【K12教育学习资料】高考数学一轮总复习第6章数列第1节数列的概念及简单表示法模拟创新题理
2023版高考数学一轮总复习6-1数列的概念及表示课件

3.结合相应函数的图象直观判断.
例3
(1)已知数列{an}满足an=
(3 an5
a)n 2, , n 6,
n
6,
且{an}是递增数列,则实数a
2)an=
SS1n(n
1), Sn1 (n
2).
考法一 利用Sn与an的关系求通项公式 1.已知Sn求an的步骤: 1)先利用a1=S1求出a1. 2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出当n ≥2时an的表达式. 3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式,若符合,则数列 的通项公式合写;若不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.
=n+3× (n 1) n = (3n 1)n ,
2
2
∴a10=
(3
1021)来自10=145.故选B.
答案 B
考法三 数列的单调性和最大(小)项 1.用作差比较法,根据an+1-an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列 或常数列.
2.用作商比较法,根据 an1 (an>0或an<0)与1的大小关系进行判断.
2.数列的性质
递增数列 递减数列 常数列 摆动数列
周期数列
∀n∈N*,an+1>an ∀n∈N*,an+1<an ∀n∈N*,an+1=an 从第2项起,有些项大于它的前一项,有些项小于 它的前一项的数列 ∀n∈N*,存在正整数k,使得an+k=an
3.数列的通项公式和递推公式 1)通项公式:如果数列{an}的第n项an与序号n之间的关系可以用一个式子 an=f(n)来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式. 2)递推公式:如果已知数列{an}的第一项(或前几项),且从第二项(或某一 项)开始,任何一项an与它的前一项an-1(n≥2)(或前几项)间的关系可以用一 个式子来表示,那么这个式子叫做数列{an}的递推公式. 4.数列{an}的前n项和及其与通项公式的关系 1)Sn=a1+a2+…+an.
高考数学一轮复习第六章 §6.1 数列的概念与简单表示法

§6.1 数列的概念与简单表示法考试要求 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.1.数列的有关概念(1)数列的定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项. (2)数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.若已知数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S1(n =1),S n -S n -1(n ≥2).(3)数列的递推公式如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子就叫做这个数列的递推公式. 2.数列与函数数列{a n }是从正整数集N *(或它的有限子集{1,2,…,n })到实数集R 的函数,其自变量是序号n ,对应的函数值是数列的第n 项a n ,记为a n =f (n ).也就是说,当自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值f (1),f (2),…,f (n ),…就是数列{a n }. 3.数列的分类分类标准 类型 满足条件 项数有穷数列 项数有限 无穷数列项数无限项与项间的大小 关系递增数列 a n +1>a n 其中n ∈N *递减数列 a n +1<a n 常数列a n +1=a n4.数列的表示法数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 微思考1.数列的项与项数是一个概念吗?提示 不是.数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号. 2.数列作为一种特殊函数,特殊性体现在什么地方?提示 体现在定义域上,数列的定义域是正整数集N *(或它的有限子集{1,2,3,…,n }).题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)数列的通项公式是唯一的.( × )(2)所有数列的第n 项都能使用公式表达.( × ) (3)2,2,2,2,…,不能构成一个数列.( × )(4)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对任意n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( √ ) 题组二 教材改编2.数列13,18,115,124,135,…的通项公式是a n =________.答案 a n =1n (n +2),n ∈N *3.已知数列a 1=2,a n =1-1an -1(n ≥2).则a 2 022=________. 答案 -1解析 a 1=2,a 2=1-12=12,a 3=1-2=-1,a 4=1+1=2,所以数列{a n }满足a n =a n +3,所以a 2022=a 3=-1.4.已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-λn +1,若{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是________. 答案 (-∞,3)解析 由题意得a n +1>a n ,即(n +1)2-λ(n +1)+1>n 2-λn +1.化简得,λ<2n +1,n ∈N *,∴λ<3. 题组三 易错自纠5.已知数列{a n }的前n 项和为S n =-2n 2+1,则{a n }的通项公式为a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,-4n +2,n≥2(n ∈N *)解析 当n =1时,a 1=S 1=-1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-2n 2+1+2(n -1)2-1=-4n +2,a 1=-1不适合上式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,-4n +2,n≥2,n ∈N*.6.若a n =-n 2+9n +10,则当数列{a n }的前n 项和S n 最大时,n 的值为________. 答案 9或10解析 要使S n 最大,只需要数列中正数的项相加即可, 即需a n >0,-n 2+9n +10>0,得-1<n <10, 又n ∈N *,所以1≤n <10. 又a 10=0,所以n =9或10.题型一 由a n 与S n 的关系求通项公式1.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n ,则a n =________. 答案 2n +1解析 当n =1时,a 1=S 1=3.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+2n -[(n -1)2+2(n -1)]=2n +1.由于a 1=3适合上式,∴a n =2n +1.2.已知数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n =2a n +1,则数列的通项公式a n =________. 答案 -2n -1解析 当n =1时,a 1=S 1=2a 1+1,∴a 1=-1. 当n ≥2时,S n =2a n +1,① S n -1=2a n -1+1.②①-②,S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -2a n -1,即a n =2a n -1(n ≥2),∴{a n }是首项a 1=-1,q =2的等比数列. ∴a n =a 1·q n -1=-2n -1.3.设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,则a n =________. 答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -12n -1,n≥2解析 当n =1时,a 1=21=2. ∵a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,①∴a 1+3a 2+…+(2n -3)a n -1=2n -1(n ≥2),② 由①-②得,(2n -1)·a n =2n -2n -1=2n -1, ∴a n =2n -12n -1(n ≥2).显然n =1时不满足上式,∴a n=⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -12n -1,n≥2.4.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则下列结论正确的是_______. ①a n =1n (n -1)②a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2③S n =-1n④数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1Sn 是等差数列答案 ②③④解析 ∵a n +1=S n ·S n +1=S n +1-S n ,两边同除以S n +1·S n ,得1Sn +1-1Sn =-1.∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1Sn 是以-1为首项,d =-1的等差数列, 即1Sn =-1+(n -1)×(-1)=-n ,∴S n =-1n.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-1n +1n -1=1n (n -1),又a 1=-1不适合上式,∴a n=⎩⎨⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2.思维升华 (1)已知S n 求a n 的常用方法是利用a n =⎩⎪⎨⎪⎧S1,n =1,Sn -Sn -1,n≥2转化为关于a n 的关系式,再求通项公式.(2)S n 与a n 关系问题的求解思路方向1:利用a n =S n -S n -1(n ≥2)转化为只含S n ,S n -1的关系式,再求解. 方向2:利用S n -S n -1=a n (n ≥2)转化为只含a n ,a n -1的关系式,再求解. 题型二 由数列的递推关系式求通项公式命题点1 累加法例1 在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n 等于( ) A .2+ln n B .2+(n -1)ln n C .2+n ln n D .1+n +ln n答案 A解析 因为a n +1-a n =ln n +1n =ln(n +1)-ln n ,所以a 2-a 1=ln 2-ln 1, a 3-a 2=ln 3-ln 2, a 4-a 3=ln 4-ln 3, ……a n -a n -1=ln n -ln(n -1)(n ≥2),把以上各式分别相加得a n -a 1=ln n -ln 1, 则a n =2+ln n (n ≥2),且a 1=2也适合, 因此a n =2+ln n (n ∈N *).命题点2 累乘法例2 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,其首项a 1=1,且满足3S n =(n +2)a n ,则a n =______. 答案n (n +1)2解析 ∵3S n =(n +2)a n ,① 3S n -1=(n +1)a n -1(n ≥2),②由①-②得,3a n =(n +2)a n -(n +1)a n -1, 即an an -1=n +1n -1, ∴a n =an an -1·an -1an -2·an -2an -3·…·a2a1·a 1=n +1n -1×n n -2×n -1n -3×…×31×1=n (n +1)2.当n =1时,满足a n =n (n +1)2,∴a n =n (n +1)2.本例2中,若{a n }满足2(n +1)·a 2n +(n +2)·a n ·a n +1-n ·a 2n +1=0,且a n >0,a 1=1,则a n =____________. 答案 n ·2n -1解析 由2(n +1)·a 2n +(n +2)·a n ·a n +1-n ·a 2n +1=0得 n (2a 2n +a n ·a n +1-a 2n +1)+2a n (a n +a n +1)=0, ∴n (a n +a n +1)(2a n -a n +1)+2a n (a n +a n +1)=0, (a n +a n +1)[(2a n -a n +1)·n +2a n ]=0, 又a n >0,∴2n ·a n +2a n -n ·a n +1=0, ∴an +1an =2(n +1)n,又a 1=1,∴当n ≥2时,a n =an an -1·an -1an -2·…·a3a2·a2a1·a 1=2n n -1×2(n -1)n -2×2(n -2)n -3×…×2×32×2×21×1=2n -1·n .又n =1时,a 1=1适合上式,∴a n =n ·2n -1.思维升华 (1)根据形如a n +1=a n +f (n )(f (n )是可以求和的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累加法求出a n -a 1与n 的关系式,进而得到a n 的通项公式.(2)根据形如a n +1=a n ·f (n )(f (n )是可以求积的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累乘法求出an a1与n 的关系式,进而得到a n 的通项公式.跟踪训练1 (1)在数列{a n }中,a 1=3,a n +1=a n +1n (n +1),则通项公式a n =________.答案 4-1n解析 ∵a n +1-a n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴当n ≥2时,a n -a n -1=1n -1-1n, a n -1-a n -2=1n -2-1n -1, ……a 2-a 1=1-12,∴以上各式相加得,a n -a 1=1-1n ,∴a n =4-1n ,a 1=3适合上式,∴a n =4-1n.(2)已知a 1=2,a n +1=2n a n ,则数列{a n }的通项公式a n =________. 答案 2222n n -+解析 ∵an +1an =2n ,∴当n ≥2时,an an -1=2n -1,an -1an -2=2n -2,……a3a2=22,a2a1=2, ∴a n =an an -1·an -1an -2·…·a3a2·a2a1·a 1=2n -1·2n -2·…·22·2·2=21+2+3+…+(n -1)·22(1)212222,n nn n -⋅-++==,又a 1=2满足上式, ∴a n =2222n n -+.题型三 数列的性质命题点1 数列的单调性例3 已知数列{a n }的通项公式为a n =3n +k2n ,若数列{a n }为递减数列,则实数k 的取值范围为( )A .(3,+∞)B .(2,+∞)C .(1,+∞)D .(0,+∞)答案 D解析 (单调性)因为a n +1-a n =3n +3+k 2n +1-3n +k 2n =3-3n -k2n +1,由数列{a n }为递减数列知,对任意n ∈N *,a n +1-a n =3-3n -k2n +1<0,所以k >3-3n 对任意n ∈N *恒成立,所以k ∈(0,+∞). 思维升华 解决数列的单调性问题的三种方法(1)用作差比较法,根据a n +1-a n 的符号判断数列{a n }是递增数列、递减数列还是常数列. (2)用作商比较法,根据an +1an (a n >0或a n <0)与1的大小关系进行判断.(3)函数法.命题点2 数列的周期性例 4 (2021·广元联考)已知数列{a n },若a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),则称数列{a n }为“凸数列”.已知数列{b n }为“凸数列”,且b 1=1,b 2=-2,则{b n }的前2 022项的和为( ) A .0 B .1 C .-5 D .-1 答案 A解析 ∵b n +2=b n +1-b n ,b 1=1,b 2=-2,∴b 3=b 2-b 1=-2-1=-3, b 4=b 3-b 2=-1,b 5=b 4-b 3=-1-(-3)=2, b 6=b 5-b 4=2-(-1)=3, b 7=b 6-b 5=3-2=1.∴{b n }是周期为6的周期数列, 且S 6=1-2-3-1+2+3=0. ∴S 2 022=S 337×6=0.思维升华 解决数列周期性问题根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前n 项的和.命题点3 数列的最值例5 已知数列{a n }满足a 1=28,an +1-an n =2,则ann 的最小值为( )A.293 B .47-1 C.485 D.274 答案 C解析 由a n +1-a n =2n ,可得a n =n 2-n +28, ∴an n =n +28n-1, 设f (x )=x +28x ,可知f (x )在(0,28]上单调递减,在(28,+∞)上单调递增,又n ∈N *,且a55=485<a66=293,故选C.思维升华 求数列的最大项与最小项的常用方法 (1)函数法,利用函数求最值.(2)利用⎩⎪⎨⎪⎧ an≥an -1,an≥an +1(n ≥2)确定最大项,利用⎩⎪⎨⎪⎧an≤an -1,an≤an +1(n ≥2)确定最小项.(3)比较法:若有a n +1-a n =f (n +1)-f (n )>0⎝ ⎛⎭⎪⎫或当an>0时,an +1an >1,则a n +1>a n ,则数列{a n }是递增数列,所以数列{a n }的最小项为a 1;若有a n +1-a n =f (n +1)-f (n )<0⎝ ⎛⎭⎪⎫或当an>0时,an +1an <1,则a n +1<a n ,则数列{a n }是递减数列,所以数列{a n }的最大项为a 1. 跟踪训练2 (1)已知数列{a n }的通项公式是a n =n3n +1,那么这个数列是( ) A .递增数列 B .递减数列 C .摆动数列 D .常数列 答案 A解析 a n +1-a n =n +13n +4-n 3n +1=1(3n +1)(3n +4)>0,∴a n +1>a n ,∴选A.(2)已知数列{a n }满足a n +2=a n +1-a n ,n ∈N *,a 1=1,a 2=2,则a 2 021等于( ) A .-2 B .-1 C .1 D .2 答案 A解析 由题意,数列{a n }满足a n +2=a n +1-a n , 且a 1=1,a 2=2,当n =1时,可得a 3=a 2-a 1=2-1=1; 当n =2时,可得a 4=a 3-a 2=1-2=-1; 当n =3时,可得a 5=a 4-a 3=-1-1=-2; 当n =4时,可得a 6=a 5-a 4=-2-(-1)=-1; 当n =5时,可得a 7=a 6-a 5=-1-(-2)=1; 当n =6时,可得a 8=a 7-a 6=1-(-1)=2; ……可得数列{a n }是以6为周期的周期数列, 所以a 2 021=a 336×6+5=a 5=-2. 故选A.(3)在数列{a n }中,a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫78n,则数列{a n }的最大项是第________项. 答案 6或7解析 an +1an =(n +2)⎝⎛⎭⎫78n +1(n +1)⎝⎛⎭⎫78n =78×n +2n +1≥1.得n≤6,即当n≤6时,a n+1≥a n,当n>6时,a n+1<a n,∴a6或a7最大.课时精练1.数列3,3,15,21,33,…,则9是这个数列的第()A.12项 B.13项 C.14项 D.15项答案 C解析数列3,3,15,21,33,…,可化为3,9,15,21,27,…,则数列的通项公式为a n=6n-3,当a n=6n-3=9时,6n-3=81,∴n=14,故选C.2.若数列{a n}满足a1=1,a n+1-a n-1=2n,则a n等于()A.2n+n-2 B.2n-1+n-1C.2n+1+n-4 D.2n+1+2n-2答案 A解析∵a n+1-a n=2n+1,∴a2-a1=21+1,a3-a2=22+1,a4-a3=23+1,…,a n-a n-1=2n-1+1(n≥2),以上各式相加得,a n-a1=21+…+2n-1+(n-1)=2(1-2n-1)1-2+n-1=2n+n-3,∴a n=2n+n-2,选A.3.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有a n a n+1a n+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{a n}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2 021等于()A.4 711 B.4 712C.4 714 D.4 715答案 C解析由题意可知a n a n+1a n+2=8,则对任意的n ∈N *,a n ≠0,则a 1a 2a 3=8,∴a 3=8a1a2=4, 由a n a n +1a n +2=8,得a n +1a n +2a n +3=8,∴a n a n +1a n +2=a n +1a n +2a n +3,∴a n +3=a n ,∵2 021=3×673+2,因此a 1+a 2+…+a 2 021=673(a 1+a 2+a 3)+a 1+a 2=673×7+1+2=4 714.故选C.4.已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-11n +a n,a 5是数列{a n }的最小项,则实数a 的取值范围是( )A .[-40,-25]B .[-40,0]C .[-25,25]D .[-25,0]答案 B解析 由已知条件得a 5是数列{a n }的最小项, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a5≤a4,a5≤a6, 即⎩⎨⎧ 52-11×5+a 5≤42-11×4+a 4,52-11×5+a 5≤62-11×6+a 6,解得⎩⎨⎧a≥-40,a≤0. 