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第16讲 数列通项
【知识点总结】
一、观察法
根据所给的一列数、式、图形等,通过观察法归纳出其数列通项.
二、利用递推公式求通项公式
①叠加法:形如 的解析式,可利用递推多式相加法求得
②叠乘法:形如 的解析式, 可用递推多式相乘求得
③构造辅助数列:通过变换递推公式,将非等差(等比)数列
构造成为等差或等比数列来求其通项公式.常用的技巧有待定系数法、取倒数法和同除以指数法.
④利用 与 的关系求解
形如 的关系,求其通项公式,可依据
,求出
【典型例题】
(多选)例1.(2022·全国·高三专题练习)数列{a}的前n项和为S, ,则有
n n
( )
A.S=3n-1 B.{S}为等比数列
n n
C.a=2·3n-1 D.
n
【答案】ABD
【详解】
依题意 ,
当 时, ,
当 时, ,
,所以 ,所以 ,
所以 .当 时, ;当 时, 符合上式,所以 .
,所以数列 是首项为 ,公比为 的等比数列.
所以ABD选项正确,C选项错误.
故选:ABD
例2.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的首项 ,满足 ,则
__________.
【答案】
【详解】
依题意 , ,
所以
.
故答案为:
例3.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 满足 ,且 ,则数列
的通项公式 ______.
【答案】【详解】
∵ ,
∴ ,即 .又 , ,
∴数列 是以3为首项,1为公差的等差数列,
∴ ,
∴数列 的通项公式 .
故答案为: .
例4.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的首项为 ,且满足
.求 的通项公式.
【详解】
由 ,得 ,
又 ,所以当 时,
,
又 也满足上式,所以 ;
例5.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的前 项和为 , ,
, ,求数列 的通项公式.
【详解】
解:因为 , ,
所以 , ,又 ,
得 ,所以 ,又 ,所以 , .
例6.(2022·全国·高三专题练习)在数列 中, ,求 .
【详解】
解:因为 ,
所以 ,而 ,∴ 是首项为4,公比为2的等比数列,故 ,
∴ .
例7.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 中, , ,求 的通项公式.
【详解】
,两边取倒数得 ,即 ,
又因为 ,所以 是首项为 ,公差为 的等差数列,
所以 ,故 ;
【技能提升训练】
一、单选题
1.(2022·全国·高三专题练习)下列有关数列的说法正确的是( )
①数列1,2,3可以表示成 ,2, ;
②数列 ,0,1与数列1,0, 是同一数列;
③数列 的第 项是 ;
④数列中的每一项都与它的序号有关.
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】B
【分析】
利用数列的基本概念对四个选项逐一判断即可.
【详解】
解:对于①, 是集合,不是数列,故选项①错误;
对于②,数列是有序的,故数列 ,0,1与数列1,0, 是不同的数列,故选项②错误;
对于③,数列 的第 项是 ,故选项③正确;对于④,由数列的定义可知,数列中的每一项都与它的序号有关,故选项④正确.
故选: .
2.(2022·全国·高三专题练习)九连环是我国从古至今广为流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连
成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合而为
一.”在某种玩法中,用a 表示解下n(n≤9,n∈N*)个圆环所需的最少移动次数,数列{a}满足a=1,且a=
n n 1 n
则解下4个环所需的最少移动次a 数为( )
4
A.7 B.10 C.12 D.22
【答案】A
【分析】
根据通项公式直接求项即得结果.
【详解】
因为数列{a}满足a=1,且a=
n 1 n
所以a=2a-1=2-1=1,所以a=2a+2=2×1+2=4,
2 1 3 2
所以a=2a-1=2×4-1=7.
4 3
故选:A
【点睛】
本题考查根据数列通项求项,考查基本分析求解能力,属基础题.
3.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 满足 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
由 ,利用累加法得出 .
【详解】
由题意可得 ,
所以 , ,…, ,上式累加可得
,又 ,所以 .
故选:B.
4.(2022·全国·高三专题练习(文))已知数列{a}满足 ,且a=1,a=5,则
n 1 2
( )
A.69 B.105 C.204 D.205
【答案】D
【分析】
可将已知适当变形成为 ,可构造等差数列 ,利用累加法求得
【详解】
设 ,
故 构成以4为首项,1为公差的等差数列
故 …… ……
故选:D
【点睛】
若 满足 ,可考虑用累加法求通项公式,其原理为
……
…… ,运算化简即可.
5.(2020·全国·高三阶段练习(文))在数列 中, , ,则
( ).
A. B.
C. D.【答案】A
【分析】
通过赋值,利用累加法,即可求得结果.
【详解】
因为 , ,所以 ,
所以 ,
,
……
,
以上各式累加得 ,
即 .
故选:A.
