内容正文:
清单02 第四章 数列求通项与求和
(6个考点梳理+15题型解读+提升训练)
清单01 累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
清单02 累乘法
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
清单03 数列求通项(法)
对于数列,前项和记为;
①;②
1-
②:
法归类
角度1:已知与的关系;或与的关系
用,得到
例子:已知,求
角度2:已知与的关系;或与的关系
替换题目中的
例子:已知;
已知
角度3:已知等式中左侧含有:
作差法(类似)
例子:已知求
清单04 构造法
用“待定系数法”构造等比数列
形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式.
清单05 倒数法
用“倒数变换法”构造等差数列
类型1:形如(为常数,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,即:,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,即可求得.
类型2:形如(为常数,,,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,可通过换元:,化简为:(此类型符构造法类型1: 用“待定系数法”构造等比数列:形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式.)
清单06 裂项相消法
1、等差型
①
特别注意
②
如:(尤其要注意不能丢前边的)
2、无理型
①
如:
3、指数型
①
如:
【考点题型一】累加法求通项()
【例1】(云南省2025届高中毕业生第一次复习统一模拟检测数学试题卷(六))已知数列的前项和满足,若数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】累加法求数列通项、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据条件,利用与间的关系,得到,从而有,再利用累加法,即可求解.
【详解】因为,当时,,
两式相减得到,即,
又,得到,所以数列是以,的等比数列,
所以,则,
当时,,
所以,又时,满足,
故选:A.
【变式1-1】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列满足,则数列的前2024项的和为 .
【答案】
【知识点】累加法求数列通项、裂项相消法求和
【分析】根据递推公式,利用累加法可得数列的通项,进而可得数列的通项,再利用裂项相消,可得答案.
【详解】由题意可知,满足,当时,,
,,
以上各式累加得,
,
当时,,也满足上式,,则.
数列的前项和为,.
故答案为:.
【变式1-2】.(2025高三·全国·专题练习)在数列中,,求的通项公式.
【答案】.
【知识点】累加法求数列通项、求等比数列前n项和
【分析】由递推关系,用累加法可求得通项,解题时注意检验首项是否符合通项公式.
【详解】当时,;
当时,,,…,将这个等式累加,
得,故,
因为也满足,
所以.
【考点题型二】累乘法求通项()
【例2】(2025·四川德阳·二模)数列中,满足,,则 .
【答案】/
【知识点】裂项相消法求和、累乘法求数列通项
【分析】先利用“累乘法”求数列的通项公式,再利用“裂项求和法”求和.
【详解】因为,所以.
所以,,,…,().
各式相乘,可得:,
显然满足上式,则,
所以数列的前项和为,
所以.
故答案为:.
【变式2-1】.(2025·福建厦门·二模)已知数列满足,,则的前6项和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】裂项相消法求和、累乘法求数列通项
【分析】首先,利用递推求出的通项公式,再根据裂项相消法即可求出结果.
【详解】由,
当时,
,
显然,对于时也成立,
所以,
则的前6项和为.
故选:C.
【变式2-2】.(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)在数列中,,(),则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】裂项相消法求和、累乘法求数列通项
【分析】结合递推关系,利用累乘法求数列的通项公式,再利用裂项相消法求结论.
【详解】因为(,),
所以当,时,,
则,…,,,
以上个式子左右两边分别相乘得,
即,所以(,),
又,所以,
所以.
故选:A.
【考点题型三】已知与的关系;或与的关系()
【例3】(24-25高二下·云南·开学考试)已知正项数列的前项和为,且满足.
(1)证明:为等差数列.
(2)求的值和的通项公式.
【答案】(1)证明过程见解析;
(2),;
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、错位相减法求和、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】(1)根据时,得到,证明出为等差数列;
(2)利用等差数列性质及得到,结合求出,并得到通项公式;
【详解】(1)①,
当时,②,
式子①-②得,
故,故,
为正项数列,故,所以,
即,为公差为2的等差数列;
(2)由(1)知,为公差为2的等差数列,
,故,
中,令得,
即,
将代入上式得,解得,
的通项公式为;
【变式3-1】.(河南省洛阳市创新发展联盟2024-2025学年高二下学期第一次月考(3月)数学试题)设数列满足.
(1)求的通项公式.
【答案】(1)
【分析】(1)应用计算求解通项公式;
【详解】(1)当时,,得.
当时,由,
得,
两式相减,得,
得,
当时,满足,
所以数列的通项公式为.
【变式3-2】.(24-25高三下·贵州贵阳·阶段练习)已知正项数列的前项和为,
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1)
【知识点】错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项、特殊角的三角函数值
【分析】(1)由的关系,作差即可求解;
【详解】(1)由,
得当时,.
两式相减得,
整理得,
∴.
当时,,解得.
∴是以7为首项,4为公差的等差数列,
∴.
【变式3-3】.(2025·福建·模拟预测)数列的前项和为,已知且.
(1)求的通项公式;
【答案】(1);
【知识点】确定数列中的最大(小)项、利用an与sn关系求通项或项、判断数列的增减性、写出等比数列的通项公式
【分析】(1)利用即可求解;
【详解】(1)∵①,
∴②,
①②得:,,
①中令n=2,则,∴,
为首项为1,公比为2的等比数列,
∴.
【考点题型四】已知等式中左侧含有:()
【例4】(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知数列满足,若,则数列的前15项和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据的关系求出,然后使用裂项相消法可得.
【详解】①,
当时,,
当时,②,
①-②得,所以,
显然也满足上式,所以,
所以,
记数列的前项和为,
则.
故选:A
【变式4-1】.(24-25高二上·安徽合肥·期末)数列满足:,若,则数列的前10项的和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用数列的前项和与通项的关系求出通项,再化简的通项,利用裂项相消法即可求得其前10项的和.
【详解】由,当时,;
当时,,
两式相减可得,即(),
经检验,当时,上式符合,故,
所以,
所以.
故选:C.
【变式4-2】.(24-25高三上·广东·阶段练习)已知数列满足,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用时,得到,代入,求出答案.
【详解】由题意可得①,
所以时,②,
①-②得,所以,所以.
