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专题03 高二上期末真题精选(数列常考65题 压轴17题)
数列常考 题
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· 考点01:等差数列通项的基本量计算
· 考点02:等差数列角标和性质
·
考点03:等差数列前项和基本量计算
·
考点04:等差数列前项和性质
· 考点05:等比数列通项的基本量计算
考点06:等比数列角标和性质
·
考点07:等比数列前项和基本量计算
·
考点08:等比数列前项和性质
· 考点09:数列求通项
· 考点10:数列求和之倒序相加法
· 考点11:数列求和之分组求和法
· 考点12:数列求和之裂项相消法
· 考点13:数列求和之错位相减法
数列压轴 题
· 压轴一:数列求和之分组求和(分类讨论)
· 压轴二:数列求和之裂项相加法
· 压轴三:数列不等式中的恒(能)成立问题
一、等差数列通项的基本量计算(共4小题)
1.(23-24高二上·河南漯河·期末)等差数列中,,则其前100项和为( )
A.5050 B.10010 C.10100 D.11000
2.(23-24高二下·河南·期末)已知等差数列满足,且,则首项( )
A. B.0 C.1 D.3
3.(23-24高二下·河南南阳·期末)若是正项无穷的等差数列,且,则的公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·四川成都·期末)记 为等差数列的前 项和,若 ,则 ( )
A.2 B.3 C.10 D.4
二、等差数列角标和性质(共4小题)
1.(23-24高二下·河南信阳·期末)数列满足,已知,则的前19项和( )
A.0 B.8 C.10 D.19
2.(23-24高二上·福建福州·期末)已知公差不为0的等差数列满足,则的最小值为( )
A.9 B. C. D.
3.(23-24高二上·陕西西安·期末)设为等差数列的前项和,若,则( )
A.8 B.12 C.18 D.24
4.(多选)(23-24高二上·河南商丘·期末)已知等差数列的前项和为,无论首项和公差如何变化,始终是一个定值,则下列各数也为定值的是( )
A. B.
C. D.
三、等差数列前项和基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.(多选)(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
3.(23-24高三上·河北·期末)设等差数列的前项和为,若,则 .
四、等差数列前项和性质(共6小题)
1.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.26 C.56 D.42
2.(23-24高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)设等差数列的前项和分别为,若,则( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
4.(多选)(23-24高二上·江苏南京·期末)已知数列的前项和为,下列命题正确的有( ).
A.若为等差数列,则一定是等差数列
B.若为等比数列,则一定是等比数列
C.若,则一定是等比数列
D.若,则一定是等比数列
5.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知等差数列的前项和为,若,则 .
6.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知等差数列的前项和分别为,且,则 .
五、等比数列通项的基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知等差数列的公差不为0,且成等比数列,则的公比是( ).
A.1 B.2. C.3 D.5
2.(23-24高二下·广西南宁·期末)已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24高二下·江西九江·期末)设是等比数列,且,则 .
六、等比数列角标和性质(共3小题)
1.(23-24高二下·青海·期末)在等比数列中,,,则( )
A.64 B.128 C. D.
2.(23-24高二下·贵州毕节·期末)已知等比数列的各项均为正数,若,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24高二下·陕西榆林·期末)在各项均为正数的等比数列中,,则 .
七、等比数列前项和基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二上·浙江温州·期末)已知正项等比数列的前n项和为,,且,则 .
2.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
3.(22-23高三上·广东肇庆·阶段练习)已知等比数列的前项和为,且,,则 .
八、等比数列前项和性质(共3小题)
1.(多选)(23-24高二下·四川乐山·期末)在数列中,,,若不等式对任意恒成立,则实数λ的值可以是( )
A.1 B.0 C. D.
2.(23-24高二下·陕西渭南·期末)在正项等比数列中,为其前项和,若,,则的值为 .
3.(23-24高二上·广东·期末)等比数列的前项和为,若,则 .
九、数列求通项(共16小题)
1.(23-24高二下·安徽·期末)设数列的前项和为,若,则( )
A.16 B.31 C.47 D.63
2.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知正项等比数列的前项和为,且,则 .
3.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)对于等差数列和等比数列,我国古代很早就有研究成果,北宋大科学家沈括在《梦溪笔谈》中首创的“隙积术”,就是关于高阶等差级数求和的问题.现有一货物堆,从上向下查,第一层有2个货物,第二层比第一层多3个,第三层比第二层多4个,以此类推,记第层货物的个数为,则数列的前12项和 .
4.(23-24高二下·上海宝山·期末)在数列中,,且,则 .
5.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知数列各项均为正数,且首项为1,,则 .
6.(23-24高二上·内蒙古·期末)在数列中,,则 .
7.(22-23高三上·辽宁葫芦岛·期末)在数列中,,,则数列的通项公式为 .
8.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)已知数列的前项和为,满足,则
9.(23-24高三下·四川·期末)若数列的前n项和为,,,则数列的通项公式为 .
10.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和为,满足,且,,则数列的通项公式 .
11.(23-24高二上·山东烟台·期末)已知数列的前项和为,且,则 .
12.(23-24高二上·宁夏银川·期末)数列中的前n项和,数列的前n项和为,则= .
13.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)已知数列满足,则 .
14.(22-23高二上·广东·期末)已知首项为2的数列对满足,则数列的通项公式 .
15.(23-24高二下·北京海淀·期末)已知数列满足,,设,则 ;的最小值为 .
16.(23-24高一下·上海·期末)数列满足,则数列的通项公式为 .
十、数列求和之倒序相加法(共4小题)
1.(21-22高二上·江西九江·期末)德国数学家高斯是近代数学奠基者之一,有“数学王子”之称,在历史上有很大的影响.他幼年时就表现出超人的数学天才,10岁时,他在进行的求和运算时,就提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法.已知数列,则( )
A.96 B.97 C.98 D.99
2.(21-22高二下·广东佛山·期末)已知数列的前项和为,且,设函数,则 , .
3.(21-22高二上·安徽六安·期末)已知函数,数列是正项等比数列,且,则 .
4.(21-22高三上·湖北鄂州·期末)设函数,定义,其中,,则 .
