第六章 第五节 数列求和-【优学精研】2026年高考数学一轮总复习教用课件

2025-12-11
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第五节 数列求和 高中总复习·数学 课标要求 1. 熟练掌握等差数列、等比数列的前n项和公式,能够利用公式求数列的 前n项和. 2. 会求一些非等差、等比数列的前n项和. 目 录 CONTENTS 知识·逐点夯实 01. 考点·分类突破 02. 课时·跟踪检测 03. PART 01 知识·逐点夯实 必备知识 | 课前自修 目 录  数列求和的常用方法 (1)公式法:①等差数列{an}的前n项和Sn= =na1+ ; ②等比数列{an}的前n项和Sn= 目 录 高中总复习·数学 (2)分组转化法:一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数 列或可求和的数列组成的,则求和时可用分组转化法,分别求和后再 相加减; (3)并项求和法:一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并 项求和.形如an=(-1)nf(n)类型,可采用两项合并求解; (4)裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项 可以相互抵消,从而求得前n项和; (5)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数 列的对应项之积构成的,那么求这个数列的前n项和即可用错位相减法; (6)倒序相加法:如果一个数列{an}的前n项中首末两端等“距离”的两 项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相 加法. 目 录 高中总复习·数学  常见的裂项技巧 (1) = ( - ); (2) = ( - ); (3) = [ - ]; (4) = ( - ); (5) = ( - ). 目 录 高中总复习·数学 1. 判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)若数列{an}为等比数列,且公比不等于1,则其前n项和Sn= . ( √ ) (2)当n≥2时, = ( - ). ( √ ) (3)设bn=(2n-1)·( )n-1,求{bn}的前n项和时,可用错位相减 法.(  √) √ √ √ 目 录 高中总复习·数学 2. 数列{1+2n-1}的前n项和为(  ) A. 1+2n B. 2+2n C. n+2n-1 D. n+2+2n 解析: 由题意得an=1+2n-1,所以Sn=n+ =n+2n-1. √ 目 录 高中总复习·数学 3. 数列{an}的通项公式是an=(-1)n·(2n-1),则该数列的前100项 和为(  ) A. -200 B. -100 C. 200 D. 100 解析:  根据题意有S100=-1+3-5+7-9+11-…-197+199=2×50 =100.故选D. √ 目 录 高中总复习·数学 4. 已知数列{an}的通项公式为an= ,前n项和为Sn,若Sn=9, 则项数n= ⁠. 解析:依题意,an= = - ,因此Sn= -1+ - + - +…+ - = -1,又Sn=9,所以 -1=9,解得n=99,所以项数n=99. 99  目 录 高中总复习·数学 5. 已知数列{an}的前n项和为Sn且an=n·2n,则Sn= ⁠ ⁠. 解析:因为an=n·2n,所以Sn=1·21+2·22+3·23+…+n·2n,①.2Sn= 1·22+2·23+…+(n-1)·2n+n·2n+1,②.①-②,得-Sn=2+22+23 +…+2n-n·2n+1= -n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)2n +1-2.所以Sn=(n-1)2n+1+2. (n-1)2n+1+ 2  目 录 高中总复习·数学 PART 02 考点·分类突破 精选考点 | 课堂演练 目 录 分组求和与并项求和(师生共研过关) 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=2Sn+1(n∈N*). (1)求数列{an}的通项公式; 解: 因为Sn+1=2Sn+1, 所以Sn+1+1=2(Sn+1), 又S1+1=a1+1=2,所以数列{Sn+1}是首项为2,公比为2的等比数列, 所以Sn+1=2×2n-1=2n,即Sn=2n-1, 当n≥2时,Sn-1=2n-1-1, 所以an=Sn-Sn-1=2n-1-2n-1+1=2n-1, 当n=1时,a1=1满足上式,故an=2n-1,n∈N*. 目 录 高中总复习·数学 (2)设bn=anan+1+log2(anan+1)(n∈N*),求数列{bn}的前n项和 Tn. 