故选:B.
【考点题型五】数列求通项之构造法(形如)()
【例5】(多选)(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知数列满足则( )
A. B.是等比数列
C. D.是等比数列
【答案】ACD
【知识点】构造法求数列通项、写出等比数列的通项公式、由定义判定等比数列
【分析】通过构造法求数列的通项公式可得选项C正确;根据通项公式可得选项A正确;求出数列的前3项可得选项B错误;通过定义法证明等比数列可得选项D正确.
【详解】由得则数列是以为首项,2为公比的等比数列,
所以,从而,C正确.
由得,A正确.
由得,
故数列不是等比数列,B错误.
由得,
故数列是以3为首项,2为公比的等比数列,D正确.
故选:ACD.
【变式5-1】.(24-25高二下·河北保定·开学考试)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】构造法求数列通项、由定义判定等比数列
【分析】由,得到,再利用等比数列的定义求解.
【详解】因为,所以.
因为,所以数列是首项为1,公比为2的等比数列,
所以,所以,
故.
故选:C
【变式5-2】.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)已知数列中,,,则 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项
【分析】由递推公式构造,通过等比数列通项公式即可求解;
【详解】由,
可得:,
所以是首项为,公比为3的等比数列,
所以,
所以,
故答案为:
【考点题型六】数列求通项之构造法(形如)()
【例6】(24-25高三上·广东广州·期末)已知数列满足,,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【知识点】构造法求数列通项、写出等比数列的通项公式
【分析】由得,构造等比数列即可求解.
【详解】由,,,可得,
所以是以3为首项、3为公比的等比数列,所以,
则,;
故答案为:.
【变式6-1】.(24-25高二上·江苏镇江·开学考试)数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、构造法求数列通项、由递推关系式求通项公式
【分析】利用数列的递推关系求数列的通项公式,将,经化简可知新的数列是等差数列,在变形可求得.
【详解】由题意知将等式两边同时除以,
可得,因为,所以可知,
则数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,所以.
故答案为:
【变式6-2】.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,已知,,求的通项公式.
【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】通过凑配法证得是等比数列,进而求的通项公式.
【详解】由,得,
整理得,
所以是首项为,公比为的等比数列.
故,则.
【考点题型七】数列求通项之倒数法(形如)()
【例7】(24-25高二上·福建福州·期末)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】写出等比数列的通项公式、构造法求数列通项
【分析】由递推关系证明数列是等比数列从而得,代入即可求解.
【详解】易知,从而由题意,即,
也就是数列是以为首项,为公比的等比数列,
从而,所以,解得.
故选:A.
【变式7-1】.(23-24高三上·山东青岛·期末)设数列的前n项和为,已知,,若,则正整数k的值为( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
【答案】C
【知识点】求等比数列前n项和、构造法求数列通项、等比数列的定义
【分析】由题设有,等比数列定义求通项公式,进而有求,再由及放缩法确定范围求参数值.
【详解】,又,
所以是首项为1,公比为的等比数列,
所以,
故,令
由且,则,
由,则,
则,所以,
故,则正整数的值为2023.
故选:C
【变式7-2】.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,且.
(1)求的通项公式;
【答案】(1)
【知识点】构造法求数列通项、求等差数列前n项和、写出等比数列的通项公式、求等比数列前n项和
【分析】(1)首先取倒数,然后构造等比数列,利用等比数列通项公式求解即可;
【详解】(1)因为,所以,
故,又,则,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,
所以,解得,
所以数列的通项公式为;
【考点题型八】数列求和之倒序相加法()
【例8】(24-25高二上·福建三明·阶段练习)已知函数,数列满足,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】倒序相加法求和
【分析】根据,利用倒序相加法求出的通项公式;
【详解】函数对任意都有,
数列满足①
又②
①②得:,
得.
故选:B.
【变式8-1】.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】倒序相加法求和
【分析】利用倒序相加法,可得答案.
【详解】,,
故选:B.
【变式8-2】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列的前n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】先根据题干递推式求得,然后根据作差即可求得,再结合诱导公式化简得,最后利用倒序相加法求和即可.
【详解】,①
当时,,②
①-②得;
当时,,此时仍然成立,.
当时,;
当时,,
当时,上式也成立,故.
由于,
设
,
则,
.
故答案为:
【考点题型九】数列求和之分组求和法(形如)()
【例9】(24-25高二下·广西桂林·阶段练习)已知等差数列和等比数列都是递增数列,且,,.
(1)求,的通项公式:
(2)求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【知识点】求等差数列前n项和、求等比数列前n项和、写出等比数列的通项公式、分组(并项)法求和
【分析】(1)由题中条件求出公差公比,即可求,通项公式
(2)分别利用等差等比数列前项和公式求和即可.
【详解】(1)设数列和数列的公差公比分别为d,q,
,
等比数列是递增数列,
.
,
,
,
,
所以等差数列的通项公式为:,
等比数列的通项公式为:.
(2)为等比数列,
数列也是等比数列,公比为
数列的前项和
.
【变式9-1】.(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知数列为公差不为零的等差数列,其前n项和为,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是公比为2的等比数列,且,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、分组(并项)法求和、等比中项的应用、求等比数列前n项和
【分析】(1)设公差为d,根据等差数列的前n项和公式与等比中项公式列出关于和d的方程,求解即可得的通项公式;
(2)由(1)可得等比数列的第三项,进而得,从而得到的通项公式,利用等差和等比数列前n项和公式分组求和即可求出.
【详解】(1)因为为等差数列,设公差为d,
由,得,①
由,,成等比数列得,
则,②
联立①②解得或,又因为,则,
所以.
综上.
(2)由知,,
又为公比是2的等比数列,,
所以,即,
所以,,
所以
.
综上.
【变式9-2】.(24-25高二下·湖南·开学考试)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设数列满足,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、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)由,的关系作差即可判断;
(2)由(1)求得,再由等差数列、等比数列的求和公式即可求解;
【详解】(1)当时,,即,
当时,联立
①-②,可得,
即,
所以,
又,所以是以2为首项,2为公比的等比数列;
(2)由(1)可得,则,,
所以
.
