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专题 02 五大类数列题型-2026 年高考数学大题秒杀技巧及专
项训练(解析版)
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
【题型2 裂项相消巧妙变形问题】
【题型3 分组求和必记常见结论】
n
【题型4 含(−1) 类求和问题】
【题型5 含绝对值求和问题】
数列求和之前需要掌握一些求数列通项的技巧,技巧如下:
一、累加法
形如 型的递推数列(其中 是关于 的函数)可构造:
将上述 个式子两边分别相加,可得:
①若 是关于 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
② 若 是关于 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
③若 是关于 的二次函数,累加后可分组求和;
④若 是关于 的分式函数,累加后可裂项求和.
二、累乘法
形如 型的递推数列(其中 是关于 的函数)可构造:将上述 个式子两边分别相乘,可得:
三、构造法
1.第一种形式:形如 (其中 均为常数且 )型的递推式
(1)若 时,数列{ }为等差数列;
(2)若 时,数列{ }为等比数列;
(3)若 且 时,数列{ }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有
如下两种:
法一:设 ,展开移项整理得 ,与题设 比较系数(待定
系数法)得 ,即 构成
以 为首项,以 为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出 的通项整理可
得
法二:由 得 两式相减并整理得 即 构成以 为
首项,以 为公比的等比数列.求出 的通项再转化为累加法便可求出
2.第二种形式:形如 型的递推式
(1)当 为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设 ,通过待定系数法确定 的值,转化成以 为首
项,以 为公比的等比数列 ,再利用等比数列的通项公式求出 的通
项整理可得
法二:当 的公差为 时,由递推式得: , 两式相减得:
,令 得: 转化为第一种形式,求出 ,再用累加法便
可求出
(2)当 为指数函数类型(即等比数列)时:法一:设 ,通过待定系数法确定 的值,转化成以 为首项,以
为公比的等比数列 ,再利用等比数列的通项公式求出 的通项整理可
得
法二:当 的公比为 时,由递推式得: ——①, ,两边同时乘以
得 ——②,由①②两式相减得 ,即 ,在转化
为第一种形式便可求出
法三:递推公式为 (其中p,q均为常数)或 (其中p,q, r均为常数)
时,要先在原递推公式两边同时除以 ,得: ,引入辅助数列 (其中 ),
得: 再应用类型第一种形式的方法解决.
(3)当 为任意数列时,可用通法:
在 两边同时除以 可得到 ,令 ,则 ,在转化为
累加法,求出 之后得 .
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
错位相减;形式必须是
则
正规方法(1)适用条件
若 是公差为 的等差数列, 是公比为 的等比数列,求数列{an·bn}的前n
项和 .
(2)基本步骤(3)注意事项
①在写出 与 的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出
;
②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号.
等差乘等比数列求和,令
c =(An+B)⋅qn
,可以用错位相减法.
n
T =(A+B)q+(2A+B)q2 +(3A+B)q3 +...+(An+B)qn
①
n
qT =(A+B)q2 +(2A+B)q3 +(3A+B)q4 +...+(An+B)qn+1
②
n
得: .
An B A B A
T =( + − )qn+1 −( − )q
整理得: n q−1 q−1 (q−1) 2 q−1 (q−1) 2 .
已知等差数列 的前 项和为 , , .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,数列 的前 项和为 ,求 .
【答案】(1) (2)【详解】(1)设 的公差为 ,
由题意可知 ,
所以 ,解得 ,
所以 .
(2)由 ,
所以 ①,
②,
① ②得 ,
,
,
,
综上 .
已知数列 , , .
(1)求证:数列 为等比数列,并求数列 的通项公式;
(2)求数列 的前n项和 .
【答案】(1)证明见解析, (2)【详解】(1) ,且
因此, 是以 为首项, 为公比的等比数列
(2)由(1): ,因此
令
两式相减得:
所以, .
1.已知数列 的前n项和为 ,且 ,且 .
(1)证明数列 是等差数列;
(2)求数列 的前n项和 ;
(3)若 ,求正整数k的所有取值.
【答案】(1)证明见解析(2) (3) , ,【详解】(1)证明:因为 ,两边同时除以 得, ,
化简得 ,所以 ,
又 ,所以数列 为以 为首项, 为公差的等差数列,
所以, .
(2)解:由(1)可知, ,所以 ,
则 ①,
又 ②,
① ②得 ,
所以 .
(3)解:由(1)(2)可知, , .
所以 , .
由 可得, ,整理可得 .
令 ,易知 在 上单调递增,
在 上单调递增,所以, 在 上单调递增.
又 , ,
, ,
所以,当 时,有 ,即 ,在 , 时不成立.所以k可取 , , .
2.在公差不为零的等差数列 中, ,且 , , 成等比数列,数列 的前n项和 满足
.
(1)求数列 和 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前n项和 .
【答案】(1) , (2)
【分析】(1)利用数列的递推关系和等比数列的性质可得;
(2)根据(1)得到数列 的表达式,采用错位相减法即可得.
