内容正文:
第四章 数列
章末总结
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目录
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堵点自记:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
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4.使用等比数列前n项和公式时,应注意公比q是否等于1.
5.等差、等比数列的通项公式和前n项和公式是它们的重要基本公式,对这两个公式要用方程思想、函数思想并从变形与发展的角度去深刻认识.
6.解等差、等比数列的综合题必须牢固掌握基础知识、基本技能和基本题型,并且要灵活运用这些知识,善于将综合题分解为几个基本题.解等差、等比数列的应用题,关键是将抽象的文字语言转化为数学语言,应用数列的定义、公式及性质加以解决.这就要求能真正理解题意、理清其脉络,从纷繁复杂的实际问题中发掘出其本质特征.
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8.等差数列与等比数列的转换
(1)若数列{an}是等差数列,则数列{aan}(a>0,a≠1)是等比数列;
(2)若数列{an}是等比数列,则数列{lg |an|}是等差数列.
9.应用数列知识解应用题,应首先读懂题意,然后建立数学模型,最后求解、回答.
10.数学归纳法的运用关键在于对归纳原理的深刻理解.
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1.判断等差或等比数列是数列中的重点内容,经常在解答题中出现,对给定条件进行变形是解题的关键所在,经常利用此类方法构造等差或等比数列.
2.通过等差、等比数列的判定与证明,培养逻辑推理、数学运算等核心素养.
一、等差、等比数列的判定
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数列的通项公式是数列的核心之一,它如同函数中的解析式一样,有解析式便可研究函数的性质,而有了数列的通项公式,便可求出数列中的任何一项及前n项和.常见的数列通项公式的求法有以下几种:
1.观察归纳法求数列的通项公式
就是观察数列的特征,横向看各项之间的关系结构,纵向看各项与序号n的内在联系,结合常见数列的通项公式,归纳出所求数列的通项公式.
二、数列通项公式的求法
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2.利用公式法求数列的通项公式
数列符合等差数列或等比数列的定义,求通项时,只需求出a1与d或a1与q,再代入公式an=a1+(n-1)d或an =a1qn-1中即可.
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解 解法一(迭代法):
an=2an-1+1=2(2an-2+1)+1=22an-2+2+1=23an-3+22+2+1=…=2n-1a1+(2n-2+2n-3+…+2+1)=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1.
解法二(待定系数法):
由an+1=2an+1,
设an+1+k=2(an+k),∴an+1=2an+k,
数列{an}中,an+1=2an+1,且a1=1,求数列{an}的通项公式.
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∴k=1,即an+1+1=2(an+1),
∴{an+1}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列,
∴an+1=2×2n-1,∴an=2n-1.
解法三(累加法):
由an+1=2an+1,an=2an-1+1,
得an+1-an=2(an-an-1)(n≥2).
故{an+1-an}是首项为a2-a1=2,公比为2的等比数列,即an+1-an=2·2n-1=2n,
利用累加法得an=2n-1.
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类型二 形如an+1=can+pn+r(p≠0,c≠0,c≠1)
对于此类递推关系,可令an+1-A(n+1)-B=c(an-An-B),用待定系数法求出A与B的值,化归为等比数列问题,进而可求得an.
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在数列{an}中,已知a1=2且an+1=4an-3n+1,求数列{an}的通项公式.
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已知数列{an}满足an+1=2an+3×5n,a1=2,求数列{an}的通项公式.
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数列求和一直是考试的热点,在命题中,多以与不等式的证明或求解相结合的形式出现.一般数列的求和,主要是将其转化为等差数列或等比数列的求和问题,而对于非等差数列、非等比数列的求和,常用的方法有:拆项分组、裂项相消、倒序相加、错位相减等.题型多以解答题的形式出现,难度较大.
三、数列求和
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(2024·湖北武汉高二期末)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an,n∈N*,数列{bn}为等差数列,且b1=a2,b3=a2+a3+a4.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设cn=an-bn,求数列{cn}的前n项和Sn.
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1.函数与方程思想
由于数列可以看作定义域为正整数集或正整数集的有限子集的函数an=f(n),数列中的项是自变量从小到大取值时对应的一列函数值,因此在研究某些数列问题时,利用函数思想既有利于理解问题的本质,又简化了运算,如求等差数列前n项和的最值时,构建二次函数则简洁明了,求数列的最大项或最小项,可以根据函数的单调性求出最值.
