内容正文:
复杂背景下数列的通项求法
【基础诊断】
1.已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2an-2n,则Sn=________.
【答案】 n·2n
【解析】 Sn=2an-2n=2(Sn-Sn-1)-2n,整理得Sn-2Sn-1=2n,等式两边同时除以2n,得-=1,又S1=2a1-2=a1,可得a1=S1=2,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,所以=n,所以Sn=n·2n.
2.
(2007·山东·高考真题(理))设数列满足则数列的通项为
【答案】
【解析】
验证时也满足上式,
【范例导航】
【考向一】隔项成等差(比)求通项
1.已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,2Sn=anan+1.求数列{an}的通项公式;
【解答】 由2Sn=anan+1,①
当n≥2时,2Sn-1=an-1an,②
由①-②得2an=an(an+1-an-1),
显然an≠0,所以an+1-an-1=2,
所以{an}的奇数项与偶数项各自成等差数列,a1=1,a2=2,
则a2n-1=1+2(n-1)=2n-1,a2n=2+2(n-1)=2n,
所以an=n.
【真题演练】
1.(2015·天津·高考真题(理))已知数列满足,且成等差数列.求的值及的通项公式.
【答案】 ,
【解析】由已知,有,即,
所以,又因为,故,由,得,
当时,,
当时,,
所以的通项公式为
2.(2021全国Ⅰ卷17)已知数列满足,
记,写出,,并求数列的通项公式;
【答案】;
【解析】
【分析】根据题设中的递推关系可得,从而可求的通项.
【详解】由题设可得
又,,
故即即
所以为等差数列,故.
【考向二】退(进)位相减()法求通项
1.记为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
【分析】
(1)由已知得,且,取,得,由题意得,消积得到项的递推关系,进而证明数列是等差数列;
(2)由(1)可得的表达式,由此得到的表达式,然后利用和与项的关系求得.
【详解】
(1)[方法一]:
由已知得,且,,
取,由得,
由于为数列的前n项积,
所以,
所以,
所以,
由于
所以,即,其中
所以数列是以为首项,以为公差等差数列;
[方法二]【最优解】:
由已知条件知 ①
于是. ②
由①②得. ③
又, ④
由③④得.
令,由,得.
所以数列是以为首项,为公差的等差数列.
[方法三]:
由,得,且,,.
又因为,所以,所以.
在中,当时,.
故数列是以为首项,为公差的等差数列.
[方法四]:数学归纳法
由已知,得,,,,猜想数列是以为首项,为公差的等差数列,且.
下面用数学归纳法证明.
当时显然成立.
假设当时成立,即.
那么当时,.
综上,猜想对任意的都成立.
即数列是以为首项,为公差的等差数列.
(2)[方法一]:
由(1)可得,数列是以为首项,以为公差的等差数列,
,
,
当n=1时,,
当n≥2时,,显然对于n=1不成立,
∴.
【真题演练】
1.(2021·浙江·高考真题)已知数列的前n项和为,,且.
求数列的通项;
【答案】;
【解析】
当时,,
,
当时,由①,
得②,①②得
,
又是首项为,公比为的等比数列,
;
2.(2013·广东·高考真题(文))设各项均为正数的数列的前项和为,满足且构成等比数列.
(1) 证明:;
(2) 求数列的通项公式;
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【详解】
试题分析:(1)令,,即可证明;(2)由得到,解得,再进而验证,即可求解数列的通项公式;(3)对于一切正整数,有,即可证明结论.
试题解析:(1)令,,∴.
(2),①
时,,②
①②:,整理得,
,∴,即,解得,
,,又,可得,
综上:.
【考向三】构造新数列成等差(比)求通项
1.(2021·南平二模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn+n=2an(n∈N*).求证:数列{an+1}是等比数列.
(2) (2021·青岛二模)已知数列{an},{bn}满足a1=,an+bn=1,bn+1=,求bn.
【答案】(1)证明略 (2)bn=.
(1)【解答】 因为Sn+n=2an(n∈N*),①
当n=1时,a1+1=2a1,得a1=1.
当n≥2时,Sn-1+n-1=2an-1,②
由①②两式相减得an=2an-1+1(n≥2),
即an+1=2(an-1+1)(n≥2),
所以数列{an+1}是以2为公比,2为首项的等比数列.
(2)【解答】 因为an+bn=1,bn+1=,