【详解】(1)设等差数列 的公差为 ,且 ,
因为 ,且 , , 成等比数列,
所以 ,即 ,解得 (舍),
所以 ;
数列 的前n项和 满足 ①,
所以当 时, ,
当 时, ②,
所以由① ②得 ,即 ,
所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,
所以 ;
(2)由(1)可得 ,
所以 ③,
④,由③ ④得
,
.
3.设数列 的前 项和为 ,且满足 .
(1)求 的通项公式;
(2)若数列 满足 ,求数列 的前 项和 ;
(3)对于(2)中的 ,若对任意的 ,不等式 恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)由 之间的关系得数列 为等比数列,由此即可得解.
(2)由等比数列求和公式、错位相减法,即可得解.
(3)化简得 ,分 奇偶讨论,结合单调性求解.
【详解】(1)当 时, ,
当 时, ,
两式相减,得 ,又 ,
所以数列 为等比数列,首项为3,公比为3,
所以数列 的通项公式是 .
(2)因为 , ,
所以所以 ,
则有 ,
两式相减得:
,
于是得 .
(3)不等式 代入 得:
两边除以 整理得:
,分 奇偶讨论:
当 为奇数时: ,不等式化为 ,
令 , ,
因为 ,所以 ,
对奇数 单调递增,最小值为 ,故 ;
当 为偶数时: ,不等式化为 ,即 ,
同理, 对偶数 单调递减,最大值为 ,故 ,
综上, 的取值范围为: .
4.已知正项等比数列 满足 ,且 成等差数列.(1)求 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1) (2)
【分析】(1)设等比数列 的公比为 ,根据等差中项建立关于公比的方程,解方程即可得公比,
再根据通项公式求解即可;
(2)结合(1)得 ,进而根据分组求和与错位相减法求和求解即可.
【详解】(1)设等比数列 的公比为 .
因为 成等差数列,所以 .
因为 ,所以 ,整理得 ,
解得 或 .
因为 ,所以 ,
故 的通项公式为 .
(2)由(1)知 .
记数列 的前 项和为 ,则 .
因为 ,
所以两式相减得 ,
所以 .因为数列 的前 项和为 ,
所以 .
5.已知数列 满足 ,且 ( 且 ).
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前n项和 .
【答案】(1) (2)
【分析】(1)构造等差数列 ,根据等差数列通项公式计算求解;
(2)先化简,再应用错位相减法计算求解.
【详解】(1)已知 ,整理得 ,
即 ,则数列 为首项 ,公差为1的等差数列,
所以 ,所以 ;
(2) , ,
所以 , ①
, ②
由①-②,得
,所以 .
6.已知数列 的前 项和为 , ,设 .
(1)证明:数列 是等比数列;
(2)设数列 的前 项和为 ,若数列 的前 项和为 ,求证: .
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据 之间的关系,结合等比数列的定义进行运算证明即可.
(2)根据(1)的结论,结合错位相减法进行求解即可;运用裂项相消法进行运算证明即可.
【详解】(1)由 ,得 ,
,得 ,
故 ,所以数列 是等比数列;
(2)由 ,
由(1)可知数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,所以 ,
因为 ,
所以 ,
,
,得 ,
;
故 ,则 .
7.已知数列 满足 .
(1)求数列 的通项公式.
(2)已知数列 的前 项和为 ,且 是等差数列,记数列 的前 项和为 .
①求 ;
②求 .
【答案】(1) (2)① ;②
【分析】(1)根据条件得数列 是常数列,从而得 ,再利用等比数列的通项公式,即
可求解;
(2)①根据条件,求出 ,再由错位相减法,即可求解;②根据①可得 ,再利用裂
项相消法,即可求解.
【详解】(1)因为 ,所以 .
因为 ,所以 ,所以数列 是常数列,
所以 ,所以 ,
所以数列 是首项为1,公比为2的等比数列,所以 .
(2)①因为 是等差数列,所以 ,即 ,
因为 ,所以 ,解得 ,
因为 ,所以 是首项为1,公差为1的等差数列,所以 ,即 ,
当 时, ,当 时也成立,所以 ,
因为 ,
所以 ,
则 ,
两式相减得 ,
所以 ,
②由①可得 ,
所以 .
8.已知等比数列 的前 项和为 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,数列 的前 项和为 ,证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用 与 关系化简可得 ,结合等比数列的通项公式求解即可;
(2)由(1)可得 ,利用错位相减法求出 即可证明结论.
【详解】(1)因为在数列 中, ,当 时, ,
两式相减得 ,可得 ,
又因为 时, ,可得 ,所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,
故 ;
(2)由(1)知 ,
所以数列 的前n项和为 ,①
,②
① ②得 ,
所以 .
又因为 ,所以 ,所以 .