解: bn=anan+1+log2(anan+1)=2n-1·2n+log2(2n-1·2n)=22n-1 +2n-1, 所以数列{bn}的前n项和Tn=21+23+25+…+22n-1+1+3+5+…+2n -1= + = (4n-1)+n2. 目 录 高中总复习·数学 解题技法 分组转化法求和的常见类型 目 录 高中总复习·数学 (2025·山东名校联盟开学考)已知数列{an}满足a1=1,an+1=an+2n. (1)求数列{an}的通项公式; 解: 因为an+1=an+2n,即an+1-an=2n,所以当n≥2时,an-an -1=2(n-1),an-1-an-2=2(n-2),…,a2-a1=2, 累加得an-a1= =n2-n,又a1=1,所以an=n2-n+1 (n≥2), 经检验当n=1时,a1=1也符合上式,所以an=n2-n+1. 目 录 高中总复习·数学 (2)bn=(-1)n(an+n-1),求数列{bn}的前2n项和S2n. 解: 因为bn=(-1)n(an+n-1),所以bn=(-1)n·(n2-n +1+n-1)=(-1)nn2, 所以S2n=-12+22-32+42-…-(2n-1)2+(2n)2 =22-12+42-32+…+(2n)2-(2n-1)2 =(2+1)(2-1)+(4+3)(4-3)+…+[2n-(2n-1)](2n+ 2n-1) =1+2+3+4+…+2n-1+2n= =2n2+n. 目 录 高中总复习·数学 裂项相消法求和(师生共研过关) 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,nSn+1=(n+2)Sn. (1)求数列{an}的通项公式; 解: 因为nSn+1=(n+2)Sn,且n∈N*,所以 = , 可知数列{ }为常数列,且 = = , 则 = ,则Sn= , 当n≥2时,an=Sn-Sn-1= - =n, 且a1=1也符合上式,所以an=n,n∈N*. 目 录 高中总复习·数学 (2)设bn= ,若数列{cn}满足cn= ,求{cn}的前n 项和. 解: 由(1)可得bn=2n,则cn= = = - , 设{cn}的前n项和为Tn, 则Tn=c1+c2+…+cn= - + - +…+ - =1 - , 所以{cn}的前n项和为1- . 目 录 高中总复习·数学 解题技法 裂项相消法求和的步骤 提醒 消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第 几项. 目 录 高中总复习·数学  (2024·浙江金丽衢十二校联考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且 2Sn=2an+n2-1. (1)求an; 解: 因为2Sn=2an+n2-1, ① 所以当n≥2时,2Sn-1=2an-1+(n-1)2-1, ② ①-②得2an=2an-2an-1+2n-1,整理得an-1=n- ,n≥2, 所以an=n+ ,n∈N*. 目 录 高中总复习·数学 (2)求数列{ }的前n项和Tn. 解: 由(1)知an=n+ , 所以 = = - = - , 所以Tn= + +…+ = - + - +…+ - = - . 目 录 高中总复习·数学 错位相减法求和(师生共研过关) (2024·全国甲卷理18题)记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn= 3an+4. (1)求{an}的通项公式; 解: 因为4Sn=3an+4, ① 所以当n≥2时,4Sn-1=3an-1+4, ② 则当n≥2时,①-②得4an=3an-3an-1,即an=-3an-1. 当n=1时,由4Sn=3an+4得4a1=3a1+4,所以a1=4≠0, 所以数列{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列, 所以an=4×(-3)n-1. 目 录 高中总复习·数学 (2)设bn=(-1)n-1nan,求数列{bn}的前n项和Tn. 解: 因为bn=(-1)n-1nan=(-1)n-1n×4×(-3)n-1= 4n·3n-1, 所以Tn=4×30+8×31+12×32+…+4n·3n-1, 所以3Tn=4×31+8×32+12×33+…+4n·3n, 两式相减得-2Tn=4+4(31+32+…+3n-1)-4n·3n=4+ 4× -4n·3n=-2+(2-4n)·3n, 所以Tn=1+(2n-1)·3n. 目 录 高中总复习·数学 解题技法 错位相减法求和的步骤 目 录 高中总复习·数学 提醒 (1)在写出Sn与qSn的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”, 以便下一步准确写出Sn-qSn; (2)作差后,等式右边由第一项、中间n-1项的和式、最后一项三部分 组成; (3)运算时,经常把b2+b3+…+bn这n-1项和看成n项和,把-anbn+1 写成+anbn+1导致错误. 