
思維導圖
核心考點聚焦
考點一、觀察法
考點二、等差等比定義求通項
考點三、由an與Sn的關系求通項
(一)消Sn
(二)消an
(三)內(nèi)部消化
(四)隱藏的Sn
考點四、因式分解
考點五、累加法求通項
考點六、累乘法求通項
考點七、構造法求通項
考點八、三項遞推法求通項
考點九、同除法
考點十、分式型取倒數(shù)求通項
考點十一、不動點法求通項
考點十二、對數(shù)變換法
考點十三、周期數(shù)列
考點十四、等和數(shù)列
考點十五、等積數(shù)列
考點十六、前n項積型
考點十七、正負相間討論、奇偶討論型
1、數(shù)列的通項公式
如果數(shù)列{an}的第n項an與它的序號n之間的對應關系可以用一個式子來表示,那么這個式子叫做這個數(shù)列的通項公式.即,不是每一個數(shù)列都有通項公式,也不是每一個數(shù)列都有一個個通項公式.數(shù)列的通項公式實際上是一個以正整數(shù)集N*或它的有限子集{1,2,3,…,n}為定義域的函數(shù)的表達式.
注:通項公式就是數(shù)列的函數(shù)解析式,以前我們學過的函數(shù)的自變量通常是連續(xù)變化的,而數(shù)列是自變量為離散的數(shù)的函數(shù).
2、數(shù)列的遞推公式
如果已知數(shù)列{an}的第1項(或前幾項),且從第二項(或某一項)開始的任一項an與它的前一項an-1(或前幾項)間的關系可以用一個公式來表示,那么這個公式就叫做這個數(shù)列的遞推公式.
3、通項公式和遞推公式的異同點
4、常見數(shù)列的通項
(1)1,2,3,4,…的一個通項公式為an=n.
(2)2,4,6,8,…的一個通項公式為an=2n.
(3)3,5,7,9,…的一個通項公式為an=2n+1.
(4)2,4,8,16,…的一個通項公式為an=2n.
(5)-1,1,-1,1,…的一個通項公式為an=(-1)n.
(6)1,0,1,0,…的一個通項公式為an=eq \f(1+(-1)n-1,2).
(7)a,b,a,b,…的一個通項公式為an=eq \f((a+b)+(-1)n-1(a-b),2).
(8)9,99,999,…的一個通項公式為an=10n-1.
1.觀察法
已知數(shù)列前若干項,求該數(shù)列的通項時,一般對所給的項觀察分析,尋找規(guī)律,從而根據(jù)規(guī)律寫出此數(shù)列的一個通項.
2.等差等比定義求通項
等差數(shù)列判定:
①定義法:“欲證等差,直接作差”,即證an+1-an=定值;
②等差中項法:即證2an+1=an+an+2;
③函數(shù)結論法:即an為一次函數(shù)或Sn為無常數(shù)項的二次函數(shù).
等比數(shù)列的判定方法:
(1)定義法:“欲證等比,直接作比”,即證eq \f(an+1,an)=q(q≠0的常數(shù))?數(shù)列{an}是等比數(shù)列;
(2)等比中項法:即證aeq \\al(2,n+1)=an·an+2(anan+1an+2≠0,n∈N*)?數(shù)列{an}是等比數(shù)列.
3.利用與的關系
依據(jù)求出.
已知Sn求an的三個步驟
(1)先利用a1=S1求出a1.
(2)用n-1替換Sn中的n得到一個新的關系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當n≥2時an的表達式.
(3)對n=1時的結果進行檢驗,看是否符合n≥2時an的表達式,如果符合,則可以把數(shù)列的通項公式合寫;如果不符合,則應該分n=1與n≥2兩段來寫
注:an與Sn關系的應用策略
(1)僅含有Sn的遞推數(shù)列或既含有Sn又含有an的遞推數(shù)列,一般利用公式Sn-Sn-1=an(n≥2)實施消元法,將遞推關系轉化為僅含an的關系式或僅含Sn的關系式,即“二者消元留一象”.
(2)究竟消去an留Sn好,還是消去Sn留an好?取決于消元后的代數(shù)式經(jīng)過恒等變形后能否得到簡單可求的數(shù)列關系,如等差數(shù)列關系或等比數(shù)列關系,若消去an留Sn可以得到簡單可求的數(shù)列關系,那么就應當消去an留Sn,否則就嘗試消去Sn留an,即“何知去留誰更好,變形易把關系找”.具體如下:
(3)值得一提的是:數(shù)列通項公式an求出后,還需要驗證數(shù)列首項a1是否也滿足通項公式,即“通項求出莫疏忽,驗證首項滿足否”,這一步學生容易忘記,切記!
4.因式分解
如果式子中出現(xiàn)了2次項或者正項數(shù)列這些條件,可能需要因式分解
5.累加法與累乘法
(1)累加法:形如的解析式
形如型的遞推數(shù)列(其中是關于的函數(shù))可構造:
將上述個式子兩邊分別相加,可得:
= 1 \* GB3 ①若是關于的一次函數(shù),累加后可轉化為等差數(shù)列求和;
= 2 \* GB3 ② 若是關于的指數(shù)函數(shù),累加后可轉化為等比數(shù)列求和;
= 3 \* GB3 ③若是關于的二次函數(shù),累加后可分組求和;
= 4 \* GB3 ④若是關于的分式函數(shù),累加后可裂項求和.
注:累加法求通項公式的4步驟
累乘法:形如的解析式
形如型的遞推數(shù)列(其中是關于的函數(shù))可構造:
將上述個式子兩邊分別相乘,可得:
有時若不能直接用,可變形成這種形式,然后用這種方法求解.
注:累乘法求通項公式的4步驟
6.構造法
形如型的遞推式:
①待定系數(shù)法:(其中均為常數(shù),)
解法:把原遞推公式轉化為:,其中,再利用換元法轉化為等比數(shù)列求解.
②待定系數(shù)法: (其中均為常數(shù),).(或其中均為常數(shù)).
解法:在原遞推公式兩邊同除以,得:,令,得:,再按第①種情況求解.
③待定系數(shù)法:
解法:一般利用待定系數(shù)法構造等比數(shù)列,即令,與已知遞推式比較,解出,從而轉化為是公比為的等比數(shù)列.
④待定系數(shù)法:
解法:一般利用待定系數(shù)法構造等比數(shù)列,即令,與已知遞推式比較,解出,從而轉化為是公比為的等比數(shù)列.
7.三項遞推法求通項
形如型的遞推式:
用待定系數(shù)法,化為特殊數(shù)列的形式求解.方法為:設,比較系數(shù)得,可解得,于是是公比為的等比數(shù)列,這樣就化歸為型.
8.同除法
(1)形如,可通過兩邊同除,將它轉化為,從而構造數(shù)列為等差數(shù)列,進而可求得的通項公式.
(2)形如,可通過兩邊同除,將它轉化為,換元令:,則原式化為:,先利用構造法求出,再求出的通項公式.
9.分式型
取倒數(shù)法:形如(為常數(shù)且)的遞推式:兩邊同除于,轉化為形式,化歸為型求出的表達式,再求;
形如的遞推式,也可采用取倒數(shù)方法轉化成形式,化歸為型求出的表達式,再求.
