内容正文:
一轮复习讲练测
2025年高考数学
第04讲 数列的通项公式
目录
CONTENTS
考情透视·目标导航
01
知识导图·思维引航
02
考点突破·题型探究
03
真题练习·命题洞见
04
05
06
课本典例·高考素材
易错分析·答题模板
01
考情透视·目标导航
考点要求 考题统计 考情分析
(1)构造法 2024年甲卷(理)第18题,12分
2023年 乙卷(文)第18题,12分
2023年甲卷(理)第17题,12分
2023年II卷第18题,12分 高考对数列通项的考查相对稳定,考查内容、频率、题型、难度均变化不大.数列通项问题以解答题的形式为主,偶尔出现在选择填空题当中,常结合函数、不等式综合考查.
复习目标:
掌握数列通项的几种常见方法.
4
02
知识导图·思维引航
稿定PPT
稿定PPT,海量素材持续更新,上千款模板选择总有一款适合你
02
03
考点突破·题型探究
知识梳理·基础回归
知识点1:求数列通项公式的常用方法
类型Ⅰ 观察法:
类型Ⅱ 公式法:
类型Ⅲ 累加法:
类型Ⅳ 累乘法:
类型Ⅴ 构造数列法:
类型Ⅵ 对数变换法:
类型Ⅶ 倒数变换法:
8
【典例1-1】(2024·高三·河南·期中)数列的一个通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设该数列为,.
选项A,,不满足题意,故A错误;
选项B,,不满足题意,故B错误;
选项C,,不满足题意,故C错误;
选项D,,均满足题意.
故选:D.
题型一:观察法
题型突破·考法探究
【典例1-2】数列…的一个通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
该数列的一个通项公式为
故选:D
题型一:观察法
【方法技巧】
观察法即根据所给的一列数、式、图形等,通过观察分析数列各项的变化规律,求其通项.使用观察法时要注意:①观察数列各项符号的变化,考虑通项公式中是否有或者 部分.②考虑各项的变化规律与序号的关系.③应特别注意自然数列、正奇数列、正偶数列、自然数的平方、与有关的数列、等差数列、等比数列以及由它们组成的数列.
题型突破·考法探究
【变式1-1】已知数列,则该数列的第2024项为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】该数列的通项公式为,
所以.
故选:D.
题型一:观察法
题型突破·考法探究
【典例2-1】已知数列满足,,则 .
【答案】
【解析】若,则,即,这与矛盾,所以,
由两边同时除以,得,
则,,,,
上面的式子相加可得:,
所以,
故答案为:.
题型二:叠加法
题型突破·考法探究
【典例2-2】已知数列满足,,则的通项公式为 .
【答案】
【解析】因为,,
所以,
即,,,,,
所以,
即,则,
当时也成立,所以,
故答案为:.
题型二:叠加法
【方法技巧】
数列有形如的递推公式,且的和可求,则变形为,利用叠加法求和.
题型突破·考法探究
【变式2-1】在数列中,已知,且,则 .
【答案】
【解析】由可得:
,
.
题型二:叠加法
题型突破·考法探究
【典例3-1】(2024·四川泸州·三模)已知是数列的前项和,,,则 .
【答案】
【解析】当时,,即,,
则,即,
则有,,,,
则,
当时,,符合上式,故.
故答案为:.
题型三:叠乘法
题型突破·考法探究
【典例3-2】已知数列满足:且,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】因为,
所以,
累乘可得,
即,所以,
当时,也成立,
所以.
故答案为:
题型三:叠乘法
【方法技巧】
数列有形如的递推公式,且的积可求,则将递推公式变形为,利用叠乘法求出通项公式.
题型突破·考法探究
【变式3-1】已知数列满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,所以,
所以,因此数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
当时,,
因为时,,所以,
因此当或时,取得最小值,为.
故答案为:.
题型三:叠乘法
题型突破·考法探究
【典例4-1】已知数满足,则数列的通项公式 .
【答案】
【解析】由可得:,又,
,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以.
题型四:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例4-2】已知数列满足,,则该数列的通项公式 .
【答案】
【解析】因为,所以,
则数列时以为首项
公比为的等比数列,故,所以.
题型四:形如型的递推式
【方法技巧】
设,展开移项整理得,与题设比较系数(待定系数法)得,即构成以为首项,以为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
题型突破·考法探究
【变式4-1】在数列中,,,若对于任意的,恒成立,则实数的最小值为 .
【答案】
【解析】由有,且,
故数列为首项为,公比为的等比数列,可得,
不等式可化为,令,
当时;当时,.
故有当时,,
则,
当时,,即,
此时,数列单调递减,
综上所述,,可得实数的最小值为.
