数列复习(通项和求和)
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高考数学专题复习练习题12---数列求通项、求和(理)1.已知数列{}n a 的前n 项和21n n S =-,则数列2{}n a 的前10项和为( )A .1041-B .102(21)-C .101(41)3-D .101(21)3-2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足21n n S a =-,则{}n a 的通项公式为n a =( ) A .21n -B .12n -C .21n-D .21n +3.数列{}n a 满足1(1)nn n a a n ++=-⋅,则数列{}n a 的前20项和为( )A .100-B .100C .110-D .1104.已知数列{}n a 的通项公式为100n a n n=+,则122399100||||||a a a a a a -+-++-=L ( ) A .150B .162C .180D .2105.数列{}n a 中,10a =,1n n a a +-=,若9n a =,则n =( )A .97B .98C .99D .1006.在数列{}n a 中,12a =-,111n na a +=-,则2019a 的值为( ) A .2-B .13 C .12D .327.已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,且13n n n S S a +=++,4523a a +=,则8S =( ) A .72B .88C .92D .988.在数列{}n a 中,12a =,已知112(2)2n n n a a n a --=≥+,则n a 等于( )A .21n + B .2n C .31n + D .3n9.已知数列21()n a n n =-∈*N ,n T 为数列11{}n n a a +的前n 项和,求使不等式20194039n T ≥成立的最小 正整数( )一、选择题A .2017B .2018C .2019D .202010.已知直线20x y ++=与直线0x dy -+=互相平行且距离为m ,等差数列{}n a 的公差为d ,7835a a ⋅=,4100a a +<,令123||||||||n n S a a a a =++++L ,则m S 的值为( )A .60B .52C .44D .3611.已知定义在R 上的函数()f x 是奇函数且满足3()()2f x f x -=,(2)3f -=-,数列{}n a 是等差数列, 若23a =,713a =,则1232020()()()()f a f a f a f a ++++=L ( ) A .2-B .3-C .2D .312.已知数列满足12323(21)3nn a a a na n ++++=-⋅L ,设4n nnb a =,n S 为数列{}n b 的前n 项和.若n S λ<(常数),n ∈*N ,则λ的最小值为( )A .32B .94C .3112D .311813.已知数列{}n a 的通项公式为12n n a n -=⋅,其前n 项和为n S ,则n S = .14.设数列{}n a 满足1(1)()2n n n na n a n n +-+=∈+*N ,112a =,n a = . 15.已知数列{}n a 满足1(1)(2)nn n a a n n ---=≥,记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则40S = .16.等差数列{}n a 中,3412a a +=,749S =,若[]x 表示不超过x 的最大整数,(如[0.9]0=,[2.6]2=,).令[lg ]()n n b a n =∈*N ,则数列{}n b 的前2000项和为 .1.【答案】C答 案 与 解 析二、填空题一、选择题【解析】∵21n n S =-,∴1121n n S ++=-,∴111(21)(21)2n n nn n n a S S +++=-=---=, 又11211a S ==-=,∴数列{}n a 的通项公式为12n n a -=,∴2121(2)4n n n a --==,∴所求值为1010141(41)143-=--. 2.【答案】B【解析】当1n =时,11121S a a =-=,∴11a =;当2n ≥时,1122n n n n n a S S a a --=-=-,∴12n n a a -=,因此12n n a -=.3.【答案】A【解析】121a a +=-,343a a +=-,565a a +=-,787a a +=-,…, 由上述可知,1219201191(13519)1101002a a a a +++++=-⨯++++=-⨯⨯=-L L . 4.【答案】B【解析】由对勾函数的性质知:当10n ≤时,数列{}n a 为递减; 当10n ≥时,数列{}n a 为递增,故12239910012239101110||||||()()()()a a a a a a a a a a a a a a -+-++-=-+-++-+-L L12111009911010010()()1100(1010)(1001)a a a a a a a a +-++-=-+-=+-+++-L (1010)162+=.5.【答案】D【解析】由1n n a a +-==,利用累加法可得,∴11)n a a -=+++L 1=,∵10a =,∴19n a ==10=,100n =. 6.【答案】B【解析】由题意得,12a =-,111n n a a +=-,∴213122a =+=,321133a =-=,4132a =-=-,…, ∴{}n a 的周期为3,∴20193673313a a a ⨯===. 7.【答案】C【解析】∵13n n n S S a +=++,∴113n n n n S S a a ++-=+=, ∴13n n a a +-=,∴{}n a 是公差为3d =的等差数列,又4523a a +=,可得12723a d +=,解得11a =,∴81878922S a d ⨯=+=. 8.【答案】B 【解析】将等式1122n n n a a a --=+两边取倒数,得到11112n n a a -=+,11112n n a a --=, 1{}n a 是公差为12的等差数列,1112a =,根据等差数列的通项公式的求法得到111(1)222n n n a =+-⨯=,故2n a n=. 9.【答案】C【解析】已知数列21()n a n n =-∈*N ,∵111111()(21)(21)22121n n a a n n n n +==--+-+, ∴11111111(1)()()(1)2335212122121n n T n n n n ⎡⎤=-+-++-=-=⎢⎥-+++⎣⎦L , 不等式20194039n T ≥,即2019214039n n ≥+,解得2019n ≥, ∴使得不等式成立的最小正整数n 的值为2019. 10.【答案】B【解析】由两直线平行得2d =-,由两直线平行间距离公式得10m ==,∵77(2)35a a ⋅-=,得75a =-或77a =, ∵410720a a a +=<,∴75a =-,29n a n =-+,∴12310|||||||||7||5||5||7||9||11|52m S a a a a =++++=+++-+-+-+-=L L . 11.【答案】B【解析】由函数()f x 是奇函数且3()()2f x f x -=,得(3)()f x f x +=, 由数列{}n a 是等差数列,若23a =,713a =,可得到21n a n =-, 可得123456()()()()()()0f a f a f a f a f a f a ++=++=,则其周期为3,12320201()()()()()3f a f a f a f a f a ++++==-L .12.【答案】C【解析】∵12323(21)3nn a a a na n ++++=-⋅L ①,当2n ≥时,类比写出12323a a a ++++L 11(1)(23)3n n n a n ---=-⋅②, 由①-②得143n n na n -=⋅,即143n n a -=⋅.当1n =时,134a =≠,∴13,143,2n n n a n -=⎧=⎨⋅≥⎩,14,13,23n n n b n n -⎧=⎪⎪=⎨⎪≥⎪⎩, 214233333n n n S -=++++=L 021*********n n-+++++L ③, 2311112313933333n n n n nS --=++++++L ④, ③-④得,0231112211111231393333339313n n n n n n n S --=++++++-=+--L ,∴316931124312n n n S +=-<⋅,∵n S λ<(常数),n ∈*N ,∴λ的最小值是3112.13.【答案】(1)21nn -+【解析】由题意得01221122232(1)22n n n S n n --=⨯+⨯+⨯++-⋅+⋅L ①,∴1221222n S =⨯+⨯3132(1)22n n n n -+⨯++-⋅+⋅L ②,①-②得231121222222(1)2112nn nn n n S n n n ---=+++++-⋅=-⋅=-⋅--L ,∴(1)21nn S n =-+.14.【答案】21n n +【解析】∵1(1)()2n n n na n a n n +-+=∈+*N ,∴11111(2)(1)12n n a a n n n n n n +-==-+++++,∴11111n n a a n n n n --=--+,…,21112123a a -=-,累加可得11121n a a n n -=-+, 二、填空题∵112a =,∴1111n a nn n n =-=++,∴21n n a n =+. 15.【答案】440【解析】由1(1)(2)nn n a a n n ---=≥可得:当2n k =时,2212k k a a k --=①;当21n k =-时,212221k k a a k --+=-②; 当21n k =+时,21221k k a a k ++=+③;①+②有:22241k k a a k -+=-,③-①得有:21211k k a a +-+=, 则40135739()S a a a a a =+++++L24640109()110(71523)1071084402a a a a ⨯+++++=⨯++++=+⨯+⨯=L L . 16.【答案】5445【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,∵3412a a +=,749S =,∴12512a d +=,1767492a d ⨯+=,解得11a =,2d =, ∴12(1)21n a n n =+-=-,[lg ][lg(21)]n n b a n ==-,1,2,3,4,5n =时,0n b =;650n ≤≤时,1n b =; 51500n ≤≤时,2n b =; 5012000n ≤≤时,3n b =,∴数列{}n b 的前2000项和454502150035445=+⨯+⨯=.。
§6.4数列的通项及数列求和基础知识自主学习要点梳理1 •若已知数列{a}W/£a n+1-a n=f (n),且f (1) + f (2) +…+f (n)可求,则可用—求数列的通项和累加法2•若已知数列{a}满足=f (n),且f⑴・f(2)・…・f (n)可求,则可用_求数列的通项a..©+1累积法推导方法:乘公比,错位相减法.■ % —jq\_q\_q3 •等差数列前n 项和S 产推导方法:— 等比数列前n 项和n(a x +a n )n(n-V). na x H d[到序相加法q#1.4 •常见数列的前n项和(1)(2)(3);n(n + V) 2+4+6+…+2n= _____ ; 21+3+5+...+(2n-1)=_; n2+n*1+2+3+…+n=(4) 12+22+32+..+n2= ;n2(5) 13+23+33+.. +n3=«(n + l)(2n + l)⑷+ 1)]22j5. (1)分组求和:把一个数列分成几个可以直接求和的数列.(2)拆项相消:有时把一个数列的通项公式分成两项差的形式,相加过程消去中间项,只剩有限项再求和.(3)错位相减:适用于一个等差数列和一个等比数列对应项相乘构成的数列求和.(4)倒序相加:例如,等差数列前n项和公式的推导.6 •常见的拆项公式有⑴1n(n +l)1 1n n + 1"2)(2M-1)(2〃 + 1) 2n +1⑶]Qn + Yn +1=、/ H +1—、ft ・基础自测1 •已知等比数^ij{a n},a1=3,>4a1> 2a2> 83成等差数列,则a34-a4+a5等于()A.33B.72C.84D.189解析由题意可设公比为q,贝!Ia2=a1q,a3=a1q2, •/4a2=4a14-a3,-,4a1q=4a14-a1q2,Xa1=3,/.q=2 ・ a3+a4+a5=a1q2(1+q4-q2)=3X4X(1+2+4)=84 ・2如蹈鶯肆严,…,ag…是首项为1,公比为3的等A. B. Cc.23〃+3 2解析时二先®)+ (a3-a2)3* ^(a^)2=a n=2lx(l_3")1一3 '_3〃一1 "" ■•2=n2f-F — 1 1 —i2 222〃 321, 1 164=5 +M,AA2~1 +23-已知数列6}的通项公式是a 产,其中前侦柚卜A.13 劇64解析*-*a n = 则项数n 等于)C.9D.62"D1 戶, 1 心+前,.*/6n=n -4•若数列{aj 的通项公式为a n =2n +2n-1,K>J 数列{a ;}的前n 项和为A.2n +n 2-1 C.2n+1+n 2-2解析S n =2(1_2") | 卅(1 + 2—1)B.2n+1+n 2-1 D.2n +n 2-2=2n+1-2+n 2.5擞列J_ _! _____ 5麺1项________ ! _______ A 2・5'5・8'8・11,© —1)・(3〃 + 2)‘和为()BA. B.n C・——.n 6n + 43n + 2解析餾数列通项公式71 + 16〃+ 4 n + 2得前n项和1 =1 _______________ 1(3〃一1)•⑶2 + 2) _ 3 3〃一1 _3n + 2c1Z1 1 1 1 1 1 1 1S =—( ------- 1 ------- 1 ---------nA H -------------------------- "3 2 5 5 8 8 11 3〃一1 3n + 2= 1(1__1 “ 〃 .32 3n + 2 6n + 4题型分类深度剖析题型一由递推公式求通项公式【例1】分别求满足下列条件的数列的通项公式.(1)设{a」是首项为1的正项数列,且(n+1) +a n+1a n=O(n=1,2,3,...);⑵已知数列代}满足酩尸,a1=2.依据已知数列的递推关系适当地进行变形"+1 n的差百%或通项的商_2—匕La n + 2的规律融H-12 2%卄1 _ na n可寻找数列的通项解(1)方法一•・•数列{aj是首项为1的正项数列,#0/.令=t,/.(n+1)t2+t-n=0, a n為+i・•・[伽(t+1)=0,・・t=。
