一轮复习:数列求和
授课主题数列求和教学目标1.理解等比数列的概念.2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用等比数列的有关知识解决相应的问题.4.了解等比数列与指数函数的关系.教学内容1.基本数列求和公式法(1)等差数列求和公式:S n=n(a1+a n)2=na1+n(n-1)2d.(2)等比数列求和公式:S n=⎩⎪⎨⎪⎧na1,q=1,a1-a n q1-q=a1(1-q n)1-q,q≠1.2.非基本数列求和常用方法(1)倒序相加法;(2)分组求和法;(3)并项求和法;(4)错位相减法;(5)裂项相消法.常见的裂项公式:①1n(n+k)=1k⎝⎛⎭⎫1n-1n+k;②1(2n-1)(2n+1)=12⎝⎛⎭⎫12n-1-12n+1;③1n(n+1)(n+2)=12⎣⎡⎦⎤1n(n+1)-1(n+1)(n+2);④1n+n+k=1k(n+k-n).3.常用求和公式(1)1+2+3+4+…+n=n(n+1)2;(2)1+3+5+7+…+(2n-1)=n2;(3)12+22+32+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6;(4)13+23+33+…+n 3=⎣⎡⎦⎤n (n +1)22.题型一 错位相减法求和例1、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 .方法点拨:利用a n =S n -S n -1(n ≥2)、方程思想、错位相减法. 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,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,即⎩⎪⎨⎪⎧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 ,得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+…+2n +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.方法技巧利用错位相减法的一般类型及思路1.适用的数列类型:{a n b n },其中数列{a n }是公差为d 的等差数列,{b n }是公比为q ≠1的等比数列. 2.思路:设S n =a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n ,(*) 则qS n =a 1b 2+a 2b 3+…+a n -1b n +a n b n +1,(**)(*)-(**)得:(1-q )S n =a 1b 1+d (b 2+b 3+…+b n )-a n b n +1,就转化为根据公式可求的和.如典例. 提醒:用错位相减法求和时容易出现以下两点错误: (1)两式相减时最后一项因为没有对应项而忘记变号.(2)对相减后的和式的结构认识模糊,错把中间的n -1项和当作n 项和.(2)若b n =log 3(-a n +1),设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +2的前n 项和为T n ,求证:T n <34.解 (1)∵S n =12a n +1+n +1(n ∈N *),∴当n =1时,-2=12a 2+2,解得a 2=-8,当n ≥2时,S n -1=12a n +n ,两式相减,并化简,得a n +1=3a n -2, 即a n +1-1=3(a n -1),n =1时,a 2-1=3(a 1-1)=-9,所以{a n -1}是以-3为首项,3为公比的等比数列, 所以a n -1=(-3)·3n -1=-3n . 故a n =-3n +1.(2)证明:由b n =log 3(-a n +1)=log 33n =n ,得1b n b n +2=1n (n +2)=12⎝⎛⎭⎫1n -1n +2,T n =12⎝⎛⎭⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1-1n +1+1n -1n +2=12⎝⎛⎭⎫1+12-1n +1-1n +2=34-2n +32(n +1)(n +2)<34.题型三 分组转化法求和例3、设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S 4=40.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前n 项和P n .解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =8,4a 1+6d =40,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =4,∴a n =4n .∵T n -2b n +3=0,①∴当n =1时,b 1=3,当n ≥2时,T n -1-2b n -1+3=0,② ①-②,得b n =2b n -1(n ≥2), 则数列{b n }为等比数列, ∴b n =3·2n -1.(2)c n =⎩⎪⎨⎪⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数.当n 为偶数时,P n =(a 1+a 3+…+a n -1)+(b 2+b 4+…+b n )=(4+4n -4)·n22+=2n +1+n 2-2.当n 为奇数时,n =1时,P 1=c 1=a 1=4,解法一:n -1为偶数,P n =P n -1+c n =2(n-1)+1+(n -1)2-2+4n =2n +n 2+2n -1,解法二:P n =(a 1+a 3+…+a n -2+a n )+(b 2+b 4+…+b n -1)=(4+4n )·n +122+=2n +n 2+2n -1.∴P n =⎩⎪⎨⎪⎧2n +1+n 2-2,n 为偶数,2n +n 2+2n -1,n 为奇数.方法技巧分组转化法求和的常见类型1.若a n =b n ±c n ,且{b n },{c n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.2.通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,c n,n 为偶数的数列,其中数列{b n },{c n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求和.如典例.【冲关针对训练】已知{a n }是等比数列,前n 项和为S n (n ∈N *),且1a 1-1a 2=2a 3,S 6=63.(1)求{a n }的通项公式;(2)若对任意的n ∈N *,b n 是log 2a n 和log 2a n +1的等差中项,求数列{(-1)n b 2n }的前2n 项和. 解 (1)设数列{a n }的公比为q .由已知,有1a 1-1a 1q =2a 1q 2,解得q =2或q =-1.又由S 6=a 1(1-q 6)1-q =63,知q ≠-1,所以a 1(1-26)1-2=63,得a 1=1.所以a n =2n -1.(2)由题意,得b n =12(log 2a n +log 2a n +1)=12(log 22n -1+log 22n )=n -12,即{b n }的首项为12,公差为1的等差数列.设数列{}(-1)n b 2n 的前n 项和为T n ,则T 2n =(-b 21+b 22)+(-b 23+b 24)+…+(-b 22n -1+b 22n )=b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n -1+b 2n=2n (b 1+b 2n )2=2n 2. 题型四 倒序相加法例4、设f (x )=4x 4x +2,若S =f ⎝⎛⎭⎫12017+f ⎝⎛⎭⎫22017+…+f ⎝⎛⎭⎫20162017,则S =________. 方法点拨:利用函数性质f (x )+f (1-x )=1倒序相加求和. 答案 1008解析 ∵f (x )=4x 4x +2,∴f (1-x )=41-x 41-x +2=22+4x .∴f (x )+f (1-x )=4x 4x +2+22+4x =1.S =f ⎝⎛⎭⎫12017+f ⎝⎛⎭⎫22017+…+f ⎝⎛⎭⎫20162017,① S =f ⎝⎛⎭⎫20162017+f ⎝⎛⎭⎫20152017+…+f ⎝⎛⎭⎫12017,② ①+②,得2S =⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫12017+f ⎝⎛⎭⎫20162017+⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫22017+f ⎝⎛⎭⎫20152017+…+⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫20162017+f ⎝⎛⎭⎫12017=2016. ∴S =20162=1008.方法技巧如果一个数列{a n },与首末两项等距离的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法.【冲关针对训练】已知定义在R 上的函数f (x )的图象的对称中心为(1008,2).数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n =f (n ),n ∈N *.求S 2015.解 由条件得f (2×1008-x )+f (x )=2×2,即f (2016-x )+f (x )=4. 于是有a 2016-n +a n =4(n ∈N *). 又S 2015=a 1+a 2+a 3+…+a 2014+a 2015, S 2015=a 2015+a 2014+…+a 2+a 1.两式相加得2S 2015=(a 1+a 2015)+(a 2+a 2014)+…+(a 2014+a 2)+(a 2015+a 1)=2015(a 1+a 2015)=2015×4. 