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1
数列总结
一、高考考点、考频
近几年对于数列的考察有些放松,之前的数列解答题会放在最后一题或两题的位
置,考察的知识点也是放缩等,近几年比较简单,一般不会出现在解答题中,即
使出现了也是出现在解答题第一题的位置,考察的点也是变成的相对来说较为简
单的错位相减法或者裂项相消法。选择题一般考察的就是等比和等差的角标性质,
只要我们知识点掌握的比较牢固就没有问题。
二、高考真题
1. (2018 新课标1.14)(5 分)记Sn为数列{an}的前n 项和.若Sn=2an+1,则
S6= ﹣63 .
【分析】先根据数列的递推公式可得{an}是以﹣1 为首项,以2 为公比的等比
数列,再根据求和公式计算即可.
【解答】解:Sn为数列{an}的前n 项和,Sn=2an+1,①
当n=1 时,a1=2a1+1,解得a1=﹣1,
当n≥2 时,Sn﹣1=2an﹣1+1,②,
由①﹣②可得an=2an﹣2an﹣1,
∴an=2an﹣1,
∴{an}是以﹣1 为首项,以2 为公比的等比数列,
∴S6=
=﹣63,
故答案为:﹣63
【点评】本题考查了数列的递推公式和等比数列的求和公式,属于基础题.
2.(2018.新课标2.17)(12 分)记Sn为等差数列{an}的前n 项和,已知a1=﹣
7,S3=﹣15.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并求Sn的最小值.
【分析】(1)根据a1=﹣7,S3=﹣15,可得a1=﹣7,3a1+3d=﹣15,求出等
差数列{an}的公差,然后求出an即可;
(2)由a1=﹣7,d=2,an=2n﹣9,得Sn=
=
=n
2﹣
2
8n=(n﹣4)
2﹣16,由此可求出Sn以及Sn的最小值.
【解答】解:(1)∵等差数列{an}中,a1=﹣7,S3=﹣15,
∴a1=﹣7,3a1+3d=﹣15,解得a1=﹣7,d=2,
∴an=﹣7+2(n﹣1)=2n﹣9;
(2)∵a1=﹣7,d=2,an=2n﹣9,
∴Sn=
=
=n
2﹣8n=(n﹣4)
2﹣16,
∴当n=4 时,前n 项的和Sn取得最小值为﹣16.
【点评】本题主要考查了等差数列的通项公式,考查了等差数列的前n 项的和
公式,属于中档题.
三、知识点
1.等差数列
(1)等差数列角标的性质
若𝑚1+𝑚2+……+𝑚k= 𝑛1+ 𝑛2+……+ 𝑛k
则𝑎𝑚1+𝑎𝑚2+……+𝑎𝑚𝑘=𝑎𝑛1+𝑎𝑛2+……+𝑎𝑛𝑘
其中𝑚1,𝑚2,……𝑚k, 𝑛1, 𝑛2,…… 𝑛k.可以为任意的正整数,且可以相等。
故若{an}是等差数列,Sn为前n 项和,则S2n−1=(2n−1)an。
(2)衍生等差数列
1)在等差数列中,等距离取出若干项也构成一个等差数列:an,an+m,an+2m,⋯⋯
为等差数列,公差为md.
2)若{an}为等差数列,则{λan+μ}(λ,μ为常数)为等差数列;
若{an}和{bn}均为等差数列,则{λan±μbn}(λ,μ为常数)也是等差数列.
3)等差数列的连续n 项和也构成一个等差数列,即Sn,S2n−Sn,S3n−S2n⋯⋯为等差数
列,公差为𝑛2d.
4)若{an}为等差数列,则{
𝑆𝑛
𝑛}是等差数列,公差为
𝑑
2,且
𝑆𝑛
𝑛=
𝑑
2n+(a1−
𝑑
2).
