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专题突破卷 14 累加、累乘、构造法求数列通项公式
题型一:累加求数列通项公式
1.南宋数学家杨辉的重要著作《详解九章算法》中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列.
以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列中的第二项开始,每一项与前一
项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4项为 ,则该数列的第18项为
( )
A.188 B.208 C.229 D.251
【答案】A
【分析】记该二阶等差数列为 , ,计算出 ,利用累加法结合等差
数列求和能求出 的值.
【详解】记该二阶等差数列为 ,且该数列满足 ,记
,由题意可知,数列 为等差数列,且
,
所以等差数列 的公差为 ,所以 ,
所以 ,则 ,
所以 ,
故选:A
2.已知数列 的前 项和为 ( )
A.276 B.272 C.268 D.266
【答案】A
【分析】令 得 ,当 时,结合题干作差得 ,从而利用累加
法求解 即可.
【详解】 ,又 ,
当 时, ,解得 ;
当 时, ,作差得 ,
.
故选:A
3.设 是公差为3的等差数列,且 ,若 ,则 ( )
2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!A.21 B.25 C.27 D.31
【答案】D
【分析】由 ,得 ,从而可得 ,进而可求解.
【详解】由 ,得 ,则 ,
从而 .
故选:D
4.已知数列 对任意 均有 .若 ,则
( )
A.530 B.531 C.578 D.579
【答案】C
【分析】根据等差数列可得 ,再利用累加法求 .
【详解】因为 ,可知数列 是以首项 ,公差 的等差数列,
所以 ,
又因为 ,即 ,
可得 ,
累加可得 ,
则 ,所以 .
故选:C.
5.已知数列 满足 , ,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】由题意可得 ,由累加法可得 ,进而可求 .【详解】由题意可得 ,
则可得 ,
,
,
将以上等式左右两边分别相加得,
,即 ,
又 ,所以 .
故选:D.
6.在数列 中, , ,则 ( )
A.43 B.46 C.37 D.36
【答案】C
【分析】由递推公式 用累加法公式
求出 ,再求 即可.
【详解】法一:由题得
,
所以 .
法二:由题 , ,
4
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!所以 .
故选:C.
7.已知数列 满足: , ,且 ,则数列 前n项的和
为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由叠加法求出数列{a }通项公式,再代入 ,求出数列{b }通项公式,再由
n n
列项相消法求出 .
【详解】由 得 , , ,…, ,
,
叠加得 ,
由题可知 也适合上式,故 ;
所以 ,
则数列{b }前n项的和
n
.
故选:B.
8.若数列 满足 , ,且对任意的 都有 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】令 ,由题意可证得数列 是等差数列,从而求得 ,再利用累加法
求得 ,进而利用裂项相消法求即可得解.
【详解】因为对于 都有 ,
则 ,令 ,
所以 ,又 ,
所以数列 是以 为首项,2为公差的等差数列,
所以 ,即 ,
则 ,
累加得 ,
所以 ,
则 ,
6
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.
故选:C.
9.已知数列 满足 , ,且 ,若 表示不超过 的最大
整数,则 ( )
A.2015 B.2016 C.2017 D.2018
【答案】B
【分析】先由累加法求出 ,进而求得 ,再用裂项相消法求解即可.
【详解】由 可得 ,又 ,
故数列 是以12为首项,8为公差的等差数列,则 ,
, , , , ,
故当 时, ,则 时,
,
又 适合上式,故 ,则 ,
则 ,所以
,
又 ,所以 .
故选:B.
10.已知数列 的前 项和为 , , ,且 是 , 的等差中项,则
使得 成立的最小的 的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】D
【分析】由题意得到 是等比数列,进而得到 ,利用错位相减法求出
,构造函数 ,并利用导数判断函数 的单调性,即
可求出符合条件的 的最小值.
