内容正文:
数学·选择性必修·第二册
第四章
数 列
章末总结(四) 数列
知识体系构建
·关键理清
高频考点聚焦·整合提升
考点一 等差、等比数列的判定
判断等差或等比数列是数列中的重点内容,经常在解答题中出现,对给定条件进行变形是解题的关键所在,经常利用此类方法构造等差或等比数列.
【例1】 (2022·安徽黄山一模)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1=4an+2.
(1)设bn=an+1-2an,证明:数列{bn}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:由a1=1及Sn+1=4an+2,
有a1+a2=S2=4a1+2=6.
∴a2=5,∴b1=a2-2a1=3.
又 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Sn+1=4an+2, ①,Sn=4an-1+2(n≥2), ②))
①-②,得an+1=4an-4an-1(n≥2),
∴an+1-2an=2(an-2an-1)(n≥2).
∵bn=an+1-2an,∴bn=2bn-1(n≥2),
故{bn}是首项b1=3,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知bn=an+1-2an=3·2n-1,
∴ eq \f(an+1,2n+1) - eq \f(an,2n) = eq \f(3,4) ,
故 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,2n))) 是首项为 eq \f(1,2) ,公差为 eq \f(3,4) 的等差数列.
∴ eq \f(an,2n) = eq \f(1,2) +(n-1)· eq \f(3,4) = eq \f(3n-1,4) ,
故an=(3n-1)·2n-2.
[总结] 判断和证明数列是等差(比)数列的方法
(1)定义法:对于n≥1的任意自然数,验证an+1-an eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(an+1,an))) 为与正整数n无关的常数.
(2)中项公式法:
①若2an=an-1+an+1(n∈N*,n≥2),则{an}为等差数列.
②若a eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(n)) =an-1·an+1(n∈N*,n≥2且an≠0),则{an}为等比数列.
(3)通项公式法:an=kn+b(k,b是常数)⇔{an}是等差数列;an=c·qn(c,q为非零常数)⇔{an}是等比数列.
(4)前n项和公式法:Sn=An2+Bn(A,B为常数,n∈N*)⇔{an}是等差数列;Sn=Aqn-A(A,q为常数,且A≠0,q≠0,q≠1,n∈N*)⇔{an}是公比不为1的等比数列.
【跟踪训练】 1.已知数列{an}满足a1= eq \f(1,5) ,且当n>1,n∈N*时,有 eq \f(an-1,an) = eq \f(2an-1+1,1-2an) .
(1)求证:数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an))) 为等差数列;
(2)试问a1a2是否是数列{an}中的项?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由.
解:(1)证明:当n≥2时,
由 eq \f(an-1,an) = eq \f(2an-1+1,1-2an) ,得an-1-an=4an-1an,
两边同除以an-1an,
得 eq \f(1,an) - eq \f(1,an-1) =4.
所以数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an))) 是首项 eq \f(1,a1) =5,公差d=4的等差数列.
(2)由(1)得 eq \f(1,an) = eq \f(1,a1) +(n-1)d=4n+1,
所以an= eq \f(1,4n+1) ,
所以a1a2= eq \f(1,5) × eq \f(1,9) = eq \f(1,45) ,
假设a1a2是数列{an}中的第t项,
则at= eq \f(1,4t+1) = eq \f(1,45) ,
解得t=11∈N*,
所以a1a2是数列{an}中的第11项.
考点二 等差与等比数列的基本运算
数列的基本运算以小题居多,但也可作为解答题第一步命题,主要考查利用数列的通项公式及求和公式,求数列中的项、公差、公比及前n项和等,一般试题难度较小.
【例2】 在等比数列{an}中,已知a1=2,a4=16.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若a3,a5分别为等差数列{bn}的第3项和第5项,试求数列{bn}的通项公式及前n项和Sn.
解:(1)设数列{an}的公比为q,
由已知得16=2q3,解得q=2,
所以an=2×2n-1=2n,n∈N*.
(2)由(1)得a3=8,a5=32,则b3=8,b5=32.
设数列{b