数列、等差数列与等比数列(小题)
热点一 等差数列、等比数列的基本运算 1.等差数列、等比数列的基本公式(n ∈N *
) 等差数列的通项公式:a n =a 1+(n -1)d ; 等比数列的通项公式:a n =a 1·q n -1
.
等差数列的求和公式:S n =
n a 1+a n
2
=na 1+
n n -1
2
d ;
等比数列的求和公式:S n =?????
a 11-q n
1-q =a 1-a n q 1-q ,q ≠1,
na 1,q =1.
2.等差数列、等比数列问题的求解策略 (1)抓住基本量,首项a 1、公差d 或公比q ;
(2)熟悉一些结构特征,如前n 项和为S n =an 2
+bn (a ,b 是常数)的形式的数列为等差数列,通项公式为a n =p ·q
n -1
(p ,q ≠0)的形式的数列为等比数列;
(3)由于等比数列的通项公式、前n 项和公式中变量n 在指数位置,所以常用两式相除(即比值的方式)进行相关计算.
例1 (1)(2019·柳州模拟)已知点(n ,a n )在函数f (x )=2
x -1
的图象上(n ∈N *
).数列{a n }的前
n 项和为S n ,设b n =2
1
log
64
n S +,数列{b n }的前n 项和为T n .则T n 的最小值为________. 答案 -30
解析 ∵点(n ,a n )在函数y =2x -1
的图象上,
∴a n =2
n -1
,
∴{a n }是首项为a 1=1,公比q =2的等比数列, ∴S n =
1·
1-2n
1-2
=2n
-1,
则b n =2
64
n
=2n -12, ∴{b n }是首项为-10,公差为2的等差数列, ∴由b n ≤0,得n ≤6.
即T n 的最小值为T 5=T 6=-10×6+
6×5×2
2
=-30. (2)(2019·咸阳模拟)正项等比数列{a n }中,存在两项a m ,a n ,使得a m ·a n =2a 1,且a 6=a 5+2a 4,则1m +9
n
的最小值是________.
答案 4
解析 数列a n 是正项等比数列且q ≠1, 由a 6=a 5+2a 4,得q 2
=q +2, 解得q =2(负根舍去). 由a m ·a n =2a 1, 得2
m +n -2
=22
,m +n =4.
故1m +9n =14·? ??
??
1m +9n ·(m +n ) =14?
?
???1+9+n m +9m n ≥14? ??
??10+2
n m ·9m n =1
4
(10+6)=4, 当且仅当?????
n m =9m n ,
m +n =4,
m ∈N *
,n ∈N *
,
即?
??
??
m =1,
n =3时等号成立.
跟踪演练1 (1)(2019·上饶重点中学六校联考)已知等差数列{a n }的首项a 1=2,前n 项和为S n ,若S 8=S 10,则a 18等于( ) A.-4 B.-2 C.0 D.2 答案 B
解析 设等差数列{a n }的公差为d , 由S 8=S 10,得a 9+a 10=0, 所以2a 1+17d =0,且a 1=2, 所以d =-417
,
得a 18=a 1+17d =2+17×? ??
??-
417=-2.
(2)(2019·马鞍山模拟)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 4=18,S 3-a 1=3
4,则S 5
等于( )
A.3132
B.3116
C.318
D.31
4 答案 B
解析 由正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,
a 4=18,S 3-a 1=34
,q >0,
易知q =1时不成立,所以q ≠1. ∴?????
a 1
q 3=18,a 1
1-q 3
1-q
-a 1=34
,
解得a 1=1,q =12? ??
??a 1=-278,q =-13舍去, ∴S 5=
a 11-q 5
1-q
=1-
1
321-
12=3116.
(3)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=9,a 5=1,则使得S n >0成立的n 的最大值为________. 答案 9
解析 因为a 1=9,a 5=1, 所以公差d =1-9
4
=-2,
所以S n =9n +12n (n -1)(-2)=10n -n 2
,
令S n >0,得0 所以使得S n >0成立的n 的最大值为9. 热点二 等差数列、等比数列的性质 1.通项性质:若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N * ),则对于等差数列,有a m +a n =a p +a q =2a k ,对于等比数列有a m a n =a p a q =a 2 k . 2.前n 项和的性质: (1)对于等差数列有S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…成等差数列;对于等比数列有S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…成等比数列(q =-1且m 为偶数情况除外). (2)对于等差数列,有S 2n +1=(2n +1)a n +1. 例2 (1)(2019·合肥模拟)已知正项等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N * ),若a 5+a 7-a 2 6=0,则S 11的值为( ) A.11 B.12 C.20 D.22 答案 D 解析 结合等差数列的性质,可得a 5+a 7=2a 6=a 2 6, 又该数列为正项数列,可得a 6=2, 所以由S 2n -1=(2n -1)a n , 可得S 11=11a 6=22. (2)(2019·西安陕师大附中、西安高级中学等八校联考)已知函数f (x )=2 1+x 2(x ∈R),若等 比数列{a n }满足a 1a 2 019=1,则f (a 1)+f (a 2)+f (a 3)+…+f (a 2 019)等于( ) A.2 019 B.2 0192 C.2 D.1 2 答案 A 解析 ∵a 1a 2 019=1, ∴f (a 1)+f (a 2 019)= 21+a 21+2 1+a 2 2 019 =21+a 21+21+1a 2 1 =21+a 21+2a 2 1 1+a 21 =2, ∵{a n }为等比数列, 则a 1a 2 019=a 2a 2 018=…=a 1 009a 1 011=a 2 1 010=1, ∴f (a 2)+f (a 2 018)=2,…,f (a 1 009)+f (a 1 011)=2,f (a 1 010)=1, 即f (a 1)+f (a 2)+f (a 3)+…+f (a 2 019)=2×1 009+1=2 019. (3)已知数列{a n }的各项都为正数,对任意的m ,n ∈N * ,a m ·a n =a m +n 恒成立,且a 3·a 5+a 4=72,则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 7=________. 答案 21 解析 令m =1,∵a m ·a n =a m +n , ∴a 1·a n =a 1+n , 又a n >0,∴数列{a n }为等比数列. 由a 3·a 5+a 4=72,得a 2 4+a 4=72, ∵a 4>0,∴a 4=8, ∴log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 7 =log 2(a 1·a 2·…·a 7)=log 2a 7 4=log 287 =21. 跟踪演练2 (1)(2019·鞍山模拟)等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 与T n ,若对一切自然数n ,都有S n T n = 2n 3n +1,则a 6 b 6 等于( ) A.23 B.914 C.2031 D.11 17 答案 D 解析 S 11T 11=11a 611b 6=a 6b 6=2234=11 17 . (2)已知等比数列{a n }中,a 5=2,a 6a 8=8,则a 2 018-a 2 016 a 2 014-a 2 012 等于( ) A.2 B.4 C.6 D.8 答案 A 解析 设数列{a n }的公比为q . ∵数列{a n }是等比数列, ∴a 6a 8=a 2 7=8, ∴a 7=22(与a 5同号), ∴q 2 =a 7a 5 =2, ∴ a 2 018-a 2 016a 2 014-a 2 012 =q 4=(2)2 =2. (3)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 30=130,则S 40等于( ) A.-510 B.400 C.400或-510 D.30或40 答案 B 解析 ∵正项等比数列{a n }的前n 项和为S n , ∴S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30也成等比数列, ∴10×(130-S 20)=(S 20-10)2 , 解得S 20=40或S 20=-30(舍), 故S 40-S 30=270, ∴S 40=400. 热点三 等差数列、等比数列的综合问题 解决数列的综合问题的失分点 (1)公式a n =S n -S n -1适用于所有数列,但易忽略n ≥2这个前提; (2)对含有字母的等比数列求和时要注意q =1或q ≠1的情况,公式S n =a 11-q n 1-q 只适用 于q ≠1的情况. 例3 (1)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 3+S 5=18,a 5=7.若a 3,a 6,a m 成等比数列,则m =________. 