【题型2:裂项相消巧妙变形问题】
裂项相消求和
sin1∘
=tan(n+1) ∘ −tann∘
a =f (n+1)−f (n) cosn∘cos(n+1) ∘
① n ②
1 1 1 (2n) 2 1 1 1
a = = − a = =1+ ( − )
n n(n+1) n n+1 n (2n−1)(2n+1) 2 2n−1 2n+1
③ ④
1 1 1 1
a = = [ − ]
n n(n−1)(n+2) 2 n(n+1) (n+1)(n+2)
⑤
n+2 1 2(n+1)−n 1 1 1 1
a = ⋅ = ⋅ = − ,则S =1−
n n(n+1) 2n n(n+1) 2n n⋅2n−1 (n+1)2n n (n+1)2n
⑥
1 1 1 1
a = = ( − )
n (An+B)(An+C) C−B An+B An+C
⑦
⑧n+1 2n 1 1
a =log =log (n+1)−log n a = = −
n a n a a n (2n −1)⋅(2n+1 −1) 2n −1 2n+1 −1
⑨ ⑩
(1)基本步骤
(2)裂项原则
一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(3)消项规律
消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.
设 为等差数列 的前 项和,已知 , .
(1)求数列 的通项公式;
(2)记 , 为数列 的前 项和,求 .
【答案】(1) (2)
【详解】(1)等差数列 中, , ,
,解得 , ,
.
(2) , ,.
已知数列 中, , .
(1)求证:数列 为等差数列;
(2)令 的前 项和为 ,求证: .
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【详解】(1)已知 ,且 ,由递推关系可知 对任意正整数 成立,
则该递推关系可整理为 ,又首项 ,
因此数列 是首项为1,公差为2的等差数列.
(2)由(1)可得 ,所以 ,
所以 ,
所以
记数列 的前 项和为 ,已知 ,且 是公差为 的等差数列.(1)求 的通项公式;
(2)求 的前 项和 .
【答案】(1) (2)
【详解】(1)由题意知 ,所以 ,即 ,
将 替换为 ,得 ,
两式相减,得 .
所以 ,
所以 .
(2)由(1)知 ,
所以 ,
1.设各项均为正数的等比数列 的前n项和为 , , .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用基本量法可求首项与公比,故可求通项公式;(2)求出 的通项,利用裂项相消法结合不等式的性质可证题设中的不等式.
【详解】(1)设公比为 ,则 ,故 ,
故 .
(2) ,故 ,
所以 .
2.已知等差数列 中, , .
(1)求数列 的通项公式.
(2)记数列 的前 项和为 ,证明 .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设等差数列 的公差为 ,根据题意可得出关于 、 的方程组,解出这两个量的值,可
求得数列 的通项公式;
(2)求出 ,可求得 ,利用裂项求和法可证得结论成立.
【详解】(1)(1)解:设等差数列 的公差为 ,
由 可得 ,解得 ,
.
(2)(2)解:由(1)可得 ,所以, ,
因此, .
3.已知数列 为等差数列,前 项和为 ,且 .
(1)求 的通项公式;
(2)求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列 的公差为 ,根据题意,列出方程组,求得 ,进而求得 的
通项公式;
(2)由(1)求得 ,结合裂项法求和,即可求解.
【详解】(1)解:设等差数列 的公差为 ,
因为 ,且 ,可得 ,解得 ,
所以 ,即数列 的通项公式为 .
(2)解:由(1)知: ,可得
所以数列 的前 项和:
.
4.已知正数列 的前 项和为 , ,其中 .(1)求 的通项公式;
(2)求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)应用递推式及 的关系求得 ,利用等差数列的定义写出通项公
式;
(2)应用裂项相消法求 .
【详解】(1)因为 ,当 时, ,
所以 ,而 ,则 ,
当 时,有 ,
所以 ,
所以 , ,
所以 ,则 是首项、公差均为2的等差数列,
所以 .
(2)因为 ,所以 ,
因此 .
5.已知 为等比数列 的前 项和,若 是 和 的等差中项,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,且数列 的前 项和为 ,若 恒成立,求 的表达式以及 的取值范围.
【答案】(1) , .
(2) ,
【分析】(1)根据等比数列的通项公式和前 项求和公式以及等差中项化简计算,即可求解;
(2)由(1)可得 ,结合裂项相消求和法可得 ,判断 为递增数
列,则 ,进而求解.
【详解】(1)设数列 的公比为 ,由 , , 成等差数列可得 ,
故 ,解得 ,
由 ,得 ,解得 ,
故 ,即数列 的通项公式为 , .
(2)由(1)可得 ,
故 ,
易知 单调递减,故 单调递增,
即 为递增数列,则 ,
又当 时, 且 ,所以 ,
故 ,所以 .
6.已知数列 满足 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;(2)设 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题设条件变形可得 ,进而可得 是等差数列,运算得解;
(2)由(1)求得 ,利用裂项相消法求和.
【详解】(1) , ,
是以1为首项,1为公差的等差数列.
,
.
(2) ,
.
7.已知数列 中, ,点 ( )在函数 的图象上.
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,证明:数列 是等差数列;
(3)设 ,求数列 的前 项和 .【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据等比数列通项公式求法求解即可;
(2)根据等差数列定义证明即可;
(3)根据裂项相消法计算即可求解.
