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第43讲数列的通项公式_高中三年全科资料_高考数学《必刷5000题》2025版_2025高考数学必刷5000题(解析版分章节PDF)

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第43讲数列的通项公式_高中三年全科资料_高考数学《必刷5000题》2025版_2025高考数学必刷5000题(解析版分章节PDF)
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53 页
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第43讲 数列的通项公式 知识梳理 类型Ⅰ 观察法: 已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据 规律写出此数列的一个通项. 类型Ⅱ 公式法: 若已知数列的前 项和 与a 的关系,求数列a n n  的通项a 可用公式 n S ,(n=1) a n =   S 1 -S ,(n≥2) 构造两式作差求解. n n-1 用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为 一”,即a 和a 合为一个表达,(要先分n=1和n≥2两种情况分别进行运算,然后验证能否 1 n 统一). 类型Ⅲ 累加法: 形如 a = a + f(n) 型的递推数列 (其中 f(n) 是关于 n 的函数) 可构造: n+1 n   a n -a n-1 =f(n-1) a -a =f(n-2) n-1 n-2  ...   a -a =f(1) 2 1 将上述m 个式子两边分别相加,可得:a =f(n-1)+f(n-2)+...f(2)+f(1)+a ,(n 2 n 1 ≥2) ①若f(n)是关于n的一次函数,累加后可转化为等差数列求和; ② 若f(n)是关于n的指数函数,累加后可转化为等比数列求和; ③若f(n)是关于n的二次函数,累加后可分组求和; ④若f(n)是关于n的分式函数,累加后可裂项求和. 类型Ⅳ 累乘法: a 形如a =a ⋅f(n) n+1 =f(n) n+1 n a n  型的递推数列(其中f(n)是关于n的函数)可构造: a   n =f(n-1) a  n-1 a  n-1 =f(n-2) a  n-2 ... a  2 =f(1) a 1 将上述m 个式子两边分别相乘,可得:a =f(n-1)⋅f(n-2)⋅...⋅f(2)f(1)a,(n≥2) 2 n 1 有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解. 类型Ⅴ 构造数列法: (一)形如a =pa +q(其中p,q均为常数且p≠0)型的递推式: n+1 n (1)若p=1时,数列{a }为等差数列; n (2)若q=0时,数列{a }为等比数列; n (3)若p≠1且q≠0时,数列{a }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比 n 第 页 共 页 1132 3427数列来求.方法有如下两种: 法一:设a +λ=p(a +λ),展开移项整理得a =pa +(p-1)λ,与题设a =pa n+1 n n+1 n n+1 n q q q +q比较系数(待定系数法)得λ= ,(p≠0)⇒a + =pa + p-1 n+1 p-1 n p-1  q ⇒a + n p-1 q =pa + n-1 p-1  q ,即a +  n p-1  q 构成以a + 为首项,以p为公比的等比数列.再利 1 p-1 q 用等比数列的通项公式求出a +  n p-1  的通项整理可得a . n a -a 法二:由a =pa +q得a =pa +q(n≥2)两式相减并整理得 n+1 n =p,即 n+1 n n n-1 a -a n n-1 a -a n+1 n  构成以a -a 为首项,以p为公比的等比数列.求出a -a 2 1 n+1 n  的通项再转化为 类型Ⅲ(累加法)便可求出a . n (二)形如a =pa +f(n)(p≠1)型的递推式: n+1 n (1)当f(n)为一次函数类型(即等差数列)时: 法一:设a n +An+B=pa n-1 +A(n-1)+B  ,通过待定系数法确定A、 B的值,转化 n! 成以a +A+B为首项,以Am= 1 n n-m  为公比的等比数列a +An+B ! n  ,再利用等比数 列的通项公式求出a +An+B n  的通项整理可得a . n 法二:当f(n)的公差为d时,由递推式得:a =pa +f(n),a =pa +f(n-1)两式 n+1 n n n-1 相减得:a -a =p(a -a )+d,令b =a -a 得:b =pb +d转化为类型Ⅴ㈠求出 n+1 n n n-1 n n+1 n n n-1 b ,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出a . n n (2)当f(n)为指数函数类型(即等比数列)时: 法一:设a n +λf(n)=pa n-1 +λf(n-1)  ,通过待定系数法确定λ的值,转化成以a + 1 n! λf(1)为首项,以Am= n n-m  为公比的等比数列a +λf(n) ! n  ,再利用等比数列的通项公式 求出a +λf(n) n  的通项整理可得a . n 法二:当f(n)的公比为q时,由递推式得:a =pa +f(n)--①,a =pa +f(n- n+1 n n n-1 1),两边同时乘以q得a q=pqa +qf(n-1)--②,由①②两式相减得a -a q=p(a - n n-1 n+1 n n a -qa qa ),即 n+1 n =p,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出a . n-1 a -qa n n n-1 法三:递推公式为a =pa +qn(其中p,q均为常数)或a =pa +rqn(其中p,q, r n+1 n n+1 n a p a 1 均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以qn+1,得: n+1 = ⋅ n + ,引入辅助数列 qn+1 q qn q b n  a p 1 (其中b = n),得:b = b + 再应用类型Ⅴ㈠的方法解决. n qn n+1 q n q (3)当f(n)为任意数列时,可用通法: a a f(n) a 在a =pa +f(n)两边同时除以pn+1可得到 n+1 = n + ,令 n =b ,则b = n+1 n pn+1 pn pn+1 pn n n+1 f(n) b + ,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出b 之后得a =pnb . n pn+1 n n n 类型Ⅵ 对数变换法: 形如a =paq(p>0,a >0)型的递推式: n+1 n 在原递推式a =paq两边取对数得lga =qlga +lgp,令b =lga 得:b =qb + n+1 n+1 n n n n+1 n lgp,化归为a =pa +q型,求出b 之后得a =10bn.(注意:底数不一定要取10,可根据题意 n+1 n n n 第 页 共 页 1133 3427选择). 类型Ⅶ 倒数变换法: 1 形如a -a =pa a (p为常数且p≠0)的递推式:两边同除于a a ,转化为 = n-1 n n-1 n n-1 n a n 1 1 +p形式,化归为a =pa +q型求出 的表达式,再求a ; a n+1 n a n n-1 n ma 1 m 1 m 还有形如a = n 的递推式,也可采用取倒数方法转化成 = + 形 n+1 pa +q a q a p n n+1 n 1 式,化归为a =pa +q型求出 的表达式,再求a . n+1 n a n n 类型Ⅷ 形如a =pa +qa 型的递推式: n+2 n+1 n 用待定系数法,化为特殊数列{a -a }的形式求解.方法为:设a -ka =h(a n n-1 n+2 n+1 n+1 -ka ),比较系数得h+k=p,-hk=q,可解得h、 k,于是{a -ka }是公比为h的等比 n n+1 n 数列,这样就化归为a =pa +q型. n+1 n 总之,求数列通项公式可根据数列特点采用以上不同方法求解,对不能转化为以上方法 求解的数列,可用归纳、猜想、证明方法求出数列通项公式a . n 必考题型全归纳 1 题型一:观察法 1977 (2024·湖南长沙·长沙市实验中学校考二模)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商 功》中出现了如图所示的形状,后人称为“三角垛”,“三角垛”的最上层有1个球,第二层有 3个球,第三层有6个球,······,则第十层有( )个球. A.12 B.20 C.55 D.110 【答案】C 【解析】由题意知: a =1, 1 a =a +2=1+2, 2 1 a =a +3=1+2+3, 3 2 ⋯⋯ a =a +n=1+2+3+⋯⋯+n, n n-1 所以a =1+2+3+⋯⋯+10=55. 10 故选:C 1978 (2024·全国·高三专题练习)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教伟烈 亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此 法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余 定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将正整数 中能被3除余2且被7除余2的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列a n  ,则a = 6 第 页 共 页 1134 3427( ) A.17 B.37 C.107 D.128 【答案】C 【解析】∵a 能被3除余2且被7除余2,∴a -2既是3的倍数,又是7的倍数, n n 即是21的倍数,且a n >0,∴a n -2=21n-1  , 即a =21n-19,∴a =21×6-19=107. n 6 故选:C. 1979 (2024·全国·高三专题练习)线性分形又称为自相似分形,其图形的结构在几何变换下具 有不变性,通过不断迭代生成无限精细的结构.一个正六边形的线性分形图如下图所示, 若图1中正六边形的边长为1,图n中正六边形的个数记为a ,所有正六边形的周长之和、 n 面积之和分别记为C ,S ,其中图n中每个正六边形的边长是图n-1中每个正六边形边 n n 1 长的 ,则下列说法正确的是 ( ) 3 100 A.a =294 B.C = 4 3 3 3 3 7 C.存在正数m,使得C ≤m恒成立 D.S = × n n 2 9  n-1 【答案】D 【解析】A选项,图1中正六边形的个数为1,图2中正六边形的个数为7, 由题意得a n  为公比为7的等比数列,所以a =7n-1,故a =73=343,A错误; n 4 7 7 B选项,由题意知C =6,C = ×6=14,C = 1 2 3 3 3  2 98 ×6= ,B错误; 3 C选项,C n  7 7 为等比数列,公比为 ,首项为6,故C =6× 3 n 3  n-1 , 7 7 因为 >1,所以C =6× 3 n 3  n-1 单调递增,不存在正数m,使得C ≤m恒成立,C错 n 误; D选项,分析可得,图n中的小正六边形的个数为a =7n-1个,每个小正六边形的边长为 n 1  3  n-1 3 1 ,故每个小正六边形的面积为6× × 4 3  2n-2 , 3 1 则S =7n-1×6× × n 4 3  2n-2 3 3 7 = × 2 9  n-1 ,D正确. 故选:D 1980 (2024·海南·海口市琼山华侨中学校联考模拟预测)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传 “大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项 都代表太极衍生过程,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题,其各项规 律如下:0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,...,记此数列为a n  ,则a 2 -a 1  +a 4 -a 3  +⋯+a 50 -a 49  = ( ) A.650 B.1050 C.2550 D.5050 第 页 共 页 1135 3427【答案】A 【解析】由条件观察可得:a -a =2,a -a =4,a -a =6⋯,即a -a =2n,所以 2 1 4 3 6 5 2n 2n-1 a -a 2n 2n-1  是以2为首项,2为公差的等差数列. 故a 2 -a 1  +a 4 -a 3  +⋯+a 50 -a 49  25×24 =25×2+ ×2=650, 2 故选:A 1981 (2024·吉林·统考三模)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主 要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中, 曾经经历过的两仪数量总和,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题. 其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则此数列的第25项与第24项的差为 ( ) A.22 B.24 C.25 D.26 【答案】B 【解析】设该数列为a n  , 12-1 32-1 52-1 72-1 当n为奇数时,a = =0,a = =4,a = =12,a = =24,⋯ 1 2 3 2 5 2 7 2 n2-1 所以a = ,n为奇数; n 2 22 24 62 82 当n为偶数时,a = =2,a = =8,a = =18,a = =32,⋯ 2 2 4 2 6 2 8 2 n2 所以a = ,n为偶数数; n 2 252-1 242 所以a -a = - =24, 25 24 2 2 故选:B. 1982 (2024·全国·高三专题练习)若数列a n  1 1 1 1 的前4项分别是 ,- , ,- ,则该数列的 2 3 4 5 一个通项公式为 ( ) (-1)n-1 (-1)n (-1)n (-1)n+1 A.a = B.a = C.a = D.a = n n n n+1 n n n n+1 【答案】D 【解析】因为数列a n  1 1 1 1 的前4项分别是 ,- , ,- ,正负项交替出现,分子均为1, 2 3 4 5 分母依次增加1, (-1)n+1 所以对照四个选项,a = 正确. n n+1 故选:D 1983 (2024·全国·高三专题练习)“杨辉三角”是中国古代重要的数学成就,如图是由“杨辉三 1 1 1 角”拓展而成的三角形数阵,从第三行起,每一行的第三个数1, , , ,⋯构成数列 3 6 10 a n  ,其前n项和为S ,则S = ( ) n 20 第 页 共 页 1136 342739 40 41 419 A. B. C. D. 20 21 21 210 【答案】B 【解析】由题意可知, 2 a =1= 1 1×2 1 2 a = = 2 3 2×3 1 2 a = = 3 6 3×4 1 2 a = = 4 10 4×5 ⋯ 2 则a = n nn+1  1 1 =2 - n n+1  , 所以其前n项和为: 1 S =a +a +a +⋯+a =21- n 1 2 3 n 2  1 1 +2 - 2 3  1 1 +2 - 3 4  1 1 +⋯+2 - n n+1  1 1 1 1 1 1 1 =21- + - + - +⋯+ - 2 2 3 3 4 n n+1  1 =21- n+1  2n = , n+1 40 则S = . 20 21 故选:B. 1984 (2024·新疆喀什·高三统考期末)若数列a n  2 3 4 5 6 的前6项为1,- , ,- , ,- ,则数 3 5 7 9 11 列a n  的通项公式可以为a = ( ) n n n n n A. B. C.(-1)n⋅ D.(-1)n+1⋅ n+1 2n-1 2n-1 2n-1 【答案】D 【解析】通过观察数列a n  的前6项,可以发现有如下规律: 且奇数项为正,偶数项为负,故用(-1)n+1表示各项的正负; 各项的绝对值为分数,分子等于各自的序号数, 而分母是以1为首项,2为公差的等差数列, n 故第n项的绝对值是 , 2n-1 所以数列a n  的通项可为a n =-1  n n+1· , 2n-1 故选:D 【解题方法总结】 观察法即根据所给的一列数、式、图形等,通过观察分析数列各项的变化规律,求其通项. 