数列1、理解数列的概念,了解数列通项公式的意义.了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前几项.
2、理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n 项和的公式,并能解决简单的实际问题.
3、理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式,并能解决简单的实际问
纵观近几年高考试题,对数列的考查已从最低谷走出,估计以后几年对数列的考查的比重仍不会减小,等差、等比数列的概念、性质、通项公式、前n 项和公式的应用是必考内容,数列与函数、三角、解析几何、组合数的综合应用问题是命题热点.
从解题思想方法的规律着眼,主要有:①方程思想的应用,利用公式列方程(组),例如等差、等比数列中的“知三求二”问题;②函数思想方法的应用、图像、单调性、最值等问题;③待定系数法、分类讨论等方法的应用.
第1课时 数列的概念
1.数列的概念:数列是按一定的顺序排列的一列数,在函数意义下,数列是定义域为正整数
N *或其子集{1,2,3,……n}的函数f(n).数列的一般形式为a 1,a 2,…,a n …,简记为{a n },其中a n 是数列{a n }的第项.2.数列的通项公式
一个数列{a n }的与之间的函数关系,如果可用一个公式a n =f(n)来表示,我们就把这个公式叫做这个数列的通项公式.
3.在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项a n 的关系为:
=n a ??
??
?≥==2
1n n a n 4.求数列的通项公式的其它方法
⑴公式法:等差数列与等比数列采用首项与公差(公比)确定的方法.
⑵观察归纳法:先观察哪些因素随项数n 的变化而变化,哪些因素不变;初步归纳出公式,再取n 的特珠值进行检验,最后用数学归纳法对归纳出的结果加以证明.
⑶递推关系法:先观察数列相邻项间的递推关系,将它们一般化,得到的数列普遍的递推关系,再通过代数方法由递推关系求出通项公式.
例1.根据下面各数列的前n 项的值,写出数列的一个通项公式.⑴-
312?,534?,-758?,9
716
?…;⑵ 1,2,6,13,23,36,…;⑶ 1,1,2,2,3,3,解:⑴ a n =(-1)n
)
12)(12(12+--n n n ⑵ a n =)
673(2
12+-n n (提示:a 2-a 1=1,a 3-a 2=4,a 4-a 3=7,a 5-a 4=10,…,a n -a n -1=1+3(n -2)=3n -5.各式相加得
)673(2
1
)43)(1(2
1
1)]53(10741[12+-=
--+=-++++++=n n n n n a n ⑶将1,1,2,2,3,3,…变形为
,2
1
3,202,211+++,,2
6,215,204 +++典型例题
∴4
)1(122
2)1(111
++-++=
-++
=
n n n n n a 变式训练1.某数列{a n }的前四项为0,2,0,2,则以下各式:① a n =
2
2
[1+(-1)n ] ② a n =n )(11-+③ a n =??
?)
(0
)(2为奇数为偶数n n 其中可作为{a n }的通项公式的是()A .①
B .①②
C .②③
D .①②③
解:D
例2.已知数列{a n }的前n 项和S n ,求通项.⑴ S n =3n -2
⑵ S n =n 2+3n +1
解⑴ a n =S n -S n -1 (n≥2) a 1=S 1解得:a n =???
=≥?-)
1(1
)
2(3
21
n n n ⑵ a n =??
?≥+=)
2(22)1(5
n n n 变式训练2:已知数列{a n }的前n 项的和S n 满足关系式lg(S n -1)=n ,(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为.
解:,110101)1lg(+=?=-?=-n n n n n S S n S 当n =1时,a 1=S 1=11;当n≥2时,a n =S n -S n -1=10n -10n -
1=9·10 n -
1.故a n =????
?≥?=-)2(10
9)
1(111
n n n 例3. 根据下面数列{a n }的首项和递推关系,探求其通项公式.⑴ a 1=1,a n =2a n -1+1 (n≥2)⑵ a 1=1,a n =113--+n n a (n≥2)⑶ a 1=1,a n =
11
--n a n
n (n≥2)解:⑴ a n =2a n -1+1?(a n +1)=2(a n -1+1)(n≥2),a 1+1=2.故:a 1+1=2n ,∴a n =2n -1.
