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专题05 数列求和的方法
题型归纳
题型01 倒序相加法求和 .............................................................................................................................................................1
题型02 错位相减法求和 ...............................................................................................................................................................6
题型03 裂项相消法求和...............................................................................................................................................................11
题型04 分组(并项)法求和.......................................................................................................................................................16
强化训练..........................................................................................................................................................................................21
题型01 倒序相加法求和
如果一个数列的前n 项中,距首末两项“等距离”的两项之和都相等,则可使用倒序相加法求数列的前n
项和.
【例1-1】已知数列
是公比为q(
)的正项等比数列,且
,若
,则
( )
A.4069
B.2023
C.2024
D.4046
【例1-2】已知
,则
( )
A.-8088
B.-8090
C.-8092
D.-8094
【变式1-1】(2025·辽宁·模拟预测)若
,数列
满足
,则
的值是( )
1
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A.2024
B.4048
C.3036
D.2025
【变式1-2】已知函数
是
上奇函数,若数列
的项满足:
(
).则数列
的通项公式为:
.
【变式1-3】已知
,数列
的前
项和为
,点
均在函数
的图象上.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若
,令
,求数列
的前2024 项和
.
题型02 错位相减法求和
1.如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,求数列{an·bn}的前n 项和时,常采用错位相减法.
2.用错位相减法求和时,应注意:在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应将两式“错项对齐”,以便于下一
步准确地写出“Sn-qSn”的表达式.
2
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【例2-1】已知数列
满足
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)求数列
的前n 项和
.
【例2-2】(2025·江西景德镇·三模)已知
分别是等差数列
和等比数列
的前
项和,
,
.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)若
为递增数列,
,求数列
的前
项和
.
【例2-3】(2025·新疆·模拟预测)已知
为等比数列,
是
,
的等差中项.
(1)求
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和.
3
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【变式2-1】(2025·安徽合肥·二模)已知
是等差数列,
是等比数列,且
,
,
.
(1)求
和
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和.
【变式2-2】(2025·广西·模拟预测)欧拉函数以数学家欧拉命名,其定义为:对于正整数
,欧拉函数
表示小
于或等于
的正整数中与
互质的数的个数.例如
(1,3,5,7 与8 互质).
(1)求
,
,
的值;
(2)已知数列
满足
,求
的前
项和
.
4
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【变式2-3】(2025·辽宁大连·一模)已知首项相同的等差数列
的公差与等比数列
的公比大小相等,且
,
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)令
,求数列
的前
项和
.
题型03 裂项相消法求和
1.裂项相消法的原则及规律
(1)裂项原则:一般是前面裂几项,后面就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(2)消项规律:消项后前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项.
2.常见的裂项技巧
①
1
n(n+1) =1
n -
1
n+1. ②
1
n(n+2) =1
2(
1
n −
1
n+2). ③
1
(2n−1)(2n+1) =1
2(
1
2n−1 −
1
2n+1).
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④
1
√n+√n+1 =√n+1-√n. ⑤
1
n(n+1)(n+2) =1
2[
1
n(n+1) −
1
(n+1)(n+2)].
【例3-1】(2025·四川巴中·模拟预测)已知等差数列
的前
项和为
,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若
,数列
的前
项和为
,求证:
.
【例3-2】已知等比数列
的前
项和为
,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)记
,求数列
的前48 项和
.
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【例3-3】(2025·宁夏石嘴山·模拟预测)记
为数列
的前n 项和,且满足
,
.
(1)求
;
(2)求
;
(3)令
,记数列
的前n 项和为
,证明:
.
【变式3-1】(2025·湖北黄冈·模拟预测)已知数列
是等差数列,
.
(1)求
的通项公式;
(2)设数列
的前
项和为
,求
.
【变式3-2】(2025·湖南·模拟预测)设正项数列
的前n 项和
,满足
.
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(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前n 项和
.
【变式3-3】(2025·河北衡水·模拟预测)已知数列
的前
项和为
.
(1)证明:
是常数列;
(2)设
,求数列
的前
项和.
题型04 分组(并项)法求和
1.分组求和法常见题型
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①若数列{cn}的通项公式为cn=an±bn,且{an},{bn}为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{cn}的前
n 项和.
②若数列{cn}的通项公式为cn={
an,n 为奇数,
bn,n 为偶数,
其中数列{an},{bn}是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求数列{cn}的前n 项和.
2.并项求和法常见题型
①数列{an}的通项公式为an=(-1)nf(n),求数列{an}的前n 项和.
