高三数学数列专题复习
数列历来是高考重点考查的章节,可能出较简单的题目,也可能出很难的题目.尤其是近几年来,很多高考试卷以数列题为压轴题,数列难题频频出现,给考生和中学数学教学带来很大压力.为了适应高考这一新形势,在教学中,尤其是进入第二轮复习以后,如何讲解或强化训练,使学生能够更熟练地解数列题,甚至是数列难题,很值得研究.
一. 基本性质
1. 一般数列的通项an与前n项和
2. 等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d an=ak+(n-k)d (其中a1为首项、ak为已知的第k项) 当d≠0时,an是关于n的一次式;当d=0时,an是一个常数 ?S1(n?1)?Sn的关系:an=?Sn?Sn?1(n?2)
3. 等差数列的前n项和公式:Sn=
nan?n(n?1)d,当2na1?n(n?1)d; 2n(a1?an)Sn=; 2Sn=d≠0时,Sn是关于n的二次式且常数项为
0;当d=0时(a1≠0), Sn=na1是关于n的正比例式 4. 等差数列的通项an与前n项和
a?b等差中项公式:A=2
S2n?1Sn的关系:an=2n?1
5. (有唯一的值)
6. 等比数列的通项公式: an= a1 qn-1 an= ak qn-k (其中a1为首项、ak为已知的第k项,an≠0)
7. 等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=n a1 (是关于n的正比例式);
当q≠1
a1(1?qn)时,Sn=1?q
a1?anqSn=1?q
8. 等比中项公式:G=?ab (ab>0,有两个值) 9. 等差数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、
S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、……仍为等差数列 10. 等差数列{an}中,若m+n=p+q,则am?an?ap?aq
11. 等比数列{an}中,若m+n=p+q,则am?an?ap?aq 12. 等比数列{an}的任意连续m项的和构成的数列Sm、
S2m-Sm、S3m-S2m、S4m - S3m、……仍为等比数列(当m为偶数且公比为-1的情况除外) 13. 两个等差数列{an}与{bn}的和差的数列{an+bn}、{an-bn}仍为等差数列 14.
?an???两个等比数列{an}与{bn}的积、商、倒数的数列{an?bn}、?bn?、
?1????bn?仍为等比数列 15. 等差数列{an}的任意等距离的项构成的数列仍为等差数列 16. 等比数列{an}的任意等距离的项构成的数列仍为等比数列 17. 三个数成等差的设法:a-d,a,a+d;四个数成等差的设法:a-3d,a-d,,a+d,a+3d
18. 三个数成等比的设法:a/q,a,aq;四个数成等比的错误设
法:a/q3,a/q,aq,aq3 (因为其公比为q2>0,对于公比为负的情况不能包括)
19. {an}为等差数列,则?ca?(c>0)是等比数列
20. {bn}(bn>0)是等比数列,则{logcbn} (c>0且c?1) 是等差数列
二,例题选讲
(一)等差等比数列的有关性质
n
例题1.(2012湖北理)(本小题满分12分)
已知等差数列{a}前三项的和为?3,前三项的积为8.
n(Ⅰ)求等差数列{a}的通项公式;
n(Ⅱ)若a,a,a成等比数列,求数列{|a|}的前n项和.
231n解析:(Ⅰ)设等差数列{a}的公差为d,则an2?a1?d,a3?a1?2d,
由题意得??3a1?3d??3,?a1(a1?d)(a1?2d)?8. 解得??a1?2,?d??3,或??a1??4,?d?3.
所以由等差数列通项公式可得
a?2?3(n?1)??3n?5,或a??4?3(n?1)?3n?7.
故a??3n?5,或a?3n?7. (Ⅱ)当a??3n?5时,a,a,a分别为?1,?4,2,不成等比数列;
当a?3n?7时,a,a,a分别为?1,2,?4,成等比数列,满足条件.
nnnnn231n231故|an|?|3n?7|???n?3n?7,n?1,2,
3n?7,n?3.?
n记数列{|a|}的前n项和为S.