十一、数列求和之分组求和法(共6小题)
1.(23-24高二下·云南保山·期末)已知的前项和是,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前项和.
2.(23-24高二上·河南郑州·期末)设等差数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的首项为,且对任意的都有,求数列的前项和.
3.(23-24高三上·湖北襄阳·期末)已知数列的前项和为,首项,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
4.(23-24高二上·山东济南·期末)已知等差数列,满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求的前2n项和.
5.(23-24高二上·浙江温州·期末)已知等差数列的前n项和为,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前10项和.
6.(23-24高三上·湖南常德·期末)已知数列的前n项和为,点在直线的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1且公比为2的等比数列,求数列的前n项和.
十二、数列求和之裂项相消法(共5小题)
1.(23-24高二下·陕西西安·期末)在等差数列中,,,且12是,的等比中项.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
2.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)已知数列的前项和为,数列为等比数列,且,分别为数列第二项和第三项.
(1)证明数列是等差数列,并求其通项公式;
(2)求数列的通项公式及其前项和;
(3)若数列,证明:数列的前项和.
3.(23-24高二下·辽宁本溪·期末)设正项数列是公差为的等差数列,其前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
4.(23-24高二下·福建福州·期末)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,证明:.
5.(23-24高二上·浙江丽水·期末)已知为正项数列的前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
十三、数列求和之错位相减法(共5小题)
1.(23-24高二下·湖南·期末)数列的前项和为,当时,,数列满足:.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)记数列,数列的前项和为,求.
2.(23-24高二上·江苏南京·期末)设数列的前项和为,且,其中.
(1)证明为等差数列,求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
3.(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.
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期末)在数列中,.
(1)求证:是等比数列;
(2)若,求的前项和.
5.(23-24高二下·辽宁大连·期末)已知数列的首项为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求.
压轴一:数列求和之分组求和(分类讨论)(共4小题)
1.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知数列满足,且对任意正整数n都有.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,,(),若且,求集合A中所有元素的和.
2.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知数列,满足的前项和,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的通项公式.
3.(22-23高三上·山东青岛·期末)记数列的前项和为,,______.给出下列两个条件:条件①:数列和数列均为等比数列;条件②:.试在上面的两个条件中任选一个,补充在上面的横线上,完成下列两问的解答:
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)
(1)求数列的通项公式;
(2)记正项数列的前项和为,,,,求.
4.(21-22高三上·天津河西·期末)已知公差不为零的等差数列的前项和为,,,,成等比数列,数列满足,.
(1)求数列和通项公式;
(2)求的值;
(3)证明
压轴二:数列求和之裂项相加法(共6小题)
1.(23-24高二下·天津·期末)已知数列是递增的等差数列,是等比数列,,求,
(1)求数列和的通项公式;
(2)记数列的前n项和为,若对恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设,求的值.
2.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知正项数列的前项和为,且.
(1)求数列通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)若数列满足,求证:
3.(23-24高二上·江苏南通·期末)已知数列满足,,且数列是等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
4.(23-24高三上·河南焦作·期末)已知数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
5.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知各项均为正数的等比数列的前项和为,若,且.
(1)求的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
6.(23-24高二上·湖北武汉·期末)设数列的前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)已知数列,求数列的前项和.
压轴三:数列不等式中的恒(能)成立问题(共7小题)
1.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
2.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,且,若,求正整数的最小值.
3.(22-23高二下·天津·期末)已知数列的前项和为且;等差数列前项和为满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,若,对任意的正整数都有恒成立,求的最大值.
4.(22-23高二上·江苏盐城·期末)已知数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,且数列的前n项和为,若恒成立,求实数的取值范围.
5.(22-23高三上·天津东丽·期末)若为等差数列,为等比数列,.
(1)求和的通项公式;
(2)对任意的正整数,设求数列的前项和.
(3)记的前项和为,且满足对于恒成立,求实数的取值范围.
6.(21-22高一下·四川广安·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和;
(3)若存在,使得成立,求实数k的取值范围.
7.(21-22高二上·浙江杭州·期末)已知正项等比数列的前项和为,满足,.记.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列前项和,求使得不等式成立的的最小值.
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数列常考 题
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· 考点01:等差数列通项的基本量计算
· 考点02:等差数列角标和性质
·
考点03:等差数列前项和基本量计算
·
考点04:等差数列前项和性质
· 考点05:等比数列通项的基本量计算
考点06:等比数列角标和性质
·
考点07:等比数列前项和基本量计算
·
考点08:等比数列前项和性质
· 考点09:数列求通项
· 考点10:数列求和之倒序相加法
· 考点11:数列求和之分组求和法
· 考点12:数列求和之裂项相消法
· 考点13:数列求和之错位相减法
数列压轴 题
· 压轴一:数列求和之分组求和(分类讨论)
· 压轴二:数列求和之裂项相加法
· 压轴三:数列不等式中的恒(能)成立问题
一、等差数列通项的基本量计算(共4小题)
1.(23-24高二上·河南漯河·期末)等差数列中,,则其前100项和为( )
A.5050 B.10010 C.10100 D.11000
【答案】C
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和
【分析】利用等差数列性质得,再利用求和公式求解得答案
【详解】∵,
∴,解得,
所以.
故选:C.
2.(23-24高二下·河南·期末)已知等差数列满足,且,则首项( )
A. B.0 C.1 D.3
【答案】C
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算
【分析】根据等差数列基本量运算求解即可.
【详解】设等差数列的公差为,
因为,且,
所以,所以.
故选:C.
3.(23-24高二下·河南南阳·期末)若是正项无穷的等差数列,且,则的公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算
【分析】由表示出,然后由且可求出公差的取值范围.
【详解】由,得,得,
因为是正项无穷的等差数列,
所以,所以,得,
即的公差的取值范围是.
故选:D
4.(23-24高二下·四川成都·期末)记 为等差数列的前 项和,若 ,则 ( )
A.2 B.3 C.10 D.4
【答案】A
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】先根据等差数列求和公式化简即得.
【详解】是等差数列,可得,
所以.
故选:A.
