内容正文:
数列中的有关奇偶项问题(一)
数学组 xxx
1、 【高考考情】
数列是高中数学中非常重要的一个知识点,也是高考必考的内容.与数列有关的题目类型较多,其中,分奇偶项求和问题比较常见.此类问题中奇数项和偶数项的通项公式一般会有所不同,要解答此类问题,我们需要灵活运用分类讨论思想和分组求和方法.
二、【教学目标】
1.理解数列中的奇数项和偶数项的概念。学生能够理解什么是数列中的奇数项和偶数项,能够识别给定数列中的奇数项和偶数项。
2.掌握奇偶项的规律。学生能够识别数列中奇数项和偶数项的规律,能够根据数列的递推公式推导出奇数项和偶数项的通项公式。
3.奇偶项的运算。学生能够对数列的奇数项和偶数项进行求和等运算,能够运用奇偶项的性质简化数列求和问题。
三、【解题思路】
解答此类问题的基本思路:
(1)结合题意寻找数列中奇数项和偶数项的规律,分别求出它们的通项公式.在求通项公式时,要注意把数列的项数间隔开.
(2)将数列分成奇数项和偶数项两组,分组进行求和.
(3)将所得的结果汇总、化简,便可求得数列的和.
4、 【典例精讲】
题型1 数列中相邻两项和或积的问题( an+an+1=f(n) 或 an · an+1=f(n) )
【例1】 已知各项都为正数的数列{an}满足an+2=2an+1+3an.
(1)证明:数列{an+an+1}为等比数列;
(2)若a1=,a2=,求{an}的通项公式.
解:(1)证明:因为an+2=2an+1+3an,
所以an+2+an+1=3(an+1+an),
因为{an}中各项均为正数,
所以an+1+an>0,所以=3,
所以数列{an+an+1}是公比为3的等比数列.
(2)由题意知an+an+1=(a1+a2)3n-1=2×3n-1,
因为an+2=2an+1+3an,
所以an+2-3an+1=-(an+1-3an),因为a2=3a1,
所以a2-3a1=0,所以an+1-3an=0,故an+1=3an,
所以4an=2×3n-1,an=×3n-1.
(解法二)解: ,
所以,
为奇数, +
n为偶数,
综上,
练习1、已知数列 满足 , 求数列 的通项公式.
解:因为 +1
所以,
(1) 为奇,
(2) 为偶,
【例2】已知数列 满足 , 求数列 的通项公式.
解:由题意得
所以
(1) n为奇数,
(2) n为偶数, = =
练习2、已知数列 的前 项的和为 , 前 项的积为 , 则下列结论正确的是 ( BCD)
A. B. C. D.
题型2 含有(-1)n类型
【例3】已知数列{an}满足a1=2,a2=4,an+2-an=(-1)n+3,则数列{an}的前10项和为 90 .
练习3.(2024·泉州模拟)已知数列{an}的各项均为正数,且a1=2,-2an+1=+2an.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=(-1)nan,求b1+b2+b3+…+b20.
解:(1)因为-2an+1=+2an, 所以(an+1+an)(an+1-an-2)=0,
因为{an}是各项均为正数的数列,所以an+1-an=2,
所以数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,
所以an=2n(n∈N*).
(2)由(1)得bn=(-1)nan=(-1)n·2n,
则b1+b2+b3+…+b20=(b1+b3+…+b19)+(b2+b4+…+b20)=-2×(1+3+…+19)+2×(2+4+…+20)=-2×+2×=-200+220=20.
题型3 含有{a2n}、{a2n-1}类型
【例4】已知数列{an}满足a2=2,a2n=a2n-1+2n(n∈N*),a2n+1=a2n+(-1)n(n∈N*),则数列{an}的第2 024项为( B )
A.21 012-2 B.21 013-3 C.21 011-2 D.21 011-3
练习4、(2024·杭州模拟)设公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,S5=20,=a2a5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b1=1,bn+bn+1=(,求数列{b2n}的前n项和.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),由题意,知
解得所以an=2n-2.
(2)由(1)得bn+bn+1=2n-1, ①
所以b1+b2=1,又b1=1,所以b2=0.
当n≥2时,bn-1+bn=2n-2, ②
①-②,得bn+1-bn-1=2n-2,则bn-bn-2=2n-3(n≥3).所以b2n-b2n-2=22n-3,b2n-2-b2n-4=22n-5,…,b4-b2=21,
累加,得b2n-b2=(4n-1-1)(n≥2),
所以b2n=(4n-1-1)(n≥2),又b2=0符合上式,所以b2n=(4n-1-1)(n≥1).
所以数列{b2n}的前n项和为b2+b4+…+b2n=·4n--.
5、 【课后作业】
1.(2021·全国·新高考1卷T17)已知数列满足,
(1)记,写出,,并求数列的通项公式;
(2)求的前20项和.
解:(1)[方法一]【最优解】:
显然为偶数,则,
所以,即,且,
所以是以2为首项,3为公差的等差数列,
于是.
[方法二]:奇偶分类讨论
由题意知,所以.
由(为奇数)及(为偶数)可知,
数列从第一项起,
若为奇数,则其后一项减去该项的差为1,
若为偶数,则其后一项减去该项的差为2.
所以,则.
[方法三]:累加法
由题意知数列满足.
所以,
,
则.
所以,数列的通项公式.
(2)[方法一]:奇偶分类讨论
.
[方法二]:分组求和
由题意知数列满足,
所以.
所以数列的奇数项是以1为首项,3为公差的等差数列;
同理,由知数列的偶数项是以2为首项,3为公差的等差数列.
从而数列的前20项和为:
.
2.数列满足:,数列的前项和记为,则 .
【变式1】求数列数列的通项公式;
【变式2】求数列的前项和.
【答案】2191
【解析】数列是以公差的等差数列;
.
,数列是以公比的等比数列;
.
.
故答案为:2191.
3.记为数列的前n项和,当时,.且.
(1)求,;
(2)(i)当n为偶数时,求的通项公式;
(ⅱ)求.
【解析】(1)令,可得;
令,可得;
因为,可得,.
(2)(i)当n为偶数时,则,,
可得,且,
可知数列的偶数项成首项为,公比为的等比数列,
则,所以(n为偶数);
(ⅱ)当n为偶数时,则,即,
可得,
所以
,
所以.
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