(浙江专用)2024版高考数学大一轮复习 高考专题突破三 高考中的
数列问题教师用书
1.(2016·金华十校高三上学期调研)等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,S2=a3,且
a1,a2,ak成等比数列,则k等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4 答案 D
解析 设公差为d,则2+d=1+2d, ∴d=1,∴an=n,
由a2=a1·ak,得4=1×k,∴k=4.
?1?
?的前100项和为( ) 2.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a5=5,S5=15,则数列?
?anan+1?
2
A.C.
10099B. 10110199101D. 100100
答案 A
解析 设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
a1+4d=5,??
∵a5=5,S5=15,∴?-
5a1+?2?
∴an=a1+(n-1)d=n. ∴
1
d=15,
??a1=1,
∴?
?d=1,?
anan+1
=1
nn+11=-, nn+1
∴数列?
1??1??11??1-1?=1-1=100. ?的前100项和为?1-?+?-?+…+??101101?2??23??100101??anan+1?
?
3.(2016·杭州学军中学模拟)已知等比数列{an}的公比q>0,前n项和为Sn.若2a3,a5,3a4成等差数列,a2a4a6=64,则q=________,Sn=________. 2-1
答案 2 2
解析 由a2a4a6=64,得a4=64,解得a4=4. 2a4
由2a3,a5,3a4成等差数列,得2a4q=3a4+,
3
nq81
即8q=12+,解得q=2或q=-(舍去).
q21n-2213
又a1q=4,所以a1=,所以Sn=
21-2
2-1
=.
2
n4.(2015·课标全国Ⅱ)设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,则Sn=____________. 1
答案 -
n解析 由题意,得S1=a1=-1,又由an+1=SnSn+1,得Sn+1-Sn=SnSn+1,因为Sn≠0,所以=1,即1
?Sn?
Sn+1-SnSnSn+1SnSn+1Sn?1?111
-=-1,故数列??是以=-1为首项,-1为公差的等差数列,所以=-1
S1
1
-(n-1)=-n,所以Sn=-.
n
题型一 等差数列、等比数列的综合问题
例1 (2016·四川)已知数列{an}的首项为1,Sn为数列{an}的前n 项和,Sn+1=qSn+1,其中
q>0,n∈N*.
(1)若a2,a3,a2+a3成等差数列,求数列{an}的通项公式;
y2222
(2)设双曲线x-2=1的离心率为en,且e2=2,求e1+e2+…+en.
an2
解 (1)由已知,Sn+1=qSn+1,得Sn+2=qSn+1+1,两式相减得an+2=qan+1,n≥1. 又由S2=qS1+1得a2=qa1,故an+1=qan对所有n≥1都成立.所以,数列{an}是首项为1,公比为q的等比数列. 从而an=q所以an=2
n-1
.由a2,a3,a2+a3成等差数列,可得2a3=a2+a2+a3,所以a3=2a2,故q=2. (n∈N).
n-1*
n-1
(2)由(1)可知,an=q2
,
n-
y22
所以双曲线x-2=1的离心率en=1+an=1+qan由e2=1+q=2,解得q=3, 所以e1+e2+…+en
=(1+1)+(1+q)+…+[1+q=n+[1+q+…+q2
2(n-1)2
2(n-1)
2
2
2
2
.
]
]
q2n-11n=n+2=n+(3-1).
q-12
思维升华 等差数列、等比数列综合问题的解题策略
(1)分析已知条件和求解目标,为最终解决问题设置中间问题,例如求和需要先求出通项、求通项需要先求出首项和公差(公比)等,确定解题的顺序.
(2)注意细节:在等差数列与等比数列综合问题中,如果等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于1的可能,在数列的通项问题中第一项和后面的项能否用同一个公式表示等,这些细节对解题的影响也是巨大的.
3*
已知首项为的等比数列{an}不是递减数列,其前n项和为Sn(n∈N),且S3+a3,
2
S5+a5,S4+a4成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
1*
(2)设Tn=Sn-(n∈N),求数列{Tn}的最大项的值与最小项的值.
