高三数学等差数列前n项和
- 格式:pdf
- 大小:1.00 MB
- 文档页数:10
6.4 数列求和及应用1.数列求和方法 (1)公式法:(Ⅰ)等差数列、等比数列前n 项和公式. (Ⅱ)常见数列的前n 项和:①1+2+3+…+n =;②2+4+6+…+2n =;③1+3+5+…+(2n -1)=;④12+22+32+…+n 2=;⑤13+23+33+…+n 3=⎣⎡⎦⎤n (n +1)22.(2)分组求和:把一个数列分成几个可以直接求和的数列. (3)倒序相加:如等差数列前n 项和公式的推导方法.(4)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.等比数列{a n }前n 项和公式的推导方法就采用了错位相减法.(5)裂项相消:有时把一个数列的通项公式分成二项差的形式,相加消去中间项,只剩有限项再求和. 常见的裂项公式:①1n (n +1)=-1n +1; ②1(2n -1)(2n +1)=⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1;③1n (n +1)(n +2)=⎣⎡⎦⎤1n (n +1)-1(n +1)(n +2);④1a +b=(a -b );⑤n (n +1)!=-1(n +1)!; ⑥C m -1n= ; ⑦n ·n != !-n !; ⑧a n =S n -S n -1(n ≥2). 2.数列应用题常见模型 (1)单利公式利息按单利计算,本金为a 元,每期利率为r ,存期为x ,则本利和y = . (2)复利公式利息按复利计算,本金为a 元,每期利率为r ,存期为x ,则本利和y = .(3)产值模型原来产值的基础数为N ,平均增长率为p ,对于时间x ,总产值y = . (4)递推型递推型有a n +1=f (a n )与S n +1=f (S n )两类.(5)数列与其他知识综合,主要有数列与不等式、数列与三角、数列与解析几何等.自查自纠1.(1)①n (n +1)2 ②n 2+n ③n 2 ④n (n +1)(2n +1)6(2)①1n ②12 ③12 ④1a -b ⑤1n !⑥C m n +1-C mn ⑦(n +1) 2.(1)a (1+xr ) (2)a (1+r )x (3)N (1+p )x数列{1+2n -1}的前n 项和为( ) A .1+2n B .2+2n C .n +2n -1 D .n +2+2n 解:由题意得a n =1+2n -1,所以S n =n +1-2n1-2=n +2n -1.故选C .若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n ·(3n -2),则a 1+a 2+…+a 10=( ) A .15 B .12 C .-12 D .-15解:记b n =3n -2,则数列{b n }是以1为首项,3为公差的等差数列,所以a 1+a 2+…+a 9+a 10=(-b 1)+b 2+…+(-b 9)+b 10=(b 2-b 1)+(b 4-b 3)+…+(b 10-b 9)=5×3=15.故选A . 数列{|2n -7|}的前n 项和T n =( ) A .6n -n 2 B .n 2-6n +18C.⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3)n 2-6n +18(n >3)D.⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3)n 2-6n (n >3) 解:设a n =2n -7,n ≤3时,a n <0;n >3时,a n >0,a 1=-5,a 2=-3,a 3=-1,且易得{a n }的前n 项和S n=n 2-6n ,所以T n =⎩⎪⎨⎪⎧6n -n 2(1≤n ≤3),n 2-6n +18(n >3).故选C .数列{a n }满足a n =n (n +1)2,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为________.解:1a n =2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前10项的和S 10=2⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+110-111=2(1-111)=2011.故填2011. 有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个.现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要________秒. 解: 设至少需要n 秒,则1+2+22+…+2n -1≥100,即1-2n1-2≥100,所以n ≥7.故填7.类型一 基本求和问题(1)设数列1,(1+2),…,(1+2+22+…+2n -1),…的前n 项和为S n ,则S n 等于( ) A .2n B .2n -nC .2n +1-n D .2n +1-n -2(2)求和:1+11+2+11+2+3+…+11+2+…+n ;(3)设f (x )=x 21+x 2,求:f ⎝⎛⎭⎫12 017+f ⎝⎛⎭⎫12 016+…+f (1)+f (2)+…+f (2 017); (4)求和:S n =1a +2a 2+3a 3+…+na n .解:(1)解法一:特殊值法,易知S 1=1,S 2=4,只有选项D 适合. 解法二:研究通项a n =1+2+22+…+2n -1=2n -1, 所以S n =(21-1)+(22-1)+…+(2n -1)=(21+22+…+2n )-n =2n +1-n -2.故选D .(2)设数列的通项为a n ,则a n =2n (n +1)=2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,所以S n =a 1+a 2+…+a n =2[⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1]=2⎝⎛⎭⎫1-1n +1=2n n +1.(3)因为f (x )=x 21+x 2,所以f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =1. 令S =f ⎝⎛⎭⎫12 017+f ⎝⎛⎭⎫12 016+…+f (1)+f (2)+…+f (2 017),①则S =f (2 017)+f (2 016)+…+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫12+…+f ⎝⎛⎭⎫12 016+f (12 017),② ①+②得:2S =1×4 033=4 033,所以S =4 0332.(4)(Ⅰ)当a =1时,S n =1+2+…+n =n (n +1)2.(Ⅱ)当a ≠1时,S n =1a +2a 2+3a 3+…+na n ,①1a S n =1a 2+2a 3+…+n -1a n +nan +1,② 由①-②得⎝⎛⎭⎫1-1a S n =1a +1a 2+1a 3+…+1a n -n a n +1=1a ⎝⎛⎭⎫1-1a n 1-1a-na n +1, 所以S n =a (a n -1)-n (a -1)a n (a -1)2.综上所述,S n =⎩⎪⎨⎪⎧n (n +1)2(a =1),a (a n -1)-n (a -1)a n (a -1)2(a ≠1).【点拨】研究通项公式是数列求和的关键.数列求和的常用方法有:公式法、分组求和法、倒序相加法、错位相减法、裂项相消法等,在选择方法前分析数列的通项公式的结构特征,避免盲目套用、错用求和方法.运用等比数列求和公式时,注意对公比是否等于1进行讨论.本例四道题分别主要使用了分组求和法、裂项相消法、倒序相加法、错位相减法.(1)求数列9,99,999,…的前n 项和S n ;(2)求数列122-1,132-1,142-1,…,1(n +1)2-1的前n 项和;(3)求sin 21°+sin 22°+sin 23°+…+sin 289°的值; (4)已知a n =n +12n +1,求{a n }的前n 项和T n .解:(1)S n =9+99+999+…+99…9n 个 =(101-1)+(102-1)+(103-1)+…+(10n -1) =(101+102+103+…+10n )-n=10(1-10n )1-10-n =10n +1-109-n .(2)因为1(n +1)2-1=1n 2+2n =1n (n +2)=12⎝⎛⎭⎫1n -1n +2, 所以122-1+132-1+142-1+…+1(n +1)2-1=12⎝⎛⎭⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2 =12⎝⎛⎭⎫32-1n +1-1n +2 =34-12⎝⎛⎭⎫1n +1+1n +2. (3)令S n =sin 21°+sin 22°+sin 23°+…+sin 289°,① 则S n =sin 289°+sin 288°+sin 287°+…+sin 21° =cos 21°+cos 22°+cos 23°+…+cos 289°.②①与②两边分别相加得2S n =(sin 21°+cos 21°)+(sin 22°+cos 22°)+…+(sin 289°+cos 289°)=89.所以S n =892.(4)T n =222+323+424+…+n +12n +1,①12T n =223+324+425+…+n +12n +2,② ①-②得12T n =222+123+124+125+…+12n +1-n +12n +2 =12+123×⎝⎛⎭⎫1-12n -11-12-n +12n +2=34-12n +1-n +12n +2, 所以T n =32-12n -n +12n +1=32-n +32n +1.类型二 可用数列模型解决的实际问题用分期付款的方式购买一批总价为2 300万元的住房,购买当天首付300万元,以后每月的这一天都交100万元,并加付此前欠款的利息,设月利率为1%.若从首付300万元之后的第一个月开始算分期付款的第一个月,问分期付款的第10个月应付________万元.解:购买时付款300万元,则欠款2000万元,依题意分20次付清,则每次交付欠款的数额依次购成数列{a n },故a 1=100+2 000×0.01=120(万元), a 2=100+(2 000-100)×0.01=119(万元), a 3=100+(2 000-100×2)×0.01=118(万元), a 4=100+(2 000-100×3)×0.01=117(万元), …a n =100+[2 000-100(n -1)]×0.01=121-n (万元) (1≤n ≤20,n ∈N *). 因此{a n }是首项为120,公差为-1的等差数列. 故a 10=121-10=111(万元).故填111.【点拨】将实际问题转化为数列问题的一般步骤是:①审题,②建模,③求解,④检验,⑤作答.增长率模型是比较典型的等比数列模型,实际生活中的银行利率、企业股金、产品利润、人口增长、工作效率、浓度问题等常常利用增长率模型加以解决.某气象学院用3.2万元买了一台天文观测仪,已知这台观测仪从启用的第一天起连续使用,第n 天的维修保养费为n +4910元(n ∈N *),使用它直至报废最合算(所谓报废最合算是指使用的这台仪器的平均每天耗资最少)为止,一共使用了( ) A .600天B .800天C .1 000天D .1 200天解:设一共使用了n 天,则使用n 天的平均耗资为32 000+⎝⎛⎭⎫5+n 10+4.9n 2n=32 000n +n 20+4.95,当且仅当32 000n=n20时,取得最小值,此时n =800.故选B . 类型三 数列综合问题(2017·山东)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n .已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和T n .解:(1)设{a n }的公比为q .依题意,a 1(1+q )=6,a 21q =a 1q 2.又a n >0,解得a 1=2,q =2,所以a n =2n .(2)依题意,S 2n +1=(2n +1)(b 1+b 2n +1)2=(2n +1)b n +1.又S 2n +1=b n b n +1,b n +1≠0,所以b n =2n +1.令c n =b na n ,则c n =2n +12n .因此T n =c 1+c 2+…+c n =32+522+723+…+2n -12n -1+2n +12n .又12T n =322+523+724+…+2n -12n +2n +12n +1, 两式相减,得12T n =32+⎝⎛⎭⎫12+122+…+12n -1-2n +12n +1=32+12⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n -11-12-2n +12n +1=52-2n +52n +1. 所以T n =5-2n +52n .【点拨】错位相减法适用于等差数列与等比数列的积数列的求和,写出“S n ”与“qS n ”的表达式时,应特别注意将两式“错项对齐”,以便下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.(2017·全国卷Ⅲ)设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n .(1)求{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n +1的前n 项和.解:(1)因为a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,故当n ≥2时,a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1).两式相减得(2n -1)a n =2,所以a n =22n -1(n ≥2).又由题设可得a 1=2,所以{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)记⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n +1的前n 项和为S n .由(1)知a n 2n +1=2(2n +1)(2n -1)=12n -1-12n +1.则S n =11-13+13-15+…+12n -1-12n +1=2n2n +1.1.数列的通项公式及前n 项和公式都可以看作项数n 的函数,是函数思想在数列中的应用.数列以通项为纲,数列的问题,最终归结为对数列通项的研究,而数列的前n 项和S n 可视为数列{S n }的通项.通项及求和是数列中最基本也是最重要的问题之一.2.对于一般数列的求和问题,应先观察数列通项的结构特征,再对通项公式进行化简变形,改变原数列的形式,尽可能将其转化为等差数列、等比数列等常见数列,从而达到求和的目的. 3.等差或等比数列的求和直接用公式计算,要注意求和的项数,防止疏漏.4.最好能记忆一些常见数列的求和公式,如正整数列、正奇数列、正偶数列、正整数的平方构成的数列等. 5.数列的实际应用题要注意分析题意,将实际问题转化为常用的数列模型.6.数列的综合问题涉及到的数学思想:函数与方程思想(如:求最值或基本量)、转化与化归思想(如:求和或应用)、特殊到一般思想(如:求通项公式)、分类讨论思想(如:等比数列求和,分q =1或q ≠1)等.1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 5=4-a 3,则S 7=( ) A .7 B .12 C .14 D .21解:由a 5=4-a 3,得a 5+a 3=4=a 1+a 7,所以S 7=7(a 1+a 7)2=14.故选C .2.(2016·新余三校联考)数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n (2n -1),则该数列的前100项之和为( ) A .-200 B .-100 C .200 D .100解:根据题意有S 100=-1+3-5+7-9+11-…-197+199=2×50=100.故选D .3.