(3)等差数列的考点
1)求等差数列的通项公式
由于等差数列的通项公式可以设为an=a1+(n−1)d,故只要知道两个信息,求出
两个未知量即可。
2)求等差数列的前n 项和
3
首先求出通项公式,然后利用Sn=
n(𝑎1+𝑎n)
2
即可。
当然对于一些特殊的条件,也可以运用公式S2n−1=(2n−1)an。
3)求Sn的最值
方法一:利用Sn的表达式。由于Sn的表达式是二次函数的形式,所以Sn是有最
大值或者是最小值的,但是由于数列中n 只能取正整数,所以Sn的最值可能无
法恰好在对称轴处取到,但是我们可以参照的是,当二次函数开口向下的时
候,自变量离对称轴越近,函数值越大。所以在数列中也一样,距离对称轴最
近的正整数即是Sn的最大值,开口向上时的情况也是一样,距离对称轴最近的
正整数即是Sn的最小值。
方法二:利用an
在数列an中,若an≥0,an+1≤0,则Sn为最大值。若an+1≥0,an≤0,则Sn为最
小值。注意:当数列中有等于0 的项时,最大最小值是可以在相邻的两个值Sn,
Sn+1中同时取到,此时我们要将其全部写出来。
4)求|an|的前n 项和
当a1×d<0 时,会有一种题型是求数列{|an|}的前n 项和。此时需要分类讨论:
将an中大于0 和小于0 的部分分开,大于零的部分直接求和,小于零的部分先
取相反数在求和,注意,答案要写成分段函数的形式。
2.等比数列
(1)等比数列的角标性质
若{an}是等比数列, 𝑚, 𝑛, 𝑝, 𝑞∈𝑁+,当𝑚+𝑛= 𝑝+𝑞时,𝑎𝑚𝑎𝑛= 𝑎𝑝𝑎𝑞,特别的:当
𝑚+𝑛=2𝑝,𝑎𝑚𝑎𝑛= 𝑎𝑝
2
若{an}是等比数列,则𝑎1𝑎2𝑎3 … 𝑎2𝑛−1 = 𝑎𝑛
2𝑛−1.
(2)衍生等比数列
1)在等比数列中,等距离取出若干项也构成一个等比数列:𝑎𝑛, 𝑎𝑛+𝑚, 𝑎𝑛+2𝑚…为
等比数列,公比为q𝑚.
2)若{an}是等比数列,则{p𝑎𝑛
𝑘}(p,k 为非零常数)为等比数列,公比为q𝑘(保
证𝑎𝑛
𝑘有意义).
3)若{an}与{bn}均为等比数列,则{anbn}也为等比数列.
4)当Sn, S2n−Sn, S3n−S2n,⋯都非零时,它们构成等比数列,公比为q𝑛.
4
3.数列求和
(1)分组求和
1)拆项求和
有些数列可以将每一项适当拆开,再进行分组,假分数等两个或多喝式子相
加的情况。
拆项求和之后,可直接利用等差数列,等比数列的求和公式来求解,另外还可以
利用常见数列的求前N 项和的公式,如:
2
2
2
2
2
2
1
1
2
3 ...
(
1)
2
1 3
5
...
2 -1)
2
4
6
...
2
1
1
2
3
...
(
1)(2
1)
6
n
n n
n
n
n
n
n
n
n n
n
(
13+23 + 33+……+𝑛3=[
𝑛(𝑛+1)
2
]2
2)倒序相加
如果一个数列的前n 项和中,距首末两项等距离的两项之和都相等,即可用
倒序相加法求数列的前n 项和。
3)分奇偶项求和
有些数列奇数项和偶数项分别都可以构成一个新的数列,此时可以分奇偶项
分别求和,但是此时一定要注意数列求和时,一定要分项数的奇偶。若项数n 为
奇数时,则数列中有
𝒏+𝟏
𝟐个奇数项,有
𝒏−𝟏
𝟐个偶数项。当项数n 为偶数时,则数列
中有
𝒏
𝟐个奇数项,
𝒏
𝟐个偶数项。
(2)裂项相消
