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文档简介
数列求和2026年高考数学一轮复习专题课件★★题型一
通项分解法(分组求和)
(2)已知数列
则其前21项和为________.
223+208状元笔记通项分解法将数列中的每一项拆成几项,然后重新分组,将一般数列求和问题转化为特殊数列的求和问题,我们将这种方法称为通项分解法,运用这种方法的关键是通项变形.思考题1
(1)若数列{an}的通项公式是an=(-1)n·(3n-2),则a1+a2+…+a10等于________.15【解析】记bn=3n-2,则数列{bn}是以1为首项,3为公差的等差数列,所以a1+a2+…+a9+a10=(-b1)+b2+…+(-b9)+b10=(b2-b1)+…+(b10-b9)=5×3=15.(2)数列11,103,1005,10007,…的前n项和Sn=______________.【解析】数列的通项公式为an=10n+(2n-1).所以Sn=(10+1)+(102+3)+…+(10n+2n-1)=(10+102+…+10n)题型二
裂项相消法求和:状元笔记
利用裂项相消法求和时,应注意抵消后不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项,另外,将通项公式裂项后,有时候需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原项相等,如:若{an}是等差数列,则√624【探究】通项形如
的数列采用裂项相消法求和时,应先将分母有理化.
(3)如图甲是第七届国际数学家大会(简称ICME-7)的会徽图案,会徽的主题图案是由图乙的一连串直角三角形演化而成的.已知A1,A2,A3,…为直角顶点,设OA1=A1A2=A2A3=A3A4=…=1,OA1,OA2,…,OAn构成数列{an},令bn=
,Sn为数列{bn}的前n项和,则S80=________.8
【解析】因为OA1=A1A2=A2A3=A3A4=…=1,题型三
错位相减法
(2024·全国甲卷,理)记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=3an+4.(1)求{an}的通项公式;【答案】(1)an=4×(-3)n-1
【解析】(1)因为4Sn=3an+4①,所以当n≥2时,4Sn-1=3an-1+4②,则当n≥2时,由①-②得4an=3an-3an-1,即an=-3an-1.当n=1时,由4Sn=3an+4得4a1=3a1+4,所以a1=4≠0,所以数列{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列,所以an=4×(-3)n-1.
(2)设bn=(-1)n-1nan,求数列{bn}的前n项和Tn.【答案】(2)1+(2n-1)·3n【解析】(2)因为bn=(-1)n-1nan=(-1)n-1n×4×(-3)n-1=4n·3n-1,所以Tn=4×30+8×31+12×32+…+4n·3n-1,所以3Tn=4×31+8×32+12×33+…+4n·3n,
两式相减得-2Tn=4+4(31+32+…+3n-1)-4n·3n=4+4×-4n·3n=-2+(2-4n)·3n,所以Tn=1+(2n-1)·3n.状元笔记错位相减法求和的步骤设{anbn}的前n项和为Sn,其中数列{an}为公差为d的等差数列,数列{bn}为公比为q(q≠1)的等比数列,则错位相减法求和的步骤如下.∵Sn=a1b1+a2b2+a3b3+…+anbn,∴qSn=a1b2+a2b3+…+an-1bn+anbn+1.两式相减得(1-q)Sn=a1b1+d(b2+b3+…+bn)-anbn+1
思考题3
(2023·全国甲卷,理)已知数列{an}中,a2=1,设Sn为{an}前n项和,2Sn=nan.(1)求{an}的通项公式;【答案】(1)an=n-1(n∈N*)【解析】(1)因为2Sn=nan,当n=1时,2a1=a1,即a1=0,当n=3时,2(1+a3)=3a3,即a3=2,当n≥2时,2Sn-1=(n-1)an-1,所以2(Sn-Sn-1)=nan-(n-1)an-1=2an,化简得(n-2)an=(n-1)an-1,当n=1,2时,a1=0,a2=1都满足上式,所以an=n-1(n∈N*).√课外阅读02PARTTWO一、用倒序相加法求和an=2(n+1)【探究】如果一个数列{an},与首末两项等距离的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法.
思考题小明进行1+2+3+…+100的求和运算时,他是这样算的:1+100=101,2+99=101,…,50+51=101,共有50组,所以50×101=5050,这就是著名的高斯算法,又称为倒序相加法.事实上,高斯发现并利用了等差数列的对称性.若函数y=f(x)的图象关于点
A.f(x)+f(1-x)=2B.Sn=n(n+1)√所以f(x)+f(1-x)=2,故A正确;即Sn=n(n+1),故B正确;对于C,由题可知,当n=1时,a1=S1=1×(1+1)=2,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n(n+1)-n(n-1)=2n,当n=1时,a1=2符合上式,故{an}的通项公式为an=2n,所以Sn=n(n+1)≠,故C错误;二、重温高考1.(2021·新高考Ⅰ卷)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折.规格为20dm×12dm的长方形纸,对折1次共可以得到10dm×12dm,20dm×6dm两种规格的图形,它们的面积之和S1=240dm2,对折2次共可以得到5dm×12dm,10dm×6dm,20dm×3dm三种规格的图形,它们的面积之和S2=180dm2,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为________;如果对折5n次,那么2.(2023·天津)已知{an}是等差数列,a2+a5=16,a5-a3=4.答案(1)an=2n+1,3·4n-1
(2)已知{bn}为等比数列,对于任意k∈N*,若2k-1≤n≤2k-1,则bk<an<bk+1.(Ⅰ)当k≥2时,求证:2k-1<bk<2k+1;答案(2)(Ⅰ)证明见解析解析(2)(Ⅰ)证明:由题意可知,当2k-1≤n≤2k-1(k∈N*)时,bk<an,取n=2k-1,则bk<a2k-1=2×2k-1+1=2k+1,即bk<2k+1,当2k-2≤n≤2k-1-1(k≥2)时,an<bk,取n=2k-1-1,此时an=a2k-1-1=2(2k-1-1)+1=2k-1,据此可得2k-1<bk.综上可得2k-1<bk<2k+1.
