
?解密15 數(shù)列的求和方法和不等式問題
【考點(diǎn)解密】
1.公式法
直接利用等差數(shù)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.分組求和法與并項(xiàng)求和法
(1)若一個(gè)數(shù)列是由若干個(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,分別求和后相加減.
(2)形如an=(-1)n·f(n)類型,常采用兩項(xiàng)合并求解.
3.裂項(xiàng)相消法
(1)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.
(2)常見的裂項(xiàng)技巧
①=-.
②=.
③
④=.
⑤
⑥
⑦=-.
⑧l(xiāng)oga=loga(n+1)-logan (n>0).
4.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,那么這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和即可用此法來求,如等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式就是用此法推導(dǎo)的.
【核心題型】
題型一:倒敘相加法求和
1.(2022·河南駐馬店·河南省駐馬店高級(jí)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),數(shù)列滿足,則(????)
A.2022 B.2023 C.4044 D.4046
【答案】A
【分析】先求得,然后利用倒序相加法求得正確答案.
【詳解】∵,
∴.
∵,
∴.令,
則,兩式相加得,
∴.
故選:A
2.(2020·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知函數(shù),若 ,則的最小值為
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根據(jù),采用倒序相加的方法可得,從而得到,根據(jù)基本不等式求得最小值.
【詳解】由題可知:
令
又
于是有????
因此
所以
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)
本題正確選項(xiàng):
3.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)滿足,若數(shù)列滿足:.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列滿足,(),數(shù)列的前n項(xiàng)和為,若對(duì)一切恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1),;
(2)
【分析】(1)由,運(yùn)用倒序相加求和,可得所求通項(xiàng)公式;
(2)由(1)可得的通項(xiàng)公式,由數(shù)列的裂項(xiàng)相消求和可得,再由參數(shù)分離和配方法求得最值,即可得到所求的取值范圍.
【詳解】(1)因?yàn)?
由①,
則②,
所以可得:,
故,.
(2)由(1)知,,則時(shí),,
所以
??????
??????.
又由對(duì)一切恒成立,可得恒成立,
即有對(duì)一切恒成立.
當(dāng)時(shí),取得最大值,所以;
故實(shí)數(shù)的取值范圍是.
題型二:錯(cuò)位相減法求和
4.(2023·山東·煙臺(tái)二中??寄M預(yù)測(cè))已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且.
(1)求實(shí)數(shù)的值及的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)當(dāng)時(shí),,兩式相減可得為以為公比的等比數(shù)列.又由,可得實(shí)數(shù)的值及的通項(xiàng)公式;
(2)由(1)可得,則,后由錯(cuò)位相減法可得.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,
兩式相減可得,,故,得是以為公比的等比數(shù)列.
又,故,則.故.
(2)由(1)及題意可得:,
故,
,
兩式相減可得,,化簡(jiǎn)可得,.
5.(2023·湖南·模擬預(yù)測(cè))已知正項(xiàng)等比數(shù)列的的前n項(xiàng)和為,且滿足:,
(1)求數(shù)列的通項(xiàng);
(2)已知數(shù)列滿足,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求等比數(shù)列的通項(xiàng)公式用公式法,基本量代換;
(2)由(1)可得,利用錯(cuò)位相減法即可求得數(shù)列的前項(xiàng)和.
【詳解】(1)設(shè)的公比為,,
∵,∴,
∴,即,
∴,又,∴.
(2)∵,
∴,
∴,
相減得,,
∴,
所以.
6.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,,且,,成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)設(shè)出公差,表達(dá)出前5項(xiàng),通過等差和等比關(guān)系求出和公差,即可得到數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)表達(dá)出數(shù)列的通項(xiàng)公式,得到數(shù)列的前n項(xiàng)和的表達(dá)式,利用錯(cuò)位相減法即可得出數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【詳解】(1)由題意,
在等差數(shù)列中,設(shè)公差為,
由,得,則,
又a3+2,a4,a5-2成等比數(shù)列,
∴7,5+d,3+2d成等比數(shù)列,得,即,得d=2,
∴,,
∴數(shù)列的通項(xiàng)公式為:.
(2)由題意及(1)得,,
在數(shù)列中,,
在數(shù)列中,,
∴,
∴,
,
兩式相減得
.
∴
題型三:裂項(xiàng)相消法求和
7.(2023·甘肅蘭州·校考模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,.
(1)求證:是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(2)設(shè),求數(shù)列的前n項(xiàng)的和.
