内容正文:
第1讲 等差数列与等比数列
「考情研析」 1.从具体内容上,主要考查等差数列、等比数列的基本计算和基本性质及等差、等比数列中项的性质、判定与证明. 2.从高考特点上,难度以中、低档题为主,一般设置一道选择题和一道解答题.
1.知识串联
2.结论记忆
(1)等差数列的性质
设等差数列{an}(公差为d)的前n项和为Sn.
①若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*);
②数列是等差数列,首项为a1,公差为d;
③Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,Smk-S(m-1)k,…构成公差为k2d的等差数列;
④若数列{an}共有2n项,则S偶-S奇=nd,=;
⑤若数列{an}共有2n-1项,则S奇-S偶=an,=.
(2)等比数列的性质
若数列{an}是公比为q的等比数列,前n项和为Sn,则有如下性质:
①若m+n=p+q,则aman=apaq(m,n,p,q∈N*);
②若m,n,p成等差数列,则am,an,ap成等比数列(m,n,p∈N*);
③Sn+m=Sm+qmSn=Sn+qnSm;
④若项数为2n,则=q,若项数为2n+1,则=q;
⑤当q≠-1时,连续m项的和(如Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…)仍组成等比数列(公比为qm,m≥2).注意:这里连续m项的和均非零.
考向1 数列中常见关系式的应用问题
例1 (1)(2022·重庆一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+2n=2an,则a2022=( )
A.22022-2 B.22023-2
C.22024-2 D.22021-2
答案 B
解析 当n=1时,S1+2=2a1,a1=2;当n≥2时,Sn-1+2(n-1)=2an-1,Sn+2n-Sn-1-2(n-1)=2an-2an-1,即an=2an-1+2,∴an+2=2(an-1+2),=2,{an+2}是以a1+2为首项,2为公比的等比数列.∴an+2=4·2n-1,an=2n+1-2,a2022=22023-2.故选B.
(2)(多选)(2022·保定一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,a2=2,an+1=4an-3an-1,则下面说法正确的是( )
A.数列{an+1-an}为等比数列
B.数列{an+1-3an}为等差数列
C.an=3n-1+1
D.Sn=+
答案 ABD
解析 因为an+1=4an-3an-1,所以an+1-an=3(an-an-1)或an+1-3an=an-3an-1,又a2-a1=1≠0,所以数列{an+1-an}为公比为3的等比数列,故A正确;数列{an+1-3an}为常数列,即为公差为0的等差数列,故B正确;由A的分析可得,an+1-an=3n-1,且an+1-3an=-1,所以an=,故C不正确;Sn=a1+a2+…+an=++…+=×(1+3+32+…+3n-1)+=×+=+,故D正确.故选ABD.
1.典型的递推关系式及处理方法
递推式
方法
示例
an+1=an+f(n)
叠加法
a1=1,an+1=an+2n
an+1=anf(n)
叠乘法
a1=1,=2n
an+1=Aan+B
(A≠0,1,B≠0)
构造法
a1=1,an+1=2an+1
an+1=
(A,B,C为常数)
取倒数法
a1=1,an+1=
2.Sn与an关系问题的求解思路
根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.
(1)利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解.
(2)利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
提醒:通项an与Sn的关系中,an=Sn-Sn-1成立的条件是n≥2,而a1应由a1=S1求出,然后再检验a1是否满足n≥2时an的式子.
1.如图,九连环是中国从古至今广为流传的一种益智玩具.在某种玩法中,按一定规则移动圆环,用an表示解下n(n≤9,n∈N*)个圆环所需的最少移动次数,数列{an}满足a1=1,且an=则解下5个圆环所需的最少移动次数为( )
A.5 B.10
C.21 D.42
答案 C
解析 由递推关系式可得,a5=2a4+1=4a3+1=4(2a2+1)+1=8a2+5=16a1+5=21.故选C.
2.(2022·辽南协作体二模)若数列{an}的前n项和Sn=,则其通项公式为________.
答案 an=
解析 ∵数列{an}的前n项和Sn=,∴a1=S1=0,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=,n=1时,不适合上式,∴an=
考向2 等差数列、等比数列基本量的计算
例2 (1)(2022·汕头二模)设Sn为等差数列{an}的前n项和,S8=4a3,a