⑵a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)+a 1=3n -
1+3n -
2+…+33+3+1=)13(2
1-n .(3)∵
n
n a a n n 1
1-=-∴a n =
?--?-=?????-----1
2
111232211n n n n a a a a a a a a a n n n n n n
n
n n 1
12123=???-- 变式训练3.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2
2+n n
a a (n ∈N *),求该数列的通项公式.解:方法一:由a n +1=
2
2+n n
a a 得21111
=-
+n n a a ,∴{n a 1}是以111=a 为首项,2
1为公差的等差数列.∴
n a 1=1+(n -1)·21,即a n =1
2+n 方法二:求出前5项,归纳猜想出a n =
1
2
+n ,然后用数学归纳证明.例4. 已知函数)(x f =2x -2-
x ,数列{a n }满足)(log 2n a f =-2n ,求数列{a n }通项公式.解:n
a f n a n a n 222)(log 2log 2log 2-=-=-n a a n
n 21
-=-
得n n a n -+=12变式训练4.知数列{a n }的首项a 1=5.前n 项和为S n 且S n +1=2S n +n +5(n ∈N *).(1) 证明数列{a n +1}是等比数列;
(2) 令f (x)=a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,求函数f (x)在点x =1处导数f 1 (1).
解:(1) 由已知S n +1=2S n +n +5,∴ n≥2时,S n =2S n -1+n +4,两式相减,得:S n +1-S n =2(S n -S n -1)+1,即a n +1=2a n +1从而a n +1+1=2(a n +1)
当n =1时,S 2=2S 1+1+5,∴ a 1+a 2=2a 1+6,又a 1=5,∴ a 2=11∴
1
1
1+++n n a a =2,即{a n +1}是以a 1+1=6为首项,2为公比的等比数列.(2) 由(1)知a n =3×2n -1
∵)(x f =a 1x +a 2x 2+…+a n x n
∴)('x f =a 1+2a 2x +…+na n x n -1
从而)1('f =a 1+2a 2+…+na n
=(3×2-1)+2(3×22-1)+…+n(3×2n -1)=3(2+2×22+…+n×2n )-(1+2+…+n)=3[n×2n +
1-(2+…+2n )]-2
)
1(+n n =3(n -1)·2n +
1-2
)
1(+n n +61.根据数列的前几项,写出它的一个通项公式,关键在于找出这些项与项数之间的关系,常
归纳小结
用的方法有观察法、通项法,转化为特殊数列法等.
2.由S n 求a n 时,用公式a n =S n -S n -1要注意n≥2这个条件,a 1应由a 1=S 1来确定,最后看二者能否统一.
3.由递推公式求通项公式的常见形式有:a n +1-a n =f(n),n
n a a 1
+=f(n),a n +1=pa n +q ,分别用累加法、累乘法、迭代法(或换元法).
第2课时 等差数列
1.等差数列的定义:-=d (d 为常数).2.等差数列的通项公式:⑴ a n =a 1+×d
⑵ a n =a m +×d
3.等差数列的前n 项和公式:S n ==.
4.等差中项:如果a 、b 、c 成等差数列,则b 叫做a 与c 的等差中项,即b =.5.数列{a n }是等差数列的两个充要条件是:
⑴数列{a n }的通项公式可写成a n =pn +q(p, q ∈R)⑵数列{a n }的前n 项和公式可写成S n =an 2+bn (a, b ∈R)
6.等差数列{a n }的两个重要性质:
⑴ m, n, p, q ∈N *,若m +n =p +q ,则.
⑵数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成数列.例1.在等差数列{a n }中,
(1)已知a 15=10,a 45=90,求a 60; (2)已知S 12=84,S 20=460,求S 28; (3)已知a 6=10,S 5=5,求a 8和S 8.
解:(1)方法一:???
???
?
=-=????=+==+=38
382904410141145115d a d a a d a a ∴a 60=a 1+59d =130.
方法二:
3815451545=--=--=a a m n a a d m n ,由a n =a m +(n -m)d ?a 60=a 45+(60-45)d =90+15×3
8
=130. (2)不妨设S n =An 2+Bn ,
∴???-==???
???=+=+172460202084
121222B A B A B A
∴S n =2n 2-17n
∴S 28=2×282-17×28=1092 (3)∵S 6=S 5+a 6=5+10=15, 又S 6=2)
10(62)(6161+=+a a a ∴15=2)
10(61+a 即a 1=-5 而d =
31
61
6=--a a ∴a 8=a 6+2 d =16 S 8=
442
)
(881=+a a 变式训练1.在等差数列{a n }中,a 5=3,a 6=-2,则a 4+a 5+…+a 10=. 解:∵d =a 6-a 5=-5, ∴a 4+a 5+…+a 10=
49)2(72
)
(75104-=+=+d a a a 例2. 已知数列{a n }满足a 1=2a ,a n =2a -1
2
-n a a (n≥2).其中a 是不为0的常数,令b n =a a n -1.