设函数f (x )=x m +ax 的导函数为f ′(x )=2x +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1f (n )(n ∈N *)的前n 项和是( )A.n n +1B.n +2n +1C.nn -1D.n +1n解:由f ′(x )=mx m -1+a =2x +1得m =2,a =1.所以f (x )=x 2+x ,则1f (n )=1n (n +1)=1n -1n +1.所以S n =1-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=1-1n +1=n n +1.故选A . 4.已知正数组成的等差数列{a n }的前20项的和是100,那么a 6·a 15的最大值是( )A .25B .50C .100D .不存在解:由条件知,a 6+a 15=a 1+a 20=110S 20=110×100=10,a 6>0,a 15>0,所以a 6·a 15≤⎝⎛⎭⎫a 6+a 1522=25,等号在a 6=a 15=5时成立,即当a n =5(n ∈N *)时,a 6·a 15取最大值25.故选A .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 n D.S n +1S n解:数列{a n }为等比数列,由8a 2+a 5=0,知8a 2+a 2q 3=0,因为a 2≠0,所以q =-2,a 5a 3=q 2=4;S 5S 3=1-q 51-q 3=113;a n +1a n =q =-2;S n +1S n =1-q n +11-q n ,其值与n 有关.故选D . 6.某化工厂打算投入一条新的生产线,但需要经环保部门审批同意方可投入生产.已知该生产线连续生产n年的累计产量为f (n )=12n (n +1)(2n +1)(单位:t),但如果年产量超过150 t ,将会给环境造成危害.为保护环境,环保部门应给该厂这条生产线拟定最长的生产期限是( ) A .5年 B .6年 C .7年 D .8年解:由已知可得第n 年的产量a n =f (n )-f (n -1)=3n 2.当n =1时也适合,据题意令a n ≥150⇒n ≥52,即数列从第8项开始超过150,即这条生产线最多生产7年.故选C .7.已知数列{a n }满足a n =1+2+3+…+nn ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1 的前n 项和为________.解:a n =1+2+3+…+n n =n +12,1a n a n +1=4(n +1)(n +2)=4⎝⎛⎭⎫1n +1-1n +2,所求的前n 项和为4(12-13+13-14+…+1n +1-1n +2)=4⎝⎛⎭⎫12-1n +2=2n n +2.故填2nn +2.8.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,当n ≥2时,a n +2S n -1=n ,则S 2 017的值为________.解:当n ≥2时,a n +2S n -1=n ,又a n +1+2S n =n +1,两式相减,得a n +1+a n =1(n ≥2).又a 1=1,所以S 2 017=a 1+(a 2+a 3)+…+(a 2 016+a 2 017)=1 009.故填1 009.9.已知等差数列{a n }满足:a n +1>a n (n ∈N *),a 1=1,该数列的前三项分别加上1,1,3后成等比数列,a n +2log 2b n =-1.(1)分别求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .解:(1)设d 为等差数列{a n }的公差,且d >0,由a 1=1,a 2=1+d ,a 3=1+2d ,分别加上1,1,3成等比数列,得(2+d )2=2(4+2d ), d >0,所以d =2,所以a n =1+(n -1)×2=2n -1, 又因为a n +2log 2b n =-1,所以log 2b n =-n ,即b n =12n .(2)T n =121+322+523+…+2n -12n ①,12T n =122+323+524+…+2n -12n +1②, ①-②,得12T n =12+2⎝⎛⎭⎫122+123+124+…+12n -2n -12n +1. 所以T n =1+1-12n -11-12-2n -12n =3-12n -2-2n -12n =3-2n +32n .10.在数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2+a n =2a n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 是数列{|a n |}的前n 项和,求S n .解:(1)由2a n +1=a n +2+a n 可得{a n }是等差数列,且公差d =a 4-a 14-1=2-83=-2.所以a n =a 1+(n -1)d =-2n +10. (2)令a n ≥0,得n ≤5.即当n ≤5时,a n ≥0,n ≥6时,a n <0. 所以当n ≤5时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =-n 2+9n ; 当n ≥6时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =-(a 1+a 2+…+a n )+2(a 1+a 2+…+a 5) =-(-n 2+9n )+2×20=n 2-9n +40,所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧-n 2+9n ,n ≤5,n 2-9n +40,n ≥6.已知数列{a n }满足a n +2=qa n (q 为实数,且q ≠1),n ∈N *,a 1=1,a 2=2,且a 2+a 3,a 3+a 4,a 4+a 5成等差数列.(1)求q 的值和{a n }的通项公式; (2)设b n =log 2a 2na 2n -1,n ∈N *,求数列{b n }的前n 项和.解:(1)由已知,有(a 3+a 4)-(a 2+a 3)=(a 4+a 5)-(a 3+a 4),即a 4-a 2=a 5-a 3, 所以a 2(q -1)=a 3(q -1),又因为q ≠1,故a 3=a 2=2,由a 3=a 1q ,得q =2, 当n =2k -1(k ∈N *)时,a n =a 2k -1=2k -1=2n -12,当n =2k (k ∈N *)时,a n =a 2k =2k =2n 2,所以{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -12,n 为奇数,2n 2,n 为偶数.(2)b n =log 2a 2n a 2n -1=n2n -1,设数列{b n }的前n 项和为S n ,则S n =1+221+322+…+n2n -1.所以12S n =121+222+323+…+n 2n .两式相减得12S n =1+121+122+123+…+12n -1-n2n=1-12n1-12-n 2n =2-n +22n .所以S n =4-n +22n -1.1.数列{a n }的通项公式为a n =1n +n +1,若{a n }的前n 项和为24,则n =( )A .25B .576C .624D .625解:a n =n +1-n ,所以S n =(2-1)+(3-2)+…+(n +1-n )=n +1-1,令S n =24得n =624.故选C .2.在等差数列{a n }中,若a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=( ) A .10 B .15 C .20 D .40解:由题意知,a 1+a 2 019=a 2+a 2 018=2a 1 010=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=3a 1 010=15.故选B . 3.已知数列{a n }中,a 1=2,a n +1-2a n =0,b n =log 2a n ,那么数列{b n }的前10项和等于( ) A .130 B .120 C .55 D .50解:因为a 1=2,a n +1=2a n ,故{a n }是首项、公比均为2的等比数列.故a n =2·2n -1=2n ,b n =log 22n =n .所以b 1+b 2+…+b 10=1+2+3+…+10=1+102×10=55.故选C .4.已知数列{a n }中的前n 项和S n =n (n -9),第k 项满足7<a k <10,则k 等于( ) A .7 B .8 C .9 D .10解:当k ≥2时,a k =S k -S k -1=k 2-9k -(k -1)2+9(k -1)=2k -10,k =1时也适合. 由7<a k <10,得7<2k -10<10,所以172<k <10,所以k =9.故选C .5.设直线nx +(n +1)y =2(n ∈N *)与两坐标轴围成的三角形面积为S n ,则S 1+S 2+…+S 2 018的值为 ( ) A.2 0152 016 B.2 0162 017 C.2 0172 018 D.2 0182 019解:直线与x 轴交于⎝⎛⎭⎫2n ,0,与y 轴交于⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2n +1,所以S n =12·2n ·2n +1=1n (n +1)=1n -1n +1.所以原式=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫12 018-12 019 =1-12019=20182019.故选D .6.已知函数f (n )=n 2cos(n π),且a n =f (n )+f (n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 100=( ) A .0 B .-100 C .100 D .10 200解:因为a n =f (n )+f (n +1),所以a 1+a 2+a 3+…+a 100=[f (1)+f (2)]+[f (2)+f (3)]+…+[f (100)+f (101)]=(-12+22)+(22-32)+…+(1002-1012)=3+(-5)+7+(-9)+…+199+(-201),共100项,故所求为-2×50=-100.故选B .7.(2017·江苏)等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项的和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________.解:当q =1时,显然不符合题意;当q ≠1时,⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q 3)1-q =74,a 1(1-q 6)1-q=634,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=14,q =2,则a 8=14×27=32.故填32.8.(2016·全国卷Ⅰ)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:设该等比数列的公比为q ,则q =a 2+a 4a 1+a 3=12,可得a 1+14a 1=10,得a 1=8,所以a n =8·⎝⎛⎭⎫12n -1=⎝⎛⎭⎫12n -4.所以a 1a 2…a n =⎝⎛⎭⎫12-3-2-1+0+…+(n -4)=⎝⎛⎭⎫12n 2-7n2,易知当n =3或n =4时,12(n 2-7n )取得最小值-6,故a 1a 2…a n 的最大值为⎝⎛⎭⎫12-6=64.故填64.9.在等差数列{a n }中,a 1=3,其前n 项和为S n ,等比数列{b n }的各项均为正数,b 1=1,公比为q ,且b 2+S 2=12,q =S 2b 2.(1)求a n 与b n ;(2)证明:13≤1S 1+1S 2+…+1S n <23.解:(1)设数列{a n }的公差为d .因为⎩⎪⎨⎪⎧b 2+S 2=12,q =S 2b 2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧q +6+d =12,q =6+dq .解得q =3或q =-4(舍),d =3.故a n =3+3(n -1)=3n ,b n =3n -1. (2)证明:因为S n =n (3+3n )2,所以1S n =2n (3+3n )=23⎝⎛⎭⎫1n -1n +1.故1S 1+1S 2+…+1S n =23[⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1]=23⎝⎛⎭⎫1-1n +1.因为n ≥1,所以0<1n +1≤12,所以12≤1-1n +1<1,所以13≤23⎝⎛⎭⎫1-1n +1<23,即13≤1S 1+1S 2+…+1S n <23. 10.(2016·山东)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n +b n +1. (1)求数列{b n }的通项公式;(2)令c n =(a n +1)n +1(b n +2)n .求数列{c n }的前n 项和T n .解:(1)因为数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,所以a 1=11,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2+8n -3(n -1)2-8(n -1)=6n +5, 又a n =6n +5对n =1也成立,所以a n =6n +5.又因为{b n }是等差数列,设公差为d ,则a n =b n +b n +1=2b n +d .当n =1时,2b 1=11-d ;当n =2时,2b 2=17-d ,解得d =3,所以数列{b n }的通项公式为b n =a n -d2=3n +1.(2)由c n =(a n +1)n +1(b n +2)n =(6n +6)n +1(3n +3)n =(3n +3)·2n +1, 于是T n =6×22+9×23+12×24+…+(3n +3)×2n +1, 两边同乘以2,得2T n =6×23+9×24+…+(3n )×2n +1+(3n +3)×2n +2, 两式相减,得-T n =6×22+3×23+3×24+…+3×2n +1-(3n +3)×2n +2=3×22+3×22(1-2n )1-2-(3n +3)×2n +2,所以T n =-12+3×22(1-2n )+(3n +3)×2n +2=3n ·2n +2.已知数列{a n }满足a 1=35,a n +1=3a n2a n +1,n ∈N *.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1为等比数列.(2)是否存在互不相等的正整数m ,s ,t ,使m ,s ,t 成等差数列,且a m -1,a s -1,a t -1成等比数列?如果存在,求出所有符合条件的m ,s ,t ;如果不存在,请说明理由.解:(1)证明:因为a n +1=3a n 2a n +1,所以1a n +1=13a n +23,所以1a n +1-1=13⎝⎛⎭⎫1a n -1. 因为a 1=35,所以1a 1-1=23,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是首项为23,公比为13的等比数列.(2)由(1)知,1a n -1=23×⎝⎛⎭⎫13n -1=23n ,所以a n =3n 3n +2.假设存在互不相等的正整数m ,s ,t 满足条件,则有⎩⎪⎨⎪⎧m +t =2s ,(a s -1)2=(a m -1)(a t -1).由a n =3n3n +2与(a s -1)2=(a m -1)(a t -1),得⎝⎛⎭⎫3s 3s +2-12=⎝⎛⎭⎫3m 3m +2-1⎝⎛⎭⎫3t 3t +2-1, 即3m +t +2×3m +2×3t =32s +4×3s . 