第 页 共 页 1137 3427使用观察法时要注意:①观察数列各项符号的变化,考虑通项公式中是否有(-1)n或者( -1)n-1 部分.②考虑各项的变化规律与序号的关系.③应特别注意自然数列、正奇数 列、正偶数列、自然数的平方n2  、2n  与(-1)n有关的数列、等差数列、等比数列以及由 它们组成的数列. 2 题型二:叠加法 1985 (2024·全国·高三对口高考)数列1,3,7,15,⋯⋯的一个通项公式是 ( ) A.a =2n B.a =2n+1 C.a =2n-1 D.a =2n-1 n n n n 【答案】C 【解析】依题意得a -a =2,a -a =22,a -a =23, 2 1 3 2 4 3 所以依此类推得a n -a n-1 =2n-1 n≥2  , 所以a =a +a -a +a -a +a -a +...+a -a =1+2+22+23+...+2n-1= n 1 2 1 3 2 4 3 n n-1 1-2n =2n-1. 1-2 又a =21-1=1也符合上式,所以符合题意的一个通项公式是a =2n-1. 1 n 故选:C. 1986 (2024·新疆喀什·校考模拟预测)若a =a +n-1,a =1则a = ( ) n n-1 1 10 A.55 B.56 C.45 D.46 【答案】D 【解析】由a =a +n-1, n n-1 得a =a +1,a =a +2, 2 1 3 2 a 4 =a 3 +3,⋯,a n =a n-1 +n-1n≥2  , 累加得,a =a +1+2+3+⋯+n-1 n 1 1 1 = n2- n+1, 2 2 当n=1时,上式成立, 1 1 则a = n2- n+1, n 2 2 1 1 所以a = ×100- ×10+1=46. 10 2 2 故选:D 1987 (2024·陕西安康·陕西省安康中学校考模拟预测)在数列a n  中,a =1,a =a +n+ 1 n+1 n 1 1 1 1,则 + +⋯+ = ( ) a a a 1 2 2022 2021 4044 2021 2022 A. B. C. D. 1011 2023 2022 2023 【答案】B 【解析】因为a =a +n+1,故可得a -a =2,a -a =3,⋯,a -a =n,及a =1 n+1 n 2 1 3 2 n n-1 1 累加可得a -a +a -a +⋯a -a +a =1+2+3+⋯+n, n n-1 n-1 n-2 2 1 1 nn+1 则a =1+2+3+⋯+n= n  1 2 ,所以 = 2 a n nn+1  1 1 =2 - n n+1  , 1 1 1 1 则 + +⋯+ =2 1- a a a 2 1 2 2022  1 1 + - 2 3  1 1 +⋯+ - 2022 2023      1 =21- 2023  = 4044 . 2023 第 页 共 页 1138 3427故选:B. 1 1 1988 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a = ,a =a + ,则{a }的通 n 1 2 n+1 n n2+n n 项为 ( ) 1 3 1 A.- ,n≥1,n∈N∗ B. + ,n≥1,n∈N∗ n 2 n 3 1 3 1 C.- - ,n≥1,n∈N∗ D. - ,n≥1,n∈N∗ 2 n 2 n 【答案】D 1 1 1 1 【解析】因为a =a + ,所以a -a = = - ,则当n≥2,n∈N* n+1 n n2+n n+1 n n2+n n n+1 1 a -a =1-  2 1 2  a -a = 1 - 1 时, 3 2 2 3 ,  ⋯   a -a = 1 - 1 n n-1 n-1 n 1 1 1 1 1 1 将n-1个式子相加可得a -a =1- + - +⋯+ - =1- , n 1 2 2 3 n-1 n n 1 1 1 3 1 3 1 1 因为a = ,则a =1- + = - ,当n=1时,a = - = 符合题意, 1 2 n n 2 2 n 1 2 1 2 3 1 所以a = - ,n≥1,n∈N*. n 2 n 故选:D. 1989 (2024·全国·高三专题练习)已知S 是数列a n n  的前n项和,且对任意的正整数n,都满 1 1 1 足: - =2n+2,若a = ,则S = ( ) a a 1 2 2023 n+1 n 2023 2022 2021 1010 A. B. C. D. 2024 2023 2024 2023 【答案】A 1 1 【解析】当n≥2时,由累加法可得: - a a n n-1  1 1 + - a a n-1 n-2  1 1 +⋯+ - a a 2 1  =2n +2n-1  +⋯+2×1+2  , 1 1 所以 - =n2+n-2(n≥2), a a n 1 1 又因为a = , 1 2 1 所以a = n nn+1  (n≥2), 1 当n=1时,a = 1 1×1+1  1 = ,符合, 2 1 所以a = n nn+1  (n∈N∗), 1 所以a = n nn+1  1 1 = - , n n+1 1 所以S =1- 2023 2  1 1 + - 2 3  1 1 +⋯+ - 2023 2024  1 2023 =1- = . 2024 2024 故选:A. 1990 (2024·四川南充·四川省南充高级中学校考模拟预测)已知数列 a n  3 满足:a = ,a 1 8 n+2 -a ≤3n,a -a ≥91⋅3n,则a = ( ) n n+6 n 2023 第 页 共 页 1139 342732023 3 32023 3 32023 32023 A. + B. + C. D. 2 2 8 2 8 2 【答案】C 3 【解析】∵a = ,a -a ≤3n, 1 8 n+2 n ∴a -a ≤3n+2,a -a ≤3n+4, n+4 n+2 n+6 n+4 ∴a n+6 -a n =a n+6 -a n+4  +a n+4 -a n+2  +a n+2 -a n  ≤3n+4+3n+2+3n=3n 34+32+1  =91⋅3n, 又a -a ≥91⋅3n,故a -a =91⋅3n, n+6 n n+6 n 所以a -a =3n,a -a =3n+2,a -a =3n+4, n+2 n n+4 n+2 n+6 n+4 3 所以a -a =3,a -a =33,⋯,a -a =3n,a = 3 1 5 3 n+2 n 1 8 故a -a =a -a +a -a +⋯+a -a +a -a =3+33+35+⋯+32n-1, 2n+1 1 2n+1 2n-1 2n-1 2n-3 5 3 3 1 则a =a +3+33+35+⋯+32n-1, 2n+1 1 3 3 31-91011 所以a = +3+33+35+⋯+32021= + 2023 8 8  32023 = . 1-9 8 故选:C. 【解题方法总结】 数列有形如a =a +f(n)的递推公式,且f(1)+f(2)+⋯+f(n)的和可求,则变形为 n+1 n a -a =f(n),利用叠加法求和 n+1 n 3 题型三:叠乘法 1991 (2024·河南·模拟预测)已知数列a n  a +a 满足 n+1 n =2n,a =1,则a = ( ) a -a 1 2023 n+1 n A.2024 B.2024 C.4045 D.4047 【答案】C a +a 【解析】∵ n+1 n =2n, a -a n+1 n ∴a n+1 +a n =2na n+1 -a n  , 即(1-2n)a =(-2n-1)a , n+1 n a 2n+1 可得 n+1 = , a 2n-1 n a a a a a ∴a = 2023 × 2022 × 2021 ×⋯× 3 × 2 ×a 2023 a a a a a 1 2022 2021 2020 2 1 4045 4043 4041 5 3 = × × ⋯× × ×1=4045. 4043 4041 4039 3 1 故选:C. 1992 (2024·全国·高三专题练习)数列a n  a n 中,a =1, n+1 = (n为正整数),则a 的值 1 a n+1 2022 n 为 ( ) 1 1 2021 2022 A. B. C. D. 2022 2021 2022 2021 【答案】A a n 【解析】因为 n+1 = , a n+1 n a a a a a n-1 n-2 3 2 1 1 所以a = n ⋅ n-1 ⋯ 4 ⋅ 3 ⋅ 2 = × ×⋯× × × = , n a a a a a n n-1 4 3 2 n n-1 n-2 3 2 1 第 页 共 页 1140 34271 所以a = , 2022 2022 故选:A n+1 1993 (2024·天津滨海新·高三校考期中)已知a =2,a = a ,则a = ( ) 1 n+1 n n 2022 A.506 B.1011 C.2022 D.4044 【答案】D n+1 a n+1 【解析】∵a = a ,∴ n+1 = , n+1 n n a n n a 2 a 3 a 4 a n ∴ 2 = , 3 = , 4 = ,⋯, n = ,n≥2, a 1 a 2 a 3 a n-1 1 2 3 n-1 a n ∴ n = =n,n≥2, a 1 1 ∵a =2,∴a =2n,n≥2, 1 n 显然,当n=1时,a =2满足a =2n, 1 n ∴a =2n,n∈N*, n ∴a =2×2022=4044. 2020 故选:D. 1994 (2024·全国·高三专题练习)已知a 1 =1,a n =na n+1 -a n  n∈N +  ,则数列a n  的通项公 式是a = ( ) n n+1 A.2n-1 B.  n  n+1 C.n2 D.n 【答案】D 【解析】由a n =na n+1 -a n  ,得n+1  a =na , n n+1 a n+1 即 n+1 = , a n n a n a n-1 a n-2 a 2 则 n = , n-1 = , n-2 = ,⋯, 2 = ,n≥2, a n-1 a n-2 a n-3 a 1 n-1 n-2 n-3 1 a 由累乘法可得 n =n,所以a =n,n≥2, a n 1 又a =1,符合上式,所以a =n. 1 n 故选:D. 1995 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  中,a =1,na = 1 n+1 2a 1 +a 2 +⋯+a n  n∈N*  ,则数列a n  的通项公式为 ( ) A.a =n B.a =2n-1 n n n+1 1, n=1 C.a = D.a = n 2n n  n+1, n≥2    【答案】A 【解析】由na n+1 =2a 1 +a 2 +⋯+a n  ① 得n-1  a n =2a 1 +a 2 +⋯+a n-1  ②, ①-②得:na n+1 -n-1  a =2a , n n 即:na n+1 =n+1  a n+1 a , n+1 = n a n n a a a 2 3 n 所以a n =a 1 ⋅ a 2 ⋅ a 3 ⋯ a n =1⋅ 1 ⋅ 2 ⋯⋅ n-1 =nn≥2 1 2 n-1  , 第 页 共 页 1141 3427所以a =nn∈N* n  故选:A. 1996 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 满足(n+2)a =(n+1)a ,且a = ,则a n+1 n 2 3 n = ( ) n-1 1 n-1 1 A. B. C. D. n+1 2n-1 2n-1 n+1 【答案】D 1 【解析】数列{a }满足(n+2)a =(n+1)a ,且a = , n n+1 n 2 3 1 a n+1 ∴a = , n+1 = , 1 2 a n+2 n a n a n-1 a 2 ∴ n = , n-1 = ,⋯, 2 = , a n+1 a n a 3 n-1 n-2 1 a a a n n-1 n-2 2 累乘可得: n ∙ n-1 ⋯ 2 = ∙ ∙ ⋯ , a a a n+1 n n-1 3 n-1 n-2 1 2 1 1 可得:a = ∙ = . n n+1 2 n+1 故选:D﹒ 1997 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 2n-3 满足a = ,a = a (n≥2,n∈N*), 1 3 n 2n+1 n-1 则数列a n  的通项a = ( ) n 1 1 A. B. 4n2-1 2n2+1 1 C. 2n-1  2n+3  1 D. n+1  n+3  【答案】A 1 2n-3 【解析】数列{a }满足a = ,a = a (n≥2,n∈N*), n 1 3 n 2n+1 n-1 a 2n-3 a 2n-5 a 1 整理得 n = , n-1 = ,......, 2 = , a 2n+1 a 2n-1 a 5 n-1 n-2 1 a 1×3 所有的项相乘得: n = , a (2n+1)(2n-1) 1 1 整理得:a = , n 4n2-1 故选:A. 1998 (2024·全国·高三专题练习)在数列a n  1 中,a 1 = 2 且n+2  a =na ,则它的前30项 n+1 n 和S = ( ) 30 30 29 28 19 A. B. C. D. 31 30 29 29 【答案】A 【解析】∵n+2  a n a a a 1 1 2 a =na ,∴ n+1 = ,∴a =a ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅⋯⋅ n = ⋅ ⋅ ⋅ n+1 n a n+2 n 1 a a a 2 3 4 n 1 2 n-1 n-1 1 ⋯⋅ = n+1 nn+1  1 1 = - , n n+1 1 1 1 1 1 30 因此,S =1- + - +⋯+ - = . 30 2 2 3 30 31 31 故选:A. 【解题方法总结】 第 页 共 页 1142 3427数列有形如a =f(n)⋅a 的递推公式,且f(1)⋅f(2)⋅⋯⋅f(n)的积可求,则将递推公式变 n n-1 a 形为 n =f(n),利用叠乘法求出通项公式a a n n-1 4 题型四:待定系数法 1 1999 (2024·全国·高三专题练习)已知:a =1,n≥2时,a = a +2n-1,求a 1 n 2 n-1 n  的通项 公式. 1 【解析】设a n +An+B= 2 a n-1 +An-1   +B  1 1 1 1 所以a = a - An- A- B , n 2 n-1 2 2 2 , 1 - A=2, ∴   2 1 1 ,解得:  A B= =- 6 4 , - A- B=-1, 2 2 又 a 1 -4+6=3 , ∴ a n -4n+6  1 是以3为首项, 为公比的等比数列, 2 1 ∴ a -4n+6=3 n 2  n-1 3 ∴ a = +4n-6 , n 2n-1 . 1 2000 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a },a =2,且对于n>1时恒有a = a +1, n 1 n 2 n-1 求数列{a }的通项公式. n 1 1 【解析】因为a = a +1,所以a -2= (a -2),又因为a -2=0, n 2 n-1 n 2 n-1 1 所以数列{a -2}是常数列0,所以a -2=0,所以 a =2. n n n 1 2001 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足:a =- a -2,n∈N*,a =4,求a . n n+1 3 n 1 n 1 【解析】因为a =- a -2,n∈N*,a =4, n+1 3 n 1 3 3 1 3 1 1 所以两边同时加上 得:a + =- a -2+ =- a - , 2 n+1 2 3 n 2 3 n 2 3 1 1 1 3 所以a + =- a - =- a + n+1 2 3 n 2 3 n 2  3 11 ,当a =4时,a + = . 1 1 2 2 3 a + 3 n+1 2 1 故a + ≠0,故 =- , n 2 3 3 a + n 2 3 所以数列a +  n 2  3 11 1 是以a + = 为首项,- 为公比的等比数列. 1 2 2 3 3 11 1 于是a + = - n 2 2 3  n-1 3 11 1 a =- + - n 2 2 3  n-1 ,n∈N* 2002 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 5 是首项为a =2,a = a +2n+ . 