目 录 高中总复习·数学 (2025·邵阳第一次联考)设数列{an}满足a1+ +…+ =n2 (n∈N*).等比数列{bn}的首项b1=1,公比为2. (1)求数列{an},{bn}的通项公式; 解: ∵a1+ +…+ =n2,n≥1,∴a1+ +…+ =(n- 1)2,n≥2, 两式相减得 =n2-(n-1)2=2n-1,即an=n(2n-1),n≥2. 当n=1时,a1=1满足上式.∴an=n(2n-1)=2n2-n,n∈N*. 根据等比数列{bn}的首项b1=1,公比为2,可知bn=2n-1. 目 录 高中总复习·数学 (2)求数列{ }的前n项和Tn. 解: 由(1)知, =(2n-1)·2n-1. ∴Tn=1×20+3×21+…+(2n-3)×2n-2+(2n-1)×2n-1, 2Tn=1×21+3×22+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n. ∴-Tn=1+2×21+…+2×2n-1-(2n-1)×2n =1+2× -(2n-1)×2n =1+4(2n-1-1)-(2n-1)×2n =2×2n-(2n-1)×2n-3 =(3-2n)×2n-3, ∴Tn=(2n-3)2n+3. 目 录 高中总复习·数学 PART 03 课时·跟踪检测 关键能力 | 课后练习 目 录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20 22 23 24 25 1. 设数列{an}(n∈N*)的各项均为正数,前n项和为Sn,log2an+1=1+ log2an,且a3=4,则S6=(  ) A. 128 B. 65 C. 64 D. 63 解析:  因为log2an+1=1+log2an,所以log2an+1=log22an,即an+1= 2an,即数列{an}是以2为公比的等比数列,又a3=4,所以a1= =1,因 此S6= =26-1=63.故选D. √ 目 录 高中总复习·数学 2. 已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=n2+n,则数列{ }的前8项的 和为(  ) A. B. C. D. √ 目 录 高中总复习·数学 解析:  当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n,当n=1时,a1=2也符合上 式,∴an=2n(n∈N*),∴ = = = - ,∴数列{ }的前8项的和为( - )+( - )+…+( - )= . 目 录 高中总复习·数学 3. 在数列{an}中,若a1=1,a2=3,an+2=an+1-an(n∈N*),则该数 列的前100项之和是(  ) A. 18 B. 8 C. 5 D. 2 解析:  因为a1=1,a2=3,an+2=an+1-an(n∈N*),所以a3=3-1 =2,a4=2-3=-1,a5=-1-2=-3,a6=-3+1=-2,a7=-2+3 =1,a8=1+2=3,a9=3-1=2,…,所以{an}是周期为6的周期数列, 因为100=16×6+4,所以S100=16×(1+3+2-1-3-2)+(1+3+2 -1)=5.故选C. √ 目 录 高中总复习·数学 4. (2025·吉林一模)在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5=- , a3=- ,则 + + + + =(  ) A. -44 B. - C. D. 11 √ 目 录 高中总复习·数学 解析:  设T5= + + + + ,则2T5=( + )+( + )+( + )+( + )+( + )= + + + + = = =-88,所以T5 =-44.故选A. 目 录 高中总复习·数学 5. 〔多选〕(2025·安徽一模)已知数列{an}满足a1+2a2+…+2n-1an= n·2n,则(  ) A. an=n+1 B. {an}的前n项和为 C. {(-1)nan}的前100项和为100 D. {|an-5|}的前30项和为357 √ √ 目 录 高中总复习·数学 解析:  当n=1时,a1=2,当n≥2时,a1+2a2+…+2n-2an-1= (n-1)·2n-1,两式相减可得:2n-1an=n·2n-(n-1)·2n-1=(n+ 1)·2n-1,所以an=n+1,显然当n=1时,a1满足上式,故an=n+1, 故A正确;由等差数列求和公式知{an}的前n项和为 = , 故B错误;令bn=(-1)nan=(-1)n(n+1),{bn}的前100项和 为:-2+3-4+5+…-100+101=1×50=50,故C错误;令cn=|an- 5|=|n-4|,所以{|an-5|}的前30项和为:c1+c2+…+c30=3+2 +1+0+1+2+…+26=6+ =357,故D正确. 