内容正文:
大题考法精研(一)
——数列的运算及求和
章节标题内容1
Use "Title Only" Layout
1
1
2
目
录
题型一 数列的基本运算
题型二 数列求和
2
[例1] (2023·新课标Ⅰ卷)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=
题型一 数列的基本运算
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
[解] (1)因为3a2=3a1+a3,
所以3d=a1+2d,所以a1=d,
所以an=nd.
因为S3+T3=21,
因为d>1,所以d=3.
所以{an}的通项公式为an=3n.
因为d>1,所以an>0,又因为S99-T99=99,
由等差数列的性质,得99a50-99b50=99,
[思维建模]
在等差数列与等比数列综合问题中,若等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于1的可能;在数列的通项问题中,第一项和后面的项能否用同一个公式表示等.
[针对训练]
1.已知数列{an}为等差数列,数列{bn}为等比数列,且bn∈N*,若a1=b2=2,a1+a2+a3=b1+b2+b3+b4=15.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设由{an},{bn}的公共项构成的新数列记为{cn},求数列{cn}的前5项之和S5.
解:(1)设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,因为a1=2,a1+a2+a3=15,
所以an=a1+(n-1)d=2+3(n-1)=3n-1.
因为b2=2,b1+b2+b3+b4=15,
则2q3+2q2-13q+2=0,
所以(q-2)(2q2+6q-1)=0.
因为bn∈N*,所以q=2,b1=1.
所以bn=2n-1.
(2)设数列{an}的第m项与数列{bn}的第n项相等,则am=bn3m-1=2n-1,
因为m,n∈N*,
当n=10时,m=171,则c5=512.
故{cn}的前5项之和S5=2+8+32+128+512=682.
方法1 分组法
题型二 数列求和
记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,S4=32,T3=16.
(1)求{an}的通项公式;
(2)证明:当n>5时,Tn>Sn.
[解] (1)设等差数列{an}的公差为d.
所以b1=a1-6,b2=2a2=2a1+2d,b3=a3-6=a1+2d-6.
因为S4=32,T3=16,
所以{an}的通项公式为an=2n+3.
(2)证明:由(1)知an=2n+3,
当n为偶数时,Tn=(-1+14)+(3+22)+(7+30)+…+[(2n-5)+(4n+6)]=[-1+3+7+…+(2n-5)]+[14+22+30+…+(4n+6)]=
[思维建模] 使用分组法求和的数列常见类型
数列通项中含绝对值 先不考虑绝对值,求解数列从哪一项开始变号,把正数项和非正数项分开看作两个数列,分别求和(此时需考虑绝对值),相加得解
续表
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)将数列{an}和数列{2n}中所有的项,按照从小到大的顺序排列得到一个新数列{bn},求{bn}的前100项的和.
方法2 裂项相消法
[例3] (2023·潍坊一模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1+2Sn-1=3Sn(n≥2).
(1)求数列{an}的通项公式;
[解] (1)当n≥2时,Sn+1+2Sn-1=3SnSn+1-Sn=2Sn-2Sn-1,即an+1=2an.
又∵{an}是等比数列,∴q=2.由题意,a1=1,
∴数列{an}的通项公式为an=2n-1,n∈N*.
[思维建模]
1.裂项相消之后,余项的基本特征
(1)前几后几:即前面的余式和后面的余式的个数相同;
(2)前第几,后倒数第几:即余下的式子是对称的;
(3)突破口:裂项是关键!注意检验裂项过程中的等号;可以把裂好的项通分,检验等号是否成立.
2.裂项常见形式
(1)分母两项的差等于常数
(2)分母两项的差与分子存在一定关系
(3)分母含无理式
[针对训练]
(2)记数列bn=(an-3)(an+1-3),求数列{bn}的前n项和Tn.
∴2an-2an+1=(an+1-3)(an-3),即2(an-3)-2(an+1-3)=(an+1-3)(an-3),
方法3 错位相减法
[例4] (2023·济宁一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,nan+1=2Sn+n(n∈N*).
[解] (1)证明:由nan+1=2Sn+n,
当n=1时,a2=2S1+1=2a1+1=3;
当n≥2时,(n-1)an=2Sn-1+n-1,
两式相减得nan+1-(n-1)an