2020年高考文科数学二轮复习:专题三 第二讲 数列的综合应用
高考数学二轮复习数列求和及其综合应用

(2)在各项均为正数的数列{an}中,a1=1,a2n+1-2an+1an-3a2n=0,Sn 是数列 {an}的前 n 项和,若对 n∈N*,不等式 an(λ-2Sn)≤27 恒成立,则实数 λ 的 取值范围为_(-__∞__,__1_7_]_.
∵a2n+1-2an+1an-3a2n=0, ∴(an+1+an)(an+1-3an)=0, ∵an>0,∴an+1=3an,又a1=1, ∴数列{an}是首项为1,公比为3的等比数列, ∴an=3n-1, Sn=11--33n=32n-12, ∴不等式 an(λ-2Sn)≤27 即 λ≤2Sn+2a7n=3n+32n-71-1 对 n∈N*恒成立,
所以 2an1
2an
=4,
所以an+1-an=2,
所以数列{an}是公差为2的等差数列,
因为a2,a4,a7成等比数列,
所以 a24=a2a7,
所以(a1+6)2=(a1+2)(a1+12), 解得a1=6,
所以an=6+2(n-1)=2n+4, 因为Sn为数列{bn}的前n项和,且bn是1和Sn的等差中项, 所以Sn+1=2bn, 当n≥2时,有Sn-1+1=2bn-1, 两式相减得bn=2bn-2bn-1,即bn=2bn-1, 当n=1时,有S1+1=b1+1=2b1, 所以b1=1, 所以数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列,所以bn=2n-1,
考向3 错位相减法
例3 (2022·上饶模拟)从①b5-b4=18b2,②S5=b4-2,③log3bn+1-1= log3bn这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答. 已知数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}是正项等比数列,且2an=an+1+ an-1(n≥2),S3=b3=9,b4=a14,________. (1)求数列{an}和{bn}的通项公式; 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
高考数学(文)(新课标版)考前冲刺复习讲义:第2部分专题三第2讲 数列求和及其综合应用 Word版含答案

第2讲数列求和及其综合应用错位相减法求和[学生用书P34]共研典例类题通法错位相减法适用于由一个等差数列和一个等比数列对应项的乘积构成的数列的求和,其依据是:c n =a n b n ,其中{a n }是公差为d 的等差数列,{b n }是公比为q (q ≠1)的等比数列,则qc n =qa n b n =a n b n +1,此时c n +1-qc n =(a n +1-a n )·b n +1=db n +1,这样就把对应相减的项变成了一个等比数列,从而达到求和的目的.(2016·高考山东卷)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n=b n +b n +1.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)令c n =(a n +1)n +1(b n +2)n.求数列{c n }的前n 项和T n .【解】(1)由题意知当n ≥2时,a n =S n -S n -1=6n +5, 当n =1时,a 1=S 1=11,符合上式.所以a n =6n +5. 设数列{b n }的公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 1=b 1+b 2,a 2=b 2+b 3,得⎩⎪⎨⎪⎧11=2b 1+d ,17=2b 1+3d ,可解得b 1=4,d =3. 所以b n =3n +1.(2)由(1)知c n =(6n +6)n +1(3n +3)n=3(n +1)·2n +1. 又T n =c 1+c 2+…+c n ,所以T n =3×[2×22+3×23+…+(n +1)×2n +1], 2T n =3×[2×23+3×24+…+(n +1)×2n +2],两式作差,得-T n =3×[2×22+23+24+ (2)+1-(n +1)×2n +2]=3×⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+4(1-2n )1-2-(n +1)×2n +2=-3n ·2n +2, 所以T n =3n ·2n +2.应用错位相减法求和需注意的问题(1)错位相减法适用于求数列{a n ·b n }的前n 项和,其中{a n }为等差数列,{b n }为等比数列.(2)所谓“错位”,就是要找“同类项”相减.要注意的是相减后所得部分,求等比数列的和,此时一定要查清其项数.(3)为保证结果正确,可对得到的和取n =1,2进行验证. [跟踪训练](2016·兰州模拟)等差数列{a n }中,已知a n >0,a 1+a 2+a 3=15,且a 1+2,a 2+5,a 3+13构成等比数列{b n }的前三项.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .[解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则由已知得: a 1+a 2+a 3=3a 2=15,即a 2=5. 又(5-d +2)(5+d +13)=100, 解得d =2或d =-13(舍去),所以a 1=a 2-d =3,a n =a 1+(n -1)×d =2n +1. 又b 1=a 1+2=5,b 2=a 2+5=10,所以公比q =2, 所以b n =5×2n -1.(2)因为T n =5[3+5×2+7×22+…+(2n +1)×2n -1], 2T n =5[3×2+5×22+7×23+…+(2n +1)×2n ],两式相减得-T n =5[3+2×2+2×22+…+2×2n -1-(2n +1)×2n ]=5[(1-2n )2n -1], 则T n =5[(2n -1)2n +1].裂项相消法求和[学生用书P35]共研典例类题通法 1.常见的裂项类型 (1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1n (n +k )=1k ⎝⎛⎭⎫1n -1n +k ;(3)1n 2-1=12⎝⎛⎭⎫1n -1-1n +1;(4)14n 2-1=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1;(5)n +1n (n -1)·2n =2n -(n -1)n (n -1)·2n =1(n -1)2n -1-1n ·2n. 2.裂项相消法求和的基本思想是把数列的通项公式a n 分拆成a n =b n +k -b n (k ≥1,k ∈N *)的形式,从而达到在求和时某些项相消的目的,在解题时要善于根据这个基本思想变换数列{a n }的通项公式,使之符合裂项相消的条件.(2016·海口调研测试)在等差数列{a n }中,公差d ≠0,a 1=7,且a 2,a 5,a 10成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式及其前n 项和S n ; (2)若b n =5a n ·a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .【解】(1)因为a 2,a 5,a 10成等比数列, 所以(7+d )(7+9d )=(7+4d )2, 又因为d ≠0,所以d =2,所以a n =2n +5,S n =(7+2n +5)n 2=n 2+6n .(2)由(1)可得b n =5(2n +5)(2n +7)=52⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +5-12n +7, 所以T n =52⎝ ⎛⎭⎪⎫17-19+19-111+…+12n +5-12n +7=5n14n +49.裂项相消法的技巧在裂项时要注意把数列的通项分拆成的两项一定是某个数列中的相邻的两项,或者是等距离间隔的两项,只有这样才能实现逐项相消,只剩余有限的几项,从而求出其和.[跟踪训练](2016·石家庄模拟)已知等差数列{a n }中,2a 2+a 3+a 5=20,且前10项和S 10=100.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和.[解] (1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧2a 2+a 3+a 5=4a 1+8d =20,10a 1+10×92d =10a 1+45d =100, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2.所以{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)由(1)知,b n =1(2n -1)(2n +1)=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,所以数列{b n }的前n 项和T n =12×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫11-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1 =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n 2n +1.分组转化求和[学生用书P35]共研典例类题通法 分组转化求和的三种类型分组转化求和是把数列之和分为几组,每组中的各项是可以利用公式(或其他方法)求和的,求出各组之和即得整体之和,这类试题一般有如下三种类型:(1)数列是周期数列,先求出每个周期内的各项之和,然后把整体之和按照周期进行划分,再得出整体之和;(2)奇偶项分别有相同的特征的数列(如奇数项组成等差数列、偶数项组成等比数列),按照奇数项和偶数项分组求和;(3)通项中含有(-1)n 的数列,按照奇数项、偶数项分组,或者按照n 为奇数、偶数分类求和.