【详解】(1)因为点 在函数 的图象上,
所以 ,即 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 是公比 的等比数列,
所以 ;
(2)因为 , ,
所以 , ,
, ,
所以 是以1为首项,1为公差的等差数列;
(3)由(2)得, ,
所以 ,
【题型3:分组求和必记常见结论】n(a +a ) n(n−1)
S = 1 n =na+ d
①等差数列求和公式: n 2 1 2
{ na (q=1)
1
S = a (1−qn ) a −a q
n 1 = 1 n (q≠1)
1−q 1−q
②等比数列求和公式:
n n
1 1
S =∑ k= n(n+1) S =∑ k2 = n(n+1)(2n+1)
n 2 n 6
③ k=1 ④ k=1
n
1
S =∑ k3 =[ n(n+1)] 2
n 2
k=1
⑤
一、题型特征
数列通项不是等差、不是等比,但可以拆成等差数列 + 等比数列 + 常数项分开求和,再相加,就叫分组
求和
通项形式:a = 等差 + 等比,a = 等差 - 等比,a = 指数式 + 多项式,a = 奇偶项规律不一样
n n n n
二、核心解题步骤
1. 拆分通项公式,把an拆成两个数列之和
2. 分别判断拆开后的数列:等差、等比
3. 分别套用等差数列求和公式、等比数列求和公式
4. 两个和相加/相减,得到前n项和Sn
5. 化简整理最终结果
三、常见必考模型
1. a = kn + b + qⁿ等差 + 等比 分组求和
n
2. a = n² + 2ⁿ平方数列 + 等比数列
n
3. a = (-1)ⁿ·n + 2ⁿ正负交替 + 等比
n
4. 奇数项一个规律,偶数项一个规律
奇偶分开各自求和,再合并
四、等差求和公式
S = n(a +a)/2 = na1 + n(n-1)d/2
n 1 n
五、等比求和公式
q≠1时Sn = a(1-qⁿ)/(1-q) = a(qⁿ-1)/(q-1)
1 1
q=1时Sn = n·a
1
六、奇偶项分组求和(高考重难点)
1. n为偶数:奇数n/2项,偶数n/2项,分别求和相加2. n为奇数:奇数(n+1)/2项,偶数(n-1)/2项,分别求和相加易错:一定要分清项数,不能算错个数
七、正负交错数列分组
a = (-1)ⁿ n奇数项负,偶数项正,两两一组:(-1+2)+(-3+4)+……每一组和都等于1,快速分组计算
n
八、高频易错点
1. 等比数列求和必须讨论公比q=1
2. 奇偶项数列,项数极易算错
3. 拆分符号不要出错,减号也要分组
4. 最后结果一定要合并化简,不能保留两个求和式子
5. (-1)ⁿ 一定要分n奇、n偶两种情况写答案
九、大题标准答题模板
由通项公式可得
an = 等差数列通项 + 等比数列通项,分别对等差数列、等比数列求和
Sn = 等差前n项和 + 等比前n项和,代入公式化简,即可得出数列前n项和
已知等差数列 中 , ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)记数列 的前 和为 ,求 的值(结果可以用幂的形式表示).
【答案】(1) ;(2) .
【详解】(1)设等差数列 的公差为 ,则 ,解得 ,
所以 .
(2)由(1)知,当 为偶数时, ;当 为奇数时, ;
所以.
已知数列 的首项 ,且满足 .
(1)求证: 是等比数列;
(2)求数列 的前 项和 .
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)由 可得 ,结合等比数列定义即可得证;
(2)由等比数列性质可得数列 的通项公式,再借助等比数列求和公式分组求和即可得.
【详解】(1)由 ,可得 ,
又 ,故数列 是以 为首项, 为公比的等比数列;
(2)由数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,
故 ,即 ,
则 .在数列 中, .
(1)求证:数列 为等比数列;
(2)设 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)证明见解析(2)
【详解】(1)因为 ,
且 ,
所以数列 是以1为首项,3为公比的等比数列.
(2)由(1)得, .
所以 .
所以
.
1.已知数列 满足 ,且 ( ).
(1)求证:数列 是等比数列;
(2)求数列 的通项公式及数列{an}的前n项和 .
【答案】(1)证明见解析(2) ,
【分析】(1)将题目的条件变形,然后结合等比数列的定义证明即可.
(2)利用等比数列的通项公式结合分组求和即可.【详解】(1)由已知 ,变形得 ,
又因为 ,所以 ,故 ,故 .
又因为 ,所以 ,
因此数列 是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)知数列 是以2为首项,2为公比的等比数列.
所以 .因此数列 的通项公式为 .
数列 前n项和:
.
2.已知等差数列 的前 项和为 , , .
(1)求 的通项公式:
(2)若数列 是首项为1,公比为2的等比数列,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列 的公差为 ,根据题意求出 和 的值,利用等差数列的通项公式可求出数
列的通项公式;
(2)根据题意得出 ,故 ,利用分组求和计算即可.
