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文档简介
专题08数列的综合应用
目录
第一部分题型破译微观解剖,精细教学
典例引领方法透视变式演练
【选填题破译】
题型01根据与关系求通项
题型02累加、��累乘��求通项
题型03观察法求通项
题型04递推式求周期性数列
题型05研究数列性质
题型06数列新定义
题型07倒序相加法求和
【解答题破译】
题型01数列分组求和
题型02数列裂项求和
题型03数列错位相减求和
第二部分综合巩固整合应用,模拟实战
题型01根据与关系求通项
����
【例1-1】(2025·北京丰台·二模)已知数列an的前n项和为Sn,且满足a10,an12Snn,则a5()
A.1B.0C.1D.2
2
【例1-2】(25-26高二上·北京·月考)已知数列an的前n项和为Snnn5,则a1,a5.
由题目给出与(或者直接给出多项数列相加)关系式求通项公式,可以考虑退位相减,构造
然后根据����化简。��−1
1、消得��到−�的�−1关=系�式�
2、消��得到��的关系式
3、根据��题目给��出的项求和公式或者求积公式,构造项后做差或作商,求通项。
注意:构造后,�,所以求出通项公式后,记�得+验1证首项是否满足通项公式。
��−1�≥2
x
【变式1-1】(25-26高二上·北京朝阳·月考)数列an的前n项和为Sn,点n,Sn在函数f(x)21的图
象上,则a5()
A.4B.8C.16D.32
n1
【变式1-2】(25-26高三上·北京·月考)对于数列an,令Tna1a2a3a41an,给出下列四
个结论:
①若ann,则T20251013;
②若Tnn,则a20251;
③若对任意的nN,都有TnM,则有an1an2M;
④存在各项均为整数的数列an,使得TnTn1对任意的nN都成立.
其中所有正确结论的序号是.
题型02累加、累乘求通项
1
【例2-1】(25-26高二上·北京海淀·月考)设数列an满足a11,且an1ann1,则数列的前8
an
项的和为.
*
【例2-2】(2024·北京西城·一模)在数列an中,a12,a23.数列bn满足bnan1annN.若bn
是公差为1的等差数列,则bn的通项公式为bn,an的最小值为.
1、型(是关于的函数):
��+1=��+�(�)�(�)�
��−��−1=�(�−1)
��−1−��−2=�(�−2)
⟹��=�(�−1)+�(�−2)+...�(2)+�(1)+�1,(�≥2)
...
注意:
�2−�1=�(1)
①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
�(�)�
②若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
③若�(�)是关于�的二次函数,累加后可分组求和;
④若�(�)是关于�的分式函数,累加后可裂项求和.
验证首�(�项)是否满�足通项公式。
2、型(是关于的函数):
��+1
��=�(�)�(�)�
��
=�(�−1)
��−1
��−1
=�(�−2)
��−2⟹��=�(�−1)⋅�(�−2)⋅...⋅�(2)�(1)�1,(�≥2)
...
�2
注意:=�(1)
�1
的连乘一般可以上下抵消,注意隔项相消的时候,要留意保留的项。
�验(�证)首项是否满足通项公式。
*
【变式2-1】(25-26高三上·北京·月考)在数列an中,a13,a22.数列bn满足bnan1an(nN).
若bn是公差为2的等差数列,则bn的通项公式为bn,an的最小值为.
【变式2-2】(24-25高二下·北京·期中)在数列an中,已知a11,nan1n1an,则a6()
A.3B.4C.5D.6
题型03观察法求通项
【例3-1】(25-26高二上·北京朝阳·月考)南宋数学家杨辉在《详解九章算法·商功》一书中记载的三角垛
如图所示,最顶层有1个小球,第二层有3个,第三层有6个,第四层有10个,则第15层小球的个数为
()
A.100B.120C.128D.240
【例3-2】(2024·北京朝阳·二模)北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载了“隙积术”,提出长方台形垛积
的一般求和公式.如图,由大小相同的小球堆成的一个长方台形垛积的第一层有ab个小球,第二层有
a1b1个小球,第三层有a2b2个小球……依此类推,最底层有cd个小球,共有n层,由“隙
2bda2dbccan
积术”可得这些小球的总个数为.若由小球堆成的某个长方台形
6
垛积共8层,小球总个数为240,则该垛积的第一层的小球个数为()
A.1B.2C.3D.4
已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列
的一个通项.
