



高中數(shù)學(xué)高考2018高考數(shù)學(xué)(文)大一輪復(fù)習(xí)習(xí)題 第五章 數(shù)列 Word版含答案
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這是一份高中數(shù)學(xué)高考2018高考數(shù)學(xué)(文)大一輪復(fù)習(xí)習(xí)題 第五章 數(shù)列 Word版含答案,共52頁(yè)。試卷主要包含了數(shù)列的有關(guān)概念,數(shù)列的表示方法,an與Sn的關(guān)系,數(shù)列的分類(lèi),∴滿足條件的n的值為7等內(nèi)容,歡迎下載使用。
?第五章數(shù) 列
第一節(jié)數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法
1.?dāng)?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
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)表示,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
2.?dāng)?shù)列的表示方法
列表法
列表格表示n與an的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖象法
把點(diǎn)(n,an)畫(huà)在平面直角坐標(biāo)系中
公式法
通項(xiàng)公式
把數(shù)列的通項(xiàng)使用公式表示的方法
遞推公式
使用初始值a1和an+1=f(an)或a1,a2和an+1=f(an,an-1)等表示數(shù)列的方法
3.a(chǎn)n與Sn的關(guān)系
若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,
則an=
4.?dāng)?shù)列的分類(lèi)
1.已知數(shù)列{an}的前4項(xiàng)為1,3,7,15,則數(shù)列{an}的一個(gè)通項(xiàng)公式為_(kāi)_______.
答案:an=2n-1(n∈N*)
2.已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=,則a5等于________.
答案:
3.(教材習(xí)題改編)已知函數(shù)f(x)=,設(shè)an=f(n)(n∈N*),則{an}是________數(shù)列(填“遞增”或“遞減”).
答案:遞增
1.?dāng)?shù)列是按一定“次序”排列的一列數(shù),一個(gè)數(shù)列不僅與構(gòu)成它的“數(shù)”有關(guān),而且還與這些“數(shù)”的排列順序有關(guān).
2.易混項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)的概念,數(shù)列的項(xiàng)是指數(shù)列中某一確定的數(shù),而項(xiàng)數(shù)是指數(shù)列的項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位置序號(hào).
3.在利用數(shù)列的前n項(xiàng)和求通項(xiàng)時(shí),往往容易忽略先求出a1,而是直接把數(shù)列的通項(xiàng)公式寫(xiě)成an=Sn-Sn-1的形式,但它只適用于n≥2的情形.
1.已知Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且Sn=n2+1,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是________.
答案:an=
2.?dāng)?shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=-n2+9n,則該數(shù)列第________項(xiàng)最大.
答案:4或5
1.已知n∈N*,給出4個(gè)表達(dá)式:①an=②an=,③an=,④an=.其中能作為數(shù)列:0,1,0,1,0,1,0,1,…的通項(xiàng)公式的是( )
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
解析:選A 檢驗(yàn)知①②③都是所給數(shù)列的通項(xiàng)公式.
2.根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng),寫(xiě)出各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)4,6,8,10,…;
(2)(易錯(cuò)題)-,,-,,…;
(3)a,b,a,b,a,b,…(其中a,b為實(shí)數(shù));
(4)9,99,999,9 999,….
解:(1)各數(shù)都是偶數(shù),且最小為4,所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式an=2(n+1),n∈N*.
(2)這個(gè)數(shù)列的前4項(xiàng)的絕對(duì)值都等于序號(hào)與序號(hào)加1的積的倒數(shù),且奇數(shù)項(xiàng)為負(fù),偶數(shù)項(xiàng)為正,所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式an=(-1)n×,n∈N*.
(3)這是一個(gè)擺動(dòng)數(shù)列,奇數(shù)項(xiàng)是a,偶數(shù)項(xiàng)是b,所以此數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式an=
(4)這個(gè)數(shù)列的前4項(xiàng)可以寫(xiě)成10-1,100-1,1 000-1,10 000-1,所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式an=10n-1,n∈N*.
由數(shù)列的前幾項(xiàng)求數(shù)列通項(xiàng)公式的策略
(1)根據(jù)所給數(shù)列的前幾項(xiàng)求其通項(xiàng)公式時(shí),需仔細(xì)觀察分析,抓住以下幾方面的特征,并對(duì)此進(jìn)行歸納、聯(lián)想,具體如下:
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.
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng)寫(xiě)出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式是利用不完全歸納法,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.如“題組練透”第2(2)題.
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.