形如(為常數(shù),,,)的數(shù)列,通過兩邊同除“倒”過來,變形為,可通過換元:,化簡為:(可用“待定系數(shù)法”構造等比數(shù)列)
10.不動點法求通項
(1)定義:方程的根稱為函數(shù)的不動點.
利用函數(shù)的不動點,可將某些遞推關系所確定的數(shù)列化為等比數(shù)列或較易求通項的數(shù)列,這種求數(shù)列通項的方法稱為不動點法.
(2)在數(shù)列中,已知,且時,(是常數(shù)),
①當時,數(shù)列為等差數(shù)列;
②當時,數(shù)列為常數(shù)數(shù)列;
③當時,數(shù)列為等比數(shù)列;
④當時,稱是數(shù)列的一階特征方程,其根叫做特征方程的特征根,這時數(shù)列的通項公式為:;
(3)形如,,(是常數(shù))的二階遞推數(shù)列都可用特征根法求得通項,其特征方程為(*).
(1)若方程(*)有二異根、,則可令(、是待定常數(shù));
(2)若方程(*)有二重根,則可令(、是待定常數(shù)).
(其中、可利用,求得)
(4)設,滿足遞推關系,初值條件.
令 ,即 ,令此方程的兩個根為,
①若,則有 (其中)
②若,則有 (其中)
(5)設函數(shù)有兩個不同的不動點,且由確定著數(shù)列,那么當且僅當時,
11.對數(shù)變換法
形如型的遞推式:
在原遞推式兩邊取對數(shù)得,令得:,化歸為型,求出之后得(注意:底數(shù)不一定要取10,可根據(jù)題意選擇).
12.前n項積
對于數(shù)列,前項積記為;
; ②;①②:
考點剖析
考點一、觀察法
1、數(shù)列,,,,的一個通項公式是an=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因為數(shù)列,,,,的通項公式為,
則數(shù)列,,,,的通項公式為,
而數(shù)列,,,,的每一項都是上面數(shù)列對應項的,
所以數(shù)列,,,,的通項公式為.故選:C.
2、大衍數(shù)列,來源于《乾坤譜》中對易傳“大衍之數(shù)五十”的推論.其前10項依次為0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,現(xiàn)將大衍數(shù)列各數(shù)按照如圖排列形成一個數(shù)表,則該數(shù)表中第8行第3個數(shù)是( )
A.152B.480C.512D.840
【答案】B
【分析】首先求得大衍數(shù)列的通項公式,再根據(jù)數(shù)表的形式,求得第8行第3個數(shù)的序號,代入通項公式,即可求解.
【詳解】由已知條件將大衍數(shù)列前10項按奇數(shù)項排列前5個數(shù)依次為0,4,12,24,40,按偶數(shù)項排列前5個數(shù)依次為2,8,18,32,50,可得大衍數(shù)列通項為
數(shù)表前7行共有個數(shù),第8行第3個數(shù)字是大衍數(shù)列中第31項,
該數(shù)為.
故選:B.
3、南宋數(shù)學家楊輝所著的《解析九章算法·商功》中出現(xiàn)了如圖所示的形狀,后人稱為“三角垛”,“三角垛”的最上層有1個球,第二層有3個球,第三層有6個球,······,則第十層有( )個球.
A.12 B.20 C.55 D.110
【答案】C
【解析】由題意知:,,,,
所以.故選:C
4、如圖,第1個圖形需要4根火柴,第2個圖形需要7根火柴,,設第n個圖形需要根火柴.
(1)試寫出,并求;
(2)記前n個圖形所需的火柴總根數(shù)為,設,求數(shù)列的前n項和.
【解析】(1)由題意知:,,,,
可得每增加一個正方形,火柴增加3根,即,
所以數(shù)列是以4為首項,以3為公差的等差數(shù)列,則.
(2)由題意可知,,
所以,則,
所以,,
即.
考點二、等差等比定義求通項
5、在數(shù)列中,,,則數(shù)列的通項公式為________.
【答案】
【分析】根據(jù)給定條件可得數(shù)列是等差數(shù)列,求出其通項即可計算作答.
【詳解】由得:,而,
于是得數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列,
則有,
所以數(shù)列的通項公式為:.
故答案為:
6、數(shù)列的各項都是正數(shù),,,那么此數(shù)列的通項公式為________.
【答案】
【分析】,,即,可得:數(shù)列是等差數(shù)列,利用等差數(shù)列的通項公式即可得出.
【解析】,,即,
數(shù)列是等差數(shù)列,公差為2,首項為4.,,
.故答案為:.
7、已知數(shù)列的前項和為,滿足,,則( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由題意可知數(shù)列是公差為1的等差數(shù)列,先求出數(shù)列的通項公式,再利用與的關系求出即可.
【詳解】∵a1 = 1,- = 1,
∴是以1為首項,以1為公差的等差數(shù)列,
∴,即,
∴().
當時,也適合上式,.
故選:A.
8、已知各項為正數(shù)的數(shù)列的前項和為,且,,則數(shù)列的通項公式為_________.
【答案】
【分析】先由題干求出是以為首項,公差為的等差數(shù)列,并且求得,進而寫出數(shù)列的通項公式.
【解析】,,當時,由,可得,
即.是以為首項,公差為的等差數(shù)列..
.當時,.當時,上式成立.
故數(shù)列的通項公式為.故答案為:.
9、已知數(shù)列滿足,,則=( )
A.80B.100C.120D.143
【答案】C
【分析】根據(jù),可得,從而可證得數(shù)列是等差數(shù)列,從而可求得數(shù)列的通項,即可得解.
【詳解】解:因為,
所以,即,
等式兩邊開方可得:,即,
所以數(shù)列是以首項為,公差為1的等差數(shù)列,
所以,所以,
所以.
故選:C.
考點三、由an與Sn的關系求通項
消Sn
10、已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n2+n,則an=________.
【解析】當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n2+n-2(n-1)2-(n-1)=4n-1.
當n=1時,a1=S1=3=4×1-1,故an=4n-1.
答案:4n-1
11、已知Sn=3n+2n+1,則an=____________.
【解析】因為當n=1時,a1=S1=6;
當n≥2時,
an=Sn-Sn-1=(3n+2n+1)-[3n-1+2(n-1)+1]
=2·3n-1+2,
由于a1不適合此式,
所以an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(6,n=1,,2·3n-1+2,n≥2.))
答案:eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(6,n=1,,2·3n-1+2,n≥2))
12、已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=eq \f(1,3)an+eq \f(2,3),則{an}的通項公式an=________.
【解析】當n=1時,a1=S1=eq \f(1,3)a1+eq \f(2,3),所以a1=1.當n≥2時,an=Sn-Sn-1=eq \f(1,3)an-eq \f(1,3)an-1,所以eq \f(an,an-1)=-eq \f(1,2),所以數(shù)列{an}為首項a1=1,公比q=-eq \f(1,2)的等比數(shù)列,故an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n-1.
13、已知Sn為數(shù)列{an}的前n項和,且lg2(Sn+1)=n+1,則數(shù)列{an}的通項公式為____________.
【解析】 由lg2(Sn+1)=n+1,得Sn+1=2n+1,
當n=1時,a1=S1=3;當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n,
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3,n=1,,2n,n≥2.))