【答案】(1)證明見解析,;
(2)
【分析】(1)根據(jù)遞推關(guān)系式,由等差數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式求解即可;
(2)根據(jù)裂項(xiàng)相消法求和即可得解.
【詳解】(1)因?yàn)?,所以?br />
否則與矛盾,故,
又,∴數(shù)列是以3為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,
所以,
因此.
(2)由(1)知,
∴.
8.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,,.
(1)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;
(2)令,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,求證:.
【答案】(1)證明見解析
(2)證明見解析
【分析】(1)將數(shù)列的遞推公式變形,再結(jié)合等比數(shù)列的定義,即可證明;
(2)由(1)得到數(shù)列的通項(xiàng)公式,再利用變形,放縮法,結(jié)合裂項(xiàng)相消法求和,即可證明.
【詳解】(1)由,得,由,得,
則,所以,得,
所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列
(2)由(1)得,則,所以,
所以.
所以
9.(2023·山東菏澤·統(tǒng)考一模)已知首項(xiàng)不為0的等差數(shù)列,公差(為給定常數(shù)),為數(shù)列前項(xiàng)和,且為所有可能取值由小到大組成的數(shù)列.
(1)求;
(2)設(shè)為數(shù)列的前項(xiàng)和,證明:.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)題意,由等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與求和公式得到關(guān)于的方程,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,得到數(shù)列的通項(xiàng)公式,再由裂項(xiàng)相消法即可得到其前項(xiàng)和.
【詳解】(1)由題意得,,得①
由,得②
由①②,可得且,則,
由,當(dāng)在范圍內(nèi)取值時(shí)的所有取值為:
所以.
(2)
所以
由于是遞減的,所以
題型四:分組求和法
10.(2023·江西上饒·統(tǒng)考一模)已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,,,且.
(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列,并求的通項(xiàng)公式;
(2)若等比數(shù)列滿足,,,求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【答案】(1)證明見解析,
(2)
【分析】(1)利用變形可得,進(jìn)而可證明等差數(shù)列并求通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)等比數(shù)列的公比為,先通過條件列方程求出,進(jìn)而可求出,再利用并項(xiàng)求和法求和.
【詳解】(1)由得,
,又,
數(shù)列是以2為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列;
;
(2)設(shè)等比數(shù)列的公比為,
則,
,
,
,
11.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,,.
(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)記,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)證明見解析,
(2)
【分析】(1)利用遞推關(guān)系式進(jìn)行變形,得到,從而得證,即可得出數(shù)列是以3為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,即可求出數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)由(1)知,再由并項(xiàng)求和法求出數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【詳解】(1)因?yàn)?,?br />
所以,且,
所以,
所以,
即,
又,所以數(shù)列是以3為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
所以,所以.
(2)由(1)知,
所以
.
12.(2023·山東濰坊·統(tǒng)考一模)已知數(shù)列為等比數(shù)列,其前項(xiàng)和為,且滿足.
(1)求的值及數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)當(dāng)時(shí),,兩式相減得,由,可求出的值;
(2)由(1)知,由絕對(duì)值的定義結(jié)合等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式即可求出數(shù)列的前項(xiàng)和.
【詳解】(1)因?yàn)?,所以時(shí),,所以.
又由數(shù)列為等比數(shù)列,所以.又因?yàn)?,所以?br />
綜上.
(2)由(1)知,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),
所以.
題型五:數(shù)列與不等式問題
13.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,,,當(dāng)時(shí), ,為數(shù)列前n項(xiàng)的和.
(1)證明:;
(2)若,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)利用求出,故為等差數(shù)列,公差為1,首項(xiàng)為1,求出通項(xiàng)公式,利用放縮法得到,相加后證明出結(jié)論;
(2)裂項(xiàng)相消法得到,進(jìn)而求和
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,即,
變形為,
即,
即,,
由,得:,
故為等差數(shù)列,公差為1,首項(xiàng)為1,
所以,
因?yàn)?,所以?br />
故,
故;
(2),
故
14.(2023·四川綿陽(yáng)·綿陽(yáng)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))某少數(shù)民族的刺繡有著悠久的歷史,圖中(1)、(2)、(3)、(4)為她們刺銹最簡(jiǎn)單的四個(gè)圖案,這些圖案都是由小正方形構(gòu)成,小正方形數(shù)越多刺銹越漂亮,向按同樣的規(guī)律刺銹(小正方形的擺放規(guī)律相同),設(shè)第個(gè)圖形包含個(gè)小正方形.