当n?1时,S?|a|?4;当n?2时,S当n?3时,
112?|a1|?|a2|?5;
Sn?S2?|a3|?|a4|???|an|?5?(3?3?7)?(3?4?7)???(3n?7)
(n?2)[2?(3n?7)]3211?n?n?10. 当n?2时,满足此式.
222n?1,?4,?综上,Sn??3211
n?n?10,n?1.??22?5?
例题2.(2012广东文)(本小题满分14分)
设数列?an?的前n项和sn,数列?sn?的前n项和为?Tn?,满足
Tn?2Sn?n2,n?N*.
(1)求a1的值;
(2)求数列?an?的通项公式. 解:(1):a1?2a1?12 a1?1
Tn?2Sn?n2???①
②
Tn?1?2Sn?1?(n?1)2???①-②得:
Sn?2an?2n?1
……………… ③
在向后类推一次
Sn?1?2an?1?2(n?1)?1……… an?2an?2an?1?2 an?2an?1?2
④ ③-④得:
an?2?2(an?1?2)
为公比的等比数列
{an?2}是以a1?2?3,为首项,2
?an?2?3?2n?1?an?3?2n?1?2
例题3. 已知数列?an?的前三项与数列?bn?的前三项对应相同,且
a1?2a2?22a3?...?2n?1an?8n对任意的n?N*都成立,数列bn?1?bn??是等
差数列.
⑴求数列?an?与?bn?的通项公式;
⑵是否存在k?N?,使得bk?ak?(0,1),请说明理由.
n?12n?12an?前?a?2a?2a?...?2a?8n点拨:(1)12左边相当于是数列3nSn项和的形式,可以联想到已知Sn求an的方法,当n?2时,
n?Sn?1?an.
(2)把bk?ak看作一个函数,利用函数的思想方法来研究
bk?ak的取值情况.
解:(1)已知a1?2a2?22a3?…?2n?1an?8n(n?N*)①
2n?2n?2时,a1?2a2?2a3?…?2an?1?8(n?1)(n?N*)②
①-②得,2n?1an?8,求得an?2, 在①中令n?1,可得得a1?8?24?1, 所以an?24?n4?n(n?N*).
由题意b1?8,b2?4,b3?2,所以b2?b1??4,b3?b2??2, ∴数列{bn?1?bn}的公差为?2?(?4)?2, ∴bn?1?bn??4?(n?1)?2?2n?6,
bn?b1?(b2?b1)?(b3?b2)???(bn?bn?1)
?(?4)?(?2)???(2n?8)?n2?7n?14(n?N*).
(2)bk?ak?k2?7k?14?24?k, 当k?4时,
77f(k)?(k?)2??4?k242单调递增,且f(4)?1,
所以k?4时,f(k)?k2?7k?14?24?k?1,
又f(1)?f(2)?f(3)?0,
所以,不存在k?N*,使得bk?ak?(0,1).
例4.已知数列{a}满足ann1?1,an?1?2an?1(n?N?).
(1)求数列{a}的通项公式; (2)若数列{b}满足4nb1?1b2?14?4bn?1?(an?1)n(n?N?),证明:{bn}是等
b差数列;
1a??(3)证明:n23a12?aa2n???n?(n?N?). a3an?12解:(1)∵an?1?1?2(an?1),∴an?1?(a1?1)?2n?1?2n,∴an?2n?1.
b1?b2???bn?n(2)方法1:∵4∴
?2nbn,∴2(b?b12???bn)?2n?nbn,
2(b1?b2???bn?1)?2(n?1)?(n?1)bn?1(n?2),两式相减得
2bn?2?nbn?(n?1)bn?1,
即(n?2)bn?2?(n?1)bn?1(n?2),∴(n?3)bn?1?2?(n?2)bn?2(n?3),两式相减,得
(n?2)bn?(n?3)bn?1?(n?1)bn?1?(n?2)bn?2,即(n?2)(bn?bn?2)?2(n?2)bn?1(n?3),
即bn?bn?2?2bn?1,即bn?bn?1?bn?1?bn?2(n?3),∴数列{bn}为等差数列.