因为m +t =2s ,所以3m +3t =2×3s .又3m +3t ≥23m +t =2×3s ,当且仅当m =t 时,等号成立, 这与m ,s ,t 互不相等矛盾,所以不存在互不相等的正整数m ,s ,t 满足条件.一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6=( ) A .-1 B .0 C .1 D .6解:由等差数列的性质知a 2,a 4,a 6成等差数列,所以a 2+a 6=2a 4,所以a 6=2a 4-a 2=0.故选B . 2.已知数列{a n }为2,0,2,0,…,则下列各项不可以作为数列{a n }通项公式的是( )A .a n =1+(-1)n +1B .a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n 为奇数,0,n 为偶数C .a n =1-cos n πD .a n =2sinn π2解:若a n =2sin n π2,则a 1=2sin π2=2,a 2=2sinπ=0,a 3=2sin 3π2=-2,不符合题意.故选D .3.在数列{a n }中,“对任意的n ∈N *,a 2n +1=a n a n +2”是“数列{a n }为等比数列”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件解:若a n =0,满足a 2n +1=a n ·a n +2,但{a n }不是等比数列.故选B .4.(2015·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: 因为公差d =1,S 8=4S 4,所以8a 1+12×8×7=4(4a 1+6),解得a 1=12,所以a 10=a 1+9d =12+9=192.故选B .5.等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A .n (n +1) B .n (n -1)C.n (n +1)2D.n (n -1)2解:因为d =2,a 2,a 4,a 8成等比数列,所以a 24=a 2a 8,即(a 2+2d )2=a 2(a 2+6d ),解得a 2=4,a 1=2.所以利用等差数列的求和公式可求得S n =n (n +1).故选A .6.(2016·江西八校联考)数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+3n (n ∈N *),若p -q =5(p ,q ∈N *),则a p -a q =( ) A .10 B .15 C .-5 D .20解:当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2+3n -[2(n -1)2+3(n -1)]=4n +1,当n =1时,a 1=S 1=5,符合上式,所以a n =4n +1,所以a p -a q =4(p -q )=20.故选D .7.已知公差不为零的等差数列{a n }与公比为q 的等比数列{b n }有相同的首项,同时满足a 1,a 4,b 3成等比数列,b 1,a 3,b 3成等差数列,则q 2=( ) A.14 B.16 C.19 D.18解:设数列的首项为a ,等差数列{a n }的公差为d ,⎩⎪⎨⎪⎧2a 3=b 1+b 3,a 24=a 1·b 3, 将a ,d ,q 代入得⎩⎪⎨⎪⎧2(a +2d )=a +aq 2, ①(a +3d )2=a ·aq 2, ② 化简得(a +3d )2=a (a +4d ),解得a =-92d (d ≠0),代入①式得q 2=19.故选C .8.执行如图所示的程序框图,如果输入n =3,则输出的S =( )A.37B.67C.89D.49解:第一次循环后S =11×3=13,i =2;第二次循环后S =11×3+13×5=12×⎝⎛⎭⎫1-13+13-15=25,i =3;第三次循环后S =11×3+13×5+15×7=12×(1-13+13-15+15-17)=37,此时i =4>3,退出循环,输出结果S =37.故选A .9.设曲线y =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 ,令a n =lg x n ,则a 1+a 2+…+a 2 017=( )A .lg2 018B .lg2 017C .-lg2 018D .-lg2 017解:因为y ′=(n +1)x n ,所以曲线y =x n +1在点(1,1)处的切线斜率为n +1,切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x n =1-1n +1=n n +1.则a n =lg x n =lg n n +1,所以a 1+a 2+…+a 2 017=lg ⎝⎛⎭⎫12×23×…×2 0172 018=lg 12 018=-lg2 018.故选C .10.已知在数列{a n }中,a n =n 2+λn ,且{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是( ) A .(-2,+∞) B .[-2,+∞) C .(-3,+∞) D .[-3,+∞)解:由题意可知a n +1>a n 对任意正整数n 恒成立,即(n +1)2+λ(n +1)>n 2+λn 对任意正整数n 恒成立,即λ>-2n -1对任意正整数n 恒成立,故λ>-3.另解,由对称轴-λ2<32求解.故选C .11.已知a n =⎝⎛⎭⎫13n ,把数列{a n }的各项排列成如下的三角形形状,a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8 a 9……记A (m ,n )表示第m 行的第n 个数,则A (10,12)=( )A.⎝⎛⎭⎫1393B.⎝⎛⎭⎫1392C.⎝⎛⎭⎫1394D.⎝⎛⎭⎫13112解:前9行一共有1+3+5+…+17=81个数,而A (10,12)表示第10行的第12个数,所以n =93,即A (10,12)=a 93=⎝⎛⎭⎫1393.故选A . 12.设a n =1n sin n π25,S n =a 1+a 2+…+a n ,在S 1,S 2,…,S 100中,正数的个数是( )A .25B .50C .75D .100解:当1≤n ≤24时,a n >0,当26≤n ≤49时,a n <0,但其绝对值要小于1≤n ≤24时相应的值,当51≤n ≤74时,a n >0,当76≤n ≤99时,a n <0,但其绝对值要小于51≤n ≤74时相应的值,所以当1≤n ≤100时,均有S n >0.故选D .二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.(2017·北京)若等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=-1,a 4=b 4=8,则a 2b 2=________.解:-1+3d =-q 3=8⇒d =3,q =-2⇒a 2b 2=-1+3-1×(-2)=1.故填1.14.(2017·全国卷Ⅲ)设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=________. 解:因为{a n }为等比数列,设公比为q . ⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3, 即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =-1, ①a 1-a 1q 2=-3, ②显然q ≠1,a 1≠0, ②①得1-q =3,即q =-2,代入①式可得a 1=1, 所以a 4=a 1q 3=1×(-2)3=-8.故填-8.15.(2015·武汉调研)《张丘建算经》卷上第22题——“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,而且每天增加的数量相同.已知第一天织布5尺,30天共织布390尺,则该女子织布每天增加________尺.解:设每天增加的数量为x 尺,则5×30+30×(30-1)x 2=390,所以x =1629.故填1629.16.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=2S n +n +1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________. 解:因为S n +1=2S n +n +1, 当n ≥2时,S n =2S n -1+n ,两式相减得,a n +1=2a n +1,所以a n +1+1=2(a n +1),即a n +1+1a n +1=2.又S 2=2S 1+1+1,a 1=S 1=1,所以a 2=3,所以a 2+1a 1+1=2,所以a n +1=2×2n -1=2n , 所以a n =2n -1.故填2n -1.三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(10分)数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =4a n -3(n ∈N *),求a n . 解:S n =4a n -3,则S n -1=4a n -1-3,两式相减,得a n a n -1=43.又a 1=4a 1-3,所以a 1=1,所以a n =⎝⎛⎭⎫43n -1.18.(12分)已知等比数列{a n }中,a 1=13,公比q =13.(1)S n 为{a n }的前n 项和,证明:S n =1-a n2;(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列{b n }的通项公式.解:(1)证明:因为a n =13×⎝⎛⎭⎫13n -1=13n ,S n =13⎝⎛⎭⎫1-13n 1-13=1-13n 2,所以S n =1-a n 2.(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n =-(1+2+…+n )=-n (n +1)2.所以{b n }的通项公式为b n =-n (n +1)2.19.(12分)(2016·北京)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4. (1)求{a n }的通项公式;(2)设c n = a n + b n ,求数列{c n }的前n 项和.解:(1)等比数列{b n }的公比q =b 3b 2=93=3,所以b 1=b 2q =1,b 4=b 3q =27.设等差数列{a n }的公差为d . 因为a 1=b 1=1,a 14=b 4=27,所以1+13d =27,即d =2.所以a n =2n -1. (2)由(1)知,a n =2n -1,b n =3n -1. 因此c n =a n +b n =2n -1+3n -1. 从而数列{c n }的前n 项和S n =1+3+…+()2n -1+1+3+…+3n -1 =n ()1+2n -12+1-3n 1-3=n 2+3n -12.20.(12分)已知数列{a n }与{b n },若a 1=3且对任意正整数n 满足a n +1-a n =2,数列{b n }的前n 项和S n =n 2+a n .(1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和T n .解:(1)由题意知{a n }是以3为首项,2为公差的等差数列. 所以a n =2n +1. 当n =1时,b 1=S 1=4;当n ≥2时,b n =S n -S n -1=(n 2+2n +1)-[(n -1)2+2(n -1)+1]=2n +1,对b 1=4不成立.所以数列{b n }的通项公式为b n =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,2n +1,n ≥2.(2)由(1)知当n =1时,T 1=1b 1b 2=120.当n ≥2时, 1b n b n +1=1(2n +1)(2n +3)=12⎝⎛⎭⎫12n +1-12n +3, 所以T n =120+12[⎝⎛⎭⎫15-17+⎝⎛⎭⎫17-19+…+(12n +1-12n +3)]=120+12⎝⎛⎭⎫15-12n +3=120+n -110n +15=6n -120(2n +3). 当n =1时仍成立,所以T n =6n -120(2n +3).21.(12分)(2017·天津)已知{a n }为等差数列,前n 项和为S n (n ∈N *),{b n }是首项为2的等比数列,且公比大于0,b 2+b 3=12,b 3=a 4-2a 1,S 11=11b 4. (1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)求数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和(n ∈N *).解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q . 由已知b 2+b 3=12,得b 1(q +q 2)=12, 而b 1=2,所以q 2+q -6=0. 又因为q >0,解得q =2.所以b n =2n . 由b 3=a 4-2a 1,可得3d -a 1=8.① 由S 11=11b 4,可得a 1+5d =16,②联立①②,解得a 1=1,d =3,由此可得a n =3n -2.所以,数列{a n }的通项公式为a n =3n -2,数列{b n }的通项公式为b n =2n . (2)设数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为T n ,由a 2n =6n -2,b 2n -1=2×4n -1,有a 2n b 2n -1=(3n -1)×4n , 故T n =2×4+5×42+8×43+…+(3n -1)×4n ,4T n =2×42+5×43+8×44+…+(3n -4)×4n +(3n -1)×4n +1, 上述两式相减,得-3T n =2×4+3×42+3×43+…+3×4n -(3n -1)×4n +1 =12×(1-4n )1-4-4-(3n -1)×4n +1=-(3n -2)×4n +1-8.得T n =3n -23×4n +1+83.所以,数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为3n -23×4n +1+83.22.(12分)(2017·山东)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2.(1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2),…,P n +1(x n +1, n +1)得到折线P 1 P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .解:(1)设数列{x n }的公比为q ,由已知q >0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 1q =3,x 1q 2-x 1q =2, 所以3q 2-5q -2=0,因为q >0,所以q =2,x 1=1, 因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,P 3,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,Q 3,…,Q n +1, 由(1)得x n +1-x n =2n -2n -1=2n -1.记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n . 由题意b n =(n +n +1)2×2n -1=(2n +1)×2n -2,所以T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2① 又2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1,② ①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+2(1-2n -1)1-2-(2n +1)×2n -1. 所以T n =(2n -1)×2n +12.。