⑴求证:数列{b n }是等差数列. ⑵求数列{a n }的通项公式. 解:∵⑴ a n =2a -1
2
-n a a (n≥2) ∴ b n =
)
(11
11
1
2a a a a a a a a
a n n n n -=
-
=---- (n≥2)
∴ b n -b n -1=
a
a a a a a a n n n 1
1)(111=------ (n≥2)
∴数列{b n }是公差为a
1
的等差数列. ⑵∵ b 1=
a a -11=a
1
故由⑴得:b n =a 1+(n -1)×a 1=a
n
即:
a a n -1=a n 得:a n =a(1+n
1) 变式训练2.已知公比为3的等比数列{}n b 与数列{}n a 满足*
,3N n b n a
n ∈=,且11=a ,
(1)判断{}n a 是何种数列,并给出证明;
(2)若1
1
+=
n n n a a C ,求数列{}n C 的前n 项和
解:1)1
111333,13n n n n
a a a n n n a n
b a a b ++-++===∴-=,即{}n a 为等差数列。
(2)11111111111,11
n n n n n n n n n
C S n a a a a a a a ++++=
=-∴=-=-=
+。 例3. 已知{a n }为等差数列,S n 为数列{a n }的前n 项和,已知S 7=7,S 15=75,T n 为数列{n
S n
}前n 项和。求T n .
解:设{a n }首项为a 1公差为d ,由
???
???
?
=?+==?+=7521415157267711517d a S d a S ????=-=121d a ∴ S n =n n 2521
2-2
521--=n n S n ∴
311-=S ∴T n =n n 4
11
412-- 变式训练3.两等差数列{a n }、{b n }的前n 项和的比'
5327n n S n S n +=+,则5
5
a b 的值是() A .
2817 B .4825 C .5327 D .23
15
解:B 解析:1955955919
9
()2482925
2()2
a a a a S
b b S b b +?
==
==+?。 例4. 美国某公司给员工加工资有两个方案:一是每年年末加1000美元;二是每半年结束时加300美元.问:
⑴从第几年开始,第二种方案比第一种方案总共加的工资多?
⑵如果在该公司干10年,问选择第二种方案比选择第一种方案多加工资多少美元? ⑶如果第二种方案中每半年加300美元改为每半年加a 美元. 问a 取何值时,总是选择第二种方案比第一种方案多加工资?
解:⑴设工作年数为n (n ∈N *),第一种方案总共加的工资为S 1,第二种方案总共加的工资为S 2.则:
S 1=1000×1+1000×2+1000×3+…+1000n =500(n +1)n
S 2=300×1+300×2+300×3+…+300×2n =300(2n +1)n
由S 2>S 1,即:300(2n +1)n>500(n +1)n 解得:n>2
∴从第3年开始,第二种方案比第一种方案总共加的工资多. ⑵当n =10时,由⑴得:S 1=500×10×11=55000 S 2=300×10×21=63000 ∴ S 2-S 1=8000
∴在该公司干10年,选第二种方案比选第一种方案多加工资8000美元. ⑶若第二种方案中的300美元改成a 美元.
则12S =an(2n +1) n ∈N *
∴ a >12)1(500++n n =250+12250+n ≥250+3
250
=
3
1000 变式训练4.假设某市2004年新建住房400万平方米,其中有250万平方米是中低价房.预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么,到哪一年底,
(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2004年为累计的第一年)将首次不少于4750万平方米?
(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%? 解:(1)设中低价房面积形成数列{a n },由题意可知{a n }是等差数列, 其中a 1=250,d=50,则S n =250n+
502
)
1(?-n n =25n 2+225n, 令25n 2+225n≥4750,即n 2+9n-190≥0,而n 是正整数, ∴n≥10.
到2013年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万平方米. (2)设新建住房面积形成数列{b n },由题意可知{b n }是等比数列, 其中b 1=400,q=1.08,则b n =400·(1.08)n-1·0.85.
由题意可知a n >0.85 b n ,有250+(n-1)·50>400·(1.08)n-1·0.85. 由计箅器解得满足上述不等式的最小正整数n=6.
到2009年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%.