解:(1)a1=S1=2-3=-1,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(2n2-3n)-=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+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=
已知Sn求an的 3個(gè)步驟
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替換Sn中的n得到一個(gè)新的關(guān)系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當(dāng)n≥2時(shí)an的表達(dá)式;
(3)對(duì)n=1時(shí)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),看是否符合n≥2時(shí)an的表達(dá)式,如果符合,則可以把數(shù)列的通項(xiàng)公式合寫(xiě);如果不符合,則應(yīng)該分n=1與n≥2兩段來(lái)寫(xiě).
已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.
(1)若Sn=(-1)n+1·n,求a5+a6及an;
(2)若Sn=3n+2n+1,求an.
解:(1)a5+a6=S6-S4=(-6)-(-4)=-2,
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=1;
當(dāng)n≥2時(shí),
an=Sn-Sn-1=(-1)n+1·n-(-1)n·(n-1)
=(-1)n+1·
=(-1)n+1·(2n-1),
又a1也適合此式,
所以an=(-1)n+1·(2n-1).
(2)因?yàn)楫?dāng)n=1時(shí),a1=S1=6;
當(dāng)n≥2時(shí),
an=Sn-Sn-1=(3n+2n+1)-
=2·3n-1+2,
由于a1不適合此式,
所以an=
遞推公式和通項(xiàng)公式是數(shù)列的兩種表示方法,它們都可以確定數(shù)列中的任意一項(xiàng),只是由遞推公式確定數(shù)列中的項(xiàng)時(shí),不如通項(xiàng)公式直接.
常見(jiàn)的命題角度有:
(1)形如an+1=anf(n),求an;
(2)形如an+1=an+f(n),求an;
(3)形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1),求an.
角度一:形如an+1=anf(n),求an
1.在數(shù)列{an}中,a1=1,an=an-1(n≥2),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:∵an=an-1(n≥2),
∴an-1=an-2,an-2=an-3,…,a2=a1.
以上(n-1)個(gè)式子相乘得
an=a1···…·==.
當(dāng)n=1時(shí),a1=1,上式也成立.∴an=(n∈N*).
角度二:形如an+1=an+f(n),求an
2.設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:由題意有a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n(n≥2).
以上各式相加,得an-a1=2+3+…+n==.
又∵a1=1,∴an=(n≥2).
∵當(dāng)n=1時(shí)也滿足此式,∴an=(n∈N*).
角度三:形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1),求an
3.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=3an+2,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),
∴=3,∴數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3,
又a1+1=2,∴an+1=2·3n-1,
∴an=2·3n-1-1(n∈N*).
典型的遞推數(shù)列及處理方法
遞推式
方 法
示 例
an+1=an+f(n)
疊加法
a1=1,an+1=an+2n
an+1=anf(n)
疊乘法
a1=1,=2n
an+1=Aan+B (A≠0,1,B≠0)
化為等比數(shù)列
a1=1,an+1=2an+1
根據(jù)下列條件,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(1)a1=1,an+1=an+2n;
(2)a1=,an=an-1(n≥2).
解:(1)由題意知an+1-an=2n,
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+2+1==2n-1.
(2)因?yàn)閍n=an-1(n≥2),
所以當(dāng)n≥2時(shí),=,
所以=,=,…,=,=,
以上n-1個(gè)式子相乘得··…··=··…··,
即=××2×1,所以an=.
當(dāng)n=1時(shí),a1==,也與已知a1=相符,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=.
一抓基礎(chǔ),多練小題做到眼疾手快
1.?dāng)?shù)列1,,,,,…的一個(gè)通項(xiàng)公式an=( )
A. B.
C. D.
解析:選B 由已知得,數(shù)列可寫(xiě)成,,,…,故通項(xiàng)為.
2.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=n2-2n+2,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=2n-3 B.a(chǎn)n=2n+3
C.a(chǎn)n= D.a(chǎn)n=
解析:選C 當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=1,當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2n-3,由于n=1時(shí)a1的值不適合n≥2的解析式,故通項(xiàng)公式為選項(xiàng)C.
3.若a1=,an=4an-1+1(n≥2),當(dāng)an>100時(shí),n的最小值為( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:選C 由a1=,an=4an-1+1(n≥2)得,
a2=4a1+1=4×+1=3,a3=4a2+1=4×3+1=13,
a4=4a3+1=4×13+1=53,a5=4a4+1=4×53+1=213>100.
4.(2016·肇慶三模)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an-an-1=n(n≥2),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
解析:由an-an-1=n得a2-a1=2,
a3-a2=3,a4-a3=4,…,an-an-1=n,
上面(n-1)個(gè)式子相加得
an=1+2+3+…+n=n(n+1).
又n=1時(shí)也滿足此式,
所以an=n(n+1).
