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第 01 讲 数列的概念与简单表示法
本讲为高考命题热点,分值12-17分,题型多变,选择题,填空题,解答题都会出现,
选择填空题常考等差等比数列的性质,大题题型多变,但对于文科来讲常考察基本量的计
算与数列求和,对于理科考点相对难度较大,比如新定义,奇偶列等,考察逻辑推理能力
与运算求解能力.
考点一 数列的定义与分类
1.数列的定义
按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.
2.数列的分类
分类标准 类型 满足条件
有穷数列 项数有限
项数
无穷数列 项数无限
项与项 递增数列 a >a
n+1 n
其中
间的大 递减数列 a <a
n+1 n
n∈N*
小关系 常数列 a =a
n+1 n
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的
摆动数列
数列
考点二 数列的表示法
数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法.
考点三 数列的通项公式与递推公式
1.数列的通项公式
如果数列{a }的第n项与 序号 n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公
n
式叫做这个数列的通项公式.
2.数列的递推公式
如果已知数列的第一项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项a 与它
n
的前一项a (n≥2)(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式
n-1
就叫做这个数列的递推公式.
考点四 常用结论1.若数列{a }的前n项和为S ,通项公式为a ,则a =
n n n n
2.数列是按一定“次序”排列的一列数,一个数列不仅与构成它的“数”有关,
而且还与这些“数”的排列顺序有关.
3.易混项与项数的概念,数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列
的项对应的位置序号.
高频考点一 由数列的递推关系求通项
角度1 累加法——形如a -a =f(n),求a
n+1 n n
【例1】在数列 中, , ,则 ( ).
A.659 B.661 C.663 D.665
【答案】D
【分析】由累加法和等差数列的前 项和可求出 ,代入化简
即可求出 .
【详解】因为 ,所以 , ,…,
,所以 ,故 .故选:D.
角度2 累乘法——形如=f(n),求a
n
【例2】已知数列 中, , ,则满足 的n的最大值为
( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】B
【分析】根据数列的递推关系式,运用累乘法计算出数列 的通项公式,再根据不等式
求解n的最大值.
【详解】根据题意,
化简得,运用累乘法计算得 ,
且 , , 符合该式,
时,
时, ; 时,
所以满足条件的n的最大值为5.故选:B.
角度3 构造法——形如a =Aa +B(A≠0且A≠1,B≠0),求a
n+1 n n
【例3】已知数列 满足 ,且 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由 可得 ,即数列 是以 为首项,2为
公比的等比数列,再根据 的值求出 可得答案.
【详解】由 ,可得 ,若 ,
则 ,与 矛盾,
故 ,所以 ,
即数列 是以 为首项,2为公比的等比数列,
所以 ,
又
,所以 .故选:A.
【方法技巧】
1.由数列的递推关系求通项公式的常用方法
(1)已知a ,且a -a =f(n),可用“累加法”求a .
1 n n-1 n
(2)已知a (a ≠0),且=f(n),可用“累乘法”求a .
1 1 n
2.已知a 且a =pa +q(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0).把原递推公式转化为
1 n+1 n
a -t=p(a -t),其中t=,再利用换元法转化为等比数列求解.
n+1 n
【跟踪训练】
1.已知 为数列 的前n项和,若 ,则 的通项公式为( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先由题设求出 ,再通过构造得 ,由等比数列的通项公式即可求解.
【详解】令 可得 ,又 ,解得 ,又
,
则 , ,即 是以2为首项,2为公比的等比数列,则
, .故选:B.
2.已知数列 满足 ,对任意的 都有 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用累加法可求得 ,代入 即可求得 .
【详解】由 得: ,
, , ,…, ,
各式作和得: ,
, .故选:C.
3.已知 ,则 ( )
A.504 B.1008 C.2016 D.4032
【答案】D
【分析】根据数列的递推式,变形为 ,采用累乘法,求得答案.
【详解】由 可得: ,
故 ,故选:D.
4.某校为推广篮球运动,成立了篮球社团,社团中的甲、乙、丙三名成员进行传球训练,
从甲开始随机地传球给其他两人中的任意一人,接球者再随机地将球传给其他两人中的任
意一人,如此不停地传下去,且假定每次传球都能被接到.记开始传球的人为第1次触球
者,第n次触球者是甲的概率为 ,则 =( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】要想第n次触球者是甲,则第(n-1)次触球的人不能是甲,且第(n-1)次触球
的人有 的概率将球传给甲,有 ,设 ,可求得 ,从而
有 是以 为首项,以 为公比的等比数列,由等比数列的通项公式求得 ,代入
可求得 .
【详解】解:要想第n次触球者是甲,则第(n-1)次触球的人不能是甲,且第(n-1)次
触球的人有 的概率将球传给甲,
所以 ,即 ,
设 ,则 ,所以 ,
所以 是以 为首项,以 为公比的等比数列,所以 ,即
,所以 ,故选:C.
5.数列 满足 ,且 ,若 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析可知数列 是等差数列,确定该数列的首项和公差,可求得数列 的
通项公式,然后分析数列 的单调性,可得结果.