高考数学专题——数列(求S n )求s n 的四种方法总结常考题型:共5种大题型(包含倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分组转化法、并项求和法。
1、倒序相加法:实质为等差数列求和。
例1、【2019·全国2·文T18】已知{a n }是各项均为正数的等比数列,a 1=2,a 3=2a 2+16. (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.【解析】(1)设{a n }的公比为q,由题设得2q 2=4q+16,即q 2-2q-8=0,解得q=-2(舍去)或q=4. 因此{a n }的通项公式为a n =2×4n-1=22n-1.(2)由(1)得b n =(2n-1)log 22=2n-1,因此数列{b n }的前n 项和为1+3+…+2n-1=n 2. 2、错位相减法:实质为等差×等比求和。
错位相减法的万能公式及推导过程:公式:数列c n =(an +b )q n−1,(an +b )为等差数列,q n−1为等比数列。
前n 项和S n =(An +B )q n +C A =a q −1,B =b −Aq −1,C =−B S n =(a +b )+(2a +b )q +(3a +b )q 2+⋯[(n −1)a +b ]q n−2+(an +b )q n−1 ① qS n =(a +b )q +(2a +b )q 2+(3a +b )q 3+⋯[(n −1)a +b ]q n−1+(an +b )q n ② ②-①得:(q −1)s n =−(a +b )−a (q +q 2+⋯q n−1)+(an +b )q n=−(a +b )−a ⋅q(1−q n−1)1−q+(an +b )q n=(an +b −aq−1)q n −(b −aq−1)S n =(aq −1⋅n +b −a q −1q −1)⋅q n −b −aq −1q −1例2、【2020年高考全国Ⅰ卷理数】设{}n a 是公比不为1的等比数列,1a 为2a ,3a 的等差中项. (1)求{}n a 的公比;(2)若11a =,求数列{}n na 的前n 项和.【解析】(1)设{}n a 的公比为q ,由题设得1232,a a a =+ 即21112a a q a q =+.所以220,q q +-= 解得1q =(舍去),2q =-. 故{}n a 的公比为2-.(2)设n S 为{}n na 的前n 项和.由(1)及题设可得,1(2)n n a -=-.所以112(2)(2)n n S n -=+⨯-++⨯-,21222(2)(1)(2)(2)n n n S n n --=-+⨯-++-⨯-+⨯-.可得2131(2)(2)(2)(2)n n n S n -=+-+-++--⨯-1(2)=(2).3n n n ---⨯-所以1(31)(2)99nn n S +-=-. 例3、【2020年高考全国III 卷理数】设数列{a n }满足a 1=3,134n n a a n +=-. (1)计算a 2,a 3,猜想{a n }的通项公式并加以证明; (2)求数列{2n a n }的前n 项和S n .【解析】(1)235,7,a a == 猜想21,n a n =+ 由已知可得 1(23)3[(21)]n n a n a n +-+=-+, 1(21)3[(21)]n n a n a n --+=--,……2153(3)a a -=-.因为13a =,所以2 1.n a n =+(2)由(1)得2(21)2n n n a n =+,所以23325272(21)2n n S n =⨯+⨯+⨯+++⨯. ①从而23412325272(21)2n n S n +=⨯+⨯+⨯+++⨯.②-①② 得23132222222(21)2n n n S n +-=⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯,所以1(21)2 2.n n S n +=-+例4、【2020届辽宁省大连市高三双基测试数学】已知数列{}n a 满足:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公比为2的等比数列,2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为1的等差数列.(I )求12,a a 的值;(Ⅱ)试求数列{}n a 的前n 项和n S .【解析】(Ⅰ)方法一:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公比为2的等比数列 21221a a ∴=⨯ 214a a ∴=又2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公差为1的等差数列 2121122a a ∴-=,解得1228a a =⎧⎨=⎩方法二:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公比为2的等比数列,1112,n n a n a n+∴=1(1)2n n n a a n ++∴=.①又2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公差为1的等差数列, 11122n nn na a ++∴-=② 由①②解得:2nn a n =⋅1228a a =⎧⎨=⎩ (Ⅱ)1122,1n n n a a n -=⋅= 2n n a n ∴=⋅123n n S a a a a =+++⋅⋅⋅+1231222322n n =⋅+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅ 234121222322n n S n +∴=⋅+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅两式作差可得:23122222n n n S n +-=+++⋅⋅⋅+-⋅()1212212n n n n S +-=-⋅--1(1)22n n n S +=⋅---, 1(1)22n n S n +∴=-⋅+.例5、【2020届江西省吉安市高三上学期期末数学】数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足11a =,121n n a S +-=.(I )求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若3log n n b a =,数列2221n n b b +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭的前n 项和为n T ,求证:12nT <.【解析】(I )当1n =时,由11a =,2121a a -=得23a =;当2n ≥时,121n n a S --=,两式相减得()1120n n n n a a S S +----=, 即13n n a a +=(2)n ≥,又2133a a ==, 故13n n a a +=恒成立,则数列{}n a 是公比为3的等比数列,可得13-=n n a . (Ⅱ)由(I )得313log log 31n n n b a n -===-,则22211111(21)(21)22121n n b b n n n n +⎛⎫==- ⎪⋅-⋅+-+⎝⎭,则111111123352121n T n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦111221n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭. 1021n >+ 11112212n ⎛⎫∴-< ⎪+⎝⎭ 故12n T <例6、【2017·天津·理T18】已知{a n }为等差数列,前n 项和为S n (n ∈N *),{b n }是首项为2的等比数列,且公比大于0,b 2+b 3=12,b 3=a 4-2a 1,S 11=11b 4. (1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)求数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和(n ∈N *).【解析】(1)设等差数列{a n }的公差为d,等比数列{b n }的公比为q.由已知b 2+b 3=12,得b 1(q+q 2)=12,而b 1=2,所以q 2+q-6=0.又因为q>0,解得q=2. 所以,b n =2n.由b 3=a 4-2a 1,可得3d-a 1=8.①由S 11=11b 4,可得a 1+5d=16,②联立①②,解得a 1=1,d=3,由此可得a n =3n-2.所以,数列{a n }的通项公式为a n =3n-2,数列{b n }的通项公式为b n =2n.(2)设数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和为T n ,由a 2n =6n-2,b 2n-1=2×4n-1,有a 2n b 2n-1=(3n-1)×4n, 故T n =2×4+5×42+8×43+…+(3n-1)×4n,4T n =2×42+5×43+8×44+…+(3n-4)×4n+(3n-1)×4n+1,上述两式相减,得-3T n =2×4+3×42+3×43+…+3×4n-(3n-1)×4n+1=12×(1-4n )1-4-4-(3n-1)×4n+1=-(3n-2)×4n+1-8.得T n =3n -23×4n+1+83. 所以,数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和为3n -23×4n+1+83. 例7、【2020·石家庄模拟】设数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -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)由2S n =3a n -1,① 得2S n -1=3a n -1-1(n ≥2),② ①-②,得2a n =3a n -3a n -1, 所以a n a n -1=3(n ≥2),又2S 1=3a 1-1,2S 2=3a 2-1, 所以a 1=1,a 2=3,a 2a 1=3, 所以{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a n =3n -1.(2)由(1)得,b n =n3n -1,所以T n =130+231+332+…+n3n -1,③13T n =131+232+…+n -13n -1+n 3n ,④ ③-④得,23T n =130+131+132+…+13n -1-n 3n =1-13n1-13-n 3n =32-2n +32×3n ,所以T n =94-6n +94×3n . 3、裂项相消法:实质为a n =b n (n+a )形式的求和。
等差数列及其前n项和A级——基础达标1.(2021·陕西教学质量检测)在公差不为0的等差数列{a n}中,a1=1,a23=a4a6,则a2=()A.711B.511C.311D.111解析:选A设数列{a n}的公差为d(d≠0),则a n=1+(n-1)d,∴a2=1+d,a3=1+2d,a4=1+3d,a6=1+5d,∵a23=a4a6,∴(1+2d)2=(1+3d)(1+5d),解得d=-411(d=0舍去),∴a2=1+d=711,故选A.2.(2021·武汉市学习质量检测)已知数列{a n}满足a1=1,(a n+a n+1-1)2=4a n a n+1,且a n+1>a n(n∈N*),则数列{a n}的通项公式a n=()A.2n B.n2C.n+2 D.3n-2解析:选B因为a1=1,a n+1>a n,所以a n+1>a n.由(a n+a n+1-1)2=4a n a n+1得a n +1+a n-1=2a n a n+1,所以( a n+1-a n)2=1,所以a n+1-a n=1,所以数列{a n}是首项为1,公差为1的等差数列,所以a n=n,即a n=n2,故选B.3.(2021·北京市适应性测试)设{a n}是等差数列,且公差不为零,其前n项和为S n.则“∀n∈N*,S n+1>S n”是“{a n}为递增数列”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A由∀n∈N*,S n+1>S n得a n+1=S n+1-S n>0,又数列{a n}是公差不为零的等差数列,因此公差d>0(若d<0,等差数列{a n}中从某项起以后各项均为负,这与a n+1>0矛盾),数列{a n}是递增数列,所以“∀n∈N*,S n+1>S n”是“{a n}为递增数列”的充分条件;反过来,由“{a n}为递增数列”不能得知“∀n∈N*,S n+1>S n”,如取a n=n-3,此时数列{a n}为递增数列,但a2=-1<0,即有S2<S1,因此“∀n∈N*,S n+1>S n”不是“{a n}为递增数列”的必要条件.综上所述,“∀n∈N*,S n+1>S n”是“{a n}为递增数列”的充分而不必要条件,故选A.4.在等差数列{a n}中,若a10a9<-1,且它的前n项和S n有最大值,则使S n>0成立的正整数n的最大值是()A.15 B.16C.17 D.18解析:选C∵等差数列{a n}的前n项和有最大值,∴等差数列{a n}为递减数列,又a10a9<-1,∴a9>0,a10<0,∴a9+a10<0,又S18=18(a1+a18)2=9(a9+a10)<0,S17=17(a1+a17)2=17a9>0,∴S n>0成立的正整数n的最大值是17.故选C.5.(多选)(2021·长沙市长郡中学高三模拟)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a2=2,且对于任意n>1,n∈N*,满足S n+1+S n-1=2(S n+1),则()A.a9=17 B.a10=18C.S9=81 D.S10=91解析:选BD∵对于任意n>1,n∈N*,满足S n+1+S n-1=2(S n+1),∴S n+1-S n=S n-S n-1+2,∴a n+1-a n=2.∴数列{a n}在n≥2时是等差数列,公差为2.又a1=1,a2=2,则a9=2+7×2=16,a10=2+8×2=18,S9=1+8×2+8×72×2=73,S10=1+9×2+9×82×2=91.故选B 、D.6.(多选)(2021·石家庄二中高三一模)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则( )A .a n =-12n -1B .a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n -1-1n,n ≥2,n ∈N *C .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 为等差数列D.1S 1+1S 2+…+1S 100=-5 050 解析:选BCD S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1, 则S n +1-S n =S n S n +1, 整理得1S n +1-1S n =-1(常数),所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=-1为首项,-1为公差的等差数列.故C 正确;所以1S n =-1-(n -1)=-n ,故S n =-1n .所以当n ≥2时, a n =S n -S n -1=1n -1-1n (首项不符合通项), 故a n=⎩⎨⎧-1,n =1,1n -1-1n ,n ≥2,n ∈N *,故B 正确,A 错误;所以1S 1+1S 2+…+1S 100=-(1+2+3+…+100)=-5 050,故D 正确.7.若数列{a n }满足a 1=3,a n +1=a n +3(n ∈N *),则a 3= ,通项公式a n = . 