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专题5-3 数列求和及综合大题归类
目录
题型01 等差等比公式法求和...............................................................................................................................................1
题型02 等差、等比、裂项、三角型分组求和..................................................................................................................2
题型03 中心对称型倒序求和..............................................................................................................................................3
题型04 难度较大的错位相消求和.......................................................................................................................................4
题型05 奇偶讨论、正负相间型求和..................................................................................................................................5
题型06 插入数型求和..........................................................................................................................................................6
题型07 分段型数列求和......................................................................................................................................................8
题型08 裂项相消型求和.......................................................................................................................................................8
题型09 裂项归类:降幂分离型.........................................................................................................................................10
题型10 裂项归类:分子是分母差的线性型.....................................................................................................................10
题型11 裂项归类:指数等差型裂项.................................................................................................................................11
题型12 裂项归类:指数与等差“同构”型.....................................................................................................................12
题型13 正负型裂项:正负基础型.....................................................................................................................................13
题型14 正负型裂项:等差裂和型....................................................................................................................................14
题型15 正负型裂项:指数裂和型.....................................................................................................................................14
题型16 裂项归类:三角函数型.........................................................................................................................................15
题型17 通项分段求和........................................................................................................................................................16
高考练场.............................................................................................................................................................................. 17
题型01 等差等比公式法求和
【解题攻略】
对于等差等比数列,利用公式法可直接求解
等差数列有关公式:
(1) 通项公式:an=
a 1+
( n -
1)
d ;
(2)前n 项和公式:Sn=na1+d=.
等比数列有关公式:
(1) 通项公式:an=a1q n - 1 ;
(2)前n 项和公式:Sn=
【典例1-1】(2024 上·四川自贡·高三统考)设
是等差数列,若
.
(1)求
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和及其最值.
【典例1-2】(2024 上·湖北·高三湖北省武汉市汉铁高级中学校联考)已知
是等差数列
的前
项和,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若
,求
的最小值.
【变式1-1】(2024 上·河南·高三校联考)已知公比不为1 的等比数列
满足
,且
是等差数
1
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列
的前三项.
(1)求
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和
.
【变式1-2】(2023 上·海南省直辖县级单位·高三校考)在等差数列
中,已知:
,
.
(1)求数列
的公差及通项公式;
(2)求数列
的前
项和
的最小值,并指出此时正整数
的值.
题型02 等差、等比、裂项、三角型分组求和
【解题攻略】
分组求和
1.形如an=
,用分组求和法,分别求和而后相加减
2.形如an=
,用分组求和法,分别求和而后相加减
3.形如an=
,用分组求和法,分别求和而后相加减
【典例1-1】(23·24 上·徐汇·)若数列
满足条件:存在正整数k,使得
对一切
,
都成立,则称数列
为k 级等差数列;
(1)已知数列
为2 级等差数列,且前四项分别为2,0,4,3,求
的值;
(2)若
(
),且
是3 级等差数列,求
的最小正值,及此时数列
的前3n 项和
;
【典例1-2】(22·23 上·广安·)已知数列
满足
.等比数列
的公比为3,且
.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)记
,求数列
的前
项和
.
【变式1-1】(23·24 上·成都·阶段练习)设
为数列
的前
项和,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)令
,
,求数列
的前
项和
.
【变式1-2】(23·24 上·盐城·)设数列
的前
项和为
,且
.
(1)求数列
的通项公式;
2
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(2)若数列
满足
,
,且
,设
,求数列
的前
项和
.
题型03 中心对称型倒序求和
【解题攻略】
倒序求和
如果一个数列,与首末项等距的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写和与倒着写和的两个和式相
加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法。比较常见于等差数列,以及具有中心对成的
函数型数列求和
【典例1-1】(22·23·全国·专题练习)设函数
,设
,
.
(1)计算
的值.
(2)求数列
的通项公式.
【典例1-2】(21·22·全国·专题练习)设
是函数
的图象上任意两点,
且
,已知点
的横坐标为
.
(1)求证:
点的纵坐标为定值;
(2)若
且
求
;
【变式1-1】(20·21·全国·课时练习)已知函数
,数列
的前n 项和为
,点
均在函数
的图象上,函数
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)求
的值;
(3)令
,求数列
的前2020 项和
.
【变式1-2】(20·21·全国·课时练习)已知函数
,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)若函数
,令
,求数列
的前2020 项和
.
3
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题型04 难度较大的错位相消求和
【解题攻略】
错位相减法:形如an=
,用错位相减法求解.
错位相减法求数列
的前n 项和
(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)思维结构结构图示如下
(4)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cn=(An +B)⋅qn,可以用错位相减法.