【变式9-3】.(2025·内蒙古赤峰·一模)已知数列中,.
(1)若依次成等差数列,求;
(2)若,证明数列为等比数列,并求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【知识点】由递推关系证明等比数列、分组(并项)法求和、利用等差数列的性质计算、写出等比数列的通项公式
【分析】(1)利用递推公式,由首项表示第二、三项,结合等差数列的性质,建立方程,可得答案;
(2)根据等比数列的定义,结合首项,可写出通项,利用等比数列求和以及分组求和,可得答案.
【详解】(1),
又依次成等差数列,所以,
即,解得.
(2)证明:因为,
且,所以是首项为1,公比为2的等比数列,
可得,则,
.
【考点题型十】数列求和之分组求和法(形如)()
【例10】(24-25高二下·安徽阜阳·阶段练习)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【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、求等差数列前n项和、裂项相消法求和
【分析】(1)根据与的关系式,可构造出与的关系等式,结合裂项相消法可求出的通项公式,注意的取值,要验证前两项满足所求通项;
(2)先讨论为偶数的情况,发现相邻项之和是等差数列,合并求和即可,再据此计算为奇数时的前项和.
【详解】(1)由题意,当时,,即,所以.
当时,,
所以,
即,,
累加可得
则,
又满足该式,故.
(2)由题意,,
当为偶数时,即有,,
则;
当为奇数时,则为偶数,.
综上,.
【变式10-1】.(24-25高二下·湖南长沙·阶段练习)设是等差数列,是等比数列,公比大于.已知.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列满足,若,求.
【答案】(1),,
(2)
【知识点】错位相减法求和、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,由条件结合等差数列通项公式和等比数列通项公式列方程求,由此可得结论;
(2)由(1)确定, 由分组求和法可得,再结合等差数列求和公式和错位相减法求结论.
【详解】(1)设数列的公差为,数列的公比为,则,
因为,
所以,,
所以,,
所以,,
(2)由(1),
又
所以
设,,
则,
由可得,
,
所以,
,
所以,
所以.
【变式10-2】.(24-25高三下·甘肃白银·阶段练习)已知正项数列的前n项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【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
【分析】(1)由已知可求得,进而利用的关系可求通项公式;
(2)分n为偶数或n为奇数两种情况,利用并项求和法可求.
【详解】(1)因为,所以,即,
又,所以,所以,即,
当时,,
当时,也适合上式,所以.
(2)由(1)知,则,
当n为偶数时,,
当n为奇数时,为偶数,,
所以.
【变式10-3】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列的前n项和.设,求数列的前n项和.
【答案】
【知识点】分组(并项)法求和、利用an与sn关系求通项或项、求等比数列前n项和
【分析】根据的关系可得,即可利用分组求和,结合等比数列的求和公式求解.
【详解】由可得时,
作差可得,
当时也符合,
故,
则.
当n为偶数时,;
当n为奇数时,.
【变式10-4】(24-25高二上·云南曲靖·期末)已知首项为的数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】分组(并项)法求和、构造法求数列通项、求等比数列前n项和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)分析可知数列是以首项为,公比为3的等比数列,即可得,即求数列的通项公式;
(2)整理可得,利用分组求和结合等比数列求和公式运算求解.
【详解】(1)因为,可得,
且,
可知数列是以首项为,公比为3的等比数列,
则,可得,
当时,,
且符合上式,所以.
(2)由(1)可知:,
可得
,
所以.
【考点题型十一】数列求和之列项相消法(形如)()
【例11】(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)已知数列,______.在①数列的前项和为,;②数列的前项之积为这两个条件中任选一个,补充在上面的问题中并解答(注:如果选择多个条件,按照第一个解答给分.在答题前应说明“我选______”)
(1)求数列的通项公式;
(2)令,设数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)选择见详解,
(2)证明见详解
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)选①,利用进行求解,选②,利用进行求解;
(2)利用裂项相消法即可求出,进而判断范围.
【详解】(1)选①:,
当时,,
,即,
又时,得,则,
故数列是以2为首项,2为公比的等比数列,;
选②:,
时, ,,
又时,,满足上式,
;
(2)由(1)知,,,
设,则,则,
又,
,
综上:.
【变式11-1】.(2025高二·全国·专题练习)已知数列的前n项和为,点均在函数的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,是数列的前n项和,求使得对所有都成立的实数的取值范围.
【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
【分析】(1)由题意易得,再根据与的关系求解即可;
(2)先根据裂项相消法求出,进而得到,进而求解即可.
【详解】(1)因为点均在函数的图象上,
所以.
当时,;
当时,.
当时,,也符合,所以.
(2)由(1)知,,
所以,所以.
又因为对所有都成立,所以,故.
【变式11-2】.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知为数列的前n项和,,.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前n项和为,求证:.
【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、利用定义求等差数列通项公式
【分析】(1)利用的关系式探究数列的特性,再求出其通项公式.
(2)利用裂项求和法求得,进而证得不等式成立.
【详解】(1)数列中,由,得,
两式相减得,而,则,
又,,因此,数列是首项为2,公差为1的等差数列
所以的通项公式.
(2)由(1)知,,
所以
.
【变式11-3】.(2025高二·全国·专题练习)已知数列满足,且.
(1)求出的值,猜想数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,且,求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、裂项相消法求和、由递推关系式求通项公式、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据数列的递推公式,求出,猜想出数列的通项公式.
(2)由(1)知,利用等差数列前n项和公式得出数列的前n项和为,进而求出,再利用裂项相消法与分组求和法求出数列的前n项和即可.
【详解】(1)由已知得,当时,,
又,代入上式,得,解得,
当时,,
∵,∴,解得,
猜想.
(2)由(1)可知,经检验符合题意,
所以数列是以,公差为的等差数列,则
,
,则
所以
所以数列的前n项和为.
【考点题型十二】数列求和之列项相消法(形如)()
【例12】(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知为等差数列,前项和为,是首项为且公比大于的等比数列,,,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足:,且数列的前项和为,求证:.
