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数列通项公式
目录
【解密高考】总结常考点及应对的策略,精选名校模拟题,讲解通关策略(含押题型)
【题型一】定义法求通项公式
【题型二】 累加法求数列通项公式
【题型三】 累乘法求数列通项公式
【题型四】
法求通项公式
【题型五】构造法求数列通项公式
【题型六】寻找递推关系式求数列
【误区点拨】点拨常见的易错点
易错点:数列的首项不满足取值规律。
:1.等差等比数列及求和在高考中主要考查基本量的基本运算,是常规求和方法发的基本应
用。包括:错位相减求和,奇偶性求和,列项求和等。
2.情景化与新定义是高考的一个新的考点,一般采用学过的知识去解决新定义问题,因加以重视,是高考
的一个方向,并且作为压轴题的可能性比较大,难度大。
3.知识的综合是未来高考的一个重要方向,主要是数列与统计概率相结合,数列作为一个工具与解析几何,
函数结合等,属于中等难度。
:复习等差、等比数列的基础知识点,以及常见题型的归纳总结,累加,累乘数列求通项的
基方法。
【题型一】定义法求通项公式
【例1】已知数列
满足:
,
,则
等于( )
A.4
B.5
C.6
D.7
【答案】D
1
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【分析】由已知可得数列
是公差为2 的等差数列,再由等差数列的通项公式即可求得
.
【详解】因为
,所以数列
是公差为2 的等差数列,
又
,所以
.
故选:D.
【例2】已知数列
为等比数列,其中
,
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据等比中项即可求解.
【详解】根据
,a
,可得:
,
;
解得
,故
.
故选:B.
【变式1】首项为3 的等差数列
满足
,则
的公差为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【分析】根据等差数列得到关于公差
的方程
,解得
.
【详解】设等差数列
的公差为
,由题意可得
,
,所以
,解得
.
故选:B.
【变式2】在数列
中,则“
”是“数列
为等差数列”的( )条件
A.充分不必要
B.必要不充分
C.充要
D.既不充分又不必要
【答案】D
【分析】根据等差数列的定义进行判断即可.
【详解】当数列
为等差数列时,不一定有
成立;
“
”成立也不一定推出“数列
为等差数列”;
“
”是“数列
为等差数列”的既不充分也不必要条件;
故选:D
【变式3】已知等比数列
的公比为
,若
,
,则
.
【答案】
2
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【分析】利用等比数列通项公式,列方程组求公比
.
【详解】等比数列
的公比为
,
,
,
则
,解得
.
故答案为:
.
【题型二】 累加法求数列通项公式
【例1】在数列
中,
,求数列
的通项公式.
【答案】
【分析】结合数列递推公式,利用累加法和裂项相消法即可求得数列通项公式.
【详解】由题意,得
,
.
又
符合
所以数列
的通项公式为
.
【例2】在数列
中,
,求
的通项公式.
【答案】
.
【分析】由递推关系
,用累加法可求得通项,解题时注意检验首项
是否符合通项公
式.
【详解】当
时,
;
当
时,
,
,…,
将这
个等式累加,
得
,故
,
因为
也满足
,
3
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所以
.
1、适用于:
…………这是广义的等差数列
2、若
则an−an−1= f (n−1);an−1−an−2= f (n−2)……,a3−a2= f (2),a2−a1= f (1)
两边分别相加得:an−a1= f (1)+ f (2)+⋯+ f (n−1)
【变式1】已知数列
中,
,
(
,且
),则通项公式
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用累加法,结合等差数列前n 项和公式求出通项公式.
【详解】当
时,
,即
,而
,
所以
,
满足上式,
所以所求通项公式为
.
故选:C
【变式2】已知数列
的首项为14,且
,则
的最小值为 .
【答案】10
【分析】利用累加法求通项公式,并注意检验首项,然后用基本不等式求最小值,并考虑取等号条件即可.