故选B. 5.(多选)下列四个命题中,正确的有( )A .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n +1n 的第k 项为1+1k B .已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2-n -50,n ∈N *,则-8是该数列的第7项C .数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n =2n -1D .数列{a n }的通项公式为a n =n n +1,n ∈N *,则数列{a n }是递增数列答案 ABD解析 对于A ,数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫n +1n 的第k 项为1+1k ,A 正确; 对于B ,令n 2-n -50=-8,得n =7或n =-6(舍去),B 正确;对于C ,将3,5,9,17,33,…的各项减去1,得2,4,8,16,32,…,设该数列为{b n },则其通项公式为b n =2n (n ∈N *),因此数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n =b n +1=2n +1(n ∈N *),C 错误;对于D ,a n =n n +1=1-1n +1,则a n +1-a n =1n +1-1n +2=1(n +1)(n +2)>0,因此数列{a n }是递增数列,D 正确.故选ABD.6.(多选)若数列{a n }满足:对任意正整数n ,{a n +1-a n }为递减数列,则称数列{a n }为“差递减数列”.给出下列数列{a n }(a ∈N *),其中是“差递减数列”的有( )A .a n =3nB .a n =n 2+1C .a n =nD .a n =ln n n +1答案 CD解析 对于A ,若a n =3n ,则a n +1-a n =3(n +1)-3n =3,所以{a n +1-a n }不为递减数列,故A 错误;对于B ,若a n =n 2+1,则a n +1-a n =(n +1)2-n 2=2n +1,所以{a n +1-a n }为递增数列,故B 错误; 对于C ,若a n =n ,则a n +1-a n =n +1-n =1n +1+n ,所以{a n +1-a n }为递减数列,故C 正确; 对于D ,若a n =ln n n +1,则a n +1-a n =ln n +1n +2-ln n n +1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫n +1n +2·n +1n =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n2+2n ,由函数y =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x2+2x 在(0,+∞)上单调递减,所以{a n +1-a n }为递减数列,故D 正确. 故选CD.7.若数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则数列{a n }的通项公式a n =________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n≥2 解析 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1+1=2;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n +1-[3(n -1)2-2(n -1)+1]=6n -5,显然当n =1时,不满足上式.故数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n≥2.8.(2021·北京市昌平区模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且∀n ∈N *,a n +1>a n ,S n ≥S 6.请写出一个满足条件的数列{a n }的通项公式a n =________.答案 n -6(n ∈N *)(答案不唯一)解析 ∀n ∈N *,a n +1>a n ,则数列{a n }是递增的,∀n ∈N *,S n ≥S 6,即S 6最小,只要前6项均为负数,或前5项为负数,第6项为0,即可, 所以,满足条件的数列{a n }的一个通项公式a n =n -6(n ∈N *)(答案不唯一).9.已知在数列{a n }中,a 1a 2a 3·…·a n =n 2(n ∈N *),则a 9=________. 答案 8164 解析 ∵a 1a 2·…·a 8=82=64,①a 1·a 2·…·a 9=92=81,②②÷①得a 9=8164. 10.已知数列的通项为a n =n +13n -16(n ∈N *),则数列{a n }的最小项是第________项. 答案 5解析 因为a n =n +13n -16,数列{a n }的最小项必为a n <0,即n +13n -16<0,3n -16<0,从而n <163,又因为n ∈N *,且数列{a n }的前5项递减,所以n =5时,a n 的值最小.11.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,求数列{a n }的通项公式.(1)S n =2n -1,n ∈N *;(2)S n =2n 2+n +3,n ∈N *.解 (1)∵S n =2n -1(n ∈N *),∴当n =1时,a 1=S 1=2-1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-(2n -1-1)=2n -1.经检验,当n =1时,符合上式,∴a n =2n -1(n ∈N *).(2)∵S n =2n 2+n +3(n ∈N *),∴当n =1时,a 1=S 1=2×12+1+3=6;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2+n +3-[2(n -1)2+(n -1)+3]=4n -1. 经检验,当n =1时,不符合上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,4n -1,n≥2,n ∈N*. 12.在数列{a n }中,a n =-2n 2+9n +3.(1)-107是不是该数列中的某一项?若是,其为第几项?(2)求数列中的最大项.解 (1)令a n =-107,-2n 2+9n +3=-107,2n 2-9n -110=0,解得n =10或n =-112(舍去).所以a 10=-107. (2)a n =-2n 2+9n +3=-2⎝⎛⎭⎫n -942+1058, 由于n ∈N *,所以最大项为a 2=13.13.在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .若a 6=64,则a 9等于( )A .256B .510C .512D .1 024答案 C解析 在各项均为正数的数列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .所以a 6=a 3·a 3=64,a 3=8.所以a 9=a 6·a 3=64×8=512.故选C.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n ,则数列{a n }的通项公式为( )A .(2n +1)2-1B .(2n +1)2C .8n 2D .(n +1)3答案 D解析 在4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n 中, 令n =1,得8(a 1+1)=9a 1,所以a 1=8, 因为4(n +1)·(S n +1)=(n +2)2a n ,① 所以4n ·(S n -1+1)=(n +1)2a n -1(n ≥2),②①-②得,4a n =(n +2)2n +1a n -(n +1)2n a n -1, 即n2n +1a n =(n +1)2n a n -1,a n =(n +1)3n 3a n -1, 所以a n =an an -1×an -1an -2×…×a2a1×a 1 =(n +1)3n 3×n3(n -1)3×…×3323×8=(n +1)3(n ≥2),又a 1=8也满足此式,所以数列{a n }的通项公式为(n +1)3. 故选D.15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)n a n +12n ,则S 1+S 3+S 5等于() A .0 B.1764 C.564 D.2164答案 D解析 数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)n a n +12n ,当n 为偶数时,S n =S n -S n -1+12n ,即有S n -1=12n ,所以S 1+S 3+S 5=14+116+164=2164.故选D.16.(2020·鹰潭模拟)S n 是数列{a n }的前n 项和,且a n -S n =12n -12n 2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =2n a-5a n ,求数列{b n }中最小的项.解 (1)对任意的n ∈N *,由a n -S n =12n -12n 2,得a n +1-S n +1=12(n +1)-12(n +1)2, 两式相减得a n =n ,因此数列{a n }的通项公式为a n =n .(2)由(1)得b n =2n -5n ,则b n +1-b n =[2n +1-5(n +1)]-(2n -5n )=2n -5. 当n ≤2时,b n +1-b n <0, 即b n +1<b n ,∴b 1>b 2>b 3; 当n ≥3时,b n +1-b n >0, 即b n +1>b n ,∴b 3<b 4<b 5<…, 所以数列{b n }的最小项为b 3=23-5×3=-7.。
【2022高考数学一轮复习(步步高)】第1节 数列的概念与简单表示法

第1节数列的概念与简单表示法考试要求 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式);2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.知识梳理1.数列的定义按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.2.数列的分类分类标准类型满足条件项数有穷数列项数有限无穷数列项数无限项与项间的大小关系递增数列a n+1>a n其中n∈N*递减数列a n+1<a n常数列a n+1=a n摆动数列从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法.4.数列的通项公式(1)通项公式:如果数列{a n}的第n项a n与序号n之间的关系可以用一个式子a n =f(n)来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.(2)递推公式:如果已知数列{a n}的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项a n与它的前一项a n-1(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.[常用结论与微点提醒]1.数列的最大(小)项,可以用⎩⎨⎧a n ≥a n -1,a n ≥a n +1(n ≥2,n ∈N *)⎝ ⎛⎭⎪⎫⎩⎨⎧a n ≤a n -1,a n ≤a n +1(n ≥2,n ∈N *)求,也可以转化为函数的最值问题或利用数形结合求解.2.数列是按一定“次序”排列的一列数,一个数列不仅与构成它的“数”有关,而且还与这些“数”的排列顺序有关.3.易混项与项数的概念,数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号.诊 断 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.( ) (2)1,1,1,1,…,不能构成一个数列.( ) (3)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.( )(4)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对任意n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( ) 解析 (1)数列:1,2,3和数列:3,2,1是不同的数列. (2)数列中的数是可以重复的,可以构成数列. (3)数列可以是常数列或摆动数列. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.(老教材必修5P33T4改编)在数列{a n }中,a 1=1,a n =1+(-1)na n -1(n ≥2),则a 5等于( ) A.32B.53C.85D.23解析 a 2=1+(-1)2a 1=2,a 3=1+(-1)3a 2=12, a 4=1+(-1)4a 3=3,a 5=1+(-1)5a 4=23. 答案 D3.(老教材必修5P33T5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式a n =________.…解析 由a 1=1=5×1-4,a 2=6=5×2-4,a 3=11=5×3-4,…,归纳a n =5n -4. 答案 5n -44.(2020·北京朝阳区月考)数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式a n 等于( ) A.(-1)n +12B.cos n π2C.cosn +12πD.cosn +22π解析 令n =1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D 正确. 答案 D5.(2019·济南一模)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =a 1(4n -1)3,若a 4=32,则a 1=________.解析 由题意,得a 4=S 4-S 3=32. 即255a 13-63a 13=32,解得a 1=12. 答案 126.(2020·成都诊断)数列{a n }中,a n =-n 2+11n (n ∈N *),则此数列最大项的值是________.解析 a n =-n 2+11n =-⎝ ⎛⎭⎪⎫n -1122+1214,∵n ∈N *,∴当n =5或n =6时,a n 取最大值30. 答案 30考点一 由a n 与S n 的关系求通项【例1】 (1)(2019·广州质检)已知数列{a n }的前n 项和S n =2n 2-3n ,则a n =________.(2)(2020·德州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S n =13a n +1-1,则数列{a n }的通项公式为________. 解析 (1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5.(2)由a 1=1,S n =13a n +1-1可得a 1=13a 2-1=1,解得a 2=6,当n ≥2时,S n -1=13a n -1,又S n =13a n +1-1,两式相减可得a n =S n -S n -1=13a n +1-13a n ,即a n +1=4a n (n ≥2),则a n =6·4n -2,又a 1=1不符合上式, 所以a n =⎩⎨⎧1,n =1,6·4n -2,n ≥2.答案 (1)4n -5 (2)a n =⎩⎨⎧1,n =1,6·4n -2,n ≥2规律方法 数列的通项a n 与前n 项和S n 的关系是a n =⎩⎨⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.①当n =1时,a 1若适合S n -S n -1,则n =1的情况可并入n ≥2时的通项a n ;②当n =1时,a 1若不适合S n -S n -1,则用分段函数的形式表示.【训练1】 (1)设数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n -1)a n =2n ,则a n =________. (2)(2018·全国Ⅰ卷)记S n 为数列{a n }的前n 项和.若S n =2a n +1,则S 6=________. 解析 (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,从而{a n }的通项公式为a n =22n -1(n ∈N *).(2)由S n =2a n +1,得a 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), 得a n =2a n -1.∴数列{a n }是首项为-1,公比为2的等比数列. ∴S 6=a 1(1-q 6)1-q =-(1-26)1-2=-63.答案 (1)22n -1(n ∈N *) (2)-63 考点二 由数列的递推关系求通项多维探究角度1 累加法——形如a n +1-a n =f (n ),求a n【例2-1】 在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,则a n 等于( )A.2+ln nB.2+(n -1)ln nC.2+n ln nD.1+n +ln n解析 因为a n +1-a n =ln n +1n =ln(n +1)-ln n , 所以a 2-a 1=ln 2-ln 1, a 3-a 2=ln 3-ln 2, a 4-a 3=ln 4-ln 3, ……a n -a n -1=ln n -ln(n -1)(n ≥2).把以上各式分别相加得a n -a 1=ln n -ln 1, 则a n =2+ln n (n ≥2),且a 1=2也适合, 因此a n =2+ln n (n ∈N *). 答案 A角度2 累乘法——形如a n +1a n=f (n ),求a n【例2-2】 若a 1=1,na n -1=(n +1)a n (n ≥2),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析 由na n -1=(n +1)a n (n ≥2),得a n a n -1=nn +1(n ≥2).所以a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=n n +1·n -1n ·n -2n -1·…·34·23·1=2n +1(n ≥2),又a 1也满足上式,所以a n =2n +1.答案2n +1角度3 构造法——形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1,B ≠0),求a n【例2-3】 (2020·青岛模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +2(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________.解析 由a n +1=3a n +2,得a n +1+1=3(a n +1), ∴数列{a n +1}是首项为2,公比为3的等比数列, ∴a n +1=2·3n -1,∴a n =2·3n -1-1. 答案 a n =2·3n -1-1角度4 取倒数法——形如a n +1=Aa n Ba n +C(A ,B ,C 为常数),求a n【例2-4】 已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a na n +2(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________.解析 因为a n +1=2a n a n +2,a 1=1,所以a n ≠0,所以1a n +1=1a n +12,即1a n +1-1a n=12.又a 1=1,则1a 1=1,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差数列.所以1a n =1a 1+(n-1)×12=n 2+12.所以a n =2n +1.答案 a n =2n +1规律方法 由数列的递推关系求通项公式的常用方法 (1)已知a 1,且a n -a n -1=f (n ),可用“累加法”求a n . (2)已知a 1(a 1≠0),且a na n -1=f (n ),可用“累乘法”求a n .(3)已知a 1,且a n +1=qa n +b ,则a n +1+k =q (a n +k )(其中k 可用待定系数法确定),可转化为{a n +k }为等比数列.(4)形如a n +1=Aa n Ba n +C (A ,B ,C 为常数)的数列,将其变形为1a n +1=C A ·1a n +BA ,①若A =C ,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,且公差为BA ,②若A ≠C ,则采用待定系数法构造新数列求解.【训练2】 (1)(角度1)在数列{a n }中,若a 1=3,a n +1=a n +1n (n +1),则通项公式a n =________.(2)(角度2)已知a 1=2,a n +1=2n a n ,则数列{a n }的通项公式a n =________. (3)(角度3)已知数列{a n }中,a 1=3,且点P n (a n ,a n +1)(n ∈N *)在直线4x -y +1=0上,则数列{a n }的通项公式a n =________.(4)(多填题)(角度4)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n a n +2(n ∈N *),且1a n +1+1=A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n +1,则A =________,数列{a n }的通项公式为________. 解析 (1)原递推公式可化为a n +1=a n +1n -1n +1,则a 2=a 1+1-12,a 3=a 2+12-13,a 4=a 3+13-14,…,a n -1=a n -2+1n -2-1n -1,a n =a n -1+1n -1-1n ,累计相加得,a n =a 1+1-1n ,又n =1时也适合,故a n =4-1n .