(2016·呼和浩特模拟)在数列{a n }中,a 1=3,a n =2a n -1+(n -2)(n ≥2,n ∈N *). (1)证明:数列{a n +n }是等比数列,并求{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .【解】(1)因为a n +n =2[a n -1+(n -1)],a n +n ≠0, 所以{a n +n }是首项为4,公比为2的等比数列,所以a n +n =4×2n -1=2n +1. 所以a n =2n +1-n .(2)S n =(22+23+24+…+2n +1)-(1+2+3+…+n )=2n +2-n 2+n +82.分组求和的常见方法 (1)根据等差、等比数列分组. (2)根据正号、负号分组.(3)根据数列的周期性分组.[题组通关]1.已知数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n -1(n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 2017=( )A .1009B .1010C .-1009D .-1010B [解析] 因为a n =(-1)n -1(n +1),所以a 1+a 2+a 3+…+a 2017=(2-3)+(4-5)+…+(2016-2017)+2018=1008×(-1)+2018=1010.2.设数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),数列{a 2n -1}是首项为1的等差数列,数列{a 2n }是首项为2的等比数列,且满足S 3=a 4,a 3+a 5=a 4+2.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求S 2n .[解] (1)设等差数列的公差为d ,等比数列的公比为q ,则a 1=1,a 2=2,a 3=1+d ,a 4=2q ,a 5=1+2d ,所以⎩⎪⎨⎪⎧4+d =2q ,(1+d )+(1+2d )=2+2q ,解得d =2,q =3.所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n =2k -1,2·3n 2-1,n =2k ,(k ∈N *).(2)S 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=(1+3+5+…+2n -1)+(2×30+2×31+…+2×3n -1) =(1+2n -1)n 2+2(1-3n )1-3=n 2-1+3n .等差、等比数列的综合问题[学生用书P36]共研典例类题通法解决等差数列、等比数列的综合问题,要从两个数列的特征入手,理清它们的关系;数列与不等式、函数、方程的交汇问题,可以结合数列的单调性、最值求解.已知数列{a n }满足a 1=12,a n +1a n +1-1-1a n -1=0,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n +1a n -1,数列{b n }的前n 项和为S n ,证明:S n <34.【解】(1)由已知a n +1a n +1-1-1a n -1=0,n ∈N *,得(a n +1-1)+1a n +1-1-1a n -1=0,即1+1a n +1-1-1a n -1=0,亦即1a n +1-1-1a n -1=-1(常数).所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -1是以1a 1-1=-2为首项, -1为公差的等差数列.可得1a n -1=-2+(n -1)×(-1)=-(n +1),所以a n =nn +1.(2)证明:因为b n =a n +1a n -1=(n +1)2n (n +2)-1=1n (n +2)=12⎝⎛⎭⎪⎫1n -1n +2,所以S n =b 1+b 2+…+b n=12⎝⎛⎭⎫1-13+12⎝⎛⎭⎫12-14+12⎝⎛⎭⎫13-15+…+12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1+12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2<12×⎝⎛⎭⎫1+12=34.解决数列综合问题的方法(1)等差数列与等比数列交汇的问题,常用“基本量法”求解,但有时灵活地运用性质,可使运算简便.(2)数列的项或前n 项和可以看作关于n 的函数,然后利用函数的性质求解数列问题.(3)数列中的恒成立问题可以通过分离参数,通过求数列的值域求解. [跟踪训练](2016·武汉模拟)已知S n 是公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和,S 1,S 2,S 4成等比数列,且a 3=-52.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =1(2n +1)a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .[解] (1)设{a n }的公差为d (d ≠0), 因为S 1,S 2,S 4成等比数列,所以S 22=S 1S 4,即(2a 1+d )2=a 1(4a 1+6d ),化简得d 2=2a 1d .因为d ≠0,所以d =2a 1.① 因为a 3=-52,所以a 1+2d =-52.②联立①②,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-12d =-1,所以a n =-12+(n -1)×(-1)=-n +12.(2)因为b n =1(2n +1)a n =1(2n +1)⎝⎛⎭⎫-n +12=-2(2n +1)(2n -1)=12n +1-12n -1,所以T n =⎝⎛⎭⎫13-1+⎝⎛⎭⎫15-13+⎝⎛⎭⎫17-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n -1=-1+12n +1=-2n 2n +1. 课时作业[学生用书P120(独立成册)]1.设各项均为正数的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 4a 8=32,则S 11的最小值为( ) A .22 2B .442C .22D .44B [解析] 因为数列{a n }为各项均为正数的等差数列,所以a 4+a 8≥2a 4a 8=82,S 11=(a 1+a 11)×112=112(a 4+a 8)≥112×82=442,故S 11的最小值为442,当且仅当a 4=a 8=42时取等号.2.已知在数列{a n }中,a 1=-60,a n +1=a n +3,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 30|等于( ) A .445 B .765 C .1080D .3105B [解析] 因为a n +1=a n +3,所以a n +1-a n =3. 所以{a n }是以-60为首项,3为公差的等差数列. 所以a n =-60+3(n -1)=3n -63. 令a n ≤0,得n ≤21. 所以前20项都为负值. 所以|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 30| =-(a 1+a 2+…+a 20)+a 21+…+a 30 =-2S 20+S 30.因为S n =a 1+a n 2n =-123+3n 2×n ,所以|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 30|=765.3.已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=3,a n +1a n -1=a n (n ≥2),则数列{a n }的前40项和S 40等于( )A .20B .40C .60D .80C [解析] 由a n +1=a na n -1(n ≥2),a 1=1,a 2=3,可得a 3=3,a 4=1,a 5=13,a 6=13,a 7=1,a 8=3,…,这是一个周期为6的数列,一个周期内的6项之和为263,又40=6×6+4,所以S 40=6×263+1+3+3+1=60.4.(2016·郑州模拟)设等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1=12,a 24=4a 2a 8,若1b n=log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n ,则数列{b n }的前10项和为( )A .-2011B.2011C .-95D.95A [解析] 设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=4a 2a 8,所以(a 1q 3)2=4a 1q ·a 1q 7,即4q 2=1,所以q =12或q =-12(舍),所以a n =⎝⎛⎭⎫12n =2-n ,所以log 2a n =log 22-n =-n ,所以1b n =-(1+2+3+…+n )=-n (1+n )2,所以b n =-2n (1+n )=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,所以数列{b n }的前10项和为-2⎣⎡⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13⎦⎤+…+⎝⎛⎭⎫110-111=-2·⎝⎛⎭⎫1-111=-2011. 5.