内容正文:
第04讲 数列求和
目录
题型一:重点考查倒序相加法 2
题型二:重点考查分组求和(形如) 2
题型三:重点考查分组求和(形如) 4
题型四:重点考查裂项相消法(等差型) 6
题型五:重点考查裂项相消法(无理型:形如) 8
题型六:重点考查裂项相消法(指数型:形如) 9
题型七:重点考查数列求和之错位相减法 11
题型八:重点考查数列求和之通项含绝对值求和 14
题型九:重点考查其他方法求和 17
题型一:重点考查倒序相加法
典型例题
例题1.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知数列是公比为的正项等比数列,且,若,则( )
A. B. C. D.
例题2.(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)已知正项数列是公比不等于1的等比数列,且,若,则等于( )
A.2020 B.4046 C.2023 D.4038
精练核心考点
1.(23-24高二下·北京·期中)已知,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二·全国·课后作业)已知,求.
题型二:重点考查分组求和(形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·福建福州·期末)设为数列的前项和,已知,.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的前项和.
例题2.(23-24高一下·上海金山·期末)设是公比大于1的等比数列,为数列的前项和.已知,且、构成等差数列,令.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
精练核心考点
1.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列是公差不为0的等差数列,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
2.(23-24高二下·北京昌平·期末)已知等比数列为递增数列,其前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1,公差为3的等差数列,求数列的通项公式及前项和.
题型三:重点考查分组求和(形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·河南南阳·阶段练习)在数列中,,前n项和为,则 .
例题2.(2024·山西·三模)已知等差数列的公差,前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
例题3.(23-24高三下·广东·阶段练习)已知数列是公差不为0的等差数列,其前n项和为,,,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,,求数列的前100项和.
精练核心考点
1.(2024·甘肃陇南·一模)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对《易传》“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.大衍数列中的每一项都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量的总和.大衍数列从第一项起依次为 0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,….记大衍数列的通项公式为 ,若,则数列的前30项和为 .
2.(2024·黑龙江·三模)已知等差数列的公差,与的等差中项为5,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前20项和.
3.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知等差数列的首项为1,公差.数列为公比的等比数列,且成等差数列.
(1)求数列和数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
题型四:重点考查裂项相消法(等差型)
典型例题
例题1.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知数列的前项和为,且_________.
在①;②成等比数列;③三个条件中任选一个补充在横线上,并解答下面问题:
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,求证:.
例题2.(2024·新疆喀什·三模)已知数列的首项,且满足().
(1)求证:数列为等比数列;
(2)记,求数列的前项和,并证明.
精练核心考点
1.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前11项和.
2.(23-24高二上·河北衡水·期末)已知等差数列的前项和为.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
题型五:重点考查裂项相消法(无理型:形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)设公差不为的等差数列的首项为,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列为正项数列,且,设数列的前项和为,求证:.
精练核心考点
1.
(24-25高二上·全国·课后作业)数列的通项公式,则该数列的前n项和 .
题型六:重点考查裂项相消法(指数型:形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·云南曲靖·阶段练习)设等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
例题2.(23-24高二下·湖南长沙·期中)已知数列的前项和为,,,且.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求的通项公式.
(3)若,数列的前项和为,证明:.
例题3.(2024高三·全国·专题练习)已知为数列的前项和,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
精练核心考点
1.(2024·陕西西安·模拟预测)已知为等比数列的前项和,若成等差数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和为,求的取值范围.
2.(23-24高二下·河北唐山·期末)已知为数列的前项和,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
3.(23-24高二下·四川成都·期中)记为数列的前n项和,且,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)若,前n项和为,求的取值范围.
题型七:重点考查数列求和之错位相减法
典型例题
例题1.(2024·河南·三模)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
例题2.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知正项数列满足,且
(1)求数列的通项公式;
(2)若的前项和为,求.
例题3.(2024·四川德阳·三模)已知是等差数列,是等比数列,且的前项和为,,,在①,②这两个条件中任选其中一个,完成下面问题的解答.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求.
精练核心考点
1.(2024·黑龙江牡丹江·一模)设,若数列的前项和为,且是与的等差中项;
(1)求数列的通项公式;
(2)若是以为首项,为公差的等差数列,求数列的前项和.
