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第2讲 数列求和及综合问题
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高考定位 1.高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求数列的和,难度中档偏下;2.在考查数列运算的同时,将数列与不等式、函数交汇渗透.
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真 题 感 悟
1.(2020·全国Ⅰ卷)数列{an}满足an+2+(-1)nan=3n-1,前16项和为540,则a1=________.
解析 法一 因为an+2+(-1)nan=3n-1,
所以当n为偶数时,an+2+an=3n-1,
所以a4+a2=5,a8+a6=17,a12+a10=29,a16+a14=41,
所以a2+a4+a6+a8+a10+a12+a14+a16=92.
因为数列{an}的前16项和为540,
所以a1+a3+a5+a7+a9+a11+a13+a15=540-92=448.①
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因为当n为奇数时,an+2-an=3n-1,
所以a3-a1=2,a7-a5=14,a11-a9=26,a15-a13=38,
所以(a3+a7+a11+a15)-(a1+a5+a9+a13)=80.②
由①②得a1+a5+a9+a13=184.
又a3=a1+2,a5=a3+8=a1+10,a7=a5+14=a1+24,a9=a7+20=a1+44,
a11=a9+26=a1+70,a13=a11+32=a1+102,
所以a1+a1+10+a1+44+a1+102=184,所以a1=7.
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法二 同法一得a1+a3+a5+a7+a9+a11+a13+a15=448.
当n为奇数时,有an+2-an=3n-1,
答案 7
由累加法得an+2-a1=3(1+3+5+…+n)-eq \f(n+1,2)=eq \f(3,2)(1+n)·eq \f(n+1,2)-eq \f(n+1,2)=eq \f(3,4)n2+n+eq \f(1,4),
所以an+2=n2+n++a1.
所以a1+a3+a5+a7+a9+a11+a13+a15=a1+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×12+1+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×32+3+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×52+5+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×72+7+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×92+9+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×112+11+\f(1,4)+a1))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×132+13+\f(1,4)+a1))=8a1+392=448,解得a1=7.
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2.(2018·全国Ⅰ卷)记Sn为数列{an}的前n项和.若Sn=2an+1,则S6=________.
解析 法一 因为Sn=2an+1,所以当n=1时,a1=2a1+1,解得a1=-1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1),
所以an=2an-1,所以数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列,
所以an=-2n-1.
所以S6=eq \f(-1×(1-26),1-2)=-63.
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法二 由Sn=2an+1,得S1=2S1+1,所以S1=-1,
当n≥2时,由Sn=2an+1得Sn=2(Sn-Sn-1)+1,即Sn=2Sn-1-1,
∴Sn-1=2(Sn-1-1),又S1-1=-2,
∴{Sn-1}是首项为-2,公比为2的等比数列,
所以Sn-1=-2×2n-1=-2n,所以Sn=1-2n,∴S6=1-26=-63.
答案 -63
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3.(2020·新高考山东卷)已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记bm为{an}在区间(0,m](m∈N*