【详解】因为 ,等式两边同时乘以 可得 ,
所以, 且 ,
所以,数列 是等差数列,且首项和公差都为 ,则 ,所以,
,
因为 .当 时, ;
当 时, ,即数列 从第二项开始单调递减,因为 , ,故当 时, ;当 时, .
所以, ,则 的最小值为 .故选:B.
高频考点二 由an与Sn的关系求通项
【例4】(1)已知数列 的前n项和 满足 且 则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据递推公式,结合前n项和与通项的关系可得 ,再求解 即可
【详解】由题意 ,故当 时, ,即 .当 时,
恒成立,当 时, ,解得 .
当 时, ,故 ,即
, ,故
,故当 时, 为常数列,故
,故 ,即 ,又
,故 ,故当 时 也成立,故
.故 ,故
故选:C
(2)已知数列 满足 ,且 ,则 ( )
A.1023 B.1535 C.1538 D.2047
【答案】B
【分析】根据 的关系可得 ,进而可得 从第二项起,成等比数列,
公比为2,根据等比数列公式即可求解.
【详解】由 得 ,进而可得:
,当 时, ,故 从第二项起,成等比数
列,公比为2,故 ,
故选:B【方法技巧】
1.由S 求a 的步骤
n n
(1)先利用a =S 求出a .
1 1 1
(2)用n-1替换S 中的n得到一个新的关系,利用a =S -S (n≥2)便可求出当
n n n n-1
n≥2时a 的表达式.
n
(3)注意检验n=1时的表达式是否可以与n≥2的表达式合并.
2.S 与a 关系问题的解题思路
n n
根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化,
(1)由a =S -S (n≥2)转化为只含S ,S 的关系式求解;(2)转化为只含a ,a
n n n-1 n n-1 n n
(n≥2)的关系式.
-1
【变式训练】
1.在等比数列 中,已知前n项和 ,则a的值为( )
A.1 B.-1 C.2 D.-2
【答案】B
【分析】利用 成等比数列列方程,化简求得 的值.
【详解】 ,
由于 是等比数列,所以 ,即 .故选:B
2.若数列{ }的前n项和为 = , =( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件,利用 与 的关系求得数列 的通项公式,利用等比数列前
项和公式求解即可.
【详解】解:当 时, ,解得 ,
当 时, ,即 ,
∴ 是首项为1,公比为-2的等比数列,∴ ,
所以 .故选:B.
高频考点三 数列的性质【例 5】 (1)(2022·成都诊断)设数列{a }满足:a =2,a =(n∈N*).则数列
n 1 n+1
{a }前2 021项的乘积a a a a …a =________.
n 1 2 3 4 2 021
(2)已知等差数列{a }的前n项和为S ,且S =-2,S =0,S =3(m≥2),则
n n m-1 m m+1
nS 的最小值为( )
n
A.-3 B.-5
C.-6 D.-9
【答案】(1)2 (2)D
【解析】(1)由a =2得a =-3,a =-,a =,a =2,…,
1 2 3 4 5
显然该数列中的数从a 开始循环,周期是4.
5
因此a a a a =1,且a =a =2.
1 2 3 4 2 021 1
故a a a a …a a =(a a a a )505·a =2.
1 2 3 4 2 020 2 021 1 2 3 4 2 021
(2)由S =-2,S =0,
m-1 m
S =3(m≥2)可知a =2,a =3,
m+1 m m+1
设等差数列{a }的公差为d,则d=1,
n
因为S =0,所以a =-a =-2,
m 1 m
则a =n-3,S =,nS =.
n n n
设f(x)=,x>0,f′(x)=x2-5x,x>0,
所以f(x)的极小值点为x=,
因为n∈N*,且f(3)=-9,f(4)=-8,
所以f(n) =-9.即nS 的最小值为-9.
min n
【方法技巧】
1.在数学命题中,以数列为载体,常考查周期性、单调性.
2.(1)研究数列的周期性,常由条件求出数列的前几项,确定周期性,进而利用
周期性求值.(2)数列的单调性只需判定a 与a 的大小,常用作差或作商法进行
n n+1
判断.
【变式训练】
1.已知数列 是严格增数列,满足 , ,且 .则n的
最大值为( )
A.10 B.11 C.12 D.13
【答案】C【分析】欲使得n尽可能大,则 的各项应尽可能小,据此即可求出n的最大值.
【详解】∵ ,并且 是严格增数列, ,
∵ ,
即 ,解得 ,
, , , ,
,即n的最大值为12;故选:C.
2.在等差数列 中, , ,则数列 的通项公式为______.记数列
的前 项和为 ,若 得对 恒成立,则正整数 的最小值为______.
【答案】 5
【分析】利用等差数列性质计算出公差,求出通项公式;设 ,再利用放缩法
得到 ,从而求出 的最大值,列出不等式,求出正整数 的最小值.
【详解】由题设,得等差数列 的公差 ,
∴ .
可化为 ,
令 ,
则 ,
∴ ,
∴当 时, 取得最大值 .
由 ,得 ,∴正整数 的最小值为5.故答案为: ,5