答案:n(n+1)
5.(2017·南昌模擬)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sn+Sn-1=2n-1(n≥2),且S2=3,則a1+a3的值為_(kāi)_______.
解析:∵Sn+Sn-1=2n-1(n≥2),令n=2,
得S2+S1=3,由S2=3得a1=S1=0,
令n=3,得S3+S2=5,所以S3=2,
則a3=S3-S2=-1,所以a1+a3=0+(-1)=-1.
答案:-1
二保高考,全練題型做到高考達(dá)標(biāo)
1.?dāng)?shù)列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一個(gè)通項(xiàng)公式是an等于( )
A. B.cos
C.cosπ D.cosπ
解析:選D 令n=1,2,3,…,逐一驗(yàn)證四個(gè)選項(xiàng),易得D正確.
2.(2017·福建福州八中質(zhì)檢)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=a-2an+1(n∈N*),則a2 017=( )
A.1 B.0
C.2 017 D.-2 017
解析:選A ∵a1=1,∴a2=(a1-1)2=0,a3=(a2-1)2=1,a4=(a3-1)2=0,…,可知數(shù)列{an}是以2為周期的數(shù)列,∴a2 017=a1=1.
3.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2(an-1),則an=( )
A.2n B.2n-1
C.2n D.2n-1
解析:選C 當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=2(a1-1),可得a1=2,當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,∴an=2an-1,∴數(shù)列{an}為等比數(shù)列,公比為2,首項(xiàng)為2,所以an=2n.
4.設(shè)曲線f(x)=xn+1(n∈N*)在點(diǎn)(1,1)處的切線與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xn,則x1·x2·x3·x4·…·x2 017=( )
A. B.
C. D.
解析:選D 由f(x)=xn+1得f′(x)=(n+1)xn,切線方程為y-1=(n+1)(x-1),令y=0得xn=,故x1·x2·x3·x4·…·x2 017=××…×=.
5.(2017·衡水中學(xué)檢測(cè))若數(shù)列{an}滿足:a1=19,an+1=an-3(n∈N*),則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和數(shù)值最大時(shí),n的值為( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析:選B ∵a1=19,an+1-an=-3,
∴數(shù)列{an}是以19為首項(xiàng),-3為公差的等差數(shù)列,
∴an=19+(n-1)×(-3)=22-3n.
設(shè){an}的前k項(xiàng)和數(shù)值最大,
則有k∈N*,∴
∴≤k≤,
∵k∈N*,∴k=7.∴滿足條件的n的值為7.
6.在數(shù)列-1,0,,,…,,…中,0.08是它的第____________項(xiàng).
解析:令=0.08,得2n2-25n+50=0,
即(2n-5)(n-10)=0.
解得n=10或n=(舍去).
答案:10
7.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=a-1(n>1),則a2 017=________,|an+an+1|=________(n>1).
解析:由a1=1,an=a-1(n>1),得
a2=a-1=12-1=0,a3=a-1=02-1=-1,
a4=a-1=(-1)2-1=0,a5=a-1=02-1=-1,
由此可猜想當(dāng)n>1,n為奇數(shù)時(shí)an=-1,n為偶數(shù)時(shí)an=0,
∴a2 017=-1,|an+an+1|=1.
答案:-1 1
8.在一個(gè)數(shù)列中,如果?n∈N*,都有anan+1an+2=k(k為常數(shù)),那么這個(gè)數(shù)列叫做等積數(shù)列,k叫做這個(gè)數(shù)列的公積.已知數(shù)列{an}是等積數(shù)列,且a1=1,a2=2,公積為8,則a1+a2+a3+…+a12=________.
解析:依題意得數(shù)列{an}是周期為3的數(shù)列,且a1=1,a2=2,a3=4,因此a1+a2+a3+…+a12=4(a1+a2+a3)=4×(1+2+4)=28.
答案:28
9.已知Sn為正項(xiàng)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且滿足Sn=a+an(n∈N*).
(1)求a1,a2,a3,a4的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)由Sn=a+an(n∈N*),可得
a1=a+a1,解得a1=1;
S2=a1+a2=a+a2,解得a2=2;
同理,a3=3,a4=4.
(2)Sn=a+an,①
當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=a+an-1,②
①-②得(an-an-1-1)(an+an-1)=0.
由于an+an-1≠0,
所以an-an-1=1,
又由(1)知a1=1,
故數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列,故an=n.
10.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=n2+kn+4.
(1)若k=-5,則數(shù)列中有多少項(xiàng)是負(fù)數(shù)?n為何值時(shí),an有最小值?并求出最小值;
(2)對(duì)于n∈N*,都有an+1>an,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
解:(1)由n2-5n+40,a5-a1=15,a4-a2=6,則a3=________.
