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1、2022年高三數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題四第二講 數(shù)列的通項公式與數(shù)列求和教案 理
類型一 數(shù)列的通項問題
1.累加法求通項:形如an+1-an=f(n).
2.累乘法求通項:形如=f(n).
3.構(gòu)造法:形如:an+1=pan+q.
4.已知Sn求an,即an=
[例1] (xx年高考廣東卷)設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,數(shù)列{Sn}的前n項和為Tn,滿足Tn=2Sn-n2,n∈N*.
(1)求a1的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式.
[解析] (1)當n=1時,T1=2S1-12.
因為T1=S1=a1,所以a1=2a1-1,解得a1=1.
(2)當n≥2時,Sn=Tn
2、-Tn-1=2Sn-n2-[2Sn-1-(n-1)2]=2Sn-2Sn-1-2n+1,
所以Sn=2Sn-1+2n-1,①
所以Sn+1=2Sn+2n+1,②
②-①得an+1=2an+2.
所以an+1+2=2(an+2),即=2(n≥2).
當n=1時,a1+2=3,a2+2=6,則=2,所以當n=1時也滿足上式.所以{an+2}是以3為首項,2為公比的等比數(shù)列,所以an+2=3·2n-1,所以an=3·2n-1-2.
跟蹤訓(xùn)練
數(shù)列{an}中,a1=1,對所有的n≥2,都有a1·a2·a3·…·an=n2,數(shù)列{an}的通項公式為________.
解析:由題意,當n
3、≥2時,
a1·a2·a3·…·an=n2,①
故當n=2時,有a1·a2=22=4,
又因為a1=1,所以a2=4.
故當n≥3時,
有a1·a2·a3·…·an-1=(n-1)2,②
由,得an=.
而當n=1時,a1=1,不滿足上式,n=2時,滿足上式.
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=
答案:
類型二 數(shù)列求和
數(shù)列求和的方法技巧
(1)轉(zhuǎn)化法
有些數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將數(shù)列通項拆開或變形,可轉(zhuǎn)化為幾個等差、等比數(shù)列或常見的數(shù)列,即先分別求和,然后再合并;
(2)錯位相減法
這是在推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項和公式時所用的方法,這種方法主要
4、用于求數(shù)列{an·bn}的前n項和,其中{an},{bn}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列;
(3)裂項相消法
利用通項變形,將通項分裂成兩項的差,通過相加過程中的相互抵消,最后只剩下有限項的和.
[例2] (xx年高考浙江卷)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2n2+n,n∈N*,數(shù)列{bn}滿足an=4log2bn+3,n∈N*.
(1)求an,bn;
(2)求數(shù)列{an·bn}的前n項和Tn.
[解析] (1) 由Sn=2n2+n,得
當n=1時,a1=S1=3;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=4n-1.
所以an=4n-1,n∈N*.
由4n-1=an=4log
5、2bn+3,得bn=2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知anbn=(4n-1)·2n-1,n∈N*,
所以Tn=3+7×2+11×22+…+(4n-1)·2n-1,
2Tn=3×2+7×22+…+(4n-5)·2n-1+(4n-1)·2n,
所以2Tn-Tn=(4n-1)2n-[3+4(2+22+…+2n-1)]
=(4n-5)2n+5.
故Tn=(4n-5)2n+5,n∈N*.
跟蹤訓(xùn)練
(xx年高考課標全國卷)數(shù)列{an}滿足an+1+(-1)nan=2n-1,則{an}的前60項和為( )
A.3 690 B.3 660
C.1 845
6、 D.1 830
解析:利用數(shù)列的遞推式的意義結(jié)合等差數(shù)列求和公式求解.
∵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.
答案:D
類型三 數(shù)列的綜合應(yīng)
7、用
1.數(shù)列的綜合應(yīng)用多涉及函數(shù)、不等式、解析幾何等知識.
2.數(shù)列的單調(diào)性的判斷方法:
(1)作差:an+1-an與0的關(guān)系;
(2)作商:與1的關(guān)系.
[例3] (xx年高考廣東卷)設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,滿足2Sn=an+1-2n+1+1,n∈N*,且a1,a2+5,a3成等差數(shù)列.
(1)求a1的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式;
(3)證明:對一切正整數(shù)n,有++…+<.
[解析] (1)∵a1,a2+5,a3成等差數(shù)列,
∴2(a2+5)=a1+a3.
