高考侧重于考查等差、等比数列的通项an,前n项和Sn的基本运算,另外等差、等比数列的性质也是高考的热点.
备考时应切实理解等差、等比数列的概念,加强五个量的基本运算,强化性质的应用意识.
1.等差数列
(1)定义式:an+1-an=d(n∈N*,d为常数); (2)通项公式:an=a1+(n-1)d; n
(3)前n项和公式:Sn=a1+annn-
=na1+22
d
;
(4)性质:①an=am+(n-m)d(n、m∈N*);
②若m+n=p+q(m、n、p、q∈N*),则am+an=ap+aq. 2.等比数列
an+1
(1)定义式:=q(n∈N*,q为非零常数);
an(2)通项公式:an=a1qn1;
-
na q=1,1
(3)前n项和公式:Sn=a1-qn
q≠1.1-q(4)性质:①an=amqn
-m
(n,m∈N*);
②若m+n=p+q,则aman=apaq(p、q、m、n∈N*).
3.复习数列专题要把握等差、等比数列两个定义,牢记通项、前n项和四组公式,活用等差、等比数列的性质,明确数列与函数的关系,巧妙利用an与Sn的关系进行转化,细辨应用问题中的条件与结论是通项还是前n项和,集中突破数列求和的五种方法(公式法、倒序相加法、错位相减法、分组求和法、裂项相消法).学——科网
【误区警示】
1.应用an与Sn的关系,等比数列前n项和公式时,注意分类讨论. 2.等差、等比数列的性质可类比掌握.注意不要用混.
3.讨论等差数列前n项和的最值时,不要忽视n为整数的条件和an=0的情形. 4.等比数列{an}中,公比q≠0,an≠0.
高频考点一、等差数列、等比数列的基本运算 例1、(2018年浙江卷)已知A. 【答案】B 【解析】令因此
若公比若公比但即因此
,
,选B.
【变式探究】【2017课标1,理4】记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4a524,S648,则{an}的公差为
A.1
B.2
C.4
D.8
,则,则
, ,不合题意;
则,
,不合题意;
,令
得
,所以当
时,
,当
时,
,
B.
成等比数列,且 C.
D.
.若
,则
【答案】C
【解析】因为即
,解得d4,故选C.
,即a3a416,则
,
【变式探究】(1)在等比数列{an}中,Sn表示其前n项和,若a3=2S2+1,a4=2S3+1,则公比q等于( ) A.-3 B.-1 C.1 D.3
2(2)已知{an}是等差数列,Sn是其前n项和.若a1+a2=-3,S5=10,则a9的值是________.
a4解析:(1)两式相减得a4-a3=2a3,从而求得=3.即q=3.
a3
5×4
(2)法一:设等差数列{an}的公差为d,由S5=10,知S5=5a1+d=10,得a1+2d=2,即a1=2-2d.
2
2
∴a2=a1+d=2-d,代入a1+a22=-3,化简得d-6d+9=0,∴d=3,a1=-4.故a9=a1+8d=-4+24=
20.
5(a1+a5)
法二:设等差数列{an}的公差为d,由S5=10,知=5a3=10,∴a3=2.
2
2
∴由a1+a3=2a2,得a1=2a2-2,代入a1+a22=-3,化简得a2+2a2+1=0,∴a2=-1.
公差d=a3-a2=2+1=3,故a9=a3+6d=2+18=20. 答案:(1)D (2)20
【变式探究】(1)已知{an}是公差为1的等差数列,Sn为{an}的前n项和,若S8=4S4,则a10=( ) 1719
A. B. C.10 D.12 22
81
(2)若等比数列的各项均为正数,前4项的和为9,积为,则前4项倒数的和为( )
439
A. B. C.1 D.2 24
高频考点二、等差数列、等比数列的判断与证明 例2、已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan,其中λ≠0. (1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式; 31
(2)若S5=,求λ.