【详解】当
时,由
,得
,
,…,
,
将以上各式左右分别相加,
得
,
所以
,
又
满足上式,所以
,
则
,
4
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当且仅当
,即
时等号成立,
即
的最小值为10.
故答案为:10.
【变式3】已知数列
满足
,
且
,则
.
【答案】
【分析】由题意结合累加法求出
即可求解.
【详解】由题得
,
当
时,
符合题意,
所以
,
故答案为:
.
【题型三】 累乘法求数列通项公式
【例1】已知数列
满足
,
,则
的前6 项和为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】首先,利用递推求出
的通项公式,再根据裂项相消法即可求出结果.
【详解】由
,
当
时,
,
显然,对于
时也成立,
5
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所以
,
则
的前6 项和为
.
故选:C.
【例2】在数列
中,
,
(
),则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】结合递推关系,利用累乘法求数列
的通项公式,再利用裂项相消法求结论.
【详解】因为
(
,
),
所以当
,
时,
,
则
,…,
,
,
以上
个式子左右两边分别相乘得
,
即
,所以
(
,
),
又
,所以
,
所以
.
故选:A.
1、适用于:
…………这是广义的等比数列
2、若an+1
an
= f (n),
则
an
an−1 = f (n−1),
an−1
an−2
= f (n−2),……,
a3
a2
= f (2),
a2
a2
= f (1),
两边分别相乘得:
an
a1
= f (1)∙f (2)∙f (3)⋯f (n−1)
6
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【变式1】数列
中,满足
,
,则
.
【答案】
/
【分析】先利用“累乘法”求数列
的通项公式,再利用“裂项求和法”求和.
【详解】因为
,所以
.
所以
,
,
,…,
(
).
各式相乘,可得:
,
显然
满足上式,则
,
所以数列
的前
项和为
,
所以
.
故答案为:
.
【变式2】已知数列
中,
,则
.
【答案】
【分析】根据已知条件,利用累乘法求通项.
【详解】
,
,
,即
,
.
故答案为:
.
【变式3】在数列
中,首项
,
时,
,则数列
的前
项和为
.
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【答案】
/
【分析】利用累乘法可求出数列
的通项公式,再利用裂项求和法可求得数列
的前
项和.
【详解】在数列
中,首项
,
时,
,
即当
时,
,
所以
,
,
,
,
,
上述等式全部相乘得
,则
,
也满足
,故对任意的
,
,
所以,
,
所以数列
的前
和为
.
故答案为:
.
【题型四】
法求通项公式
【例1】已知数列
的前
项和为
,则数列
的通项公式为 .
【答案】
【分析】由
的关系作差即可求解;
【详解】由
,
可得:
,
两式相减可得:
,
当
时,
,不满足上式,
所以
,
故答案为:
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【例2】设数列
的前
项和为
,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】当
时,求出
的值,当
且
时,由
可得
,两式作差推
导出
为等差数列,确定该数列的首项和公差,可求出
的通项公式,进而可得出
的表达式,逐
项判断即可.
【详解】因为数列
的前
项和为
,且
,
当
时,则
,解得
,
当
且
时,由
可得
,
上述两式作差可得
,整理可得
,
等式
两边同时除以
可得
,
所以数列
是以
为首项,公差为的等差数列,
所以
,所以
,
对于AB 选项,
,
,则
,A 错B 对;
,
对于CD 选项,
,
,
所以,
,CD 都错.
故选:B.
1、利用
求通项时,要注意检验
n=1
时的情况。
已知
求
的三个步骤:
(1)先利用
求出
.
(2)用
替换
中的
得到一个新的关系,利用
便可求出当
时
的表达
式.
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(3)对
时的结果进行检验,看是否符合
时
的表达式,
如果符合,则可以把数列的通项公式合写;
如果不符合,则应该分
与
两段来写.
2、已知数列的前n 项和sn 的相关条件求数列通项公式的基本思路是两个:
(1)将和sn 转化为项an ,即利用an=sn−sn−1将和转化为项.