数列求和及求通项一、数列求和的常用方法1、公式法:利用等差、等比数列的求和公式进行求和2、错位相减法:求一个等差数列与等比数列的乘积的通项的前n 项和,均可用错位相减法 例:已知数列1312--=n n n a ,求前n 项和n S 3、裂项相消法:将通项分解,然后重新组合,使之能消去一些项①形如)(1k n n a n +=,可裂项成)11(1kn n k a n +-=,列出前n 项求和消去一些项②形如kn n a n ++=1,可裂项成)(1n k n ka n -+=,列出前n 项求和消去一些项 例:已知数列1)2()1)(1(11=≥+-=a n n n a n ,,求前n 项和n S4、分组求和法:把一类由等比、等差和常见的数列组成的数列,先分别求和,再合并。
例:已知数列122-+=n a nn ,求前n 项和n S5、逆序相加法:把数列正着写和倒着写依次对应相加(等差数列求和公式的推广)一、数列求通项公式的常见方法有:1、关系法2、累加法3、累乘法4、待定系数法5、逐差法6、对数变换法7、倒数变换法 8、换元法 9、数学归纳法累加法和累乘法最基本求通项公式的方法求通项公式的基本思路无非就是:把所求数列变形,构造成一个等差数列或等比数列,再通过累加法或累乘法求出通项公式。
二、方法剖析1、关系法:适用于)(n f s n =型求解过程:⎩⎨⎧≥-===-)2()1(111n s s n s a a n n n例:已知数列{}n a 的前n 项和为12++=n n S n ,求数列{}n a 的通项公式2、累加法:适用于)(1n f a a n n +=+——广义上的等差数列求解过程:若)(1n f a a n n +=+则)1(12f a a =- )2(23f a a =-所有等式两边分别相加得:∑-==-111)(n k n k f a a 则∑-=+=111)(n k nk f a a例:已知数列{}n a 满足递推式)2(121≥++=-n n a a n n ,{}的通项公式,求n a a 11= 3、累乘法:适用于n n a n f a )(1=+——广义上的等比数列求解过程:若n n a n f a )(1=+,则)(1n f a a nn =+ ......累加则)1()......2()1(12312-===-n f a a f a a f a a n n , 所有等式两边分别相乘得:∏-==111)(n k n k f a a 则∏-==111)(n k n k f a a 例:已知数列{}n a 满足递推式)2(21≥=-n a a n nn ,其中{}的通项公式,求n a a 31= 4、待定系数法:适用于)(1n f pa a n n +=+①形如)1,0,;,(1≠≠+=+p b p b p b pa a n n 为常数型(还可用逐差法)求解过程:构造数列)(1k a p k a n n +=++,展开得k pk pa a n n -+=+1,因为系数相等,所以解方程b k pk =-得1-=p b k ,所以有:)1(11-+=-++p ba p pb a n n ,这样就构造出了一个以11-+p b a 为首项,公比为p 的等比数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+1p b a n 。
数列的通项及求和综合由数列的递推关系求通项公式 命题点1 累加法例1 设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +n +1,则a n =________.答案 n 2+n +22解析 由条件知a n +1-a n =n +1,则a n =(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)+a 1=(2+3+4+…+n )+2=n 2+n +22(n ≥2).又a 1=2也满足上式,所以a n =n 2+n +22.命题点2 累乘法例2 设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=nn +1a n,则a n =________.答案 2n解析 ∵a n +1=nn +1a n,a 1=2,∴a n ≠0,∴a n +1a n =n n +1. ∴当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=n -1n ·n -2n -1·n -3n -2·…·12·2=2n.又a 1=2也满足上式,所以a n =2n.思维升华 已知数列的递推关系求通项公式的典型方法 (1)当出现a n =a n -1+f (n )时,用累加法求解.(2)当出现a na n -1=f (n )时,用累乘法求解.跟踪训练1 (1)(2019·龙岩质检)若数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n -1=2n ,则a n =________. 答案 2n +n -2解析 因为数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n -1=2n , 所以a 2-a 1=1+21, a 3-a 2=1+22, a 4-a 3=1+23, ……a n -a n -1=1+2n -1,n ≥2,以上各式相加得a n -a 1=n -1+(21+22+23+…+2n -1),n ≥2, 所以a n =2n +n -2,n ≥2,又a 1=1也满足上式,所以a n =2n +n -2n .(2)已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=nn +2a n,求通项公式a n .解 由已知得a n +1a n =nn +2,分别令n =1,2,3,…,(n -1),代入上式得n -1个等式累乘,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=13×24×35×46×…×n -2n ×n -1n +1, 所以a n a 1=2n (n +1),即n ≥2时,a n =43n (n +1),又因为a 1=23也满足该式,所以a n =43n (n +1).对于数列通项公式的求解,除了我们已经学习的方法以外,根据所给递推公式的特点,还有以下几种构造方式.构造法1 形如a n +1=ca n +d (c ≠0,其中a 1=a )型 (1)若c =1,数列{a n }为等差数列. (2)若d =0,数列{a n }为等比数列.(3)若c ≠1且d ≠0,数列{a n }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求. 方法如下:设a n +1+λ=c (a n +λ),得a n +1=ca n +(c -1)λ,与题设a n +1=ca n +d 比较系数得λ=dc -1(c ≠1),所以a n +dc -1=c ⎝⎛⎭⎫a n -1+d c -1(n ≥2),即⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +d c -1构成以a 1+dc -1为首项,以c 为公比的等比数列.例3 在数列{a n }中,若a 1=1,a n +1=3a n +2,则通项a n =________.答案 2×3n -1-1解析 a n +1=3a n +2,即a n +1+1=3(a n +1), 又因为a 1+1=2≠0,所以{a n +1}构成以2为首项,以3为公比的等比数列,所以a n +1=2·3n -1,a n =2·3n -1-1.构造法2 形如 a n +1=pa n +q ·p n +1(p ≠0,1,q ≠0)型a n +1=pa n +q ·p n +1(p ≠0,1,q ≠0)的求解方法是两端同时除以p n +1,即得a n +1p n +1-a n p n =q ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n p n 为等差数列.例4 (1)已知正项数列{a n }满足a 1=4,a n +1=2a n +2n +1,则a n 等于( )A .n ·2n -1 B .(n +1)·2nC .n ·2n +1 D .(n -1)·2n 答案 B解析 ∵a n +1=2a n +2n +1, ∴a n +12n +1=a n 2n +1,即a n +12n +1-a n2n =1,又∵a 121=42=2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为2,公差为1的等差数列,∴a n2n =2+(n -1)×1=n +1, ∴a n =(n +1)·2n ,故选B.(2)(2019·武汉市二中月考)已知正项数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n +3×5n ,则数列{a n }的通项a n 等于( )A .-3×2n -1B .3×2n -1C .5n +3×2n -1D .5n -3×2n -1 答案 D解析 方法一 在递推公式a n +1=2a n +3×5n 的两边同时除以5n +1,得a n +15n +1=25×a n 5n +35,①令a n 5n =b n ,则①式变为b n +1=25b n +35, 即b n +1-1=25(b n -1),所以数列{b n -1}是等比数列,其首项为b 1-1=a 15-1=-35,公比为25,所以b n -1=⎝⎛⎭⎫-35×⎝⎛⎭⎫25n -1, 即b n =1-35×⎝⎛⎭⎫25n -1,所以a n 5n =1-35×⎝⎛⎭⎫25n -1=1-3×2n -15n.故a n =5n -3×2n -1.方法二 设a n +1+k ·5n +1=2(a n +k ×5n ),则a n +1=2a n -3k ×5n ,与题中递推公式比较得k =-1,即a n +1-5n +1=2(a n -5n ),所以数列{a n -5n }是首项为a 1-5=-3,公比为2的等比数列,则a n -5n =-3×2n -1,故a n =5n -3×2n -1.故选D.构造法3 相邻项的差为特殊数列(形如a n +1=pa n +qa n -1,其中a 1=a ,a 2=b 型) 可化为a n +1-x 1a n =x 2(a n -x 1a n -1),其中x 1,x 2是方程x 2-px -q =0的两根.例5 数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,a n +2=23a n +1+13a n ,求数列{a n }的通项公式.解 由a n +2=23a n +1+13a n 可得,a n +2-a n +1=-13(a n +1-a n ),所以数列{a n +1-a n }是首项为1,公比为-13的等比数列,当n ≥2时,a 2-a 1=1,a 3-a 2=-13,a 4-a 3=19,…,a n -a n -1=⎝⎛⎭⎫-13n -2, 将上面的式子相加可得a n -1=1+⎝⎛⎭⎫-13+19+…+⎝⎛⎭⎫-13n -2, 从而可求得a n =2+⎝⎛⎭⎫-13+19+…+⎝⎛⎭⎫-13n -2, 故有a n =74+94×⎝⎛⎭⎫-13n ,n ≥2, 又a 1=1满足上式,所以a n =74+94×⎝⎛⎭⎫-13n . 构造法4 倒数为特殊数列(形如a n =pa n -1ra n -1+s 型)例6 已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a na n +2,求数列{a n }的通项公式.解 ∵a n +1=2a na n +2,a 1=1,∴a n ≠0,∴1a n +1=1a n +12,即1a n +1-1a n =12, 又a 1=1,则1a 1=1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差数列.