14、已知數(shù)列的前項和為,若,(),則______.
【解析】當時,;
當時,,,
數(shù)列從第二項開始為等比數(shù)列,;
經(jīng)檢驗:不滿足.
綜上所述:.
故答案為:.
(二)消an
15、設Sn是數(shù)列{an}的前n項和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,則Sn=________.
【解析】∵an+1=Sn+1-Sn,an+1=SnSn+1,
∴Sn+1-Sn=SnSn+1.
∵Sn≠0,∴eq \f(1,Sn)-eq \f(1,Sn+1)=1,即eq \f(1,Sn+1)-eq \f(1,Sn)=-1.
又eq \f(1,S1)=-1,∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,Sn)))是首項為-1,公差為-1的等差數(shù)列.
∴eq \f(1,Sn)=-1+(n-1)×(-1)=-n,∴Sn=-eq \f(1,n).
答案:-eq \f(1,n)
16、設是數(shù)列的前n項和,且,,則________.
【解析】因為,所以,所以,
所以,又,所以數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列,
所以,所以,所以.
故答案為:
17、若數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),前n項和為Sn,且a1=1,Sn+1+Sn=eq \f(1,an+1)(n∈N*),則a25=________.
【解析】 在數(shù)列{an}中,因為Sn+1+Sn=eq \f(1,an+1),所以Sn+1+Sn=eq \f(1,Sn+1-Sn),所以Seq \\al(2,n+1)-Seq \\al(2,n)=1,所以數(shù)列{Seq \\al(2,n)}是以1為公差的等差數(shù)列,因為a1=1,所以Seq \\al(2,n)=1+(n-1)×1=n,又因為Sn>0,所以Sn=eq \r(n),所以a25=S25-S24=eq \r(25)-eq \r(24)=5-2eq \r(6).故填5-2eq \r(6).
18、已知數(shù)列{an}中,a1=1,Sn為數(shù)列{an}的前n項和,且當n≥2時,有eq \f(2an,anSn-S\\al(2,n))=1成立,則S2 019=________.
【解析】 當n≥2時,由eq \f(2an,anSn-S\\al(2,n))=1,得2(Sn-Sn-1)=(Sn-Sn-1)·Sn-Seq \\al(2,n)=-SnSn-1,所以eq \f(2,Sn)-eq \f(2,Sn-1)=1,又eq \f(2,S1)=2,所以eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(2,Sn)))是以2為首項,1為公差的等差數(shù)列,所以eq \f(2,Sn)=n+1,故Sn=eq \f(2,n+1),則S2 019=eq \f(1,1 010).
(三)內(nèi)部消化
19、設數(shù)列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an))的前n項和為Sn,n∈N*.已知a1=1,a2=eq \f(3,2),a3=eq \f(5,4),且當n≥2時,
4Sn+2+5Sn=8Sn+1+Sn-1.
(1)求a4的值;
(2)證明:eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an+1-\f(1,2)an))為等比數(shù)列.
【解析】(1)當n=2時,4S4+5S2=8S3+S1,
即4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(3,2)+\f(5,4)+a4))+5eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(3,2)))=8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(3,2)+\f(5,4)))+1,解得a4=eq \f(7,8).
(2)證明:由4Sn+2+5Sn=8Sn+1+Sn-1(n≥2),
得4Sn+2-4Sn+1+Sn-Sn-1=4Sn+1-4Sn(n≥2),
即4an+2+an=4an+1(n≥2).
∵4a3+a1=4×eq \f(5,4)+1=6=4a2,
∴4an+2+an=4an+1,
∴eq \f(an+2-\f(1,2)an+1,an+1-\f(1,2)an)=eq \f(4an+2-2an+1,4an+1-2an)=eq \f(4an+1-an-2an+1,4an+1-2an)=eq \f(2an+1-an,2?2an+1-an?)=eq \f(1,2),
∴數(shù)列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an+1-\f(1,2)an))是以a2-eq \f(1,2)a1=1為首項,eq \f(1,2)為公比的等比數(shù)列.
(四)隱藏的Sn
20、設數(shù)列{an}滿足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,則an=____________.
【解析】因為a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,
故當n≥2時,
a1+3a2+…+(2n-3)an-1=2(n-1).
兩式相減得(2n-1)an=2,
所以an=eq \f(2,2n-1)(n≥2).
又由題設可得a1=2,滿足上式,
從而{an}的通項公式為an=eq \f(2,2n-1)(n∈N*).
答案:eq \f(2,2n-1)(n∈N*)
21、已知數(shù)列滿足,則的通項公式是_______.
【答案】
【解析】因為數(shù)列滿足,所以當時,
,整理得,當時,,解得,上式也成立,所以數(shù)列的通項公式為.
22、已知數(shù)列,時,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)為各項非零的等差數(shù)列,其前項和為,已知,求數(shù)列的前項和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)的關系求通項公式;
(2)利用錯位相減法求和.
【詳解】(1)因為,①
所以當時,,②
①②可得,
所以,
當時,滿足上式,
所以.
(2)因為,
且為各項非零,所以,
所以,
所以,
,
所以
,
所以.
23、已知數(shù)列滿足,則___________.
【答案】
【解析】①,
②,
兩式相減得:,
所以,經(jīng)檢驗符合要求.
則,
則③,
④,
③-④得:
,
所以
故答案為:
考點四、因式分解
24、已知各項都為正數(shù)的數(shù)列{an}滿足a1=1,aeq \\al(2,n)-(2an+1-1)an-2an+1=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通項公式.
【解析】(1)由題意可得a2=eq \f(1,2),a3=eq \f(1,4).
(2)由aeq \\al(2,n)-(2an+1-1)an-2an+1=0得
2an+1(an+1)=an(an+1).
因此{an}的各項都為正數(shù),所以eq \f(an+1,an)=eq \f(1,2).
故{an}是首項為1,公比為eq \f(1,2)的等比數(shù)列,因此an=eq \f(1,2n-1).
25、已知數(shù)列的前項和為,且,.求數(shù)列的通項公式;
【解析】當時,,整理得,,解得;
當時,①,可得②,
①-②得,即,
化簡得,
因為,,所以,
從而是以為首項,公差為的等差數(shù)列,所以;
26、已知正項數(shù)列的前項和為,且滿足.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)若數(shù)列為等比數(shù)列,且,,求數(shù)列的前項和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先利用與的關系結合已知條件等式推出數(shù)列是等差數(shù)列,從而求得數(shù)列的通項公式;
(2)利用(1)求,結合等比數(shù)列通項公式求得的表達式,然后利用錯位相減法求解即可.
【詳解】(1)由可得,①
,②
由可得:,
,
,
又數(shù)列為正項數(shù)列,
所以,
因為,所以,
所以數(shù)列為以1為首項,公差為2的等差數(shù)列,
故.
(2)由(1)得:,又,,
所以,∵數(shù)列為等比數(shù)列,設其公比為,
則,所以,
所以,
則,③
,④
得:,
則.
27、設是首項為1的正項數(shù)列,且 ,求通項公式=___________
【答案】
【分析】由條件可得,化簡得,再由遞推即可得到所求通項.
【詳解】由,得,
∵,∴,∴ ,∴,
∴,
又滿足上式,∴.故答案為:
考點五、累加法求通項
28、設數(shù)列{an}滿足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*),則數(shù)列{an}的通項公式為________________.