目 录 高中总复习·数学 6. 〔多选〕已知数列{an}满足a1=1,an+2=(-1)n+1·(an-n)+ n,记{an}的前n项和为Sn,则(  ) A. a48+a50=100 B. a50-a46=4 C. S48=600 D. S49=601 √ √ √ 目 录 高中总复习·数学 解析:  因为a1=1,an+2=(-1)n+1(an-n)+n,所以当n为 奇数时,an+2=an=a1=1;当n为偶数时,an+an+2=2n.所以a48+a50 =96,A错误;又因为a46+a48=92,所以a50-a46=4,B正确;S48=a1 +a3+a5+…+a47+[(a2+a4)+(a6+a8)+…+(a46+a48)]= 24×1+2×(2+6+…+46)=24+2× =600,C正确;S49 =S48+a49=600+1=601,D正确.故选B、C、D. 目 录 高中总复习·数学 7. 设数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,{bn}是以1为首项,2为 公比的等比数列,则 + + +…+ = ⁠. 解析:由数列{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,得an=2+(n- 1)×1=n+1,由{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列,得bn=1×2n -1=2n-1,因此 =2n-1+1,所以 + + +…+ = +10=1 033. 1 033  目 录 高中总复习·数学 8. 已知数列{an}满足a1=2,a2=4,an+2-an=(-1)n+3,则数列 {an}的前10项和为 ⁠. 解析:由题意可得a1=2,a3=4,a5=6,a7=8,a9=10,…,a2=4,a4 =8,a6=12,a8=16,a10=20,….奇数项和偶数项分别构成等差数列, 所以S10=5×2+ ×2+5×4+ ×4=90. 90  目 录 高中总复习·数学 9. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,Sn= an+1,设bn= . (1)证明:数列{bn}为等比数列; 解: 证明:Sn= an+1= (Sn+1-Sn),即(n+2)Sn=n (Sn+1-Sn),即nSn+1=(2n+2)Sn,则 = ,即 = ,故bn+1=2bn, 又b1= =a1=2,故数列{bn}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以 bn=2n. 目 录 高中总复习·数学 (2)若数列{cn}满足cn=bn+(-1)n(3n-1),求数列{cn}的前2n 项和T2n. 解: 由(1)知,cn=2n+(-1)n(3n-1), 所以T2n=(2+22+…+22n)+[(-2+5)+(-8+11)+…+(-6n +4+6n-1)]= +3n=22n+1+3n-2. 目 录 高中总复习·数学 10. (2024·杭州二模)设数列{an},{bn}满足a1=b1=1,an+bn+1= 2n,an+1+bn=2n.设Sn为数列{an+bn}的前n项的和,则S7=(  ) A. 110 B. 120 C. 288 D. 306 解析:  由an+bn+1=2n,an+1+bn=2n得an+bn+an+1+bn+1=2n+ 2n.所以S7=a1+b1+a2+b2+a3+b3+a4+b4+a5+b5+a6+b6+a7+b7 =1+1+2×2+22+2×4+24+2×6+26=110,故选A. √ 目 录 高中总复习·数学 11. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+Sn=1,则 + + +…+ =(  ) A. 1 013 B. 1 022 C. 2 036 D. 2 037 √ 目 录 高中总复习·数学 解析:  因为数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+Sn=1,所以当 n≥2时,an-1+Sn-1=1.两式相减,可得an-an-1+(Sn-Sn-1)=2an -an-1=0,即2an=an-1(n≥2),所以 = (n≥2).令n=1,可 得a1+S1=2a1=1,解得a1= ≠0,所以数列{an}是首项为 ,公比为 的等比数列,所以an=( )n,Sn= =1-( )n,所以 = =2n-1.所以 + + +…+ =(2+22+…+29)-9 = -9=210-11=1 013. 目 录 高中总复习·数学 12. 