
常見考點
考點一 數(shù)列通項證明
典例1.已知數(shù)列滿足﹒
(1)求證數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)求的通項公式;
(3)試判斷是否為數(shù)列中的項,并說明理由﹒
變式1-1.已知數(shù)列中,,,.
(1)設(shè),求證是等差數(shù)列;
(2)求的通項.
變式1-2.已知數(shù)列滿足:,且,其中;
(1)證明數(shù)列是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)設(shè),為數(shù)列的前項和,求.
變式1-3.已知數(shù)列滿足,.
(1)求證:數(shù)列是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)求數(shù)列的前項和.
考點二 數(shù)列求和證明(先求和再放縮)
典例2.已知數(shù)列的前項和為.
從下面①②③中選擇其中一個作為條件解答試題,若選擇不同條件分別解答,則按第一個解答計分.
①數(shù)列是等比數(shù)列,,且,,成等差數(shù)列;
②數(shù)列是遞增的等比數(shù)列,,;
③.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)已知數(shù)列的前項的和為,且.證明:.
變式2-1.已知數(shù)列滿足,.
(1)求證:數(shù)列是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)令,數(shù)列的前項和為,證明:對于任意的,都有.
變式2-2.已知數(shù)列為等差數(shù)列,是數(shù)列的前項和,且,,數(shù)列滿足.
(1)求數(shù)列、的通項公式;
(2)令,證明:.
變式2-3.已知數(shù)列的前n項和為滿足.
(1)求證:是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)若,數(shù)列的前項和為.求證:.
考點三 數(shù)列求和證明(先放縮再求和)
典例3.已知數(shù)列的前n項和為,已知,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:.
變式3-1.已知數(shù)列滿足.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)設(shè),數(shù)列的前項和為,證明:當時,.
變式3-2.已知數(shù)列滿足
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:
變式3-3.已知正項數(shù)列滿足,.
(1)試比較與的大小,并說明理由;
(2)設(shè)數(shù)列的前項和為,證明:當時,.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 數(shù)列通項證明
1.設(shè)數(shù)列是公比為正整數(shù)的等比數(shù)列,滿足,,設(shè)數(shù)列滿足,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)求證:數(shù)列是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(3)已知數(shù)列,設(shè),求數(shù)列的前項和.
2.已知數(shù)列的首項,且滿足.
(1)求證:數(shù)列為等差數(shù)列;
(2)若,求數(shù)列前n項和.
3.已知數(shù)列的前n項和為,且.
(1)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列的前n項和.
4.已知數(shù)列的首項,且滿足.
(1)證明:是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列的前n項和.
練習(xí)二 數(shù)列求和證明(先求和再放縮)
5.已知數(shù)列的首項,數(shù)列是等差數(shù)列,且,.
(1)求的通項公式.
(2)設(shè)數(shù)列的前n項和為,證明:.
6.已知是公差不為零的等差數(shù)列,,且、、成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列的通項公式:
(2)設(shè).數(shù)列{}的前項和為,求證:.
7.已知等差數(shù)列的前項和為,,且.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:數(shù)列的前項和.
8.已知數(shù)列的前n項和為,且組成等差數(shù)列.
(1)求的通項公式;
(2)設(shè),且數(shù)列的前n項和為,求證:.
練習(xí)三 數(shù)列求和證明(先放縮再求和)
9.已知正項數(shù)列滿足:﹣=1,(n∈N+,n≥2),且a1=4.
(1)求的通項公式;
(2)求證<1(n∈N+)
10.數(shù)列滿足,.
(1)求的值;
(2)求數(shù)列的通項公式;
(3)設(shè),求證:.
11.已知數(shù)列{}的前n項和為且滿足=-n.
(1)求{}的通項公式;
(2)證明:
12.數(shù)列滿足,.
(1)求證數(shù)列是等比數(shù)列;
(2)證明:對一切正整數(shù),有.