故S 2015=2015×2=4030.1.(2018·重庆调研)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N :N >100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是( )A .440B .330C .220D .110答案 A解析 设1+(1+2)+…+(1+2+…+2n -1)+(1+2+…+2t )=2m (其中m ,n ,t ∈N,0≤t ≤n ),则有N =n (n +1)2+t+1,因为N >100,所以n ≥13.由等比数列的前n 项和公式可得2n +1-n -2+2t +1-1=2m . 因为n ≥13,所以2n >n +2,所以2n +1>2n +n +2,即2n +1-n -2>2n ,由b 3=a 4-2a 1,可得3d -a 1=8,① 由S 11=11b 4,可得a 1+5d =16,② 联立①②,解得a 1=1,d =3, 由此可得a n =3n -2.所以数列{a n }的通项公式为a n =3n -2,数列{b n }的通项公式为b n =2n .(2)设数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为T n ,由a 2n =6n -2,b 2n -1=2×4n -1,得a 2n b 2n -1=(3n -1)×4n , 故T n =2×4+5×42+8×43+…+(3n -1)×4n ,4T n =2×42+5×43+8×44+…+(3n -4)×4n +(3n -1)×4n +1, 上述两式相减,得-3T n=2×4+3×42+3×43+…+3×4n -(3n -1)×4n +1=12×(1-4n )1-4-4-(3n -1)×4n +1=-(3n -2)×4n +1-8,得T n =3n -23×4n +1+83.所以数列{a 2n b 2n -1}的前n 项和为3n -23×4n +1+83.一、选择题1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 2=10,S 5=55,则a n +100+a n -98=( )A .8n +6B .4n +1C .8n +3D .4n +3答案 A解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则S n =na 1+n (n -1)2d ,由S 2=10,S 5=55,可得⎩⎨⎧2a 1+2(2-1)2d =10,5a 1+5(5-1)2d =55,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =4,所以a n =a 1+(n -1)d =4n -1,则a n +100+a n -98=2a n +1=8n +6.故选A. 2.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 33-S 22=1,则数列{a n }的公差是( )A .1B .2C .4D .6答案 B解析 由S 33-S 22=1得a 1+a 2+a 33-a 1+a 22=a 1+d -2a 1+d 2=d 2=1,所以d =2.故选B.3.若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别是S n ,T n ,已知S n T n =7n n +3,则a 5b 5=( )⇒1a n +1-1=1a n -1-1,∴1a n -1=112-1-(n -1)=-n -1⇒a n =n n +1⇒a n n 2=1n (n +1)=1n -1n +1,∴a 1+a 222+…+a 1001002=1-12+12-13+…+1100-1101=100101.故选C. 二、填空题11.S n =1+11+111+…+=________.答案 10n +1-9n -1081解析 ∵a n =19(10n -1),=19[(10-1)+(102-1)+…+(10n -1)] =19[(10+102+…+10n )-n ]=19⎣⎡⎦⎤10(10n -1)9-n =10n +1-9n -1081. 12.数列{a n }满足:a 1=43,且a n +1=4(n +1)a n 3a n +n(n ∈N *),则1a 1+2a 2+3a 3+…+2018a 2018=________.答案 201723+13×42018解析 由题意可知n +1a n +1=34+14·n a n ⇒n +1a n +1-1=14⎝⎛⎭⎫n a n -1,又1a 1-1=-14,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n a n -1是以-14为首项,以14为公比的等比数列,所以n a n =1-14n ,所以1a 1+2a 2+3a 3+…+n a n =n -14⎝⎛⎭⎫1-14n 1-14=n -13+13·14n ,则1a 1+2a 2+3a 3+…+2018a 2018=2018-13+13×142018=201723+13×42018. 13.设f (x )=12x +2,利用课本中推导等差数列前n 项和的公式的方法,可求得f (-5)+f (-4)+…+f (0)+…+f (5)+f (6)的值为________.答案 3 2解析 ∵6+(-5)=1,∴f (-5),f (-4),…,f (5),f (6)共有11+1=12项. 由f (-5),f (6);f (-4),f (5);…;f (0),f (1)共有6对,且该数列为等差数列. 又f (0)+f (1)=11+2+12+2=11+2+12(1+2)=2+12(1+2)=12=22,∴f (-5)+f (-4)+…+f (6)=6×22=3 2.(2)设b n =log 4a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,是否存在正整数k ,使得1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n<k 对任意n ∈N *恒成立,若存在,求出正整数k 的最小值;若不存在,请说明理由.解 (1)设数列{a n }的公比为q ,由题意可得a 3=16, a 3-a 2=8,则a 2=8,q =2,a 1=4,所以a n =2n +1. (2)b n =log 42n +1=n +12,S n =b 1+b 2+…+b n =n (n +3)4.1S n =4n (n +3)=43⎝⎛⎭⎫1n -1n +3,所以1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n =43⎝⎛⎭⎫11-14+12-15+13-16+…+1n -1n +3=43⎝⎛⎭⎫1+12+13-1n +1-1n +2-1n +3 =43×116-43×⎝⎛⎭⎫1n +1+1n +2+1n +3=229-43×⎝⎛⎭⎫1n +1+1n +2+1n +3.当n =1时,1S 1=1<2<229;当n ≥2时,1S 1+1S 2+…+1S n =229-43⎝⎛⎭⎫1n +1+1n +2+1n +3<229<3.故存在k =3时,对任意的n ∈N *都有1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n<3.1. (2012·安徽)公比为2的等比数列{a n }的各项都是正数,且a 3a 11=16,则log 2a 10等于( )A .4B .5C .6D .7 答案 B解析 利用等比数列的性质和通项公式求解. ∵a 3·a 11=16,∴a 27=16.又∵等比数列{a n }的各项都是正数, ∴a 7=4.又∵a 10=a 7q 3=4×23=25, ∴log 2a 10=5.故选B.2. 等比数列{}a n 中,|a 1|=1,a 5=-8a 2.a 5>a 2,则a n 等于( )A .(-2)n -1 B .-(-2)n -1 C .(-2)n D .-(-2)n答案 A解析 ∵|a 1|=1,∴a 1=1或a 1=-1. ∵a 5=-8a 2=a 2·q 3,∴q 3=-8,∴q =-2. 又a 5>a 2,即a 2q 3>a 2,∴a 2<0. 而a 2=a 1q =a 1·(-2)<0,∴a 1=1. 故a n =a 1·(-2)n -1=(-2)n -1.3. (2013·课标全国Ⅱ)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1等于( )A.13 B .-13C.19 D .-19答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q ,由S 3=a 2+10a 1得a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1,即a 3=9a 1,q 2=9, 又a 5=a 1q 4=9,所以a 1=19.4. 一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是 ( )A .13B .12C .11D .10 答案 B解析 设该等比数列为{a n },其前n 项积为T n , 则由已知得a 1·a 2·a 3=3,a n -2·a n -1·a n =9, (a 1·a n )3=3×9=33,∴a 1·a n =3,又T n =a 1·a 2·…·a n -1·a n , T n =a n ·a n -1·…·a 2·a 1,∴T 2n =(a 1·a n )n ,即7292=3n ,∴n =12. 5. 数列{a n }中,已知对任意n ∈N +,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 33+…+a 2n 等于( )A .(3n -1)2 B.12(9n -1) C .9n -1 D.14(3n -1) 答案 B解析 ∵a 1+a 2+…+a n =3n -1,n ∈N +, n ≥2时,a 1+a 2+…+a n -1=3n -1-1, ∴当n ≥2时,a n =3n -3n -1=2·3n -1, 又n =1时,a 1=2适合上式,∴a n =2·3n -1, 故数列{a 2n }是首项为4,公比为9的等比数列. 