n
【解】 ∵xn=,
n+1n
∴bn=lgxn=lg =lg n-lg(n+1),
n+1
∴Sn=b1+b2+?+bn
=(lg 1-lg 2)+(lg 2-lg 3)+?+[lg n-lg(n+1)] =-lg(n+1). 【规律感悟】
1.数列与函数交汇问题的常见类型及解法
(1)已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般利用函数的性质、图象研究数列问题. (2)已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、分式、求和方法对式子化简变形.另外,解题时要注意数列与函数的内在联系,灵活运用函数的思想方法求解.
2.数列与不等式交汇问题的常用方法 (1)作差(商)比较.
(2)根据数列的函数特征,判断并利用其单调性. (3)利用基本不等式求最值.
[针对训练]
22
(2015·陕西汉中质检)正项数列{an}的前n项和Sn满足:S2n-(n+n-1)Sn-(n+n)=0.
(1)求数列{an}的通项公式an;
n+15
(2)令bn=数列{bn}的前n项和为Tn.证明:对于任意的n∈N*,都有Tn<. 22,64(n+2)an
2222
【解】 (1)由Sn-(n+n-1)Sn-(n+n)=0,得[Sn-(n+n)](Sn+1)=0. 由于{an}是正项数列,所以Sn>0,Sn=n2+n.
于是a1=S1=2,n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n. 综上,数列{an}的通项公式为an=2n.
n+1
(2)证明:由于an=2n,bn=,
(n+2)2a2n
1n+11?1?-2则bn=2=2. 2
4n(n+2)16?n(n+2)?1111111111
所以Tn=×[1-2+2-2+2-2+?+]=2-2+2-1632435(n-1)(n+1)n(n+2)2
11111?15
1+2?=. ×1+22-(n+1)2-(n+2)2?<×?16??16?2?64
函数与方程思想求解数列中的最值问题 [思想诠释]
数列中的最值问题用到函数与方程思想的常见题型:
(1)数列中的恒成立问题:转化为最值问题,利用函数的单调性或不等式求解.
??an-1≤an,
(2)数列中的最大项与最小项问题:利用函数的有关性质或不等式组?
?an≥an+1?
??an-1≥an,?求解. ?an≤an+1?
(3)数列中前n项和的最值:转化为二次函数,借助二次函数的单调性或求使an≥0(an,≤0)成立时最大的n值即可求解.
[典例剖析]
【典例】 (2015·江西南昌模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,S3=6,正项数列{bn}满足b1·b2·b3·?·bn=2Sn.
11
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若λbn>an对n∈N*均成立,求实数λ的取值范围.
【审题策略】 (1)由a1=1,S3=6求an;由b1·b2·b3·?·bn=2Sn求bn;(2)题目涉及恒成立,联想到函数思想,构建函数,利用函数性质求解.
【解】 (1)∵a1=1,S3=6,∴数列{an}的公差d=1,an=n.
??b1·b2·b3·?·bn=2Sn ①
由题知,?
?b1·b2·b3·?·bn-1=2Sn-1(n≥2) ②?
①÷②得bn=2Sn-Sn-1=2an=2n(n≥2), 又b1=2S1=21=2,满足上式,故bn=2n.
n
(2)λbn>an恒成立?λ>n恒成立,
2
cn+1n+1n
设cn=n,则=,
2cn2n
当n≥2时,cn<1,数列{cn}单调递减,
11
∴(cn)max=,故λ>.
22
1
所以实数λ的取值范围为(,+∞).
2
[针对训练]
an
(2015·辽宁大连模拟)数列{an}满足an+1=,a=1.
2an+11
1
(1)证明:数列{}是等差数列;
an1111n
(2)求数列{}的前n项和Sn,并证明++?+>.
anS1S2Snn+1
an
【解】 (1)证明:∵an+1=,
2an+1
2an+1111
∴=,化简得=2+,
ananan+1an+1
111即-=2,故数列{}是以1为首项,2为公差的等差数列.
anan+1an
n(1+2n-1)21
(2)由(1)知=2n-1,∴Sn==n.
an2
111111111111++?+=2+2+?+2>++?+=(1-)+(-)+?S1S2Sn12n1×22×3223n(n+1)111n+(-)=1-=. nn+1n+1n+1
1.必记公式
(1)“基本数列”的通项公式
①数列-1,1,-1,1,?的通项公式是an=(-1)n(n∈N*). ②数列1,2,3,4,?的通项公式是an=n(n∈N*). ③数列3,5,7,9,?的通项公式是an=2n+1(n∈N*). ④数列2,4,6,8,?的通项公式是an=2n(n∈N*).
-
⑤数列1,2,4,8,?的通项公式是an=2n1(n∈N*). ⑥数列1,4,9,16,?的通项公式是an=n2(n∈N*).
n(n+1)
⑦数列1,3,6,10,?的通项公式是an=(n∈N*).
2
11111
⑧数列,,,,?的通项公式是an=(n∈N*).
1234n
*
(2)常用的拆项公式(其中n∈N)
12
111
=-.
n(n+1)nn+1
1111
②=?n-n+k?.
?n(n+k)k?1111
③=(-). (2n-1)(2n+1)22n-12n+1
1
④若等差数列{an}的公差为d,则
anan+1
1111111
=?a-a?;=?a-a?. d?nn+1?anan+22d?nn+2?
1111
⑤=?n(n+1)-(n+1)(n+2)?.
?n(n+1)(n+2)2?