四、数列中的数学思想与方法
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2.化归、转化思想
等差数列、等比数列的计算,一般先求a1,公差d或公比q;遇到an与Sn的关系时,可以利用an=Sn-Sn-1(n≥2)都转化为an或Sn,再转化为等差数列或等比数列,利用等差或等比数列的通项公式求出.其中合理的转化是解题的关键.
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3.整体思想
解决某些数列问题时,往往要将其中的某一局部结构视为一个整体,利用整体思想简化结构,从而简化数列的运算.
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已知等差数列{an}的前4项之和为-4,最后4项之和为36,且所有项之和为36,求其项数.
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4.分类讨论思想
数列中某些问题往往需利用分类讨论思想来解决,如等比数列的前n项和公式中,若公比q的取值未知,则需要对q=1与q≠1分类求解;由Sn求an时应分n=1和n≥2两种情况讨论;某些数列的前n项和也需要讨论,通过分类讨论可以将复杂问题简单化,解题时要注意分类讨论标准的确定,做到不重不漏.
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5.由有限到无限的思想
数学归纳法的基本原理,即归纳原理(也称多米诺骨牌效应),通过研究有限来洞察无限,实现了由有限到无限的数学飞跃.
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R
1.由数列的前n项和求an时,应注意是
an=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2,n∈N*.))若an=Sn-Sn-1(n≥2)对于n=1也成立,则合并写成一个an的式子,否则分段表示an.
2.使用an-an-1=d(常数)或eq \f(an,an-1)=q(常数)证明等差或等比数列时,以上两式中均应注明(n≥2,n∈N*).
3.牢记等差、等比数列的一些重要性质,往往能迅速地解决问题,但是不要忘记解等差、等比数列问题常用的基本量法才是通用方法.
7.判断数列{an}为等差、等比数列的充要条件
(1)定义法:an+1-an=d(n≥1,n∈N*,d为常数)⇔{an}是等差数列;eq \f(an+1,an)=q(n≥1,n∈N*,q为常数,q≠0)⇔{an}是等比数列;
(2)中项公式法:2an+1=an+an+2(n≥1,n∈N*)⇔{an}是等差数列;aeq \o\al(2,n+1)=anan+2(n≥1,n∈N*,an≠0)⇔{an}是等比数列;
(3)通项公式法:an=kn+b(n≥1,n∈N*,k,b是常数)⇔{an}是等差数列;an=cqn(n≥1,n∈N*,c,q为非零常数)⇔{an}是等比数列;
(4)前n项和公式法:Sn=An2+Bn(A,B为常数,n≥1,n∈N*)⇔{an}是等差数列;Sn=Aqn-A(A,q为常数,且A≠0,q≠0,q≠1,n≥1,n∈N*)⇔{an}是公比不等于1的等比数列.
证明 由2an+1=an+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)得an+1=eq \f(1,2)an+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n+1),所以bn+1-bn=2n+1an+1-2nan=2n+1·eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)an+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n+1)))-2nan=1,即bn+1-bn=1,所以数列{bn}是以b1=2a1=1为首项,1为公差的等差数列.
(1,2)
在数列{an},{bn}中,已知a1=,且2an+1=an+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n),bn=2nan,求证:数列{bn}是等差数列.
解 (1)由条件可得,an+1=eq \f(2(n+1),n)an.将n=1代入,得a2=4a1,
又a1=1,所以a2=4.
将n=2代入,得a3=3a2,所以a3=12.
所以b1=1,b2=2,b3=4.
(an,n)
已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an.设bn=.
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求数列{an}的通项公式.
(2)数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.理由如下:
由条件可得eq \f(an+1,n+1)=eq \f(2an,n),即bn+1=2bn,
又b1=1,所以数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得eq \f(an,n)=2n-1,所以an=n·2n-1,n∈N*.
3.利用an与Sn的关系求数列的通项公式
如果给出的条件是an与Sn的关系式,可利用an=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2,))先求出a1=S1,再通过计算求出an(n≥2)的关系式,检验当n=1时,a1是否满足该式,若不满足该式,则an要分段表示.
4.利用累加法、累乘法求数列的通项公式
形如:已知a1,且an+1-an=f(n)(f(n)是可求和数列)的形式均可用累加法;
形如:已知a1,且eq \f(an+1,an)=f(n)(f(n)是可求积数列)的形式均可用累乘法.
5.构造法(利用数列的递推公式研究数列的通项公式)
若由已知条件直接求an较难,可以通过整理变形等,从中构造出一个等差数列或等比数列,从而求出通项公式.
