n ≤32n -7,n ≥4,①n ≤3时,S n =-(a 1+a 2+…+a n )=5+(7-2n )2n =6n -n 2;②n ≥4时,S n =-a 1-a 2-a 3+a 4+…+a n =-2(a 1+a 2+a 3)+(a 1+a 2+…+a n )=18-6n +n 2.综上,数列{|a n |}的前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧-n 2+6n ,n ≤3n 2-6n +18,n ≥4.12.(2019·长沙市统一模拟考试)已知数列{a n }的首项a 1=3,a 3=7,且对任意的n ∈N *,都有a n -2a n +1+a n +2=0,数列{b n }满足b n =a 2n -1,n ∈N *.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)求使b 1+b 2+…+b n >2 018成立的最小正整数n 的值. 解:(1)令n =1得,a 1-2a 2+a 3=0,解得a 2=5.又由a n -2a n +1+a n +2=0知,a n +2-a n +1=a n +1-a n =…=a 2-a 1=2, 故数列{a n }是首项a 1=3,公差d =2的等差数列, 于是a n =2n +1,b n =a 2n -1=2n +1.(2)由(1)知,b n =2n+1.于是b 1+b 2+…+b n =(21+22+ (2))+n =2(1-2n)1-2+n =2n +1+n -2.令f (n )=2n +1+n -2,易知f (n )是关于n 的单调递增函数,又f (9)=210+9-2=1 031,f (10)=211+10-2=2 056,故使b1+b2+…+b n>2 018成立的最小正整数n的值是10.。
城东蜊市阳光实验学校数列通项的求法考纲要求:1. 理解数列的概念和几种简单的表示方法〔列表、图像、通项公式〕;2. 可以根据数列的前几项归纳出其通项公式;3. 会应用递推公式求数列中的项或者者.通项;4. 掌握n n s a 求的一般方法和步骤.考点回忆:回忆近几年高考,对数列概念以及通项一般很少单独考察,往往与等差、等比数列或者者者与数列其它知识综合考察.一般作为考察其他知识的铺垫知识,因此,假设这一部分掌握不好,对解决其他问题也是非常不利的. 根底知识过关: 数列的概念1.按照一定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,数列中的每一项都和他的有关.排在第一位的数称为这个数列的第一项〔通常也叫做〕.往后的各项依次叫做这个数列的第2项,……第n 项……,数列的一般形式可以写成12,n a a a …………,其中是数列的第n 项,我们把上面数列简记为. 数列的分类:1.根据数列的项数,数列可分为数列、数列.2.根据数列的每一项随序号变化的情况,数列可分为数列、数列、数列、 数列.数列的通项公式:1.假设数列{}n a 的可以用一个公式来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式,通项公式可以看成数列的函数. 递推公式; 1.假设数列{}n a 的首项〔或者者者前几项〕,且任意一项1n n a a -与〔或者者其前面的项〕之间的关系可以,那么这个公式就做数列的递推公式.它是数列的一种表示法. 数列与函数的关系:1.从函数的观点看,数列可以看成以为定义域的函数()na f n =,当自变量按照从小到大的顺序依次取值时,所对应的一列函数值,反过来,对于函数y=f(x),假设f(i)(i=1,2,3,……)有意义,那么我们可以得到一个数列f(1),f(2),f(3)……f(n)…… 答案: 数列的概念 1.顺序项序号首项n a {}n a数列的分类 1.有限无限 2.递增递减常摆动 数列的通项公式1.第n 项与它的序号n 之间的关系n a =f(n)解析式 递推公式1. 可以用一个公式来表示数列与函数的关系1. 正整数集N*〔或者者它的有限子集{}1,2,3,n ……〕高考题型归纳:题型1.观察法求通项观察法是求数列通项公式的最根本的方法,其本质就是通过观察数列的特征,找出各项一一共同的构成规律,横向看各项之间的关系构造,纵向看各项与项数之间的关系,从而确定出数列的通项.例1.数列12,14,58-,1316,2932-,6164,….写出数列的一个通项公式.分析:通过观察可以发现这个数列的各项由以下三部分组成的特征:符号、分子、分母,所以应逐个考察其规律.解析:先看符号,第一项有点违犯规律,需改写为12--,由此整体考虑得数列的符号规律是{(1)}n-;再看分母,都是偶数,且呈现的数列规律是{2}n;最后看分子,其规律是每个分子的数比分母都小3,即{23}n -. 所以数列的通项公式为23(1)2n nn n a -=-. 点评:观察法一般适用于给出了数列的前几项,根据这些项来写出数列的通项公式,一般的,所给的数列的前几项规律性特别强,并且规律也特别明显,要么能直接看出,要么只需略作变形即可. 题型2.定义法求通项直接利用等差数列或者者等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于数列类型的题目.例2.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,255a S =.求数列{}n a 的通项公式.分析:对于数列{}n a ,是等差数列,所以要求其通项公式,只需要求出首项与公差即可.解析:设数列{}n a 公差为)0(>d d∵931,,a a a 成等比数列,∴9123a a a =,即)8()2(1121d a a d a +=+d a d 12=⇒ ∵0≠d,∴d a =1………………………………①∵255aS =∴211)4(2455d a d a +=⋅⨯+…………②由①②得:531=a ,53=d∴n n a n 5353)1(53=⨯-+=点评:利用定义法求数列通项时要注意不要用错定义,设法求出首项与公差〔公比〕后再写出通项.题型3.应用nS 与na 的关系求通项有些数列给出{na }的前n 项和nS 与na 的关系式n S =()n f a ,利用该式写出11()n n S f a ++=,两式做差,再利用11n n na S S ++=-导出1n a +与na 的递推式,从而求出na 。
