文档内容
易错点1 忽略了n的取值
已知数列 满足 ,求数列 的通项公式 .
【错解】由 ,可得 两式相除可得 .
【错因分析】 仅适用于 且 时的情况,故不能就此断定 就是数
列 的通项公式.
【试题解析】当 时, ;当 时,由 ,可得 两式相除可得
,故
已知数列的递推公式求通项公式的常见类型及解法
(1)形如a =af(n),常用累乘法,即利用恒等式a=a···…·求通项公式.
n+1 n n 1
(2)形如a =a+f(n),常用累加法.即利用恒等式a=a+(a-a)+(a-a)+…+(a-a )求通项公式.
n+1 n n 1 2 1 3 2 n n-1
(3)形如a =ba+d(其中b,d为常数,b≠0,1)的数列,常用构造法.其基本思路是:构造a +x=b(a+x)(其
n+1 n n+1 n
中x=),则{a+x}是公比为b的等比数列,利用它即可求出a.学科&网
n n
(4)形如a =(p,q,r是常数)的数列,将其变形为=·+.
n+1
若p=r,则是等差数列,且公差为,可用公式求通项;
若p≠r,则采用(3)的办法来求.(5)形如a =pa +qa (p,q是常数,且p+q=1)的数列,构造等比数列.将其变形为a -a =(-
n+2 n+1 n n+2 n+1
q)·(a -a),则{a-a }(n≥2,n∈N*)是等比数列,且公比为-q,可以求得a-a =f(n),然后用累加法求
n+1 n n n-1 n n-1
得通项.
(6)形如a+2a+3a+…+na=f(n)的式子,
1 2 3 n
由a+2a+3a+…+na=f(n),①
1 2 3 n
得a+2a+3a+…+(n-1)a =f(n-1),②
1 2 3 n-1
再由①-②可得a.
n
(7)形如a +a=f(n)的数列,可将原递推关系改写成a +a =f(n+1),两式相减即得a -a=f(n+1)-
n+1 n n+2 n+1 n+2 n
f(n),然后按奇偶分类讨论即可.
(8)形如a·a =f(n)的数列,可将原递推关系改写成a ·a =f(n+1),两式作商可得 ,然后
n n+1 n+2 n+1
分奇、偶讨论即可.
(9)a -a=qa a(q≠0)型,将方程的两边同时除以a a,可构造一个等差数列.
n+1 n n+1 n n+1 n
具体步骤:对a -a=qa a(q≠0)两边同时除以a a,得到-=q,即
n+1 n n+1 n n+1 n
-=-q,
令b=,则{b}是首项为,公差为-q的等差数列.
n n
(10)a=pa(n≥2,p>0)型,一般利用取对数构造等比数列.
n
具体步骤:对a=pa两边同取常用对数,得到lg a=rlg a +lg p,令b=lg a,则{b}可归为a =pa+
n n n-1 n n n n+1 n
q(p≠0,1,q≠0)型.
1.数列 的前 项和S 满足 ,则数列 的通项公式为_____________.
n
【答案】【名师点睛】本题考查的知识点是数列的通项公式,其中正确理解由数列的前n项和S,求通项公式的方
n
法: 和步骤是解答本题的关键.由已知中 的前 项和 ,结合
,分别讨论 时与 时的通项公式,并由 时, 的值不满足 时
的通项公式,故要将数列 的通项公式写成分段函数的形式.学.科网
易错点2 忽略数列中为0的项
设等差数列 的前n项和为 ,公差为d,且满足 , ,则当 最大时,
__________.
【错解】由 ,得 ,即 ,由 可知 ,解不等式组
即 得 .又 ,故当 时 最大.
【错因分析】由于 ,所以 ,当 或 时 最大,错解中忽略了数列中为0的项.
【试题解析】 【正解1】由 ,得 ,即 ,由 可知
,解不等式组 即 得 .故当 或时 最大.
【正解2】由 ,可得 ,所以 ,由 并
结合 对应的二次函数的图象知,当 或 时 最大.学科&网
【正解3】由 ,得 ,即 , ,由 可知 ,
故当 或 时 最大.
