内容正文:
章末复习课
(一)数列通项公式的求法
数列的通项公式是给出数列的主要方式,其本质就是函数的解析式.围绕数列的通项公式,不仅可以判断数列的类型,研究数列的项的变化趋势与规律,而且有利于求数列的前n项和.求数列的通项公式是数列的核心问题之一,主要方法有:
公式法
应用等差(等比)数列的通项公式求通项
构造法
利用递推公式构造新的数列(等差或等比)
公式法
应用等差(等比)数列的通项公式求通项
续表
累加法
形如an+1-an=f(n)型的递推公式求通项公式
累乘法
形如=f(n)型的递推公式求通项公式
利用an=
由含Sn的关系式求an适合此法
[例 1] 各项非零的数列{an}中,首项a1=1,且2S=2anSn-an(n≥2),求数列的通项an.
解:∵2S=2anSn-an,n≥2,
且an=Sn-Sn-1,
∴2S=2S-2SnSn-1-Sn+Sn-1,整理,得-=2,n≥2,
∴数列是以=1为首项,以2为公差的等差数列.
∴=1+(n-1)·2=2n-1,
即Sn=,
∴an=Sn-Sn-1=-
=-,n≥2,
又∵a1=1,不适合上式,
∴an=
1.设数列{an}是首项为1的正项数列,且an+1-an+an+1·an=0(n∈N*),求{an}的通项公式.
解析:∵an+1-an+an+1·an=0,
∴-=1.又=1,
∴是首项为1,公差为1的等差数列,
即=n.∴an=.
(二)等差(比)数列的基本运算
在等差(等比)数列的通项公式和前n项和公式中,含有5个基本量,即a1,d(q),an,n,Sn.知道其中的三个,可以求出其余的两个,称为“知三求二”型.在解决等差(等比)数列的问题中,往往是化为基本量的运算,有时也可灵活使用等差(等比)数列的性质解题.
[例 2] 在等比数列{an}中,已知a1=2,a4=16.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若a3,a5分别为等差数列{bn}的第3项和第5项,试求数列{bn}的通项公式及前n项和Sn.
解:(1)设{an}的公比为q,
由已知得16=2q3,
解得q=2,∴an=2×2n-1=2n.
(2)由(1)得a3=8,a5=32,则b3=8,b5=32.
设{bn}的公差为d,则有
解得
所以bn=-16+12(n-1)=12n-28.
所以数列{bn}的前n项和
Sn==6n2-22n.
2.已知数列{an}为等比数列,Sn是它的前n项和,若a2·a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为,则S5=________.
解析:∵a2·a3=a·q3=a1·a4=2a1,
∴a4=2,a4+2a7=a4+2a4q3=2×,
∴q=.
∴a4=a1q3=2,∴a1=16.
∴S5==31.
答案:31
(三)等差数列、等比数列的判断
1.判断一个数列为等差数列的常用方法
(1)定义法:an+1-an=d(常数)(n∈N*)⇔{an}为等差数列.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2(n∈N*)⇔{an}为等差数列.
(3)通项公式法:an为n的一次函数⇔{an}为等差数列.
(4)前n项和法:Sn是An2+Bn的形式⇔{an}为等差数列.
2.判断一个数列是等比数列的常用方法
(1)定义法:=q(q为常数且不为零)⇔{an}为等比数列.
(2)等比中项法:a=anan+2(n∈N*且an≠0)⇔{an}为等比数列.
(3)通项公式法:an=a1qn-1(a1≠0且q≠0)⇔{an}为等比数列.
[例 3] 已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n-5an-85,n∈N*.
(1)证明:{an-1}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:∵Sn=n-5an-85,
∴Sn+1=(n+1)-5an+1-85,
两式相减得:an+1=1+5an-5an+1,
整理得:an+1=an+,
∴an+1-1=(an-1),
又∵a1=1-5a1-85,即a1=-14,
∴a1-1=-14-1=-15,
∴数列{an-1}是以-15为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)可知
an-1=-15×,
∴an=1-15×.
3.数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=4an+2(n∈N*).
(1)设bn=an+1-2an,求证:{bn}是等比数列;
(2)设cn=,求证:{cn}是等差数列.
证明:(1)因为an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1+2-4an-2=4an+1-4an.
所以==
==2.
因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5.
所以b1=a2-2a1=3.
所以数列{bn}是首项为3,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知bn=3·2n-1=an+1-2an,
所以-=3.
所以cn+1-cn=3,且c1==2,
所以数列{cn}是等差数列,公差为3,首项为2.
(四)数列求和
数列的求和问题是数列中的重点问题,要掌握一些简单数列的求和方法,并应用数列求和解决一些数列问题,数列求和常用的方法有:①公式法(即直接应用等比数列、等比数列的求和公式求解),②倒序相加法,③错位相减法,④裂项相消法,⑤分组转化法(即把数列的第一项分成多个项或把数列的项重新组合,使其转化为等差数列或等比数列,然后由等差、等比数列的求和公式求解).
[例 4] 正项数列{an}满足:a-(2n-1)an-2n=0.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)令bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)由a-(2n-1)an-2n=0,则
(an-2n)(an+1)=0.
由于{an}是正项数列,所以an=2n.
(2)由an=2n,bn=,得
bn==,
Tn=
== .
4.设公差不为0的等差数列{an}的首项为1,且a2,a5,a14构成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足++…+=1-,n∈N*,求{bn}的前n项和Tn.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),
∵a2,a5,a14构成等比数列,∴a=a2a14,
即(1+4d)2=(1+d)(1+13d),
解得d=0(舍去),或d=2.
∴an=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)由已知++…+=1-(n∈N*),
当n=1时,=;
当n≥2时,=1--=.
∴=(n∈N*).
由(1)知,an=2n-1(n∈N*),
∴bn=(n∈N*).
又Tn=+++…+,
Tn=++…++,
两式相减,得Tn=+-=--,
∴Tn=3-.
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