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高考數(shù)學(xué)大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺方案文數(shù)經(jīng)典版文檔:第二編 專題三 第2講 數(shù)列求和問(wèn)題 Word版含解析

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1、 第2講 數(shù)列求和問(wèn)題 「考情研析」 1.從具體內(nèi)容上,高考對(duì)數(shù)列求和的考查主要以解答題的形式出現(xiàn),通過(guò)分組轉(zhuǎn)化、錯(cuò)位相減、裂項(xiàng)相消等方法求一般數(shù)列的和,體現(xiàn)轉(zhuǎn)化與化歸的思想. 2.從高考特點(diǎn)上,難度稍大,一般以解答題為主,分值約為7~8分. 核心知識(shí)回顧 常見的求和方法 (1)公式法:適合求等差數(shù)列或等比數(shù)列的前n項(xiàng)和.對(duì)等比數(shù)列利用公式法求和時(shí),一定注意公比q是否取1. (2)錯(cuò)位相減法:主要用于求數(shù)列{an·bn}的前n項(xiàng)和,其中{an},{bn}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列. (3)裂項(xiàng)相消法:把數(shù)列和式中的各項(xiàng)分別裂項(xiàng)后,消去一部分從而計(jì)算和的方法,適用于求通項(xiàng)為的

2、數(shù)列的前n項(xiàng)和. (4)分組求和法:一個(gè)數(shù)列既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將這個(gè)數(shù)列適當(dāng)拆開,重新組合,就會(huì)變成幾個(gè)可以求和的部分,分別求和,然后再合并. (5)并項(xiàng)求和法:當(dāng)一個(gè)數(shù)列為擺動(dòng)數(shù)列,形如(-1)nan的形式,通常分奇、偶,觀察相鄰兩項(xiàng)是否構(gòu)成新數(shù)列. 熱點(diǎn)考向探究 考向1 分組轉(zhuǎn)化法求和 例1 (2019·天津南開區(qū)高三下學(xué)期一模)已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,且a5=3a2,S7=14a2+7. (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)設(shè)數(shù)列{an+bn}是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,求數(shù)列{(-1)nbn(an+bn)}的前n項(xiàng)和Tn

3、. 解 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差是d. 由a5=3a2得a1+4d=3(a1+d),化簡(jiǎn)得d=2a1,① 由S7=14a2+7得d=a1+1,② 由①②解得a1=1,d=2. 所以數(shù)列{an }的通項(xiàng)公式為an=2n-1. (2)由數(shù)列{an+bn }是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,得an+bn=2n-1,即2n-1+bn=2n-1.所以bn=2n-1-2n+1. 所以(-1)nbn(an+bn)=(-1)n·2n-1·(2n-1-2n+1)=(-1)n4n-1+(-2)n-1(2n-1)=-(-4)n-1+(2n-1)·(-2)n-1. ∴Pn=(-4)0+(-4)1+

4、…+(-4)n-1==, Qn=1·(-2)0+3·(-2)1+5·(-2)2+…+(2n-3)·(-2)n-2+(2n-1)·(-2)n-1,③ -2Qn=1·(-2)1+3·(-2)2+5·(-2)3+…+(2n-3)·(-2)n-1+(2n-1)·(-2)n,④ ③-④得 3Qn=1·(-2)0+2·(-2)1+2·(-2)2+…+2·(-2)n-1-(2n-1)·(-2)n=1+-(2n-1)·(-2)n=--·(-2)n. ∴Qn=--·(-2)n. ∴Tn=-Pn+Qn=-+-. 若一個(gè)數(shù)列是由兩個(gè)或多個(gè)等差、等比數(shù)列的和差形式組成,或這個(gè)數(shù)列可以分解成兩個(gè)或多個(gè)

