2020届高考数学二轮复习专题《数列中的新定义问题》
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专题25数列中的新定义问题
以数列为背景的新定义问题是高考命题创新型试题的一个热点,考查频次较高.解决新定义问题,首先考察对定义的理解.其次是考查满足新定义的数列的简单应用,主要考察综合分析能力,搞清定义是关键,仔细认真地从前几项(特殊处、简单处)体会题意,在新环境下灵活应用已有知识,从而找到恰当的解决方法.
a n各项均不相同,a1=1,定义
b n(k)=a n+(-1)k a n
已知数列{}
,其中n,k∈N*.
+k
(1)若b n(1)=n,求a5;
a n的前n项和为
(2)若b n+1()k=2b n()k对k=1,2均成立,数列{}
a n的通项公式.
S n.求数列{}
数列新定义问题是近几年高考的热点,解题的关键在于在“新”上做文章,解题前应深刻理解“新数列”的含义,并将其进行转化,使“新数列”问题变成一个熟知的常规题型.本题从数列“b n(k)”的构造入手,找到它与原数列{a n}之间的关系,再利用条件中n,k的任意性,应用特殊化思想解决第(1)题;第(2)题则是从已知出发,先得到两个关于递推关系式,然后通过代数恒等变形及消元方
的关系,从而证得最终结果.
法,推出a n与a n
+1
(2019·南京二模)设数列{a n}的各项均为正数.若对任意的n∈N*,存在k∈N*,使得a2n+k=a n·a n+2k成立,则称数列{a n}为“J k 型”数列.
(1)若数列{a n}是“J2型”数列,且a2=8,a8=1,求a2n;
(2)若数列{a n}既是“J3型”数列,又是“J4型”数列,证明:数
列{a n }是等比数列.
已知数列{}a n 、{}b n 、{}c n ,对于给定的正整数k ,记b n =a n -a n +k ,c n =a n +a n +k (n ∈N *).若对任意的正整数n 满足:b n ≤b n +1,且{}c n 是等差数列,则称数列{}a n 为“H (k )”数列.
(1)若数列{}a n 的前n 项和为S n =n 2,证明:{}a n 为H (k )数列;
(2)若数列{}a n 为H (1)数列,且a 1=1,b 1=-1,c 2=5,求数列{}a n 的通项公式;
(3)若数列{}a n 为H (2)数列,证明:{}a n 是等差数列.
(2020·徐州模拟)设数列{}a n 的各项均为不等的正整数,其前n 项和为S n ,我们称满足条件“对任意的m ,n ∈N *,均有(n -m )S n +m =(n +m )(S n -S m )”的数列{}a n 为“好”数列.
(1)试分别判断数列{}a n ,{}b n 是否为“好”数列,其中a n =2n -1,b n =2n -1,n ∈N *,并给出证明;
(2)已知数列{}c n 为“好”数列,若c 2 017=2 018,求数列{}c n 的通项公式.
设数列{}a n 的首项为1,前n 项和为S n ,若对任意的n ∈N *,均有S n =a n +k -k (k 是常数且k ∈N *)成立,则为“P (k )数列”.
(1)若数列{}a n 为“P (1)数列”,求数列{}a n 的通项公式;
(2)是否存在数列{}a n 既是“P (k )数列”,也是“P (k +2)数列”?若存在,求出符合条件的数列{}a n 的通项公式及对应的k 的值;若不存在,请说明理由;
(3)若数列{}a n 为“P (2)数列”,a 2=2,设T n =a 12+a 222+a 323+…+
a
n 2n ,证明: T n <3.
(2020·苏州模拟)定义:对于任意n ∈N *,x n +x n +2-x n +1仍为数列{}x n 中的项,则称数列{}x n 为“回归数列”.
(1)己知a n =2n (n ∈N *),判断数列{}a n 是否为“回归数列”,并说明理由;
(2)若数列{}b n 为“回归数列”,b 3=3,b 9=9,且对于任意n ∈N *,均有b n
①求数列{}b n 的通项公式;
②求所有的正整数s ,t ,使得等式b 2s +3s +1-1b s 2+3s -1
=b t 成立.
