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重难点培优02 由Sn求通项
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01 知识重构・重难梳理固根基 1
02 题型精研・技巧通法提能力 2
题型一 用,得到(★★) 2
题型二 用替换(★★★) 3
题型三 已知等式中左侧含有:(★★★★) 5
题型四 已知(积)和的关系(★★★★)..............................................................................................6
题型五 已知(积)和的关系(★★★★).............................................................................................8
03 实战检测・分层突破验成效 10
检测Ⅰ组 重难知识巩固 10
检测Ⅱ组 创新能力提升 12
一、对于数列,前项和记为;
①;②
1-
②:
类型1:已知与的关系;或与的关系
第一步:用,得到
第二步:已知,求用求通项的八大方法求解
类型2:已知与的关系;或与的关系
第一步:替换题目中的
第二步:已知;已知用求通项的八大方法求解
类型3:已知等式中左侧含有:
第一步:作差法(类似)
第二步:已知求用求通项的八大方法求解
二、对于数列,前项积记为;
①;②
①②:
类型1:已知和的关系
第一步:用,得到
第二步:的前项之积.用求通项的八大方法求解
类型2:已知和的关系
第一步:用替换题目中
第二步:已知数列的前n项积为,且.用求通项的八大方法求解
题型一 用,得到
【技巧通法·提分快招】
已知与的关系;或与的关系
第一步:用,得到
第二步:已知,求用求通项的八大方法求解
1.(2025·天津·调研)设数列的前项和为,已知,则( )
A. B.
C. D.
2.(2025·全国·模拟预测)已知数列的前项和,则( )
A.6 B.11 C.12 D.2
3.(2025·天津·调研)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
4.(2025高三·天津·调研)若正项数列的前项和为,且,则( )
A.20 B.100 C.200 D.210
5.(2025·天津·开学考)已知数列的前n项和为,且,则( )
A.数列是等比数列 B. C. D.数列是等比数列
6.(2025·天津·二模)已知数列的前项和为,满足,则下列判断正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C.数列存在最大值 D.数列存在最大值
7.(2025·天津·联考)设为数列的前项和,若,则( )
A.520 B.521 C.1033 D.1034
8.(2025高三·全国·调研)已知为等比数列,为数列的前n项和,,则( )
A.3 B.18 C.54 D.152
9.(2024·天津·二模)已知数列的前项和,则( )
A.16 B.17 C.18 D.19
10.(2024·天津·三模)设为数列的前项和,若,则( )
A.4 B.8 C. D.
题型二 用替换
【技巧通法·提分快招】
已知与的关系;或与的关系
第一步:替换题目中的
第二步:已知;已知用求通项的八大方法求解
1.(2025·天津武清·模拟预测)已知递增数列的前n项和为,若,,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津·期末)设数列的前项和为 ,,,,则数列的前项和为 ( )
A. B. C. D.
3.(2024·天津·调研)若数列的前项积为,且满足,,则( )
A. B. C. D.7
4.(23-24高一下·天津和平·期末)已知数列的前n项和为,,,则( )
A. B.
C. D.
5.(2023·天津·模拟预测)已知各项均为正数的数列的前项和为,若,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
6.(2023·天津·三模)已知数列的前项和为,若满足,则( )
A. B. C. D.
7.(2023·天津·模拟预测)已知数列的前n项和为,若,,( )
A. B. C. D.
8.(2023·天津·联考)已知数列的前n项和为,且,,,则2023是数列的( )
A.第566项 B.第574项 C.第666项 D.第674项
9.(2023·天津·一模)数列的前项和为,,若该数列满足,则下列命题中错误的是( )
A.是等差数列 B.
C. D.是等比数列
10.(2023·天津·模拟预测)已知数列的前n项和为,,且(且),若,则( )
A.46 B.49 C.52 D.55
题型三 已知等式中左侧含有:
【技巧通法·提分快招】
已知等式中左侧含有:
第一步:作差法(类似)
第二步:已知求用求通项的八大方法求解
1.(24-25高二上·天津和平·期末)设数列满足,则( )
A.7 B. C. D.
2.(2023·天津·模拟预测)数列的各项均不为0,前1357项均为正数,且有:,则的可能取值个数为( )
A.665 B.666 C.1330 D.1332
3.(2023·天津·三模)已知数列满足,则的通项公式为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·天津·期末)设数列满足,则数列的前10项和为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·天津·期末)对于数列,若满足:,则称为数列的“优值”,现已知数列的“优值”,记数列的前项和为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(2024·天津·联考)已知正项数列满足,若,则( )
A. B.1 C. D.2
7.(2024·天津·联考)对于数列,定义为数列的“加权和”.设数列的“加权和”,记数列的前项和为,若对任意的恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(22-23高三上·天津·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和,且满足,.设(非零整数,),若对任意,有恒成立,则的值是( )
A.2 B.1 C. D.
9.(23-24高二下·天津·期中)已知数列是正项数列,且,则( )
A.216 B.260 C.290 D.316
10.(2024·天津·模拟预测)若数列满足,的前项和为,则( )
A. B.
C. D.
题型四 已知(积)和的关系
【技巧通法·提分快招】
已知和的关系
第一步:用,得到
第二步:的前项之积.用求通项的八大方法求解
1.(23-24高二下·天津武清·开学考)设正项数列的前项之和,数列的前项之积,且.
