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1、
突破點5 數列的通項與求和
提煉1 an和Sn的關系 若an為數列{an}的通項,Sn為其前n項和,則有an=在使用這個關系式時,一定要注意區(qū)分n=1,n≥2兩種情況,求出結果后,判斷這兩種情況能否整合在一起.
提煉2 求數列通項常用的方法 (1)定義法:①形如an+1=an+c(c為常數),直接利用定義判斷其為等差數列.②形如an+1=kan(k為非零常數)且首項不為零,直接利用定義判斷其為等比數列.
(2)疊加法:形如an+1=an+f(n),利用an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1),求其通項公式.
(3)疊乘法:形如=f(n
2、)≠0,利用an=a1···…·,求其通項公式.
(4)待定系數法:形如an+1=pan+q(其中p,q均為常數,pq(p-1)≠0),先用待定系數法把原遞推公式轉化為an+1-t=p(an-t),其中t=,再轉化為等比數列求解.
(5)構造法:形如an+1=pan+qn(其中p,q均為常數,pq(p-1)≠0),先在原遞推公式兩邊同除以qn+1,得=·+,構造新數列{bn},得bn+1=·bn+,接下來用待定系數法求解.
(6)取對數法:形如an+1=pa(p>0,an>0),先在原遞推公式兩邊同時取對數,再利用待定系數法求解.
提煉3 數列求和 數列求和的關鍵是分析其通項,數列的基
3、本求和方法有公式法、裂(拆)項相消法、錯位相減法、分組法、倒序相加法和并項法等,而裂項相消法,錯位相減法是常用的兩種方法.
回訪1 an與Sn的關系
1.(20xx·全國卷Ⅱ)數列{an}滿足an+1=,a8=2,則a1=________.
∵an+1=,
∴an+1===
==1-=1-=1-(1-an-2)=an-2,
∴周期T=(n+1)-(n-2)=3.
∴a8=a3×2+2=a2=2.
而a2=,∴a1=.]
回訪2 數列求和
2.(20xx·全國卷)數列{an}滿足an+1+(-1)nan=2n-1,則{an}的前60項和為( )
A.3 690
4、B.3 660
C.1 845 D.1 830
D ∵an+1+(-1)nan=2n-1,
∴a2=1+a1,a3=2-a1,a4=7-a1,
a5=a1,a6=9+a1,a7=2-a1,a8=15-a1,a9=a1,a10=17+a1,a11=2-a1,a12=23-a1,…,
a57=a1,a58=113+a1,a59=2-a1,a60=119-a1,
∴a1+a2+…+a60=(a1+a2+a3+a4)+(a5+a6+a7+a8)+…+(a57+a58+a59+a60)=10+26+42+…+234
==1 830.]
3.(20xx·全國卷Ⅰ改編)已知等差數列{an
5、}的前n項和Sn滿足S3=0,S5=-5.則
(1){an}的通項公式為__________;
(2)數列的前n項和為__________.
(1)an=2-n (2) (1)設{an}的公差為d,則Sn=na1+d.
由已知可得解得
故{an}的通項公式為an=2-n.
(2)由(1)知=
=,
從而數列的前n項和為
=.]
4.(20xx·全國卷Ⅰ改編)已知{an}是遞增的等差數列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根,則
(1){an}的通項公式為__________;
(2)數列的前n項和為__________.
(1)an=n+1 (2)2- (1)方程x
6、2-5x+6=0的兩根為2,3,由題意得a2=2,a4=3.
設數列{an}的公差為d,則a4-a2=2d,故d=,
從而a1=.
所以{an}的通項公式為an=n+1.
(2)設的前n項和為Sn,
由(1)知=,則
Sn=++…++,
Sn=++…++.
兩式相減得
Sn=+-
=+-.
所以Sn=2-.]
熱點題型1 數列中的an與Sn的關系
數列中的an與Sn的關系
題型分析:以數列中an與Sn間的遞推關系為載體,考查數列通項公式的求法,以及推理論證的能力.
數列{an}中,a1=1,Sn為數列{an}的前n項和,且滿足=1(n≥2).求數列{an}的
7、通項公式.
【導學號:85952024】
解] 由已知,當n≥2時,=1,
所以=1,2分
即=1,
所以-=.4分
又S1=a1=1,
所以數列是首項為1,公差為的等差數列,6分
所以=1+(n-1)=,
即Sn=.8分
所以當n≥2時,an=Sn-Sn-1=-=-.10分
因此an=12分
給出Sn與an的遞推關系,求an,常用思路:一是利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉化為an的遞推關系,再求其通項公式;二是轉化為Sn的遞推關系,先求出Sn與n之間的關系,再求an.
提醒:在利用an=Sn-Sn-1(n≥2)求通項公式時,務必驗證n=1時的情形.
變式訓
8、練1] (1)(20xx·合肥三模)已知數列{an}前n項和為Sn,若Sn=2an-2n ,則Sn=__________.