(本小题满分16分)(2019·南京三模)已知数列{}a n 的前n 项和为S n ,若存在正整数r ,t 且r (1)若首项为3,公差为d 的等差数列{}a n 是“M (r ,2r )数列”,求d 的值; (2)已知数列{}a n 为等比数列,公比为q . ①若数列{}a n 为“M (r ,2r )数列”,r ≤4,求q 的值; ②若数列{}a n 为“M (r ,t )数列”,q ∈(-1,0),求证:r 为奇数,t 为偶数. (1)d =-1;(2)①q =-12或q =-132 ;②略. (1)因为{a n }是M (r ,2r )数列,所以S r =2r ,且S 2r =r . 由S r =2r ,得3r +r (r -1)2d =2r .因为r >0,所以(r -1)d =-2 (*); 由S 2r =r ,得6r +2r (2r -1)2 d =r ,因为r >0,所以(2r -1)d =-5 (**); ………………………2分(从条件中得到关于r ,d 的方程组(*),(**)) 由(*)和(**),解得r =3,d =-1. ………………………4分(解方程(*)(**)) (2)①(i)若q =1,则S r =ra 1,S t =ta 1.因为{a n }是M (r ,2r )数列,所以ra 1=2r (*),2ra 1=r (**), 由(*)和(**),得a 1=2且a 1=12,矛盾,所以q ≠1 (5) 分(讨论q =1的情形) (ii)当q ≠1,因为{a n }是M (r ,2r )数列,所以S r =2r ,且S 2r =r , 即a 1(1-q r )1-q =2r (*),a 1(1-q 2r )1-q =r (**),由(*)和(**),得q r =-12. ………………………………………………6分(求出q 的值) 当r =1时,q =-12;当r =2,4时,无解;当r =3时,q =-132 . 综上,q =-12或q =-132 .………………………8分(分类讨论确定r 、q 的值) ②证明:因为{a n }是M (r ,t )数列,q ∈(-1,0),所以S r =t ,且S t =r , 即a 1(1-q r )1-q =t ,且a 1(1-q t )1-q =r ,两式作商,得1-q r 1-q t =t r ,即r (1-q r )=t (1-q t ). (i)若r为偶数,t为奇数,则r(1-|q|r)=t(1+|q|t). 因为r<t,0<1-|q|r<1,1+|q|t>1,所以r(1-|q|r)<t(1+|q|t),这与r(1-|q|r)=t(1+|q|t)矛盾,所以假设不成立. ………………………………………………10分(证明r为偶数,t为奇数时,导出矛盾不成立) (ii)若r为偶数,t为偶数,则r(1-|q|r)=t(1-|q|t). 设函数y=x(1-a x),0<a<1,则y′=1-a x-xa x ln a, 当x>0时,1-a x>0,-xa x ln a>0,所以y=x(1-a x)在(0,+∞)为增. 因为r<t,所以r(1-|q|r)<t(1-|q|t), 这与r(1-|q|r)=t(1-|q|t)矛盾,所以假设不成立. ………………………………………………………………………12分(证明r,t均为偶数也产生矛盾) (iii) 若r为奇数,t为奇数,则r(1+|q|r)=t(1+|q|t). 设函数y=x(1+a x),0<a<1,则y′=1+a x+xa x ln a. 设g(x)=1+a x+xa x ln a,则g′(x)=a x ln a(2+x ln a),令g′(x)=0, 得x=-2 ln a.因为a x>0,ln a<0, 所以当x>-2 ln a,g′(x)>0,则g(x)在区间(- 2 ln a,+∞)递增; 当0<x<-2 ln a,g′(x)<0,则g(x)在区间(0,-2 ln a)递减,所以 g(x)min=g(-2 ln a)=1-a 2 ln a. 因为-2 ln a>0,所以a 2 ln a<1,所以g(x)min>0,从而g(x)>0在(0,+∞)恒成立, 所以y=x(1+a x),0<a<1在(0,+∞)上单调递增.因为r<t, 所以r (1+|q |r )<t (1+|q |t ), 这与r (1-|q |r )=t (1-|q |t )矛盾,所以假设不成立. ………………………………………………14分(证明r 为奇数,t 为偶数时,也产生矛盾) (iv) 若r 为奇数,t 为偶数.由①知,存在等比数列{a n }为“M (1,2)数列”. 