【解析】 由題意得a2-a1=2,a3-a2=3,…,
∴an-an-1=n(n≥2).
以上各式相加,得an-a1=2+3+…+n=eq \f(?n-1??2+n?,2)=eq \f(n2+n-2,2).
∵a1=1,∴an=eq \f(n2+n,2)(n≥2).
∵當n=1時也滿足此式,∴an=eq \f(n2+n,2).
29、若數(shù)列{an}滿足:a1=1,an+1=an+2n,求數(shù)列{an}的通項公式.
【解析】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=eq \f(1-2n,1-2)=2n-1.又因為當n=1時滿足此式,所以an=2n-1.
30、在數(shù)列{an}中,a1=3,an+1=an+eq \f(1,n?n+1?),則通項公式an=________.
【解析】原遞推公式可化為an+1=an+eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),
則a2=a1+1-eq \f(1,2),a3=a2+eq \f(1,2)-eq \f(1,3),
a4=a3+eq \f(1,3)-eq \f(1,4),…,an-1=an-2+eq \f(1,n-2)-eq \f(1,n-1),an=an-1+eq \f(1,n-1)-eq \f(1,n),累計相加得,an=a1+1-eq \f(1,n),故an=4-eq \f(1,n).
31、在數(shù)列中, ,,則該數(shù)列的通項公式= .
【解析】因為,所以運用累加法即可得到:,所以,故應填.
32、已知數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1=an+ln(1+eq \f(1,n)),則an=________;
【解析】∵an+1=an+ln(1+eq \f(1,n)),
∴an-an-1=ln(1+eq \f(1,n-1))=ln eq \f(n,n-1)(n≥2),
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=lneq \f(n,n-1)+lneq \f(n-1,n-2)+…+ln eq \f(3,2)+ln 2+2
=2+ln(eq \f(n,n-1)·eq \f(n-1,n-2)·…·eq \f(3,2)·2)
=2+ln n(n≥2).
顯然滿足上式
∴an=2+ln n
33、已知數(shù)列滿足,,則等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由題意,得,則當時,
,,,,
以上各式相加得,
所以,即,
當時,適合此式,所以.故選:D.
考點六、累乘法求通項
34、在數(shù)列{an}中,a1=1,an=eq \f(n-1,n)an-1(n≥2),則數(shù)列{an}的通項公式為__________.
【解析】∵an=eq \f(n-1,n)an-1(n≥2),
∴an-1=eq \f(n-2,n-1)an-2,an-2=eq \f(n-3,n-2)an-3,…,a2=eq \f(1,2)a1.
以上(n-1)個式子相乘得
an=a1·eq \f(1,2)·eq \f(2,3)·…·eq \f(n-1,n)=eq \f(a1,n)=eq \f(1,n).
當n=1時,a1=1,上式也成立.∴an=eq \f(1,n)(n∈N*).
答案:an=eq \f(1,n)(n∈N*)
35、數(shù)列滿足,,則______.
【答案】
【分析】利用累乘法求得正確答案.
【詳解】
,
也符合上式,
所以.
故答案為:
36、已知a1=2,an+1=2nan,則數(shù)列{an}的通項公式an=________.
【解析】∵an+1=2nan,∴eq \f(an+1,an)=2n,當n≥2時,an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·…·eq \f(a2,a1)·a1=2n-1·2n-2·…·2·2=2.又a1=2也符合上式,∴an=2.
答案:2
37、已知數(shù)列的首項為1,前n項和為,且,則數(shù)列的通項公式___________.
【答案】n
【解析】∵,∴
當時,,
當時,成立,
∴,
當時,,
當時,滿足上式,
∴.
故答案為:n
38、已知數(shù)列滿足,,則( )
A.2023 B.2024 C.4045 D.4047
【答案】C
【解析】,,
即,
可得,
.故選:C.
考點七、構造法求通項
類型一: )
39、已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=3an+2,則數(shù)列{an}的通項公式為________________.
【解析】∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),
∴eq \f(an+1+1,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.
答案:an=2·3n-1-1
40、已知數(shù)列中,,(且),則數(shù)列通項公式為( )
A.B.C.D.
【解析】由,知:且(),而,,∴是首項、公比都為3的等比數(shù)列,即,故選:C
41、已知數(shù)列{an}中,a1=3,且點Pn(an,an+1)(n∈N*)在直線4x-y+1=0上,則數(shù)列{an}的通項公式為________.
【解析】因為點Pn(an,an+1)(n∈N*)在直線4x-y+1=0上,
所以4an-an+1+1=0.
所以an+1+eq \f(1,3)=4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(an+\f(1,3))).
因為a1=3,所以a1+eq \f(1,3)=eq \f(10,3).
故數(shù)列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an+\f(1,3)))是首項為eq \f(10,3),公比為4的等比數(shù)列.
所以an+eq \f(1,3)=eq \f(10,3)×4n-1,
故數(shù)列{an}的通項公式為an=eq \f(10,3)×4n-1-eq \f(1,3).
答案:eq \f(10,3)×4n-1-eq \f(1,3)
42、已知數(shù)列中,,又,,若,則( )
A.7B.9C.15D.17
【解析】因為,所以,則,即,
又,所以,所以數(shù)列是以為首項,公比為的等比數(shù)列,
所以,得.
故選:C.
43、在數(shù)列中,,,若,則的最小值是( )
A.9B.10C.11D.12
【解析】因為,所以,即,
所以數(shù)列是以1為首項,2為公比的等比數(shù)列.
則,即.
因為,所以,所以,所以.
故選:C
44、設等比數(shù)列的前項和為,已知,,則( )
A.80 B.160 C.121 D.242
【答案】D
【解析】由,得(),
所以,得,
所以等比數(shù)列的公比為,
所以由,得,
所以,解得,
所以,故選:D
類型二:an+1=pan+cqn(其中p,q,c均為常數(shù))
45、已知數(shù)列滿足,則數(shù)列的通項公式為 .
【答案】
【解析】解法一:設,整理得,可得,
即,且,
則數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列,
所以,即;
解法二:(兩邊同除以) 兩邊同時除以得:,
整理得,且,
則數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列,
所以,即;
解法三:(兩邊同除以)兩邊同時除以得:,即,
當時,則
,
故,
顯然當時,符合上式,故.
故答案為:.
46、已知在數(shù)列中,,,則 .
【答案】
【解析】因為,,所以,
整理得,所以數(shù)列是以為首項,
為公比的等比數(shù)列,所以,解得.
故答案為:.
類型三:
47、已知數(shù)列滿足,.數(shù)列滿足,則數(shù)列的通項公式為________.
【答案】
【分析】由,可得,即,從而可得數(shù)列是等比數(shù)列,從而可得數(shù)列的通項公式.
【解析】∵,∴即,∴,
且,,則,又,
∴數(shù)列是首項為,公比為3的等比數(shù)列.∴.故答案為:.
48、已知首項為的數(shù)列的前項和為,若,則的通項公式為________.
【答案】
【分析】由題知,進而得,所以數(shù)列是首項為3,公比為3的等比數(shù)列,進而根據(jù)等比數(shù)列通項公式計算即可.