解析:因为数列{a n }满足a 1=3,a n +1=a n +3(n ∈N *), 所以数列{a n }是首项a 1=3,公差d =a n +1-a n =3的等差数列, 所以a 3=a 1+2d =3+6=9, a n =a 1+(n -1)d =3+3(n -1)=3n .答案:9 3n8.已知数列{a n }与⎩⎨⎧⎭⎬⎫a 2n n 均为等差数列(n ∈N *),且a 1=2,则a 20= .解析:设a n =2+(n -1)d , 则a 2nn =[2+(n -1)d ]2n=d 2n 2+(4d -2d 2)n +(d -2)2n, 由于⎩⎨⎧⎭⎬⎫a 2n n 为等差数列,所以其通项是一个关于n 的一次函数, 所以(d -2)2=0,∴d =2. 所以a 20=2+(20-1)×2=40. 答案:409.若数列{a n }为等差数列,a n >0,前n 项和为S n ,且S 2n -1=2n -12n +1a 2n,则a 9的值是 .解析:因为S 2n -1=2n -12n +1a 2n ,所以(a 1+a 2n -1)×(2n -1)2=2n -12n +1a 2n ,即2a n ×(2n -1)2=2n -12n +1a 2n ,所以a n =12n +1a 2n ,又a n >0,所以a n =2n +1,所以a 9=19. 答案:1910.(2021·武汉市高三测试)等差数列{a n }中,已知S n 是其前n 项和,a 1=-9,S 99-S 77=2,则a n = ,S 10= .解析:设等差数列{a n }的公差为d , ∵S 99-S 77=2,∴9-12d -7-12d =2, ∴d =2,∵a 1=-9,∴a n =-9+2(n -1)=2n -11, S 10=10×(-9)+10×92×2=0.答案:2n -11 011.(2021·合肥第一次教学检测)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 4=4S 2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a m +a m +1+a m +2+…+a m +9=180(m ∈N *),求m 的值. 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由S 4=4S 2得,4a 1+6d =8a 1+4d ,整理得d =2a 1. 又a 1=1,∴d =2,∴a n =a 1+(n -1)d =2n -1(n ∈N *). (2)a m +a m +1+a m +2+…+a m +9=180可化为 10a m +45d =20m +80=180, 解得m =5.12.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根. (1)求数列{a n }的前n 项和S n ; (2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列.解:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根, ∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4, ∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n .(2)证明:当c =-12时,b n =S nn +c =2n 2-n n -12=2n ,∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.B 级——综合应用13.(2021·湖北襄阳四中联考)已知数列{a n }为等差数列,a 1+a 2+a 3=165,a 2+a 3+a 4=156,{a n }的前n 项和为S n ,则使S n 达到最大值时n 的值是( )A .19B .20C .21D .22解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,则(a 2+a 3+a 4)-(a 1+a 2+a 3)=3d =156-165=-9,所以d =-3.因为a 1+a 2+a 3=3a 1+3d =3a 1-9=165,所以a 1=58.所以a n =a 1+(n-1)d =58+(n -1)·(-3)=61-3n .令a n =61-3n >0,得n <613.因为n ∈N *,所以当n =20时,S n 达到最大值.故选B.14.(多选)(2021·商洛市高考模拟)我国天文学和数学著作《周髀算经》中记载:一年有二十四个节气,每个节气的晷长损益相同(晷是按照日影测定时刻的仪器,晷长即为所测量影子的长度).二十四节气及晷长变化如图所示,相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,周而复始.已知每年冬至的晷长为一丈三尺五寸,夏至的晷长为一尺五寸(一丈等于十尺,一尺等于十寸),则下列选项正确的有( )A .相邻两个节气晷长减少或增加的量为一尺B .春分和秋分两个节气的晷长相同C .立冬的晷长为一丈五寸D .立春的晷长比立秋的晷长短解析:选ABC 由题意可知夏至到冬至的晷长构成等差数列{a n },其中a 1=15寸,a 13=135寸,公差为d 寸,则135=15+12d ,解得d =10寸,同理可知由冬至到夏至的晷长构成等差数列{b n },首项b 1=135,末项b 13=15,公差d =-10(单位都为寸).故A 正确;∵春分的晷长为b 7,∴b 7=b 1+6d =135-60=75∵秋分的晷长为a 7,∴a 7=a 1+6d =15+60=75,故B 正确;∵立冬的晷长为a 10,∴a 10=a 1+9d =15+90=105,即立冬的晷长为一丈五寸,故C 正确;∵立春的晷长,立秋的晷长分别为b 4,a 4,∴a 4=a 1+3d =15+30=45,b 4=b 1+3d =135-30=105,∴b 4>a 4,故D 错误.故选A 、B 、C.15.记m =d 1a 1+d 2a 2+…+d n a n n ,若{d n }是等差数列,则称m 为数列{a n }的“d n 等差均值”;若{d n }是等比数列,则称m 为数列{a n }的“d n 等比均值”.已知数列{a n }的“2n -1等差均值”为2,数列{b n }的“3n-1等比均值”为3.记c n =2a n+k log 3b n ,数列{c n }的前n 项和为S n ,若对任意的正整数n 都有S n ≤S 6,求实数k 的取值范围.解:由题意得2=a 1+3a 2+…+(2n -1)a nn , 所以a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n , 所以a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1 =2n -2(n ≥2,n ∈N *), 两式相减得a n =22n -1(n ≥2,n ∈N *). 当n =1时,a 1=2,符合上式, 所以a n =22n -1(n ∈N *). 又由题意得3=b 1+3b 2+…+3n -1b nn , 所以b 1+3b 2+…+3n -1b n =3n ,所以b 1+3b 2+…+3n -2b n -1=3n -3(n ≥2,n ∈N *), 两式相减得b n =32-n (n ≥2,n ∈N *). 当n =1时,b 1=3,符合上式, 所以b n =32-n (n ∈N *).因为c n =2a n+k log 3b n ,所以c n =(2-k )n +2k -1.因为对任意的正整数n 都有S n ≤S 6,所以⎩⎪⎨⎪⎧c 6≥0,c 7≤0,解得135≤k ≤114.C 级——迁移创新16.若函数f (x )=log 2(x -1)+2,数列{a n }是首项为2,公差为3的等差数列,则f (a n )+f (a n +1)2与f ⎝⎛⎭⎫a n +a n +12的大小关系是( )A .f (a n )+f (a n +1)2>f⎝⎛⎭⎫a n +a n +12B .f (a n )+f (a n +1)2<f⎝⎛⎭⎫a n +a n +12 C .f (a n )+f (a n +1)2=f ⎝⎛⎭⎫a n +a n +12D .不确定解析:选B 易知a n =2+3(n -1)=3n -1.作出函数f (x )=log 2(x -1)+2的图象,如图.由图象并结合函数的性质可知f (a n )+f (a n +1)2<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +a n +12.故选B.。
高三数学知识点数列公式大全数学是学习生涯的关键阶段,为了能够使同学们在数学方面有所建树,小编特此整理了高三数学知识点数列公式大全,以供大家参考。
一、高中数列基本公式:1、一般数列的通项an与前n项和Sn的关系:an=S1(n-1)或Sn-Sn-1(n2或n=2)2、等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d an=ak+(n-k)d (其中a1为首项、ak为已知的第k项) 当d0时,an是关于n的一次式;当d=0时,an是一个常数。
3、等差数列的前n项和公式:Sn=na1+[n(n-1)/2]dSn=n(a1+a2)/2Sn=nan-[n(n-1)/2]d当d0时,Sn是关于n的二次式且常数项为0;当d=0时(a10),Sn=na1是关于n的正比例式。
4、等比数列的通项公式: an= a1 qn-1 an= ak qn-k(其中a1为首项、ak为已知的第k项,an0)5、等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=n a1 (是关于n 的正比例式);当q1时,Sn=Sn=三、高中数学中有关等差、等比数列的结论1、等差数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、仍为等差数列。
2、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则am+an=ap+aq3、等比数列{an}中,若m+n=p+q,则aman=apaq4、等比数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、仍为等比数列。
5、两个等差数列{an}与{bn}的和差的数列{an+bn}、{an-bn}仍为等差数列。
6、两个等比数列{an}与{bn}的积、商、倒数组成的数列{anbn}、{an/bn}、{1/bn}仍为等比数列。
7、等差数列{an}的任意等距离的项构成的数列仍为等差数列。
8、等比数列{an}的任意等距离的项构成的数列仍为等比数列。
9、三个数成等差数列的设法:a-d,a,a+d;四个数成等差的设法:a-3d,a-d,,a+d,a+3d10、三个数成等比数列的设法:a/q,a,aq;四个数成等比的错误设法:a/q3,a/q,aq,aq3 (为什么?) 11、{an}为等差数列,则(c0)是等比数列。
第四章数列4.2 等差数列4.2.2 等差数列的前n 项和公式第1课时 等差数列的前n 项和课后篇巩固提升基础达标练1.已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 2+a 5=4,S 7=21,则a 7的值为( )A.6B.7C.8D.9{a n }的公差为d ,则{a 1+d +a 1+4d =4,7a 1+7×62d =21,解得{a 1=-3,d =2,所以a 7=a 1+6d=-3+6×2=9,故选D .2.(多选)(2020山东高三月考)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则下列正确的是( )A.a 1=-2B.a 1=2C.d=4D.d=-4{a 4+a 5=2a 1+7d =24,S 6=6a 1+15d =48,所以{a 1=-2,d =4.故选AC .3.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则a n 等于( )A.nB.n 2C.2n+1D.2n-1n=1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n-1=n 2-(n-1)2=2n-1,且a 1=1适合上式,故a n =2n-1(n ∈N *).4.在我国古代著名的数学专著《九章算术》里有一段叙述:今有良马与驽马发长安至齐,齐去安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增十三里;驽马初日行九十七里,日减半里,良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢,问:相逢时良马比驽马多行( ) A.1 125里 B.920里 C.820里 D.540里{a n },则{a n }是以103为首项,以13为公差的等差数列,其前n 项和为A n ,驽马每天所行路程为{b n },则{b n }是以97为首项,以-12为公差的等差数列,其前n 项和为B n ,设共用n 天二马相逢,则A n +B n =2×1 125,所以103n+n (n -1)2×13+97n+n (n -1)2(-12)=2 250, 化简得n 2+31n-360=0,解得n=9.A 9=103×9+9×82×13=1 395,B 9=2 250-1 395=855,A 9-B 9=1 395-855=540.5.已知数列{a n }的通项公式为a n =2n+1,令b n =1n (a 1+a 2+…+a n ),则数列{b n }的前10项和T 10=( )A.70B.75C.80D.85a n =2n+1, ∴数列{a n }是等差数列,首项a 1=3,其前n 项和S n =n (a 1+a n )2=n (3+2n+1)2=n 2+2n ,∴b n =1n S n =n+2,∴数列{b n }也是等差数列,首项b 1=3,公差为1.∴其前10项和T 10=10×3+10×92×1=75,故选B .6.已知等差数列{a n}中,a10=13,S9=27,则公差d=,a100=.9=9a5=27⇒a5=3,d=a10-a55=13-35=2,∴a100=a10+90d=13+90×2=193.1937.(2019全国Ⅲ,理14)记S n为等差数列{a n}的前n项和.若a1≠0,a2=3a1,则S10S5=.{a n}的公差为d.∵a1≠0,a2=3a1,∴a1+d=3a1,即d=2a1.∴S10S5=10a1+10×92d5a1+5×42d=100a125a1=4.8.已知数列{a n}的前n项和为S n=n·2n-1,则a3+a4+a5=.3+a4+a5=S5-S2=(5×25-1)-(2×22-1)=152.9.设数列{a n}的前n项和为S n,点(n,S nn)(n∈N*)均在函数y=3x-2的图象上,求数列{a n}的通项公式.,得S nn=3n-2,即S n=3n2-2n.当n≥2时,a n=S n-S n-1=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5.因为a1=S1=1,满足a n=6n-5,所以a n=6n-5(n∈N*).10.已知数列{a n}满足a1=1,a2=2,a n+2=2a n+1-a n+2.(1)设b n=a n+1-a n,证明{b n}是等差数列;(2)求{a n}的通项公式.∵a n+2=2a n+1-a n+2,∴a n+2-a n+1=a n+1-a n+2,即b n+1=b n+2.又b1=a2-a1=2-1=1,∴数列{b n}是以1为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)可知,a n+1-a n=1+2(n-1)=2n-1,∴a n-a n-1=2(n-1)-1,a n-1-a n-2=2(n-2)-1,……a2-a1=2×1-1,累加,得a n-a1=2×n(n-1)-(n-1)=n2-2n+1,2∴a n=a1+n2-2n+1=n2-2n+2,∴数列{a n}的通项公式为a n=n2-2n+2.