1.欲证{a n }为等差数列,最常见的做法是证明:a n +1-a n =d(d 是一个与n 无关的常数). 2.a 1,d 是等差数列的最关键的基本量,通常是先求出a 1,d ,再求其他的量,但有时运算较
繁.
3.对等差数列{a n }的最后若干项的求和,可以把数列各项的顺序颠倒,看成公差为-d 的等差数列进行求和.
4.遇到与等差数列有关的实际问题,须弄清是求项的问题还是求和的问题.
第3课时 等比数列
1.等比数列的定义:
)
(
)
(=q (q 为不等于零的常数). 2.等比数列的通项公式: ⑴ a n =a 1q n
-1
⑵ a n =a m q n -m
3.
等比数列的前n 项和公式:
S n =???
?
?
=≠)
1()
1(q q 4.等比中项:如果a ,b ,c 成等比数列,那么b 叫做a 与c 的等比中项,即b 2=(或b =). 5.等比数列{a n }的几个重要性质:
⑴ m ,n ,p ,q ∈N *,若m +n =p +q ,则.
⑵ S n 是等比数列{a n }的前n 项和且S n ≠0,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成数列. ⑶若等比数列{a n }的前n 项和S n 满足{S n }是等差数列,则{a n }的公比q =. 例1.已知等比数列{a n }中,a 1+a n =66,a 2a n -1=128,S n =126,求项数n 和公比q 的值. 解:∵{a n }是等比数列, ∴a 1·a n =a 2·a n -1, ∴??
?=?=+1286611n
n a a a a ,解得???==6421n a a 或???==264
1n a a
若a 1=2,a n =64,则2·q n -
1=64 ∴q n =32q 由S n =
1261)321(21)1(1=--=--q
q q q a n , 解得q =2,于是n =6
若a 1=64,a n =2,则64·q n -
1=2 ∴q n =
q 32
1 由S n =
1261)
3211(641)
1(1=--
=
--q
q q
q a n
解得q =2
1
,n =6
变式训练1.已知等比数列{a n }中,a 1·a 9=64,a 3+a 7=20,则a 11=. 解:64或1
由???=+=?2064
7391a a a a ????=+=2064
7373a a a a
????==41673a a 或??
?==16
473a a ∴ q 2=21或q 2=2,∴ a 11=a 7 q 2,∴ a 11=64或a 11=1
例2. 设等比数列{a n }的公比为q(q>0),它的前n 项和为40,前2n 项和为3280,且前n 项中数值最大项为27,求数列的第2n 项.
解:若q =1,则na 1=40,2na 1=3280矛盾,∴ q≠1.∴???
??
??=--=--3280
1)1(401)
1(21
1q q a q
q a n
n 两式相除得:q n =81,q =1+2a 1 又∵q>0,∴ q>1,a 1>0 ∴ {a n }是递增数列. ∴ a n =27=a 1q n -
1=
1
12181
a a +? 解得 a 1=1,q =3,n =4
变式训练2.已知等比数列{a n }前n 项和S n =2n -1,{a n 2}前n 项和为T n ,求T n 的表达式. 解:(1) ∵a 1+2a 22=0,∴公比q =2
112-=a a 又∵S 4-S 2=8
1
,
将q =-2
1代入上式得a 1=1, ∴a n =a 1q n -
1=(-2
1) n -1
(n ∈N *)
(2) a n ≥
161?(-21) n -1≥(2
1)4 ?
n≤5
∴原不等式的解为n =1或n =3或n =5.
例3.有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个数的和是12,求这四个数.
解:设这四个数为a -d ,a ,a +d ,a
d a 2
)(+
依题意有:??
???=++=++
-1216)(2
d a a a
d a d a
解得:??
?==44d a 或?