(1)求证:为等差数列,并分别求,的通项公式;
(2)设数列的前项和为,不等式对任意正整数恒成立,求正实数的取值范围.
2.(2022·天津·模拟预测)已知数列的前n项之积为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的最大值.
3.(2023·天津·模拟预测)已知数列前项和,的前项之积.
(1)求与的通项公式.
(2)把数列和的公共项由小到大排成的数列为,求的值.
4.(2025·天津·调研)已知数列的前项和为,对任意的,都有.若是数列的前项积,则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.(2025·天津·二模)数列是递增数列,其前项和为,且.
(1)求;
(2)记,数列满足:,数列的前项积与前项和分别记为.证明:
①;
②.
6.(2024·全国·调研)已知是数列的前项和,是数列的前项积,,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二上·天津和平·期末)数列的前n项和为,满足,则数列的前n项积的最大值为( )
A. B. C. D.
8.(2023·天津·模拟预测)已知数列,满足.
(1)若是数列的前n项积,求的最大值;
(2)抽去数列的第3,6,9,…,,…项,余下的项顺序不变,构成一个新数列,求数列的前2023项和.
9.(2023·天津·调研)已知数列的前n项积.
(1)求;
(2)设,求证:.
10.(2024·天津·三模)记为数列的前n项和,为数列的前n项积,若,,则满足的n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
题型五 已知(积)和的关系
【技巧通法·提分快招】
已知和的关系
第一步:用替换题目中
第二步:已知数列的前n项积为,且.用求通项的八大方法求解
1.(2024·天津·一模)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
2.(2024高三·天津·开学考)已知数列的前项积.
(1)求的通项公式;
(2)设,证明:.
3.(2024高三下·全国·调研)已知为正项数列的前项积,且,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若,的前项和为,证明:.
4.(2024·天津·一模)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
5.(2023·天津·三模)已知数列的前项的积
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足,求.
6.(2025·天津武清·模拟预测)已知数列的前项和为,且满足,数列的前项积.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
7.(2023·天津蓟州·模拟预测)记为数列的前项和.已知,.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前项积,求的最大值.
8.(2024·天津·一模)已知正项数列中,,和分别表示的前项和与前项积,从①,②,③,中选取一个作为条件,解答以下问题(多选不得分).
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
9.(2023·天津蓟州·模拟预测)记为数列的前项积,已知,则= ( )
A. B. C. D.
10.(2024·天津蓟州·模拟预测)已知为数列的前n项积,若,则数列的通项公式( )
A.3-2n B.3+2n C.1+2n D.1-2n
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(2025·天津·三模)设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“超神数列”,下列命题中,正确的有 .
①存在递增数列,使得它是“超神数列”;
②存在周期数列,使得它是“超神数列”;
③存在等差数列,使得它是“超神数列”;
④若为等比数列,对于任意,存在,使得为超神数列.
2.(2023·天津·模拟预测)已知数列的首项为1,是的前n项和,且,(),若存在,使得成立,则实数m的取值范围为 .
3.(2025·天津·三模)已知数列的前项和为,且(),给出下列四个结论:
①长度为,,1的三条线段可以围成一个内角为的三角形;
②,;
③,;
④.
其中正确结论的序号是 .
54.(2025·天津·调研)无穷数列由个不同的数组成,为的前项和,若对任意,则整数的最大值为 .
5.(2025·天津·三模)已知是各项均为正数的无穷数列,其前项和为,且.给出下列四个结论:
①;
②,使得;
③存在一个正数,使得对任意的,都有;
④对任意的,都有.
其中所有正确结论的序号是 .
6.(2025·天津·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,且.若为递增数列,,则的取值范围是 .
7.(2023·天津·模拟预测)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
8.(2025·天津·模拟预测)记为数列的前n项和,若,求 .
9.(2025·河北秦皇岛·三模)已知数列的前项和为,数列是首项为1、公差为1的等差数列,若,则 .
10.(2025·天津·模拟预测)数列的前n项和为,满足,,则 .
11.(2025·天津·调研)记为正项数列的前项和,,为等比数列,则 .
12.(2025·天津·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,且.给出如下结论:
①;
②若为递增数列,则的取值范围是;
③存在实数,使得为等比数列;
④,使得当时,总有.
其中所有正确结论的序号是 .
13.(2025·天津·调研)已知为数列的前项和,,,则的通项公式为 ;令,则 .
14.(23-24高二下·天津和平·开学考)数列满足,则 .
15.(2025·天津·模拟预测)记为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设递增的等差数列满足,且成等比数列.设,证明:.
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(2025·天津·模拟预测)已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)若正整数成等差数列,且,试判断能否构成等比数列,并说明理由.
2.(2025·天津和平·模拟预测)已知数列的前项和为,,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,
(i)求数列的前项和;
(ii)当时,设集合,集合中所有元素的和记为,求数列的通项公式.
3.(2025·天津河北·模拟预测)设,,,若各项均为正数的数列满足,则称数列具有性质“”.
(1)已知数列的前n项和为,且,试判断数列是否具有性质“”,并说明理由;
(2)若数列满足,且.