【解析】依題意,,故,
則,又,故數(shù)列是首項為3,公比為3的等比數(shù)列,
故,即.答案為:
考點八、三項遞推法求通項
49、已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=4,an+2+2an=3an+1(n∈N*),則數(shù)列{an}的通項公式an=________.
【解析】由an+2+2an-3an+1=0,得an+2-an+1=2(an+1-an),
∴數(shù)列{an+1-an}是以a2-a1=3為首項,2為公比的等比數(shù)列,∴an+1-an=3×2n-1,
∴n≥2時,an-an-1=3×2n-2,…,a3-a2=3×2,a2-a1=3,
將以上各式累加得an-a1=3×2n-2+…+3×2+3=3(2n-1-1),
∴an=3×2n-1-2(n≥2),
經(jīng)檢驗,當n=1時,an=1,符合上式.
∴an=3×2n-1-2.
答案:3×2n-1-2
50、已知數(shù)列{an}中, a1=1, a2=2, an+2= eq \f(2,3)an+1+ eq \f(1,3)an, 求{an}的通項公式。
【解析】由an+2= eq \f(2,3)an+1+ eq \f(1,3)an可轉化為an+2-san+1= t(an+1-san)
即an+2=(s+t)an+1-s· tan,
∴ eq \b\lc\{(\a\al(s+t= eq \f(2,3),s·t=- eq \f(1,3))) 解得 eq \b\lc\{(\a\al(s=1,t=- eq \f(1,3))) 或 eq \b\lc\{(\a\al(s=- eq \f(1,3),t=1)) 這里不妨選用 eq \b\lc\{(\a\al(s=1,t=- eq \f(1,3))) (當然也可以選用 eq \b\lc\{(\a\al(s=- eq \f(1,3),t=1)) )
an+2-an+1= - eq \f(1,3) (an+1-an)
所以{an+1-an}是以a2-a1=1為首項, - eq \f(1,3)為公比的等比數(shù)列,
所以an+1-an=(- eq \f(1,3))n-1 再用累加法an-a1=(- eq \f(1,3))0+(- eq \f(1,3))1+…+(- eq \f(1,3))n-2= eq \f(1-(- eq \f(1,3))n-1,1+ eq \f(1,3))又a1=1,因此an= eq \f(7,4)- eq \f(3,4)(- eq \f(1,3))n-1
51、數(shù)列滿足,且,求通項.
【答案】
【解析】因為,所以,
又,所以,
由等比數(shù)列定義知,數(shù)列是以為首項,3為公比的等比數(shù)列,
所以,
累加法可得:,
所以,又符合該式,故.
52、已知數(shù)列滿足,則( )
A. B.2525 C. D.2526
【答案】C
【解析】由已知,∴數(shù)列為等差數(shù)列,
,
∴
∴.
∴故選:C.
考點九、同除法
53、數(shù)列滿足,那么的值為( ).
A.4B.12C.18D.32
【解析】由可得,即,
所以數(shù)列是以為首項,以為公差的等差數(shù)列,
所以,
所以,所以,
故選:D.
54、已知數(shù)列中,,求數(shù)列的通項公式;
【解析】由,
得:,
∴,
即數(shù)列是首項為1,公差為2的等差數(shù)列,
∴,
得.
55、數(shù)列{an}滿足,,則數(shù)列{an}的通項公式為___________.
【答案】.
【解析】∵,所以,即,
∴是等差數(shù)列,而,
所以,
所以.
故答案為:.
56、已知數(shù)列的首項,且滿足,設,證明是等差數(shù)列;
【解析】將等式兩邊都減去得.
再除以得,即.
即.且.
所以是首項為,公差為的等差數(shù)列.
考點十、分式型取倒數(shù)求通項
57、已知數(shù)列滿足,求數(shù)列的通項公式。
【解析】為等差數(shù)列,首項,公差為,
58、已知數(shù)列滿足,且,則數(shù)列__________
【答案】
【解析】由兩邊取倒數(shù)可得,即
所以數(shù)列是等差數(shù)列,且首項為,公差為,所以,
所以;
故答案為:
59、已知數(shù)列滿足,.若,則數(shù)列的通項公式( )
B.C.D.
【解析】由,得,所以,
又,所以數(shù)列是首項為2,公比為2的等比數(shù)列,
所以,所以.
故選:C.
60、已知數(shù)列各項均為正數(shù),,且有,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,
顯然若,則,則,,與題意矛盾,
所以,,兩邊同時取倒數(shù),得:,
設,,,,
因為,故,故,所以為等比數(shù)列,
所以,故,所以,
故,故選:D.
61、數(shù)列中,,且,則其通項公式為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】先由得出,再由累加法計算出,進而求出.
【解析】,,化簡得:,
兩邊同時除以并整理得:,
即,,,…,,
將上述個式子相加得:
……,即,
,又也滿足上式,
,.故選:D.
62、數(shù)列滿足,.
(1)求,,的值;
(2)求數(shù)列的通項公式;
【答案】(1),,.;(2);(3)
【解析】(1)由,.
可得,,.
(2)由,兩邊取倒數(shù)化簡可得:,
數(shù)列是首項為2,公比為2的等比數(shù)列,
,即.
數(shù)列的通項公式為
63、已知數(shù)列的前n項之和為,,,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,
則,取倒數(shù)有,
則數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列;
則,則
則,故選:D
考點十一、不動點法求通項
64、已知數(shù)列的遞推公式,且首項,求數(shù)列的通項公式.
【解析】令.先求出數(shù)列的不動點,
解得.
將不動點代入遞推公式,
得,
整理得,,
∴.
令,
∴,.
∴數(shù)列是以為首項,以1為公差的等差數(shù)列.
∴的通項公式為.
將代入,得.
∴.
65、已知,,求的通項公式.
【解析】設,
即,解得,即不動點為,,
可變形為,
即數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列,
其通項公式,
得.
66、已知數(shù)列滿足,,則 .
【答案】
【解析】設,令得:,解得:;
,化簡得:,
所以,從而,又,
所以是首項為,公差為1的等差數(shù)列,故,
所以.
67、已知數(shù)列中,,求的通項.
【解析】因為的特征函數(shù)為,
則特征方程為,即,
解得,
則,①
.②
則①÷②得,
∴數(shù)列是公比為的等比數(shù)列,
∴.
∵,∴,
即.
68、已知數(shù)列滿足,.求數(shù)列的通項公式.
【答案】
【解析】依題,記,
令,求出不動點或3;
由定理可知:,,
∴,
又,所以,……,,,
∴.
又,令,則數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列.
∴.由,得.
∴.
考點十二、對數(shù)變換法
69、正項數(shù)列滿足,,則數(shù)列的通項公式是______.
【答案】
【分析】將等式兩邊同時取對數(shù)后,轉化為的形式,再利用構造法求通項公式.
【詳解】原式兩邊同時取對數(shù),得,
即.設,則,
又,所以是以2為公比,1為首項的等比數(shù)列,
所以,所以,所以.故答案為:.
70、數(shù)列中,若,,則的通項公式為________.
【答案】
【分析】兩邊取對數(shù),化簡整理得,得到數(shù)列是以為首項,公比為3的等比數(shù)列,結合等比數(shù)列的通項公式,即可求解.