1
⑥=n+1-n.
n+n+111
⑦=(n+k-n).
n+n+kk
2n11
⑧=n-n+1. nn+1(2-1)(2-1)2-12-12.重要结论
(1)常见数列的前n项和
n(n+1)
①1+2+3+?+n=. 2
②2+4+6+?+2n=n2+n. ③1+3+5+?+(2n-1)=n2.
n(n+1)(2n+1)
④12+22+32+?+n2=.
62
3333?n(n+1)?⑤1+2+3+?+n=
2??.
(2)数列中不等式的放缩技巧
11111
①2<2=?K-1-K+1? KK-12??11111②-<2<-. KK+1KK-1K
1
③2(n+1-n)<<2(n-n-1).
n
3.易错提醒
(1)裂项求和的系数出错:裂项时,把系数写成它的倒数或者忘记系数致错.
?S1,n=1,?
(2)忽略验证第一项致误:利用an=?求通项,忽略n≥2的限定,忘记第
?S-S,n≥2?nn-1
一项单独求解与检验.
(3)求错项数致误:错位相减法求和时,易漏掉减数式的最后一项.
①
限时训练(十一)
建议用时 40分钟 一、选择题
13
实际用时 错题档案 1.(2015·浙江高考)已知{an}是等差数列,公差d不为零,前n项和是Sn.若a3,a4,a8
成等比数列,则( )
A.a1d>0,dS4>0 B.a1d<0,dS4<0 C.a1d>0,dS4<0 D.a1d<0,dS4>0
【解析】 由a3,a4,a8成等比数列可得:(a1+3d)2=(a1+2d)·(a1+7d),即3a1+5d=
(a1+a4)×452
0,所以a1=-d,所以a1d<0.又dS4=d=2(2a1+3d)d=-d2<0.故选B.
323
【答案】 B 2.(2015·保定调研)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=2an+1,则其通项公式为an=( )
nn-1
A.2-1 B.2+1 C.2n-1 D.2(n-1)
-
【解析】 由题意知an+1+1=2(an+1),∴an+1=(a1+1)·2n1=2n,∴an=2n-1. 【答案】 A
11
3.(预测题)已知数列{an}满足an+1=+an-a2n,且a1=,则该数列的前2 015项的22和等于( )
3 023A. B.3 023
2
C.1 512 D.3 024
11
【解析】 因为a1=,又an+1=+an-a2n, 22
1??2,n=2k-1(k∈N*),1
所以a2=1,从而a3=,a4=1,即得an=?故数列的前2 015
2*??1,n=2k(k∈N),
13 0213 023
项的和等于S2 015=1 007×(1+)+1=+1=.
222
【答案】 A 4.(2015·长春质检)设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=a2=1,{nSn+(n+2)an}为等差数列,则an=( )
n+1n
A.n-1 B.n-1 22+12n-1n+1C.n D.n+1 2-12
【解析】 设bn=nSn+(n+2)an,有b1=4,b2=8,则bn=4n,即bn=nSn+(n+2)an
2
=4n,Sn+(1+)an=4.
n
22
当n≥2时,Sn-Sn-1+(1+)an-(1+)a-=0,
nn-1n1
2(n+1)n+1anan-1
所以an=an-1,即2·=,
nnn-1n-1an1
所以{}是以为公比,1为首项的等比数列,
n2
n-1
an1?n所以=?,a=n-1.故选A. n
n?2?2【答案】 A
2anan+1+11
5.(2015·云南第一次统一检测)在数列{an}中,an>0,a1=,如果an+1是1与24-a2n
a2a3a4a100的等比中项,那么a1+2+2+2+?+2的值是( )
234100
100101A. B. 99100
14
10099C. D. 101100
2anan+1+1
?(2an+1+anan+1+1)·(2an+1-anan+1-1)=0
4-a2n
an-1111
?an+1=?an+1-1=?=-1,
2-an2-anan+1-1an-111nan1a2a100∴=-(n-1)=-n-1?an=?2=,∴a1+2+?+2=1
2100an-11n+1nn(n+1)
-12
11111100-+-+?+-=. 223100101101【答案】 C 二、填空题
1
6.(2014·全国新课标Ⅱ高考)数列{an}满足an+1=,a=2,则a1=________.
1-an8
1111
【解析】 将a8=2代入an+1=,可求得a7=;再将a7=代入an+1=,可221-an1-an
1
求得a6=-1;再将a6=-1代入an+1=,可求得a5=2;由此可以推出数列{an}是一
1-an1
个周期数列,且周期为3,所以a1=a7=.
2
1
【答案】
2
2
7.(理)若数列{n(n+4)()n}中的最大项是第k项,则k=________.
3
2+222
【解析】 设数列为{an},则an+1-an=(n+1)(n+5)()n1-n(n+4)()n=()n[(n2+6n
3333
n2
+5)-n2-4n]=n+1(10-n2),
3
所以当n≤3时,an+1>an;当n≥4时,an+1<an.
因此,a1<a2<a3<a4,a4>a5>a6>?,故a4最大,所以k=4. 【答案】 4
?1?
(文)(2015·江苏高考)设数列{an}满足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*),则数列?a?前
?n?
10项的和为________.
【解析】 由a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*)得,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+?+(an
11n(n+1)121
-an-1)=1+2+3+?+n=,则==2?n-n+1?,故数列{}前10
2ann(n+1)an??
11111120
项的和S10=2(1-+-+?+-)=2(1-)=.
2231011111120
【答案】
11
8.(2015·福建高考)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于________.
【解析】 因为a,b为函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同零点,所以2
?p-4q>0,
【解析】 由题意可得,a2n+1=
?
?a+b=p,所以a>0,b>0,所以数列a,-2,b不可能成等差数列,数列a,b,-2??ab=q.
不可能成等比数列,数列-2,a,b不可能成等比数列.不妨取a>b,则只需研究数列a,
15