题型四:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例5-1】在数列中,,且,则的通项公式为 .
【答案】
【解析】因为,
设,其中、,
整理可得,
所以,,解得,所以,,
且,
所以,数列是首项为,公比也为的等比数列,
所以,,解得.
题型五:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例5-2】设数列满足,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】设,
化简后得,
与原递推式比较,对应项的系数相等,得,解得,
即,令,则,又,
故,,得.
题型五:形如型的递推式
【方法技巧】
设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
题型突破·考法探究
【变式5-1】(2024·高三·河北保定·期中)若,,则 ;
【答案】
【解析】设,
所以,
,,
所以,
所以数列是一个以为首项,以2为公比的等比数列,
所以,
所以.
故答案为:.
题型五:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例6-1】数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】数列中,由,得,
即,
而,,于是数列是首项为3,公比为的等比数列,
因此,即,
所以数列的通项公式为.
故答案为:
题型六:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例6-2】已知数列满足,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】由得,
故为等差数列,公差为1,首项为1,
所以
所以.
题型六:形如型的递推式
【方法技巧】
递推公式为(其中p,q, r均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以,得:,引入辅助数列(其中),得:再应用构造法解决.
题型突破·考法探究
【变式6-1】已知数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】解法一:设,
整理得,可得,
即,且,
则数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即;
解法二:(两边同除以) 两边同时除以得:,
整理得,且,
则数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即;
题型六:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例7-1】(2024·高三·河北·开学考试)已知数列满足,且,则 ;令,若的前n项和为,则 .
【答案】
【解析】由,可得,即,
两边取以4为底的对数得,
又,
则数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以;
由,得,
则,得,
故,
所以.
题型七:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例7-2】已知,,求.
【解析】因为,所以,所以,
所以,
因为,所以,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
所以,
所以,
所以,.
题型七:形如型的递推式
【方法技巧】
递推式两边取对数得,令得:,化归为型,求出之后得
题型突破·考法探究
【变式7-1】设数列满足,,证明:存在常数,使得对于任意的,都有.
【解析】恒成立,,则,
则,,
当时,,故,即,
取,满足;
当且时,是首项为,公比为的等比数列,
故,即,
故,
故,取,得到恒成立.
综上所述:存在常数,使得对于任意的,都有.
题型七:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例8-1】已知数列满足,,,则 .
【答案】
【解析】数列中,,,显然,
取倒数得,
即,则数列是首项为1,公差为4的等差数列,
因此,所以.
故答案为:.
题型八:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例8-2】(2024·江苏南京·模拟预测)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】数列中,,,显然,
则有,即,而,
因此数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以,即.
题型八:形如型的递推式
【方法技巧】
形如的递推式,也可采用取倒数方法转化成形式,化归为型求出的表达式,再求.
题型突破·考法探究
【变式8-1】已知数列满足,且,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】因为数列满足,且,则,
,,
以此类推可知,对任意的,,
在等式两边取倒数可得,则,
所以数列是首项为,公差为的等差数列.
所以,,所以,.
题型八:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例9-1】已知数列中,,且满足.设,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的通项公式;
【解析】(1)∵,,∴,
∵,∴,
又,∴数列是以为首项,为公比的等比数列,
∴,.
(2)∵,
∴当时,
,又也满足上式,
所以.
题型九:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例9-2】已知数列满足,,,求的通项公式.
【解析】因为,所以,
又,
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
所以,
所以当时,
,
又当时,,符合上式,
所以对于任意正整数n都有.
题型九:形如型的递推式
【方法技巧】
用待定系数法,化为特殊数列的形式求解.
方法为:设,比较系数得,可解得,于是是公比为的等比数列,这样就化归为型.
题型突破·考法探究
【变式9-1】已知数列满足,且,.求数列的通项公式;
【解析】因为,所以,
又因为,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,,①
又因为,所以,数列为常数列,
故,②
②①可得,所以,,
所以,对任意的,.
题型九:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例10-1】(2024·湖南益阳·一模)已知数列中,,,若,则数列的前项和 .
【答案】
【解析】由,有,
,两式相除得到,
所以是以为公比,为首项的等比数列,
所以,则,
所以,
所以.
故答案为:.
题型十:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例10-2】已知数列满足,,则 .
【答案】
【解析】设,令得:,解得:;
,化简得,,
所以,从而,
故,
又,所以是首项和公差均为的等差数列,
从而,故.
题型十:形如型的递推式
【方法技巧】
用待定系数法.
题型突破·考法探究
【变式10-1】已知数列满足,,则 .