第二篇 數(shù)列
專題06 數(shù)列中的證明問題
常見考點
考點一 數(shù)列通項證明
典例1.已知數(shù)列滿足﹒
(1)求證數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)求的通項公式;
(3)試判斷是否為數(shù)列中的項,并說明理由﹒
【答案】(1)見解析;
(2);
(3)是,理由見解析﹒
【解析】
【分析】
(1)已知條件兩邊同時取倒數(shù),構(gòu)造等差數(shù)列求解;
(2)根據(jù)(1)中構(gòu)造的等差數(shù)列即可求通項公式;
(3)令通項等于,解出n,如果n為正整數(shù),則是該數(shù)列的項,否則不是﹒
(1)
由題可得,
∴是以3為首項,3為公差的等差數(shù)列;
(2)
由(1)得,,
∴;
(3)
令,解得,故是為數(shù)列中的項﹒
變式1-1.已知數(shù)列中,,,.
(1)設(shè),求證是等差數(shù)列;
(2)求的通項.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)式子變形后,可知是首項,公差為1的等差數(shù)列.
(2)利用累加法和錯位相減法即可得出結(jié)論.
(1)
解:由已知可得:
即
即,
所以是首項,公差為1的等差數(shù)列.
(2)
由(1)知
則
得到
①,
②
,得.
變式1-2.已知數(shù)列滿足:,且,其中;
(1)證明數(shù)列是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)設(shè),為數(shù)列的前項和,求.
【答案】(1)證明見解析,;(2).
【解析】
【分析】
(1)由題設(shè)遞推式得,根據(jù)等比數(shù)列的定義即可證結(jié)論,進而寫出的通項公式;
(2)由(1)得,應(yīng)用裂項相消法求即可.
【詳解】
(1)由題設(shè),,而,
∴是首項、公比均為2的等比數(shù)列,故,即.
(2)由(1)知:,
∴.
變式1-3.已知數(shù)列滿足,.
(1)求證:數(shù)列是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)求數(shù)列的前項和.
【答案】(1)證明見解析,;(2).
【解析】
【分析】
(1)由已知遞推關(guān)系可得,結(jié)合等比數(shù)列的定義即可證結(jié)論,進而可得,寫出通項公式即可.
(2)應(yīng)用錯位相減法即可求的前項和.
【詳解】
(1)證明:∵,,
∴,,又,
∴,故數(shù)列為首項為1,公比為的等比數(shù)列,
∴,故.
(2)∵①,
∴②,
①?②式錯位相減得:,
∴.
考點二 數(shù)列求和證明(先求和再放縮)
典例2.已知數(shù)列的前項和為.
從下面①②③中選擇其中一個作為條件解答試題,若選擇不同條件分別解答,則按第一個解答計分.
①數(shù)列是等比數(shù)列,,且,,成等差數(shù)列;
②數(shù)列是遞增的等比數(shù)列,,;
③.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)已知數(shù)列的前項的和為,且.證明:.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)若選①:根據(jù)等比數(shù)列基本量的計算,求出首項及公比即可求解;
若選②:根據(jù)等比數(shù)列的性質(zhì)有,結(jié)合已知求出即可得公比,從而可得答案;
若選③:由,將已知再寫一式,然后兩式相減可得,最后根據(jù)等比數(shù)列的定義即可求解;
(2)由(1)根據(jù)對數(shù)的運算性質(zhì)求出,然后利用裂項相消求和法求出即可證明.
(1)
解:若選①:因為數(shù)列是等比數(shù)列,設(shè)公比為,,且,,成等差數(shù)列,
所以,解得,所以;
若選②:因為數(shù)列是遞增的等比數(shù)列,,,
所以,所以,,
所以;
若選③:因為,所以,
兩式相減可得,即,又時,,
所以,
所以數(shù)列是以2為首項,2為公比的等比數(shù)列,
所以;
(2)
證明:由(1)知,
所以,
因為,所以,即.
變式2-1.已知數(shù)列滿足,.
(1)求證:數(shù)列是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)令,數(shù)列的前項和為,證明:對于任意的,都有.
