新編高三數(shù)學(xué)理,山東版一輪備課寶典 第五章 數(shù)列
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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料 第五章 數(shù)列 第一節(jié) 數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法 [考情展望] 1.以數(shù)列的前n項(xiàng)為背景寫數(shù)列的通項(xiàng).2.考查由數(shù)列的通項(xiàng)公式或遞推關(guān)系求數(shù)列的某一項(xiàng).3.考查已知數(shù)列的遞推關(guān)系或前n項(xiàng)和Sn求通項(xiàng)an. 一、數(shù)列的有關(guān)概念 概念 含義 數(shù)列 按照一定順序排列的一列數(shù) 數(shù)列的項(xiàng) 數(shù)列中的每一個(gè)數(shù) 數(shù)列的通項(xiàng) 數(shù)列{an}的第n項(xiàng)an叫做數(shù)列的通項(xiàng) 通項(xiàng)公式 數(shù)列{an}的第n項(xiàng)an與n之間的關(guān)系能用公式an=f(n)表達(dá),這個(gè)公式叫做數(shù)列的通項(xiàng)公式 前n項(xiàng)和 數(shù)列{an}中,Sn=a1+a2+…+an叫做數(shù)列的前n項(xiàng)和 二、數(shù)列的分類
2、分類標(biāo)準(zhǔn)
類型
滿足條件
項(xiàng)數(shù)
有窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)有限
無(wú)窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)無(wú)限
項(xiàng)與項(xiàng)間的大小關(guān)系
遞增數(shù)列
an+1>an
其中n∈N*
遞減數(shù)列
an+1 3、法
數(shù)列有三種表示方法,它們分別是列表法、圖象法和解析法.
四、an與Sn的關(guān)系
若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,通項(xiàng)公式為an,
則an=
已知Sn求an的注意點(diǎn)
利用an=Sn-Sn-1求通項(xiàng)時(shí),注意n≥2這一前提條件,易忽略驗(yàn)證n=1致誤,當(dāng)n=1時(shí),a1若適合通項(xiàng),則n=1的情況應(yīng)并入n≥2時(shí)的通項(xiàng);否則an應(yīng)利用分段函數(shù)的形式表示.
1.已知數(shù)列{an}的前4項(xiàng)分別為2,0,2,0,則下列各式不可以作為數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式的一項(xiàng)是( )
A.a(chǎn)n=1+(-1)n+1 B.a(chǎn)n=2sin
C.a(chǎn)n=1-c 4、os nπ D.a(chǎn)n=
【解析】 根據(jù)數(shù)列的前3項(xiàng)驗(yàn)證.
【答案】 B
2.在數(shù)列{an}中,a1=1,an=2an-1+1,則a5的值為( )
A.30 B.31
C.32 D.33
【解析】 a5=2a4+1=2(2a3+1)+1=22a3+2+1=23a2+22+2+1=24a1+23+22+2+1=31.
【答案】 B
3.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=,則這個(gè)數(shù)列是( )
A.遞增數(shù)列 B.遞減數(shù)列
C.常數(shù)列 D.?dāng)[動(dòng)數(shù)列
【解析】 ∵an=>0,∴==>1.
∴{an}為遞增數(shù)列.
【答案】 A
4.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng) 5、和Sn=n2+1,則an=________.
【解析】 當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=2;
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(n2+1)-[(n-1)2+1]
=n2-(n-1)2=2n-1.
∴an=
【答案】
5.(2011·浙江高考)若數(shù)列中的最大項(xiàng)是第k項(xiàng),則k=________.
【解析】 由題意可知
即
化簡(jiǎn)得
解得≤k≤1+.
又k∈N*,所以k=4.
【答案】 4
6.(2013·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=an+,則{an}的通項(xiàng)公式是an=________.
【解析】 當(dāng)n=1時(shí),S1=a1+,∴a1=1.
當(dāng)n≥2時(shí),an= 6、Sn-Sn-1=an+-
=(an-an-1),
∴an=-2an-1,即=-2,
∴{an}是以1為首項(xiàng)的等比數(shù)列,其公比為-2,
∴an=1×(-2)n-1,即an=(-2)n-1.
【答案】 (-2)n-1
考向一 [083] 由數(shù)列的前幾項(xiàng)歸納數(shù)列的通項(xiàng)公式
根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng),寫出下列各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式.
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)0.8,0.88,0.888,…;
(3),,-,,-,,….
【思路點(diǎn)撥】 歸納通項(xiàng)公式應(yīng)從以下四個(gè)方面著手:
(1)觀察項(xiàng)與項(xiàng)之間的關(guān)系;
(2)符號(hào)與絕對(duì)值分別考慮;
(3)規(guī)律不明顯,適當(dāng)變形. 7、
【嘗試解答】 (1)符號(hào)可通過(guò)(-1)n表示,后面的數(shù)的絕對(duì)值總比前面的數(shù)的絕對(duì)值大6,
故通項(xiàng)公式為an=(-1)n(6n-5).
(2)數(shù)列變?yōu)?1-0.1),(1-0.01),(1-0.001),…,∴an =.
(3)各項(xiàng)的分母分別為21,22,23,24,…,易看出第2,3,4項(xiàng)的分子分別比分母少3.因此把第1項(xiàng)變?yōu)椋?
原數(shù)列化為-,,-,,…,
∴an=(-1)n·.
規(guī)律方法1 1.求數(shù)列的通項(xiàng)時(shí),要抓住以下幾個(gè)特征.,(1)分式中分子、分母的特征;(2)相鄰項(xiàng)的變化特征;(3)拆項(xiàng)后的特征;(4)各項(xiàng)符號(hào)特征等,并對(duì)此進(jìn)行歸納、化歸、聯(lián)想.
2.根據(jù)數(shù)列的前 8、幾項(xiàng)寫出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式是不完全歸納法,它蘊(yùn)含著“從特殊到一般”的思想,由不完全歸納得出的結(jié)果是不可靠的,要注意代值檢驗(yàn),對(duì)于正負(fù)符號(hào)變化,可用(-1)n或(-1)n+1來(lái)調(diào)整.
考向二 [084] 由遞推關(guān)系求通項(xiàng)公式
根據(jù)下列條件,求數(shù)列的通項(xiàng)公式an.
(1)在數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=an+2n;
(2)在數(shù)列{an}中,an+1=an,a1=4;
(3)在數(shù)列{an}中,a1=3,an+1=2an+1.
【思路點(diǎn)撥】 (1)求an+1-an,利用累加法求解.
(2)求,利用累乘法求解.
