难点五 复杂数列的通项公式与求和问题
(对应学生用书第71页)
数列在高考中占重要地位,应当牢记等差、等比的通项公式,前n项和公式,等差、等比数列的性质,以及常见求数列通项的方法,如累加、累乘、构造等差、等比数列法、取倒数等.数列求和问题中,对于等差数列、等比数列的求和主要是运用公式;而非等差数列、非等比数列的求和问题,一般用倒序相加法、通项化归法、错位相减法、裂项相消法、分组求和法等.数列的求和问题多从数列的通项入手,通过分组、错位相减等转化为等差或等比数列的求和问题,考查等差、
一、数列的通项公式
等比数列求和公式及转化与化归思想的应用,属中档题.
数列的通项公式在数列中占有重要地位,是数列的基础之一,在高考中,等差数列和等比数列的通项公式,前n项和公式以及它们的性质是必考内容,一般以填空题的形式出现,属于低中档题,若数列与函数、不等式、解析几何、向量、三角函数等知识点交融,难度就较大,也是近几年命题的热点. 1.由数列的递推关系求通项
由递推关系求数列的通项的基本思想是转化,常用的方法: (1)an+1-an=f (n)型,采用叠加法. an+1(2)=f (n)型,采用叠乘法.
an
(3)an+1=pan+q(p≠0,p≠1)型,转化为等比数列解决. 2.由Sn与an的关系求通项an
??Sn
Sn与an的关系为:an=?
?Sn-Sn-?
=,
【例1】 (2017·江苏省南京市迎一模模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn+n=2an(n∈N).
(1)证明:数列{an+1}为等比数列,并求数列{an}的通项公式;
Tn-2
(2)若bn=(2n+1)an+2n+1,数列{bn}的前n项和为Tn,求满足不等式>2 010
2n-1的n的最小值.
[解] (1)证明:当n=1时,2a1=a1+1,∴a1=1. ∵2an=Sn+n,n∈N,∴2an-1=Sn-1+n-1,n≥2,
两式相减得an=2an-1+1,n≥2,即an+1=2(an-1+1),n≥2, ∴数列{an+1}为以2为首项,2为公比的等比数列,
*
*
∴an+1=2,∴an=2-1,n∈N; (2)bn=(2n+1)an+2n+1=(2n+1)·2, ∴Tn=3·2+5·2+…+(2n+1)·2, ∴2Tn=3·2+5·2+…+(2n+1)·2
2
2
32
nn*
nnn+1
,
nn+1
两式相减可得-Tn=3·2+2·2+2·2+…+2·2-(2n+1)·2∴Tn=(2n-1)·2∴
n+1
3
,
+2,
Tn-2n+1
>2 010可化为2>2 010, 2n-1
10
11
∵2=1 024,2=2 048
Tn-2
∴满足不等式>2 010的n的最小值为10.
2n-1
[点评] 利用an=Sn-Sn-1求通项时,注意n≥2这一前提条件,易忽略验证n=1致误,当n=1时,a1若适合通项,则n=1的情况应并入n≥2时的通项;否则an应利用分段函数的形式表示. 二、数列的求和
常见类型及方法
(1)an=kn+b,利用等差数列前n项和公式直接求解; (2)an=a·qn-1
,利用等比数列前n项和公式直接求解;
(3)an=bn±cn,数列{bn},{cn}是等比数列或等差数列,采用分组求和法求{an}的前n项和;
(4)an=bn·cn,数列{bn},{cn}分别是等比数列和等差数列,采用错位相减法求和. 【例2】 (扬州市2017届高三上学期期末)已知数列{an}与{bn}的前n项和分别为An和Bn,且对任意n∈N,an+1-an=2(bn+1-bn)恒成立. (1)若An=n,b1=2,求Bn; (2)若对任意n∈N,都有an=Bn及数b1的取值范围;
A1AsAtn(3)若a1=2,bn=2,是否存在两个互不相等的整数s,t(1<s<t),使,,成
B1BsBt等差数列?若存在,求出s,t的值;若不存在,请说明理由.
【导学号:56394102】
??1,n=1,
[解] (1)因为An=n,所以an=?
?n2--?
2*
2*
b2b3b4bn+11
+++…+<成立,求正实a1a2a2a3a3a4anan+13
,n≥2,
即an=2n-1,