(i)证明:数列具有性质“”;
(ii)记数列的前n项和为,证明:.
4.(2025·天津河北·模拟预测)若对,都有,则称与为“级相邻数列”.
(1)设的前n项和,且,试判断与是否为“2级相邻数列”,并说明理由;
(2)若,且为“4级相邻数列”,求k的取值范围;
(3)已知,由数列的所有项组成的集合M中恰好有2个元素,若与为“1级相邻数列”,求满足条件的数列的组数(用数字作答).
5.(2025·天津·模拟预测)已知数列的通项,数列的前项和为,且满足,.数列和的所有项合在一起,按从小到大的顺序依次排列构成新数列,数列的前项和为.
(1)求的值;
(2)求使得成立的的最小值;
(3)从数列的前100项中每次随机抽取一项,有放回地抽取20次,设这20次抽取的项互不相同的概率为,借鉴函数及其性质证明:.
附:(均大于0,且不全相等)成立.
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重难点培优02 由Sn求通项
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01 知识重构・重难梳理固根基 1
02 题型精研・技巧通法提能力 2
题型一 用,得到(★★) 2
题型二 用替换(★★★) 6
题型三 已知等式中左侧含有:(★★★★) 11
题型四 已知(积)和的关系(★★★★)............................................................................................17
题型五 已知(积)和的关系(★★★★)...........................................................................................24
03 实战检测・分层突破验成效 32
检测Ⅰ组 重难知识巩固 32
检测Ⅱ组 创新能力提升 44
一、对于数列,前项和记为;
①;②
1-
②:
类型1:已知与的关系;或与的关系
第一步:用,得到
第二步:已知,求用求通项的八大方法求解
类型2:已知与的关系;或与的关系
第一步:替换题目中的
第二步:已知;已知用求通项的八大方法求解
类型3:已知等式中左侧含有:
第一步:作差法(类似)
第二步:已知求用求通项的八大方法求解
二、对于数列,前项积记为;
①;②
①②:
类型1:已知和的关系
第一步:用,得到
第二步:的前项之积.用求通项的八大方法求解
类型2:已知和的关系
第一步:用替换题目中
第二步:已知数列的前n项积为,且.用求通项的八大方法求解
题型一 用,得到
【技巧通法·提分快招】
已知与的关系;或与的关系
第一步:用,得到
第二步:已知,求用求通项的八大方法求解
1.(2025·天津·调研)设数列的前项和为,已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当时,,
则,即,
所以数列是公差为4的等差数列.
又,则.
所以.
故选:A.
2.(2025·全国·模拟预测)已知数列的前项和,则( )
A.6 B.11 C.12 D.2
【答案】A
【详解】方法1:.
方法2:等差数列的前项和为,
因为,所以数列是以2为首项,2为公差的等差数列.
于是.
故选:A.
3.(2025·天津·调研)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意,,
在等比数列中,,
设公比为q,
,解得,
∴,
当时,,解得:,
∴是以2为首项,3为公比的等比数列,
∴.
故选:A.
4.(2025高三·天津·调研)若正项数列的前项和为,且,则( )
A.20 B.100 C.200 D.210
【答案】D
【详解】解法一:将代入,得,解得.
由,得,两式相减得,
即,所以或.
若,则由,得,与为正项数列矛盾.
故有,则,
则是以1为首项、1为公差的等差数列,故.
则.(另解:将代入中得)
解法二:将代入,得,解得,
当时,,得(由为正项数列取舍),
当时,,得,
故猜想,当时,,满足,
故,,故.
故选:D.
5.(2025·天津·开学考)已知数列的前n项和为,且,则( )
A.数列是等比数列 B. C. D.数列是等比数列
【答案】B
【详解】对于A,由,可得,
两式相减得,所以,
所以,所以,
当时,,又,所以,所以,
所以数列不是等比数列,故A错误;
对于B,由A可知,数列去掉第一项,可构成以为首项,2为公比的等比数列,
所以,故B正确;
对于C,由A可得,
所以,
所以,故C错误;
对于D,由C可得,
所以,所以数列不是等比数列,故D错误.
故选:B.
6.(2025·天津·二模)已知数列的前项和为,满足,则下列判断正确的是( )
A.数列为等差数列 B.
C.数列存在最大值 D.数列存在最大值
【答案】D
【详解】由可知,当时,,
因为,所以,
故数列是从第二项开始的等差数列,故A错误.
将的通项公式可得,故B错误.
由知,数列为递增数列,不存在最大值,故C错误.
由知,数列为递减数列,故存在最大值,故D正确.
故选:D.
7.(2025·天津·联考)设为数列的前项和,若,则( )
A.520 B.521 C.1033 D.1034
【答案】C
【详解】数列中,,当时,,
两式相减得,即,则,
而,解得,因此数列是以为首项,2为公比的等比数列,
则,即,于是,所以.
故选:C
8.(2025高三·全国·调研)已知为等比数列,为数列的前n项和,,则( )
A.3 B.18 C.54 D.152
【答案】C
【详解】由题设得,作差可得,即,
又为等比数列,故其公比为3,且,即,
所以.
故选:C
9.(2024·天津·二模)已知数列的前项和,则( )
A.16 B.17 C.18 D.19
【答案】D
【详解】依题意,,,
所以.