【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、数列不等式恒成立问题、等比数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和
【分析】(1)设的公差为,的公比为,则,根据题意求出、的值,结合等差数列、等比数列的通项公式可求出这两个数列的通项公式;
(2)利用裂项相消法求出,结合数列的单调性和最值可证得结论成立.
【详解】(1)设的公差为,的公比为,则,
因为,,可得,解得,
故数列的通项公式为,
因为,,
即,解得
故数列的通项公式为.
(2)由题得:,
所以,,
因为,故数列单调递增,
所以,,且,
因此,对任意的,.
【变式12-1】.(24-25高二上·江苏苏州·期末)已知为数列的前n项和,,且且.
(1)证明:是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,记为数列的前n项和,求证:.
【答案】(1)证明见解析,
(2)证明见解析
【知识点】由递推关系证明等比数列、利用an与sn关系求通项或项、裂项相消法求和
【分析】(1)当时,可得,进而两式相减,可得,进而可得是等比数列,可求通项公式;
(2)利用裂项相消法可求得,进而可证结论.
【详解】(1)当时,;当时,;
当时,,可得,
两式相减并整理得,所以.
又,所以,又,满足上式,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以;
(2)由(1)知=,
所以
.
因为,所以递增,所以,即.
【变式12-2】.(24-25高二下·黑龙江大庆·开学考试)设是等比数列的公比大于0,其前n项和为,是等差数列,已知,,,.
(1)求,的通项公式
(2)设,数列的前n项和为,求并证明.
【答案】(1),
(2),证明见解析
【知识点】裂项相消法求和、数列不等式恒成立问题、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)利用等差和等比数列的通项公式基本量运算求解即得;
(2)利用裂项相消法求和,并利用数列的单调性证明不等式.
【详解】(1)设的公比,因为,所以,
即,解得或(舍),
所以.
设的公差为d,因为,,
所以,,
所以,
解得,
所以.
(2),
所以
,
因为n为正整数,所以,所以,
又因为数列单调递减,所以单调递增,
所以,所以.
【变式12-3】.(24-25高二上·浙江舟山·期末)数列满足:.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)根据的关系,即可作差求解,
(2)利用裂项相消法求解,根据单调性可得,进而根据求解即可.
【详解】(1)令
又①
②
由①②得到
即:,
经检验,也成立,故数列的通项公式
(2)
因为是单调递增数列,且
若恒成立,则,解得或,
实数的取值范围为或.
【考点题型十三】数列求和之错位相减法()
【例13】(安徽省皖北县中联盟2024-2025学年高二下学期3月联考数学试题(A卷))已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【知识点】由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、分组(并项)法求和
【分析】(1)利用题中条件整理可得即可得等比数列,再用等比数列的通项公式即可;
(2)运用分组求和法与错位相减法求和.
【详解】(1)因为,,
所以,,
所以.
因为,所以,
所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以,即.
(2)因为,
所以.
其中.
令,
,
两式相减,得.
所以,
所以.
【变式13-1】.(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,令,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据题意,由与的关系代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由错位相减法代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)由 ,得,
两式相减,得:,
,
即,,
,
.
(2)
①
②
①②,得:
【变式13-2】.(24-25高二下·福建厦门·阶段练习)已知数列满足,
(1)请证明是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)令,求数列前项的和.
【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、写出等比数列的通项公式
【分析】(1)根据条件得到,利用等比数列的定义即可求解,再由等比数列的通项公式,即可求解;
(2)由(1)得,再由错位相减法,即可求解.
【详解】(1)因为,则,
又,因此是以为首项,为公比的等比数列,
由,得到.
(2)由(1)知,,
所以①,
则②,
由①②得到,
所以,
故.
【变式13-3】.(2025届贵州省黔东南苗族侗族自治州高三模拟统测数学试题)已知数列满足,且.设.
(1)求;
(2)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(3)求数列的前n项和.
【答案】(1)4
(2)证明见解析,
(3)
【知识点】由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、根据数列递推公式写出数列的项、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据题设代值计算即可;
(2)根据递推关系易得,进而得到,进而结合等比数列的定义求解即可;
(3)由(2)可得,进而结合分组求和及错位相减法求和即可.
【详解】(1)由,,
取,则有,解得.
(2)由,,
则
,
所以,则得,
又,
故数列是以3为首项,3为公比的等比数列,
则有,则.
(3)由(2)知,,
则,
所以,
设,
则,
则,
则,
所以.
【考点题型十四】数列求和之通项含绝对值求和()
【例14】(24-25高二下·山东日照·阶段练习)等差数列的前项和记为,已知,且成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
(3)求数列的前16项的和.
【答案】(1)
(2)
(3)160
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、求等差数列前n项和、含绝对值的等差数列前n项和
【分析】(1)利用等差数列的基本量,结合已知条件,求得的首项和公差,即可求出通项公式,
(2)把(1)的结论代入等差数列的求和公式求解即可;
(3)判断的正负,脱去绝对值,再求数列的和即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由题可得:,
解得,
(2)由(1)知,,
所以,
(3)由,
所以均为负数,且从开始,后面每一项均为正数,
【变式14-1】.(24-25高二上·湖北武汉·期末)设是公差不为零的等差数列,,.
(1)求和;
(2)求的前项和.
【答案】(1),.
(2)
【知识点】求等差数列前n项和、含绝对值的等差数列前n项和、利用定义求等差数列通项公式、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)根据可得,结合列方程组可求得,由此可得和.
(2)讨论和可得数列的前项和.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
∵,∴,即,
由等差数列的性质得,,
由得,,即,
由得,,
联立方程可得,,
∴,.
(2)由得,时,,时,.
当时,,
当时,,
∴.
【变式14-2】.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知数列、的各项均不为零,若是单调递增数列,且,,,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1),;
(2)
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、含绝对值的等差数列前n项和、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)变形得到,故为等差数列,利用求出,根据,其中,,得到,求出公差,得到通项公式;
(2),设的前项和为,分和,两种情况,得到的前项和.