(2)∵a n +1=2na n ,∴a n +1a n=2n ,当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·2=2n 2-n +22.又a 1=2也符合上式,∴a n =2n 2-n +22.(3)因为点P n (a n ,a n +1)(n ∈N *)在直线4x -y +1=0上, 所以4a n -a n +1+1=0.所以a n +1+13=4⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +13.因为a 1=3,所以a 1+13=103.故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +13是首项为103,公比为4的等比数列.所以a n +13=103×4n -1,故数列{a n }的通项公式为a n =103×4n -1-13.(4)由a n +1=a n a n +2,得1a n +1=1+2a n ,所以1a n +1+1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a n ,故A =2,且⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1是首项为1a 1+1=2,公比为2的等比数列,则1a n+1=2n ,则a n =12n -1.答案 (1)4-1n (2)2n 2-n +22(3)103×4n -1-13(4)2 a n =12n -1考点三 数列的性质【例3】 (1)(2019·宜春期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +12,x ≤12,2x -1,12<x <1,x -1,x ≥1,若数列{a n}满足a 1=73,a n +1=f (a n )(n ∈N *),则a 2 019=( ) A.73B.43C.56D.13(2)(2020·衡水中学一调)已知数列{a n }的前n 项和S n =⎩⎨⎧2n -1,n ≤4,-n 2+(m -1)n ,n ≥5.若a 5是{a n }中的最大值,则实数m 的取值范围是________.解析 (1)由题意,知a 2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫73=43,a 3=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=13,a 4=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=56,a 5=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56=23,a 6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23=13,a 7=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=56,……,故数列{a n }从第三项起构成周期数列,且周期为3,故a 2 019=a 3=13.故选D.(2)因为S n =⎩⎨⎧2n -1,n ≤4,-n 2+(m -1)n ,n ≥5, 所以当2≤n ≤4时,a n =S n -S n -1=2n -1; 当n =1时,a 1=S 1=1也满足上式; 当n ≥6时,a n =S n -S n -1=-2n +m , 当n =5时,a 5=S 5-S 4=5m -45,综上,a n =⎩⎨⎧2n -1,n ≤4,5m -45,n =5,-2n +m ,n ≥6,因为a 5是{a n }中的最大值,所以有5m -45≥8且5m -45≥-12+m ,解得m ≥535. 答案 (1)D (2)⎣⎢⎡⎭⎪⎫535,+∞规律方法 1.在数学命题中,以数列为载体,常考查周期性、单调性.2.(1)研究数列的周期性,常由条件求出数列的前几项,确定周期性,进而利用周期性求值.(2)数列的单调性只需判定a n 与a n +1的大小,常用比差或比商法进行判断.【训练3】 (1)已知数列{a n }满足a n +1=11-a n ,若a 1=12,则a 2 021=( )A.-1B.12C.1D.2(2)已知等差数列{a n }的公差d <0,且a 21=a 211,则数列{a n }的前n 项和S n 项取得最大值时,项数n 的值为( ) A.5B.6C.5或6D.6或7解析 (1)由a 1=12,a n +1=11-a n 得a 2=2,a 3=-1,a 4=12,a 5=2,…,可知数列{a n }是以3为周期的数列,因此a 2 021=a 3×673+2=a 2=2.(2)由a 21=a 211,可得(a 1+a 11)(a 1-a 11)=0,因为d <0,所以a 1-a 11≠0,所以a 1+a 11=0, 又2a 6=a 1+a 11,所以a 6=0. 因为d <0,所以{a n }是递减数列,所以a 1>a 2>…>a 5>a 6=0>a 7>a 8>…,显然前5项和或前6项和最大,故选C. 答案 (1)D (2)CA 级 基础巩固一、选择题1.(多选题)已知数列的前4项为2,0,2,0,则依此归纳该数列的通项可能是( ) A.a n =(-1)n -1+1 B.a n =⎩⎨⎧2,n 为奇数,0,n 为偶数C.a n =2sin n π2D.a n =cos(n -1)π+1解析 对n =1,2,3,4进行验证,a n =2sin n π2不合题意,其他都可能. 答案 ABD2.已知数列{a n }满足:任意m ,n ∈N *,都有a n ·a m =a n +m ,且a 1=12,那么a 5=( ) A.132B.116C.14D.12解析 由题意,得a 2=a 1a 1=14,a 3=a 1·a 2=18,则a 5=a 3·a 2=132. 答案 A3.(2020·江西重点中学盟校联考)在数列{a n }中,a 1=-14,a n =1-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),则a 2 019的值为( ) A.-14B.5C.45D.54解析 在数列{a n }中,a 1=-14,a n =1-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),所以a 2=1-1-14=5,a 3=1-15=45,a 4=1-145=-14,所以{a n }是以3为周期的周期数列,所以a 2019=a 673×3=a 3=45.答案 C4.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,a n +1=S n +1(n ∈N *),则S 5=( ) A.31B.42C.37D.47解析 由题意,得S n +1-S n =S n +1(n ∈N *),∴S n +1+1=2(S n +1)(n ∈N *),故数列{S n +1}为等比数列,其首项为3,公比为2,则S 5+1=3×24,所以S 5=47. 答案 D5.(2020·山东重点高中联考)已知数列{a n }的首项a 1=35,且满足a n -a n -1=2n -1(n ∈N *,n ≥2),则a nn 的最小值为( ) A.234B.595C.353D.12解析 数列{a n }的首项a 1=35,且满足a n -a n -1=2n -1(n ∈N *,n ≥2),可得a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=34+(1+3+5+…+2n -1)=34+ 12n (1+2n -1)=34+n 2(n ≥2),当n =1时,a 1=35符合上式,故a n =34+n 2(n ∈N *),则a n n =n +34n ≥234,等号成立时n =34n ,解得n =34,n 不为正整数,由于n 为正整数,所以n =5时,5+345=595;n =6时,6+346=353<595.则a n n的最小值为353,故选C. 答案 C 二、填空题6.已知S n =3n +2n +1,则a n =________________. 解析 因为当n =1时,a 1=S 1=6; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +2n +1)-[3n -1+2(n -1)+1]=2·3n -1+2, 由于a 1不适合此式, 所以a n =⎩⎨⎧6,n =1,2·3n -1+2,n ≥2.答案 ⎩⎨⎧6,n =1,2·3n -1+2,n ≥27.(2019·汕头一模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,a 2=2,且a n +2=3S n -S n +1+3(n ∈N *),则S 10=________________. 解析 因为a n +2=3S n -S n +1+3, 所以S n +2-S n +1=3S n -S n +1+3,整理得S n +2=3S n +3,即S n +2+32=3⎝ ⎛⎭⎪⎫S n +32,又S 2=a 1+a 2=3,所以S 10+32=S 10+32S 8+32·S 8+32S 6+32·S 6+32S 4+32·S 4+32S 2+32·⎝ ⎛⎭⎪⎫S 2+32,即S 10=S 10+32S 8+32·S 8+32S 6+32·S 6+32S 4+32·S 4+32S 2+32·⎝ ⎛⎭⎪⎫S 2+32-32=363.答案 3638.(2020·河北省级示范性高中联考)数列{a n }满足a 1=3,且对于任意的n ∈N *都有a n +1-a n =n +2,则a 39=________. 解析 因为a n +1-a n =n +2,所以a 2-a 1=3,a 3-a 2=4,a 4-a 3=5,……, a n -a n -1=n +1(n ≥2),上面(n -1)个式子左右两边分别相加 得a n -a 1=(n +4)(n -1)2(n ≥2),即a n =(n +1)(n +2)2(n ≥2),当n =1时,a 1=3适合上式,所以a n =(n +1)(n +2)2,n ∈N *,所以a 39=820.答案 820 三、解答题9.已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0. (1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式.解 (1)由题意得a 2=12,a 3=14. (2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0得 2a n +1(a n +1)=a n (a n +1).因为{a n }的各项都为正数,所以a n +1a n=12.故{a n }是首项为1,公比为12的等比数列,因此a n =12n -1.10.设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=a (a ≠3),a n +1=S n +3n ,n ∈N *,设b n =S n -3n .(1)求数列{b n }的通项公式;(2)若a n +1≥a n ,n ∈N *,求a 的取值范围. 解 (1)依题意,S n +1-S n =a n +1=S n +3n , 即S n +1=2S n +3n ,由此得S n +1-3n +1=2(S n -3n ), 即b n +1=2b n ,又b 1=S 1-3=a -3,所以数列{b n }的通项公式为b n =(a -3)2n -1,n ∈N *. (2)由(1)知S n =3n +(a -3)2n -1,n ∈N *, 于是,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n +(a -3)2n -1-3n -1-(a -3)2n -2 =2×3n -1+(a -3)2n -2, a n +1-a n =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3, 当n ≥2时,a n +1≥a n ⇒12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3≥0⇒a ≥-9.又a 2=a 1+3>a 1.综上,a 的取值范围是[-9,3)∪(3,+∞).B 级 能力提升11.(2019·晋中高考适应性调研)“中国剩余定理”又称“孙子定理”.1852年,英国来华传教士伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得到的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将1至2 020这2 020个数中,能被3除余1且被7除余1的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列{a n },则此数列共有( ) A.98项B.97项C.96项D.95项解析 能被3除余1且被7除余1的数就只能是被21除余1的数,故a n =21n -20,由1≤a n ≤2 020得1≤n ≤97321,又n ∈N *,故此数列共有97项. 答案 B12.(2020·邵阳月考)已知数列{a n }的通项为a n =2n +3(n ∈N *),数列{b n }的前n 项和为S n =3n 2+7n2(n ∈N *),若这两个数列的公共项顺次构成一个新数列{c n },则满足c n <2 020的n 的最大整数值为( ) A.338B.337C.336D.335解析 对于{b n },当n =1时,b 1=S 1=5,当n ≥2时,b n =S n -S n -1=3n 2+7n2-3(n -1)2+7(n -1)2=3n +2,它和数列{a n }的公共项构成的新数列{c n }是首项为5,公差为6的等差数列,则c n =6n -1,令c n <2 020,可得n <33656,因为n ∈N *,所以n 的最大值为336. 答案 C13.(2020·青岛调研)已知数列{a n },a 1=2,S n 为数列{a n }的前n 项和,且对任意n ≥2,都有2a na n S n -S 2n=1,则{a n }的通项公式为________________.解析 n ≥2时,由2a n a n S n -S 2n =1⇒2(S n -S n -1)(S n -S n -1)S n -S 2n=2(S n -S n -1)-S n -1S n =1⇒1S n -1S n -1=12.又1S 1=1a 1=12,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以12为首项,12为公差的等差数列. ∴1S n=n 2,∴S n =2n ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -2n -1=-2n (n -1),当n =1时,a 1=2,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,-2n (n -1),n ≥2. 答案 a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,-2n (n -1),n ≥2 14.已知数列{a n }中,a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R 且a ≠0).(1)若a =-7,求数列{a n }中的最大项和最小项的值; (2)若对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,求a 的取值范围. 解 (1)∵a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0),又a =-7,∴a n =1+12n -9(n ∈N *).结合函数f (x )=1+12x -9的单调性,可知1>a 1>a 2>a 3>a 4,a 5>a 6>a 7>…>a n >1(n ∈N *).∴数列{a n }中的最大项为a 5=2,最小项为a 4=0. (2)a n =1+1a +2(n -1)=1+12n -2-a2,已知对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立, 结合函数f (x )=1+12x -2-a 2的单调性,可知5<2-a2<6,即-10<a <-8. 即a 的取值范围是(-10,-8).C 级 创新猜想15.(多选题)已知数列{a n }的通项为a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1·⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1-1,则下列表述正确的是( )A.最大项为0B.最大项不存在C.最小项为-14D.最小项为-2081 解析 由题意得a 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫231-1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫231-1-1=1×(1-1)=0,当n >1时,0<⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1<1,⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1-1<0,∴a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1·⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1-1<0,∴{a n }的最大项为a 1=0.a 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫232-1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫232-1-1=23×⎝ ⎛⎭⎪⎫23-1=-29,a 3=⎝ ⎛⎭⎪⎫233-1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫233-1-1=49×⎝ ⎛⎭⎪⎫49-1=-2081,a 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫234-1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫234-1-1=827×⎝⎛⎭⎪⎫827-1=-152729,a n +1-a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1-1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1-1-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1-1=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1×3n -1-56×2n3n=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1⎣⎢⎡⎦⎥⎤13-56⎝ ⎛⎭⎪⎫23n,∴当n ≥3时,a n +1-a n >0;当n <3时,a n +1-a n <0.∴{a n }的最小项为a 3=-2081,故选AD. 答案 AD16.(新背景题)(2019·福州二模)一元线性同余方程组问题最早可见于中国南北朝时期(公元5世纪)的数学著作《孙子算经》卷下第二十六题,叫做“物不知数”问题,原文如下:有物不知数,三三数之剩二,五五数之剩三,问物几何?即一个整数除以三余二,除以五余三,求这个整数.设这个整数为a ,当a ∈[2,2 019]时,符合条件的a 共有________个.解析 法一 由题设a =3m +2=5n +3,m ,n ∈N , 则3m =5n +1,m ,n ∈N ,当m =5k 时,n 不存在;当m =5k +1时,n 不存在; 当m =5k +2时,n =3k +1,满足题意; 当m =5k +3时,n 不存在; 当m =5k +4时,n 不存在.其中k ∈N .故2≤a =15k +8≤2 019,解得-615≤k ≤2 01115, 则k =0,1,2,…,134,共135个. 即符合条件的a 共有135个,故答案为135.法二一个整数除以三余二,这个整数可以为2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,…,一个整数除以五余三,这个整数可以为3,8,13,18,23,28,33,38,…,则同时除以三余二、除以五余三的整数为8,23,38,…,构成首项为8,公差为15的等差数列,通项公式为a n=8+15(n-1)=15n-7,由15n-7≤2 019得15n≤2 026,n≤135 1 15,因为n∈N*,所以n=1,2,3,…,135,共有135个. 答案135。
高考数学(理)一轮资源库 第六章 6.1数列的概念及简单表示法

解析 (1)符号问题可通过(-1)n或(-1)n+1表示,其各项的绝对 值的排列规律为后面的数的绝对值总比前面的数的绝对值大 6,故通项公式为an=(-1)n(6n-5).
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
题型分类·深度剖析
跟踪训练1 (1)数列-1,7,-13,19,…的一个通项公式是an= (_-__1_)_n·_(_6_n_-__5_) . (2)数列{an}的前4项是32,1,170,197,则这个数列的一个通项
(2)Sn=3n+b.
=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1. 当 b=-1 时,a1 适合此等式.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
题型分类·深度剖析
题型二
由数列的前n项和Sn求数列的通项
思维启迪 解析
思维升华
【例2】
已知下面数列{an} 当 b≠-1 时,a1 不适合此等式.
的前n项和Sn,求{an}的通 项公式:
思想方法
练出高分
基础知识·自主学习
要点梳理
知识回顾 理清教材
按项与项 间的大小 关系分类
按其他
递增数列 递减数列
常数列 有界数列
an+1 > an an+1 < an
an+1=an
其中 n∈N*
存在正数M,使|an|≤M
从第二项起,有些项大于
标准分类
摆动数列 它的前一项,有些项小于
它的前一项的数列
∴当 b=-1 时,an=2·3n-1;
(1)Sn=2n2-3n; (2)Sn=3n+b.