(1)求出的表達(dá)式;
(2)求證:當(dāng)時(shí),.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)歸納得出,然后利用累加法可求得的表達(dá)式;
(2)當(dāng)時(shí),可得出,利用裂項(xiàng)相消法可證得原命題成立.
【詳解】(1)解:根據(jù)題意,,,
,,,
由此類推:.
當(dāng)且時(shí),
,
也滿足,
故對(duì)任意的,.
(2)證明:由(1)的結(jié)論,,
當(dāng)時(shí),,
則
,故原命題成立.
15.(2022·云南昆明·昆明一中校考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù),其中
(1)當(dāng)時(shí),求;
(2)設(shè),記數(shù)列的前n項(xiàng)和為,求使得恒成立的m的最小整數(shù).
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)依據(jù)題給條件,利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式即可求得;
(2)先利用裂項(xiàng)相消法求得數(shù)列的前n項(xiàng)和,再依據(jù)題給條件列出關(guān)于m的不等式,解之即可求得m的最小整數(shù)
【詳解】(1)由,可得
則當(dāng)時(shí),
(2)由(1)可得,當(dāng)時(shí),
則當(dāng)時(shí),
,
則當(dāng)時(shí),數(shù)列的前n項(xiàng)和
又當(dāng)時(shí),,,
由恒成立,可得,解之得
則當(dāng)時(shí),使得恒成立的m的最小整數(shù)為2
當(dāng)時(shí),成立,
綜上,使得恒成立的m的最小整數(shù)為2
題型六:數(shù)列的其他求和方法
16.(2022·廣東佛山·統(tǒng)考三模)設(shè)各項(xiàng)非零的數(shù)列的前項(xiàng)和記為,記,且滿足.
(1)求的值,證明數(shù)列為等差數(shù)列并求的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【答案】(1);證明見解析;
(2)
【分析】(1)依據(jù)題意列出關(guān)于的方程即可求得的值,依據(jù)等差數(shù)列的定義去證明數(shù)列為等差數(shù)列,進(jìn)而求得的通項(xiàng)公式;
(2)先求得數(shù)列的通項(xiàng)公式,再分類討論去求數(shù)列的前項(xiàng)和.
(1)
由題意可知,,且,解得:或(舍去)
又當(dāng)時(shí),,所以有
化簡(jiǎn)得:,所以數(shù)列是以為首項(xiàng),以為公差的等差數(shù)列
所以
(2)
由(1)可知
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
則,
①當(dāng)是奇數(shù)時(shí),
②當(dāng)是偶數(shù)時(shí),
綜上所述:
17.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知正項(xiàng)數(shù)列滿足().
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)令,記的前項(xiàng)和為,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知方程可得或,結(jié)合正項(xiàng)數(shù)列即可確定的通項(xiàng)公式;
(2)利用正弦型函數(shù)的性質(zhì)判斷的周期,并求出一個(gè)周期內(nèi)的項(xiàng),最后根據(jù)周期求.
(1)
,
或,
為正項(xiàng)數(shù)列,
;
(2)
,
是周期為12的周期數(shù)列 ,
,,
,
,,
,,
,,
,,
.
18.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知數(shù)列,滿足,為數(shù)列的前項(xiàng)和,記的前項(xiàng)和為,的前項(xiàng)積為,且.
(1)若,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若,對(duì)任意自然數(shù),都有,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由,,推得,結(jié)合,求得,從而求得.
(2)由,結(jié)合(1)中,求得,;代入問題所示表達(dá)式,由,進(jìn)行裂項(xiàng)求和,將不等關(guān)系轉(zhuǎn)化為,從而求得參數(shù)取值范圍.
【詳解】解:(1)∵,
.
∵,∴,
∵,∴.
∵,∴,∴.
(2)∵,,
∴.∵,
∴,
∴,∴,.
∵
∴
兩邊同乘以(時(shí),),
∴條件不等式等價(jià)于,
∴當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),恒成立,當(dāng)時(shí),,故;
當(dāng) n為奇數(shù)時(shí),恒成立,當(dāng)時(shí),,故;
故.
【高考必刷】
一、單選題
19.(2023·河南·長(zhǎng)葛市第一高級(jí)中學(xué)統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))在正項(xiàng)數(shù)列中,,,記.整數(shù)滿足,則數(shù)列的前項(xiàng)和為(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由遞推公式得是等差數(shù)列,得的通項(xiàng)公式,由不等式得,用裂項(xiàng)相消法求的前120項(xiàng)和.