∴1a n =1a 1+(n -1)×12=n 2+12, ∴a n =2n +1(n ∈N *).变式训练(1)a 1=1,a n +1=2a n +3;(2)a 1=1,a n +1=2a na n +2.数列求和考向1 分组转化法求和例7 已知在等比数列{a n }中,a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =1a n+2log 2a n -1,求数列{b n }的前n 项和S n .解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,由a 1,a 2,a 3-2成等差数列,得2a 2=a 1+a 3-2, 即4q =2+2q 2-2,解得q =2(q =0舍去),则a n =a 1q n -1=2n ,n ∈N *.(2)b n =1a n +2log 2a n -1=12n +2log 22n -1=12n +2n -1,则数列{b n }的前n 项和S n =⎝⎛⎭⎫12+14+…+12n +(1+3+…+2n -1) =12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12+12n (1+2n -1)=1-12n +n 2.考向2 裂项相消法求和例8 (2020·北京昌平区模拟)已知等差数列{a n }满足a 1+a 3=8,a 4-a 2=4. (1)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前n 项和为T n ,若T n >99100,求n 的最小值.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+2d =8,a 1+3d -a 1-d =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =2.所以a n =2n ,S n =n 2+n ,n ∈N *.(2)因为1S n =1n 2+n =1n -1n +1,所以T n =1S 1+1S 2+…+1S n =⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1. 因为T n >99100,即1-1n +1>99100,所以n >99,所以n 的最小值为100. 考向3 错位相减法求和例9 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=2,a n >0,且a 2n +1-2a n +1a n -3a 2n =0. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 3(1+S n ),求数列{a n b n }的前n 项和T n .解 (1)由a 2n +1-2a n +1a n -3a 2n =0及a n >0,得⎝⎛⎭⎫a n +1a n 2-2×a n +1a n -3=0,解得a n +1a n =3或a n +1a n=-1(舍),所以{a n }是等比数列,且公比q =3,又a 1=2,所以a n =2·3n -1,n ∈N *.(2)因为S n =2(1-3n )1-3=3n -1,所以b n =log 3(1+S n )=n ,则a n b n =2n ·3n -1,所以T n =2×30+4×31+6×32+…+(2n -2)·3n -2+2n ·3n -1,①所以3T n =2×31+4×32+6×33+…+(2n -2)·3n -1+2n ·3n ,② ①-②,得(1-3)T n =2+2×31+2×32+2×33+…+2·3n -1-2n ·3n=2(1-3n )1-3-2n ·3n =(1-2n )·3n-1,所以T n =⎝⎛⎭⎫n -12·3n +12. 规律方法 (1)分组转化法求和的关键是将数列通项转化为若干个可求和的数列通项的和差. (2)裂项相消法的基本思路是将通项拆分,可以产生相互抵消的项.(3)错位相减法求和,主要用于求{a n b n }的前n 项和,其中{a n },{b n }分别为等差数列和等比数列.跟踪演练4 (1)(2020·武汉江夏一中、汉阳一中联考)若首项为23的数列{a n }满足2(2n +1)a n a n +1+a n +1=a n ,则a 1+a 2+a 3+…+a 2 020等于( ) A.8 0804 041 B.4 0784 040 C.4 0404 041 D.4 0394 040 答案 C解析 依题意得a n ≠0,由2(2n +1)a n a n +1=a n -a n +1,等式两边同时除以a n a n +1可得1a n +1-1a n=4n +2,则当n ≥2时,1a n -1a n -1=4n -2,1a n -1-1a n -2=4n -6,…,1a 2-1a 1=6,以上式子左右两边分别相加可得 1a n -1a 1=(6+4n -2)(n -1)2, 即1a n =2n 2-12=(2n -1)(2n +1)2, 所以a n =2(2n -1)(2n +1)=12n -1-12n +1,当n =1时,a 1=23满足上式.故a 1+a 2+a 3+…+a 2 020=1-13+13-15+…+14 039-14 041=1-14 041=4 0404 041.(2)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=2,b 1=1,a n +1=2a n (n ∈N *),b 1+12b 2+13b 3+…+1nb n =b n +1-1(n ∈N *).①求数列{a n }与{b n }的通项公式;②记数列{a n b n }的前n 项和为T n ,求T n .解 ①由a 1=2,a n +1=2a n ,得a n =2n (n ∈N *). 由题意知:当n =1时,b 1=b 2-1,故b 2=2.当n ≥2时,1n b n =b n +1-b n .整理得b n +1n +1=b nn ,又b 22=b 11,所以b n =n (n ∈N *). ②由①知a n b n =n ·2n ,因此T n =2+2·22+3·23+…+n ·2n ,2T n =22+2·23+3·24+…+n ·2n +1,所以T n -2T n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1.故T n =(n -1)2n +1+2(n ∈N *).已知数列{a n }满足a 1+12a 2+…+1n a n =n 2+n (n ∈N *),设数列{b n }满足b n =2n +1a n a n +1,数列{b n }的前n项和为T n ,若T n <nn +1λ(n ∈N *)恒成立,则λ的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫14,+∞ B.⎣⎡⎭⎫14,+∞ C.⎣⎡⎭⎫38,+∞ D.⎝⎛⎭⎫38,+∞答案 D解析 因为a 1+12a 2+…+1n a n =n 2+n (n ∈N *),所以 a 1+12a 2+…+1n -1a n -1=(n -1)2+(n -1)(n ∈N *,n ≥2),故1na n =2n ,即a n =2n 2(n ≥2). 当n =1时,a 1=12+1=2,满足上式, 故a n =2n 2(n ∈N *).b n =2n +14n 2×(n +1)2=14⎣⎡⎦⎤1n 2-1(n +1)2, 故T n =14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫112-122+⎝⎛⎭⎫122-132+…+1n 2-1(n +1)2 =14⎣⎡⎦⎤1-1(n +1)2=n 2+2n 4(n +1)2, 故T n <n n +1λ(n ∈N *)恒成立等价于n 2+2n 4(n +1)2<n n +1λ,即n +24(n +1)<λ恒成立,化简,得14+14(n +1)<λ, 因为14+14(n +1)≤14+18=38,故λ>38.一、选择题1.(2020·聊城模拟)数列1,6,15,28,45,…中的每一项都可用如图所示的六边形表示出来,故称它们为六边形数,那么第10个六边形数为( )A .153B .190C .231D .276 答案 B解析 由题意知,数列{a n }的各项为1,6,15,28,45,…,所以a 1=1=1×1,a 2=6=2×3,a 3=15=3×5,a 4=28=4×7,a 5=45=5×9,…,a n =n (2n -1),所以a 10=10×19=190. 2.(2020·威海模拟)等差数列{a n }的前n 项和记为S n ,若a 1>0,S 10=S 20,则下列结论错误的是( ) A .d <0 B .a 16<0 C .S n ≤S 15 D .当且仅当S n <0时,n ≥32 答案 D解析 因为等差数列{a n }中,S 10=S 20,所以a 11+a 12+…+a 19+a 20=5(a 15+a 16)=0, 又a 1>0,所以a 15>0,a 16<0,所以d <0,S n ≤S 15,故ABC 正确;因为S 31=31(a 1+a 31)2=31a 16<0,故D 错误.3.已知数列{a n }满足a n +1=a n -a n -1(n ≥2,n ∈N *),a 1=1,a 2=2,S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 2 020等于( )A .3B .2C .1D .0 答案 A解析 ∵a n +1=a n -a n -1(n ≥2,n ∈N *),a 1=1,a 2=2,∴a 3=1,a 4=-1,a 5=-2,a 6=-1,a 7=1,a 8=2,……,故数列{a n }是周期为6的周期数列,且每连续6项的和为0,故S 2 020=336×0+a 2 017+a 2 018+a 2 019+a 2 020=a 1+a 2+a 3+a 4=3.故选A.4.已知数列{a n }满足a n +1-a n n =2,a 1=20,则a nn的最小值为( )A .4 5B .45-1C .8D .9 答案 C解析 由a n +1-a n =2n 知,当n ≥2时,a 2-a 1=2×1,a 3-a 2=2×2,…,a n -a n -1=2(n -1),相加得,a n -a 1=n 2-n ,所以a n n =n +20n -1,又a 1=20满足上式,所以a n n =n +20n -1,又n ∈N *,所以n ≤4时,a n n 单调递减,n ≥5时,a nn单调递增,因为a 44=a 55,所以a n n 的最小值为a 44=a 55=8.故选C.5.数列{a n }满足a n +1+(-1)n a n =2n -1,则{a n }的前60项和为( ) A .3 690 B .3 660 C .1 845 D .1 830 答案 D解析 不妨令a 1=1,则a 2=2,a 3=a 5=a 7=…=a 2n -1=1,a 4=6,a 6=10,…,所以当n 为奇数时,a n =1;当n 为偶数时,构成以a 2=2为首项,4为公差的等差数列,所以{a n }的前60项和为30+2×30+30×(30-1)2×4=1 830.6.已知数列{a n }和{b n }的首项均为1,且a n -1≥a n (n ≥2),a n +1≥a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,且满足2S n S n +1+a n b n +1=0,则S 2 021等于( )A .2 021 B.12 021 C .4 041 D.14 041答案 D解析 由a n -1≥a n (n ≥2),a n +1≥a n 可得a n +1=a n , 即数列{a n }是常数列,又数列{a n }的首项为1,所以a n =1,所以当S n S n +1≠0时,2S n S n +1+a n b n +1=0可化为2S n S n +1+b n +1=0, 因为S n 为数列{b n }的前n 项和,所以2S n S n +1+b n +1=2S n S n +1+(S n +1-S n )=0,所以1S n +1-1S n=2,又1S 1=1b 1=1,因此数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1为首项,2为公差的等差数列,所以1S n=1+2(n -1)=2n -1,故S n =12n -1,即S n S n +1≠0.所以S 2 021=14 041.7.若数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则数列{a n }的通项公式a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2解析 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1+1=2; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n +1-[3(n -1)2-2(n -1)+1]=6n -5,显然当n =1时,不满足上式.故数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2.二、填空题8.