2.(2024·四川内江·三模)已知等差数列的公差为4,且,,成等比数列,数列的前n项和为,且.
(1)求数列、的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
3.(23-24高二下·广东佛山·期中)已知数列满足.
(1)求的通项公式.
(2)求数列的前项和.
题型八:重点考查数列求和之通项含绝对值求和
典型例题
例题1.(23-24高二下·山东潍坊·阶段练习)已知在等差数列中,公差,其前项和为,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
例题2.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,;
(1)求等差数列的前项和及的最大值;
(2)求数列的前项和.
例题3.(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知数列的前n项和为,且
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和
精练核心考点
1.(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知等差数列 的前 项和为,且.
(1)求数列 的通项公式;
(2)记 ,求数列 的前 项和 .
2.(23-24高二下·全国·课后作业)已知数列的前n项和.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的前n项和.
3.(23-24高三上·湖北·期中)已知为等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
题型九:重点考查其他方法求和
典型例题
例题1.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知数列的前项和为,满足.记为数列在区间内的项的个数,则数列的前100项的和为 .
例题2.(23-24高二下·河南·期中)定义表示不超过的最大整数,已知,记数列的前项和为.
(1)求的值;
(2)已知是正整数,求.
参考公式:.
精练核心考点
1.(23-24高二下·河南安阳·期中)在数列中,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前12项和,其中表示不超过的最大整数,如,.
2.(2023·山东·一模)已知正项数列的前项和为,且,.
(1)求;
(2)在数列的每相邻两项、之间依次插入、、、,得到数列、、、、、、、、、、,求的前项和.
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第04讲 数列求和
目录
题型一:重点考查倒序相加法 2
题型二:重点考查分组求和(形如) 4
题型三:重点考查分组求和(形如) 6
题型四:重点考查裂项相消法(等差型) 11
题型五:重点考查裂项相消法(无理型:形如) 14
题型六:重点考查裂项相消法(指数型:形如) 15
题型七:重点考查数列求和之错位相减法 20
题型八:重点考查数列求和之通项含绝对值求和 25
题型九:重点考查其他方法求和 30
题型一:重点考查倒序相加法
典型例题
例题1.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知数列是公比为的正项等比数列,且,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据,可得,再根据等比中项的性质可得,又,再利用倒序相加可得解.
【详解】由数列是公比为的正项等比数列,故,
又,可得,
所以,
由,则,所以,
所以,
则,
故,
故选:B.
例题2.(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)已知正项数列是公比不等于1的等比数列,且,若,则等于( )
A.2020 B.4046 C.2023 D.4038
【答案】C
【分析】根据对数运算法则可得,再利用等比数列性质和函数可得,利用倒序相加即可得.
【详解】由题意可知,,所以;
由等比数列性质可得;
又因为函数,所以,
即,所以;
令,则;
所以,
即.
故选:C
精练核心考点
1.(23-24高二下·北京·期中)已知,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用倒序相加法计算求解.
【详解】,
则
两式相加得
所以,
所以.
故选:A.
2.(23-24高二·全国·课后作业)已知,求.
【答案】1005.
【分析】由函数式计算出,然后倒序相加求和.
【详解】因为,所以,
所以.令,
倒写得.
两式相加得,故.
题型二:重点考查分组求和(形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·福建福州·期末)设为数列的前项和,已知,.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据求出,故是以1为首项,1为公差的等差数列;
(2)分组求和,结合等差数列和等比数列求和公式得到答案.
【详解】(1)当时,,则,
因为①,
所以时,②,
由①-②得,时,,即,
因为,所以,即,
故是以1为首项,1为公差的等差数列;
(2)由(1),得,
所以,
.
例题2.(23-24高一下·上海金山·期末)设是公比大于1的等比数列,为数列的前项和.已知,且、构成等差数列,令.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设数列的公比为q,由已知条件列方程组求和,可得数列的通项公式,再由得的通项公式;
(2)由数列的通项,利用分组求和,结合等差数列和等比数列的前项和公式求.
【详解】(1)设数列的公比为q,由已知, ,
则有,由,解得,所以;
由,得.