类型一 形如an+1=can+t(c≠0,c≠1,t≠0)
满足此类递推关系的数列的通项公式有如下求法:
方法一:迭代法.即利用递推关系式逐次将ai用ai-1表示(i∈N*,i≥2),直至用a1表示,求和即得通项公式.
方法二:利用待定系数法将递推关系式化归为an+1-eq \f(t,1-c)=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(an-\f(t,1-c))).当a1-eq \f(t,1-c)≠0时,数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an-\f(t,1-c)))是以a1-eq \f(t,1-c)为首项,c为公比的等比数列;当a1-eq \f(t,1-c)=0时,an-eq \f(t,1-c)=0,即an=eq \f(t,1-c).
方法三:由an+1=can+t,得an=can-1+t(n≥2),两式相减得an+1-an=c(an-an-1).当an+1≠an时,数列{an+1-an}是以c为公比的等比数列,求出an+1-an的表达式,累加即得数列{an}的通项公式.
方法四:利用恒等式an=(an-can-1)+c(an-1-can-2)+c2(an-2-can-3)+…+cn-2·(a2-ca1)+cn-1a1.
解 令an+1-A(n+1)-B=4(an-An-B),
则an+1=4an-3An+A-3B.
由条件得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3A=-3,,A-3B=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A=1,,B=0,))
即an+1-(n+1)=4(an-n),故数列{an-n}是首项为a1-1=1,公比为4的等比数列,从而an-n=4n-1,
故an=4n-1+n.
类型三 形如an+1=can+r×tn(c≠0,c≠1,t≠1,rt≠0)
满足此类递推关系的数列的通项公式有如下求法:
方法一:迭代法.
方法二:在递推关系式的两边同除以tn+1,得eq \f(an+1,tn+1)=eq \f(c,t)×eq \f(an,tn)+eq \f(r,t),视eq \f(an,tn)为一个整体,则转化为类型一.
方法三:在递推关系式的两边同除以cn+1,得eq \f(an+1,cn+1)=eq \f(an,cn)+eq \f(r,c)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,c)))
eq \s\up12(n),视eq \f(an,cn)为一个整体,使用累加法即得数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,cn)))的通项公式,从而求得an.
方法四:利用待定系数法可将递推关系式化为an+1-eq \f(r,t-c)×tn+1=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(an-\f(r,t-c)×tn))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(这里t≠c,当t=c时,利用方法三即得\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,cn)))是等差数列)).
当a1-eq \f(rt,t-c)≠0时,数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an-\f(rtn,t-c)))是以c为公比的等比数列;当a1-eq \f(rt,t-c)=0时,an-eq \f(rtn,t-c)=0,即an=eq \f(rtn,t-c).
方法五:利用类型一中方法四的恒等式可得.
解 两边同除以5n+1,得eq \f(an+1,5n+1)=eq \f(2,5)×eq \f(an,5n)+eq \f(3,5),
可得eq \f(an+1,5n+1)-1=eq \f(2,5)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(an,5n)-1)).
由于eq \f(a1,5)-1=-eq \f(3,5)≠0,所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,5n)-1))是以-eq \f(3,5)为首项,eq \f(2,5)为公比的等比数列,从而eq \f(an,5n)-1=-eq \f(3,5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up12(n-1),故数列{an}的通项公式为an=5n-3×2n-1.
类型四 形如an+1=eq \f(can+t,pan+r)(pc≠0,pt≠cr)
对于此类递推关系式,当t=0,即an+1=eq \f(can,pan+r)时,若an≠0,则有eq \f(1,an+1)=eq \f(pan+r,can)=eq \f(r,c)×eq \f(1,an)+eq \f(p,c),视eq \f(1,an)为一个整体,即可化归为类型一;当t≠0时,可利用待定系数法转化为t=0的类型.
解 由题意,可得eq \f(1,an+1)=eq \f(2an+1,an)=eq \f(1,an)+2,
又eq \f(1,a1)=eq \f(5,3),所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是首项为eq \f(5,3),公差为2的等差数列,故eq \f(1,an)=eq \f(5,3)+2(n-1)=eq \f(6n-1,3),
所以数列{an}的通项公式为an=eq \f(3,6n-1).
(3,5)
已知数列{an}中,a1=,an+1=eq \f(an,2an+1),求数列{an}的通项公式.
解 (1)由题意可知,数列{an}是首项a1=1,公比q=2的等比数列,故an=1×2n-1=2n-1.