【点睛】
本题考查利用累加法求数列的通项公式,属基础题.
6.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 满足 , ,则数列 的通项公式
为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
依题意可得 ,再利用累乘法计算可得;
【详解】
解:由 ,得 ,
即 ,则 , , ,…, ,
由累乘法可得 ,所以 ,又 ,符合上式,所以 .
故选:D.
7.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 满足 , ( , ),则数列
的通项 ( )
A. B.C. D.
【答案】A
【分析】
直接利用累乘法的应用求出数列的通项公式.
【详解】
解:数列 满足 , ,
整理得 , , , ,
所有的项相乘得: ,
整理得: ,
故选: .
8.(2022·全国·高三专题练习)若 为数列 的前 项和,且 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
利用 求得 .
【详解】
时, .
时, ,
,
所以数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
所以 .故选:B
9.(2021·安徽·高三阶段练习(文))数列 中的前n项和 ,数列 的前n项和为
,则 ( ).
A.190 B.192 C.180 D.182【答案】B
【分析】
根据公式 计算通项公式得到 ,故 ,求和得到答案.
【详解】
当 时, ;
当 时, ,
经检验 不满足上式,所以 ,
,则 , .
故选:B.
10.(2022·全国·高三专题练习)数列 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
令 可求得 的值,由 ,由作差法可得出 的表达式,再对 是否满足 的表达式进
行检验,即可得解.
【详解】
当 时,则有 ;
当 时,由 ,①
可得 ,②
① ②可得 ,所以, , 满足 .故对任意的 , .
故选:D.
11.(2022·全国·高三专题练习)设数列 的前 项和为 ,若 ,且 ,
,则 ( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
根据数列 与 的关系,可得数列 从第 项开始是等差数列,根据通项公式,即可求解 .
【详解】
由 得 ,即 ,
所以数列 从第 项开始是等差数列,
又因为 , ,
所以 ,所以 .
故选:B
12.(2022·全国·高三专题练习)数列 的前 项和为 ,若 , ,则 等于(
)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】
先转化为递推关系再求解.
【详解】
由 可得: ,两式相减得: ,即 , ,
又由 可得: , ,
当 时, ,
综上, ,故选: .
13.(2021·全国·高三专题练习(理))在数列 中, , , ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】A【分析】
对 变形可得 ,所以 为以 为首项,公差为 的等差数列,即
可得解.
【详解】
在 中, ,
由 可得 ,
所以 为以 为首项,公差为 的等差数列,
所以 ,
所以 ,
故选:A.
14.(2022·全国·高三专题练习)数列 的通项公式可能是a=( )
n
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
根据题意,变形数列的前4项,然后归纳出通项公式.
【详解】
解:根据题意,数列的前4项为 , , , ,
则有 ,
,,
,
则数列的通项公式可以为 .故选:D.
二、多选题
15.(2022·全国·高三专题练习)设S 是数列{a}的前n项和,且a=-1,a =SS ,则( )
n n 1 n+1 n n+1
A.a=-
n
B.a=
n
C.数列 为等差数列
D. -5050
【答案】BCD
【分析】
利用数列通项和前n项和的关系求解.
【详解】
S 是数列{a}的前n项和,且a=-1,a =SS ,
n n 1 n+1 n n+1
则S -S=SS ,
n+1 n n n+1
整理得 - =-1(常数),
所以数列 是以 =-1为首项,-1为公差的等差数列.故C正确;
所以 =-1-(n-1)=-n,故S=- .
n
所以当n≥2时,
a=S-S = - , 不适合上式,
n n n-1
故a= 故B正确,A错误;
n所以 ,
故D正确.
故选:BCD
16.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的前 项和为 , , ,数列的前 项和为 ,那么下列选项正确的是( )
A.数列 是等比数列 B.数列 的通项公式为
C. D.
【答案】ABD
【分析】
根据题设 的关系,可判断 是否为等比数列,进而可得 的通项公式,应用分组求和及等
比数列前n项和得 ,再写出 通项,应用裂项法求 ,即可判断各选项的正误.
【详解】
由题设知: ,则 且 ,即 是等比数列;
∴ ,且 ,
又 ,
∴ .
故选:ABD.
三、填空题
17.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 , , ,则 ________.
【答案】
【分析】
由条件可得 ,由累加法可得答案.
【详解】由 ,即
所以故答案为:
18.(2021·河北·高三阶段练习)已知数列 的前 项和记作 , ,则 ________.
【答案】
【分析】
由 进行求解即可.
【详解】
当 时, ,
当 时, ,
当 时, ,不符合上式.
所以,
故答案为:
19.(2021·山西省长治市第二中学校高三阶段练习(理))已知数列 的各项均为正数,其前 项
和为 ,且满足 ,则满足 的最大的正整数 等于_________.