【答案】
【解析】设,令得:,解得:;
,化简得:,
所以,从而,又,
所以是首项为,公差为1的等差数列,故,
所以.
故答案为:
题型十:形如型的递推式
题型突破·考法探究
【典例11-1】在数列中,,前项和,则数列的通项公式为 .
【答案】
【解析】由于数列中,,前项和,
所以当时,,
两式相减可得:,
所以,
,
所以,
所以,
所以,
符合上式,
因此.
题型十一:已知通项公式an与前n项的和Sn关系求通项问题
题型突破·考法探究
【典例11-2】已知数列的前n项和为,,,则 .
【答案】
【解析】因为,则,整理得,
又因为则,
因此数列是首项为1,公差为1的等差数列,
则,
所以.
【方法技巧】
求解与的问题,方法有二,其一称为类比作差法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式独立的情形,其二称为转化法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式不够独立的情形;不管使用什么方法,都应该注意解题过程中对的范围加以跟踪和注意,一般建议在相关步骤后及时加注的范围.
题型十一:已知通项公式an与前n项的和Sn关系求通项问题
题型突破·考法探究
【变式11-1】(2024·全国·模拟预测)已知正项数列的前项和为,且.
求和的值,并求出数列的通项公式;
【解析】由题意知当时,.
当时,.
因为,则当时,有.
两式相减,得:
,
又因为,所以.
故,,两式相减,
得.
因为,所以.
又因为,,所以对,有,
故是等差数列,因此.
题型十一:已知通项公式an与前n项的和Sn关系求通项问题
题型突破·考法探究
【变式11-2】设为数列的前n项和,已知.求的通项公式;
【解析】因为,
当时,,即;
当时,,即,
当时,,所以,
整理得,
当时,易知,则,
所以,则,
当时,,都满足上式,
所以.
题型十一:已知通项公式an与前n项的和Sn关系求通项问题
题型突破·考法探究
【变式11-3】已知数列满足,求的通项公式.
【解析】因为,
当时,可得;
当时,可得,
两式相减得,,即,
且,即,
所以;
且满足上式,不满足上式,
所以数列的通项公式为.
题型十一:已知通项公式an与前n项的和Sn关系求通项问题
题型突破·考法探究
【典例12-1】(2024·海南海口·一模)洛卡斯是十九世纪法国数学家,他以研究斐波那契数列而著名.洛卡斯数列就是以他的名字命名,洛卡斯数列为:,即,且.设数列各项依次除以4所得余数形成的数列为,则 .
【答案】3
【解析】的各项除以的余数分别为,
故可得的周期为,且前项分别为,
所以.
故答案为:.
题型十二:周期数列
题型突破·考法探究
【典例12-2】(2024·陕西西安·模拟预测)数列满足,,则 .
【答案】
【解析】因为,所以.
因为,所以,,,
所以是一个周期数列,且周期为3,故.
【方法技巧】
(1)周期数列型一:分式型
(2)周期数列型二:三阶递推型
(3)周期数列型三:乘积型
(4)周期数列型四:反解型
题型十二:周期数列
题型突破·考法探究
【变式12-1】已知数列满足,,则 .
【答案】
【解析】由题意:,,,
,,
所以满足.
所以
故答案为:
题型十二:周期数列
题型突破·考法探究
【典例13-1】已知各项均为正数的数列,,
且.求的通项公式;
【解析】因为,
当时,,由知,所以.
当时,,代入,得,
两边同除以,得,
所以是以2为首项,1为公差的等差数列,
所以,所以.
又,所以.
题型十三:前n项积型
题型突破·考法探究
【典例13-2】已知数列的前项和为,且满足,数列的前项积.求数列和的通项公式;
【解析】当时,,∴,
当时,,
化简得,
∵,∴,
∴数列是首项为,公差为的等差数列,
∴.
当时,,
当时,,当时也满足,
所以.
题型十三:前n项积型
【方法技巧】
类比前项和求通项过程:
(1),得
(2)时,.
题型突破·考法探究
【变式13-1】设为数列的前n项积.已知.求的通项公式;
【解析】依题意,是以1为首项,2为公差的等差数列,
则,
即,当时,有,两式相除得,
,
显然,即,因此当时,,即,
所以数列的通项公式.
题型十三:前n项积型
题型突破·考法探究
【典例14-1】(2024·湖南永州·二模)已知数列满足,则 .
【答案】
【解析】由余弦函数性质可知数列是以为周期的周期数列,
易知,,,
,
则,且,可得;
由累加法可得
;
故答案为:
题型十四:“和”型求通项
题型突破·考法探究
【典例14-2】(2024·高三·江苏·期末)若数列满足,(),则 .