【详解】(1),,
故,即,
的各项均不为零,故,
所以为等差数列,且公差大于0,
中,令得,
又,故,
中,令得,
其中,,故,
即,解得或0(舍去),
故;
(2),
故当时,,当时,,
设的前项和为,
当时,,
当时,,
综上,.
【变式14-3】.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知正项数列的前项和为,且和满足:,
(1)求证:数列是等差数列;
(2)设,记,求和的值.
【答案】(1)证明见解析;
(2),.
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、含绝对值的等差数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据递推式及的关系得,结合等差数列的定义证明结论;
(2)根据(1)得,易知时,时,结合等差数列的前项和及分组求和求和.
【详解】(1)当时,,解得,
因为①,所以②,
①②得,
所以,化简得,
因为,所以,
所以以1为首项,2为公差的等差数列.
(2)由(1)知,则,令,得,
即时,时,则,
.
【考点题型十五】数列中新定义题()
【例15】(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)对于数列,若存在常数满足,则称为“上界数列”,为的“上界”,并把最小的值叫做“上界临界值”,记为.记数列的前项和为,已知,.
(1)判断是否为“上界数列”,并说明理由;
(2)若,为数列的前项和,求数列的“上界临界值”;
(3)若,数列的“上界临界值”为,证明:.
【答案】(1)不是“上界数列”,理由见解析;
(2);
(3)证明见解析.
【知识点】数列新定义、数列不等式恒成立问题、裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)利用的关系先求通项,再根据新定义确定即可;
(2)利用裂项相消法求和得,再利用数列的单调性结合新定义计算即可;
(3)利用放缩法将,结合等比数列求和公式得,根据新定义证明即可.
【详解】(1)当时,,作差得,
因为,所以,
又当时,,所以,
即是以1为首项,1为公差的等差数列,,
由于数列是无限递增的,显然不存在常数满足,
所以不是“上界数列”;
(2)由上可知,
所以,
因为,所以单调递增,且,
所以,
所以数列的“上界临界值”;
(3)易知,
所以,
显然单调递增,且,n越大,该数值越接近0,故,
由于上述不等式取不得等号,所以数列的“上界临界值”.
【点睛】思路点睛:准确理解新定义的概念,利用等比数列的求和公式、错位相减法或裂项相消法,证明数列不等式常用到放缩法,注意精度即可.
【变式15-1】.(24-25高三下·天津·开学考试)若数列满足,且存在正整数,使得为奇数时,;为偶数时,,称为阶跳跃数列,记.
(1)若数列为阶跳跃数列,且对任意,求最小时的最大值及此时数列的前2025项的和;
(2)已知为正整数,数列为阶跳跃数列.
①求的所有不同值的和.
②对任意,令,求证:.
【答案】(1)的最大值为7,8098
(2)①;②证明见解析
【知识点】裂项相消法求和、分组(并项)法求和、求等比数列前n项和、数列新定义
【分析】(1)由题意,利用列举法,正整数由小到大逐步检验,根据符合题意的数列存在周期性,可得答案;
(2)利用列举法与观察法可得数列的不同取值,表示出,利用等比数列求和公式,由表示出数列的通项,利用裂项相消求和,可得答案.
【详解】(1)因为数列为跳跃数列,且,若,
与对任意矛盾;
若,则,
与对任意矛盾;
若,则,
满足对任意,此时的最大值为,
所以的最小值为3,且时的最大值为7.
由,则数列的周期是6,
数列的前2025项的和为.
(2)当时,数列为阶跳跃数列,则,,;
当时,数列为阶跳跃数列,则,,,;
当时,数列为阶跳跃数列,则,,,,;
所以数列中项的可能取值为,
的所有不同的值为:,
所以的所有不同值的和为
,
因为
,
所以
所以
【变式15-2】.(24-25高三下·河南信阳·开学考试)已知为不小于3的整数,数列和为两个不同的数列.若和满足,,,且,则称和关于相伴.
(1)若,写出一组,,,使得和关于3相伴;
(2)是否存在和关于相伴,且关于相伴?并说明理由;
(3)证明:若和关于相伴,则存在正整数,使得对任意,.
【答案】(1),,(答案不唯一)
(2)不存在,理由见解析
(3)证明见解析
【知识点】数列新定义
【分析】(1)根据题意可得,进而结合新定义可得,写出满足要求的答案即可;
(2)先假设存在,进而推导出矛盾,即可求证;
(3)结合新定义求证即可.
【详解】(1)由,则,,,
则,要使和关于3相伴,则,
则,,(答案不唯一).
(2)不存在,理由如下:
假设存在和关于相伴,且关于相伴,
则,,,,,
且,.
故,,,.
又,,故.
同理有,,这与和为两个不同的数列矛盾,所以假设不成立.
故不存在和关于相伴,且关于相伴.
(3)证明:设,,集合.
记,,,
则,,
故.
所以当时,对任意,,
即,,,,
又
,
,,,,
故对上述的,存在,使得对任意,.
对任意,设,其中,且,
因为,,,且,
故对任意.
【点睛】方法点睛:与新定义有关的问题的求解策略:
1.通过给出一个新的定义,或约定一种新的运算,或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;
2.遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使得问题得以解决.
【变式15-3】.(24-25高三下·广东广州·阶段练习)定义:,,已知数列满足.
(1)若,,求,的值;
(2)若,,使得恒成立.探究:是否存在正整数,使得,若存在请求出所有的,若不存在请说明理由;
(3)若数列为正项数列,且集合的元素个数为有限个,证明:不存在实数,使得.
【答案】(1),或
(2)答案见解析
(3)证明见解析
【知识点】数列新定义、由递推数列研究数列的有关性质、数列不等式恒成立问题、数列不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)由递推关系可得,利用条件和递推关系可求,再根据,结合递推关系求;
(2)由条件结合递推关系可得或 , 分,,且,,且三种情况讨论求;
(3)结合定义证明,分讨论,确定数列的单调性,利用放缩法证明结论.
【详解】(1)依题意,,显然;
故;
,
即或,则或
(2),
对恒成立,
∴,,
又
,
此即表明或 ,
①若,则且, 的集合为
②若,且 时,
当 , 且时,.
