(全國(guó)通用版)2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八單元 數(shù)列學(xué)案 文
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1、 第八單元 數(shù) 列 教材復(fù)習(xí)課“數(shù)列”相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)一課過(guò) 數(shù)列的有關(guān)概念 [過(guò)雙基] 1.?dāng)?shù)列的有關(guān)概念 概念 含義 數(shù)列 按照一定順序排列的一列數(shù) 數(shù)列的項(xiàng) 數(shù)列中的每一個(gè)數(shù) 數(shù)列的通項(xiàng) 數(shù)列{an}的第n項(xiàng)an 通項(xiàng)公式 如果數(shù)列{an}的第n項(xiàng)與序號(hào)n之間的關(guān)系可以用一個(gè)式子來(lái)表示,那么這個(gè)公式叫做這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式 前n項(xiàng)和 數(shù)列{an}中,Sn=a1+a2+…+an叫做數(shù)列的前n項(xiàng)和 2.a(chǎn)n與Sn的關(guān)系 若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則an= 1.?dāng)?shù)列{an}滿足an+an+1=(n∈N*),a2=2,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)
2、和,則S21的值為( ) A.5 B. C. D. 解析:選B ∵an+an+1=,a2=2, ∴an= ∴S21=11×+10×2=. 2.?dāng)?shù)列{an}滿足a1=3,an+1=(n∈N*),則a2 018=( ) A. B.3 C.- D. 解析:選D 由a1=3,an+1=,得a2==,a3==-,a4==3,……, 由上可得,數(shù)列{an}是以3為周期的周期數(shù)列, 故a2 018=a672×3+2=a2=. 3.已知數(shù)列{an}滿足an=(n∈N*),前n項(xiàng)的和為Sn,則關(guān)于an,Sn的敘述正確的是( ) A.a(chǎn)n,Sn都有最小值
3、 B.a(chǎn)n,Sn都沒有最小值 C.a(chǎn)n,Sn都有最大值 D.a(chǎn)n,Sn都沒有最大值 解析:選A?、佟遖n=,∴當(dāng)n≤5時(shí),an<0且單調(diào)遞減;當(dāng)n≥6時(shí),an>0,且單調(diào)遞減. 故當(dāng)n=5時(shí),a5=-3為an的最小值; ②由①的分析可知:當(dāng)n≤5時(shí),an<0;當(dāng)n≥6時(shí),an>0.故可得S5為Sn的最小值. 綜上可知,an,Sn都有最小值. 4.已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=an+2n+1(n∈N*),則a5=________. 解析:依題意得an+1-an=2n+1,a5=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+(a5-a4)=1+3+5+7+9=2
4、5. 答案:25 [清易錯(cuò)] 1.易混項(xiàng)與項(xiàng)數(shù),它們是兩個(gè)不同的概念,數(shù)列的項(xiàng)是指數(shù)列中某一確定的數(shù),而項(xiàng)數(shù)是指數(shù)列的項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位置序號(hào). 2.在利用數(shù)列的前n項(xiàng)和求通項(xiàng)時(shí),往往容易忽略先求出a1,而是直接把數(shù)列的通項(xiàng)公式寫成an=Sn-Sn-1的形式,但它只適用于n≥2的情形. 1.已知數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=n2-8n+15,則( ) A.3不是數(shù)列{an}中的項(xiàng) B.3只是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng) C.3只是數(shù)列{an}中的第6項(xiàng) D.3是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng)或第6項(xiàng) 解析:選D 令an=3,即n2-8n+15=3,解得n=2或6,故3是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng)或第6項(xiàng).
5、 2.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=3+2n,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為________. 解析:當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3+2=5;當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=3+2n-(3+2n-1)=2n-2n-1=2n-1. 因?yàn)楫?dāng)n=1時(shí),不符合an=2n-1, 所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an= 答案:an= 等差數(shù)列 [過(guò)雙基] 1.等差數(shù)列的有關(guān)概念 (1)定義:如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差都等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列.符號(hào)表示為an+1-an=d(n∈N*,d為常數(shù)). (2)等差中項(xiàng):數(shù)列a,A,b成等差數(shù)列的充要條件是A
6、=,其中A叫做a,b的等差中項(xiàng). 2.等差數(shù)列的有關(guān)公式 (1)通項(xiàng)公式:an=a1+(n-1)d. (2)前n項(xiàng)和公式:Sn=na1+d=. 3.等差數(shù)列的常用性質(zhì) (1)通項(xiàng)公式的推廣:an=am+(n-m)d(n,m∈N*). (2)若{an}為等差數(shù)列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),則ak+al=am+an. (3)若{an}是等差數(shù)列,公差為d,則{a2n}也是等差數(shù)列,公差為2d. (4)若{an},{bn}是等差數(shù)列,則{pan+qbn}也是等差數(shù)列. (5)若{an}是等差數(shù)列,公差為d,則ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差為md
7、的等差數(shù)列. 1.在等差數(shù)列{an}中,已知a2與a4是方程x2-6x+8=0的兩個(gè)根,若a4>a2,則a2 018=( ) A.2 018 B.2 017 C.2 016 D.2 015 解析:選A 因?yàn)閍2與a4是方程x2-6x+8=0的兩個(gè)根,且a4>a2,所以a2=2,a4=4,則公差d=1,所以a1=1,則a2 018=2 018. 2.在等差數(shù)列{an}中,a2+a3+a4=3,Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,則S5=( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:選C ∵等差數(shù)列{an}中,a2+a3+a4=3,Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,
8、 ∴a2+a3+a4=3a3=3, 解得a3=1, ∴S5=(a1+a5)=5a3=5. 3.正項(xiàng)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a4+a10-a+15=0,則S13=( ) A.-39 B.5 C.39 D.65 解析:選D ∵正項(xiàng)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn, a4+a10-a+15=0, ∴a-2a7-15=0, 解得a7=5或a7=-3(舍去), ∴S13=(a1+a7)=13a7=13×5=65. 4.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且3a3=a6+4.若S5<10,則a2的取值范圍是( ) A.(-∞,2) B.(-∞,0) C
9、.(1,+∞) D.(0,2)
解析:選A 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,∵3a3=a6+4,
∴3(a2+d)=a2+4d+4,可得d=2a2-4.