【詳解】因?yàn)?,,所以是?為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
所以,又因?yàn)?,所以?br />
所以,
因?yàn)?,?br />
整數(shù)滿足,所以,
的前120項(xiàng)和為
.
故選:B.
20.(2023·上海閔行·上海市七寶中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知在數(shù)列中,,且.設(shè),且為的前項(xiàng)和,則的整數(shù)部分為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】將整理變形可得到,利用等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可得,進(jìn)而可得,判斷出的單調(diào)性可得的最小值,再利用可得的最大值,進(jìn)而可得的整數(shù)部分.
【詳解】由得,且,
故.
再將等式兩邊同除以,得.
由得,
所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列.
,即,
故.
又,故是關(guān)于的遞增數(shù)列,
故;
當(dāng)時(shí),
故.
綜上有.
的整數(shù)部分為
故選:A.
21.(2022·陜西寶雞·統(tǒng)考一模)的整數(shù)部分是(????)
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】注意到
,
,
據(jù)此可得答案.
【詳解】因,則
.
又
,則
.
故,即整數(shù)部分為4.
故選:B
22.(2022秋·甘肅武威·高三??茧A段練習(xí))已知數(shù)列滿足,設(shè),則數(shù)列的前2023項(xiàng)和為(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根據(jù)題意得到,再利用裂項(xiàng)法求和即可.
【詳解】由題知:數(shù)列滿足,設(shè),
所以的前項(xiàng)和為,則.
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
檢驗(yàn):當(dāng)時(shí),,符合.
所以.
令,前項(xiàng)和為.
則.
故選:D
23.(2023秋·內(nèi)蒙古阿拉善盟·高三阿拉善盟第一中學(xué)??计谀┰O(shè)等比數(shù)列滿足,,記為中在區(qū)間中的項(xiàng)的個(gè)數(shù),則數(shù)列的前50項(xiàng)和(????)
A.109 B.111 C.114 D.116
【答案】C
【分析】先求出等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,再結(jié)合題意得到當(dāng),2時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;從而求出數(shù)列的前50項(xiàng)和.
【詳解】設(shè)等比數(shù)列的公比為q,則,,
解得,,故,
因?yàn)闉橹性趨^(qū)間中的項(xiàng)的個(gè)數(shù),
所以當(dāng),2時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
故.
故選:C.
24.(2022·上海閔行·統(tǒng)考一模)已知數(shù)列滿足,,如果,那么(????)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由可得,再由題意結(jié)合基本不等式與數(shù)列得單調(diào)性求出的范圍,即可求解
【詳解】因?yàn)椋?br />
所以,
所以,
所以,
由即可歸納得,
所以,
所以數(shù)列為遞增數(shù)列,
又,
則,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
故選:A
二、多選題
25.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))數(shù)列定義如下:,,若對(duì)于任意,數(shù)列的前項(xiàng)已定義,則對(duì)于,定義,為其前n項(xiàng)和,則下列結(jié)論正確的是(????)
A.?dāng)?shù)列的第項(xiàng)為 B.?dāng)?shù)列的第2023項(xiàng)為
C.?dāng)?shù)列的前項(xiàng)和為 D.
【答案】ACD
【分析】由數(shù)列的定義,對(duì)通項(xiàng)和前n項(xiàng)和的性質(zhì)進(jìn)行討論,驗(yàn)證選項(xiàng)是否正確.
【詳解】
…,
,故A選項(xiàng)正確;
,
,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
,,…,當(dāng)時(shí),,
所以,故C選項(xiàng)正確;
當(dāng)時(shí),,
,故D選項(xiàng)正確;
故選:ACD.
26.(2023·云南昆明·昆明一中??寄M預(yù)測(cè))數(shù)列滿足,,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且,則下列正確的是(????)
A.
B.?dāng)?shù)列的前n項(xiàng)和
C.?dāng)?shù)列的前n項(xiàng)和
D.
【答案】BCD
【分析】求得數(shù)列的通項(xiàng)公式判斷選項(xiàng)A;求得數(shù)列的前n項(xiàng)判斷選項(xiàng)B;求得數(shù)列的前n項(xiàng)和,進(jìn)而判斷選項(xiàng)C;求得數(shù)列的前項(xiàng)和進(jìn)而判斷選項(xiàng)D.