??-==69
d a ∴这四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
变式训练3.设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,6636,324,144(6)n n S S S n -===>,则n 等于() A. 15 B. 16 C. 17 D. 18
答案: D 。解析:由6324,144n n S S -==得12345180n n n n n n a a a a a a -----+++++=,再由161()
326,36,324,182
n n n n a a S a a S n +=∴+=∴=
=∴=。 例4. 已知函数f(x)=(x -1)2,数列{a n }是公差为d 的等差数列,数列{b n }是公比为q 的等比数列(q ≠1),若a 1=f(d -1),a 3=f(d +1),b 1=f(q -1),b 3=f(q +1), (1) 求数列{a n },{b n }的通项公式; (2) 设数列{c n }对任意的自然数n 均有:
122
11)1(++=+++n n
n a n b c b c b c ,求数列{c n }前n 项和S n . 解:(1) a 1=(d -2)2,a 3=d 2,a 3-a 1=2d 即d 2-(d -2)2=2d ,解之得d =2 ∴a 1=0,a n =2(n -1)
又b 1=(q -2)2,b 3=q 2,b 3=b 1q 2 即q 2=(q -2)2 q 2,解之得q =3 ∴b 1=1,b n =3n -
1 (2)
1134,4)1(-+?==-+=n n n n n
n
n c n na a n b C S n =C 1+C 2+C 3+…+C n
=4(1×3°+2×31+3×32+…+n×3 n -
1)
设='
n S 1×3°+2×3′
+3×32+…+n×3 n -1 3='n S 1×31+2×32+3×33+…+n×3 n
-2
='
n
S 1+3+32+33+…+3
n -1
-n×3 n =2)
13(1-n -3 n ·n
4
1
332'
--?=
n n n n S ∴S n =2n·3n -3n +1
变式训练4.已知等差数列{a n }的首项a 1=1,公差d>0,且第二项,第五项,第十四项分别是 等比数列{b n }的第二项,第三项,第四项. ⑴求数列{a n }与{b n }的通项公式; ⑵设数列{c n }对任意正整数n ,均有
133
2211+=+??+++n n
n a b c b c b c b c ,求c 1+c 2+c 3+…+c 2007的
值.
解:⑴由题意得(a 1+d )(a 1+13d)=(a 1+4d)2(d>0) 解得d =2,∴a n =2n -1,b n =3n -
1. ⑵当n =1时,c 1=3 当n ≥2时,∵
,1n n n
n a a b c -=+∴???≥?==-)
2(32)
1(31
n n c n n 故132-?=n n c 22006200712200732323233c c c ∴++?+=+?+?+?+?=
1.
在等比数列的求和公式中,当公比q≠1
时,适用公式S n =q
q a n --1)
1(1,且要注意n 表示项数;
当q =1时,适用公式S n =na 1;若q 的范围未确定时,应对q =1和q≠1讨论求和. 2.在等比数列中,若公比q > 0且q≠1时,可以用指数函数的单调性确定数列的最大项或最小项.
3.若有四个数构成的函数,前三个成等差数列,后三个成等比数列时,关键是如何巧妙地设
这四个数,一般是设为x -d ,x ,x +d ,x
d x 2
)(+再依题意列出方程求x 、d 即可.
4.a 1与q 是等比数列{a n }中最活跃的两个基本量.
第4课时 等差数列和等比数列的综合应用
1.等差数列的常用性质:
⑴ m ,n ,p ,r ∈N *,若m +n =p +r ,则有. ⑵ {a n }是等差数列,则{a kn } (k ∈N *,k 为常数)是数列. ⑶ S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 构成数列.
2.在等差数列中,求S n 的最大(小)值,关键是找出某一项,使这一项及它前面的项皆取正(负)值或0,而它后面的各项皆取负(正)值.
⑴ a 1> 0,d <0时,解不等式组???<≥+00
1
n n
a a 可解得S n 达到最值时n 的值.
⑵ a 1<0,d>0时,解不等式组??
?
?
?
可解得S n 达到最小值时n 的值.
3.等比数列的常用性质:
⑴ m ,n ,p ,r ∈N *,若m +n =p +r ,则有. ⑵ {a n }是等比数列,则{a 2n }、{
n
a 1
}是数列. ⑶若S n ≠0,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 构成数列. 例1.是否存在互不相等的三个实数a 、b 、c ,使它们同时满足以下三个条件:
① a +b +c =6
② a 、b 、c 成等差数列.
③将a 、b 、c 适当排列后成等比数列. 解:设存在这样的三位数a ,b ,c .
由a +b +c =6,2b =a +c 得:b =2,a +c =4
①若b 为等比中项,则ac =4,∴ a =c =2与题设a≠c 相矛盾. ②若a 为等比中项,则a 2=2c ,则a =c =2(舍去)或a =-4,c =8. ③若c 为等比中项,则c 2=2a ,解得c =a =2(舍去)或c =-4,a =8. ∴存在着满足条件的三个数:-4,2,8或8,2,-4.