因此a 21+a 22+…+a 2n =41-9n 1-9=12(9n -1).6.已知{a n }是首项为1的等比数列,若S n 是{a n }的前n 项和,且28S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为 ( )A.158或4 B.4027或4 C.4027 D.158答案 C解析 设数列{a n }的公比为q .当q =1时,由a 1=1,得28S 3=28×3=84. 而S 6=6,两者不相等,因此不合题意. 当q ≠1时,由28S 3=S 6及首项为1,得281-q 31-q =1-q 61-q.解得q =3.所以数列{a n }的通项公式为a n =3n -1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为1+13+19+127=4027.7.等比数列{a n }中,S n 表示前n 项和,a 3=2S 2+1,a 4=2S 3+1,则公比q 为________.答案 3解析 由a 3=2S 2+1,a 4=2S 3+1得a 4-a 3=2(S 3-S 2)=2a 3, ∴a 4=3a 3,∴q =a 4a 3=3.8.(2012·江西)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比不为1.若a 1=1,则对任意的n ∈N +,都有a n +2+a n +1-2a n =0,则S 5=________. 答案 11解析 利用“特殊值”法,确定公比.由题意知a 3+a 2-2a 1=0,设公比为q ,则a 1(q 2+q -2)=0. 由q 2+q -2=0解得q =-2或q =1(舍去), 则S 5=a 11-q 51-q=1--253=11.9. 设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________.答案 -2解析 由已知条件得2S n =S n +1+S n +2, 即2S n =2S n +2a n +1+a n +2,即a n +2a n +1=-2.10.已知等差数列{a n }满足a 2=2,a 5=8.(1)求{a n }的通项公式;(2)各项均为正数的等比数列{b n }中,b 1=1,b 2+b 3=a 4,求{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+d =2a 1+4d =8.∴a 1=0,d =2.∴a n =a 1+(n -1)d =2n -2.(2)设等比数列{b n }的公比为q ,则由已知得q +q 2=a 4, ∵a 4=6,∴q =2或q =-3.∵等比数列{b n }的各项均为正数,∴q =2. ∴{b n }的前n 项和T n =b 11-q n 1-q =1×1-2n1-2=2n -1.11.(2013·天津)已知首项为32的等比数列{a n }不是..递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N +),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =S n -1S n (n ∈N +),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q , 因为S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列, 所以S 5+a 5-S 3-a 3=S 4+a 4-S 5-a 5,即4a 5=a 3, 于是q 2=a 5a 3=14.又{a n }不是递减数列且a 1=32,所以q =-12.故等比数列{a n }的通项公式为a n =32×⎝⎛⎭⎫-12n -1=(-1)n -1·32n .(2)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎫-12n =⎩⎨⎧1+12n ,n 为奇数,1-12n ,n 为偶数.当n 为奇数时,S n 随n 的增大而减小, 所以1<S n ≤S 1=32,故0<S n -1S n ≤S 1-1S 1=32-23=56.当n 为偶数时,S n 随n 的增大而增大,所以34=S 2≤S n <1,故0>S n -1S n ≥S 2-1S 2=34-43=-712.综上,对于n ∈N +,总有-712≤S n -1S n ≤56. 所以数列{T n }最大项的值为56,最小项的值为-712.12. 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n }中,b 1=a 1,b n =a n -a n -1 (n ≥2),且a n +S n =n .(1)设c n =a n -1,求证:{c n }是等比数列;。
数列的求和方法课件-2024届高考数学一轮复习
其中{ bn },
,为偶数.
{ cn }
分别为等差或等比数列时,可采用分组转化法求解.
2. 利用分组转化法求和的关键点
观察数列的通项公式的特征,若数列由若干个简单数列(如等差数
列、等比数列、常数列等)组成,则求其前 n 项和时可用分组转化
法,把数列分成几个可以直接用公式法求和的数列.
列.所以 an -1= −
.所以数列{ an }的通项公式为 an =1+ −
.因
+
2
为 nbn +1-( n +1) bn = n + n = n ( n +1),所以
- =1.所以
+
数列
是以1为公差的等差数列.所以 = +( n -1).因为 b 1=1,
−
+1·n
=2 2 n +1 + n -2,即 T 2 n =2 2 n +1 + n -2.
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[变式演练]
1. 若例1(2)中的条件不变,求数列{ bn }的前 n 项和 Tn .
解:由例1(2)知, bn =2 n +(-1) nn.当 n 为偶数时, Tn =(2+22
)
(
−
=2.所以数列{ bn }的通项公式为 bn =2 n .
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(2) 数列{ anbn }的前 n 项和 Tn .
解:(2) 由(1),得 anbn =(3 n -1)·2 n .所以 Tn =2×2+5×22+
+23+24+…+2 n )+[-1+2-3+4+…-( n -1)+ n ]=
2025届高中数学一轮复习课件《数列求和》ppt
高考一轮总复习•数学
由③-④得12Tn=1211--1212n-n·12n+1, ∴Tn=2-(2+n)·12n.
第19页
高考一轮总复习•数学
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1.一般地,如果数列{an}是等差数列,数列{bn}是等比数列,求数列{an·bn}的前 n 项和 时,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘等比数列{bn}的公比,然后作差求解.
解析:①当 n 为偶数时,an+2=an+2,则偶数项是以 1 为首项,2 为公差的等差数列, 故 a2+a4+…+a100=50×1+50×2 49×2=2 500.②当 n 为奇数时,an+2=-an+2,即 an+ an+2=2,故 a1+a3+…+a99=2×25=50.综上,S100=2 550.
高考一轮总复习•数学
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第七章 数 列
第4讲 数列求和
高考一轮总复习•数学
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01 重难题型 全线突破 02 限时跟踪检测
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重难题型 全线突破
高考一轮总复习•数学
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题型
分组求和法
典例 1(2024·山东潍坊模拟)已知数列{an}满足a21+a222+…+a2nn=2nn. 从结构特点分析,属于由 Sn 求 an 的类型,应用 an=Sn-Sn-1(n≥2)的运算,求通项公式. (1)求数列{an}的通项公式; (2)对任意的 n∈N*,令 bn=a2na,n,n为n为奇偶数数,, 求数列{bn}的前 n 项和 Sn.
解:(1)由 2an+1-an=16an+1an 可得an1+1=a2n-16,于是an1+1-16=2a1n-16,即 bn+1= 2bn,
而 b1=a11-16=2,所以{b×2n-1=2n.
一轮复习-数列求和专题
2n
1
1 2n
=1
2
1 2
1 4
1 2n1
2n 1 2n
=1
2
1 2
1 1
1 2n1 1
2n 1 2n
2
=3
2n 2n
3
变式探究
2. 设数列{an} 满足a1+3a2+32a3+…+
n3 3n-1an= ,a∈N*.
(1)求数列{an}的通项;
(2)设bn=
n an
,求数列{bn}的前n项和Sn.
1
1 1+ 2 1+ 2 + 3
1+ 2 + 3 + 4 + ....+ n
解:an
1 1 23
2 n n(n 1)
2( 1 1 ) n n 1
1 11
11
Sn
2[(1
)( 22
) 3
(
)]
n n 1
2(1 1 ) 2n n 1 n 1
3.
1
1( 1 1 )
(2n 1)(2n 1) 2 2n 1 2n 1
4. 1 1 ( a b) a b ab
5.
1
1[ 1
1
]
n(n 1)(n 2) 2 n(n 1) (n 1)(n 2)
nn+1 n n+1
6.
n常n见21nn1- +的1111裂2n+nn项+21公==12式12n2n有nn1+1-:111--2nn1++11n1,n+2.