∵S5<10,∴===5(3a2-4)<10,解得a2<2.
∴a2的取值范圍是(-∞,2).
5.在等差數(shù)列{an}中,a1=7,公差為d,前 n項(xiàng)和為Sn ,當(dāng)且僅當(dāng)n=8 時(shí)Sn 取得最大值,則d 的取值范圍為________.
解析:由當(dāng)且僅當(dāng)n=8時(shí)Sn有最大值,可得
即解得-1 10、定義中同一個(gè)常數(shù)與常數(shù)的區(qū)別.
1.(2018·武昌聯(lián)考)已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則使得Sn達(dá)到最大的n的值為( )
A.18 B.19
C.20 D.21
解析:選C 由a1+a3+a5=105?a3=35,a2+a4+a6=99?a4=33,則{an}的公差d=33-35=-2,a1=a3-2d=39,Sn=-n2+40n,因此當(dāng)Sn取得最大值時(shí),n=20.
2.在數(shù)列{an}中,若a1=-2,且對(duì)任意的n∈N*,有2an+1=1+2an,則數(shù)列{an}前10項(xiàng)的和為( )
A.2 B.1 11、0
C. D.
解析:選C 由2an+1=1+2an,可得an+1-an=,
即數(shù)列{an}是以-2為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,
則an=,所以數(shù)列{an}的前10項(xiàng)的和S10==.
等比數(shù)列
[過(guò)雙基]
1.等比數(shù)列的有關(guān)概念
(1)定義:如果一個(gè)數(shù)列從第項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比等于同一常數(shù)(不為零),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列.這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比,通常用字母q表示,定義的表達(dá)式為=q.
(2)等比中項(xiàng):如果a,G,b成等比數(shù)列,那么叫做a與b的等比中項(xiàng).即:G是a與b的等比中項(xiàng)?a,G,b成等比數(shù)列?G2=ab.
2.等比數(shù)列的有關(guān)公式
(1)通項(xiàng)公式 12、:an=a1qn-1.
(2)前n項(xiàng)和公式:Sn=
3.等比數(shù)列的常用性質(zhì)
(1)通項(xiàng)公式的推廣:an=am·qn-m(n,m∈N*).
(2)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),則am·an=ap·aq=a;
(3)若數(shù)列{an},{bn}(項(xiàng)數(shù)相同)都是等比數(shù)列,則{λan},,{a},{an·bn},(λ≠0)仍然是等比數(shù)列;
(4)在等比數(shù)列{an}中,等距離取出若干項(xiàng)也構(gòu)成一個(gè)等比數(shù)列,即an,an+k,an+2k,an+3k,…為等比數(shù)列,公比為qk.
1.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)我國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《算法統(tǒng)宗》中有如下問(wèn)題:“遠(yuǎn)望巍巍塔七層,紅光點(diǎn)點(diǎn) 13、倍加增,共燈三百八十一,請(qǐng)問(wèn)尖頭幾盞燈?”意思是:一座7層塔共掛了381盞燈,且相鄰兩層中的下一層燈數(shù)是上一層燈數(shù)的2倍,則塔的頂層共有燈( )
A.1盞 B.3盞
C.5盞 D.9盞
解析:選B 每層塔所掛的燈數(shù)從上到下構(gòu)成等比數(shù)列,記為{an},則前7項(xiàng)的和S7=381,公比q=2,依題意,得S7==381,解得a1=3.
2.設(shè)Sn是等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若=3,則=( )
A.2 B.
C. D.1或2
解析:選B 設(shè)S2=k,則S4=3k,由數(shù)列{an}為等比數(shù)列,得S2,S4-S2,S6-S4為等比數(shù)列,∴S2=k,S4-S2=2k,S6-S4=4k 14、,∴S6=7k,∴==.
3.設(shè)數(shù)列{an}是等比數(shù)列,公比q=2,前n項(xiàng)和為Sn,則的值為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 根據(jù)等比數(shù)列的公式,得====.
4.已知等比數(shù)列{an}的公比q≠1,且a3+a5=8,a2a6=16,則數(shù)列{an}的前2 018項(xiàng)的和為( )
A.8 064 B.4
C.-4 D.0
解析:選D ∵等比數(shù)列{an}的公比q≠1,且a3+a5=8,a2a6=16,
∴a3a5=a2a6=16,
∴a3,a5是方程x2-8x+16=0的兩個(gè)根,
解得a3=a5=4,
∴4q2=4,
∵q≠1,∴q=-1,∴a1==4, 15、
∴數(shù)列{an}的前2 018項(xiàng)的和為
S2 018==0.
5.(2018·信陽(yáng)調(diào)研)已知等比數(shù)列{an}的公比q>0,且a5·a7=4a,a2=1,則a1=( )
A. B.
C. D.2
解析:選B 因?yàn)閧an}是等比數(shù)列,
所以a5a7=a=4a,所以a6=2a4,q2==2,又q>0,
所以q=,a1==.
[清易錯(cuò)]
1.Sn,S2n-Sn,S3n-S2n未必成等比數(shù)列(例如:當(dāng)公比q=-1且n為偶數(shù)時(shí),Sn,S2n-Sn,S3n-S2n不成等比數(shù)列;當(dāng)q≠-1或q=-1且n為奇數(shù)時(shí),Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比數(shù)列),但等式(S2n-Sn)2 16、=Sn·(S3n-S2n)總成立.
2.在運(yùn)用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí),必須注意對(duì)q=1與q≠1分類討論,防止因忽略q=1這一特殊情形而導(dǎo)致解題失誤.
1.設(shè)數(shù)列{an}為等比數(shù)列,前n項(xiàng)和為Sn,已知S3=8,S6=7,則a7+a8+a9等于( )
A. B.-
C. D.
解析:選A 因?yàn)閍7+a8+a9=S9-S6,且S3,S6-S3,S9-S6也成等比數(shù)列,即8,-1,S9-S6成等比數(shù)列,所以8(S9-S6)=1,即S9-S6=.所以a7+a8+a9=.