(3)利用(an+1+1)=2(an+1)構(gòu)造等比數(shù)列求解.
【嘗 9、試解答】 (1)由an+1-an=2n,把n=1,2,3,…,n-1(n≥2)代入,得(n-1)個(gè)式子,
累加即可得(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+22+23+…+2n-1,所以an-a1=,
即an-a1=2n-2,所以an=2n-2+a1=2n-1.
當(dāng)n=1時(shí),a1=1也符合,
所以an=2n-1(n∈N*).
(2)由遞推關(guān)系an+1=an,a1=4,有=,
于是有=3,=,=,…,=,
=,將這(n-1)個(gè)式子累乘,得=.
所以當(dāng)n≥2時(shí),an=a1=2n(n+1).當(dāng)n=1時(shí),a1=4符合上式,所以an=2n(n+1)(n∈N*).
10、
(3)由an+1=2an+1得an+1+1=2(an+1),
令bn=an+1,
所以{bn}是以2為公比的等比數(shù)列.
所以bn=b1·2n-1=(a1+1)·2n-1=2n+1,
所以an=bn-1=2n+1-1(n∈N*).
規(guī)律方法2 遞推式的類型
遞推式
方法
示例
an+1=an+f(n)
疊加法
a1=1,an+1=an+2n
=f(n)
疊乘法
a1=1,=2n
an+1=pan+q
(p≠0,1,q≠0)
化為等比數(shù)列
a1=1,an+1=2an+1
an+1=pan+q·pn+1 (p≠0,1,q≠0)
化為等差數(shù)列
a1=1,a 11、n+1=3an+3n+1
考向三 [085] 由an與Sn的關(guān)系求通項(xiàng)an
已知下面數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn,求{an}的通項(xiàng)公式:
(1)Sn=2n2-3n;
(2)Sn=3n+b.(b為常數(shù))
【思路點(diǎn)撥】 先分n=1和n≥2兩類分別求{an},再驗(yàn)證a1是否滿足an(n≥2).
【嘗試解答】 (1)a1=S1=2-3=-1,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1
=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,
由于a1也適合此等式,∴an=4n-5.
(2)a1=S1=3+b,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1
=(3n+b)-(3n-1 12、+b)=2·3n-1.
當(dāng)b=-1時(shí),a1適合此等式.
當(dāng)b≠-1時(shí),a1不適合此等式.
∴當(dāng)b=-1時(shí),an=2·3n-1;
當(dāng)b≠-1時(shí),an=
規(guī)律方法3 已知Sn求an時(shí)的三個(gè)注意點(diǎn),(1)重視分類討論思想的應(yīng)用,分n=1和n≥2兩種情況討論;特別注意an=Sn-Sn-1中需n≥2.
(2)由Sn-Sn-1=an推得an,當(dāng)n=1時(shí),a1也適合“an式”,則需統(tǒng)一“合寫” .
(3)由Sn-Sn-1=an推得an,當(dāng)n=1時(shí),a1不適合“an式”,則數(shù)列的通項(xiàng)公式應(yīng)分段表示(“分寫”),即an=
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 若Sn滿足的條件變?yōu)槿缦滦问?,則又如何求an?
(1)Sn=n 13、2+n+1;
(2)log2(2+Sn)=n+1.
【解】 (1)①當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(n2+n+1)-[(n-1)2+(n-1)+1]=2n;
②當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3≠2×1,故a1=3不滿足an=2n.
∴an=
(2)∵log2(2+Sn)=n+1,
∴2+Sn=2n+1,即Sn=2n+1-2,
①當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(2n+1-2)-(2n-2)=2n,
②當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=22-2=2=21,
故a1=2滿足an=2n.
∴an=2n.
易錯(cuò)易誤之十 明確數(shù)列中項(xiàng)的特征,慎用函數(shù)思想解題
———— [1個(gè)示范例] 14、———— [1個(gè)防錯(cuò)練] ————
(2014·安陽(yáng)模擬)已知數(shù)列{an}中,an=n2-kn(n∈N*),且{an}單調(diào)遞增,則k的取值范圍是( )
A.(-∞,2] B.(-∞,3)
C.(-∞,2) D.(-∞,3]
【解析】 ∵an=n2-kn(n∈N*),且{an}單調(diào)遞增,
∴an+1-an>0對(duì)?n∈N*都成立,
此處在求解時(shí),常犯“an是關(guān)于n的二次函數(shù),若{an}單調(diào)遞增,則必有≤1,k≤2”的錯(cuò)誤.,出錯(cuò)的原因是忽視了數(shù)列作為函數(shù)的特殊性即自變量是正整數(shù).
又an+1-an=(n+1)2-k(n+1)-n2+kn=2n+1-k,
所 15、以由2n+1-k>0,即k<2n+1恒成立可知
k<(2n+1)min=3.
【防范措施】 1.明確函數(shù)單調(diào)性與數(shù)列單調(diào)性的關(guān)系,(1)若數(shù)列所對(duì)應(yīng)的函數(shù)是單調(diào)的,則該數(shù)列一定單調(diào).
(2)若數(shù)列是單調(diào)的,其對(duì)應(yīng)的函數(shù)未必單調(diào),原因是數(shù)列是定義在n∈N*上的特殊函數(shù).
2.數(shù)列單調(diào)性的判斷,一般通過(guò)比較an+1與an的大小來(lái)判斷:,若an+1>an,則該數(shù)列為遞增數(shù)列;若an+1<an,則該數(shù)列為遞減數(shù)列.
(2014·濟(jì)南模擬)已知{an}是遞增數(shù)列,且對(duì)于任意的n∈N*,an=n2+λn恒成立,則實(shí)數(shù)λ的取值范圍是________.
【解析】 法一 (定義法)因?yàn)閧an}是遞增 16、數(shù)列,故對(duì)任意的n∈N*,都有an+1>an,即(n+1)2+λ(n+1)>n2+λn,整理,得2n+1+λ>0,即λ>-(2n+1).(*)
因?yàn)閚≥1,故-(2n+1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.
法二 (函數(shù)法)設(shè)f(n)=an=n2+λn,其對(duì)稱軸為n=-,要使數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,只需滿足n=-<即可,即λ>-3.
【答案】 (-3,+∞)
第二節(jié) 等差數(shù)列
[考情展望] 1.運(yùn)用基本量法求解等差數(shù)列的基本量問(wèn)題.2.在解答題中對(duì)所求結(jié)論的運(yùn)算進(jìn)行等差數(shù)列的判斷與證明.3.在具體情景中能識(shí)別具有等差關(guān)系的數(shù)列,并會(huì)用等差數(shù)的性質(zhì)解決相應(yīng)問(wèn)題.