若数列的通项可拆成结构相同的两式之差,则数列的前n 项和可由裂项相消
法求解,使用此方法时必须注意消去了哪些项,保留了哪些项,一般未被消去的
项有前后对称的特点,裂项相消法的指导思想很明确,关键是实现
1
n
n
n
a
b
b
,
因此对代数变形能力要求较高,但只要把握了指导思想,这类问题便不难解决,
此外,掌握一些常用的裂项技巧也能事半功倍,常用的技巧有:
5
1
1
1
1
1 1
1
,
(
)
(
1)
1
(
2)
2
2
1
1 1
1
(
)
(
)
n n
n
n
n n
n
n
n n
t
t n
n
t
1
log
log (
1)
log
1
1
1
1
,
(
)
1
a
a
a
n
n
n
n
n
n
a
b
a
b
n
n
a
b
若数列为等差数列,D 为公差,其中都不为0,则
1
1
1
1
1
1
(
)
n
n
n
n
a a
d a
a
1
1
1
1
[
]
(
1)(
2)
2
(
1)
(
1)(
2)
1
1
1
1
[
]
(2
1)(2
1)
2 2
1
2
1
n n
n
n n
n
n
n
n
n
n
2
(2 )
1
1
1
1
[
]
(2
1)(2
1)
2 2
1
2
1
n
n
n
n
n
1
1
2
2
2
2
2
1
1
(2
1)(2
1)
2
1
2
1
2
2
2
(
1)(
2)
1
2
1
1 1
1
[
]
(
2)
4
(
2)
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n n
n
n
(3)错位相减
错位相减是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用
于求数列{an⋅bn}的前n 项和,其中{an}{bn}分别是等差数列和等比数列(公比q≠1)
(这种数列被称为差比数列).
基本步骤:
第一步巧拆分:根据通项公式分解为等差数列和等比数列乘积的形式;
第二步乘公比:写出Sn的表达式,然后两边同时乘以等比数列的公比,得到qSn
的结果;
第三步构差式:将Sn与qSn作差;
第四步求和:根据差式的特征准确求和.
6
差比数列的结论:对数列{(An+B)𝒒𝒏−𝟏}q 求和
我们可以直接记住答案(直接套用公式即可,但还是建议大家自己推算得到答案):
(1-q)Sn=(等差首项)+(
𝑨
𝟏−𝒒) 𝐪−(𝐀𝐧+ 𝐁+
𝑨
𝟏−𝒒)𝒒𝒏
4.数列求通项
(1)叠加法和叠乘法
叠加法:对于数列有形如an=an−1+f(n)的递推式,且f(2)+…+f(n)的和是可求
的,我们可以用叠加法来求an
an=a1+∑
𝒇(𝒊)
𝒏
𝒊=𝟐
(n≥2,n∈𝑵+)
叠乘法: 对于数列有形如an=an−1·f(n)的递推式,且f(2)f(3)…f(n)的积是可
求的,我们可以用叠乘法来求an
an=a1 f(2)f(3)…f(n)(n≥2,n∈𝑵+)
(2)由Sn求an
已知Sn求an,直接套用公式:an={𝑺𝟏 𝒏= 𝟏
𝑺𝒏−𝑺𝒏−𝟏 𝒏≥𝟐
已知an与Sn的关系有两种处理方式:
1)消an 留Sn :把题目中的an 用Sn−Sn-1替换,转化为关于Sn 的递推关系,从
而得到Sn 的通项公式,再转化为an 的通项公式.
2)消Sn留an :分别写出Sn和Sn-1的表达式,两式相减转化为关于an 的递推关
系.
