内容正文:
第六章
核心专题突破(二) 数列中的综合应用
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破疑难1 数列求和
数列求和问题是高考数学解答题中数列重要的命题点,一般在第(2)问
呈现,常见题型及解题方法为:(1)公式法求和:等差、等比数列直接
用求和公式求和.(2)倒序相加法:距首尾两端等距离的两项和相等,可
以用此法,一般步骤:①求通项公式;②定和值;③倒序相加;④求和.
(3)错位相减法:形如 <m></m> (其中 <m></m> 为等差数列, <m></m> 为等比
数列)的数列求和,一般分三步:①巧拆分;②构差式;③求和.(4)裂
项相消法:将数列的通项分成两项的差,即 <m></m> 的形式,
然后抵消中间若干项的求和方法.形如 <m></m> (其中 <m></m> 是公差 <m></m>
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且各项均不为0的等差数列, <m></m> 为常数)的数列等.(5)分组、并项求和
法:分组、并项求和法是解决通项公式可以写成 <m></m> 形式的数
列求和问题的方法,其中 <m></m> 与 <m></m> 是等差(比)数列或一些可以直接
求和的数列.
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技法一 分组转化法求和
例1 (2021·新高考Ⅰ卷)已知数列 <m></m> 满足 <m></m> ,
<m></m>
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(1)记 <m></m> ,写出 <m></m> , <m></m> ,并求数列 <m></m> 的通项公式;
解析:因为 <m></m> ,且 <m></m> , <m></m>
所以 <m></m> ,
<m></m> .
因为 <m></m> ,所以
<m></m> ,
所以 <m></m> ,
所以数列 <m></m> 是以2为首项,3为公差的等差数列,
<m></m> , <m></m> .
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(2)求 <m></m> 的前20项和.
解析:因为 <m></m>
所以 <m></m> 时, <m></m> ,
即 <m></m> ,①
<m></m> ,②
<m></m> ,
即 <m></m> ,③
<m></m> 得 <m></m> ,即 <m></m> ,
所以数列 <m></m> 的奇数项是以1为首项,3为公差的等差数列;
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<m></m> 得 <m></m> ,即 <m></m> ,
又 <m></m> ,所以数列 <m></m> 的偶数项是以2为首项,3为公差的等差数列.
所以数列 <m></m> 的前20项和 <m></m> .
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1.若数列 <m></m> 的通项公式为 <m></m> ,且 <m></m> , <m></m> 为等差或等比
数列,可采用分组求和法求数列 <m></m> 的前 <m></m> 项和.
2.若数列 <m></m> 的通项公式为 <m></m> 其中数列 <m></m> , <m></m> 是等
比数列或等差数列,可采用分组求和法求 <m></m> 的前 <m></m> 项和.
3.如果 <m></m> ,求 <m></m> 的前 <m></m> 项和时,可采用并项求和法求解.
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针对练.(2020·新高考Ⅰ卷)已知公比大于1的等比数列 <m></m> 满足
<m></m> , <m></m> .
(1)求 <m></m> 的通项公式;
解析:设 <m></m> 的公比为 <m></m> .由题设得 <m></m> , <m></m> ,解得 <m></m> (舍去), <m></m> .所以 <m></m> .
所以 <m></m> 的通项公式为 <m></m> .
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(2)记 <m></m> 为 <m></m> 在区间 <m></m> 中的项的个数,求数列 <m></m> 的
前100项和 <m></m> .
解析:由题设及(1)知 <m></m> ,且当 <m></m> 时, <m></m> .
所以 <m></m>
<m></m> .
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技法二 裂项相消法求和
例2 (2023·江苏扬州中学模拟)已知正项递增的等比数列 <m></m> 满足 <m></m> , <m></m> .
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(1)求 <m></m> 的通项公式;
解析:设等比数列 <m></m> 的公比为 <m></m> ,因为数列 <m></m> 为正项递增等比数列,
所以 <m></m> ,
又因为 <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> 解得 <m></m> 或
<m></m> (舍);
所以等比数列 <m></m> 的通项公式为 <m></m> .
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(2)设 <m></m> , <m></m> 的前 <m></m> 项和为 <m></m> ,求 <m></m> .
解析:由(1)知 <m></m> ,所以
<m><