一、 17、等差數(shù)列
1.定義:an+1-an=d(常數(shù))(n∈N*).
2.通項(xiàng)公式:an=a1+(n-1)d,an=am+(n-m)d.
3.前n項(xiàng)和公式:Sn=na1+=.
4.a(chǎn)、b的等差中項(xiàng)A=.
證明{an}為等差數(shù)列的方法:
(1)用定義證明:an-an-1=d(d為常數(shù),n≥2)?{an}為等差數(shù)列;
(2)用等差中項(xiàng)證明:2an+1=an+an+2?{an}為等差數(shù)列;
(3)通項(xiàng)法:an為n的一次函數(shù)?{an}為等差數(shù)列;
(4)前n項(xiàng)和法:Sn=An2+Bn或Sn=.
二、等差數(shù)列的性質(zhì)
已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和.
(1)若m、n、p 18、、q、k是正整數(shù),且m+n=p+q=2k,
則am+an=ap+aq=2ak.
(2)am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等差數(shù)列,公差為kd.
(3)數(shù)列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…,也是等差數(shù)列.
等差數(shù)列的性質(zhì)
(1)項(xiàng)的性質(zhì):在等差數(shù)列{an}中,am-an=(m-n)d?=d(m≠n),其幾何意義是點(diǎn)(n,an),(m,am)所在直線的斜率等于等差數(shù)列的公差.
(2)和的性質(zhì):在等差數(shù)列{an}中,Sn為其前n項(xiàng)和,則
①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1)
②S2n-1=(2n-1)an.
③n為偶數(shù)時(shí),S偶-S奇=d;n為 19、奇數(shù)時(shí),S奇-S偶=a中.
1.在等差數(shù)列{an}中,a2=2,a3=4,則a10=( )
A.12 B.14
C.16 D.18
【解析】 由題意,公差d=a3-a2=2,
∴a10=a2+8d=2+8×2=18.
【答案】 D
2.在等差數(shù)列{an}中,a2=1,a4=5,則{an}的前5項(xiàng)和S5=( )
A.7 B.15
C.20 D.25
【解析】 ∵a2=1,a4=5,∴S5====15.
【答案】 B
3.設(shè){an}為等差數(shù)列,公差d=-2,Sn為其前n項(xiàng)和,若S10=S11,則a1=( )
A.18 B. 20、20
C.22 D.24
【解析】 由S10=S11得10a1+×(-2)=11a1+×(-2),解得a1=20.
【答案】 B
4.已知遞增的等差數(shù)列{an}滿足a1=1,a3=a-4,則an=________.
【解析】 設(shè)等差數(shù)列公差為d,則由a3=a-4,得1+2d=(1+d)2-4,
∴d2=4,∴d=±2.由于該數(shù)列為遞增數(shù)列,∴d=2.
∴an=1+(n-1)×2=2n-1.
【答案】 2n-1
5.(2013·重慶高考)若2,a,b,c,9成等差數(shù)列,則c-a=________.
【解析】 由題意得該等差數(shù)列的公式d==,
所以c-a=2d=. 21、
【答案】
6.(2013·廣東高考)在等差數(shù)列{an}中,已知a3+a8=10,則3a5+a7=________.
【解析】 法一 a3+a8=2a1+9d=10,3a5+a7=4a1+18d=2(2a1+9d)=2×10=20.
法二 a3+a8=2a3+5d=10,3a5+a7=4a3+10d=2(2a3+5d)=2×10=20.
【答案】 20
考向一 [086] 等差數(shù)列的判定與證明
在數(shù)列{an}中,a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2,且n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(2)設(shè)bn=(n∈N*),證明:{bn}是等差數(shù)列.
【思路點(diǎn)撥 22、】 (1)分別令n=2,3求a2,a3的值.
(2)用定義法,證明bn+1-bn為常數(shù)便可.
【嘗試解答】 (1)∵a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2).
∴a2=2a1+4+3=-6+4+3=1.
a3=2a2+23+3=13.
(2)證明:對(duì)于任意n∈N*,
∵bn+1-bn=-=[(an+1-2an)-3]=[(2n+1+3)-3]=1,
∴數(shù)列{bn}是首項(xiàng)為==0,公差為1的等差數(shù)列.
規(guī)律方法1 用定義證明等差數(shù)列時(shí),常采用的兩個(gè)式子an+1-an=d和an-an-1=d,但它們的意義不同,后者必須加上“n≥2”,否則n=1時(shí),a0無(wú)定義.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 23、(1)已知數(shù)列{an}中,a1=1,=+,則a10=________.
(2)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2),a1=.
①求證:是等差數(shù)列;
②求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
【解析】 (1)由已知-=,數(shù)列是公差為的等差數(shù)列,又∵a1=1,∴=+(n-1)=.
∴==4,∴a10=.
【答案】
(2)①證明 ∵an=Sn-Sn-1(n≥2),
又an=-2Sn·Sn-1,
∴Sn-1-Sn=2Sn·Sn-1,Sn≠0,
∴-=2(n≥2).
又==2,
故數(shù)列是以2為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列.
②由①知=+(n-1)d= 24、2+(n-1)×2=2n,
∴Sn=.當(dāng)n≥2時(shí),有an=-2Sn×Sn-1=-,
又∵a1=,不適合上式,
∴an=
考向二 [087] 等差數(shù)列的基本運(yùn)算
(1)(2013·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,則m=( )
A.3 B.4
C.5 D.6
(2)(2013·四川高考)在等差數(shù)列{an}中,a1+a3=8,且a4為a2和a9的等比中項(xiàng),求數(shù)列{an}的首項(xiàng)、公差及前n項(xiàng)和.
【思路點(diǎn)撥】 (1)先由Sm-1,Sm,Sm+1間的關(guān)系求得am和am+1,進(jìn)而求得公差d,然后借助S 25、m及am求得a1及m的值.
(2)先建立首項(xiàng)a1及公差d的方程組,解出a1,d后求Sn便可.
【嘗試解答】 (1)∵{an}是等差數(shù)列,Sm-1=-2,Sm=0,
∴am=Sm-Sm-1=2.
∵Sm+1=3,∴am+1=Sm+1-Sm=3,
∴d=am+1-am=1.
又Sm===0,
∴a1=-2,∴am=-2+(m-1)·1=2,∴m=5.
【答案】 C
(2)設(shè)該數(shù)列的公差為d,前n項(xiàng)和為Sn.由已知可得.