1 n+1 3 n 3 (1)求a n  通项公式; (2)求数列a n  的前n项和S . n 1 5 【解析】(1)a n+1 = 3 a n +2n+ 3 ,设a n+1 +An+1  1 +B= 3 a n +An+B  , 2 - A=2 即a n+1 = 3 1 a n - 2 3 An-A- 2 3 B,即   3 2 5 ,解得  A B= =- 2 3 , -A- B= 3 3 a -3+2=1,故a -3n+2 1 n  1 是首项为1,公比为 的等比数列. 3 第 页 共 页 1143 34271 a -3n+2= n 3  n-1 1 ,故a = n 3  n-1 +3n-2. 1 (2)a = n 3  n-1 1 +3n-2,则S = n 3  0 1 +1+ 3  1 1 +4+⋯+ 3  n-1 +3n-2 1 =  3  0 1 + 3  1 1 +⋯+ 3   n-1    +1+4+⋯+3n-2  1 1- 3 =1×  n 1+3n-2 + 1 1- 3  ×n 2 3 1 =- × 2 3  n + 3 n2- 1 n+ 3 . 2 2 2 2a +1 2003 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }中,a =2,a = n ,求{a }的通项. n 1 n+1 3 n 2x+1 【解析】因为{a }的特征函数为:f(x)= , n 3 2x+1 由f(x)= =x⇒x=1, 3 2a +1 2 ∴a = n ⇒a -1= (a -1) n+1 3 n+1 3 n 2 ∴数列{a -1}是公比为 的等比数列, n 3 2 ∴a -1=(a -1) n 1 3  n-1 2 ⇒a =1+ n 3  n-1 . 2004 (2024·江苏南通·高三江苏省通州高级中学校考阶段练习)已知数列a n  中,a =1,满 1 足a =2a +2n-1n∈N* n+1 n  ,设S 为数列a n n  的前n项和. (1)证明:数列a +2n+1 n  是等比数列; (2)若不等式λ⋅2n+S +4>0对任意正整数n恒成立,求实数λ的取值范围. n 【解析】(1)因为a =2a +2n-1n∈N* n+1 n  , 所以a n+1 +2n+1  +1=2a n +2n+1  , 所以a +2n+1 n  是以a +2×1+1=4为首项,公比为2的等比数列, 1 所以a +2n+1=4×2n-1=2n+1,所以a =2n+1-2n-1. n n (2)因为a =2n+1-2n-1, n 所以S n =a 1 +a 2 +⋯+a n =22-3  +23-5  +⋯+ 2n+1-2n+1    =22+23+⋯+2n+1  -3+5+7+⋯+2n+1  22 1-2n =  n3+2n+1 - 1-2  =2n+2-n2 2 -2n-4, 若λ⋅2n+S +4>0对于∀n∈N*恒成立,即 λ⋅2n+2n+2-n2-2n-4+4>0, n n2+2n 可得λ⋅2n>n2+2n-2n+2即λ> -4对于任意正整数n恒成立, 2n 所以λ>   n2+2n -4  2n  nn+2 ,令b = n max  3-n2 -4,则b -b = , 2n n+1 n 2n+1 所以 b 1 b 3 >b 4 >⋯,可得b n  22+2×2 =b = -4=-2,所以λ>-2, max 2 22 所以λ的取值范围为-2,+∞  . 2005 (2024·四川乐山·统考三模)已知数列a n  满足a =2a +2,a =1,则a = . n+1 n 1 n 【答案】3×2n-1-2 【解析】由a =2a +2得a +2=2(a +2),又a +2=3, n+1 n n+1 n 1 a +2 所以 n+1 =2,即{a +2}是等比数列, a +2 n n 所以a +2=3×2n-1,即a =3×2n-1-2. n n 第 页 共 页 1144 3427故答案为:3×2n-1-2. 2006 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  中,a =1,a =3a +4,则数列a 1 n+1 n n  的通项 公式为 . 【答案】a =3n-2 n 【解析】因为a =3a +4, n+1 n 设a +t=3(a +t),即a =3a +2t, n+1 n n+1 n 根据对应项系数相等则2t=4,解得t=2,故a n+1 +2=3a n +2  , 所以a +2 n  是3为首项,3为公比的等比数列, 所以a +2=3×3n-1=3n,即a =3n-2. n n 故答案为:a =3n-2 n 2007 (2024·全国·高三对口高考)已知数列a n  中,a =1,且a =2a +3(n≥2,且n∈ 1 n n-1 N∗),则数列a n  的通项公式为 . 【答案】2n+1-3 【解析】由a n =2a n-1 +3,得a n +3=2a n-1 +3  a +3 ,即 n =2 a +3 n-1 由所以a +3=1+3=4, 1 于是数列a +3 n  是以首项为4,公比为2的等比数列, 因此a +3=4×2n-1,即a =2n+1-3, n n 当n=1时,a =21+1-3=1,此式满足a , 1 1 所以数列a n  的通项公式为a =2n+1-3. n 故答案为:2n+1-3. 【解题方法总结】 形如a =pa +q(p,q为常数,pq≠0且p≠1)的递推式,可构造a +λ=p(a +λ),转 n+1 n n+1 n 化为等比数列求解.也可以与类比式a =pa +q作差,由a -a =p(a -a ),构 n n-1 n+1 n n n-1 造a -a n+1 n  为等比数列,然后利用叠加法求通项. 5 题型五:同除以指数 2008 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a =2a +3⋅2n,a =2,求数列{a }的 n n+1 n 1 n 通项公式. 【解析】将a =2a +3⋅2n两边除以2n+1, n+1 n a a 3 a a 3 得 n+1 = n + ,则 n+1 - n = , 2n+1 2n 2 2n+1 2n 2 a 故数列 n  2n  a 2 3 是以 1 = =1为首项,以 为公差的等差数列, 21 2 2 a 3 3 1 则 n =1+ (n-1)= n- , 2n 2 2 2 3 1 ∴数列{a }的通项公式为a = n- n n 2 2  ⋅2n=(3n-1)⋅2n-1. 2009 (2024·全国·高三专题练习)在数列{a }中,a =-1,a =2a +4⋅3n-1,求通项公式a . n 1 n+1 n n 【解析】a n+1 =2a n +4⋅3n-1可化为:a n+1 -4⋅3n=2a n -4⋅3n-1  . 又a -4⋅31-1=-1-4=-5 1 则数列a -4⋅3n-1 n  是首项为-5,公比是2的等比数列. ∴a -4⋅3n-1=-5⋅2n-1,则a =4⋅3n-1-5⋅2n-1. n n 第 页 共 页 1145 3427所以数列{a }通项公式为a =4⋅3n-1-5⋅2n-1 n n 2010 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a =2a +3⋅5n,a =6,求数列{a }的 n n+1 n 1 n 通项公式. 【解析】由a n+1 =2a n +3⋅5n,可得a n+1 -5n+1=2a n -5n  又a -51=6-5=1≠0, 1 则数列a -5n n  是以1为首项,2为公比的等比数列, 则a -5n=1⋅2n-1,故a =2n-1+5n. n n 则数列{a }的通项公式为a =2n-1+5n. n n 2011 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a =2a +4×3n-1,a =1,求数列a n n+1 n 1 n  的通项公式. 【解析】解法一:因为a =2a +4×3n-1, n+1 n 设a +λ⋅3n=λ (a +λ⋅3n-1), n+1 2 n 所以a n+1 =λ 2 a n +λλ 2 ⋅3n-1-λ⋅3n=λ 2 a n +λλ 2 -3λ  ⋅3n-1, λ =2 λ=-4 则 2 ,解得 ,   λλ -3λ=4 λ =2 2 2 即a n+1 -4×3n=2a n -4×3n-1  , 则数列a -4×3n-1 n  是首项为a -4×31-1=-3,公比为2的等比数列, 1 所以a -4×3n-1=-3×2n-1,即a =4×3n-1-3×2n-1; n n a 2 a 4 解法二:因为a =2a +4×3n-1,两边同时除以3n+1得 n+1 = ⋅ n + , n+1 n 3n+1 3 3n 32 a 4 2 a 4 所以 n+1 - = ⋅ n - 3n+1 3 3 3n 3  a 4 , 1 - =-1, 3 3 a 4 所以 n -  3n 3  2 是以-1为首项, 为公比的等比数列, 3 a 4 2 所以 n - =- 3n 3 3  n-1 ,则 a n = 4 - 2 3n 3 3  n-1 ,所以a =4×3n-1-3×2n-1. n 2012 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  满足a =2a +4⋅3n-1,a =-1,则数列a n+1 n 1 n  的通项公式为 . 【答案】a =4×3n-1-5×2n-1 n 【解析】解法一:设a n+1 +λ⋅3n=2a n +λ⋅3n-1  ,整理得a =2a -λ⋅3n-1,可得λ=-4, n+1 n 即a n+1 -4×3n=2a n -4×3n-1  ,且a -4×31-1=-5≠0, 1 则数列a -4⋅3n-1 n  是首项为-5,公比为2的等比数列, 所以a -4×3n-1=-5×2n-1,即a =4×3n-1-5×2n-1; n n a 2 a 4 解法二:(两边同除以qn+1) 两边同时除以3n+1得: n+1 = × n + , 3n+1 3 3n 9 a 4 2 a 4 整理得 n+1 - = × n - 3n+1 3 3 3n 3  a 4 5 ,且 1 - =- ≠0, 3 3 3 a 4 则数列 n -  3n 3  5 2 是首项为- ,公比为 的等比数列, 3 3 a 4 5 2 所以 n - =- × 3n 3 3 3  n-1 ,即a =4×3n-1-5×2n-1; n a a 3 解法三:(两边同除以pn+1)两边同时除以2n+1得: n+1 = n + 2n+1 2n 2  n-1 ,即 a n+1 - a n = 2n+1 2n 3  2  n-1 , 第 页 共 页 1146 3427a a a 当n≥2时,则 n = n - n-1 2n 2n 2n-1  a a + n-1 - n-2 2n-1 2n-2  a a +⋅⋅⋅+ 2 - 1 22 2  a + 1 2 3 = 2  n-2 3 + 2  3 1- n-3 1 2 +⋅⋅⋅+1- = 2  n-1 1 3 - =2× 3 2 2 1- 2  n-1 5 - , 2 故a n =4×3n-1-5×2n-1 n≥2  , 显然当n=1时,a =-1符合上式,故a =4×3n-1-5×2n-1. 1 n 故答案为:a =4×3n-1-5×2n-1. n 2013 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a =3a +2⋅3n+1,a =3,求数列 n n+1 n 1 {a }的通项公式. n 【解析】a =3a +2⋅3n+1两边除以3n+1,得 n+1 n a a 2 1 a a 2 1 n+1 = n + + ,则 n+1 - n = + ,故 3n+1 3n 3 3n+1 3n+1 3n 3 3n+1 a a a n = n - n-1 3n 3n 3n-1  a a + n-1 - n-2 3n-1 3n-2  a a + n-2 - n-3 3n-2 3n-3  a a +⋯+ 2 - 1 32 31  a + 1 3 2 1 = + 3 3n  2 1 + + 3 3n-1  2 1 + + 3 3n-2  2 1 +⋯+ + 3 32  3 + 3 2n-1 =  1 1 1 1 + + + +⋯+ 3 3n 3n-1 3n-2 32  +1, 2n-1 =  1 ⋅1-3n-1 3n + 3  2n 1 1 +1= + - , 1-3 3 2 2⋅3n 1 1 则数列{a }的通项公式为a =2n⋅3n-1+ ⋅3n- . n n 2 2 【解题方法总结】 形如 a =pa +dn (p≠0且p≠1,d≠1)的递推式,当p=d时,两边同除以dn+1转化 n+1 n a 为关于 n  dn  a p a 1 的等差数列;当p≠d时,两边人可以同除以dn+1得 n+1 = ∙ n + ,转 dn+1 d dn d p 1 化为b = ⋅b + . n+1 d n d 6 题型六:取倒数法 2014 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  a 满足:a 1 =2,a n = 2a n- + 1 1 n≥2 n-1  ,求通项a . n 1 1 1 1 1 【解析】取倒数: = +2⇔ - =2,故 a a a a a n n-1 n n-1 n  1 1 是等差数列,首项为 = , a 2 1 公差为2, 1 1 3 ∴ = +2(n-1)=2n- , a 2 2 n 2 ∴a = . n 4n-3 a 2015 (2024·全国·高三专题练习)在数列{a }中,a =1,a = n ,求a . n 1 n+1 a +3 n n 1 1 1 1 【解析】由已知关系式得 + =3 + a 2 a 2 n+1 n  , 1 1 所以数列 + a 2 n  3 1 1 3 是以 为首项,公比为3得等比数列,故 + = ⋅3n-1, 2 a 2 2 n 2 所以a = . n 3n-1 第 页 共 页 1147 34272016 (2024·全国·高三专题练习)设b>0,数列a n  nba 满足a =b,a = n-1 (n≥2),求 1 n a +n-1 n-1 数列a n  的通项公式. nba n+1 【解析】∵a = n-1 (n≥2),∴a = n a +n-1 n+1 n-1  ba n,两边取倒数得到 n+1 a +n n  = a n+1 a +n 1 1 n n = + ⋅ , ba b b a n n n 1 1 令 =c ,则c = c + , a n n+1 b n b n 1 1 当b=1时,∵c = c + ,∴c =c +1,∴c -c =1, n+1 b n b n+1 n n+1 n ∴数列c n  1 1 是首项为c = = =1,公差为1的等差数列. 1 a b 1 ∴c n =1+n-1  n =n,∴ =n,∴a =1. a n n 1 1 1 1 1 当b≠1时,c = c + ,则c + = c + n+1 b n b n+1 1-b b n 1-b  , 1 ∴数列c +  n 1-b  1 1 1 1 1 1 1 是以c + = + = + = 为首项, 为公 1 1-b a 1-b b 1-b b(1-b) b 1 比的等比数列. 1 1 1 1 ∴c + = ⋅ = , n 1-b b(1-b) bn-1 bn(1-b) 1 1 ∴c = - , n bn(1-b) 1-b n 1 1 ∴ = - , a bn(1-b) 1-b n n 1 1 1-bn ∴ = - = , a bn(1-b) 1-b bn(1-b) n nbn(1-b) ∴a = , n 1-bn 1(b=1),  ∴a =nbn(1-b) n (b>0,b≠1). 1-bn a 2017 (2024·全国·高三专题练习)已知a = n ,a =1,求a n+1 a +2 1 n n  的通项公式. a 1 a +2 2 【解析】a = n ,a ≠0,则 = n =1+ , n+1 a +2 n a a a n n+1 n n 1 1 则 +1=2 +1 a a n+1 n  , 1 1 +1=2,所以 +1 a a 1 n  是以2为首项,2为公比的等比数列. 1 1 于是 +1=2n,a = . a n 2n-1 n 2018 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  2a 满足a = n ,a =1,求数列a n+1 a +2 1 n n  的通项 公式. 1 1 1 1 1 1 1 【解析】 = + ,∴ - = ,∴ a 2 a a a 2 a n+1 n n+1 n n  为等差数列, 1 1 首项 =1,公差为 , a 2 1 第 页 共 页 1148 34271 1 2 ∴ = (n+1),∴a = . a 2 n n+1 n 2019 (2024·全国·高三对口高考)数列a n  a 中,a = n ,a =2,则a = . n+1 1+3a 1 4 n 2 【答案】 19 a 【解析】由a = n ,a =2,可得a ≠0, n+1 1+3a 1 n n 1 1+3a 1 1 1 所以 = n = +3,即 - =3(定值), a a a a a n+1 n n n+1 n 1 故数列 a n  1 1 以 = 为首项,d=3为公差的等差数列, a 2 1 1 1 所以 = +n-1 a 2 n  5 ×3=3n- , 2 1 19 2 所以 = ,所以a = . a 2 4 19 4 2 故答案为: . 