设等差数列{bn}的公差为d,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b1=a2=2,,b3=b1+2d=a2+a3+a4=14,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b1=2,,d=6,))故bn=2+6(n-1)=6n-4.
(2)由题意可得,Sn=c1+c2+…+cn=(a1-b1)+(a2-b2)+…+(an-bn)=(a1+a2+…+an)-(b1+b2+…+bn)=(1+2+…+2n-1)-(2+8+…+6n-4)=eq \f(1-2n,1-2)-eq \f(n(2+6n-4),2)=2n-3n2+n-1,
故Sn=2n-3n2+n-1.
解 (1)由{an}为等差数列,d≠0,前n项和为Sn,且S5=30,得30=5a1+10d,①
∵a1,a2,a4成等比数列,∴aeq \o\al(2,2)=a1a4,∴(a1+d)2=a1(a1+3d),②
由①②解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=2,,d=2,))∴数列{an}的通项公式为an=2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=eq \f(1,(an-1)(an+1)),求数列{bn}的前n项和Tn.
(2)由bn=eq \f(1,(an-1)(an+1)),an=2n,得
bn=eq \f(1,(2n-1)(2n+1))=eq \f(1,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1))).
则数列{bn}的前n项和Tn=b1+b2+…+bn
=eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,3)+\f(1,3)-\f(1,5)+…+\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1)))=eq \f(n,2n+1).
解 (1)∵an+1-1=c(an-1),
∴当a≠1时,{an-1}是首项为a-1,公比为c的等比数列.
∴an-1=(a-1)cn-1,即an=(a-1)cn-1+1.
当a=1时,an=1,仍满足上式,
∴数列{an}的通项公式为an=(a-1)cn-1+1(n∈N*).
(2024·山西太原高二期末)设数列{an}满足a1=a,an+1=can+1-c,n∈N*,其中a,c为实数,且c≠0.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设a=eq \f(1,2),c=eq \f(1,2),bn=n(1-an),n∈N*,求数列{bn}的前n项和Sn.
(2)由(1)得bn=n(1-a)cn-1=neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n),
∴Sn=b1+b2+…+bn=eq \f(1,2)+2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+…+neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n),①
eq \f(1,2)Sn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(3)+…+(n-1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)+neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n+1),②
∴①-②,得eq \f(1,2)Sn=eq \f(1,2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)-neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n+1),
∴Sn=1+eq \f(1,2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n-1)-neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)=2eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n)))-neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)=2-(2+n)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n).
解 设等差数列{an}的公差为d,则
Sn=na1+eq \f(n(n-1),2)d,
因为S7=21,S15=-75,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(7a1+21d=21,,15a1+105d=-75,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=9,,d=-2,))
\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))
设{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,已知S7=21,S15=-75,Tn为数列的前n项和,求Tn的最大值.
所以Sn=9n-(n2-n)=10n-n2,
所以eq \f(Sn,n)=10-n.
因为eq \f(Sn+1,n+1)-eq \f(Sn,n)=-1,eq \f(S1,1)=9,
所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))是首项为9,公差为-1的等差数列,
所以Tn=eq \f(n[9+(10-n)],2)=-eq \f(1,2)n2+eq \f(19,2)n=-eq \f(1,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n-\f(19,2)))
eq \s\up12(2)+eq \f(361,8).
因为n∈N*,所以当n=9或10时,Tn有最大值,为45.
设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式3tSn-(2t+3)
Sn-1=3t(t>0,n=2,3,4,…).
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)设数列{an}的公比为f(t),作数列{bn},使b1=1,bn=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,bn-1)))(n=2,3,4,…),求数列{bn}的通项公式;
(3)求和:b1b2-b2b3+b3b4-b4b5+…+b2n-1b2n-b2nb2n+1.
解 (1)证明:∵a1=S1=1,S2=1+a2,
3tS2-(2t+3)S1=3t,
∴a2=eq \f(2t+3,3t),eq \f(a2,a1)=eq \f(2t+3,3t).
又3tSn-(2t+3)Sn-1=3t,①
∴3tSn-1-(2t+3)Sn-2=3t(n≥3),②
①-②,得3tan-(2t+3)an-1=0(n≥3),
∴eq \f(an,an-1)=eq \f(2t+3,3t)(n≥3).
当n=2时,eq \f(a2,a1)=eq \f(2t+3,3t)也适合上式,
∴eq \f(an,an-1)=eq \f(2t+3,3t)(n=2,3,…),
∴数列{an}是首项为1,公比为eq \f(2t+3,3t)的等比数列.