故选:D
10.(2024·天津·三模)设为数列的前项和,若,则( )
A.4 B.8 C. D.
【答案】B
【详解】当时,,所以,
整理得,所以.
故选:B.
题型二 用替换
【技巧通法·提分快招】
已知与的关系;或与的关系
第一步:替换题目中的
第二步:已知;已知用求通项的八大方法求解
1.(2025·天津武清·模拟预测)已知递增数列的前n项和为,若,,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当时,,即,则.
当时,由,得,
得,则,易知,即.
又,所以是首项为1,公比为的等比数列.
又单调递增,所以,解得.
故选:C
2.(23-24高二上·天津·期末)设数列的前项和为 ,,,,则数列的前项和为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,且,
,即 ,,
故数列为常数列,且,
,则,
故数列的前项和.
故选:D.
3.(2024·天津·调研)若数列的前项积为,且满足,,则( )
A. B. C. D.7
【答案】B
【详解】由题意知,当时,.
由,得,
所以当时,,即,
又,所以是首项为、公差为的等差数列,
故.
故选:B
4.(23-24高一下·天津和平·期末)已知数列的前n项和为,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为,则,整理得,
又,则,
因此数列是首项为1,公差为1的等差数列,
则,所以.
故选:D.
5.(2023·天津·模拟预测)已知各项均为正数的数列的前项和为,若,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】A
【详解】因为,所以,
两式相减得,
即,因为,
所以,
所以数列中,从第二项起成等差数列,
所以,
所以.由得,
所以,得,所以,
故选:A.
6.(2023·天津·三模)已知数列的前项和为,若满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当时,,,得,
当时,,,,
,又,
所以是首项为,公比为的等比数列,
所以,.
故选:C
7.(2023·天津·模拟预测)已知数列的前n项和为,若,,( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,
所以,所以,
因为,
所以是以3为首项,3为公比的等比数列,
所以,所以,
所以.
故选:D
8.(2023·天津·联考)已知数列的前n项和为,且,,,则2023是数列的( )
A.第566项 B.第574项 C.第666项 D.第674项
【答案】D
【详解】由,得,
即,所以数列是等差数列,
设公差为d,则由和可得:,
解得,所以.
由,得n=674.
故选:D.
9.(2023·天津·一模)数列的前项和为,,若该数列满足,则下列命题中错误的是( )
A.是等差数列 B.
C. D.是等比数列
【答案】C
【详解】对于A,当时,由得:,
,即,又,
数列是以为首项,为公差的等差数列,A正确;
对于B,由A知:,,B正确;
对于C,当时,,
经检验:不满足,,C错误;
对于D,由B得:,,又,
是以为首项,为公比的等比数列,D正确.
故选:C.
10.(2023·天津·模拟预测)已知数列的前n项和为,,且(且),若,则( )
A.46 B.49 C.52 D.55
【答案】B
【详解】因为当时,,即,
所以.
因为
.
又,所以.
因为,所以,解得或(舍去).
故选:B.
题型三 已知等式中左侧含有:
【技巧通法·提分快招】
已知等式中左侧含有:
第一步:作差法(类似)
第二步:已知求用求通项的八大方法求解
1.(24-25高二上·天津和平·期末)设数列满足,则( )
A.7 B. C. D.
【答案】C
【详解】令,可得,
令,可得,
两式相减可得,所以.
故选:C.
2.(2023·天津·模拟预测)数列的各项均不为0,前1357项均为正数,且有:,则的可能取值个数为( )
A.665 B.666 C.1330 D.1332
【答案】B
【详解】当时,,
因为数列的前项均为正数,
所以,
设数列的前项和为,
所以①,
则②,
②-①得:,
化简得,
若,③,
则④,
③-④得,
因为数列的前项均为正数,
所以,
即数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,
所以为定值.
由可得:从项到项,连续两项之间有两种情况:或,
根据相反数的立方和为零可得每增加两项,可能结果增加两种;而第1358项有两种可能;
所以最后结果的个数可能为:种.
故选:B.
3.(2023·天津·三模)已知数列满足,则的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】当时,有,所以,
当时,由,,
两式相减得,
此时,,也满足,
所以的通项公式为.
故选:B.
4.(23-24高二上·天津·期末)设数列满足,则数列的前10项和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,则,
两式相减得,所以,
又,
所以,,
所以数列的前10项和为.
故选:C.
5.(23-24高二上·天津·期末)对于数列,若满足:,则称为数列的“优值”,现已知数列的“优值”,记数列的前项和为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由已知得①,
则当时,②
所以①-②得,即,
又当时,,符合,
故,
所以
令,得,
所以的最大值为.
故选:D.
6.(2024·天津·联考)已知正项数列满足,若,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【详解】时,
时,
,
故选:D.
7.(2024·天津·联考)对于数列,定义为数列的“加权和”.设数列的“加权和”,记数列的前项和为,若对任意的恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,则,
即,故,
当时,,符合上式,故,
则,故,
因为对任意的恒成立,
当时,有,即,不符合要求,
当时,则有,
解得.
故选:B.