解析:∵a5-a1=15,a4-a2=6.
∴(q≠1)
兩式相除得=,即2q2-5q+2=0,
∴q=2或q=,
當(dāng)q=2時(shí),a1=1;
當(dāng)q=時(shí),a1=-16(舍去).
∴a3=1×22=4.
答案:4
二保高考,全練題型做到高考達(dá)標(biāo)
1.已知數(shù)列{an}為等比數(shù)列,若a4+a6=10,則a7(a1+2a3)+a3a9的值為( )
A.10 B.20
C.100 D.200
解析:選C a7(a1+2a3)+a3a9=a7a1+2a7a3+a3a9=a+2a4a6+a=(a4+a6)2=102=100.
2.設(shè)等比數(shù)列{an}中,前n項(xiàng)和為Sn,已知S3=8,S6=7,則a7+a8+a9等于( )
A. B.-
C. D.
解析:選A 因?yàn)閍7+a8+a9=S9-S6,且S3,S6-S3,S9-S6也成等比數(shù)列,即8,-1,S9-S6成等比數(shù)列,所以8(S9-S6)=1,即S9-S6=.所以a7+a8+a9=.
3.已知數(shù)列{an}滿足log3an+1=log3an+1(n∈N*),且a2+a4+a6=9,則log(a5+a7+a9)的值是( )
A.-5 B.-
C.5 D.
解析:選A ∵log3an+1=log3an+1,∴an+1=3an.
∴數(shù)列{an}是以公比q=3的等比數(shù)列.
∵a5+a7+a9=q3(a2+a4+a6),
∴l(xiāng)og(a5+a7+a9)=log(9×33)=log35=-5.
4.(2016·河北三市第二次聯(lián)考)古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》有如下問(wèn)題:“今有女子善織,日自倍,五日織五尺,問(wèn)日織幾何?”意思是:“一女子善于織布,每天織的布都是前一天的2倍,已知她5天共織布5尺,問(wèn)這女子每天分別織布多少?”根據(jù)上題的已知條件,若要使織布的總尺數(shù)不少于30,該女子所需的天數(shù)至少為( )
A.7 B.8
C.9 D.10
解析:選B 設(shè)該女子第一天織布x尺,則=5,得x=,∴前n天所織布的尺數(shù)為(2n-1).由(2n-1)≥30,得2n≥187,則n的最小值為8.
5.已知Sn是等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若存在m∈N*,滿足=9,=,則數(shù)列{an}的公比為( )
A.-2 B.2
C.-3 D.3
解析:選B 設(shè)公比為q,若q=1,則=2,與題中條件矛盾,故q≠1.∵==qm+1=9,∴qm=8.
∴==qm=8=,
∴m=3,∴q3=8,
∴q=2.
6.(2015·湖南高考)設(shè)Sn為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差數(shù)列,則an=________.
解析:因?yàn)?S1,2S2,S3成等差數(shù)列,所以4S2=3S1+S3,即4(a1+a2)=3a1+a1+a2+a3.化簡(jiǎn),得=3,即等比數(shù)列{an}的公比q=3,故an=1×3n-1=3n-1.
答案:3n-1
7.(2017·海口調(diào)研)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.且a1=1,an+an+1=(n=1,2,3,…),則S2n+3=________.
解析:依題意得S2n+3=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a2n+2+a2n+3)=1+++…+==.
答案:
8.若一個(gè)數(shù)列的第m項(xiàng)等于這個(gè)數(shù)列的前m項(xiàng)的乘積,則稱(chēng)該數(shù)列為“m積數(shù)列”.若各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}是一個(gè)“2 016積數(shù)列”,且a1>1,則當(dāng)其前n項(xiàng)的乘積取最大值時(shí)n的值為_(kāi)_______.
解析:由題可知a1a2a3·…·a2 016=a2 016,
故a1a2a3·…·a2 015=1,
由于{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列且a1>1,
所以a1 008=1,公比0<q<1,
所以a1 007>1且0<a1 009<1,故當(dāng)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的乘積取最大值時(shí)n的值為1 007或1 008.
答案:1 007或1 008
9.(2017·蘭州診斷性測(cè)試)在公差不為零的等差數(shù)列{an}中,a1=1,a2,a4,a8成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=2an,Tn=b1+b2+…+bn,求Tn.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
則依題意有
解得d=1或d=0(舍去),
∴an=1+(n-1)=n.
(2)由(1)得an=n,
∴bn=2n,
∴=2,
∴{bn}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列,
∴Tn==2n+1-2.