二、等差数列角标和性质(共4小题)
1.(23-24高二下·河南信阳·期末)数列满足,已知,则的前19项和( )
A.0 B.8 C.10 D.19
【答案】A
【知识点】判断等差数列、等差中项的应用、利用等差数列的性质计算、求等差数列前n项和
【分析】由等差中项得到数列为等差数列,再由等差数列的性质得到,由等差数列前项和公式结合等差中项得到
【详解】因为即,所以数列为等差数列,
因为且,所以,得,
所以.
故选:A.
2.(23-24高二上·福建福州·期末)已知公差不为0的等差数列满足,则的最小值为( )
A.9 B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用等差数列的性质计算、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】先通过等差数列的性质得到,再利用基本不等式中1的妙用来求解最值即可.
【详解】根据等差数列性质可得,则,
,
当且仅当,即时,取“”号.
故选:B.
3.(23-24高二上·陕西西安·期末)设为等差数列的前项和,若,则( )
A.8 B.12 C.18 D.24
【答案】D
【知识点】利用等差数列的性质计算、求等差数列前n项和
【分析】直接由等差数列性质以及求和公式即可得解.
【详解】由题意,解得,
所以.
故选:D.
4.(多选)(23-24高二上·河南商丘·期末)已知等差数列的前项和为,无论首项和公差如何变化,始终是一个定值,则下列各数也为定值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【知识点】利用等差数列的性质计算、求等差数列前n项和
【分析】根据等差数列性质和求和公式可知是定值,再理由等差数列性质逐项分析判断即可.
【详解】因为数列为等差数列,则,
若始终是一个定值,所以是定值,故B正确;
又因为,,
所以与也为定值,所以C,D正确;
没有足够条件判断A,故A错误;
故选:BCD.
三、等差数列前项和基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【知识点】等差数列前n项和的基本量计算、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】应用等差数列通项公式及前n项和公式基本量运算,最后求出即可.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:A.
2.(多选)(23-24高二上·福建福州·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
【答案】CD
【知识点】等差数列前n项和的基本量计算、利用等差数列的性质计算、求等差数列前n项和的最值、等差数列的单调性
【分析】设出公差,利用等差数列求和公式得到,,,,从而对选项一一判断,得到答案.
【详解】ABD选项,设的公差为,
,故,
,故,
所以,且,,即是递减数列,AB错误,D正确.
C选项,由于是递减数列,,,故当取得最大值时,,C正确.
故选:CD
3.(23-24高三上·河北·期末)设等差数列的前项和为,若,则 .
【答案】110
【知识点】利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算、求等差数列前n项和
【分析】由等差数列性质得,结合等差数列求和公式即可求解.
【详解】因为,所以.
故答案为:110.
四、等差数列前项和性质(共6小题)
1.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.26 C.56 D.42
【答案】D
【知识点】等差数列片段和的性质及应用
【分析】先通过求出,再利用求解即可.
【详解】设等差数列的公差为
由已知,
则
,
得,
.
故选:D.
2.(23-24高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)设等差数列的前项和分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】两个等差数列的前n项和之比问题
【分析】利用等差数列前项和公式及其性质计算即可.
【详解】因为,
所以.
故选:A
3.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】等差数列前n项和的其他性质及应用、两个等差数列的前n项和之比问题
【分析】根据,结合等差数列的前项和公式,构造出符合题意的一组与的通项公式,再进行计算即可.
【详解】根据题意,数列、都是等差数列,显然两个数列都不是常数列,
,
因为等差数列前项和公式为,
所以不妨令为常数,且,
所以时,,.
,,,.
故选:A
4.(多选)(23-24高二上·江苏南京·期末)已知数列的前项和为,下列命题正确的有( ).
A.若为等差数列,则一定是等差数列
B.若为等比数列,则一定是等比数列
C.若,则一定是等比数列
D.若,则一定是等比数列
【答案】AC
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、等比数列片段和性质及应用、等差数列片段和的性质及应用、由定义判定等比数列
【分析】根据等差数列的片段和性质即可求解A,举反例即可求解BD,根据的关系,结合等比数列的定义即可求解C.
【详解】对于A,设等差数列的公差为,则,
则,
同理可得,
所以,所以,,仍为等差数列,故A项正确;
对于B,取数列为,1,,1,,,,不能成等比数列,故B项不正确;
对于C,由可得时,,相减可得(),
由可得,因此对任意都成立,故是等比数列,C正确,
对于D,由可得,相减可得,若,不是等比数列,故D错误.
故选:AC.
5.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知等差数列的前项和为,若,则 .
【答案】46
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、等差数列片段和的性质及应用、利用等差数列的性质计算
【分析】由等差数列性质构造等差数列,则由新数列的前两项依次求解可得.
【详解】由等差数列的性质可知成等差数列,
即1,8,成等差数列,且公差为,
所以,
得.
故答案为:.
6.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知等差数列的前项和分别为,且,则 .
【答案】
【知识点】两个等差数列的前n项和之比问题
【分析】利用计算可得答案.
【详解】因为,
所以,
所以,故.
故答案为:.
五、等比数列通项的基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知等差数列的公差不为0,且成等比数列,则的公比是( ).
A.1 B.2. C.3 D.5
【答案】C
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据给定条件,求出等差数列的公差与首项的关系即可得解.
【详解】设等差数列的公差为,由成等比数列,得,
整理得,则,所以的公比.
故选:C
2.(23-24高二下·广西南宁·期末)已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】等比数列前n项和的基本量计算、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据通项公式求公比,再由等比数列求和公式可得首项.
【详解】设等比数列的公比为,,
即,,
,.
故选:B.
3.(23-24高二下·江西九江·期末)设是等比数列,且,则 .
【答案】32
【知识点】利用等比数列的通项公式求数列中的项、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据题意可求得等比数列的公比,再根据,求得,即可求得答案.
【详解】设的公比为,则,
由,得,解得,
所以.
故答案为:32
六、等比数列角标和性质(共3小题)
1.(23-24高二下·青海·期末)在等比数列中,,,则( )
A.64 B.128 C. D.
【答案】B
【知识点】利用等比数列的通项公式求数列中的项、等比数列下标和性质及应用
【分析】结合等比数列的性质求解.
【详解】由题意得,得,则.
由,得.
所以.