(3)构造新数列(待定系数法)
1)若递推数列公式为an=ban-1+c(b,c∈R,且b≠1,c≠0),可以设an+𝛌=b(an-1+𝛌)
成立,解之得𝛌=
𝒄
𝒃−𝟏,即{an+
𝒄
𝒃−𝟏}是等比数列。
2)an=ban-1+c(n)(b≠1,b≠0,c(n)是关于n 的多项式函数),可设an+g(n)=b(an-
1+g(n-1)),其中g(n)为与c(n)的次数相等的多项式函数,各项的系数都待定,
通过比较bg(n-1)-g(n)与c(n)的各项系数待确定系数,即{an+g(n)}为等比数列。
3)an=ban-1+c∙𝒒𝒏,其中b,c,q∈R,且b≠0,c≠0,q≠0,q≠1
①若b=q,则
𝒂𝒏
𝒒𝒏=
𝒂𝒏−𝟏
𝒒𝒏−𝟏+ 𝒄,即{
𝒂𝒏
𝒒𝒏}为等差数列
②若b≠q,则可以设𝒂𝒏+ 𝑨∙𝒒𝒏= 𝒃(𝒂𝒏−𝟏+ 𝑨∙𝒒𝒏−𝟏)
也可以两边同除以𝒃𝒏或𝒒𝒏:得到
𝒂𝒏
𝒃𝒏=
𝒂𝒏−𝟏
𝒃𝒏−𝟏+ 𝒄(
𝒒
𝒃)𝒏或
𝒂𝒏
𝒒𝒏=
𝒃
𝒒∙
𝒂𝒏−𝟏
𝒒𝒏−𝟏+ 𝒄
7
(4)形式转换
1)取倒数
若递推公式为𝒂𝒏=
𝒂𝒏−𝟏
𝒃𝒂𝒏−𝟏+𝒄,两边式子取倒数,然后转化为方法3 的情形。
2)取对数
若递推公式为𝒂𝒏= 𝐜𝒂𝒏−𝟏
𝒃,两边式子取对数,然后转化为方法3 的情形。
5.数列不等式
(1)不等式和数列放缩的重要类型
平方型:
𝟏
𝒏−
𝟏
𝒏+𝟏=
𝟏
𝒏(𝒏+𝟏) <
𝟏
𝒏𝟐<
𝟏
𝒏(𝒏−𝟏) =
𝟏
𝒏−𝟏−
𝟏
𝒏 (𝒏≥𝟐)
𝟏
𝒏𝟐<
𝟏
𝒏𝟐−1 =
1
2 (
1
𝑛−1 −
1
𝑛+1) (𝑛≥2)
1
(2𝑛−1)2 <
1
4𝑛(𝑛−1) =
1
4 (
1
𝑛−1 −
1
𝑛) (𝑛≥2)
立方型:
1
𝑛3 <
1
𝑛(𝑛2−1) =
1
2 (
1
𝑛(𝑛−1) −
1
𝑛(𝑛+1)) (𝑛≥2)
根式型:2(√𝑛+ 1 −√𝑛) =
2
√𝑛+1+√𝑛<
1
√𝑛=
2
2√𝑛<
2
√𝑛+√𝑛−1 = 2(√𝑛−√𝑛−1)
指数型:
1
𝑎𝑛−𝑏𝑛≤
1
𝑎𝑛−1(𝑎−𝑏) (𝑎> 𝑏≥1)
(2)不等式放缩的方法要点
1)放缩法证明与数列求和有关的不等式,若an 可直接求和,就先求和再放缩;
若不能直接求和的,一般要先将通项an放缩后再求和.
2)放缩法证明与数列求和有关的不等式的过程中,很多时候要“留一手”, 即
采用“有所保留”的方法,保留数列的第一项或前两项,从数列的第二项或第三
项开始放缩,这样才不致使结果放得过大或缩得过小.
3)一般地,形如
n
n
na
a
b
或
n
na
a
b
(这里
1
a
b
)的数列,在证明
1
2
1
1
1
n
k
a
a
a
L
(k 为常数)时都可以提取出
n
a 利用指数函数的单调性将其放缩。
4) 形如𝑎𝑛< 𝑓(𝑛)的数列不等式证明的思维策略:设
n
S 和
nT 分别为数列
na
和
nb
的前n 项和,显然,若
n
n
a
b
*
(
)
nN
,利用不等式的“同向可加性”这
一基本性质,则有
n
n
S
T
. 这启发我们,要证明不等式𝑎𝑛< 𝑓(𝑛),如果记
( )
nT
f n
看作是数列
nb
的前n 项和,则
1(
2)
n
n
n
b
T
T
n
,
1
1
b
T
,那么只要
8
证其通项满足
n
n
a
b
即可.
5)放缩法最难得点在于不能放的过大或过小,例如
1
𝑛2 <
1
𝑛2−1 =
1
2 (
1
𝑛−1 −
1
𝑛+1) (𝑛≥
2),但是有时候这样放缩会放的过大,无法满足题目的条件,还可以这么放缩:
1
𝑛2 <
1
𝑛2−1
4
=
1
𝑛−1
2
−
1
𝑛+1
2
(𝑛≥1)