答案 15 解析 设等差数列的公差为d , 则? ?? ?? a 1+2d +5a 1+10d =18,a 1+4d =7,故? ?? ?? a 1=-1, d =2, 所以a n =2n -3,n ∈N * . 由a 26=a 3a m ,得92 =3(2m -3), 所以2m -3=27,所以m =15. (2)已知等差数列{a n }的前n 项和为T n ,a 3=4,T 6=27,数列{b n }满足b n +1=b 1+b 2+b 3+…+ b n ,b 1=b 2=1,设 c n =a n +b n ,则数列{c n }的前11项和S 11等于( ) A.1 062 B.2 124 C.1 101 D.1 100 答案 C 解析 设数列{a n }的公差为d , 则????? a 1+2d =4,6a 1+15d =27, 解得??? ?? a 1=2,d =1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =n +1. 当n ≥2时,b n +1-b n =b n , ∴b n +1=2b n , 即数列{b n }从第二项起为等比数列, ∴b n =2 n -2 (n ≥2), ∴数列{b n }的通项公式为b n =? ???? 1,n =1,2n -2 ,n ≥2. 分组求和可得数列{c n }的前11项和S 11=(2+3+4+…+12)+(1+1+2+22 +…+29 )=77+210 =1 101. 跟踪演练3 (1)(2019·黄冈、华师附中等八校联考)已知公差不为0的等差数列{a n }的首项 a 1=3,且a 2,a 4,a 7成等比数列,数列{ b n }的前n 项和S n 满足S n =2n (n ∈N *),数列{ c n }满足c n =a n b n (n ∈N *),则数列{c n }的前3项和为( ) A.31 B.34 C.62 D.59 答案 B 解析 由于a 2,a 4,a 7成等比数列, 故a 2 4=a 2·a 7, 即(a 1+3d )2 =(a 1+d )(a 1+6d ), 由于a 1=3,解得d =1, 故a n =n +2.当n ≥2时, b n =S n -S n -1=2n -2n -1=2n -1, 当n =1时,b 1=S 1=21 =2, 故b n =? ???? 2,n =1, 2n -1 ,n ≥2. 故c n的前3项和为 a1b1+a2b2+a3b3=3×2+4×2+5×4=34. (2)用g(n)表示自然数n的所有因数中最大的那个奇数,例如:9的因数有1,3,9,g(9)=9,10的因数有1,2,5,10,g(10)=5,那么g(1)+g(2)+g(3)+…+g(22 019-1)=________. 答案42 019-1 3 解析由g(n)的定义易知g(n)=g(2n), 且若n为奇数则g(n)=n, 令f(n)=g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2n-1), 则f(n+1)=g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2n+1-1) =1+3+…+(2n+1-1)+g(2)+g(4)+…+g(2n+1-2) =2n[1+2n+1-1] 2 +g(1)+g(2)+…+g(2n-1) =4n+f(n), 即f(n+1)-f(n)=4n, 分别取n为1,2,…,n,并累加得 f(n+1)-f(1)=4+42+…+4n=4×1-4n 1-4 =4 3 (4n-1), 又f(1)=g(1)=1, 所以f(n+1)=4 3 (4n-1)+1, 所以f(n)=g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2n-1) =4 3 (4n-1-1)+1, 令n=2 019,得: g(1)+g(2)+g(3)+…+g(22 019-1) =4 3 (42 019-1-1)+1= 42 019-1 3 . 热点四数列的递推关系 由递推关系式求数列的通项公式常用的方法 (1)求出数列的前几项,再归纳猜想出数列的一个通项公式(注意验证); (2)将已知递推关系式整理、变形得到等差或等比数列的通项公式,或用累加法(适用于a n+1=a n+f(n)型)、累乘法(适用于a n+1=a n·f(n)型)、待定系数法(适用于a n+1=pa n+q型)求通项公式. 例4 (1)(2019·上饶重点中学六校联考)设数列{a n }满足a 1=3,且对任意整数n ,总有(a n +1 -1)(1-a n )=2a n 成立,则数列{a n } 的前2 018项的和为( ) A.588 B.589 C.2 018 D.2 019 答案 B 解析 因为(a n +1-1)(1-a n )=2a n , 所以a n +1=1+a n 1-a n , 因为a 1=3, 所以a 2=-2,a 3=-13,a 4=1 2,a 5=3=a 1, 即数列{a n }是以4为周期的数列, 所以a 1+a 2+…+a 2 018=504(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 2 017+a 2 018 =504×? ????3-2-13+12+a 1+a 2=589. (2)(2019·永州模拟)设[x ]表示不超过x 的最大整数,已知数列{a n }中,a 1=2,且a n +1=a n (a n +1),若?? ?? ??a 1a 1+1+a 2a 2+1+…+a n a n +1=100,则整数n 等于( ) A.99 B.100 C.101 D.102 答案 C 解析 因为a n +1=a n (a n +1)=a 2 n +a n , 所以a n +1-a n =a 2 n >0, 故数列{a n }是递增数列,且1 a n >0, 又由a n +1=a n (a n +1)可得1 a n +1=1a n -1a n +1 , 即1a n +1=1a n -1a n +1 , 而 a n a n +1= a n +1-1a n +1=1-1 a n +1 , 从而 a 1 a 1+1+ a 2 a 2+1 +…+ a n a n +1 =n -? ?? ? ?1a 1-1a n +1, 所以?? ????a 1a 1+1+a 2a 2+1+…+a n a n +1=???? ??n -? ????1a 1-1a n +1, 又0<1a 1-1a n +1<1a 1=1 2 , 所以? ??? ? ?n -? ????1a 1 - 1a n +1 =n -1=100,所以n =101. 跟踪演练4 (1)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln ? ?? ??1+1n ,则a n 等于( ) A.2+n ln n B.2n +(n -1)ln n C.2n +n ln n D.1+n +n ln n 答案 C 解析 由题意得 a n +1n +1-a n n =ln(n +1)-ln n , n 分别用1,2,3,…,n -1(n ≥2)取代, 累加得a n n -a 11=ln n -ln 1,即a n n =2+ln n , 即a n =2n +n ln n (n ≥2), 又a 1=2符合上式,故a n =2n +n ln n . (2)(2019·漳州模拟)已知数列{a n }和{b n }首项均为1,且a n -1≥a n (n ≥2),a n +1≥a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,且满足2S n S n +1+a n b n +1=0,则S 2 019等于( ) A.2 019 B.12 019 C.4 037 D.1 4 037 答案 D 解析 由a n -1≥a n (n ≥2),a n +1≥a n 可得a n +1=a n , 即数列{a n }是常数列, 又数列{a n }的首项为1,所以a n =1, 所以当S n S n +1≠0时,2S n S n +1+a n b n +1=0可化为2S n S n +1+b n +1=0, 因为S n 为数列{b n }的前n 项和, 所以2S n S n +1+b n +1=2S n S n +1+(S n +1-S n )=0, 所以 1 S n +1-1 S n =2, 因此数列???? ?? 1S n 是以2为公差的等差数列, 又1S 1=1 b 1 =1, 所以1 S n =1+2(n -1)=2n -1, 故S n = 1 2n -1 ,即S n S n +1≠0. 所以S 2 019= 1 4 037 . 真题体验 1.(2018·全国Ⅰ,理,4)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5等于( ) A.-12 B.-10 C.10 D.12 答案 B 解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4, 得3? ??? ??3a 1+ 3× 3-12 ×d =2a 1+ 2× 2-12×d +4a 1+ 4× 4-12 ×d ,将a 1=2代入上 式,解得d =-3, 故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 2.(2017·全国Ⅰ,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 设首项为第1组,接下来的两项为第2组,再接下来的三项为第3组,依此类推.则第n 组的项数为n ,前n 组的项数和为n 1+n 2 . 由题意知,N >100,令 n 1+n 2 >100?n ≥14且n ∈N * ,即N 出现在第13组之后. 第n 组的各项和为1-2n 1-2=2n -1,前n 组所有项的和为 21-2n 1-2 -n =2 n +1 -2-n . 