当 b≠-1 时,
an=32+·3nb-,1,
高考数学一轮复习 第六章 第1讲 数列的概念及简单表示法知识点 新人教A版

第1讲数列的概念及简单表示法最新考纲 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式);2.了解数列是自变量为正整数的一类函数.知识梳理1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.2.数列的分类分类原则类型满足条件按项数分类有穷数列项数有限无穷数列项数无限按项与项间的大小关系分类递增数列an+1>an 其中n∈N* 递减数列an+1<an常数列an+1=an按其他标准分类有界数列存在正数M,使|an|≤M摆动数列从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列3.数列的表示法数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法.4.数列的通项公式如果数列{an}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.5.已知数列{an}的前n 项和Sn ,则an =⎩⎪⎨⎪⎧S1 (n =1),Sn -Sn -1 (n≥2).诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)精彩PPT 展示(1)所有数列的第n 项都能使用公式表达.(×)(2)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.(√) (3)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.(×)(4)如果数列{an}的前n 项和为Sn ,则对∀n ∈N*,都有an =Sn -Sn -1.(×)2.(2014·保定调研)在数列{an}中,已知a1=1,an +1=2an +1,则其通项公式为an =( ) A .2n -1 B .2n -1+1 C .2n -1 D .2(n -1)解析 法一 由an +1=2an +1,可求a2=3,a3=7,a4=15,…,验证可知an =2n -1.法二 由题意知an +1+1=2(an +1),∴数列{an +1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴an +1=2n ,∴an =2n -1. 答案 A3.设数列{an}的前n 项和Sn =n2,则a8的值为( ) A .15 B .16 C .49 D .64解析 当n =8时,a8=S8-S7=82-72=15. 答案 A4.(2014·新课标全国Ⅱ卷)数列{an}满足an +1=11-an ,a8=2,则a1=________.解析 由an +1=11-an ,得an =1-1an +1,∵a8=2,∴a7=1-12=12,a6=1-1a7=-1,a5=1-1a6=2,…, ∴{an}是以3为周期的数列,∴a1=a7=12. 答案 125.(人教A 必修5P33A5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an =________.答案 5n -4考点一 由数列的前几项求数列的通项【例1】 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式: (1)-1,7,-13,19,…; (2)23,415,635,863,1099,…; (3)12,2,92,8,252,…; (4)5,55,555,5 555,….解 (1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n ,观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式为an =(-1)n(6n -5). (2)这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,每一项都是两个相邻奇数的乘积.故所求数列的一个通项公式为an =2n(2n -1)(2n +1).(3)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察.即12,42,92,162,252,…,从而可得数列的一个通项公式为an =n22.(4)将原数列改写为59×9,59×99,59×999,…,易知数列9,99,999,…的通项为10n -1,故所求的数列的一个通项公式为an =59(10n -1).规律方法 根据所给数列的前几项求其通项时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:分式中分子、分母的各自特征;相邻项的联系特征;拆项后的各部分特征;符号特征.应多进行对比、分析,从整体到局部多角度观察、归纳、联想.【训练1】 (1)数列-11×2,12×3,-13×4,14×5,…的一个通项公式an =________.(2)数列{an}的前4项是32,1,710,917,则这个数列的一个通项公式是an =________. 解析 (1)这个数列前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶然项为正,所以它的一个通项公式为an =(-1)n 1n (n +1).(2)数列{an}的前4项可变形为2×1+112+1,2×2+122+1,2×3+132+1,2×4+142+1,故an =2n +1n2+1.答案 (1)(-1)n 1n (n +1) (2)2n +1n2+1考点二 利用Sn 与an 的关系求通项【例2】 设数列{an}的前n 项和为Sn ,数列{Sn}的前n 项和为Tn ,满足Tn =2Sn -n2,n ∈N*.(1)求a1的值;(2)求数列{an}的通项公式. 解 (1)令n =1时,T1=2S1-1, ∵T1=S1=a1,∴a1=2a1-1,∴a1=1. (2)n≥2时,Tn -1=2Sn -1-(n -1)2,则Sn =Tn -Tn -1=2Sn -n2-[2Sn -1-(n -1)2] =2(Sn -Sn -1)-2n +1=2an -2n +1. 因为当n =1时,a1=S1=1也满足上式, 所以Sn =2an -2n +1(n≥1),当n≥2时,Sn -1=2an -1-2(n -1)+1, 两式相减得an =2an -2an -1-2,所以an =2an -1+2(n≥2),所以an +2=2(an -1+2), 因为a1+2=3≠0,所以数列{an +2}是以3为首项,公比为2的等比数列. 所以an +2=3×2n -1,∴an =3×2n -1-2, 当n =1时也成立, 所以an =3×2n -1-2.规律方法 数列的通项an 与前n 项和Sn 的关系是an =⎩⎪⎨⎪⎧S1,n =1,Sn -Sn -1,n ≥2.当n =1时,a1若适合Sn -Sn -1,则n =1的情况可并入n≥2时的通项an ;当n =1时,a1若不适合Sn -Sn -1,则用分段函数的形式表示.【训练2】 (1)已知数列{an}的前n 项和为Sn ,a1=1,Sn =2an +1,则Sn =( )A .2n -1 B.⎝⎛⎭⎫32n -1C.⎝⎛⎭⎫23n -1 D.12n -1(2)已知数列{an}的前n 项和Sn =3n2-2n +1,则其通项公式为________. 解析 (1)∵Sn =2an +1, ∴当n≥2时,Sn -1=2an ,∴an =Sn -Sn -1=2an +1-2an(n≥2), 即an +1an =32(n≥2),又a2=12,∴an =12×⎝⎛⎭⎫32n -2(n≥2).当n =1时,a1=1≠12×⎝⎛⎭⎫32-1=13, ∴an =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,12⎝⎛⎭⎫32n -2,n ≥2,∴Sn =2an +1=2×12×⎝⎛⎭⎫32n -1=⎝⎛⎭⎫32n -1.(2)当n =1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2;当n≥2时,an =Sn -Sn -1=3n2-2n +1-[3(n -1)2-2(n -1)+1]=6n -5. 显然当n =1时,不满足上式,故数列的通项公式为an =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2.答案 (1)B (2)an =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =16n -5,n ≥2考点三 由递推关系求通项 【例3】 在数列{an}中,(1)若a1=2,an +1=an +n +1,则通项an =________; (2)若a1=1,Sn =n +23an ,则通项an =________.深度思考 本题中an +1-an =n +1与an +1an =n +1n 中的n +1与n +1n 不是同一常数,由此想到推导等差、等比数列通项的方法:累加法与累乘法.解析 (1)由题意得,当n≥2时,an =a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an -an -1)=2+(2+3+…+n)=2+(n -1)(2+n )2=n (n +1)2+1. 又a1=2=1×(1+1)2+1,符合上式,因此an =n (n +1)2+1. (2)由题设知,a1=1.当n >1时,an =Sn -Sn -1=n +23an -n +13an -1, ∴anan -1=n +1n -1, ∴an an -1=n +1n -1,…,a4a3=53,a3a2=42,a2a1=3. 以上n -1个式子的等号两端分别相乘,得到an a1=n (n +1)2,又∵a1=1,∴an =n (n +1)2. 答案 (1)n (n +1)2+1 (2)n (n +1)2规律方法 已知递推关系式求通项,一般用代数的变形技巧整理变形,然后采用累加法、累乘法、迭代法、构造法或转化为基本数列(等差数列或等比数列)等方法求得通项公式. 【训练3】 (1)在数列{an}中,a1=1,an +1=3an +2,则它的一个通项公式为an =________. (2)设{an}是首项为1的正项数列,且(n +1)a2n +1-na2n +an +1·an =0(n =1,2,3,…),则它的通项公式an =________.解析 (1)an +1=3an +2,即an +1+1=3(an +1),即an +1+1an +1=3,法一a2+1a1+1=3,a3+1a2+1=3,a4+1a3+1=3,…,an +1+1an +1=3.将这些等式两边分别相乘得an +1+1a1+1=3n.因为a1=1,所以an +1+11+1=3n ,即an +1=2×3n -1(n≥1),所以an =2×3n -1-1(n≥2),又a1=1也满足上式,故an =2×3n -1-1. 法二 由an +1+1an +1=3,即an +1+1=3(an +1), 当n≥2时,an +1=3(an -1+1),∴an +1=3(an -1+1)=32(an -2+1)=33(an -3+1)=… =3n -1(a1+1)=2×3n -1, ∴an =2×3n -1-1;当n =1时,a1=1=2×31-1-1也满足.∴an =2×3n -1-1.法三 由an +1+1an +1=3,所以数列{an +1}是首项为2,公比为3的等比数列,所以an +1=2×3n -1,即an =2×3n -1-1. (2)∵(n +1)a2n +1+an +1·an -na2n =0, ∴(an +1+an)[(n +1)an +1-nan]=0, 又an +1+an >0,∴(n +1)an +1-nan =0, 即an +1an =n n +1,∴a2a1·a3a2·a4a3·a5a4·…·an an -1=12×23×34×45×…×n -1n ,∴an =1n . 答案 (1)2×3n -1-1 (2)1n 微型专题 数列问题中的函数思想数列的单调性问题作为高考考查的一个难点,掌握其处理的方法非常关键,由于数列可看作关于n 的函数,所以可借助函数单调性的处理方法来解决.常见的处理方法如下:一是利用作差法比较an +1与an 的大小;二是借助常见函数的图象判断数列单调性;三是利用导函数.【例4】 数列{an}的通项公式是an =n2+kn +4.(1)若k =-5,则数列中有多少项是负数?n 为何值时,an 有最小值?并求出最小值. (2)对于n ∈N*,都有an +1>an.求实数k 的取值范围.点拨 (1)求使an <0的n 值;从二次函数看an 的最小值.(2)数列是一类特殊函数,通项公式可以看作相应的解析式f(n)=n2+kn +4.f(n)在N*上单调递增,可利用二次函数的对称轴研究单调性,但应注意数列通项中n 的取值. 解 (1)由n2-5n +4<0,解得1<n <4.∵n ∈N*,∴n =2,3.∴数列中有两项是负数,即为a2,a3.∵an =n2-5n +4=⎝⎛⎭⎫n -522-94,由二次函数性质,得当n =2或n =3时,an 有最小值,其最小值为a2=a3=-2.(2)由an +1>an 知该数列是一个递增数列, 又因为通项公式an =n2+kn +4,可以看作是关于n 的二次函数,考虑到n ∈N*, 所以-k 2<32,即得k >-3.点评 (1)本题给出的数列通项公式可以看做是一个定义在正整数集N*上的二次函数,因此可以利用二次函数的对称轴来研究其单调性,得到实数k 的取值范围,使问题得到解决. (2)在利用二次函数的观点解决该题时,一定要注意二次函数对称轴位置的选取. (3)易错分析:本题易错答案为k >-2.原因是忽略了数列作为函数的特殊性,即自变量是正整数.[思想方法]1.由数列的前几项求数列通项,通常用观察法(对于交错数列一般有(-1)n 或(-1)n +1来区分奇偶项的符号);已知数列中的递推关系,一般只要求写出数列的前几项,若求通项可用归纳、猜想和转化的方法.2.强调an 与Sn 的关系:an =⎩⎪⎨⎪⎧S1 (n =1),Sn -Sn -1 (n≥2).3.已知递推关系求通项:对这类问题的要求不高,但试题难度较难把握.一般有两种常见思路:(1)算出前几项,再归纳、猜想; (2)利用累加或累乘法求数列的通项公式. [易错防范]1.数列是一种特殊的函数,在利用函数观点研究数列时,一定要注意自变量的取值,如数列an =f(n)和函数y =f(x)的单调性是不同的. 2.数列的通项公式不一定唯一.3.在利用数列的前n 项和求通项时,往往容易忽略先求出a1,而是直接把数列的通项公式写成an =Sn -Sn -1的形式,但它只适用于n≥2的情形.基础巩固题组 (建议用时:40分钟) 一、选择题1.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式是an 等于 ( )A.(-1)n +12B .cos n π2 C .cosn +12πD .cosn +22π解析 令n =1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D 正确. 答案 D2.(2014·开封摸底考试)数列{an}满足an +1+an =2n -3,若a1=2,则a8-a4= ( ) A .7B .6C .5D .4解析 依题意得(an +2+an +1)-(an +1+an)=[2(n +1)-3]-(2n -3),即an +2-an =2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4. 答案 D3.数列{an}的前n 项和为Sn ,若a1=1,an +1=3Sn (n≥1),则a6等于 ( ) A .3×44B .3×44+1C .45D .45+1解析 当n≥1时,an +1=3Sn ,则an +2=3Sn +1,∴an +2-an +1=3Sn +1-3Sn =3an +1,即an +2=4an +1, ∴该数列从第二项开始是以4为公比的等比数列.又a2=3S1=3a1=3,∴an =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,3×4n -2,n ≥2.∴当n =6时,a6=3×46-2=3×44. 答案 A4.设an =-3n2+15n -18,则数列{an}中的最大项的值是( )A.163B.133C .4D .0解析 ∵an =-3⎝⎛⎭⎫n -522+34,由二次函数性质,得当n =2或3时,an 最大,最大为0.答案 D5.(2014·东北三校联考)已知数列{an}的通项公式为an =n2-2λn(n ∈N*),则“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析 若数列{an}为递增数列,则有an +1-an >0,即2n +1>2λ对任意的n ∈N*都成立,于是有3>2λ,λ<32.由λ<1可推得λ<32,但反过来,由λ<32不能得到λ<1,因此“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的充分不必要条件,故选A. 答案 A 二、填空题6.(2015·大连双基测试)已知数列{an}的前n 项和Sn =n2+2n +1(n ∈N*),则an =________. 解析 当n≥2时,an =Sn -Sn -1=2n +1,当n =1时,a1=S1=4≠2×1+1,因此an =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,2n +1,n ≥2. 答案 ⎩⎪⎨⎪⎧4,n =12n +1,n ≥27.数列{an}中,a1=1,对于所有的n≥2,n ∈N*,都有a1·a2·a3·…·an =n2,则a3+a5=________.解析 由题意知:a1·a2·a3·…·an -1=(n -1)2, ∴an =⎝⎛⎭⎫n n -12(n≥2),∴a3+a5=⎝⎛⎭⎫322+⎝⎛⎭⎫542=6116.答案 61168.数列{an}中,已知a1=1,a2=2,an +1=an +an +2(n ∈N*),则a7=________. 解析 由已知an +1=an +an +2,a1=1,a2=2, 能够计算出a3=1,a4=-1,a5=-2,a6=-1,a7=1.答案 1 三、解答题9.已知数列{an}中,an =1+1a +2(n -1)(n ∈N*,a ∈R ,且a≠0).(1)若a =-7,求数列{an}的最大项和最小项的值;(2)若对任意的n ∈N*,都有an ≤a6成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)因为an =1+1a +2(n -1)(n ∈N*,a ∈R ,且a≠0),又a =-7,所以an =1+12n -9.结合函数f(x)=1+12x -9的单调性,可知1>a1>a2>a3>a4, a5>a6>a7>…>an >1(n ∈N*).所以数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0. (2)an =1+1a +2(n -1)=1+12n -2-a2.因为对任意的n ∈N*,都有an ≤a6成立, 结合函数f(x)=1+12x -2-a 2的单调性,所以5<2-a2<6,解得-10<a <-8. 故实数a 的取值范围是(-10,-8).10.(2015·陕西五校模拟)设数列{an}的前n 项和为Sn ,且Sn =4an -p ,其中p 是不为零的常数.(1)证明:数列{an}是等比数列;(2)当p =3时,数列{bn}满足bn +1=bn +an(n ∈N*),b1=2,求数列{bn}的通项公式.(1)证明 因为Sn =4an -p , 所以Sn -1=4an -1-p (n≥2),所以当n≥2时,an =Sn -Sn -1=4an -4an -1, 整理得an an -1=43.由Sn =4an -p ,令n =1,得a1=4a1-p ,解得a1=p3. 所以{an}是首项为p 3,公比为43的等比数列.(2)解 当p =3时,由(1)知,an =⎝⎛⎭⎫43n -1, 由bn +1=bn +an ,得bn +1-bn =⎝⎛⎭⎫43n -1,当n≥2时,可得bn =b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn -bn -1)=2+1-⎝⎛⎭⎫43n -11-43=3⎝⎛⎭⎫43n -1-1,当n =1时,上式也成立.∴数列{bn}的通项公式为bn =3⎝⎛⎭⎫43n -1-1.能力提升题组 (建议用时:25分钟)11.数列{an}的通项an =nn2+90,则数列{an}中的最大项是( )A .310B .19 C.119D.1060解析 因为an =1n +90n ,运用基本不等式得,1n +90n ≤1290,由于n ∈N*,不难发现当n=9或10时,an =119最大. 答案 C12.(2015·大庆质量检测)已知数列{an}满足an+1=an-an-1(n≥2),a1=1,a2=3,记Sn =a1+a2+…+an,则下列结论正确的是()A.a2 014=-1,S2 014=2 B.a2 014=-3,S2 014=5C.a2 014=-3,S2 014=2 D.a2 014=-1,S2 014=5解析由an+1=an-an-1(n≥2),知an+2=an+1-an,则an+2=-an-1(n≥2),an +3=-an,…,an+6=an,又a1=1,a2=3,a3=2,a4=-1,a5=-3,a6=-2,所以当k∈N时,ak+1+ak+2+ak+3+ak+4+ak+5+ak+6=a1+a2+a3+a4+a5+a6=0,所以a2 014=a4=-1,S2 014=a1+a2+a3+a4=1+3+2+(-1)=5.答案 D13.(2014·山西四校联考)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-n,则an=________.