2a1+2d=8,(a1+3d)2=(a1+d)(a1+8d),
所以a1+d=4,d(d-3a1)=0,
解得a1=4,d=0或a1=1,d=3,即數(shù)列{ 26、an}的首項(xiàng)為4,公差為0,或首項(xiàng)為1,公差為3.
所以數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=4n或Sn=.
規(guī)律方法2 1.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式,共涉及五個(gè)量a1,an,d,n,Sn,知三求二,體現(xiàn)了方程思想的應(yīng)用.
2.數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式在解題中起到變量代換作用,而a1和d是等差數(shù)列的兩個(gè)基本量,用它們表示已知和未知是常用方法,稱為基本量法.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 已知等差數(shù)列{an}中,a1=1,a3=-3.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{an}的前k項(xiàng)和Sk=-35,求k的值.
【解】 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,由a1=1,a3=-3,
得1+2d 27、=-3,∴d=-2.
從而an=1+(n-1)×(-2)=3-2n.
(2)由(1)知an=3-2n,∴Sn==2n-n2,
由Sk=-35得2k-k2=-35,
即k2-2k-35=0,
解得k=7或k=-5,
又k∈N*,故k=7.
考向三 [088] 等差數(shù)列的性質(zhì)及應(yīng)用
(1)(2012·遼寧高考)在等差數(shù)列{an}中,已知a4+a8=16,則該數(shù)列前11項(xiàng)和S11=( )
A.58 B.88
C.143 D.176
(2)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知前6項(xiàng)和為36,最后6項(xiàng)的和為180,Sn=324(n>6),求數(shù)列{an}的項(xiàng) 28、數(shù)及a9+a10.
【思路點(diǎn)撥】 (1)a4+a8=a1+a11,直接套用S11=求解.
(2)利用倒序相加法求和得n,利用等差數(shù)列的性質(zhì)求a9+a10.
【嘗試解答】 (1)S11===88.
【答案】 B
(2)由題意知a1+a2+…+a6=36,①
an+an-1+an-2+…+an-5=180,②
①+②得
(a1+an)+(a2+an-1)+…+(a6+an-5)=6(a1+an)=216,
∴a1+an=36,
又Sn==324,
∴18n=324,∴n=18.
由a1+an=36,n=18.
∴a1+a18=36,從而a9+a10=a1+a18=36.
29、
規(guī)律方法3 1.在等差數(shù)列{an}中,若m+n=p+q=2k,則am+an=ap+aq=2ak是常用的性質(zhì),本例(1)、(2)都用到了這個(gè)性質(zhì).
2.掌握等差數(shù)列的性質(zhì),悉心研究每個(gè)性質(zhì)的使用條件及應(yīng)用方法,認(rèn)真分析項(xiàng)數(shù)、序號(hào)、項(xiàng)的值的特征,這是解題的突破口.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)已知等差數(shù)列{an}的公差為2,項(xiàng)數(shù)是偶數(shù),所有奇數(shù)項(xiàng)之和為15,所有偶數(shù)項(xiàng)之和為25,則這個(gè)數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為( )
A.10 B.20
C.30 D.40
(2)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S10=10,S20=30,則S30=________.
【解析】 (1)設(shè)這個(gè)數(shù)列有2 30、n項(xiàng),則由等差數(shù)列的性質(zhì)可知:偶數(shù)項(xiàng)之和減去奇數(shù)項(xiàng)之和等于nd,即25-15=2n,故2n=10,即數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為10.
(2)∵S10,S20-S10,S30-S20成等差數(shù)列,
且S10=10,S20=30,S20-S10=20,
∴S30-30=10+2×10=30,
∴S30=60.
【答案】 (1)A (2)60
考向四 [089] 等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值
在等差數(shù)列{an}中,已知a1=20,前n項(xiàng)和為Sn,且S10=S15,求當(dāng)n取何值時(shí),Sn取得最大值,并求出它的最大值.
【思路點(diǎn)撥】 由a1=20及S10=S15可求得d,進(jìn)而求得通項(xiàng),由通項(xiàng)得到此數(shù)列前多少項(xiàng) 31、為正,或利用等差數(shù)列的性質(zhì),判斷出數(shù)列從第幾項(xiàng)開始變號(hào).
【嘗試解答】 法一 ∵a1=20,S10=S15,
∴10×20+d=15×20+d,
∴d=-.
∴an=20+(n-1)×=-n+.
令an≥0得n≤13,即當(dāng)n≤12時(shí),an>0;n≥14時(shí),an<0.
∴當(dāng)n=12或13時(shí),Sn取得最大值,且最大值為
S12=S13=12×20+×=130.
法二 同法一得d=-.
又由S10=S15,得a11+a12+a13+a14+a15=0.
∴5a13=0,即a13=0.
∴當(dāng)n=12或13時(shí),Sn有最大值,
且最大值為S12=S13=130.
規(guī)律方法4 求等 32、差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值常用的方法
(1)先求an,再利用求出其正負(fù)轉(zhuǎn)折項(xiàng),最后利用單調(diào)性確定最值.
(2)①利用性質(zhì)求出其正負(fù)轉(zhuǎn)折項(xiàng),便可求得前n項(xiàng)和的最值.②利用等差數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=An2+Bn(A,B為常數(shù))為二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求最值.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 已知{an}是一個(gè)等差數(shù)列,且a2=1,a5=-5.
(1)求{an}的通項(xiàng)an;
(2)求{an}前n項(xiàng)和Sn的最大值.
【解】 (1)設(shè){an}的公差為d,由已知條件
解出a1=3,d=-2,
所以an=a1+(n-1)d=-2n+5.
(2)Sn=na1+d=-n2+4n=4-(n-2)2,
所以n=2時(shí),S 33、n取到最大值4.
規(guī)范解答之八 等差數(shù)列的通項(xiàng)與求和問(wèn)題
——— [1個(gè)示范例] ————[1個(gè)規(guī)范練] ————
(12分)(2013·浙江高考)在公差為d的等差數(shù)列{an}中,已知a1=10,且a1,2a2+2,5a3成等比數(shù)列.
(1)求d,an;
(2)若d<0,求|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|.
【規(guī)范解答】 (1)由題意得,a1·5a3=(2a2+2)2,由a1=10,{an}為公差為d的等差數(shù)列得,d2-3d-4=0,2分
解得d=-1或d=4.3分
所以an=-n+11(n∈N*)或an=4n+6(n∈N*).5分
(2)設(shè)數(shù)列{an}的前n 34、項(xiàng)和為Sn.