=
(6n
-
5)[6(n
+ 1)
-
5]
=
2
(
6n
-
2025年高考数学一轮复习-6.4-数列求和-专项训练【含解析】
2025年高考数学一轮复习-6.4-数列求和-专项训练【原卷版】1.等差数列{a n}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{a n}的前6项的和为()A.-24B.-3C.3D.82.设1+2+22+23+…+2n-1>128(n∈N*),则n的最小值为()A.6B.7C.8D.93.设数列{a n}(n∈N*)的各项均为正数,前n项和为S n,log2a n+1=1+log2a n,且a3=4,则S6=()A.128B.65C.64D.634.已知数列{a n}的前n项和S n=4n+b(b是常数,n∈N*),若这个数列是等比数列,则b=()A.-1B.0C.1D.45.已知等比数列{a n},a1=1,a4=18,且a1a2+a2a3+…+a n a n+1<k,则k的取值范围是()A.12,23B.12,+∞C.12,D.23,+∞6.(多选)已知数列{a n}满足a1=1,且对任意的n∈N*都有a n+1=a1+a n+n,则下列说法中正确的是()A.a n=n(n+1)2B2020项的和为20202021C2020项的和为40402021D.数列{a n}的第50项为25507.(多选)设数列{a n}的前n项和为S n,若S2nS4n为常数,则称数列{a n}为“吉祥数列”.则下列数列{b n}为“吉祥数列”的有()A .b n =nB .b n =(-1)n (n +1)C .b n =4n -2D .b n =2n8.已知数列{na n }的前n 项和为S n ,且a n =2n ,则使得S n -na n +1+50<0的最小正整数n 的值为________.9.已知公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 5=20,a 3是a 2,a 5的等比中项,数列{b n }满足对任意的n ∈N *,S n +b n =2n 2.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n n -n 2,n 为偶数,a n ,n 为奇数,求数列{c n }的前2n 项的和T 2n .10.已知等差数列{a n }中,a 3+a 5=a 4+7,a 10=19,则数列{a n cos n π}的前2020项和为()A .1009B .1010C .2019D .202011.(多选)已知数列{a n }满足a 1=32,a n =a 2n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *).记数列{a 2n }的前n 项和为A n n 项和为B n ,则下列结论正确的是()A .A n =a n +1-32B .B n =23-1a n +1C .A n B n =32a nD .A n B n <32n +1412.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意正整数n ,均有S n +1=3S n -2n +2成立,a 1=2.(1)求证:数列{a n -1}为等比数列,并求{a n }的通项公式;(2)设b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和T n .13.已知数列{a n },其前n 项和为S n ,请在下列三个条件中补充一个在下面问题中,使得最终结论成立并证明你的结论.条件①:S n =-a n +t (t 为常数);条件②:a n =b n b n +1,其中数列{b n }满足b 1=1,(n +1)·b n +1=nb n ;条件③:3a 2n =3a 2n +1+a n +1+a n .数列{a n }中a 1是展开式中的常数项,且________.求证:S n <1∀n ∈N *恒成立.注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.2025年高考数学一轮复习-6.4-数列求和-专项训练【解析版】1.等差数列{a n}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{a n}的前6项的和为()A.-24B.-3C.3D.8解析:A设{a n}的公差为d,根据题意得a23=a2·a6,即(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d),解得d=-2,所以数列{a n}的前6项和为S6=6a1+6×52d=1×6+6×52×(-2)=-24.2.设1+2+22+23+…+2n-1>128(n∈N*),则n的最小值为()A.6B.7C.8D.9解析:C∵1+2+22+…+2n-1为公比为2,首项为1的等比数列的前n项和S n,∴S n=12-1(2n-1)=2n-1>128=27,∴n≥8,∴n的最小值为8.故选C.3.设数列{a n}(n∈N*)的各项均为正数,前n项和为S n,log2a n+1=1+log2a n,且a3=4,则S6=()A.128B.65C.64D.63解析:D因为log2a n+1=1+log2a n,所以log2a n+1=log22a n,即a n+1=2a n,即数列{a n}是以2为公比的等比数列,又a3=4,所以a1=a34=1,因此S6=a1(1-26)1-2=26-1=63.故选D.4.已知数列{a n}的前n项和S n=4n+b(b是常数,n∈N*),若这个数列是等比数列,则b=()A.-1B.0C.1D.4解析:A显然数列{a n}的公比不等于1,所以S n=a1·(q n-1)q-1=a1q-1·q n-a1q-1=4n+b,所以b=-1.5.已知等比数列{a n},a1=1,a4=18,且a1a2+a2a3+…+a n a n+1<k,则k的取值范围是()A.12,23B.12,+∞C .12,D .23,+∞解析:D设等比数列{a n }的公比为q ,q ≠0,则q 3=a 4a 1=18,解得q =12,所以a n =12n -1,所以a n a n +1=12n -1×12n =122n -1,所以数列{a n a n +1}是首项为12,公比为14的等比数列,所以a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=21-14=<23.因为a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1<k ,所以k ≥23.故k 的取值范围是23,+D .6.(多选)已知数列{a n }满足a 1=1,且对任意的n ∈N *都有a n +1=a 1+a n +n ,则下列说法中正确的是()A .a n =n (n +1)2B2020项的和为20202021C2020项的和为40402021D .数列{a n }的第50项为2550解析:AC因为a n +1=a 1+a n +n ,a 1=1,所以a n +1-a n =1+n ,即a n -a n -1=n (n ≥2),所以n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n (n +1)2,a 1=1也适合此式,所以a n =n (n +1)2,a 50=1275,A 正确,D 错误;1a n =2n(n +1)=2020项和S 2020=-12+12-13+…+12020-=40402021,B 错误,C 正确.故选A 、C .7.(多选)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S2n S 4n为常数,则称数列{a n }为“吉祥数列”.则下列数列{b n }为“吉祥数列”的有()A .b n =nB .b n =(-1)n (n +1)C .b n =4n -2D .b n =2n解析:BC对于A ,S n =(1+n )n 2,S 2n =n (1+2n ),S 4n =2n (1+4n ),所以S2n S 4n =n (1+2n )2n (1+4n )=1+2n 2(1+4n )不为常数,故A 错误;对于B ,由并项求和法知:S 2n =n ,S 4n =2n ,S 2n S 4n =n 2n =12,故B 正确;对于C ,S n =2+4n -22×n =2n 2,S 2n =8n 2,S 4n =32n 2,所以S 2n S 4n =14,故C 正确;对于D ,S n =2(1-2n )1-2=2(2n -1),S 2n =2(4n -1),S 4n =2(16n -1),所以S2n S 4n =4n -116n -1=14n +1不为常数,故D 错误.故选B 、C .8.已知数列{na n }的前n 项和为S n ,且a n =2n ,则使得S n -na n +1+50<0的最小正整数n 的值为________.解析:S n =1×21+2×22+…+n ×2n ,则2S n =1×22+2×23+…+n ×2n +1,两式相减得-S n =2+22+ (2)-n ·2n +1=2(1-2n )1-2-n ·2n +1,故S n =2+(n -1)·2n +1.