高中数学数列知识点和常用的解题方法归纳(2)

2019-02-20 19:52

A.30 B.45 C.90 D.186 (北京卷第7题)

略解:∵a5-a2=3d=9,∴ d=3,b1=a2?6,b5=a10=30,?bn?的前5项和等于90,故答案是C.

例4 记等差数列的前n项和为Sn,若S2?4,S4?20,则该数列的公差d?( )

A.2 B.3 C.6 D.7 (广东卷第4题) 略解:∵S4?S2?S2?4d?12,d?3,故选B. 例5在数列{an}中,an?4n?5*,a1?a2???an?an2?bn,n?N,其中a,b为2常数,则ab? .(安徽卷第15题)

答案:-1.

例6 在数列{an}中,a1?2, an?1?an?ln(1?),则an?( )

A.2?lnn B.2?(n?1)lnn

C.2?nlnn D.1?n?lnn(江西卷第5题) 答案:A.

例7 设数列?an?中,a1?2,an?1?an?n?1,则通项an? ___________.(四川卷第16题)

此题重点考查由数列的递推公式求数列的通项公式,抓住an?1?an?n?1中an?1,an系数相同是找到方法的突破口.

略解:∵a1?2,an?1?an?n?1 ∴an?an?1??n?1??1,an?1?an?2??n?2??1,

1nan?2?an?3??n?3??1,?,a3?a2?2?1,a2?a1?1?1,a1?2?1?1.将以上各式相

加,得an????n?1???n?2???n?3????2?1???n?1?应填

?n?1?n?n?1?n?n?1??1,故

22n(n?1)+1. 21n4

例8 若(x+)的展开式中前三项的系数成等差数列,则展开式中x项的系数为

2x( )

A.6 B.7 C.8 D.9 (重庆卷第10题) 答案:B.

使用选择题、填空题形式考查的文科数列试题,充分考虑到文、理科考生在能力上的差异,侧重于基础知识和基本方法的考查,命题设计时以教材中学习的等差数列、等比数列的公式应用为主,如,例4以前的例题.例5考查考生对于等差数列作为自变量离散变化的一种特殊函数的理解;例6、例7考查由给出的一般数列的递推公式求出数列的通项公式的能力;例8则考查二项展开式系数、等差数列等概念的综合运用.重庆卷第1题,浙江卷第4

6

题,陕西卷第4题,天津卷第4题,上海卷第14题,全国Ⅱ卷第19题等,都是关于数列的客观题,可供大家作为练习.

例9 已知{an}是正数组成的数列,a1=1,且点(an,an?1)(n?N*)在函数y=x2+1的图象上. (Ⅰ)求数列{an}的通项公式; (Ⅱ)若数列{bn}满足b1=1,bn+1=bn+2n,求证:bn·bn+2<b2n+1. (福建卷第20题) 略解:(Ⅰ)由已知,得an+1-an=1,又a1=1,所以数列{an}是以1为首项,公差为1的等差数列.故an=1+(n-1)×1=n.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,an=n,从而bn+1-bn=2n,bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+?+(b2-b1)+b1=2n-1+2n-2+?

nn+2

+2+1=2n-1.∵. bn?bn+2-b2-1)-(2n+1-1)2= -2n<0, ∴ bn·bn+2<b2n?1=(2-1)(2n?1.

a对于第(Ⅱ)小题,我们也可以作如下的证明:

nn+1n+1

∵ b2=1,bn·bn+2- b2)- b2·bn+1-2n·bn+1-2n·2n+1=2n(bn+1-2n+1)n?1=(bn+1-2)(bn+1+2n?1=2

=2n(bn+2n -2n+1)=2n(bn-2n)=?=2n(b1-2)=-2n<0,∴ bn-bn+2

例10 在数列?an?中,a1?1,an?1?2an?2n.(Ⅰ)设bn?an.证明:数列?bn?n?12是等差数列;(Ⅱ)求数列?an?的前n项和Sn.(全国Ⅰ卷第19题)

an?1anan?1?2an2n略解:(Ⅰ)bn?1?bn=n?n?1==n=1,则?bn?为等差数列,b1?1,

222n2bn?n,an?n2n?1.

Sn?1?20?2?21???(n?1)?2n?2?n?2n?1.

,得

2Sn?1?21?2?22???(n?1)?2n?1?n?2nSn?n?2n?1?20?21???2n?1?n?2n?2n?1=(n?1)2n?1.

对于例10第(Ⅰ)小题,基本的思路不外乎推出后项减前项差相等,即差是一个常数.可以用迭代法,但不可由b2-b1=1,b3-b2=1等有限个的验证归纳得到?bn?为等差数列的结论,犯“以偏盖全”的错误.第(Ⅱ)小题的“等比差数列”,在高考数列考题中出现的频率很

高,求和中运用的“错项相减”的方法,在教材中求等比数列前n项和时给出,是“等比差数列”求和时最重要的方法.一般地,数学学习中最为重要的内容常常并不在结论本身,而在于获得这一结论的路径给予人们的有益启示.

