7、
=x-2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1). 7分
記函數(shù)f(x)=x2-2x+(x+2)ln(1+x)(x≥0),
f′(x)=+ln(1+x)>0(x>0),
函數(shù)f(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,
所以f(x)≥f(0)=0,
因此x-2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1)=f(xn+1)≥0,
故2xn+1-xn≤(n∈N*). 10分
(3)證明:因為xn=xn+1+ln(1+xn+1)≤xn+1+xn+1=2xn+1,
所以xn≥.
由≥2xn+1-xn
得-≥2>0, 13分
所以-≥2≥…≥2n-1=
8、2n-2,
故xn≤.
綜上,≤xn≤(n∈N*). 15分
3.(20xx浙江高考)設(shè)數(shù)列{an}滿足≤1,n∈N*.
(1)證明:|an|≥2n-1(|a1|-2),n∈N*;
(2)若|an|≤n,n∈N*,證明:|an|≤2,n∈N*.
[證明] (1)由≤1,
得|an|-|an+1|≤1,
故-≤,n∈N*, 2分
所以-=++…+≤++…+<1,
因此|an|≥2n-1(|a1|-2). 5分
(2)任取n∈N*,由(1)知,對于任意m>n,
-=++…+≤++…+<,
故|an|<2n
≤2n
=2+m2n. 8
9、分
從而對于任意m>n,均有|an|<2+m2n.①
由m的任意性得|an|≤2.
否則,存在n0∈N*,有|an0|>2,
取正整數(shù)m0>log且m0>n0, 11分
則2n0m0<2n0log=|an0|-2,與①式矛盾.
綜上,對于任意n∈N*,均有|an|≤2. 15分
(對應(yīng)學(xué)生用書第21頁)
熱點題型1 數(shù)列中的an與Sn的關(guān)系
數(shù)列中的an與Sn的關(guān)系
題型分析:以數(shù)列中an與Sn間的遞推關(guān)系為載體,考查數(shù)列通項公式的求法,以及推理論證的能力.
【例1】 數(shù)列{an}中,a1=1,Sn為數(shù)列{an}的前n項和,且滿足=1(n≥2).求數(shù)
10、列{an}的通項公式.
【導(dǎo)學(xué)號:68334070】
[解] 由已知,當(dāng)n≥2時,=1,
所以=1, 2分
即=1,
所以-=. 4分
又S1=a1=1,
所以數(shù)列是首項為1,公差為的等差數(shù)列, 6分
所以=1+(n-1)=,
即Sn=. 8分
所以當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=-=-. 12分
因此an= 15分
[方法指津]
給出Sn與an的遞推關(guān)系,求an,常用思路:一是利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為an的遞推關(guān)系,再求其通項公式;二是轉(zhuǎn)化為Sn的遞推關(guān)系,先求出Sn與n之間的關(guān)系,再求an.
提醒:在利用an=Sn
11、-Sn-1(n≥2)求通項公式時,務(wù)必驗證n=1時的情形
[變式訓(xùn)練1] (1)已知數(shù)列{an}前n項和為Sn,若Sn=2an-2n ,則Sn=__________. 【導(dǎo)學(xué)號:68334071】
(2)已知數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),其前n項和為Sn,且2Sn+2=3an(n∈N*),則an=__________.
(1)n2n(n∈N*) (2)23n-1(n∈N*) [(1)由Sn=2an-2n得當(dāng)n=1時,S1=a1=2;當(dāng)n≥2時,Sn=2(Sn-Sn-1)-2n,即-=1,所以數(shù)列是首項為1,公差為1的等差數(shù)列,則=n,Sn=n2n(n≥2),當(dāng)n=1
12、時,也符合上式,所以Sn=n2n(n∈N*).
(2)因為2Sn+2=3an, ①
所以2Sn+1+2=3an+1, ②
由②-①,得2Sn+1-2Sn=3an+1-3an,所以2an+1=3an+1-3an,即=3.
當(dāng)n=1時,2+2S1=3a1,所以a1=2,所以數(shù)列{an}是首項為2,公比為3的等比數(shù)列,
所以an=23n-1(n∈N*).]