Sn解 (1)设等比数列{an}的公比为q, 因为S3+a3,S5+a5,S4+a4成等差数列, 所以S5+a5-S3-a3=S4+a4-S5-a5,即4a5=a3,
a512
于是q==.
a34
31
又{an}不是递减数列且a1=,所以q=-.
223?1?n-1
故等比数列{an}的通项公式为an=×?-?
2?2?=(-1)
n-1
3·n. 2
n1
1+,n为奇数,?1??2?(2)由(1),得S=1-?-?=??2?11-??2,n为偶数.
nnn
当n为奇数时,Sn随n的增大而减小, 3
所以1 2 11325 故0 SnS1236当n为偶数时,Sn随n的增大而增大, 3 所以=S2≤Sn<1, 4 11347 故0>Sn-≥S2-=-=-. SnS24312715* 综上,对于n∈N,总有-≤Sn-≤. 12Sn6 57 所以数列{Tn}的最大项的值为,最小项的值为-. 612题型二 数列的通项与求和 例2 已知数列{an}的前n项和为Sn,在数列{bn}中,b1=a1,bn=an-an-1(n≥2),且an+Sn=n. (1)设cn=an-1,求证:{cn}是等比数列; (2)求数列{bn}的通项公式. (1)证明 ∵an+Sn=n,① ∴an+1+Sn+1=n+1.② ②-①,得an+1-an+an+1=1, ∴2an+1=an+1,∴2(an+1-1)=an-1, ∴ an+1-11 =,∴{an-1}是等比数列. an-12 ∵首项c1=a1-1,又a1+a1=1. 111∴a1=,∴c1=-,公比q=. 222又cn=an-1, 11 ∴{cn}是以-为首项,为公比的等比数列. 2211n-11n(2)解 由(1)可知cn=(-)·()=-(), 2221n∴an=cn+1=1-(). 2∴当n≥2时,bn=an-an-1 1n1n-1 =1-()-[1-()] 221n-11n1n=()-()=(). 222 11n又b1=a1=,代入上式也符合,∴bn=(). 22 思维升华 (1)一般求数列的通项往往要构造数列,此时要从证的结论出发,这是很重要的解题信息.(2)根据数列的特点选择合适的求和方法,常用的有错位相减法,分组求和法,裂项相消法等. 1n+1 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=,an+1=an. 22n(1)证明:数列{}是等比数列; (2)求数列{an}的通项公式与前n项和Sn. 1n+1 (1)证明 ∵a1=,an+1=an, 22n当n∈N时,≠0. * annanna11an+1an1*又=,∶=(n∈N)为常数, 12n+1n2an11 ∴{}是以为首项,为公比的等比数列. n22an11 (2)解 由{}是以为首项,为公比的等比数列, n22an11n-11n得=·(),∴an=n·(). n222 112131n∴Sn=1·+2·()+3·()+…+n·(), 222211111 Sn=1·()2+2·()3+…+(n-1)()n+n·()n+1, 222221112131n1n+1∴Sn=+()+()+…+()-n·() 22222211-22 1 1-2 n+1 = 1n+1 -n·(), 2 1n-11n∴Sn=2-()-n·() 221n=2-(n+2)·(). 2 1n1n综上,an=n·(),Sn=2-(n+2)·(). 22题型三 数列与其他知识的交汇 命题点1 数列与函数的交汇 例3 (2016·温州十校联考)已知二次函数f(x)=ax+bx的图象过点(-4n,0),且f′(0)=2n,n∈N,数列{an}满足* 2 1 an+1 ?1?=f′??,且a1=4. a?n? (1)求数列{an}的通项公式; (2)记bn=anan+1,求数列{bn}的前n项和Tn. 解 (1)f′(x)=2ax+b,由题意知b=2n,16na-4nb=0, 2