【答案】3268
【解析】由题意可得,作差得,
故
,
故答案为:3268
题型十四:“和”型求通项
【方法技巧】
满足,称为“和”数列,常见如下几种:
(1)“和”常数型
(2)“和”等差型
(3)“和”二次型
(4)“和”换元型
题型突破·考法探究
【变式14-1】(2024•河南月考)若数列满足为常数),则称数列为等比和数列,称为公比和,已知数列是以3为公比和的等比和数列,其中,,则 .
【解析】解:由,,
,即,
,,,即,
,,,.
,
由此可知.
题型十四:“和”型求通项
题型突破·考法探究
【典例15-1】(2024·高三·湖南常德·期末)已知数列满足首项,,则数列的前2n项的和为 .
【答案】
【解析】当为奇数时,,即,
此时为以为首项,公比为3的等比数列,
故,即.
.
题型十五:正负相间讨论、奇偶讨论型
题型突破·考法探究
【典例15-2】已知数列满足,,,,则 .
【答案】
【解析】,,
又,数列是以为首项,为公比的等比数列,
,即,.
故答案为:.
【方法技巧】
(1)利用n的奇偶分类讨论,观察正负相消的规律
(2)分段数列
(3)奇偶各自是等差,等比或者其他数列.
题型十五:正负相间讨论、奇偶讨论型
题型突破·考法探究
【变式15-1】数列满足,前16项和为540,则 .
【答案】
【解析】解:因为数列满足,
当为奇数时,,
所以,,,,
则,
当为偶数时,,
所以,,,,,,,
故,,,,,,,
因为前16项和为540,
所以,
所以,解得.
题型十五:正负相间讨论、奇偶讨论型
题型突破·考法探究
【典例16-1】(2024•安徽月考)已知正项数列满足:,,.
(Ⅰ)判断数列是否是等比数列,并说明理由;
(Ⅱ)若,设.,求数列的前项和.
【解析】解:(Ⅰ),,
又数列为正项数列,
,
①当时,数列不是等比数列;
②当时,,此时数列是首项为,公比为2的等比数列.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:,
,
.
题型十六:因式分解型求通项
题型突破·考法探究
【典例16-2】(2024•怀化模拟)已知正项数列满足,设.
(1)求,;
(2)判断数列是否为等差数列,并说明理由;
(3)的通项公式,并求其前项和为.
【解析】解:(1),,,
可得,则,
数列为首项为1,公比为2的等比数列,
可得;
,,;
(2)数列为等差数列,理由:,
则数列为首项为0,公差为1的等差数列;
(3),
前项和为.
题型十六:因式分解型求通项
【方法技巧】
利用十字相乘进行因式分解.
题型突破·考法探究
【变式16-1】(2024•仓山区校级月考)已知正项数列满足且
(Ⅰ)证明数列为等差数列;
(Ⅱ)若记,求数列的前项和.
【解析】证明:由,
变形得:,
由于为正项数列,,
利用累乘法得:从而得知:数列是以2为首项,以2为公差的等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:,
从而.
题型十六:因式分解型求通项
题型突破·考法探究
【典例17-1】数列,满足,且,.
(1)证明:为等比数列;
(2)求,的通项.
【解析】(1)证明:由,可得:,
,代入,可得:,
化为:,,
为等比数列,首项为-14,公比为3.
(2)由(1)可得:,化为:,
数列是等比数列,首项为16,公比为2.
,可得:,
.
题型十七:双数列问题
题型突破·考法探究
【典例17-2】(2024·吉林长春·模拟预测)已知数列和满足,,,,则______,______.
【答案】
【解析】由题设,,则,而,
所以是首项、公比均为2的等比数列,故,
,则,
令,则,
故,而,
所以是常数列,且,则.
故答案为:,.
【方法技巧】
消元法.
题型十七:双数列问题
题型突破·考法探究
【变式17-1】(2024·河北秦皇岛·三模)已知数列和满足.
(1)证明:是等比数列,是等差数列;
(2)求的通项公式以及的前项和.
【解析】(1)证明:因为,
所以,即,
所以是公比为的等比数列.
将方程左右两边分别相减,
得,化简得,
所以是公差为2的等差数列.
(2)由(1)知,,
上式两边相加并化简,得,
所以.
题型十七:双数列问题
题型突破·考法探究
【典例18-1】已知某中学食堂每天供应3 000名学生用餐,为了改善学生伙食,学校每星期一有A,B两种菜可供大家免费选择(每人都会选而且只能选一种菜).调查资料表明,凡是在这星期一选A种菜的,下星期一会有20%改选B种菜;而选B种菜的,下星期一会有40%改选A种菜.用,分别表示在第n个星期一选A的人数和选B的人数,如果.