的集合为 且
③时,
,
,
,
当, 且 时, .
的集合为 且
(3),;
由,
①若,则,,
所以,
对任意,取([x]表示不超过的最大整数),
当时,;
②若,设,,
所以当时,,
对任意,取([x]表示不超过的最大整数),
当时,;
故不存在实数,使得.
【点睛】关键点点睛:本题第三问解决的关键在于结合定义先证明,再分别在条件下,结合数列的单调性,化简数列的递推关系.
提升训练
一、单选题
1.(2025·山东临沂·一模)设数列的前项和为,且,则满足时,的最小值为( )
A.49 B.50 C.99 D.100
【答案】D
【知识点】由递推关系式求通项公式、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据的关系求出的表达式,进一步解不等式即可得解.
【详解】因为,所以,
当时,,所以,
即,此时
,也满足该式,
故,
若,解得,故所求为100.
故选:D.
2.(24-25高二下·全国·随堂练习)已知为数列的前项和,且(),则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据与的关系求解即可.
【详解】因为,又,
所以.
故选:D.
3.(2025·四川·模拟预测)已知数列中,,(,且),则通项公式( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】累加法求数列通项、求等差数列前n项和
【分析】根据给定条件,利用累加法,结合等差数列前n项和公式求出通项公式.
【详解】当时,,即,而,
所以
,满足上式,
所以所求通项公式为.
故选:C
4.(24-25高二下·湖北随州·阶段练习)已知,设数列的前项和为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】裂项相消法求和
【分析】由裂项相消求和法求和即可;
【详解】因为,
所以.
故选:B.
5.(24-25高二上·广西河池·期末)已知数列满足,,则( )
A.31 B.45 C.57 D.63
【答案】C
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、数列求和的其他方法
【分析】利用数列的递推公式,分别求得前五项,可得答案.
【详解】因为,且,
所以,,,,
.
故选:C.
6.(24-25高三下·河北邯郸·开学考试)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】错位相减法求和
【分析】利用错位相减法来求和即可.
【详解】令,
则
两式相减得
所以,
故选:D.
7.(24-25高二下·全国·课后作业)已知对一切都成立,那么,的值为( )
A., B.
C., D.,
【答案】A
【知识点】数学归纳法、错位相减法求和
【分析】方法一:利用错位相减求和可得答案;
方法二:利用代入求出可得答案.
【详解】方法一:
令,
则,
两式相减得
,
可得,
对一切都成立,那么,;
方法二:对一切都成立,
当时有,
即,解得.
故选:A.
8.(24-25高二上·湖南永州·阶段练习)已知数列的通项公式为,则其前20项和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】裂项相消法求和
【分析】由,利用裂项相消法计算可得.
【详解】因为,
故前20项和为.
故选:C.
二、多选题
9.(2025·云南·一模)已知数列的前项和为,,,则( )
A.数列是等比数列
B.
C.
D.数列的前项和为
【答案】ACD
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】A选项,变形得到,故是公比为2的等比数列;C选项,结合A,利用等比数列求通项公式得到C正确;B选项,在C基础上,利用求出通项公式;D选项,先得到为公比为的等比数列,利用求和公式得到答案.
【详解】A选项,,
其中,所以是公比为2的等比数列,A正确;
C选项,由A知,,所以,C正确;
B选项,当时,,
当时,,
显然满足,故,B错误;
D选项,,故,
即为公比为的等比数列,且,
所以的前项和为,D正确.
故选:ACD
10.(24-25高二上·河北沧州·阶段练习)已知数列的首项为4,且满足,则( )
A.为等差数列
B.为递增数列
C.的前项和
D.的前项和
【答案】BD
【知识点】错位相减法求和、求等比数列前n项和、由定义判定等比数列、判断数列的增减性
【分析】由数列递推式两边同除以,可得,推得等比数列,排除A项;通过证明和可得B正确;利用错位相减法可求得的前项和为,排除C项;化简得,易求得该数列的前项和推出D项正确.
【详解】由两边同除以,可得:,
因,则,故为等比数列,首项为4,公比为2.
对于A,由上分析,是公比为2的等比数列,故不可能是等差数列,即A错误;
对于B,由上分析,可得,即,
由,因,故为递增数列,故B正确;
对于C,由上已得,则 ①,
则 ②,
由:,
即,即,
故得,故C错误;
对于D,因,则,
故的前项和为,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
11.(24-25高二下·上海·开学考试)将自然数,,,,按照如图排列,我们将,,,称为“拐弯数”,则第50个“拐弯数”是 .
【答案】1275
【知识点】累加法求数列通项
【分析】根据“拐弯数”找出规律,设数列,,,,……,可推出得数列的递推公式,利用叠加法求解即可.
【详解】设数列,,,,……,故,
利用叠加法:,
,
故.
故答案为:1275.
12.(24-25高二下·全国·课后作业)数列的通项公式为,若该数列的前项之和等于9,则 .
【答案】99
【知识点】裂项相消法求和
【分析】利用裂项相消法可得出关于的等式,即可解得的值.
【详解】设数列的前项和为,
因为,
所以数列的前项之和为
,
解得.
故答案为: 99
四、解答题
13.(2025·陕西安康·二模)数列满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,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】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、裂项相消法求和
【分析】(1)构造结合等比数列的定义判断即可;
(2)根据(1)可得的通项公式,进而可得的通项公式;
(3)根据裂项相消求和证明即可.
【详解】(1)由可得,解得,则.
且,故是以2为首项,2为公比的等比数列,即得证.
(2)由(1),故
(3),
故
,即得证.
14.(24-25高二下·河南·阶段练习)已知数列满足,.
(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】写出等比数列的通项公式、错位相减法求和
【分析】(1)由等比数列的定义可得数列是首项、公比均为3的等比数列,即可求解;
(2)由错位相减求解.
【详解】(1)由,又,可得数列是首项、公比均为3的等比数列,
故,
(2)由(1)可得,
则,
所以,
两式相减得,
所以
15.(24-25高二下·云南昆明·开学考试)已知各项都不相等的等差数列,,又,,成等比数列.