T n=( A+B)q+(2 A+B)q2+(3 A+B)q3+...+(An+B)qn①
qT n=( A+B)q2+(2 A+B)q3+(3 A+B)q4+...+(An+B)qn+1②
得:
.
整理得:T n=( An
q−1+ B
q−1−
A
(q−1)2 )qn+1−( B
q−1−
A
(q−1)2 )q.
4
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(5)万能公式:
形如
的数列求和为
,
其中
,
,
(6)公式秒杀:
(错位相减都可化简为这种形式,对于求解参数
与
,可以采用将前1 项和与前2 项
和代入式中,建立二元一次方程求解.此方法可以快速求解出结果或者作为检验对错的依据.)
【典例1-1】(23·24 上·厦门·)已知等差数列
与等比数列
满足
,
,
,且
既是
和
的等差中项,又是其等比中项.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)记
,其中
,求数列
的前
项和
.
【典例1-2】.(23·24 上·无锡·)各项均为正数的数列
的前
项和记为
,已知
,且
对一切
都成立.
(1)求数列
的通项公式;
(2)在
和
之间插入
个数,使这
个数组成等差数列,将插入的
个数之和记为
,其中
.求数列
的前
项和.
【变式1-1】(23·24 上·温州·)已知数列
的前项和为
.
(1)求数列
的通项公式.
(2)设数列
的前项和为
,点
在直线
上,
,求
以及
的最小值.
【变式1-2】(23·24 上·丹东·)已知数列
是公差为1 的等差数列,且
,数列
是等比数列,
且
(1)求
和
的通项公式;
(2)记
,其中
,求数列
的前
项的和
.
5
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题型05 奇偶讨论、正负相间型求和
【解题攻略】
正负相间求和:
1.奇偶项正负相间型求和,可以两项结合构成“常数数列”。
2.如果需要讨论奇偶,一般情况下,先求偶,再求奇。求奇时候,直接代入偶数项公式,再加上最后的奇
数项通项。
【典例1-1】(2024 上·江苏苏州·高三统考)已知等差数列
的公差为
,且
,设
为
的前项
和,数列
满足
.
(1)若
,且
,求
;
(2)若数列
也是公差为
的等差数列,求数列
的前
项和
.
【典例1-2】(2024 上·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考)已知数列
满足
,且对任意正整
数n 都有
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设数列
的前n 项和为
,
,(
),若
且
,求集
合A 中所有元素的和.
【变式1-1】(2024·云南昭通·统考模拟预测)已知数列
满足
.
(1)证明:数列
是等差数列,并求数列
的通项公式;
(2)记
,求数列
的前
项和
.
【变式1-2】(2024 上·江苏·高三)已知各项均为正数的数列
的前n 项和为
,且
对一切
都成立.若
是公差为2 的等差数列,
.
(1)求数列
与
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和
.
题型06 插入数型求和
【解题攻略】
插入数型
1.插入数构成等差数列
在
和
之间插入
个数,使这
个数构成等差数列,可通过构造新数列
来求解
个数构成等差数列,公差记为
,所以:
6
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2. 插入数构成等比数列
在
和
之间插入
个数,使这
个数构成等比数列,可通过构造新数列
来求解
个数构成等比数列,公差记为
,所以:
3. 插入数混合型
混合型插入数列,其突破口在于:在插入这些数中,数列
提供了多少项,其余都是插入进来的。
【典例1-1】(2024·全国·武钢三中校联考模拟预测)已知数列
为等差数列,
,且数
列
是公比为2 的等比数列,
.
(1)求
,
的通项公式;
(2)若数列
满足
,将
中的项按原有顺序依次插入到数列
中,使
与
之间
插入2 项,形成新数列,求此新数列前面20 项的和
.
【典例1-2】(2018 下·江苏南京·高三南京外国语学校校考)设等比数列
的前
项和为
;数
列
满足
(
,
).
(1)求数列
的通项公式;
(2)①试确定的值,使得数列
为等差数列;②在①结论下,若对每个正整数
,在
与
之间插
入
个2,符到一个数列
.设
是数列
的前
项和,试求满足
的所有正整数
.
【变式1-1】(2023 上·上海普陀·高三上海市晋元高级中学校考阶段练习)若数列
满足
(
为正整数,
为常数),则称数列
为等方差数列,
为公方差.
(1)已知数列
,
的通项公式分别为:
,
,判断上述两个数列是否为等方差数列,
并说明理由;
(2)若数列
是首项为1,公方差为2 的等方差数列,在(1)的条件下,在
与
之间依次插入数列
中的
项构成新数列
:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,……,求数列
中前
30 项的和
.