【詳解】由,兩邊取對數(shù),可得,即,
又由,則,所以數(shù)列是以為首項,公比為3等比數(shù)列,
則,所以.
故答案為:
71、已知數(shù)列的首項為9,且,若,則數(shù)列的前項和 .
【解析】數(shù)列的首項為9,且,
所以:,
所以兩邊取對數(shù)得:,
整理得:(常數(shù)),
所以:數(shù)列是以為首項,2為公比的等比數(shù)列.
所以:,
所以:,
由于,所以:,
故:兩邊取倒數(shù)得到:,
所以數(shù)列的前項和.
故答案為:
考點十三、周期數(shù)列
72、數(shù)列 {an}滿足 an+1=eq \f(1,1-an) , a8=2,則a1 =________.
【解析】將a8=2代入an+1=eq \f(1,1-an),可求得a7=eq \f(1,2);再將a7=eq \f(1,2)代入an+1=eq \f(1,1-an),可求得a6=-1;再將a6=-1代入an+1=eq \f(1,1-an),可求得a5=2;由此可以推出數(shù)列{an}是一個周期數(shù)列,且周期為3,所以a1=a7=eq \f(1,2).
73、已知數(shù)列{an}的首項為2,且數(shù)列{an}滿足an+1=eq \f(an-1,an+1),數(shù)列{an}的前n項的和為Sn,則S1 008等于( )
A.504 B.294
C.-294 D.-504
【解析】選C ∵a1=2,an+1=eq \f(an-1,an+1),∴a2=eq \f(1,3),a3=-eq \f(1,2),a4=-3,a5=2,…,∴數(shù)列{an}的周期為4,且a1+a2+a3+a4=-eq \f(7,6),∴S1 008=S4×252=252×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7,6)))=-294.
74、已知數(shù)列滿足:,,,,則( ).
A.B.C.1D.2
【答案】C
【分析】把遞推關系式里的換成,結合得到
,然后把上式的的換成得到周期.
【詳解】
即
又
是以為周期的周期數(shù)列.
故選:C
75、已知數(shù)列中,,,,則( )
A.4B.2C.-2D.-4
【答案】D
【解析】因為,,,所以,
則,,,…,
所以數(shù)列是以3為周期的數(shù)列,
則.
故選:D.
76、在數(shù)列中,,,,則______;的前2022項和為______.
【答案】 2024
【解析】由,得,又,
所以,,,,,
可知數(shù)列為周期數(shù)列,周期為4,
故.
故答案為:;2024.
考點十四、等和數(shù)列
77、數(shù)列{an}滿足an+an+1=eq \f(1,2)(n∈N*),a2=2,Sn是數(shù)列{an}的前n項和,則S21為( )
A.5 B.eq \f(7,2) C.eq \f(9,2) D.eq \f(13,2)
【解析】選B ∵an+an+1=eq \f(1,2),a2=2,
∴an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(3,2),n為奇數(shù),,2, n為偶數(shù).))
∴S21=11×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)))+10×2=eq \f(7,2).
78、已知為數(shù)列的前項和,,,則( )
A.2020B.2021C.2022D.2024
【答案】C
【解析】當時, ,
當時,由得,
兩式相減可得
,即,
所以,可得,
所以.
故選:C.
79、若數(shù)列滿足,則 .
【解析】,
則
.
故答案為:.
80、設數(shù)列的前n項和為,,且,若,則n的最大值為( )
A.50 B.51 C.52 D.53
【答案】B
【解析】∵,∴,
∵是以-1為公比的等比數(shù)列,∴,
,
∴,
當n為偶數(shù)時,無解,
當n為奇數(shù)時,,
∴,又,∴,即,
即,在上是增函數(shù),
又n為奇數(shù),,,
故n的最大值為51.故選:B.
考點十五、等積數(shù)列
81、已知數(shù)列的首項,且滿足,則 .
【解析】因為,
所以,
兩式相除可得,
所以數(shù)列的各個奇數(shù)項成等比數(shù)列,公比為2,
數(shù)列的各個偶數(shù)項成等比數(shù)列,公比為2,
又因為,所以,
又,所以,
可得當為偶數(shù)時,,
所以.
故答案為:512.
82、在數(shù)列中,,,,則( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知,數(shù)列中,,,,
所以,,,
所以
,
所以,即,
則.故選:C.
考點十六、前n項積型
83、若數(shù)列滿足其前項的積為,則 .
【解析】數(shù)列滿足其前項的積為,故前項的積為,,
,當時,,顯然,它對于第一項也是成立的,
故,.
故答案為:,.
84、已知正項數(shù)列的前n項積為,且,則使得的最小正整數(shù)n的值為( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【解析】由題,,又,
,,兩式相除可得,
上式兩邊取對數(shù),可得,即,,
,化簡得,解得,
又,即,所以的通項公式為,
,
要使,即,解得,
且,所以滿足題意的最小正整數(shù)的值為6.故選:C.
考點十七、正負相間討論、奇偶討論型
85、數(shù)列滿足,前16項和為540,則 .
【解析】因為數(shù)列滿足,
當為奇數(shù)時,,
所以,,,,
則,
當為偶數(shù)時,,
所以,,,,,,,
故,,,,,,,
因為前16項和為540,
所以,
所以,解得.
故答案為:.
86、已知數(shù)列滿足,則的前40項和為 .
【解析】,
當為奇數(shù)時,,
,,,,,.
從第一項開始,相鄰兩項的和構成以為首項,以為公差的等差數(shù)列.
所以的前40項和為,
故答案為:.
過關檢測
一、單選題
1.(2023上·全國·高二期末)已知數(shù)列中,且,則為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】將已知式化簡得出,即可根據(jù)構造法求出數(shù)列通項,再代入數(shù)值求解即可.
【詳解】,
,
即,
兩邊同時除以得:,
即,
令,則,
則是首項為,公差為的等差數(shù)列,
則,即,
則,則.
故選:D
2.(2023上·內(nèi)蒙古通遼·高二??计谀?shù)列前項和,則該數(shù)列的第4項為( )
A.19B.20C.21D.22
【答案】B
【分析】根據(jù)即可求解.
【詳解】,
該數(shù)列的第4項.
故選:B.
3.(2023上·甘肅白銀·高二??计谀┮阎獢?shù)列的通項公式為,則該數(shù)列的第項為( )
A.1B.
C.D.
【答案】A
【分析】分類討論為奇數(shù)與為偶數(shù),結合誘導公式求得恒有,從而得解.
【詳解】因為,
當為奇數(shù)時,;
當為偶數(shù)時,,;
綜上,.
故選:A.
4.(2024上·江蘇·高二期末)設數(shù)列的前項和為 ,,,,則數(shù)列的前項和為 ( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)已知條件構造為常數(shù)列,求出,再利用裂項相消法求和即可.
【詳解】,且,
,即 ,,
故數(shù)列為常數(shù)列,且,
,則,
故數(shù)列的前項和.
故選:D.
5.(2023上·全國·高二期末)已知數(shù)列的前項和為,若,,則有( )
A.為等差數(shù)列B.為等比數(shù)列
C.為等差數(shù)列D.為等比數(shù)列
【答案】D
【分析】根據(jù)得到,即可判斷AB選項;根據(jù),得到即可判斷CD選項.