【答案】25.
【分析】
由 ,化简整理得到 ,求得 ,进而求得 时,
,根据 ,得到 ,即可求解.
【详解】由题意数列 的各项均为正数,且满足 ,
当 时,可得 ,
整理得 ,
又由 ,所以数列 表示首项为1,公差为1的等差数列,所以 ,
因为数列 的各项均为正数,可得 ,所以当 时, ,
当 时, ,
由 ,即 ,即 ,
又由 ,所以 ,所以满足 的最大的正整数 等于 .
故答案为: .
20.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的前 项和为 且满足 , ,
则 ______.
【答案】
【分析】
利用 与 的关系,替换 ,构造 是等差数列,即可求得数列 的通项公
式.
【详解】
因为 , ,
所以 ,所以 是等差数列,公差为3,
又 ,所以 , .
故答案为:
21.(2022·全国·高三专题练习)若数列 满足 ,且 ,则数列 的通项公式为
_________.
【答案】【分析】
由递推关系式可得 ,构造数列 为等比数列,再利用等比数列的通项公式即可
求解.
【详解】
由 ,则 ,所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,
所以 ,所以 ,
故答案为:
22.(2021·江西·高三阶段练习(文))若正项数列 满足 ,则数列 的
通项公式是_______.
【答案】
【分析】
根据给定条件将原等式变形成 ,再利用构造成基本数列的方法求解即得.
【详解】
在正项数列 中, ,则有 ,
于是得 ,而 ,因此得:数列 是公比为2的等比数列,
则有 ,即 ,
所以数列 的通项公式是 .
故答案为:
23.(2021·全国·模拟预测(文))已知数列 的前 项和为 ,且 ,则
___________.
【答案】
【分析】
利用 求得数列 的通项公式.
【详解】当 时, ,
当 时, ,
两式相减得 ,所以数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
则 ,所以 .
故答案为:
24.(2021·全国·高三专题练习(文))已知数列 满足 ,且 ,则
________________.
【答案】
【分析】
根据 变形得 ,可构造等比数列 ,由等比数列的性质可求出
,即可求得 .
【详解】
由 可得: ,因为 ,所以 是以1为首项,3为公比的等
比数列,即 ,故 .
故答案为: .
【点睛】
本题主要考查利用构造法求数列的通项公式,以及等比数列的定义应用,属于基础题.
25.(2021·全国·高三专题练习(理))以下数表的构造思路源于我国南宋数学家杨辉所著的《详解
九章算术》一书中的“杨辉三角形”.
此表由若干个数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和.若每行的第一个数构成有穷数列 ,则得到递推关系 .则 ___________.
【答案】256
【分析】
首先利用数列的递推关系式的变换求出数列的通项公式,进一步求出结果.【详解】
由有穷数列 ,递推关系 ,
整理得: ,
整理得: ,
所以数列 是以 为首项, 为公差的等差数列,
所以 ,
整理得 ,
所以 ,
故答案为:256.
26.(2021·甘肃·西北师大附中高三阶段练习)已知数列 满足 ,则
的最小值为___________.
【答案】
【分析】
利用数列递推式,可得数列 是以10为首项,1为公差的等差数列,可得数列的通项,再利用函
数的单调性,即可求 的最小值.
【详解】
解:
,数列 是以10为首项,1为公差的等差数列
在 上单调递减,在 上单调递增时, 取得最小值为
故答案为:
四、解答题
27.(2022·全国·高三专题练习)(1)已知数列{a}满足: ,求{a}的通
n n
项公式;
(2)在数列{a}中,已知a=3,(3n+2)a =(3n-1)a(n∈N*),a≠0,求a.
n 1 n+1 n n n
【答案】(1)a= ;(2)a= .
n n
【分析】
(1)对a = 两边“取倒数”,得到 ,再利用累加法求解;
n+1
(2)由(3n+2)a =(3n-1)a,得到 ,然后利用累乘法求解.
n+1 n
【详解】
(1)对a = 两边“取倒数”,得
n+1
,即 =2n+ ,
∴ .
∴n≥2时, ,
将以上各式累加得,
,所以 ,
所以 ,当n=1也满足,
所以 .
(2)因a≠0,由(3n+2)a =(3n-1)a,得
n n+1 n
,
∴n≥2时, ,逐项累乘,得 ,
∴ ,当n=1也满足,
∴ .