例9、例10是高考数学试卷中数列试题的一种常见的重要题型,类似的题目还有浙江卷第18题,江苏卷第19题,辽宁卷第20题等,其共同特征就是以等差数列或等比数列为依托构造新的数列.主要考查等差数列、等比数列等基本知识,考查转化与化归思想,考查推理与运算能力.考虑到文、理科考生在能力上的差异,与理科试卷侧重于理性思维,命题设计时以一般数列为主,以抽象思维和逻辑思维为主的特点不同;文科试卷则侧重于基础知识和基本方法的考查,以考查具体思维、演绎思维为主.

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例11 等差数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,a1?3,{bn}为等比数列, b1?1,且b2S2?64,b3S3?960.(Ⅰ)求an与bn; (Ⅱ)求和:题)

111(江西卷第19????.

S1S2Sn?S2b2?(6?d)q?64,dq略解:(Ⅰ)设{an}的公差为,{bn}的公比为,依题意有?2?S3b3?(9?3d)q?960.6?d??,?d?2,??5解之,得?或?(舍去,为什么?)故an?3?2(n?1)?2n?1,bn?8n?1.

?q?8;?q?40.?3?(

Sn?3??5?n?(?n,?n∴ ?1111111??????????S1S2Sn1?32?43?5n(n?2)??111111(1??????23243511111132n?3?)?(1???)??. nn?222n?1n?242(n?1)(n?2)“裂项相消”是一些特殊数列求和时常用的方法. 使用解答题形式考查数列的试题,其内容还往往是一般数列的内容,其方法是研究数列通项及前n项和的一般方法,并且往往不单一考查数列,而是与其他内容相综合,以体现出对解决综合问题的考查力度.数列综合题对能力有较高的要求,有一定的难度,对合理区分较高能力的考生起到重要的作用.

例12 设数列?an?的前n项和为Sn?2an?2n,(Ⅰ)求a1,a4;(Ⅱ)证明: ?an?1?2an?是等比数列;(Ⅲ)求?an?的通项公式.(四川卷第21题)

略解:(Ⅰ)∵a1?S1,2a1?S1?2,所以a1?2,S1?2.由2an?Sn?2n知,

2an?1?Sn?1?2n?1∴

?an?1?Sn?2n?1,

得,

an?1?Sn?2n?1 ①,

a2?S1?22?2?22?6,S2?8a3?S2?23?8?23?16,S3?24a4?S3?24?40.

n?1?Sn?2n?2n?1?2n?2n,∴ (Ⅱ)由题设和①式知,an?1?2an?Sn?2?????an?1?2an?是首项为2,公比为2的等比数列.

(Ⅲ)

8

an??an?2an?1??2?an?1?2an?2????2n?2?a2?2a1??2n?1a1??n?1??2n?1

此题重点考查数列的递推公式,利用递推公式求数列的特定项,通项公式等.推移脚标,两式相减是解决含有Sn的递推公式的重要手段,使其转化为不含Sn的递推公式,从而有针对性地解决问题.在由递推公式求通项公式时,首项是否可以被吸收是易错点.同时,还应注意到题目设问的层层深入,前一问常为解决后一问的关键环节,为求解下一问指明方向.

例13 数列?an?满足a1?0,a2?2,an?2?(1?cos2n?n?)an?4sin2,n?1,2,3,?,22k2?(I)求a3,a4,并求数列?an?的通项公式;(II)设Sk?a1?a3???a Wk?Tk?a2?a4???a2k,南卷第20题)

略解:(I)

,12Sk求使Wk?1的所有k的值,并说明理由.(湖(k?N?),

2?Tka3?(1?cos2?2)a1?4sin2?2?a1?4?4,a4?(1?cos2?)a2?4sin2??2a2?4,一般地, 当n=2k?1(k?N?)时,

a2k?1?[1?cos2(2k?1)?(2k?1)?]a2k?1?4sin2?a2k?1?4,即a2k?1?a2k?1?4. 22所以数列?a2k?1?是首项为0、公差为4的等差数列,因此a2k?1?4(k?1).当

n=2k(k?N?)时,a2k?2?(1?cos22k?2k?)a2k?4sin2?2a2k,所以数列?a2k?是首项22为2、公比为2的等比数列,因此a2k?2k.故数列?an?的通项公式为

??2(n?1)n,?k2?k1?(N?an??n

2?k(k??N).?2,n?2),(II)由(I)知,

Sk?a1?a3???a2k?1=

0?4???4(k?1)?2k(k?1),Tk?a2?a4???a2k2?22??2k?2k?1?2,Wk?于是,W1?0,W2?1,W3?下面证明:

2Skk(k?1)?. 2?Tk2k?133515,W4?,W5?,W6?. 22416k?6时,Wk?1.事实上, 当k?6时,

Wk?1?Wk?(k?1)kk(k?1)k(3?k)???0,即Wk?1?Wk.又W6?1,所以当k?6时,kk?1k2229

Wk?1.故满足Wk?1的所有k的值为3,4,5.

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