5、等差、等比數(shù)列的和差形式,則可以根據(jù)數(shù)列的結(jié)構(gòu)對(duì)原數(shù)列求和式的各部分重新組合,進(jìn)而使用等差、等比數(shù)列的求和公式進(jìn)行求和.解題的關(guān)鍵是觀察結(jié)構(gòu)、巧分組. 等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,滿足a1=3,b1=1,b2+S2=10,a5-2b2=a3. (1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項(xiàng)公式; (2)令cn=設(shè)數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和為Tn,求T2n. 解 (1)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,數(shù)列{bn}的公比為q,則由a1=3,b1=1及 得 解得所以an=3+2(n-1)=2n+1,bn=2n-1. (2)由a1=3,an=2n+1,得Sn=n(n+2

6、). 則cn= 即cn= T2n=(c1+c3+…+c2n-1)+(c2+c4+…+c2n) =+(2+23+…+22n-1)=1-+=+(4n-1). 考向2 裂項(xiàng)相消法求和 例2 (2019·甘青寧高三3月聯(lián)考)設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,已知a7=5,S5=-55. (1)求Sn; (2)設(shè)bn=,求數(shù)列的前19項(xiàng)和T19. 解 (1)∵∴ ∴Sn=-19n+×4=2n2-21n. (2)設(shè)bn==2n-21, 則==, 故T19=×=×=-. 裂項(xiàng)相消法:即把每一項(xiàng)都拆成正負(fù)兩項(xiàng),使其正負(fù)抵消,只余有限幾項(xiàng),可求和.適用于數(shù)列的求和,其中數(shù)列

7、{an}是各項(xiàng)不為0的等差數(shù)列,c為常數(shù). 已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和是Sn,且滿足Sn+an=2n+1(n∈N*). (1)求證:數(shù)列{an-2}是等比數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)求證:++…+<. 解 (1)因?yàn)镾n+an=2n+1,① 所以當(dāng)n=1時(shí),a1+a1=2+1,解得a1=. 當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1+an-1=2(n-1)+1,② 由①-②,得an-an-1+an=2,即an=an-1+1, 即an-2=(an-1-2), 所以數(shù)列{an-2}是等比數(shù)列,其首項(xiàng)為a1-2=-,公比為, 所以an-2=-n,所以an=2-n. (2)證明:==

8、-, 所以++…+=++…+=-<. 考向3 錯(cuò)位相減法求和 例3 (2019·東北三省三校高三二模)已知Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,Sn=n2+2n,等比數(shù)列{bn}的公比為4,且a2=5b1. (1)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式; (2)求數(shù)列{an·bn}的前n項(xiàng)和Tn. 解 (1)當(dāng)n≥2時(shí),Sn=n2+2n,Sn-1=(n-1)2+2(n-1),∴an=Sn-Sn-1=2n+1, 當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3滿足上式,綜上,an=2n+1. ∵5b1=5,∴b1=1,∴bn=4n-1. (2)an·bn=(2n+1)·4n-1,① Tn=3+5×4+7

9、×42+…+(2n+1)·4n-1, ∴4Tn=3×4+5×42+…+(2n-1)·4n-1+(2n+1)·4n,② ①-②,得-3Tn=3+2·(4+42+…+4n-1)-(2n+1)·4n=3+2·-(2n+1)·4n=-4n, ∴Tn=-+4n. 錯(cuò)位相減法適用于由一個(gè)等差數(shù)列和一個(gè)等比數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)的乘積構(gòu)成的數(shù)列的求和.但要注意相減后得到部分等比數(shù)列,求和時(shí)一定要弄清其項(xiàng)數(shù);另外還要注意首項(xiàng)與末項(xiàng). (2019·福建高三畢業(yè)班3月質(zhì)檢)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn=2an-n. (1)求證:數(shù)列{an+1}是等比數(shù)列,并求an; (2)若數(shù)列{bn}為等

10、差數(shù)列,且b3=a2,b7=a3,求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和Tn. 解 (1)證明:當(dāng)n=1時(shí),S1=2a1-1,所以a1=1. 因?yàn)镾n=2an-n,① 所以當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=2an-1-(n-1),② ①-②得an=2an-2an-1-1,所以an=2an-1+1, 所以===2, 所以{an+1}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列, 所以an+1=2·2n-1,所以an=2n-1. (2)由(1)知,a2=3,a3=7,所以b3=a2=3,b7=a3=7, 設(shè){bn}的公差為d,則b7=b3+(7-3)·d,所以d=1, 所以bn=b3+(n-3)·d=n,所以an