〔多选〕设正整数n=a0·20+a1·21+…+ak-1·2k-1+ak·2k,其中 ai∈{0,1},记ω(n)=a0+a1+…+ak,则(  ) A. ω(2n)=ω(n) B. ω(2n+3)=ω(n)+1 C. ω(8n+5)=ω(4n+3) D. ω(2n-1)=n √ √ √ 目 录 高中总复习·数学 解析: 对于选项A,2n=0×20+a0·21+a1·22+…+ak·2k+1,∴ω (2n)=0+a0+a1+…+ak=ω(n),∴选项A正确;对于选项B,取n =2,2n+3=7=1×20+1×21+1×22,∴ω(7)=3,而2=0×20+ 1×21,则ω(2)=1,故ω(7)≠ω(2)+1,选项B错误;对于选项C, 4n+3=1×20+1×21+a0·22+a1·23+…+ak-1·2k+1+ak·2k+2,∴ω(4n +3)=1+1+a0+a1+…+ak=ω(n)+2,8n+5=1×20+0×21+ 1×22+a0·23+a1·24+…+ak·2k+3,∴ω(8n+5)=1+0+1+a0+a1 +…+ak=ω(n)+2,∴ω(8n+5)=ω(4n+3),∴选项C正确; 对于选项D,2n-1=1×20+1×21+…+1×2n-2+1×2n-1,∴ω(2n- 1)= =n,∴选项D正确.故选A、C、D. 目 录 高中总复习·数学 13. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1, =n+1,则数列 {log2 }的前n项和Tn= ⁠. log2(n+1)  解析:因为 =n+1,所以2Sn=(n+1)an,所以2an+1=2Sn+1-2Sn =(n+2)an+1-(n+1)an,所以nan+1=(n+1)an,即 = . 又因为a1=1,所以 = =…= =1,所以an=n.又因为log2 = log2 =log2(n+1)-log2n,所以Tn=(log22-log21)+(log23- log22)+(log24-log23)+…+[log2(n+1)-log2n]=log2(n+1)- log21=log2(n+1). 目 录 高中总复习·数学 14. (2024·石家庄二模)已知数列{an}满足a1=7,an+1= (1)写出a2,a3,a4; 解: 由a1=7,an+1= 可得a2=a1-3=4;a3= 2a2=8;a4=a3-3=5. 目 录 高中总复习·数学 (2)证明:数列{a2n-1-6}为等比数列; 解: 证明:由题可得a2n+1-6=2a2n-6=2a2n-1-6-6=2(a2n-1 -6), 则数列{a2n-1-6}是首项为1,公比为2的等比数列. 目 录 高中总复习·数学 (3)若bn=a2n,求数列{n·(bn-3)}的前n项和Sn. 解: 由(2)可得a2n-1-6=2n-1,即a2n-1=6+2n-1,bn=a2n= a2n-1-3=3+2n-1, n·(bn-3)=n·2n-1, 前n项和Sn=1·20+2·21+3·22+…+n·2n-1, 2Sn=1·2+2·22+3·23+…+n·2n, 两式相减可得-Sn=1+21+22+…+2n-1-n·2n= -n·2n, 化简可得Sn=1+(n-1)·2n. 目 录 高中总复习·数学 15. (创新知识交汇)已知f(x)= x2+ x,数列{an}的前n项和为 Sn,点(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上. (1)求数列{an}的通项公式; 解: 因为点(n,Sn)(n∈N*)均在函数f(x)= x2+ x的图 象上,所以Sn= n2+ n,当n=1时,S1= + =1,即a1=1, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1= n2+ n-[ (n-1)2+ (n-1)]=n, 因为a1=1也满足上式,所以an=n. 目 录 高中总复习·数学 (2)若g(x)= + sin πx,令bn=g( )(n∈N*),求数列 {bn}的前4 049项和T4 049. 解: 因为g(x)= + sin πx,所以g(x)+g(2-x)= + sin πx+ + sin [π(2-x)]= + = + =2. 因为an=n,所以bn=g( )=g( )(n∈N*), 所以T4 049=b1+b2+b3+…+b4 048+b4 049=g( )+g( )+g ( )+…+g( )+g( ), ① 目 录 高中总复习·数学 又T4 049=b4 049+b4 048+b4 047+…+b2+b1=g( )+g( )+g ( )+…+g( )+g( ), ② ①+②得2T4 049=[g( )+g( )]+[g( )+g ( )]+…+[g( )+g( )]=4 049×2,所以T4 049= 4 049. 目 录 高中总复习·数学 THANKS 演示完毕 感谢观看 $

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