(2),
所以
.
精练核心考点
1.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列是公差不为0的等差数列,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知可得,求解即可求得数列的通项公式;
(2)由(1)可得,利用分组求和法可求.
【详解】(1)设数列的公差为,则,
又是和的等比中项,所以,
解得或(舍去),
所以.
(2)由(1)可得,
所以,
所以,
所以,所以
2.(23-24高二下·北京昌平·期末)已知等比数列为递增数列,其前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1,公差为3的等差数列,求数列的通项公式及前项和.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)设等比数列的首项为,公比为,依题意得到关于、的方程组,解得、,即可求出通项公式;
(2)依题意可得,利用分组求和法计算可得.
【详解】(1)设等比数列的首项为,公比为,
根据题意可得,解得或,
因为等比数列为递增数列,所以,
所以数列的通项公式为.
(2)因为数列是首项为,公差为的等差数列,
所以,
所以,
所以
.
题型三:重点考查分组求和(形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·河南南阳·阶段练习)在数列中,,前n项和为,则 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用等差数列、等比数列前n项和公式,结合分组求和法求解即得.
【详解】依题意,数列是等差数列,数列是等比数列,
所以
.
故答案为:
例题2.(2024·山西·三模)已知等差数列的公差,前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意得到关于、的方程组,解得、,即可求出通项公式;
(2)由(1)可得,利用分组求和法计算可得.
【详解】(1)因为,,
所以,解得或,
因为,所以,则;
(2)由(1)可得,
所以
.
例题3.(23-24高三下·广东·阶段练习)已知数列是公差不为0的等差数列,其前n项和为,,,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,,求数列的前100项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列基本量的计算可得公差和首项,即可求解通项,
(2)利用等差等比求和公式,结合分组求和即可求解.
【详解】(1)设数列的首项为,公差为,
根据题意得即
解得或.
又因,所以.
所以的通项公式为.
(2)由(1)得.
即数列的偶数项是以4为首项,4为公差的等差数列,
奇数项是以为首项,16为公比的等比数列.
数列的前100项中偶数项有50项,奇数项有50项,
数列的前100项和.
,
.
所以.
精练核心考点
1.(2024·甘肃陇南·一模)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对《易传》“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.大衍数列中的每一项都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量的总和.大衍数列从第一项起依次为 0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,….记大衍数列的通项公式为 ,若,则数列的前30项和为 .
【答案】240
【分析】根据数列的通项公式,采用并项求和的方法,即可求得答案.
【详解】由题意知,,
故数列的前30项和为
,
故答案为:240
2.(2024·黑龙江·三模)已知等差数列的公差,与的等差中项为5,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前20项和.
【答案】(1)数列的通项公式为;
(2)数列的前20项和为.
【分析】(1)根据等差中项求出,再根据求出公差,最后根据等差数列的通项公式,求出的通项公式;
(2)先写出,对为偶数的情况进行裂项,再用分组求和法求出.
【详解】(1)因为为等差数列,且与的等差中项为5,
所以,解得,
因为,
所以,解得,
因为,所以,
所以,
故数列的通项公式为;
(2)由题知,
即
所以
,
故数列的前20项和为.
3.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知等差数列的首项为1,公差.数列为公比的等比数列,且成等差数列.
(1)求数列和数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)直接根据等差数列,等比数列基本量的运算即可得结果;
(2)分为奇数项和偶数项结合等差数列和等比数列的前项和即可得结果.
【详解】(1)由于等差数列的首项为1,公差
所以,
由数列为公比是2的等比数列且成等差数列,
知,解得,
所以.
(2)由(1)知,,
.
题型四:重点考查裂项相消法(等差型)
典型例题
例题1.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知数列的前项和为,且_________.
在①;②成等比数列;③三个条件中任选一个补充在横线上,并解答下面问题:
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据推出数列为等差数列,公差.若选①,根据等差中项求出,再求出,根据和可得通项公式;若选②,根据等比中项列式求出,可得;若选③,根据等差数列求和公式列式求出,可得;
(2)利用裂项相消法求和得,即可求证.
【详解】(1)由,得,得,
所以数列为等差数列,公差.