11、bn=n(2n-1)=n·2n-n. 設(shè)數(shù)列{n·2n}的前n項(xiàng)和為Kn,數(shù)列{n}的前n項(xiàng)和為Mn, 所以Kn=2+2×22+3×23+…+n·2n,③ 2Kn=22+2×23+3×24+…+n·2n+1,④ ③-④得 -Kn=2+22+23+…+2n-n·2n+1 =-n·2n+1=(1-n)·2n+1-2. 所以Kn=(n-1)·2n+1+2, 又因?yàn)镸n=1+2+3+…+n=, 所以Kn-Mn=(n-1)·2n+1-+2. 所以數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和Tn=(n-1)·2n+1-+2. 真題押題 『真題模擬』 1.(2019·江西八所重點(diǎn)中學(xué)高三4月聯(lián)考

12、)已知數(shù)列{an}是等比數(shù)列,若ma6·a7=a-2a4·a9,且公比q∈(,2),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(  ) A.(2,6) B.(2,5) C.(3,6) D.(3,5) 答案 C 解析 ∵ma6·a7=a-2a4·a9,∴maq11=aq14-2aq11,m=q3-2,∵q∈(,2),∴q3∈(5,8),m∈(3,6).故選C. 2.(2019·安徽馬鞍山高三一模)數(shù)列{an}為等比數(shù)列,若a1=1,a7=8a4,數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,則S5=(  ) A. B. C.7 D.31 答案 A 解析 ∵數(shù)列{an}為等比數(shù)列,a1=1,a7=8a

13、4, ∴q6=8q3,解得q=2,∴an=a1qn-1=2n-1,=.∵數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn, ∴S5=1++++==. 故選A. 3.(2019·南寧調(diào)研)已知{an}是等比數(shù)列,a2=2,a5=,則a1a2+a2a3+…+anan+1=(  ) A.16(1-4-n) B.16(1-2-n) C.(1-4-n) D.(1-2-n) 答案 C 解析 ∵q3==,∴q=,a1=4,∴數(shù)列{an·an+1}是以8為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.∴a1a2+a2a3+…+anan+1==(1-4-n),故選C. 4.(2019·天津高考)設(shè){an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列

14、.已知a1=4,b1=6,b2=2a2-2,b3=2a3+4. (1)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式; (2)設(shè)數(shù)列{cn}滿足c1=1,cn=其中k∈N*. ①求數(shù)列{a2n(c2n-1)}的通項(xiàng)公式; ②求ici(n∈N*). 解 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q.依題意得 解得或(舍去), 故an=4+(n-1)×3=3n+1,bn=6×2n-1=3×2n. 所以,{an}的通項(xiàng)公式為an=3n+1,{bn}的通項(xiàng)公式為bn=3×2n. (2)①a2n(c2n-1)=a2n(bn-1)=(3×2n+1)(3×2n-1)=9×4n-1. 所

15、以,數(shù)列{a2n(c2n-1)}的通項(xiàng)公式為a2n(c2n-1)=9×4n-1. ②ici=ai+ai(ci-1)]=i+2i(c2i-1) =+(9×4i-1) =(3×22n-1+5×2n-1)+9×-n =27×22n-1+5×2n-1-n-12(n∈N*). 『金版押題』 5.已知函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上單調(diào),且函數(shù)y=f(x-2)的圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,若數(shù)列{an}是公差不為0的等差數(shù)列,且f(a50)=f(a51),則{an}的前100項(xiàng)的和為(  ) A.-200 B.-100 C.-50 D.0 答案 B 解析 函數(shù)f(x)在(-1,+

16、∞)上單調(diào),且函數(shù)y=f(x-2)的圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,可得y=f(x)的圖象關(guān)于x=-1對(duì)稱,又?jǐn)?shù)列{an}是公差不為0的等差數(shù)列,且f(a50)=f(a51),∴a50+a51=-1×2=-2. ∴S100=a1+a2+…+a100=50(a50+a51)=-100.故選B. 6.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足S3=6,S5=,則數(shù)列的前n項(xiàng)和為(  ) A.1- B.2- C.2- D.2- 答案 B 解析 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則Sn=na1+d,因?yàn)镾3=6,S5=, 所以解得所以an=n+1,=,設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為Tn,則Tn=+++…++,T