8.(22-23高三上·天津·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和,且满足,.设(非零整数,),若对任意,有恒成立,则的值是( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【详解】由,,又,所以,
,又,所以,
由得(),
相减得,,,
所以,所以,
再相减得,
则,而,
所以数列是等差数列,首项和公差均为1,所以,
,
对任意,有恒成立,则恒成立,
,
即,
是奇数时,,,∴,
为偶数时,,,∴,
综上,.又是非零整数,所以.
故选:D.
9.(23-24高二下·天津·期中)已知数列是正项数列,且,则( )
A.216 B.260 C.290 D.316
【答案】A
【详解】令,得,∴.
当时,.
与已知式相减,得.
∴,又时,满足上式,
∴.
∴,∴.
故选:A
10.(2024·天津·模拟预测)若数列满足,的前项和为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
当时,,
,
,
;
当时,,解得:,不满足,;
当时,,
又满足,.
故选:D.
题型四 已知(积)和的关系
【技巧通法·提分快招】
已知和的关系
第一步:用,得到
第二步:的前项之积.用求通项的八大方法求解
1.(23-24高二下·天津武清·开学考)设正项数列的前项之和,数列的前项之积,且.
(1)求证:为等差数列,并分别求,的通项公式;
(2)设数列的前项和为,不等式对任意正整数恒成立,求正实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,;
(2).
【详解】(1)由题意知,且当时,,
所以由得,
所以,由得,即,
所以是以2为首项,1为公差的等差数列,
所以,即,所以;
当时,,
当时,也符合上式,所以.
(2)由(1)得,
所以
,
所以
,
所以数列是单调递增数列,所以,
因为不等式对任意正整数恒成立,
所以,即,又,
所以解得,所以的取值范围为.
2.(2022·天津·模拟预测)已知数列的前n项之积为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的最大值.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)∵①,∴②,
由①②可得,由①也满足上式,∴③,
∴④,由③④可得,
即,∴,∴.
(2)由(1)可知,则,
记,
∴,
∴,
∴,即单调递减,
∴的最大值为.
3.(2023·天津·模拟预测)已知数列前项和,的前项之积.
(1)求与的通项公式.
(2)把数列和的公共项由小到大排成的数列为,求的值.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)解:(1)由,
当时,
当时,,
当时,上式也成立,
所以,
由,
当时,,
当时,,
当时,上式也成立,
所以;
(2)解:设
,,为得正整数倍,
故当为奇数时,,故公共项为,
∴,,,,…构成首项为2,公比为4的等比数列,
则.
4.(2025·天津·调研)已知数列的前项和为,对任意的,都有.若是数列的前项积,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当时,,
当时,,,
两式相减得,即,又,故,
所以数列是以32为首项,为公比的等比数列,
通项公式为:
因为是数列的前项积,
所以,
当或时,有最大值15,所以当时,有最大值.
故选:C
5.(2025·天津·二模)数列是递增数列,其前项和为,且.
(1)求;
(2)记,数列满足:,数列的前项积与前项和分别记为.证明:
①;
②.
【答案】(1),
(2)①证明见解析 ;②证明见解析
【详解】(1)由得,.
两式相减得:,即,
因为是递增数列,所以,
由,得,所以是首项为,公差为的等差数列,
所以,;
(2)①由已知得,,
所以,即,
所以;
②由,可得,
所以
,
所以.
6.(2024·全国·调研)已知是数列的前项和,是数列的前项积,,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,当时,,则,
显然符合上式,因此,由,得,
则,而,即有,
于是,
从而,
所以,即.
故选:B
【点睛】易错点睛:由数列前项和求通项,需按和分段求解,并且还要验证的结果是否满足时的表达式.
7.(23-24高二上·天津和平·期末)数列的前n项和为,满足,则数列的前n项积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意,,,则,当时,,
两式相减得,即,因此数列是以512为首项,为公比的等比数列,
于是,显然数列单调递减,当时,,当,,
所以当或时,数列的前n项积最大,最大值为.
故选:B
8.(2023·天津·模拟预测)已知数列,满足.
(1)若是数列的前n项积,求的最大值;
(2)抽去数列的第3,6,9,…,,…项,余下的项顺序不变,构成一个新数列,求数列的前2023项和.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当时,.
当时,
,解得①.
因为满足①式,
所以,
则,所以为等比数列,公比为,
所以.
又因为当或时,取最大值55,
所以的最大值为.
(2)方法一:
.
方法二:因为,
所以,根据已知可知,,
则,.
所以,是以为首项,为公比的等比数列,
所以,.
是以为首项,为公比的等比数列,
所以,.
所以,
.
9.(2023·天津·调研)已知数列的前n项积.
(1)求;
(2)设,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【详解】(1)当时,,
当1时,满足上式,
所以.
(2),
即,①
所以,②
②①得,
,
,
所以得证.
10.(2024·天津·三模)记为数列的前n项和,为数列的前n项积,若,,则满足的n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【详解】由可得,,
故为公比为2的等比数列,故,
所以,故,
因此
故,
要使,则,
当时,,时,,且在时,随着正整数的增大而增大,故的最小值为6,
故选:B
题型五 已知(积)和的关系
【技巧通法·提分快招】
已知和的关系
第一步:用替换题目中
第二步:已知数列的前n项积为,且.用求通项的八大方法求解
1.(2024·天津·一模)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)因为是首项为、公差为的等差数列,
故,
即,
当时,,
故
,
当时,,符合上式,
故;
(2)由,,
故,
则,
因为,故.