设b n =a n (a n +1)(a n +1+1)(其中a n =2n -1),数列{b n }的前n 项和为T n ,则T 5=( )A.3133B.3233C.3166D.1633C [解析] 由题意得,b n =2n -1(2n -1+1)(2n +1)=12n -1+1-12n +1,所以T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫120+1-121+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫121+1-122+1+…+ ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+1-12n +1=12-12n +1,所以T 5=12-133=3166.6.已知f (x ),g (x )都是定义在R 上的函数,g (x )≠0,f ′(x )g (x )>f (x )g ′(x ),且f (x )=a x g (x )(a>0,且a ≠1),f (1)g (1)+f (-1)g (-1)=52.若数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫f (n )g (n )的前n 项和大于62,则n 的最小值为( )A .8B .7C .6D .9C [解析] 由⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )g 2(x )>0,知f (x )g (x )在R 上是增函数,即f (x )g (x )=a x 为增函数,所以a >1.又因为a +1a =52,所以a =2或a =12(舍).数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫f (n )g (n )的前n 项和S n =21+22+…+2n =2(1-2n)1-2=2n +1-2>62.即2n >32,所以n >5.7.(2016·海口调研测试)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +a n +1=12n (n =1,2,3,…),则S 2n +3=________.[解析] 依题意得S 2n +3=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 2n +2+a 2n +3)=1+14+116+…+14n +1=1-14n +21-14=43⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14n +2. [答案]43⎝⎛⎭⎫1-14n +28.若等比数列的各项均为正数,前4项的和为9,积为814,则前4项倒数的和为________.[解析] 设等比数列的首项为a 1,公比为q ,则第2,3,4项分别为a 1q ,a 1q 2,a 1q 3,依题意得a 1+a 1q +a 1q 2+a 1q 3=9,a 1·a 1q ·a 1q 2·a 1q 3=814⇒a 21q 3=92,两式相除得a 1+a 1q +a 1q 2+a 1q 3a 21q 3=1a 1+1a 1q +1a 1q 2+1a 1q3=2. [答案]29.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 2017=________.[解析] 因为a n +a n +1=12(n ∈N *),所以a 1=12-a 2=12-2,a 2=2,a 3=12-2,a 4=2,…,故a 2n =2,a 2n -1=12-2,所以S 2017=1009a 1+1008a 2=1009×⎝⎛⎭⎫12-2+1008×2=10052. [答案]1005210.已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,设S n 为数列{a n }的前n 项和,对于任意的n >1,n ∈N *,S n +1+S n -1=2(S n +1)都成立,则S 10=________.[解析]因为⎩⎪⎨⎪⎧S n +1+S n -1=2S n +2,S n +2+S n =2S n +1+2,所以a n +2+a n =2a n +1,所以数列{a n }从第二项开始为等差数列,当n =2时,S 3+S 1=2S 2+2,所以a 3=a 2+2=4,所以S 10=1+2+4+6+…+18=1+9(2+18)2=91. [答案]9111.(2016·东北四市联考)已知数列{a n }满足a 1=511,a 6=-12,且数列{a n }的每一项加上1后成为等比数列.(1)求a n ;(2)令b n =|log 2(a n +1)|,求数列{b n }的前n 项和T n .[解] (1)由题意数列{a n +1}是等比数列,设公比为q ,a 1+1=512,a 6+1=12=512×q 5, 解得q =14. 则数列{a n +1}是以512为首项,14为公比的等比数列, 所以a n +1=211-2n ,a n =211-2n -1.(2)由(1)知b n =|11-2n |,当n ≤5时,T n =10n -n 2,当n ≥6时,T n =n 2-10n +50,所以T n =⎩⎪⎨⎪⎧10n -n 2,n ≤5n 2-10n +50,n ≥6. 12.(2016·哈尔滨模拟)已知数列{a n }是等比数列,a 2=4,a 3+2是a 2和a 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2log 2a n -1,求数列{a n b n }的前n 项和T n .[解] (1)设数列{a n }的公比为q ,因为a 2=4,所以a 3=4q ,a 4=4q 2.因为a 3+2是a 2和a 4的等差中项,所以2(a 3+2)=a 2+a 4.即2(4q +2)=4+4q 2,化简得q 2-2q =0.因为公比q ≠0,所以q =2.所以a n =a 2q n -2=4×2n -2=2n (n ∈N *).(2)因为a n =2n ,所以b n =2log 2a n -1=2n -1,所以a n b n =(2n -1)2n ,则T n =1×2+3×22+5×23+…+(2n -3)2n -1+(2n -1)2n ,①2T n =1×22+3×23+5×24+…+(2n -3)2n +(2n -1)·2n +1,②由①-②得,-T n =2+2×22+2×23+…+2×2n -(2n -1)2n +1=2+2×4(1-2n -1)1-2-(2n -1)2n +1 =-6-(2n -3)2n +1,所以T n =6+(2n -3)2n +1.13.数列{a n }满足a n +1=a n 2a n +1,a 1=1. (1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列; (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和S n ,并证明1S 1+1S 2+…+1S n >n n +1. [解] (1)证明:因为a n +1=a n 2a n +1,所以1a n +1=2a n +1a n ,化简得1a n +1=2+1a n , 即1a n +1-1a n =2,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,2为公差的等差数列. (2)由(1)知1a n =2n -1,所以S n =n (1+2n -1)2=n 2. 1S 1+1S 2+…+1S n =112+122+…+1n 2>11×2+12×3+…+1n (n +1)=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=1-1n +1=n n +1. 14.(选做题)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π)的图象经过点⎝⎛⎭⎫π12,-2,⎝⎛⎭⎫7π12,2,且在区间⎝⎛⎭⎫π12,7π12上为单调函数. (1)求ω,φ的值;(2)设a n =nf ⎝⎛⎭⎫n π3(n ∈N *),求数列{a n }的前30项和S 30. [解] (1)由题可得ωπ12+φ=2k π-π2,k ∈Z ,7ωπ12+φ=2k π+π2,k ∈Z , 解得ω=2,φ=2k π-2π3,k ∈Z , 因为|φ|<π,所以φ=-2π3. (2)因为a n =2n sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2n π3-2π3(n ∈N *),数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2n π3-2π3(n ∈N *)的周期为3,前三项依次为0,3,-3,所以a 3n -2+a 3n -1+a 3n =(3n -2)×0+(3n -1)×3+3n ×(-3)=-3(n ∈N *), 所以S 30=(a 1+a 2+a 3)+…+(a 28+a 29+a 30)=-10 3.。
2020版高考数学大二轮复习专题二数列第二讲数列的综合问题课件文

第二讲 数列的综合问题
C目录 ONTENTS
考点一 考点二 考点三 4 限时规范训练
[策略分析·把握技巧] 化归的常用策略 利用化归思想可探索一些一般数列的简单性质.等差数列与等 比数列是数列中的两个特殊的基本数列,高考中通常考查的是 非等差、等比数列问题,应对的策略就是通过化归思想,将其 转化为这两种数列.
❶
❷
(1)求{an}的通项公式;
[学审题]
条件信息
想到方法
注意什么
信息❶已知{an}是各项 均为正数的等比数列
数列定义
注意条件中各
信息❷已知 a1=2,a3 =2a2+16
信息❸bn=log2an
利用通项公式求 项均为正,公 出公比,列出方程 比不能为负值
求 bn
[规范解答] (1)设{an}的公比为 q,由题设得 2q2=4q+16,即 q2-2q-8=0.…………3 分 解得 q=-2(舍去)或 q=4. ……………………5 分 因此{an}的通项公式为 an=2×4n-1=22n-1. ………………6 分 (2)由(1)得 bn=(2n-1)log22=2n-1,……………………10 分 因此数列{bn}的前 n 项和为 1+3+…+2n-1=n2.……12 分
(2)由(1)知,an+bn=2n1-1,an-bn=2n-1, 所以 an=12[(an+bn)+(an-bn)]=21n+n-12, bn=12[(an+bn)-(an-bn)]=21n-n+12.