数列是特殊的函数关系,因此常利用函数的思想解决数列中最值问题
1.等差数列的前n项和与函数的关系
等差数列的前n项和公式为 可变形为S=n2+n,令A=,B=a-,则S=An2+Bn.
n 1 n
当A≠0,即d≠0时,S 是关于n的二次函数,(n,S)在二次函数y=Ax2+Bx的图象上,为抛物线y=Ax2+Bx
n n
上一群孤立的点.利用此性质可解决前n项和S 的最值问题.
n
2.等差数列前n项和的最值
(1)若等差数列的首项a>0,公差d<0,则等差数列是递减数列,正数项有限,前n项和有最大值,且满足
1
(2)若等差数列的首项a<0,公差d>0,则等差数列是递增数列,负数项有限,前n项和有最小值,且满足
1
3.求等差数列前n项和的最值的方法
(1)二次函数法:用求二次函数最值的方法(配方法)求其前n项和的最值,但要注意n∈N*.
(2)图象法:利用二次函数图象的对称性来确定n的值,使S 取得最值.
n
(3)项的符号法:当a>0,d<0时,满足的项数n,使S 取最大值;当a<0,d>0时,满足的项数n,使S 取最小
1 n 1 n
值,即正项变负项处最大,负项变正项处最小,若有零项,则使S 取最值的n有两个.
n
4.在等差数列 中,若 , ,则(1) 为偶数 当 时 最大;(2)
为奇数 当 或 时 最大.2.等差数列 中, , ,记 ,则当 __________时, 取得最大
值.
【答案】4
【解析】在等差数列 中, , , ,即 ,
, , ,由 ,得 ,即 ,当
时, ,当 ,因此在 中,当 时, ,当 时, ,
故当 时, 取得最大值,故答案为 .学科#网
【名师点睛】本题主要考查等差数列的通项公式和前 项和公式的计算,属于难题.求等差数列前 项和的
最大值的方法通常有两种:①将前 项和表示成关于 的二次函数,即 ,当 时有
最大值(若 不是整数, 等于离它较近的一个或两个整数时 最大);②可根据 且
确定 最大时的 值.
错点3 忽视奇数项或偶数项的符号
在等比数列 中, ,求 的值.
【错解】因为 为等比数列,所以 ,由 可得 ,故 .
【错因分析】错解中忽略了在等比数列中,奇数项或偶数项的符号相同这一隐含条件.
【试题解析】因为 为等比数列,所以 ,由 可得 ,故.又在等比数列中,所有的奇数项的符号相同,所以 ,所以 .
1.特别注意q=1时,S=na 这一特殊情况.
n 1
2.由a =qa,q≠0,并不能立即断言{a}为等比数列,还要验证a≠0.
n+1 n n 1
3.在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而
导致解题失误.
4.S,S -S,S -S 未必成等比数列(例如:当公比q=-1且n为偶数时,S,S -S,S -S 不成等比数列;
n 2n n 3n 2n n 2n n 3n 2n
当q≠-1或q=-1且n为奇数时,S,S -S,S -S 成等比数列),但等式(S -S)2=S·(S -S )总成立.
n 2n n 3n 2n 2n n n 3n 2n
3.已知等比数列 中, ,则
A. B.−2
C.2 D.4
【答案】C
【名师点睛】在解决等差、等比数列的运算问题时,经常采用“巧用性质、整体考虑、减少运算量”的方法.
性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应
用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.
应用等比数列性质时的注意点
(1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m+n=p+q,则a ·a=
m n
a·a”,可以减少运算量,提高解题速度.
p q
(2)在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不
求思想的运用.易错点4 忽视q=1致错
在数列 中,若 ,求 的前n项和 .
【错解】
.
【错因分析】错解在进行等比数列求和时忽略了对公比是否等于1的讨论;此外,还需讨论相关数列是否为等
比数列.
【试题解析】当 时, ,所以 ;
当 时, ,所以 ;
当 时, .
综上, .学科&网
1.直接应用公式求和时,要注意公式的应用范围,如当等比数列公比为参数(字母)时,应对其公比是否为1进
行讨论.
2.在应用错位相减法时,注意观察未合并项的正负号;结论中形如an,an+1的式子应进行合并.
3.在应用裂项相消法时,要注意消项的规律具有对称性,即前剩多少项则后剩多少项.4.各项均为正数的数列 的首项 ,前 项和为 ,且 .
(1)求 的通项公式;
(2)若数列 满足 ,求 的前 项和 .
【答案】(1) ;(2) .
【解析】(1)因为 ,①
所以当 时, ,②
得: ,即 ,
因为 的各项均为正数,
所以 ,且 ,
所以 .
由①知, ,即 ,
又因为 ,
所以 ,
所以 .
故 ,
所以数列 是首项为 ,公差为 的等差数列.所以 .