32
(1)证明:由题意得a1=S1=1+λa1, 1
故λ≠1,a1=,故a1≠0.
1-λ
由Sn=1+λan,Sn+1=1+λan+1得an+1=λan+1-λan, 即an+1(λ-1)=λan.
由a1≠0,λ≠0得an≠0,∴
an+1λ
=. anλ-1
1λ
因此{an}是首项为,公比为的等比数列,
1-λλ-11λ
于是an=
1-λλ-1
n-1
.
n
λ
(2)解:由(1)得Sn=1-λ-1.
λλ31311
由S5=得1-λ-1=,即λ-1=. 323232解得λ=-1.
1
【变式探究】已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2,n∈N*),a1=. 2
1
(1)求证:S是等差数列;
n
5
5
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明:由an+2Sn·Sn-1=0(n≥2,n∈N*), 得Sn-Sn-1+2Sn·Sn-1=0, 11∴-=2(n≥2,n∈N*), SnSn-111
又==2, S1a1
1
故S是首项为2,公差为2的等差数列. n
11
(2)解:由(1)知,=2n,故Sn=,
Sn2n
111
an=Sn-Sn-1=-=-(n≥2,n∈N*),
2n2(n-1)2n(n-1)
∴a=
1
-2n(n-1),n≥2.
n
1
,n=1,2
高频考点三、等差数列、等比数列的综合应用
例3、(2018年浙江卷)已知等比数列{an}的公比q>1,且a3+a4+a5=28,a4+2是a3,a5的等差中项.数列
{bn}满足b1=1,数列{(bn+1−bn)an}的前n项和为2n2+n. (Ⅰ)求q的值;
(Ⅱ)求数列{bn}的通项公式. 【答案】(Ⅰ)
(Ⅱ)【解析】 (Ⅰ)由所以解得由因为
. 得,所以
. 是
的等差中项得
,
,
,
(Ⅱ)设由
由(Ⅰ)可知所以故
,数列解得,
, ,
前n项和为. .
.
设
,
所以因此又
,所以
,
.
,
【变式探究】【2017课标1,理12】几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是
A.440 【答案】A
B.330 C.220 D.110
【解析】由题意得,数列如下:
则该数列的前项和为
,
要使和,设
所以
,有k14,此时k22k1,所以k2是第k1组等比数列1,2,,
,则t5,此时
,
,2k的部分
所以对应满足条件的最小整数,故选A.
1
【变式探究】已知{an}是公差为3的等差数列,数列{bn}满足b1=1,b2=,anbn+1+bn+1=nbn.
3(1)求{an}的通项公式; (2)求{bn}的前n项和.
1
解:(1)由已知,a1b2+b2=b1,b1=1,b2=,得a1=2.
3
∴数列{an}是首项为2,公差为3的等差数列,通项公式为an=3n-1.
【变式探究】已知数列{an}的前n项和为Sn,常数λ>0,且λa1an=S1+Sn对一切正整数n都成立. (1)求数列{an}的通项公式.
1
(2)设a1>0,λ=100.当n为何值时,数列lga的前n项和最大?
n
解:(1)取n=1,得λa21=2S1=2a1,a1(λa1-2)=0. 若a1=0,则Sn=0.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=0-0=0, ∴an=0(n≥1). 2若a1≠0,则a1=.
