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第五章 数列
5.3.2 等比数列的前n项和
第3课时 数列求和及综合应用
[对应学生用书第26页]
探究一 裂项法求和
[例1] 公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=9,且a2a8=a3a5.
(1)求{an}的通项公式;
(2)令bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
第3课时 数列求和及综合应用
[解] (1)设{an}的公差为d(d≠0),由a2a8=a3a5,
得(a1+d)(a1+7d)=(a1+2d)(a1+4d),
∵d≠0,∴整理得d=2a1,由S3=9得3a1+d=9,
∴a1=1,d=2,
∴an=a1+(n-1)d=2n-1.
第3课时 数列求和及综合应用
(2)由(1)知bn==,
∴Tn===.
第3课时 数列求和及综合应用
(1)对于裂项后明显有能够相消的项的一类数列,在求和时常用“裂项法”,分式的求和多利用此法,可用待定系数法对通项公式拆项,相消时应注意消去项的规律,即消去哪些项,保留哪些项.
(2)常见的拆项公式有
①=-.
第3课时 数列求和及综合应用
③=.
④=-.
⑤=.
②=.
第3课时 数列求和及综合应用
1.在①a3=7,a5+a7=26;②a1=3,S7=63;③Sn=n2+2n这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,然后解答补充完整的题目.
已知Sn为等差数列{an}的前n项和,若 .
(1)求an;
(2)令bn=(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
第3课时 数列求和及综合应用
解 (1)若选择条件①:在等差数列{an}中,
∵
∴解得
∴an=a1+(n-1)d=3+2(n-1)=2n+1;
第3课时 数列求和及综合应用
若选择条件②:在等差数列{an}中,
∵解得
∴an=a1+(n-1)d=3+2(n-1)=2n+1;
第3课时 数列求和及综合应用
若选择条件③:在等差数列{an}中,∵Sn=n2+2n,
∴当n=1时,a1=S1=3,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-(n-1)2-2(n-1)=2n+1,a1也符合,
∴an=2n+1.
(2)由(1)得bn====,
∴Tn==.
第3课时 数列求和及综合应用
探究二 数列与不等式
[例2] 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足2Sn=3an-3.
(1)证明数列{an}是等比数列;
(2)若数列{bn}满足bn=log3an,证明数列的前n项和Tn<.
第3课时 数列求和及综合应用
[证明] (1)由题意可得,当n=1时,2a1=2S1=3a1-3,
∴a1=3≠0,
当n≥2(n∈N*)时,2an=2Sn-2Sn-1=3an-3-(3an-1-3)=3an-3an-1,
∴an=3an-1.∵a1=3≠0,∴an-1≠0,于是有=3,
故数列{an}是以3为首项,3为公比的等比数列.
得证.
第3课时 数列求和及综合应用
(2)由(1)可知an=3n,∴bn=log3an=log33n=n,=,
则Tn=+++…++, ①
3Tn=1++++…+, ②
第3课时 数列求和及综合应用
②-①得,2Tn=1++++…+-=-=-·,
∴Tn=-·.
∵n∈N*,故·>0,
∴Tn=-·<.
得证.
第3课时 数列求和及综合应用
(1)数列与不等式的结合,一般有两类题.
一是利用基本不等式求解数列中的最值;二是与数列中的求和问题相联系,证明不等式或求解参数的取值范围,此类问题通常是抓住数列通项公式的特征,多采用先求和后利用放缩法或数列的单调性证明不等式,求解参数的取值范围.
第3课时 数列求和及综合应用
(2)此类问题解答规律与方法.
①函数方法:即构造函数,通过函数的单调性、极值等得出关于正实数的不等式,通过对关于正实数的不等式特殊赋值得出数列中的不等式;
②放缩方法:数列中不等式可以通过对中间过程或者最后的结果放缩得到;
③比较方法:作差或者作商比较.
第3课时 数列求和及综合应用
2.已知数列{an},{bn}均为等差数列,其前n项和分别为Sn,Tn,且=,若≥λ对任意的n∈N*恒成立,则实数λ的最大值为 ( )
A. B.0 C.-2 D.2
第3课时 数列求和及综合应用
解析 因为数列{an},{bn}均为等差数列,且=,
所以======-2单调递减.
当n=1时,取得最大值为,所以∈.
若≥λ对任意的n∈N*恒成立,所以λ≤-2,
故实数λ的最大值为-2.
答案 C
第3课时 数列求和及综合应用
探究三 数列的新定义问题
[例3] 定义向量列:a1,a2,a3,…,an从第二项开始每一项与它的前一项的差都等于同一个常向量(即坐标都是常