【名师点睛】(1)本题主要考查数列前n项和公式,考查等差数列的通项的求法,考查错位相减求和,意在
考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力.
(2)数列 ,其中 是等差数列, 是等比数列,则采用错位相减法.
1.数列求和,一般应从通项入手,若通项未知,先求通项,然后通过对通项变形,转化为与特殊数列有关或具
备某种方法适用特点的形式,从而选择合适的方法求和.
2.解决非等差、非等比数列的求和,主要有两种思路
(1)转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相减
来完成;
(2)不能转化为等差或等比数列的数列,往往通过裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等来求和.
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.
数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第1项,通常也叫做首项,排在第二
位的数称为这个数列的第2项……排在第n位的数称为这个数列的第n项.所以,数列的一般形式可以写
成 简记为 .
2.数列的分类
分类标准 名称 含义
按项的个 有穷数列 项数有限的数列,如数列1,2,3,4,5,7,8,9,10
数 无穷数列 项数无限的数列,如数列1,2,3,4,…
递增数列 从第2项起,每一项都大于它的前一项,如数列1,3,5,7,9,…
按项的变 递减数列 从第2项起,每一项都小于它的前一项,如数列10,9,8,7,6,5,…
化趋势 常数列 各项都相等的数列,如数列2,2,2,2,…
摆动数列 从第2项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项,如1,2,1,2
按项的有 有界数列 任一项的绝对值都小于某一正数,如-1,1,-1,1,-1,1,…
界性 无界数列 不存在某一正数能使任一项的绝对值小于它,如2,4,6,8,10,…
3.数列的表示方法
(1)列举法:将数列中的每一项按照项的序号逐一写出,一般用于“杂乱无章”且项数较少的情况.
(2)解析法:主要有两种表示方法,
①通项公式:如果数列 的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这
个数列的通项公式,即 .
②递推公式:如果已知数列 的第一项(或前几项),且任一项 与它的前一项 (或前几项)间的
关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.
(3)图象法:数列是特殊的函数,可以用图象直观地表示.数列用图象表示时,可以以序号为横坐标,相
应的项为纵坐标描点画图.由此可知,数列的图象是无限个或有限个孤立的点.
4.数列的前n项和与通项的关系
数列的前n项和通常用 表示,记作 ,则通项 .
若当 时求出的 也适合 时的情形,则用一个式子表示 ,否则分段表示.
5.等差数列与一次函数的关系由等差数列的通项公式 ,可得 .
令 , ,则 ,其中 , 为常数.
(1)当 时, 在一次函数 的图象上,数列 的图象是直线 上均匀分
布的一群孤立的点,且当 时数列 为递增数列,当 时数列 为递减数列.
(2)当 时, ,等差数列为常数列,数列 的图象是平行于x轴的直线(或x轴)上均匀分布
的一群孤立的点.学科&网
6.等差数列的前n项和
首项为 ,末项为 ,项数为n的等差数列 的前n项和公式: .
令 , ,可得 ,则
当 ,即 时, 是关于n的二次函数,点 是函数 的图象上一系列孤立的
点;
当 ,即 时, 是关于n的一次函数 ,即 或常函数 ,即 ,点
是直线 图象上一系列孤立的点.
我们可以借助二次函数的图象和性质来研究等差数列的前n项和的相关问题.
7.用前n项和公式法判定等差数列
等差数列的前n项和公式与函数的关系给出了一种判断数列是否为等差数列的方法:若数列 的前n
项和 ,那么当且仅当 时,数列 是以 为首项, 为公差的等差数列;当
时,数列 不是等差数列.
8.等差数列的常用性质
由等差数列的定义可得公差为 的等差数列 具有如下性质:
(1)通项公式的推广: , .
(2)若 ,则 .特别地,①若 ,则 ;
②若 ,则 .
③有穷等差数列中,与首末两项等距离的两项之和都相等,都等于首末两项的和,即
(3)下标成等差数列的项 组成以md为公差的等差数列.
(4)数列 是常数 是公差为td的等差数列.
(5)若数列 为等差数列,则数列 是常数 仍为等差数列.
(6)若 ,则 .学.科网
9.与等差数列各项的和有关的性质
利用等差数列的通项公式及前n项和公式易得等差数列的前n项和具有如下性质:
设等差数列 (公差为d)和 的前n项和分别为 ,
(1)数列 是等差数列,首项为 ,公差为 .
(2) 构成公差为 的等差数列.
(3)若数列 共有 项,则 , .
(4)若数列 共有 项,则 , .
(5) , .