若选①,因为,所以,得,
所以,,
所以,
若选②,因为成等比数列,所以,
所以,所以,
所以,所以.
若选③,因为,所以,
所以,
(2),
所以,
又因为,所以.
例题2.(2024·新疆喀什·三模)已知数列的首项,且满足().
(1)求证:数列为等比数列;
(2)记,求数列的前项和,并证明.
【答案】(1)证明见解析
(2),证明见解析
【分析】(1)由等比数列的定义即可求证,
(2)由裂项相消法求和,即可求解,根据单调性,即可求证.
【详解】(1)由得,
又,所以是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,,所以
所以,
当时,单调递增,故.
精练核心考点
1.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前11项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系求解即可;
(2)利用裂项相消法求解即可.
【详解】(1)因为,
当时,;
当时,;
经检验:满足,所以.
(2)由(1)得:,
所以.
2.(23-24高二上·河北衡水·期末)已知等差数列的前项和为.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设数列公差为,首项为,由题意列式求出,,即可求得数列的通项公式;
(2)利用(1)的结论可得表达式,利用裂项相消求和法即可求得答案.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
因为,
所以,解得,
所以;
(2)由(1)知,
所以
题型五:重点考查裂项相消法(无理型:形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)设公差不为的等差数列的首项为,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列为正项数列,且,设数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由等比中项的性质以及等差数列基本量的计算即可求解;
(2)首先得,由裂项相消法求和即可得证.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,
成等比数列,
则,
即,
将代入上式,解得或(舍去).
;
(2)由(1)得,又,
所以,
所以,
则
.
精练核心考点
1.(24-25高二上·全国·课后作业)数列的通项公式,则该数列的前n项和 .
【答案】
【分析】借助裂项相消法计算即可得.
【详解】
,
故
.
故答案为:.
题型六:重点考查裂项相消法(指数型:形如)
典型例题
例题1.(23-24高二下·云南曲靖·阶段练习)设等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设数列的公差为,然后由已知条件列方程组求出,从而可求出其通项公式;
(2)由(1)得,再利用裂项相消法求和.
【详解】(1)设数列的公差为,
由题意可得,解得
;
(2)由(1)可知
,
.
例题2.(23-24高二下·湖南长沙·期中)已知数列的前项和为,,,且.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求的通项公式.
(3)若,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据条件,利用等差数列的定义证明所给数列是等差数列.
(2)根据(1)的结论,转化成由与的关系求通项公式.
(3)利用裂项求和法求,再比较与的大小.
【详解】(1)证明:将两边同时除以,得.
当时,,
所以是以1为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)得,则.①
当时,.②
①-②,得,整理得,
则,
也符合,所以.
(3)证明:由(2)得,
所以
因为,所以
例题3.(2024高三·全国·专题练习)已知为数列的前项和,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)利用退位作差法得到(注意讨论的情况是否符合该式),可以构造并证明公比为3的等比数列;写出的通项公式,得到.
(2)写出,利用裂项相消法结合条件即得.
【详解】(1)解:当时, ,,则.
当时,因为,所以,
两式相减,得,所以;
当时,,,,
所以,也适合上式,
所以,即是首项为5,公比为2的等比数列,
故,故.
(2)证明:由(1)得,
故,
当时,,故.
精练核心考点
1.(2024·陕西西安·模拟预测)已知为等比数列的前项和,若成等差数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列的基本量计算即可求解;
(2)裂项相消法求得,再利用数列单调性即可求解.
【详解】(1)设数列的公比为,
由成等差数列可得,故,解得,
由可得,解得,
故,即数列的通项公式为.
(2)由(1)可得,
故,
又因为为递增数列,则,又当时,
所以,故.
2.(23-24高二下·河北唐山·期末)已知为数列的前项和,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用及等比数列求出通项公式.
(2)由(1)求出,再利用裂项相消法求和即得.
【详解】(1)在数列中,,当时,,
两式相减得,即,当时,,解得,
因此数列是以2为首项,2为公比的等比数列,则,
所以数列的通项公式是.
(2)由(1)得:,
所以.