2.設(shè)數(shù)列{an}是等比數(shù)列,前n項(xiàng)和為Sn,若S3=3a3,則公比q=________.
解析:當(dāng)q≠1時(shí), 17、由題意,=3a1q2,
即1-q3=3q2-3q3,
整理得2q3-3q2+1=0,解得q=-.
當(dāng)q=1時(shí),S3=3a3,顯然成立.
故q=-或1.
答案:-或1
一、選擇題
1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)記Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.若a4+a5=24,S6=48,則{an}的公差為( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:選C 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由得
即解得d=4.
2.(2018·江西六校聯(lián)考)在等比數(shù)列{an}中,若a3a5a7=-3,則a2a8=( )
A.3 B.
C.9 D.13
解析:選A 由 18、a3a5a7=-3,得a=-3,即a5=-,故a2a8=a=3.
3.在數(shù)列{an}中,已知a1=2,a2=7,an+2等于anan+1(n∈N*)的個(gè)位數(shù),則a2 018=( )
A.8 B.6
C.4 D.2
解析:選D 由題意得a3=4,a4=8,a5=2,a6=6,a7=2,a8=2,a9=4,a10=8.所以數(shù)列中的項(xiàng)從第3項(xiàng)開始呈周期性出現(xiàn),周期為6,故a2 018=a335×6+8=a8=2.
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=an-1+2n(n≥2,n∈N*),則a7=( )
A.53 B.54
C.55 D.109
解析:選C a2=a1+2 19、×2,a3=a2+2×3,……,a7=a6+2×7,各式相加得a7=a1+2(2+3+4+…+7)=55.
5.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n∈N*),則S6=( )
A.44 B.45
C.×(46-1) D.×(45-1)
解析:選B 由an+1=3Sn,得a2=3S1=3.當(dāng)n≥2時(shí),an=3Sn-1,則an+1-an=3an,n≥2,即an+1=4an,n≥2,則數(shù)列{an}從第二項(xiàng)起構(gòu)成等比數(shù)列,所以S6===45.
6.等差數(shù)列{an}和{bn}的前n項(xiàng)和分別為Sn,Tn,對(duì)一切自然數(shù)n,都有=,則等于( )
A. B.
C 20、. D.
解析:選C ∵S9==9a5,T9==9b5,
∴==.
7.已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1的等比數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和,若5S2=S4,則log4a3的值為( )
A.1 B.2
C.0或1 D.0或2
解析:選C 由題意得,等比數(shù)列{an}中,5S2=S4,a1=1,
所以5(a1+a2)=a1+a2+a3+a4,
即5(1+q)=1+q+q2+q3,
q3+q2-4q-4=0,即(q+1)(q2-4)=0,
解得q=-1或±2,
當(dāng)q=-1時(shí),a3=1,log4a3=0.
當(dāng)q=±2時(shí),a3=4,log4a3=1.
綜上所述,log4a3的值為0或 21、1.
8.設(shè)數(shù)列{an}是公差為d(d>0)的等差數(shù)列,若a1+a2+a3=15,a1a2a3=80,則a11+a12+a13=( )
A.75 B.90
C.105 D.120
解析:選C 由a1+a2+a3=15得3a2=15,解得a2=5,由a1a2a3=80,得(a2-d)a2(a2+d)=80,將a2=5代入,得d=3(d=-3舍去),從而a11+a12+a13=3a12=3(a2+10d)=3×(5+30)=105.
二、填空題
9.若數(shù)列{an}滿足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為________.
解析:當(dāng)n≥2時(shí),由a 22、1+3a2+32a3+…+3n-1an=,
得a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=,
兩式相減得3n-1an=-=,
則an=.
當(dāng)n=1時(shí),a1=滿足an=,
所以an=.
答案:an=
10.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sn=2an-1,則an=________.
解析:∵Sn=2an-1,①
∴Sn-1=2an-1-1(n≥2),②
①-②得an=2an-2an-1,
即an=2an-1.
∵S1=a1=2a1-1,即a1=1,
∴數(shù)列{an}為首項(xiàng)是1,公比是2的等比數(shù)列,
故an=2n-1.
答案:2n-1
11.已知數(shù)列{an}中,a2 23、n=a2n-1+(-1)n,a2n+1=a2n+n,a1=1,則a20=________.
解析:由a2n=a2n-1+(-1)n,得a2n-a2n-1=(-1)n,
由a2n+1=a2n+n,得a2n+1-a2n=n,
故a2-a1=-1,a4-a3=1,a6-a5=-1,…,a20-a19=1.
a3-a2=1,a5-a4=2,a7-a6=3,…,a19-a18=9.
又a1=1,累加得:a20=46.
答案:46
12.?dāng)?shù)列{an}為正項(xiàng)等比數(shù)列,若a3=3,且an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),則此數(shù)列的前5項(xiàng)和S5=________.
解析:設(shè)公比為q( 24、q>0),由an+1=2an+3an-1,可得q2=2q+3,所以q=3,又a3=3,則a1=,所以此數(shù)列的前5項(xiàng)和S5==.
答案:
三、解答題
13.已知在等差數(shù)列{an}中,a3=5,a1+a19=-18.
(1)求公差d及通項(xiàng)an;
(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn及使得Sn取得最大值時(shí)n的值.
解:(1)∵a3=5,a1+a19=-18,
∴∴∴an=11-2n.
(2)由(1)知,Sn===-n2+10n=-(n-5)2+25,
∴n=5時(shí),Sn取得最大值.
14.已知數(shù)列{an}滿足+++…+=n2+n.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn= 25、,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)∵+++…+=n2+n,
∴當(dāng)n≥2時(shí),+++…+=(n-1)2+n-1,
兩式相減得=2n(n≥2),∴an=n·2n+1(n≥2).
又∵當(dāng)n=1時(shí),=1+1,∴a1=4,滿足an=n·2n+1.
∴an=n·2n+1.
(2)∵bn==n(-2)n,
∴Sn=1×(-2)1+2×(-2)2+3×(-2)3+…+n×(-2)n.
-2Sn=1×(-2)2+2×(-2)3+3×(-2)4+…+(n-1)×(-2)n+n(-2)n+1,
∴兩式相減得3Sn=(-2)+(-2)2+(-2)3+(-2)4+…+(-2)n-n(-2)n+ 26、1=-n(-2)n+1=-n(-2)n+1=-,
∴Sn=-.