10.等比数列的性质
若数列 是公比为 的等比数列,前n项和为 ,则有如下性质:
(1)若 ,则 ;若 ,则 .推广: 若 ,则 .
(2)若 成等差数列,则 成等比数列.
(3)数列 仍是公比为 的等比数列;
数列 是公比为 的等比数列;
数列 是公比为 的等比数列;
若数列 是公比为 的等比数列,则数列 是公比为 的等比数列.
(4) 成等比数列,公比为 .
(5)连续相邻 项的和(或积)构成公比为 或 的等比数列.
(6)当 时, ;当 时, .
(7) .
(8)若项数为 ,则 ,若项数为 ,则 .
(9)当 时,连续 项的和(如 )仍组成等比数列(公比为 , ).
注意:这里连续m项的和均非零.
11.求和常用方法
方法1→错位相减法求和的注意点
在运用错位相减法求数列前n项和时要注意四点:
①乘数(式)的选择;
②对公比q的讨论(是否为1);
③两式相减后的未消项及相消项呈现的规律;
④相消项中构成数列的项数.
方法2→裂项相消法求和的注意点
在应用裂项相消法求和时应注意:(1)把通项裂项后,是否恰好等于相应的两项之差;
(2)在正负项抵消后,是否只剩下了第一项和最后一项,是否还有其他项.
方法3→求和方法——分组求和法的解题步骤
利用分组求和法解题的步骤:
①根据通项公式的特征准确拆分,将其分解为可以直接求和的一些数列的和;
②分组求和,分别求出各个数列的和;
③得出结论,对拆分后每个数列的和进行组合,解决原数列的求和问题.
1.[2018新课标全国I理科]设 为等差数列 的前 项和,若 , ,则
A. B.
C. D.
【答案】B
【名师点睛】该题考查的是有关等差数列的求和公式和通项公式的应用,在解题的过程中,需要利用题中
的条件,结合等差数列的求和公式,得到公差 的值,之后利用等差数列的通项公式得到 与 的关
系,从而求得结果.
2.公差不为0的等差数列 的前 项和为 ,若 ,且 ,则 的值为
A.15 B.21
C.23 D.25
【答案】D
【解析】依题意, ,其中 ;
,
故选D.学#科网3.设 为等比数列 的前 项和, ,则
A. B. 或
C. D. 或
【答案】C
【解析】设等比数列 的公比为 ,∵ ,
∴ ,且 ,即 .
令 , ,且 .
∴ ,即 .∴ 或 (舍去).即 .
∴ .
故选C.
4.设正项等比数列 的前 项和为 ,且 ,若 , ,则 =
A.63或120 B.256
C.120 D.63
【答案】C5.已知等比数列 的前n项和为 ,若 ,且 , , 成等差数列,则
A.10 B.12
C.18 D.30
【答案】A
【解析】在等比数列 中,由 ,得 ,即 ,
又 , , 成等差数列, ,即 ,
联立 得: 舍去 或 .
,则 .
故选A.
【名师点睛】本题考查了等差数列的性质,考查了等比数列的前n项和,是中档题.
6.在数列{ }中,已知 , ,则 等于
A. B.
C. D.
【答案】B
【名师点睛】这个题目考查的是数列通项公式的求法,数列通项的求法中有常见的已知 和 的关系,求
表达式,一般是写出 再作差得通项,但是这种方法需要检验n=1时通项公式是否适用;还有构造新数列的方法,取倒数,取对数的方法等.
7.已知数列 是递增数列,且对 ,都有 ,则实数 的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】∵{a}是递增数列,∴a >a 恒成立,
n n+1 n
∵a=n2+λn,∴(n+1)2+λ(n+1)>n2+λn恒成立,∴λ>﹣2n﹣1对于n∈N*恒成立.
n
而﹣2n﹣1在n=1时取得最大值﹣3,∴λ>﹣3.
故选D.学%科网
【名师点睛】本题主要考查由数列的单调性来构造不等式,解决恒成立问题.研究数列单调性的方法有:比
较相邻两项间的关系,将a 和a 作差与0比较,即可得到数列的单调性;研究数列通项即数列表达式的
n+1 n
单调性.
8.已知数列 满足 ( ),将数列 中的整数项按原来的顺序组成新数列 ,则
的末位数字为
A. B.
C. D.
【答案】C
9.[2018浙江]已知 成等比数列,且 .若 ,则A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】令 则 ,令 得 ,所以当 时, ,当
时, ,因此 .