【变式1-2】(2022 上·广东梅州·高三大埔县虎山中学校考阶段练习)已知各项均为正数的数列{an}中,
a1=1 且满足
,数列{bn}的前n 项和为Sn,满足2Sn+1=3bn.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设
,求数列
的前n 项和Sn;
7
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(3)若在bk 与bk+1之间依次插入数列{an}中的k 项构成新数列
:b1,a1,b2,a2,a3,b3,a4,a5,a6,
b4,……,求数列{cn}中前50 项的和T50.
.
题型07 分段型数列求和
【解题攻略】
分段数列求和:
1.分奇偶讨论,各自新数列求和。注意奇数项与偶数项各自项数。
2.要注意处理好奇偶数列对应的项:
(1)可构建新数列;
(2)可“跳项”求和
【典例1-1】已知数列
的前n 项和为
,且满足
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若数列
,求数列
的前
项和
.
【典例1-2】已知数列
,
的前n 项和分别为
,
,
,
.
(1)求
及数列
,
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前2n 项和
.
【变式1-1】已知等差数列
前
项和为
(
),数列
是等比数列,
,
,
,
.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)若
,设数列
的前
项和为
,求
.
【变式1-2】已知数列
的前
项和为
,且满足
,等差数列
中,
,
.
(1)求数列
,
的通项公式;
(2)定义
,记
,求数列
的前20 项和
.
8
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题型08 裂项相消型求和
【解题攻略】
常见的裂项相消法求和类型
(1)
;
(
2
)
;
(
3
)
;(4)
;
分式型:
,
,
等;
【典例1-1】(23·24 上·福州·)已知
是数列
的前n 项和,
.
(1)求数列
的通项公式
(2)设
为数列
前n 项的和,若
对一切
恒成立,求实数
的最大值.
【典例1-2】(23·24 上·威海·阶段练习)设数列
的前
项和为
,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设数列
的前
项和为
,求证:
.
【变式1-1】(23·24 上·闵行·)等差数列
的前
项和为
,已知
,且
.
(1)求
和
;
(2)设
,若
恒成立,求实数
的取值范围.
9
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【变式1-2】(23·24 上·佛山·阶段练习)已知数列
的前
项的和为
,数列
是公差为1 的等差数
列.
(1)证明:数列
是公差为2 的等差数列;
(2)设数列
的前
项的和为
,若
,证明
.
题型09 裂项归类:降幂分离型
【解题攻略】
分离常数型
分式型,如果分子分母都是一次,或者分子二次分母一次,如果不能裂项,可以考虑通过分离常数,把分
子次幂降下来。
【典例1-1】.(22·23 下·十堰·阶段练习)设
是正数组成的数列,其前
项和为
,并且对于所有的
正整数
,
与2 的等差中项等于
与2 的等比中项.
(1)求数列
的通项公式;
(2)令
,求证:
.
【典例1-2】(22·23 下·河池·阶段练习)已知数列
的前n 项和为
,
(1)求数列
的通项公式
;
(2)设
,求数列
的前n 项和
.
【变式1-1】(23·24 上·深圳·阶段练习)已知数列
的前n 项和为
,
,且
.
(1)求
的通项公式;
(2)设
的前n 项和为
,求
.
(3)记数列
的前n 项和为
,若
恒成立,求
的最小值.
【变式1-2】(23·24 上·南昌·阶段练习)已知函数
.
(1)若
,使得
成立,求实数
的取值范围;
(2)证明:对任意的
为自然对数的底数.
10
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题型10 裂项归类:分子是分母差的线性型
【解题攻略】
分式型分子裂差法
如果数列通项满足“分子是分母差的线性关系”即
【典例1-1】(22·23·秦皇岛·模拟预测)设等比数列
的前
项和为
,数列
为等差数列,且公差
,
.
(1)求数列
的通项公式以及前
项和
;
(2)数列
的前
项和为
,求证:
.
【典例1-2】(23·24 上·湖北·一模)已知正项数列
的前
项和
,满足:
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)记
,设数列
的前
项和为
,求证
.
【变式1-1】(22·23·海口·模拟预测)已知等差数列
,其前
项和
满足
为常数.
(1)求
及
的通项公式;
(2)记数列
,求
前
项和的
.
【变式1-2】(2023·四川内江·统考一模)已知等差数列
的前
项和为
,
,
.
(1)求
及
;
(2)若
,求数列
的前
项和
.
题型11 裂项归类:指数等差型裂项
【解题攻略】
指数裂项法
11
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【典例1-1】(2024·福建厦门·统考一模)已知数列
的前
项和为
,
,当
,且
时,
.