10.(2016·云南統(tǒng)測(cè))設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1+a2+a3=26,S6=728.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求證:S-SnSn+2=4×3n.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由728≠2×26得,S6≠2S3,∴q≠1.
由已知得解得
∴an=2×3n-1.
(2)證明:由(1)可得Sn==3n-1.
∴Sn+1=3n+1-1,Sn+2=3n+2-1.
∴S-SnSn+2=(3n+1-1)2-(3n-1)(3n+2-1)=4×3n.
三上臺(tái)階,自主選做志在沖刺名校
1.設(shè){an}是各項(xiàng)為正數(shù)的無(wú)窮數(shù)列,Ai是邊長(zhǎng)為ai,ai+1的矩形的面積(i=1,2,…),則{An}為等比數(shù)列的充要條件是( )
A.{an}是等比數(shù)列
B.a(chǎn)1,a3,…,a2n-1,…或a2,a4,…,a2n,…是等比數(shù)列
C.a(chǎn)1,a3,…,a2n-1,…和a2,a4,…,a2n,…均是等比數(shù)列
D.a(chǎn)1,a3,…,a2n-1,…和a2,a4,…,a2n,…均是等比數(shù)列,且公比相同
解析:選D ∵Ai=aiai+1,若{An}為等比數(shù)列,則==為常數(shù),即=,=,….∴a1,a3,a5,…,a2n-1,…和a2,a4,…,a2n,…成等比數(shù)列,且公比相等.反之,若奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)分別成等比數(shù)列,且公比相等,設(shè)為q,則==q,從而{An}為等比數(shù)列.
2.已知數(shù)列{an}滿足a1=5,a2=5,an+1=an+6an-1(n≥2).
(1)求證:{an+1+2an}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)證明:∵an+1=an+6an-1(n≥2),
∴an+1+2an=3an+6an-1=3(an+2an-1)(n≥2).
∵a1=5,a2=5,∴a2+2a1=15,
∴an+2an-1≠0(n≥2),∴=3(n≥2),
∴數(shù)列{an+1+2an}是以15為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)得an+1+2an=15×3n-1=5×3n,
則an+1=-2an+5×3n,∴an+1-3n+1=-2(an-3n).
又∵a1-3=2,∴an-3n≠0,
∴{an-3n}是以2為首項(xiàng),-2為公比的等比數(shù)列.
∴an-3n=2×(-2)n-1,
即an=2×(-2)n-1+3n.
第四節(jié)數(shù)列求和
1.公式法
(1)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn==na1+.
推導(dǎo)方法:倒序相加法.
刪學(xué)生時(shí)注意(2)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=
推導(dǎo)方法:乘公比,錯(cuò)位相減法.
(3)一些常見(jiàn)的數(shù)列的前n項(xiàng)和:
①1+2+3+…+n=;
②2+4+6+…+2n=n(n+1);
③1+3+5+…+2n-1=n2.
2.幾種數(shù)列求和的常用方法
(1)分組求和法:一個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式是由若干個(gè)等差或等比或可求和的數(shù)列組成的,則求和時(shí)可用分組求和法,分別求和而后相加減.
(2)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,從而求得前n項(xiàng)和.常用的裂項(xiàng)公式有:
①=-;
②=;
③=-.
(3)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,那么求這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和即可用錯(cuò)位相減法求解.
(4)倒序相加法:如果一個(gè)數(shù)列{an}與首末兩端等“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求解.
1.若Sn=1-2+3-4+5-6+…+(-1)n-1·n,則S50=________.
答案:-25
2.(教材習(xí)題改編)數(shù)列1,3,5,7,…,(2n-1)+,…的前n項(xiàng)和Sn的值等于________.
答案:n2+1-
1.直接應(yīng)用公式求和時(shí),要注意公式的應(yīng)用范圍,如當(dāng)?shù)缺葦?shù)列公比為參數(shù)(字母)時(shí),應(yīng)對(duì)其公比是否為1進(jìn)行討論.
2.在應(yīng)用錯(cuò)位相減法時(shí),注意觀察未合并項(xiàng)的正負(fù)號(hào);結(jié)論中形如an,an+1的式子應(yīng)進(jìn)行合并.
3.在應(yīng)用裂項(xiàng)相消法時(shí),要注意消項(xiàng)的規(guī)律具有對(duì)稱(chēng)性,即前剩多少項(xiàng)則后剩多少項(xiàng).
1.設(shè)f(n)=2+24+27+210+…+23n+10(n∈N*),則f(3)=________.
答案:(87-1)
2.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn且an=n·2n,則Sn=________.