第1讲 等差数列、等比数列等差、等比数列的基本运算 共研典例 类题通法 1.等差数列的通项公式及前n 项和公式a n =a 1+(n -1)d ;S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d .2.等比数列的通项公式及前n 项和公式 a n =a 1qn -1(q ≠0);S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q(q ≠1).(2016·高考全国卷乙)已知{a n }是公差为3的等差数列,数列{b n }满足b 1=1,b 2=13,a n b n +1+b n +1=nb n . (1)求{a n }的通项公式; (2)求{b n }的前n 项和.【解】 (1)由已知,a 1b 2+b 2=b 1,b 1=1,b 2=13,得a 1=2.所以数列{a n }是首项为2,公差为3的等差数列, 通项公式为a n =3n -1.(2)由(1)和a n b n +1+b n +1=nb n ,得b n +1=b n 3,因此数列{b n }是首项为1,公比为13的等比数列.记{b n }的前n 项和为S n ,则S n =1-⎝⎛⎭⎫13n1-13=32-12×3n -1.关于等差(等比)数列的基本运算,一般通过其通项公式和前n 项和公式构造关于a 1和d (或q )的方程或方程组解决,如果在求解过程中能够灵活运用等差(等比)数列的性质,不仅可以快速获解,而且有助于加深对等差(等比)数列问题的认识.[题组通关]1.(2016·昆明两区七校调研)在等比数列{a n }中,S n 是它的前n 项和,若q =2,且a 2与2a 4的等差中项为18,则S 5=( )A .62B .-62C .32D .-32A [解析] 依题意得a 2+2a 4=36,又q =2,则2a 1+16a 1=36,解得a 1=2,因此S 5=2×(1-25)1-2=62,选A.2.(2016·武汉调研)若等比数列{a n }的各项均为正数,a 1+2a 2=3,a 23=4a 2a 6,则a 4=( )A.38B.245C.316D.916C [解析] 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2a 1q =3(a 1q 2)2=4a 1q ·a 1q5,解得⎩⎨⎧a 1=32q =12,所以a 4=a 1q 3=32×⎝⎛⎭⎫123=316,故选C.3.已知等差数列{a n }的公差不为零,其前n 项和为S n ,a 22=S 3,且S 1,S 2,S 4成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)记T n =a 1+a 5+a 9+…+a 4n -3,求T n .[解] (1)设数列{a n }的公差为d ,由a 22=S 3得3a 2=a 22,故a 2=0或a 2=3. 由S 1,S 2,S 4成等比数列得S 22=S 1S 4.又S 1=a 2-d ,S 2=2a 2-d ,S 4=4a 2+2d , 故(2a 2-d )2=(a 2-d )(4a 2+2d ).若a 2=0,则d 2=-2d 2,解得d =0,不符合题意.若a 2=3,则(6-d )2=(3-d )(12+2d ),解得d =2或d =0(不符合题意,舍去). 因此数列{a n }的通项公式为a n =a 2+(n -2)d =2n -1. (2)由(1)知a 4n -3=8n -7,故数列{a 4n -3}是首项为1,公差为8的等差数列. 从而T n =n 2()a 1+a 4n -3=n2(8n -6)=4n 2-3n .等差、等比数列的判定与证明 共研典例 类题通法 1.证明数列{a n }是等差数列的两种基本方法 (1)利用定义,证明a n +1-a n (n ∈N *)为一常数; (2)利用等差中项,即证明2a n =a n -1+a n +1(n ≥2). 2.证明数列{a n }是等比数列的两种基本方法 (1)利用定义,证明a n +1a n (n ∈N *)为一常数;(2)利用等比中项,即证明a 2n =a n -1a n +1(n ≥2).(2016·高考全国卷丙)已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.【解】 (1)由题意得a 1=S 1=1+λa 1,故λ≠1,a 1=11-λ,a 1≠0. 由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n .由a 1≠0,λ≠0且λ≠1得a n ≠0, 所以a n +1a n=λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-1n -1.(2)由(1)得S n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-1n.由S 5=3132得1-⎝⎛⎭⎪⎫λλ-15=3132,即⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=132. 解得λ=-1.(1)判断一个数列是等差(比)数列,也可以利用通项公式及前n 项和公式,但不能作为证明方法.(2)a 2n =a n -1a n +1(n ≥2)是数列{a n }为等比数列的必要不充分条件,判断时还要看各项是否为零.[题组通关]1.(2016·高考浙江卷)如图,点列{A n },{B n }分别在某锐角的两边上,且|A n A n +1|=|A n +1A n+2|,A n ≠A n +2,n ∈N *,|B n B n +1|=|B n +1B n +2|,B n ≠B n +2,n ∈N *(P ≠Q 表示点P 与Q 不重合).若d n =|A n B n |,S n 为△A n B n B n +1的面积,则( )A .{S n }是等差数列B .{S 2n }是等差数列C .{d n }是等差数列D .{d 2n }是等差数列A [解析] 由题意,过点A 1,A 2,A 3,…,A n ,A n +1,…分别作直线B 1B n +1的垂线,高分别记为h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n +1,…,根据平行线的性质,得h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n+1,…成等差数列,又S n =12×|B n B n +1|×h n ,|B n B n +1|为定值,所以{S n }是等差数列.故选A.2.(2016·合肥第一次教学质检)在数列{a n }中,a 1=12,a n +1=n +12na n ,n ∈N *.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 为等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式.[解] (1)证明:由a n +1=n +12n a n 知a n +1n +1=12·a nn,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以12为首项,12为公比的等比数列.(2)由(1)知⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为12,公比为12的等比数列,所以a n n =⎝⎛⎭⎫12n ,所以a n =n2n.等差、等比数列的性质 共研典例 类题通法n n 10100S 90=24,则S 100=________.(2)(2016·高考全国卷乙)设等比数列{a n }满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2…a n 的最大值为________.【解析】 (1)依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.