变式训练1.若a 、b 、c 成等差数列,b 、c 、d 成等比数列,111
,,c d e
成等差数列,则a 、c 、e 成
()
A .等差数列
B .等比数列
C .既成等差数列又成等比数列
D .以上答案都不是
答案:B 。解析:由2,2a c b a c b +=+∴=,由22
2,c c bd d a c =∴=+,由211,d c e
=+
∴
22,a c c e
c ae c ce
++=∴=,即,,a c e 成等比数列。 例2.已知公差大于0的等差数列{n
a 1
}满足a 2a 4+a 4a 6+a 6a 2=1,a 2,a 4,a 8依次成等比数列,求数列{a n }的通项公式a n . 解:设{n a 1}的公差为d(d >0),由a 2,a 4,a 8成等比数列可知21a ,41a ,8
1a 也成等比数列, ∴(41a )2=21a ·8
1a ∴(
11a +3d)2=(11a +d)(1
1
a +7d) 化简得d 2=
1a d ,∴1
1
a =d 又a 2a 4+a 4a 6+a 6a 2=1化简为
21a +41a +61a =6
421
a a a ∴3·41a =621a a ·4
1
a ∴
21a ·61a =3,即(11a +d)(1
1
a +5d)=3 2d·6d =3 ∴d =2
1
,
11a =2
1
∴
n a 1=11a +(n -1)d =2
n ∴a n =
n
2
变式训练2.已知
111,,a b c 成等差数列,求证:,,
b c a c a b
a b c +++也成等差数列。 解析:由111,,a b c 成等差数列,则211
,2(),ac b a c b a c
=+∴=+
∴22222()()()()2()
b c a b b c c a a b bc c a ab b a c a c a c a c a c ac ac ac ac b
+++?+++++++++++=====
即
,,
b c a c a b
a b c
+++成等差数列。 例3. 已知△ABC 中,三内角A 、B 、C 的度数成等差数列,边a 、b 、c 依次成等比数列.求证:△ABC 是等边三角形.
解:由2B =A +C ,且A +B +C =180°,B =60°,由a 、b 、c 成等比数列,有b 2=ac cosB =
ac b c a 2222-+=ac ac c a 222-+=2
1
得(a -c)2=0,∴ a =c ∴△ABC 为等边三角形.
变式训练3.若互不相等的实数a 、b 、c 成等差数列,c 、a 、b 成等比数列,且
103=++c b a ,则a = ()
A.4
B.2
C.-2
D.-4
答案: D.解析:依题意有2
2,
,
310.a c b bc a a b c +=??=???++=?
4,2,8.a b c =-??
=??=?
例4.数列{a n }的前n 项和S n ,且a 1=1,a n +1=3
1S n ,n =1,2,3…… 求:⑴ a 2、a 3、a 4的值及{a n }的通项公式; ⑵ a 2+a 4+a 6+…+a 2n 的值.
解析:(1)由a 1=1,a n +1=31S n ,n =1,2,3,…得a 2=31S 1=31a 1=31,a 3=31S 2=3
1(a 1+a 2)=9
4,a 4=3
1S 3=3
1(a 1+a 2+a 3)=
27
16 由a n +1-a n =3
1(S n -S n -1)=3
1a n (n≥2),得a n +1=3
4a n (n≥2),又a 2=3
1,∴a n =3
1·(3
4)n -
2(n≥2)
∴ {a n }通项公式为a n =?????≥?=-2)3
4(31112n n n
(2) 由(1)可知a 2、a 4、…a 2n 是首项为31
,公比为(3
4)2,项数为n 的等比数列.
∴ a 2+a 4+a 6+…+a 2n =3
1×22)
3
4(1)34(1--n
=73[(3
4)2n -1]
变式训练4.设数列{}n a 的前n 项的和1412
2333
n n n S a +=-?+,......3,2,1=n 求首项1a 与通项n a 。 解析:(I )2111412
2333
a S a ==
-?+,解得:12a = ()21111441
22333n n n n n n n a S S a a +++++=-=---()11242n n n n a a ++?+=+
所以数列{}
2n
n a +是公比为4的等比数列
所以:
()11
1224n n n a a -+=+?
得:42n n
n a =-(其中n 为正整数)
1.在三个数成等差(或等比)时,可用等差(或等比)中项公式;在三个以上的数成等差(或等比)时,可用性质:m 、n 、p 、r ∈N*,若m +n =p +r ,则a m +a n =a p +a r (或a m ·a n =a p ·a r )进行解答.
2.若a 、b 、c 成等差(或等比)数列,则有2b =a +c (或b 2=ac ).
3.遇到与三角形相关的问题时,一般要注意运用正弦定理(或余弦定理)及三角形内角和等于180°这一性质.