设N 是第n +1组的第k 项,若要使前N 项和为2的整数幂,则N - n 1+n 2 项的和即第n +1组的前k 项的和2k -1应与-2-n 互为相反数,即2k -1=2+n (k ∈N * ,n ≥14),k =log 2(n +3)?n 最小为29,此时k =5,则N = 29× 1+292 +5=440. 3.(2019·全国Ⅰ,理,14)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=13 ,a 2 4=a 6,则S 5=________. 答案 1213 解析 设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5 ,所以a 1q =1,又a 1=13 , 所以q =3,所以S 5=a 11-q 5 1-q = 13 ×1-35 1-3 = 1213 . 押题预测 1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 5,a m =2 019,则m =________. 答案 1 010 解析 根据题意,设等差数列{a n }的公差为d , 则S 3=3a 2=3(a 1+d ), 又由a 1=1,S 3=a 5,得3(1+d )=1+4d ,解得d =2, 则a m =a 1+(m -1)d =2m -1=2 019, 解得m =1 010. 2.已知等差数列{a n }中,若点(n ,a n )(n ∈N * )在经过点(4,8)的定直线l 上,则数列{a n }的前7项和S 7=________. 答案 56 解析 因为等差数列{a n }中,点(n ,a n )(n ∈N *)在经过点(4,8)的定直线l 上, ∴a 4=8, ∴数列{a n }的前7项和S 7=7 2 (a 1+a 7)=7a 4=56. 3.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 3-a 1=8,当a 4取最小值时,数列{na 2 n }的前n 项和 S n =________. 答案 (8n -4)3n +4 解析 设数列{a n }的公比为q , 由题意易知q >1. 等比数列{a n }中,a 3-a 1=8, 所以a 1=8q 2-1,a 4=a 1q 3 =8q 3 q 2-1, 令f (q )=8q 3 q 2-1 ,q >1, 则f ′(q )=? ????8q 3 q 2-1′=8q 2 q 2 -3q 2-12,q >1, 令f ′(q )=0,解得q =3(负值舍去), 当1 当q >3时,f ′(q )>0, 所以当q =3时,a 4=f (q )=8q 3 q 2-1取得最小值, 设b n =na 2 n ,代入q =3化简可得b n =16n ×3n -1 , 所以S n =b 1+b 2+b 3+…+b n -2+b n -1+b n , S n =16[1×30+2×31+3×32+…+(n -2)×3n -3+(n -1)×3n -2+n ×3n -1], 3S n =16[1×31 +2×32 +3×33 +…+(n -2)×3n -2 +(n -1)×3 n -1 +n ×3n ], 两式相减得 -2S n =16(1+31 +32 +33 +…+3 n -2 +3 n -1 -n ×3n ) =16? ?? ? ?1-3n 1-3-n ×3n , S n =8n ×3n -4×3n +4, 故S n =(8n -4)×3n +4. A 组 专题通关 1.(2019·深圳调研)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若S 5=25,a 3+a 4=8,则{a n }的公差为( ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 答案 A 解析 依题意,可得S 5=5a 1+a 5 2=5×2a 32 =25, 解得a 3=5, 又a 3+a 4=8,所以a 4=3, 所以公差d =a 4-a 3=3-5=-2. 2.(2019·沈阳模拟)等比数列{a n }中,若a 3=2,a 7=8,则a 5等于( ) A.4 B.-4 C.±4 D .5 答案 A 解析 ∵数列{a n }为等比数列,且a 3=2,a 7=8, ∴a 2 5=a 3·a 7=2×8=16,则a 5=±4, ∵等比数列奇数项的符号相同, ∴a 5=4. 3.(2019·广州模拟)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.144 B.81 C.45 D.63 答案 B 解析 设数列{a n }的公比为q ,由题易知,q ≠-1. 由等比数列的性质可知, S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,…成等比数列, 由题意得S 6-S 3=36-9=27?q 3 = 27 9 =3, ∴a 7+a 8+a 9=S 9-S 6=27×3=81. 4.(2019·西北师范大学附属中学诊断)数列{a n }是公差不为零的等差数列,并且a 5,a 8,a 13是等比数列{b n }的相邻三项,若b 2=5,则b n 等于( ) A.5·? ????53n -1 B.3·? ????53n -1 C.3·? ?? ??35n -1 D.5·? ?? ??35n -1 答案 B 解析 设等差数列{a n } 的首项为a 1,公差为d , a 5=a 1+4d ,a 8=a 1+7d ,a 13=a 1+12d , 则(a 1+7d )2 =(a 1+4d )(a 1+12d ), 所以a 2 1+14a 1d +49d 2 =a 2 1+16a 1d +48d 2 , 2a 1d =d 2,d ≠0,所以d =2a 1. 设等比数列{b n }的公比为q ,q =a 8a 5=15a 19a 1=5 3 , 所以b n =b 2·q n -2 =5·? ????53n -2=3·? ?? ??53n -1 . 5.已知等差数列{a n }和等比数列{b n }的各项都是正数,且a 1=b 1,a 11=b 11.那么一定有( ) A.a 6≤b 6 B.a 6≥b 6 C.a 12≤b 12 D.a 12≥b 12 答案 B 解析 因为等差数列{a n }和等比数列{b n }的各项都是正数,且a 1=b 1,a 11=b 11, 所以a 1+a 11=b 1+b 11=2a 6, 所以a 6= a 1+a 112 = b 1+b 11 2 ≥b 1b 11=b 6. 当且仅当b 1=b 11时,取等号,此时数列{b n }的公比为1. 6.(2019·济南外国语学校模拟)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +n +(-1)n ,则a 2 018的值为( ) A.2 017×1 008 B.2 017×1 009 C.2 018×1 008 D.2 018×1 009 答案 B 解析 a n +1-a n =n +(-1)n , a 2 018-a 2 017=2 017+(-1), a 2 017-a 2 016=2 016+1, a 2 016-a 2 015=2 015+(-1), a 2 015-a 2 014=2 014+1, …, a 3-a 2=2+1, a 2-a 1=1+(-1), 将以上式子相加得a 2 018-a 1=2 017+2 016+…+2, 即a 2 018=2 017+2 016+…+2+1 = 2 017×1+2 017 2 =2 017×1 009. 7.(2019·衡水中学摸拟)已知函数f (x )=???? ? m x -2 017 ,x ≥2 019,? ???? 3m 2 018+1x -2 020,x <2 019,数列{a n } 满足:a n =f (n ),n ∈N * ,且{a n }是单调递增函数,则实数m 的取值范围是( ) A.(1,2] B.(1,2) C.(2,+∞) D.(1,+∞) 答案 C 解析 因为a n =f (n ) =???? ? m n -2 017,n ≥2 019,n ∈N * ,? ?? ??3m 2 018+1n -2 020,n <2 019,n ∈N *, 且{a n }是单调递增数列, 所以根据指数函数的单调性可得m >1, 根据一次函数的单调性可得 3m 2 018 +1>0, 由分段函数的单调性结合数列的单调性可得, ? ?? ??3m 2 018+1×2 018-2 020 8.(2019·临沂模拟)“珠算之父”程大位是我国明代著名的数学家,他的代表作《算法统宗》中有一首“竹筒容米”问题:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节四升五,上梢四节三升八,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”((注) 四升五:4.5升,次第盛:盛米容积依次相差同一数量.)用你所学的数学知识求得中间两节竹的容积为( ) A.2.2升 B.2.3升 C.2.4升 D.2.5升 答案 D 解析 设从下至上各节容积分别为a 1,a 2,…,a 9, 则{a n }是等差数列,设公差为d , 由题意得 ????? a 1+a 1+d +a 1+2d =4.5,a 1+5d +a 1+6d +a 1+7d +a 1+8d =3.8, 解得a 1=1.6,d =-0.1, ∴中间两节的容积为 a 4+a 5=(1.6-0.1×3)+(1.6-0.1×4)=2.5(升). 9.(2019·广州天河区综合测试)若数列{b n }满足:b 12+b 222+…+b n 2n =2n (n ∈N * ),则数列{b n } 的前n 项和S n 为( ) A.2n +1 B.2n -4 C.2 n +2 -2 D.2 n +2 -4 答案 D 解析 数列{b n }满足b 12+b 222+…+b n 2n =2n (n ∈N * ), 可得当n ≥2时,b 12+b 222+…+b n -1 2n -1=2(n -1)(n ∈N * ), 可得b n 2n =2n -2(n -1)=2, 所以b n =2 n +1 (n ≥2). 