数列{a n }的通项公式为a n =1n +n +1,若该数列的前k 项之和等于9,则k =________.答案 99 解析 a n =1n +n +1=n +1-n ,故前n 项和S n =(2-1)+(3-2)+…+(n +1-n )=n +1-1,令S k =k +1-1=9,解得k =99.9.设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1a n =n +2n +1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前10项和为________. 答案 n +12 53解析 因为a n +1a n =n +2n +1,所以a 2a 1=32,a 3a 2=43,a 4a 3=54,…,a n a n -1=n +1n (n ≥2),把它们左右两边分别相乘,得a n =n +12(n ≥2),当n =1时,a 1=1也符合上式,所以a n =n +12(n ∈N *).所以1a n a n +1=4(n +1)(n +2)=4⎝⎛⎭⎫1n +1-1n +2,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前10项和为4×⎝⎛⎭⎫12-13+13-14+…+111-112=4×⎝⎛⎭⎫12-112=53. 10.已知数列{a n }中,a 1=1,其前n 项和为S n ,且满足2S n =(n +1)a n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)记b n =3n -λa 2n ,若数列{b n }为递增数列,求λ的取值范围. 解 (1)∵2S n =(n +1)a n , ∴2S n +1=(n +2)a n +1,∴2a n +1=(n +2)a n +1-(n +1)a n ,即na n +1=(n +1)a n ,∴a n +1n +1=a nn,∴a n n =a n -1n -1=…=a 11=1, ∴a n =n (n ∈N *). (2)b n =3n -λn 2.b n +1-b n =3n +1-λ(n +1)2-(3n -λn 2) =2·3n -λ(2n +1).∵数列{b n }为递增数列,∴2·3n-λ(2n +1)>0,即λ<2·3n2n +1.令c n =2·3n2n +1,则c n +1c n =2·3n +12n +3·2n +12·3n =6n +32n +3>1. ∴{c n }为递增数列,∴λ<c 1=2, 即λ的取值范围为(-∞,2).11.(2020·桂林期末)已知数列{a n }中,a 1=1,其前n 项和记为S n ,a n +1=2S n +1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 3a n +1,求数列{a n +b n }的前n 项和T n .解 (1)由题意,得a n +1=2S n +1,a n =2S n -1+1(n ≥2),两式相减,得a n +1-a n =2(S n -S n -1)=2a n (n ≥2),a n +1=3a n ,又∵a 2=2S 1+1=2a 1+1=3,a 2a 1=3,∴a n +1a n=3(n ∈N *),∴{a n }是首项为1,公比为3的等比数列,∴a n =3n -1.(2)由(1)可知a n =3n -1,则a n +1=3n ,∴b n =log 3a n +1=log 33n =n ,∴a n +b n =3n -1+n 为等比数列与等差数列的和. 利用分组转化法求和可得T n =(30+1)+(31+2)+(32+3)+…+(3n -1+n )=(30+31+32+…+3n -1)+(1+2+3+…+n )=1-3n 1-3+n (1+n )2=3n +n 2+n -12.12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =2a n -1(n ∈N *),数列{b n }满足nb n +1-(n +1)b n =n (n +1)(n ∈N *),且b 1=1.(1)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为等差数列,并求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)若c n =(-1)n -1·4(n +1)(3+2log 2a n )(3+2log 2a n +1),求数列{c n }的前2n 项和T 2n ;解 (1)由nb n +1-(n +1)b n =n (n +1),两边同除以n (n +1),得b n +1n +1-b nn=1,从而数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为首项b 11=1,公差d =1的等差数列,所以b n n =n (n ∈N *),数列{b n }的通项公式为b n =n 2(n ∈N *). 当n =1时,S 1=2a 1-1=a 1,所以a 1=1. 当n ≥2时,S n =2a n -1,S n -1=2a n -1-1, 两式相减得a n =2a n -1,又a 1=1≠0,所以a na n -1=2,从而数列{a n }为首项a 1=1,公比q =2的等比数列,从而数列{a n }的通项公式为a n =2n -1(n ∈N *).(2)c n =(-1)n -1·⎣⎡⎦⎤4(n +1)(2n +1)(2n +3)=(-1)n -1⎝⎛⎭⎫12n +1+12n +3, T 2n =c 1+c 2+c 3+…+c 2n -1+c 2n =13+15-15-17+…-14n +1-14n +3=13-14n +3(n ∈N *).。
高中数列知识点总结1. 等差数列的定义与性质定义:1n n a a d +-=〔d 为常数〕,()11n a a n d =+- 等差中项:x A y ,,成等差数列2A x y ⇔=+ 前n 项和:()()11122n n a a n n n S nad +-==+性质:〔1〕假如m n p q +=+,如此m n p q a a a a +=+;〔2〕{}n a 为等差数列2n S an bn ⇔=+〔a b ,为常数,是关于n 的常数项为0的二次函数〕2. 等比数列的定义与性质定义:1n na q a +=〔q 为常数,0q ≠〕,11n n a a q -=.等比中项:x G y 、、成等比数列2G xy ⇒=,或G =前n 项和:()11(1)1(1)1n n na q S a q q q=⎧⎪=-⎨≠⎪-⎩〔要注意公比q 〕性质:{}n a 是等比数列〔1〕假如m n p q +=+,如此mn p q a a a a =·· 3.求数列通项公式的常用方法一、公式法例1 数列{}n a 满足1232nn n a a +=+⨯,12a =,求数列{}n a 的通项公式.解:1232n n n a a +=+⨯两边除以12n +,得113222n n n n a a ++=+,如此113222n n n n a a ++-=,故数列{}2nna 是以1222a 11==为首项,以23为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31()222n n a n =-.二、累加法 )(1n f a a n n =--例2 数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式.解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+如此所以数列{}n a 的通项公式为2n a n =.例3数列{}n a 满足1132313nn n a a a +=+⨯+=,,求数列{}n a 的通项公式.解:13231n n n a a +=+⨯+两边除以13n +,得111213333n n n n n a a +++=++, 如此111213333n n n n n a a +++-=+三、累乘法)(1n f a a n n=- 例4 数列{}n a 满足112(1)53nn n a n a a +=+⨯=,,求数列{}n a 的通项公式.解:因为112(1)53nn n a n a a +=+⨯=,,所以0n a ≠,如此12(1)5n n na n a +=+,故1321122112211(1)(2)21(1)12[2(11)5][2(21)5][2(21)5][2(11)5]32[(1)32]53325!n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n -------+-+++--=⋅⋅⋅⋅⋅=-+-+⋅⋅+⨯+⨯⨯=-⋅⋅⨯⨯⨯=⨯⨯⨯所以数列{}n a 的通项公式为(1)12325!.n n n n a n --=⨯⨯⨯例5 〔2004年全国I 第15题,原题是填空题〕数列{}n a 满足11231123(1)(2)n n a a a a a n a n -==++++-≥,,求{}n a 的通项公式. 解:因为123123(1)(2)n n a a a a n a n -=++++-≥①所以1123123(1)n n n a a a a n a na +-=++++-+②用②式-①式得1.n n n a a na +-=如此1(1)(2)n n a n a n +=+≥故11(2)n na n n a +=+≥ 四、待定系数法〔重点〕例6 数列{}n a 满足112356nn n a a a +=+⨯=,,求数列{}n a 的通项公式.解:设1152(5)n n n n a x a x +++⨯=+⨯④将1235n n n a a +=+⨯代入④式,得12355225n n nn n a x a x ++⨯+⨯=+⨯,等式两边消去2n a ,得135525n n n x x +⋅+⋅=⋅,两边除以5n ,得352,1,x x x +==-则代入④式得1152(5)n n n n a a ++-=-例7 数列{}n a 满足1135241nn n a a a +=+⨯+=,,求数列{}n a 的通项公式.解:设1123(2)n n n n a x y a x y +++⨯+=+⨯+⑥将13524nn n a a +=+⨯+代入⑥式,得整理得(52)24323n nx y x y +⨯++=⨯+.令52343x x y y +=⎧⎨+=⎩,如此52x y =⎧⎨=⎩,代入⑥式得115223(522)n nn n a a +++⨯+=+⨯+⑦例8 数列{}n a 满足21123451n n a a n n a +=+++=,,求数列{}n a 的通项公式.解:设221(1)(1)2()n n a x n y n z a xn yn z ++++++=+++⑧将212345n n a a n n +=+++代入⑧式,得2222345(1)(1)2()n n a n n x n y n z a xn yn z ++++++++=+++,如此等式两边消去2n a ,得22(3)(24)(5)222x n x y n x y z xn yn z ++++++++=++,解方程组3224252x x x y y x y z z+=⎧⎪++=⎨⎪+++=⎩,如此31018x y z =⎧⎪=⎨⎪=⎩,代入⑧式,得2213(1)10(1)182(31018)n n a n n a n n ++++++=+++⑨五、对数变换法例9 数列{}n a 满足5123n n n a a +=⨯⨯,17a =,求数列{}n a 的通项公式.解:因为511237n n n a a a +=⨯⨯=,,所以100n n a a +>>,.在5123n n n a a +=⨯⨯式两边取常用对数得1lg 5lg lg3lg 2n n a a n +=++⑩设1lg (1)5(lg )n n a x n y a xn y ++++=++错误! 六、迭代法例10 数列{}n a 满足3(1)2115nn n n a a a ++==,,求数列{}n a 的通项公式.解:因为3(1)21n n n n a a ++=,所以121323(1)23212[]n n n n n n n n n a a a ---⋅-⋅⋅--== 七、数学归纳法 例11 11228(1)8(21)(23)9n n n a a a n n ++=+=++,,求数列{}n a 的通项公式.〔其他方法呢?〕 解:由1228(1)(21)(23)n n n a a n n ++=+++与189a =,得 由此可猜想22(21)1(21)n n a n +-=+,往下用数学归纳法证明这个结论. 〔1〕当1n =时,212(211)18(211)9a ⨯+-==⨯+,所以等式成立. 〔2〕假设当n k =时等式成立,即22(21)1(21)k k a k +-=+,如此当1n k =+时, 由此可知,当1n k =+时等式也成立.根据〔1〕,〔2〕可知,等式对任何*n N ∈都成立. 八、换元法例12 数列{}n a满足111(14116n n a a a +=+=,,求数列{}n a 的通项公式.解:令n b =如此21(1)24n n a b =- 故2111(1)24n n a b ++=-,代入11(1416n n a a +=+得 即2214(3)n n b b +=+因为0n b =≥,故10n b +=≥ 如此123n n b b +=+,即11322n n b b +=+,可化为113(3)2n n b b +-=-, 九、不动点法例13 数列{}n a 满足112124441n n n a a a a +-==+,,求数列{}n a 的通项公式.