【詳解】由題意,數(shù)列的前項和滿足,
當時,,兩式相減,可得,
可得,即,又由,當時,,所以,
所以數(shù)列的通項公式為,故數(shù)列既不是等差數(shù)列也不是等比數(shù)列,所以AB錯.
當時,,又由時,,適合上式,
所以數(shù)列的前項和為;又由,所以數(shù)列為公比為3的等比數(shù)列,故D正確,C錯.
故選:D.
6.(2023上·吉林長春·高二校考期末)已知數(shù)列滿足,,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意分析可知數(shù)列是以首項為4,公比為2的等比數(shù)列,結合等比數(shù)列通項公式運算求解.
【詳解】因為,則,且,
可知數(shù)列是以首項為4,公比為2的等比數(shù)列,
所以,即,
所以.
故選:C.
7.(2023上·全國·高二期末)已知各項均為正數(shù)的數(shù)列的前項和為,若,則( )
A.3B.6C.9D.12
【答案】A
【分析】由可得,兩式相減可證明數(shù)列從第二項起成等差數(shù)列,再由等差數(shù)列的前項和公式、等差數(shù)列的通項公式求解即可.
【詳解】因為,所以,
兩式相減得,
即,因為,
所以,
所以數(shù)列中,從第二項起成等差數(shù)列,
所以,
所以.由得,
所以,得,所以,
故選:A.
8.(2023上·天津津南·高二??计谀┮阎獢?shù)列滿足,,記數(shù)列的前項和為,則( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】利用求通項公式,進而可得,再應用分組求和,結合等差、等比前n項和公式求.
【詳解】由題設且(n ≥ 2),故且,
所以,又也滿足,故,則,
所以.
故選:B
9.(2024上·吉林白山·高二統(tǒng)考期末)南宋數(shù)學家在《詳解九章算法》和《算法通變本末》中討論了一些高階等差數(shù)列的求和方法,高階等差數(shù)列中后一項與前一項之差并不相等,但是后一項與前一項之差或者高階差成等差數(shù)列,如數(shù)列,后一項與前一項之差得到新數(shù)列,新數(shù)列為等差數(shù)列,這樣的數(shù)列稱為二階等差數(shù)列.對這類高階等差數(shù)列的研究,一般稱為“垛積術”.現(xiàn)有一個高階等差數(shù)列,其前5項分別為,則該數(shù)列的第10項為( )
A.96B.142C.202D.278
【答案】D
【分析】根據(jù)題意利用累加法運算求解.
【詳解】設該數(shù)列為,其前5項分別為,
設,其前4項分別為,
由題意可知:,
當時,則
,
且符合上式,所以,
即,
則,
所以該數(shù)列的第10項為278.
故選:D.
10.(2024上·廣東珠?!じ呷楹J械谝恢袑W??计谀┍硎静怀^的最大整數(shù),如,,已知數(shù)列滿足,,,若,為數(shù)列的前項和,則( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】先根據(jù)遞推公式變形并構造數(shù)列得出,再適當放縮得出,再結合等差數(shù)列的求和公式計算即可.
【詳解】由可知,所以數(shù)列是常數(shù)列,
又,,所以,則數(shù)列各項均為1,
即,,
則數(shù)列是以為首項,4為公比的等比數(shù)列,
即,
由,
,
故,
根據(jù)題意可知:,
所以.
故選:B
二、多選題
11.(2024上·吉林長春·高二長春吉大附中實驗學校??计谀┮阎獢?shù)列的前n項積為,,則( )
A.B.為遞增數(shù)列
C.D.的前n項和為
【答案】AD
【分析】根據(jù)等比數(shù)列的定義可判斷為等比數(shù)列,進而可求解A,根據(jù)即可判斷C,根據(jù)指數(shù)式的單調(diào)性即可判斷B,根據(jù)分組求和結合等比求和公式即可求解D.
【詳解】由可得,故為等比數(shù)列,且公比為3,首項為,故,進而,A正確,
當時,,所以,
當時,不符合上述表達,
因此,故C錯誤,
當時, ,由于為單調(diào)遞增數(shù)列,故為單調(diào)遞減,故B錯誤,
的前n項和為,故D正確,
故選:AD
12.(2024上·湖北·高二期末)已知數(shù)列的前n項和為,且,,則( )
A.B.
C.數(shù)列是遞減數(shù)列D.數(shù)列的最小值為
【答案】AD
【分析】利用與的關系式求得與,從而判斷AB;利用作商法判斷的單調(diào)性,進而求得其最小值,從而判斷CD.
【詳解】,
,則,即,
,當時,,
又滿足上式,,故A正確,B錯誤;
易知,,,
,當時,,
當時,,當時,,
數(shù)列不是遞減數(shù)列,且當時,取得最小值,故C錯誤,D正確.
故選:AD.
13.(2024上·河北邢臺·高二河北省博野中學校聯(lián)考期末)已知數(shù)列的前項和為,則( )
A.
B.為等比數(shù)列
C.
D.
【答案】ACD
【分析】選項A,代入遞推關系可得;選項B,遞推關系變形可得,從而可得為等差數(shù)列;選項C,由錯位相減法數(shù)列求和得,可得;選項D,將代入可得,令可求.
【詳解】選項A,由題意得,A正確;
選項B,將兩邊同時除以,
得,即,
則是首項為,公差為的等差數(shù)列,不是等比數(shù)列,錯誤;
選項C,由,
得,
所以①,
則②,
①-②得,,
,
即,則,C正確;
選項D,因為,
所以,D正確.
故選:ACD.
14.(2024上·廣東珠?!じ呷楹J械谝恢袑W??计谀┮阎獢?shù)列的前項和為,,且對任意正整數(shù),恒成立,,數(shù)列的前項和為,則下列說法正確的是( )
A.數(shù)列是等比數(shù)列B.
C.D.
【答案】AC
【分析】A選項,由時,定義法證明數(shù)列是等比數(shù)列;B選項,由A選項的結論,構造為等差數(shù)列,求出通項得;C選項,利用B選項中的結論驗證;D選項,利用分組求和法求數(shù)列的前項和.
【詳解】對于A,由,當時,,解得;
當時,,所以,即.
又,所以是首項為,公比為的等比數(shù)列,A正確.
對于B,由A易得,,則.
又,所以是首項為2,公差為1的等差數(shù)列.
則有,所以,B錯誤.
對于C,因為,,所以,C正確.
對于D,因為,
所以,D錯誤.
故選:AC.
三、填空題
15.(2023下·江蘇南京·高二南京市江寧高級中學校聯(lián)考期末)設等比數(shù)列的前n項和為.已知,,則 .
【答案】/31.5
【分析】根據(jù)得相減可得公比,由求解首項,即可由求和公式代入求解.
【詳解】當?shù)墓葹?時,由可知顯然不成立,故公比不為1,
由得,
所以時,,相減可得,故公比,又,
故,
故答案為:
16.(2023下·江西·高二統(tǒng)考期末)記等比數(shù)列的前n項和為,且,則 .
【答案】
【分析】根據(jù)數(shù)列前項和與通項的關系,結合等比數(shù)列的定義,建立方程,可得答案.
【詳解】當時,;當時,,
由數(shù)列是等比數(shù)列,則,則,解得.
故答案為:.
17.(2023上·全國·高二期末)已知數(shù)列的前n項和為,且,,則 .