19 2020 (2024·江苏南通·统考模拟预测)已知数列a n  1 a 中,a = ,a = n . 1 3 n+1 2-a n (1)求数列a n  的通项公式; (2)求证:数列a n  的前n项和S <1. n 1 a 【解析】(1)因为a = ,a = n ,故a ≠0, 1 3 n+1 2-a n n 1 2 1 1 所以 = -1,整理得 -1=2 -1 a a a a n+1 n n+1 n  . 1 1 1 又a = , -1=2≠0, -1≠0, 1 3 a a 1 n 1 -1 a 所以 n+1 =2为定值, 1 -1 a n 1 故数列 -1 a n  是首项为2,公比为2的等比数列, 1 1 所以 -1=2n,得a = . a n 2n+1 n 1 1 (2)因为a = < , n 2n+1 2n 1 1 1- 1 1 1 1 2 2 所以S < + + +...+ = n 21 22 23 2n   n    1 =1- 1 2 1- 2  n <1. 【解题方法总结】 aa 1 b+ca b 1 c 对于a = n (ac≠0),取倒数得 = n = ∙ + . n+1 b+ca a aa a a a n n+1 n n 1 当a=b时,数列 a n  是等差数列; 1 b c 当a≠b时,令b = ,则b = ∙b + ,可用待定系数法求解. n a n+1 a n a n 7 题型七:取对数法 2021 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  满足a =3,a =a2-2a +2. 1 n+1 n n 第 页 共 页 1149 3427(1)证明数列 lna n -1    是等比数列,并求数列a n  的通项公式; 1 1 (2)若b = + ,数列b n a a -2 n n n  的前n项和S ,求证:S <2. n n 【解析】(1)因为a n+1 =a2 n -2a n +2,所以a n+1 -1=a n -1  2, 则lna n+1 -1  =lna n -1  2=2lna n -1  , 又lna 1 -1  =ln2, 所以数列 lna n -1    是以ln2为首项,2为公比的等比数列, 则lna n -1  =2n-1⋅ln2=ln22n-1, 所以a =22n-1+1; n (2)由a n+1 =a2 n -2a n +2,得a n+1 -2=a na n -2  , 1 1 则 = a n+1 -2 a na n -2  1 1 1 =  - 2 a -2 a n n  , 1 1 2 所以 = - , a a -2 a -2 n n n+1 1 1 1 2 1 2 2 所以b = + = - + = - , n a a -2 a -2 a -2 a -2 a -2 a -2 n n n n+1 n n n+1 所以S =b +b +⋯+b n 1 2 n 2 2 = - a -2 a -2 1 2  2 2 + - a -2 a -2 2 3  2 2 +⋯+ - a -2 a -2 n n+1  2 2 2 = - =2- , a 1 -2 a n+1 -2 22n-2 2 2 因为 >0,所以2- <2, 22n-2 22n-2 所以S <2. n 2022 (2024·全国·高三专题练习)设正项数列a n  满足a 1 =1,a n =2a2 n-1n≥2  ,求数列a n  的通项公式. 【解析】对任意的n∈N∗,a >0, n 因为a n =2a2 n-1n≥2  ,则log 2 a n =log 2 2a2 n-1  =2log a +1, 2 n-1 所以,log 2 a n +1=2log 2 a n-1 +1  ,且log a +1=1, 2 1 所以,数列log a +1 2 n  是首项为1,公比为2的等比数列, 所以,log a +1=1×2n-1=2n-1,解得a =22n-1-1. 2 n n 2023 (2024·全国·高三专题练习)设数列a n  满足a 1 =aa>0  ,a =2 a ,证明:存在常 n+1 n 数M,使得对于任意的n∈N*,都有a ≤M. n 1 【解析】a >0恒成立,a =2 a ,则lna =ln2+ lna , n n+1 n n+1 2 n 1 则lna n+1 -2ln2= 2 lna n -2ln2  ,lna -2ln2=lna-2ln2, 1 当a=4时,lna-2ln2=0,故lna -2ln2=0,即a =4, n n 取M=4,满足a ≤M; n 当a>0且a≠4时,lna -2ln2 n  1 是首项为lna-2ln2,公比为 的等比数列, 2 故lna n -2ln2=lna-2ln2  1  2  n-1 ,即lna n =lna-2ln2  1  2  n-1 +2ln2, 故lna n =lna-2ln2  1  2  n-1 +2ln2≤lna-2ln2  +2ln2, 故a ≤elna-2ln2 n  +2ln2,取M=elna-2ln2  +2ln2,得到a ≤M恒成立. n 综上所述:存在常数M,使得对于任意的n∈N*,都有a ≤M. n 第 页 共 页 1150 3427【解题方法总结】 形如a =cak(c>0,a >0)的递推公式,则常常两边取对数转化为等比数列求解. n+1 n n 8 题型八:已知通项公式a 与前n项的和S 关系求通项问题 n n 2024 (2024·全国·高三专题练习)数列a n  的前n项和为S ,满足S -2S =1-n,且S = n n+1 n 1 3,则a n  的通项公式是 . 3, n=1  【答案】a n = 2n-1+1, n≥2 【解析】∵S n+1 -2S n =1-n,∴S n+1 -n+1  =2S n -n  ,且S -1=2≠0, 1 ∴ S n+1 -n+1  =2,∴S -n S -n n n  是以2为首项,2为公比的等比数列. ∴S -n=2⋅2n-1=2n,S =n+2n. n n ∴n≥2时,a =S -S =n+2n-(n-1+2n-1)=2n-1+1, n n n-1 3, n=1  且a 1 =3不满足上式,所以a n = 2n-1+1, n≥2 . 3, n=1  故答案为:a n = 2n-1+1, n≥2 . 2025 (2024·陕西渭南·统考二模)已知数列a n  中,a =1,a >0,前n项和为S .若a = S 1 n n n n + S n∈N*,n≥2 n-1  1 ,则数列 a a n n+1  的前2024项和为 . 2023 【答案】 4047 【解析】在数列a n  中a =S -S (n≥2),又a = S + S n∈N*,n≥2 n n n-1 n n n-1  ,且a > n 0, 两式相除得 S - S =1(n≥2), S = a =1, n n-1 1 1 ∴数列  S n  是以1为首项,公差为1的等差数列,则 S =1+(n-1)=n,∴ S =n2, n n 当n≥2,a =S -S =n2-(n-1)2=2n-1, n n n-1 当n=1时,a =1,也满足上式, 1 ∴数列a n  的通项公式为a =2n-1, n 1 1 1 1 1 则 = =  - a a (2n-1)(2n+1) 2 2n-1 2n+1 n n+1  , 1 数列 a a n n+1  1 1 1 1 1 1 的前2024项和为 1- + - +⋯+ - 2 3 3 5 4045 4047  1 1 = 1- 2 4047  2023 = . 4047 2023 故答案为: 4047 2026 (2024·河南南阳·高二统考期末)已知数列a n  的前n项和为S ,且S =2a -1(n∈ n n n N*), (1)求数列a n  的通项公式; (2)设b =a log a ,求数列b n n 2 n n  的前n项和T. n 【解析】(1)当n=1时,S =2a -1=a,∴a =1, 1 1 1 1 当n≥2时,a =S -S =2a -2a ,∴a =2a , n n n-1 n n-1 n n-1 a 故 n =2,故数列a a n n-1  是以1为首项,2为公比的等比数列, 第 页 共 页 1151 3427故a =2n-1; n (2)由(1)得b n =n-1  ⋅2n-1, 故T n =0⋅20+1⋅21+2⋅22+⋯+n-1  ⋅2n-1, 则2T n =0⋅21+1⋅22+⋯+n-2  ⋅2n-1+n-1  ⋅2n, 故-T n =2+22+23+⋯+2n-1-n-1  21-2n-1 ⋅2n=  -n-1 1-2  ⋅2n =-(n-2)⋅2n-2, 则T n =n-2  ⋅2n+2,n∈N* 2027 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  的前n项和S 满足S =2a +2n. n n n (1)写出数列的前3项a,a ,a ; 1 2 3 (2)求数列a n  的通项公式. 【解析】(1)由a =S =2a +2,得a =-2. 1 1 1 1 由a +a =S =2a +4,得a =-6, 1 2 2 2 2 a +a +a =S =2a +6,得a =-14. 1 2 3 3 3 3 (2)当n≥2时,有a n =S n -S n-1 =2a n -a n-1  +2,即a =2a -2 ① n n-1 令a n +λ=2a n-1 +λ  ,则a =2a +λ,与①比较得,λ=-2, n n-1 ∴a -2 n  是以a -2=-4为首项,以2为公比的等比数列. 1 ∴a n -2=-4  ⋅2n-1=-2n+1,故a =-2n+1+2. n 2028 (2024·河北衡水·衡水市第二中学校考三模)已知数列a n  1 的前n项和为S , S =a n 2 n n -2n-1. a (1)证明: n  2n-1  是等差数列; a (2)求数列 n+1  a n  的前n项积. 1 1 【解析】(1)由 S =a -2n-1,得 S =a -2n. 2 n n 2 n+1 n+1 1 所以 2 S n+1 -S n  =a -a -2n-1, n+1 n 1 即 a =a -a -2n-1,整理得a -2a =2n, 2 n+1 n+1 n n+1 n a a 上式两边同时除以2n,得 n+1 - n =1. 2n 2n-1 1 1 又 S =a -2n-1,所以 a =a -1,即a =2, 2 n n 2 1 1 1 a 所以 n  2n-1  是首项为2,公差为1的等差数列. a (2)由(1)知, n =2+n-1 2n-1  ×1=n+1. 所以a n =n+1  ×2n-1. a a a a a a a n+2 所以 2 × 3 × 4 ×⋯× n-1 × n × n+1 = n+1 = a a a a a a a 1 2 3 n-2 n-1 n 1  ×2n =n+2 2  ×2n-1. 2029 (2024·海南海口·海南华侨中学校考一模)已知各项均为正数的数列a n  满足2 S = n a +1,其中S 是数列a n n n  的前n项和. (1)求数列a n  的通项公式; 1 1 1 1 (2)若对任意n∈N ,且当n≥2时,总有 + + +⋅⋅⋅+ <λ恒成立, + 4S S -1 S -1 S -1 1 2 3 n 第 页 共 页 1152 3427求实数λ的取值范围. a +1 【解析】(1)∵2 S =a +1,∴S = n n n n 2  2 a +1 当n=1时,S =a = 1 1 1 2  2 ,解得a =1. 1 a +1 当n≥2时,a =S -S = n n n n-1 2  2 - a n-1 +1 2  2 , 即a n +a n-1  a n -a n-1 -2  =0, ∵a +a ≠0,∴a -a -2=0, n n-1 n n-1 ∴数列a n  是以1为首项,2为公差的等差数列, ∴a =2n-1. n n1+2n-1 (2)因为a =2n-1,所以S = n n  =n2 2 1 1 1 ∴当n≥2时, = = S n -1 n2-1 n-1  n+1  1 1 1 =  - 2 n-1 n+1  , 1 1 1 1 ∴ + + +⋅⋅⋅+ 4S S -1 S -1 S -1 1 2 3 n 1 1 1 = + 1- 4 2 3  1 1 + - 2 4  1 1 + - 3 5  1 1 +⋅⋅⋅+ - n-2 n  1 1 + - n-1 n+1      1 1 1 1 1 = + 1+ - - 4 2 2 n n+1  2n+1 =1- 2nn+1  <1, ∴λ≥1, ∴实数λ的取值范围为1,+∞  . 2030 (2024·河北保定·高三校联考阶段练习)已知数列a n  满足a 1 +3a 2 +⋅⋅⋅+2n-1  a =n. n (1)求a n  的通项公式; 1  , n=2k-1 (2)已知c = 19a n ,k∈N∗,求数列c n n a ⋅a , n=2k n n+2  的前20项和. 【解析】(1)当n=1时,可得a =1, 1 当n≥2时,a 1 +3a 2 +⋅⋅⋅+2n-1  a =n, n a 1 +3a 2 +⋅⋅⋅+2n-3  a n-1 =n-1n≥2  , 1 上述两式作差可得a n = 2n-1 n≥2  , 1 因为a =1满足a = ,所以a 1 n 2n-1 n  1 的通项公式为a = . n 2n-1 1  , n=2k-1 (2)c = 19a n ,k∈N∗, n a ⋅a , n=2k n n+2 1+5+9+⋯+37 1+37 所以c +c +⋅⋅⋅+c = = 1 3 19 19  ×10 =10, 2×19 1 1 1 c +c +⋅⋅⋅+c = + +⋅⋅⋅+ 2 4 20 3×7 7×11 39×43 1 1 1 1 1 1 1 =  - + - +⋅⋅⋅+ - 4 3 7 7 11 39 43  10 = . 129 所以数列c n  1300 的前20项和为 . 129 2031 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  的前n项和为S ,且S =n-5a -85,n∈ n n n N*.证明:a -1 n  是等比数列. 【解析】由S =n-5a -85,当n=1时,可得a =-14; n n 1 第 页 共 页 1153 3427当n≥2时,a =S -S - =-5a +5a - +1, n n n 1 n n 1 5 1 即6a =5a +1(n≥2),即a = a + (n≥2), n n-1 n 6 n-1 6 5 1 记f(x)= x+ ,令f(x)=x,求出不动点x =1, 6 6 0 5 故a -1= (a -1)(n≥2),又a -1= -15 ≠0, n 6 n-1 1 5 ∴数列{a -1}是以-15为首项,以 为公比的等比数列. n 6 2032 (2024·全国·高三专题练习)已知a n  是各项都为正数的数列,S 为其前n项和,且a = n 1 1 1 1,S = a + n 2 n a n  , (1)求数列a n  的通项a ; n 1 1 1 1 (2)证明: + +⋯+ <21- 2S 3S (n+1)S S 1 2 n n+1  . 