又a n =2n ,∴S n-na n +1+50=2+(n -1)·2n +1-n ·2n +1+50=52-2n +1,依题意52-2n +1<0,故最小正整数n 的值为5.答案:59.已知公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 5=20,a 3是a 2,a 5的等比中项,数列{b n }满足对任意的n ∈N *,S n +b n =2n 2.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n n -n 2,n 为偶数,a n ,n 为奇数,求数列{c n }的前2n 项的和T 2n .解:(1)设数列{a n }的公差为d a 1+10d =20,1+2d )2=(a 1+d )(a 1+4d ),化简得1+2d =4,1d =0,因为d ≠0,所以a 1=0,d =2,所以a n =2n -2(n ∈N *),S n =n 2-n ,n ∈N *,因为S n +b n =2n 2,所以b n =n 2+n (n ∈N *).(2)由(1)知,c n n -n 2,n 为偶数,a n ,n 为奇数,n 为偶数,n -1,n 为奇数,所以T 2n =c 1+c 2+c 3+c 4+…+c 2n -1+c 2n =(2+4+…+2n )+(40+42+…+42n -2)=n (2+2n )2+1-16n 1-16=n (n +1)+115(16n -1).10.已知等差数列{a n }中,a 3+a 5=a 4+7,a 10=19,则数列{a n cos n π}的前2020项和为()A .1009B .1010C .2019D .2020解析:D设{a n }的公差为da 1+6d =a 1+3d +7,1+9d =19,1=1,=2,∴a n =2n-1,设b n =a n cos n π,则b 1+b 2=a 1cos π+a 2cos 2π=2,b 3+b 4=a 3cos 3π+a 4cos 4π=2,…,∴数列{a n cos n π}的前2020项的和为(b 1+b 2)+(b 3+b 4)+…+(b 2019+b 2020)=2×20202=2020.11.(多选)已知数列{a n }满足a 1=32,a n =a 2n -1+a n -1(n ≥2,n ∈N *).记数列{a 2n }的前n 项和为A nn 项和为B n ,则下列结论正确的是()A .A n =a n +1-32B .B n =23-1a n +1C .A n B n =32a nD .A n B n <32n +14解析:ABD由a n =a 2n -1+a n -1,得a 2n -1=a n -a n -1≥0,所以a n ≥a n -1≥32,A n =a 21+a 22+…+a 2n =a 2-a 1+a 3-a 2+…+a n +1-a n =a n +1-a 1=a n +1-32,故A 正确;由a n =a 2n -1+a n -1=a n-1(a n -1+1),得1a n =1a n -1(a n -1+1)=1a n -1-1a n -1+1,即1a n -1+1=1a n -1-1a n ,所以B n =1a 1+1+1a 2+1+…+1a n +1=1a 1-1a 2+1a 2-1a 3+…+1a n -1a n +1=1a 1-1a n +1=23-1a n +1,故B 正确;易知A n ≠0,B n ≠0,所以A nB n =a n +1-3223-1a n +1=32a n +1,故C 不正确;易知a n =a 2n -1+a n -1<2a 2n -1,所以a n +1<2a 2n <23a 4n -1<…<22n -1a 2n 1=22n-1n =12×32n ,所以A n B n=32an +1<32×12×32n =32n +14,故D 正确.故选A 、B 、D .12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意正整数n ,均有S n +1=3S n -2n +2成立,a 1=2.(1)求证:数列{a n -1}为等比数列,并求{a n }的通项公式;(2)设b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)当n ≥2时,S n =3S n -1-2(n -1)+2,又S n +1=3S n -2n +2,两式相减可得S n +1-S n =3S n -3S n -1-2,即a n +1=3a n -2,即有a n +1-1=3(a n -1),令n =1,可得a 1+a 2=3a 1,解得a 2=2a 1=4,也符合a n +1-1=3(a n -1),则数列{a n -1}是首项为1,公比为3的等比数列,则a n -1=3n -1,故a n =1+3n -1.(2)由(1)知b n =na n =n +n ·3n -1,则T n =(1+2+…+n )+(1·30+2·31+3·32+…+n ·3n -1),设M n =1·30+2·31+3·32+…+n ·3n -1,3M n =1·3+2·32+3·33+…+n ·3n ,两式相减可得-2M n =1+3+32+…+3n -1-n ·3n=1-3n 1-3-n ·3n ,化简可得M n =(2n -1)·3n +14.所以T n =12n (n +1)+(2n -1)·3n +14.13.已知数列{a n },其前n 项和为S n ,请在下列三个条件中补充一个在下面问题中,使得最终结论成立并证明你的结论.条件①:S n =-a n +t (t 为常数);条件②:a n =b n b n +1,其中数列{b n }满足b 1=1,(n +1)·b n +1=nb n ;条件③:3a 2n =3a 2n +1+a n +1+a n .数列{a n }中a 1是展开式中的常数项,且________.求证:S n <1∀n ∈N *恒成立.注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.证明:二项展开式的通项为T k +1=C -k=C -k x12-3k,令12-3k =0,得k =4,得展开式的常数项为a 1=12.可选择的条件为①或②或③:若选择①:在S n =-a n +t 中,令n =1,得t =1,所以S n =-a n +1,当n ≥2时,S n -1=-a n -1+1.两式相减得a n =12a n -1,故{a n }是以12为首项,12为公比的等比数列,所以S n =a 1(1-q n )1-q =1<1.所以S n <1对任意的n ∈N *恒成立.若选择②:由(n +1)b n +1=nb n 得b n +1b n =nn +1,所以b n =b n b n -1·b n -1b n -2·…·b 2b 1b 1=1n (n ≥2),n =1时也满足,则a n =1n (n +1)=1n -1n +1,S n …1-1n +1<1.所以S n <1对任意的n ∈N *恒成立.若选择③:由题意得3a 2n +1-3a 2n =-(a n +1+a n ),得a n +1-a n =-13或a n +1+a n =0,又a 1=12,当a n +1+a n =0时,有S n n 为偶数,n 为奇数,所以S n <1,当a n +1-a n =-13时,有S n =n 2-n (n -1)6=-16(n 2-4n )=-16(n -2)2+23,当n =2时,S n 有最大值,为23<1.所以S n <1对任意的n ∈N *恒成立.。
2024年高考数学一轮复习(新高考版)《数列求和》课件ppt
跟踪训练2 (2023·重庆模拟)在①a1=1,nan+1=(n+1)·an,② 2a1 + 2a2 +…+2an =2n+1-2这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中并作答. 问题:在数列{an}中,已知________. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. (1)求{an}的通项公式;
(2)若bn=
2an 1 3an
,求数列{bn}的前n项和Sn.
由(1)可知 bn=2n3-n 1,
则 Sn=311+332+…+2n3-n 1,
①
13Sn=312+333+…+2n3-n 3+23nn-+11.
②
两式相减得23Sn=13+322+323+…+32n-23nn-+11=13+2911--313n1-1-23nn-+11
教材改编题
2.数列{an}的前 n 项和为 Sn.若 an=nn1+1,则 S5 等于
A.1
√B.56
C.16
D.310
因为 an=nn1+1=1n-n+1 1, 所以 S5=a1+a2+…+a5=1-12+12-13+…-16=56.
教材改编题
3.Sn=12+12+38+…+2nn等于
2n-n-1 A. 2n
第六章 数 列
§6.5 数列求和
考试要求
1.熟练掌握等差、等比数列的前n项和公式. 2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常用方法.
内容索引
第一部分
落实主干知识
第二部分
探究核心题型
第三部分
课时精练
第
一 部 分
落实主干知识
知识梳理
数列求和的几种常用方法
1.公式法
直接利用等差数列、等比数列的前n项和公式求和.