①将已知项与常见数列比对;
②利用差分、比值等变换化为熟知的简单数列;
③对可能的通项形式(多项式、指数、分段、交替符号等)进行假设、待定系数、检验。
最终必须用数学归纳法或代入递推关系(如果已知是某递推关系的解)来严格证明猜想正确。
【变式3-1】(24-25高三上·北京房山·开学考试)古希腊毕达开拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数.
他们根据沙粒或小石子所排列的形状,把数分成许多类.如图,第一行图形中黑色小点个数:1,3,6,10,…
称为三角形数,第二行图形中黑色小点个数:1,4,9,16,…称为正方形数,记三角形数构成数列an,
正方形数构成数列bn,给出下列四个结论:
nn1
①数列an的一个通项公式是a;
n2
②2025既是三角形数,又是正方形数;
11115
③;
b1b2b3bn3
④mN,m2,总存在p,qN.使得bmapaq成立.
其中所有证确结论的序号是.
13579
【变式3-2】(24-25高二上·期末)数列,,,,,的一个通项公式是a()
357911n
2n32n12n12n3
A.B.C.D.
2n12n12n32n5
题型04递推式求周期性数列
【例4-1】(25-26高三上·北京·月考)在数列an中,a14,a53,且任意连续三项的和均为7,则
a2026;记数列an的前n项和为Sn,则使得Sn100成立的最大整数n.
an1,an1
*
【例】(高二下北京海淀期中)已知数列a满足a2,a1nN,则
4-224-25··n1n1
,0an1
an
a2025.
同函数的周期性一致,数列也具有周期性。以下举出几个常见周期数列的特征。
1、型分式递推式,可能为周期数列,可计算出几项来证实一下周期性。
���+�
�+1
2、�=���+�或(�≠0)或是常数是常数
3、��+1+��=�或��+2+��+1+��=或���+2−��+1+��=�(�)(�)
��+2∙��
4、�分�+段1式∙�数�=列���+2∙��+1∙��=�∙��+1=�
注意:
以上几种数列,当觉得可能为周期数列时,可计算出几项来验证一下周期性。
1
*
【变式4-1】(24-25高二下·北京顺义·期中)在数列{an}中,a12,an1(n2,nN),则a2025
an1
()
11
A.1B.1C.D.
22
1
*
【变式4-2】(24-25高二上·北京·期末)在数列an中,a12,an1(n2,nN),则a2025
an1
()
1
A.1B.1C.D.2
2
题型05研究数列性质
【例5-1】(2025·北京·模拟预测)记Sn为数列an的前n项和,Tn为数列Sn的前n项和,
T
,n*
已知a11Sn1nN,其中0为某个常数,给出下列四个结论:
n
①存在使得Sn是非常数列的等比数列;②存在使得an是非常数列的等差数列;
③存在使得Sn是递减数列;④存在使得an是递减数列.
其中所有正确结论的序号是.
【例5-2】(25-26高二上·北京东城·月考)已知数列满足,,则下列说法正确
2
的是()���1=1��+1=��−��+�
①当时,;
②当�>1时,数��列≤1是常数列;
③当�=1时,��;
3
④当4<�<1时,数��列>1−单1调−递�减;
3
A4.<①�②<1B.��②③④C.②④D.①③④
根据递推式讨论数列的函数性质,与函数、不等式综合起来考察。
1、如果能求出通项先求通项,如果不能则看能不能通过递推式来找出数列的函数性质,如单调性、奇偶性、
周期性等。
2、归纳法也是常用的方法之一,如证明不等式问题。
2
【变式5-1】(25-26高二上·北京海淀·月考)首项为正数的数列an满足an1an3,给出下列四个结
论:
①存在和a1,使得an是等比数列;
1
②若且a1是奇数,则a为奇数;
4n
1
③若且a3,则存在n使得a3;
41n
1
④若0,且1a13,则an是递减数列.