能力提升练1.在等差数列{a n}中,2a4+a7=3,则数列{a n}的前9项和S9等于()A.3B.6C.9D.12{a n}的公差为d,因为2a4+a7=3,所以2(a1+3d)+a1+6d=3,整理,得a1+4d=1,即a5=1,所以S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=9.2.若公差不为0的等差数列{a n }的前21项的和等于前8项的和,且a 8+a k =0,则正整数k 的值为( )A.20B.21C.22D.23{a n }的前n 项和为S n ,由题意,得S 21=S 8,即a 9+a 10+…+a 21=0.根据等差数列的性质,得13a 15=0,即a 15=0.故a 8+a 22=2a 15=0,即k=22.故选C .3.已知等差数列{a n },a 2=6,a 5=15,若b n =a 2n ,则数列{b n }的前5项和等于( )A .30B .45C .90D .186{a n }易得公差d 1=3.又b n =a 2n ,所以{b n }也是等差数列,公差d 2=6.故S 5=b 1+b 2+b 3+b 4+b 5=a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=5×6+5×42×6=90.4.(2020河北正定中学高一月考)设等差数列{a n }的前n 项和是S n ,已知S 14>0,S 15<0,下列选项正确的是( ) A.a 1>0,d<0B.a 7+a 8>0C.S 6与S 7均为S n 的最大值D.a 8<0,有S 14=14×(a 1+a 14)2=7(a 1+a 14)=7(a 7+a 8)>0,即a 7+a 8>0,S 15=15×(a 1+a 15)2=15a 8<0,即a 8<0,则a 7>0;故等差数列{a n }的前7项为正数,从第8项开始为负数,则a 1>0,d<0.则有S7为S n的最大值.故A,B,D正确.故选ABD.5.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n-1(n∈N*),则a5=.n≥2时,由S n=2a n-1,得S n-1=2a n-1-1.两式相减,得a n=2a n-2a n-1,所以a n=2a n-1.因为a1=2a1-1,所以a1=1,故a5=2a4=22a3=23a2=24a1=16.6.(2019北京,理10)设等差数列{a n}的前n项和为S n.若a2=-3,S5=-10,则a5=,S n的最小值为.{a n}中,由S5=5a3=-10,得a3=-2,又a2=-3,公差d=a3-a2=1,a5=a3+2d=0,由等差数列{a n}的性质得当n≤5时,a n≤0,当n≥6时,a n大于0,所以S n的最小值为S4或S5,即为-10.-107.已知数列{a n}的前n项和为S n(S n≠0),且满足a n+2S n·S n-1=0(n≥2),a1=12.(1)求证:{1S n}是等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式.-a n=2S n S n-1(n≥2),∴-S n+S n-1=2S n S n-1(n≥2).又S n≠0(n=1,2,3,…),∴1S n −1S n-1=2.又1S1=1a1=2,∴{1S n}是以2为首项,2为公差的等差数列.(1)可知1S n =2+(n-1)·2=2n,∴S n=12n.当n ≥2时,a n =S n -S n-1=12n −12(n -1)=-12n (n -1)或当n ≥2时,a n =-2S n S n-1=-12n (n -1);当n=1时,S 1=a 1=12.故a n ={12,n =1,-12n (n -1),n ≥2. 素养培优练设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =λa n -1(λ为常数,n=1,2,3,…).(1)若a 3=a 22,求λ的值.(2)是否存在实数λ,使得数列{a n }是等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.因为S n =λa n -1,所以a 1=λa 1-1,a 2+a 1=λa 2-1,a 3+a 2+a 1=λa 3-1. 由a 1=λa 1-1,可知λ≠1,所以a 1=1λ-1,a 2=λ(λ-1)2,a 3=λ2(λ-1)3. 因为a 3=a 22,所以λ2(λ-1)3=λ2(λ-1)4,解得λ=0或λ=2.(2)假设存在实数λ,使得数列{a n }是等差数列,则2a 2=a 1+a 3,由(1)可得2λ(λ-1)2=1λ-1+λ2(λ-1)3, 所以2λ(λ-1)2=2λ2-2λ+1(λ-1)3=2λ(λ-1)2+1(λ-1)3,即1(λ-1)3=0,显然不成立,所以不存在实数λ,使得数列{a n }是等差数列.。
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。
4.2.2等差数列的前n项和公式第1课时等差数列前n项和及其性质基础过关练题组一求等差数列的前n项和1.已知等差数列{a n}满足a1=1,a m=99,d=2,则其前m项和S m等于()A.2300B.2400C.2600D.25002.在-20与40之间插入8个数,使这10个数成等差数列,则这10个数的和为()A.200B.100C.90D.703.设S n是等差数列{a n}的前n项和,已知a2=3,a6=11,则S7等于()A.13B.35C.49D.634.(2020安徽合肥高三第一次教学质量检测)已知等差数列{a n}的前n 项和为S n,a1=-3,2a4+3a7=9,则S7等于()A.21B.1C.-42D.05.若数列{a n}为等差数列,S n为其前n项和,且a1=2a5-1,则S17等于()A.-17B.-172C.172D.176.(2019湖南师大附中高二上期中)在等差数列{a n}中,若a5,a7是方程x2-2x-6=0的两个根,则数列{a n}的前11项的和为()A.22B.-33C.-11D.117.已知等差数列{a n}.(1)若a6=10,a8=16,求S5;(2)若a2+a4=48,求S5.5题组二等差数列前n项和的性质8.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=9,S6=36,则a7+a8+a9等于()A.63B.45C.36D.279.在等差数列{a n}中,S n是其前n项和,且S2011=S2018,S k=S2008,则正整数k为()A.2019B.2020C.2021D.202210.含2n+1项的等差数列,其奇数项的和与偶数项的和之比为()A.2n+1n B.n+1nC.n-1n D.n+12n11.已知等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n,若S nT n =3n2n+5,则a8b8=()A.87B.4837C.97D.1213题组三等差数列前n项和的应用12.数列{a n}为等差数列,它的前n项和为S n,若S n=(n+1)2+λ,则λ的值是()A.-2B.-1C.0D.113.(2020山东济南一中高二上期中)已知等差数列{a n}的前9项和为27,a10=8,则a100=()A.100B.99C.98D.9714.(2020山东青岛高二上期末)已知数列{a n}的前n项和为S n,若a n+1=a n+2,S5=25,n∈N*,则a5=()A.7B.5C.9D.315.(2020天津一中高二上期中)已知等差数列前3项的和为34,后3项的和为146,所有项的和为390,则这个数列的项数为()A.13B.12C.11D.1016.若数列{a n}的前n项和S n=2n2-3n(n∈N*),则a1+a7等于()A.11B.15C.17D.2217.(2019湖南怀化三中高二上期中)已知{a n}是首项为a1,公差为d的等差数列,S n是其前n项和,且S5=5,S6=-3.求数列{a n}的通项公式及S n.能力提升练题组一求等差数列的前n项和1.(2020湖南郴州高二上期中,)已知数列{a n}是等差数列且a n>0,设其前n项和为S n.若a1+a9=a52,则S9=()A.36B.18C.27D.92.(2020江西九江一中高二上期中,)等差数列{a n}的前n项和为S n,若a2+a7+a12=30,则S13等于()A.130B.65C.70D.753.(2019湖北黄冈高一下期末,)如图,将若干个点摆成三角形图案,每条边(包括两个端点)有n(n≥2,n∈N*)个点,相应的图案中点的总数记为a n,则a2+a3+a4+…+a n等于()A.3n 22B.n(n+1)2C.3n(n-1)2D.n(n-1)24.(2020安徽阜阳高二上期末,)已知数列{a n}中,a1=1,a2=2,对任意正整数n,a n+2-a n=2+cos nπ,S n为{a n}的前n项和,则S100=.题组二等差数列前n项和的性质5.()已知数列{a n},{b n}均为等差数列,其前n项和分别记为A n,B n,满足A nB n =4n+12n+3,则a5b7的值为(深度解析)A.2117B.3729C.5329D.41316.()设等差数列{a n}的前n项和为S n,且S m=-2,S m+1=0,S m+2=3,则m=.7.(2019河北沧州一中高二期中,)在等差数列{a n}中,前m(m为奇数)项的和为135,其中偶数项之和为63,且a m-a1=14,则a100=.题组三等差数列前n项和的应用8.(2020河北正定中学高二期末,)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若a5a3=59,则S9S5等于()A.1B.-1C.2D.129.(2019陕西西安一中高二上月考,)设S n(S n≠0,n∈N*)是数列{a n}的前n项和,且a1=-1,a n+1=S n·S n+1,则S n等于()A.nB.-nC.1n D.-1n10.()若数列{a n}的前n项和S n=n2-4n+2(n∈N*),则|a1|+|a2|+…+|a10|等于()A.15B.35C.66D.10011.(2020天津耀华中学高二上期中,)数列{a n}满足a n=1+2+3+…+nn (n∈N*),则数列{1a n a n+1}的前n项和为()A.nn+2B.2nn+2C.nn+1D.2nn+112.()已知数列{a n}的前n项和S n=n2+2n-1(n∈N*),则a1+a3+a5+…+a25=.13.()已知等差数列的前三项依次为a,3,5a,前n项和为S n,且S k=121.(1)求a及k的值;(2)设数列{b n}的通项公式为b n=S nn,求{b n}的前n项和T n.14.()在数列{a n}中,a1=8,a4=2,且满足a n+2-2a n+1+a n=0(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设T n=|a1|+|a2|+…+|a n|,求T n.深度解析答案全解全析 基础过关练1.D 解法一:由a m =a 1+(m-1)d,得99=1+(m-1)×2,解得m=50, 所以S m =S 50=50×1+50×492×2=2 500.解法二:同解法一,得m=50, 所以S m =S 50=50(a 1+a 50)2=50×(1+99)2=2 500.故选D.2.B 设该等差数列为{a n },其前n 项和为S n ,则由题意可知,a 1=-20,a 10=40,所以S 10=10×(-20+40)2=100.3.C 由题意得,S 7=7(a 1+a 7)2=7(a 2+a 6)2=7×(3+11)2=49. 4.D 设等差数列{a n }的公差为d,则2a 4+3a 7=2(-3+3d)+3(-3+6d)=9,解得d=1,∴S 7=7a 1+7×62×d=7×(-3)+7×3×1=0,故选D.5.D 设等差数列{a n }的公差为d,∵a 1=2a 5-1,∴a 1=2(a 1+4d)-1,∴a 1+8d=1,即a 9=1,∴S 17=17×(a 1+a 17)2=17a 9=17.故选D.6.D 在等差数列{a n }中,若a 5,a 7是方程x 2-2x-6=0的两个根,则a 5+a 7=2, ∴a 6=12(a 5+a 7)=1,∴数列{a n }的前11项的和为11×(a 1+a 11)2=11a 6=11×1=11.故选D.7.解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d. (1)∵a 6=10,a 8=16,∴{a 1+5d =10,a 1+7d =16,解得{a 1=-5,d =3. ∴S 5=5a 1+5×42d=5.(2)解法一:∵a 2+a 4=a 1+d+a 1+3d=485,∴a 1+2d=245.∴S 5=5a 1+5×42d=5a 1+10d=5(a 1+2d)=5×245=24.解法二:∵a 2+a 4=a 1+a 5,∴a 1+a 5=485, ∴S 5=5(a 1+a 5)2=52×485=24.8.B 由等差数列前n 项和的性质可知,S 3,S 6-S 3,S 9-S 6构成等差数列,所以S 3+(S 9-S 6)=2(S 6-S 3),即S 9=3S 6-3S 3,又S 3=9,S 6=36,所以S 9=3×36-3×9=81,所以a 7+a 8+a 9=S 9-S 6=81-36=45.9.C 因为等差数列的前n 项和S n 是关于n 的二次函数,所以由二次函数图象的对称性及S 2 011=S 2 018,S k =S 2 008,可得2 011+2 0182=2 008+k2,解得k=2 021,故选C.10.B 设该等差数列为{a n },其首项为a 1,前n 项和为S n ,则S 奇=(n+1)(a 1+a 2n+1)2,S 偶=n(a 2+a 2n )2,∵a 1+a 2n+1=a 2+a 2n ,∴S 奇S 偶=n+1n.11.C 由等差数列的性质知a 8b 8=15(a 1+a 15)215(b 1+b 15)2=S 15T 15=3×152×15+5=4535=97.故选C.12.B ∵等差数列前n 项和S n 的形式为S n =An 2+Bn(A,B 为常数),且S n =(n+1)2+λ=n 2+2n+1+λ,∴λ=-1.13.C 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d,由等差数列{a n }的前9项和为27,a 10=8,得{9a 1+9×82d =9a 1+36d =27,a 1+(10-1)d =a 1+9d =8,解得{a 1=-1,d =1.故a 100=a 1+99d=98.故选C.14.C ∵a n+1=a n +2,即a n+1-a n =2,∴{a n }是公差为2的等差数列,设其首项为a 1, 则S 5=5a 1+5×42×2=25,解得a 1=1,∴a 5=1+(5-1)×2=9.15.A 设该等差数列为{a n },其前n 项和为S n .由题意得,a 1+a 2+a 3=34,a n-2+a n-1+a n =146,∴(a 1+a 2+a 3)+(a n-2+a n-1+a n )=(a 1+a n )+(a 2+a n-1)+(a 3+a n-2)=3(a 1+a n )=34+146,∴a 1+a n =60. 又S n =n(a 1+a n )2,∴390=n×602,解得n=13,故选A.16.D 由S n =2n 2-3n(n ∈N *)可知,数列{a n }为等差数列,所以S 7=7×(a 1+a 7)2=2×72-3×7,解得a 1+a 7=22,故选D.17.解析 由S 5=5,S 6=-3,得{5a 1+5×42d =5,6a 1+6×52d =-3,解得{a 1=7,d =-3, ∴a n =7+(n-1)×(-3)=-3n+10(n ∈N *),S n =n[7+(-3n+10)]2=-32n 2+172n(n ∈N *).