(2019·高 考 全 国 卷 Ⅱ )(12 分 ) 已 知 {an} 是 各 项 均 为
正数的等比数列,a1=2,a3=2a2+16.
b3
再求 b1、b2、b3
列时要紧扣定义
2020版高考数学大二轮复习专题三大题考法课数列的综合应用及数学归纳法

数列的综合应用及数学归纳法错误!1.数列{a n}的前n项和S n满足S n=2a n-a1,且a1,a2+1,a3成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=错误!,求数列{b n}的前n项和T n。
解:(1)∵S n=2a n-a1,①∴当n≥2时,S n-1=2a n-1-a1,②①-②得,a n=2a n-2a n-1,即a n=2a n-1。
由a1,a2+1,a3成等差数列,得2(a2+1)=a1+a3,∴2(2a1+1)=a1+4a1,解得a1=2.∴数列{a n}是首项为2,公比为2的等比数列.∴a n=2n。
(2)∵a n=2n,∴S n=2a n-a1=2n+1-2,S n+1=2n+2-2.∴b n=错误!=错误!=错误!错误!-错误!.∴数列{b n}的前n项和T n=错误!错误!+错误!+…+错误!=错误!错误!=错误!。
2.(2019·绍兴适应性考试)已知数列{a n}是公差为2的等差数列,且a1,a5+1,a23+1成等比数列.数列{b n}满足:b1+b2+…+b n=2n+1-2,n∈N*。
(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)设数列{c n}的前n项和为T n,且c n=错误!若对n∈N*,T2n≥T2k恒成立,求正整数k的值.解:(1)由已知得(a5+1)2=a1(a23+1),即(a1+9)2=a1(a1+45),所以a1=3,所以a n=2n+1.当n=1时,b1=2,当n≥2时,b n=(b1+b2…+b n)-(b1+b2…+b n-1)=2n+1-2n=2n,所以b n=2n.(2)因为T2n=错误!-错误!=错误!错误!-错误!错误!=-错误!+错误!错误!-错误!,所以T2n+2-T2n=错误!错误!=错误!错误!=错误!错误!。
设d n=错误!,则d n+1-d n=错误!-错误!=错误!<0恒成立,因此d1>d2>d3>d4>…,由于d1〉1,d2〉1,d3>1,d4〈1,…,因此T4-T2<0,T6-T4〈0,T8-T6〈0,T10-T8〉0,…,所以{T2n}中T8最小,所以k的值为4。
2020届高考数学(文)二轮复习全程方略课件:专题三 数列(2)数列的求和及综合应用

命题视角 1 函数的基本性质
[例 3] 已知数列{an}的前 n 项和为 Sn,点(n, Sn)(n∈N*)均在函数 f(x)=3x2-2x 的图象上.
(1)求数列{an}的通项公式; (2) 设 bn=ana3n+1,Tn 是数列{bn}的前 n 项和,求使 得 2Tn≤λ -2 015 对任意 n∈N*都成立的实数 λ 的取值范 围.
(2)bn=-1-log2|an|=2n-1,数列{bn}的前 n 项和 Tn =n2,
cn=TbnTn+n+1 1=n2(2nn++11)2=n12-(n+1 1)2, 所以 An=1-(n+1 1)2=(nn2++12)n 2.
因此{An}是单调递增数列, 所以当 n=1 时,An 有最小值 A1=1-14=34;An 没有 最大值.
命题视角 2 裂项相消法求和 [例 1-2] (2015·全国卷Ⅰ)Sn 为数列{an}的前 n 项 和.已知 an>0,a2n+2an=4Sn+3. (1)求{an}的通项公式; (2)设 bn=ana1n+1,求数列{bn}的前 n 项和.
解:(1)由 a2n+2an=4Sn+3 可知, a2n+1+2an+1=4Sn+1+3.
[规律方法] 1.给出 Sn 与 an 的关系求 an,常用思路是:一是利 用 Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为 an 的递推关系,再求其通项 公式;二是转化为 Sn 的递推关系,先求出 Sn 与 n 之间的 关系,再求 an. 2.形如 an+1=pan+q(p≠1,q≠0),可构造一个新的 等比数列.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式; (2)记 cn=(-1)nbn+an,求数列{cn}的前 2n 项和 S2n.
解:(1)设等差数列{bn}的公差为 d,
2020版高考数学二轮复习:大题考法课 数列的综合应用及数学归纳法

3.错位相减法的关注点 (1) 适 用 题 型 : 等 差 数 列 {an} 与 等 比 数 列 {bn} 对 应 项 相 乘 ({an·bn})型数列求和. (2)步骤: ①求和时先乘以数列{bn}的公比; ②将两个和式错位相减; ③整理结果形式.
[对点练——触类旁通] 3.已知数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,且 a1=11, b1=1,a2+b2=11,a3+b3=11. (1)求数列{an}和{bn}的通项公式; (2)求数列{|an-bn|}的前 12 项和 S12. 解:(1)设数列{an}的公差为 d,{bn}的公比为 q(q≠0), 则由 a3+b3=a2+b2=a1=11, 可得1111++d2+d+q=q2=111,1, 得 d=-2,q=2, 从而 an=-2n+13,bn=2n-1.
∴a1=3.
由 2Sn=(n+1)an+n-1,
得 2Sn+1=(n+2)an+1+n,
两式相减得 2an+1=(n+2)an+1-(n+1)an+1,
即 nan+1-(n+1)an+1=0,
①
∴(n+1)an+2-(n+2)an+1+1=0,
②
②-①得(n+1)an+2-(2n+2)an+1+(n+1)an=0,
(2)不妨设 cn=an-bn=13-2n-2n-1, 若 n≤3,则 cn>0;若 n≥4,则 cn<0, 因此 S12=|c1|+|c2|+|c3|+|c4|+|c5|+…+|c12| =c1+c2+c3-(c4+c5+…+c12) =2(c1+c2+c3)-(c1+c2+…+c12) =2(c1+c2+c3)-(a1+a2+…+a12)+(b1+b2+…+b12) =2×(10+7+3)-11-2 11×12+11--2212 =40-0+212-1 =4 135.
2020新课标高考数学(文)二轮总复习课件:1-2-3 数列的综合应用

下一页
新课标高考第二轮总复习•文科数学
(2)若 bn=anlog12an,Sn=b1+b2+…+bn,求使 Sn+n×2n+1>30 成立的正整数 n 的 最小值. 解析:(2)因为 bn=anlog12an=2nlog122n=-n×2n, 所以 Sn=-(1×2+2×22+…+n×2n), 2Sn=-[1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1], 两式相减,得 Sn=2+22+23+…+2n-n×2n+1 =2n+1-2-n×2n+1.
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•文科数学
(2)是否存在 λ,使得{an}为等差数列?并说明理由. [解析] (2)由题设知 a1=1,a1a2=λS1-1,可得 a2=λ-1. 由(1)知,a3=λ+1. 令 2a2=a1+a3,解得 λ=4. 故 an+2-an=4,由此可得{a2n-1}是首项为 1,公差为 4 的等差数列,a2n-1=4n-3; {a2n}是首项为 3,公差为 4 的等差数列,a2n=4n-1. 所以 an=2n-1,an+1-an=2, 因此存在 λ=4,使得数列{an}为等差数列.