【详解】(1)方法1:设等差数列 的公差为 , ,
因为 ,所以 ,
又 ,所以 ,解得 ,因为 ,所以 的通项公式为 ;
方法2:设等差数列 的公差为 ,
故 , ,所以 ;
(2)因为数列 是首项为1,公比为2的等比数列,所以 ,
因为 ,所以 ,
则
,
所以数列 的前 项和为 .
3.已知数列 满足 , ,设 , 的前 项和分别为 , .
(1)试求 , 的值并探究 与 的关系;
(2)当 时,试求 的通项公式;
(3)试求 的值.
【答案】(1) , , ;
(2) ;
(3)
【分析】(1)根据题目条件得到 ,并得到当 为奇数时, ,求出 与 的关系;
(2)推导出 是等比数列,从而求出 的通项公式;
(3)求出 的通项公式,从而得到 ,结合(1)求出答案【详解】(1) , ,
故 , ,
当 为奇数时, ,
故
;
(2)当 时,因为 ,
所以 ,
所以 是以 为首项,公比为 的等比数列,
则 ,所以 ;
(3) 时,因为 ,
所以 ,
所以 是以 为首项,公比为 的等比数列,
所以 ,所以 ,
所以 的前 项中偶数项的和为故 .
4.已知数列 的首项是 ,且 .
(1)证明数列 是等比数列,并求出数列 的通项公式;
(2)若 ,求满足条件的最小整数n的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1) ,
所以 ,
又 ,
所以数列 是以首项为 ,公比为 的等比数列,
所以 ,
可得 .
(2)由(1)得 为等比数列,设数列的前 项和为 , ,
所以 ,
构造函数令 ,根据增函数减去减函数为增函数,可得函数为增函数,
为整数,所以当 , ,不成立,
当 , ,成立,
所以满足条件的最小整数n的值为 .
5.已知等差数列 前 项和为 .
(1)求数列 的通项公式.
(2)若数列 的前 项和为 ,且 ,求 的最小值.
【答案】(1) .
(2)32.
【详解】(1)设等差数列 的首项为 ,公差为 ,
则由题意得: ,解得 ,
所以 ,
所以 .
(2)令 ,
,
,所以
,
又 ,
因为
所以 的最小值为32.
6.已知等差数列 的公差为 ,前 项和为 ,且 , , ,其中 .
(1)求公差 及 的值;
(2)设数列 ,数列 的前 项和为 ,求 .
【答案】(1) ,
(2)
【分析】(1)代入已知条件,计算即可解决问题;
(2)利用三角函数的周期性,将数列进行分组,然后进行分组求和,先求出一个周期内的和,最后求出
全部和.
【详解】(1)解:(1) ,
, , .
, , , .
(2)解:由(1)得, , ,
.又 的周期 , 当 时, ;
当 时, ;当 时, ;
当 时, ,其中 .
在一个周期内, , ,
, ,
,
数列 的前20项为5个完整的周期, .
7.已知等差数列 和正项等比数列 满足 , , .
(1)求 和 的通项公式;
(2)若数列 满足 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1) ; ,
(2)
【分析】(1)根据等差数列和等比数列的性质求出 ,再列方程组求解;
(2)利用分组求和以及等差、等比求和公式计算.
【详解】(1)设 的公差为 ,数列 的公比为 ,
由 ,得 ,
因为 , ,所以 , ,得 , ,故 , ;
(2)由(1)可知, ,
则
n
(−1)
【题型4:含 类进行求和问题】
我们估且把这种求和的方法称为“并项 法”,可以推广到一般情况,用“并项法”求形如通项公式为
a =(−1) n ⋅f (n) {a }
n 的摆动数列 n 前n项和的步骤如下:
a +a
第一步:首先获得并项后的一个通项公式,即先求当n为奇数时, n n+1的表达式;
第二步:然后对n分奇、偶进行讨论,即当n为偶数时,由
S =(a +a )+(a +a )+(a +a )+⋯+(a +a ) S
n 1 2 3 4 5 6 n−1 n 求出 n ;
第三步:当n为奇数且 n>1 时,由
S
n
=S
n−1
+a
n求出
S
n,特别注意对 n=1 时要单独讨论,即
S
1要单独
求出.
S S
第四步:将 1代入当n为奇数且 n>1 时 n的表达式进行检验,如果适合,结果写成两段分段函数形式表
示,如果不适合,结果写成三段分段函数形式表示
若正项数列 满足 ,则称数列 是 的平方差数列.已知数列 是 的平方差
数列,且 .
(1)求 的通项公式;
(2)求数列 的前 项和 ;(3)若 求数列 的前 项和 .
【答案】(1) , (2)
(3)
【分析】(1)将 变形后可得 ,据此可求 的通项,再结合累加法
可求 的通项;
(2)利用分组求和法可求 ;
(3)利用错位相减法可求 .
【详解】(1)因为 ,故 ,
故 ,所以 为常数列,
而 ,故 ,故 即 .
故 ,所以 ,
由累加法可得 ,而 ,
故 ,而 ,故 .
(2) ,
当 为偶数时, .
当 为奇数时, .
故 .