高考研究課(一) 等差數(shù)列的3考點(diǎn)——求項(xiàng)、求和及判定
[全國(guó)卷5年命題分析]
考點(diǎn)
考查頻度
考查角度
等差數(shù)列通項(xiàng)
5年6考
求通項(xiàng)或某一項(xiàng)
等差數(shù)列前n項(xiàng)和
5年5考
求項(xiàng)數(shù)、求和
等差數(shù)列的判定
5年2考
判斷數(shù)列成等差數(shù)列或求使數(shù)列成等差數(shù)列的參數(shù)值
等差數(shù)列基本量的運(yùn)算
[典例] (1)設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若a1=1,公差d=2,Sn+2-Sn=36,則n=( )
A.5 B.5
C.7 D.8
(2)(2016·全國(guó)卷Ⅱ)Sn為等 27、差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且a1=1,S7=28.記bn=[lg an],其中[x]表示不超過(guò)x的最大整數(shù),如[0.9]=0,[lg 99]=1.
①求b1,b11,b101;
②求數(shù)列{bn}的前1 000項(xiàng)和.
[解析] (1)法一:由等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式可得
Sn+2-Sn=(n+2)a1+d-=2a1+(2n+1)d=2+4n+2=36,
解得n=8.
法二:由Sn+2-Sn=an+2+an+1=a1+a2n+2=36,因此a2n+2=a1+(2n+1)d=35,解得n=8.
答案:D
(2)①設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,
由已知得7+21d=28,解得d=1.
所以 28、數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=n.
b1=[lg 1]=0,b11=[lg 11]=1,b101=[lg 101]=2.
②因?yàn)閎n=
所以數(shù)列{bn}的前1 000項(xiàng)和為1×90+2×900+3×1=1 893.
[方法技巧]
等差數(shù)列運(yùn)算的解題思路
由等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式及通項(xiàng)公式可知,若已知a1,d,n,an,Sn中三個(gè)便可求出其余兩個(gè),即“知三求二”,“知三求二”的實(shí)質(zhì)是方程思想,即建立方程組求解.
[即時(shí)演練]
1.已知數(shù)列{an}是公差為1的等差數(shù)列,Sn為{an}的前n項(xiàng)和,若S6=4S3,則a10=( )
A. B.
C. D.
解析:選B ∵ 29、S6=4S3,公差d=1.
∴6a1+×1=4×,
解得a1=.
∴a10=+9×1=.
2.已知公差不為0的等差數(shù)列{an}滿足a1,a3,a4成等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,則的值為( )
A.-2 B.-3
C.2 D.3
解析:選D 設(shè){an}的公差為d,因?yàn)閍1,a3,a4成等比數(shù)列,
所以(a1+2d)2=a1(a1+3d),可得a1=-4d,
所以===3.
3.(2018·大連聯(lián)考)已知等差數(shù)列{an}的公差d>0.設(shè){an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=1,S2·S3=36.
(1)求d及Sn;
(2)求m,k(m,k∈N*)的值,使得am 30、+am+1+am+2+…+am+k=65.
解:(1)由題意知(2a1+d)(3a1+3d)=36,
將a1=1代入上式解得d=2或d=-5.
因?yàn)閐>0,所以d=2.從而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,
故解得
即所求m的值為5,k的值為4.
等差數(shù)列的判定與證明
[典例] 已知{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,a11=8,設(shè)bn=log2an,且b4=17.
(1)求證:數(shù)列{bn}是以-2為 31、公差的等差數(shù)列;
(2)設(shè)數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,求Sn的最大值.
[思路點(diǎn)撥] (1)利用等比數(shù)列以及對(duì)數(shù)的運(yùn)算法則,轉(zhuǎn)化證明數(shù)列{bn}是以-2為公差的等差數(shù)列;
(2)求出數(shù)列的和,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解最大值即可.
[解] (1)證明:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
則bn+1-bn=log2an+1-log2an=log2=log2q,
因此數(shù)列{bn}是等差數(shù)列.
又b11=log2a11=3,b4=17,
所以等差數(shù)列{bn}的公差d==-2,
故數(shù)列{bn}是以-2為公差的等差數(shù)列.
(2)由(1)知,bn=25-2n,
則Sn===n(24-n)= 32、-(n-12)2+144,
于是當(dāng)n=12時(shí),Sn取得最大值,最大值為144.
[方法技巧]
等差數(shù)列判定與證明的方法
方法
解讀
適合題型
定義法
對(duì)于n≥2的任意自然數(shù),an-an-1為同一常數(shù)?{an}是等差數(shù)列
解答題中證明問(wèn)題
等差中項(xiàng)法
2an-1=an+an-2(n≥3,n∈N*)成立?{an}是等差數(shù)列
通項(xiàng)公式法
an=pn+q(p,q為常數(shù))對(duì)任意的正整數(shù)n都成立?{an}是等差數(shù)列
選擇、填空題中的判定問(wèn)題
前n項(xiàng)和公式法
驗(yàn)證Sn=An2+Bn(A,B是常數(shù))對(duì)任意的正整數(shù)n都成立?{an}是等差數(shù)列
[即時(shí)演練]
1.(2016· 33、浙江高考)如圖,點(diǎn)列{An},{Bn}分別在某銳角的兩邊上,且|AnAn+1|=|An+1An+2|,An≠An+2,n∈N*,|BnBn+1|=|Bn+1Bn+2|,Bn≠Bn+2,n∈N*(P≠Q(mào)表示點(diǎn)P與Q不重合).若dn=|AnBn|,Sn為△AnBnBn+1的面積,則( )
A.{Sn}是等差數(shù)列 B.{S}是等差數(shù)列
C.{dn}是等差數(shù)列 D.mzebxcnn0是等差數(shù)列
解析:選A 由題意,過(guò)點(diǎn)A1,A2,A3,…,An,An+1,…分別作直線B1Bn+1的垂線,高分別記為h1,h2,h3,…,hn,hn+1,…,根據(jù)平行線的性質(zhì),得h1,h2,h3,…,hn,hn+1,… 34、成等差數(shù)列,又Sn=×|BnBn+1|×hn,|BnBn+1|為定值,所以{Sn}是等差數(shù)列.故選A.