答案:(n-1)2n+1+2
1.(2017·重慶適應(yīng)性測(cè)試)在數(shù)列{an}中,an+1-an=2,a2=5,則數(shù)列{an}的前4項(xiàng)和為( )
A.9 B.22
C.24 D.32
解析:選C 依題意得,數(shù)列{an}是公差為2的等差數(shù)列,a1=a2-2=3,因此數(shù)列{an}的前4項(xiàng)和等于4×3+×2=24,選C.
2.若等比數(shù)列{an}滿足a1+a4=10,a2+a5=20,則{an}的前n項(xiàng)和Sn=________.
解析:由題意a2+a5=q(a1+a4),得20=q×10,故q=2,代入a1+a4=a1+a1q3=10,得9a1=10,即a1=.
故Sn==(2n-1).
答案:(2n-1)
3.已知等差數(shù)列{an}滿足a3=2,前3項(xiàng)和S3=.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)等比數(shù)列{bn}滿足b1=a1,b4=a15,求{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè){an}的公差為d,則由已知條件得
化簡(jiǎn)得解得
故{an}的通項(xiàng)公式an=1+,即an=.
(2)由(1)得b1=1,b4=a15==8.
設(shè){bn}的公比為q,則q3==8,從而q=2,
故{bn}的前n項(xiàng)和Tn===2n-1.
數(shù)列求和應(yīng)從通項(xiàng)入手,若無(wú)通項(xiàng),則先求通項(xiàng),然后通過(guò)對(duì)通項(xiàng)變形,轉(zhuǎn)化為等差或等比或可求數(shù)列前n項(xiàng)和的數(shù)列來(lái)求之.
(2016·北京高考)已知{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,且b2=3,b3=9,a1=b1,a14=b4.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)cn=an+bn,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q,
則q===3,
所以b1==1,b4=b3q=27,
所以bn=3n-1(n∈N*).
設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d.
因?yàn)閍1=b1=1,a14=b4=27,
所以1+13d=27,即d=2.
所以an=2n-1(n∈N*).
(2)由(1)知,cn=an+bn=2n-1+3n-1.
從而數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和
Sn=1+3+…+(2n-1)+1+3+…+3n-1
=+
=n2+.
分組轉(zhuǎn)化法求和的常見(jiàn)類(lèi)型
某些數(shù)列的求和是將數(shù)列轉(zhuǎn)化為若干個(gè)可求和的新數(shù)列的和或差,從而求得原數(shù)列的和,注意在含有字母的數(shù)列中對(duì)字母的討論.
(2017·蘭州實(shí)戰(zhàn)考試)在等差數(shù)列{an}中,a2+a7=-23,a3+a8=-29.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)數(shù)列{an+bn}是首項(xiàng)為1,公比為q的等比數(shù)列,求{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差是d.
∵a3+a8-(a2+a7)=2d=-6,
∴d=-3,
∴a2+a7=2a1+7d=-23,解得a1=-1,
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=-3n+2.
(2)∵數(shù)列{an+bn}是首項(xiàng)為1,公比為q的等比數(shù)列,
∴an+bn=qn-1,即-3n+2+bn=qn-1,
∴bn=3n-2+qn-1.
∴Sn=+(1+q+q2+…+qn-1)=+(1+q+q2+…+qn-1),
故當(dāng)q=1時(shí),Sn=+n=;
當(dāng)q≠1時(shí),Sn=+.
(2016·山東高考)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n2+8n,{bn}是等差數(shù)列,且an=bn+bn+1.
(1)求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)令cn=,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)由題意知,當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=6n+5,
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=11,滿足上式,
所以an=6n+5.
設(shè)數(shù)列{bn}的公差為d.
由即
可解得所以bn=3n+1.
(2)由(1)知cn==3(n+1)·2n+1,
又Tn=c1+c2+…+cn,
得Tn=3×,
2Tn=3×,
兩式作差,得-Tn=3×
=3×
=-3n·2n+2,
所以Tn=3n·2n+2.
用錯(cuò)位相減法求和的3個(gè)注意事項(xiàng)
(1)要善于識(shí)別題目類(lèi)型,特別是等比數(shù)列公比為負(fù)數(shù)的情形;
(2)在寫(xiě)出“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時(shí)應(yīng)特別注意將兩式“錯(cuò)項(xiàng)對(duì)齊”以便下一步準(zhǔn)確寫(xiě)出“Sn-qSn”的表達(dá)式;
(3)在應(yīng)用錯(cuò)位相減法求和時(shí),若等比數(shù)列的公比為參數(shù),應(yīng)分公比等于1和不等于1兩種情況求解.