(3)当 为奇数时, ,当 为偶数时, ,而 ,
令 ,
则 ,
故 ,
故
,
故 .
而 ,则 ,
故 ,
故 ,
故 .
记 为数列 的前 项和,已知 , .
(1)求数列 的通项公式;
(2)记 为数列 的前 项和,求 .
【答案】(1) (2)
【详解】(1)因为 中, 且 ,当 时,所以 ,
所以 ,化简得 ,即得 ,
所以 ,
所以 ,当 时,所以 ,
综上, ;
(2)由(1)可得 ,
即得 ,
,
,
,
所以 .
1.已知 ,数列 满足 ,当 时, .
(1)求数列 的通项公式;
(2)数列 的前n项和为 ,证明: ;
(3)若数列 满足 , ,求数列 的前n项和 .
【答案】(1) ;(2)证明见解析;(3) .
【分析】(1)变形给定等式,构造常数列求出通项公式.
(2)利用等比数列前n项和公式,结合差值比较法推理证明.
(3)按 为偶数、奇数分类,利用分组求和法,结合等差等比数列前n项和公式求解.
【详解】(1)当 时,由 ,得 ,即 ,
因此 ,数列 是常数列,则 ,即 ,
所以数列 的通项公式为 .
(2)由(1)得 ,则 ,数列 是等比数列,
则 , , ,
,
,因此 ,
所以对任意 , .
(3)由(1)得 ,所以 , ,
则 ,
当n为偶数时, ,
设 , ,
,,
两式相减得
,于是 ,
又 ,
因此 ;
当n为奇数时, ,
,而 满足上式,
所以 .
2.已知点 在函数 的图象上,记数列 的前 项和为 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前2026项和.
【答案】(1)
(2)1013
【分析】(1)根据题意代入点 解得 ,则 ,分 和 两种情况,结合 与 之
间的关系运算求解;
(2)根据题意可得 ,令 ,可得当n为奇数时, ,利用并项求和法运算求解.
【详解】(1)因为点 在函数 的图象上,则 ,
解得 ,即 ,则 ,当 时,则 ;
当 时,则 ,可得 ;
且 符合上式,所以 .
(2)因为 ,则 ,
令 ,数列 的前n项和为 ,
当n为奇数时, ,
可得 ,
所以数列 的前2026项和为1013.
3.已知数列 满足 , .
(1)求 , , 的值,并猜测 的通项公式;(无需证明猜测)
(2)设 ,求数列 的前 项和 ;
(3)设 ,数列 的前 项和为 .若对任意 ,不等式 恒成立,求实数 的最小值.
【答案】(1) , , ,
(2) .
(3)
【分析】(1)根据已知递推公式,代入 ,求出 , , 的值,然后根据等差数列的定义得出
通项公式;
(2)分奇偶讨论,并项求和;(3)先裂项求和求出 ,根据数列的单调性求出 的最值,进而求出 的
最小值.
【详解】(1)已知 , ,, , ,
,
因为 , ,所以 .
则 ,即 ,
数列 是以 为首项, 为公差的等差数列,
.
(2) ,
为偶数时, ,
为奇数时, ,
所以 .
(3) ,
,
随着 的增大, 减小, 增大,所以 ,
若对任意 ,不等式 恒成立,
所以 ,实数 的最小值为 .
4.已知数列 中, .
(1)证明: 为等差数列,并求 的通项公式;
(2)记 ,数列 的前 项和为 ,求 ;(3)数列 满足: ,求 的最大项.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
(3)1
【分析】(1)通过对递推式两边同除以 ,构造出等差数列 ,进而求出数列 的通项公式;
(2)根据 的奇偶性,对 进行分组求和,得到统一的表达式;
(3)先求出数列 的通项,再构造辅助数列 ,通过函数单调性分析其最大项.
【详解】(1)等式 两边同除以 ,得 ,
所以数列 是以1为首项,1为公差的等差数列.由上知 ,即得 .
(2)由(1)知, .
当 为偶数时,
当 为奇数时, .
综上, .
(3)当 时, ;当 时,
有 ,可得 .
所以, .记 ,则 .令 ,则 ,
可得 在区间 上单调递增,则 ,即得 ,即 .
所以当 时, ,即 ,可知数列 从第4项开始每一项均小于1.
因为 ,所以数列 的最大项是第三项,
其值为1,即得数列 的最大项为1.
5.已知等差数列 满足 .
(1)求 的通项公式;
(2)设数列 满足 ,求 的前2n项和 及其最小值.
【答案】(1)
(2) ,最小值为9
【分析】(1)由等差数列的通项公式比较系数即可求解;
(2)由分组求和法和并项求和法求出 ,再利用其单调性即可得出最小值.
【详解】(1)设 的公差为d,因为 ,
所以 ,整理得 ,
所以 ,解得 ,
故 的通项公式为 .
(2)由(1) ,
则易得 在 上单调递增, 在 上单调递增,
所以 在 上单调递增,
所以当 时, 取得最小值,最小值为 .
6.已知数列 的前n项和为 ,且满足 ,
又知 , .