3.(23-24高二下·四川成都·期中)记为数列的前n项和,且,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)若,前n项和为,求的取值范围.
【答案】(1)2,
(2)
【分析】(1)由的关系,消去得到的递推关系,构造等比数列即可得解;
(2)利用裂项相消法求出和,根据单调性分析范围即可.
【详解】(1)由可得,,解得,
当时,由可得,
两式相减可得,即,
可化为,
故数列是首项为3,公比为3的等比数列,
则,可得.
(2)由,
所以,
由为递增数列可知,,又,所以,
所以的取值范围为.
题型七:重点考查数列求和之错位相减法
典型例题
例题1.(2024·河南·三模)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列通项公式计算得出通项;
(2)应用错位相减法求出数列的和.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由题意可得,解得,
所以.
(2)设,
所以,
所以,
两式相减得,,
所以,所以.
例题2.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知正项数列满足,且
(1)求数列的通项公式;
(2)若的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)对已知等式分解因式化简可得,则数列是以3为公比,3为首项的等比数列,从而可求出其通项公式;
(2)由(1)得,然后利用错位相减法可求出.
【详解】(1)由,得,
因为,所以,即,
因为,
所以数列是以3为公比,3为首项的等比数列,
所以;
(2)由(1)得,
所以,
所以,
所以
,
所以.
例题3.(2024·四川德阳·三模)已知是等差数列,是等比数列,且的前项和为,,,在①,②这两个条件中任选其中一个,完成下面问题的解答.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列定义可求得数列的通项公式,利用等比数列定义根据条件①②列方程组解得公比可得数列的通项公式;
(2)利用错位相减法求出.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
∵,,
∴,
∴.
∴.
设等比数列的公比为,
若选条件①,,
由,且,
得,
∴,解得.
所以是首项为2,公比为2的等比数列.
故.
若选条件②,,
令,得,
∴公比,
∴数列是首项为2,公比为2的等比数列.
从而.
(2)因为,
所以,
两式相减,得,
即,
所以.
精练核心考点
1.(2024·黑龙江牡丹江·一模)设,若数列的前项和为,且是与的等差中项;
(1)求数列的通项公式;
(2)若是以为首项,为公差的等差数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,在根据,作差得到,结合等比数列的定义计算可得;
(2)依题意可得,则,再利用错位相减法计算可得.
【详解】(1)因为是与的等差中项,可得,
当时,可得,解得,
当时,由,可得,
两式相减可得,
即为,
可得数列是首项和公比均为的等比数列,
所以;
(2)若是以为首项,为公差的等差数列,
则,
可得,
数列的前项和,
,
两式相减可得
,
化简可得.
2.(2024·四川内江·三模)已知等差数列的公差为4,且,,成等比数列,数列的前n项和为,且.
(1)求数列、的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由已知结合等比数列的性质求解等差数列的首项,即可求解,由得,两式相减得,再验证,最后利用等比数列的定义求解即可.
(2)利用错位相减法求解数列的和即可.
【详解】(1)依题意,设等差数列的首项为,因为,,成等比数列,
所以,又,即,解得,
故,
由已知,故,
两式相减,得,
又,解得,所以,
所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,故.
(2)由(1)得,
故,
则,
两式相减得
,
故.
3.(23-24高二下·广东佛山·期中)已知数列满足.
(1)求的通项公式.
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意利用累乘法可求得通项公式;
(2)由(1)得,然后利用错位相减法可求得前项和.
【详解】(1)因为,
所以,,,……,,
所以,
所以,得;
(2)由(1)得,
令数列的前项和为,则
所以,
所以
,
所以
所以数列的前项和为.
题型八:重点考查数列求和之通项含绝对值求和
典型例题
例题1.(23-24高二下·山东潍坊·阶段练习)已知在等差数列中,公差,其前项和为,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,结合等差数列的通项公式可求得数列的通项公式;
(2)求得,分、两种情况讨论,结合等差数列的求和公式可得出的表达式.
【详解】(1)解:因为在等差数列中,公差,其前项和为,,且,
则,①
由可得,可得,②
联立①②可得,,
所以,.
(2)解:因为,
当时,且;
当时,.
综上所述,.