当n =1时,b 1=4,满足b n =2n +1 , 所以数列{b n }的通项公式为b n =2 n +1 (n ∈N * ). 所以数列{b n }是等比数列,公比为2. 数列{b n }的前n 项和S n = 4 1-2n 1-2 =2 n +2 -4. 10.(2019·荆门调研)正项等比数列{a n }满足a 1=1,a 2a 6+a 3a 5=128,则下列结论正确的是( ) A.?n ∈N * ,S n >a n +1 B.?n ∈N *,a n a n +1≥a n +2 C.?n ∈N *,a n +a n +2=2a n +1 D.?n ∈N * ,a n +a n +3>a n +1+a n +2 答案 D 解析 因为等比数列{a n }满足a 2a 6+a 3a 5=128, 即(a 4)2 +(a 4)2 =128, 解得a 4=±8, 又等比数列为正项等比数列,所以a 4=8, 由a 1=1,则q 3 =a 4a 1 =8,解得q =2, 对于A ,S n >a n +1,有S n = 1× 1-2n 1-2 =2n -1, a n +1=2n ,有S n 对于B ,a n a n +1=2 n -12n =2 2n -1 ,a n +2=2 n +1 , 当n =1时,a n a n +1 n -1 +2 n +1 ,2a n +1=2 n +1 , 若a n +a n +2=2a n +1,则2n -1 +2n +1 =2 n +1 , 显然不成立,C 错误; 对于D ,a n +a n +3=2 n -1 +2 n +2 =2 n -1 (1+8)=9×2 n -1 , a n +1+a n +2=2n +2n +1=2n -1(2+4)=6×2n -1, 必有a n +a n +3>a n +1+a n +2,D 正确. 11.(2019·哈尔滨模拟)已知x 2 +y 2 =4,在这两个实数x ,y 之间插入三个实数,使这五个数构成等差数列,那么这个等差数列后三项和的最大值为( ) A.210 B.1210 C.10 D.3 210 答案 D 解析 因为在实数x ,y 之间插入三个实数,使这五个数构成等差数列, 所以设中间三项为a ,b ,c , 由等差数列的性质可得2b =x +y , 所以b = x +y 2 ,同理可得c = x +3y 4, 所以后三项的和为b +c +y = x +y 2 + x +3y 4 +y = 3x +9y 4 , 又因为x 2 +y 2 =4,所以可令x =2cos θ,y =2sin θ, 所以3x +9y 4=32(cos θ+3sin θ) = 3102sin(θ+φ)≤3102? ? ? ??其中tan φ=13. 12.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=9,a 2为整数,且S n ≤S 5,则数列??? ? ?? 1a n ·a n +1的 前n 项和的最大值为( ) A.49 B.1 C.4181 D.151315 答案 A 解析 由a 1=9,a 2为整数, 可知等差数列{a n }的公差d 为整数. ∵S n ≤S 5,∴a 5≥0,a 6≤0, 则9+4d ≥0,9+5d ≤0, 解得-94≤d ≤-95 , ∴d =-2,∴a n =9-2(n -1)=11-2n . ∴ 1 a n ·a n +1 = 1 11-2n 9-2n =12? ????1 9-2n -111-2n , ∴数列?? ? ? ?? 1a n ·a n +1的前n 项和为 12??????? ????17-19+? ???? 15-17+…+? ????19-2n -111-2n =12? ????1 9-2n -19. 令b n = 1 9-2n , 易知0 ∴12? ????19-2n -19的最大值为49 . 13.已知数列{a n }与???? ??a 2 n n (n ∈N * )均为等差数列,且 a 1=2,则a 1+? ????a 222+? ????a 333+…+? ?? ??a n n n =________. 答案 2 n +1 -2 解析 设a n =2+(n -1)d , 所以a 2n n =[2+n -1d ]2 n = d 2n 2+4d -2d 2n +d -22 n , 由于???? ?? a 2 n n 为等差数列, 所以其通项是一个关于n 的一次函数, 所以(d -2)2 =0,∴d =2. 所以a n =2+2(n -1)=2n ,∴a n n =2n n =2. 所以a 1+? ????a 222+? ????a 333 +…+? ????a n n n =21 +22 + (2) = 2 1-2n 1-2 =2 n +1 -2. 14.意大利数学家列昂那多·斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,…,即F (1)=F (2)=1,F (n )=F (n -1)+F (n -2)(n ≥3,n ∈N * ),此数列在现代物理、准晶体结构、化学等领域都有着广泛的应用,若此数列被3整除后的余数构成一个新数列{}b n ,则b 2 019=________. 答案 2 解析 由题意得引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,…, 此数列被3 整除后的余数构成一个新数列为1,1,2,0,2,2,1,0,1,1,2,0,2,2,1,0,…, 构成以8项为周期的周期数列,所以b 2 019=b 3=2. 15.(2019·合肥一中、马鞍山二中等六校联考)已知等比数列{a n }的首项为32,公比为-1 2 ,前 n 项和为S n ,且对任意的n ∈N *,都有A ≤2S n -1 S n ≤B 恒成立,则B -A 的最小值为________. 答案 136 解析 ∵等比数列{a n }的首项为32,公比为-1 2, ∴S n =32?????? 1-? ????-12n 1+12=1-? ????-12n , 令t =? ????-12n ,则-12≤t ≤14,S n =1-t , ∴34≤S n ≤3 2 , ∵2S n -1S n 的最小值为16,最大值为73,A ≤2S n -1S n ≤B 对任意n ∈N * 恒成立, ∴B -A 的最小值为73-16=13 6 . 16.(2019·临沂质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 1+a 23+a 332+…+a n 3n -1=n ,若a m 与S m 的等差中项为11,则m 的值为________. 答案 3 解析 数列{a n }的前n 项和为S n , 满足a 1+a 23+a 332+…+a n 3 n -1=n ,① 当n ≥2时,a 1+a 23+a 332+…+a n -1 3n -2=n -1,② ①-②得a n 3n -1=1, 即a n =3 n -1 , 当n =1时,a 1=1(首项符合通项), 故a n =3 n -1 ,n ∈N * . 则S n =1+3+32 +…+3n -1 , =3n -13-1=3n -12 . 又a m 与S m 的等差中项为11, 故3 m -1 +3m -1 2 =22, 整理得3m =27, 解得m =3. B 组 能力提高 17.(2019·长沙市长郡中学模拟)已知在等比数列{a n }中,a n >0,a 2 2+a 2 4=900-2a 1a 5,a 5=9a 3,则a 2 019的个位数字是( ) A.6 B.7 C.8 D.9 答案 D 解析 设等比数列{a n }的公比为q ,首项为a 1, 由a 2 2+a 2 4=900-2a 1a 5,a n >0, 得a 2 2+a 2 4+2a 2a 4=900. 解得a 2+a 4=30.即qa 1+q 3 a 1=30, 由a 5=9a 3,得q =3(负值舍去),所以a 1=1, 所以a n =a 1q n -1 =3 n -1 , 所以a 1=30 =1,a 2=31 =3,a 3=32 =9,a 4=33 =27, a 5=34=81,a 6=35=243,…, 由此可得a n 的个位数字是以4为周期重复出现的. 所以a 2 019的个位数字是a 3的个位数字, 即a 2 019的个位数字是9. 18.(2019·河南省八市重点高中联合测评)将正整数1,2,3,…,n ,…排成数表如表所示,即第一行3个数,第二行6个数,且后一行比前一行多3个数,若第i 行、第j 列的数可用(i ,j )表示,则100可表示为________. 答案 (8,9) 解析 由题意,第一行有a 1=3(个)数, 第二行有a 2=6(个)数, ∴每一行的数字个数组成以3为首项,3为公差的等差数列, ∴第n 行有a n =3+3(n -1)=3n (个)数, 由求和公式可得前n 行共1 2n (3+3n )(个)数, 经验证可得第8行的最后第1个数为85, 按表中的规律可得第8行共24个数,第一个为108, ∴100为第8行的第9个数. 等差数列和等比数列的综合及其联系 课题设计背景: 数列是反映自然规律的基本数学模型之一。而等差数列和等比数列是学生必须掌握的两种基本数学模型,研究等差数列的通项、性质以及求和公式,并用类比的方法对等比数列进行研究是课程标准的教学要求。 课题设计目标: (1)掌握等差数列的通项公式及其前n项和公式; (2)掌握等差数列的通项公式及其前n项和公式;体验用类比的思想方法对等差数列和等比数列进行研究的活动。 例题分析: 1、已知(), f x = 利用课本推导等差数列前n 项和的公式的方法,求和: (5)(4)(3)...