【详解】 是 , 的等差中项,
,故 ,
而 , ,
故数列 是首项为1,公比为2的等比数列,则 ,
8
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记 ,则 ,
,
两式相减可得, ,
即 ,令 ,即 ,
设 ,则 ,
, , 在 单调递减,
是递减数列,
当 时, ,
当 时, ,
使得 成立的最小的 的值为11.
故选:D.
题型二:累乘求数列通项公式
11.已知数列 对任意 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A【分析】由 ,得 ,从而 ,再利用累乘法求解.
【详解】解:由 ,得 ,
所以 ,
所以 ,即 ①.
又因为 ②,
①②两式相乘,得 .
故选:A.
12.已知数列 满足, , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据递推关系利用累乘法求出通项 ,利用错位相减法求出 的前100项和得解.
【详解】由 ,得 ,
所以 , , , , ( , ),
累乘可得 ,又 ,得 .
设 ①,
则 ②,
10
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!①-②得 ,
,
,
.
故选:C.
13.已知数列 满足 ,其中 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,由累乘法代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意,得 , , .
由累乘法,得 ,
即 ,
又 ,所以 .
故选:C.
14.已知 是数列 的前 项和, 是数列 的前 项积, ,
则 与 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】根据给定条件,利用 求出 ,进而求出 ,再结合不等式的性
质及累乘法的思想推理判断得解.
【详解】当 时, ,当 时, ,则 ,
显然 符合上式,因此 ,由 ,得 ,
则 ,而 ,即有 ,
于是 ,
从而 ,
所以 ,即 .
故选:B
15.若数列 满足 , ,则满足不等式 的最大正
整数 为( )
A.28 B.29 C.30 D.31
【答案】B
【分析】利用累乘法求得 ,由此解不等式 ,求得正确答案.
【详解】依题意,数列 满足 , ,
,所以
, 也符合,所以 , 是单调递增数列,
由 ,解得 ,
所以 的最大值为 .
12
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!故选:B
16.对于一个给定的数列 ,令 ,则数列 称为数列 的一阶商数列,再
令 ,则数列 是数列 的二阶商数列.已知数列 为 , , , , ,
,且它的二阶商数列是常数列,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由数列 的二阶商数列 是常数列可知数列 的一阶商数列 是等比数
列,再利用累乘法求得 ,即可得解.
【详解】设数列 的一阶商数列为 ,二阶商数列为 ,
则 , , ,
又数列 的二阶商数列 是常数列,
则 ,
则 满足 ,
所以数列 是 为首项, 为公比的等比数列,
则 ,
所以 ,则 , , , , , ,
等式左右分别相乘可得 ,
所以 ,
则 ,
故选:C.
17.定义:在数列 中, ,其中d为常数,则称数列 为“等
比差”数列.已知“等比差”数列 中, , ,则 ( )
A.1763 B.1935 C.2125 D.2303
【答案】B
【分析】运用累和法和累积法进行求解即可.
【详解】因为数列 是“等比差”数列,
所以 ,
因为 , ,
所以 ,
所以有 ,
累和,得 ,
14
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!因此有 ,
累积,得 ,
所以 ,
故选:B
18.已知数列 满足 ,且 ,
则数列 的前18项和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用数列 的递推公式,结合累乘法,求得其通项公式,根据三角函数的计算,
求得数列 的周期,整理数列 的通项公式,利用分组求和,可得答案.
【详解】由 ,则 ,
即 ,
显然 ,满足公式,即 ,
当 时, ;当 时, ;当 时, ;
当 时, ,当 时, ;当 时, ;
则数列 是以 为周期的数列,由 ,则 ,
设数列 的前 项和为 ,.
故选:D.
19.已知数列 满足, , .记数列 的前 项和为 ,则
( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意首先整理所给的递推关系式,得到数列的通项的范围,然后利用裂项相消
法求和即可确定前 项和的范围.