又2Sn=an+1-2n+1+1,
∴2S1=a2-22+1,2S2=a3-23+1,
∴2
8、a1=a2-3,2(a1+a2)=a3-7.
由得∴a1=1.
(2)∵2Sn=an+1-2n+1+1,①
∴當n≥2時,2Sn-1=an-2n+1.②
①-②得2an=an+1-an-2n+1+2n,
∴an+1=3an+2n.
兩邊同除以2n+1得=·+,
∴+1=(+1).
又由(1)知+1=(+1),∴數(shù)列{+1}是以為首項,為公比的等比數(shù)列,
∴+1=·()n-1=()n,∴an=3n-2n,
即數(shù)列{an}的通項公式為an=3n-2n.
(3)證明:∵an=3n-2n=(1+2)n-2n
=C·1n·20+C·1n-1·21+C·1n-2·22+…+C·10
9、·2n-2n
=1+2n+2(n2-n)+…+2n-2n
>1+2n+2(n2-n)=1+2n2>2n2>2n(n-1),
∴=<=·,
∴++…+
<1+[++…+]
=1+(1-+-+…+-)
=1+(1-)=-<,
即++…+<.
跟蹤訓(xùn)練
(xx年北京東城模擬)已知數(shù)列{an}滿足a1=,(n≥2,n∈N).
(1)試判斷數(shù)列{+(-1)n}是否為等比數(shù)列,并說明理由;
(2)設(shè)cn=ansin ,數(shù)列{cn}的前n項和為Tn.求證:對任意的n∈N*,Tn<.
解析:(1)由an=得
==(-1)n-,
所以+(-1)n=2·(-1)n-
=-2
10、[+(-1)n-1].
又-1=3≠0,
故數(shù)列{+(-1)n}是首項為3,公比為-2的等比數(shù)列.
(2)證明:由(1)得+(-1)n=3·(-2)n-1.
所以=3·(-2)n-1-(-1)n,
an=,
所以cn=ansin =(-1)n-1
=<.
所以Tn<=[1-()n]<.
析典題(預(yù)測高考)
高考真題
【真題】 (xx年高考湖南卷)某公司一下屬企業(yè)從事某種高科技產(chǎn)品的生產(chǎn).該企業(yè)第一年年初有資金2 000萬元,將其投入生產(chǎn),到當年年底資金增長了50%.預(yù)計以后每年資金年增長率與第一年的相同.公司要求企業(yè)從第一年開始,每年年底上繳資金d萬元,并將剩余資金全部投
11、入下一年生產(chǎn).設(shè)第n年年底企業(yè)上繳資金后的剩余資金為an萬元.
(1)用d表示a1,a2,并寫出an+1與an的關(guān)系式;
(2)若公司希望經(jīng)過m(m≥3)年使企業(yè)的剩余資金為4 000萬元,試確定企業(yè)每年上繳資金d的值(用m表示).
【解析】 (1)由題意得a1=2 000(1+50%)-d=3 000-d,
a2=a1(1+50%)-d=a1-d=4500-d.
an+1=an(1+50%)-d=an-d.
(2)由(1)得an=an-1-d=(an-2-d)-d
=()2an-2-d-d
=…
=()n-1a1-d[1++()2+…+()n-2].
整理得an=()n-
12、1(3 000-d)-2d[()n-1-1]
=()n-1(3 000-3d)+2d.
由題意,知am=4 000,
即()m-1(3 000-3d)+2d=4 000,
解得d==.
即該企業(yè)每年上繳資金d的值為時,經(jīng)過m(m≥3)年企業(yè)的剩余資金為4 000萬元.
【名師點睛】 本題考查利用遞推數(shù)列求通項的方法,考查綜合利用數(shù)列知識分析解決實際問題的能力,難度較大,解答本題的關(guān)鍵是求出遞推關(guān)系an+1=an-d,并變形求an.
考情展望
高考對數(shù)列的通項與求和的考查多以解答題形式出現(xiàn),主要考查an與Sn的關(guān)系,以及錯位相減求和、裂項求和及分組轉(zhuǎn)化求和,難度中檔偏上.
13、
名師押題
【押題】 在平面直角坐標系中,設(shè)不等式組(n∈N*)表示的平面區(qū)域為Dn,記Dn內(nèi)的整點(橫坐標和縱坐標均為整數(shù)的點)的個數(shù)為an.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若bn+1=2bn+an,b1=-13.求證:數(shù)列{bn+6n+9}是等比數(shù)列,并求出數(shù)列{bn}的通項公式.
【解析】 (1)由得0