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•文科数学
由 Sn+n×2n+1>30, 可得 2n+1-2>30, 即 2n+1>32=25, 所以 n+1>5, 即 n>4. 所以使 Sn+n×2n+1>30 成立的正整数 n 的最小值为 5.
上一页
返回导航
下一页
【知规则·规范解答】
必须用 a1,d 表示 a2,S5,否则 0 分 无化简过程,直接写出 a1 和 d 不扣分 先求通项,再裂项,没给出通项 扣 1 分 必须化简为 1-n+1 1,否则 扣 1 分 不给出最后结论 Tn=1-n+1 1<1 扣 1 分
人教版2020高考数学二轮复习专题三数列第二讲数列的综合应用教案理

第二讲数列的综合应用年份卷别考查角度及命题位置命题分析及学科素养2018 Ⅱ卷等差数列的通项公式和前n项和公式·T17命题分析数列在解答题中的考查常从数列的相关项以及关系式,或数列的前n项和与第n项的关系入手,结合数列的递推关系式与等差数列或等比数列的定义展开,求解数列的通项、前n项和,有时与参数的求解、数列、不等式的证明等加以综合.试题难度中等.学科素养通过递推关系求通项,根据通项结构选择恰当的求和方法求和.2016Ⅱ卷等差数列的基本运算·T17Ⅲ卷等比数列的通项公式、a n与S n的关系·T17由递推关系求通项授课提示:对应学生用书第30页[悟通——方法结论]求数列通项常用的方法(1)定义法:①形如a n+1=a n+C(C为常数),直接利用定义判断其为等差数列.②形如a n+1=ka n(k为非零常数)且首项不为零,直接利用定义判断其为等比数列.(2)叠加法:形如a n+1=a n+f(n),利用a n=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a n-a n-1),求其通项公式.(3)叠乘法:形如a n+1a n=f(n)≠0,利用a n=a1·a2a1·a3a2·…·a na n-1,求其通项公式.(4)待定系数法:形如a n+1=pa n+q(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0),先用待定系数法把原递推公式转化为a n+1-t=p(a n-t),其中t=q1-p,再转化为等比数列求解.(5)构造法:形如a n+1=pa n+q n(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0),先在原递推公式两边同除以qn +1,得a n +1q n +1=p q ·a n q n+1q ,构造新数列{b n }⎝⎛⎭⎪⎫其中b n =a n q n ,得b n +1=p q ·b n +1q ,接下来用待定系数法求解.[全练——快速解答]1.(2018·洛阳四校联考)已知数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n +1B .a n =⎩⎪⎨⎪⎧14,n =1,2n +1,n ≥2C .a n =2nD .a n =2n +2解析:由题意可知,数列{a n }满足条件12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,则n ≥2时,有12a 1+122a 2+123a 3+…+12n -1a n -1=2(n -1)+5,n ≥2, 两式相减可得,a n2n =2n +5-2(n -1)-5=2,∴a n =2n +1,n ≥2,n ∈N *.当n =1时,a 12=7,∴a 1=14,综上可知,数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧14,n =1,2n +1,n ≥2.答案:B2.(2018·潮州月考)数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=1,a n +1=2S n +1(n ≥1,n ∈N *),则数列{a n }的通项公式是________.解析:法一:由a n +1=2S n +1可得a n =2S n -1+1(n ≥2),两式相减得a n +1-a n =2a n ,即a n +1=3a n (n ≥2).又a 2=2S 1+1=3,∴a 2=3a 1,故{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, ∴a n =3n -1.法二:由于a n +1=S n +1-S n ,a n +1=2S n +1, 所以S n +1-S n =2S n +1,S n +1=3S n +1, 所以S n +1+12=3⎝⎛⎭⎪⎫S n +12,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +12为首项是S 1+12=32,公比为3的等比数列,故S n +12=32×3n -1=12×3n ,即S n =12×3n-12.所以,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n -1,由n =1时a 1=1也适合这个公式,知所求的数列{a n }的通项公式是a n =3n -1.答案:a n =3n -13.(2018·福州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1. (1)证明数列{a n }是等比数列;(2)设b n =(2n -1)a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解析:(1)证明:当n =1时,a 1=S 1=2a 1-1,所以a 1=1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2a n -1)-(2a n -1-1), 所以a n =2a n -1,所以数列{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)知,a n =2n -1, 所以b n =(2n -1)×2n -1,所以T n =1+3×2+5×22+…+(2n -3)×2n -2+(2n -1)×2n -1①2T n =1×2+3×22+…+(2n -3)×2n -1+(2n -1)×2n②由①-②得-T n =1+2×(21+22+…+2n -1)-(2n -1)·2n=1+2×2-2n -1×21-2-(2n -1)×2n=(3-2n )×2n-3, 所以T n =(2n -3)×2n+3.由a n 与S n 关系求通项公式的注意事项(1)应重视分类讨论思想的应用,分n =1和n ≥2两种情况讨论,特别注意a n =S n -S n -1中需n ≥2.(2)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1也适合,则需统一“合写”.(3)由S n -S n -1=a n 推得a n ,当n =1时,a 1不适合,则数列的通项公式应分段表示(“分写”),即a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.数列求和授课提示:对应学生用书第31页[悟通——方法结论] 常用求和方法(1)错位相减法:适用于各项由一个等差数列和一个等比数列对应项的乘积组成的数列.把S n =a 1+a 2+…+a n 两边同乘以相应等比数列的公比q ,得到qS n =a 1q +a 2q +…+a n q ,两式错位相减即可求出S n .(2)裂项相消法:即将数列的通项分成两个式子的代数和的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法.裂项相消法适用于形如⎩⎨⎧⎭⎬⎫c a n a n +1(其中{a n }是各项均不为零的等差数列,c 为常数)的数列.(3)拆项分组法:把数列的每一项拆成两项(或多项),再重新组合成两个(或多个)简单的数列,最后分别求和.(2017·高考全国卷Ⅲ)(12分)设数列{a n }满足(1)求{a n }的通项公式;(2)求数列的前n 项和.[学审题] 条件信息 想到方法 注意什么 由❶a 1+3a 2+…+ (2n -1)a n =2na n 与S n 的关系求解分n =1,n ≥2讨论由❷⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n +1 根据通项结构选裂项求和裂项时消去项与保留项的首尾对应12n 故当n ≥2时,a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1).(2分)两式相减得(2n -1)a n =2,所以a n =22n -1(n ≥2).(4分)又由题设可得a 1=2,满足上式, 从而{a n }的通项公式为a n =22n -1. (6分)(2)记{a n2n +1}的前n 项和为S n .由(1)知a n 2n +1=2(2n +1)(2n -1)=12n -1-12n +1.(10分)则S n =11-13+13-15+…+12n -1-12n +1=2n 2n +1.(12分)1.分类讨论思想在数列求和中的应用(1)当数列通项中含有(-1)n时,在求和时要注意分n 为奇数与偶数处理. (2)对已知数列满足a n +2a n=q ,在求{a n }的前n 项和时分奇数项和偶数项分别求和. 2.学科素养:通过数列求和着重考查学生逻辑推理与数学运算能力.[练通——即学即用]1.已知函数f (n )=⎩⎪⎨⎪⎧n 2(当n 为奇数时),-n 2(当n 为偶数时),且a n =f (n )+f (n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 100=( )A .0B .100C .-100D .10 200解析:由题意,a 1+a 2+a 3+…+a 100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002-1002+1012=-(1+2)+(3+2)-…-(99+100)+(101+100)=-(1+2+…+99+100)+(2+3+…+100+101)=-1+101=100,故选B.