故选:B.
2.(23-24高二下·贵州毕节·期末)已知等比数列的各项均为正数,若,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【知识点】对数的运算性质的应用、等比数列下标和性质及应用
【分析】运用等比数列的下标性质,结合对数性质可解.
【详解】,则,
根据等比数列的性质,知道,
则,则,即,则.
故选:C.
3.(23-24高二下·陕西榆林·期末)在各项均为正数的等比数列中,,则 .
【答案】3
【知识点】对数的运算、等比数列下标和性质及应用
【分析】根据等比数列性质和对数运算即可.
【详解】由题意得.
故答案为:3.
七、等比数列前项和基本量计算(共3小题)
1.(23-24高二上·浙江温州·期末)已知正项等比数列的前n项和为,,且,则 .
【答案】1
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、等比数列前n项和的基本量计算
【分析】由等比数列前项和以及等比数列基本量的计算可先算的公比,从而由即可得解.
【详解】设公比为,由题意,
所以,又,
所以,解得满足题意,
所以.
故答案为:1.
2.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知数列满足:,其前项和为,若,则 .
【答案】1
【知识点】等比数列前n项和的基本量计算、等比数列的定义
【分析】根据等比数列的定义,得到数列是公比为等比数列,结合等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】由数列满足,知,否则,与矛盾,
所以数列为等比数列,且公比为,
又由,解得.
故答案为:1.
3.(22-23高三上·广东肇庆·阶段练习)已知等比数列的前项和为,且,,则 .
【答案】64
【知识点】利用等比数列的通项公式求数列中的项、等比数列前n项和的基本量计算
【分析】根据等比数列前项和公式列出方程组,解出首项公比,根据通项公式求出.
【详解】设等比数列公比为,首项为,由已知,可得
,解得,
所以,
故答案为:64.
八、等比数列前项和性质(共3小题)
1.(多选)(23-24高二下·四川乐山·期末)在数列中,,,若不等式对任意恒成立,则实数λ的值可以是( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】AB
【知识点】数列不等式恒成立问题、累加法求数列通项
【分析】根据条件,利用累加法得到,从而将问题转化成恒成立,令,利用数列的单调性得到,即可求出结果.
【详解】因为,
当时,,
又,所以,
又时,满足,
所以,
由,得到,
令,则,
当时,,得到,当时,,
所以,又,
当为偶数时,,得到,
当为奇数时,,得到,所以,
故选:AB.
【点睛】关键点点晴:本题的关键在于使恒成立,令,利用数列的单调性得到,再分取奇数和偶数,即可求解.
2.(23-24高二下·陕西渭南·期末)在正项等比数列中,为其前项和,若,,则的值为 .
【答案】35
【知识点】等比数列片段和性质及应用、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】由等比数列的前n项和的性质得也是等比数列,运算即可.
【详解】因为正项等比数列中,为其前项和,则也是等比数列.且,,所以,则,则.
故答案为:.
3.(23-24高二上·广东·期末)等比数列的前项和为,若,则 .
【答案】28
【知识点】等比数列片段和性质及应用
【分析】由题可知的公比不为,故成等比数列,列式即可求出答案.
【详解】由题可知的公比不为,故成等比数列,
所以,因为,解得,
故答案为:28
九、数列求通项(共16小题)
1.(23-24高二下·安徽·期末)设数列的前项和为,若,则( )
A.16 B.31 C.47 D.63
【答案】C
【知识点】由定义判定等比数列、构造法求数列通项、利用等比数列的通项公式求数列中的项
【分析】根据题意,当时,,两式相减化简得到,得到数列是等比数列,求得,即可求解.
【详解】因为数列的前项和为,且,
所以当时,,
两式相减得,即,
可得,
当时,可得,即,解得,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即,所以.
故选:C.
2.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知正项等比数列的前项和为,且,则 .
【答案】160
【知识点】等比数列片段和性质及应用
【分析】利用等比数列前项和的性质计算即可.
【详解】因为为正项等比数列,所以也成等比数列,
则,解得或(舍去),
则,解得.
故答案为:160
3.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)对于等差数列和等比数列,我国古代很早就有研究成果,北宋大科学家沈括在《梦溪笔谈》中首创的“隙积术”,就是关于高阶等差级数求和的问题.现有一货物堆,从上向下查,第一层有2个货物,第二层比第一层多3个,第三层比第二层多4个,以此类推,记第层货物的个数为,则数列的前12项和 .
【答案】/0.375
【知识点】裂项相消法求和、求等差数列前n项和、累加法求数列通项
【分析】利用累加法求数列的通项公式,再利用裂项相消法求和.
【详解】由题意可知,
,
,
,
……
,
所以,
,
,,
当时,上式也成立,
故,,
所以数列,
.
故答案为:
4.(23-24高二下·上海宝山·期末)在数列中,,且,则 .
【答案】5
【知识点】对数的运算、累加法求数列通项
【分析】用累加法求解.
【详解】
,
,
…
,
各式累加得.
故答案为:5.
5.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知数列各项均为正数,且首项为1,,则 .
【答案】210
【知识点】由递推关系式求通项公式、累乘法求数列通项
【分析】对原方程化简得,然后利用累乘法求解即可.
【详解】由已知,得,
∵,∴,得,
由累乘法得,∴,
故答案为:210.
6.(23-24高二上·内蒙古·期末)在数列中,,则 .
【答案】
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、由递推数列研究数列的有关性质、累乘法求数列通项
【分析】根据题设中的递推公式特征选择累乘法进行赋值即可求得.
【详解】因,故有,即得,
所以.
故答案为:.
7.(22-23高三上·辽宁葫芦岛·期末)在数列中,,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【知识点】累乘法求数列通项
【分析】由题意可得,然后利用累乘法可求得结果.
【详解】因为,
所以,
所以,,,……,,,
所以,
所以,
因为,所以符号该式,
故答案为:
8.(23-24高二下·西藏拉萨·期末)已知数列的前项和为,满足,则
【答案】
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、由递推关系证明数列是等差数列
【分析】由已知可得数列为首项为1,公差为2的等差数列,求出,从而可求出,再利用可求得答案.