解:令212441x x x -=+,得2420240x x -+=,如此1223x x ==,是函数2124()41x f x x -=+的两个不动点.因为十、倒数法11212nn n a a a a +==+,,求n a 4. 求数列前n 项和的常用方法一、公式法利用如下常用求和公式求和是数列求和的最根本最重要的方法. 1、 等差数列求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q q a a qq a q na S n nn3、 )1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n[例1]求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++nx x x x 32的前n 项和. [例2] 设S n =1+2+3+…+n ,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.二、错位相减法〔等差乘等比〕[例3]求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S[例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n前n 项的和. 解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ………………………………②〔设制错位〕 ①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS 〔错位相减〕∴1224-+-=n n n S三、倒序相加法这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列〔反序〕,再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +.[例5] 求证:nn n n n n n C n C C C 2)1()12(53210+=++⋅⋅⋅+++证明: 设nn n n n n C n C C C S )12(53210++⋅⋅⋅+++=………………………….. ①把①式右边倒转过来得113)12()12(n n n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-〔反序〕又由mn n m n C C -=可得nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..……..②①+②得 nn n n n n n n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=-〔反序相加〕 ∴nn n S 2)1(⋅+=[例6] 求89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S ………….①将①式右边反序得1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..②〔反序〕又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x①+②得 〔反序相加〕)89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.5 四、分组法求和有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,假如将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可. [例7] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n aa a n ,… [例8] 求数列{n<n+1><2n+1>}的前n 项和.解:设k k k k k k a k ++=++=2332)12)(1(∴∑=++=n k n k k k S 1)12)(1(=)32(231k k knk ++∑=将其每一项拆开再重新组合得S n =k k k nk n k nk ∑∑∑===++1213132〔分组〕五、裂项法求和这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项〔通项〕分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解〔裂项〕如:〔1〕)()1(n f n f a n -+= 〔2〕n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+ 〔3〕111)1(1+-=+=n n n n a n 〔4〕)121121(211)12)(12()2(2+--+=+-=n n n n n a n 〔5〕])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n<6> nn n n n n n n S n n n n n n n n n a 2)1(11,2)1(12121)1()1(221)1(21+-=+-⋅=⋅+-+=⋅++=-则 [例9] 求数列⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11,,321,211n n 的前n 项和.[例10] 在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n nn n a n ,又12+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和. [例11] 求证:1sin 1cos 89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 12=+⋅⋅⋅++ 解:设89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S ∵n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+〔裂项〕 ∴89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S 〔裂项求和〕 =]}88tan 89[tan )2tan 3(tan )1tan 2(tan )0tan 1{(tan 1sin 1-+-+-+- =)0tan 89(tan 1sin 1 -=1cot 1sin 1⋅= 1sin 1cos 2 ∴ 原等式成立 六、合并法求和针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求S n .[例12] 求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.解:设S n = cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179° ∵)180cos(cosn n --= 〔找特殊性质项〕∴S n = 〔cos1°+ cos179°〕+〔 cos2°+ cos178°〕+〔cos3°+ cos177°〕+···+〔cos89°+ cos91°〕+ cos90° 〔合并求和〕= 0[例13] 数列{a n }:n n n a a a a a a -====++12321,2,3,1,求S 2002.解:设S 2002=2002321a a a a +⋅⋅⋅+++由n n n a a a a a a -====++12321,2,3,1可得 ……∵0665646362616=+++++++++++k k k k k k a a a a a a 〔找特殊性质项〕 ∴ S 2002=2002321a a a a +⋅⋅⋅+++〔合并求和〕=)()()(66261612876321++++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+++k k k a a a a a a a a a a=2002200120001999a a a a +++ =46362616+++++++k k k k a a a a =5[例14] 在各项均为正数的等比数列中,假如103231365log log log ,9a a a a a +⋅⋅⋅++=求的值.解:设1032313log log log a a a S n +⋅⋅⋅++=由等比数列的性质 q p n m a a a a q p n m =⇒+=+〔找特殊性质项〕 和对数的运算性质 N M N M a a a ⋅=+log log log 得)log (log )log (log )log (log 6353932310313a a a a a a S n ++⋅⋅⋅++++=〔合并求和〕=)(log )(log )(log 6539231013a a a a a a ⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅ =9log 9log 9log 333+⋅⋅⋅++ =10七、利用数列的通项求和先根据数列的结构与特征进展分析,找出数列的通项与其特征,然后再利用数列的通项揭示的规律来求数列的前n 项和,是一个重要的方法. [例15] 求11111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++之和. 解:由于)110(91999991111111-=⋅⋅⋅⨯=⋅⋅⋅k k k个个〔找通项与特征〕 ∴ 11111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++ =)110(91)110(91)110(91)110(91321-+⋅⋅⋅+-+-+-n 〔分组求和〕 =)1111(91)10101010(911321 个n n +⋅⋅⋅+++-+⋅⋅⋅+++ =9110)110(1091nn ---⋅=)91010(8111n n --+ [例16] 数列{a n }:∑∞=+-+++=11))(1(,)3)(1(8n n n n a a n n n a 求的值.数列练习一、选择题}{n a 的公比为正数,且3a ·9a =225a ,2a =1,如此1a =A.21B. 22C.2 D.22.为等差数列,,如此等于{}n a 的前n 项和为n S .假如4a 是37a a 与的等比中项, 832S =,如此10S 等于A. 18B. 24C. 60D. 90 . 4设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,23a =,611a =,如此7S 等于A .13B .35C .49D . 63 5.{}n a 为等差数列,且7a -24a =-1,3a =0,如此公差d = 〔A 〕-2 〔B 〕-12 〔C 〕12〔D 〕2 {n a }的公差不为零,首项1a =1,2a 是1a 和5a 的等比中项,如此数列的前10项之和 A. 90 B. 100 C. 145 D. 1907.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,2110m m ma a a -++-=,2138m S -=,如此m = 〔A 〕38 〔B 〕20 〔C 〕10 〔D 〕9 .{}n a 是公差不为0的等差数列,12a =且136,,a a a 成等比数列,如此{}n a 的前n 项和n S =A .2744n n +B .2533n n +C .2324n n+D .2n n +{n a }的公差不为零,首项1a =1,2a 是1a 和5a 的等比中项,如此数列的前10项之和是 A. 90 B. 100 C. 145 D. 190 . 二、填空题1设等比数列{}n a 的公比12q =,前n 项和为n S ,如此44S a =.2.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,如此4S ,84S S -,128S S -,1612S S -成等差数列.类比以上结论有:设等比数列{}n b 的前n 项积为n T ,如此4T , , ,1612T T 成等比数列.}{n a 中,6,7253+==a a a ,如此____________6=a .4.等比数列{n a }的公比0q >, 2a =1,216n n n a a a +++=,如此{n a }的前4项和4S = .数列练习参考答案一、选择题1.[答案]B[解析]设公比为q ,由得()22841112a q a q a q ⋅=,即22q =,又因为等比数列}{n a 的公比为正数,所以2q =故2122a a q ===,选B 2.[解析]∵135105a a a ++=即33105a =∴335a =同理可得433a =∴公差432d a a =-=-∴204(204)1a a d =+-⨯=.选B.[答案]B3.答案:C[解析]由2437a a a =得2111(3)(2)(6)a d a d a d +=++得1230a d +=,再由81568322S a d =+=得 1278a d +=如此12,3d a ==-,所以1019010602S a d =+=,.应当选C 4.