答案:B2.已知数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n(3n -2),则a 1+a 2+…+a 10等于( ) A .15 B .12 C .-12D .-15解析:∵a n =(-1)n(3n -2),∴a 1+a 2+…+a 10=-1+4-7+10-…-25+28=(-1+4)+(-7+10)+…+(-25+28)=3×5=15.答案:A3.(2018·张掖诊断)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n =-3S n +4,b n =-log 2a n +1. (1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)令c n =b n 2n +1+1n (n +1),其中n ∈N *,若数列{c n }的前n 项和为T n ,求T n .解析:(1)由a 1=-3a 1+4,得a 1=1, 由a n =-3S n +4, 知a n +1=-3S n +1+4, 两式相减并化简得a n +1=14a n ,∴a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫14n -1,b n =-log 2a n +1=-log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫14n =2n .(2)由题意知,c n =n 2n +1n (n +1).令H n =12+222+323+…+n2n ,①则12H n =122+223+…+n -12n +n2n +1,② ①-②得,12H n =12+122+123+…+12n -n 2n +1=1-n +22n +1. ∴H n =2-n +22n.又M n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1,∴T n =H n +M n =2-n +22n+nn +1.数列的综合应用授课提示:对应学生用书第32页[悟通——方法结论]数列中的综合问题,大多与函数、方程、不等式及解析几何交汇,考查利用函数与方程的思想及分类讨论思想解决数列中的问题,用不等式的方法研究数列的性质,数列与解析几何交汇,主要涉及点列问题.(1)(2018·德州模拟)已知点O 为坐标原点,点A n (n ,a n )(n ∈N *)为函数f (x )=1x +1的图象上的任意一点,向量i =(0,1),θn 是向量OA n →与i 的夹角,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫cos θn sin θn 的前2 015项的和为( )A .2 B.2 0142 015 C.2 0152 016D .1解析:因为a n =1n +1,所以OA n →=(n ,1n +1),所以cos θn =OA n →·i |OA n →||i |=1n +1n 2+1(n +1)2,因为0≤θn ≤π,所以sin θn =1-cos 2θn =n n 2+1(n +1)2,所以cos θn sin θn =1n (n +1)=1n-1n +1,所以cos θ1sin θ1+cos θ2sin θ2+…+cos θ2 015sin θ2 015=1-12+12-13+…+12 015-12 016=1-12 016=2 0152 016. 答案:C(2)(2018·日照模拟)已知数列{a n }的前n 项和S n 满足:2S n +a n =1. ①求数列{a n }的通项公式;②设b n =2a n +1(1+a n )(1+a n +1),数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:T n <14.解析:①因为2S n +a n =1,所以2S n +1+a n +1=1, 两式相减可得2a n +1+a n +1-a n =0,即3a n +1=a n ,即a n +1a n =13, 又2S 1+a 1=1,所以a 1=13,所以数列{a n }是首项、公比均为13的等比数列.故a n =13·(13)n -1=(13)n ,数列{a n }的通项公式为a n =(13)n.②证明:因为b n =2a n +1(1+a n )(1+a n +1),所以b n =2·(13)n +1[1+(13)n][1+(13)n +1]=23n +13n +13n ·3n +1+13n +1=2·3n(3n +1)·(3n +1+1)=13n +1-13n +1+1. 故T n =b 1+b 2+…+b n =(131+1-132+1)+(132+1-133+1)+…+(13n +1-13n +1+1)=14-13n +1+1<14.所以T n <14.数列与不等式的交汇多为不等式恒成立与证明,在求解时要注意等价转化即分离参数法与放缩法的技巧应用.[练通——即学即用]1.(2018·宝鸡摸底)正项等比数列{a n }中,a 2 017=a 2 016+2a 2 015,若a m a n =16a 21,则4m +1n的最小值等于( )A .1 B.32 C.53D.136解析:设等比数列{a n }的公比为q ,且q >0, ∵a 2 015q 2=a 2 015q +2a 2 015,∴q 2-q -2=0,∴q =2或q =-1(舍去), 又a 1q m -1·a 1qn -1=16a 21,∴2m +n -2=16,∴m +n -2=4,m +n =6,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫4m +1n ·m +n 6=16⎝ ⎛⎭⎪⎫5+4n m +m n ≥16⎝ ⎛⎭⎪⎫5+24n m ·m n =32,当且仅当m =4,n =2时等号成立.故4m +1n 的最小值为32.答案:B2.(2018·烟台模拟)设函数f (x )=23+1x (x >0),数列{a n }满足a 1=1,a n =f (1a n -1),n∈N *,且n ≥2.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)对n ∈N *,设S n =1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4+…+1a n a n +1,若S n ≥3t4n 恒成立,求实数t 的取值范围.解析:(1)由a n =f (1a n -1)得,a n -a n -1=23,n ∈N *,n ≥2, 所以{a n }是首项为1,公差为23的等差数列.所以a n =1+23(n -1)=2n +13,n ∈N *.(2)因为a n =2n +13,所以a n +1=2n +33,所以1a n a n +1=9(2n +1)(2n +3)=92(12n +1-12n +3).则S n =1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4+…+1a n a n +1=92(13-12n +3)=3n 2n +3. 故S n ≥3t 4n 恒成立等价于3n 2n +3≥3t 4n ,即t≤4n 22n +3恒成立.令g (x )=4x 22x +3(x >0),则g ′(x )=8x (x +3)(2x +3)2>0,所以g (x )=4x22x +3(x >0)为单调递增函数.所以当n =1时,4n 22n +3取得最小值,且(4n 22n +3)min =45.所以t≤45,即实数t 的取值范围是(-∞,45].授课提示:对应学生用书第131页一、选择题1.(2018·宜昌月考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB →=a 1OA →+a 2 018OC →,且A ,B ,C 三点共线(该直线不过点O ),则S 2 018等于( )A .1 007B .1 009C .2 016D .2 018解析:∵A ,B ,C 三点共线,∴a 1+a 2 018=1,∴S 2 018=2 018(a 1+a 2 018)2=1 009.答案:B2.已知数列{a n }满足a 1=5,a n a n +1=2n,则a 7a 3=( ) A .2 B .4 C .5D.52解析:因为a n +1a n +2a n +3a n +4a n a n +1a n +2a n +3=a n +4a n =2n +1·2n +32n ·2n +2=22,所以令n =3,得a 7a 3=22=4,故选B.答案:B3.在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,a n +2-a n =1+(-1)n,那么S 100的值为( ) A .2 500 B .2 600 C .2 700D .2 800解析:当n 为奇数时,a n +2-a n =0⇒a n =1, 当n 为偶数时,a n +2-a n =2⇒a n =n ,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n 为奇数,n ,n 为偶数,于是S 100=50+(2+100)×502=2 600.答案:B4.(2018·海淀二模)在数列{a n }中,“a n =2a n -1,n =2,3,4,…”是“{a n }是公比为2的等比数列”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:当a n =0时,也有a n =2a n -1,n =2,3,4,…,但{a n }不是等比数列,因此充分性不成立;当{a n }是公比为2的等比数列时,有a na n -1=2,n =2,3,4,…,即a n =2a n -1,n =2,3,4,…,所以必要性成立.答案:B5.已知数列2 015,2 016,1,-2 015,-2 016,…,这个数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前2 017项和S 2 017等于( )A .2 018B .2 015C .1D .0解析:由已知得a n =a n -1+a n +1(n ≥2),∴a n +1=a n -a n -1,故数列的前8项依次为2 015,2 016,1,-2 015,-2 016,-1,2 015,2 016.