17、n=+++…++,兩項(xiàng)相減,得Tn=+-=+-,所以Tn=2-. 配套作業(yè) 一、選擇題 1.(2019·湖南永州高三第三次模擬)已知Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且Sn+1=Sn+an+1,a2+a6=10,則S7=(  ) A.20 B.25 C.30 D.35 答案 D 解析 因?yàn)镾n是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且Sn+1=Sn+an+1,所以an+1-an=1,因此數(shù)列{an}是公差為1的等差數(shù)列,又a2+a6=10,所以a1+a7=10,因此S7==35.故選D. 2.(2019·四川成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三一診)在正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a5=,a6+a7=3

18、.則滿足a1+a2+a3+…+an>a1a2a3…an的最大正整數(shù)n的值為(  ) A.10 B.11 C.12 D.13 答案 C 解析 ∵正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a5=,a6+a7=a5(q+q2)=3,∴q2+q=6.∵q>0,解得q=2或q=-3(舍去),∴a1=, ∵a1+a2+a3+…+an==,∴>×2,整理可得,2n>2+1,∴2n>2,n>(n-1)·,易知n>1,∴1

19、.2018 B.-2018 C.3027 D.-3027 答案 C 解析 a1=tan225°=tan45°=1,設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則由a5=13a1,得a5=13,d===3,所以S2018=-a1+a2-a3+a4+…+(-1)2018a2018=(a2-a1)+(a4-a3)+(a6-a5)+…+(a2018-a2017)=1009d=1009×3=3027.故選C. 4.(2019·安徽省毛坦廠中學(xué)高三4月聯(lián)考)已知等差數(shù)列{an}滿足a3=3,a4+a5=a8+1,數(shù)列{bn}滿足bnan+1an=an+1-an,記數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,若對(duì)于

20、任意的a∈[-2,2],n∈N*,不等式Sn<2t2+at-3恒成立,則實(shí)數(shù)t的取值范圍為(  ) A.(-∞,-2]∪[2,+∞) B.(-∞,-2]∪[1,+∞) C.(-∞,-1]∪[2,+∞) D.[-2,2] 答案 A 解析 由題意得a4+a5=a8+a1=a8+1,則a1=1,等差數(shù)列{an }的公差d==1,∴an=1+(n-1)=n.由bnan+1an=an+1-an,得bn=-=-,∴Sn=+++…++=1-,則不等式Sn<2t2+at-3恒成立等價(jià)于1-<2t2+at-3恒成立,而1-<1,∴問(wèn)題等價(jià)于對(duì)任意的a∈[-2,2],2t2+at-4≥0恒成立.設(shè)f(

21、a)=2t2+at-4,a∈[-2,2],則即解得t≥2或t≤-2.故選A. 5.各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sn=2,S3n=14,則S4n=(  ) A.80 B.30 C.26 D.16 答案 B 解析 由題意,有(S2n-2)2=2(14-S2n),∴S2n=6或S2n=-4,由于{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),故S2n=6,則Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,S4n-S3n,即2,4,8,16為等比數(shù)列,∴S4n-S3n=16,∴S4n=30,故選B. 6.已知數(shù)列{an}滿足a1a2a3·…·an=2n2(n∈N*),且對(duì)任意n∈N*都有++

22、…+

23、第三組中有6個(gè),所以各組數(shù)的個(gè)數(shù)組成一個(gè)首項(xiàng)為2,公差為2的等差數(shù)列,所以m=S2017=2017×2+×2=2017×2018=4070306,故答案為4070306. 8.(2019·江蘇蘇州高三下學(xué)期階段測(cè)試)已知等差數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),a1=1,且a3,a4+,a11成等比數(shù)列.若p-q=10,則ap-aq=________. 答案 15 解析 設(shè)等差數(shù)列的公差為d,由題意知d>0,∵a3,a4+,a11成等比數(shù)列,∴2=a3a11, ∴2=(1+2d)(1+10d),即44d2-36d-45=0, 解得d=或d=-(舍去), ∵p-q=10,則ap-aq=(p-q