解析当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-n-2an-1+(n-1),即an=2an-1+1,∴an+1=2(an-1+1),∴数列{an+1}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列,∴an+1=2·2n-1=2n,∴an =2n-1.答案2n-114.设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a(a≠3),an+1=Sn+3n,n∈N*.(1)设bn=Sn-3n,求数列{bn}的通项公式;(2)若an+1≥an,n∈N*,求a的取值范围.解(1)依题意,Sn+1-Sn=an+1=Sn+3n,即Sn+1=2Sn+3n,由此得Sn+1-3n+1=2(Sn-3n),又S1-31=a-3(a≠3),故数列{Sn-3n}是首项为a-3,公比为2的等比数列,因此,所求通项公式为bn=Sn-3n=(a-3)2n-1,n∈N*.(2)由(1)知Sn =3n +(a -3)2n -1,n ∈N*,于是,当n≥2时,an =Sn -Sn -1=3n +(a -3)2n -1-3n -1-(a -3)2n -2=2×3n -1+(a -3)2n -2,当n =1时,a1=a 不适合上式,故an =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n =1,2×3n -1+(a -3)2n -2,n ≥2.an +1-an =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12·⎝⎛⎭⎫32n -2+a -3,当n≥2时,an +1≥an ⇔12·⎝⎛⎭⎫32n -2+a -3≥0⇔a ≥-9.又a2=a1+3>a1.综上,所求的a 的取值范围是[-9,+∞).第2讲 等差数列及其前n 项和最新考纲 1.理解等差数列的概念;2.掌握等差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差关系,并能用有关知识解决相应的问题;4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系.知 识 梳 理 1.等差数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示.数学语言表达式:an +1-an =d(n ∈N*,d 为常数),或an -an -1=d(n≥2,d 为常数). 2.等差数列的通项公式与前n 项和公式(1)若等差数列{an}的首项是a1,公差是d ,则其通项公式为an =a1+(n -1)d . 通项公式的推广:an =am +(n -m)d(m ,n ∈N*). (2)等差数列的前n 项和公式 Sn =n (a1+an )2=na1+n (n -1)2d(其中n ∈N*,a1为首项,d 为公差,an 为第n 项). 3.等差数列及前n 项和的性质(1)若a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a ,b 的等差中项,且A =a +b2.(2)若{an}为等差数列,且m +n =p +q ,则am +an =ap +aq(m ,n ,p ,q ∈N*). (3)若{an}是等差数列,公差为d ,则ak ,ak +m ,ak +2m ,…(k ,m ∈N*)是公差为md 的等差数列.(4)数列Sm ,S2m -Sm ,S3m -S2m ,…也是等差数列.(5)S2n -1=(2n -1)an.(6)若n 为偶数,则S 偶-S 奇=nd2; 若n 为奇数,则S 奇-S 偶=a 中(中间项). 4.等差数列的前n 项和公式与函数的关系 Sn =d 2n2+⎝⎛⎭⎫a1-d 2n.数列{an}是等差数列⇔Sn =An2+Bn(A ,B 为常数). 5.等差数列的前n 项和的最值在等差数列{an}中,a1>0,d <0,则Sn 存在最大值;若a1<0,d >0,则Sn 存在最小值. 诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)精彩PPT 展示(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.(×) (2)数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n ∈N*,都有2an +1=an +an +2.(√) (3)等差数列{an}的单调性是由公差d 决定的.(√)(4)数列{an}满足an +1-an =n ,则数列{an}是等差数列.(×)2.(2014·福建卷)等差数列{an}的前n 项和为Sn ,若a1=2,S3=12,则a6等于( ) A .8 B .10 C .12 D .14解析 由题知3a1+3×22d =12,∵a1=2,解得d =2,又a6=a1+5d , ∴a6=12.故选C. 答案 C3.(2013·新课标全国Ⅰ卷)设等差数列{an}的前n 项和为Sn ,若Sm -1=-2,Sm =0,Sm +1=3,则m =( ) A .3 B .4 C .5 D .6解析 ∵数列{an}为等差数列,且前n 项和为Sn ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫Sn n 也为等差数列.∴Sm -1m -1+Sm +1m +1=2Sm m ,即-2m -1+3m +1=0, 解得m =5,经检验为原方程的解,故选C. 答案 C4.(2014·北京卷)若等差数列{an}满足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,则当n =________时,{an}的前n 项和最大.解析 因为数列{an}是等差数列,且a7+a8+a9=3a8>0,所以a8>0.又a7+a10=a8+a9<0,所以a9<0.∴当n =8时,其前n 项和最大. 答案 85.(人教A 必修5P68A8改编)在等差数列{an}中,若a3+a4+a5+a6+a7=450,则a2+a8=________.解析 由等差数列的性质,得a3+a4+a5+a6+a7=5a5=450,∴a5=90, ∴a2+a8=2a5=180. 答案 180考点一 等差数列的性质及基本量的求解【例1】 (1)设Sn 为等差数列{an}的前n 项和,S8=4a3,a7=-2,则a9=( ) A .-6 B .-4 C .-2 D .2解析 法一 (常规解法):设公差为d ,则8a1+28d =4a1+8d ,即a1=-5d ,a7=a1+6d =-5d +6d =d =-2,所以a9=a7+2d =-6.法二 (结合性质求解):根据等差数列的定义和性质可得,S8=4(a3+a6),又S8=4a3,所以a6=0,又a7=-2,所以a8=-4,a9=-6. 答案 A(2)(2014·浙江卷)已知等差数列{an}的公差d >0.设{an}的前n 项和为Sn ,a1=1,S2·S3=36.①求d 及Sn ;②求m ,k(m ,k ∈N*)的值,使得am +am +1+am +2+…+am +k =65. 解 ①由题意知(2a1+d)(3a1+3d)=36, 将a1=1代入上式解得d =2或d =-5.因为d >0,所以d =2.从而an =2n -1,Sn =n2(n ∈N*).②由①得am +am +1+am +2+…+am +k =(2m +k -1)(k +1),所以(2m +k -1)(k +1)=65.由m ,k ∈N*知2m +k -1≥k +1>1,故⎩⎪⎨⎪⎧2m +k -1=13,k +1=5,所以⎩⎪⎨⎪⎧m =5,k =4.规律方法 (1)一般地,运用等差数列性质,可以化繁为简、优化解题过程.但要注意性质运用的条件,如m +n =p +q ,则am +an =ap +aq(m ,n ,p ,q ∈N*),只有当序号之和相等、项数相同时才成立.(2)在求解等差数列基本量问题中主要使用的是方程思想,要注意公式使用时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意整体代换思想的运用,使运算更加便捷.【训练1】 (1)设数列{an},{bn}都是等差数列,且a1=25,b1=75,a2+b2=100,则a37+b37等于( )A .0B .37C .100D .-37(2)若一个等差数列前3项的和为34,最后3项的和为146,且所有项的和为390,则这个数列的项数为( )A .13B .12C .11D .10(3)已知等差数列{an}的前n 项和为Sn ,且S10=10,S20=30,则S30=________. 解析 (1)设{an},{bn}的公差分别为d1,d2,则(an +1+bn +1)-(an +bn)=(an +1-an)+(bn +1-bn)=d1+d2, ∴{an +bn}为等差数列, 又a1+b1=a2+b2=100,∴{an +bn}为常数列,∴a37+b37=100.(2)因为a1+a2+a3=34,an -2+an -1+an =146, a1+a2+a3+an -2+an -1+an =34+146=180, 又因为a1+an =a2+an -1=a3+an -2, 所以3(a1+an)=180,从而a1+an =60, 所以Sn =n (a1+an )2=n ·602=390,即n =13. (3)∵S10,S20-S10,S30-S20成等差数列, ∴2(S20-S10)=S10+S30-S20, ∴40=10+S30-30,∴S30=60. 答案 (1)C (2)A (3)60 考点二 等差数列的判定与证明【例2】 (2014·梅州调研改编)若数列{an}的前n 项和为Sn ,且满足an +2SnSn -1=0(n≥2),a1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1Sn 成等差数列;(2)求数列{an}的通项公式.(1)证明 当n≥2时,由an +2SnSn -1=0, 得Sn -Sn -1=-2SnSn -1,所以1Sn -1Sn -1=2,又1S1=1a1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1Sn 是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解 由(1)可得1Sn =2n ,∴Sn =12n . 当n≥2时,an =Sn -Sn -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1).当n =1时,a1=12不适合上式.故an =⎩⎨⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.规律方法 证明一个数列是否为等差数列的基本方法有两种:一是定义法,证明an -an -1=d(n≥2,d 为常数);二是等差中项法,证明2an +1=an +an +2.若证明一个数列不是等差数列,则只需举出反例即可,也可以用反证法.【训练2】 (2015·西安模拟)已知公差大于零的等差数列{an}的前n 项和为Sn ,且满足a3·a4=117,a2+a5=22. (1)求数列{an}的通项公式;(2)若数列{bn}满足bn =Sn n +c ,是否存在非零实数c 使得{bn}为等差数列?若存在,求出c的值;若不存在,请说明理由.解 (1)设等差数列{an}的公差为d ,且d >0, 由等差数列的性质,得a2+a5=a3+a4=22,所以a3,a4是关于x 的方程x2-22x +117=0的解,所以a3=9,a4=13,易知a1=1,故通项为an =1+(n -1)×4=4n -3.(2)由(1)知Sn =n (1+4n -3)2=2n2-n ,所以bn =Sn n +c =2n2-nn +c . 法一 所以b1=11+c ,b2=62+c ,b3=153+c (c≠0).令2b2=b1+b3,解得c =-12. 当c =-12时,bn =2n2-n n -12=2n ,当n≥2时,bn -bn -1=2.故当c =-12时,数列{bn}为等差数列.法二 由bn =Sn n +c =n (1+4n -3)2n +c =2n ⎝⎛⎭⎫n -12n +c ,∵c ≠0,∴可令c =-12,得到bn =2n. ∵bn +1-bn =2(n +1)-2n =2(n ∈N*), ∴数列{bn}是公差为2的等差数列. 即存在一个非零常数c =-12, 使数列{bn}也为等差数列.考点三 等差数列前n 项和的最值问题【例3】 等差数列{an}的首项a1>0,设其前n 项和为Sn ,且S5=S12,则当n 为何值时,Sn 有最大值?深度思考 解决此类问题你首先想到的是哪种方法?在这里提醒大家:本题可用四种方法,请大家先思考.解 法一 由题意知d <0,因为Sn =d 2n2+⎝⎛⎭⎫a1-d 2n ,则可设f(x)=d 2x2+⎝⎛⎭⎫a1-d 2x ,由S5=S12知,抛物线的对称轴为x =5+122=172, 由图可知,当1≤n≤8时,Sn 单调递增; 当n≥9时,Sn 单调递减.又n ∈N*,所以当n =8或9时,Sn 最大.法二 设等差数列{an}的公差为d ,由S5=S12得5a1+10d =12a1+66d , d =-18a1<0.所以Sn =na1+n (n -1)2d =na1+n (n -1)2·(-18a1) =-116a1(n2-17n)=-116a1⎝⎛⎭⎫n -1722+28964a1,因为a1>0,n ∈N*,所以当n =8或n =9时,Sn 有最大值. 法三 设等差数列{an}的公差为d ,由法二得d =-18a1<0.设此数列的前n 项和最大,则⎩⎪⎨⎪⎧an ≥0,an +1≤0,即⎩⎨⎧an =a1+(n -1)·⎝⎛⎭⎫-18a1≥0,an +1=a1+n·⎝⎛⎭⎫-18a1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤9,n ≥8,即8≤n≤9,又n ∈N*,所以当n =8或n =9时,Sn 有最大值. 法四 同法二得d =-18a1<0,又S5=S12,得a6+a7+a8+a9+a10+a11+a12=0, ∴7a9=0,∴a9=0,∴当n =8或9时,Sn 有最大值.规律方法 求等差数列前n 项和的最值,常用的方法:(1)利用等差数列的单调性,求出其正负转折项;(2)利用性质求出其正负转折项,便可求得和的最值;(3)将等差数列的前n 项和Sn =An2+Bn(A ,B 为常数)看作二次函数,根据二次函数的性质求最值.【训练3】 (1)等差数列{an}的前n 项和为Sn ,已知a5+a7=4,a6+a8=-2,则当Sn 取最大值时,n 的值是( ) A .5 B .6 C .7 D .8(2)(2014·望江中学模拟)设数列{an}是公差d <0的等差数列,Sn 为前n 项和,若S6=5a1+10d ,则Sn 取最大值时,n 的值为( ) A .5 B .6 C .5或6 D .11(3)已知等差数列{an}的首项a1=20,公差d =-2,则前n 项和Sn 的最大值为________. 解析 (1)依题意得2a6=4,2a7=-2,a6=2>0,a7=-1<0;又数列{an}是等差数列,因此在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当Sn 取最大值时,n =6,选B.(2)由题意得S6=6a1+15d =5a1+10d ,所以a6=0,故当n =5或6时,Sn 最大,选C. (3)因为等差数列{an}的首项a1=20,公差d =-2,代入求和公式得, Sn =na1+n (n -1)2d =20n -n (n -1)2×2 =-n2+21n =-⎝⎛⎭⎫n -2122+⎝⎛⎭⎫2122, 又因为n ∈N*,所以n =10或n =11时,Sn 取得最大值,最大值为110. 答案 (1)B (2)C (3)110[思想方法]1.判断数列为等差数列的方法(1)定义法:an+1-an=d(d是常数)⇔{an}是等差数列.(2)等差中项法:2an+1=an+an+2(n∈N*)⇔{an}是等差数列.(3)通项公式:an=pn+q(p,q为常数)⇔{an}是等差数列.(4)前n项和公式:Sn=An2+Bn(A,B为常数)⇔{an}是等差数列.2.方程思想和化归思想:在解有关等差数列的问题时可以考虑化归为a1和d等基本量,通过建立方程(组)获得解.3.在遇到三个数成等差数列问题时,可设三个数为(1)a,a+d,a+2d;(2)a-d,a,a+d;(3)a-d,a+d,a+3d等,可视具体情况而定.[易错防范]1.当公差d≠0时,等差数列的通项公式是n的一次函数,当公差d=0时,an为常数.2.公差不为0的等差数列的前n项和公式是n的二次函数,且常数项为0.若某数列的前n项和公式是常数项不为0的二次函数,则该数列不是等差数列.3.求等差数列的前n项和Sn的最值时,需要注意“自变量n为正整数”这一隐含条件.若对称轴取不到,需考虑最接近对称轴的自变量n(n为正整数);若对称轴对应两个正整数的中间,此时应有两个符合题意的n值.基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.(2014·温州二模)记Sn 为等差数列{an}的前n 项和,若S33-S22=1,则其公差d =( )A.12 B .2 C .3D .4解析 由S33-S22=1,得a1+a2+a33-a1+a22=1, 即a1+d -⎝⎛⎭⎫a1+d 2=1,∴d =2.答案 B2.设{an}是首项为a1,公差为-1的等差数列,Sn 为其前n 项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1=( )A .2B .-2C.12D .-12解析 由题意知S1=a1,S2=2a1-1,S4=4a1-6,因为S1,S2,S4成等比数列,所以S22=S1·S4,即(2a1-1)2=a1(4a1-6),解得a1=-12,故选D. 答案 D3.(2015·石家庄模拟)已知等差数列{an},且3(a3+a5)+2(a7+a10+a13)=48,则数列{an}的前13项之和为( )A .24B .39C .104D .52解析 因为{an}是等差数列,所以3(a3+a5)+2(a7+a10+a13)=6a4+6a10=48,所以a4+a10=8,其前13项的和为13(a1+a13)2=13(a4+a10)2=13×82=52,故选D. 答案 D4.(2015·广州综合测试)设Sn 是等差数列{an}的前n 项和,公差d≠0,若S11=132,a3+ak =24,则正整数k 的值为 ( )A .9B .10C .11D .12解析 依题意得S11=11(a1+a11)2=11a6=132,a6=12,于是有a3+ak =24=2a6,因此3+k =2×6=12,k =9,故选A. 答案 A5.(2014·武汉调研)已知数列{an}满足an +1=an -57,且a1=5,设{an}的前n 项和为Sn ,则使得Sn 取得最大值的序号n 的值为( ) A .7B .8C .7或8D .8或9解析 由题意可知数列{an}是首项为5,公差为-57的等差数列,所以an =5-57(n -1)=40-5n 7,该数列前7项是正数项,第8项是0,从第9项开始是负数项,所以Sn 取得最大值时,n =7或8,故选C. 答案 C 二、填空题6.(2014·肇庆二模)在等差数列{an}中,a15=33,a25=66,则a35=________. 解析 a25-a15=10d =66-33=33,∴a35=a25+10d =66+33=99. 答案 997.设Sn 为等差数列{an}的前n 项和,S2=S6,a4=1,则a5=________. 解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2a1+d =6a1+6×52d ,a1+3d =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a1=7,d =-2,∴a5=a4+d =1+(-2)=-1.答案 -18.已知等差数列{an}中,S3=9,S6=36,则a7+a8+a9=________.解析∵{an}为等差数列,∴S3,S6-S3,S9-S6成等差数列,∴2(S6-S3)=S3+(S9-S6),∴a7+a8+a9=S9-S6=2(S6-S3)-S3=2(36-9)-9=45.答案45三、解答题9.(2014·新课标全国Ⅰ卷)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:an+2-an=λ;(2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由.(1)证明由题设知,anan+1=λS n-1,an+1an+2=λS n+1-1.两式相减得an+1(an+2-an)=λa n+1.由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.(2)解由题设知,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.10.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1<0,S2 015=0.(1)求Sn 的最小值及此时n 的值; (2)求n 的取值集合,使an ≥Sn. 解 (1)设公差为d ,则由S2 015=0⇒ 2 015a1+2 015×2 0142d =0⇒a1+1 007d =0, d =-11 007a1,a1+an =2 015-n 1 007a1,∴Sn =n 2(a1+an)=n 2·2 015-n 1 007a1=a12 014(2 015n -n2). ∵a1<0,n ∈N*,∴当n =1 007或1 008时,Sn 取最小值504a1. (2)an =1 008-n1 007a1,Sn ≤an ⇔a12 014(2 015n -n2)≤1 008-n 1 007a1. ∵a1<0,∴n2-2 017n +2 016≤0, 即(n -1)(n -2 016)≤0,解得1≤n≤2 016. 