数列求和 一轮复习
第四节 数列求和[考纲传真] (教师用书独具)1.掌握等差、等比数列的前n 项和公式.2.掌握特殊的非等差、等比数列的几种常见的求和方法.(第85页) [基础知识填充]1.公式法(1)等差数列的前n 项和公式: S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d ; (2)等比数列的前n 项和公式:S n =⎩⎨⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q =a 1(1-q n )1-q ,q ≠1.2.几种数列求和的常用方法(1)分组求和法:一个数列的通项公式是由若干个等差或等比或可求和的数列组成的,则求和时可用分组求和法,分别求和而后相加减.(2)裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得前n 项和.裂项时常用的三种变形:①1n (n +1)=1n -1n +1;②1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1;③1n +n +1=n +1-n .(3)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么求这个数列的前n 项和即可用错位相减法求解.(4)倒序相加法:如果一个数列{a n }与首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法求解.(5)并项求和法:一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n=(-1)n f(n)类型,可采用两项合并求解.例如,S n=1002-992+982-972+…+22-12=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.[基本能力自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果数列{a n}为等比数列,且公比不等于1,则其前n项和S n=a1-a n+11-q.()(2)当n≥2时,1n2-1=12⎝⎛⎭⎪⎫1n-1-1n+1.()(3)求S n=a+2a2+3a3+…+na n之和时只要把上式等号两边同时乘以a即可根据错位相减法求得.()(4)如果数列{a n}是周期为k(k为大于1的正整数)的周期数列,那么S km=mS k.()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√2.(教材改编)数列{a n}的前n项和为S n,若a n=1n(n+1),则S5等于()A.1B.5 6C.16D.130B[∵a n=1n(n+1)=1n-1n+1,∴S5=a1+a2+…+a5=1-12+12-13+…-16=56.]3.数列{a n}的通项公式是a n=1n+n+1,前n项和为9,则n等于()A.9 B.99 C.10 D.100B[∵a n=1n+n+1=n+1-n,∴S n=a1+a2+…+a n=(n+1-n)+(n-n-1)+…+(3-2)+(2-1)=n+1-1,令n+1-1=9,得n =99,故选B .]4.数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =1-2+3-4+…+(-1)n -1·n ,则S 17=________.9 [S 17=1-2+3-4+5-6+…+15-16+17=1+(-2+3)+(-4+5)+(-6+7)+…+(-14+15)+(-16+17)=1+1+1+…+1=9.]5.若数列{a n }的通项公式为a n =2n +2n -1,则数列{a n }的前n 项和S n =__________.2n +1-2+n 2 [S n =2(1-2n )1-2+n (1+2n -1)2=2n +1-2+n 2.](第85页)分组转化求和(2016·北京高考)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4.(1)求{a n }的通项公式;(2)设c n =a n +b n ,求数列{c n }的前n 项和. [解] (1)设等比数列{b n }的公比为q , 则q =b 3b 2=93=3,所以b 1=b 2q =1,b 4=b 3q =27,所以b n =3n -1(n =1,2,3,…). 设等差数列{a n }的公差为d . 因为a 1=b 1=1,a 14=b 4=27, 所以1+13d =27,即d =2. 所以a n =2n -1(n =1,2,3,…). (2)由(1)知a n =2n -1,b n =3n -1.因此c n =a n +b n =2n -1+3n -1. 从而数列{c n }的前n 项和S n =1+3+…+(2n -1)+1+3+…+3n -1 =n (1+2n -1)2+1-3n 1-3=n 2+3n -12.[规律方法] 分组转化法求和的常见类型(1)若a n =b n ±c n ,且{b n },{c n }为等差或等比数列,则可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.(2)通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,c n ,n 为偶数的数列,其中数列{b n },{c n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求和.易错警示:注意在含有字母的数列中对字母的分类讨论.[跟踪训练] (2018·南昌一模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n . [解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由S 3+S 4=S 5可得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, ∴3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. (2)由(1)可得b n =(-1)n -1·(2n -1). ∴T 2n =1-3+5-7+…+(2n -3)-(2n -1) =(-2)×n =-2n .裂项相消法求和(2017·全国卷Ⅲ)设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n .(1)求{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +1的前n 项和.[解] (1)因为a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,故当n ≥2时, a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2(n -1), 两式相减得(2n -1)a n =2, 所以a n =22n -1(n ≥2).又由题设可得a 1=2,满足上式, 所以{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)记⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n +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,则S n =11-13+13-15+…+12n -1-12n +1=2n 2n +1.[易错警示] 利用裂项相消法求和的注意事项(1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项.(2)消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.(3)将通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项相等.如:若{a n }是等差数列,则1a n a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1,1a n a n +2=12d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +2. [跟踪训练] (2017·石家庄一模)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. 【导学号:97190181】[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,所以数列{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1. (2)b n =1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1, 所以T n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+…+12n -1-12n +1 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n2n +1.错位相减法求和(2017·山东高考)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3.(1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n .已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和T n .[解] (1)设{a n }的公比为q ,由题意知a 1(1+q )=6,a 21q =a 1q 2,又a n >0,由以上两式联立方程组解得a 1=2,q =2, 所以a n =2n .(2)由题意知S 2n +1=(2n +1)(b 1+b 2n +1)2=(2n +1)b n +1,又S 2n +1=b n b n +1,b n +1≠0, 所以b n =2n +1. 令c n =b na n ,则c n =2n +12n .因此T n =c 1+c 2+…+c n=32+522+723+…+2n -12n -1+2n +12n ,又12T n =322+523+724+…+2n -12n +2n +12n +1,两式相减得12T n =32+⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n -1-2n +12n +1,所以T n =5-2n +52n .[规律方法] (1)错位相减法求和的适用范围如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n ·b n }的前n 项和时,可采用错位相减法求和.(2)错位相减法求和的注意事项①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n-qS n”的表达式.②在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.[跟踪训练](2018·石家庄质检(二))已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若S m-1=-4,S m=0,S m+2=14(m≥2,且m∈N*). 【导学号:97190182】(1)求m的值;(2)若数列{b n}满足a n2=log2b n(n∈N*),求数列{(a n+6)·b n}的前n项和.[解](1)由已知得a m=S m-S m-1=4,且a m+1+a m+2=S m+2-S m=14,设数列{a n}的公差为d,则2a m+3d=14,∴d=2.由S m=0,得ma1+m(m-1)2×2=0,即a1=1-m,∴a m=a1+(m-1)×2=m-1=4,∴m=5.(2)由(1)知a1=-4,d=2,∴a n=2n-6,∴n-3=log2b n,得b n=2n-3.∴(a n+6)·b n=2n×2n-3=n×2n-2.设数列{(a n +6)·b n }的前n 项和为T n ,∴T n =1×2-1+2×20+…+(n -1)×2n -3+n ×2n -2, ① 2T n =1×20+2×21+…+(n -1)×2n -2+n ×2n -1, ② ①-②,得-T n =2-1+20+…+2n -2-n ×2n -1 =2-1(1-2n )1-2-n ×2n -1=2n -1-12-n ×2n -1, ∴T n =(n -1)·2n -1+12(n ∈N *).。
2025年高考数学一轮复习-6.4-数列求和【课件】
送分试题;(2)当递推公式为 an+1=f(n)an 时,把原递推公式先转化为 =f(n),再利用累乘法
(逐商相乘法)求解。第(2)问的实质是数列的求和问题,常用的方法为错位相减法和裂项
相消法。
【变式训练】
则数列
1
+ +1
2 - 2 = 2 - 2 (n≥2),
(1)已知各项都为正数的数列{an}中,a1=1,a2= 3,+1
②当 n≥2 时,Tn=2+2×2 +2×2 +…+2×2
2
3
n
1, = 1,
2, ≥ 2。
22 (1−2 −1 ) (1+2−1)
-[1+3+5+…+(2n-1)]=2+2×
=
2
1−2
2n+2-n2-6,又 T1=1 也满足 Tn=2n+2-n2-6,所以 Tn=2n+2-n2-6。
=
1−2
-n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)2n+1-2。所
易错题
4.(不能准确分组致误)已知数列{an}的通项公式为 an=(-1)n(2n-2),则数列{an}的前 n 项和
1 − , 为奇数,
Sn=
, 为偶数
。
解析 Sn=2×[0+1-2+3-4+…+(-1) (n-1)]=
1
+…+f
−1
+f(1)(n
an=2(n+1)
则数列
的通项公式为
2025高考数学一轮复习-6.4-数列求和【课件】
易错易混 4.在数列{an}中,已知 an=n+11n+3(n∈N*),则{an}的前 n 项和 Sn=
_____12__56_-__n_+1__2_-__n_+1__3_ ______. 【解析】 ∵an=n+11n+3=12n+1 1-n+1 3, ∴Sn=1212-14+13-15+14-16+15-17+…+n+1 1-n+1 3 =1212+13-n+1 2-n+1 3 =1256-n+1 2-n+1 3.