解:172677()7()7(311)49.222a a a a S +++====应当选C. 或由21161315112a a d a a a d d =+==⎧⎧⇒⎨⎨=+==⎩⎩, 716213.a =+⨯=所以1777()7(113)49.22a a S ++===应当选C. 5.[解析]a 7-2a 4=a 3+4d -2<a 3+d>=2d =-1 ⇒ d =-12[答案]B 6.[答案]B[解析]设公差为d ,如此)41(1)1(2d d +⋅=+.∵d ≠0,解得d =2,∴10S =1007.[答案]C[解析]因为{}n a 是等差数列,所以,112m m m a a a -++=,由2110m m m a a a -++-=,得:2m a -2m a =0,所以,m a =2,又2138m S -=,即2))(12(121-+-m a a m =38,即〔2m -1〕×2=38,解得m =10,应当选.C.8.[答案]A 解析设数列{}n a 的公差为d ,如此根据题意得(22)22(25)d d +=⋅+,解得12d =或0d =〔舍去〕,所以数列{}n a 的前n 项和2(1)1722244n n n n nS n -=+⨯=+ 9.[答案]B[解析]设公差为d ,如此)41(1)1(2d d +⋅=+.∵d ≠0,解得d =2,∴10S =100二、填空题1.[命题意图]此题主要考查了数列中的等比数列的通项和求和公式,通过对数列知识点的考查充分表现了通项公式和前n 项和的知识联系.[解析]对于4431444134(1)1,,151(1)a q s q s a a q q a q q --==∴==--2.答案:81248,T T T T [命题意图]此题是一个数列与类比推理结合的问题,既考查了数列中等差数列和等比数列的知识,也考查了通过条件进展类比推理的方法和能力3.[解析]:设等差数列}{n a 的公差为d ,如此由得⎩⎨⎧++=+=+6472111d a d a d a 解得132a d =⎧⎨=⎩,所以61513a a d =+=.答案:13.[命题立意]:此题考查等差数列的通项公式以与根本计算.4.[答案]152[解析]由216n n n a a a +++=得:116-+=+n n n q q q ,即062=-+q q ,0q >,解得:q =2,又2a =1,所以,112a =,21)21(2144--=S =152三、大题{}n a 的各项均为正数,且212326231,9.a a a a a +==1〕.求数列{}n a 的通项公式.2〕.设31323log log ......log ,n n b a a a =+++求数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前项和.{an}满足a2=0,a6+a8=-10〔I 〕求数列{an}的通项公式;〔II 〕求数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-12n n a 的前n 项和.2*.正项等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,假如312S =,且1232,,1a a a +成等比数列. 〔Ⅰ〕求{}n a 的通项公式;〔Ⅱ〕记3nn n a b =的前n 项和为n T ,求n T . 3. 数列{a n }满足a 1=1,a 2=3,a n+2=3a n+1-2a n 〔n ∈N +〕〔1〕证明:数列{a n+1-a n }是等比数列;〔2〕求数列{a n }的通项公式{}n a 的各项满足:k a 311-=)(R k ∈,1143n n n a a --=-.<1> 判断数列}74{nn a -是否成等比数列;〔2〕求数列{}n a 的通项公式{}n a 和正项等比数列{}n b ,111==b a ,1073=+a a ,3b =4a〔1〕求数列{}n a 、{}n b 的通项公式〔2〕假如n n n b a c •=,求数列{}n c 的前n 项和n T。
⎩⎨⎧无穷数列有穷数列按项数 2221,21(1)2nn a a n a a n a n=⎧⎪=+=⎪⎨=-+⎪⎪=-⋅⎩n n n n n常数列:递增数列:按单调性递减数列:摆动数列:数 列数列的考查主要涉及数列的基本公式、基本性质、通项公式,递推公式、数列求和、数列极限、简单的数列不等式证明等.1.数列的有关概念:(1) 数列:按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每个数称为该数列的项. (2) 从函数的观点看,数列可以看做是一个定义域为正整数集N +(或它的有限子集)的函数。
当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值。
由于自变量的值是离散的,所以数列的值是一群孤立的点。
(3) 通项公式:如果数列{}n a 的第n 项与序号之间可以用一个式子表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式,即)(n f a n =.如: 221n a n =-。
(4) 递推公式:如果已知数列{}n a 的第一项(或前几项),且任何一项n a 与它的前一项1-n a (或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即)(1-=n n a f a 或),(21--=n n n a a f a ,那么这个式子叫做数列{}n a 的递推公式. 如数列{}n a 中,121n n a a -=+,其中121n n a a -=+是数列{}n a 的递推公式.再如: 121,2,a a ==12(2)n n n a a a n --=+>。
2.数列的表示方法:(1) 列举法:如1,3,5,7,9,… (2)图象法:用(n, a n )孤立点表示。
(3) 解析法:用通项公式表示。
(4)递推法:用递推公式表示。
3.数列的分类:按有界性M M M >Mn n n n +⎧≤∈⎪⎨⎪⎩有界数列:存在正数,总有项a 使得a ,n N 无界数列:对于任何正数,总有项a 使得a4.数列{a n }及前n 项和之间的关系:123n n S a a a a =++++ 11,(1),(2)n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩等差数列1.等差数列的概念如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数d ,这个数列叫做等差数列,常数d 称为等差数列的公差. 2.通项公式与前n 项和公式⑴通项公式d n a a n )1(1-+=,1a 为首项,d 为公差.可变形为d m n a a m n )(-+= ⑵前n 项和公式2)(1n n a a n S +=或d n n na S n )1(211-+=. 3.等差中项如果b A a ,,成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项.即:A 是a 与b 的等差中项⇔b a A +=2⇔a ,A ,b 成等差数列.4.等差数列的判定方法⑴定义法:d a a n n =-+1(+∈N n ,d 是常数)⇔{}n a 是等差数列; ⑵中项法:212+++=n n n a a a (+∈N n )⇔{}n a 是等差数列. 5.常用性质:{}n a 是等差数列(1)若m n p q +=+,则m n p q a a a a +=+;(2)数列{}p a n +、{}n pa (p 是常数)都是等差数列;在等差数列{}n a 中,等距离取出若干项也构成一个等差数列,即 ,,,,32k n k n k n n a a a a +++为等差数列,公差为kd 。
数列的通项公式与求和公式总结数列是由一系列按照特定规律排列的数字组成的序列,通常用公式表示。
数列的通项公式是指能够根据数列的位置得出该位置上的数值的公式,而求和公式则是指能够计算数列中所有数值的和的公式。
以下是一些常见数列的通项公式与求和公式的总结。
等差数列:等差数列是一个公差为d的数列,其中每一项与前一项之间的差值相等。
其通项公式和求和公式如下:通项公式:an = a1 + (n-1)d其中an表示数列的第n项,a1表示数列的第一项,d表示公差。
求和公式:Sn = (n/2)(a1 + an)其中Sn表示数列前n项的和。
等比数列:等比数列是一个公比为q的数列,其中每一项与前一项之间的比值相等。
其通项公式和求和公式如下:通项公式:an = a1 * q^(n-1)其中an表示数列的第n项,a1表示数列的第一项,q表示公比。
求和公式:Sn = (a1 * (q^n - 1))/(q - 1)其中Sn表示数列前n项的和。
斐波那契数列:斐波那契数列是一个特殊的数列,其前两项为1,后续每一项是前两项之和。
其通项公式和求和公式如下:通项公式:an = (1/sqrt(5)) * (((1 + sqrt(5))/2)^n - ((1 - sqrt(5))/2)^n)其中an表示数列的第n项。
求和公式:Sn = a1 * (1 - ((1 + sqrt(5))/2)^n)/(1 - ((1 + sqrt(5))/2))其中Sn表示数列前n项的和。
这些是常见数列的通项公式与求和公式的总结,通过这些公式,我们可以通过给定的位置计算出数列中的数值,或者计算数列中所有数值的和。
在数学中,数列的通项公式与求和公式是非常重要的工具,能够帮助我们理解数列的规律和特性。
数列知识点:等差数列的通项求和公式高中数列知识点:等差数列的通项求和公式学好数学的关键是公式的掌握,数学被应用在很多不同的领域上,包括科学、工程、医学和经济学等,为了学好数学,下面是小编为大家整理的数列知识点:等差数列的通项求和公式,希望能帮助到大家!等差数列的通项求和公式an=a1+(n-1)d或an=am+(n-m)d前n项和公式为:Sn=na1+[n(n-1)/2] d或sn=(a1+an)n/2若m+n=2p则:am+an=2ap以上n均为正整数高考数学应试技巧1、拓实基础,强化通性通法高考对基础知识的考查既全面又突出重点。
抓基础就是要重视对教材的复习,尤其是要重视概念、公式、法则、定理的形成过程,运用时注意条件和结论的限制范围,理解教材中例题的典型作用,对教材中的练习题,不但要会做,还要深刻理解在解决问题时题目所体现的数学思维方法。
2、认真阅读考试说明,减少无用功在平时练习或进行模拟考试时,高中英语,要注意培养考试心境,养成良好的习惯。
首先认真对考试说明进行领会,并要按要求去做,对照说明后的题例,体会说明对知识点是如何考查的,了解说明对每个知识的要求,千万不要对知识的要求进行拔高训练。
3、抓住重点内容,注重能力培养高中数学主体内容是支撑整个高中数学最重要的部分,也是进入大学必须掌握的内容,这些内容都是每年必考且重点考的。
象关于函数(含三角函数)、平面向量、直线和圆锥曲线、线面关系、数列、概率、导数等,把它们作为复习中的重中之重来处理,要一个一个专题去落实,要通过对这些专题的复习向其他知识点辐射。
4、关心教育动态,注意题型变化由于新增内容是当前社会生活和生产中应用比较广泛的内容,而与大学接轨内容则是进入大学后必须具备的知识,因此它们都是高考必考的内容,因此一定要把诸如概率与统计、导数及其应用、推理与证明、算法初步与框图的基本要求有目的的进行复习与训练。
一定要用新的教学理念进行高三数学教学与复习,5、细心审题、耐心答题,规范准确,减少失误计算能力、逻辑推理能力是考试大纲中明确规定的两种培养的能力。