熱點題型2 裂項相消法求和
題型分析:裂項相消法是指把數(shù)列與式中的各項分別裂開后,某些項可以相互抵消從而求和的方法,主要適用于(其中{an}為等差數(shù)列)等形式的數(shù)列求和.
【例2】 已知等差數(shù)列{an}的公差d≠0,
13、它的前n項和為Sn,若S5=70,且a2,a7,a22成等比數(shù)列,
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若數(shù)列的前n項和為Tn,求證:≤Tn<.
[解] (1)由已知及等差數(shù)列的性質(zhì)得S5=5a3,∴a3=14, 1分
又a2,a7,a22成等比數(shù)列,即a=a2a22. 2分
由(a1+6d)2=(a1+d)(a1+21d)且d≠0,
解得a1=d,∴a1=6,d=4. 4分
故數(shù)列{an}的通項公式為an=4n+2,n∈N*. 6分
(2)證明:由(1)得Sn==2n2+4n,==,8分
∴Tn=1-+-+…+-
=-. 11分
又Tn≥T
14、1=-=,
所以≤Tn<. 15分
[方法指津]
裂項相消法的基本思想就是把通項an分拆成an=bn+k-bn(k≥1,k∈N*)的形式,常見的裂項方式有:
提醒:在裂項變形時,務(wù)必注意裂項前后系數(shù)的變化.
[變式訓(xùn)練2] (名師押題)已知數(shù)列{an}是遞增的等比數(shù)列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)Sn為數(shù)列{an}的前n項和,bn=,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
[解] (1)由題設(shè)知a1a4=a2a3=8, 2分
又a1+a4=9,可得或(舍去) 4分
由a4=a1q3得公比q=2,故an=a1
15、qn-1=2n-1. 6分
(2)Sn==2n-1. 8分
又bn===-, 12分
所以Tn=b1+b2+…+bn=++…+=-=1-. 15分
熱點題型3 錯位相減法求和
題型分析:限于數(shù)列解答題的位置較為靠前,加上錯位相減法的運算量相對較大,故該命題點出現(xiàn)的頻率不高,但其仍是命題的熱點之一,務(wù)必加強訓(xùn)練.
【例3】 已知數(shù)列{an}和{bn}滿足a1=2,b1=1,an+1=2an(n∈N*),b1+b2+b3+…+bn=bn+1-1(n∈N*).
(1)求an與bn;
(2)記數(shù)列{anbn}的前n項和為Tn,求Tn.
[解] (1)由a1=2,an
16、+1=2an,得an=2n(n∈N*). 2分
由題意知:
當(dāng)n=1時,b1=b2-1,故b2=2. 3分
當(dāng)n≥2時,bn=bn+1-bn. 4分
整理得=,所以bn=n(n∈N*). 6分
(2)由(1)知anbn=n2n,
因此Tn=2+222+323+…+n2n,
2Tn=22+223+324+…+n2n+1, 10分
所以Tn-2Tn=2+22+23+…+2n-n2n+1. 12分
故Tn=(n-1)2n+1+2(n∈N*). 15分
[方法指津]
運用錯位相減法求和應(yīng)注意:一是判斷模型,即判斷數(shù)列{an},{bn}中一個為等差數(shù)列,一
17、個為等比數(shù)列;二是錯開位置,一般先乘以公比,再把前n項和退后一個位置來書寫,這樣避免兩式相減時看錯列;三是相減,相減時一定要注意式中最后一項的符號,考生常在此步出錯,一定要細(xì)心.
提醒:為保證結(jié)果正確,可對得到的和取n=1,2進(jìn)行驗證.
[變式訓(xùn)練3] 已知在公比大于1的等比數(shù)列{an}中,a2,a4是函數(shù)f(x)=(x-2)(x-8)的兩個零點.
(1)求數(shù)列{an }的通項公式;
(2)求數(shù)列{2nan}的前n項和Sn.