(2017·泉州調(diào)研)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足S3=6,S5=15.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,首項(xiàng)為a1,
∵S3=6,S5=15,
∴
即解得
∴{an}的通項(xiàng)公式為an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×1=n.
(2)由(1)得bn==,
∴Tn=+++…++, ?、?br />
∴Tn=+++…++, ②
①-②得Tn=+++…+-=-=1--,
∴Tn=2-.
裂項(xiàng)相消法求和是歷年高考的重點(diǎn),命題角度凸顯靈活多變,在解題中要善于利用裂項(xiàng)相消的基本思想,變換數(shù)列an的通項(xiàng)公式,達(dá)到求解目的.
常見(jiàn)的命題角度有:
(1)形如an=型;
(2)形如an= 型;
(3)形如an=型.
角度一:形如an=型
1.(2017·西安質(zhì)檢)等差數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),a1=1,前n項(xiàng)和為Sn;數(shù)列{bn}為等比數(shù)列,b1=1,且b2S2=6,b2+S3=8.
(1)求數(shù)列{an}與{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)求++…+.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,d>0,{bn}的公比為q,
則an=1+(n-1)d,bn=qn-1.
依題意有
解得或(舍去).
故an=n,bn=2n-1.
(2)由(1)知Sn=1+2+…+n=n(n+1),
==2,
∴++…+
=2
=2=.
角度二:形如an= 型
2.(2017·江南十校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=xα的圖象過(guò)點(diǎn)(4,2),令an=,n∈N*.記數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則S2 017=( )
A.-1 B.-1
C.-1 D.+1
解析:選C 由f(4)=2可得4α=2,解得α=,
則f(x)=x.
∴an===-,
S2 017=a1+a2+a3+…+a2 017=(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)=-1.
角度三:形如an=型
3.正項(xiàng)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足:S-(n2+n-1)Sn-(n2+n)=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)令bn=,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為T(mén)n.證明:對(duì)于任意的n∈N*,都有Tn0,Sn=n2+n.
于是a1=S1=2,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n.
綜上,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n.
(2)證明:由于an=2n,
故bn===.
Tn=
=0,∴an+1=3an,
又a1=2,∴{an}是首項(xiàng)為2,公比為3的等比數(shù)列,
∴Sn==3n-1.
答案:3n-1
5.(2017·廣西高三適應(yīng)性測(cè)試)已知數(shù)列{}的前n項(xiàng)和Sn=n2,則數(shù)列的前n項(xiàng)和Tn=________.
解析:∵==
∴=2n-1.
∴==,
∴Tn=
==.
答案:
二保高考,全練題型做到高考達(dá)標(biāo)
1.已知{an}是首項(xiàng)為1的等比數(shù)列,Sn是{an}的前n項(xiàng)和,且9S3=S6,則數(shù)列的前5項(xiàng)和為( )
A.或5 B.或5
C. D.
解析:選C 設(shè){an}的公比為q,顯然q≠1,由題意得=,所以1+q3=9,得q=2,所以是首項(xiàng)為1,公比為的等比數(shù)列,前5項(xiàng)和為=.
2.已知數(shù)列{an}中,an=-4n+5,等比數(shù)列{bn}的公比q滿足q=an-an-1(n≥2)且b1=a2,則|b1|+|b2|+|b3|+…+|bn|=( )
A.1-4n B.4n-1
C. D.
解析:選B 由已知得b1=a2=-3,q=-4,
∴bn=(-3)×(-4)n-1,
∴|bn|=3×4n-1,
即{|bn|}是以3為首項(xiàng),4為公比的等比數(shù)列.
∴|b1|+|b2|+…+|bn|==4n-1.
3.(2017·江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)已知數(shù)列5,6,1,-5,…,該數(shù)列的特點(diǎn)是從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都等于它的前后兩項(xiàng)之和,則這個(gè)數(shù)列的前16項(xiàng)之和S16等于( )
A.5 B.6
C.7 D.16
解析:選C 根據(jù)題意這個(gè)數(shù)列的前7項(xiàng)分別為5,6,1,-5,-6,-1,5,6,發(fā)現(xiàn)從第7項(xiàng)起,數(shù)列重復(fù)出現(xiàn),所以此數(shù)列為周期數(shù)列,且周期為6,前6項(xiàng)和為5+6+1+(-5)+(-6)+(-1)=0.
又因?yàn)?6=2×6+4,所以這個(gè)數(shù)列的前16項(xiàng)之和S16=2×0+7=7.故選C.