28.(2022·浙江·高三专题练习)(1)已知数列{a}满足a=-1,a =a+ ,n∈N*,求通
n 1 n+1 n
项公式a;
n
(2)设数列{a}中,a=1,a= a (n≥2),求通项公式a.
n 1 n n-1 n
【答案】(1)a=- (n∈N*);(2)a= (n∈N*).
n n
【分析】
(1)由已知条件可得a -a= ,然后利用累加法可求出通项公式a.
n+1 n n
(2)由a= a ,可得 = ,然后利用累乘法可求出通项公式
n n-1
【详解】
(1)∵a -a= ,
n+1 n
∴a-a= ;
2 1
a-a= ;
3 2
a-a= ;
4 3
…
a-a = .
n n-1
以上各式累加得,a-a= + +…+
n 1
= + +…+ =1- .∴a+1=1- ,
n
∴a=- (n≥2).
n
又∵n=1时,a=-1,符合上式,
1
∴a=- (n∈N*).
n(2)∵a=1,a= a (n≥2),
1 n n-1
∴ = ,
a= × × ×…× × ×a= × × ×…× × ×1= .
n 1
又∵n=1时,a=1,符合上式,∴a= (n∈N*).
1 n
29.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 满足 , ,求数列 的
通项公式.
【答案】
【分析】
将题中条件变形为 ,再利用累乘法求出数列 的通项公式.
【详解】
由 ,得 ,
所以当 时, ,
因为 ,
所以 ,
又因为 时, 满足上式,
所以
30.(2021·山东·济宁市教育科学研究院高三期末)已知数列 的前n项和为 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;(2)设 ,求数列 的前n项和 .
【答案】
(1)(2)
【分析】
(1)根据所给条件先求出首项,然后仿写 ,作差即可得到 的通项公式;
(2)根据(1)求出 的通项公式,观察是由一个等差数列加一个等比数列得到,要求其前 项和,
需采用分组求和法,即可求出前 项和 .
(1)
∵ ,①
当 时, ,即
当 时, .②
由①-②得 ,即
∴数列 是以2为首项,4为公比的等比数列.
∴
(2)
由(1)知
∴ ,
∴ .
31.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的前n项和为 ,且满足 ,求数列
的通项公式.
【答案】【分析】
当 时,得到 ,当 时,得到 ,从而得到 .
【详解】
①,当 时, 解得 ,
当 时, ②,
①减②得,
化简得: ,
则 是以 为首项, 为公比的等比数列,
所以 ,即 .
32.(2022·全国·高三专题练习)已知正项等差数列 的前 项和为 ,满足
, ,
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,记数列 的前 项和 ,求 .
【答案】(1) ;(2) .
【分析】
(1)当 时,由 ,得 ,两式相减可得 ,从而可求出
,当 时, ,求出 ,进而可出数列 的通项公式;
(2)由(1)可得 ,从而可求出
【详解】
解:(1)设等差数列 的公差为 ,则
由 ,得相减得 即 ,
又 ,所以 ,
由 ,得 ,
解得 ,( 舍去)
由 ,得 ;(2)
.
33.(2022·全国·高三专题练习)已知各项均为正数的数列 的前 项和为 ,且
.
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1) ;(2) .
【分析】
(1)根据 ,得 ,两式作差可得数列 是以1为首项,1为公差的等差
数列,进一步可求通项;
(2)运用裂项求和来求和.
【详解】
(1)当 时, ,即 ,解得 或 (舍).
当 时, ,
,
两式相减得 ,
又数列 的各项为正数,所以 ,所以数列 是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以 .
(2).
所以
.
34.(2022·全国·高三专题练习)已知等比数列 的前n项和为 .
(1)求m的值,并求出数列 的通项公式;
(2)令 ,设 为数列 的前n项和,求 .
【答案】(1) , ;(2) .
【分析】
(1)法一:由已知 求 、 ,根据等比数列的性质确定 的值,进而求出 ,写出 通项公式;
法二:由 与 的关系,结合已知求得 、 , ,再根据等比中项的性质求 ,写出 通项公式;
(2)由(1)写出 通项公式,由奇偶项和为定值,应用并项求和法求 .
【详解】
(1)法一:当 时,
当 时,
∵ 是等比数列,
∴ ,即 ,解得
综上, 的值为 ,数列 的通项公式为 .
法二:∵ , ,∵ 是等比数列,
∴ ,即 ,解得 ,
设 的公比为 ,
∴ , ,则 .
(2)∵ ,∴
.
35.(2022·全国·高三专题练习)已知数列 的前n项和为 , , .
(1)证明:数列 为等比数列,并求出 ;
(2)求数列 的前n项和 .
【答案】(1)证明见解析; ;(2) .
【分析】
(1)由 带入 整理即可得解;
(2)由(1)可得 ,再利用 和 之间的关系,可得 ,利用等比数
列,直接求和即可得解.
【详解】
(1)由已知 ,整理得, ,
所以 ,当 时, ,
所以 是以 为首项,3为公比的等比数列,
所以 ,所以 ;
(2)由(1)知, ,
当 时, ,当 时, ,所以 ,故
当 时,
当 时, ,对 也满足.故 .