内容正文:
重难突破6 数列中的奇、偶项问题
1.数列中的奇、偶项问题的常见题型
(1)数列中连续两项和或积的问题(an+an+1=f(n)或an·an+1=f(n));
(2)含有(-1)n的类型;
(3)含有{a2n},{a2n-1}的类型;
(4)已知条件明确奇偶项问题.
2.对于通项公式分奇、偶项有不同表达式的数列{an}求Sn时,我们可以分别求出奇数项的和与偶数项的和,也可以把a2k-1+a2k看作一项,求出S2k,再求S2k-1=S2k-a2k.
类型一 已知条件明确的奇偶项问题
(2023·广东二模)已知等差数列{an}的公差d>0,且满足a1=1,a1,a2,a4成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=求数列{bn}的前2n项的和T2n.
解析:(1)因为a1,a2,a4成等比数列,所以a=a1a4,即(1+d)2=1×(1+3d),解得d=0或d=1.
因为d>0,所以d=1,所以an=1+1×(n-1)=n.
(2)由(1)得bn=所以bn=
所以T2n=b1+b2+b3+…+b2n-1+b2n=(b1+b3+…+b2n-1)+(b2+b4+…+b2n)
=(21+23+…+22n-1)+=+=--,
所以数列{bn}的前2n项的和T2n=--.
感悟提升
1.当n为偶数时,Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an,其中奇数项、偶数项各为项,可直接利用分组求和Sn=(a1+a3+…+an-3+an-1)+(a2+a4+…+an-2+an).
2.当n为奇数时,Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an⇒Sn=Sn-1+an,其中Sn-1可利用上述结论代入,然后再快速求解Sn=Sn-1+an.
针对练1.(2023·江苏南通模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,已知Sn=2an-n+1.
(1)证明:数列{an+1}是等比数列;
(2)若数列{bn}满足b1=a2,bn+1=求数列{bn}的前14项的和.
解析:(1)证明:Sn=2an-n+1①,
则Sn+1=2an+1-(n+1)+1②,
②-①,得an+1=2an+1-2an-1,
即an+1=2an+1,
所以an+1+1=2(an+1),即=2.
令n=1,得S1=a1=2a1-1+1,解得a1=0,则a1+1=1,
所以{an+1}是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知an+1=2n-1,则an=2n-1-1,
所以bn+1=
且b1=a2=22-1-1=1,
又因为当n为偶数时,bn+1=2n-1-1-bn,
即bn+bn+1=2n-1-1,
所以b1+b2+…+b14=b1+(b2+b3)+(b4+b5)+…+(b12+b13)+b14
=1+21-1+23-1+…+211-1+212-1,
=1+-6+212-1=.
类型二 数列中连续两项和或积的问题(an+
an+1=f(n)或an·an+1=f(n))
已知数列{an}满足a1=1,an+1+an=4n.
(1)求数列{an}的前100项和S100;
(2)求数列{an}的通项公式.
解析:(1)因为a1=1,an+1+an=4n,所以S100=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a99+a100)
=4×1+4×3+…+4×99=4×(1+3+5+…+99)=4×=10 000.
(2)由题意,an+1+an=4n①,
an+2+an+1=4(n+1)②,
由②-①得an+2-an=4,
由a1=1,a1+a2=4,所以a2=3.
当n为奇数时,an=a1+(-1)×4=2n-1,
当n为偶数时,an=a2+(-1)×4=2n-1.
综上所述,an=2n-1.
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感悟提升
解决an+an+1+…+an+t=An+B问题的方法
由两式相减得an+t-an-1=A(n≥2),这就得到“隔项成等差”数列{an},特别地,当A=0时,数列{an}为周期数列.
针对练2.(2023·广东深圳二模)已知数列{an}满足a1=3,anan+1=9×22n-1,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:数列{an}中的任意三项均不能构成等差数列.
解析:(1)由anan+1=9×22n-1,得an+1an+2=9×22n+1,
以上两式相比,得=4,
由a1a2=9×21,a1=3得a2=6,
所以数列{a2n-1}是首项为3,公比为4的等比数列,a2n-1=3×22n-2,
数列{a2n}是首项为6,公比为4的等比数列,a2n=3×22n-1,
综上,数列{an}的通项公式为an=3×2n-1.
(2)证明:假设数列{an}中存在三项am,ak,ap,(其中m<k<p)成等差数列,则2ak=am+ap.