能力提升练1.B 由a 1+a 9=a 52得,2a 5=a 52,又a n >0,∴a 5=2,∴S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=18,故选B.2.A 解法一:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d,则a 2+a 7+a 12=(a 1+d)+(a 1+6d)+(a 1+11d)=3a 1+18d=30,∴a 1+6d=10. ∴S 13=13a 1+13×122d=13(a 1+6d)=13×10=130,故选A.解法二:设等差数列{a n }的首项为a 1,∵a 2+a 7+a 12=30,∴3a 7 =30,即a 7 =10,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13×2a 72=13a 7=130.故选A.3.C 由题图可知,a 2=3,a 3=6,a 4=9,a 5=12,依此类推,n 每增加1,图案中的点数增加3,所以相应图案中的点数构成首项为a 2=3,公差为3的等差数列,所以a n =3+(n-2)×3=3n-3,n ≥2,n ∈N *, 所以a 2+a 3+a 4+…+a n =(n -1)(3+3n -3)2=3n(n -1)2.故选C.4.答案 5 050解析 当n 为奇数时,a n+2-a n =1,即数列{a n }的奇数项是以1为首项,1为公差的等差数列;当n 为偶数时,a n+2-a n =3,即数列{a n }的偶数项是以2为首项,3为公差的等差数列,所以S 100=(a 1+a 3+…+a 99)+(a 2+a 4+…+a 100)=(50×1+50×492)+50×2+50×492×3=5 050.5.B 由等差数列前n 项和的特征及An B n =4n+12n+3,可设A n =kn(4n+1),B n =kn(2n+3). ∴a 5=A 5-A 4=5×(4×5+1)k-4×(4×4+1)k=37k,b 7=B 7-B 6=7×(2×7+3)k-6×(2×6+3)k=29k. ∴a5b 7=37k 29k =3729.故选B.解题模板易错警示 等差数列{a n }的前n 项和的表示形式为S n =an 2+bn(a,b 为常数),解题时可采用这种形式简化运算.本题要注意A n B n中有比例系数k,防止遗漏导致错误. 6.答案 4解析 因为S n 是等差数列{a n }的前n 项和,所以数列{Sn n }是等差数列,所以Sm m +S m+2m+2=2S m+1m+1,即-2m +3m+2=0,解得m=4.7.答案 101解析 设等差数列{a n }的公差为d,前n 项和为S n ,由题意可知,S m =135,前m 项中偶数项之和S 偶=63,∴S 奇=135-63=72,∴S 奇-S 偶=a 1+(m -1)d 2=2a 1+(m -1)d 2=a 1+a m2=72-63=9.∵S m =m(a 1+a m )2=135,∴m=15,又∵a m -a 1=14,a m =a 1+(m-1)d, ∴a 1=2,d=a m -a 1m -1=14m -1=1,∴a 100=a 1+99d=101. 8.AS 9S 5=92(a 1+a 9)52(a 1+a 5)=92×2a 552×2a 3=9a 55a 3=95·a 5a 3=1.故选A.9.D ∵a n+1=S n+1-S n ,∴S n+1-S n =S n+1·S n , 又∵S n ≠0,∴1S n+1-1S n=-1.又S 1=a 1=-1,∴1S 1=-1,∴数列{1Sn}是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴1S n=-1+(n-1)×(-1)=-n,∴S n =-1n.故选D.10.C 由S n =n 2-4n+2①得,当n=1时,a 1=S 1=1-4+2=-1,当n ≥2时,S n-1=(n-1)2-4(n-1)+2②,①-②得,a n =2n-5(n ≥2,n ∈N *),经检验,当n=1时,不符合a n =2n-5,∴a n ={-1,n =1,2n -5,n ≥2,n ∈N *.∴|a 1|=1,|a 2|=1,a 3=1,令a n >0,则2n-5>0, ∴n ≥3.∴|a 1|+|a 2|+…+|a 10|=1+1+a 3+…+a 10=2+(S 10-S 2)=2+[(102-4×10+2)-(22-4×2+2)]=66.故选C. 11.B 依题意得,a n =n(1+n)2n=n+12, ∴1a n a n+1=4(n+1)(n+2)=4(1n+1-1n+2).∴1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n+1=4(12-13)+(13-14)+…+1n+1-1n+2=4(12-1n+2)=2nn+2,故选B. 12.答案 350解析 当n=1时,a 1=S 1=12+2×1-1=2; 当n ≥2时,a n =S n -S n-1=2n+1, 经检验,当n=1时,不符合上式, ∴a n ={2,n =1,2n +1,n ≥2,n ∈N *,因此{a n }除第1项外,其余项构成以a 2=5为首项,2为公差的等差数列,从而a 3,a 5,…,a 25是以a 3=7为首项,4为公差的等差数列, ∴a 1+a 3+a 5+…+a 25 =a 1+(12a 3+12×112×4)=350.13.解析 (1)设该等差数列为{a n },首项为a 1,公差为d,则a 1=a,a 2=3,a 3=5a. 由已知得a+5a=6,得a=1, ∴a 1=1,a 2=3,a 3=5, ∴d=2,∴S k=ka1+k(k-1)2·d=k+k(k-1)2×2=k2.由S k=k2=121,得k=11(负值舍去).∴a=1,k=11.(2)由(1)得S n=n2,则b n=S nn=n,∴b n+1-b n=1,又b1=S11=1,∴数列{b n}是首项为1,公差为1的等差数列,∴T n=n 2+n 2.14.解析(1)∵a n+2-2a n+1+a n=0,∴a n+2-a n+1=a n+1-a n,∴数列{a n}是等差数列,设其公差为d,∵a1=8,a4=2,∴d=a4-a14-1=-2,∴a n=a1+(n-1)d=10-2n,n∈N*.(2)设数列{a n}的前n项和为S n,则由(1)可得,S n=8n+n(n-1)2×(-2)=9n-n2,n∈N*.由(1)知a n=10-2n,令a n=0,得n=5.∴当n>5时,a n<0,则T n=|a1|+|a2|+…+|a n|=a1+a2+…+a5-(a6+a7+…+a n)=S5-(S n-S5)=2S5-S n=2×(9×5-25)-(9n-n2)=n2-9n+40;当n ≤5时,a n ≥0, 则T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =9n-n 2.∴T n ={9n -n 2,n ≤5,n ∈N *,n 2-9n +40,n ≥6,n ∈N *.解题反思 求数列{|a n |}的前n 项和,关键在于分清哪些项为非负的,哪些项为负的,最终应化为去掉绝对值符号后的数列进行求和. 如果数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |,那么有: (1)若a 1>0,d<0,则存在k ∈N *,使得a k ≥0,a k+1<0, 从而有T n ={S n (n ≤k),2S k -S n (n >k);(2)若a 1<0,d>0,则存在k ∈N *,使得a k ≤0,a k+1>0, 从而有T n ={-S n (n ≤k),S n -2S k (n >k).。
专题十《数列》讲义10.4数列求和知识梳理.数列求和1.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 ,q ≠1.推导方法:乘公比,错位相减法.(3)一些常见的数列的前n 项和:①1+2+3+…+n =n (n +1)2;②2+4+6+…+2n =n (n +1);③1+3+5+…+(2n -1)=n 2.2.几种数列求和的常用方法(1)分组转化求和法:一个数列的通项公式是由若干个等差或等比或可求和的数列组成的,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.(2)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.(3)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.(4)倒序相加法:如果一个数列{a n }与首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法求解.题型一.裂项相消1.数列{a n}的通项公式a n=1or1),已知它的前n项和S n=99100,则项数n=()A.98B.99C.100D.101【解答】解:列{a n}的通项公式a n=1or1)=1−1r1,所以=1−12+12−13+⋯+1−1r1=1−1r1,由于前n项和S n=99100,所以1−1r1=99100,解得n=99.故选:B.2.已知等差数列{a n}满足a3=10,a1+a4=17.(1)求{a n}的通项公式;(2)设b n=3r1,求数列{b n}的前n项和S n.【解答】解:(1)设首项为a1,公差为d的等差数列,满足a3=10,a1+a4=17.所以3=101+4=17,解得1=4=3,所以a n=4+3(n﹣1)=3n+1.(2)由(1)得b n=3r1=13r1−13r4,所以S n=b1+b2+…+b n=14−17+17−110+⋯+13r1−13r4=14−13r4.3.已知数列{a n}的前n项和为S n,若4S n=(2n﹣1)a n+1+1,且a1=1.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设=1(+2),数列{c n}的前n项和为T n,求T n.【解答】解:(1)在4S n=(2n﹣1)a n+1+1中,令n=1,得a2=3,∵4S n=(2n﹣1)a n+1+1,∴当n≥2时,4S n﹣1=(2n﹣3)a n+1,两式相减,得4a n=(2n﹣1)a n+1﹣(2n﹣3)a n(n≥2),∴(2n+1)a n=(2n﹣1)a n+1,即r1=2r12K1(≥2).∴=K1⋅K1K2⋅K2K3⋯⋅32⋅21⋅1=2K12K3⋅2K32K5⋅2K52K7⋯53⋅31⋅1=2−1,故a n=2n﹣1.(2)=1(+2)=1(2K1)(2r1)=12(12K1−12r1),T n=c1+c2+…+c n=12[(1−13)+(13−15)+(15−17)+⋯+(12K1−12r1)]=12(1−12r1)=2r1,所以=2r1.题型二.错位相减1.已知等差数列{a n}公差不为零,且满足:a1=2,a1,a2,a5成等比数列.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)设=3,求数列{b n}的前n项和.【解答】解:(Ⅰ)设等差数列{a n}的公差为d,d≠0,由题,1=222=15,即(1+p2=1(1+4p,解得d=4.∴a n=2+4(n﹣1)=4n﹣2.(Ⅱ)=3=(4n﹣2)•3n=2(2n﹣1)•3n,设数列{b n}的前n项和为T n,=2×1×31+2×3×32+2×5×33+⋯+2(2n﹣1)×3n,①3=2×1×32+2×3×33+2×5×34+⋯2(2n﹣1)×3n+1,②①﹣②,得:−2=2×1×3+2×2×32+2×2×33+⋯+2×2×3n﹣2(2n﹣1)×3n+1=6+4×32(1−3K1)1−3−2(2−1)×3r1=−12﹣4(n﹣1)•3n+1,∴=6+2(−1)⋅3r1.∴数列{b n}的前n项和=6+2(−1)⋅3r1.2.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,S5=30,S7=56;各项均为正数的等比数列{b n}满足b1b2=13,b2b3=127.(1)求数列{a n}和{b n}的通项公式;(2)求数列{a n•b n}的前n项和T n.【解答】解:(1)设等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,由S5=30,S7=56,得51+5×42=3071+7×62=56,解得1=2=2.∴a n=2+2(n﹣1)=2n;设等比数列{b n}的公比为q(q>0),由b1b2=13,b2b3=127,得12=13123=127,解得1=1=13.∴=(13)K1;(2)a n•b n=23K1=2⋅3K1.令{3K1}的前n项和为R n,则=130+231+332+⋯+3K1,13=13+232+333+⋯+K13K1+3两式作差可得:23=1+13+132+⋯+13K1−3=1×(1−13)1−13−3=32−2r32⋅3,∴=94−2r34⋅3K1.则=2=92−2r32⋅3K1.3.(2015·山东)设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.【解答】解:(Ⅰ)因为2S n=3n+3,所以2a1=31+3=6,故a1=3,=3n﹣1+3,当n>1时,2S n﹣1此时,2a n=2S n﹣2S n﹣1=3n﹣3n﹣1=2×3n﹣1,即a n=3n﹣1,所以a n=3,=13K1,>1..(Ⅱ)因为a n b n=log3a n,所以b1=13,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,所以T1=b1=13;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=13+[1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n],所以3T n=1+[1×30+2×3﹣1+3×3﹣2+…+(n﹣1)×32﹣n],两式相减得:2T n=23+[30+3﹣1+3﹣2+…+32﹣n﹣(n﹣1)×31﹣n]=23+1−31−1−3−1−(n﹣1)×31﹣n=136−6r32×3,所以T n=1312−6r34×3,经检验,n=1时也适合,综上可得T n=1312−6r34×3.题型三.分组求和1.已知数列{a n}是公差不为零的等差数列,a1=2,且a1,a2,a4成等比数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=a n﹣2,求数列{b n}的前n项和S n.【解答】解:(1)由题意,设等差数列{a n}的公差为d(d≠0),则a2=2+d,a4=2+3d,∵a1,a2,a4成等比数列,∴a22=a1•a4,即(2+d)2=2(2+3d),整理,得d2﹣2d=0,解得d=0(舍去),或d=2,∴a n=2+2(n﹣1)=2n,n∈N*.(2)由(1)知,设b n=a n﹣2=2n﹣22n=2n﹣4n,故S n=b1+b2+…+b n=(2×1﹣41)+(2×2﹣42)+…+(2n﹣4n)=2×(1+2+…+n)﹣(41+42+…+4n)=2×or1)2−4(1−4)1−4=n2+n+43−4r13.2.在公差不为0的等差数列{a n}中,a1,a3,a9成公比为a3的等比数列,又数列{b n}满足=2,=2−1,2,=2,(k∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)求数列{b n}的前2n项和T2n.【解答】解:(1)公差d不为0的等差数列{a n}中,a1,a3,a9成公比为a3的等比数列,可得a32=a1a9,a3=a1a3,可得(a1+2d)2=a1(a1+8d),a1=1,化简可得a1=d=1,即有a n=n,n∈N*;(2)由(1)可得b n=2,=2−12,=2,k∈N*;前2n项和T2n=(2+8+16+…+22n﹣1)+(4+8+12+…+4n)=2(1−4)1−4+12n(4+4n)=2(4−1)3+2n(n+1).3.已知数列{a n}、{b n}满足:a n+1=a n+b n,{b n+2}为等比数列,且b1=2,a2=4,a3=10.(1)试判断数列{b n}是否为等差数列,并说明理由;(2)求数列{a n}的前n项和S n.【解答】解:(1)数列{b n}不是等差数列.理由如下:由a n+1﹣a n=b n,且a2=4,a3=10,b1=2,得b2=a3﹣a2=6,又∵数列{b n+2}为等比数列,∴数列{b n+2}的首项为4,公比为2.