(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】分组(并项)法求和、等比中项的应用、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)由等差数列的通项公式列方程组求得,然后可得通项公式;
(2)利用并项求和法可求.
【详解】(1)因为为各项都不相等的等差数列,所以设数列的公差为,
又因为,,,成等比数列.
所以,解得,
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)可得,
所以
.
16.(四川省宜宾市2025届高三第二次诊断性测试数学试题)已知数列的前项和,数列是正项等比数列,满足,.
(1)求,的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求.
【答案】(1),
(2)
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、分组(并项)法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)由数列通项公式与求和公式的关系求出,以及等比数列的通项公式求出,可得答案;
(2)由分组求和,利用等差数列与等比数列的求和公式,可得答案.
【详解】(1)因为,
所以时.
当时,,
所以,
,满足,所以,
数列是正项等比数列,.
所以公比,.
(2)由(1)知,
,
.
17.(2025·河北保定·一模)记数列的前项和为,已知.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、裂项相消法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据条件,利用与间的关系,得到,即可求解;
(2)由(1)可得,从而有,再利用裂项相消法,即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
当时,,
两式相减得,①
则,②
②①得,
所以.
因为,
又,所以当时,;
当时,,则,
所以,满足,
所以,故数列为等差数列.
(2)由(1)可知数列是首项为,公差为的等差数列,
所以,,
则,
所以.
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清单02 第四章 数列求通项与求和
(6个考点梳理+15题型解读+提升训练)
清单01 累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
清单02 累乘法
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
清单03 数列求通项(法)
对于数列,前项和记为;
①;②
1-
②:
法归类
角度1:已知与的关系;或与的关系
用,得到
例子:已知,求
角度2:已知与的关系;或与的关系
替换题目中的
例子:已知;
已知
角度3:已知等式中左侧含有:
作差法(类似)
例子:已知求
清单04 构造法
用“待定系数法”构造等比数列
形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式.
清单05 倒数法
用“倒数变换法”构造等差数列
类型1:形如(为常数,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,即:,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,即可求得.
类型2:形如(为常数,,,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,可通过换元:,化简为:(此类型符构造法类型1: 用“待定系数法”构造等比数列:形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式.)
清单06 裂项相消法
1、等差型
①
特别注意
②
如:(尤其要注意不能丢前边的)
2、无理型
①
如:
3、指数型
①
如:
【考点题型一】累加法求通项()
【例1】(云南省2025届高中毕业生第一次复习统一模拟检测数学试题卷(六))已知数列的前项和满足,若数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列满足,则数列的前2024项的和为 .
【变式1-2】.(2025高三·全国·专题练习)在数列中,,求的通项公式.
【考点题型二】累乘法求通项()
【例2】(2025·四川德阳·二模)数列中,满足,,则 .
【变式2-1】.(2025·福建厦门·二模)已知数列满足,,则的前6项和为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】.(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)在数列中,,(),则( )
A. B. C. D.
【考点题型三】已知与的关系;或与的关系()
【例3】(24-25高二下·云南·开学考试)已知正项数列的前项和为,且满足.
(1)证明:为等差数列.
(2)求的值和的通项公式.
【变式3-1】.(河南省洛阳市创新发展联盟2024-2025学年高二下学期第一次月考(3月)数学试题)设数列满足.
(1)求的通项公式.
【变式3-2】.(24-25高三下·贵州贵阳·阶段练习)已知正项数列的前项和为,
(1)求数列的通项公式;
【变式3-3】.(2025·福建·模拟预测)数列的前项和为,已知且.
(1)求的通项公式;
【考点题型四】已知等式中左侧含有:()
【例4】(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知数列满足,若,则数列的前15项和为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】.(24-25高二上·安徽合肥·期末)数列满足:,若,则数列的前10项的和为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】.(24-25高三上·广东·阶段练习)已知数列满足,则( )
A.2 B. C. D.
【考点题型五】数列求通项之构造法(形如)()
【例5】(多选)(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知数列满足则( )
A. B.是等比数列
C. D.是等比数列
【变式5-1】.(24-25高二下·河北保定·开学考试)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【变式5-2】.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)已知数列中,,,则 .
【考点题型六】数列求通项之构造法(形如)()
【例6】(24-25高三上·广东广州·期末)已知数列满足,,,则数列的通项公式为 .
【变式6-1】.(24-25高二上·江苏镇江·开学考试)数列满足,则数列的通项公式为 .
【变式6-2】.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,已知,,求的通项公式.
【考点题型七】数列求通项之倒数法(形如)()
【例7】(24-25高二上·福建福州·期末)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【变式7-1】.(23-24高三上·山东青岛·期末)设数列的前n项和为,已知,,若,则正整数k的值为( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
【变式7-2】.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,且.
(1)求的通项公式;
【考点题型八】数列求和之倒序相加法()
【例8】(24-25高二上·福建三明·阶段练习)已知函数,数列满足,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知函数,则( )
A. B. C. D.
【变式8-2】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列的前n项和为,且,设函数,则 .
【考点题型九】数列求和之分组求和法(形如)()
【例9】(24-25高二下·广西桂林·阶段练习)已知等差数列和等比数列都是递增数列,且,,.
(1)求,的通项公式:
(2)求数列的前项和.
【变式9-1】.(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知数列为公差不为零的等差数列,其前n项和为,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是公比为2的等比数列,且,求数列的前n项和.
【变式9-2】.(24-25高二下·湖南·开学考试)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设数列满足,求的前项和.
【变式9-3】.(2025·内蒙古赤峰·一模)已知数列中,.
(1)若依次成等差数列,求;
(2)若,证明数列为等比数列,并求数列的前项和.
【考点题型十】数列求和之分组求和法(形如)()
【例10】(24-25高二下·安徽阜阳·阶段练习)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【变式10-1】.(24-25高二下·湖南长沙·阶段练习)设是等差数列,是等比数列,公比大于.已知.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列满足,若,求.
【变式10-2】.(24-25高三下·甘肃白银·阶段练习)已知正项数列的前n项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【变式10-3】.(2025高三下·全国·专题练习)已知数列的前n项和.设,求数列的前n项和.