(2)可将条件看作是数列{sn}的递推公式,先求出sn ,然后题目即转化为已知数列的前n 项和sn ,求
数列通项公式an .
【变式1】已知
为数列
的前
项和,且
,若
对任意正整数
恒成立,则
实数
的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据
与
的关系可得
,进而可得数列
是以4 为首项,2 为公比的等比数列,
求通项公式后代入不等式整理可得
恒成立,再根据作差法分析
的单调性求得最大值即
可.
【详解】由
,令
,解得
,
当
时,由
得
,即
,
所以数列
是以4 为首项,2 为公比的等比数列,所以
,
由
,即
恒成立,
令
,则
,而
,所以
,
即数列
单调递减,故
,所以
,所以
的最小值为
.
故选:C
【变式2】已知数列
的前
项和
满足
,若数列
满足
,
,则
数列
的通项公式为( )
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A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据条件,利用
与
间的关系,得到
,从而有
,再利用累加法,即可求
解.
【详解】因为
,当
时,
,
两式相减得到
,即
,
又
,得到
,所以数列
是以
,
的等比数列,
所以
,则
,
当
时,
,
所以
,又
时,满足
,
故选:A.
【变式3】(多选)已知数列
的前
项和为
,
,
,则( )
A.数列
是等比数列
B.
C.
D.数列
的前
项和为
【答案】ACD
【分析】A 选项,变形得到
,故
是公比为2 的等比数列;C 选项,结合A,利用等
比数列求通项公式得到C 正确;B 选项,在C 基础上,利用
求出通项公式;D 选项,先
得到
为公比为
的等比数列,利用求和公式得到答案.
【详解】A 选项,
,
其中
,所以
是公比为2 的等比数列,A 正确;
C 选项,由A 知,
,所以
,C 正确;
B 选项,当
时,
,
当
时,
,
显然
满足
,故
,B 错误;
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D 选项,
,故
,
即
为公比为
的等比数列,且
,
所以
的前
项和为
,D 正确.
故选:ACD
【题型五】构造法求数列通项公式
【例1】已知数列中,
,
,则
.
【答案】
【分析】由递推公式构造
,通过等比数列通项公式即可求解;
【详解】由
,
可得:
,
所以
是首项为
,公比为3 的等比数列,
所以
,
所以
,
故答案为:
【例2】(多选)已知数列
的前n 项和为
,若
,
,则( )
A.
B.数列
为等比数列
C.
D.
【答案】BCD
【分析】根据给定条件,利用构造法求出数列
的通项公式,再逐项判断即可.
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【详解】数列
中,
,
,则
,
,
整理得
,而
,因此数列
是首项、公比均为
的等比数列,B 正确;
,解得
,
对于A,
,A 错误;
对于C,
,则
,C 正确;
对于D,
,D 正确.