【詳解】由,有,又
所以是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,則,
則,則,A錯(cuò)誤;
由,可得,解之得
又時(shí),,則,整理得
則數(shù)列是首項(xiàng)為3公比為3 的等比數(shù)列,則,
則數(shù)列的前項(xiàng)和
,B正確;
,則數(shù)列的前項(xiàng)和
,C正確;
設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和,
則,,
兩式相減得
整理得,則當(dāng)時(shí),,D正確.
故選:BCD.
27.(2023·山西·統(tǒng)考一模)1202年,斐波那契在《算盤全書》中從兔子問題得到斐波那契數(shù)列1,1,2,3,5,8,13,21該數(shù)列的特點(diǎn)是前兩項(xiàng)為1,從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都等于它前面兩項(xiàng)的和,人們把這樣的一列數(shù)組成的數(shù)列稱為斐波那契數(shù)列,19世紀(jì)以前并沒有人認(rèn)真研究它,但在19世紀(jì)末和20世紀(jì),這一問題派生出廣泛的應(yīng)用,從而活躍起來,成為熱門的研究課題,記為該數(shù)列的前項(xiàng)和,則下列結(jié)論正確的是(????)
A. B.為偶數(shù)
C. D.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)遞推關(guān)系計(jì)算出的值可判斷選項(xiàng)A;根據(jù)數(shù)列中項(xiàng)的特點(diǎn)可判斷選項(xiàng)B;由可得,再化簡(jiǎn)可判斷選項(xiàng)C;由,化簡(jiǎn)整理可判斷選項(xiàng)D,進(jìn)而可得正確選項(xiàng).
【詳解】對(duì)于A:由題意知:,,,,,,,,,,,
故選項(xiàng)A正確;
對(duì)于B:因?yàn)樵摂?shù)列的特點(diǎn)是前兩項(xiàng)為1,從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都等于它前面兩項(xiàng)的和,此數(shù)列中數(shù)字的特點(diǎn)為:奇數(shù)、奇數(shù)、偶數(shù)的規(guī)律循環(huán)出現(xiàn),每3個(gè)數(shù)一組,呈奇奇偶的順序排列,而(組)(個(gè)),故為奇數(shù),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
對(duì)于C:由題意知:,所以
,故選項(xiàng)C正確;
對(duì)于D:,
故選項(xiàng)D正確,
故選:ACD.
28.(2022·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,,,且,則下列說法正確的是(????)
A.
B.
C.,使得
D.,都有
【答案】ABD
【分析】由已知遞推關(guān)系式可知數(shù)列為等差數(shù)列,由此可推導(dǎo)得到,知A正確;利用裂項(xiàng)相消法可求得,知B正確;設(shè),利用導(dǎo)數(shù)可求得單調(diào)性,知當(dāng)時(shí),,由此可得,由此放縮后可得,知CD正誤.
【詳解】,,,
數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,
,則,A正確;
,
,B正確;
令,則,
在上單調(diào)遞增,又,
當(dāng)時(shí),,即,,
即,
,C錯(cuò)誤,D正確.
故選:ABD.
三、填空題
29.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,,,若數(shù)列的前n項(xiàng)和為,則______.
【答案】
【分析】分析出數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)分別成公差為6的等差數(shù)列,對(duì)n分奇偶討論,求出數(shù)列的通項(xiàng)公式,從而得到,裂項(xiàng)相消法求和.
【詳解】,時(shí),,
兩式相加得:,,
所以數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)分別成公差為6的等差數(shù)列.
若n為偶數(shù),設(shè),,則,
中,令得:,
因?yàn)?,所以?br />
所以,即.
若n為奇數(shù),設(shè),,則,所以.
綜上,的通項(xiàng)公式為,
所以,
所以,
所以,
所以.
故答案為:
30.(2023·貴州畢節(jié)·統(tǒng)考一模)已知數(shù)列滿足,,則數(shù)列的前項(xiàng)和________.
【答案】
【分析】先根據(jù)遞推關(guān)系式求出,然后利用裂項(xiàng)相消法求和.
【詳解】由題意可得,,
所以是以3為首項(xiàng),3為公差的等差數(shù)列,所以,
;
設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,
則.
故答案為:.
31.(2023·安徽蚌埠·統(tǒng)考二模)已知數(shù)列中:,則的前8項(xiàng)和為______.