故所求n 的取值集合为{n|1≤n≤2 016,n ∈N*}. 能力提升题组 (建议用时:25分钟)11.(2015·东北三省四市联考)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一.书中有一道这样的题目:把100个面包给5个人,使每人所得成等差数列,且使较大的三份之和的17是较小的两份之和,则最小的一份为 ( ) A.53B.103C.56D.116解析 依题意,设这100份面包所分成的五份由小到大依次为a -2m ,a -m ,a ,a +m ,a +2m ,则有⎩⎪⎨⎪⎧5a =100,a +(a +m )+(a +2m )=7(a -2m +a -m ),解得a =20,m =11a 24,a -2m =a 12=53,即其中最小一份为53,故选A. 答案 A12.(2014·杭州质量检测)设Sn 为等差数列{an}的前n 项和,(n +1)Sn <nSn +1(n ∈N*).若a8a7<-1,则( )A .Sn 的最大值是S8B .Sn 的最小值是S8C .Sn 的最大值是S7D .Sn 的最小值是S7解析 由条件得Sn n <Sn +1n +1,即n (a1+an )2n <(n +1)(a1+an +1)2(n +1), 所以an <an +1,所以等差数列{an}为递增数列.又a8a7<-1,所以a8>0,a7<0,即数列{an}前7项均小于0,第8项大于零,所以Sn 的最小值为S7,故选D. 答案 D13.(2014·陕西卷)已知f(x)=x1+x,x ≥0,若f1(x)=f(x),fn +1(x)=f(fn(x)),n ∈N*,则f2 014(x)的表达式为________. 解析 由已知易知fn(x)>0, ∵fn +1(x)=f(fn(x))=fn (x )1+fn (x ),∴1fn +1(x )=1+fn (x )fn (x )=1fn (x )+1⇒1fn +1(x )-1fn (x )=1, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1fn (x )是以1f1(x )=1+x x 为首项,1为公差的等差数列.∴1fn (x )=1+x x +(n -1)×1=1+nx x , ∴fn(x)=x 1+nx ,∴f2 014(x)=x1+2 014x .答案x1+2 014x14.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为Sn ,且Sk =110. (1)求a 及k 的值;(2)设数列{bn}的通项bn =Snn ,证明数列{bn}是等差数列,并求其前n 项和Tn.解 (1)设该等差数列为{an},则a1=a ,a2=4,a3=3a , 由已知有a +3a =8,得a1=a =2,公差d =4-2=2, 所以Sk =ka1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k2+k. 由Sk =110,得k2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得Sn =n (2+2n )2=n(n +1),则bn =Sn n =n +1, 故bn +1-bn =(n +2)-(n +1)=1,即数列{bn}是首项为2,公差为1的等差数列, 所以Tn =n (2+n +1)2=n (n +3)2.第3讲 等比数列及其前n 项和最新考纲 1.理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式及前n 项和公式;2.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题;3.了解等比数列与指数函数的关系.知 识 梳 理 1.等比数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q(q≠0)表示.数学语言表达式:anan -1=q(n≥2,q 为非零常数),或an +1an =q(n ∈N*,q 为非零常数).2. 等比数列的通项公式及前n 项和公式(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q ,则其通项公式为an =a1qn -1; 通项公式的推广:an =amqn -m.(2)等比数列的前n 项和公式:当q =1时,Sn =na1;当q ≠1时,Sn =a1(1-qn ) 1-q =a1-anq1-q .3.等比数列及前n 项和的性质(1)如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇔G2=ab.(2)若{an}为等比数列,且k +l =m +n(k ,l ,m ,n ∈N*),则ak ·al =am ·an .(3)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak ,ak +m ,ak +2m ,…仍是等比数列,公比为qm .(4)当q≠-1,或q =-1且n 为奇数时,Sn ,S2n -Sn ,S3n -S2n 仍成等比数列,其公比为qn . 诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)精彩PPT 展示(1)满足an +1=qan(n ∈N*,q 为常数)的数列{an}为等比数列.(×) (2)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b2=ac.(×)(3)数列{an}的通项公式是an =an ,则其前n 项和为Sn =a (1-an )1-a .(×)(4)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.(×) 2.已知{an}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10等于( ) A .7 B .5 C .-5 D .-7解析 法一 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a4+a7=a1q3+a1q6=2,a5a6=a1q4×a1q5=a21q9=-8,∴⎩⎪⎨⎪⎧q3=-2,a1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q3=-12,a1=-8,∴a1+a10=a1(1+q9)=-7. 法二 由⎩⎪⎨⎪⎧a4+a7=2,a5a6=a4a7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a4=-2,a7=4或⎩⎪⎨⎪⎧a4=4,a7=-2.∴⎩⎪⎨⎪⎧q3=-2,a1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q3=-12,a1=-8,∴a1+a10=a1(1+q9)=-7. 答案 D3.(2014·大纲全国卷)设等比数列{an}的前n 项和为Sn.若S2=3,S4=15,则S6=( ) A .31 B .32 C .63 D .64解析 由等比数列的性质,得(S4-S2)2=S2·(S6-S4),即122=3×(S6-15),解得S6=63.故选C.答案 C4.(2014·广东卷)若等比数列{an}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则ln a1+ln a2+…+ln a20=________.解析 由等比数列的性质可知,a10a11+a9a12=2e5,所以a10·a11=e5,于是 ln a1+ln a2+…+ln a20=10ln(a10·a11)=10ln e5=50. 答案 505.(人教A 必修5P54A8改编)在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.解析 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q3,q3=27,∴q =3.所以插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81. 答案 27,81考点一 等比数列中基本量的求解【例1】 (1)设{an}是由正数组成的等比数列,Sn 为其前n 项和.已知a2a4=1,S3=7,则S5等于( ) A.152 B.314 C.334 D.172(2)在等比数列{an}中,a4=2,a7=16,则an =________.(3)在等比数列{an}中,a2+a5=18,a3+a6=9,an =1,则n =________. 解析 (1)显然公比q≠1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a1q·a1q3=1,a1(1-q3)1-q =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a1=4,q =12或⎩⎪⎨⎪⎧a1=9,q =-13(舍去),∴S5=a1(1-q5)1-q=4⎝⎛⎭⎫1-1251-12=314. (2)由a7a4=q3=8,知q =2,所以an =a4qn -4=2·2n -4=2n -3. (3)因为a3+a6=q(a2+a5),所以q =12,由a1q +a1q4=18,知a1=32, 所以an =a1qn -1=1,解得n =6. 答案 (1)B (2)2n -3 (3)6规律方法 等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,数列中有五个量a1,n ,q ,an ,Sn ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.【训练1】 在等比数列{an}中,a2-a1=2,且2a2为3a1和a3的等差中项,求数列{an}的首项、公比及前n 项和.解 设该数列的公比为q ,由已知可得a1q -a1=2, 4a1q =3a1+a1q2,所以a1(q -1)=2,q2-4q +3=0, 解得q =3或q =1.由于a1(q -1)=2,因此q =1不合题意,应舍去. 故公比q =3,首项a1=1. 所以数列的前n 项和Sn =3n -12. 考点二 等比数列的性质及应用【例2】 (1)公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则log2a10=( ) A .4 B .5 C .6 D .7。
高考数学大一轮复习 第六章 数列 1 第1讲 数列的概念与简单表示法课件 文

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由an与Sn的关系求通项公式(gōngshì)an(师生共研)
(1)(2019·湖南三市联考)设数列{an}的前 n 项和为 Sn,且
Sn=a1(4n3-1),若 a4=32,则 a1 的值为(
)
A.12
B.14
C.18
D.116
(2)已知数列{an}满足 a1+2a2+3a3+…+nan=n+1(n∈N*),则 数列{an}的通项公式是________.
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.( ) (2)所有数列的第 n 项都能使用通项公式表示.( ) (3)数列{an}和集合{a1,a2,a3,…,an}是一回事.( ) (4)若数列用图象表示,则从图象上看都是一群孤立的点.( ) (5)一个确定的数列,它的通项公式只有一个.( ) (6)若数列{an}的前n项和为Sn,则对∀n∈N*,都有an=Sn-Sn-1.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
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由递推关系求数列的通项公式(gōngshì)(师生共研)
分别求出满足下列条件的数列的通项公式. (1)a1=0,an+1=an+(2n-1)(n∈N*); (2)a1=1,an=n-n 1an-1(n≥2,n∈N*); (3)a1=1,an+1=3an+2(n∈N*).
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2.在数列{an}中,a1=1,an+1=2nan,则 an=________.
解析:由于aan+n 1=2n, 故aa21=21,aa32=22,…,aan-n 1=2n-1, 将这 n-1 个等式叠乘,
高考数学一轮复习第六章第1讲数列的概念与简单表示法文(含解析)
第六章 数 列第1讲 数列的概念与简单表示法一、选择题1.数列{a n }:1,-58,715,-924,…的一个通项公式是( )A .a n =(-1)n +12n -1n 2+n(n ∈N +) B .a n =(-1)n -12n +1n 3+3n (n ∈N +) C .a n =(-1)n +12n -1n 2+2n (n ∈N +) D .a n =(-1)n -12n +1n 2+2n(n ∈N +) 解析 观察数列{a n }各项,可写成:31×3,-52×4,73×5,-94×6,故选D.答案 D2.把1,3,6,10,15,21这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的点子可以排成一个正三角形(如图所示).则第七个三角形数是( ). A .27B .28C .29D .30解析 观察三角形数的增长规律,可以发现每一项与它的前一项多的点数正好是本身的序号,所以根据这个规律计算即可.根据三角形数的增长规律可知第七个三角形数是1+2+3+4+5+6+7=28. 答案 B3.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1(n ∈N *),则a 5=( ). A .-16B .16C .31D .32解析 当n =1时,S 1=a 1=2a 1-1,∴a 1=1,又S n -1=2a n -1-1(n ≥2),∴S n -S n -1=a n =2(a n -a n -1). ∴a n a n -1=2.∴a n =1×2n -1,∴a 5=24=16. 答案 B4.将石子摆成如图的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为梯形数,根据图形的构成,此数列的第2 014项与5的差即a 2 014-5=( ).A .2 020×2 012B .2 020×2 013C .1 010×2 012D .1 010×2 013解析 结合图形可知,该数列的第n 项a n =2+3+4+…+(n +2).所以a 2 014-5=4+5+…+2 016=2 013×1 010.故选D. 答案 D5.在数列{a n }中,a n =-2n 2+29n +3,则此数列最大项的值是 ( ). A .103B.8658C.8258D .108解析 根据题意并结合二次函数的性质可得:a n =-2n 2+29n +3=-2⎝⎛⎭⎪⎫n 2-292n +3=-2⎝⎛⎭⎪⎫n -2942+3+8418,∴n =7时,a n 取得最大值,最大项a 7的值为108. 答案 D6.定义运算“*”,对任意a ,b ∈R ,满足①a *b =b *a ;②a *0=a ;(3)(a *b )*c =c *(ab )+(a *c )+(c *b ).设数列{a n }的通项为a n =n *1n*0,则数列{a n }为( ).A .等差数列B .等比数列C .递增数列D .递减数列解析 由题意知a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n *1n *0=0]n ·1n +(n *0)+⎝ ⎛⎭⎪⎫0]1n )=1+n +1n ,显然数列{a n }既不是等差数列也不是等比数列;又函数y =x +1x在[1,+∞)上为增函数,所以数列{a n }为递增数列. 答案 C 二、填空题7.在函数f (x )=x 中,令x =1,2,3,…,得到一个数列,则这个数列的前5项是________. 答案 1,2,3,2, 58.已知数列{a n }满足a 1=1,且a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则a 2=________;a n =________. 解析 由a n =n (a n +1-a n ),可得a n +1a n =n +1n,则a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 2a 1·a 1=n n -1×n -1n -2×n -2n -3×…×21×1=n ,∴a 2=2,a n =n .答案 2 n9.已知f (x )为偶函数,f (2+x )=f (2-x ),当-2≤x ≤0时,f (x )=2x ,若n ∈N *,a n =f (n ),则a 2 013=________.解析 ∵f (x )为偶函数,∴f (x )=f (-x ), ∴f (x +2)=f (2-x )=f (x -2). 故f (x )周期为4,∴a 2 013=f (2 013)=f (1)=f (-1)=2-1=12.答案 1210.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-9n ,第k 项满足5<a k <8,则k 的值为________. 解析 ∵S n =n 2-9n ,∴n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -10,a 1=S 1=-8适合上式,∴a n =2n -10(n ∈N *),∴5<2k -10<8,得7.5<k <9.∴k =8. 答案 8 三、解答题11.数列{a n }的通项公式是a n =n 2-7n +6. (1)这个数列的第4项是多少?(2)150是不是这个数列的项?若是这个数列的项,它是第几项? (3)该数列从第几项开始各项都是正数? 解 (1)当n =4时,a 4=42-4×7+6=-6.(2)令a n =150,即n 2-7n +6=150,解得n =16,即150是这个数列的第16项. (3)令a n =n 2-7n +6>0,解得n >6或n <1(舍), ∴从第7项起各项都是正数.12.若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0,得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n-1n -=n -1-n 2nn -=-12n n -.当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n=⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n n -,n ≥2.13.设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=a (a ≠3),a n +1=S n +3n ,n ∈N *. (1)设b n =S n -3n,求数列{b n }的通项公式; (2)若a n +1≥a n ,n ∈N *,求a 的取值范围. 解 (1)依题意,S n +1-S n =a n +1=S n +3n, 即S n +1=2S n +3n,由此得S n +1-3n +1=2(S n -3n),又S 1-31=a -3(a ≠3),故数列{S n -3n}是首项为a -3,公比为2的等比数列, 因此,所求通项公式为b n =S n -3n=(a -3)2n -1,n ∈N *.(2)由(1)知S n =3n+(a -3)2n -1,n ∈N *,于是,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n+(a -3)2n -1-3n -1-(a -3)2n -2=2×3n -1+(a -3)2n-2,当n =1时,a 1=a 不适合上式,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n =1,2×3n -1+a -n -2,n ≥2.a n +1-a n =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3, 当n ≥2时,a n +1≥a n ⇔12·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3≥0⇔a ≥-9.又a 2=a 1+3>a 1.综上,所求的a 的取值范围是[-9,+∞).14.在等差数列{a n }中,a 3+a 4+a 5=84,a 9=73. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)对任意m ∈N *,将数列{a n }中落入区间(9m,92m)内的项的个数记为b m ,求数 列{b m }的前m 项和S m .解 (1)因为{a n }是一个等差数列, 所以a 3+a 4+a 5=3a 4=84,即a 4=28.设数列{a n }的公差为d ,则5d =a 9-a 4=73-28=45,故d =9. 由a 4=a 1+3d 得28=a 1+3×9,即a 1=1.所以a n =a 1+(n -1)d =1+9(n -1)=9n -8(n ∈N *). (2)对m ∈N *,若9m <a n <92m, 则9m +8<9n <92m +8,因此9m -1+1≤n ≤92m -1,故得b m =92m -1-9m -1.于是S m =b 1+b 2+b 3+…+b m =(9+93+…+92m -1)-(1+9+…+9m -1)=-81m1-81-1-9m1-9=92m +1-10×9m+180.。
高考数学一轮复习 第六章 数列 6.1 数列的概念与简单表示法课件 文
解析 注意到分母0,2,4,6都是偶数,对照所给项排除即可.