2.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)記Sn為等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知S2=2,S3=-6.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求Sn,并判斷Sn+1,Sn,Sn+2是否成等差數(shù)列.
解:(1)設(shè){an}的公比為q.
由題設(shè)可得
解得
故{an}的通項(xiàng)公式為an=(-2)n.
(2)由(1)可得Sn=
=-+(-1)n.
由于Sn+2+Sn+1=-+(-1)n
=2=2Sn,
故Sn+1,Sn,Sn+2成等差數(shù)列.
等差數(shù)列的性質(zhì)
[典例] (1)已知等差數(shù)列{ 35、an}的公差為d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,則m的值為( )
A.8 B.12
C.6 D.4
(2)已知數(shù)列{an},{bn}為等差數(shù)列,前n項(xiàng)和分別為Sn,Tn,若=,則=( )
A. B.
C. D.
(3)(2018·天水模擬)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S10=10,S20=30,則S30=________.
[解析] (1)由a3+a6+a10+a13=32,得(a3+a13)+(a6+a10)=32,得4a8=32,即a8=8,m=8.
(2)因?yàn)閧an},{bn}為等差數(shù)列,且=,
所以======.
36、(3)∵S10,S20-S10,S30-S20成等差數(shù)列,
∴2(S20-S10)=S10+S30-S20,
∴40=10+S30-30,∴S30=60.
[答案] (1)A (2)A (3)60
[方法技巧]
等差數(shù)列的性質(zhì)
(1)項(xiàng)的性質(zhì)
在等差數(shù)列{an}中,am-an=(m-n)d?=d(m≠n),其幾何意義是點(diǎn)(n,an),(m,am)所在直線的斜率等于等差數(shù)列的公差.
(2)和的性質(zhì)
在等差數(shù)列{an}中,Sn為其前n項(xiàng)和,則
①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);
②S2n-1=(2n-1)an.
[即時(shí)演練]
1.(2018·岳陽(yáng) 37、模擬)在等差數(shù)列{an}中,如果a1+a2=40,a3+a4=60,那么a7+a8=( )
A.95 B.100
C.135 D.80
解析:選B 由等差數(shù)列的性質(zhì)可知,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8構(gòu)成新的等差數(shù)列,于是a7+a8=(a1+a2)+(4-1)[(a3+a4)-(a1+a2)]=40+3×20=100.
2.(2018·廣州模擬)已知等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)都為正數(shù),且a3,a5,a4成等差數(shù)列,則的值是( )
A. B.
C. D.
解析:選A 設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由a3,a5,a4成等差數(shù)列可得a5=a3+a4,即a3q2= 38、a3+a3q,故q2-q-1=0,解得q=或q=(舍去),所以=====.
3.若兩個(gè)等差數(shù)列{an}和{bn}的前n項(xiàng)和分別是Sn,Tn,已知=,則+=________.
解析:∵數(shù)列{an}和{bn}都是等差數(shù)列,
∴+=====.
答案:
等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值
等差數(shù)列的通項(xiàng)an及前n項(xiàng)和Sn均為n的函數(shù),通常利用函數(shù)法或通項(xiàng)變號(hào)法解決等差數(shù)列前n項(xiàng)和Sn的最值問(wèn)題.
[典例] 等差數(shù)列{an}中,設(shè)Sn為其前n項(xiàng)和,且a1>0,S3=S11,當(dāng)Sn取得最大值時(shí),n的值為________.
[解析] 法一:用“函數(shù)法”解題
由S3=S11,可得3a1+d=11a 39、1+d,即d=-a1.從而Sn=n2+n=-(n-7)2+a1,
因?yàn)閍1>0,所以-<0.
故當(dāng)n=7時(shí),Sn最大.
法二:用“通項(xiàng)變號(hào)法”解題
由法一可知,d=-a1.
要使Sn最大,則有
即
解得6.5≤n≤7.5,故當(dāng)n=7時(shí),Sn最大.
[答案] 7
[方法技巧]
求等差數(shù)列前n項(xiàng)和Sn最值的2種方法
(1)函數(shù)法
利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和的函數(shù)表達(dá)式Sn=an2+bn,通過(guò)配方或借助圖象求二次函數(shù)最值的方法求解.
(2)通項(xiàng)變號(hào)法
①當(dāng)a1>0,d<0時(shí),滿足的項(xiàng)數(shù)m使得Sn取得最大值為Sm;
②當(dāng)a1<0,d>0時(shí),滿足的項(xiàng)數(shù)m使得Sn取得最小值為Sm. 40、
[即時(shí)演練]
1.(2018·濰坊模擬)在等差數(shù)列{an}中,a1=29,S10=S20,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn的最大值為( )
A.S15 B.S16
C.S15或S16 D.S17
解析:選A ∵a1=29,S10=S20,
∴10a1+d=20a1+d,解得d=-2,
∴Sn=29n+×(-2)=-n2+30n=-(n-15)2+225.
∴當(dāng)n=15時(shí),Sn取得最大值.
2.已知{an}是等差數(shù)列,a1=-26,a8+a13=5,當(dāng){an}的前n項(xiàng)和Sn取最小值時(shí),n的值為( )
A.8 B.9
C.10 D.11
解析:選B 設(shè)數(shù)列{a 41、n}的公差為d,
∵a1=-26,a8+a13=5,
∴-26+7d-26+12d=5,解得d=3,
∴Sn=-26n+×3=n2-n=2-,
∴{an}的前n項(xiàng)和Sn取最小值時(shí),n=9.
3.已知{an}是各項(xiàng)不為零的等差數(shù)列,其中a1>0,公差d<0,若S10=0,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和取最大值時(shí),n=________.
解析:由S10==5(a5+a6)=0,
可得a5+a6=0,
∴a5>0,a6<0,即數(shù)列{an}的前5項(xiàng)和為最大值,∴n=5.