由此可知数列为周期数列,且周期为6,S 6=0.∵2 017=6×336+1,∴S 2 017=2 015.答案:B6.若数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2,则使a k ·a k +1<0的k 值为( ) A .22 B .21 C .24D .23解析:因为3a n +1=3a n -2,所以a n +1-a n =-23,所以数列{a n }是首项为15,公差为-23的等差数列,所以a n =15-23·(n -1)=-23n +473,令a n =-23n +473>0,得n <23.5,所以使a k ·a k +1<0的k 值为23.答案:D7.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧2a n (n 为正奇数),a n +1(n 为正偶数),则其前6项之和为( )A .16B .20C .33D .120解析:a 2=2a 1=2,a 3=a 2+1=3,a 4=2a 3=6,a 5=a 4+1=7,a 6=2a 5=14,所以前6项和S 6=1+2+3+6+7+14=33,故选C.答案:C8.已知等差数列{a n }的公差为d ,关于x 的不等式dx 2+2a 1x ≥0的解集为[0,9],则使数列{a n }的前n 项和S n 最大的正整数n 的值是( )A .4B .5C .6D .7解析:∵关于x 的不等式dx 2+2a 1x ≥0的解集为[0,9],∴0,9是一元二次方程dx 2+2a 1x =0的两个实数根,且d <0,∴-2a 1d =9,a 1=-9d 2.∴a n =a 1+(n -1)d =(n -112)d ,可得a 5=-12d >0,a 6=12d <0.∴使数列{a n }的前n 项和S n 最大的正整数n 的值是5.答案:B9.(2018·湘中名校联考)若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,则使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是( )A .2 016B .2 017C .4 032D .4 033解析:因为a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,所以d <0,a 2 016>0,a 2 017<0,所以S 4 032= 4 032(a 1+a 4 032)2= 4 032(a 2 016+a 2 017)2>0,S 4 033= 4 033(a 1+a 4 033)2=4 033a 2 017<0,所以使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是4 032.答案:C10.已知数列{a n }满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n ∈N *,且a 5=π2.若函数f (x )=sin 2x +2cos 2x2,记y n =f (a n ),则数列{y n }的前9项和为( )A .0B .-9C .9D .1解析:由已知得2a n +1=a n +a n +2, 即数列{a n }为等差数列. 又f (x )=sin 2x +1+cos x ,a 1+a 9=a 2+a 8=…=2a 5=π,故cos a 1+cos a 9=cos a 2+cos a 8=…=cos a 5=0, 又2a 1+2a 9=2a 2+2a 8=…=4a 5=2π,故sin 2a 1+sin 2a 9=sin 2a 2+sin 2a 8=…=sin 4a 5=0,故数列{y n }的前9项和为9.答案:C11.已知数列{a n },“|a n +1|>a n ”是“数列{a n }为递增数列”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:∵|a n +1|>a n ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a n +1>0,a n +1>a n 或⎩⎪⎨⎪⎧a n +1≤0,-a n +1>a n .又∵数列{a n }为递增数列,∴a n +1>a n ,∴“|a n +1|>a n ”是“数列{a n }为递增数列”的既不充分也不必要条件. 答案:D12.已知数列{a n }是首项为a ,公差为1的等差数列,数列{b n }满足b n =1+a na n.若对任意的n ∈N *,都有b n ≥b 8成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-8,-7)B .[-8,-7)C .(-8,-7]D .[-8,-7]解析:因为{a n }是首项为a ,公差为1的等差数列,所以a n =n +a -1,因为b n =1+a na n,又对任意的n ∈N *都有b n ≥b 8成立,所以1+1a n ≥1+1a 8,即1a n ≥1a 8对任意的n ∈N *恒成立,因为数列{a n }是公差为1的等差数列,所以{a n }是单调递增的数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 8<0,a 9>0,即⎩⎪⎨⎪⎧8+a -1<0,9+a -1>0,解得-8<a <-7.答案:A 二、填空题13.(2018·沈阳模拟)在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,a n +1=3a n -2a n -1(n ≥2),则a n =________.解析:法一:因为a n +1=3a n -2a n -1(n ≥2),所以a n +1-a na n -a n -1=2(n ≥2),所以a n +1-a n =(a 2-a 1)2n -1=2n -1(n ≥2),又a 2-a 1=1,所以a n -a n -1=2n -2,a n -1-a n -2=2n -3,…,a 2-a 1=1,累加,得a n =2n -1(n ∈N *).法二:因为a n +1=3a n -2a n -1(n ≥2),所以a n +1-2a n =a n -2a n -1,得a n +1-2a n =a n -2a n -1=a n -1-2a n -2=…=a 2-2a 1=0,即a n =2a n -1(n ≥2),所以数列{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列,所以a n =2n -1(n ∈N *).答案:2n -1(n ∈N *)14.(2018·辽宁五校联考)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=3且当n ≥2时,2a n =S n ·S n -1,则{a n }的通项公式a n =________.解析:当n ≥2时,由2a n =S n ·S n -1可得2(S n -S n -1)=S n ·S n -1,∴1S n -1-1S n =12,即1S n -1S n -1=-12,∴数列{1S n }是首项为13,公差为-12的等差数列,∴1S n =13+(-12)·(n -1)=5-3n6,∴S n =65-3n .当n ≥2时,a n =12S n S n -1=12×65-3n ×65-3(n -1)=18(5-3n )(8-3n ),又a 1=3,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 3,n =1,18(5-3n )(8-3n ),n ≥2.答案:⎩⎪⎨⎪⎧3,n =118(5-3n )(8-3n ),n ≥215.(2018·广州调研)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a 2n +a n ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a 1+1+1a 2+1+…+1a 2 017+1=________.解析:因为a n +1=a 2n +a n , 所以1a n +1=1a n (a n +1)=1a n -1a n +1,即1a n +1=1a n -1a n +1, 于是1a 1+1+1a 2+1+…+1a 2 017+1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-1a 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2 017-1a 2 018=1a 1-1a 2 018. 因为a 1=1,a 2=2>1,a 3=6>1,…, 可知1a 2 018∈(0,1),则1a 1-1a 2 018∈(0,1),所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a 1-1a 2 018=0.答案:016.已知数列{a n }满足a 1=-40,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n ,则a n 取最小值时n 的值为________.解析:由na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n =2n (n +1), 两边同时除以n (n +1),得a n +1n +1-a nn=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为-40、公差为2的等差数列,所以a n n=-40+(n -1)×2=2n -42, 所以a n =2n 2-42n ,对于二次函数f (x )=2x 2-42x ,在x =-b 2a =--424=10.5时,f (x )取得最小值,因为n 取正整数,且10和11到10.5的距离相等, 所以n 取10或11时,a n 取得最小值. 