解析答案
(2)数列{an}的前 2n+1
4
项是32,1,170,197,则这个数列的一个通项公式是
an
=_n_2_+__1___.
2×1+1 2×2+1 2×3+1 2×4+1 解析 数列{an}的前 4 项可变形为 12+1 , 22+1 , 32+1 , 42+1 ,
解析答案
(3)12,14,-58,1136,-2392,6614,…. 解 各项的分母分别为21, 22,23,24,…,易看出第2,3,4项的分子分 别比分母小3.
2-3 因此把第 1 项变为- 2 ,
21-3 22-3 23-3 24-3 原数列化为- 21 , 22 ,- 23 , 24 ,…, 故 an=(-1)n2n2-n 3.
满足条件
有限
项数
无限
项数
答案
按项与 项间 的大小 关系
递增数列 an>+ 1____an
<
递减数列 an+ 1____an
其中n∈N*
分类
常数列 an+1=an
有界数列 按其他
存在正数M,使|an|≤M
摆动数列 从第2项起,有些项大于它
答案
3.数列的表示法 数列有三种表示法,它们分别是列表法 、 图象法 和 解析法 .
解析答案
题型二 由数列的前n项和求数列的通项公式
例2 设数列{an}的前n项和为Sn,数列{Sn}的前n项和为Tn,满足Tn =2Sn-n2,n∈N*. (1)求a1的值; 解 令n=1时,T1=2S1-1, 因为T1=S1=a1, 所以a1=2a1-1, 所以a1=1.
北师大版高考数学一轮复习统考第6章数列第1讲数列的概念与简单表示法课件
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6
3.数列通项公式的注意点 (1)并不是所有的数列都有通项公式; (2)同一个数列的通项公式在形式上未必唯一; (3)对于一个数列,如果只知道它的前几项,而没有指出它的变化规律, 是不能确定这个数列的. 4.递推公式:如果已知数列{an}的第 1 项(或前几项),且从第二项(或 某一项)开始的任一项 an 与它的前一项 an-1(或前几项)间的关系可以用一个 公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.
有些项小于它的前一项的数列
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4
3.数列的表示法 数列有三种常见表示法,它们分别是 07 __列__表__法___、08 __图__象__法___和 09 ____解__析__法____. 4.数列的通项公式 如果数列{an}的第 n 项与 10 __序__号__n___之间的关系可以用一个式子来表
15 A.16
B.185
3 C.4
D.38
解析 由已知得 a2=1+(-1)2=2,∴2a3=2+(-1)3,a3=12,∴12a4=
12+(-1)4,a4=3,∴3a5=3+(-1)5,∴a5=23,∴aa35=12×32=34.故选 C.
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解析 12答案
4.(2019·济宁模拟)若 Sn 为数列{an}的前 n 项和,且 Sn=n+n 1,则a15等
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7
5.通项公式和递推公式的异同点
不同点
相同点
通项 可根据某项的序号 n 的值,直接代入求出
公式 an
都可确定一个
可根据第一项(或前几项)的值,通过一次 数列,也都可求
递推 (或多次)赋值,逐项求出数列的项,直至 出 数 列 的 任 意
(苏教版)高考数学一轮复习第六章数列第一节数列的概念及其简单表示法教案文(解析版)
1.数列的有关概念2.数列的表示方法3.a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.4.数列的分类[小题体验]1.数列-1,43,-95,167,…的一个通项公式是________.解析:-1=-11,数列1,4,9,16,…对应通项n 2,数列1,3,5,7,…对应通项2n -1,数列-1,1,-1,1,…对应通项(-1)n,故a n =(-1)n·n 22n -1.答案:a n =(-1)n·n 22n -12.已知数列{}a n 满足a n =4a n -1+3,且a 1=0,则a 5=________.解析:a 2=4a 1+3=3,a 3=4a 2+3=15,a 4=4a 3+3=63,a 5=4a 4+3=255. 答案:2553.数列{a n }的通项公式为a n =-n 2+9n ,则该数列第________项最大. 答案:4或54.若数列{}a n 的前n 项和S n =n 2+3n ,则a 4+a 5+a 6a 1+a 2+a 3=________.解析:∵数列{}a n 的前n 项和S n =n 2+3n , ∴a 1+a 2+a 3=S 3=32+3×3=18,∵a 4+a 5+a 6=S 6-S 3=36,∴a 4+a 5+a 6a 1+a 2+a 3=2.答案:21.易混项与项数的概念,数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号. 2.在利用数列的前n 项和求通项时,往往容易忽略先求出a 1,而是直接把数列的通项公式写成a n =S n -S n -1的形式,但它只适用于n ≥2的情形.[小题纠偏]1.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式是________________. 解析:当n =1时,a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -3)-(2n -1-3)=2n -2n -1=2n -1.又a 1=-1不适合上式,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥22.若数列{}a n 的前n 项和S n =23a n +13,则{}a n 的通项公式a n =________.解析:由S n =23a n +13得,当n ≥2时,S n -1=23a n -1+13,两式相减,得a n =23a n -23a n -1,∴当n ≥2时,a n =-2a n -1,即a na n -1=-2.又n =1时,S 1=a 1=23a 1+13,a 1=1,∴数列{a n }是以1为首项,-2为公比的等比数列, ∴a n =(-2)n -1.答案:(-2)n -1考点一 数列的性质 基础送分型考点——自主练透[题组练透]1.若a n =n 2+λn +3(其中λ为实常数),n ∈N *,且数列{}a n 为单调递增数列,则实数λ的取值范围是________.解析:法一:(函数观点)因为{}a n 为单调递增数列,所以a n +1>a n ,即(n +1)2+λ(n +1)+3>n 2+λn +3,化简为λ>-2n -1对一切n ∈N *都成立,所以λ>-3.故实数λ的取值范围是(-3,+∞).法二:(数形结合法)因为{}a n 为单调递增数列,所以a 1<a 2,要保证a 1<a 2成立,二次函数f (x )=x 2+λx +3的对称轴x =-λ2应位于1和2中点的左侧,即-λ2<32,亦即λ>-3,故实数λ的取值范围是(-3,+∞).答案:(-3,+∞)2.已知数列{a n }的通项公式a n =(n +1)0.9n ,求n 为何值时,a n 取得最大值. 解:因为a 1=2×0.9=1.8,a 2=3×0.81=2.43, 所以 a 1<a 2,所以 a 1不是数列{a n }中的最大项.设第n 项a n 的值最大,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥a n +1,a n ≥a n -1,即⎩⎪⎨⎪⎧n +10.9n n +20.9n +1,n +10.9n ≥n 0.9n -1,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≥8,n ≤9.所以当n 为8或9时,a n 取得最大值.[谨记通法]求数列中最大或最小项的2种方法(1)单调性法:可以借助于函数的单调性来研究数列的最值问题.有时可利用作差或作商比较法来探究数列的单调性.(2)不等式组法:若满足⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥a n -1,a n ≥a n +1,则a n 为数列{a n }中的最大项;若满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤a n -1,a n ≤a n +1,则a n 为数列{a n }中的最小项.考点二 由a n 与S n 的关系求通项a n重点保分型考点——师生共研[典例引领]已知下面数列{a n }的前n 项和S n ,求{a n }的通项公式. (1)S n =2n 2-3n ; (2)S n =3n +b .解:(1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,所以a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +b )-(3n -1+b )=2·3n -1.当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. 所以当b =-1时,a n =2·3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b ,n =1,2·3n -1,n ≥2. [由题悟法]已知S n 求a n 的 3个步骤 (1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式; (3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.[即时应用]已知数列{a n }的前n 项和为S n .(1)若S n =(-1)n +1·n ,求a 5+a 6及a n ;(2)若S n =3n +2n +1,求a n .解:(1)a 5+a 6=S 6-S 4=(-6)-(-4)=-2, 当n =1时,a 1=S 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(-1)n +1·n -(-1)n ·(n -1)=(-1)n +1·[n +(n -1)]=(-1)n +1·(2n -1),又a 1也适合此式,所以a n =(-1)n +1·(2n -1).(2)因为当n =1时,a 1=S 1=6; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +2n +1)-[3n -1+2(n -1)+1]=2·3n -1+2,由于a 1不适合此式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2·3n -1+2,n ≥2. 考点三 由递推关系式求数列的通项公式 题点多变型考点——多角探明[锁定考向]递推公式和通项公式是数列的两种表示方法,它们都可以确定数列中的任意一项,只是由递推公式确定数列中的项时,不如通项公式直接.常见的命题角度有:(1)形如a n +1=a n f (n ),求a n ; (2)形如a n +1=a n +f (n ),求a n ;(3)形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1),求a n .[题点全练]角度一:形如a n +1=a n f (n ),求a n1.已知a 1=2,a n +1=2n a n ,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:∵a n +1=2n a n ,∴a n +1a n =2n ,当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·2=2n 2-n +22.又a 1=1也符合上式,∴a n =2n 2-n +22.答案:2n 2-n +22角度二:形如a n +1=a n +f (n ),求a n 2.已知a 1=1,a n =a n -1+1n ()n -1(n ≥2,n ∈N *),求数列{a n }的通项公式.解:由a n =a n -1+1nn -1(n ≥2),得a n -a n -1=1n -1-1n(n ≥2).则a 2-a 1=1-12,a 3-a 2=12-13,…,a n -a n -1=1n -1-1n.将上述n -1个式子累加,得a n =2-1n .当n =1时,a 1=1也满足,故a n =2-1n (n ∈N *).角度三:形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1),求a n3.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +2,求数列{a n }的通项公式. 解:因为a n +1=3a n +2,所以a n +1+1=3(a n +1),所以a n +1+1a n +1=3,所以数列{a n +1}为等比数列,公比q =3,又a 1+1=2,所以a n +1=2·3n -1,所以a n =2·3n -1-1(n ∈N *).[通法在握]典型的递推数列及处理方法[演练冲关]根据下列条件,求数列{a n }的通项公式.(1)满足a 1=1,a n =3n -1+a n -1(n ≥2);(2)满足a 1=1,a n =n -1n·a n -1(n ≥2).解:(1)由a 1=1,a n -a n -1=3n -1(n ≥2),得a 1=1,a 2-a 1=3,a 3-a 2=32,…,a n -1-a n -2=3n -2,a n-a n -1=3n -1,以上等式两边分别相加得a n =1+3+32+…+3n -1=3n -12.当n =1时,a 1=1也适合,∴a n=3n -12.(2)a n =n -1n ·a n -1(n ≥2),a n -1=n -2n -1·a n -2,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n.当n =1时也满足此等式,∴a n =1n.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·南通期末)已知数列{}a n 的前4项为1,-14,19,-116,则数列{}a n 的一个通项公式为______________.解析:根据题意,数列{}a n 的前4项为1,-14,19,-116,则a 1=(-1)1+1×112=1,a 2=(-1)2+1×122=-14,a 3=(-1)3+1×132=19,a 4=(-1)4+1·142=-116,以此类推可得:a n =(-1)n +1·1n 2.答案:a n =(-1)n +1·1n22.(2018·盐城二模)已知数列{}a n 的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +1=2S n (n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________________.解析:当n ≥2时,a n =2S n -1, ∴a n +1-a n =2S n -2S n -1=2a n , 即a n +1=3a n , ∵a 2=2a 1=2, ∴a n =2·3n -2,n ≥2.当n =1时,a 1=1,∴数列{}a n 的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2·3n -2,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2·3n -2,n ≥2 3.(2018·苏州期中)已知数列{}a n 的通项公式为a n =5n +1,数列{}b n 的通项公式为b n =n 2,若将数列{}a n ,{}b n 中相同的项按从小到大的顺序排列后看作数列{}c n ,则c 6的值为________.解析:∵数列{}a n 的通项公式为a n =5n +1, ∴数列中数据符合平方的数有:16,36,81,121,196,256. ∵数列{}b n 的通项公式为b n =n 2, 当n =4,6,9,11,14,16时符合上面各个数.∴数列{}a n ,{}b n 中相同的项按从小到大的顺序排列后看作数列{}c n ,c 6的值为256. 答案:2564.(2019·南通第一中学测试)已知数列{a n }对任意的p ,q ∈N *,满足a p +q =a p +a q 且a 2=6,则a 10=________.解析:a 4=a 2+a 2=12,a 6=a 4+a 2=18,a 10=a 6+a 4=30. 答案:305.数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n +S n -1=2n -1(n ≥2),且S 2=3,则a 1+a 3的值为________. 解析:因为S n +S n -1=2n -1(n ≥2),令n =2, 得S 2+S 1=3,由S 2=3得a 1=S 1=0, 令n =3,得S 3+S 2=5,所以S 3=2,则a 3=S 3-S 2=-1,所以a 1+a 3=0+(-1)=-1. 答案:-16.(2018·无锡期末)对于数列{a n },定义数列{b n }满足b n =a n +1-a n (n ∈N *),且b n +1-b n =1(n ∈N *),a 3=1,a 4=-1,则a 1=________.解析:因为b 3=a 4-a 3=-1-1=-2,所以b 2=a 3-a 2=b 3-1=-3,所以b 1=a 2-a 1=b 2-1=-4,三式相加可得a 4-a 1=-9,所以a 1=a 4+9=8.答案:8二保高考,全练题型做到高考达标1.数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N *),a 2=2,则通项公式a n =________.解析:因为a n +a n +1=12,a 2=2,所以a 1=-32,a 3=-32,a 4=2,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧-32,n 为奇数,2,n 为偶数.答案:⎩⎪⎨⎪⎧-32,n 为奇数,2,n 为偶数2.(2018·启东中学调研)已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n1-a n(n ∈N *),则连乘积a 1a 2a 3…a 2 017a 2 018=________.