②数列{an}是周期数列或ak+ak+1(k∈N*)为定值,求数列{an}的前n 项和.
【例4-1】(2025·陕西咸阳·模拟预测)若
是等比数列,且
,则数列
的前8 项和为( )
A.689
B.716
C.729
D.1597
【例4-2】已知数列
的前
项和为
,若
则
.
【例4-3】(2025·河南·模拟预测)已知数列
和
满足
是等比数列,
是等差数列.
(1)求
和
的通项公式;
(2)求
和
的通项公式;
(3)求
的前
项和
.
【变式4-1】(2025·陕西·一模)已知等差数列
的前
项和为
,
,
.
(1)求
的通项公式;
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(2)若数列
是公比为3 的等比数列,且
,求
的前
项和
.
【变式4-2】(2025·天津·二模)已知数列
为等差数列,数列
为等比数列,
,
,
,且
的公比是
公差的
倍.
(1)求数列
,
的通项公式;
(2)若数列
满足
,
,且当
,
.
(i)求证:
;
(ii)求数列
的前
项的和
.
【变式4-3】(2025·河南新乡·模拟预测)已知数列
各项均为正数,且满足
,
,
,
(1)求数列
的通项公式;
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(2)记
,数列
的前
项和为
,试证明:
,
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知定义在
上的函数
满足:
,且
,则
( )
A.1364
B.1363
C.1264
D.1263
2.(2025·浙江嘉兴·一模)已知数列
的前
项和为
,则
( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025·河南·三模)函数
满足:
,
,且
,则
( ).
A.4900
B.4950
C.5000
D.5050
4.(2025·云南·模拟预测)已知对任意正整数对
,定义函数
如下:
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
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5.(2025·广东广州·模拟预测)已知
是首项为2,公比为2 的等比数列,记
,其中
,
记数列
的前
项和为
,则
( )
A.9143
B.9145
C.10009
D.10154
二、多选题
6.(2025·全国·模拟预测)已知数列
的首项
,且满足
,则( )
A.
为等差数列
B.
C.数列
为递增数列
D.数列
的前
项和为
7.(2025·全国·模拟预测)已知数列
的前
项和为
,且
,则( )
A.
B.数列
是等差数列
C.
D.
8.(2025·广东·模拟预测)记
为数列
的前
项和,若
,则( )
A.
的最小值为
B.
的最大值为
C.存在数列
,使得
D.存在数列
,使得
三、填空题
9.(2025·江西新余·模拟预测)设
,函数
表示不超过
的最大整数.若正项数列
中,
,且当
时,
,
为其前
项和,则
.
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10.(2025·四川广安·模拟预测)已知数列
满足
,且数列
的前
项和为
,
则
.
11.(2025·四川成都·模拟预测)已知数列
满足
,则
.
(
表示不大于
的最大整数)
12.(2025·贵州·模拟预测)高斯(Gauss)是德国著名的数学家,是历史上最杰出的数学家之一,被誉为“数学王
子”.称
为高斯函数,其中
表示不超过
的最大整数,例如:
.设
,当
时,
的值域为 ;当
,
. .
四、解答题
13.(2025·广东广州·模拟预测)已知向量
,
,函数
,
的所
有大于0 的零点构成递增数列
.
(1)写出
的前6 项;
(2)记
的所有偶数项构成数列
,设
,求数列
的前n 项和
.
14.(2025·广东广州·模拟预测)已知数列
中,
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)给定正整数m,设函数
,求
.
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15.(2025·陕西·模拟预测)已知
是首项为
,公差为
的等差数列,
为
的前
项和.
(1)求
通项公式及
;
(2)设
是首项为,公比为的等比数列,求数列
的通项公式及其前
项和
.
16.(2025·四川绵阳·模拟预测)已知数列
的首项
,且满足
(1)求证:
为等比数列;
(2)设
,记
的前
项和
,求满足
的最小正整数
.
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17.(2025·广东广州·模拟预测)已知数列
的首项
,且满足
(
).
(1)证明:数列
为等比数列;
(2)若
(
),求数列
的前
项和
.
18.(2025·安徽·模拟预测)已知数列
的前
项积为
,其中
,数列
的通项公式为
.
(1)求数列
及
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和
;
(3)求证:
.
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19.(2025·安徽·一模)已知函数
为函数
的导函数.
(1)证明:
;
(2)若函数
,请判断
在区间
上的零点个数,并说明理由;
(3)若函数
,证明:当
时,
.
16