因?yàn)閐<0,由(1)得d=-1,an=-n+11,6分
所以當(dāng)n≤11時(shí),|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|=Sn=-n2+n;8分
當(dāng)n≥12時(shí),|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|=-Sn+2S11=n2-n+110.10分
綜上所述,
|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|
=12分
【名師寄語(yǔ)】 1.涉及求數(shù)列{|an|}前n項(xiàng)和的題目,其解題的關(guān)鍵是找到數(shù)列{an}的正負(fù)界點(diǎn),因此借助絕對(duì)值的性質(zhì),去掉絕對(duì)值符號(hào)是解題的著眼點(diǎn).
2.要正確區(qū)分“|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|”與“a1+a2+a3+…+an”的差異,明確兩者 35、間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,切忌邏輯混亂.
(2012·湖北高考)已知等差數(shù)列{an}前三項(xiàng)的和為-3,前三項(xiàng)的積為8.
(1)求等差數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若a2,a3,a1成等比數(shù)列,求數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和.
【解】 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,易求a2=-1,
則a3=a2+d,a1=a2-d,
由題意得
解之得或
所以由等差數(shù)列通項(xiàng)公式可得
an=2-3(n-1)=-3n+5,或an=-4+3(n-1)=3n-7.
故an=-3n+5,或an=3n-7.
(2)當(dāng)an=-3n+5時(shí),a2,a3,a1分別為-1,-4,2,不成等比數(shù)列,不合題設(shè)條件.
當(dāng)a 36、n=3n-7時(shí),a2,a3,a1分別為-1,2,-4,成等比數(shù)列,滿足條件.
故|an|=|3n-7|=
記數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和為Sn.
當(dāng)n=1時(shí),S1=|a1|=4;
當(dāng)n=2時(shí),S2=|a1|+|a2|=5.
當(dāng)n≥3時(shí),Sn=S2+|a3|+|a4|+…+|an|
=5+(3×3-7)+(3×4-7)+…+(3n-7)
=5+=n2-n+10.
當(dāng)n=2時(shí),滿足此式.
綜上,Sn=
第三節(jié) 等比數(shù)列
[考情展望] 1.運(yùn)用基本量法求解等比數(shù)列問(wèn)題.2.以等比數(shù)列的定義及等比中項(xiàng)為背景,考查等比數(shù)列的判定.3.客觀題以等比數(shù)列的性質(zhì)及基本量的運(yùn)算為主 37、,突出“小而巧”的特點(diǎn),解答題注重函數(shù)與方程、分類討論等思想的綜合應(yīng)用.
一、等比數(shù)列
證明{an}是等比數(shù)列的兩種常用方法
(1)定義法:若=q(q為非零常數(shù)且n≥2且n∈N*),則{an}是等比數(shù)列.
(2)中項(xiàng)公式法:在數(shù)列{an}中,an≠0且a=an·an+2(n∈N*),則數(shù)列{an}是等比數(shù)列.
二、等比數(shù)列的性質(zhì)
1.對(duì)任意的正整數(shù)m、n、p、q,若m+n=p+q=2k,則am·an=ap·aq=a.
2.通項(xiàng)公式的推廣:an=amqn-m(m,n∈N*)
3.公比不為-1的等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等 38、比數(shù)列,其公比為qn;當(dāng)公比為-1時(shí),Sn,S2n-Sn,S3n-S2n不一定構(gòu)成等比數(shù)列.
4.若數(shù)列{an},{bn}(項(xiàng)數(shù)相同)是等比數(shù)列,則{λan},,{a},{an·bn},(λ≠0)仍是等比數(shù)列.
等比數(shù)列的單調(diào)性
單調(diào)遞增
a1>0,q>1或者a1<0,0<q<1
單調(diào)遞減
a1>0,0<q<1或者a1<0,q>1
常數(shù)數(shù)列
a1≠0,q=1
擺動(dòng)數(shù)列
q<0
1.已知{an}是等比數(shù)列,a2=2,a5=,則公比q等于( )
A.- B.-2
C.2 D.
【解析】 由題意知:q3==,∴q=.
【答案】 D
2.設(shè)S 39、n為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,8a2+a5=0,則=( )
A.-11 B.-8
C.5 D.11
【解析】 8a2+a5=0,得8a2=-a2q3,又a2≠0,∴q=-2,則S5=11a1,S2=-a1,∴=-11.
【答案】 A
3.公比為2的等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)都是正數(shù),且a3a11=16,則log2a10=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】 由題意a=a3a11=16,且a7>0,∴a7=4,
∴a10=a7·q3=4×23=25,從而log2a10=5.
【答案】 B
4.在等比數(shù)列{an}中,若公比q=4,且前3項(xiàng) 40、之和等于21,則該數(shù)列的通項(xiàng)公式an=________.
【解析】 ∵S3=21,q=4,∴=21,∴a1=1,
∴an=4n-1.
【答案】 4n-1
5.(2013·大綱全國(guó)卷)已知數(shù)列{an}滿足3an+1+an=0,a2=-,則{an}的前10項(xiàng)和等于( )
A.-6(1-3-10) B.(1-310)
C.3(1-3-10) D.3(1+3-10)
【解析】 由3an+1+an=0,得=-,故數(shù)列{an}是公比q=-的等比數(shù)列.又a2=-,可得a1=4.所以S10==3(1-3-10).
【答案】 C
6.(2013·江西高考)等比數(shù)列x,3x+3, 41、6x+6,…的第四項(xiàng)等于( )
A.-24 B.0
C.12 D.24
【解析】 由題意知(3x+3)2=x(6x+6),即x2+4x+3=0,解得x=-3或x=-1(舍去),所以等比數(shù)列的前3項(xiàng)是-3,-6,-12,則第四項(xiàng)為-24.
【答案】 A
考向一 [090] 等比數(shù)列的基本運(yùn)算
(1)(2013·北京高考)若等比數(shù)列{an}滿足a2+a4=20,a3+a5=40,則公比q=______;前n項(xiàng)和Sn=________.
(2)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知S1,S3,S2成等差數(shù)列.
①求{an}的公比q;②若a1-a3=3,求Sn.
【思 42、路點(diǎn)撥】 建立關(guān)于a1與公比q的方程,求出基本量a1和公比,代入等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與求和公式.
【嘗試解答】 (1)設(shè)出等比數(shù)列的公比,利用已知條件建立關(guān)于公比的方程求出公比,再利用前n項(xiàng)和公式求Sn.