解析:因为a 1=2,a n +1=1+a n 1-a n,所以a 2=-3,a 3=-12,a 4=13,a 5=2,所以数列{a n }的周期为4,且a 1a 2a 3a 4=1,所以a 1a 2a 3…a 2 017a 2 018=a 2 017·a 2 018=a 1·a 2=-6.答案:-63.(2019·苏州模拟)在数列{}a n 中,若a 4=1,a 12=5,且任意连续三项的和都是15,则a 2 018=________. 解析:∵任意连续三项的和都是15,∴a n +a n +1+a n +2=15,同时a n +1+a n +2+a n +3=15, 则a n +a n +1+a n +2=a n +1+a n +2+a n +3,即a n +3=a n , 即数列是周期为3的周期数列,则由a 4=1,a 12=5,得a 4=a 1=1,a 12=a 9=a 6=a 3=5,则由a 1+a 2+a 3=15,得a 2=9, ∴a 2 018=a 672×3+2=a 2=9. 答案:94.(2018·常州期中)已知数列{}a n 的通项公式a n =nn 2+36,则{}a n 中的最大项的值是________.解析:a n =n n 2+36=1n +36n ≤12n ·36n=112,当且仅当n =6时取等号, 则{}a n 中的最大项的值为112.答案:1125.已知数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n ·2n +1,该数列的项排成一个数阵(如图),则该数阵中的第10行第3个数为________.a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 ……解析:由题意可得该数阵中的第10行第3个数为数列{a n }的第1+2+3+…+9+3=9×102+3=48项,而a 48=(-1)48×96+1=97,故该数阵中的第10行第3个数为97.答案:976.(2018·常州第一中学检测)已知{a n }满足a n +1=a n +2n ,且a 1=33,则a nn 的最小值为________.解析:由已知条件可知,当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=33+2+4+…+2(n -1)=n 2-n +33,又n =1时,a 1=33满足此式.所以a n =n 2-n +33,n ∈N *,所以a n n =n +33n-1.令f (n )=n +33n -1,则f (n )在[1,5]上为减函数,在[6,+∞)上为增函数,又f (5)=535,f (6)=212,则f (5)>f (6),故f (n )=a n n 的最小值为212.答案:2127.在数列{a n }中,a 1=1,a n =n 2n 2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),则a n =________.解析:由题意知a n a n -1=n 2n 2-1=n 2n -1n +1,所以a n =a 1×a 2a 1×a 3a 2×…×a na n -1=1×2222-1×3232-1×…×n 2n 2-1=22×32×42×…×n 22-12+13-13+14-14+1n -1n +1=22×32×42×…×n 21×3×2×4×3×5n -1n +1=2nn +1. 答案:2n n +18.数列{a n }定义如下:a 1=1,当n ≥2时,a n=⎩⎨⎧1+a 2n ,n 为偶数,1a n -1,n 为奇数,若a n =14,则n =________.解析:因为a 1=1,所以a 2=1+a 1=2,a 3=1a 2=12,a 4=1+a 2=3,a 5=1a 4=13,a 6=1+a 3=32,a 7=1a 6=23,a 8=1+a 4=4,a 9=1a 8=14,所以n =9. 答案:99.已知S n 为正项数列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n+12a n (n ∈N *). (1)求a 1,a 2,a 3,a 4的值; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)由S n =12a 2n +12a n (n ∈N *),可得 a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1; S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2; 同理,a 3=3,a 4=4. (2)S n =12a 2n +12a n,①当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,② ①-②得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0, 所以a n -a n -1=1, 又由(1)知a 1=1,故数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,故a n =n .10.已知{a n }是公差为d 的等差数列,它的前n 项和为S n ,S 4=2S 2+4,在数列{b n }中,b n =1+a n a n .(1)求公差d 的值;(2)若a 1=-52,求数列{b n }中的最大项和最小项的值;(3)若对任意的n ∈N *,都有b n ≤b 8成立,求a 1的取值范围. 解:(1)因为S 4=2S 2+4,所以4a 1+3×42d =2(2a 1+d )+4,解得d =1.(2)因为a 1=-52,所以数列{a n }的通项公式为a n =-52+(n -1)×1=n -72,所以b n =1+a n a n =1+1a n =1+1n -72.因为函数f (x )=1+1x -72在⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上分别是单调减函数, 所以b 3<b 2<b 1<1,当n ≥4时,1<b n ≤b 4, 所以数列{b n }中的最大项是b 4=3,最小项是b 3=-1. (3)由b n =1+1a n ,得b n =1+1n +a 1-1.又函数f (x )=1+1x +a 1-1在(-∞,1-a 1)和(1-a 1,+∞)上分别是单调减函数,且x <1-a 1时,y <1;当x >1-a 1时,y >1.因为对任意的n ∈N *,都有b n ≤b 8, 所以7<1-a 1<8,所以-7<a 1<-6, 所以a 1的取值范围是(-7,-6). 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·通州期末)在我国古代数学著作《孙子算经》中,卷下第二十六题是:今有物,不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?满足题意的答案可以用数列表示,该数列的通项公式可以表示为a n =________.解析:本题的意思是一个数用3除余2,用7除也余2,所以用3与7的最小公倍数21除也余2,而用21除余2的数我们首先就会想到23,而23恰好被5除余3,即最小的一个数为23, 同时这个数相差又是3,5,7的最小公倍数,即3×5×7=105,所以该数列的通项公式可以表示为a n =105n +23.答案:105n +232.数列{a n }的通项公式为a n =n +b n,若对任意的n ∈N *都有a n ≥a 5,则实数b 的取值范围为________. 解析:由题意可得b >0,因为对所有n ∈N *,不等式a n ≥a 5恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 4≥a 5,a 6≥a 5,即⎩⎨⎧ 4+b 4≥5+b 5,6+b 6≥5+b 5,解得20≤b ≤30,经验证,数列在(1,4)上递减,在(5,+∞)上递增,或在(1,5)上递减,在(6,+∞)上递增,符合题意.所以b ∈[20,30].答案:[20,30]3.已知二次函数f (x )=x 2-ax +a (a >0,x ∈R),有且只有一个零点,数列{a n }的前n 项和S n =f (n )(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设c n =1-4a n(n ∈N *),定义所有满足c m ·c m +1<0的正整数m 的个数,称为这个数列{c n }的变号数,求数列{c n }的变号数.解:(1)依题意,Δ=a 2-4a =0,所以a =0或a =4.又由a >0得a =4,所以f (x )=x 2-4x +4.所以S n =n 2-4n +4.当n =1时,a 1=S 1=1-4+4=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -5.所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -5,n ≥2. (2)由题意得c n =⎩⎪⎨⎪⎧-3,n =1,1-42n -5,n ≥2. 由c n =1-42n -5可知,当n ≥5时,恒有c n >0. 又c 1=-3,c 2=5,c 3=-3,c 4=-13,c 5=15,c 6=37, 即c 1·c 2<0,c 2·c 3<0,c 4·c 5<0,所以数列{c n }的变号数为3.。
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教育是最好的老师,小学初中高中资料汇集 专注专业学习坚持不懈勇攀高峰1 【大高考】2017版高考数学一轮总复习 第6章 数列 第1节 数列的概念及简单表示法模拟创新题 理 一、选择题 1.(2016·陕西西安模拟)已知数列{an}的通项公式为an=n2-2λn(n∈N*),则“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 解析 若数列{an}为递增数列,则an+1-an>0,即2n+1>2λ对任意n∈N*都成立,于是有
3>2λ,λ<32,由λ<1可得λ<32;反之由λ<32不能得到λ<1,因此“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的充分不必要条件,故选A. 答案 A
2.(2016·玉溪一中模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an (n为正奇数),an+1 (n为正偶数),则其前6项之和是( ) A.16 B.20 C.33 D.120 解析 a2=2a1=2,a3=a2+1=3,a4=2a3=6,a5=a4+1=7,a6=2a5=14,∴S6=1+2+3+6+7+14=33. 答案 C 3.(2015·天津南开中学月考)下列可作为数列{an}:1,2,1,2,1,2,…的通项公式的是( )
A.an=1 B.an=(-1)n+12
C.an=2-|sin nπ2| D.an=(-1)n-1+32 解析 A项显然不成立;n=1时,a1=-1+12=0,故B项不正确;n=2时,a2=(-1)2-1+32
=1,故D项不正确.由an=2-|sin nπ2|可得a1=1,a2=2,a3=1,a4=2,…,故选C. 答案 C 4.(2014·济南外国语学校模拟)已知数列{an}满足a1=0,an+1=an-33an+1(n∈N*),则a2 016
等于( ) A.0 B.-3 教育是最好的老师,小学初中高中资料汇集 专注专业学习坚持不懈勇攀高峰2 C.3 D.32 解析 由已知得a1=0,a2=-3,a3=3,a4=0,a5=-3=a2,a6=a3,…,由此归纳得出an+3=an,故a2 016=a3×672=a3=3,选C. 答案 C 5.(2014·北大附中模拟)在数列{an}中,已知a1=2,a2=7,an+2等于anan+1(n∈N*)的个位数,则a2 013的值是( ) A.8 B.6 C.4 D.2 解析 a1a2=2×7=14,∴a3=4,4×7=28,∴a4=8,4×8=32,∴a5=2,2×8=16,∴a6=6,a7=2,a8=2,a9=4,a10=8,a11=2,∴从第三项起,an的值成周期排列,周期数为6,2 013=335×6+3,∴a2 013=a3=4. 答案 C 二、填空题 6.(2014·山东聊城二模)如图所示是一个类似杨辉三角的数阵,则第n(n≥2)行的第2个数为________.
解析 每行的第2个数构成一个数列{an},由题意知a2=3,a3=6,a4=11,a5=18,所以 a3-a2=3,a4-a3=5,a5-a4=7,…,an-an-1=2(n-1)-1=2n-3,由累加法得an
-a2=[(2n-3)+3]×(n-2)2=n2-2n, 所以an=n2-2n+a2=n2-2n+3(n≥2). 答案 n2-2n+3 创新导向题 利用递推公式求数列通项公式问题 7.已知正项数列{an}满足a2n+1-6a2n=an+1an,若a1=2,则数列{an}的前n项和为________. 解析 ∵a2n+1-6a2n=an+1an,∴(an+1-3an)(an+1+2an)=0,∵an>0,∴an+1=3an,又a1=2,
∴{an}是首项为2,公比为3的等比数列,∴Sn=2(1-3n)1-3=3n-1. 答案 3n-1 教育是最好的老师,小学初中高中资料汇集 专注专业学习坚持不懈勇攀高峰3 利用Sn与an关系式求an问题 8.已知数列{an}的前n项和Sn=5n-3,则数列{an}的通项公式为an=________(n∈N*). 解析 数列的前n项和Sn=5n-3, ∴当n=1时,a1=S1=5-3=2, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(5n-3)-(5n-1-3)=4×5n-1.此式中令n=1,得a1=4, ∴a1不适合an=4×5n-1(n≥2).
故数 列的通项公式an=2 (n=1),4×5n-1 (n≥2).
答案
2 (n=1),
4×5n-1 (n≥2) 专项提升测试 模拟精选题 一、选择题
9.(2016·广东佛山一模)数列{an}满足a1=1,a2=1,an+2=1+sin2nπ2an+4cos2nπ2,则a9,a10的大小关系为( )
二、填空题 10.(2015·温州质检)已知数列{an}的通项公式为an=(n+2)·78n,则当an取得最大值时,n等于________.
解析 由题意知an≥an-1,an≥an+1,∴(n+2)78n≥(n+1)78n-1,(n+2)78n≥(n+3)78n+1. 解得n≤6,n≥5.∴n=5或6. 答案 5或6 11.(2015·天津新华中学模拟)已知数列{an}的前n项和Sn=2an-1,则满足ann≤2的正整数n的集合为________.
解析 因为Sn=2an-1, 所以当n≥2时,Sn-1=2an-1-1, 两式相减得an=2an-2an-1, 整理得an=2an-1, 教育是最好的老师,小学初中高中资料汇集 专注专业学习坚持不懈勇攀高峰4 所以{an}是公比为2的等比数列. 又因为a1=2a1-1,所以a1=1,
故an=2n-1,而ann≤2,即2n-1≤2n, 所以有n∈{1,2,3,4}. 答案 {1,2,3,4}
12.(2016·河南洛阳模拟)已知数列{an}满足a1=2,an+1=1+an1-an(n∈N*),则该数列的前2 015项的乘积a1·a2·a3·…·a2 015=________. 解析 由题意可得,a2=1+a11-a1=-3,
a3=1+a21-a2=-12,a4=1+a31-a3=13,a5=1+a41-a4=2=a1,所以{an}是以4为周期的数列,而2015
=4×503+3,a1a2a3a4=1,则前2 015项的乘积为1503·a1·a2·a3=3. 答案 3 三、解答题
13.(2015·青岛一中模拟)在数列{an}中,a1=1,a1+2a2+3a3+…+nan=n+12an+1(n∈N*). (1)求数列{an}的通项an; (2)若存在n∈N*,使得an≤(n+1)λ成立,求实数λ的最小值.
解 (1)当n≥2时,由题可得a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=n2an.①
a1+2a2+3a3+…+nan=n+12an+1
,②
②-①得nan=n+12an+1-n2an, 即(n+1)an+1=3nan,(n+1)an+1nan=3, ∴{nan}是以2a2=2为首项,3为公比的等比数列(n≥2), ∴nan=2·3n-2,
∴an=2n·3n-2(n≥2),
∵a1=1,∴an=1,n=1,2n·3n-2,n≥2. (2)an≤(n+1)λ⇔λ≥ann+1,由(1)可知当n≥2时,ann+1=2·3n-2n(n+1), 教育是最好的老师,小学初中高中资料汇集 专注专业学习坚持不懈勇攀高峰5 设f(n)=n(n+1)2·3n(n≥2,n∈N*), 则f(n+1)-f(n)=2(n+1)(1-n)2·3n+1<0, ∴1f(n+1)>1f(n)(n≥2), 又1f(2)=13及a12=12,可得λ≥1f(2), ∴所求实数λ的最小值为13. 创新导向题 利用Sn求an及数列求和问题 14.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=a,Sn+1=2Sn+n+1,n∈N*. (1)求数列{an}的通项公式;
(2)当a=1时,若bn=nan+1-an,数列{bn}的前n项和为Tn,n∈N*,证明:Tn<2. (1)解 由Sn+1=2Sn+n+1得Sn=2Sn-1+n(n≥2), 两式相减得Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1)+1,即an+1=2an+1(n≥2),
∴an+1+1=2(an+1),即an+1+1an+1=2(n≥2). 故数列{an+1}从第2项起,是以a2+1为首项,2为公比的等比数列. 又S2=2S1+1+1,a1=a,∴a2=a+2, ∴an=(a+3)·2n-2-1(n≥2), 又a1=a,不满足an=(a+3)·2n-2-1.
∴an=a (n=1),(a+3)·2n-2-1 (n≥2).
(2)证明 由a1=a=1,得an=2n-1(n∈N*),则bn=n(2n+1-1)-(2n-1)=n2n+1-2n=n2n,
∴Tn=12+2·122+3·123+…+n·12n①, 从而12Tn=122+2·123+…+(n-1)·12n+n·12n+1②,
①-②得:12Tn=12+122+…+12n-n2n+1,故12Tn=121-12n1-12-n2n+1,