【详解】因为 , ,所以 , ,所以 ,
,
,故 ,
16
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!由累加法可得当 时,
,
又因为当 时, 也成立,所以 ,
所以 ,
,故 ,
由累乘法可得当 时, ,
所以 ,
所以 .
故选:A.
20.已知数列 满足 , ,则 ( )
A.2023 B.2024 C.4045 D.4047
【答案】C
【分析】根据递推关系化简后,由累乘法直接求 .
【详解】 ,
,
即 ,
可得 ,
.故选:C.
题型三:构造法求数列通项公式
21.已知 为正项数列 的前 项的乘积,且 ,则 ( )
A.16 B.32 C.64 D.128
【答案】B
【分析】利用给定的递推公式,结合对数运算变形,再构造常数列求出通项即可得解.
【详解】由 ,得 ,于是 ,则 ,
两边取对数得 ,因此 ,数列 是常数列,
则 ,即 ,所以 , .
故选:B
22.已知数列 的前 项和为 ,则 ( )
A.190 B.210 C.380 D.420
【答案】B
【分析】根据给定的递推公式,结合 变形,再构造常数列求出通项即可得解.
【详解】数列{a }中, , ,当 时, ,
n
两式相减得 ,即 ,
因此 ,显然数列 是常数列,
而 ,解得 ,于是 ,因此 ,
所以 .
18
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!故选:B
23.已知定义在 上的函数 满足 ,且 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 ,得 ,构造等比数列求得 ,即可求解.
【详解】设在数列 中, ,则 , ,
从而 ,故 是首项和公比都是2的等比数列.
由等比数列的通项公式可得 ,则 ,
故 .
故选:A
24.已知数列 的首项 为常数且 , ,若数列 是递增数
列,则 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件推得数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,运用等比
数列的通项公式可得 ,再由数列的单调性,结合不等式恒成立思想,可得所求取值范围.
【详解】因为 ,所以 ,
由于 ,即 ,
可得数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
则 ,因为数列 是递增数列,可得 ,
即 对任意的正整数 都成立.
当 为偶数时, 恒成立,由于数列 单调递减,
可得 ,则 ;
当 为奇数时, 恒成立,由于数列 单调递增,
可得 ,则 ;
综上可得 的取值范围是 .
故选:B .
25.某校组织知识竞赛,已知甲同学答对第一题的概率为 ,从第二题开始,甲同学回答
第 题时答错的概率为 , ,当 时, 恒成立,则 的最大值
为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,求出数列 的通项,再借助单调性求出 的最小值即可得解.
【详解】依题意, ,当 时,由 ,得 ,
20
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!而 ,因此数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
则 ,即 ,显然数列 是递增数列,
当 时, ,而当 时, 恒成立,于是 ,
所以 的最大值为 .
故选:A
26.已知数列 的前 项和为 , ,若 对任意的 恒成立,则实
数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定的递推公式求出 ,再按 为奇数、偶数分类求解即可得 的范围.
【详解】由 ,得 ,当 时, ,则 ,
整理得 ,即 ,而 ,解得 ,
于是 ,数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
因此 ,即 ,由 ,得 ,
当 为奇数时, ,即 ,显然 为递增数列,
当 时, ,于是 ,
当 为偶数时, ,即 ,显然恒有 ,于是
,
所以实数 的取值范围为 .
故选:B27.已知数列 的前n项和为 ,且 , .若 ,则正整数k的
最小值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】C
【分析】根据给定的递推公式,构造等比数列求出 ,再求解不等式即得.
【详解】数列 中, ,当 时, ,则 ,
整理得 ,即 ,而 ,即 ,
因此数列 是以 为首项,公比为 的等比数列, ,
则 ,由 ,知 为奇数,此时 是递增的,
而 , ,
所以正整数k的最小值为13.
故选:C
28.已知数列{a }的首项 ,且满足 ,则{a }中最小的一
n n
项是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等差数列的定义和通项公式进行求解即可.