第六章 数列
第四节 数列求和
课前双基巩固
——整合知识 夯实基础
『知识聚焦』 1.公式法 (1)等差数列{an}的前 n 项和 Sn=na12+an=na1+nn-2 1d. 推导方法:倒序相加法.
na1,q=1, (2)等比数列{an}的前 n 项和 Sn=a111--qqn,q≠1. 推导方法:乘公比, 错位相减法 .
6.若{log2an}是首项为 1,公差为 2 的等差数列,则数列{nan}的前 n 项和为 _S_n_=__2_+__6_n_9-__2__·4_n_.
【解析】 由题意可得 log2an=1+2(n-1)=2n-1, ∴an=22n-1=2·4n-1,∴nan=2n·4n-1, ∴数列{nan}的前 n 项和 Sn=2(1×40+2×41+3×42+…+n×4n-1), ∴12Sn=1×40+2×41+3×42+…+n×4n-1, ∴2Sn=1×41+2×42+3×43+…+n×4n,
课堂考点突破
——精析考题 提升能力
考点一 分组转化求和 【例 1】 已知数列{an}满足 a1=1,an+an-1=2n(n≥2,n∈N*). (1)记 bn=a2n,求数列{bn}的通项公式; (2)求数列{an}的前 n 项和 Sn.
数列求和 课件-2023届高三数学一轮复习
1
1
1
n+1
n+1
1-
,故 Tn=2 -2+1-
=2 -
-1.
n+1
n+1
n+1
选②,设{an}的公差为 d,由 a3+a5=16,S3+S5=42,
a =2,
1
解得
所以 an=2n,Sn=n2+n.所以 a1=2,a2=4,
d=2,
a1a2
设{bn}的公比为 q,则 b1=a1=2,b2= 2 =4,
高三一轮复习
5.4 数列求和
公式法
错位相
倒序相
加法
减法
数列
求和
并项求
和法
裂项相
消法
分组转
化法
一.公式法
知识点 数列前 n 项和的求法:公式法
(1)等差数列的前 n 项和公式
n(a1+an)
n(n-1)
na1+
d .
2
Sn=___________
=___________________
2
(2)等比数列的前 n 项和公式
所以 q=2,所以 bn=2n,
2-2n+1
1
n+1
=2 -2,因为S
n
1
所以数列{bn}的前 n 项和为
= 2
1-2
n +n
1
1
1
1
1
1
=
=n -
,所以数列S 的前 n 项和为 1-2 +2 -
n
n(n+1)
n+1
故 Tn=2
1
1
n+1
-2+1-
=2 -
-1.
n+1
n+1
2025届高考数学一轮复习教案:数列-数列求和
第五节数列求和课程标准1.熟练掌握等差、等比数列的前n项和公式.2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常见方法.考情分析考点考法:高考命题常以等差、等比数列为载体,考查裂项相消、错位相减求和等数列求和方法,涉及奇偶项的求和问题是高考的热点,常以解答题的形式出现.核心素养:数学建模、数学运算、逻辑推理.【核心考点·分类突破】考点一分组、并项、倒序相加求和[例1](1)数列112,214,318,…的前n项和为S n=()A.2-1B.(r1)2+2nC.(r1)2-12+1D.2-1【解析】选C.数列112,214,318,...的前n项和为S n=(1+2+3+...+n)+(12+14+18+ (12)=(r1)2+12(1-12)1-12=(r1)2-12+1.(2)设f(x)=21+2,则f(12024)+f(12023)+…+f(1)+f(2)+…+f(2024)=________.【解析】因为f(x)=21+2,所以f(x)+f(1)=1.令S=f(12024)+f(12023)+…+f(1)+f(2)+…+f(2024),①则S=f(2024)+f(2023)+…+f(1)+f(12)+…+f(12024),②所以2S=4047,所以S=40472.答案:40472(3)(2023·深圳模拟)已知公差为2的等差数列的前n项和为S n,且满足S2=a3.①若a1,a3,a m成等比数列,求m的值;②设b n=a n-2,求数列的前n项和T n.【解析】①由题意知数列是公差为2的等差数列,设公差为d,则d=2,又因为S2=a3,所以a1+a2=a3,即2a1+d=a1+2d,得a1=d=2,所以a n=a1+(n-1)d=2n(n∈N*).又因为a1,a3,a m成等比数列,即32=a1a m,所以36=2×2m,得m=9.②因为b n=a n-2=2n-4n,所以T n=(2×1-41)+(2×2-42)+…+(2×n-4n)=2×(1+2+…+n)-(41+42+…+4n)=2×(r1)2-4×(1-4)1-4=n(n+1)-43×(4n-1)=n2+n+43-4r13.【解题技法】分组转化与并项求和法(1)数列的项可以拆分成两类特殊数列,分别对这两类数列求和,再合并后即为原来的数列的前n项和;(2)数列的项具有一定的周期性,相邻两项或多项的和是一个有规律的常数,可以将数列分成若干组求和.【对点训练】1.已知数列的通项公式为a n=n cos(n-1)π,S n为数列的前n项和,则S2023=()A.1009B.1010C.1011D.1012【解题提示】将a n=n cos(n-1)π化为a n=n×-1-1,利用并项法求和.【解析】选D.因为当n为奇数时cos(n-1)π=1,当n为偶数时cos(n-1)π=-1,所以cos(n-1)π=-1-1,所以a n=n cos(n-1)π=n×-1-1.S2023=(1-2)+(3-4)+…+(2021-2022)+2023=-1011+2023=1012.2.设f(x)=44+2,若S=f(12024)+f(22024)+…+f(20232024),则S=________.【解析】因为f(x)=44+2,所以f(1-x)=41-41-+2=22+4,所以f(x)+f(1-x)=44+2+22+4=1.S=f(12024)+f(22024)+…+f(20232024),①S=f(20232024)+f(20222024)+…+f(12024),②①+②,得2S=[f(12024)+f(20232024)]+[f(22024)+f(20222024)]+…+[f(20232024)+f(12024)]=2023,所以S=20232.答案:202323.已知是公差d≠0的等差数列,其中a2,a6,a22成等比数列,13是a4和a6的等差中项;数列是公比q为正数的等比数列,且b3=a2,b5=a6.(1)求数列和的通项公式;(2)令c n=a n+b n,求数列的前n项和T n.【解析】(1)因为a2,a6,a22成等比数列,所以62=a2a22,即(1+5)2=(a1+d)(a1+21d)①.因为13是a4和a6的等差中项,所以a4+a6=26,即(a1+3d)+(a1+5d)=26②,由①②可得:a1=1,d=3,所以a n=1+(n-1)×3=3n-2,从而b3=a2=4,b5=a6=16.因为数列是公比q为正数的等比数列,所以b5=b3q2,即16=4q2,所以q=2,从而b n=b3q n-3=2n-1.(2)由于b n=2n-1,所以b1=1.因为c n=a n+b n,所以T n=c1+c2+…+c n=(a1+b1)+(a2+b2)+…+(a n+b n)=(a1+a2+…+a n)+(b1+b2+…+b n)=+(-1)2×3+1-21-2=2n+32n2-12n-1.考点二裂项相消法求和[例2](1)已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=1(r1)+(),n∈N*.记数列{a n}的前n项和为S n,则S2025=________.