【解析】(1)法一: 1 1 因为S = a + n 2 n a n  , 1 1 所以当n≥2时,S =S -a =  -a n-1 n n 2 a n n  , 1 1 所以S2= a2+2+ n 4 n a2 n  1 1 ,S2 = a2-2+ n-1 4 n a2 n  , 两式相减可得S2-S2 =1,又S =a =1, n n-1 1 1 所以S2 n  是首项为1,公差为1的等差数列, 所以S2=n,即S = n, n n 故当n≥2时,a =S -S = n- n-1, n n n-1 经检验,当n=1时,a =1满足上式, 1 所以a = n- n-1. n 法二: 1 1 因为S = a + n 2 n a n  , 1 1 所以当n≥2时,a =S -S = a + n n n-1 2 n a n  1 1 - a + 2 n-1 a n-1  , 1 1 故 a - 2 n a n  1 1 =- a + 2 n-1 a n-1  1 1 ,等号两边平方得a2+ =a2 + +4, n a2 n-1 a2 n n-1 1 1 设b =a2+ ,则b -b =4,又a =1,b =a2+ =2, n n a2 n n-1 1 n 1 a2 n 1 所以b n  是首项为2,公差为4的等差数列, 故b n =2+4n-1  1 1 =4n-2,即a2+ =4n-2,则a + n a2 n a n n  2 =4n, 1 故a + =2 n,则a2-2 na +1=0,解得a = n- n-1或a = n+ n-1, n a n n n n n 1 1 当a = n+ n-1时,a = 2+1,则S =a +a = 2+2,而S = a + n 2 2 1 2 2 2 2 a 2  = 2, 矛盾,舍去, 当a = n- n-1时,经检验,满足题意,故a = n- n-1. n n (2)由法一易知S = n, n 1 1 由法二易得S = a + n 2 n a n  1 = ×2 n= n, 2 第 页 共 页 1154 34271 1 2 故由(1)得, = = (n+1)S n (n+1) n (n+1)n n+1+ n+1  2 < (n+1)n n+ n+1  2 n+1- n =  1 1 =2 - (n+1)n n n+1  , 1 1 1 1 1 所以 + +⋯+ <2 - 2S 3S (n+1)S 1 2 1 2 n  1 1 +2 - 2 3  1 1 +⋯+2 - n n+1  1 =21- n+1  1 =21- S n+1  ,命题得证. 2033 (2024·河北石家庄·高三石家庄二中校考阶段练习)数列a n  的前n项和为S ,a =2,a n 1 2 =4且当n≥2时,3S ,2S ,S +2n成等差数列. n-1 n n+1 (1)求数列a n  的通项公式; (2)在a 和a 之间插入n个数,使这n+2个数组成一个公差为d 的等差数列,在数列 n n+1 n d n  中是否存在3项d ,d ,d (其中m,k,p成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样 m k p 的3项;若不存在,请说明理由. 【解析】(1)由题意,n∈N*,在数列a n  中,当n≥2时,3S ,2S ,S +2n成等差数列, n-1 n n+1 所以3S n-1 +S n+1 +2n=4S n ,即S n+1 -S n +2n=3S n -S n-1  , 所以n≥2时,a +2n=3a ,又由a =2,a =4知n=1时,a +2n=3a 成立, n+1 n 1 2 n+1 n 即对任意正整数n均有a =3a -2n, n+1 n 所以a n -2n=3a n-1 -3⋅2n-1=3a n-1 -2n-1  =⋯=3n-1 a 1 -2  =0,从而a = n 2n n∈N*  , 即数列a n  的通项公式为:a =2n n∈N* n  . (2)由题意及(1)得,n∈N*,在数列a n  中,a =2n n∈N* n  a -a ,所以d = n+1 n = n n+1 2n . n+1 假设数列d n  中存在3项d ,d ,d (其中m,k,p成等差数列)成等比数列,则d2=d d , m k p k m p 2k 即 k+1  2 2m 2p 22k 2m+p = ⋅ ,化简得 = m+1 p+1 (k+1)2 m+1  p+1  , 因为m,k,p成等差数列,所以m+p=2k,所以m+1  p+1  =(k+1)2,化简得k2= mp, 又m+p=2k,所以(m+p)2=4k2=4mp,即(m-p)2=0,所以m=p,所以m=p=k, 这与题设矛盾,所以假设不成立, 所以在数列d n  中不存在3项d ,d ,d (其中m,k,p成等差数列)成等比数列. m k p 2034 (2024·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知S 是数列a n n  的前n项和, a =2,S =a +1. 1 n n+1 (1)求数列a n  的通项公式; n+3 (2)已知b = ,求数列b n a n n  的前n项和T. n 【解析】(1)当n=1时,a =S =a +1=2, 1 1 2 ∴a =1, 2 当n≥2时,a =S -S =a +1-a -1, n n n-1 n+1 n ∴a =2a , n+1 n ∴a ,a ,a ,⋯是以a =1、公比为2的等比数列, 2 3 4 2 第 页 共 页 1155 34272, n=1  ∴a n = 2n-2, n≥2 . 2, n=1  (2)由(1)知,b n =n+3 , n≥2 , 2n-2 当n=1时,T=b =2. 1 1 2 5 6 7 n+3 当n≥2时,T = + + + +⋯+ ,① n 1 1 2 22 2n-2 1 2 5 6 7 n+2 n+3 ∴ T = + + + +⋯+ + ,② 2 n 2 2 22 23 2n-2 2n-1 1 1 1- 1 1 1 1 1 n+3 2 2n-2 ①-②得, T =6+ + + +⋯+ - =6+ 2 n 2 22 23 2n-2 2n-1  n+3 - =7 1 2n-1 1- 2 n+5 - , 2n-1 n+5 ∴T =14- ,当n=1时,也适合, n 2n-2 n+5 ∴T =14- . n 2n-2 2035 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  ,S 为数列a n n  的前n项和,且满足a =1, 1 3S n =n+2  a . n (1)求a n  的通项公式; 1 1 1 1 1 (2)证明: + + +⋯+ < . a a a a 2 2 4 8 2n 【解析】(1)对任意的3S n =n+2  a , n 当n≥2时,3S n-1 =n+1  a n-1 ,两式相减3a n =n+2  a n -n+1  a . n-1 a n+1 整理得 n = , a n-1 n-1 a a a a 3 4 n n+1 当n≥2时,a =a × 2 × 3 ×⋯× n-1 × n =1× × ×⋯× × = n 1 a a a a 1 2 n-2 n-1 1 2 n-2 n-1 nn+1  , 2 nn+1 a =1也满足a = 1 n  n(n+1) ,从而a = n∈N* 2 n 2  . 1 2 (2)证明:证法一:因为 = a 2n 2n 2n+1  1 = 2n-1 2n+1  1 1 < = , 2n×2n-1 22n-1 1 1 1- 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 4n-1 所以, + + +⋯+ ≤ + + +⋯+ = + a a a an 3 8 32 22n-1 3 2 4 8 2  1 1- 4 1 1 1 = + 1- 3 6 4n-1  1 1 1 < + = . 3 6 2 1 1 1 1 1 从而 + + +⋯+ < ; a a a a 2 2 4 8 2n 1 2 证法二:因为 = a 2n 2n+1  1 = 2n 2n+1  2n-1 < 2n-1 2n+1  2n-1+1  1 1 = - , 2n-1+1 2n+1 1 1 1 1 1 1 所以, + + +⋯+ = - a a a a 20+1 21+1 2 4 8 2n  1 1 + - 21+1 22+1  +⋯ 1 1 + - 2n-1+1 2n+1  第 页 共 页 1156 34271 1 1 = - < ,证毕. 2 2n+1 2 2036 (2024·河北沧州·校考模拟预测)已知正项数列a n  的前n项和为S ,满足a =2 S - n n n 1. (1)求数列a n  的通项公式; 2nπ (2)若b =a cos ,求数列b n n 3 n  的前3n+1项和T . 3n+1 【解析】(1)a n =2 S n -1⇒a n +1  2=4S , n 当n≥2时,a n-1 +1  2=4S ,两式子作差可得 n-1 a2 n -a2 n-1 +2a n -2a n-1 =4a n ⇒a2 n -a2 n-1 -2a n +a n-1  =0⇒a n +a n-1  a n -a n-1 -2  = 0, 又a +a ≠0,所以a -a -2=0⇒a -a =2, n n-1 n n-1 n n-1 可得数列a n  为公差为2 的等差数列, 当n=1时,a 1 =2 S 1 -1⇒a 1 -2 a 1 +1=0⇒ a 1 -1  2=0⇒a =1, 1 所以,数列a n  的通项公式为a n =a 1 +n-1  d=2n-1. 2nπ (2)b n =a n cos 3 =2n-1  2nπ cos ,T =b +b +b +⋯+b +b +b +b , 3 3n+1 1 2 3 3n-2 3n-1 3n 3n+1 1 T =1×- 3n+1 2  1 +3×- 2  +5×1+⋯+6n-5  1 ×- 2  +6n-3  1 ×- 2  + 6n-1  ×1 +6n+1  1 ×- 2  n1+6n-5 =  1 ×- 2 2  n3+6n-3 +  1 ×- 2 2  n5+6n-1 +  ×1+6n+1 2  × 1 - 2  3n2 3n2 1 1 =- +n- +3n2+2n-3n- =- , 2 2 2 2 所以,数列b n  1 的前3n+1项和T =- . 3n+1 2 2037 (2024·全国·高三专题练习)已知各项为正数的数列a n  的前n项和为S ,满足S + n n+1 1 S = a2 ,a =2. n 2 n+1 1 (1)求数列a n  的通项公式; a (2)设b = n,求数列b n 3n n  的前n项的和T. n 1 1 【解析】(1)∵S +S = a2 ,∴S +S = a2(n≥2), n+1 n 2 n+1 n n-1 2 n 1 两式相减得:a n+1 +a n = 2 a2 n+1 -a2 n  1 = 2 a n+1 +a n  a n+1 -a n  , 由于a +a >0,则a -a =2(n≥2), n+1 n n+1 n 1 当n=1时,S +S = a2,a =2,得a =4, 1 2 2 2 1 2 a -a =2,则a -a =2n∈N* 2 1 n+1 n  , 所以a n  是首项和公差均为2的等差数列,故a =2+(n-1)⋅2=2n. n 2n 2 4 6 2n (2)∵b = , ∴T = + + +⋯+ ① n 3n n 3 32 33 3n 1 2 4 6 2n 所以 T = + + +⋯+ ② 3 n 32 33 34 3n+1 第 页 共 页 1157 34272 2 2 2 2 2n 由①-②得: T = + + +⋯+ - , 3 n 3 32 33 3n 3n+1 1 1 1- 2 3 3 所以 T =2× 3 n   n    2n 1 - =1- 1 3n+1 3 1- 3  n 2n - 3n+1 3 3+2n ∴T = 1- n 2 3n+1  1 2n+3 = 3- 2 3n  . 2038 (2024·全国·高三专题练习)记S 为数列a n n  2S 的前n项和.已知 n +n=2a +1.证 n n 明:a n  是等差数列; 2S 【解析】证明:因为 n +n=2a +1,即2S +n2=2na +n①, n n n n 当n≥2时,2S n-1 +n-1  2=2n-1  a n-1 +n-1  ②, ①-②得,2S n +n2-2S n-1 -n-1  2=2na n +n-2n-1  a n-1 -n-1  , 即2a n +2n-1=2na n -2n-1  a +1, n-1 即2n-1  a n -2n-1  a n-1 =2n-1  , 所以a -a =1,n≥2且n∈N∗, n n-1 所以a n  是以1为公差的等差数列. 【解题方法总结】 对于给出关于a 与S 的关系式的问题,解决方法包括两个转化方向,在应用时要合理选 n n 择.一个方向是转化S 为a 的形式,手段是使用类比作差法,使S -S =a (n≥2,n n n n n-1 n ∈N*),故得到数列a n  的相关结论,这种方法适用于数列的前n项的和的形式相对独立 的情形;另一个方向是将a 转化为S -S (n≥2,n∈N*),先考虑S 与S 的关系式, n n n-1 n n-1 继而得到数列S n  的相关结论,然后使用代入法或者其他方法求解a n  的问题,这种情 形的解决方法称为转化法,适用于数列的前n项和的形式不够独立的情况. 简而言之,求解a 与S 的问题,方法有二,其一称为类比作差法,实质是转化S 的形式 n n n 为a 的形式,适用于S 的形式独立的情形,其二称为转化法,实质是转化a 的形式为S n n n n 的形式,适用于S 的形式不够独立的情形;不管使用什么方法,都应该注意解题过程中对 n n的范围加以跟踪和注意,一般建议在相关步骤后及时加注n的范围. 9 题型九:周期数列 2039 (2024·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知数列a n  满足a =3,a = 1 n+1 1 1- ,记数列a a n n  的前n项和为S ,则 ( ) n 3 1 A.a = B.S -S =- 2 2 3n+1 3n 2 C.a a a =-1 D.S =20 n n+1 n+2 19 【答案】C 1 1 1 2 【解析】∵a =3,a =1- ,∴a =1- =1- = ,故A错误; 1 n+1 a 2 a 3 3 n 1 1 1 1 1 1 a =1- =1- =- ,a =1- =1- =3=a , 3 a 2 2 4 a 1 1 2 3 - 3 2 ∴数列a n  是以3为周期的周期数列,∴S -S =a =a =3,故B错误; 3n+1 3n 3n+1 1 1 a -1 1 a a -1-a -1 ∵a =1- = n ,a =1- =1- n = n n = , n+1 a a n+2 a a -1 a -1 a -1 n n n+1 n n n 第 页 共 页 1158 3427a -1 -1 ∴a a a =a ⋅ n ⋅ =-1,故C正确; n n+1 n+2 n a a -1 n n S 19 =a 1 +a 2 +a 3 +⋯+a 18  +a 19 =6a 1 +a 2 +a 3  2 1 +a =6×3+ - 19 3 2  +3=22,故D 错误. 故选:C. 1 1 2040 (2024·广西防城港·高三统考阶段练习)已知数列{a }满足a = ,若a = ,则 n n+1 1-a 1 2 n a = ( ) 2021 1 A.-2 B.-1 C. D.2 2 【答案】D 1 1 1 1 1 1 【解析】a = ,则a = = =2,a = = =-1,a = = 1 2 2 1-a 1 3 1-a 1-2 4 1-a 1 1- 2 3 2 1 1 = ,⋯⋯, 1+1 2 故{a }为周期为3的数列, n 因为2021=673×3+2,所以a =a =2. 2021 2 故选:D 2041 (2024·四川成都·四川省成都市玉林中学校考模拟预测)已知数列a n  满足:a =1,a 1 2 =2,a =a -a ,n∈N∗,则a =( ). n+2 n+1 n 2023 A.-2 B.-1 C.1 D.2 【答案】C 【解析】∵a =a -a n+2 n+1 n ∴a =a -a =a -a -a =-a n+3 n+2 n+1 n+1 n n+1 n 即a =-a n+3 n 又∵a n+6 =-a n+3 =--a n  =a n ∴a n  是以6为周期的周期数列. ∴a =a =a =1 2023 337×6+1 1 故选:C 2042 (2024·天津南开·高三南开中学校考阶段练习)已知数列a n  满足a =-3,a = 1 n+1 a -1 n ,则a = ( ) a +1 2022 n 1 1 A. B.2 C.- D.-3 3 2 【答案】B a -1 【解析】∵a =-3,a = n , 1 n+1 a +1 n a -1 a -1 1 a -1 1 a -1 ∴a = 1 =2,a = 2 = ,a = 3 =- ,a = 4 =-3,⋯, 2 a +1 3 a +1 3 4 a +1 2 5 a +1 1 2 3 4 ∴数列a n  是以4为周期的周期数列. 又∵2022=4×505+2, ∴a =a =2. 2022 2 故选:B. 第 页 共 页 1159 34272043 (2024·江苏淮安·高三校考阶段练习)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与 十二地支.十天干即:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即:子、丑、寅、卯、辰、 巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起 来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,比如第一年为“甲子”,第二年为 “乙丑”,第三年为“丙寅”,⋯,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲 戌”,“乙亥”,之后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,⋯,以此类推,2022年是壬寅年,请 问:在100年后的2122年为 ( ) A.