数列专题 数列求和常用方法(学生版)一、公式法1.等差数列{a n }的前n 项和S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)d 2. 推导方法:倒序相加法.2.等比数列{a n }的前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q,q ≠1. 例1已知等比数列{a n }的公比q >1,a 1=2,且a 1,a 2,a 3-8成等差数列.(1)求出数列{a n }的通项公式;(2)设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为S n ,任意n ∈N *,S n ≤m 恒成立,求实数m 的最小值. 跟踪练习1、已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=0,a 4=1,则S 4=( )A .12B .1C .2D .32、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 }的前6项的和为( )A .-24B .-3C .3D .83、(2022·天津模拟)设1+2+22+23+…+2n -1>128(n ∈N *),则n 的最小值为( )A .6B .7C .8D .94、设数列{a n }(n ∈N *)的各项均为正数,前n 项和为S n ,log 2a n +1=1+log 2a n ,且a 3=4,则S 6=( )A .128B .65C .64D .635、已知数列{a n }的前n 项和S n =4n +b (b 是常数,n ∈N *),若这个数列是等比数列,则b =( )A .-1B .0C .1D .46、已知等比数列{a n },a 1=1,a 4=18,且a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1<k ,则k 的取值范围是( ) A .⎣⎡⎦⎤12,23 B .⎣⎡⎭⎫12,+∞C .⎣⎡⎭⎫12,23D .⎣⎡⎭⎫23,+∞ 7、(多选)已知数列{a n }满足a 1=1,且对任意的n ∈N *都有a n +1=a 1+a n +n ,则下列说法中正确的是( )A .a n =n (n +1)2B .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前2 020项的和为2 0202 021 C .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前2 020项的和为4 0402 021 D .数列{a n }的第50项为2 5508、(多选)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2n S 4n为常数,则称数列{a n }为“吉祥数列”.则下列数列{b n }为“吉祥数列”的有( )A .b n =nB .b n =(-1)n (n +1)C .b n =4n -2D .b n =2n9、在数列{a n }中,2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2=10,a 5=-5.(1)求{a n }的通项公式;(2)求{a n }的前n 项和S n 的最大值.10、数列{a n }满足:a 1=1,点(n ,a n +a n +1)在函数y =kx +1的图象上,其中k 为常数,且k ≠0.(1)若a 1,a 2,a 4成等比数列,求k 的值;(2)当k =3时,求数列{a n }的前2n 项的和S 2n .11、已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5.(1)求{a n }的通项公式;二、分组转化法一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成的,则求和时可用分组转化法,分别求和后再相加减.例2(2022·北京模拟)已知公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 5=20,a 3是a 2,a 5的等比中项,数列{b n }满足对任意的n ∈N *,S n +b n =2n 2.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎪⎨⎪⎧b n -n 2,n 为偶数,2a n ,n 为奇数,求数列{c n }的前2n 项的和T 2n .跟踪练习1、已知数列{a n }的通项公式为a n =2n +n ,若数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 8=( )A .546B .582C .510D .5482、(2022·珠海模拟)已知等差数列{a n }中,a 3+a 5=a 4+7,a 10=19,则数列{a n cos n π}的前2 020项和为( )A .1 009B .1 010C .2 019D .2 0203、若f (x )+f (1-x )=4,a n =f (0)+f ⎝⎛⎭⎫1n +…+f ⎝⎛⎭⎫n -1n +f (1)(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为__ _____.4、(2022·衡水质检)已知各项都不相等的等差数列{a n },a 6=6,又a 1,a 2,a 4成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2n a +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n .5、已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n +1,n 为奇数,a n +2,n 为偶数. (1)记b n =a 2n ,写出b 1,b 2,并求数列{b n }的通项公式;(2)求{a n }的前20项和.6、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n +a .(1)求a n ;(2)定义[x ]为取整数x 的个位数,如[1]=1,[32]=2,[143]=3,求[a 1]+[a 2]+[a 3]+…+[a 100]的值.7、已知公比大于1的等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3=8.(1)求{a n }的通项公式;(2)记b m 为{a n }在区间(0,m ](m ∈N *)中的项的个数,求数列{b m }的前100项和S 100.8、(2022·重庆质检)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 5=9,S 5=25.(1)求数列{a n }的通项公式及S n ;(2)设b n =(-1)n S n ,求数列{b n }的前n 项和T n .9、已知在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,且a 3=5,S 7=49.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =2n a+a n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n ≥1 000,求n 的取值范围.10、(2022·青岛模拟)从“①S n =n ⎝⎛⎭⎫n +a 12;②S 2=a 3,a 4=a 1a 2;③a 1=2,a 4是a 2,a 8的等比中项.”三个条件中任选一个,补充到下面的横线处,并解答.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d ≠0,________,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =122n n S S +-,数列{b n }的前n 项和为W n ,求W n .注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.11、(2022·株洲质检)由整数构成的等差数列{a n }满足a 3=5,a 1a 2=2a 4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }的通项公式为b n =2n ,将数列{a n },{b n }的所有项按照“当n 为奇数时,b n 放在前面;当n 为偶数时,a n 放在前面”的要求进行“交叉排列”,得到一个新数列{c n },b 1,a 1,a 2,b 2,b 3,a 3,a 4,b 4,…,求数列{c n }的前(4n +3)项和T 4n +3.三、裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得前n 项和.(1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1n (n +2)=12⎝⎛⎭⎫1n -1n +2; (3)1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1; (4)1n +n +1=n +1-n .例3(2022·南京质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =2a n -1,数列{b n }是等差数列,且b 1=a 1,b 6=a 5.(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)若c n =1b n b n +1,记数列{c n }的前n 项和为T n ,证明:3T n <1.跟踪练习1、(2022·北京模拟)数列{a n }的通项公式为a n =1n +n +1 ,若{a n }的前n 项和为9,则n的值为( )A .576B .99C .624D .625 2、(多选)已知数列{a n }满足a 1=32,a n =a 2n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *).记数列{a 2n }的前n 项和为A n ,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1的前n 项和为B n ,则下列结论正确的是( ) A .A n =a n +1-32B .B n =23-1a n +1C .A n B n =32a nD .A n B n <32n +143、在数列{a n }中,a n =1n (n +1),若{a n }的前n 项和为2 0222 023,则项数n =____ ____. 4、已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1(2n -1)(2n +1)的前n 项和为T n ,若对任意的n ∈N *,不等式12T n <a 2-a 恒成立,则实数a 的取值范围是__ __.5、(2022·本溪模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -3(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =1log 3a n ·log 3a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .6、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +1=4a n ,n ∈N *,a 1=1.(1)在下列三个结论中选择一个进行证明,并求{a n }的通项公式; ①数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是等差数列; ②数列{}a n +1-2a n 是等比数列;③数列{}S n +1-2S n 是等比数列.(2)记b n =S n +2S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n . 注:如果选择多个结论分别解答,则按第一个解答计分.7、给出以下三个条件:①4a 3,3a 4,2a 5成等差数列;②∀n ∈N *,点(n ,S n )均在函数y =2x -a 的图象上,其中a 为常数;③S 3=7.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.设{a n }是一个公比为q (q >0,且q ≠1)的等比数列,且它的首项a 1=1,________.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =2log 2a n +1(n ∈N *),证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和T n <12. 注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.8、设{a n }是各项都为正数的单调递增数列,已知a 1=4,且a n 满足关系式:a n +1+a n =4+2a n +1a n ,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =1a n -1,求数列{b n }的前n 项和S n .9、设数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -1.(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =3n (a n +1)(a n +1+1),求{b n }的前n 项和T n ,证明:38≤T n <34.10、已知数列{a n }满足a 1=4,且当n ≥2时,(n -1)a n =n (a n -1+2n -2).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列; (2)记b n =2n +1a 2n,求数列{b n }的前n 项和S n .11、(2022·合肥模拟)已知数列{a n }满足:a 1=2,a n +1=a n +2n .(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =log 2a n ,T n =1b 1b 2+1b 2b 3+…+1b n b n +1,求T n .12、已知数列{a n },{b n },{c n }满足a 1=b 1=c 1=1,c n =a n +1-a n ,c n +1=b n b n +2c n,n ∈N *. (1)若{b n }为等比数列,公比q >0,且b 1+b 2=6b 3,求q 的值及数列{a n }的通项公式;(2)若{b n }为等差数列,公差d >0,证明:c 1+c 2+c 3+…+c n <1+1d,n ∈N *.13、已知数列{a n }满足a 1=12,1a n +1=1a n+2(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:a 21+a 22+a 23+…+a 2n <12.14、若S n 是公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和,且S 1,S 2,S 4成等比数列,S 2=4. ①求数列{a n }的通项公式;②设b n =3a n a n +1,T n 是数列{b n }的前n 项和,求使得T n <m 20对所有n ∈N *都成立的最小正整数m .