4
所有正确结论的序号是()
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【变式5-2】(2025·北京平谷·一模)已知各项均不为零的数列an,其前n项和是Sn,a1a,且
Snanan1n1,2,.给出如下结论:
①a21;
②若an为递增数列,则a的取值范围是0,1;
③存在实数a,使得an为等比数列;
a2k0.01
④mN*,使得当km时,总有2.
a2k1
其中所有正确结论的序号是.
题型06数列新定义
【例6-1】(25-26高二上·北京·期末)若无穷数列an满足:a11,当n2时,|anan1|maxa1,a2,,an1,
则称an是“X数列”,则下列正确的有
①若an是“X数列”则a48为假命题
②若an是“X数列”且是等差数列,则an单调递增
③若an是“X数列”且单调递减,则an是等比数列
④若an是“X数列”且是周期数列,则集合1i100ai1的元素个数最多是50
Sn
【例6-2】(25-26高二上·北京·月考)已知数列a是无穷数列,Sn是数列a的前n项和.若是递减
nnn
数列,则称数列an具有“和性质”,则下列说法正确的有
①.若an3n4,则数列an具有“和性质”
S
②.若数列a具有和性质,则*,n0a
n“”n0Nn01
n0
32
③.若数列an满足an6n4n,则数列an具有“和性质”
④.若数列an,bn具有“和性质”,且an0,bn0,则数列anbn具有“和性质”
数列新定义是难点问题,给出新概念的名称例如“和谐数列”、“闪亮数列”、“等方差数列”、“凹数列”、“线
性递归数列”(超出课内特征根法的)、“折数列”等。
1、判断某个给定数列是否属于新定义的数列类;
2、求参数的值或范围,使得数列满足新定义;
3、证明该新定义下的数列具有某些(常规)性质;
4、在新定义限制下,求数列的通项或前n项和。
【变式6-1】(25-26高三上·北京·月考)对于数列an,若存在M0,使得对任意nN,有
a2a1a3a2an1anM,则称an为“有界变差数列”.给出以下四个结论:
①若等差数列an为“有界变差数列”,则an的公差d等于0;
②若各项均为正数的等比数列an为“有界变差数列”,则其公比q的取值范围是0,1;
1
③若数列x是“有界变差数列”,y满足y,则xy是“有界变差数列”;
nnn2nnn
④若数列是有界变差数列,则存在,使得对于任意,都xx;
xn“”n0NnNnn0
其中所有正确结论的序号是.
*
【变式6-2】(25-26高三上·北京顺义·月考)数列an为无穷非负整数数列,若对任意kN,均存在
*,且,使aaak,则称数列为完备数列给出下列四个结论:
i1,i2,,imNi1i2imii2iman“”.
①若正项等差数列an为“完备数列”,则首项一定为1;
②若正项等比数列an为“完备数列”,则公比一定为2;
*
③若an满足an2an1an,则对任意a1,a2N,数列an均为“完备数列”;
*
④若an满足an2an1annN,a1a21,则数列an为“完备数列”;
其中正确结论的序号是.
题型07倒序相加法求和
【例7-1】(2026高三·北京·专题练习)在等比数列an中,a1a2242,a2a31642,若不等式
n1
log2a1log2a2log2a3log2a4(1)log2an19成立,则n的最小值为()
A.25B.26C.27D.28
【例7-2】(25-26高二·全国·假期作业)已知数列an是各项均为正数的等比数列,若a2,a2025是方程
2
x3x20的两个根,则log2a1log2a2log2a3log2a2026的值为()
2026
A.B.1013C.2023D.1022
3
等差数列的求和方法即倒序相加法。若数列整个顺序颠倒后,同原数列放一起,每个相同序号的两项的和
相等,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法求解.