【详解】由 ,
所以数列 是以 为首项,1为公差的等差数列,
即 ,
22
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!所以有 ,显然当 时, ,
因此{a }中最小的一项是 ,
n
故选:B
29.数列 中, ,若 ,都有 恒成立,
则实数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由已知条件可得 ,再由 ,都有 恒成立,可得对
,都有 恒成立,令 ,求出数列 的最大项即可
得答案.
【详解】解:因为 ,
所以 ,
所以数列 是等差数列,首项为 ,公差为 ,
所以 ,
,
又因为 ,都有 恒成立,
所以 ,都有 恒成立,
令 ,则 ,
所以 = ,
所以当 时, , ;
当 时, , ;
所以在数列 中,第8项最大,且 ,
所以 ,
故 的最小值为 .
故选:C.
30.已知数列{a }的前n项和为 , , ,则 ( )
n
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用构造法,结合 与等差数列的定义即可得解.
【详解】因为 ,则 ,整理得 ,
又 ,则 ,
因此数列 是首项为1,公差为1的等差数列,
则 ,所以 .
故选:D.
24
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1.若数列 的前 项和 ,则 等于( )
A.10 B.11 C.12 D.13
【答案】C
【分析】根据 与 关系求解即可.
【详解】 .
故选:C.
2.已知数列 ,下列结论正确的有( )
A.若 , ,则
B.若 , ,则
C.若 ,则数列 是等比数列
D.若 为等差数列 的前 项和,则数列 为等差数列
【答案】ABD
【分析】A.利用累加法求和,即可判断;B.利用构造法,构造 为等比数列,求通项
公式,即可判断;C.利用公式 ,即可求解通项公式,判断选项;D.根据
等差数列前 项和公式,结合等差数列的定义,即可判断选项.
【详解】对于选项A,由 ,得 ,
则,故A项正确;
对于选项B,由 得 ,
所以 为等比数列,首项为 ,公比为2,
所以 ,所以 ,故B项正确;
对于选项C,因为 ,
当 时, ,
当 时, ,
将 代入 ,得 ,
所以 ,所以数列 不是等比数列,故C项错误.
对于选项D,设等差数列的公差为d,
由等差数列前 项和公式可得 ,
所以 与n无关,
所以数列 为等差数列,故D项正确.
故选:ABD
3.甲、乙、丙、丁、戊、己6名同学相互做传接球训练,球从甲手中开始,等可能地随机
传向另外5人中的1人,接球者接到球后再等可能地随机传向另外5人中的1人,如此不
停地传下去,假设传出的球都能被接住.记第 次传球之后球在乙手中的概率为 .则下列正
确的有( )
26
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!A.
B. 为等比数列
C.设第 次传球后球在甲手中的概率为
D.
【答案】ABD
【分析】依题意可得 ,且 ,即可得到
,结合等比数列的定义求出 的通项公式,即可得到
的通项公式,即可判断A、B、D,同理求出 ,再利用作差法判断C.
【详解】依题意 , ,
第 次传球之后球在乙手中,则当 时,第 次传球之后球不在乙手中,其概率为
,
第 次传球有 的可能传给乙,因此 ,
于是 ,而 ,则 是以 为首项,公比为
的等比数列,
所以 ,则 ,故A、B、D正确;
因为 , ,当 时 ,
则 ,又 ,
所以 是以 为首项,公比为 的等比数列,所以 ,所以 ,
则 , ,
所以 ,
所以 ,故C错误.
故选:ABD
4.已知数列 满足 ,设数列 的前 项和为 ,则满
足 的实数 的最小值为 .
【答案】
【分析】先将 代入题干表达式计算出 的值,当 时,由
,可得 ,两式相减进一步计
算即可推导出数列 的通项公式,再根据数列 的通项公式及等比数列的求和公式推
导出前 项和 的表达式,最后根据不等式的性质即可计算出实数 的最小值.