【答案】
【分析】根據(jù)題意,依次得到到,然后相加,即可得到結(jié)果.
【詳解】根據(jù)題意可得,
,
,
,
,
,
則的前8項(xiàng)和為
故答案為:
32.(2023·河南·長(zhǎng)葛市第一高級(jí)中學(xué)統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))在正項(xiàng)數(shù)列中,,,記.整數(shù)m滿足,則數(shù)列的前m項(xiàng)和為______.
【答案】
【分析】由遞推公式得是等差數(shù)列,得的通項(xiàng)公式,由不等式得,用裂項(xiàng)相消法求的前120項(xiàng)和.
【詳解】因?yàn)椋?,所以是?為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,
所以,又因?yàn)椋裕?br />
所以,
因?yàn)椋?br />
整數(shù)m滿足,所以,
的前120項(xiàng)和為
.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】注意該題由遞推公式先整體考慮,得的通項(xiàng)公式;的化簡(jiǎn)先通過有理化去掉分母的一個(gè)因式后再裂項(xiàng).
33.(2023·四川綿陽(yáng)·綿陽(yáng)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))現(xiàn)取長(zhǎng)度為2的線段的中點(diǎn),以為直徑作半圓,該半圓的面積為(圖1),再取線段的中點(diǎn),以為直徑作半圓.所得半圓的面積之和為(圖2),再取線段的中點(diǎn),以為直徑作半圓,所得半圓的面積之和為,以此類推,則______.
【答案】
【分析】先求得,然后利用錯(cuò)位相減求和法求得正確答案.
【詳解】依題意,,
,
,
以此類推可知,數(shù)列是首項(xiàng)為,公比是的等比數(shù)列,
所以.
令,
則,
,
兩式相減得
所以.
所以.
故答案為:
四、解答題
34.(2023·內(nèi)蒙古·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且,.
(1)求的通項(xiàng)公式;
(2)若,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根據(jù),可得數(shù)列是以為公差的等差數(shù)列,從而可得數(shù)列的通項(xiàng),再根據(jù)與的關(guān)系結(jié)合構(gòu)造法即可得解;
(2)先求出數(shù)列的通項(xiàng),再利用裂項(xiàng)相消法即可得解.
【詳解】(1)因?yàn)椋?br />
所以,
所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,
所以,則,
當(dāng)時(shí),,
兩式相減得,即,
所以數(shù)列為常數(shù)列,且,
所以;
(2)由(1)得,
所以,
所以.
35.(2023·上海黃浦·統(tǒng)考一模)已知是等差數(shù)列,是等比數(shù)列,且,,,.
(1)求的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前2n項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)運(yùn)用等比數(shù)列、等差數(shù)列通項(xiàng)公式計(jì)算即可.
(2)運(yùn)用分組求和及等差數(shù)列、等比數(shù)列求和公式計(jì)算即可.
【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為d,等比數(shù)列的公比為q,
則,,,
又,可得,
所以.
(2)由(1)可得,
故,以它為通項(xiàng)的數(shù)列是以-1為首項(xiàng)、公比為-3的等比數(shù)列,
所以,
所以數(shù)列的前2n項(xiàng)和為:.
即: 數(shù)列的前2n項(xiàng)和為.
36.(2023·四川南充·四川省南部中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列是遞增的等比數(shù)列,并且滿足
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若是數(shù)列的前項(xiàng)和,證明:
【答案】(1)
(2)證明見解析;
【分析】(1)設(shè)數(shù)列的公比為由可求出,進(jìn)一步可得.
(2)利用裂項(xiàng)相消求和法可求出數(shù)列的前項(xiàng)和,得證.
【詳解】(1)設(shè)數(shù)列的公比為
由??得,兩式相除,得,
即,解得或,且、為遞增等比數(shù)列,
,,
.
(2),則,
,
,
而,所以,即.
37.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在數(shù)列中,,在數(shù)列中,.
(1)求證數(shù)列成等差數(shù)列并求;
(2)求證:.
【答案】(1)證明見解析,
(2)證明見解析
【分析】(1)條件等式兩邊取倒數(shù)化簡(jiǎn)變形即可;
(2)由累乘法求得的通項(xiàng)公式,對(duì)不等式進(jìn)行縮放,結(jié)合裂項(xiàng)相消求和即可證明.
【詳解】(1)由知,
故,
即,數(shù)列成等差數(shù)列,
所以,所以;
(2)由,得,
于是
所以,
,
所以.
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