[解] (1)因為a2,a4是函數(shù)f(x)=(x-2)(x-8)的兩個零點,且等比數(shù)列{an}的公比q大于1,所以a2=2,a4=8, 2分
所以q=
18、2,所以數(shù)列{an}的通項公式為an=2n-1(n∈N*). 6分
(2)由(1)知2nan=n2n ,所以Sn=12+222+…+n2n,① 7分
2Sn=122+223+…+(n-1)2n+n2n+1,② 11分
由①-②,得-Sn=2+22+23+…+2n-n2n+1=-n2n+1,13分
所以Sn=2+(n-1)2n+1(n∈N*). 15分
熱點題型4 數(shù)列的綜合問題
題型分析:數(shù)列與函數(shù)、不等式的綜合問題多為解答題.難度偏大,屬中高檔題,常有以下兩個命題角度:
(1)以數(shù)列為載體,考查不等式的恒成立問題;
(2)考查與數(shù)列有關(guān)的不等式的證明問題.
【
19、例4】 (20xx紹興市方向性仿真考試)已知數(shù)列{an}滿足,a1=1,an=-.
(1)求證:≤an≤1;
(2)求證:|an+1-an|≤;
(3)求證:|a2n-an|≤. 【導(dǎo)學(xué)號:68334072】
[證明] (1)由已知得an+1=,又a1=1,
所以a2=,a3=,a4=,猜想≤an≤1. 2分
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明.
①當(dāng)n=1時,命題顯然成立;
②假設(shè)n=k時,有≤an≤1成立,則當(dāng)n=k+1時,ak+1=≤<1,
ak+1=≥=,
即當(dāng)n=k+1時也成立,
所以對任意n∈N*,都有≤an≤1. 5分
(2)當(dāng)n=1時,|a
20、2-a1|=,
當(dāng)n≥2時,∵==1+≥1+=, 7分
∴|an+1-an|=
=
≤|an-an-1|≤…≤n-1|a2-a1|
=n-1<.
綜上所述,|an+1-an|≤. 10分
(3)當(dāng)n=1時,|a2-a1|==<; 11分
當(dāng)n≥2時,
|a2n-an|≤|a2n-a2n-1|+|a2n-1-a2n-2|+…+|an+1-an|
≤
=n-1-2n-1
≤-3=. 15分
[方法指津]
解決數(shù)列與不等式的綜合問題時,如果是證明題,要靈活的選擇不等式的證明方法,如比較法、綜合法、分析法、放縮法、反證法及數(shù)學(xué)歸納法等;如果是解不
21、等式問題,要使用解不等式的各種解法,如列表法、因式分解法、穿根法等,總之解決這類問題把數(shù)列和不等式的知識巧妙結(jié)合起來綜合處理就行了.
[變式訓(xùn)練4] (20xx臺州市高三年級調(diào)考)已知數(shù)列{an}滿足:an>0,an+1+<2(n∈N*).
(1)求證:an+2<an+1<2(n∈N*);
(2)求證:an>1(n∈N*).
[證明] (1)由an>0,an+1+<2,
得an+1<2-<2. 2分
因為2>an+2+>2(由題知an+1≠an+2),
所以an+2<an+1<2. 4分
(2)法一:假設(shè)存在aN≤1(N≥1,N∈N*),
由(1)可得當(dāng)n
22、>N時,an≤aN+1<1. 6分
根據(jù)an+1-1<1-=<0,而an<1,
所以>=1+,
于是>1+,
……
>1+. 10分
累加可得>n-1+.(*)
由假設(shè)可得aN+n-1<0, 12分
而當(dāng)n>-+1時,顯然有n-1+>0,
因此有<n-1+,
這顯然與(*)矛盾.
所以an>1(n∈N*). 15分
法二:假設(shè)存在aN≤1(N≥1,N∈N*),
由(1)可得當(dāng)n>N時,0<an≤aN+1<1. 6分
根據(jù)an+1-1<1-=<0,而an<1,
所以<,
所以>≥>1.
于是1-an>(1-an-1),
1-an-1>(1-an-2),
……
1-aN+2>(1-aN+1). 10分
累乘可得1-an>(1-aN+1)n-N-1,(*)
由(1)可得1-an<1, 12分
而當(dāng)n> +N+1時,
則有(1-aN+1)n-N-1>1,
這顯然與(*)矛盾.
所以an>1(n∈N*). 15分