(5)f f f f f -+-+-+++的值 2、已知公差不为零的等差数列{n a }中,236,,a a a 组成等比数列的连续三项,求公比q 3、已知等差数列{}n a 的公差和等比数列{}n b 的公比都是11441010,1,,,;d d a b a b a b ≠=== (1)求1a 和d 的值;(2)16b 是不是数列{}n a 中的项,为什么? (二)等差数列和等比数列之间的转化 结论: (1){}n a 成等差数列,则{}(0,1)n a c c c >≠成等比数列; (2)正项数列{}n a 成等比数列,则{}log (0,1)c n a c c >≠成等差数列。类比可结合上述结论将等比数列转化为等差数列,再还原成等比数列写出有关结论。 例题分析: 1、 已知数列)}({* N n a n ∈是一个以(0)q q >为公比,以11(0)a a >为首项的等比数列,求 12lg lg ...lg n a a a +++ 2、 若数列)}({* N n a n ∈是等差数列,则有数列*123......,()n n a a a a b n N n ++++= ∈ 也是等差数列;类比上述性质,相应地:若数列)}({* N n c n ∈是等比数列,且0>n c ,则 有数列*_________________,()n d n N =∈也是等比数列。 3、 设)}({* N n a n ∈是等差数列,12n a n b ?? = ? ?? ,已知123123211 ,,88 b b b b b b ++= =求数列)}({*N n a n ∈的通项公式。 (三)学法总结: (四)课后反思: 江苏省2014届一轮复习数学试题选编14:等差与等比数列综合 填空题 1 .数列{}n a 中,12a =,1n n a a cn +=+(c 是常数,123n =,,,),且123a a a ,,成公比不为1的等比数列, 则{}n a 的通项公式是______. 【答案】2 2n a n n =-+ 2 .已知数列{}n a 满足143a =,()* 11226n n a n N a +-=∈+,则11n i i a =∑=______. 【答案】232 4 n n ?-- 3 .已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n , 若a 3=18,S 3=26,则{a n }的公比q =________. 【答案】3 4 .设数列{a n }满足:()()*3118220()n n n n a a a a a n ++=---=∈N ,,则a 1的值大于20的概率为____. 【答案】14 5 .已知数列 }{n a 满足1 22n n a qa q +=+-(q 为常数,||1q <),若3456,,,a a a a ∈}{18,6,2,6,30---, 则1a = . 【答案】2-或 126 6 .观察下列等式: 31×2×12=1-122, 31×2×12+42×3×122=1-13×22, 31×2×12+42×3×122+53×4×123=1-1 4×2 3,,由以上等式推测到一个一般的结论:对于n ∈N * , 31×2×12+42×3×122++n +2n n +1×1 2 n =______. 【答案】()n n 211 1?+- 7 .已知等比数列{}n a 的首项是1,公比为2,等差数列{}n b 的首项是1,公差为1,把{}n b 中的各项按照如 下规则依次插入到{}n a 的每相邻两项之间,构成新数列}{n c :1122334,,,,,,,a b a b b a b 564,,b b a ,,即在 n a 和1n a +两项之间依次插入{}n b 中n 个项,则2013c =____. 【答案】1951 8 .若数列 {}n a 是各项均为正数的等比数列,则当12n n n b a a a =?? ?时,数列{}n b 也是等比数列;类比上 微专题11等差数列与等比数列 1.掌握并活用等差、等比数列的基本量和性质,进行基本运算. 2.运用定义域分析通项公式,判断或证明一个数列是等差(比)数列. 3.从分析数列特征入手,综合运用通项公式、求和公式、不等式、函数等方法求解最值或参数范围问题. 考题导航题组一等差数列、等比数列的基本量及基本运算 1.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=________. 2.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________. 1.已知{a n }是等差数列,公差d 不为零.若a 2,a 3,a 7成等比数列,且2a 1+a 2=1,则a 1=________,d =________. 2.若等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=-1,a 4=b 4=8,则a 2b 2 =________.题组二等差数列、等比数列的判定与证明 1.已知数列{a n }的首项a 1=1,且满足a n +1=a n 4a n +1 ,则a n =________.2.已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2. (1)设b n =a n +1-a n ,证明:{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式. 1.记S n为数列{a n}的前n项和,若S n=2a n+1,则S6=________. 2.设数列{a n}中,S1=1,S2=2,S n+1-3S n+2S n-1=0(n≥2),则命题“{a n}是等比数列”是________命题.(填“真”或“假”) 题组三与等差数列、等比数列有关的最值、参数范围问 题 1.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为________. 2.已知数列{a n}为等差数列,若a7 a6 <-1,且它们的前n项和S n有最大值,则使S n>0的n的最大值为________. 3.等差数列{a n}的前n项和为S n,已知S10=0,S15=25,则nS n的最小值为________. 1.已知首项为3 2的等比数列{a n }不是递减数列,其前n项和为S n(n∈N*),且S3+a3,S5+a5,S4+a4成等差数列. (1)求数列{a n}的通项公式; (2)设T n=S n-1 S n (n∈N*),求数列{T n}最大项的值与最小项的值. 一、等差数列 1.定义:)(1常数d a a n n =-+ 2.通项公式:d n a )1(a 1n -+= 3.变式:d m n a m n )(a -+= m n a a d m n --= 4.前n 项和:2 )(1n a a S n n += 或 d n n n a S n 2)1(1-+= 5.几何意义: ①d dn a d n a a n -+=-+=11)1(即q pn a n += 类似 q px y += ②n d a n d S n )2 (212-+= 即 Bn An S n +=2 类似 Bx Ax y +=2 6.}{n a 等差d a a a a a Bn An S q pn a n n n n n n n =-?+= ?+=?+=?++-11122 7.性质 ① q p n m +=+则 q p n m a a a a +=+ ② p n m 2=+ 则 p n m a a a 2=+ ③ =+=+=+--23121n n n a a a a a a ④ m S 、m -m 2S 、2m -m 3S 等差 ⑤ }{n a 等差,有12+n 项,则 n S S 1n +=偶奇 ⑥ 1212-= -n S a n n 二、等比数列 1.定义:常数)(a 1q a n n =+ 2.通项公式:11a -=n n q a 3.变式: m n m n q a -=a m n m n q a a -= 4. ?????≠--==)1( 1)1()1( 11q q q a q na S n n 前n 项和:n a S n 1= )1(=q 或 q q a S n n --=11() 1 )1(≠q 5.变式:m n m n q q S S --=11 )1(≠q 6.性质: ① r p n m +=+则 r p n m a a a a ?=? ② p n m 2=+ 则 2 p n m a a a =? ③ =?=?=?--23121n n n a a a a a a ④ m S 、m -m 2S 、2m -m 3S 等比 ⑤ }{n a 等比,有12+n 项 偶奇qS a a a a q a a a a S n n +=++++=++++=+1242112531)(a 三、等差与等比的类比 {}n a 等差 {}n b 等差 和 积 差 商 系数 指数 “0” “1” 四、数列求和 1.分组求和 本数列的和公式求和.进行拆分,分别利用基,则可或等比数列的和的形式数列,但通项是由等差通项虽不是等差或等比 项的和: 前如求n n n )}1({+ )2)(1(3 1 )1(21)12)(1(61 )321()321( ) ()22()11(] )1(22222222++=++++=++++++++=++++++=∴+=+n n n n n n n n n n n n S n n n n n 2.裂项相消法. ).11(11}{1 1 11+++-=??n n n n n n n a a d a a a n a a 为等差数列,项和,其中的前项为用于通 从而计算和的方法,适别裂开后,消去一部分把数列和式中的各项分 等差数列与等比数列综合问题(3)教学目标 1.熟练运用等差、等比数列的概念、通项公式、前n 项和式以及有关性质,分析和解决等差、等比数列的综合问题. 2.突出方程思想的应用,引导学生选择简捷合理的运算途径,提高运算速度和运算能力.3.用类比思想加深对等差数列与等比数列概念和性质的理解.教学重点与难点 1.用方程的观点认识等差、等比数列的基础知识,从本质上掌握公式. 2.等差数列与等比数列的综合应用.例1已知两个等差数列5,8,11,…和3,7,11…都有100项,问它们有多少公共项.例2 已知数列{an}的前n 项和,求数列{|an|}的前n项和tn.