四、错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么求这个数列的前n 项和即可用错位相减法求解.例4(2022·江门模拟)已知数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=2a n +n -1.(1)证明:数列{a n +n }是等比数列并求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)设b n =(2n -1)·(a n +n ),求数列{b n }的前n 项和T n .跟踪练习1、(2022·广东模拟)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n -2a n a n +1.(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =3na n,求数列{b n }的前n 项和S n .2、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意正整数n ,均有S n +1=3S n -2n +2成立,a 1=2.(1)求证:数列{a n -1}为等比数列,并求{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 .3、(2022·湖南模拟)某同学在复习数列时,发现曾经做过的一道题目因纸张被破坏,导致一个条件看不清(即下题中“已知”后面的内容看不清),但在(1)的后面保留了一个“答案:S 1,S 3,S 2成等差数列”的记录,具体如下:记等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知_____________.①判断S 1,S 2,S 3的关系;(答案:S 1,S 3,S 2成等差数列)②若a 1-a 3=3,记b n =n 12|a n |,求证:b 1+b 2+…+b n <43. (1)请在本题条件的“已知”后面补充等比数列{a n }的首项a 1的值或公比q 的值(只补充其中一个值),并说明你的理由;(2)利用(1)补充的条件,完成②的证明过程.4设{a n }是公比不为1的等比数列,a 1为a 2,a 3的等差中项.(1)求{a n }的公比;(2)若a 1=1,求数列{na n }的前n 项和.5、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=-94,且4S n +1=3S n -9(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }满足3b n +(n -4)a n =0(n ∈N *),记{b n }的前n 项和为T n .若T n ≤λb n ,对任意n ∈N *恒成立,求实数λ的取值范围.6、设数列{a n }满足a 1=3,a n +1=3a n -4n .(1)计算a 2,a 3,猜想{a n }的通项公式;(2)求数列{2n a n }的前n 项和S n .7、(2022·济宁模拟)已知数列{a n }是正项等比数列,满足a 3是2a 1,3a 2的等差中项,a 4=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(-1)n log 2a 2n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .8、(2022·重庆调研)在等差数列{a n}中,已知a6=12,a18=36.(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)若________,求数列{b n}的前n项和S n,在①b n=4a n a n+1,②b n =(-1)n·a n,③b n=2n ana 这三个条件中任选一个补充在第(2)问中,并对其求解.9、(2022·沈阳模拟)已知正项数列{a n}的前n项和为S n,且a2n+1=2S n+n+1,a2=2.(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)若b n=a n·2n,数列{b n}的前n项和为T n,求使T n>2 022的最小的正整数n的值.。
《数列》复习(一)
--求数列的通项公式
陈锋 2014,3.26
求数列通项的相关知识
1、 两个基本公式
(1) 等差数列的通项公式:()()d m n a d n a a m n -+=-+=11. (2) 等比数列的通项公式:)0(11≠==--q q a q a a m n m n n . 2、 三个基本方法 ●
n S 法:()()⎩⎨
⎧≥-==-2111n S S n S a n n
n ● 叠加法:()()()123121--++-+-+=n n n a a a a a a a a ● 累乘法:1
23
121-⋅⋅⋅
=n n n a a a a a a a a 求数列通项的应用举例
该题型主要的出现形式为给出数列的一些递推关系式,求证数列为特殊数列,并求通项。
因此要熟悉各种递推关系式,了解各种递推关系式所对应的数列类型。
求数列通项的方法很多,如:观察法、定义法、公式法、n S 法、叠加法、累乘法、构造法、递推法、待定系数法等。
下面就几种常见的类型举例:
(一)n S 法(利用关系()
()⎩⎨⎧≥-==-2111n S S n S a n n
n ,最后要注意可化简的要化简)
【例1】已知下列两数列{}n a 的前n 项和n S 的公式,求{}n a 的通项公式. (1)n n S n +=2 (2)12++=n n S n 解:(1)当1=n 时,211==S a ; 当2≥n 时,(
)()()[]
n n n n n S S a n n n 2112
21=-+--+=-=-,
验证当1=n 时,此式也成立.
所以,n a n 2=.
(2) 当1=n 时,311==S a ;
当2≥n 时,(
)()()[]
n n n n n S S a n n n 211112
21=+-+--++=-=-,
验证当1=n 时,此式也成立.
所以,()
⎩⎨
⎧≥==22)13n n n a n (
.
点评:要先分1=n 和2≥n 两种情况分别计算,然后验证能否统一. 【例2】已知数列{}n a 的前n 项和()()
*13
1
N n a S n n ∈-= 求证:数列{}n a 是等比数列. 证明: 当1=n 时,11S a =,所以2
11-
=a
当2≥n 时,113131---=-=n n n n n a a S S a ,所以13
1
32--=n n a a
所以
2
1
1-=-n n a a (与n 无关的常数)
又当1=n 时,也满足,所以{}n a 是等比数列。
练习:
1、已知下列两数列{}n a 的前n 项和n S 的公式,求{}n a 的通项公式. (1)n n S n 42+= (2)12+=n S n
2、已知数列{}n b 的首项11=b ,其前n 项和()n n b n B 12
1
+=,求n b . 解:因为()n n b n B 121
+=,所以11-2
1-=n n nb B ,
所以()()12
1
12111>-+=-=--n nb b n B B b n n n n n
所以()11-=-n n nb b n ,即
1
1-=-n b
n b n n ,
因为11=b ,由此推出
11
111==-=-b
n b n b n n ,所以n b n = (二) 叠加法
【例1】(()n f a a n n +=+1型数列)已知n a a a n n =-=+11,0,求n a .
解:1,,2,1,,01231211-=-=-=-∴=-=-+n a a a a a a n a a a n n n n
将上面各式叠加,得()13211-++++=-n a a n ,得()2
1-=n n a n
当1=n 时,此式也成立,所以()2
1-=
n n a n
总结:一般地,对于型如()n f a a n n +=+1类的通项公式,只要()()()n f f f ++21能进行求和,则宜采用此方法求解。
练习:若在数列{}n a 中,24,311-+==+n a a a n n ,求通项n a .
(三) 累乘法
【例1】(()n f a a n n ⋅=+1型数列)已知n n n a a a 2,111==+,求n a .
解,2,2,11
11n n
n n n
n a a a a a =∴
⋅==++ 1321
23
122222--⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅∴
n n n a a a a a a
()211
2-=∴n n n
a a ,()212-=∴n n n a 总结:一般地,对于型如()n f a a n n ⋅=+1类的通项公式,当()()()n f f f ⋅⋅⋅ 21的值可以求得时,宜采用此方法。
练习:在数列{}n a 中,()n n na a n a =+=+111,1,求n a 的表达式。
解:由()n n na a n =++11得11+=+n n a a n n ,n
n a a a a a a a a n n n 1
3221123121-⋅
⋅⋅=⋅⋅=- 所以n
a n 1
=
. (四) 构造法(构造等差或等比数列求通项公式) 【例1】(11++⋅+=n n n n a a a a λ型数列)
已知数列{}n a 满足,*,5,3111N n a a a a a n n n n ∈⋅+==++,求n a . 解:将等式115++⋅+=n n n n a a a a 两边同时除以1+⋅n n a a 得:
51
11
+=
+n
n a a . 即,对1≥n ,都有
51-11
=+n n a a ,所以数列⎭
⎬⎫⎩⎨⎧n a 1是以31
11=a 为首项,5为公差的
等差数列.
()()13
1451,153
1
1≥-
=∴-+=n n a n a n n .
总结:由递推关系式11++⋅+=n n n n a a a a λ都可以转化为等差数列⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧n a 1. 【例2】(r pa a n n +=+1型数列)
已知数列{}n a 的首项21=a ,()
2,12*1≥∈+=+n N n a a n n ,求n a . 解:设()λλ+=+-12n n a a ,即λ+=1-2n n a a , 又121+=-n n a a ,()12111+=+∴=∴-n n a a ,λ,
{}1+∴n a 是等比数列,首项为311=+a ,公比为2,
1231-⨯=+∴n n a ,.1231-⨯=∴-n n a
总结:一般地,已知r qa a a a n n +==+11,,可把r qa a n n +=+1化为)
(λλ+=++n n a q a 1的形式,其中λ由待定系数法求得. 【例3】(r
n n pa a =+1型数列)若数列{}n a 满足31=a ,且2
1n n a a =+,求n a .
解:因为2
1n n a a =+,0>n a ,两边取对数,得,lg 2lg 1n n a a =+
{}n a lg ∴是以3lg lg 1=a 为首项,以2为公比的等比数列,
()11
122
113lg lg 2lg lg --===∴-n n a a a n n ,1
23-=n n a .
结论:形如r
n n pa a =+1型,(1)若,0,0>>n a p 用对数法.(2)若0<p ,用迭代法. 【例4】(11-++=n n n qa pa a 型数列)
若数列{}n a 满足2121==a a ,,且n n n a a a 3412-=++,求n a .
解:(法一)因为n n n a a a 3412-=++,设()n n n n a a m a a λλ-=+++112-,待定系数法得3,1==λm ,或1,3==λm
n n n n a a a a 33-112-=∴+++或()n n n n a a a a -=+++1123- 133121n -=-=-∴+a a a a n ①
() 11121n 33--+=⋅-=-n n n a a a a ②
联立①②,得2
1
31+=-n n a
(法二)因为n n n a a a 3412-=++,()n n n n a a a a -=-∴+++1123,
{}n n a a -∴+1为等比数列.()1112133--+=⋅-=-∴n n n n a a a a
211230123,3,3--=-=-=-∴n n n a a a a a a ,
以上各式相加得:()
132
113133
331112
2
1-=--=++++=----n n n n a a
2
1
31+=∴-n n a
结论:形如11-++=n n n qa pa a (其中q p ,为常数)型,(1)当1=+q p 时,用转化法;(2)当042≥+q p 时,用待定系数法. 练习:
1、 若数列{}n a 满足,11=a 且1
1+=
+n n
n a a a ,求n a .
2、 若数列{}n a 满足21=a 且321+=+n n a a ,求n a .。