【详解】因为,
所以数列为首项为1,公差为2的等差数列,
所以,所以,
当时,
,
因为不满足上式,
所以.
故答案为:
9.(23-24高三下·四川·期末)若数列的前n项和为,,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据给定条件,结合变形等式,再构造常数列求出通项.
【详解】数列中,,当时,,
两式相减得,即,则有,
因此数列是常数列,则,
所以数列的通项公式为.
故答案为:
10.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和为,满足,且,,则数列的通项公式 .
【答案】
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、利用an与sn关系求通项或项
【分析】由,知,两式作差,即可证明为等差数列,从而求出.
【详解】由题意,则,
又,
,
,
,,为等差数列,
,,
,,,
故答案为:
11.(23-24高二上·山东烟台·期末)已知数列的前项和为,且,则 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项、利用an与sn关系求通项或项、由递推关系式求通项公式
【分析】根据的关系即可得,进而根据构造法可证明为等差数列,即可求解.
【详解】当时,,
相减可得,所以,
又,所以
故为等差数列,且公差为,首项为2,
故,,
故答案为:
12.(23-24高二上·宁夏银川·期末)数列中的前n项和,数列的前n项和为,则= .
【答案】192
【知识点】求等差数列前n项和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用的关系求出,进而可得,然后结合等差数列的求和公式求即可.
【详解】当时,,
当时,,
经检验不满足上式,所以,
设,则,
所以.
故答案为:192.
13.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)已知数列满足,则 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项、利用定义求等差数列通项公式、由递推关系式求通项公式
【分析】依题意可得,两边同除得到,即可得到是以为首项,为公差的等差数列,即可求出的通项,即可得解.
【详解】因为,,
则,
因为,显然,
所以,
所以是以为首项,为公差的等差数列,
所以,
所以,则.
故答案为:
14.(22-23高二上·广东·期末)已知首项为2的数列对满足,则数列的通项公式 .
【答案】
【知识点】写出等比数列的通项公式、由定义判定等比数列、构造法求数列通项
【分析】构造,得到是等比数列,求出通项公式,进而得到.
【详解】设,即,故,解得:,
故变形为,,
故是首项为4的等比数列,公比为3,
则,
所以,
故答案为:
15.(23-24高二下·北京海淀·期末)已知数列满足,,设,则 ;的最小值为 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项、利用定义求等差数列通项公式、由递推关系式求通项公式、确定数列中的最大(小)项
【分析】根据给定的递推公式,结合等差数列求出,进而求出及其的最小值.
【详解】由,得,而,则,
因此数列是首项为,公差为2的等差数列,,
,所以当时,取得最小值.
故答案为:;
16.(23-24高一下·上海·期末)数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、写出等比数列的通项公式、构造法求数列通项
【分析】根据给定的递推公式,利用构造法,结合等比数列通项求解即得.
【详解】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:
十、数列求和之倒序相加法(共4小题)
1.(21-22高二上·江西九江·期末)德国数学家高斯是近代数学奠基者之一,有“数学王子”之称,在历史上有很大的影响.他幼年时就表现出超人的数学天才,10岁时,他在进行的求和运算时,就提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法.已知数列,则( )
A.96 B.97 C.98 D.99
【答案】C
【知识点】倒序相加法求和
【分析】令,利用倒序相加原理计算即可得出结果.
【详解】令,
,
两式相加得:
,
∴,
故选:C.
2.(21-22高二下·广东佛山·期末)已知数列的前项和为,且,设函数,则 , .
【答案】 /
【知识点】倒序相加法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据,作差即可求出的通项公式,再由的解析式及诱导公式得到,再利用倒序相加法求和.
【详解】解:由于,①,
当时,所以,
当时,,②,
①②得:,
所以,显然时也成立,
当时,,
当时也成立,所以;
根据函数,
所以,,
所以;
所以
.
故答案为:;
3.(21-22高二上·安徽六安·期末)已知函数,数列是正项等比数列,且,则 .
【答案】/9.5
【知识点】求函数值、倒序相加法求和、等比数列下标和性质及应用
【分析】根据给定条件计算当时,的值,再结合等比数列性质计算作答.
【详解】函数,当时,,
因数列是正项等比数列,且,则,
,同理,
令,
又,
则有,,
所以.
故答案为:
4.(21-22高三上·湖北鄂州·期末)设函数,定义,其中,,则 .
【答案】0
【知识点】对数的运算、倒序相加法求和、函数对称性的应用
【分析】由函数的解析式可得,由倒序相加法可得答案.
【详解】由题意,
所以
由 ①
则 ②
由①+②得
所以
故答案为:0
十一、数列求和之分组求和法(共6小题)
1.(23-24高二下·云南保山·期末)已知的前项和是,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、分组(并项)法求和
【分析】(1)由递推公式得,有,即可求解;
(2)设数列的前项中的奇数项之和为,偶数项之和为,分别由等差数列求和及裂项相消法求和即可.
【详解】(1)由①得,当时,②,
联立①②得,
所以有,
因为,所以.
(2)设数列的前项中的奇数项之和为,偶数项之和为,
由(1)知
则,
,
综上:.
2.(23-24高二上·河南郑州·期末)设等差数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的首项为,且对任意的都有,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求等差数列前n项和、分组(并项)法求和、等差数列通项公式的基本量计算、写出等比数列的通项公式
【分析】(1)设等差数列的公差为,则由题意列出方程组,解方程可求出,再由等差数列的通项公式即可得出答案;
(2)先求出,再由分组求和法求解即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则由题意得解得
数列的通项公式为.
(2)由题意得,数列为等比数列,公比为,
所以的通项公式为.
.
当为偶数时,;
当为奇数时,.
综上所述,.
3.(23-24高三上·湖北襄阳·期末)已知数列的前项和为,首项,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、分组(并项)法求和
【分析】(1)利用数列的前项和与的关系,确定数列的通项公式;
(2)利用并项求和法求数列的前项和.
【详解】(1)因为:.
当时,;
两式相减得:
即:.
所以:是以为首项,以为公差的等差数列,
故.
(2)因为:,所以,
所以:.
所以:.