综上,r 为奇数,t 为偶数. ………………………16分(由①推证过程,导出结论) 第一步:利用条件列出关于r 、d 的方程组; 第二步:解第一步中的方程组,求出r 、d 的值; 第三步:先考虑公比q =1的特殊情形、导出矛盾,此时无解; 第四步:解方程组得q r =-12; 第五步:将r =1,2,3,4代入验证,求得q 的值; 第六步:验证r 为偶数,t 为奇数时,导出矛盾; 第七步:验证r ,t 均为偶数时,也导出矛盾; 第八步:验证r 为奇数,t 为偶数,也导出矛盾; 第九步:验证r 为奇数,t 为偶数时,存在满足题设的数列并得出结论. 作业评价 若数列{a n }满足 1a n +1-1a n =d (n ∈N *,d 为常数),则称数列{a n }为“调和数列”.已知正项数列???? ??1b n 为“调和数列”,且b 1+b 2+…+b 9=90,则b 4·b 6的最大值是_________. 若数列{a n }满足1 a n +1-p a n =0,n ∈N *,p 为非零数列,则称数列{a n }为“放飞”数列.已知正项数列??????1b n 为“放飞”数列,且b 1b 2b 3…b 99=299,则b 8+b 92的最小值是________. 若数列{a n }满足a n -1+a n +1≥2a n (n ≥2),则称数列{a n }为凹数 列.已知等差数列{b n }的公差为d ,b 1=4,且数列???? ??b n n 为凹数列,则d 的取值范围是________. 对于数列A :a 1,a 2,a 3,…,定义{a n }的“差数列”ΔA :a 2-a 1,a 3-a 2,a 4-a 3,… (Ⅰ)若数列A :a 1,a 2,a 3,…的通项公式a n =2n -1+1,写出ΔA 的前3项; (Ⅱ)试给出一个数列A :a 1,a 2,a 3,…,使得ΔA 是等差数列; (Ⅲ)若数列A :a 1,a 2,a 3,…的差数列的差数列Δ(ΔA )的所有项都等于1,且a 19=a 92=0,求a 1的值. 若数列{a n }中存在三项,按一定次序排列构成等比数列,则称{a n }为 “等比源数列”. (1)已知数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n -1. ①求数列{a n }的通项公式; ②试判断数列{a n }是否为“等比源数列”,并证明你的结论. (2)已知数列{a n }为等差数列,且a 1≠0,a n ∈Z (n ∈N *).求证:{a n }为“等比源数列” (2020·苏州期中)已知数列{a n }的首项为1,定义:若对任意的n ∈N *,数列{a n }满足a n +1-a n >3,则称数列{a n }为“M 数列”. (1)已知等差数列{a n }为“M 数列”,其前n 项和S n 满足S n <2n 2+2n (n ∈N *),求数列{a n }的公差d 的取值范围; (2)已知公比为正整数的等比数列{a n }为“M 数列”,记数列{b n } 满足b n =34a n ,且数列{b n }不为“M 数列”,求数列{a n }的通项公式. 1.(本题满分14分)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且34-=n n a S (1,2,)n =, (1)证明:数列{}n a 是等比数列; (2)若数列{}n b 满足1(1,2,)n n n b a b n +=+=,12b =,求数列{}n b 的通项公式. ; 2.(本小题满分12分) 等比数列{}n a 的各项均为正数,且212326231,9.a a a a a +== 1.求数列{}n a 的通项公式. 2.设 31323log log ......log ,n n b a a a =+++求数列1n b ?? ???? 的前项和. … 3.设数列{}n a 满足21112,32n n n a a a -+=-= (1) 求数列{}n a 的通项公式; (2) 令n n b na =,求数列的前n 项和n S 。 ~ 4.已知等差数列{a n}的前3项和为6,前8项和为﹣4. (Ⅰ)求数列{a n}的通项公式; (Ⅱ)设b n=(4﹣a n)q n﹣1(q≠0,n∈N*),求数列{b n}的前n项和S n. % 5.已知数列{a n}满足,,n∈N×. (1)令b n=a n+1﹣a n,证明:{b n}是等比数列; (2)求{a n}的通项公式. { 、 ~ 、 1.解:(1)证:因为34-=n n a S (1,2,)n =,则3411-=--n n a S (2,3,)n =, 所以当2n ≥时,1144n n n n n a S S a a --=-=-, 整理得14 3 n n a a -=. 