4.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=n2sin,則a1+a2+a3+…+a2 018=( )
A. B.
C. D.
解析:選B an=n2sin=
∴a1+a2+a3+…+a2 018=-12+22-32+42-…-2 0172+2 0182=(22-12)+(42-32)+…+(2 0182-2 0172)=1+2+3+4+…+2 018=.
5.對(duì)于數(shù)列{an},定義數(shù)列{an+1-an}為數(shù)列{an}的“差數(shù)列”,若a1=2,數(shù)列{an}的“差數(shù)列”的通項(xiàng)為2n,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=( )
A.2 B.2n
C.2n+1-2 D.2n-1-2
解析:選C ∵an+1-an=2n,∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+22+2+2=+2=2n-2+2=2n,∴Sn==2n+1-2.故選C.
6.在數(shù)列{an}中,若a1=2,且對(duì)任意正整數(shù)m,k,總有am+k=am+ak,則{an}的前n項(xiàng)和Sn=________.
解析:依題意得an+1=an+a1,即有an+1-an=a1=2,所以數(shù)列{an}是以2為首項(xiàng)、2為公差的等差數(shù)列,an=2+2(n-1)=2n,Sn==n(n+1).
答案:n(n+1)
7.(2016·浙江高考)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.若S2=4,an+1=2Sn+1,n∈N*,則a1=________,S5=________.
解析:∵an+1=2Sn+1,∴Sn+1-Sn=2Sn+1,
∴Sn+1=3Sn+1,∴Sn+1+=3,
∴數(shù)列是公比為3的等比數(shù)列,
∴=3.
又S2=4,∴S1=1,∴a1=1,
∴S5+=×34=×34=,
∴S5=121.
答案:1 121
8.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1·an=2n(n∈N*),則S2 017=________.
解析:∵數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1·an=2n,①
∴n=1時(shí),a2=2,n≥2時(shí),an·an-1=2n-1,②
∵①÷②得=2,
∴數(shù)列{an}的奇數(shù)項(xiàng)、偶數(shù)項(xiàng)分別成等比數(shù)列,
∴S2 017=+=21 010-3.
答案:21 010-3
9.已知等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),a1=1,公比為q;等差數(shù)列{bn}中,b1=3,且{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,a3+S3=27,q=.
(1)求{an}與{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)數(shù)列{cn}滿足cn=,求{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)數(shù)列{bn}的公差為d,∵a3+S3=27,q=,
∴q2+3d=18,6+d=q2,聯(lián)立方程可求得q=3,d=3,
∴an=3n-1,bn=3n.
(2)由題意得:Sn=,cn==××=-.
∴Tn=1-+-+-+…+-
=1-=.
10.(2017·廣州綜合測(cè)試)已知數(shù)列{an}是等比數(shù)列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中項(xiàng).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=2log2an-1,求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,
因?yàn)閍2=4,所以a3=4q,a4=4q2.
因?yàn)閍3+2是a2和a4的等差中項(xiàng),
所以2(a3+2)=a2+a4.
即2(4q+2)=4+4q2,
化簡(jiǎn)得q2-2q=0.
因?yàn)楣萹≠0,所以q=2.
所以an=a2qn-2=4×2n-2=2n(n∈N*).
(2)因?yàn)閍n=2n,所以bn=2log2an-1=2n-1,
所以anbn=(2n-1)2n,
則Tn=1×2+3×22+5×23+…+(2n-3)2n-1+(2n-1)2n,①
2Tn=1×22+3×23+5×24+…+(2n-3)2n+(2n-1)·2n+1.②
由①-②得,
-Tn=2+2×22+2×23+…+2×2n-(2n-1)2n+1
=2+2×-(2n-1)2n+1
=-6-(2n-3)2n+1,
所以Tn=6+(2n-3)2n+1.
三上臺(tái)階,自主選做志在沖刺名校
1.(2017·云南師大附中檢測(cè))已知數(shù)列{an}中,a1=2,a2n=an+1,a2n+1=n-an,則{an}的前100項(xiàng)和為_(kāi)_______.
解析:由a1=2,a2n=an+1,a2n+1=n-an,得a2n+a2n+1=n+1,∴a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a98+a99)=2+2+3+…+50=1 276,∵a100=1+a50=1+(1+a25)=2+(12-a12)=14-(1+a6)=13-(1+a3)=12-(1-a1)=13,∴a1+a2+…+a100=1 276+13=1 289.
答案:1 289
2.(2017·湖南省東部六校聯(lián)考)已知等比數(shù)列{an}滿足2a1+a3=3a2,且a3+2是a2,a4的等差中項(xiàng).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn=an+log2,Sn=b1+b2+…+bn,求使Sn-2n+1+47
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