設(shè)等比數(shù)例{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q,則:
由a2+a4=20得a1q(1+q2)=20.①
由a3+a5=40得a1q2(1+q2)=40.②
由①②解得q=2,a1=2.
故Sn===2n+1-2.
【答案】 2,2n+1-2
(2)①∵S1,S3,S2成等差數(shù)列,
∴a1+(a1+a1q)=2(a1+a1q+a1q2).
由于a1≠0,故2q2+q=0,又q≠0, 43、從而q=-.
②由已知可得a1-a1(-)2=3,故a1=4,
從而Sn==.
規(guī)律方法1 1.等比數(shù)列基本量的運(yùn)算是等比數(shù)列中的一類基本問(wèn)題,數(shù)列中有五個(gè)量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,體現(xiàn)了方程思想的應(yīng)用.
2.在使用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí),應(yīng)根據(jù)公比q的情況進(jìn)行分類討論,此外在運(yùn)算過(guò)程中,還應(yīng)善于運(yùn)用整體代換思想簡(jiǎn)化運(yùn)算.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)(2012·遼寧高考)已知等比數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,且a=a10,2(an+an+2)=5an+1,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
(2)(2014·晉州模擬)已知數(shù)列{an}是公差不為零的等差數(shù)列, 44、a1=2,且a2,a4,a8成等比數(shù)列.
①求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
②求數(shù)列{3an}的前n項(xiàng)和.
【解析】 (1)設(shè)數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q,
∵a=a10,2(an+an+2)=5an+1.
∴
由①得a1=q;由②知q=2或q=,
又?jǐn)?shù)列{an}為遞增數(shù)列,∴a1=q=2,從而an=2n.
【答案】 2n
(2)①設(shè)數(shù)列{an}的公差為d(d≠0),由題意得
a=a2·a8,即(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d).
又a1=2,所以d=2或d=0(舍去).
∴an=2n.
②由①可知3an=32n=9n.
故數(shù)列{3an}的前n項(xiàng)和為=( 45、9n-1)
考向二 [091] 等比數(shù)列的判定與證明
(2014·荊州模擬)成等差數(shù)列的三個(gè)正數(shù)的和等于15,并且這三個(gè)數(shù)分別加上2、5、13后成為等比數(shù)列{bn}中的b3、b4、b5.
(1)求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,求證:數(shù)列是等比數(shù)列.
【思路點(diǎn)撥】 正確設(shè)出等差數(shù)列的三個(gè)正數(shù),利用等比數(shù)列的性質(zhì)解出公差d,從而求出數(shù)列{bn}的首項(xiàng)、公比;利用等比數(shù)列的定義可解決第(2)問(wèn).
【嘗試解答】 (1)設(shè)成等差數(shù)列的三個(gè)正數(shù)分別為a-d,a,a+d.
依題意,得a-d+a+a+d=15,解得a=5.
所以{bn}中的b3,b4,b5依次 46、為7-d,10,18+d.
依題意,(7-d)(18+d)=100,
解之得d=2或d=-13(舍去),
∴b3=5,公比q=2,因此b1=.
故bn=·2n-1=5·2n-3.
(2)證明 由(1)知b1=,公比q=2,
∴Sn==5·2n-2-,
則Sn+=5·2n-2,
因此S1+=,==2(n≥2).
∴數(shù)列{Sn+}是以為首項(xiàng),公比為2的等比數(shù)列.
規(guī)律方法2 1.本題求解常見(jiàn)的錯(cuò)誤:(1)計(jì)算失誤,不注意對(duì)方程的根(公差d)的符號(hào)進(jìn)行判斷;(2)不能靈活運(yùn)用數(shù)列的性質(zhì)簡(jiǎn)化運(yùn)算.
2.要判定一個(gè)數(shù)列不是等比數(shù)列,則只需判定其任意的連續(xù)三項(xiàng)不成等比即可.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn) 47、練 (1)在正項(xiàng)數(shù)列{an}中,a1=2,點(diǎn)(,)(n≥2)在直線x-y=0上,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=________.
(2)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若an+Sn=n,cn=an-1,求證:數(shù)列{cn}是等比數(shù)列,并求{an}的通項(xiàng)公式.
【解析】 (1)由題意知-=0,
∴an=2an-1(n≥2),
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列.
∴Sn===2n+1-2.
【答案】 2n+1-2
(2)證明 ∵an+Sn=n,∴a1+S1=1,得a1=,
∴c1=a1-1=-.
又an+1+Sn+1=n+1,an+Sn=n,
∴2an+1-an=1,即 48、2(an+1-1)=an-1.
又∵a1-1=-,∴=,即=,
∴數(shù)列{cn}是以-為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列.
則cn=-×n-1=-n,
∴{an}的通項(xiàng)公式an=cn+1=1-n.
考向三 [092] 等比數(shù)列的性質(zhì)及應(yīng)用
(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S6∶S3=1∶2,則S9∶S3等于( )
A.1∶2 B.2∶3
C.3∶4 D.1∶3
(2)(2014·衡水模擬)在等比數(shù)列{an}中,若a7+a8+a9+a10=,a8a9=-,則+++=________.
【思路點(diǎn)撥】 (1)借助S3,S6-S3,S9-S6成等比求解.
(2) 49、應(yīng)用等比數(shù)列的性質(zhì)a7a10=a8a9求解.
【嘗試解答】 (1)由等比數(shù)列的性質(zhì):S3、S6-S3、S9-S6仍成等比數(shù)列,于是(S6-S3)2=S3·(S9-S6),
將S6=S3代入得=.
(2)法一 a7+a8+a9+a10=,a8a9=a7a10=-,
∴+++
=
=
===-.
法二 由題意可知
①÷②得=-,
即+++=-,
∴+++=-,
所以+++=-.
【答案】 (1)C (2)-
規(guī)律方法3 在解決等比數(shù)列的有關(guān)問(wèn)題時(shí),要充分挖掘隱含條件,利用性質(zhì),特別是“若m+n=p+q,則am·an=ap·aq”,可以減少運(yùn)算量,提高解題速度.
對(duì) 50、點(diǎn)訓(xùn)練 (1)(2012·課標(biāo)全國(guó)卷)已知{an}為等比數(shù)列,a4+a7=2,a5a6=-8,則a1+a10=( )
A.7 B.5
C.-5 D.-7
(2)(2014·大連模擬)已知等比數(shù)列{an}滿足an>0,n=1,2,…,且a5·a2n-5=22n(n≥3),則log2a1+log2a3+…+log2a2n-1等于( )
A.n(2n-1) B.(n+1)2
C.n2 D.(n-1)2
【解析】 (1)由于a5·a6=a4·a7=-8,a4+a7=2,
∴a4,a7是方程x2-2x-8=0的兩根,
解之得a4=4,a7=-2或a 51、4=-2,a7=4.