4.(23-24高二上·山东济南·期末)已知等差数列,满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求的前2n项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、分组(并项)法求和
【分析】(1)由题意得,代入等差数列通项公式即可求解;
(2)由,代入求和即可.
【详解】(1)由已知,得,解得,故
(2)由(1)得,
所以,
得.
5.(23-24高二上·浙江温州·期末)已知等差数列的前n项和为,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前10项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】分组(并项)法求和、求等差数列前n项和、求等比数列前n项和、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)直接由等差数列前和以及等差数列基本量的计算可得公差,由此即可得解;
(2)直接由等差数列、等比数列求和公式分组求和即可得解.
【详解】(1)由题意,,因为,解得,
所以等差数列的公差,
所以数列的通项公式为.
(2)由题意,
所以数列的前10项和
.
6.(23-24高三上·湖南常德·期末)已知数列的前n项和为,点在直线的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1且公比为2的等比数列,求数列的前n项和.
【答案】(1)()
(2)
【知识点】求等比数列前n项和、求等差数列前n项和、分组(并项)法求和、由Sn求通项公式
【分析】(1)先求出,当时,,再检验是否符合;
(2)利用分组求和求解.
【详解】(1)∵点在直线的图象上,
∴,即
当时,
当时,
又符合上式,∴()
(2)由题设可知
则
十二、数列求和之裂项相消法(共5小题)
1.(23-24高二下·陕西西安·期末)在等差数列中,,,且12是,的等比中项.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和、等比中项的应用
【分析】(1)先根据等比中项得出等式再结合等差数列基本量运算即可;
(2)应用裂项相消法求出即可.
【详解】(1)由,得.
因为12是,的等比中项,所以,
则,
则.
设的公差为d,则,
故.
(2)由(1)可知,
则.
2.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)已知数列的前项和为,数列为等比数列,且,分别为数列第二项和第三项.
(1)证明数列是等差数列,并求其通项公式;
(2)求数列的通项公式及其前项和;
(3)若数列,证明:数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,
(2),
(3)证明见解析
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、等比数列通项公式的基本量计算、求等比数列前n项和
【分析】(1)首先根据公式,求通项公式,再根据定义证明数列是等差数列;
(2)首先根据(1)的结果,计算数列的第2项和第3项,再根据等比数列基本量计算求数列的通项公式和前项和;
(3)根据前2问可知,,再利用裂项相消法求和.
【详解】(1)因为数列的前项和为,且,
当时,;
当时,,
经验证,当时也满足;
所以;
又,
所以是公差为2的等差数列,通项公式为.
(2)由(1)知,于是
又因为数列为等比数列,且分别为数列第二项和第三项,
所以,
则,,则,
所以.
(3)由已知,
于是.
3.(23-24高二下·辽宁本溪·期末)设正项数列是公差为的等差数列,其前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、裂项相消法求和、等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和
【分析】(1)根据条件式结合等差数列的前n项和公式,得出,进一步得出的二元一次方程,解出即可求得的通项公式;
(2)由(1)可得,进一步得出,再采用裂项法即可求得.
【详解】(1)由,得,
又,所以,
当时,,
当时,,解得,
所以,
故的通项公式为.
(2)由(1)可知,
所以,
故.
4.(23-24高二下·福建福州·期末)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)由题意,根据计算即可求解;
(2)由(1)得,结合裂项相消求和法计算可得,即可证明.
【详解】(1)当时,,
因为时,,满足上式,
所以数列的通项公式为.
(2),
,
因为,所以.
5.(23-24高二上·浙江丽水·期末)已知为正项数列的前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、利用定义求等差数列通项公式
【分析】(1)利用变形整理可得数列为等差数列,利用等差数列的通项公式求解即可;
(2)利用裂项相消法求和.
【详解】(1)由题意知:且,
两式相减,可得,
,可得,
又,当时,,即,
解得或(舍去),所以,
从而,所以数列表示首项为1,公差为1的等差数列,
所以数列的通项公式为.
(2)由,
可得
,
所以.
十三、数列求和之错位相减法(共5小题)
1.(23-24高二下·湖南·期末)数列的前项和为,当时,,数列满足:.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)记数列,数列的前项和为,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】由定义判定等比数列、错位相减法求和、由递推关系证明数列是等差数列
【分析】(1)根据给定条件,结合数列第项与前项和的关系变形,再利用等比数列定义推理即得.
(2)由(1)求出,进而求出数列的通项公式,再利用错位相减法求和即得.
【详解】(1)由时,,知数列是等差数列,
由得,知数列的公差为1,
则,
,
当时,,且也满足上式,
,
,由为定值,知数列是等比数列.
(2)易得,
则
则
两式相减得,
化简得.
2.(23-24高二上·江苏南京·期末)设数列的前项和为,且,其中.
(1)证明为等差数列,求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【知识点】错位相减法求和、利用定义求等差数列通项公式、由递推关系证明数列是等差数列、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)由数列的递推式和等差数列的定义、通项公式,可得所求;
(2)利用数列的错位相减,可得结果.
【详解】(1)当时,,解得,
当时,由,
得,
作差得.
所以有,所以数列是以为首项,1为公差的等差数列
所以,故
(2)令
所以,
,
两式作差得
所以
3.(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)
【知识点】由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、由定义判定等比数列、求等比数列前n项和
【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.
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期末)在数列中,.
(1)求证:是等比数列;
(2)若,求的前项和.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【知识点】由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据等比数列的定义结合已知条件证明即可;
(2)由(1)可求得,则,然后利用分组求和法与错位相减法可求出
【详解】(1).
则
是以1为首项2为公比的等比数列.
(2)由(1)可得,
,
,∴,
设的前项和
令①,
②,
①②得,
,
∵,
.
5.(23-24高二下·辽宁大连·期末)已知数列的首项为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求.
【答案】(1);
(2).
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、错位相减法求和、由递推关系式求通项公式、利用定义求等差数列通项公式
【分析】(1)利用取倒数构造等差数列来求通项;
(2)利用错位相减法来求和.
【详解】(1)由,两边取倒数得:,
可得:是等差数列,首项为,公差为3,
所以通项为,即;
(2)由得:,
,
则两式相减得:,
,
,
即.