答案:10或11 三、解答题17.(2018·枣庄模拟)已知方程a n x 2-a n +1x +1=0(a n >0)有两个根αn 、βn ,a 1=1,且满足(1-1αn)(1-1βn)=1-2n ,其中n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =log 2(a n +1),c n =a n b n ,求数列{c n }的前n 项和T n .解析:(1)由已知可得,⎩⎪⎨⎪⎧αn+βn=an +1anαnβn=1an,又(1-1αn)(1-1βn)=1-2n,∴1-αn +βn αn βn +1αn βn=1-2n, 整理得,a n +1-a n =2n,其中n ∈N *.∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+22+2+1=1-2n1-2=2n -1.(2)由(1)知,b n =log 2(2n-1+1)=n , ∴c n =n (2n -1)=n ·2n-n .∴T n =c 1+c 2+…+c n =1×2+2×22+3×23+…+n ×2n-(1+2+…+n ), 设P n =1×2+2×22+3×23+…+n ×2n,① 则2P n =1×22+2×23+3×24+…+(n -1)×2n +n ×2n +1,②①-②得-P n =2+22+23+…+2n -n ×2n +1=2(1-2n)1-2-n ×2n +1=(1-n )×2n +1-2,∴P n =(n -1)×2n +1+2.又Q n =1+2+…+n =n (n +1)2,∴T n =P n -Q n =(n -1)×2n +1+2-n (n +1)2.18.(2018·九江一中模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 22-3a 7=2,且1a 2,S 2-3,S 3成等比数列,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =4(n +1)a 2n a 2n +2,数列{b n }的前n 项和为T n ,若对于任意的n ∈N *,都有64T n <|3λ-1|成立,求实数λ的取值范围.解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 22-3a 7=2(S 2-3)2=1a 2·S 3得⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+21d )-3(a 1+6d )=2(2a 1+d -3)·(a 1+d )=3a 1+3d ,即⎩⎪⎨⎪⎧-2a 1+3d =2(a 1+d )(2a 1+d -6)=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-25d =25.当a 1=-25,d =25时,S 2-3=-175没有意义, ∴a 1=2,d =2,此时a n =2+2(n -1)=2n . (2)b n =4(n +1)a 2n a 2n +2=n +14(n +2)2n 2=116[1n 2-1(n +2)2].T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=116(112-132)+116(122-142)+116(132-152)+…+ 116[1(n -1)2-1(n +1)2]+116[1n 2-1(n +2)2] =116[1+14-1(n +1)2-1(n +2)2] =564-116[1(n +1)2+1(n +2)2], ∴64T n =5-4[1(n +1)2+1(n +2)2]<5,为满足题意,只需|3λ-1|≥5,∴λ≥2或λ≤-43.19.(2018·临汾中学模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =12(a 2n +a n ),a n >0.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)若b n =a n2n -1,数列{b n }的前n 项和为T n ,则是否存在正整数m ,使得m ≤T n <m +3对任意的正整数n 恒成立?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.解析:(1)S n =12(a 2n +a n ),即a 2n +a n -2S n =0,①当n ≥2时, S n -1=12(a 2n -1+a n -1),即a 2n -1+a n -1-2S n -1=0,②①-②得(a n -a n -1)(a n +a n -1)+a n -a n -1-2a n =0, (a n +a n -1)(a n -a n -1-1)=0, ∵a n >0, ∴a n -a n -1=1,当n =1时,a 21+a 1-2a 1=0,∵a n >0, ∴a 1=1,∴a n =1+(n -1)=n .(2)由(1)知b n =n2n -1,所以T n =1×(12)0+2×(12)1+…+n (12)n -1,③ 12T n =1×(12)1+2×(12)2+…+n (12)n,④ ③-④得12T n =1+12+…+(12)n -1-n (12)n =2[1-(12)n ]-n (12)n,故T n =4[1-(12)n ]-2n (12)n =4-4×(12)n -2n (12)n =4-(2n +4)(12)n.易知T n <4,∵T n +1-T n =4-(2n +6)(12)n +1-4+(2n +4) ·(12)n =(n +1)(12)n>0,∴T n ≥T 1=1,故存在正整数m =1满足题意.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2020年高考文科数学二轮复习:
专题三 第二讲 数列的综合应用
一、选择题
1.已知数列{a n }满足a 1=5,a n a n +1=2n ,则a 7a 3
=( ) A .2
B .4
C .5
D.52 解析:因为a n +1a n +2a n +3a n +4a n a n +1a n +2a n +3=a n +4a n =2n +1·2n +32n ·2
n +2=22,所以令n =3,得a 7a 3=22=4,故选B. 答案:B
2.若数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2,则使a k ·a k +1<0的k 值为( )
A .22
B .21
C .24
D .23
解析:因为3a n +1=3a n -2,所以a n +1-a n =-23,所以数列{a n }是首项为15,公差为-23
的等差数列,所以a n =15-23·(n -1)=-23n +473,令a n =-23n +473
>0,得n <23.5,所以使a k ·a k +1<0的k 值为23.
答案:D
3.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧
2a n (n 为正奇数),a n +1(n 为正偶数),则其前6项之和为( ) A .16
B .20
C .33
D .120
解析:a 2=2a 1=2,a 3=a 2+1=3,a 4=2a 3=6,a 5=a 4+1=7,a 6=2a 5=14,所以前6项和S 6=1+2+3+6+7+14=33,故选C.
答案:C
4.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6=( )
A .3×44
B .3×44+1
C .44
D .44+1
解析:因为a n +1=3S n ,所以a n =3S n -1(n ≥2),
两式相减得,a n +1-a n =3a n ,
即a n +1a n
=4(n ≥2), 所以数列a 2,a 3,a 4,…构成以a 2=3S 1=3a 1=3为首项,公比为4的等比数列,所以a 6=
a 2·44=3×44.
答案:A
5.已知函数f (n )=n 2cos(n π),且a n =f (n ),则a 1+a 2+…+a 100=( )
A .0
B .100
C .5 050
D .10 200
解析:a 1+a 2+a 3+…+a 100
=-12+22-32+42-…-992+1002
=(22-12)+(42-32)+…+(1002-992)
=3+7+…+199=50(3+199)2
=5 050. 答案:C
6.已知数列{a n }的首项a 1=1,且a n -a n +1=a n a n +1(n ∈N +),则a 2 015=( )
A.12 014
B.2 0142 015 C .-2 0142 015
D.12 015 解析:∵a n -a n +1=a n a n +1,∴1a n +1-1a n
=1, 又∵a 1=1,∴1a 1=1,∴数列⎩⎨⎧⎭
⎬⎫1a n 是以首项为1,公差为1的等差数列, ∴1a n =1+(n -1)=n ,∴1a 2 015
=2 015, ∴a 2 015=12 015
.故选D. 答案:D
7.已知数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n (2n -1)·cos n π2
+1(n ∈N *),其前n 项和为S n ,则S 60=( )
A .-30
B .-60
C .90
D .120 解析:由题意可得,当n =4k -3(k ∈N *)时,a n =a 4k -3=1;当n =4k -2(k ∈N *)时,a n =a 4k -2=6-8k ;当n =4k -1(k ∈N *)时,a n =a 4k -1=1;当n =4k (k ∈N *)时,a n =a 4k =8k . ∴a 4k -3+a 4k -2+a 4k -1+a 4k =8,∴S 60=8×15=120.
答案:D
8.已知S n 是非零数列{a n }的前n 项的和,且S n =2a n -1,则S 2 017等于( )
A .1-22 016
B .22 017-1
C .22 016-1
D .1-22 017。