若公比 ,则 ,不合题意;
若公比 ,则 但
,即 ,不合题意;
因此 , ,故选B.
10.“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做
出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个
单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于 .若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为每一个单音的频率与前一个单音的频率的比都为 ,所以 ,
又 ,则 ,故选D. 学&科网
【名师点睛】此题考查等比数列的实际应用,解决本题的关键是能够判断单音成等比数列.等比数列的判断方法主要有如下两种:(1)定义法,若 ( )或 ( ),数
列 是等比数列;(2)等比中项公式法,若数列 中, 且 ( ),则
数列 是等比数列.
11.[2018年新课标I卷理科]记 为数列 的前 项和,若 ,则 __________.
【答案】
【名师点睛】该题考查的是有关数列的求和问题,在求解的过程中,需要先利用题中的条件,类比着往后
写一个式子,之后两式相减,得到相邻两项之间的关系,从而确定出该数列是等比数列,之后令 ,求
得数列的首项,最后应用等比数列的求和公式求解即可,只要明确对既有项又有和的式子的变形方向即
可得结果.
12.[2018年北京卷理科]设 是等差数列,且a=3,a+a=36,则 的通项公式为__________.
1 2 5
【答案】
【解析】设等差数列的公差为 ,
【名师点睛】先根据条件列出关于公差的方程,求出公差后,代入等差数列通项公式即可.在解决等差、等
比数列的运算问题时,有两个处理思路,一是利用基本量,将多元问题简化为首项与公差(公比)问题,虽
有一定量的运算,但思路简洁,目标明确;二是利用等差、等比数列的性质,性质是两种数列基本规律的深
刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用.
13.已知数列 满足: ,若 ,则 __________.【答案】320
14.设 是等比数列 的前项和, ,若 ,则 的最小值为__________.
【答案】20
【解析】很明显等比数列{a}的公比q>0,q≠1.
n
∵ ,
则 ,
∴
当且仅当q3=2,即 时取等号.
∴S−S 的最小值为20.
9 6
15.在数列 中,且 , ,则 的通项公式为__________.
【答案】
【解析】在数列 中, , ,
,
,
,上式相加: .
.学*科网
16.已知等差数列 ,若 , ,且 ,则公差
__________.
【答案】 或
(2)若 ,则
又 ,
,得 , .
故答案为0或6.
17.(2018年理数全国卷II)记 为等差数列 的前 项和,已知 , .
(1)求 的通项公式;
(2)求 ,并求 的最小值.
【答案】(1)a=2n–9;(2)S=n2–8n,最小值为–16.
n n
【解析】(1)设{a}的公差为d,由题意得3a+3d=–15.
n 1
由a=–7得d=2.
1
所以{a}的通项公式为a=2n–9.
n n
(2)由(1)得S=n2–8n=(n–4)2–16.
n
所以当n=4时,S 取得最小值,最小值为–16.
n
【名师点睛】数列是特殊的函数,研究数列最值问题,可利用函数性质,但要注意其定义域为正整数集这一限制条件(. 1)根据等差数列前n项和公式,求出公差,再代入等差数列通项公式得结果;(2)根据等差
数列前n项和公式得 关于n的二次函数关系式,根据二次函数对称轴以及自变量为正整数求函数最
值.
18.已知等差数列 满足 ,前 项和为 .
(1)求 的通项公式;
(2)设等比数列 满足 , ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1) ;(2) .
19.设 , ,数列 满足: 且 .
(1)求证:数列 是等比数列;
(2)求数列 的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2) .
【解析】(1)由题意知: ,
又 ,∴ ,∴ 是以4为首项, 2为公比的等比数列.
(2)由(1)可得 ,故 .
,
∴ ,
,
,
……
.
累加得: ,
,
即 .
而 ,∴ . 学*科网
20.[2018浙江卷]已知等比数列{a}的公比q>1,且a+a+a=28,a+2是a ,a 的等差中项.数列{b}满足
n 3 4 5 4 3 5 n
b=1,数列{(b −b)a}的前n项和为2n2+n.
1 n+1 n n
(1)求q的值;
(2)求数列{b}的通项公式.
n
【答案】(1) ;(2) .
【解析】本题主要考查等差数列、等比数列、数列求和等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力.
(2)设 ,数列 前n项和为 .
由 解得 .
设 ,
所以 ,
因此 ,又 ,所以 .
【名师点睛】用错位相减法求和应注意的问题:(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的
情形;(2)在写出“ ”与“ ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“
”的表达式;(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于
1两种情况求解.
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