压轴一:数列求和之分组求和(分类讨论)(共4小题)
1.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知数列满足,且对任意正整数n都有.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,,(),若且,求集合A中所有元素的和.
【答案】(1)
(2)135
【知识点】累加法求数列通项、分组(并项)法求和、求等差数列前n项和
【分析】(1)利用累加法可得答案;
(2)求出,,由,得,,…,满足题意,得,,,,满足题意,从而求得答案.
【详解】(1)因为,所以,
可得
,
即;
(2),
当n为偶函数,,
,
,∴,
则,,…,满足题意,
,,
∴,,,,满足题意,
∴A中所有元素和为.
【点睛】关键点点睛:本题第二问解题的关键点是分、求和,再求满足条的.
2.(23-24高二上·福建泉州·期末)已知数列,满足的前项和,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【知识点】分组(并项)法求和、利用an与sn关系求通项或项、构造法求数列通项
【分析】(1)通过数列的通项公式,求数列的通项公式即可.
(2)利用求得,分为奇数和为偶数两种情况,分组求和求出,再利用求出数列的通项公式,检验是否符合,最终确定的通项公式.
【详解】(1)由题可知:,将化为,
可得,即,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,所以,
所以数列的通项公式为.
(2)由题,,则,
两式相减可得,即,
整理得,所以;
令,可得,即,所以 ;
当为偶数时,可得:
①;
当为奇数时,可得:
,
②;
结合①②可得:,
则 ,
且满足上式,
综上所述,
【点睛】利用求数列的通项公式,检验是否符合;
分组求和,讨论为奇数和为偶数两种情况.
3.(22-23高三上·山东青岛·期末)记数列的前项和为,,______.给出下列两个条件:条件①:数列和数列均为等比数列;条件②:.试在上面的两个条件中任选一个,补充在上面的横线上,完成下列两问的解答:
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)
(1)求数列的通项公式;
(2)记正项数列的前项和为,,,,求.
【答案】(1)
(2)
【知识点】等比中项的应用、分组(并项)法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)选择条件①:先由为等比数列结合等比中项列出式子,再设出等比数列的公比,通过等比数列公式化简求值即可得出答案;
选择条件②:先由得出,两式做减即可得出,再验证时即可利用等比数列通项公式得出答案;
(2)通过得出,两式相减结合已知即可得出,即数列的奇数项、偶数项分别都成公差为4的等差数列,将转化即可得出答案.
【详解】(1)选条件①:
数列为等比数列,
,
即,
,且设等比数列的公比为,
,
解得或(舍),
,
选条件②:
,
,
即,
由①②两式相减得:,
即,
令中得出也符合上式,
故数列为首项,公比的等比数列,
则,
(2)由第一问可知,不论条件为①还是②,都有数列为首项,公比的等比数列,即,
则,,
,
,
由③④两式相减得:,
即,
数列为正项数列,
则,
则数列的奇数项、偶数项分别都成公差为4的等差数列,
,
即,
数列前2n项中的全部偶数项之和为:,
则.
4.(21-22高三上·天津河西·期末)已知公差不为零的等差数列的前项和为,,,,成等比数列,数列满足,.
(1)求数列和通项公式;
(2)求的值;
(3)证明
【答案】(1),;
(2)-5000;
(3)证明见解析.
【知识点】分组(并项)法求和、构造法求数列通项、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据题意列出关于和d的方程组即可求出;构造数列为等比数列,即可求出;
(2)分奇数项和偶数项求和即可;
(3)先求出,再求和即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
由题意得,
解得,
故数列的通项公式.
∵,∴,
即,又,
∴是以2为首项,2为公比的等比数列,
,
∴.
(2)当,时,,
当,时,,
∴
.
(3),
∴,
当时,,
∴.
压轴二:数列求和之裂项相加法(共6小题)
1.(23-24高二下·天津·期末)已知数列是递增的等差数列,是等比数列,,求,
(1)求数列和的通项公式;
(2)记数列的前n项和为,若对恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】裂项相消法求和、分组(并项)法求和、等差数列通项公式的基本量计算、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)设数列的公差为,数列的公比为,然后根据已知条件列方程组可求出,从而可求出数列和的通项公式;
(2)由(1),利用并项求和法可求出,则将问题转化为对恒成立,令,求出的最大值即可;
(3)由(1)可得,然后利用裂项相消法可求得结果.
【详解】(1)解:根据题意设数列的公差为,数列的公比为,
因为,所以,
因为,,
所以,解得或(舍去),
所以;
(2)解:由(1)知,
所以
,
由,得,
所以对恒成立,
令,则
当时,,当时,,
当时,,
所以由二次函数的性质可知当时,,
所以最大,
所以;
(3)由(1)知
,
所以
【点睛】关键点点睛:此题考查等差数列和等比数列的综合问题,考查分组求和与裂项相消求和法,考查数列与不等式的综合问题,第(2)问解的关键是求出后,将问题转化为对恒成立,再次转化为求出的最大值,考查数学转化思想和计算能力,属于较难题.
2.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知正项数列的前项和为,且.
(1)求数列通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)若数列满足,求证:
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【知识点】裂项相消法求和、分组(并项)法求和、由Sn求通项公式
【分析】(1)由,利用数列的通项和前n项和关系求解;
(2),利用裂项相消法求解.
(3)由,利用分组求和法求解.
【详解】(1)当时,.①,
②,
①-②得:,
当时,也符合上式,
所以;
(2),
,
,
.
(3),③
,④
③-④得:,
,
,
,
.
故.
3.(23-24高二上·江苏南通·期末)已知数列满足,,且数列是等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和
【分析】(1)根据题意,求得数列的公差,结合等差数列的通项公式,进而求得数列的通项公式;
(2)由(1)得到,结合裂项法求和,即可求解.
【详解】(1)解:因为是等差数列,且数列满足,,
设数列的公差为,则,
所以,所以,
所以数列的通项公式.
(2)解:由(1)知,可得,
所以
.
4.(23-24高三上·河南焦作·期末)已知数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由递推关系式求通项公式、裂项相消法求和、判断等差数列
【分析】(1)根据条件可得数列是以1为首项,为公差的等差数列,即可求出结果;
(2)由(1)可得,再利用裂项相消法即可求出结果.