【答案】(1)證明見解析;;
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)由遞推關(guān)系式可得,由此證得結(jié)論;利用等差數(shù)列通項公式可求得,進而得到;
(2)由(1)可得,采用裂項相消法可求得,結(jié)合,可證得結(jié)論.
(1)
由得:,又,
數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列,,
;
(2)
由(1)得:,
,
,,.
變式2-2.已知數(shù)列為等差數(shù)列,是數(shù)列的前項和,且,,數(shù)列滿足.
(1)求數(shù)列、的通項公式;
(2)令,證明:.
【答案】(1),.
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)利用等差數(shù)列基本量代換求出,利用前n項和的定義求出;
(2)用錯位相減法求和后即可證明.
(1)
設(shè)等差數(shù)列的公差為d.
因為,,所以,解得:,所以.
因為數(shù)列滿足,
所以n=1時,有,解得:.
當時, ,
因為,所以.
經(jīng)檢驗,對n=1也成立,所以.
(2)
由(1)知,.記是數(shù)列的前項和.
則①
①式同乘以得:②
①-②得:
所以
因為,所以,所以.
即證.
變式2-3.已知數(shù)列的前n項和為滿足.
(1)求證:是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(2)若,數(shù)列的前項和為.求證:.
【答案】(1)證明見解析,
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)令可求得的值,令,由可得,兩式作差可得,利用等比數(shù)列的定義可證得結(jié)論成立,確定該數(shù)列的首項和公比,可求得數(shù)列的通項公式;
(2)求得,利用錯位相減法可求得,結(jié)合數(shù)列的單調(diào)性可證得結(jié)論成立.
(1)
證明:當時,,解得,
當時,由可得,
上述兩個等式作差得,所以,,則,
因為,則,可得,,,
以此類推,可知對任意的,,所以,,
因此,數(shù)列是等比數(shù)列,且首項為,公比為,
所以,,解得.
(2)
證明:,
則,其中,所以,數(shù)列為單調(diào)遞減數(shù)列,則,
,
,
上式下式,得
,
所以,,因此,.
考點三 數(shù)列求和證明(先放縮再求和)
典例3.已知數(shù)列的前n項和為,已知,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)先根據(jù)和項與通項關(guān)系得,再根據(jù)等差數(shù)列定義以及通項公式得,即得結(jié)果;
(2)先利用放縮得,(),再利用裂項相消法證得結(jié)果.
【詳解】
解:(1)因為,
所以,
故,
即,
又因為,所以,
故為等差數(shù)列,即,亦即;
(2)顯然
當時,,
故
【點睛】
本題考查利用和項與通項關(guān)系求通項、等差數(shù)列定義與通項公式、放縮法證不等式、裂項相消法求和,考查綜合分析論證與求解能力,屬較難題.
變式3-1.已知數(shù)列滿足.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)設(shè),數(shù)列的前項和為,證明:當時,.
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)利用前n項和與的關(guān)系即求;
(2)由題知,然后利用裂項相消法即證.
(1)
由,
可得,
兩式相減可得,
當時,,滿足,
所以.
(2)
∵,
因為,
所以當時,.
變式3-2.已知數(shù)列滿足
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)由已知條件得,進而構(gòu)造等比數(shù)列,從而即可求解數(shù)列的通項公式;
(2)因為當時,,從而利用放縮法即可證明原不等式成立.
(1)
解:由,得,
∴,
∴是以為首項,以2為公比的等比數(shù)列,
∴,
∴數(shù)列的通項公式為;
(2)
解:當時,,即時,,
∴
,
又時,,
綜上,.
變式3-3.已知正項數(shù)列滿足,.
(1)試比較與的大小,并說明理由;
(2)設(shè)數(shù)列的前項和為,證明:當時,.
【答案】(1),理由見解析;(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)推導(dǎo)出數(shù)列是等比數(shù)列,確定該數(shù)列的首項和公比,求得數(shù)列的通項公式,可求得,然后利用作差法可比較出與的大?。?br>(2)利用不等式的性質(zhì)得出,然后分和,結(jié)合放縮法以及等比數(shù)列的求和公式證明出,即可證得結(jié)論成立.