【变式7-1】(24-25高二下·北京丰台·期中)高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”
之称.在求1到100这100个自然数的和时,10岁的高斯是这样算的:1100101,299101,…,
5051101,共有50组,所以123100501015050,这就是著名的高斯算法,教材中推导等差
数列前n项和的方法正是借助了高斯算法.已知等比数列{an}的各项均为正数,且公比不等于1,a1a20241,
1
试根据提示探究:若f(x),则f(a)f(a)f(a).
1x122024
【变式7-2】(24-25高二下·北京西城·月考)数学家高斯在年幼时,对123100的求和运算中,提
出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称为
4x1232024
高斯算法.现有函数fx,则ffff()
4x22025202520252025
A.2025B.2024C.1013D.1012
题型01数列分组求和
【例1-1】(25-26高三上·北京顺义·开学考试)已知Sn是等差数列an的前n项和,S3a59,数列bn
2
是公比大于1的等比数列,且b3b6,b4b212.
(1)求数列an和bn的通项公式;
(2)设cnanbn,求cn的前n项和Tn.
【例1-2】(25-26高三上·北京·月考)已知等差数列an满足2an1ann2.
(1)求数列an的通项公式;
(2)若数列anbn是首项为1,公比为2的等比数列,求数列bn的前n项和.
若数列的通项公式是由若干个等差或等比或可求和的数列组成的,则求和时可用分组求和法,分别求和后
相加减.常见的分组求和有:
1、根据数列性质不同来分组,如等差、等比数列分开求和。
2、根据数列的奇偶性来分组,奇数列求和与偶数列求和,此时要关注数列的项数是奇数还是偶数
3、绝对值数列求和,根据原数列正负项分开求和,把原来正项的所有项求和、负项的所有求和
4、相邻项并项后求和,数列相邻的两项或者多项可以先合并,合并化简完后,整个数列成容易求和的数列,
如等差数列或者能相消。
【变式1-1】(25-26高三上·北京·月考)记Sn为等差数列an的前n项和,已知a17,S39.
(1)求an的通项公式;
(2)当n为何值时,Sn取最小值并求出最小值.
n
(3)记Tn为数列2an的前n项和,求Tn.
【变式1-2】(25-26高三上·北京·月考)已知等比数列an满足a1a23,a4a524.
(1)求an的通项公式;
(2)设bnan2n,求数列bn的前n项和Sn.
题型02数列裂项求和
2
【例2-1】(25-26高三上·北京·月考)已知正项数列an的前n项和为Sn,且4Snan2an1;
(1)求a1,a2和a3的值;
(2)求证数列an是等差数列,并求出数列an的通项公式;
1
(3)若bn,求数列bn的前n项和Tn.
anan1
【例2-2】(25-26高二上·北京朝阳·月考)已知数列an是公差不为零的等差数列,a11,且a6是a2与a18
的等比中项.
(1)求数列an的通项公式;
1
(2)设Sn为数列an的前n项和,Tn为数列的前n项和,求证:Tn2.
Sn
对通项进行裂项变换,使得裂项后产生可以连续相互抵消的项.抵消后并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,但是前后所剩项数一定相同.下面给出一些常见的裂项模型。
模型1:等差型
(1)(2)
1111111
(3)�(�+1)=�−�+1(4)�(�+�)=�(�−�+�)
11111111
2
对等差4�型−的1=分2式(,2�−例1−2�+,1)先对分母进行因�式(�+分1)解(�+2)=2�(�+1)−(�,+1)把(�+目2)标分解成,再合并比
111
2
较看看想化成需4乘�系−1数。(2�−1)(2�+1)2�−1−2�+1
11
2
模型2:根式型4�−12
(1)
1
(2)�+1+�=�+1−�
11
(3)�+�+�=�(�+�−�)
11
利用分母有有理化的方法。
2�−1+2�+1=2(2�+1−2�−1)
模型3:指数型
()
1��+1�
2(2−1)−(2−1)11
�+1��+1���+1
(2)(2−1)(2−1)=(2−1)(2−1)=2−1−2−1
�+22(�+1)−�21111
����−1�
方法类�(似�+等1)⋅差2型=。�(�+1)⋅2=�−�+1⋅2=�⋅2−(�+1)⋅2
*
【变式2-1】(24-25高二下·北京·期中)在数列an中a11,an12ann1,nN.