λ
22
当n≥2时,2an=+Sn,2an-1=+Sn-1,
λλ两式相减得2an-2an-1=an,
∴an=2an-1(n≥2),从而数列{an}是等比数列, 22n
n-1n-1
∴an=a1·2=λ·2=λ. 10. (2018年江苏卷)设是排列
的一个逆序,排列
··,对1,2,·,n的一个排列
,如果当s 2,3的一个排列231,的所有逆序的总个数称为其逆序数.例如:对1, ··为1,2,·,n的所有排列中逆序数为k 只有两个逆序(2,1),(3,1),则排列231的逆序数为2.记的全部排列的个数. (1)求(2)求 的值; 的表达式(用n表示). 【答案】(1)2 5 (2)n≥5时,【解析】(1)记 为排列abc的逆序数,对1,2,3的所有排列,有 , 所以 . 对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4在新排列中的位置只能是最后三个位置. 因此, . . . (2)对一般的n(n≥4)的情形,逆序数为0的排列只有一个:12…n,所以 逆序数为1的排列只能是将排列12…n中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,所以为计算 ,当1,2,…,n的排列及其逆序数确定后,将n+1添加进原排列,n+1在新排列中的位 置只能是最后三个位置. 因此,当n≥5时, . , 因此,n≥5时, . 的前项和,已知 , . 11. (2018年全国Ⅱ卷理数) 记为等差数列(1)求 的通项公式; (2)求,并求的最小值. 2 【答案】(1)an=2n–9,(2)Sn=n–8n,最小值为–16. 【解析】 (1)设{an}的公差为d,由题意得3a1+3d=–15.由a1=–7得d=2.所以{an}的通项公式为an=2n–9. 22 (2)由(1)得Sn=n–8n=(n–4)–16.所以当n=4时,Sn取得最小值,最小值为–16. 12. (2018年全国Ⅲ卷理数)等比数列(1)求 的通项公式; 的前项和.若 或 中,. (2)记为【答案】(1)(2) ,求. 1.【2017课标1,理4】记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4a524,S648,则{an}的公差为 A.1 B.2 C.4 D.8 【答案】C 【解析】因为即 ,解得d4,故选C. ,即a3a416,则 , 2.【2017课标II,理3】我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A.1盏 B.3盏 C.5盏 D.9盏 【答案】B 【解析】设塔的顶层共有灯x盏,则各层的灯数构成一个首项为x,公比为2的等比数列,结合等比数 列的求和公式有: ,解得x3,即塔的顶层共有灯3盏,故选B. 3.【2017课标1,理12】几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是 A.440 B.330 C.220 D.110 【答案】A 【解析】由题意得,数列如下: 则该数列的前项和为 , 要使分和,设 所以 ,有k14,此时k22k1,所以k2是第k1组等比数列1,2,, ,则t5,此时 , ,2k的部 所以对应满足条件的最小整数,故选A. 1. 【2016高考新课标1卷】已知等差数列an前9项的和为27,a108,则a100 ( ) (A)100 (B)99 (C)98 (D)97 【答案】C 【解析】由已知,所以故选C. 2【2016高考浙江理数】如图,点列{An},{Bn}分别在某锐角的两边上,且 , ( ).若 , ( ) 2}是等差数列 A.{Sn}是等差数列 B.{Sn2}是等差数列 C.{dn}是等差数列 D.{dn【答案】A 3.【2016年高考北京理数】已知{an}为等差数列,Sn为其前n项和,若a16,a3a50,则 S6=_______.. 【答案】6 【解析】∵{an}是等差数列,∴∴整理得即同理有 , ,解得S28, ,即 ,解得S13, , ; ,a40, ,故填:6. ,d2, ,因此有, (2)由题意得, 由(1)知a13,a25,a37,猜想an2n1, 假设当 时,猜想成立,即ak2k1,则有 , 则当nk1时,有 这说明当nk1时,猜想也成立, 由归纳原理知,对任意nN,an2n1. 【考点定位】数列的通项 , 13. 【2014高考湖北理第18题】已知等差数列{an}满足:a12,且a1、a2、a5成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式. (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得若不存在,说明理由. 【答案】(1)an2或an4n2. 若存在,求n的最小值; (2)当an2时,Sn2n,显然 ,不存在正整数n,使得 . 当an4n2时,令 ,即 , , 解得n40或n10(舍去) 此时存在正整数n,使得 成立,n的最小值为41. 综上所述,当an2时,不存在正整数n; 当an4n2时,存在正整数n,使得 成立,n的最小值为41. 【考点定位】等差数列、等比数列的性质、等差数列的求和公式. 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容