2.(2024高三·天津·开学考)已知数列的前项积.
(1)求的通项公式;
(2)设,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)当时,.
当时,,
当时不满足上式,所以.
(2)解法一:当时,.
当时,,
故
.
解法二:当时,.
当时,.
故
.
3.(2024高三下·全国·调研)已知为正项数列的前项积,且,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若,的前项和为,证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意知①,
当时,,∵,∴.
当时,②.
①-②得,适合上式,
③,则④.
得,∴,
两边同时取以为底的对数,得,
则,,又,
数列是首项为,公比为的等比数列.
(2)由题意及(1)知,,
则,
所以,,
两式相减得,
∴.
∵,
随的增大而减小,∴,又,∴,
∴.
4.(2024·天津·一模)设为数列的前项和,已知是首项为、公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前项积,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由是首项为、公差为的等差数列,
故,
即,
当时,,
故
,
当时,,符合上式,
故;
(2)由,,
故,
则
,
由,
故,
则.
5.(2023·天津·三模)已知数列的前项的积
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,,即可求出答案;
(2),由此可求得答案.
【详解】(1),
当时,.
当时,,满足上式,
.
(2)
.
6.(2025·天津武清·模拟预测)已知数列的前项和为,且满足,数列的前项积.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)当时,,
∴,
当时,,
化简得,
∵,∴,
∴数列是首项为,公差为的等差数列,
∴.
当时,,
当时,,当时也满足,
所以.
(2),
设①,
则②,
①-②得,
∴.
7.(2023·天津蓟州·模拟预测)记为数列的前项和.已知,.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前项积,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为时,,所以,两式相减得到,化简整理得,所以,当时,,
又当,,又,解得.
所以,当时,,
又当时,,满足,当时,,不满足,
综上所述,.
(2)由(1)知,当时,,得到,
又当时,,满足,所以,
令,所以,
又,
当时,,
所以当时,,又,所以,当时,,
所以时,取得最大值.
8.(2024·天津·一模)已知正项数列中,,和分别表示的前项和与前项积,从①,②,③,中选取一个作为条件,解答以下问题(多选不得分).
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:(1)选①作条件解答如下:
,
当时,,即,即,
又,
当时,,
即,即,
所以,数列是首项为1,公比为2的等比数列,
;
选②作条件解答如下:
,
当时,,即,
又,
当时,,
,
,
显然当时也满足,;
选③作条件解答如下:
,,
当时,,
,即,
显然当时也满足上式,;
(2)解:由(1)知:,
由,,
则数列是首项为0,公差为1的等差数列,
所以,数列的前项和.
9.(2023·天津蓟州·模拟预测)记为数列的前项积,已知,则= ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据与的等式,求得的通项公式即得解.
【详解】则,代入,
化简得:,则.
故选:C.
10.(2024·天津蓟州·模拟预测)已知为数列的前n项积,若,则数列的通项公式( )
A.3-2n B.3+2n C.1+2n D.1-2n
【答案】D
【详解】当n=1时,;当时,,于是是以-1为首项,-2为公差的等差数列,所以.
故选:D.
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(2025·天津·三模)设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“超神数列”,下列命题中,正确的有 .
①存在递增数列,使得它是“超神数列”;
②存在周期数列,使得它是“超神数列”;
③存在等差数列,使得它是“超神数列”;
④若为等比数列,对于任意,存在,使得为超神数列.
【答案】①②④
【详解】对于①,当时,,,
,即,故①正确;
对于②,当周期数列为,周期为2,对任意的,都有,故②正确;
对于③设等差数列首项为,公差为,则,,
,对任意的恒成立,
当,是开口向上的二次函数,
当,故不符合题意;
当时,,不符合题意;
当时,,也不符合题意;
综上,不存在等差数列,使得它是“超神数列”,故③错误;
对于④,设等比数列首项为,公差为,,
,
当为奇数时,,则,要使,
所以就符合题意;
当为偶数时,,
,
又,,所以,即,
综上,当,对于任意,存在,使得为超神数列,故④正确.
故答案为:①②④
2.(2023·天津·模拟预测)已知数列的首项为1,是的前n项和,且,(),若存在,使得成立,则实数m的取值范围为 .
【答案】
【详解】由,()可得,
即,因
,当时符合题意,
故.
若存在,使得成立.
当为奇数时,,,
由,可得,
此时,存在使得,
故,即,
也即;
当为偶数时,,,
由可得,
此时,存在使得,
故,即,
也即.
综上,可得实数m的取值范围为.
故答案为:.
3.(2025·天津·三模)已知数列的前项和为,且(),给出下列四个结论:
①长度为,,1的三条线段可以围成一个内角为的三角形;
②,;
③,;
④.
其中正确结论的序号是 .
【答案】①③④
【详解】对于①,长度为,,1的三条线段组成三角形,
设边长为的边对应的角为,因为,所以,
故,
又,所以,即边长为对应的角为,故①正确;
对于②,由,,则,
当时,,故②错误;
对于③④,因为,
所以,令,则,
令,为锐角,
则
,所以,所以,又,
所以,即,所以,
所以,
所以,所以,故④正确;
所以,当时,,
又也适合,所以,
又,
即,所以,故③正确.