壬午年 B.辛丑年 C.己亥年 D.戊戌年 【答案】A 【解析】由题意得:天干可看作公差为10的等差数列,地支可看作公差为12的等差数列, 由于100÷10=10,余数为0,故100年后天干为壬, 由于100÷12=8⋯4,余数为4,故100年后地支为午, 综上:100年后的2122年为壬午年. 故选:A 2044 (2024·云南昆明·昆明一中模拟预测)已知数列a n  满足a =1,a =3,a =a + 1 2 n n-1 a n+1n∈N∗,n≥2  ,则a = ( ) 2022 A.-2 B.1 C.4043 D.4044 【答案】A 【解析】由a =a +a 得a =a +a , n n-1 n+1 n+1 n n+2 两式相加得a =-a ,即a =-a ,故a =a , n+2 n-1 n+3 n n+6 n 所以a =a =-a =-(a -a)=-2. 2022 6 3 2 1 故选:A. 2045 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 满足a + =1,若a =2,则a = ( ) n a 50 1 n+1 1 3 A.-1 B. C. D.2 2 2 【答案】B 1 【解析】由a + =1,a =2得 n a 50 n+1 1 1 1 1 1 a =1- =1- = ,a =1- =1-2=-1,a =1- =1+1=2=a , 49 a 2 2 48 a 47 a 50 50 49 48 所以数列a n  1 的周期为3,所以a =a = . 1 49 2 故选:B 【解题方法总结】 (1)周期数列型一:分式型 (2)周期数列型二:三阶递推型 (3)周期数列型三:乘积型 (4)周期数列型四:反解型 10 题型十:前n项积型 2046 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  的前n项和为S ,且满足a >0,S = n n n 第 页 共 页 1160 3427a n +2  a n,数列b 4 n  的前n项积T =2n2. n (1)求数列a n  和b n  的通项公式; (2)求数列a b n n  的前n项和. 【解析】(1)当n=1时,a = a 1 +2 1  a 1, 4 ∴a =2, 1 当n≥2时,a =S -S = a n +2 n n n-1  a n - a n-1 +2 4  a n-1, 4 化简得a2 n -a2 n-1 =2a n +a n-1  , ∵a >0,∴a -a =2, n n n-1 ∴数列a n  是首项为2,公差为2的等差数列, ∴a n =2+n-1  ×2=2n. 当n=1时,b =T=2, 1 1 T 2n2 当n≥2时,b = n = =22n-1,当n=1时也满足, n T n-1 2(n-1)2 所以b =22n-1. n (2)a b =2n⋅22n-1=n⋅4n, n n 设R =ab +a b +⋯+a b =1⋅41+2⋅42+⋯+n⋅4n①, n 1 1 2 2 n n 则4R =1⋅42+2⋅43+⋯+n⋅4n+1②, n 41-4n ①-②得-3R =41+42+⋯+4n-n⋅4n+1= n  1-3n 4 -n⋅4n+1= ⋅4n+1- , 1-4 3 3 3n-1 ∴R = n  ⋅4n+1+4 . 9 2047 (2024·全国·高三专题练习)设T 为数列a n n  a a 的前n项积.已知 n+1 - n =2. T T n+1 n (1)求a n  的通项公式; T (2)求数列 n 2n+3  的前n项和. a 【解析】(1)依题意, n T n  a 是以1为首项,2为公差的等差数列,则 n =1+(n-1)⋅2= T n 2n-1, (2n-1)a a 即(2n-1)T =a ,当n≥2时,有(2n-3)T =a ,两式相除得, n = n , n n n-1 n-1 2n-3 a n-1 2n-1 1 2n-3 显然T ≠0,即a ≠0,因此当n≥2时, = ,即a = , n n 2n-3 a n-1 2n-1 n-1 所以数列a n  2n-1 的通项公式a = . n 2n+1 T (2)设 n 2n+3  a 1 的前n项和为S ,由(1)得,T = n ,于是T = , n n 2n-1 n 2n+1 T 1 1 1 1 因此 n = =  - 2n+3 (2n+1)(2n+3) 2 2n+1 2n+3  , 1 1 1 1 1 1 1 则S =  - + - +⋯+ - n 2 3 5 5 7 2n+1 2n+3  1 1 1 =  - 2 3 2n+3  n = , 3(2n+3) T 所以数列 n 2n+3  n 前n项和为 . 6n+9 2048 (2024·全国·高三专题练习)设S 为数列a n n  的前n项和,T 为数列S n n  的前n项积, 第 页 共 页 1161 34271 S -1 已知 = n . T S n n (1)求S ,S ; 1 2 1 (2)求证:数列 S -1 n  为等差数列; (3)求数列a n  的通项公式. 1 S -1 【解析】(1)由 = n ,S ≠0且S ≠1, T S n n n n 1 S -1 1 当n=1时, = 1 = ,得S =2, T S S 1 1 1 1 1 S -1 1 3 当n=2时, = 2 = ,得S = ; T S SS 2 2 2 2 1 2 1 S -1 (2)对于 = n ①, T S n n 1 S -1 当n≥2时, = n-1 ②, T S n-1 n-1 T S -1 S 1 ①÷②得 n-1 = n × n-1 = , T S S -1 S n n n-1 n S -1 1 S 1 即S -1= n-1 ,∴ = n-1 = +1, n S S -1 S -1 S -1 n-1 n n-1 n-1 1 又 =1, S -1 1 1 ∴数列 S -1 n  是以1为首项,1为公差的等差数列; 1 (3)由(2)得 =1+n-1 S -1 n  =n, 1 ∴S = +1, n n 1 1 当n≥2时,a =S -S = +1- +1 n n n-1 n n-1  1 =- nn-1  , 1 又n=1时,a =S =2,不符合a =- 1 1 n nn-1  , 2, n=1 ∴a = 1 n - nn-1    . , n≥2 2049 (2024·福建厦门·高三厦门外国语学校校考期末)T 为数列a n n  2 的前n项积,且 + a n 1 =1. T n (1)证明:数列T +1 n  是等比数列; (2)求a n  的通项公式. 【解析】(1)证明:由已知条件知T =a ⋅a ⋅a ⋅⋯⋅a ⋅a ①, n 1 2 3 n-1 n 于是T =a ⋅a ⋅a ⋅⋯⋅a (n≥2). ②, n-1 1 2 3 n-1 T 由①②得 n =a . ③ , T n n-1 2 1 又 + =1 ④, a T n n 由③④得T =2T +1,所以T +1=2(T +1) , n n-1 n n-1 令n=1,由T=a ,得T=3,∴T+1=4≠0, 1 1 1 1 所以数列T +1 n  是以4为首项,2为公比的等比数列; 第 页 共 页 1162 3427(2)由(1)可得数列T +1 n  是以4为首项,2为公比的等比数列. T +1=4×2n-1∴T =2n+1-1 , n n T 2n+1-1 法1:n≥2时,a = n = , n T 2n-1 n-1 2n+1-1 又a =T=3符合上式,所以a = ; 1 1 n 2n-1 2 1 2n+1-1 法2:将T =2n+1-1代回 + =1得:a = . n a T n 2n-1 n n 2050 (2024·江苏无锡·高三无锡市第一中学校考阶段练习)已知数列a n  的前n项之积为b , n a a a n2+n 且 1 + 2 +⋅⋅⋅+ n = n∈N* b b b 2 1 2 n  . a (1)求数列 n  b n  和a n  的通项公式; (2)求fn  =b +b +b +⋅⋅⋅+b +b 的最大值. n n+1 n+2 2n-1 2n a a a n2+n a a a 【解析】(1)∵ 1 + 2 +⋅⋅⋅+ n = ①,∴ 1 + 2 +⋅⋅⋅+ n-1 = b b b 2 b b b -1 1 2 n 1 2 n n-1  2+n-1 n≥2 2  ②, a 由①②可得 n =nn≥2 b n  a a ,由① 1 =1也满足上式,∴ n =nn∈N* b b 1 n  ③, a ∴ n-1 =n-1n≥2 b n-1  a b n ④,由③④可得 n n-1 = n≥2 b a n-1 n n-1  , 1 n 即 = n≥2 a n-1 n-1  n-1 ,∴a n-1 = n n≥2  n ,∴a = . n n+1 n 1 2 n 1 (2)由(1)可知a = ,则b =aa ⋅⋅⋅a = ⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅ = , n n+1 n 1 2 n 2 3 n+1 n+1 记fn  1 1 1 =b +b +⋅⋅⋅+b = + +⋅⋅⋅+ , n n+1 2n n+1 n+2 2n+1 ∴fn+1  1 1 1 = + +⋅⋅⋅+ , n+2 n+3 2n+3 ∴fn+1  -fn  1 1 1 1 1 = + - = - <0, 2n+2 2n+3 n+1 2n+3 2n+2 ∴fn+1  250,求n的最小值. n n 【解析】(1)由题意知当n≥2时,a =a 2n 2n-1  =a +2=a +1 2n-1 2n-2  +2=2a +4. +1 2n-2 设a 2n +t=2a 2n-2 +t  ,则a 2n =2a 2n-2 +t,所以t=4,即a 2n +4=2a 2n-2 +4  . 又a =a +2=0,a +4=4. 2 1 2 所以a +4 2n  是首项为4,公比为2的等比数列. 所以a +4=4⋅2n-1=2n+1.即a =2n+1-4. 2n 2n (2)当n为偶数时,a =a +2,即a =a -2 n n-1 n-1 n S 2n =a 1 +a 2 +⋯+a 2n-1 +a 2n =a 1 +a 2  +a 3 +a 4  +⋯+a 2n-1 +a 2n  =21+1-6+21+1-4  +22+1-6+22+1-4  +⋯+2n+1-6+2n+1-4  =21+2-10  +22+2-10  +⋯+2n+2-10  =23+24+⋯+2n+2  23 1-2n -10n=  - 1-2 10n=2n+3-10n-8, 令S =2n+3-10n-8>250.则可解得n≥48.即S >250,S <250. 2n 96 94 又因为S =S +a =247+3-10×47-8+a -2=250-480+249>250 95 94 95 96 故n的最小值为95. 2065 (2024·湖南长沙·长郡中学校联考模拟预测)已知数列a n  满足a =3,且a = 1 n+1 2a n ,n是偶数,  a -1,n是奇数. n (1)设b =a +a ,求数列b n 2n 2n-1 n  的通项公式; 第 页 共 页 1168 3427(2)设数列a n  的前n项和为S ,求使得不等式S >2023成立的n的最小值. n n 【解析】(1)因为a n+1 =   2 a a - n ,n 1, 为 n是 偶 奇 数 数 , , n 所以a =a -1,a =2a ,a =a -1,所以a =a +1. 2n 2n-1 2n+1 2n 2n+2 2n+1 2n-1 2n b -1 又因为b =a +a ,所以b =a +a +1=2a +1,所以a = n . n 2n 2n-1 n 2n 2n 2n 2n 2 因为b =a +a ,所以b =a -1+a =2a -1, n+1 2n+2 2n+1 n+1 2n+1 2n+1 2n+1 b +1 b +1 b -1 又因为a =2a ,所以b =4a -1,所以a = n+1 ,所以 n+1 = n , 2n+1 2n n+1 2n 2n 4 4 2 即b =2b -3, n+1 n 所以b n+1 -3=2b n -3  , b -3 又因为b -3=a +a -3=a =a -1=2≠0,所以b -3≠0,所以 n+1 =2, 1 1 2 2 1 n b -3 n 所以数列b -3 n  是以2为首项,2为公比的等比数列, 所以b -3=2×2n-1=2n,即b =2n+3. n n 21-2n (2)由(1)可知a +a =2n+3,所以S = 2n-1 2n 2n  +3n=2n+1+3n-2, 1-2 所以S =2n+2+3n+1, 2n+2 又因为a =a -1,所以a +a =2a -1=2n+3, 2n 2n-1 2n-1 2n 2n-1 即a =2n-1+2,所以a =2n+2, 2n-1 2n+1 所以S =S +a =2n+1+3n-2+2n+2=3⋅2n+3n, 2n+1 2n 2n+1 因为S -S =a =2n+2>0, 2n+1 2n 2n+1 S 2n+2 -S 2n+1 =2n+2+3n+1-3⋅2n+3n  =2n+1>0, 所以S n  n∈N*  是一个增数列, 因为S =3×29+3×9=1563,S =211+3×10-2=2076>2023, 19 20 所以满足题意的n的最小值是20. 2066 (2024·全国·高三专题练习)在数列a n  中,a =2,a =8,且对任意的n∈N*,都有a 1 2 n+2 =4a -4a . n+1 n (1)证明:a -2a n+1 n  是等比数列,并求出a n  的通项公式; a   n, n=2k-1 n (2)若b n =  ,k∈N∗   logn⋅ a 2 n n+1, n=2k 2  ,且数列b n  的前n项积为T,求T 和T . n 15 20 【解析】(1)由题意可得:a n+2 -2a n+1 =2a n+1 -2a n  ,a -2a =4, 2 1 a -2a n+1 n  是以4为首项,2为公比的等比数列, a a 所以a -2a =4×2n-1=2n+1⇒ n+1 = n +1, n+1 n 2n+1 2n a  n  2n  a 是以1为首项,1为公差的等差数列 n =n,a =n⋅2n; 2n n 2n, n=2k-1  (2)由上可得:b n = ,k∈N∗ -1, n=2k  , T =b ×b ...×b ×b ×b ...×b =21×23×⋯215×(-1)7=-264; 15 1 3 15 2 4 14 同理T =21×23×⋯219×(-1)10=2100. 20 【解题方法总结】 (1)利用n的奇偶分类讨论,观察正负相消的规律 (2)分段数列 第 页 共 页 1169 3427(3)奇偶各自是等差,等比或者其他数列 13 题型十三:因式分解型求通项 2067 (2024•安徽月考)已知正项数列{a }满足:a =a,a2 -4a2+a -2a =0,n∈N*. n 1 n+1 n n+1 n (Ⅰ)判断数列{a }是否是等比数列,并说明理由; n (Ⅱ)若a=2,设a =b -n.n∈N*,求数列{b }的前n项和S . n n n n 【解析】解:(Ⅰ)∵a2 -4a2+a -2a =0,∴(a -2a )(a +2a +1)=0, n+1 n n+1 n n+1 n n+1 n 又∵数列{a }为正项数列, n ∴a =2a , n+1 n ∴①当a=0时,数列{a }不是等比数列; n a ②当a≠0时, n+1 =2,此时数列{a }是首项为a,公比为2的等比数列. a n n (Ⅱ)由(Ⅰ)可知:a =2n, n ∴b =2n+n, n 2(1-2n) n(1+n) n(n+1) ∴S =(21+22+⋯+2n)+(1+2+⋯+n)= + =2n+1-2+ . n 1-2 2 2 2068 (2024•怀化模拟)已知正项数列{a }满足a =1,2a2-a a -6a2 =0(n≥2,n∈N n 1 n n-1 n n-1 *)设b =log a . n 2 n (1)求b ,b b ; 1 2 3 (2)判断数列{b }是否为等差数列,并说明理由; n (3){b }的通项公式,并求其前n项和为S . n n 【解析】解:(1)a =1,2a2-a a -6a2 =0,a >0, 1 n n-1 n n-1 n 可得(2a +3a )(a -2a )=0, n n-1 n n-1 则a =2a , n n-1 数列{a }为首项为1,公比为2的等比数列, n 可得a =2n-1; n b =log a =n-1, n 2 n b =0,b b =1×2=2; 1 2 3 (2)数列{b }为等差数列,理由:b -b =n-(n-1)=1, n n+1 n 则数列{b }为首项为0,公差为1的等差数列; n (3)b =log a =log 2n-1=n-1, n 2 n 2 1 n2-n 前n项和为S = n(0+n-1)= . n 2 2 2069 (2024•仓山区校级月考)已知正项数列{a }满足a =2且(n+1)a2+a a -na2 = n 1 n n n+1 n+1 0(n∈N*) (Ⅰ)证明数列{a }为等差数列; n 4 (Ⅱ)若记b = ,求数列{b }的前n项和S . n a a n n n n+1 【解析】(I)证明:由(n+1)a2+a a -na2 =0(n∈N*), n n n+1 n+1 变形得:(a +a )[(n+1)a -na ]=0, n n+1 n n+1 a n+1 由于{a }为正项数列,∴ n+1 = , n a n n 利用累乘法得:a =2n(n∈N*)从而得知:数列{a }是以2为首项,以2为公差的等差数 n n 列. 