∴3+2=4×22=16,得b3=14,显然2b2=12≠b1+b3=16.故数列{b n}不是等差数列;(2)结合(1)知,等比数列{b n+2}的首项为4,公比为2.故+2=4⋅2K1=2r1,∴=2r1−2.∵a n+1﹣a n=b n,b1=2,a2=4,∴a1=2,∴−K1=2−2(n≥2).令n=2,…,(n﹣1).得2−1=22−2,3−2=23−2,…−K1=2−2(n≥2),累加得−2=(22+23+⋯+2)−2(−1)(n≥2).∴=(2+22+23+⋯+2)−2+2=2(2−1)2−1−2+2=2r1−2(n≥2).又a1=2满足上式,∴=2r1−2.∴=(22−2×1)+(23−2×2)+⋯+(2r1−2p=(22+23+…+2n+1)﹣2(1+2+…+n)=4(2−1)2−1−2×or1)2=2r2−2−−4.题型四.讨论奇偶、绝对值求和1.数列{a n}的前n项和记为S n,对任意的正整数n,均有4S n=(a n+1)2,且a n>0.(1)求a1及{a n}的通项公式;(2)令=(−1)K14r1,求数列{b n}的前n项和T n.【解答】解:(1)当n=1时,41=(1+1)2,则a1=1;当n≥2时,由4S n=(a n+1)2,知4S n﹣1=(a n﹣1+1)2,联立两式,得4a n=(a n+1)2﹣(a n﹣1+1)2,化简得(a n+a n﹣1)(a n﹣a n﹣1﹣2)=0,∵a n>0,∴a n﹣a n﹣1﹣2=0,即{a n}是以a1=1为首项,2为公差的等差数列,故a n=2n﹣1;(2)=(−1)K14r1=(−1)K14(2K1)(2r1)=(﹣1)n﹣1(12K1+12r1),下面对n分奇偶数讨论:当n为偶数时,T n=(1+13)﹣(13+15)+…+(12K3+12K1)﹣(12K1+12r1)=1−12r1=22r1,当n为奇数时,T n=(1+13)﹣(13+15)+…﹣(12K3+12K1)+(12K1+12r1)=1+12r12r22r1,所以T n=为奇数为偶数.2.已知等差数列{a n}前n项和为S n,a5=9,S5=25.(1)求数列{a n}的通项公式及前n项和S n;(2)设=(−1),求{b n}前2n项和T2n.【解答】解:(1)由题意,设等差数列{a n}的公差为d,则5=1+4=95=51+5×42=25,整理,得1+4=91+2=5,解得1=1=2,∴a n=1+2(n﹣1)=2n﹣1,n∈N*,=o1+2K1)2=2.(2)由(1)知,设=(−1)=(﹣1)n•n2.T2n=b1+b2+…+b2n=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2n﹣1+b2n)=(﹣12+22)+(﹣32+42)+…+[﹣(2n﹣1)2+(2n)2]=[(2﹣1)×(2+1)]+[(4﹣3)×(4+3)]+…+[2n﹣(2n﹣1)]×[2n+(2n﹣1)]=1+2+3+4+…+(2n﹣1)+2n=2δ(1+2p2=2n2+n.3.已知数列{a n}满足a1=﹣2,a n+1=2a n+4.(1)求a2,a3,a4;(2)猜想{a n}的通项公式并加以证明;(3)求数列{|a n|}的前n项和S n.【解答】解:(1)由已知,易得a2=0,a3=4,a4=12.(2)猜想=2−4.因为a n+1=2a n+4,所以a n+1+4=2(a n+4),r1+4+4=2,则{a n+4}是以2为首项,以2为公比的等比数列,所以+4=2,所以==2−4.(3)当n=1时,a1=﹣2<0,S1=|a1|=2;当n≥2时,a n≥0,所以=−1+2+⋯+=2+(22−4)+⋯+(2−4)=2+22+⋯+2−4(−1)=2(1−2)1−2−4(−1)=2r1−4+2,又n=1时满足上式.所以,当n∈N*时,=2r1−4+2.题型五.数列求和选填综合1.首项为正数的等差数列{a n}中,34=75,当其前n项和S n取最大值时,n的值为()A.5B.6C.7D.8【解答】解:∵首项为正数的等差数列{a n}中,34=75,∴5(a1+2d)=7(a1+3d),整理,得:1=−112,∵a1>0,∴d<0,∴=−112B+oK1)2=2(n﹣6)2﹣18d,∴当其前n项和S n取最大值时,n的值为6.故选:B.2.在等比数列{a n}中,a2•a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为17,设b n=a2n﹣1﹣a2n,n∈N*,则数列{b n}的前2n项和为112(1−42).【解答】解:等比数列{a n}中,a2•a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为17,设首项为a1,公比为q,则:23=214+27=34,整理得:13=213+216=34,解得:1=14=2.则:=1K1=2K3,所以:b n =a 2n ﹣1﹣a 2n =22K32−22K3=−22n ﹣4,则:T 2n =−14(1−42)1−4=112(1−42).故答案为:112(1−42).3.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a 2=2且对于任意n >1,n ∈N *满足S n +1+S n ﹣1=2(S n +1),则()A .a 4=7B .S 16=240C .a 10=19D .S 20=381【解答】解:当n ≥2时,S n +1+S n ﹣1=2(S n +1)⇒S n +1﹣S n =S n ﹣S n ﹣1+2⇒a n +1=a n +2.所以数列{a n }从第2项起为等差数列,a n =1,=12−2,≥2,所以,a 4=6,a 10=18.S n =a 1+(2+)(K1)2=n (n ﹣1)+1,S 16=16×15+1=241,S 20=20×19+1=381.故选:D .4.已知数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列,数列{b n }满足关系11+22+33+⋯+=12−1,数列{b n }的前n 项和为S n ,则S 5的值为()A .﹣454B .﹣450C .﹣446D .﹣442【解答】解:数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列,可得a n =1+2(n ﹣1)=2n ﹣1,由11+22+33+⋯+=12−1,可得11=12−1=−12,可得b 1=﹣2,又11+22+⋯+K1K1=12K1−1,且11+22+33+⋯+=12−1,两式相减可得=12−12K1=−12,可得b n=﹣(2n﹣1)•2n,则S5=﹣2﹣3•4﹣5•8﹣7•16﹣9•32=﹣454,故选:A.5.已知数列{a n}满足1=32,r1=3+3,若=3,则c1+c2+⋅⋅⋅+c n=(2r1)⋅3−14.【解答】解:因为1=32,r1=3+3,所以1r1=+33=13+1,即1r1−1=13,所以数列{1}是首项11=23,公差为13的等差数列,所以1=23+13(−1)=r13,则=3=(+1)3K1,则1+2+⋅⋅⋅+=2×30+3×31+4×32+⋅⋅⋅+(+1)×3K1,设T=2×30+3×31+4×32+⋅⋅⋅+(n+1)×3n﹣1①,则3T=2×3+3×32+……+n×3n﹣1+(n+1)×3n②,①﹣②可得:﹣2T=2+3+32+……+3n﹣1﹣(n+1)×3n=1+3−13−1−(n+1)×3n,则=(2r1)⋅3−14.即1+2+⋅⋅⋅+=(2r1)⋅3−14.故答案为:(2r1)⋅3−14.6.已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=2,S n=λa n﹣2,其中λ为常数,若a n b n=13﹣n,则数列{b n}中的项的最小值为−1214.【解答】解:根据题意,数列{a n}的满足a1=2,S n=λa n﹣2,当n=1时,有a1=S1=λa1﹣2,即2=2λ﹣2,解可得λ=2,则S n=2a n﹣2,①=2a n﹣1﹣2,②则有S n﹣1①﹣②:a n=2a n﹣2a n﹣1,变形可得a n=2a n﹣1,则数列{a n }是首项为a 1=2,公比为2的等比数列,则a n =2n ,又由a n b n =13﹣n ,则b n =13−2,当n ≤13时,b n ≥0,当n ≥14时,b n <0,且{b n }为递增数列,则当n =14时,b n 取得最小值,此时b 14=−1214;故答案为:−1214.7.已知数列{a n }和{b n }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 2019=()A .2019B .12019C .4037D .14037【解答】解:∵a n ﹣1≥a n (n ≥2),a n +1≥a n ,∴a n ≥a n +1≥a n ,∴a n =a n +1,另外:a 1≥a 2≥a 1,可得a 2=a 1=1,∴a n =1.∵2S n S n +1+a n b n +1=0,∴2S n S n +1+b n +1=0,∴2S n S n +1+S n +1﹣S n =0,∴1r1−1=2.∴数列{1}是等差数列,首项为1,公差为2.∴1=1+2(n ﹣1)=2n ﹣1,∴S n =12K1.∴S 2019=14037.故选:D .8.已知数列{a n }满足:a 1=1,a 2=13,11+22+⋅⋅⋅+=r1K1+6(n ≥2且n ∈N +),等比数列{b n }公比q =2,令c n =为奇数,为偶数,则数列{c n }的前n 项和S 2n =2n 2﹣n +4r1−43.【解答】解:因为a1=1,a2=13,11+22+⋅⋅⋅+=r1K1+6(n≥2且n∈N+),①可得n=2时,11+22=31+6,即b1+3b2=b3+6,由等比数列的{b n}的公比为q=2,即b1+6b1=4b1+6,解得b1=2,所以b n=2n,当n=3时,11+22+33=42+6,即2+3×4+83=3×16+6,解得a3=15,又11+22+⋯+K1K1=K2+6(n≥3,且n∈N+),②①﹣②可得,=r1K1−K2,即2=2r1K1−2K2,化为1+1K2=2K1,又11+13=6=22,所以{1}为等差数列,且公差d=12−11=2,则1=11+2(n﹣1)=2n﹣1,所以c n=2−1,为奇数2,为偶数,所以S2n=1+22+5+24+…+(4n﹣3)+22n=(1+5+…+4n﹣3)+(22+24+…+22n)=o1+4K3)2+4(1−4)1−4=2n2﹣n+4r1−43.故答案为:2n2﹣n+4r1−43.9.已知数列{a n}满足2a n a n+1+a n+3a n+1+2=0,其中1=−12,设=K+1,若b3为数列{b n}中唯一最小项,则实数λ的取值范围是(5,7)【解答】解:∵2a n a n+1+a n+3a n+1+2=0,∴a n+1=−(+2)2+3,∴r1+1=−(+2)2+3+1=+12+3,∴1r1+1=2+3+1=2+1+1,即1r1+1−1+1=2,所以数列{1+1}是公差为2的等差数列,∵11+1=2,∴1+1=2+(−1)×2=2n,∴b n=2n(n﹣λ),∴b n+1﹣b n=2(n+1)(n+1﹣λ)﹣2n(n﹣λ)=4n+2﹣2λ,因为b3为数列{b n}中唯一最小项,所以b1>b2>b3<b4<b5<…,∴当n=1时,b2﹣b1=6﹣2λ<0,得λ>3,当n=2时,b3﹣b2=10﹣2λ<0,得λ>5,当n≥3时,4n+2﹣2λ>0恒成立,即λ<2n+1,即有λ<7.所以5<λ<7.故答案为:(5,7).课后作业.数列求和1.已知各项均不相等的等差数列{a n}的前四项和S4=14,且a1,a3,a7成等比.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设T n为数列{1r1}的前n项和,若λT n≤a n+1对一切n∈N*恒成立,求实数λ的最大值.【解答】解:(1)各项均不相等的等差数列{a n}的前四项和S4=14,且a1,a3,a7成等比.设公差为d,由已知得:41+6=14(1+2p2=1(1+6p,,联立解得d=1或d=0(舍去),a1=2,故:a n=n+1.(2)由(1)得:1r1=1(r1)(r2)=1r1−1r2,所以:=12−13+13−14+⋯+1r1−1r2.=12−1r2,=2(r2).由于:λT n≤a n+1对一切n∈N*恒成立,所以:2(r2)≤+2,解得:≤2(r2)2+4)+8,由于:+4≥≥4故:2(+4)+8≥16,即:λ≤16.故λ的最大值为16.2.设等差数列{a n}的前n项和为S n,a3=6,a7=14.(1)求数列{a n}的通项公式及S n;(2)若_____,求数列{b n}的前n项和T n.在①b n=2•a n;②b n=2+r12;③b n=(﹣1)n•a n这三个条件中任选一个补充在第(2)问中,并对其求解.【解答】解:(1)设等差数列{a n}的公差为d,由a3=6,a7=14.得4d=a7﹣a3=14﹣6=8,解得d=2,所以a1=a3﹣2d=6﹣4=2,所以a n=2+2(n﹣1)=2n;S n=2(2+2n)=n2+n.(2)若选择条件①:由(1)可知a n=2n,则b n=2•a n=2n•4n,所以T n=b1+b2+…+b n=2×41+4×42++6×43…+(2n)•4n;4T n=2×42+4×43+6×44+…+(2n)•4n+1,两式相减得:﹣3T n=2×41+2×42+2×43+…+2×4n﹣2n•4n+1=2×4(1−4)1−4−2n•4n+1=−83(1﹣4n)﹣2n•4n+1,所以T n=89(1﹣4n)+23•4n+1;若选择条件②:由a n=2n,S n=n2+n,得b n=2+r12=82+8r4or1)=8+4or1)=8+4(1−1r1),所以T n=b1+b2+b3+…+b n=8n+4(1−12+12−13+⋯+1−1r1)=8n+4r1=82+12r1;若选择条件③:由a n=2n,得b n=(﹣1)n•a n=(﹣1)n•2n,所以T n=﹣2+4﹣6+8+…+(﹣1)n•2n,当n为偶数时,T n=(﹣2+4)+(﹣6+8)++[﹣2(n﹣1)+2n]=2×2=n,当n为奇数时,T n=(﹣2+4)+(﹣6+8)+…+[﹣2(n﹣2)+2(n﹣1)]﹣2n=K12×2n =﹣n﹣1,所以T n=,为奇数−−1,为偶数.3.已知数列{a n}的各项均为正数,前n项和为S n,且S n=(+1)2(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=2(−2)(r1),T n=b1+b2+…+b n,求T n.【解答】解:(1)S n=(+1)2(n∈N*),当n=1时,1=1(1+1)2,∴a1=1,当n≥2时,由S n=(+1)2,得2=2+①取n=n﹣1,得2K1=K12+K1②①﹣②得:2=2(−K1)=2−K12+−K1,∴(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,∴数列{a n}是等差数列,则a n=n;(2)由S n=(+1)2,a n=n,∴=or1)2,则=2(−2)(r1)=(−2),∴=1−2+2(−2)2+⋯+K1(−2)K1+(−2),−2=1+2−2+⋯+K1(−2)K2+(−2)K1,两式作差得:∴−3=1+1−2+⋯+1(−2)K1−(−2)=1−(−12)1−(−12)−(−2)=2+(−12)K13−(−2),∴=3(−2)−2+(−12)K19=3r29(−2)−29.4.在数列{a n}中,a1=12,对任意的n∈N*,都有1(r1)r1=B+1B成立.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)求数列{a n}的前n项和S n;并求满足S n<1516时n的最大值.【解答】解:(I)∵a1=12,对任意的n∈N*,都有1(r1)r1=B+1B成立,∴1(r1)r1−1B=1.∴1B=2+(n﹣1)=n+1,∴a n=1or1).(II)a n=1or1)=1−1r1.∴数列{a n}的前n项和S n=(1−12)+(12−13)+⋯+(1−1r1)=1−1r1,S n<1516,即1−1r1<1516,解得n<15,因此满足S n<1516时n的最大值为14.。