(1)证明:数列ann是等比数列;
(2)求数列an的通项公式an;
n4
(3)若cn2an,求数列的前n项和Tn.
cncn1
【变式2-2】(24-25高二下·北京顺义·期中)设Sn是各项为正数的数列an的前n项和,且满足________.
(1)求数列an的通项公式;
1
{}
(2)令bnlog2(Sn1),求数列前n项和Tn.
bnbn1
2
从Sn2an1;an1an1an,a11,a48(n2);a11,an12an,
三个①条件中任选一个②,补充在上面的问题中并作答.③
题型03数列错位相减求和
【例3-1】(24-25高二下·北京顺义·期末)已知等比数列an为递增数列,其前n项和为Sn,a13,S321.
(1)求数列an的通项公式;
(2)若数列bnan是首项为1,公差为3的等差数列,求数列bn的通项公式及前n项和Tn.
2*
【例3-2】(24-25高二下·北京·期中)已知函数f(x)(n3)x2x1的极值点构成数列an(nN).
(1)求a1;
1
(2)求证:数列{}是等差数列;
an
2n
(3)求数列{}的前n项和Tn.
an
等比数列的求和方法即错位相减法。若有差数列,等比数列,对数列求和也可以用到错位相
减法������∙��
1、找出等比数列的公比,对求和中的每项都乘以公比
2、然后用�,�注意将两�(式�≠“错1,项0)对齐”,按照相同幂次方来对齐�,方便合并。
��−���
n
【变式3-1】(24-25高二下·北京·月考)已知数列an的前n项和为Sn31,数列bn满足,b11,
bn1bn2n1nN.
(1)求数列an的通项公式an;
(2)求数列bn的通项公式bn;
anbn
(3)若c,求数列c的前n项和Tn.
n2nn
*
【变式3-2】(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知数列an的前n项和为Sn,且2anSnn2nN,
设bnan1.
(1)证明:数列bn是等比数列;
(2)求数列nbn的前n项和Tn.
n1an
1.(24-25高二下·北京·期中)设数列an的前n项和为Sn.若a12,S,则a6()
n2
A.18B.12C.6D.3
*
2.(2025·北京大兴·三模)已知数列an为无穷等比数列,Sn为其前n项和,“存在M10,对于任意的n
N,
*
anM1”是“存在M20,对于任意的n
N,SnM2”的()
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
2
3.(25-26高三上·北京·期中)已知数列an中各项均为正数,且an1an1ann1,2,3,,给出下列四
个结论:
*
①对任意的nN,都有an1;
②数列an可能为常数列;
③若0a12,则当n2时,a1an2;
④若a12,则数列an为递减数列.
其中正确结论有()
A.1个B.2个C.3个D.4个
1
4.(24-25高二上·北京朝阳·期末)已知数列a满足a,aa2a1n1,2,3,,设Taaa,
n12nn1n1n12n
则T2025()
1202412025
A.B.C.D.
2025202520262026
q*
5.(25-26高三上·北京海淀·月考)对于给定的数列an,如果存在实数p,,使得an1panq对任意nN
成立,我们称数列an是“线性数列”,数列cn满足c11,cn1cnbn,则下列选项错.误.的是()
A.等差数列是“线性数列”
B.等比数列是“线性数列”
C.若bn是等差数列,则cn是“线性数列”
D.若bn是等比数列,则cn是“线性数列”
1
2a,a
nn24
6.(24-25高二下·北京·月考)在数列a中,a,若a,则a()
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