(1)请用,表示与;
(2)证明:数列是常数列.
【解析】(1)由题意知:,,
(2)证明:,且,
,
,
,
又,
数列是常数列.
题型十八:通过递推关系求通项
题型突破·考法探究
【典例18-2】(2024·云南昆明·模拟预测)南宋的数学家杨辉“善于把已知形状、大小的几何图形的求面积,体积的连续量问题转化为求离散变量的垛积问题”.在他的专著《详解九章算法·商功》中,杨辉将堆垛与相应立体图形作类比,推导出了三角垛、方垛、刍薨垛、刍童垛等的公式.如图,“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球……第层球数比第层球数多,设各层球数构成一个数列.求数列的通项公式
【解析】依题意,,
则有,
当时,
,
又也满足,所以.
【方法技巧】
通过相邻两项的关系递推.
题型十八:通过递推关系求通项
题型突破·考法探究
【变式18-1】(2024·辽宁·二模)在直角坐标平面内,将函数及在第一象限内的图象分别记作,,点在上.过作平行于x轴的直线,与交于点,再过点作平行于y轴的直线,与交于点.
(1)若,请直接写出,的值;(2)若,求证:是等比数列;
【解析】(1)易知当时,代入函数解析式可知:,
所以,.
(2)依题意,由可得
因为在上,所以,又,
所以,整理可得,所以①,且②,
由得,
又由,得,即是以为公比的等比数列;
题型十八:通过递推关系求通项
题型突破·考法探究
04
真题练习·命题洞见
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02
1.(2022年新高考浙江数学高考真题)已知数列满足,则( )
A. B.
C. D.
2.(2021年浙江省高考数学试题)已知数列满足.记数列的前n项和为,则( )
A. B. C. D.
3.(2019年浙江省高考数学试卷)设,数列中,, ,则( )
A.当 B.当
C.当 D.当
4.(2022年新高考北京数学高考真题)已知数列各项均为正数,其前n项和满足.给出下列四个结论:
①的第2项小于3; ②为等比数列;③为递减数列; ④中存在小于的项.其中所有正确结论的序号是 .
B
A
A
①③④
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05
课本典例·高考素材
1.如图,雪花形状图形的作法是:从一个正三角形开始,把每条边分成三等份,然后以各边的中间一段为底边分别向外作正三角形,再去掉底边.反复进行这一过程,就得到一条“雪花”状的曲线.设原正三角形(图①)的边长为1,把图①,图②,图③,图④中图形的周长依次记为,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】观察图形发现,从第二个图形开始,每一个图形的周长都在前一个的周长的基础上多了其周长的,即,
所以为首项为,公比为的等比数列,
.
故选:A
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2.任取一个正整数,若是奇数,就将该数乘3再加上1;若是偶数,就将该数除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈1→4→2→1.这就是数学史上著名的“冰雹猜想”(又称“角谷猜想”等).如取正整数,根据上述运算法则得出6→3→10→5→16→8→4→2→1,共需经过8个步骤变成1(简称为8步“雹程”).
现给出冰雹猜想的递推关系如下:已知数列满足:(m为正整数),
.
(1)当时,试确定使得需要多少步雹程;
(2)若,求m所有可能的取值集合M.
【解析】当时,即根据上述运算法得出:
故当时,使得需要12步雹程;
(2)若, 根据上述运算法进行逆推,或;
若,则或;
当时,或;
若时,或;
当,则或;
当时,;当时,,
故所有可能的取值集合.
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3.已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,令,求数列的前n项和.
【解析】(1)由题意知:,
即:化简得.
所以数列的通项公式.
(2)因为
所以
化简得:.
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06
易错分析·答题模板
02
易错点:已知Sn求an
易错分析:易错点主要在于对和两种情况的处理.当时,;当时, .忽略对的单独讨论是常见的错误.
答题模板:已知Sn求an
1、模板解决思路
(1)已知关于的表达式时,首先写出,再利用公式,且求出,注意需要验证是否符合;
(2)已知与的关系式时,可由公式,再将条件转化为的递推关系式,再求.
2、模板解决步骤
第一步:写出当时,的表达式.
第二步:利用求出或将条件转化为的递推关系.
第三步:如果第二步求出,那么根据求出,并代入的通项公式,注意要进行验证,若成立,则合并;若不成立,则写成分段的形式.如果第二步求出的递推关系,那么通过递推公式求.
【易错题1】已知数列的前项和为,若,则数列的通项公式为 .
【易错题2】已知数列的前项和为,满足,则 .
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