例3已知公差不为零的等差数列{an}和等比数例{bn}中,a1=b1=1,a2=b2,a8=b3,试问:是否存在常数a,b,使得对于一切自然数n,都有an=logabn+b成立.若存在,求出a,b的值,若不存在,请说明理由.例4已知数列{an}是公差不为零的等差数列,数列{akn}是公比为q的等比数列,且k1=1,k2=5,k3=17,求k1+k2+k3+…+kn的值.例5、已知函数f(x)=2x-2-x ,数列{an}满足f( )= -2n (1)求{an}的通项公式。(2)证明{an}是递减数列。例6、在数列{an}中,an>0,= an+1 (n n)求sn和an的表达式。例7.已1 ————来源网络整理,仅供供参考 知数列{an}的通项公式为an= .求证:对于任意的正整数n,均有a2n ─1,a2n,a2n+1成等比数列,而a2n,a2n+1,a2n+2成等差数列。例8.项数为奇数的等差数列,奇数项之和为44,偶数项之和为33,求该数列的中间项及项数。作业1 公差不为零的等差数列的第2,第3,第6项依次成等比数列,则公比是().(a)1 (b)2 (c)3 (d)4 2 若等差数列{an}的首项为a1=1,等比数列{bn},把这两个数列对应项相加所得的新数列{an+bn}的前三项为3,12,33,则{an}的公差为{bn}的公比之和为().(a)-5 (b)7 (c)9 (d)14 3 已知等差数列{an}的公差d≠0,且a1,a3,a9成等比数列,则的值是. 4 在等差数列{an}中,a1,a4,a25依次成等比数列,且a1+a4+a25=114,求成等比数列的这三个数.5 设数列{an}是首项为1的等差数列,数列{bn}是首项为1的等比数列,又cn =an-bn(n∈n+),已知试求数列{cn}的通项公式与前n项和公式. ————来源网络整理,仅供供参考 2 【最新整理,下载后即可编辑】 等差数列与等比数列的综合问题 【知识要点】 (一)等差、等比数列的性质 1.等差数列{a n }的性质 (1)a m =a k +(m -k )d ,d =k m a a k m --. (2)若数列{a n }是公差为d 的等差数列,则数列{λa n +b }(λ、b 为常数)是公差为λd 的等差数列;若{b n }也是公差为d 的等差数列,则{λ1a n +λ2b n }(λ1、λ2为常数)也是等差数列且公差为λ1d +λ2d . (3)下标成等差数列且公差为m 的项a k ,a k +m ,a k +2m ,…组成的数列仍为等差数列,公差为md . (4)若m 、n 、l 、k ∈N *,且m +n =k +l ,则a m +a n =a k +a l ,反之不成立. (5)设A =a 1+a 2+a 3+…+a n ,B =a n +1+a n +2+a n +3+…+a 2n ,C =a 2n +1+a 2n +2+a 2n +3+…+a 3n ,则A 、B 、C 成等差数列. (6)若数列{a n }的项数为2n (n ∈N *),则S 偶-S 奇=nd , 奇 偶S S = n n a a 1+, S 2n =n (a n +a n +1)(a n 、a n +1为中间两项); 若数列{a n }的项数为2n -1(n ∈N *),则S 奇-S 偶=a n , 奇 偶S S =n n 1-,S 2n - 1 =(2n -1)a n (a n 为中间项). 2.等比数列{a n }的性质 (1)a m =a k ·q m -k . (2)若数列{a n }是等比数列,则数列{λ1a n }(λ1为常数)是公比为q 的等比数列;若{b n }也是公比为q 2的等比数列,则{λ1a n ·λ2b n }(λ1、λ2为常数)也是等比数列,公比为q ·q 2. (3)下标成等差数列且公差为m 的项a k ,a k +m ,a k +2m ,…组成的数列仍为等比数列,公比为q m . (4)若m 、n 、l 、k ∈N *,且m +n =k +l ,则a m ·a n =a k ·a l ,反之不成立. (5)设A =a 1+a 2+a 3+…+a n ,B =a n +1+a n +2+a n +3+…+a 2n ,C =a 2n +1+a 2n +2+a 2n +3+…+a 3n ,则A 、B 、C 成等比数列,设M =a 1·a 2·…·a n ,N =a n +1·a n +2·…·a 2n ,P =a 2n +1·a 2n +2·…·a 3n ,则M 、N 、P 也成等比数列. (二)对于等差、等比数列注意以下设法: 1.(2019·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( ) A .a n =2n -5 B .a n =3n -10 C .S n =2n 2 -8n D .S n =12 n 2 -2n 2.(2019·长郡中学联考)已知数列{a n }满足,a n +1+2a n =0,且a 2 =2,则{a n }前10项的和等于( ) A.1-2103 B .-1-210 3 C .210-1 D .1-210 3.已知等比数列{a n }的首项为1,公比q ≠-1,且a 5+a 4=3(a 3 +a 2),则 9 a 1a 2a 3…a 9等于( ) A .-9 B .9 C .-81 D .81 4.(2018·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=( ) A .-12 B .-10 C .10 D .12 5.(2019·山东省实验中学联考)已知等差数列{a n }的公差不为零,S n 为其前n 项和,S 3=9,且a 2-1,a 3-1,a 5-1构成等比数列,则S 5=( ) A .15 B .-15 C .30 D .25 二、填空题 6.(2019·北京卷)设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=________,S n 的最小值为________. 7.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:“有一个人走378里路, §6.2 等差数列 一.课程目标 1.理解等差数列的概念; 2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式; 3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用等差数列的有关知识解决相应的问题; 4.了解等差数列与一次函数的关系. 二.知识梳理 1.定义 如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示. 数学语言表达式:a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数),或a n -a n -1=d (n ≥2,d 为常数). 2.通项公式 若等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其通项公式为a n =a 1+(n -1)d . 3.前n 项和公式 等差数列的前n 项和公式:2 2111)() (n n a a n d n n na S +=-+=其中n ∈N *,a 1为首项,d 为公差,a n 为第n 项). 3.等差数列的常用性质 已知数列{a n }是等差数列,S n 是{a n }的前n 项和. (1)通项公式的推广:*),()(N m n d m n a a m n ∈-+= (2)若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则有q p n m a a a a +=+。特别的,当p n m 2=+时,p n m a a a 2=+ (3)等差数列{a n }的单调性:当d >0时,{a n }是递增数列;当d <0时,{a n }是递减数列;当d =0时,{a n }是常数列. (4)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (5)若}{},{n n b a 是等差数列,则}{n n qb pa +仍是等差数列. 4.与等差数列各项和相关的性质 (1)若}{n a 是等差数列,则}{n S n 也是等差数列, 其首项与}{n a 的首项相同,公差为}{n a 的公差的 2 1。 (2)数列m m m m m S S S S S 232--,,…也是等差数列. (3)关于非零等差数列奇数项与偶数项的性质。 a .若项数为n 2,则1 +==-n n a a S S nd S S 偶奇奇偶, 。 b .若项数为12-n ,则n a n n S )(1-=偶,n na S =奇,1 += =-n n S S a S S n 偶奇奇偶, 。 (4)若两个等差数列}{},{n n b a 的前n 项和分别为n n T S ,,则 1 21 2--=n n n n T S b a 5.等差数列的前n 项和公式与函数的关系: (1)n d a n d S )(2 212-+= ,数列{a n }是等差数列? S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). (2)在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. 等差数列与等比数列的综合运用 班别: 坐号: 姓名: 1.在直角三形中,三条边的长成等差数列的充要条件是它们的比等于 。 2. 成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上1,3,9后又成等比数列, 则这三个数分别是 。 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,且第一个数与第四个数的和是37,第二个数与第三个数的和是36,则这四个数分别是 。 4. 