故答案为:①③④.
54.(2025·天津·调研)无穷数列由个不同的数组成,为的前项和,若对任意,则整数的最大值为 .
【答案】7
【详解】当时,或或,
当时,若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
若,,所以,
所以当时,,
所以要涉及最多的不同的项数列可以为:,
所以整数的最大值为7.
故答案为:7.
5.(2025·天津·三模)已知是各项均为正数的无穷数列,其前项和为,且.给出下列四个结论:
①;
②,使得;
③存在一个正数,使得对任意的,都有;
④对任意的,都有.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【详解】解法一:对于①,由,令,则,所以,
∵是各项均为正数的无穷数列,其前项和为,
∴恒成立,且,,
又,
,即,
故随着的增大而减小,
其中,
,
随着的增大而增大,
,,,
∵随着的增大而减小,
,,,
,
,,
,,故①正确;
对于②,,
要判断,即判断,
因为恒成立,所以,
即证明,即证明,
当时,,满足要求,
当时,
,
对任意的都成立,
对任意的,都有,故有,即②正确;
对于④,随着的增大而减小,,时,,
,故④正确.
对于③,由以上分析,数列中,,且随着的增大,趋向于1,
又,故无限趋向于正无穷大,
所以不存在一个正数,使得对任意的,都有,故③错误.
解法二:解法二:由,令,则,所以,
是各项均为正数的无穷数列,其前项和为,
,
,,
,,
,(1)
对于③,取为大于的第一个整数,记为,则,所以(3)错误.
对于②,由,解得,
代入(1)得,
解得,取代入,得。所以②正确.
对于④,由(2)得,
所以,
即,也就是,
所以成立,故④正确.
对于①,由得,
,
,
,
,即,故①正确.
故答案为:①②④
6.(2025·天津·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,且.若为递增数列,,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题设,
又各项均不为零,则,
由,则,
又为递增数列,则,
而,即,则,
综上,,即的取值范围是.
故答案为:
7.(2023·天津·模拟预测)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【详解】由题意,
当时,,两式相减得,
,解得,
在中,令,可得,故也满足,
综上所述,所求即为.
故答案为:.
8.(2025·天津·模拟预测)记为数列的前n项和,若,求 .
【答案】64
【详解】由有,当时,得,
当时,,
所以数列是以2为公比,1为首项的等比数列,
所以,所以.
故答案为:.
9.(2025·河北秦皇岛·三模)已知数列的前项和为,数列是首项为1、公差为1的等差数列,若,则 .
【答案】
【详解】因为是首项为1、公差为1的等差数列,故,
而,故,
故,而,故,符合该式,
故,
故,所以,
所以,
故,
故答案为:
10.(2025·天津·模拟预测)数列的前n项和为,满足,,则 .
【答案】10100
【详解】当时,,解得,
当时,,
即,则,即,
∴或,
当时,,则与矛盾,∴舍去,
∴,即数列是首项,公差的等差数列,
即,
∴数列的前项和,即.
故答案为:10111.
11.(2025·天津·调研)记为正项数列的前项和,,为等比数列,则 .
【答案】
【详解】由题设,可得,即,
又为等比数列,若公比为,则,故,
所以,则,
所以.
故答案为:
12.(2025·天津·模拟预测)已知各项均不为零的数列,其前项和是,且.给出如下结论:
①;
②若为递增数列,则的取值范围是;
③存在实数,使得为等比数列;
④,使得当时,总有.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【详解】由得,相减可得,
由于各项均不为零,所以,所以的奇数项和偶数项分别为公差为1的等差数列,
对于①,,故正确;
对于②,由于的奇数项和偶数项分别为公差为1的等差数列,所以,
若,则需要,则,故正确,
对于③,,若为等比数列,则为常数,则,
此时,故,进而可得数列的项为显然这不是等比数列,故错误,
对于④,若,只要足够大,一定会有 ,
则,只要足够的大, 趋近于0,
而,显然能满足,故,当时,总有,故正确,
故答案为:①②④
13.(2025·天津·调研)已知为数列的前项和,,,则的通项公式为 ;令,则 .
【答案】
【详解】由可得,
当时,,
故,
化简可得,(),
故为等差数列,且公差为1,故,
,故,
故,
故为等比数列且公比为,首项为,
故,
故答案为:,
14.(23-24高二下·天津和平·开学考)数列满足,则 .
【答案】
【详解】因为,
当时,,
当时,,
则得:,
所以,
当时,不成立,所以.
故答案为:.
15.(2025·天津·模拟预测)记为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设递增的等差数列满足,且成等比数列.设,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)因为,所以,
两式相减可得,
即,则,
由,可得,
所以当时,,即,
因为不满足上式,
所以数列的通项公式为.
(2)设数列的公差为,因为成等比数列,且,
所以,即,整理得,
解得或,
因为,所以,又因为,所以数列的通项公式为.
可得
综上可得,对于任意,都有.
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(2025·天津·模拟预测)已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)若正整数成等差数列,且,试判断能否构成等比数列,并说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)不能构成等比数列,理由见解析.
