专题16数列中的转化与化归
【考点命题趋势分析】
数列是高中数学的重要组成部分,同时也是高考重点考查的内容之一.纵观全国各地的高考试卷,数列相关的解答题大都出现在压轴题或倒数第二题的位置,承载着体现考试的区分度、选拔优秀学生的功能.从题目的综合性看,数列问题常与函数、方程、不等式等知识交汇.对近几年各地高考试卷数列解答题的研究发现,数列问题的综合性有从显性的知识点之间的交汇向隐性的方法、技能、思想融合的趋势.特别是当仅仅运用数列本身的知识解决问题比较困难时,我们可以考虑将题目的难点转化化归为其他问题来解决,运用化归和等价转化思想来帮助我们化繁为简、化难为易.
典型例题与解题方法
1两种基本数列之间的转化
等差数列和等比数列是两种最为基本的数列,它们的各种性质之间有着很强的类比性,所以它们之间存在相互转化的可能.等差数列的计算是线性的,等比数列的计算是指数性,所以当等比数列的运算很繁杂时,可以考虑将等比数列转化为等差数列来运算.
例1若公比不为1的正项等比数列{an}满足??1??2???????=2??(??+1),??∈???,数列{bn}满足bn=??1????,则{bn}的前n项和Sn为 .
2存在性问题向函数零点问题的转化与化归
因为数列是一种特殊的函数,所以它的很多问题可以通过函数的性质加以解决,诸如单调性、最值等等.近几年的高考题中呈现出一种新的考查趋势:在等差数列、等比数列的存在性问题中,利用基本量构建高次方程和函数来解决问题.
例2设??1,??2,??3,??4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列. (I)证明:2??1,2??2,2??3,2??4依次成等比数列;
234(Ⅱ)是否存在a1,d,使得??1,??2,??3,??4依次构成等比数列?并说明理由.
3恒成立问题向最值问题转化
数列中的恒成立问题有多种类型,如果是关于等式的问题,可以转化为方程组或恒等方程来解决.如果是关于不等式问题,往往可以转化为最值问题来解决.
例3已知数列{an}与{bn}满足????+1?????=2(????+1?????),n∈N*.设??1=3??<0,????=????,求??的取值范围,使得对任意??,??∈???,????≠0,且6<4发散数列向常规数列的转化
在数列中证明有些不等式时,涉及的数列是发散的,其前n项和不能用求和公式表示出来.此时一般可以根
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????????
<6.
据题干或者上一问的提示,利用放缩法使其放大或缩小为一个能求和的常规数列来解决.在有些问题中构建何种数列并没有明确的提示,这时我们可以紧扣结论,先构造不等式然后放缩数列来解决问题 例4数列{an}满足:??1+2??2+?+??????=4?2???1,??∈??. (I)求a3的值;
(Ⅱ)求数列{an}的前n项和Tn (Ⅲ)令??1=??1,????=
?????1??
??+2
+(1+++?+)????(??≥2),求证:数列{bn}的前n项和Sn满足????<2+2ln??.
23??
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最新模拟题强化训练 21.已知数列?an?的前n项和为Sn,且Sn?2n?n,n?N*,数列?bn?满足an?4log2bn?3,n?N*.
(1)求an和bn的通项公式; (2)求数列{an?bn}的前n项和Tn .
2.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1?1,Sn?1?2Sn?1(n?N*). (1)求证:数列{an}为等比数列; (2)若数列{bn}满足:b1?1,bn?1?① 求数列{bn}的通项公式; ② 是否存在正整数n,使得
bn1?. 2an?1?b?4?n成立?若存在,求出所有n的值;若不存在,请说明理由.
ii?1n3.已知?an?是等差数列,其前n项和为Sn,?bn?是等比数列,且a1?b1?2,a4?b4?27,S4?b4?10. (I)求数列?an?与?bn?的通项公式; (II)记Tn?a1b1?a2b2?a3b3??anbn,n?N?,求证:Tn?8?an?1bn?1,n?N*,n?2.
(考点定位)本小题主要考查等差数列与等比数列的概念、通项公式、前n项和公式、数列求和等基础知识.考查化归与转化的思想方法.考查运算能力、推理论证能力. 4.设等差数列?an?的前n项和为Sn,且S4?4S2,a2n?2an?1. (Ⅰ)求数列?an?的通项公式;
(Ⅱ)设数列?bn?的前n项和为Tn,且Tn?an?1?? (?为常数),令cn?b2n?n?N*?,求数列?cn?的n2 2 / 9
前n项和Rn。
5.数列?an?满足a1?1,an?an?1?0.
2an?1?11(Ⅰ)求证:数列是等差数列;
an(Ⅱ)若数列?bn?满足b1?2,bn?1a?2?n,求?bn?的前n项和Sn. bnan?1*6.设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn?2an?2,n?N. (1)求证:数列{an}为等比数列; (2)设数列{a}的前n项和为Tn,求证:
2nS2n为定值; Tn(3)判断数列3?an中是否存在三项成等差数列,并证明你的结论.
33327.已知数列?an?满足对任意的n?N*都有an?0,且a1?a2???an?(a1?a2???an).
?n?(1)求数列?an?的通项公式;
?1?1(2)设数列??的前n项和为Sn,不等式Sn?loga(1?a)对任意的正整数n恒成立,求实数a的
3?anan?2?取值范围.
8.已知无穷数列?an?的首项a1?(Ⅰ)证明:0?an?1; (Ⅱ) 记bn11?1?1??an??,n?N?. ,
an?2an?12?an?an?1???anan?12,Tn为数列?bn?的前n项和,证明:对任意正整数n,Tn?3. 1022Sn(n?2). 9.数列{an}首项a1?1,前n项和Sn与an之间满足an?2Sn?1(1)求证:数列{1}是等差数列;并求数列{an}的通项公式; Sn(1?Sn)?k2n?1对任意n?N+都成立,求k的最大值.
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(2)设存在正数k,使(1?S1)(1?S2)