∴q3=-或q3=-2.
當(dāng)q3=-時(shí),a1+a10=+a7·q3=4×(-2)+(-2)×(-)=-7,
當(dāng)q3=-2時(shí),a1+a10=+a7·q3=+4×(-2)=-7.
(2)∵a5·a2n-5=a=22n,且an>0,
∴an=2n,
∵a2n-1=22n-1,
∴l(xiāng)og2a2n-1=2n-1,
∴l(xiāng)og2a1+log2a3+…+log2a2n-1=1+3+5+…+(2n-1)
==n2.
【答案】 (1)D (2)C
思想方法之十三 分類討論思想在等比數(shù)列求和中的應(yīng)用
分類討論的實(shí)質(zhì)是將整體化為部分來(lái)解決.其求解原則是不復(fù)重,不遺 52、漏,討論的方法是逐類進(jìn)行.
在數(shù)列的學(xué)習(xí)中,也有多處知識(shí)涉及到分類討論思想 ,具體如下所示:
(1)前n項(xiàng)和Sn與其通項(xiàng)an的關(guān)系:an=
(2)等比數(shù)列的公比q是否為1;
(3)在利用公式Sn求和時(shí),數(shù)列的項(xiàng)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)還是奇數(shù)等等.
求解以上問(wèn)題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)討論的切入點(diǎn),分類求解.
——— [1個(gè)示范例] ———— [1個(gè)對(duì)點(diǎn)練] ————
(2013·天津高考)已知首項(xiàng)為的等比數(shù)列{an}不是遞減數(shù)列,其前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*),且S3+a3,S5+a5,S4+a4成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)Tn=Sn-(n∈N*),求數(shù)列{Tn}的最大 53、項(xiàng)的值與最小項(xiàng)的值.
【解】 (1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
因?yàn)镾3+a3,S5+a5,S4+a4成等差數(shù)列,
所以S5+a5-S3-a3=S4+a4-S5-a5,
即4a5=a3,于是q2==.
又{an}不是遞減數(shù)列且a1=,所以q=-.
故等比數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為
an=×n-1=(-1)n-1·.
(2)由(1)得Sn=1-n=
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),Sn隨n的增大而減小,所以1<Sn≤S1=,故0<Sn-≤S1-=-=.
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),Sn隨n的增大而增大,所以=S2≤Sn<1,故0>Sn-≥S2-=-=-.
所以數(shù)列{Tn}最大項(xiàng)的值為,最小項(xiàng)的值為-.
54、
(2014·青島模擬)已知數(shù)列{dn}滿足dn=n,等比數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,且a=a10,2(an+an+2)=5an+1,n∈N*.
(1)求an;
(2)令cn=1-(-1)nan,不等式ck≥2014(1≤k≤100,k∈N*)的解集為M,求所有dk+ak(k∈M)的和.
【解】 (1)設(shè){an}的首項(xiàng)為a1,公比為q,所以(a1q4)2=a1q9,解得a1=q,
又因?yàn)?(an+an+2)=5an+1,所以2(an+anq2)=5anq,
則2(1+q2)=5q,2q2-5q+2=0,解得q=(舍)或q=2,所以an=2×2n-1=2n.
(2)cn=1-(-1)na 55、n=1-(-2)n,dn=n,
當(dāng)n為偶數(shù),cn=1-2n≥2 014,即2n≤-2 013,不成立;
當(dāng)n為奇數(shù),cn=1+2n≥2 014,即2n≥2 013,
因?yàn)?10=1 024,211=2 048,所以n=2m+1,5≤m≤49,
則{dk}組成首項(xiàng)為11,公差為2的等差數(shù)列,
{ak}(k∈M)組成首項(xiàng)為211,公比為4的等比數(shù)列,
則所有dk+ak(k∈M)的和為
+=2 475+=.
第四節(jié) 數(shù)列求和
[考情展望] 1.考查等差、等比數(shù)列的求和.2.以數(shù)列求和為載體,考查數(shù)列求和的各種方法和技巧.
一、公式法與分組求和法
1.公式法
直接利用等差數(shù) 56、列、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式求和
(1)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式:
Sn==na1+d;
(2)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式:
Sn=
2.分組求和法
一個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式是由若干個(gè)等差數(shù)列或等比數(shù)列或可求和的數(shù)列組成,則求和時(shí)可用分組求和法,分別求和而后相加減.
二、錯(cuò)位相減法
如果一個(gè)數(shù)列的各項(xiàng)是由一個(gè)等差數(shù)列和一個(gè)等比數(shù)列的對(duì)應(yīng)項(xiàng)之積構(gòu)成的,這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和可用錯(cuò)位相減法.
三、裂項(xiàng)相消法
把數(shù)列的通項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差,在求和時(shí)中間的一些項(xiàng)可以相互抵消,從而求得其和.
常用的拆項(xiàng)方法
(1)=
(2)=(-)
(3)=
(4)=
四、倒序相加法和并項(xiàng)求和法
1 57、.倒序相加法
如果一個(gè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)中首末兩端等“距離”的兩項(xiàng)的和相等或等于同一個(gè)常數(shù),那么求這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和即可用倒序相加法,如等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式即是用此法推導(dǎo)的.
2.并項(xiàng)求和法
一個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和中,可兩兩結(jié)合求解,則稱之為并項(xiàng)求和.形如an=(-1)nf(n)類型,可采用兩項(xiàng)合并求解.
例如,Sn=1002-992+982-972+…+22-12
=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.
1.等差數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+1,其前n項(xiàng)的和為Sn,則數(shù)列的前10項(xiàng)的和為( )
A.120 B.70
C.7 58、5 D.100
【解析】 ∵Sn==n(n+2),∴=n+2.
∴數(shù)列前10項(xiàng)的和為:(1+2+…+10)+20=75.
【答案】 C
2.?dāng)?shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=,前n項(xiàng)和為9,則n等于( )
A.9 B.99
C.10 D.100
【解析】 ∵an==-,
又a1+a2+…+an
=-(1-+-+…+-)
=-1=9,
∴n=99.
【答案】 B
3.若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=(-1)n(3n-2),則a1+a2+…+a10=( )
A.15 B.12
C.-12 D.-15
【解析】 ∵an=(-1)n(3n 59、-2),
∴a1+a2+…+a10=(-1+4)+(-7+10)+…+(-25+28)=3×5=15.