(1)证明:
为等比数列;
(2)设
,记数列
的前
项和为
,若
,求正整数
的最小值.
【典例1-2】(2024 上·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考)已知数列
的首项
,且满足
.
(1)求证:数列
为等比数列;
(2)记
,求数列
的前
项和
,证明:
.
【变式1-1】(2024 上·湖南长沙·高三湖南师大附中校考阶段练习)记
为正项数列
的前
项和,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,记数列
的前
项和为
,证明:
.
【变式1-2】(2023 上·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习)已知数列
的首项
,且满足
,记
.
(1)证明:
是等比数列;
(2)记
,证明;数列
的前
项和
.
题型12 裂项归类:指数与等差“同构”型
【解题攻略】
指数与等差数列“同构”
12
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【典例1-1】(22·23·河南·三模)已知数列
的前n 项和为
,
,
.
(1)求数列
的通项
;
(2)设
,求数列
的前n 项和
.
【典例1-2】(23·24 上·合肥·阶段练习)在数和之间插入
个实数,使得这
个数构成递增的等比数
列,将这
个数的乘积记作
,令
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若
,求数列
的前
项和
.
【变式1-1】(22·23 下·抚顺·模拟预测)已知数列
的前n 项和为
,且
.
(1)求
的通项公式;
(2)记
,求数列
的前
项和
.
【变式1-2】(23·24 上·哈尔滨·阶段练习)已知数列
为等差数列,且
,
.
(1)求
的通项公式;
(2)数列
满足
,数列
的前
项和为
,求证:
.
题型13 正负型裂项:正负基础型
【解题攻略】
正负相间求和:
1.奇偶项正负相间型求和,可以两项结合构成“常数数列”。
2.如果需要讨论奇偶,一般情况下,先求偶,再求奇。求奇时候,直接代入偶数项公式,再加上最后的奇
数项通项。
【典例1-1】(22·23 下·德州·)已知数列
为等差数列,数列
为正项等比数列,且满足
,
,
.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前
项和
.
13
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【典例1-2】(22·23 下·武汉·)设数列
前n 项和为
,
,
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设数列
前n 项和为
,问
是否存在最大值?若存在,求出最大值,若不存在,请说明理由.
【变式1-1】(22·23 高三下·湖北·)已知数列
的前n 项和
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设数列
满足:
,求数列
的前2n 项和
.
【变式1-2】设数列
的前
项和为
,且
.(1)求
、
、
的值;
(2)求出
及数列
的通项公式;
(3)设
,求数列
的前
项和为
.
题型14 正负型裂项:等差裂和型
【解题攻略】
正负型等差裂和型
【典例1-1】(22·23 下·荆州·阶段练习)已知等差数列
满足
,且
,
,
成等比数列.
(1)求
的通项公式;
(2)设
,
的前
项和分别为
,
.若
的公差为整数,且
,求
.
【典例1-2】(22·23·三明·三模)已知数列
满足
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,
的前
项和为
,证明:
.
【变式1-1】(22·23 下·武汉·)设数列
前n 项和为
,
,
,
.
(1)求数列
的通项公式;
14
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(2)设数列
前n 项和为
,问
是否存在最大值?若存在,求出最大值,若不存在,请说明理由.
【变式1-2】(2024·全国·高三专题练习)已知数列
的前
项积为
.
(1)求证:数列
是等差数列,并求数列
的通项公式;
(2)令
,求数列
的前
项和
.
.
题型15 正负型裂项:指数裂和型
【解题攻略】
正负型:等指数裂和型
【典例1-1】(21·22 高三下·重庆沙坪坝·)设数列
的前
项和为
,且
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)令
,求数列
的前
项和为
.
【典例1-2】(22·23 高三下·黑龙江哈尔滨·)已知数列
满足
.
(1)求
的通项公式;
(2)设
,数列
的前
项和为
,若存在
,使
,求
的取值范围.
【变式1-1】(22·23 下·武清·阶段练习)设
是等比数列,公比大于,其前
项和为
,
是等差数列,已知
,
,
,
.
(1)求
和
的通项公式;
(2)设数列
的前
项和为
.
(i)求
;
(ii)求
.
【变式1-2】(23·24 上·黔东南·阶段练习)已知数列
满足:
,
.
(1)证明:
是等比数列,并求
的通项公式;
15
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(2)令
,求
的前n 项和
.
题型16 裂项归类:三角函数型
【典例1-1】(2023·山东威海·二模)已知2n+2 个数排列构成以
为公比的等比数列,其中第1 个
数为1,第2n+2 个数为8,设
.