(2)由f(t)=eq \f(2t+3,3t)=eq \f(2,3)+eq \f(1,t),得bn=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,bn-1)))=eq \f(2,3)+bn-1(n≥2).
∴数列{bn}是首项为1,公差为eq \f(2,3)的等差数列.
∴bn=1+eq \f(2,3)(n-1)=eq \f(2n+1,3).
(3)由bn=eq \f(2n+1,3),可知{b2n-1}和{b2n}是首项分别为1和eq \f(5,3),公差均为eq \f(4,3)的等差
数列,
于是b1b2-b2b3+b3b4-b4b5+…+b2n-1b2n-b2nb2n+1=b2(b1-b3)+b4(b3-b5)+b6(b5-b7)+…+b2n(b2n-1-b2n+1)=-eq \f(4,3)(b2+b4+…+b2n)=-eq \f(4,3)×eq \f(1,2)n×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)+\f(4n+1,3)))=
-eq \f(4,9)(2n2+3n).
解 由题意,得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+a2+a3+a4=-4, ①,an+an-1+an-2+an-3=36, ②))
①+②,得a1+a2+a3+a4+an+an-1+an-2+an-3=32,
∴4(a1+an)=32,∴a1+an=8.
又Sn=eq \f(n(a1+an),2)=eq \f(n,2)×8=36,∴n=9,
即该数列的项数为9.
2,3)
已知等比数列{an}的各项均为正数,2a5,a4,4a6成等差数列,且满足a4=4a,数列{bn}的前n项和Sn=eq \f((n+1),2)bn,n∈N*,且b1=1.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)设cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(bn,n为奇数,,an,n为偶数,))求数列{cn}的前n项和Pn.
解 (1)设数列{an}的公比为q,
因为an>0,所以q>0.
由题意,得2,3)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2a4=2a5+4a6,,a4=4a,))
得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2q2+q-1=0,,1=4a1q,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q=\f(1,2),,a1=\f(1,2),))所以an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n).
当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=eq \f(n+1,2)bn-eq \f(nbn-1,2),即eq \f(bn,n)=eq \f(bn-1,n-1),
所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(bn,n)))是首项为1的常数列,eq \f(bn,n)=1.
所以bn=n.
(2)由(1)可得cn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n,n为奇数,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n),n为偶数,))
当n为偶数时,
Pn=(b1+b3+…+bn-1)+(a2+a4+…+an)
=[1+3+…+(n-1)]+eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(4)+…+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n)))
=eq \f(\f(n,2),2)(1+n-1)+eq \f(\f(1,4)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))\s\up12(\f(n,2)))),1-\f(1,4))=eq \f(n2,4)+eq \f(1,3)-eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n);
当n为奇数时,n+1为偶数,
Pn=Pn+1-an+1
=eq \f((n+1)2,4)+eq \f(1,3)-eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n+1)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n+1)
=eq \f((n+1)2,4)+eq \f(1,3)-eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n-1).
综上,
Pn=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(n2,4)+\f(1,3)-\f(1,3)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n),n为偶数,,\f((n+1)2,4)+\f(1,3)-\f(1,3)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n-1),n为奇数.))
解 (1)∵a2=6,eq \f(an+1-an+1,an+1+an-1)=eq \f(1,n),当n=1时,eq \f(6-a1+1,6+a1-1)=1,∴a1=1,
当n=2时,eq \f(a3-6+1,a3+6-1)=eq \f(1,2),∴a3=15,当n=3时,eq \f(a4-15+1,a4+15-1)=eq \f(1,3),∴a4=28,
当n=4时,eq \f(a5-28+1,a5+28-1)=eq \f(1,4),∴a5=45.
(an+1-an+1,an+1+an-1)
已知数列{an}满足a2=6,=eq \f(1,n)(n∈N*).
(1)求a1,a3,a4,a5的值;
(2)猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法证明.
(2)由(1)猜想an=n(2n-1).证明如下:
①当n=1时,a1=1×(2×1-1)=1,猜想成立;
当n=2时,a2=2×(2×2-1)=6,猜想成立;
②假设当n=k(k≥2,k∈N*)时,猜想成立,即ak=k(2k-1),
则当n=k+1时,由eq \f(ak+1-k(2k-1)+1,ak+1+k(2k-1)-1)=eq \f(1,k),
得ak+1=(k+1)(2k+1),
即当n=k+1时,猜想成立.
由①②可知,猜想对任意n∈N*都成立.
$$