(1)求 , ;
(2)求 的通项公式;
(3) ,求 的前n项和 .
【答案】(1) ,
(2)
(3)
【分析】(1)利用已知递推式结合已知条件,代入计算求解;
(2)利用已知递推式,运用错位相减法求出递推关系,再分奇、偶项分类讨论求解;
(3)先求出 的通项公式,再根据 的性质,分奇、偶数讨论求解.
【详解】(1) , , ,
,解得 ,故 ;同理 ,解得 ,
.
(2) ①,
时,
②,
式①减②得,
,
又 符合上式,
数列 的奇、偶项分别成等差数列,
当 时,首项 ,公差 ,
则 ,
当 时,首项 ,公差 ,
则 ,
综上, .
(3) ,
i)当 时,
,ii)当 时,则 ,
,
综上, .
7.已知等差数列 , 是数列 的前 项和,满足 , ;数列 的各项都是正数,且满
足 , , .
(1)求数列 和 的通项公式;
(2)记 ,求数列 的前2n项和 ;
(3)在 和 中插入 个相同的数 ,构成一个新数列 : ,
求 的前2026项和.
【答案】(1) ,
(2)
(3)2646
【分析】(1)由等差数列的基本量运算求得 ,求得通项 ;进而求得 ,再根据等比数列的基本
量运算求得答案;
(2)由(1)易得 ,分奇数项和偶数项,分别利用裂项相消法和公式法求解;
(3)易得 中截至 共有 项,再由 时,有2016项,然后
由 求解.【详解】(1)设等差数列 的公差为 ,
由 ,即 ,解得 ,
故 ;
所以 , ,
因为 ,所以数列 为等比数列,设公比为 ,
则 ,得 ,又 ,所以 ,
所以 .
(2)由(1),可得 ,
设 的前 项和中,偶数项的和为 ,奇数项的和为 ,
所以 , ,
当 为偶数时, ,
,
当 为奇数时, ,
,
所以 .
(3) ,
截至 共有 项,当 时, ,
.
8.数列 的前n项和 ,数列 满足 , .
(1)求数列 , 的通项公式;
(2)将数列 和数列 各取前100项,按从小到大排成一个新的数列 ,其中重复的数只取一次,
求数列 的前100项和.
【答案】(1) ;
(2)
【分析】(1)利用 与 的关系可求数列 的通项公式,当 时,由已知可得 ,两
式相除可求数列 的通项公式;
(2)结合(1),利用分组求和法可求数列 的前100项和.
【详解】(1)令 ,则 , ,
当 时, , 也符合上式,∴ ;
当 时,由 ,可得 ,
两式相除可得 , 也符合上式,∴ .(2) , , ,…, ,
, , ,…, ,
将数列 和数列 各取前100项,按从小到大排成一个新的数列 ,其中重复的数只取一次,
则 , ,…,
, , ,…, ,
∴
.
【题型5:含绝对值求和问题】
一、题型特征
等差数列an带有绝对值
an=|kn+b|,数列项先正后负 / 先负后正
需要找到正负分界项,分段去掉绝对值再求和
二、核心解题思路
1. 先不看绝对值,判断原数列是等差数列
2. 求an=0时n的值,找到正负分界项k
3. n≤k时,an符号一致
n>k时,an符号相反
4. 分段求和:前k项直接求和,后面各项取相反数求和
5. 分n≤k、n>k两种情况写Sn
三、标准解题步骤
1. 求数列通项an,判断等差公差d
2. 令an≥0,解出正项最大项序号k
3. 当n≤k时,|an|=an,Sn=原数列前n项和
4. 当n>k时
Sn=2×前k项和 - 原数列前n项和
四、万能公式结论
设第k项开始变号n≤k ,Sn=Sn原
n>k ,Sn=2Sk - S原n
五、正负规律
1. 公差d>0,数列递增:先负后正
2. 公差d<0,数列递减:先正后负
3. 分界项一定是整数,不是整数就近取整
六、常见易错点
1. 分界项k一定要取正整数,不能直接用小数
2. 分界项本身符号不要搞错
3. n>k时,后面每一项都要变号,不是只变一项
4. 必须分两种情况写答案,不能合并
5. 等差数列求和公式不要代错首项、项数
七、大题标准答题模板
如果数列 为等差数列, 为其前 项和, 那么有:
①若 则有
②若 则有
如果数列 为等比数列, 为其前 项和, 那么有:
|a |(1−|q| n ) |a |−a |q|
1 1 n
T = =
n 1−|q| 1−|q|
八、交错绝对值特殊题型
an=(-1)ⁿ|an|
奇偶分开分组,奇数一组、偶数一组
分别求和再相加减,注意项数计算给出数列 ,要求数列 的前 项和,必须分清 取什么值时数列 的前 项和为 , ;
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,求 .
【答案】(1) (2)
【详解】(1)因为 ,
当 时,则 ;
当 时,则 ,
可得 ;
综上所述: .
(2)因为 ,
当 时, ;
当 时,令 ,解得 ;令 ,解得 ;
综上所述:当 时, ;当 时, .