5分 由34-=n n a S ,令1n =,得3411-=a a ,解得11=a . 所以{}n a 是首项为1,公比为4 3 的等比数列. 7分 (2)解:因为14 ()3 n n a -=, ' 由1(1,2,)n n n b a b n +=+=,得114 ()3 n n n b b -+-=. 9 分 由累加得)()()(1231`21--++-+-+=n n n b b b b b b b b 高中数学数列专题大题组卷 一.选择题(共9小题) 1.等差数列{a n}的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为()A.130 B.170 C.210 D.260 2.已知各项均为正数的等比数列{a n},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=()A.B.7 C.6 D. 3.数列{a n}的前n项和为S n,若a1=1,a n+1=3S n(n≥1),则a6=() A.3×44B.3×44+1 C.44D.44+1 4.已知数列{a n}满足3a n+1+a n=0,a2=﹣,则{a n}的前10项和等于()A.﹣6(1﹣3﹣10)B.C.3(1﹣3﹣10)D.3(1+3﹣10)5.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=()A.B.C.D. 6.已知等差数列{a n}满足a2+a4=4,a3+a5=10,则它的前10项的和S10=()A.138 B.135 C.95 D.23 7.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S m﹣1=﹣2,S m=0,S m+1=3,则m=()A.3 B.4 C.5 D.6 8.等差数列{a n}的公差为2,若a2,a4,a8成等比数列,则{a n}的前n项和S n=() A.n(n+1)B.n(n﹣1)C.D. 9.设{a n}是等差数列,下列结论中正确的是() A.若a1+a2>0,则a2+a3>0 B.若a1+a3<0,则a1+a2<0 C.若0<a 1<a2,则a2D.若a1<0,则(a2﹣a1)(a2﹣a3)>0 二.解答题(共14小题) 10.设数列{a n}(n=1,2,3,…)的前n项和S n满足S n=2a n﹣a1,且a1,a2+1,a3成等差数列. 数列求和的若干常用方法 数列求和是数列的重要内容之一,也是高考数学的重点考查对象。除了等差数列和等比数列有求和公式外,大部分数列的求和都需要一定的技巧.如某些特殊数列的求和可采用分部求和法转化为等差数列或等比数列的和或用裂项求和法、错位相减法、逆序相加法、组合化归法,递推法等。本文就此总结如下,供参考。 一、分组求和法 所谓分组法求和就是:对一类既不是等差数列,也不是等比数列的数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并。 例1.数列{a n }的前n 项和12-=n n a S ,数列{b n }满)(,311* +∈+==N n b a b b n n n .(Ⅰ)证明数列{a n }为等比数列;(Ⅱ)求数列{b n }的前n 项和T n。 解析:(Ⅰ)由12,,1211-=∴∈-=++*n n n n a S N n a S , 两式相减得:,2211n n n a a a -=++01.,211≠=∈=∴*+n n n a a N n a a 知同, ,21=∴+n n a a 同定义知}{n a 是首项为1,公比为2的等比数列.(Ⅱ),22,211111-+-+-=-+==n n n n n n n n b b b b a ,2,2,2234123012=-=-=-b b b b b b ,221--=-n n n b b 等式左、右两边分别相加得: ,222 121322211 2101+=--+=++++=---n n n n b b n T n n n 2)2222()22()22()22()22(12101210+++++=++++++++=∴-- =.12222 121-+=+--n n n n 例2.已知等差数列{}n a 的首项为1,前10项的和为145,求:. 242n a a a +++ 解析:首先由31452 91010110=?=??+=d d a S 则:6223221)21(232)222(32 2323)1(1224221--?=---=-+++=+++∴-?=?