4.在涉及a n 与S n 相关式子中用S n -1和S n 的关系表示a n 时应该注意“n≥2”这个特点.
第5课时 数列求和
求数列的前n 项和,一般有下列几种方法: 1.等差数列的前n 项和公式: S n ==.
2.等比数列的前n 项和公式: ①当q =1时,S n =. ②当q≠1时,S n =.
3.倒序相加法:将一个数列倒过来排列与原数列相加.主要用于倒序相加后对应项之和有公因子可提的数列求和.
4.错位相减法:适用于一个等差数列和一个等比数列对应项相乘构成的数列求和.
5.裂项求和法:把一个数列分成几个可直接求和的数列.
例1. 已知数列:1,??
? ?
?+211,??
? ?
?++412
11,???
?
?+++814
1211,…,??
? ?
?+++-12141211n ,求它的前n
项的和S n .
解:∵ a n =1+2
1
+4
1+……+
1
2
1-n
=???
??-=--
n n 21122
11211∴a n =2-121-n
则原数列可以表示为:
(2-1),??
? ?
?-212,??
? ?
?-2212,??
? ?
?-3212,…??
? ?
?
--12
12n
前n 项和S n =(2-1)+??
? ?
?-212+??
? ?
?-2212+…+??
? ?
?--12
12n
=2n -??
? ??+++
+-1221212
1
1n =2n -2
11211-
-
n =2n -2???
??-n 211 =
1
2
1-n +2n -2
变式训练1.数列 ,16
1
4
,813,412,211前n 项的和为() A .2212n n n ++ B .12212+++
-n
n n C .2212n n n ++- D .22
121n
n n -+-+
答案:B 。解析:2
1
11(1)11234122222n
n n
n n S n +=++++++
+
=+- 例2.求S n =1+2
11
++3211+++…+n ++++...3211. 解:∵ a n =n
++++ 3211
=)1(2+n n =2(
n 1-1
1
+n ) ∴ S n =2(1-21
+21-31+…+
n 1-11+n )=1
2+n n
变式训练2:数列{a n }的通项公式是a n =1
1++n n ,若前n 项之和为10,则项数n 为()
A .11
B .99
C .120
D .121 解:C .a n =
1
1++n n =n n -+1,
∴S n =11-+n ,由11-+n =10,∴1+n =11, ∴n =11
例3. 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =)()2
1(*2
N n a n ∈+,b n =a n ·2n ,求数列{b n }的前n 项和T n .
解:取n =1,则a 1=2
1)2
1(+a ?a 1=1 又S n =
2)(1n a a n +可得:2)(1n a a n +=2)2
1
(+n a ∵a n ≠-1(n ∈N *) ∴a n =2n -1
∴T n =1·2+3·22+5·23+……+(2n -1)·2n ① 2T n =1·22+3·23+5·24+……+(2n -1)·2n +
1② ①-②得:
∴-T n =2+23+24+25+……+2n +
1-(2n -1)·2n +
1 =2+
2
1)21(213---n -(2n -1)·2n +1=-6+(1-n)·2n +
2
∴T n =6+(n -1)·2n +
2
变式训练3.设数列{a n }的前n 项和为S n =2n 2,{b n }为等比数列,且a 1=b 1,b 2(a 2-a 1)=b 1. ⑴求数列{a n }和{b n }通项公式. ⑵设C n =
n
n
b a ,求数列{C n }前n 项和T n . 解:(1)当n =1时a 1=S 1=2,当n≥2时,a n =S n -S n -1=4n -2,故{a n }通项公式为a n =4n -2,即{a n }是a 1=2,d =4的等差数列,设{b n }的公比为q ,则b 1qd =b 1,d =4,∴ q =4
1
,故b n =b 1q n -
1=
1
42-n
(2)∵C n =
n
n b a =14)12(1
4224--=--n n n n
∴T n =C 1+C 2+…+C n =1+3×4+5×42+…+(2n -1)4n -
1 ∴4T n =1×4+3×42+5×43+…+(2n -3)4n -
n +(2n -1)4n
两式相减 3T n =]54)56[(3
1+-n
n
∴ T n =]54)56[(9
1+-n n .
例4. 求S n =1!+2·2!+3·3!+…+n·n !. 解: a n =n·n!=(n +1)!-n! ∴ S n =(n +1)!-1!=(n +1)!-1
变式训练4.以数列{a n }的任意相邻两项为坐标的点P n (a n 、a n +1)均在一次函数y =2x +k 的图象上,数列{b n }满足条件:b n =a n +1-a n ,且b 1≠0. ⑴求证:数列{b n }为等比数列.