故选:BCD
1、形如
型
** 错误的表达式 **若c =1时,数列{an}为等差数列;
** 错误的表达式 **若d =0时,数列{an}为等比数列;
** 错误的表达式 **若c≠1,d ≠0时,数列{an}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造辅助数列
来求。
(1)待定系数法:设an+1+ λ =c(an+ λ),得an+1=c an+(c−1)λ,
与题设an+1=c an+d比较系数得:(c−1) λ =d,所以λ =
d
c−1 (c≠1)
所以有:an+1+
d
c−1 =c(an+
d
c−1 )
因此数列{an+
d
c−1}构成以a1+
d
c−1为首项,以c为公比的等比数列。
(2)逐项相减法(阶差法):有时我们从递推关系an+1=c an+d中把n换成n−1
有an=c an−1+d,两式相减有:an+1−an=c(an−an−1),从而化为公比为c的等比数列{an+1−an},进而求
得通项公式an+1−an=c
n(a2−a1),
再利用累加法即可求得通项公式。我们可以看到此方法比较复杂。
2、形如
(其中
是常数,且
)
** 错误的表达式 **若p=1时,即:an+1=an+q
n累加即可。
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** 错误的表达式 **若p≠1时,即:an+1= pan+q
n求通项方法有以下三种方法:
(1)两边同除以p
n+1.目的是把所求数列构造成等差数列,即:an+1
p
n+1 = an
p
n + 1
p ∙( q
p )
n
,
令bn= an
p
n,则bn+1−bn= 1
p ∙( q
p )
n
,然后累加法求通项。
(2)两边除以q
n+1.目的是把所求数列构造成等比数列,即:an+1
q
n+1 = p
q ∙an
q
n + 1
q ,
令bn= an
q
n,则可化为bn+1= p
q bn+ 1
q ,然后待定系数法求通项即可。
(3)待定系数法:目的是把所求数列构造成等差数列
设an+1+ λ∙q
n+1= p(an+ λ∙q
n),通过比较系数,求出λ,转化为等比数列求通项。
注意:应用待定系数法时,要求p≠q,否则待定系数法会失效。
3、形如
(其中
,
是常数,且
)
(1)逐项相减法(阶差法)
(2)待定系数法:通过配凑可转化为(an+ xn+ y)= p(an−1+ x (n−1)+ y)
解题基本步骤:
** 错误的表达式 **确定f (n)=kn+b
** 错误的表达式 **设等比数列bn=(an+ xn+ y),公比为p
** 错误的表达式 **列出关系式(an+ xn+ y)= p(an−1+ x (n−1)+ y),即bn= pbn−1
** 错误的表达式 **比较系数求x,y
** 错误的表达式 **解得数列
的通项公式,并得出数列
的通项公式。
【变式1】已知数列
满足
,
,
,则数列
的通项公式为 .
【答案】
【分析】由
得
,构造等比数列即可求解.
【详解】由
,
,
,可得
,
所以
是以3 为首项、3 为公比的等比数列,所以
,
则
,
;
故答案为:
.
【变式2】已知数列
的前
项和为
,其中
,
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
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【分析】根据题意构造得
,由等比数列定义和通项公式可得
,从而得解.
【详解】因为
,
所以
,所以
,
而
,故
,
所以数列
是首项为
,公比为
的等比数列,
所以
,
即
,所以
.
故选:C
【变式3】已知数列
的前
项和为
,若
,且
,则
.
【答案】
【分析】构造数列
,证明该数列是等比数列,再根据等比数列的通项公式求
的通项公式.
【详解】由
,
即
,因为
,
所以数列
是首项为
,公比为
的等比数列,
即
,所以
.
故答案为:
【题型六】寻找递推关系式求数列
【例1】三名篮球运动员甲、乙、丙进行传球训练(不能传给自己),由丙开始传,经过5 次传递后,球
又被传回给丙,则不同的传球方式共有( )
A.6 种
B.10 种
C.11 种
D.12 种
【答案】B
【分析】设在第
次传球后有
种情况球在丙手中,结合题意可推出
,即可求得答案.
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【详解】设在第
次传球后有
种情况球在丙手中,即经过n 次传球后球又被传回给丙,
在前n 次传球中,每次传球都有2 种可能,故在前n 次传球中共有
种传球方法,
故在第n 次传球后,球不在丙手中的情况有
(种),即球在甲或乙手中,
只有在这些情况时,在第n+1 次传球后,球才会被传回给丙,
即
,由题意可得
,则
,
,
故选:B
【例2】(多选)某学校足球社团进行传球训练,甲乙丙三名成员为一组,训练内容是从某人开始随机
、
、
地将球传给其他两人中的任意一人,接球者再随机地将球传给其他两人中的任意一人.现假定每次传球都能
被接到,开始传球的人为第一次触球者,记第
次触球者是甲的概率为
.已知甲为本次训练的第一次触球
者,即
,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【分析】
与
能直接进行求解;
项分析出要想第
次触球者是甲,则第
次触球的不能是甲,且
第
次触球的人,有
的概率将球传给甲,从而求出递推公式;
项在
项的基础上求出通项公式,
计算出
,比较出
,从而判断求解.
