内容正文:
第2讲 数列的通项公式
考情分析
备考关键
考点 由与的关系求通项公式,累加、累乘法求通项公式,构造新数列求通项公式.
考法 由递推关系求通项公式是历年高考命题常考的内容,属于中档题目,多以选择题、填空题的形式考查,解答题第一问多考查等差、等比数列的判定与证明.
构造法是求数列通项公式的一种重要方法,其总的思路是转化为特殊的数列,转化方向有:(1)构造常数列;(2)构造等差数列;(3)构造等比数列;(4)构造为可以利用累加法、累乘法求和的数列.
做真题 明方向
1.[2022·全国乙卷]嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列,,, ,依此类推,其中.则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】选D.依题意,不妨令,则,,,,,,,,所以,,,.
2.[2022·新高考Ⅰ卷节选]记为数列的前项和,已知,是公差为的等差数列.
求的通项公式.
解:依题意得,,
,
所以,
则,
所以,
即,
所以,
即,
由累乘法得,
又,则,
所以,
又 满足上式,
综上.
研考点 破重难
考点一 由与的关系求通项公式
[例1] 记为数列的前项和,已知,.求:
(1) ,;
(2) 数列的通项公式.
【答案】(1) 【解】当 时,,得,解得(舍去)或.当 时,,得,解得 或(舍去).故,.
(2) 当 时,,
又,
所以,即.因为,所以,所以,所以数列 是首项为,公差为 的等差数列,所以.
由 与 的关系求 的思路
当已知数列满足含有,的等式时,往往用替换得到一个新的等式,然后两个等式相减,从而把前项和转化为数列的项之间的关系,再根据这个关系求解数列的通项公式.
注意 需验证是否适合,若不适合则应写成分段形式.
[对点训练].
1.[2024·开封质量检测]已知数列的前项和,则( )
A. 81 B. 162 C. 243 D. 486
2.[2024·徐州模拟改编]已知数列的前项和为,且,,则________________.
【答案】1.B
2.
【解析】
1.选B.方法一(公式法):当 时,.当 时,,满足上式,所以.则.方法二(直接法):.
2.方法一:由题意得,当 时,,可得,当 时,,所以,整理可得,即数列 是首项为1,公比为 的等比数列,则.方法二:因为当 时,,所以,即,而,即,则,因此数列 是以 为首项,为公比的等比数列,所以,则,则.
考点二 累加、累乘法求通项公式
[例2]
(1) 已知数列满足,,则____________________.
(2) 设是首项为1的正项数列,且,则________________.
【答案】(1)
(2)
【解析】
(1) 因为,所以当 时,.经检验,当 时上式也成立,故.
(2) 方法一(累乘法):将原式分解因式,得.因为 是正项数列,所以,所以,所以,所以,所以.又因为,所以,当 时也符合上式,故.方法二(逐项列举法):由方法一,知,所以,所以.方法三(等差通项法):由方法一,知,则数列 是首项为,公差为0的等差数列,所以,所以.方法四(等比通项法):由方法一,知,则,则数列 是首项为,公比为1的等比数列,所以,所以.
(1)型,可用“累加法”求,即.
(2)型,可用“累乘法”求,即.
[对点训练].已知数列满足,,则( )
A. 2 023 B. 2 024 C. 4 045 D. 4 047
【答案】D
【解析】选D.因为,
所以,
即,可得,
所以.
考点三 构造新数列求通项公式
[例3]
(1) 在数列中,若,,则____________.
(2) 已知数列满足,,则__________________.
【答案】(1)
(2)
【解析】
(1) 对 取倒数得,即,所以数列 是首项为1,公差为2的等差数列,即,所以.
(2) 对题中等式两边取以10为底的对数可得,即,又,所以数列{是以 为首项,为公比的等比数列,所以,即,即.
(1)若数列满足,构造.
(2)形如的数列,取倒数可得,即,构造等差数列求通项公式.
(3)若数列满足,构造.
[对点训练].
1.已知是数列的前项和,,,则__________________________________________________________.
2.已知数列满足,且,则__________________.
【答案】1.
2.
【解析】
1.因为,所以.所以 从第二项起是公比为 的等比数列,因为,所以,即,所以
2.由题意得,,两边同时除以 可得,又,所以数列 是首项为1,公差为1的等差数列,所以,所以.
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