-=-+=+n n n a a a a n d n a a n n n n n n n 二、裂项求和法 1、(本小题满分14分) 已知函数. (1)当时,如果函数仅有一个零点,求实数的取值范围; (2)当时,试比较与的大小; (3)求证:(). 2、设函数,其中为常数. (Ⅰ)当时,判断函数在定义域上的单调性; (Ⅱ)若函数的有极值点,求的取值范围及的极值点; (Ⅲ)当且时,求证:. 3、在平面直角坐标系中,已知椭圆.如图所示,斜率为且不过原 点的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,射线交椭圆于点,交直 线于点. (Ⅰ)求的最小值; (Ⅱ)若?,(i)求证:直线过定点; (ii )试问点,能否关于轴对称?若能,求出 此时 的外接圆方程;若不能,请说明理由. 二、计算题 (每空? 分,共? 分) 4 、设函数 的图象在点处的切线的斜率 为 ,且函数为偶函数.若函数 满足下列条件:①;② 对一切实数 ,不等式恒成立. (Ⅰ)求函数的表达式; (Ⅱ)求证: . 5 、已知函数: (1 )讨论函数的单调性; (2) 若函数 的图像在点 处的切线的倾斜角为,问:在什么范围取值 时,函数 在区间上总存在极值? (3)求证:. 6、已知函数=,. (Ⅰ)求函数在区间上的值域; (Ⅱ)是否存在实数,对任意给定的,在区间上都存在两个不同的, 使得成立.若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由; (Ⅲ)给出如下定义:对于函数图象上任意不同的两点,如果对 于函数图象上的点(其中总能使得 成立,则称函数具备性质“”,试判断函数是不是具 备性质“”,并说明理由. 7、已知函数 (Ⅰ)若函数是定义域上的单调函数,求实数的最小值; (Ⅱ)方程有两个不同的实数解,求实数的取值范围; (Ⅲ)在函数的图象上是否存在不同两点,线段的中点的横坐标 为,有成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由. 8、已知函数: ⑴讨论函数的单调性; 高考数学数列题型专题 汇总 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08] 高考数学数列题型专题汇总 一、选择题 1、已知无穷等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和为n S ,且S S n n =∞ →lim .下列 条件中,使得()*∈ A .{}n S 是等差数列 B .2{}n S 是等差数列 C .{}n d 是等差数列 D .2{}n d 是等差数列 【答案】A 二、填空题 1、已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则 6=S _______.. 【答案】6 2、无穷数列{}n a 由k 个不同的数组成,n S 为{}n a 的前n 项和.若对任意 *∈N n ,{}3,2∈n S ,则k 的最大值为________. 【答案】4 3、设等比数列{}n a 满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2a n 的最大值 为 . 【答案】64 4、设数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=4,a n +1=2S n +1,n ∈N *,则 a 1= ,S 5= . 【答案】1 121 一.解答题(共30小题) 1.(2012?上海)已知数列{a n}、{b n}、{c n}满足.(1)设c n=3n+6,{a n}是公差为3的等差数列.当b1=1时,求b2、b3的值; (2)设,.求正整数k,使得对一切n∈N*,均有b n≥b k; (3)设,.当b1=1时,求数列{b n}的通项公式. 2.(2011?重庆)设{a n}是公比为正数的等比数列a1=2,a3=a2+4. (Ⅰ)求{a n}的通项公式; ( (Ⅱ)设{b n}是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{a n+b n}的前n项和S n. 3.(2011?重庆)设实数数列{a n}的前n项和S n满足S n+1=a n+1S n(n∈N*). (Ⅰ)若a1,S2,﹣2a2成等比数列,求S2和a3. (Ⅱ)求证:对k≥3有0≤a k≤. 4.(2011?浙江)已知公差不为0的等差数列{a n}的首项a1为a(a∈R)设数列的前n 项和为S n,且,,成等比数列. (Ⅰ)求数列{a n}的通项公式及S n; ` (Ⅱ)记A n=+++…+,B n=++…+,当a≥2时,试比较A n与B n的大小. 5.