内容正文:
第五章 数 列
专题探究课(三) 数列中的高考热点问题
常考热点 真题印证 核心素养
等差(比)数列的判定与证明 2016·全国卷Ⅲ,T17 1.逻辑推理
2.数学运算
等差数列、等比数列的综合问题 2018·浙江卷,T20 2018·天津卷,T18 1.逻辑推理
2.数学运算
数列的通项与求和 2018·全国卷Ⅱ,T17 2018·全国卷Ⅲ,T17
2016·全国卷Ⅱ,T17 2016·全国卷Ⅲ,T17 1.数学建模
2.数学运算
热点1 数列的通项与求和(满分示范)
求数列的通项常涉及等差、等比数列的定义、性质,常用“基本量法”求解;求和问题关键在于分析通项的结构特征,选择恰当的求和方法,常用的求和方法有:公式法、分组求和法、裂项相消法、错位相减法等.
【例1】 (满分12分)(2017·全国卷Ⅲ)设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,2n+1)))的前n项和.
[规范解答] (1)因为a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,①
故当n≥2时,a1+3a2+…+(2n-3)an-1=2(n-1),②
1′eq \x(1)
①-②得(2n-1)an=2,所以an=eq \f(2,2n-1),4′eq \x(2)
又n=1时,a1=2适合上式,5′eq \x(3)
从而{an}的通项公式为an=eq \f(2,2n-1).6′eq \x(4)
(2)记eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,2n+1)))的前n项和为Sn.
由(1)知eq \f(an,2n+1)=eq \f(2,(2n-1)(2n+1))=eq \f(1,2n-1)-eq \f(1,2n+1),8′eq \x(5)
则Sn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,3)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)-\f(1,5)))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1)))10′eq \x(6)
=1-eq \f(1,2n+1)=eq \f(2n,2n+1).12′eq \x(7)
[高考状元满分心得] 1.得步骤分:抓住得分点的解题步骤,“步步为赢”,在第(1)问中,由an满足的关系式,通过消项求得an,验证n=1时成立,写出结果.在第(2)问中观察数列的结构特征进行裂项→利用裂项相消法求得数列的前n项和Sn.
2.得关键分:(1)an-1满足的关系式,(2)验证n=1,(3)对通项裂项都是不可少的过程,有则给分,无则没分.
3.得计算分:解题过程中的计算准确是得满分的根本保证,如eq \x(2),eq \x(5),eq \x(7).
[构建模板]
求数列通项与求和的模板
第一步:由等差(等比)数列基本知识求通项,或者由递推公式求通项.
第二步:根据和的表达式或通项的特征,选择适当的方法求和.
第三步:明确规范地表述结论.
第四步:反思解题过程,检验易错点,规范步骤.
[变式训练]
(2018·全国卷Ⅲ)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m.
解:(1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.
由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去)或q=-2或q=2.
故an=(-2)n-1或an=2n-1.
(2)若an=(-2)n-1,则Sn=eq \f(1-(-2)n,3).
由Sm=63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.
若an=2n-1,则Sn=2n-1.
由Sm=63得2m=64,解得m=6.
综上,m=6.
热点2 等差(比)数列的判定与证明(高考VS教材)
证明一个数列为等差(比)数列常用定义法或等差(比)中项法,通项公式法及前n项和公式法只能用于选择题、填空题的判定,若证明某数列不是等差(比)数列,则只需证明存在连续三项不成等差(比)数列即可.
【例2】 (2018·全国卷Ⅰ)已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an.设bn=eq \f(an,n).
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求{an}的通项公式.
解:(1)由条件可得an+1=eq \f(2(n+1),n)an.
将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以a2=4.
将n=2代入得,a3=3a2,所以a3=12.
从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2){bn}是首项为1,公比为2的等比数列.