第 页 共 页 1170 34274 1 1 1 (Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:b = = = - , n 2n∙2(n+1) n(n+1) n n+1 1 从而S =b +b +⋯+b =1- n 1 2 n 2  1 1 + - 2 3  1 1 + - 3 5  1 1 +⋯+ - n-1 n+1  =1- 1 n = . n+1 n+1 2070 已知正项数列{a }的前n项和S 满足:S2-(n2+n-1)S -n(n+1)=0(n∈N*),数 n n n n a 列{b }满足b = 1,且b +b =0(n∈N*). n 1 2 n+1 n (1)求a 的值及数列{a }的通项公式; 1 n (2n+1)b (2)设c = n,数列{c }的前n项和为T,求T. n S n n n n 【解析】解:(1)∵S2-(n2+n-1)S -n(n+1)=0(n∈N*), n n ∴当n=1时,a2-a -2=0,∵a >0, 1 1 n 解得a =2. 1 又[S -n(n+1)](S +1)=0,∵a >0, n n n ∴S =n(n+1), n 当n≥2时,a =S -S =n(n+1)-n(n-1)=2n, n n n-1 当n=1时上式也成立, ∴a =2n. n a (2)∵数列{b }满足b = 1 =1,且b +b =0(n∈N*). n 1 2 n+1 n ∴b =(-1)n+1. n (2n+1)b (-1)n+1(2n+1) 1 1 ∴c = n = =(-1)n+1 + n S n(n+1) n n+1 n  , 1 ∴当n为偶数时,数列{c }的前n项和为T = 1+ n n 2  1 1 -  + 2 3  1 1 +  + 3 4  -⋯ 1 1 - + n n+1  1 n =1- = . n+1 n+1 1 1 当n≥3为奇数时,数列{c }的前n项和为T =T + + n n n-1 n n+1  1 1 1 =1- + + n+1 n n+1  1 n+1 =1+ = . n n 当n=1时也成立, n  ,n为偶数 n+1 ∴T = . n n+1 ,n为奇数 n 2071 (2024•四川模拟)已知数列{a }的各项均为正数,且满足a2-(n+1)a -2n2-n=0. n n n (1)求a ,a 及{a }的通项公式; 1 2 n (2)求数列2an  的前n项和S . n 【解析】解:(1)当n=1时,a2-2a -3=0, 1 1 ∴a =3; 1 当n=2时,a2-3a -10=0, 2 2 ∴a =5; 2 由已知可得(a +n)[a -(2n+1)]=0,且a >0, n n n ∴a =2n+1. n 第 页 共 页 1171 3427(2)设b =2an, n ∴b =22n+1, n {b }是公比为4的等比数列, n 8(1-4n) 8 S =23+25+⋯+22n+1= = (4n-1). n 1-4 3 声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/7/10 10:14:40;用 户:18316341968;邮箱:18316341968;学号:32362679 【解题方法总结】 利用十字相乘进行因式分解 14 题型十四:其他几类特殊数列求通项 3a -4 2072 (2024·全国·高三专题练习)已知a =3,a = n ,则a 1 n+1 a -2 n n  的通项公式为 . -2 【答案】a = n  n+2-1 -2  n-1 【解析】a -1= 3a n -4 -1= 2a n -1 n+1 a -2 n  ,①a -4= 3a n -4 -4= -a n -4 a -2 n+1 a -2 n n  .② a -2 n a -1 由①÷②得 n+1 =-2 a -4 n+1  a -1 n . a -4 n a -1 a -1 又因为 1 =-2,所以 n a -4 a -4 1 n  a -1 是公比为-2,首项为-2的等比数列,从而 n = a -4 n -2  -2 n,即a = n  n+2-1 -2  . n-1 -2 故答案为:a = n  n+2-1 -2  n-1 2073 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  2a -1 满足a =2,a = n ,则a = . 1 n+1 a +4 n n 3 【答案】 -1 n 【解析】设fx  2x-1 = ,令fx x+4  2x-1 =x得: =x,解得:x=-1; x+4 a n+1 --1  2a -1 = n --1 a +4 n  ,化简得,a +1= 3a n +1 n+1  , a +4 n 1 a +4 所以 = n a n+1 +1 3a n +1  ,从而 1 = a n +1 a +1 n+1  +3 3a n +1  1 1 = + , 3 a +1 n 1 1 1 故 - = , a +1 a +1 3 n+1 n 1 1 1 又 = ,所以 a +1 3 a +1 1 n  1 是首项和公差均为 的等差数列, 3 1 1 从而 = +n-1 a +1 3 n  1 n 3 × = ,故a = -1. 3 3 n n 3 故答案为: -1 n 2074 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 满足a =2,a =- ,则a = . 1 n+1 a +2 n n 5-3n 【答案】 3n-2 【解析】设fx  1 =- ,令fx x+2  1 =x得:- =x,解得:x=-1; x+2 第 页 共 页 1172 3427a n+1 --1  1 =- --1 a +2 n  a +1 ,化简得:a +1= n , n+1 a +2 n 1 a +2 a +1+1 1 1 1 1 所以 = n = n =1+ ,从而 - =1,又 = a +1 a +1 a +1 a +1 a +1 a +1 a +1 n+1 n n n n+1 n 1 1 , 3 1 所以 a +1 n  1 1 1 是首项为 ,公差为1的等差数列,故 = +n-1 3 a +1 3 n  2 ×1=n- , 3 5-3n 所以a = . n 3n-2 5-3n 故答案为: 3n-2 2075 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  1 5 中,a =1,a =c- .设c= ,b = 1 n+1 a 2 n n 1 ,求数列b a -2 n n  的通项公式. 5 1 5a -2 【解析】依题a = - = n , n+1 2 a 2a n n 5x-2 1 记f(x)= ,令f(x)=x,求出不动点x = ,x =2; 2x 1 2 2 由定理2知: 1 a - 1 1 n 2 a - =2- =2⋅ , n+1 2 a a n n 1 1 1 a -2 a -2= - = ⋅ n ; n+1 2 a 2 a n n a -2 1 a -2 两式相除得到 n+1 = ⋅ n , 1 4 1 a - a - n+1 2 n 2 a -2 ∴ n  1 a - n 2  1 a -2 是以 为公比, 1 =-2为首项的等比数列, 4 1 a - 1 2 a -2 1 ∴ n =-2⋅ 1 4 a - n 2  n-1 3 ,a =2- , n 2+4n-1 2 4n-1 从而b =- - . n 3 3 2076 (2024·全国·高三专题练习)在数列a n  2a -4 中,a =2,且a = n ,求其通项公式a . 1 n+1 a +6 n n 2a -4 【解析】因为a = n , n+1 a +6 n 2x-4 所以特征方程为x= ,解得x =x =-2, x+6 1 2 令a n --2  4b =b ,代入原递推式得b = n , n n+1 b +4 n 因为b 1 =a 1 +2=4≠0,所以b k ≠0k∈N +  , 1 1 1 故 = + , b b 4 n+1 n 1 1 因此, = +n-1 b b n 1  1 n 4 ⋅ = ,从而b = , 4 4 n n 4 4-2n 又因为a =b -2,所以a = -2= . n n n n n 第 页 共 页 1173 34273a -4 2077 (2024·全国·高三专题练习)已知数列的递推公式a = n ,且首项a =5,求数列 n+1 a -1 1 n a n  的通项公式. 3x-4 【解析】令a =a =x.先求出数列的不动点x= ,解得x =x =2. n+1 n x-1 1 2 3a -4 将不动点x =x =2代入递推公式,得a -2= n -2, 1 2 n+1 a -1 n 整理得a -2= a n -2 , 1 = a n -2 n+1 a -1 a -2 n n+1  +1 , a -2 n 1 1 ∴ = +1. a -2 a -2 n+1 n 1 1 1 令b = ,则b =b +1,b = = . n a -2 n+1 n 1 a -2 3 n 1 ∴数列b n  1 是以 为首项,以1为公差的等差数列. 3 ∴b n  的通项公式为b n =b 1 +n-1  2 ⋅1=n- . 3 1 1 2 将b = 代入,得 =n- . n a -2 a -2 3 n n 3 ∴a = +2. n 3n-2 2 1 2078 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }中,a =1,a =2,a = a + a ,求 n 1 2 n+2 3 n+1 3 n {a }的通项公式. n 2 1 【解析】a = a + a 化为a -sa =t(a -sa ),即a =(s+t)a -sta , n+2 3 n+1 3 n n+2 n+1 n+1 n n+2 n+1 n 2 s+t= s=1 1  3  s=-  ,可得 1 或 3 ,(所得两组数值代入上式等价), 1 t=- st=- 3 t=1 3 1 不妨令a -a =- (a -a ),a -a =1, n+2 n+1 3 n+1 n 2 1 1 1 所以{a -a }是以1为首项,- 为公比的等比数列,则a -a =- n+1 n 3 n+1 n 3  n-1 , 1 累加法可得:a -a =- n 1 3  0 1 +- 3  1 1 +...+- 3  1 1-- n-2 3 =  n-1 3 3 = - ⋅ 1 4 4 1+ 3 1 - 3  n-1 ,n≥2  , 7 3 1 a = - ⋅- n 4 4 3  n-1 ,n≥2  7 3 1 又a =1符合上式,故a = - ⋅- 1 n 4 4 3  n-1 . 2079 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  满足递推关系:a =5a -6a +2n,且a n n-1 n-2 0 =1,a =-2,求数列a 1 n  的通项公式. ∞ ∞ 1 【解析】由于w xn=2nxn= 且b =a -w =0,b =a -ca -w =-9,故数 n 1-2x 0 0 0 1 1 1 0 1 n=0 n=0 列a n  发生函数为 1 -9x+ 1-2x 1-9x+18x2 1-6x f(x)= = = 1-5x+6x2 (1-2x)2(1-3x) (1-2x)2 第 页 共 页 1174 3427∞ ∞ ∞ =(1-6x)(n+1)2nxn=(n+1)2nxn-6(n+1)2nxn+1 n=0 n=0 n=0 ∞ =1+ (n+1)2n-6n⋅2n-1 n=1   xn 于是数列a n  的通项为:a =(n+1)⋅2n-6n⋅2n-1=2n(1-2n),n=0,1,2,⋅⋅⋅. n 2080 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  满足a =3,a =6,a =2a +3a ,求a 1 2 n+2 n+1 n n 【解析】法1:已知a n+2 =2a n+1 +3a n ,所以a n+2 +a n+1 =3a n+1 +3a n =3a n+1 +a n  , 则a +a n+1 n  是首项为a +a =6+3=9,公比为3的等比数列, 2 1 故a +a =9×3n-1=3n+1①,则a +a =3n+2②, n+1 n n+2 n+1 ②-①得,a -a =2×3n+1 n+2 n 当n为奇数时,a -a =2×3n-1,a -a =2×3n-3,⋯,a -a =2×34,a -a = n n-2 n-2 n-4 5 3 3 1 2×32, 累加可得,a n -a 1 =232+34+⋯+3n-1  32-3n-1⋅9 1 9 =2⋅ = ⋅3n+1- , 1-9 4 4 1 9 1 9 1 3 所以a = ⋅3n+1- +a = ⋅3n+1- +3= ⋅3n+1+ , n 4 4 1 4 4 4 4 1 3 1 3 当n为偶数时,a =3n+1-a =3n+1- ⋅3n+2- = ⋅3n+1- , n n+1 4 4 4 4 1 3 综上,a n = 4 ⋅3n+1+ 4 ⋅-1  n-1; 法2:由特征根方程x2=2x+3得,x =3,x =-1, 1 2 所以a n =α⋅3n+β⋅-1  n,其中  a 1 =3α-β=3 ,解得α= 3 ,β=- 3 , a =9α+β=6 4 4 2 3 3 a n = 4 ⋅3n- 4 ⋅-1  1 3 n= ⋅3n+1+ ⋅-1 4 4  n-1. 2081 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  满足a =1,a =5,a =5a -6a . 1 2 n+2 n+1 n (1)证明:a -2a n+1 n  是等比数列; (2)证明:存在两个等比数列b n  ,c n  ,使得a =b +c 成立. n n n 【解析】(1)由已知,a =5a -6a ,∴a -2a =5a -6a -2a , n+2 n+1 n n+2 n+1 n+1 n n+1 ∴a n+2 -2a n+1 =3a n+1 -6a n =3a n+1 -2a n  , 显然a -2a =0与a =1,a =5矛盾,∴a -2a ≠0, n+1 n 1 2 n+1 n a -2a ∴ n+2 n+1 =3, a -2a n+1 n ∴数列a -2a n+1 n  是首项为a -2a =5-2=3,公比为3的等比数列. 2 1 (2)∵a =5a -6a ,∴a -3a =5a -6a -3a , n+2 n+1 n n+2 n+1 n+1 n n+1 ∴a n+2 -3a n+1 =2a n+1 -6a n =2a n+1 -3a n  , 显然a -3a =0与a =1,a =5矛盾,∴a -3a ≠0, n+1 n 1 2 n+1 n a -3a ∴∴ n+2 n+1 =2, a -3a n+1 n ∴数列a -3a n+1 n  是首项为a -3a =5-3=2,公比为2的等比数列, 2 1 ∴a -3a =2n,①, n+1 n 又∵由第(1)问,a -2a =3n,②, n+1 n ∴②-①得,a =3n-2n, n ∴存在b =3n,c =-2n,两个等比数列b n n n  ,c n  ,使得a =b +c 成立. n n n 第 页 共 页 1175 3427a -8 2082 (2024·全国·高三专题练习)已知a = n ,a =1,求a 的通项公式. n+1 a -5 1 n n 【解析】由题意, a -2= a n -8 -2= -a n +2 =- a n -2 ⇒ 1 = -a n +5 = -a n -2 n+1 a -5 a -5 a -5 a -2 a -2 n n n n+1 n  +3 , a -2 n 1 3 1 1 1 1 所以 = -1,则 - =3 - a -2 a -2 a -2 2 a -2 2 n+1 n n+1 n  1 1 3 ,而 - =- , a -2 2 2 1 1 1 故 - a -2 2 n  3 是以- 为首项,3为公比的等比数列. 