已知数列{}n a 的前n 项的和1(0n n S a a =-是不为的常数),则{}n a ( ) A,一定是等差数列 B,或者是等差数列,或者是等比数列 C, 一定是等比数列 D,不是等差数列,也不是等比数列 5. a ,b,c 成等比数列,那么关于x 的方程20ax bx c ++= ( ) A ,一定有两个不相等的实数根 B ,一定有两个相等的实数根 C, 一定没有实数根 D ,以上均有可能 6. 已知数列{}n a 是等差数列,12a =,且存在数列{}n b ,使得121 1 1 44 4 (1) n n a a a a n b ---=+ , 则数列{}n b 的前n 项和n S = 。 7. 如果b 是a 与c 的等差中项,y 是x 与z 的等比中项,且,,y x z 都是正数,则 ()log ()log ()log m m m b c x c a y a b z -+-+-= (0,1m m >≠) 8. 如果等差数列{}n a 的项数是奇数,11a =,{}n a 的奇数项的和是175,偶数项的和是150, 则这个等差数列的公差为 。 9. 在数列{}n a 中,11a =,13(1),n n a S n +=≥证明:23,,,n a a a 是等比数列。 10 求和:(1)21 123n n S x x nx -=++++ (2)23123n n S x x x nx =+++++ 一.课题:等差数列与等比数列的基本运算 二.教学目标:掌握等差数列和等比数列的定义,通项公式和前n 项和的公式,并能利用这些知识 解决有关问题,培养学生的化归能力. 三.教学重点:对等差数列和等比数列的判断,通项公式和前n 项和的公式的应用. 四.教学过程: (一)主要知识: 1.等差数列的概念及其通项公式,等差数列前n 项和公式; 2.等比数列的概念及其通项公式,等比数列前n 项和公式; 3.等差中项和等比中项的概念. (二)主要方法: 1.涉及等差(比)数列的基本概念的问题,常用基本量1,()a d q 来处理; 2.使用等比数列前n 项和公式时,必须弄清公比q 是否可能等于1还是必不等于1,如果不能确定则需要讨论; 3.若奇数个成等差数列且和为定值时,可设中间三项为,,a d a a d -+;若偶数个成等差数列且和为定值时,可设中间两项为,a d a d -+,其余各项再根据等差数列的定义进行对称设元.若干个数个成等比数列且积为定值时,设元方法与等差数列类似. 4.在求解数列问题时要注意运用函数思想,方程思想和整体消元思想,设而不求. (三)例题分析: 例1.(1)设数列{}n a 是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项为 2 . (2)已知等差数列{}n a 的公差0d ≠,且139,,a a a 成等比数列,则1392410a a a a a a ++++=1316 . 例2.有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个书的和是12,求这四个数. 解:设这四个数为:2 (),,,a d a d a a d a +-+,则2 ()16212a d a d a a d ?+-+=???+=? 解得:48a d =??=?或96a d =??=-?,所以所求的四个数为:4,4,12,36-;或15,9,3,1. 例3.由正数组成的等比数列{}n a ,若前2n 项之和等于它前2n 项中的偶数项之和的11倍,第3项与第4项之和为第2项与第4项之积的11倍,求数列{}n a 的通项公式. 解:当1q =时,得11211na na =不成立,∴1q ≠, ∴221122331111 (1)11(1)1111n n a q a q q q q a q a q a q a q ?--=?--??+=?? 由①得110 q =,代入②得110a =, ∴21()10 n n a -=. 说明:用等比数列前n 项和公式时,一定要注意讨论公比是否为1. 例4.已知等差数列110,116,122,, ① ② 等差数列、等比数列同步练习题 等差数列 一、选择题 1、等差数列-6,-1,4,9,……中的第20项为() A、89 B、-101 C、101 D、-89 2、等差数列{a n}中,a15 = 33,a45 = 153,则217是这个数列的() A、第60项 B、第61项 C、第62项 D、不在这个数列中 3、在-9与3之间插入n个数,使这n+2个数组成和为-21的等差数列,则n为 A、4 B、5 C、6 D、不存在 4、等差数列{a n}中,a1 + a7 = 42,a10 - a3 = 21,则前10项的S10等于() A、720 B、257 C、255 D、不确定 5、等差数列中连续四项为a,x,b,2x,那么a:b等于() A、1 4B、 1 3C、 1 3或 1 D、 1 2 6、已知数列{a n}的前n项和S n = 2n2 - 3n,而a1,a3,a5,a7,……组成一新数列{ C n },其通项公式为()A、C n= 4n - 3 B、C n= 8n - 1 C、C n= 4n - 5 D、C n= 8n - 9 7、一个项数为偶数的等差数列,它的奇数项的和与偶数项的和分别是24与30,若此数列的最后一项比第1项大10,则这个数列共有() A、6项 B、8项 C、10项 D、12项 8、设数列{a n}和{b n}都是等差数列,其中a1 = 25,b1 = 75,且a100 + b100 = 100,则数列{a n + b n}的前100项和为() A、0 B、100 C、10000 D、505000 二、填空题 9、在等差数列{a n}中,a n = m,a n+m= 0,则a m= ______。 10、在等差数列{a n}中,a4 +a7 + a10 + a13 = 20,则S16 = ______ 。 11、在等差数列{a n}中,a1 + a2 + a3 +a4 = 68,a6 + a7 +a8 + a9 + a10 = 30,则从a15到a30的和是 ______ 。 12、已知等差数列 110,116,122,……,则大于450而不大于602的各项之和为 ______ 。 13、在等差数列{a n}中,已知a1=2,a2 + a3 = 13,则a4 + a5 +a6 = 14、如果等差数列{a n}中,a3 +a4 + a5 = 12,那么a1 + a2 +…+ a7 = 15、设S n是等差数列{a n}的前n项和,已知a1 = 3,a5 = 11,S7 = 16、已知{a n}为等差数列,a1 + a3 + a5 = 105,a2 +a4 + a6 = 99,则a20 = 一、选择题 1、如果一个数列既是等差数列,又是等比数列,则此数列 ( ) (A )为常数数列 (B )为非零的常数数列 (C )存在且唯一 (D )不存在 2.、在等差数列 {}n a 中,41=a ,且1a ,5a ,13a 成等比数列,则{}n a 的通项公式为 ( ) (A )13+=n a n (B )3+=n a n (C )13+=n a n 或4=n a (D )3+=n a n 或4=n a 3、已知c b a ,,成等比数列,且y x ,分别为a 与b 、b 与c 的等差中项,则 y c x a +的值为 ( ) (A ) 2 1 (B )2- (C )2 (D ) 不确定 4、互不相等的三个正数c b a ,,成等差数列,x 是a ,b 的等比中项, y 是b ,c 的等比中项,那么2x ,2b ,2y 三个数( ) (A )成等差数列不成等比数列 (B )成等比数列不成等差数列 (C )既成等差数列又成等比数列 (D )既不成等差数列,又不成等比数列 5、已知数列 {}n a 的前n 项和为n S ,n n S n 24212+=+,则此数列的通项公式为 ( ) (A )22-=n a n (B )28-=n a n (C )12-=n n a (D )n n a n -=2 6、已知))((4)(2z y y x x z --=-,则 ( ) (A )z y x ,,成等差数列 (B )z y x ,,成等比数列 (C ) z y x 1,1,1成等差数列 (D )z y x 1 ,1,1成等比数列 7、数列 {}n a 的前n 项和1-=n n a S ,则关于数列{}n a 的下列说法中,正确的个数有 ( ) ①一定是等比数列,但不可能是等差数列 ②一定是等差数列,但不可能是等比数列 ③可能是等比数列,也可能是等差数列 ④可能既不是等差数列,又不是等比数列 ⑤可能既是等差数列,又是等比数列 (A )4 (B )3 (C )2 (D )1 8、数列1 ?,16 1 7,815,413,21,前n 项和为 ( ) (A )1212+-n n (B )212112+-+n n (C )1212+--n n n (D )212 112 +--+n n n 9、若两个等差数列 {}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n A 、n B ,且满足 5 524-+= n n B A n n ,则 13 5135b b a a ++的值为 ( ) (A ) 9 7 (B ) 7 8 (C ) 2019 (D )8 7 10、已知数列 {}n a 的前n 项和为252+-=n n S n ,则数列{}n a 的前10项和为 ( ) (A )56 (B )58 (C )62 (D )60 11、已知数列 {}n a 的通项公式5+=n a n 为, 从{}n a 中依次取出第3,9,27,…3n , …项,按原来的顺序排成一个新的数列,则此数列 的前n 项和为 ( ) 等差数列与等比数列十大例题 例1、已知等差数列{}n a 满足:37a =,5726a a +=,{}n a 的前n 项和为n S . (Ⅰ)求n a 及n S ; (Ⅱ)令b n = 2 1 1 n a -(n ∈N *),求数列{}n b 的前n 项和n T . 