内容正文:
数列的综合问题
高考解答题专项突破(三)
[考情分析] 预计2024年高考会考查等差、等比数列的基本运算和数列求和的问题,可能与函数、方程、不等式等知识综合起来进行考查.
(2022·山东滨州模拟)已知等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=2,b2=4,an=2log2bn,n∈N*.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设数列{an}中不在数列{bn}中的项按从小到大的顺序构成数列{cn},记数列{cn}的前n项和为Sn,求S100.
考点一 等差、等比数列的综合问题
课时作业
解
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,
因为b2=4,所以a2=2log2b2=4,
所以d=a2-a1=2,
所以an=2+(n-1)×2=2n.
又an=2log2bn,即2n=2log2bn,
所以n=log2bn,所以bn=2n.
(2)由(1)得bn=2n=2·2n-1=a2n-1,
即bn是数列{an}中的第2n-1项.
设数列{an}的前n项和为Pn,数列{bn}的前n项和为Qn,
课时作业
解
因为b7=a26=a64,b8=a27=a128,
所以数列{cn}的前100项是由数列{an}的前107项去掉数列{bn}的前7项后构成的,
课时作业
对等差、等比数列的综合问题,应重点分析等差、等比数列项之间的关系.利用方程思想和通项公式、前n项和公式求解,求解时注意对性质的灵活运用.
课时作业
1.(2022·浙江高考)已知等差数列{an}的首项a1=-1,公差d>1.记{an}的前n项和为Sn(n∈N*).
(1)若S4-2a2a3+6=0,求Sn;
(2)若对于每个n∈N*,存在实数cn,使an+cn,an+1+4cn,an+2+15cn成等比数列,求d的取值范围.
解
解 (1)因为S4-2a2a3+6=0,a1=-1,
所以-4+6d-2(-1+d)(-1+2d)+6=0,
所以d2-3d=0,
又d>1,所以d=3,所以an=3n-4,
课时作业
解
(2)因为an+cn,an+1+4cn,an+2+15cn成等比数列,
所以(an+1+4cn)2=(an+cn)(an+2+15cn),
(nd-1+4cn)2=(-1+nd-d+cn)(-1+nd+d+15cn),
课时作业
解
当n=1时,[(n-2)d-1][(2n-3)d-2]=(d+1)(d+2)≥0,
当n=2时,由(2d-2d-1)(4d-3d-2)≥0,可得d≤2,
当n≥3时,[(n-2)d-1][(2n-3)d-2]>(n-3)(2n-5)≥0,
又d>1,所以1<d≤2,即d的取值范围为(1,2].
课时作业
(2023·黑龙江哈九中模拟)在①S3=2a3-15,②a2+6是a1,a3的等差中项,③2Sn=tn+1-3(t≠0)这三个条件中任选一个作为已知条件,补充在下面的问题中,并解答.
已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,a1=3,且满足________.
考点二 通项与求和问题
课时作业
解
解 (1)设正项等比数列{an}的公比为q(q>0),
若选①:由S3=2a3-15,得a1+a2+a3=2a3-15,
所以a3-a2-a1=15,
又由a1=3,可得3q2-3q-18=0,
解得q=3或q=-2(舍去),
所以an=3×3n-1=3n(n∈N*).
若选②:由a2+6是a1,a3的等差中项,
可得a1+a3=2(a2+6),
又因为a1=3,可得3+3q2=2(3q+6),即q2-2q-3=0,
课时作业
解
解得q=3或q=-1(舍去),
所以an=3×3n-1=3n(n∈N*).
若选③:由2Sn=tn+1-3(t≠0),
当n=1时,2a1=6=2S1=t2-3,解得t=3或t=-3(舍去),所以2Sn=3n+1-3,
当n≥2时,2an=2Sn-2Sn-1=3n+1-3-(3n-3)=2·3n,所以an=3n(n≥2).经验证当n=1时,满足an=3n,
所以an=3n(n∈N*).
课时作业
解
课时作业
解决非等差、等比数列的求和,主要有两种思路:
(1)转化的思想,即将一般数列设法转化为等差或等比数列,这一思想方法往往通过通项分解或错位相减来完成.
(2)不能转化为等差或等比数列的数列,往往通过裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等来求和.
课时作业
2.(2023·安徽蚌埠阶段考试)已知{an}是各项均为正数的等比数列,且a1+a2=3,a3-a2=2,等差数列{bn}的前n项和为Sn,且b3=5,S4