【详解】(1)由数列的前项和为,且,
当时,可得,解得;
当时,可得,
整理得,即,所以,
所以数列是首项,公比为的等比数列,则,
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)知,可得,
设,
则
两式相减,可得
,
所以,
又由,所以.
(3)由题意,正整数成等差数列,则,
若构成等比数列,则满足,
因为,可得,
整理得,即,
又因为,可得,所以,即
两边同除,可得,
因为,且,所以,
所以与均为偶数,则为奇数,为偶数,
所以等式不成立,所以不能构成等比数列.
2.(2025·天津和平·模拟预测)已知数列的前项和为,,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,
(i)求数列的前项和;
(ii)当时,设集合,集合中所有元素的和记为,求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i);(ii).
【详解】(1)由,,则,
所以,故是首项、公差均为1的等差数列;
(2)(i)由(1)得,
当时,,
显然满足,所以,
所以,
又,,
所以,
所以,
若数列的前项和为,
则,,
所以,
所以;
(ii)当时,,与矛盾,所以,
当时,,与矛盾,所以,
综上,此时,
所以,可得,即,
所以,则
.
3.(2025·天津河北·模拟预测)设,,,若各项均为正数的数列满足,则称数列具有性质“”.
(1)已知数列的前n项和为,且,试判断数列是否具有性质“”,并说明理由;
(2)若数列满足,且.
(i)证明:数列具有性质“”;
(ii)记数列的前n项和为,证明:.
【答案】(1)具有,理由见解析;
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【详解】(1)数列中,,当时,,则,
而,解得,因此数列是首项和公比都为的等比数列,
则,,,
正项数列满足,所以数列具有性质“”.
(2)(i)函数,令函数,求导得,
函数在上单调递减,则,即,,
任意,,而,,则,,
于是,
令,求导得,
函数在上单调递增,,
当时,,,而,
则,因此;
依题意,,
令,
令函数,求导得,
令函数,求导得,函数在上单调递增,
当时,,,函数在上单调递增,
当时,,即当时,,,
因此当时,,又,则,
于是,,则,
所以数列具有性质“”.
(ii)由(i)知,,则,
当,时,,
当时,,
当时,,
所以.
4.(2025·天津河北·模拟预测)若对,都有,则称与为“级相邻数列”.
(1)设的前n项和,且,试判断与是否为“2级相邻数列”,并说明理由;
(2)若,且为“4级相邻数列”,求k的取值范围;
(3)已知,由数列的所有项组成的集合M中恰好有2个元素,若与为“1级相邻数列”,求满足条件的数列的组数(用数字作答).
【答案】(1)与为“2级相邻数列”;理由见解析
(2);
(3)3470
【详解】(1)当时,,
当时,,
当时,也成立,所以,
所以,
所以,
所以,
所以与是“2级相邻数列”
(2)已知,化简可得.
设,则.
因为,所以,(当时取等号),
所以单调递减,所以的最大值为,
所以,
所以,,
所以,即的取值范围为.
(3)已知,
由数列的所有项组成的集合中恰好有2个元素,若与为“1级相邻数列”,
因为与为“1级相邻数列”,所以,
当时,有2种不同选择;时,,有3种不同选择;
时,有3种不同选择,时,有2中不同选择.
由数列的所有项组成的集合中恰好有2个元素,
所以有,,,,,共6种不同的情况.
当时,数列可能是1个1、3个2的排列(有4种不同的排列);
也可能是2个1、2个2的排列(有种不同的排列);
还可能是3个1、1个2的排列(有4种不同的排列).
1个1、3个2的每一种排列,2个1、2个2的每一种排列,
3个1、1个2的每一种排列对应的数列分别有,,种不同的清况,
总共个不同的数列;
同样,,时也各贡献528个不同的数列;
时也分是1个2、3个3的排列(有4种不同的排列);
也可能是2个2、2个3的排列(有种不同的排列);
还可能是3个2、1个3的排列(有4种不同的排列),
总共个不同的数列;
时,总共个不同的数列;
共计有个不同的数列组;
即满足条件的数列组的个数为3470.
5.(2025·天津·模拟预测)已知数列的通项,数列的前项和为,且满足,.数列和的所有项合在一起,按从小到大的顺序依次排列构成新数列,数列的前项和为.
(1)求的值;
(2)求使得成立的的最小值;
(3)从数列的前100项中每次随机抽取一项,有放回地抽取20次,设这20次抽取的项互不相同的概率为,借鉴函数及其性质证明:.
附:(均大于0,且不全相等)成立.
【答案】(1)63
(2)8
(3)证明见解析
【详解】(1),
,
,即,
是首项为2,公比为2的等比数列,即,
,,,,,,,
,,,,,,,
数列的前10项为1,2,3,4,5,7,8,9,11,13,
.
(2)由(1)知,
等价于,
,,显然和不符合题意.
当时,,,,不符合题意;
当时,,,,不符合题意;
当时,,,,不符合题意;
当时,,,,不符合题意;
当时,,,,不符合题意;
当时,,,,符合题意,
使得成立的的最小值为8.
(3)从数列的前100项中每次随机抽取一项,有放回地抽取20次,
设这20次抽取的项互不相同的概率为,
由(1)知数列的前100项中无重复的项,
,
,
由函数,
得,
在上单调递增,
当时,,即,
,
,即,
.
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