(2)设{a n }的公比为q ,由a 1+a 3=10,a 2+a 4=5得a 1=8,q =12,则a 2=4,a 3=2,a 4=1,a 5=12,所以a 1a 2…a n ≤a 1a 2a 3a 4=64.【答案】 (1)200 (2)64(1)解决此类问题的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解.(2)本例(2)利用了函数思想,数列是特殊函数,在求解数列的一些问题中,经常用到函数的性质,如周期性、单调性.[题组通关]1.(2016·郑州第一次质量预测)正项等比数列{a n }中的a 1、a 4 031是函数f (x )=13x 3-4x 2+6x -3的极值点,则log 6a 2 016=( )A .1B .2 C. 2D .-1A [解析] 因为f ′(x )=x 2-8x +6,且a 1、a 4 031是方程x 2-8x +6=0的两根,所以a 1·a 4031=a 22 016=6,即a 2 016=6,所以log 6a 2 016=1,故选A.2.(2016·云南第一次统一检测)在数列{a n }中,a 1=12,a 2=13,a n a n +2=1,则a 2 016+a 2 017=( )A.56 B.73 C.72D .5C [解析] 依题意,a 1=12,a 2=13,a 3=2,a 4=3,a 5=12,a 6=13,…,数列{a n }是周期为4的数列,所以a 2 016+a 2 017=a 4+a 1=72.3.设公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,-217<d <-19,则当S n 取最大值时n 的值为________.[解析] 因为等差数列{a n }的公差d 为负值,所以{a n }是递减数列.又a 1=1,所以由a n=a 1+(n -1)d >0得n <d -a 1d ,即n <1-1d ,因为-217<d <-19,所以192<1-1d <10,所以n ≤9,即当n ≤9时,a n >0,当n ≥10时,a n <0.所以当S n 取得最大值时n 的值为9.[答案] 9课时作业1.(2016·重庆第一次适应性测试)在数列{a n }中,a n +1-a n =2,a 2=5,则{a n }的前4项和为( )A .9B .22C .24D .32C [解析] 依题意得,数列{a n }是公差为2的等差数列,a 1=a 2-2=3,因此数列{a n }的前4项和等于4×3+4×32×2=24,选C.2.在等比数列{a n }中,a 1=27,a 4=a 3a 5,则公比q =( ) A.181B.127C.19D.13D [解析] 由等比数列的性质得:a 3a 5=a 24=a 4, 因为a 4≠0,所以a 4=1, 又a 4a 1=q 3=127, 所以q =13.3.(2016·海口调研测试)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 2-8a 5=0,则S 8S 4的值为( )A.12B.1716 C .2D .17B [解析] 设{a n }的公比为q ,依题意得a 5a 2=18=q 3,因此q =12.注意到a 5+a 6+a 7+a 8=q 4(a 1+a 2+a 3+a 4),即有S 8-S 4=q 4S 4,因此S 8=(q 4+1)S 4,S 8S 4=q 4+1=1716,选B.4.一个项数为偶数的等比数列{a n },全部各项之和为偶数项之和的4倍,前3项之积为64,则a 1=( )A .11B .12C .13D .14B [解析] 设数列{a n }的公比为q ,全部奇数项、偶数项之和分别记为S 奇、S 偶,由题意知,S 奇+S 偶=4S 偶,即S 奇=3S 偶.因为数列{a n }的项数为偶数,所以q =S 偶S 奇=13.又a 1·(a 1q )(a 1q 2)=64.所以a 31q 3=64,故a 1=12.5.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若8a 2+a 5=0,则下列式子中数值不能确定的是( )A.a 5a 3 B.S 5S 3 C.a n +1a nD.S n +1S nD [解析] 由8a 2+a 5=0,得a 5a 2=-8,设数列{a n }的公比为q ,则q 3=-8,所以q =-2,所以a 5a 3=q 2=4,a n +1a n =q =-2,S 5S 3=1-(-2)51-(-2)3=113,而S n +1S n=1-(-2)n +11-(-2)n 的数值不能确定.故选D.6.(2016·合肥第二次质检)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=12,a 3·a 5=4,则下列说法正确的是( )A .{a n }是单调递减数列B .{S n }是单调递减数列C .{a 2n }是单调递减数列D .{S 2n }是单调递减数列C [解析] 由于{a n }是等比数列,则a 3a 5=a 24=4,又a 2=12,则a 4>0,a 4=2,q 2=16,当q =-66时,{a n }和{S n }不具有单调性,选项A 和B 错误;a 2n =a 2q 2n -2=12×⎝⎛⎭⎫16n -1单调递减,选项C 正确;当q =-66时,{S 2n }不具有单调性,选项D 错误. 7.(2015·高考全国卷Ⅰ)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n=126,则n =________.[解析] 因为 a 1=2,a n +1=2a n ,所以数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 又因为 S n =126,所以2(1-2n )1-2=126,所以n =6.[答案] 68.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=-1,S n =2a n +n (n ∈N *),则a n =________. [解析] 因为S n =2a n +n ,① 所以S n +1=2a n +1+n +1,②②-①,可得a n +1=2a n -1,即a n +1-1=2(a n -1),又因为a 1=-1,所以数列{a n -1}是以-2为首项,2为公比的等比数列,所以a n -1=(-2)·2n -1=-2n ,所以a n =1-2n . [答案] 1-2n9.已知数列{a n }满足a n +2=a n +1-a n ,且a 1=2,a 2=3,则a 2 016的值为________. [解析] 由题意得,a 3=a 2-a 1=1,a 4=a 3-a 2=-2,a 5=a 4-a 3=-3,a 6=a 5-a 4=-1,a 7=a 6-a 5=2,a 8=a 7-a 6=3,…,所以数列{a n }是周期为6的周期数列,而2 016=6×336,所以a 2 016=a 6=-1.[答案] -110.在等差数列{a n }中,a 1=-2 014,其前n 项和为S n ,S 2 0152 015-S 1010=2 005,则S 2 016的值等于________.