答案:5
1.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為1,公差不為0.若a2,a3,a6成等比數(shù)列,則{an 42、}前6項(xiàng)的和為( )
A.-24 B.-3
C.3 D.8
解析:選A 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
因?yàn)閍2,a3,a6成等比數(shù)列,所以a2a6=a,
即(a1+d)(a1+5d)=(a1+2d)2.
又a1=1,所以d2+2d=0.
又d≠0,則d=-2,
所以{an}前6項(xiàng)的和S6=6×1+×(-2)=-24.
2.(2016·全國(guó)卷Ⅰ)已知等差數(shù)列{an}前9項(xiàng)的和為27,a10=8,則a100=( )
A.100 B.99
C.98 D.97
解析:選C 法一:∵{an}是等差數(shù)列,設(shè)其公差為d,
∴S9=(a1+a9)=9a5=27,∴a5= 43、3.
又∵a10=8,∴∴
∴a100=a1+99d=-1+99×1=98.
法二:∵{an}是等差數(shù)列,
∴S9=(a1+a9)=9a5=27,∴a5=3.
在等差數(shù)列{an}中,a5,a10,a15,…,a100成等差數(shù)列,且公差d′=a10-a5=8-3=5.
故a100=a5+(20-1)×5=98.
3.(2014·全國(guó)卷Ⅰ)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ為常數(shù).
(1)證明:an+2-an=λ;
(2)是否存在λ,使得{an}為等差數(shù)列?并說(shuō)明理由.
解:(1)證明:由題設(shè),anan+1=λSn-1,
a 44、n+1an+2=λSn+1-1.
兩式相減得an+1(an+2-an)=λan+1.
由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.
(2)由題設(shè),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}是首項(xiàng)為1,公差為4的等差數(shù)列,a2n-1=4n-3;{a2n}是首項(xiàng)為3,公差為4的等差數(shù)列,a2n=4n-1.
所以an=2n-1,an+1-an=2.
因此存在λ=4,使得數(shù)列{an}為等差數(shù)列.
4.(2013·全國(guó)卷Ⅱ)已知等差數(shù)列{an}的公差不為零,a1=25,且 45、a1,a11,a13成等比數(shù)列.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求a1+a4+a7+…+a3n-2.
解:(1)設(shè){an}的公差為d.由題意,a=a1a13,
即(a1+10d)2=a1(a1+12d),
于是d(2a1+25d)=0.
又a1=25,所以d=0(舍去),或d=-2.
故an=-2n+27.
(2)令Sn=a1+a4+a7+…+a3n-2.
由(1)知a3n-2=-6n+31,故{a3n-2}是首項(xiàng)為25,公差為-6的等差數(shù)列.
從而Sn=(a1+a3n-2)=(-6n+56)=-3n2+28n.
一、選擇題
1.(2018·廈門一中測(cè)試)已知 46、數(shù)列{an}中,a2=,a5=,且是等差數(shù)列,則a7=( )
A. B.
C. D.
解析:選D 設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則=+3d,即=+3d,解得d=2,所以=+5d=12,解得a7=.
2.我國(guó)古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》有如下問(wèn)題:“今有金箠,長(zhǎng)五尺,斬本一尺,重四斤,斬末一尺,重二斤,問(wèn)次一尺各重幾何?”意思是:“現(xiàn)有一根金箠,長(zhǎng)五尺,一頭粗,一頭細(xì),在粗的一端截下1尺,重4斤,在細(xì)的一端截下1尺,重2斤,問(wèn)依次每一尺各重多少斤?”根據(jù)上題的已知條件,若金箠由粗到細(xì)是均勻變化的,問(wèn)第二尺與第四尺的重量之和為( )
A.6斤 B.9斤
C.9.5斤 47、D.12斤
解析:選A 依題意,金箠由粗到細(xì)各尺的重量構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列,
設(shè)首項(xiàng)a1=4,則a5=2.
由等差數(shù)列的性質(zhì)得a2+a4=a1+a5=6,
所以第二尺與第四尺的重量之和為6斤.
3.(2018·銀川一中月考)在等差數(shù)列{an}中,首項(xiàng)a1>0,公差d≠0,前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*),有下列命題:
①若S3=S11,則必有S14=0;
②若S3=S11,則必有S7是Sn中的最大項(xiàng);
③若S7>S8,則必有S8>S9;
④若S7>S8,則必有S6>S9.
其中正確命題的個(gè)數(shù)是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:選D 對(duì)于①,若S11-S3=4( 48、a1+a14)=0,即a1+a14=0,則S14==0,所以①正確;
對(duì)于②,當(dāng)S3=S11時(shí),易知a7+a8=0,又a1>0,d≠0,所以a7>0>a8,故S7是Sn中的最大項(xiàng),所以②正確;
對(duì)于③,若S7>S8,則a8<0,那么d<0,可知a9<0,此時(shí)S9-S8<0,即S8>S9,所以③正確;
對(duì)于④,若S7>S8,則a8<0,S9-S6=a7+a8+a9=3a8<0,即S6>S9,所以④正確.故選D.
4.(2018·大同模擬)在等差數(shù)列中,a1+a2+a3=3,a18+a19+a20=87,則此數(shù)列前20項(xiàng)的和等于( )
A.290 B.300
C.580 D.60 49、0
解析:選B 由a1+a2+a3=3a2=3,得a2=1.
由a18+a19+a20=3a19=87,得a19=29,
所以S20==10(a2+a19)=300.
5.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S9=18,an-4=30(n>9),若Sn=336,則n的值為( )
A.18 B.19
C.20 D.21
解析:選D 因?yàn)閧an}是等差數(shù)列,所以S9=9a5=18,a5=2,Sn===×32=16n=336,解得n=21.
6.設(shè){an}是等差數(shù)列,d是其公差,Sn是其前n項(xiàng)和,且S5 50、a7=0
C.S9>S5
D.當(dāng)n=6或n=7時(shí)Sn取得最大值
解析:選C 由S5 51、S9-S5)<0,則( )
A.|a7|>|a8| B.|a7|<|a8|
C.|a7|=|a8| D.|a7|=0
解析:選B 因?yàn)?S8-S5)(S9-S5)<0,
所以(a6+a7+a8)(a6+a7+a8+a9)<0,
因?yàn)閧an}為等差數(shù)列,
所以a6+a7+a8=3a7,
a6+a7+a8+a9=2(a7+a8),
所以a7(a7+a8)<0,
所以a7與(a7+a8)異號(hào).