【详解】
:甲传球给乙或丙,故
,故
正确;
:乙或丙传球给其他两个人,故
,故
错误;
、
:由题意得:要想第
次触球者是甲,则第
次触球的不能是甲,
且第
次触球的人,有
的概率将球传给甲,
故
,则
,故C 正确;
因为
,设
,
解得:
,所以
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因为
,所以
是以
为首项,公比是
的等比数列,
故
,所以
,
故
,则
,
故
,故
正确.
故选:
.
【点睛】概率与数列结合的题目,要能分析出递推关系,通过递推关系求出通项公式,这是解题的关键.
【变式1】在如图斜方格阵中,一机器人从中心方格
出发,每次运动可以跨越机器人所在方格的一条边
(如第1 次运动,机器人可以运动到
,
,
或
).若机器人走出斜方格阵视为“失败”,反之视
为“成功”,则运动2025 次后机器人“成功”的概率为 .
【答案】
【分析】设2025 次后机器人在
处的概率为
,在①处的概率为
,在②处的概率为
,在③处的概率
为
,则由题意可得
,
,
,
,进而求得结论.
【详解】如图,斜方格具有对称性,因而若机器人运动过程不走出斜方格阵,只需考虑机器人位于斜方格
阵中的①、②、③处位置即可,设2025 次后机器人在
处的概率为
,在①处的概率为
,在②处的概
率为
,在③处的概率为
.
则
,
,
,
.
将
,
,
代入到
中,得
,
17
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又由题意得
,
,则
,
所以
,则
,
,
,
所以概率
.
故答案为:
.
【点睛】关键点点睛:本题涉及概率和数列知识,关键是分析运动次数与所在位置的的情况找规律,推导
出一般概率表达式,再利用全概率公式,求出运动2025 次后机器人“成功”的概率即可.
【变式2】如图,在多面体
的顶点处有一质点S,质点S 每次会随机地沿一条棱向相邻的某
个顶点移动,且向每个顶点移动的概率相同.从一个顶点沿一条棱移动到相邻顶点称为移动一次.若质点
S 的初始位置在点A 处,记质点S 移动n 次后仍在平面ABCD 上的概率为
,则
;
.
【答案】
【分析】先求出
,再由题意归纳出
的递推式子,进而构造数列
,进而求和.
【详解】质点S 点A 处时,移动一次可以到
四个位置的其中一个,
其中
两个位置在平面ABCD 上,因此
,
因为当质点在
时,移动一次一定在平面ABCD 上,
所以当质点移动第二次时,质点仍在平面ABCD 上的概率
,
因此
,
即
,
18
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所以
,
所以
,
所以数列
是以
为首项,公比
的等比数列,
所以
.
故答案为:
易错点一:忽视首项需要检验
①当
时,a1若适合
,则
的情况可并入
时的通项
;
②当
时,a1若不适合
,则用分段函数的形式表示.
例1.已知数列
的前
项和为
,则数列
的通项公式为 .
【答案】
【分析】由
的关系作差即可求解;
【详解】由
,
可得:
,
两式相减可得:
,
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当
时,
,不满足上式,
所以
,
故答案为:
变式1.已知数列
的前
项和为
,
,则
.
【答案】
【分析】利用前
项和与通项公式的关系求解通项公式即可.
【详解】当
时,
,
当
时,
,
此时
,不符,故
.
故答案为:
变式2.已知数列{an}的前n 项和为Sn(n N
∈*),且
S1+
S2+…+
Sn=3n+5,则数列{an}的通项公式
.
【答案】
【分析】由于所给递推关系是
,可先利用作差法求出
,再利用一次作差法
求
的通项公式.
【详解】∵
①,
∴当
时,
,即
,
;
当
时,
,即
,将
代入并整理得
,
.
当
时,
②,
由①-②得,
,∴
,
因此,当
时,
,
当
时,
,∴
在
时不成立,
20
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故
.
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