[解析] 法一:设等差数列{a n }的公差为d ,在等差数列{a n }中,因为S n =na 1+n (n -1)2d ,S n n =a 1+(n -1)d 2,由S 2 0152 015-S 1010=2 005,得⎣⎡⎦⎤-2 014+(2 015-1)d 2-⎣⎡⎦⎤-2 014+(10-1)d 2=2 005,化简得2 0052d =2 005,所以d =2,所以S 2 016=2 016×(-2014)+2 016×2 0152×2=2 016.法二:设等差数列{a n }的公差为d ,在等差数列{a n }中,S n =na 1+n (n -1)2d ,S nn=a 1+(n -1)d 2,即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是首项为a 1=-2 014,公差为d 2的等差数列.因为S 2 0152 015-S 1010=2 005,所以(2 015-10)d 2=2 005,d 2=1,所以S 2 0162 016=a 1+(2 016-1)×1=-2 014+2 015=1,所以S 2 016=2 016.[答案] 2 01611.(2016·兰州诊断考试)在公差不为零的等差数列{a n }中,a 1=1,a 2、a 4、a 8成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n ,T n =b 1+b 2+…+b n ,求T n .[解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则依题意有⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+7d ),解得d =1或d =0(舍去), 所以a n =a 1+(n -1)d =n . (2)由(1)得a n =n , 所以b n =2n , 所以b n +1b n=2,所以{b n }是首项为2,公比为2的等比数列,所以T n =2(1-2n )1-2=2n +1-2.12.设数列{a n }的前n 项积为T n ,且T n +2a n =2(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1T n 是等差数列;(2)设b n =(1-a n )(1-a n +1),求数列{b n }的通项公式.[解] (1)证明:因为T n +2a n =2,所以当n =1时,T 1+2a 1=2,所以T 1=23,即1T 1=32.又当n ≥2时,T n =2-2×T nT n -1,得T n ·T n -1=2T n -1-2T n , 所以1T n -1T n -1=12,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1T n 是以32为首项,12为公差的等差数列.(2)由(1)知,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1T n 为等差数列,所以1T n =32+12(n -1)=n +22,所以a n =2-T n 2=n +1n +2.所以b n =(1-a n )(1-a n +1)=1(n +2)(n +3).13.(2016·贵州适应性考试)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -1(n ∈N *). (1)求a 1,a 2及数列{a n }的通项公式;(2)已知数列{b n }满足b n =log 3a 2n ,求{b n }的前n 项和T n . [解] (1)根据已知,2S 1=2a 1=3a 1-1,解得a 1=1. 2S 2=2(1+a 2)=3a 2-1,解得a 2=3. 因为2S n =3a n -1,①所以2S n -1=3a n -1-1(n ≥2).②①-②,有2a n =3a n -3a n -1,即a n =3a n -1(n ≥2). 于是,{a n }是首项为1,公比为3的等比数列,{a n }的通项公式为a n =1·3n -1=3n -1.(2)由已知,b n =log 332n -1=2n -1,所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.于是{b n }的前n 项和T n =n ·1+n ·(n -1)2·2=n 2. 14.若数列{b n }对于n ∈N *,都有b n +2-b n =d (常数),则称数列{b n }是公差为d 的准等差数列,如数列{c n },若c n =⎩⎪⎨⎪⎧4n -1,n 为奇数,4n -9,n 为偶数,则数列{c n }是公差为8的准等差数列.设数列{a n }满足a 1=a ,对于n ∈N *,都有a n +a n +1=2n .(1)求证:{a n }为准等差数列;(2)求{a n }的通项公式及前20项和S 20.[解] (1)证明:因为a n +1+a n =2n , ①所以a n +2+a n +1=2n +2. ②由②-①得a n +2-a n =2(n ∈N *),所以{a n }是公差为2的准等差数列.(2)已知a 1=a ,a n +1+a n =2n (n ∈N *),所以a 1+a 2=2,即a 2=2-a .所以由(1)可知a 1,a 3,a 5,…,成以a 为首项,2为公差的等差数列,a 2,a 4,a 6,…,成以2-a 为首项,2为公差的等差数列.所以当n 为偶数时,a n =2-a +⎝⎛⎭⎫n 2-1×2=n -a ,当n 为奇数时,a n =a +⎝ ⎛⎭⎪⎫n +12-1×2=n +a -1, 所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧n +a -1,n 为奇数,n -a ,n 为偶数.S 20=a 1+a 2+…+a 19+a 20=(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a 19+a 20)=2×1+2×3+…+2×19=2×(1+19)×102=200.。
专题三数列第一讲等差数列、等比数列[考情分析]等差数列、等比数列的判定及其通项公式在考查基本运算、基本概念的同时,也注重对函数与方程、等价转化、分类讨论等数学思想的考查;对等差数列、等比数列的性质考查主要是求解数列的等差中项、等比中项、通项公式和前n项和的最大、最小值等问题,主要是中低档题;等差数列、等比数列的前n项和是高考考查的重点。
年份卷别考查角度及命题位置201 7Ⅰ卷等差、等比数列的综合应用·T17201 5Ⅰ卷等差数列的通项公式及前n项和公式·T7等比数列的概念及前n项和公式·T13Ⅱ卷等差数列的通项公式、性质及前n项和公式·T5[真题自检]1.(2015·高考全国卷Ⅱ)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若a1+a3+a5=3,则S5=( )A.5 B.7C.9 D.11解析:法一:∵a1+a5=2a3,∴a1+a3+a5=3a3=3,∴a3=1,∴S5=错误!=5a3=5.法二:∵a1+a3+a5=a1+(a1+2d)+(a1+4d)=3a1+6d=3,∴a1+2d =1,∴S5=5a1+错误!d=5(a1+2d)=5.解析:A2.(2015·高考全国卷Ⅰ)已知{a n}是公差为1的等差数列,S n为{a n}的前n项和,若S8=4S4,则a10=( )A。