又公差d>0,
所以a7<0,a8>0,且|a7|<|a8|,故選B.
二、填空題
8.在數(shù)列{an}中,an+1=,a1=2,則a20=________.
解析:由an+1 52、=,a1=2,
可得-=3,
所以是以為首項(xiàng),3為公差的等差數(shù)列.
所以=+3(n-1),即an=,
所以a20=.
答案:
9.?dāng)?shù)列{an}滿足:a1=1,an+1=2an+2n,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為________.
解析:∵a1=1,an+1=2an+2n,
∴=+,
∴數(shù)列是首項(xiàng)為=,公差d=的等差數(shù)列,
故=+(n-1)×=n,
即an=n·2n-1.
答案:an=n·2n-1
10.設(shè)Sn是等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若S4≠0,且S8=3S4,S12=λS8,則λ=________.
解析:當(dāng)S4≠0,且S8=3S4,S12=λS8時(shí),
由等差 53、數(shù)列的性質(zhì)得:S4,S8-S4,S12-S8成等差數(shù)列,
∴2(S8-S4)=S4+(S12-S8),
∴2(3S4-S4)=S4+(λ·3S4-3S4),
解得λ=2.
答案:2
三、解答題
11.已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,且a1,a2,a5成等比數(shù)列,a3+a4=12.
(1)求a1+a2+a3+a4+a5;
(2)設(shè)bn=10-an,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,若b1≠b2,則n為何值時(shí),Sn最大?Sn最大值是多少?
解:(1)設(shè){an}的公差為d,
∵a1,a2,a5成等比數(shù)列,
∴(a1+d)2=a1(a1+4d),
解得d=0或d=2a1.
當(dāng)d=0時(shí) 54、,∵a3+a4=12,∴an=6,
∴a1+a2+a3+a4+a5=30;
當(dāng)d≠0時(shí),∵a3+a4=12,∴a1=1,d=2,
∴a1+a2+a3+a4+a5=25.
(2)∵b1≠b2,bn=10-an,∴a1≠a2,∴d≠0,
由(1)知an=2n-1,
∴bn=10-an=10-(2n-1)=11-2n,Sn=10n-n2=-(n-5)2+25.
∴當(dāng)n=5時(shí),Sn取得最大值,最大值為25.
12.(2018·沈陽(yáng)質(zhì)檢)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a3+a6=4,S5=-5.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若Tn=|a1|+|a2|+|a3|+ 55、…+|an|,求T5的值和Tn的表達(dá)式.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由題意知解得
故an=2n-7(n∈N*).
(2)由an=2n-7<0,得n<,即n≤3,
所以當(dāng)n≤3時(shí),an=2n-7<0,當(dāng)n≥4時(shí),an=2n-7>0.
由(1)知Sn=n2-6n,
所以當(dāng)n≤3時(shí),Tn=-Sn=6n-n2;
當(dāng)n≥4時(shí),
Tn=-S3+(Sn-S3)=Sn-2S3=n2-6n+18.
故T5=13,Tn=
13.已知數(shù)列{an}中,a1=4,an=an-1+2n-1+3(n≥2,n∈N*).
(1)證明數(shù)列{an-2n}是等差數(shù)列,并求{an}的通項(xiàng)公式;
56、
(2)設(shè)bn=,求bn的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)證明:當(dāng)n≥2時(shí),an=an-1+2n-1+3=an-1+2n-2n-1+3,
∴an-2n-(an-1-2n-1)=3.
又a1=4,∴a1-2=2,
故數(shù)列{an-2n}是以2為首項(xiàng),3為公差的等差數(shù)列,
∴an-2n=2+(n-1)×3=3n-1,
∴an=2n+3n-1.
(2)bn===1+,
∴Sn=++…+
=n+,
令Tn=++…+,①
則Tn=++…+,②
①-②得,Tn=1+++…+-,
=1+3×-=-,
∴Sn=n+5-.
已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=3,an+1=2an+ 57、2n+1-1(n∈N*).
(1)求a2,a3;
(2)求實(shí)數(shù)λ使為等差數(shù)列,并由此求出an與Sn;
(3)求n的所有取值,使∈N*,說(shuō)明你的理由.
解:(1)∵a1=3,an+1=2an+2n+1-1,
∴a2=2×3+22-1=9,a3=2×9+23-1=25.
(2)∵a1=3,an+1=2an+2n+1-1,
∴an+1-1=2(an-1)+2n+1,
∴-=1,
故λ=-1時(shí),數(shù)列成等差數(shù)列,且首項(xiàng)為=1,公差d=1.
∴=n,即an=n·2n+1.
∴Sn=(1×2+2×22+3×23+…+n×2n)+n,
設(shè)Tn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n, 58、①
則2Tn=1×22+2×23+3×24+…+n×2n+1,②
①-②得,-Tn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=(1-n)·2n+1-2,
∴Tn=(n-1)·2n+1+2,
∴Sn=Tn+n=(n-1)·2n+1+2+n.
(3)==2+,
結(jié)合y=2x及y=x的圖象可知2n>恒成立,
∴2n+1>n,即n-2n+1<0,∵n·2n+1>0,∴<2.
當(dāng)n=1時(shí),==1∈N*;
當(dāng)n≥2時(shí),∵an>0且{an}為遞增數(shù)列,
∴Sn>0且Sn>an,
∴>1,即1<<2,∴當(dāng)n≥2時(shí),?N*.
綜上可得n=1.
高考研究課(二)
等比數(shù)列的3考點(diǎn)——基本 59、運(yùn)算、判定和應(yīng)用
[全國(guó)卷5年命題分析]
考點(diǎn)
考查頻度
考查角度
等比數(shù)列的基本運(yùn)算
5年7考
由項(xiàng)與和的關(guān)系求首項(xiàng)、求前n項(xiàng)和、求項(xiàng)數(shù)等
等比數(shù)列的判定
5年3考
證明等比數(shù)列
等比數(shù)列的綜合應(yīng)用
5年4考
求和后放縮法證明不等式,等比數(shù)列求項(xiàng)之積的最值
等比數(shù)列基本量的運(yùn)算
[典例] (1)已知等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a1+a3=,a2+a4=,則=( )
A.4n-1 B.4n-1
C.2n-1 D.2n-1
(2)(2017·全國(guó)卷Ⅱ)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,等比數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,a1 60、=-1,b1=1,a2+b2=2.