24、)d=10×=15. 9.已知數(shù)列{an}中,a1=1,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且當(dāng)n≥2時(shí),有=1成立,則S2019=________. 答案  解析 ∵=1,∴2an=anSn-S, ∴2(Sn-Sn-1)=(Sn-Sn-1)·Sn-S, 2Sn-2Sn-1=-Sn-1·Sn,∴-=1, 又=2,∴是以2為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列. ∴=2+(n-1)×1=n+1,∴Sn=,∴S2019=. 10.(2019·郴州高三第二次教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))已知數(shù)列{an}和{bn}滿足a1a2a3…an=2 bn (n∈N*),若數(shù)列{an}為等比數(shù)列,且a1=2,a4=16.則b5=

25、________,數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=________. 答案 15  解析 ∵{an}為等比數(shù)列,且a1=2,a4=16, ∴其公比q===2,∴an=2n, ∴a1a2a3…an=212223…2n=21+2+3+…+n=2. ∵a1a2a3…an=2bn,∴bn=,b5==15. ∵==2. ∴的前n項(xiàng)和Sn=+++…+=2=2=. 三、解答題 11.(2019·山東淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三教學(xué)診斷)已知遞增的等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若a1a4=16,S4=20. (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)若bn=(-1)n-1·,且數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,求

26、Tn. 解 (1)由 且a10,

27、令n=1,則S1==,所以a1a2=3,① 令n=2,則S2=+=,所以a2a3=15, ② a2=a1+d, ③ a3=a1+2d, ④ 聯(lián)立①②③④,解得或(舍去), 所以an=2n-1. (2)由題意知,bn=(-1)na=(-1)n[n(n+1)-1],所以T2n=-(1×2-1)+(2×3-1)-(3×4-1)+…+(-1)2n[2n·(2n+1)-1]=[-(1×2-1)+(2×3-1)]+[-(3×4-1)+(4×5-1)]+…+{-[(2n-1)·2n-1]+[2n(2n+1)-1]}=4+8+…+4n==2n2+2n. 13.(2019·貴州省南白中學(xué)(遵

28、義縣一中)高三第一次聯(lián)考)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2),a1=. (1)求證:是等差數(shù)列; (2)求an的表達(dá)式; (3)若bn=2(1-n)an(n≥2),求證:b+b+…+b<1. 解 (1)證明:當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1,又an+2Sn·Sn-1=0,所以Sn-Sn-1+2Sn·Sn-1=0, 若Sn=0,則a1=S1=0與a1=矛盾, 故Sn≠0,所以-=2, 又=2,所以是首項(xiàng)為2,公差為2的等差數(shù)列. (2)由(1)得=2+(n-1)·2=2n,故Sn=(n∈N*), 當(dāng)n≥2時(shí),an=-2Sn·Sn-1=-

29、2··=-;當(dāng)n=1時(shí),a1=, 所以an= (3)證明:當(dāng)n≥2時(shí),bn=2(1-n)an=2(1-n)·=, b+b+…+b=++…+<++…+=++…+=1-<1. 14.(2019·河南省頂級(jí)名校高三第四次聯(lián)考)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若an-=1(n∈N*). (1)求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)已知bn=(n∈N*),數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和記為Tn,證明:Tn∈. 解 (1)因?yàn)閍n-=1,所以an+1-=1, 兩式相減可得(an+1-an)-=0,an+1=2an,即=2. 在an-=1中,令n=1可得a1=2, 所以數(shù)列{an}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列, ∴an=2n. (2)證明:bn==-, 所以Tn=++…+=1-, 所以{Tn}是一個(gè)單調(diào)遞增的數(shù)列. 當(dāng)n=1時(shí),Tn(min)=T1=1-=,當(dāng)n→+∞時(shí),Tn→1, 所以Tn∈.

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