2 1 1 3 1 4-2⋅3n 2 于是 - =- ⋅3n-1=- ⋅3n⇒a = =2+ . a -2 2 2 2 n 1-3n 1-3n n a +2 2083 (2024·全国·高三专题练习)已知数列{a }满足a =2,a = n-1 (n≥2),求数列 n 1 n 2a +1 n-1 {a }的通项公式. n x+2 【解析】令x= ,整理得2x2-2=0,故x=1或x=-1, 2x+1 4 a -1 a -1 1 由a =2可得a = ,令 n+1 =c⋅ n 并将a,a 代入,可得c=- , 1 2 5 a +1 a +1 1 2 3 n+1 n a -1 所以,数列 n a +1 n  a -1 1 1 是首项为 1 = ,公比为- 的等比数列, a +1 3 3 1 a -1 1 1 故 n = ⋅- a +1 3 3 n  3n-(-1)n n-1 ,整理得a = . n 3n+(-1)n 【解题方法总结】 (1)二次型:形如a =Aa2+Ba +C n+1 n n (2)三阶递推:形如ma +ta +pa 型,多在大题中,有引导型证明要求 n+2 n+1 n (3)“纠缠数列”:两个数列,多为等差和等比数列,通项公式组成“方程组” (4)数学归纳型:可以通过数学归纳法,猜想,证明(小题省略证的过程) 15 题型十五:双数列问题 2084 (2024·河北秦皇岛·三模)已知数列a n  和b n  1 3 满足a =- ,b = ,4a =3a -b + 1 2 1 2 n+1 n n 4,4b =3b -a -4. n+1 n n (1)证明:a +b n n  是等比数列,a -b n n  是等差数列; (2)求a n  的通项公式以及a n  的前n项和S . n 【解析】(1)证明:因为4a =3a -b +4,4b =3b -a -4, n+1 n n n+1 n n 所以4a n+1 +b n+1  =2a n +b n  a +b 1 ,即 n+1 n+1 = ,a +b =1≠0 a +b 2 1 1 n n 所以a +b n n  1 是公比为 的等比数列. 2 将4a =3a -b +4,4b =3b -a -4方程左右两边分别相减, n+1 n n n+1 n n 得4a n+1 -b n+1  =4a n -b n  +8,化简得a -b =a -b +2, n+1 n+1 n n 所以a -b n n  是公差为2的等差数列. 1 (2)由(1)知a +b = , n n 2n-1 a n -b n =-2+2n-1  =2n-4, 1 上式两边相加并化简,得a = +n-2, n 2n 第 页 共 页 1176 34271 1 1 所以S = + +⋯+ n 2 22 2n  +-1+0+⋯+n-2  1 nn-3 =1- + 2n  n2-3n+2 = 2 2 1 - . 2n 2085 (2024·全国·高三专题练习)两个数列a n  、b n  满足a =2,b =1,a =5a +3b + 1 1 n+1 n n 7,b =3a +5b (其中n∈N*),则a n+1 n n n  的通项公式为a = . n 【答案】2n+1+23n-2-4 【解析】解:因为a =5a +3b +7,b =3a +5b , n+1 n n n+1 n n 所以3b n+1 =9a n +15b n ⇒a n+2 -5a n+1 -7=9a n +5a n+1 -5a n -7  , 所以a n+2 =10a n+1 -16a n -28,即a n+2 +4=10a n+1 +4  -16a n +4  ,所以a +4 n  的特 征方程为x2=10x-16,解得特征根x=2或x=8, 所以可设数列a +4 n  的通项公式为a +4=2n⋅p+8n⋅q,因为a =2,b =1, n 1 1 p=2 所以a 2 =5a 1 +3b 1 +7=20,所以  2 20 + + 4 4 = = 2 2 ⋅p 2⋅ + p+ 8⋅ 8 q 2⋅q ,解得   q= 1 , 4 所以a +4=2n+1+23n-2,所以a =2n+1+23n-2-4; n n 故答案为:2n+1+23n-2-4 2086 (2024·全国·高三专题练习)已知数列a n  和b n  满足a =2,b =1,a +b =b ,a 1 1 n n n+1 n+1 b +b =4a .则 2021 = . n+1 n a 1008 【答案】21014 【解析】∵a +b =b ,a +b =4a ,且a =2,b =1,则b =a +b =3, n n n+1 n+1 n+1 n 1 1 2 1 1 由a =b -b 可得a =b -b ,代入a +b =4a 可得b =4b -4b , n n+1 n n+1 n+2 n+1 n+1 n+1 n n+2 n+1 n ∴b n+2 -2b n+1 =2b n+1 -2b n  ,且b -2b =1, 2 1 所以,数列b -2b n+1 n  是以1为首项,以2为公比的等比数列,则b -2b =1×2n-1= n+1 n 2n-1, b b 在等式b -2b =2n-1两边同时除以2n-1可得 n+1 - n =1, n+1 n 2n-1 2n-2 b 所以,数列 n  2n-2  b 为等差数列,且首项为 1 =2b =2,公差为1, 2-1 1 b 所以, n =2+n-1 2n-2  ×1=n+1,∴b n =n+1  ⋅2n-2, 则a 1008 =b 1009 -b 1008 =1010×21007-1009×21006=2020-1009  ×21006=1011×21006, b 2022×22019 因此, 2021 = =21014. a 1011×21006 1008 故答案为:21014. 2087 (2024·全国·高三专题练习)数列a n  ,b n  a =-a -2b 满足  b n+1 =6a n +6b n,且a 1 =2,b 1 =4. n+1 n n (1)证明:a -2a n+1 n  为等比数列; (2)求a n  ,b n  的通项. a +a 【解析】(1)证明:由a =-a -2b ,可得:b =- n+1 n, n+1 n n n 2 a +a ∴b =- n+2 n+1,代入b =6a +6b , n+1 2 n+1 n n a +a a +a 可得:- n+2 n+1 =6a +6×- n+1 n 2 n 2  , 第 页 共 页 1177 3427化为:a n+2 -2a n+1 =3a n+1 -2a n  , a =-2-2×4=-10,a -2a =-14, 2 2 1 ∴a -2a n+1 n  为等比数列,首项为-14,公比为3. (2)由(1)可得:a -2a =-14×3n-1, n+1 n 化为:a n+1 +14×3n=2a n +14×3n-1  , ∴数列a +14×3n-1 n  是等比数列,首项为16,公比为2. ∴a +14×3n-1=16×2n-1, n 可得:a =2n+3-14×3n-1, n 2n+4-14×3n+2n+3-14×3n-1 ∴b =- =28×3n-1-3×2n+2. n 2 2088 (2024·吉林长春·模拟预测)已知数列a n  和b n  满足a =2,b =0,2a +b =3n+ 1 1 n n+1 1,a +2b =3n+1,则a -b = ,a +b = . n+1 n n n n n 【答案】 2n 2n 【解析】由题设,(2a +b )-(a +2b )=0,则2(a -b )=a -b ,而a -b =2, n n+1 n+1 n n n n+1 n+1 1 1 所以{a -b }是首项、公比均为2的等比数列,故a -b =2n, n n n n (2a +b )+(a +2b )=6n+2,则2(a +b )+(a +b )=6n+2, n n+1 n+1 n n n n+1 n+1 令c =a +b ,则2c +c =6n+2, n n n n n+1 故-2(c -2n)=c -2(n+1),而c -2=a +b -2=0, n n+1 1 1 1 所以{c -2n}是常数列,且c -2n=0,则c =a +b =2n. n n n n n 故答案为:2n,2n. 【解题方法总结】 消元法 16 题型十六:通过递推关系求通项 2089 (2024·全国·高三专题练习)某电视频道在一天内有x次插播广告的时段,一共播放了y 1 1 条广告,第一次播放了1条以及余下的y-1条的 ,第2次播放了2条以及余下的 ,第 8 8 1 3次播放了3条以及余下的 ,以后每次按此规律插播广告,在第xx>1 8  次播放了余下 的x条. (1)设第k次播放后余下a 条,这里a =y,a =0,求a 与a 的递推关系式. k 0 x k k-1 (2)求这家电视台这一天播放广告的时段x与广告的条数y. 1 【解析】(1)依题意,第k次播放了k+ a -k 8 k-1  1 7 = a + k, 8 k-1 8 1 7 因此a =a - a + k k k-1 8 k-1 8  8 ,整理得a =k+ a . k-1 7 k 8 8 8 (2)∵a =1+ a =1+ ×2+ a 0 7 1 7 7 2  8 8 =1+2× + 7 7  2 a 2 8 8 =⋯=1+2× +3× 7 7  2 8 +⋯+x× 7  x-1 8 + 7  x a , x 又∵a =0, x 8 ∴y=1+2× 7  8 +3× 7  2 8 +⋯+x× 7  x-1 . 8 8 8 ∴ y=1× +2× 7 7 7  2 8 +3× 7  3 8 +⋅⋅⋅+(x-1) 7  x-1 8 +x⋅ 7  x , 1 8 8 ∴- y=1+ + 7 7 7  2 8 + 7  3 8 +⋅⋅⋅+ 7  x-1 8 -x⋅ 7  x 第 页 共 页 1178 34278 1- 7 =  x 8 -x⋅ 8 7 1- 7  x 8 =(7-x) 7  x -7 ∴y=49+x-7  8x × . 7x-1 ∵当x>1时,x-7  <7x-1,8x与7x-1互质,y∈N, ∴x-7=0,则y=49 即x=7,y=49. 2090 (2024·全国·高三专题练习)甲、乙两个容器中分别盛有浓度为10%,20%的某种溶液 500ml,同时从甲、乙两个容器中取出100ml溶液,将其倒入对方的容器并搅匀,这称为一 次调和.记a 1 =10%,b 1 =20%,经n-1  次调和后,甲、乙两个容器的溶液浓度分别为 a ,b . n n (1)试用a ,b 表示a ,b . n-1 n-1 n n (2)证明:数列a -b n n  是等比数列,并求出a ,b 的通项. n n 【解析】(1)由题意,经n-1(n≥2,n∈N∗)次调和后甲、乙两个容器中的溶液浓度分别为 a ,b , n n 400a +100b 4 1 400b +100a 4 1 所以a = n-1 n-1 = a + b ,b = n-1 n-1 = b + a . n 500 5 n-1 5 n-1 n 500 5 n-1 5 n-1 4 1 4 1 (2)由(1)知,a = a + b ,b = b + a , n 5 n-1 5 n-1 n 5 n-1 5 n-1 3 3 3 可得a n -b n = 5 a n-1 - 5 b n-1 = 5 a n-1 -b n-1  n≥2  , 所以数列a -b n n  是等比数列, 3 因为a -b =-10%,所以a -b =-10%× 1 1 n n 5  n-1 ①, 又因为a +b =a +b =⋯=a +b =30% ②. n n n-1 n-1 1 1 3 联立①②得a =- n 5  n-1 3 ×5%+15%,b = n 5  n-1 ×5%+15%. 2091 (2024·安徽亳州·蒙城第一中学校联考模拟预测)甲、乙、丙三个小学生相互抛沙包,第一 次由甲抛出,每次抛出时,抛沙包者等可能的将沙包抛给另外两个人中的任何一个,设第 n(n∈N*)次抛沙包后沙包在甲手中的方法数为a ,在丙手中的方法数为b . n n (1)求证:数列a +a n+1 n  为等比数列,并求出a n  的通项; (2)求证:当n为偶数时,a >b . n n 【解析】(1)由题意知:第n次抛沙包后的抛沙包方法数为2n, 第n+1次抛沙包后沙包在甲手中的方法数为a ,若第n次抛沙包后沙包在甲手中,则 n+1 第n+1次抛沙包后,沙包不可能在甲手里,只有第n次抛沙包后沙包在乙或丙手中, 故a n+1 =a n ×0+2n-a n  ×1=2n-a ,且a =0 n 1 故a +a =2n, n+1 n a +a n n+1 =2n≥2 a +a n-1 n  , 所以数列a +a n+1 n  为等比数列, 由a n-1 +a n =2n-1,得-1  n-1a n-1 --1  na n =-2  n-1, -1  1a 1 --1  2a 2 =-2  1, -1  2a 2 --1  3a 3 =-2  2, 第 页 共 页 1179 3427-1  3a 3 --1  4a 4 =-2  3, ⋯⋯⋯⋯⋯, -1  n-1a n-1 --1  na n =-2  n-1 以上各式相加,-1  1a 1 --1  -2 1--2 na = n  n-1   1+2 2n+2(-1)n 可得a = ; n 3 (2)由题意知:第n次抛沙包后沙包在乙、丙手中的情况数相等均为b , n 则a +2b =2n, n n 2n+2(-1)n 2n+2 2n 2n-a 2n ∵当n为偶数时,a = = > ,b = n < n 3 3 3 n 2 3 ∴a >b . n n 2092 (2024·全国·高三专题练习)如图,△OBC的在个顶点坐标分别为(0,0),(1,0),(0,2),设 P 为线段BC的中点,P 为线段CO的中点,P 为线段OP 的中点,对于每一个正整数n, 1 2 3 1 P n+3 为线段P n P n+1 的中点,令P n 的坐标为x n ,y n  1 ,a = y +y +y . n 2 n n+1 n+2 (1)求a,a ,a 及a ; 1 2 3 n y (2)证明y =1- n,n∈N*; n+4 4 (3)若记b =y -y ,n∈N*,证明b n 4n+4 4n n  是等比数列. 【解析】(1)因为O(0,0),B(1,0),C(0,2), 1 所以P ,1 1 2  1 1 ,P(0,1),P , 2 3 4 2  1 ,P ,1 4 4  1 3 ,P , 5 8 4  , 1 1 1 1 1 1 a = y +y +y = +1+ =2,a = y +y +y = + +1=2, 1 2 1 2 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 1 1 3 a = y +y +y = +1+ =2, 3 2 3 4 5 4 4 y +y 因为P 为线段PP 的中点,所以y = n n+1, n+3 n n+1 n+3 2 1 1 y +y 1 所以a = y +y +y = y +y + n n+1 = y +y +y =a , n+1 2 n+1 n+2 n+3 2 n+1 n+2 2 2 n n+1 n+2 n 所以{a }为常数列, n 所以a =2,n∈N*; n 1 (2)由(1)a = y +y +y =2, n 2 n n+1 n+2 y +y y 所以y = n+1 n+2 =1- n; n+4 2 4 y y (3)b =y -y =y -y =1- 4n+4 -1- 4n n+1 4(n+1)+4 4(n+1) 4(n+1)+4 4n+4 4 4  1 =- (y -y )= 4 4n+4 4n 第 页 共 页 1180 34271 - b , 4 n y 1 1 又b =y -y =1- 4 -y =1- -1=- ≠0, 1 8 4 4 4 4 4 1 1 所以{b }是公比为- ,首项为- 的等比数列. n 4 4 2x 2093 (2024·辽宁沈阳·东北育才学校校考一模)如图,已知曲线C:y= (x>0)及曲线 1 x+1 1 C :y= (x>0).从C 上的点Pn∈N* 2 3x 1 n  作直线平行于x轴,交曲线C 于点Q ,再从 2 n 点Q 作直线平行于y轴,交曲线C 于点P ,点P 的横坐标构成数列a n 1 n+1 n n  1 00及a = n ,知a >0,下证:a < 0,即a < 75%,得 - ⋅ n 5 4 4  n 3 3 > ⇔ 4 4  n 1 3 1 < ⇔nlg = = ≈ = =5.592, lg3-2lg2 2lg2-lg3 2lg2-lg3 2×0.301-0.477 0.125 故n≥6,即至少经过6次技术更新,该区域市场采用A公司技术的智能终端产品占比能 达到75%以上. 【解题方法总结】 通过相邻两项的关系递推 第 页 共 页 1184 3427