①若a3+b3=5,求{bn}的通項(xiàng)公式;
②若T3=21,求S3.
[解析] (1)設(shè){an}的公比為q,
∵∴
由(ⅰ)(ⅱ)可得=2,∴q=,代入(ⅰ)得a1=2,
∴an=2×n-1=,
∴Sn==4,
∴==2n-1.
答案:D
(2)設(shè){an}的公差為d,{bn}的公比為q,
則an=-1+(n-1)d,bn=qn-1.
由a2+b2=2得d+q=3.(ⅰ)
①由a3+b3=5得2d+q2=6.(ⅱ)
聯(lián)立(ⅰ)(ⅱ)解得(舍去)或
因此{(lán)bn}的通項(xiàng)公式為bn=2n-1.
②由b1=1,T3=21,得q2+q- 61、20=0,
解得q=-5或q=4.
當(dāng)q=-5時(shí),由(ⅰ)得d=8,則S3=21.
當(dāng)q=4時(shí),由(ⅰ)得d=-1,則S3=-6.
[方法技巧]
解決等比數(shù)列有關(guān)問(wèn)題的常用思想方法
(1)方程的思想
等比數(shù)列中有五個(gè)量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通過(guò)列方程(組)求關(guān)鍵量a1和q,問(wèn)題可迎刃而解.
(2)分類討論的思想
等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式涉及對(duì)公比q的分類討論,當(dāng)q=1時(shí),{an}的前n項(xiàng)和Sn=na1;當(dāng)q≠1時(shí),{an}的前n項(xiàng)和Sn==.
[即時(shí)演練]
1.已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)a1=的等比數(shù)列,其前n項(xiàng)和為Sn,S3=,若am=-,則m 62、的值為( )
A.8 B.10
C.9 D.7
解析:選A 設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,
若q=1,則S3=≠,不符合題意,∴q≠1.
由得
∴an=·n-1=n+1.
由am=m+1=-,
得m=8.
2.(2017·北京高考)已知等差數(shù)列{an}和等比數(shù)列{bn}滿足a1=b1=1,a2+a4=10,b2b4=a5.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求和:b1+b3+b5+…+b2n-1.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d.
因?yàn)?
所以2a1+4d=10,
解得d=2,所以an=2n-1.
(2)設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q.
因?yàn)閎1=1, 63、b2b4=a5,所以b1q·b1q3=9.
解得q2=3.
所以b2n-1=b1q2n-2=3n-1.
從而b1+b3+b5+…+b2n-1=1+3+32+…+3n-1=.
等比數(shù)列的判定與證明
[典例] (1)已知數(shù)列{an}中,a1=1,a2=3且an+2=3an+1-2an,n∈N*,對(duì)數(shù)列{an}有下列命題:
①數(shù)列{an}是等差數(shù)列;
②數(shù)列{an+1-an}是等比數(shù)列;
③當(dāng)n≥2時(shí),an都是質(zhì)數(shù);
④++…+<2,n∈N*,
則其中正確的命題有( )
A.② B.①②
C.③④ D.②④
(2)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a1+2a2+ 64、3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N*).
①求a2,a3的值;
②求證:數(shù)列{Sn+2}是等比數(shù)列.
[解析] (1)∵an+2=3an+1-2an,
∴an+2-an+1=2(an+1-an),
∴數(shù)列{an+1-an}是以a2-a1=2為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列,
∴an-an-1=2n-1,
an-1-an-2=2n-2,
…
a2-a1=21,
累加得:an-a1=21+22+…+2n-1==2n-2,
∴an=2n-2+a1=2n-1.
顯然①②③中,只有②正確,
又∵=<(n≥2),
∴++…+<1+++…+=<2,故④正確;
綜上所述 65、,①③錯(cuò)誤,②④正確.
答案:D
(2)[思路點(diǎn)撥] ①令n=1,2,3,即可求出結(jié)論;
②當(dāng)n≥2時(shí),a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=(n-2)Sn-1+2(n-1),與已知式相減,再利用an=Sn-Sn-1(n≥2),化簡(jiǎn)整理,即可得出結(jié)論.
解:①∵a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N*),
∴當(dāng)n=1時(shí),a1=2×1=2;
當(dāng)n=2時(shí),a1+2a2=(a1+a2)+4,∴a2=4;
當(dāng)n=3時(shí),a1+2a2+3a3=2(a1+a2+a3)+6,∴a3=8.
②證明:∵a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N* 66、),(ⅰ)
∴當(dāng)n≥2時(shí),a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=(n-2)·Sn-1+2(n-1).(ⅱ)
(ⅰ)-(ⅱ)得nan=(n-1)Sn-(n-2)Sn-1+2
=n(Sn-Sn-1)-Sn+2Sn-1+2
=nan-Sn+2Sn-1+2.
∴-Sn+2Sn-1+2=0,即Sn=2Sn-1+2,
∴Sn+2=2(Sn-1+2).
∵S1+2=4≠0,∴Sn-1+2≠0,
∴=2,
故{Sn+2}是以4為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列.
[方法技巧]
等比數(shù)列的3種判定方法
定義法
若=q(q為非零常數(shù),n∈N*),則{an}是等比數(shù)列
等比中項(xiàng)法
若數(shù)列{an}中,an≠0且a=an·an+2(n∈N*),則數(shù)列{an}是等比數(shù)列
通項(xiàng)公式法
若數(shù)列通項(xiàng)公式可寫成an=c·qn(c,q均是不為0的常數(shù),n∈N*),則{an}是等比數(shù)列
[即時(shí)演練]
1.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn+an=2n(n∈N*),則下列數(shù)列中一定為等比數(shù)列的是( )
A.{an} B.{an-1}
C.{an-2} D.{Sn}
解析
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