【详解】由题意,当 时, ,
当 时,由 ,
可得 ,
两式相减,可得 ,
28
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!解得 ,
当 时, 不满足上式,
,
则当 时, ,
当 时,
,
当 时, 也满足上式,
, ,
,且 对任意 恒成立,
,即实数 的最小值为 .
故答案为: .
5.已知正项数列{a }的前 项和为 ,且满足 ,则
n
.(其中[x]表示不超过 的最大整数)
【答案】88
【分析】直接利用数列的递推关系求出 ,再利用放缩法结合裂项相消求出结果.【详解】正项数列 的前 项和为 ,且满足 ,
当 时,
当 时, ,整理可得: ,
所以数列 为首项为1,公差为1的等差数列,则 ,则 ,
则 ,
所以
故
因为 , , ,
,
所以 ,
,
所以 ,故 ,
故答案为:88
6.若数列 满足 ,数列 的前n项和为 ,则 .
30
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【答案】
【分析】根据递推公式求出数列 的通项公式,在计算出数列 的通项公式,即可计算
出 .
【详解】由 ,则 ,
当 时,上式相加,得 ,
且 符合上式,可知 ,
所以 .
故答案为:
7.已知数列 ,_______________.请从下列两个条件中任选一个,补充在上面的问题中
并解答.(注:如果选择多个条件,按照第一个解答给分.)①数列 的前 项和为
( );②数列 的前 项之积为 ( ).
(1)求数列 的通项公式;
(2)令 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1) (2)
【分析】(1)选①或②均可证明数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,再由等比
数列的通项公式求出数列 的通项公式;
(2)由分组求和法结合等差、等比的前 项和公式求解即可.【详解】(1)若选① ,
当 时, ,即 ,
当 时,由 (I),则 (II),
(I) (II)得: ,即 ,
所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,所以 ;
若选②,当 时, ,即 ,
当 时, ,即 ,
当 时, 符合上式,
所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,所以 ;
(2)因为 ,所以 ,
所以 ,
则 .
8.已知数列 的前n项和为 , , .
(1)证明:数列 是等比数列,并求 ;
(2)求数列 的前n项和 .
32
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【答案】(1)证明见解析, (2)
【分析】(1)根据题意 及 ,整理可得,即可得证;
(2)根据(1)中 可求出 分类讨论求出 的通项公式,再根据等比数列前n项和可求得 .
【详解】(1)因为 ,又 ,
所以 ,整理得 .
由题意得 ,
所以数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,故 ,
即 .
(2)由(1)可 ,
当 时, ,
当 时, ,
所以 ,
.
当 ,代入 满足公式,综上,
9.已知数列 的前 项和为 ,且 .
(1)证明: 是等比数列,并求其通项公式;
(2)设 ,求数列 的前100项和 .
【答案】(1)证明见解析, .(2)100.
【分析】(1)利用给定的递推公式,结合 及等比数列定义推理得证,
再求出通项公式.
(2)利用(1)的结论求出 ,再利用分组求和法计算即得.
【详解】(1)数列 中, ,当 时, ,两式相减得
,
而 ,解得 ,所以 是首项为2,公比为5的等比数列,
通项公式为 .
(2)由(1)知, ,
所以
.
10.设数列 的前 项的和为 .
34
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(1)若 是公差为 的等差数列,且 成等比数列,求 ;
(2)若 ,求证: .
【答案】(1) 或 (2)证明见解析
【分析】(1)由等差数列前n项和公式以及等比中项公式列出等量关系式并转化成首项和
公差来表示即可求解.
(2)先由 ,进而由累乘法 结合
求出 即可由 得解.
【详解】(1)由题意知 ,故 ,
解得 ,所以 或 .
(2)因为 ①,所以 ②,
所以由② ①得 , ,
所以 时, ,
所以由 得 ,
所以 ,
显然 也符合上式,所以 ,
所以 .36
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