【答案】 A
4.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a5=5,S5=15,則數(shù)列的前100項(xiàng)和為( )
A. B.
C. D.
【解析】 設(shè)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d.
∵a5=5,S5=15,
∴∴
∴an=a1+(n-1)d=n.
∴==-,
∴數(shù)列的前100項(xiàng)和為1-+-+…+-=1-=.
【答案】 A
5.(2013·遼寧高考)已知等比數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,Sn是{an}的前n項(xiàng)和.若a1,a3是方程x2-5x+4=0的兩 60、個(gè)根,則S6=________.
【解析】 因?yàn)閍1,a3是方程x2-5x+4=0的兩個(gè)根,且數(shù)列{an}是遞增的等比數(shù)列,所以a1=1,a3=4,q=2,所以S6==63.
【答案】 63
6.(2013·重慶高考)已知{an}是等差數(shù)列,a1=1,公差d≠0,Sn為其前n項(xiàng)和,若a1,a2,a5成等比數(shù)列,則S8=________.
【解析】 借助等比中項(xiàng)及等差數(shù)列的通項(xiàng)公式求出等差數(shù)列的公差后,再利用等差數(shù)列的求和公式直接求S8.
∵a1,a2,a5成等比數(shù)列,
∴a=a1a5
∴(1+d)2=1×(4d+1),
∴d2-2d=0,
∵d≠0,∴d=2.
∴S8=8 61、×1+×2=64.
【答案】 64
考向一 [093] 分組轉(zhuǎn)化求和
已知數(shù)列{an}滿足a1=1,且an=3an-1+2n-1(n≥2).
(1)證明{an+2n}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn.
【思路點(diǎn)撥】 (1)證明:=q(q為非零常數(shù))便可.
(2)求an的通項(xiàng)公式,分組求和求Sn.
【嘗試解答】 (1)證明:當(dāng)n≥2時(shí),由an=3an-1+2n-1,得==3.
又∵a1=1,∴a1+21=3
∴數(shù)列{an+2n}是首項(xiàng)為3,公比為3的等比數(shù)列.
(2)由(1)知an+2n=3n,∴an=3n-2n.
∴Sn=a1+a2+…+an=(3 62、1-21)+(32-22)+(33-23)+…+(3n-2n)=(31+32+33+…+3n)-(21+22+23+…+2n)=-=-2n+1+.
規(guī)律方法1 分組轉(zhuǎn)化法求和的常見(jiàn)類型
(1)若an=bn±cn,且{bn},{cn}為等差或等比數(shù)列,可采用分組求和法求{an}的前n項(xiàng)和.
(2)通項(xiàng)公式為an=的數(shù)列,其中數(shù)列{bn},{cn}是等比數(shù)列或等差數(shù)列,可采用分組求和法求和.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和,則S20等于( )
A.2 246 B.2 148
C.2 146 D.2 248
(2)若數(shù)列{ 63、an}的通項(xiàng)公式為an=2n+2n-1,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為( )
A.2n+n2-1 B.2n+1+n2-1
C.2n+1+n2-2 D.2n+n-2
【解析】 (1)S20=a1+a2+a3+a4+…+a20=(a1+a3+a5+…+a19)+(a2+a4+a6+…+a20)=(1+3+5+…+19)+(21+22+23+…+210)=+=100+211-2=2 146.
(2)Sn=(21+22+23+…+2n)+[1+3+5+…+(2n-1)]=+=2n+1+n2-2.
【答案】 (1)C (2)C
考向二 [094] 裂項(xiàng)相消法求和
(2013·課標(biāo)全 64、國(guó)卷Ⅰ)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足S3=0,S5=-5.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【思路點(diǎn)撥】 (1)結(jié)合等差數(shù)列的求和公式列出關(guān)于首項(xiàng)和公差的方程組求解;(2)裂項(xiàng)求和,但要注意裂項(xiàng)后的系數(shù).
【嘗試解答】 (1)設(shè){an}的公差為d,則Sn=na1+d.
由已知可得解得
故{an}的通項(xiàng)公式為an=2-n.
(2)由(1)知=
=,
從而數(shù)列的前n項(xiàng)和為
=.
規(guī)律方法2 1.本例第(2)問(wèn)在求解時(shí),常因“裂項(xiàng)”錯(cuò)誤,導(dǎo)致計(jì)算失誤.
2.利用裂項(xiàng)相消法求和應(yīng)注意以下兩點(diǎn)
(1)抵消后并不一定只剩下第一項(xiàng)和最后一項(xiàng),也 65、有可能前面剩兩項(xiàng),后面也剩兩項(xiàng);
(2)將通項(xiàng)裂項(xiàng)后,有時(shí)需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項(xiàng)之差和系數(shù)之積與原通項(xiàng)相等.如:若{an}是等差數(shù)列,則=,=.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 已知等差數(shù)列{an}中,a2=8,S6=66.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)設(shè)bn=,Tn=b1+b2+…+bn,求Tn.
【解】 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則
由題意得解之得
∴an=6+(n-1)·2=2n+4.
(2)bn===-,
∴Tn=++…+
=-=,
考向三 [095] 錯(cuò)位相減法求和
(2013·山東高考)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S4=4S2,a2 66、n=2an+1.
(1) 求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{bn}滿足++…+=1-,n∈N*,求{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
【思路點(diǎn)撥】 (1)由于已知{an}是等差數(shù)列,因此可考慮用基本量a1,d表示已知等式,進(jìn)而求出{an}的通項(xiàng)公式.
(2)先求出,進(jìn)而求出{bn}的通項(xiàng)公式,再用錯(cuò)位相減法求{bn}的前n項(xiàng)和.
【嘗試解答】 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d.
由S4=4S2,a2n=2an+1,得
解得
因此an=2n-1,n∈N*.
(2)由已知++…+=1-,n∈N*,
當(dāng)n=1時(shí),=;
當(dāng)n≥2時(shí),=1--=.
所以=,n∈N*.
由(1)知an=2n-1,n∈N*,
所以bn=,n∈N*.
所以Tn=+++…+,
Tn=++…++.
兩式相減,得
Tn=+-
=--,
所以Tn=3-.
規(guī)律方法3 1.正確認(rèn)識(shí)等式“”是求解本題的關(guān)鍵,其含義是數(shù)列的前n項(xiàng)的和.
2.一般地,如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{an·bn}的前n項(xiàng)和時(shí),可采用錯(cuò)位相減法.,3.用錯(cuò)位相減法求和時(shí),
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