错误!B。
错误!C.10 D.12解析:∵公差为1,∴S8=8a1+错误!×1=8a1+28,S4=4a1+6.∵S8=4S4,∴8a1+28=4(4a1+6),解得a1=错误!,∴a10=a1+9d=错误!+9=错误!。
答案:B3.(2015·高考全国卷Ⅰ改编)在数列{a n}中,a1=2,a n+1=2a n,S n 为{a n}的前n项和.若S n=126,求n的值.解析:∵a1=2,a n+1=2a n,∴数列{a n}是首项为2,公比为2的等比数列.又∵S n=126,∴错误!=126,∴n=6.等差数列、等比数列的基本运算[方法结论]1.两组求和公式(1)等差数列:S n=错误!=na1+错误!d;(2)等比数列:S n=错误!=错误!(q≠1).2.在进行等差(比)数列项与和的运算时,若条件和结论间的联系不明显,则均可化成关于a1和d(q)的方程组求解,但要注意消元法及整体计算,以减少计算量.[题组突破]1.(2017·贵阳模拟)等差数列{a n}的前n项和为S n,且a3+a9=16,则S 11=( )A .88B .48C .96D .176解析:依题意得S 11=11a 1+a 112=错误!=错误!=88,选A 。
高考数学第二轮专题复习数列教案二、高考要求1.理解数列的有关概念,了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前n项. 2.理解等差〔比〕数列的概念,掌握等差〔比〕数列的通项公式与前n项和的公式. 并能运用这些知识来解决一些实际问题.3.了解数学归纳法原理,掌握数学归纳法这一证题方法,掌握“归纳—猜想—证明〞这一思想方法.三、热点分析1.数列在历年高考中都占有较重要的地位,一般情况下都是一个客观性试题加一个解答题,分值占整个试卷的10%左右.客观性试题主要考查等差、等比数列的概念、性质、通项公式、前n项和公式、极限的四那么运算法那么、无穷递缩等比数列所有项和等内容,对基本的计算技能要求比较高,解答题大多以考查数列内容为主,并涉及到函数、方程、不等式知识的综合性试题,在解题过程中通常用到等价转化,分类讨论等数学思想方法,是属于中高档难度的题目.2.有关数列题的命题趋势〔1〕数列是特殊的函数,而不等式那么是深刻认识函数和数列的重要工具,三者的综合求解题是对基础和能力的双重检验,而三者的求证题所显现出的代数推理是近年来高考命题的新热点〔2〕数列推理题是新出现的命题热点.以往高考常使用主体几何题来考查逻辑推理能力,近两年在数列题中也加强了推理能力的考查。
〔3〕加强了数列与极限的综合考查题3.熟练掌握、灵活运用等差、等比数列的性质。
等差、等比数列的有关性质在解决数列问题时应用非常广泛,且十分灵活,主动发现题目中隐含的相关性质,往往使运算简洁优美.如a2a4+2a3a5+a4a6=25,可以利用等比数列的性质进行转化:a2a4=a32,a4a6=a52,从而有a32+2aa53+a52=25,即〔a3+a5〕2=25.4.对客观题,应注意寻求简捷方法解答历年有关数列的客观题,就会发现,除了常规方法外,还可以用更简捷的方法求解.现介绍如下:①借助特殊数列. ②灵活运用等差数列、等比数列的有关性质,可更加准确、快速地解题,这种思路在解客观题时表现得更为突出,很多数列客观题都有灵活、简捷的解法5.在数列的学习中加强能力训练数列问题对能力要求较高,特别是运算能力、归纳猜想能力、转化能力、逻辑推理能力更为突出.一般来说,考题中选择、填空题解法灵活多变,而解答题更是考查能力的集中表达,尤其近几年高考加强了数列推理能力的考查,应引起我们足够的重视.因此,在平时要加强对能力的培养。
高考数学二轮复习 专题3 数列 第一讲 等差数列与等比数列 理第一讲 等差数列与等比数列1.等差数列的定义.数列{a n }满足a n +1-a n =d (其中n∈N *,d 为与n 值无关的常数)⇔{a n }是等差数列. 2.等差数列的通项公式.若等差数列的首项为a 1,公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *). 3.等差中项.若x ,A ,y 成等差数列,则A =x +y2,其中A 为x ,y 的等差中项.4.等差数列的前n 项和公式.若等差数列首项为a 1,公差为d ,则其前n 项和S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d2.1.等比数列的定义. 数列{a n }满足a n +1a n=q (其中a n ≠0,q 是与n 值无关且不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列.2.等比数列的通项公式.若等比数列的首项为a 1,公比为q ,则a n =a 1·q n -1=a m ·qn -m(n ,m ∈N *).3.等比中项.若x ,G ,y 成等比数列,则G 2=xy ,其中G 为x ,y 的等比中项,G 值有两个. 4.等比数列的前n 项和公式.设等比数列的首项为a 1,公比为q ,则S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)若一个数列从第二项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.(×)(2)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.(√) (3)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.(×) (4)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.(×) (5)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .(×) (6)1+b +b 2+b 3+b 4+b 5=1-b51-b.(×)1.在等差数列{a n }中,a 2=1,a 4=5,则数列{a n }的前5项和S 5=(B ) A .7 B .15 C .20 D .25解析:2d =a 4-a 2=5-1=4⇒d =2,a 1=a 2-d =1-2=-1,a 5=a 2+3d =1+6=7,故S 5=(a 1+a 5)×52=6×52=15.2. (2015·北京卷)设{a n }是等差数列,下列结论中正确的是(C ) A .若a 1+a 2>0,则a 2+a 3>0 B .若a 1+a 3<0,则a 1+a 2<0 C .若0<a 1<a 2,则a 2>a 1a 3 D .若a 1<0,则(a 2-a 1)(a 2-a 3)>0解析:设等差数列{a n}的公差为d,若a1+a2>0,a2+a3=a1+d+a2+d=(a1+a2)+2d,由于d正负不确定,因而a2+a3符号不确定,故选项A错;若a1+a3<0,a1+a2=a1+a3-d=(a1+a3)-d,由于d正负不确定,因而a1+a2符号不确定,故选项B错;若0<a1<a2,可知a1>0,d>0,a2>0,a3>0,∴a22-a1a3=(a1+d)2-a1(a1+2d)=d2>0,∴a2>a1a3,故选项C正确;若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)=d·(-d)=-d2≤0,故选项D错.3.