【詳解】
(1),即,,
,則且,
所以,數(shù)列是以為首項,以為公比的等比數(shù)列,
,可得,
,;
(2)當時,;
當時,由(1)可得,
則.
綜上所述,對任意的,.
【點睛】
本題考查利用作差法比較大小,同時也考查了利用放縮法證明數(shù)列不等式,利用不動點法求出數(shù)列的通項公式是解題的關(guān)鍵,考查計算能力,屬于難題.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 數(shù)列通項證明
1.設(shè)數(shù)列是公比為正整數(shù)的等比數(shù)列,滿足,,設(shè)數(shù)列滿足,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)求證:數(shù)列是等差數(shù)列,并求數(shù)列的通項公式;
(3)已知數(shù)列,設(shè),求數(shù)列的前項和.
【答案】(1)
(2)證明見解析,
(3)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)等比數(shù)列列出方程組求解首項、公比即可得解;
(2)化簡后得,可證明數(shù)列是等差數(shù)列,即可得出,再求出即可;
(3)利用錯位相減法求出數(shù)列的和.
(1)
設(shè)公比為,由條件可知,,
所以;
(2)
,
又,所以,
所以數(shù)列是以為首項,為公差的等差數(shù)列,
所以,所以.
(3)
,
,
兩式相減可得,
,
.
2.已知數(shù)列的首項,且滿足.
(1)求證:數(shù)列為等差數(shù)列;
(2)若,求數(shù)列前n項和.
【答案】(1)證明見解析;
(2).
【解析】
【分析】
(1)由遞推關(guān)系構(gòu)造等差數(shù)列即可證明;
(2)根據(jù)裂項相消法求出數(shù)列的和即可.
(1)
為常數(shù),
又,
∴是以為首項,為公差的等差數(shù)列
(2)
由(1)得
∴
∴
∴.
3.已知數(shù)列的前n項和為,且.
(1)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列的前n項和.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)與的關(guān)系化簡,根據(jù)等比數(shù)列的定義求證即可;
(2)由(1)求出,利用錯位相減法求和即可得解.
(1)
由,得.
當時,,解得;
當時,,
整理得.
故數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列.
(2)
由(1)可知,,則,故
,
則,
則,
故.
4.已知數(shù)列的首項,且滿足.
(1)證明:是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列的前n項和.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)將已知條件轉(zhuǎn)化為,由此證得數(shù)列是等比數(shù)列.
(2)利用分組求和法求得.
(1)
由,得,
又,故,
故,
所以,
所以數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列.
(2)
由(1)可知,所以,
所以.
練習(xí)二 數(shù)列求和證明(先求和再放縮)
5.已知數(shù)列的首項,數(shù)列是等差數(shù)列,且,.
(1)求的通項公式.
(2)設(shè)數(shù)列的前n項和為,證明:.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)首先求等差數(shù)列的基本量,首項和公差,求得數(shù)列的通項公式,再根據(jù),即可求得的通項公式;
(2)由(1)可知,利用裂項相消法求和,即可求得,并證明不等式.
(1)
令,得,再由,得
設(shè)的公差為d,由,得,解得.
所以,
因為,得,
所以.
(2)
由(1)得,則,
故,所以成立.
6.已知是公差不為零的等差數(shù)列,,且、、成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列的通項公式:
(2)設(shè).數(shù)列{}的前項和為,求證:.
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,根據(jù)題意可得出關(guān)于的方程,求出的值,利用等差數(shù)列的通項公式可求得數(shù)列的通項公式;
(2)求得,利用裂項相消法求出,即可證得結(jié)論成立.
(1)
解:設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,
由題意可得,即,整理可得,,解得,
因此,.
(2)
證明:,
因此,,
故原不等式得證.
7.已知等差數(shù)列的前項和為,,且.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)證明:數(shù)列的前項和.