当 时,则 ;
当 时,则
;
综上所述: .记 为等差数列 的前n项和,已知 .
(1)求 的通项公式a 与前n项和公式 ;
n
(2)求数列 的前n项和 .
【答案】(1) , (2)
【详解】(1)设 的公差为 ,则 ,
解得 ,所以 的通项公式为 ,
;
(2)由(1)得 ,令 ,解得 ,
当 时,数列的前 项均为正数,
则 ;
当 时,数列的前7项为正数,从第8项至第 项为负数,
则 ,
,
综上, .
1.在数列 中, .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前100项和 .【答案】(1) ;(2)4222.
【详解】(1)当 时,由 ,得 ,因此数列 是常数列, ,则
,
时, ,也满足 ,
则 ,所以数列 的通项公式为 .
(2)由(1)知 ,则 ,
所以 .
2.已知等差数列 ,满足 , .
(1)求 的通项公式;
(2)设 , 为数列 的前n项和,求 .
【答案】(1)
(2)130
【分析】(1)求出其公差,写出通项即可;
(2)当 时, ,则 ,利用等差数列求和公式求解.
【详解】(1)设 的公差为 ,
(2)由(1)可知 ,令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,.
3.已知 是等差数列 的前 项和, .
(1)求 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前20项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的求和公式建立方程组可得答案;
(2)先求出 的通项公式,根据等差数列求和公式可得答案.
【详解】(1)设数列 的首项为 ,公差为 ,
则
解得 ,
故 的通项公式为 .
(2)由(1)可知, ,
所以 易知 为等差数列.
当 时, ,则 ,
设 的前 项和为 ,则 ,
所以数列 的前20项和为
4.已知数列 的前 项和为 ,若 ,且 .(1)证明: 为等差数列,并求 及
(2)若 ,求数列 的前20项和 .
【答案】(1)证明见解析, ,
(2)
【分析】(1)先对已知条件变形得到 ,判断 为等差数列,求出 ,再由
求出通项公式,并验证 是否成立,求出 .
(2)先求出 ,进而得到 的分段表达式,再分别计算不同段的和得到 .
【详解】(1)由题意可得: ,
化简可得: ,
所以数列 是以 为首项,2为公差的等差数列,
所以 ,即 ,
当 时, ,
当 时, ,满足上式,所以 .
(2)因为 ,
所以 ,
所以,数列 的前 项和为:
.
5.记 为等差数列 的前 项和,已知 .
(1)求 的通项公式;(2)求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出关于 与 的方程组,计算即可求解;
(2)先求 ,讨论 的符号去绝对值,再结合 运算求解.
【详解】(1)设等差数列 的首项为 ,公差为 ,
由题意可得 ,解得 ,
所以 ;
(2)因为 ,
令 ,解得 ,且 ,
当 时,则 ,可得 ;
当 时,则 ,可得
;
综上所述: .
6.在数列 中, .
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)(2)
【分析】(1)将递推关系式变形,构造常数列 ,从而求得通项公式;
(2)根据绝对值表达式进行分类讨论,借助等差数列求和公式分别计算不同区间的前 项和,最终整合
成分段函数形式.
【详解】(1)由 ,可得 ,
又 ,
,
即数列 的通项公式为 .
(2)由(1)知 ,
设 的前 项和为 ,其中 ,
故 ,
当 时, ,当 时, ,
∴当 时, ;
当 时,
,综上,数列 的前 项和 .
7.已知数列 满足 , ,数列 为等差数列, 为 与 的等差中项,且 .
(1)求证:数列 为等比数列,并求数列 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)由题意可得 ,可得数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,进而可求数
列 的通项公式;
(2)设数列 公差为 ,利用已知求得数列 的通项公式.法一:当 时, ,当
时, ,进而计算可求得 .法二:记数列 前 项和为 ,利用等差数列的前 项
和公式求得 ,结合 ,可求 .
【详解】(1)因为 ,所以 ,
即 ,
又因为 ,所以 ,即 .
所以,数列 是以2为首项,2为公比的等比数列.
则 ,所以 .
(2)设数列 公差为 ,
由(1)知 , ,因为 为 与 的等差中项,所以 ,
又因为 ,则 .
所以 .
解法一:
当 时, ,
当 时, ,
.
综上,数列 的前 项和 .
解法二:
记数列 前 项和为 ,则
.
又因为 ,
当 时, .
当 时,
.
综上,数列 的前 项和
8.设数列 是等差数列, 是等比数列.已知 , , .(1)求 和 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前n项的和 .
【答案】(1) , ;
(2) .
【分析】(1)根据给定条件,建立关于公差、公比的方程组求解.
(2)由(1)求出 ,再按 分段,利用等差数列前n项和公式求解.
【详解】(1)设等差数列 的公差为 ,等比数列 的公比为 , ,
由 ,得 ,解得 ,
所以 的通项公式为 , 的通项公式为 .
(2)由(1)得 ,则
当 时, ;
当 时,
,
所以 .