(2)已知數列{an}的各項均為正數,其前n項和為Sn,且2Sn+2=3an(n∈N*),則an=__________.
(1)n·2n(n∈N*) (2)2×3n-1(n∈N*) (1)由Sn=2an-2n得當n=1時,S1=a1=2;當n≥2時,Sn=2(Sn-Sn-1)-2n,即-=1,所以數列是首項為1,公差為1的等差數列,則=n,Sn=n·2n(n≥2),當n=1時,也符合上式,所以Sn=n·2n(n∈N*).
(2)因為2Sn+2=3an,①
所以2S
9、n+1+2=3an+1,②
由②-①,得2Sn+1-2Sn=3an+1-3an,所以2an+1=3an+1-3an,即=3.
當n=1時,2+2S1=3a1,所以a1=2,所以數列{an}是首項為2,公比為3的等比數列,
所以an=2×3n-1(n∈N*).]
熱點題型2 裂項相消法求和
題型分析:裂項相消法是指把數列與式中的各項分別裂開后,某些項可以相互抵消從而求和的方法,主要適用于或(其中{an}為等差數列)等形式的數列求和.
已知等差數列{an}的公差d≠0,它的前n項和為Sn,若S5=70,且a2,a7,a22成等比數列,
(1)求數列{an}的通項公式;
(2)
10、若數列的前n項和為Tn,求證:≤Tn<.
解] (1)由已知及等差數列的性質得S5=5a3,∴a3=14,1分
又a2,a7,a22成等比數列,即a=a2·a22.2分
由(a1+6d)2=(a1+d)(a1+21d)且d≠0,
解得a1=d,∴a1=6,d=4.4分
故數列{an}的通項公式為an=4n+2,n∈N*.6分
(2)證明:由(1)得Sn==2n2+4n,==,8分
∴Tn=
=-.10分
又Tn≥T1=-=,
所以≤Tn<.12分
裂項相消法的基本思想就是把通項an分拆成an=bn+k-bn(k≥1,k∈N*)的形式,常見的裂項方式有:
(1)=;
11、
(2)=;
(3)=(-).
提醒:在裂項變形時,務必注意裂項前的系數.
變式訓練2] (名師押題)已知數列{an}是遞增的等比數列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(1)求數列{an}的通項公式;
(2)設Sn為數列{an}的前n項和,bn=,求數列{bn}的前n項和Tn.
解] (1)由題設知a1·a4=a2·a3=8,2分
又a1+a4=9,可得或(舍去)4分
由a4=a1q3得公比q=2,故an=a1qn-1=2n-1.6分
(2)Sn==2n-1.8分
又bn===-,10分
所以Tn=b1+b2+…+bn=++…+=-=1-.12分
熱點題型3 錯位相減
12、法求和
題型分析:限于數列解答題的位置較為靠前,加上錯位相減法的運算量相對較大,故在近5年中僅有1年對該命題點作了考查,但其仍是命題的熱點之一,務必加強訓練.
已知數列{an}和{bn}滿足a1=2,b1=1,an+1=2an(n∈N*),b1+b2+b3+…+bn=bn+1-1(n∈N*).
(1)求an與bn;
(2)記數列{anbn}的前n項和為Tn,求Tn.
解] (1)由a1=2,an+1=2an,得an=2n(n∈N*).2分
由題意知:
當n=1時,b1=b2-1,故b2=2.3分
當n≥2時,bn=bn+1-bn.4分
整理得=,所以bn=n(n∈N*)
13、.6分
(2)由(1)知anbn=n·2n,
因此Tn=2+2·22+3·23+…+n·2n,
2Tn=22+2·23+3·24+…+n·2n+1,8分
所以Tn-2Tn=2+22+23+…+2n-n·2n+1.9分
故Tn=(n-1)2n+1+2(n∈N*).12分
運用錯位相減法求和應注意:一是判斷模型,即判斷數列{an},{bn}中一個為等差數列,一個為等比數列;二是錯開位置,一般先乘以公比,再把前n項和退后一個位置來書寫,這樣避免兩式相減時看錯列;三是相減,相減時一定要注意式中最后一項的符號,考生常在此步出錯,一定要細心.
提醒:為保證結果正確,可對得到的和取n=1,
14、2進行驗證.
變式訓練3] 已知在公比大于1的等比數列{an}中,a2,a4是函數f(x)=(x-2)(x-8)的兩個零點.
(1)求數列{an }的通項公式;
(2)求數列{2nan}的前n項和Sn.
解] (1)因為a2,a4是函數f(x)=(x-2)(x-8)的兩個零點,且等比數列{an}的公比q大于1,所以a2=2,a4=8,2分
所以q=2,所以數列{an}的通項公式為an=2n-1(n∈N*).6分
(2)由(1)知2nan=n×2n ,所以Sn=1×2+2×22+…+n×2n,①7分
2Sn=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,②8分
由①-②,得-Sn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=-n×2n+1,11分
所以Sn=2+(n-1)×2n+1(n∈N*).12分