内容正文:
规范答题3 数 列
[命题分析] 数列是高考解答题中的基础题目,一般考查等差数列、等比数列的基本量和简单的通项及求和问题.
典例 (12分)(2020·全国Ⅰ)设{an}是公比不为1的等比数列,a1为a2,a3的等差中项.
(1)求{an}的公比;
(2)若a1=1,求数列{nan}的前n项和.
步骤要点
规范解答
阅卷细则
(1)根据等比数列中,a1为a2,a3的等差中项列式子求解公比q.
(2)利用错位相减法求和即可.
解 (1)设{an}的公比为q,∵a1为a2,a3的等差中项,
∴2a1=a2+a3,a1≠0,∴q2+q-2=0,2分
∵q≠1,∴q=-2. 4分
(2)设{nan}的前n项和为Sn,a1=1,an=(-2)n-1,5分
Sn=1×1+2×(-2)+3×(-2)2+…+n(-2)n-1,①
-2Sn=1×(-2)+2×(-2)2+3×(-2)3+…+(n-1)(-2)n-1+n(-2)n,②7分
①-②得,3Sn=1+(-2)+(-2)2+…+(-2)n-1-n(-2)n
=-n(-2)n=,10分
∴Sn=,n∈N*.12分
(1)列出关于q的方程即得2分;
(2)没有指明q≠1的扣1分;
(3)正确写出Sn即得1分;
(4)错位相减第一个等号计算正确即得2分;
(5)最后结果写成通分形式不扣分.
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培优点12 用“不动点法”求数列的通项公式
【方法总结】
对于一个函数f(x),我们把满足f(m)=m的值x=m称为函数f(x)的“不动点”.利用“不动点法”可以构造新数列,求数列的通项公式.
【典例】 (1)在数列{an}中,a1=1, an+1=an+1,求数列{an}的通项公式.
【解析】 设f(x)=x+1,
令f(x)=x,即x+1=x,得x=2,
∴x=2是函数f(x)=x+1的不动点,
∴an+1-2=(an-2),
∴数列{an-2}是以-1为首项,以为公比的等比数列,
∴an-2=-1×n-1,
∴an=2-n-1,n∈N*.
(2)已知数列{an}满足a1=3,an+1=,求该数列的通项公式.
【解析】 由方程x=,得数列{an}的不动点为1和2,
===·,所以是首项为=2,公比为的等比数列,所以=2·n-1,
解得an=+2=,n∈N*.
【方法总结】 (1)若f(x)=ax+b(a≠0,1),p是f(x)的不动点.数列{an}满足an+1=f(an),则an+1-p=a(an-p),即{an-p}是公比为a的等比数列.
(2)设f(x)=(c≠0,ad-bc≠0),数列{an}满足an+1=f(an),a1≠f(a1).若f(x)有两个相异的不动点p,q,则=k·.
【拓展训练】
1.已知数列{an}满足an+1=-an-2,a1=4,求数列{an}的通项公式.
【解析】 设f(x)=-x-2,
由f(x)=x,得x=-.
∴an+1+=-,
又a1=4,
∴是以为首项,以-为公比的等比数列,
∴an+=×n-1,
∴an=-+·n-1,n∈N*.
2.已知数列{an}满足a1=2,an=(n≥2),求数列{an}的通项公式.
【解析】 解方程x=,
化简得2x2-2=0,解得x1=1,x2=-1,
令=c·,
由a1=2,得a2=,可得c=-,
∴数列是以=为首项,以-为公比的等比数列,∴=·n-1,
∴an=.
3.设数列{an}满足8an+1an-16an+1+2an+5=0(n≥1,n∈N*),且a1=1,记bn=(n≥1).求数列{bn}的通项公式.
【解析】 由已知得an+1=,
由方程x=,得不动点x1=,x2=.
所以==·,
所以数列是首项为-2,公比为的等比数列,
所以=-2×n-1=-,
解得an=.故bn==,n∈N*.
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培优点12 用“不动点法”求数列的通项公式
【方法总结】
对于一个函数f(x),我们把满足f(m)=m的值x=m称为函数f(x)的“不动点”.利用“不动点法”可以构造新数列,求数列的通项公式.
【典例】 (1)在数列{an}中,a1=1, an+1=an+1,求数列{an}的通项公式.
(2)已知数列{an}满足a1=3,an+1=,求该数列的通项公式.
【拓展训练】
1.已知数列{an}满足an+1=-an-2,a1=4,求数列{an}的通项公式.
2.已知数列{an}满足a1=2,an=(n≥2),求数列{an}的通项公式.
3.设数列{an}满足8an+1an-16an+1+2an+5=0(n≥1,n∈N*),且a1=1,记bn=(n≥1).求数列{bn}的通项公式.
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