【答案】
【分析】由遞推關系得到,再用累加法和等差數(shù)列的求和公式求出結果即可.
【詳解】因為,所以,
所以,
,
,
,
累加可得
,
化簡可得,
故答案為:
18.(2023下·黑龍江大慶·高二大慶市第二十三中學??计谀┮阎獢?shù)列滿足,且,若,則數(shù)列的前n項和 .
【答案】
【分析】利用累乘法求得,可得,再利用裂項相消法得答案.
【詳解】由,得,,…,(),
以上各式相乘,得(),
又,所以(),
當時,,滿足上式,所以,
,
所以.
故答案為:.
19.(2023上·福建莆田·高二莆田華僑中學??计谀┮阎獢?shù)列滿足,則數(shù)列的通項公式為 .
【答案】
【分析】由題意根據(jù)等差數(shù)列的前項和可得,再利用構造法結合等差數(shù)列的通項即可得解.
【詳解】因為,
所以,
∴數(shù)列是首項為,公差為的等差數(shù)列,
,
所以.
故答案為:.
20.(2023下·安徽滁州·高二統(tǒng)考期末)已知數(shù)列滿足,,若表示不超過x的最大整數(shù),則 .
【答案】1
【分析】根據(jù)迭代法可得利用裂項求和結合的定義即可求解.
【詳解】由得時,,
當時,也符合,所以
,故,
,
故答案為:1
21.(2023上·全國·高二期末)在數(shù)列中,,,若對于任意的,恒成立,則實數(shù)的最小值為 .
【答案】
【分析】分析可得數(shù)列是等比數(shù)列,求得,由已知可得出,令,分析數(shù)列的單調(diào)性,求出數(shù)列最大項的值,即可得出實數(shù)的最小值.
【詳解】由有,且,
故數(shù)列為首項為,公比為的等比數(shù)列,可得,
不等式可化為,令,
當時;當時,.
故有當時,,
則,
當時,,即,
此時,數(shù)列單調(diào)遞減,
綜上所述,,可得實數(shù)的最小值為.
故答案為:.
22.(2023上·黑龍江大慶·高三大慶實驗中學??计谀┮阎獢?shù)列滿足:,設數(shù)列的前項和為,若對于任意的,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為 .
【答案】
【分析】已知條件求出,裂項相消求出,由不等式恒成立,列不等式求實數(shù)的取值范圍.
【詳解】數(shù)列滿足:,
時,
時,,
得,即,
時也滿足,則有.
,
,
不等式恒成立,即,解得或.
即實數(shù)的取值范圍為.
故答案為:
四、解答題
23.(2023上·福建莆田·高二仙游一中校聯(lián)考期末)設數(shù)列的前項和為,已知,且
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)設,若對于任意的,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)計算,根據(jù)得到,變換,確定是首項為,公比為的等比數(shù)列,計算得到答案.
(2)確定,代入式子變換得到,換元,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性計算最值得到答案.
【詳解】(1),則,故,
當時,,,
兩式相減得到,即,則,
,故是首項為,公比為的等比數(shù)列,
,故,
時滿足,故.
(2),,
,即,
設,且,,
在上單調(diào)遞增,故函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當趨近時,趨近,故,故.
24.(2024上·湖北·高二期末)已知各項均為正數(shù)的數(shù)列的前n項和為,且
(1)求的通項公式;
(2)若,求數(shù)列的前n項和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)數(shù)列遞推式求出,繼而寫出當時,,和已知等式相減可推出,,即可求得答案;
(2)由(1)的結果可得的表達式,利用錯位相減法求數(shù)列的和,即得答案.
【詳解】(1)當時,,
又的各項均為正數(shù),所以;
當時,得,則,
所以,
又的各項均為正數(shù),所以,所以,,
所以是以1為首項,1為公差的等差數(shù)列,
所以;
(2)由(1)知,,
所以,①
故,②
①-②得:
,
所以
25.(2023上·廣東珠?!じ呷楹J械谝恢袑W??计谀┮阎棓?shù)列的前項和為,,且當時.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)若數(shù)列滿足,數(shù)列的前項和為,試比較與的大小,并加以證明.
【答案】(1)
(2),證明見解析
【分析】(1)由時,,及條件可得,再由累加法可求出,再由求出.
(2)由的通項公式可知,利用錯位相減法求出,再由不等式的性質比較與的大小.
【詳解】(1)因為時,
數(shù)列為正項數(shù)列,所以.
由累加法得,
又,所以,即,
故當時,,
因此.
(2).證明如下:
由題意及(1)可得,
故,
.
兩式相減,得,
得.由于,故,所以.
26.(2024上·吉林長春·高二長春市第二中學校聯(lián)考期末)設數(shù)列的前n項和為,且.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)若數(shù)列滿足,求數(shù)列的前2n項和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)求得.
(2)根據(jù)分組求和法求得正確答案.
【詳解】(1)依題意,,
當時,,
當時,,
所以,
所以數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列,
所以,也符合.
所以.
(2)由(1)得,所以
.
27.(2024上·天津南開·高三統(tǒng)考期末)已知正項等比數(shù)列滿足,數(shù)列的前項和為,當時,.
(1)求的通項公式:
(2)證明是等差數(shù)列,并求;
(3)設數(shù)列的前項和為,若恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)證明見解析,
(3).
【分析】(1)利用等比數(shù)列基本量的計算求通項公式;
(2)利用與的關系以及等差數(shù)列的定義求解;
(3)利用錯位相減法求和以及基本不等式求解.
【詳解】(1)設正項等比數(shù)列的公比為,
由,得,
解得,所以.
(2)當時,,
所以,
整理得,
所以數(shù)列是以為首項,1為公差的等差數(shù)列.
所以,即.
(3)由(1)?(2)知,
所以,①
②
①-②得,
所以.
由得,即,
因為,當且僅當時,等號成立,
所以.
28.(2024上·湖北·高三統(tǒng)考期末)已知正項數(shù)列的前項和為,且.
(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)若數(shù)列滿足,且,求數(shù)列的前項和.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)根據(jù)與之間的關系結合等差數(shù)列的定義分析證明;
(2)由(1)可得,進而可得是常數(shù)列以及,代入利用裂項相消法求和.
【詳解】(1)當時,,由于,解得;
當時,,整理得;
所以數(shù)列是首項為1,公差為1的等差數(shù)列.
(2)由(1)可知:,
因為,整理得,
可知數(shù)列是常數(shù)列.
所以,即,
可得,
所以.
不同點
相同點
通項公式
可根據(jù)某項的序號n的值,直接代入求出an
都可確定一個數(shù)列,也都可求出數(shù)列的任意一項
遞推公式
可根據(jù)第一項(或前幾項)的值,通過一次(或多次)賦值,逐項求出數(shù)列的項,直至求出所需的an,也可通過變形轉化,直接求出an
與同時存在
1:已知與的關系;或與的關系
用,得到
例:已知,求
2:已知與的關系;或與的關系
替換題中的
例:已知;
已知
3:等式中左側含有:
作差法
(類似)
例子:已知求
前n項積
1:已知和的關系
角度1:用,得到
例子:的前項之積.
2:已知和的關系
角度1:用替換題目中
例子:已知數(shù)列的前n項積為,且.
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