⑵设数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若S 6=T 4,S 5=-9,求k 的值. 解:⑴由题意,a n +1=2a n +k ∴ b n =a n +1-a n =2a n +k -a n =a n +k b n +1=a n +1+k =2a n +2k =2b n ∵ b 1≠0,∴
n
n b b 1
+=2 ∴ {b n }是公比为2的等比数列. ⑵由⑴知a n =b n -k ∵ b n =b 1·2n -
1∴ T n =
)12(2
1)
21(11-=--n n b b S n =a 1+a 2+…+a n =(b 1+b 2+…+b n )-nk =T n -nk =b 1(2n -1)-nk
∵?
??-==95
46S T S ∴?
??-=-=-9531156631
11k b b
k b
1.求和的基本思想是“转化”.其一是转化为等差、等比数列的求和,或者转化为求自然数的方幂和,从而可用基本求和公式;其二是消项,把较复杂的数列求和转化为求不多的几项的和.
2.对通项中含有(-1)n 的数列,求前n 项和时,应注意讨论n 的奇偶性.
3.倒序相加和错位相减法是课本中分别推导等差、等比数列前n 项和用到的方法,在复习中应给予重视.
数列章节测试题
一、选择题:
1,…则
A .第6项
B .第7项
C .第10项
D .第11项 2.方程2640x x -+=的两根的等比中项是()
A .3
B .2± C
. D .2
3.已知等差数列{}n a 满足244a a +=,3510a a +=,则它的前10项的和10S =() A .138
B .135
C .95
D .23
4、已知等比数列{}n a 的前三项依次为1a -,1a +,4a +,则n a =
A .342n ??? ???
B .243n ??
? ???
C .1
342n -??? ?
?? D .1
243n -??
? ?
??
5.一个有限项的等差数列,前4项之和为40,最后4项之和是80,所有项之和是210,则此数列的项数为()
A .12
B .14
C .16
D .18 6、若等差数列{}n a 的前5项和525S =,且23a =,则7a =( ) (A )12 (B )13(C )14(D )15
7、在数列{}n a 中,12a =,11ln(1)n n a a n
+=++,则n a =( )
A .2ln n +
B .2(1)ln n n +-
C .2ln n n +
D .1ln n n ++
8.两等差数列{a n }、{b n }的前n 项和的比'5327n n S n S n +=+,则5
5
b a 的值是() A .
2817 B .2315 C .5327 D .48
25
9.{a n }是等差数列,10110,0S S ><,则使0n a <的最小的n 值是() A .5 B .6 C .7 D .8 10、黑白两种颜色的正六边形地面砖按如图的规律拼成若干个图案 则第n 个图案中有白色地面砖的块数是( )
A.33n +
B.42n -
C.24n +
D. 42n +
第1个 第2个 第3个
11.若数列2233
1,2cos ,2cos ,2cos ,,θθθ前100项之和为0,则θ的值为()
A. ()3
k k Z π
π±
∈ B. 2()3
k k Z π
π±
∈ C. 22()3
k k Z π
π±
∈ D.以上的答案均不对 12.设2a =3,2b =6,2c =12,则数列a,b,c 成
A.等差
B.等比
C.非等差也非等比
D.既等差也等比 二、填空题
13、设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=.
14、由正数构成的等比数列{a n },若132423249a a a a a a ++=,则23a a +=.
15.已知数列{}n a 的前n 项和为2
,n S n =某三角形三边之比为234::a a a ,则该三角形最大角
为.
16、给定(1)log (2)n n a n +=+(n ∈N*),定义乘积12k a a a ???为整数的k (k ∈N*)叫做“理想
数”,则区间[1,2008]内的所有理想数的和为. 三、解答题
17、已知函数()f x 是一次函数,且(8)15,f =(2),(5),(14)f f f 成等比数列,设()n a f n =,(n N *
∈)(1)求1
n
i i a =∑;
(2)设2n n
b =,求数列{}n n a b 的前n 项和n S 。
18、数列{a n }的前n 项和记为S n ,()111,211n n a a S n +==+≥ (1)求{a n }的通项公式;
(2)等差数列{b n }的各项为正,其前n 项和为T n ,且315T =,又112233,,a b a b a b +++成等比数列,求T n
19、假设某市2004年新建住房400万2
m ,其中有250万2
m 是中低价房。预计在今后的若干