例题2.(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,;
(1)求等差数列的前项和及的最大值;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1),210;
(2)212.
【分析】(1)根据给定条件,利用等差数列前项和公式,结合性质求出公差及首项即可得解.
(2)由(1)求出数列的通项公式,判断项的正负,再结合(1)的结论求解即得.
【详解】(1)等差数列的前项和为,由,得,解得,
由,得,解得,则,公差,
因此,对称轴为,因为,则当或时,,
所以,的最大值为210.
(2)由(1)知,,则,
所以
.
例题3.(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知数列的前n项和为,且
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据求解即可;
(2)先判断数列各项的符号,再根据其符号分类讨论求解即可.
【详解】(1)由,
当时,,
当时,,满足上式,
综上,;
(2)令,得,解得,
令,得,解得,
则当时,,
当时,
,
综上所述,.
精练核心考点
1.(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知等差数列 的前 项和为,且.
(1)求数列 的通项公式;
(2)记 ,求数列 的前 项和 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用等差数列前 项和公式、通项公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出数列的通项公式.
(2)由 ,得 ,当 时,,此时 ; 当 时,,此时 ,由此能求出结果.
【详解】(1)设数列 的公差为,
由 ,
得 ,
解得 ,
.
(2)由 ,得 当 时,,
此时
当 时,,
此时
,
所以.
2.(23-24高二下·全国·课后作业)已知数列的前n项和.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先根据和的关系求出数列的通项公式;再根据等差数列的定义即可证明数列是等差数列
(2)由通项公式可知:当时.分两种情况,根据等差数列的前n项和即可解答.
【详解】(1)证明:
当时,;
当时,;
经验证当时上式成立,
所以.
因为(常数)
所以数列是等差数列.
(2)由(1)知: .
令,则.
因为,
所以当时,;
当时,;
综上所得:
3.(23-24高三上·湖北·期中)已知为等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的通项公式列方程,解方程即可;
(2)分和两种情况求和.
【详解】(1)设的公差为,则:,
.
(2),
令,
当时,,
,
当时,,
综上所述:.
题型九:重点考查其他方法求和
典型例题
例题1.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知数列的前项和为,满足.记为数列在区间内的项的个数,则数列的前100项的和为 .
【答案】319
【分析】先求出数列的通项公式,根据数列的通项公式结构特征即可求解.
【详解】,,
则当时,,
于是得,即,
而,即,
因此,数列是首项为1,公比为4的等比数列,,
因为数列在区间内的项的个数,
则有,
,
,
,
所以数列的前100项的和为.
故答案为:319.
例题2.(23-24高二下·河南·期中)定义表示不超过的最大整数,已知,记数列的前项和为.
(1)求的值;
(2)已知是正整数,求.
参考公式:.
【答案】(1)34
(2)
【分析】(1)根据定义求出,再求;
(2)由定义得,再求即可.
【详解】(1)由题意可得时,,
故;
(2)当时,代入公式可得,
且,
故当时,
时,,代入上式也成立.
综上,.
精练核心考点
1.(23-24高二下·河南安阳·期中)在数列中,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前12项和,其中表示不超过的最大整数,如,.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)降次作差即可得到,最后验证即可;
(2)求出前12项的每一项,最后求和即可.
【详解】(1)当时,,①,
所以当时,②,
①②得,
即也满足该式,所以.
(2)由(1)知,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
依次类推,可知.
所以数列的前12项和为.
2.(2023·山东·一模)已知正项数列的前项和为,且,.
(1)求;
(2)在数列的每相邻两项、之间依次插入、、、,得到数列、、、、、、、、、、,求的前项和.
【答案】(1),.
(2)
【分析】(1)当时,利用累加法可求得的表达式,结合可得出的表达式,再检验的情形,综合可得出的通项公式;
(2)由求出数列的通项公式,列举出数列的前项,即可求得的值.
【详解】(1)解:对任意的,因为,
当时,
,
因为,所以,故.
当时,适合,
所以,.
(2)解:因为,,
所以当时,,
所以,,
所以,数列的前项分别为:、、、、、、、、、、、、、、、、、、、,
所以的前项是由个与个组成.所以.
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