【答案】(1)
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,根據(jù)題意可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個量的值,可得出數(shù)列的通項公式;
(2)求得,利用裂項法可求得,即可證得原不等式成立.
(1)
解:設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,解得,
因此,.
(2)
證明:,
因此,
.
故原不等式得證.
8.已知數(shù)列的前n項和為,且組成等差數(shù)列.
(1)求的通項公式;
(2)設(shè),且數(shù)列的前n項和為,求證:.
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)已知條件,利用的關(guān)系,結(jié)合等比數(shù)列的通項公式,即可求得結(jié)果;
(2)根據(jù)(1)中所求,結(jié)合裂項求和法,求得關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,再求其值域即可證明.
(1)
∵組成等差數(shù)列,∴,當時可得
∴,即,又當時,,解得,
故數(shù)列是首項為,公比為的等比數(shù)列,則.
(2)
由(1)可知,故
則
∵ 故,
故,即證.
練習(xí)三 數(shù)列求和證明(先放縮再求和)
9.已知正項數(shù)列滿足:﹣=1,(n∈N+,n≥2),且a1=4.
(1)求的通項公式;
(2)求證<1(n∈N+)
【答案】(1)=(n+1)2;(2)見解析
【解析】
【分析】
(1)由等差數(shù)列的定義可知數(shù)列是首項是2,公差為1的等差數(shù)列,從而求出的通項公式,即可求出{an}的通項公式;
(2)根據(jù),代入,可證得不等式成立.
【詳解】
(1)已知正項數(shù)列滿足:﹣=1,(n∈N+,n≥2),且a1=4.
得數(shù)列是首項是2,公差為1的等差數(shù)列,∴
∴=(n+1)2
(2)證明:
∴<1﹣﹣+…+﹣=1﹣<1
【點睛】
本題主要考查了等差數(shù)列的通項公式,以及利用放縮法和裂項相消求和法進行證明不等式,屬于中檔題.
10.數(shù)列滿足,.
(1)求的值;
(2)求數(shù)列的通項公式;
(3)設(shè),求證:.
【答案】(1);(2) ;(3)證明見解析.
【解析】
【詳解】
試題分析:(1)分別令,,可得;(2)借助題設(shè)條件運用數(shù)列的遞推關(guān)系求解;(3)借助題設(shè)運用放縮法和不等式的性質(zhì)推證.
試題解析:
(1)令,得;令,有,得;
令,有,得.
(2)∵, (1)式
所以,當時,,(2)式
兩式相減得:,∴.
當時,也適合,
∴.
(3),
當時,;當時,;
當時,,
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綜合可得:.
考點:數(shù)列的遞推關(guān)系及不等式的放縮法等有關(guān)知識的綜合運用.
【易錯點晴】本題考查的是數(shù)列的遞推關(guān)系及放縮法和不等式的性質(zhì)等有關(guān)知識的綜合運用.解答第一問時,充分借助題設(shè)條件,運用數(shù)列遞推式賦值直接求出;第二問的求解中,借助數(shù)列遞推關(guān)系式,運用兩等式相減的方法求得;第三問的推證過程中運用放縮法縮放成,再運用裂項相消法推證得不等式.
11.已知數(shù)列{}的前n項和為且滿足=-n.
(1)求{}的通項公式;
(2)證明:
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)利用得到遞推公式,再構(gòu)造等比數(shù)列求出通項公式;(2)等比放縮,證明不等式.
(1)
因為=-n.
所以=-n-1,
所以a1=1,an+1=3an+1,n∈N?
所以,
所以是首項為,公比為的等比數(shù)列.
所以,
所以;
(2)
即證明:23?1+232?1+?+23n?1
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 數(shù)列中的奇偶項問題(原卷版+解析版),共16頁。
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 數(shù)列放縮通項證明不等式與數(shù)列不等式恒成立問題(原卷版+解析版),共24頁。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪培優(yōu)專題 數(shù)列中的構(gòu)造問題(原卷版+解析版),共23頁。
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