(1)证明:数列
是等差数列;
(2)设
,求数列
的前100 项和
.
【典例1-2】(22·23 上·芜湖·)已知
是数列
的前
项和,
.且
(1)求
的通项公式;
(2)设
,已知数列
满足
,求
的前
项的和
【变式1-1】(2023 上·安徽·高三校联考阶段练习)数列
各项均为正数,
的前n 项和记作
,已
知
,
.
(1)求
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前2023 项和.
【变式1-2】(2023 上·湖北武汉·高三湖北省武昌实验中学校考阶段练习)已知数列
中,
,设
为
前n 项和,
.
(1)求
的通项公式;
(2)若
,求数列
的前n 项和
题型17 通项分段求和
【典例1-1】在公差为2 的等差数列
中,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若数列
满足
,求数列
的前20 项和
.
【典例1-2】在公差不为0 的等差数列
中,前n 项和为
,
,
.
(1)求数列
的通项公式;
16
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(2)设
,
,求数列
的前12 项和
.
【变式1-1】(2024 上·浙江杭州·高三杭州高级中学校考)已知正项数列
的前
项和为
,且满足
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若
,
的前
项和为
,求
.
【变式1-2】(2024 上·贵州毕节·高三统考)已知递增的等比数列
满足
,且
成等差数
列.
(1)求
的通项公式;
(2)设
求数列
的前
项和.
高考练场
1.(2024 上·广东深圳·高三统考)已知数列
为等差数列,且
.
(1)求
的通项公式;
(2)记
为
的前
项和,若
,求
的最小值.
2.(23·24 上·六安·阶段练习)已知首项为1 的正项等比数列
,且
,
,
成等差数列.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前n 项和为
.
3.(20·21 上·开封·阶段练习)已知函数
,设数列
满足
,且
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若记
,2,3,
,
,求数列
的前
项和
.
4.(23·24 上·邢台·)已知数列
的前
项和为
,且
.
(1)求
的通项公式;
(2)数列
满足
,
,设数列
的前
项和为
,证明:
.
5.(2024 上·山西晋城·高三晋城市第一中学校校考)已知数列
是各项为正数的数列,前n 项和记为
,
17
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,(
),
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,
,求数列
的前n 项和
.
6.(2023·上海虹口·华东师范大学第一附属中学校考三模)若数列
满足
(n 为正整数,p 为
常数),则称数列
为等方差数列,p 为公方差.
(1)已知数列
的通项公式分别为
判断上述两个数列是否为等方差数列,并说明
理由;
(2)若数列
是首项为1,公方差为2 的等方差数列,数列
满足
,且
,求正整数m 的值;
(3)在(1)、(2)的条件下,若在
与
之间依次插入数列
中的
项构成新数列
,
,求数列
中前50 项的和
.
7.(2024 上·陕西榆林·高三统考)已知数列
满足
,
,记
.
(1)求
,
;
(2)求证:数列
是等差数列;
(3)求数列
的前
项和
.
8.(23·24 上·河南·)对数列
,记
为数列
的前n 项交替和;
(1)若
,求
的前n 项交替和
;
(2)若数列
的前n 项交替和为
,求
的前n 项和.
9.(22·23 上·全国·单元测试)已知数列
满足:
,数列
满足:
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和
.
10.(2023 上·天津东丽·高三天津市第一百中学校考阶段练习)已知正项数列
的前
项和为
,且
.
(1)求数列
的通项公式;
18
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(2)求数列
前n 项和
;
(3)若
,数列
的前
项和为
,求
的取值范围.
11.(23·24 上·昆明·阶段练习)已知数列
满足
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,数列
的前
项和为
,求证:
.
12.(23·24 上·黔东南·阶段练习)已知数列
满足:
,
.
(1)证明:
是等比数列,并求
的通项公式;
(2)令
,求
的前n 项和
.
13.(22·23·三明·三模)已知数列
满足
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,
的前
项和为
,证明:
.
14.(23·24 上·和平·开学考试)已知等比数列
的公比
,若
,且
,
,
分别
是等差数列
第1,3,5 项.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)记
,求数列
的前
项和
;
(3)记
,求
的最大值和最小值.
15.(22·23 高三上·江苏南通·)已知
为正项数列
的前n 项和,且
,当
时,
.
(1)证明
为等差数列,并求
的通项公式;
(2)若
,求数列
的前
项和
.
16.(2024 上·山东临沂·高三统考)已知
为等差数列,
,记
分别为数列
的前
项和,
.
19
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(1)求
的通项公式;
(2)求
.
20