【解析】由f(4)=2可得4a=2,解得a=12,则f(x)=12,所以a n=1(r1)+()==+1-,S2025=a1+a2+a3+…+a2025=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+(2025-2024)+(2026-2025)=2026-1.答案:2026-1(2)已知数列的各项均为正数,S n是其前n项的和.若S n>1,且6S n=2+3a n+ 2(n∈N*).①求数列的通项公式;②设b n=1r1,求数列的前n项和T n.【解析】①因为6S n=2+3a n+2,(i)n=1时,6S1=6a1=12+3a1+2,即12-3a1+2=0,解得a1=2或a1=1,因为S n>1,所以a1=2;(ii)n≥2时,由6S n=2+3a n+2,有6S n-1=-12+3a n-1+2,两式相减得6(S n-S n-1)=2--12+3a n-3a n-1,所以6a n=2--12+3a n-3a n-1,所以2--12-3a n-3a n-1=0,所以(a n+a n-1)(a n-a n-1)-3(a n+a n-1)=0,所以(a n+a n-1)(a n-a n-1-3)=0.因为数列的各项均为正数,所以a n+a n-1≠0,所以a n-a n-1-3=0,即a n-a n-1=3,综上所述,是首项a1=2,公差d=3的等差数列,所以a n=a1+(n-1)d=2+(n-1)×3=3n-1,所以数列的通项公式为a n=3n-1.②由①知a n=3n-1,所以a n+1=3(n+1)-1=3n+2,所以b n=1r1=1(3-1)(3r2)=13×(3r2)-(3-1)(3-1)(3r2)=13×(13-1-13r2),所以T n=13×(12-15)+13×(15-18)+13×(18-111)+…+13×(13-1-13r2)=13×(12-15+15-18+18-111+…+13-1-13r2)=13×(12-13r2)=13×3r2-22(3r2)=6r4,所以数列的前n项和T n=6r4.【解题技法】破解裂项相消求和的关键点(1)定通项:根据已知条件求出数列的通项公式.(2)巧裂项:根据通项公式的特征进行准确裂项,把数列的每一项,表示为两项之差的形式.(3)消项求和:通过累加抵消掉中间的项,达到消项的目的,准确求和.(4)常见的裂项结论:①设等差数列的各项不为零,公差为d(d≠0),则1r1=1(1-1r1);②142-1=12(12-1-12r1);③1(r1)(r2)=12(r1)(1-1r2)=12[1(r1)-1(r1)(r2)];④242-1=14(42-1)+1442-1=14+18(12-1-12r1);⑤a n=2(2+)(2r1+)=12+-12r1+;⑥a n=r12(r2)2=14[12-1(r2)2].提醒:要注意正负相消时,可以通过写出前几项观察消去规律的方法,确定消去了哪些项,保留了哪些项,不可漏写未被消去的项.【对点训练】1.{a n }是等比数列,a 2=12,a 5=116,b n =r1(+1)(r1+1),则数列{b n }的前n 项和为()A .2-12(2+1)B .2-12+1C .12+1D .2-12+2【解析】选A .a 5=a 2·q 3,所以q 3=18,所以q =12,a 1=1,所以a n =(12)n -1.b n =(12)[(12)-1+1][(12)+1]=1(12)+1-1(12)-1+1,所以b 1+b 2+b 3+…+b n =[1(12)1+1-1(12)0+1]+[1(12)2+1-1(12)1+1]+[1(12)3+1-1(12)2+1]+…+[1(12)+1-1(12)-1+1]=1(12)+1-12=2-12(2+1).2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S n =r12-n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)n 项和T n .【解析】(1)因为a 2=8,S n =r12-n -1,所以a 1=S 1=22-2=2.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=r12-n -1-(2-n ),即a n +1=3a n +2.又a 2=8=3a 1+2,所以a n +1=3a n +2,n ∈N *,所以a n +1+1=3(a n +1),所以数列{a n +1}是等比数列,且首项为a 1+1=3,公比为3,所以a n +1=3×3n -1=3n ,所以a n =3n -1.(2)因为2×3=2×3(3-1)(3r1-1)=13-1-13r1-1,r1n 项和T n =(13-1-132-1)+(132-1-133-1)+…+(13-1-13r1-1)=12-13r1-1.考点三错位相减法求和[例3]已知数列中,a 1=8,且满足a n +1=5a n -2·3n .(1)证明:数列-3为等比数列,并求数列的通项公式;(2)若b n =n (a n -3n ),求数列的前n 项和S n .【解析】(1)因为a n +1=5a n -2·3n ,所以a n +1-3n +1=5a n -5·3n =5(a n -3n ),所以数列-3是以a 1-31=5为首项,以5为公比的等比数列,所以a n -3n =5×5n -1=5n ,所以a n =3n +5n .(2)因为a n =3n +5n ,所以b n =n (a n -3n )=n ×5n ,所以S n =b 1+b 2+b 3+…+b n ,即S n =1×51+2×52+3×53+…+n ×5n ①,所以5S n =1×52+2×53+3×54+…+n ×5n +1②,由①-②得:-4S n =1×51+1×52+1×53+…+1×5n -n ×5n +1,-4S n =5(1-5)1-5-n ×5n +1,化简得:S n =5+(4-1)×5r116.【解题技法】错位相减法求和的解题策略(1)巧分拆,即将数列的通项公式分拆为等差数列与等比数列积的形式,并求出公差和公比.(2)构差式,即写出S n的表达式,再乘公比或除以公比,然后将两式相减.(3)后求和,根据差式的特征准确进行求和.提醒:错位相减法求和的注意点①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“S n-qS n”的表达式.②应用等比数列求和公式必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式S n=na1.【对点训练】已知数列的前n项和为S n=3n2+8n-6,是等差数列,且a n=b n+b n+1(n≥2).(1)求数列和的通项公式;(2)令c n=b n·2n+2n+1,求数列的前n项和T n.【解析】(1)S n=3n2+8n-6,所以n≥2时,S n-1=3(n-1)2+8(n-1)-6,所以a n=S n-S n-1=6n+5.n=1时,a1=S1=5,不满足a n=6n+5,所以a n=5(=1)6+5(≥2);设的公差为d,a n=b n+b n+1(n≥2),所以a n-1=b n-1+b n(n≥3),所以a n-a n-1=b n+1-b n-1,所以2d=6,所以d=3.因为a2=b2+b3,所以17=2b2+3,所以b2=7⇒b1=4,所以b n=3n+1;(2)c n=3(n+1)2n,所以T n=3×2+3×22+…+(+1)2①,所以2T n=32×22+3×23+…+(+1)2r1②,①-②得,-T n=3[2×2+22+23+…+2n-(n+1)2n+1]+1)2r1=-3n·2n+1,所以T n=3n·2n+1,所以数列的前n项和T n=3n·2n+1.。