(2015·新课标Ⅱ卷)已知等比数列{a n}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=(B)A.21 B.42C.63 D.84解析:∵ a1=3,a1+a3+a5=21,∴ 3+3q2+3q4=21.∴ 1+q2+q4=7.解得q2=2或q2=-3(舍去).∴a3+a5+a7=q2(a1+a3+a5)=2×21=42.故选B.4.等差数列{a n}的公差不为零,首项a1=1,a2是a1和a5的等比中项,则数列的前10项之和是(B)A.90 B.100C.145 D.190解析:设公差为d,则(1+d)2=1·(1+4d).∵d≠0,解得d=2,∴S10=100.一、选择题1.已知等差数列{a n}中,前n项和为S n,若a3+a9=6,则S11=(B)A.12 B.33 C.66 D.99解析:∵{a n}为等差数列且a3+a9=6,∴a 6+a 6=a 3+a 9=6. ∴a 6=3. ∴S 11=a 1+a 112×11=a 6+a 62×11=11a 6=11×3=33.2.在等比数列{a n }中,若a 1+a 2=20,a 3+a 4=40,则数列{a n }的前6项和S 6=(B ) A .120 B .140 C .160 D .180 解析:∵{a n }为等比数列,∴a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6为等比数列. ∴(a 3+a 4)2=(a 1+a 2)(a 5+a 6). 即a 5+a 6=(a 3+a 4)2a 1+a 2=40220=80.∴S 6=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=20+40+80=140.3.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n -1,则a 3+a 17=(C ) A .15 B .17 C .34 D .398 解析:∵S n =n 2-2n -1, ∴a 1=S 1=12-2-1=-2. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-2n -1-[(n -1)2-2(n -1)-1] =n 2-(n -1)2+2(n -1)-2n -1+1 =n 2-n 2+2n -1+2n -2-2n =2n -3.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-2,n =1,2n -3,n ≥2.∴a 3+a 17=(2×3-3)+(2×17-3)=3+31=34. 4.(2014·陕西卷)原命题为“若a n +a n +12<a n ,n ∈N *,则{a n }为递减数列”,关于逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是(A )A .真,真,真B .假,假,真C .真,真,假D .假,假,假 解析:由a n +a n +12<a n ⇒a n +1<a n ⇒{a n }为递减数列,所以原命题为真命题;逆命题:若{a n }为递减数列,则a n +a n +12<a n ,n ∈N +;若{a n }为递减数列,则a n +1<a n ,即a n +a n +12<a n ,所以逆命题为真;否命题:若a n +a n +12≥a n ,n ∈N +,则{a n }不为递减数列;由a n +a n +12≥a n ⇒a n ≤a n +1⇒{a n }不为递减数列,所以否命题为真;因为逆否命题的真假为原命题的真假相同,所以逆否命题也为真命题. 故选A.5.某棵果树前n 年的总产量S n 与n 之间的关系如图所示,从目前记录的结果看,前m 年的年平均产量最高,m 的值为(C )A .5B .7C .9D .11解析:由图可知6,7,8,9这几年增长最快,超过平均值,所以应该加入m =9,因此选C.二、填空题6.(2015·安徽卷)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于27.解析:由a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),可知数列{a n }是首项为1,公差为12的等差数列,故S 9=9a 1+9×(9-1)2×12=9+18=27.7.设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则q =32. 解析:将S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2两个式子全部转化成用a 1,q 表示的式子,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =3a 1q +2,a 1+a 1q +a 1q 2+a 1q 3=3a 1q 3+2,两式作差得:a 1q 2+a 1q 3=3a 1q (q 2-1),即:2q 2-q -3=0,解得q =32或q =-1(舍去).8.(2014·广东卷)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1a 5=4,则log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=5.解析:由题意知a 1a 5=a 23=4,且数列{a n }的各项均为正数,所以a 3=2, ∴a 1a 2a 3a 4a 5=(a 1a 5)·(a 2a 4)·a 3=(a 23)2·a 3=a 53=25,∴log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=log 2(a 1a 2a 3a 4a 5)=log 225=5. 三、解答题9.已知数列{a n }满足,a 1=1,a 2=2,a n +2 =a n +a n +12,n ∈N *.(1)令b n =a n +1-a n ,证明:{b n }是等比数列; (2)求{a n }的通项公式. 解析:(1)b 1=a 2-a 1=1, 当n ≥2时,b n =a n +1-a n =a n -1+a n2-a n =-12(a n -a n -1)=-12b n -1,所以{b n }是以1为首项,-12为公比的等比数列.(2)由(1)知b n =a n +1-a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1,当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -2=1+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -11-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=1+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1, 当n =1时,53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-121-1=1=a 1.