(2011?上海)已知数列{a n}和{b n}的通项公式分别为a n=3n+6,b n=2n+7(n∈N*).将集合{x|x=a n,n∈N*}∪{x|x=b n,n∈N*}中的元素从小到大依次排列,构成数列c1,c2, (1)写出c1,c2,c3,c4; (2)求证:在数列{c n}中,但不在数列{b n}中的项恰为a2,a4,…,a2n,…; (3)求数列{c n}的通项公式. 6.(2011?辽宁)已知等差数列{a n}满足a2=0,a6+a8=﹣10 * (I)求数列{a n}的通项公式; (II)求数列{}的前n项和. 7.(2011?江西)(1)已知两个等比数列{a n},{b n},满足a1=a(a>0),b1﹣a1=1,b2﹣a2=2,b3﹣a3=3,若数列{a n}唯一,求a的值; (2)是否存在两个等比数列{a n},{b n},使得b1﹣a1,b2﹣a2,b3﹣a3.b4﹣a4成公差不为0的等差数列若存在,求{a n},{b n}的通项公式;若不存在,说明理由. 8.(2011?湖北)成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2、5、13后成为等比数列{b n}中的b3、b4、b5. (I)求数列{b n}的通项公式; ] (II)数列{b n}的前n项和为S n,求证:数列{S n+}是等比数列. 9.(2011?广东)设b>0,数列{a n}满足a1=b,a n=(n≥2) (1)求数列{a n}的通项公式; (4)证明:对于一切正整数n,2a n≤b n+1+1. 用放缩法处理数列和不等问题(教师版) 一.先求和后放缩(主要是先裂项求和,再放缩处理) 例1.正数数列{}n a 的前n 项的和n S ,满足12+=n n a S ,试求: (1)数列{}n a 的通项公式; (2)设11+= n n n a a b ,数列{}n b 的前n 项的和为n B ,求证:2 1 专题43 数列 数列的求和4 ( 分组求和、倒序相加法) 【考点讲解】 一、具本目标:1.掌握等差、等比数列的求和方法; 2. 掌握等非差、等比数列求和的几种常见方法. 考纲解读:会用公式法、倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分组转化法求解不同类型数列的和,非等差、等比数列的求和是高考的热点,特别是错位相减法和裂项相消法求和. 二、知识概述: 求数列前n 项和的基本方法 (1)直接用等差、等比数列的求和公式求和; 等差:; 等比: 公比是字母时需要讨论. (理)无穷递缩等比数列时,q a S -= 11 (2)掌握一些常见的数列的前n 项和公式: ; ; ; ; (3)倒序相加法求和:如果一个数列 {}n a ,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. (4)错位相减法求和: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 这个数列的前n 项和即可用此法来求.q 倍错位相减法:若数列{}n c 的通项公式n n n c a b =?,其中{}n a 、 {}n b 中一个是等差数列,另一个是等比数列,求和时一般可在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比,然后再将所得新和式与原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和.这种方法叫q 倍错位相减法. 温馨提示:1.两个特殊数列等差与等比的乘积或商的组合. 2.关注相减的项数及没有参与相减的项的保留. (5)分组求和:有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,把数列的每一项分成若干项,使其转化为等差或等比数列,先分别求和,再合并.通项公式为a n = 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. 形如: n n b a +其中, (6)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.形如类 型,可采用两项合并求解. 合并求和:如求 的和. (7)裂项相消法求和:把数列的通项拆成两项之差,正负相消剩下首尾若干项. 常见拆项: ; . 【真题分析】高考文科数学数列经典大题训练(附答案)
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