【变式10-4】(24-25高二上·云南曲靖·期末)已知首项为的数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【考点题型十一】数列求和之列项相消法(形如)()
【例11】(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)已知数列,______.在①数列的前项和为,;②数列的前项之积为这两个条件中任选一个,补充在上面的问题中并解答(注:如果选择多个条件,按照第一个解答给分.在答题前应说明“我选______”)
(1)求数列的通项公式;
(2)令,设数列的前项和为,求证:.
【变式11-1】.(2025高二·全国·专题练习)已知数列的前n项和为,点均在函数的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,是数列的前n项和,求使得对所有都成立的实数的取值范围.
【变式11-2】.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知为数列的前n项和,,.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前n项和为,求证:.
【变式11-3】.(2025高二·全国·专题练习)已知数列满足,且.
(1)求出的值,猜想数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,且,求数列的前n项和.
【考点题型十二】数列求和之列项相消法(形如)()
【例12】(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知为等差数列,前项和为,是首项为且公比大于的等比数列,,,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足:,且数列的前项和为,求证:.
【变式12-1】.(24-25高二上·江苏苏州·期末)已知为数列的前n项和,,且且.
(1)证明:是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,记为数列的前n项和,求证:.
【变式12-2】.(24-25高二下·黑龙江大庆·开学考试)设是等比数列的公比大于0,其前n项和为,是等差数列,已知,,,.
(1)求,的通项公式
(2)设,数列的前n项和为,求并证明.
【变式12-3】.(24-25高二上·浙江舟山·期末)数列满足:.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,若恒成立,求实数的取值范围.
【考点题型十三】数列求和之错位相减法()
【例13】(安徽省皖北县中联盟2024-2025学年高二下学期3月联考数学试题(A卷))已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【变式13-1】.(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,令,求数列的前项和.
【变式13-2】.(24-25高二下·福建厦门·阶段练习)已知数列满足,
(1)请证明是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)令,求数列前项的和.
【变式13-3】.(2025届贵州省黔东南苗族侗族自治州高三模拟统测数学试题)已知数列满足,且.设.
(1)求;
(2)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(3)求数列的前n项和.
【考点题型十四】数列求和之通项含绝对值求和()
【例14】(24-25高二下·山东日照·阶段练习)等差数列的前项和记为,已知,且成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
(3)求数列的前16项的和.
【变式14-1】.(24-25高二上·湖北武汉·期末)设是公差不为零的等差数列,,.
(1)求和;
(2)求的前项和.
【变式14-2】.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知数列、的各项均不为零,若是单调递增数列,且,,,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【变式14-3】.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知正项数列的前项和为,且和满足:,
(1)求证:数列是等差数列;
(2)设,记,求和的值.
【考点题型十五】数列中新定义题()
【例15】(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)对于数列,若存在常数满足,则称为“上界数列”,为的“上界”,并把最小的值叫做“上界临界值”,记为.记数列的前项和为,已知,.
(1)判断是否为“上界数列”,并说明理由;
(2)若,为数列的前项和,求数列的“上界临界值”;
(3)若,数列的“上界临界值”为,证明:.
【变式15-1】.(24-25高三下·天津·开学考试)若数列满足,且存在正整数,使得为奇数时,;为偶数时,,称为阶跳跃数列,记.
(1)若数列为阶跳跃数列,且对任意,求最小时的最大值及此时数列的前2025项的和;
(2)已知为正整数,数列为阶跳跃数列.
①求的所有不同值的和.
②对任意,令,求证:.
【变式15-2】.(24-25高三下·河南信阳·开学考试)已知为不小于3的整数,数列和为两个不同的数列.若和满足,,,且,则称和关于相伴.
(1)若,写出一组,,,使得和关于3相伴;
(2)是否存在和关于相伴,且关于相伴?并说明理由;
(3)证明:若和关于相伴,则存在正整数,使得对任意,.
【变式15-3】.(24-25高三下·广东广州·阶段练习)定义:,,已知数列满足.
(1)若,,求,的值;
(2)若,,使得恒成立.探究:是否存在正整数,使得,若存在请求出所有的,若不存在请说明理由;
(3)若数列为正项数列,且集合的元素个数为有限个,证明:不存在实数,使得.
提升训练
一、单选题
1.(2025·山东临沂·一模)设数列的前项和为,且,则满足时,的最小值为( )
A.49 B.50 C.99 D.100
2.(24-25高二下·全国·随堂练习)已知为数列的前项和,且(),则( )
A. B. C. D.
3.(2025·四川·模拟预测)已知数列中,,(,且),则通项公式( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二下·湖北随州·阶段练习)已知,设数列的前项和为,则的值为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·广西河池·期末)已知数列满足,,则( )
A.31 B.45 C.57 D.63
6.(24-25高三下·河北邯郸·开学考试)( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二下·全国·课后作业)已知对一切都成立,那么,的值为( )
A., B.
C., D.,
8.(24-25高二上·湖南永州·阶段练习)已知数列的通项公式为,则其前20项和为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2025·云南·一模)已知数列的前项和为,,,则( )
A.数列是等比数列
B.
C.
D.数列的前项和为
10.(24-25高二上·河北沧州·阶段练习)已知数列的首项为4,且满足,则( )
A.为等差数列
B.为递增数列
C.的前项和
D.的前项和
三、填空题
11.(24-25高二下·上海·开学考试)将自然数,,,,按照如图排列,我们将,,,称为“拐弯数”,则第50个“拐弯数”是 .
12.(24-25高二下·全国·课后作业)数列的通项公式为,若该数列的前项之和等于9,则 .
四、解答题
13.(2025·陕西安康·二模)数列满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,证明:数列的前项和.
14.(24-25高二下·河南·阶段练习)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
15.(24-25高二下·云南昆明·开学考试)已知各项都不相等的等差数列,,又,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
16.(四川省宜宾市2025届高三第二次诊断性测试数学试题)已知数列的前项和,数列是正项等比数列,满足,.
(1)求,的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求.
17.(2025·河北保定·一模)记数列的前项和为,已知.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列的前项和.
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