内容正文:
专题05 数列中的奇偶项问题(讲)(理)
1.数列中的奇、偶项问题的常见题型
(1)数列中连续两项和或积的问题(an+an+1=f(n)或an·an+1=f(n));
(2)含有(-1)n的类型;
(3)含有{a2n},{a2n-1}的类型;
(4)已知条件明确的奇偶项问题.
2.对于通项公式分奇、偶项有不同表达式的数列{an}求Sn时,我们可以分别求出奇数项的和与偶数项的和,也可以把a2k-1+a2k看作一项,求出S2k,再求S2k-1=S2k-a2k.
1.(2021年全国新高考Ⅰ卷数学试题)已知数列满足,
(1)记,写出,,并求数列的通项公式;
(2)求的前20项和.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由题设可得
又,,
故,即,即
所以为等差数列,故.
(2)设的前项和为,则,
因为,
所以
.
2.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))数列满足,前16项和为540,则 ______________.
【答案】
【分析】,
当为奇数时,;当为偶数时,.
设数列的前项和为,
,
.
故答案为:.
3.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))已知数列的前项和为,其中为常数.
(1)证明:;
(2)是否存在,使得为等差数列?并说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【详解】:(I)由题设,,.两式相减得,.
由于,所以.
(II)由题设,,,可得,由(I)知,.令,解得.
故,由此可得,是首项为1,公差为4的等差数列,;
是首项为3,公差为4的等差数列,.
所以,.
因此存在,使得为等差数列.
数列中的奇、偶项问题
考点一:已知条件明确的奇偶项问题.
例1. 已知数列{an}满足a1=1,
an+1=记bn=a2n,
求证:数列{bn}为等比数列,并求出数列{an}的通项公式.
证明 ∵bn+1=a2(n+1)=a2n+1+2n+1-1=a2n+1+2n
=(a2n-2·2n)+2n=a2n=bn,
∴{bn}为等比数列,且公比q=.
又b1=a1=,
可得bn=·=,
所以,当n为偶数时,an=b=;
当n为奇数且n≥3时,
an=a(n-1)+1=an-1-2(n-1)=b-2(n-1)
=-2(n-1),
可验证a1=1也符合上式,
综上所述,an=
考点二:数列中连续两项和或积的问题(an+an+1=f(n)或an·an+1=f(n));
例2:已知数列{an}满足a1=1,an+1+an=4n.
(1)求数列{an}的前100项和S100;
(2)求数列{an}的通项公式.
解 (1)∵a1=1,an+1+an=4n,
∴S100=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a99+a100)
=4×1+4×3+…+4×99=4×(1+3+5+…+99)
=4×502=10 000.
(2)由题意,an+1+an=4n,①
an+2+an+1=4(n+1),②
由②-①得,an+2-an=4,
由a1=1,a1+a2=4,所以a2=3.
当n为奇数时,an=a1+×4=2n-1,
当n为偶数时,an=a2+×4=2n-1.
综上所述,an=2n-1.
考点三:含有(-1)n的类型
【典例3】 数列{an}中,a1=1,a2=2,数列{bn}满足bn=an+1+(-1)nan,n∈N*.
(1)若数列{an}是等差数列,求数列{bn}的前100项和S100;
(2)若数列{bn}是公差为2的等差数列,求数列{an}的通项公式.
解 (1)∵{an}为等差数列,且a1=1,a2=2,
∴公差d=1,∴an=n.
∴bn=
即bn=
∴bn的前100项和
S100=(b1+b3+…+b99)+(b2+b4+…+b100)
=50+(5+9+13+…+201)
=50+50×5+×4=5 200.
(2)由题意得,b1=a2-a1=1,公差d=2,
∴bn=2n-1.
∴
由②-①得,a2n+1+a2n-1=2,
∴a2n+1=2-a2n-1,
又∵a1=1,∴a1=a3=a5=…=1,
∴a2n-1=1,∴a2n=4n-2,
综上所述,an=
考点四:含有{a2n},{a2n-1}的类型;
例4. 在数列{an}中,已知a1=1,an·an+1=,记Sn为{an}的前n项和,bn=a2n+a2n-1,n∈N*.
(1)判断数列{bn}是否为等比数列,并写出其通项公式;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)求Sn.
解 (1)因为an·an+1=,
所以an+1·an+2=,
所以=,即an+2=an.
因为bn=a2n+a2n-1,
所以===,
所以数列{bn}是公比为的等比数列.
因为a1=1,a1·a2=,
所以a2=,b1=a1+a2=,
所以bn=×=,n