(Ⅱ)求{bn}的通项公式及其前n项和.
答案(Ⅱ)bn=2n,2n+1-2解析(Ⅱ)由(Ⅰ)可知3<b2<5,7<b3<9,15<b4<17,又由题意知当k=1时,n=1,b1<a1=3,又由{bn}为等比数列,易知b1>1,则1<b1<3.据此猜测bn=2n,否则,若数列的公比q>2,则bn=b1qn-1>b1×2n-1>2n-1,注意到2n-1-(2n-1)=1-2n-1,则对于n∈N*,2n-1-(2n-1)>0不成立,即2n-1>2n-1不成立,此时无法保证2n-1<bn,若数列的公比q<2,则bn=b1qn-1<b1×2n-1<3×2n-1,注意到3×2n-1-(2n+1)=2n-1-1,则对于n∈N*,2n-1-1<0不成立,即3×2n-1<2n+1不成立,此时无法保证bn<2n+1.综上,数列的公比为2,则数列的通项公式为bn=2n,其前n项和为3.(2022·新高考Ⅱ卷)已知{an}是等差数列,{bn}是公比为2的等比数列,且a2-b2=a3-b3=b4-a4.(1)证明:a1=b1;答案(1)证明见解析解析(1)证明:设等差数列{an}的公差为d,由a2-b2=a3-b3得a1+d-2b1=a1+2d-4b1,即d=2b1,由a2-b2=b4-a4得a1+d-2b1=8b1-(a1+3d),即a1=5b1-2d,将d=2b1代入,得a1=5b1-2×2b1=b1,即a1=b1.
(2)求集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}中元素的个数.答案(2)9解析(2)由(1)知an=a1+(n-1)d=a1+(n-1)×2b1=(2n-1)a1,bn=b1·2n-1,由bk=am+a1得b1·2k-1=(2m-1)a1+a1,由a1=b1≠0得2k-1=2m,由题知1≤m≤500,所以2≤2m≤1000,所以k=2,3,4,…,10,共9个数,即集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}={2,3,4,…,10}中元素的个数为9.4.(2022·天津)已知{an}是等差数列,其前n项和为Sn,{bn}是等比数列,a1=b1=a2-b2=a3-b3=1.(1)求{an},{bn}的通项公式;答案(1)an=2n-1,bn=2n-1
解析(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,根据a1=b1=a2-b2=a3-b3=1,得
解得d=q=0(舍)或d=q=2,所以an=2n-1,bn=2n-1.答案(2)证明见解析
(2)证明:(Sn+1+an+1)bn=Sn+1·bn+1-Sn·bn;解析(2)证明:方法一:因为Sn为数列{an}的前n项和,则(Sn+1+an+1)bn=[(n+1)2+2(n+1)-1]·2n-1=(n2+4n+2)·2n-1,Sn+1·bn+1-Sn·bn=(n+1)2·2n-n2·2n-1=2n-1·[2(n+1)2-n2]=2n-1·(n2+4n+2),所以(Sn+1+an+1)bn=Sn+1·bn+1-Sn·bn.方法二:因为Sn为数列{an}的前n项和,所以(Sn+1+an+1)bn=(Sn+an+1+an+1)bn=(Sn+2an+1)bn,Sn+1·bn+1-Sn·bn=(Sn+an+1)·2bn-Sn·bn=bn(2Sn+2an+1-Sn)=(Sn+2an+1)bn,所以(Sn+1+an+1)bn=Sn+1·bn+1-Sn·bn.解析
(3)令cn=[an+1-(-1)nan]bn,当n为奇数时,cn=(an+1+an)bn=(2n+1+2n-1)·2n-1=4n·2n-1=n·2n+1,当n为偶数时,cn=(an+1-an)bn=(2n+1-2n+1)·2n-1=2·2n-1=2n,则
[ak+1-(-1)kak]bk=(c1+c3+c5+…+c2n-1)+(c2+c4+c6+…+c2n),令Tn=c1+c3+c5+…+c2n-1=1×22+3×24+5×26+…+(2n-1)·22n,则4Tn=1×24+3×26+5×28+…+(2n-1)·22n+2,5.(2022·浙江)已知等差数列{an}的首项a1=-1,公差d>1.记{an}的前n项和为Sn(n∈N*).(1)若S4-2a2a3+6=0,求Sn;解析(1)因为S4-2a2a3+6=0,a1=-1,所以-4+6d-2(-1+d)(-1+2d)+6=0,所以d2-3d=0,又d>1,
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