所以a n =53-23⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1(n ∈N *).10.(2015·安徽卷)已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)由题设知a 1·a 4=a 2·a 3=8,又a 1+a 4=9,可解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,a 4=1(舍去). 由a 4=a 1q 3得公比q =2,故a n =a 1qn -1=2n -1.(2)S n =a 1(1-q n )1-q=2n-1.又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 1-1S 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 2-1S 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S n -1S n +1=1S 1-1S n +1=1-12n +1-1.。
专题三 数列第一讲 等差数列、等比数列高考导航对等差、等比数列基本量的考查,常以客观题的形式出现,考查利用通项公式、前n 项和公式建立方程组求解.2.对等差、等比数列性质的考查主要以客观题出现,具有“新、巧、活”的特点,考查利用性质解决有关计算问题.3.对等差、等比数列的判断与证明,主要出现在解答题的第一问,是为求数列的通项公式而准备的,因此是解决问题的关键环节.1.(2016·全国卷Ⅰ)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( )A .100B .99C .98D .97[解析] 设{a n }的公差为d ,由等差数列前n 项和公式及通项公式,得⎩⎪⎨⎪⎧ S 9=9a 1+9×82d =27,a 10=a 1+9d =8,解得⎩⎨⎧ a 1=-1,d =1,a n =a 1+(n -1)d=n -2,∴a 100=100-2=98.故选C.[答案] C2.(2017·全国卷Ⅲ)等差数列{a n }的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }前6项的和为( )A .-24B .-3C .3D .8[解析] 设等差数列{a n }的公差为d ,依题意得a 23=a 2·a 6,即(1+2d )2=(1+d )(1+5d ),解得d =-2或d =0(舍去),又a 1=1,∴S 6=6×1+6×52×(-2)=-24.故选A.[答案] A3.(2016·浙江卷)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则a 1=________,S 5=________.[解析] ∵a n +1=2S n +1,∴a 2=2S 1+1,即S 2-a 1=2a 1+1,又∵S 2=4,∴4-a 1=2a 1+1,解得a 1=1.又a n +1=S n +1-S n ,∴S n +1-S n =2S n +1.解法一:S n +1=3S n +1,由S 2=4,可求出S 3=13,S 4=40,S 5=121.解法二:S n +1=3S n +1,则S n +1+12=3⎝ ⎛⎭⎪⎫S n +12.又S 1+12=32,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +12是首项为32,公比为3的等比数列, ∴S n +12=32×3n -1,即S n =3n -12,∴S 5=35-12=121.[答案] 1 1214.(2017·绵阳三诊)已知{a n }是各项都为正数的数列,其前n 项和为S n ,且S n 为a n 与1a n的等差中项. (1)求证:数列{S 2n }为等差数列;(2)设b n =(-1)na n,求{b n }的前n 项和T n . [解析] (1)证明:由题意知2S n =a n +1a n, 即2S n a n -a 2n =1.①当n =1时,由①式可得S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1,代入①式得2S n (S n -S n -1)-(S n -S n -1)2=1,整理得S 2n -S 2n -1=1.∴{S 2n }是首项为1,公差为1的等差数列.(2)由(1)知S 2n =n ,则S n =n ,∴a n =S n -S n -1=n -n -1. ∴b n =(-1)na n =(-1)n n -n -1=(-1)n (n +n -1). 当n 为奇数时,T n =-1+(2+1)-(3+2)+…+(n -1+n -2)-(n +n -1)=-n ; 当n 为偶数时,T n =-1+(2+1)-(3+2)+…-(n -1+n -2)+(n +n -1)=n . ∴{b n }的前n 项和T n =(-1)n n .考点一 等差、等比数列的基本运算1.等差数列的通项公式及前n 项和公式a n =a 1+(n -1)d ;S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d . 2.等比数列的通项公式及前n 项和公式a n =a 1q n -1(q ≠0);S n =⎩⎪⎨⎪⎧ na 1(q =1),a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q (q ≠1).[对点训练]1.(2017·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为( )A .1B .2C .4D .8[解析] 等差数列{a n }中,S 6=(a 1+a 6)×62=48,则a 1+a 6=16=a 2+a 5,又a 4+a 5=24,所以a 4-a 2=2d =24-16=8,得d =4,故选C.[答案] C2.(2017·全国卷Ⅱ)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏[解析] 由题意可知,由上到下灯的盏数a 1,a 2,a 3,…,a 7构成以2为公比的等比数列,∴S 7=a 1(1-27)1-2=381,∴a 1=3.故选B. [答案] B3.(2017·湖北省武汉市武昌区高三调研)设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则a 1=( )A .-2B .-1 C.12 D.23[解析] 由S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2得a 3+a 4=3a 4-3a 2,即q +q 2=3q 2-3,解得q =-1(舍)或q =32,将q =32代入S 2=3a 2+2中得a 1+32a 1=3×32a 1+2,解得a 1=-1,故选B.