【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,因为37a =,5726a a +=,所以有 11 27 21026a d a d +=?? +=?,解得13,2a d ==, 所以321)=2n+1n a n =+-(;n S =n(n-1) 3n+22 ?=2n +2n 。 (Ⅱ)由(Ⅰ)知2n+1n a =,所以b n = 2 1 1n a -=21=2n+1)1-(114n(n+1)?=111(-)4n n+1 ?, 所以n T = 111111(1-+++-)4223n n+1?- =11(1-)=4n+1?n 4(n+1) , 即数列{}n b 的前n 项和n T = n 4(n+1) 。 【命题意图】本题考查等差数列的通项公式与前n 项和公式的应用、裂项法求数列的和,熟练数列的基础知识是解答好本类题目的关键。 例2、 设n S 为数列{}n a 的前n 项和,2n S kn n =+,* n N ∈,其中k 是常数. (I ) 求1a 及n a ; (II )若对于任意的* m N ∈,m a ,2m a ,4m a 成等比数列,求k 的值. 解(Ⅰ)当1,111+===k S a n , 12)]1()1([,2221+-=-+--+=-=≥-k kn n n k n kn S S a n n n n (*) 经验,,1=n (*)式成立, 12+-=∴k kn a n (Ⅱ)m m m a a a 42,, 成等比数列,m m m a a a 42 2.=∴, 即)18)(12()14(2 +-+-=+-k km k km k km ,整理得:0)1(=-k mk , 1.【2017浙江,6】已知等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”的 A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件 【答案】C 【考点】 等差数列、充分必要性 【名师点睛】本题考查等差数列的前n 项和公式,通过公式的套入与简单运算,可知 4652S S S d +-=, 结合充分必要性的判断,若q p ?,则p 是q 的充分条件,若q p ?, 则 p 是q 的必要条件,该题“0>d ”?“02564>-+S S S ”,故为充要条件. 2.【2015高考新课标1,文7】已知{}n a 是公差为1的等差数列,n S 为{}n a 的前n 项和,若 844S S =,则10a =( ) (A ) 172 (B )19 2 (C )10 (D )12 【答案】B 【解析】∵公差1d =,844S S =,∴11118874(443)2 2 a a +??=+??,解得1a =1 2 , ∴101119 9922 a a d =+= += ,故选B. 【考点定位】等差数列通项公式及前n 项和公式 【名师点睛】解等差数列问题关键在于熟记等差数列定义、性质、通项公式、前n 项和公式,利用方程思想和公式列出关于首项与公差的方程,解出首项与公差,利用等差数列性质可以简化计算. 3.【2014高考重庆文第2题】在等差数列{}n a 中,1 352,10a a a =+=,则7a =( ) .5A .8B .10C .14D 【答案】B 【解析】 试题分析:设等差数列{}n a 的公差为d ,由题设知,12610a d +=,所以,1 10216 a d -== 所以,7 16268a a d =+=+=.故选B. 考点:等差数列通项公式. 【名师点睛】本题考查了等差数列的概念与通项公式,本题属于基础题,利用下标和相等的两项的和相等更能快速作答. 4. 【2014天津,文5】设 {}n a 是首项为1 a ,公差为1-的等差数列,n S 为其前n 项和,若 , ,,421S S S 成等比数列,则1a =( ) A.2 B.-2 C.2 1 D .1 2- 【答案】D 考点:等比数列 【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式和前n 项和公式,本题属于基础题,利用等差数列的前n 项和公式表示出,,,421S S S 然后依据,,,421S S S 成等比数列,列出方程求出首项.这类问题考查等差数列和等比数列的基本知识,大多利用通项公式和前n 项和公式通过列方程或方程组就可以解出. 5. 【2014辽宁文9】设等差数列{}n a 的公差为d ,若数列1{2}n a a 为递减数列,则( ) A .0d < B .0d > C .10a d < D .10a d > 【答案】C 【解析】 试题分析:由已知得,11122n n a a a a -<,即111212 n n a a a a -<,1 n 1(a ) 21n a a --<, 又n 1a n a d --=,故121a d <,从而10a d <,选C . 【考点定位】1、等差数列的定义;2、数列的单调性. 【名师点睛】本题考查等差数列的通项公式、数列的性质等, 解答本题的关键,是写出等差 等差数列与等比数列 一.选择题 (1)在等差数列{a n }中, a 7=9, a 13=-2, 则a 25= ( ) A -22 B -24 C 60 D 64 (2) 在等比数列{a n }中, 存在正整数m, 有a m =3, a m+5=24, 则, a m+15= ( ) A 864 B 1176 C 1440 D 1536 (3)已知等差数列{}n a 的公差为2,若431,,a a a 成等比数列, 则2a = ( ) A –4 B –6 C –8 D –10 (4)设数列{}n a 是等差数列,且n S a a ,6,682=-=是数列{}n a 的前n 项和,则 ( ) A S 4 专 题2 数列 知识网络图解 一、数列的概念、性质 例①若数到{αn }满足αn+1 = 若α1=67 则α2009的值为( ) A. 67 B.57 C. 37 D.1 7 ②αn 则数列{αn }最大项为( ) A. α1 B. α45 C. α44 D. α2007 ③通项为αn =n 2 -α n+1的数列{αn }是递增数列,则实数α的取值范围为_________ 二、等差数列、等比数列 知识整合 2αn , 0≤αn <1 2 1 2 ≤αn <1 2αn -1, 要点 热点 探究 例1(1)已知两个等差数列{αn }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且 n n A B =7453 n n ++,则使得 n n a b 为整数的正整数n 的个数是( ) (2)已知等差数列{αn }的前n 项和为S n ,若OB=α6O A +α195OC ,且A 、B 、C 三点共线(该直线不过点O ),则S 200等于( ) (3)与差数列{αn }中,S 6=36,S n =324,S n -6=144,则n =___________ (4)等差数列{αn }共有2n +1次,其中奇数项之和为319,偶数次之和为290则其中间项的值为 ( ) A. α9=10 B. α10 =16 C. α11 =29 D. α12=39 ()121 2112121*(21) 7(21)45122172131 (21)21,2,3,5,11 n n n n n n n n a a n a A n b b b B n n n a z n N n b ----+?--+ ====+ +-++?- ∈ ∈ ∴=Q 解 ()619512006195200 21 1 200200200100 222 A C a a a a a a s ,B,∴+=++=?=?=?=Q 三点共线 等差数列与等比数列的类比 一、选择题(本大题共1小题,共5.0分) 1.记等差数列{a n}的前n项和为S n,利用倒序求和的方法得S n=n(a1+a n) 2 ; 类似地,记等比数列{b n}的前n项积为T n,且b n>0(n∈N?),类比等差数列求和的方法,可将T n表示成关于首项b1,末项b n与项数n的关系式为( ) A. (b1b n)n B. nb1b n 2C. nb1b n D. nb1b n 2 1. A 二、填空题(本大题共9小题,共45.0分) 2.在公差为d的等差数列{a n}中有:a n=a m+(n?m)d(m、n∈N+), 类比到公比为q的等比数列{b n}中有:______ . 2. b n=b m?q n?m(m,n∈N?) 3.数列{a n}是正项等差数列,若b n=a1+2a2+3a3+?+na n 1+2+3+?+n ,则数列{b n}也为等差数列,类比上述结论,写出正项等比数列{c n},若d n=______ 则数列{d n}也为等比数列. 3. (c 1 c22c33…c n n)1 4.等差数列{a n}中,有a1+a2+?+a2n+1=(2n+1)a n+1,类比以上性 质,在等比数列{b n}中,有等式______ 成立. 4. b1b2…b2n+1=b n+1 2n+1 5.若等比数列{a n}的前n项之积为T n,则有T3n=(T2n T n )3;类比可得到以下正确结论:若等差数列的前n项之和为S n,则有______ . 5. S3n=3(S2n?S n) 6.已知在等差数列{a n}中,a11+a12+?+a20 10=a1+a2+?a30 30 ,则在等比数列{b n} 中,类似的结论为______ 10b11?b12?…?b20=30b1?b2?b3?…?b30 7.在等比数列{a n}中,若a9=1,则有a1?a2…a n=a1?a2…a17?n(n< 17,且n∈N?)成立,类比上述性质,在等差数列{b n}中,若b7=0,则有______ . b1+b2+?+b n=b1+b2+?+b13?n(n<13,且n∈N?)+><,则使前n 项和0n S >成 立的最大自然数n 是: ( ) A .4005 B .4006 C .4007 D .4008 (7) 数列{a n }的前n 项和S n =3n -c, 则c=1是数列{a n }为等比数列的 ( ) A 充分非必要条件 B 必要非充分条件 C 充分必要条件 D 既非充分又非必要条件 (8) 在等比数列{a n }中, a 1<0, 若对正整数n 都有a n 1 B 0