【详解】(1)由,可得,又,
故数列是以1为首项,为公差的等差数列,
所以,得到.
(2)由(1)可知,
故.
5.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知各项均为正数的等比数列的前项和为,若,且.
(1)求的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和、等比数列前n项和的基本量计算
【分析】(1)设公比为,根据已知求出,再求;
(2)求出,利用裂项相消求和可得答案.
【详解】(1)设公比为,因为,所以,
又,
解得,所以;
(2)由(1)知,
则,
所以
,
所以数列的前项和.
6.(23-24高二上·湖北武汉·期末)设数列的前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)已知数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、写出等比数列的通项公式
【分析】(1)根据和的关系、等比数列的定义即可解答.
(2)利用裂项相消求和法即可求解.
【详解】(1)由,,
当时,,即;
当时,,整理得,即.
,
当时上式也成立.
数列是以首项,为公比的等比数列,
则,即.
(2),
.
压轴三:数列不等式中的恒(能)成立问题(共7小题)
1.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)设等差数列的公差为,由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得出数列的通项公式;
(2)由已知可得,利用裂项相消法可求出,即可证得结论成立.
【详解】(1)解:由已知可得,
设等差数列的公差为,则,解得,
所以,.
(2)证明:,
所以,
.
故对任意的,.
2.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,且,若,求正整数的最小值.
【答案】(1)
(2)11
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和、数列不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)由等差数列基本量的关系列方程组即可求解.
(2)首先得,由等差数列求和公式求,列不等式组即可求解.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
则,解得,,
故.
(2)由(1)可得,则,
所以,则数列是等差数列,
故.
因为,所以,所以,
所以或.
因为,所以的最小值是11.
3.(22-23高二下·天津·期末)已知数列的前项和为且;等差数列前项和为满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,若,对任意的正整数都有恒成立,求的最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)2
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、由Sn求通项公式、裂项相消法求和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)根据与的关系证明为等比数列,根据等差数列性质求的首项及公差,再利用等比数列和等差数列通项公式求,的通项公式;
(2)利用裂项相消法求和即可;
(3)由(1)求,由条件可得,判断数列的单调性求其最值,由此可得,结合基本不等式求的最大值.
【详解】(1)由,得,
当时,,即,
所以,且,
所以,
所以为首项为,公比为3的等比数列,
所以.
设等差数列的公差为,
则,解得,,
所以.
(2)由(1)知,,,
则,
令为的前项和,
则
即.
(3)因为,,
,
所以,
故恒成立,
设,
当时,;
当时,,即,
所以,即,
所以,
所以恒成立,
即恒成立,
因为,当且仅当,即时等号成立,
所以,故的最大值为2.
4.(22-23高二上·江苏盐城·期末)已知数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,且数列的前n项和为,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由递推关系式求通项公式、错位相减法求和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)写出当时的等式,再与原式两式相除求解即可;
(2)由(1),再根据错位相减求解可得,再化简不等式可得,再设,根据作差法判断的单调性,进而可得最大值.
【详解】(1),
当时,,
两式相除得;,
又符合上式,故;
(2),
,
,
错位相减得:
,
,
即,由,得,
设,则,
故,
由,
由可知,随着的增大而减小,
故,
故恒成立,知单调递减,
故的最大值为,则
5.(22-23高三上·天津东丽·期末)若为等差数列,为等比数列,.
(1)求和的通项公式;
(2)对任意的正整数,设求数列的前项和.
(3)记的前项和为,且满足对于恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【知识点】写出等比数列的通项公式、错位相减法求和、裂项相消法求和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为.,,
,分别利用“ ”法和“ ”法求解.
(2)由(1)知当n为奇数时,,
当n为偶数时,,然后分别利用裂项相消法和错位相减法求和,然后相加即可.
(3)把恒成立转化为求最大值问题,作差比较大小,应用单调求解即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为.
因为,,
所以,
解得d=1.
所以的通项公式为.
由,
又,得,
解得,
所以的通项公式为.
(2)当n为奇数时,,
当n为偶数时,,
对任意的正整数n,有,
①
由①得 ②
由①②得,
,
,
所以.
所以.
所以数列的前2n项和为.
(3)因为,且,
而,故
即,可得,对于恒成立
令,
当时, ,即,所以,
当时, ,即
所以,所以
6.(21-22高一下·四川广安·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和;
(3)若存在,使得成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
(3)
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、错位相减法求和、累乘法求数列通项、数列不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)依题意可得,再两边取倒数整理得,即可得到数列表示首项为,公差为的等差数列,再根据等差数列的通项公式求出,即可得解;
(2)由(1)可得,再利用错位相减法求和即可;
(3)由(1)可得,利用累乘法求出,则问题转化为存在,使成立,令,利用作差法说明单调性,求出的最小值,即可求出参数的取值范围.
【详解】(1)解:因为,可得
可得,所以
即
又因为,可得,
所以数列表示首项为,公差为的等差数列,
所以,所以.
(2)解:因为,所以,
故①,
所以②,
两式相减可得,
所以;
(3)解:由,可得,
则,
存在,使得成立,
即存在,使成立,即存在,使成立,
设,则,
令,
当时,,即,
当时,,即,
当时,可得,即的最小值为3,
所以,即实数的取值范围.
7.(21-22高二上·浙江杭州·期末)已知正项等比数列的前项和为,满足,.记.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列前项和,求使得不等式成立的的最小值.
【答案】(1),.
(2)5.
【知识点】写出等比数列的通项公式、错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项、数列不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)根据数列的递推公式探求出其项间关系,由此求出的公比,进而求得,的通项公式.
(2)利用(1)的结论结合错位相减法求出,再将不等式变形,经推理计算得解.
【详解】(1)解:设正项等比数列的公比为,当时,,即,
则有,即,而,解得,
又,则,所以,
所以数列,的通项公式分别为:,.
(2)解:由(1)知,,
则,
则,
两式相减得:
于是得,
由得:,即,令,,
显然,,,,,,
由,解得,即数列在时是递增的,
于是得当时,即,,则,
所以不等式成立的n的最小值是5.
$$