[答案] B4.(2017·东北三校联考)已知等差数列{a n }满足a 2=3,a 5=9,若数列{b n }满足b 1=3,b n +1=ab n ,则{b n }的通项公式为________.[解析] 由题意可得等差数列{a n }的公差d =a 5-a 25-2=2,所以a n =a 2+(n -2)d =2n -1,则b n +1=ab n =2b n -1,b n +1-1=2(b n -1),又因为b 1-1=2,所以数列{b n -1}是首项为2、公比为2的等比数列,所以b n -1=2n ,b n =2n +1.[答案] b n =2n +1等差(比)数列的运算注意两点(1)在等差(比)数列中,首项a 1和公差d (公比q )是两个最基本的元素.(2)在进行等差(比)数列项与和的运算时,若条件和结论间的联系不明显,则均可化成关于a 1和d (q )的方程组求解,但要注意消元法及整体计算,以减少计算量.【易错提醒】 等比数列前n 项和公式中若不确定q 是否等于1应分q =1或q ≠1两种情况讨论.考点二 等差、等比数列的性质[对点训练]1.(2017·广州六校联考)已知等差数列{a n }中,a 7+a 9=16,S 11=992,则a 12的值是( )A .15B .30C .31D .64[解析] 因为a 7+a 9=2a 8=16,所以a 8=8.因为S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=11a 6=992,所以a 6=92,则d =a 8-a 62=74,所以a 12=a 8+4d =15,故选A.[答案] A2.(2017·太原模拟)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1 C.12 D.18[解析] 由等比数列的性质,得a 3a 5=a 24=4(a 4-1),解得a 4=2.又a 1=14,所以q 3=a 4a 1=8,即q =2, 故a 2=a 1q =14×2=12.[答案] C3.(2017·合肥模拟)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 5=1,S 10=3,则S 15的值是________.[解析] ∵数列{a n }是等比数列,∴S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,∴(S 10-S 5)2=S 5·(S 15-S 10),4=1×(S 15-3),得S 15=7.[答案] 7[探究追问] 3题中条件不变,如何求S 100的值?[解析] 在等比数列{a n }中,S 5,S 10-S 5,S 15-S 10,…成等比数列,因为S 5=1,S 10=3,所以S 100可表示为等比数列1,2,4,…的前20项和,故S 100=1×(1-220)1-2=220-1. [答案] 220-1等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.考点三 等差、等比数列的判定与证明1.证明数列{a n }是等差数列的两种基本方法(1)利用定义,证明a n +1-a n (n ∈N *)为一常数;(2)利用等差中项,即证明2a n =a n -1+a n +1(n ≥2).2.证明数列{a n }是等比数列的两种基本方法(1)利用定义,证明a n +1a n(n ∈N *)为一常数; (2)利用等比中项,即证明a 2n =a n -1a n +1(n ≥2).[解] (1)证明:由a 1=1,及S n +1=4a n +2,有a 1+a 2=4a 1+2,a 2=3a 1+2=5,∴b 1=a 2-2a 1=3.由S n +1=4a n +2①知当n ≥2时,有S n =4a n -1+2②①-②得a n +1=4a n -4a n -1,∴a n +1-2a n =2(a n -2a n -1)又∵b n =a n +1-2a n ,∴b n =2b n -1,∴{b n }是首项b 1=3,公比为2的等比数列.(2)由(1)可得b n =a n +1-2a n =3·2n -1,∴a n +12n +1-a n 2n =34, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为12,公差为34的等差数列.∴a n 2n =12+(n -1)×34=34n -14,a n =(3n -1)·2n -2.等差、等比数列的判定与证明应注意的两点(1)判断一个数列是等差(比)数列,也可以利用通项公式及前n 项和公式,但不能作为证明方法.(2)a n +1a n=q 和a 2n =a n -1a n +1(n ≥2)都是数列{a n }为等比数列的必要不充分条件,判断时还要看各项是否为零.[对点训练]若数列{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 成等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.[解] (1)证明:当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0,得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2, 又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1). 当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.热点课题11 函数与方程思想在数列中的应用[感悟体验]1.(2017·西安统测)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=13,S 3=S 11,则S n 的最大值为( )A .49B .28C .-49或-28D .28或49[解析] 由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n ,根据二次函数性质,知当n =7时,S n 最大,且最大值为49.[答案] A2.(2017·河南郑州二中期末)已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 1,a 3,a 13成等比数列,若a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项的和,则2S n +16a n +3(n ∈N *)的最小值为( )A .4B .3C .23-2 D.92[解析] ∵a 1=1,a 1、a 3、a 13成等比数列, ∴(1+2d )2=1+12d .得d =2或d =0(舍去) ∴a n =2n -1,∴S n =n (1+2n -1)2=n 2, ∴2S n +16a n +3=2n 2+162n +2.令t =n +1, 则2S n +16a n +3=t +9t -2≥6-2=4当且仅当t =3, 即n =2时,∴2S n +16a n +3的最小值为4.故选A. [答案] A。