内容正文:
真题解构与重构 数 列
数列是高中数学教学的主要内容之一,也是每年高考的必考试题,选择题、填空题与解答题都是其主要题型.从高考试题可以看出,基本上是一大一小,小题表现在基本量的运算,大题呈现通项公式与前项和及其相关的关系.当难度不大时,试卷一般设置在第15题的位置,当难度略大或综合性较强时,会往后放置.作为数列真题,主要考查等差数列或等比数列的定义、公式、性质、通项公式与前项和及相关的知识,有时也会与数学文化和其他知识交汇出现,主要考查数学运算、逻辑推理等核心素养,常用化归与转化思想及函数与方程思想加以解决.下面对2024年全国甲卷(理)第18题数列问题进行解构与重构,激活真题功能,有效复习数列的相关知识,助力高考复习.
[真题呈现].[2024· 全国甲卷(理)]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.
[真题分析] 试题以数列的第项与前项和的关系为载体,以为转化手段,从而进行数列判断与求解.试题考查等比数列的定义与通项公式和错位相减法求和问题.
考查数学运算、逻辑推理等核心素养,考查特殊与一般,化归与转化,函数与方程思想.一般地,数列求和有下列三种最常见的情况.
(1)等(比)差数列的求和,直接利用求和公式.
(2)等差数列裂项求和,即若是等差数列,且,则.
(3)等差×等比型数列求和,即若是等差数列,是等比数列(一般公比都不为1).
则的前项和,①
乘公比错位,②
两式相减提公差,
等比数列求和,
化简结果(可以继续合并运算).
【答案】
(1) [规范解答]解:因为,①
当 时,由 得,所以,
注解①
[关键步骤]①对于与的关系,首项隐于其中,用可求出
,②
①-②,
注解②
②当时,是寻找与关系的重要手段
所以数列 是以4为首项,为公比的等比数列,
所以.
(2) 因为,
所以,
所以,
注解③
③乘公比错位是求{等差×等比}数列前项和的关键
两式相减得,所以.
[源头与活水]
类别
教材题(选择性必修第二册 练习 与 )
考题
关联特征
条件
①
系数变化
②
都是等差×等比
问题
①
求
求
都是求通项公式
②
求前项和
求前项和
都是求{等差×等比}的前项和
[真题解构]
解构1.(多选)已知数列的通项公式,前项和为,则( )
A. 是公比为的等比数列 B.
C. 为常数 D. 数列{是等差数列
【答案】ACD
【解析】选.对于A,由 得,.
故 是首项为4,公比为 的等比数列,A正确;
对于B,由上知,B错误;
对于C,由上知,C正确;
对于D,设,所以数列,即数列{是等差数列,D正确.
解构2.已知等比数列的前项和,对于一切均有.
(1) 求 , 与的值;
(2) 若数列的前项和为,求常数与的值.
【答案】
(1) 方法一:解:由 得,
当 时, ;
当 时,,
,
所以 是公比为 的等比数列.
由题意知, 应满足,
所以 ,解得.
方法二:由 得 , , .
由 得
,,解得.
方法三:由 知,等比数列 的公比.
所以.
与 对比得
解得
当 时,,,
代入 得
,
即,
所以,.因此.
(2) 由(1)知,,
由于数列 的前 项和为.
故数列 为常数列.
设(为常数),
故,
即.
所以 解得
,因此,故.
[真题重构]
重构1.(多选)已知数列的前项和为,且,则( )
A.
B. 以点,,为顶点的三角形面积为18
C. 当时,,,可能成等差数列
D.
【答案】ABD
【解析】选.由,①知
当 时,,即,
当 时,,②
得,即,
所以数列 是首项为4,公比为4的等比数列.
因此.
对于A,由 得,或,A正确;
对于B,记三点分别为,,,则,,
所以,B正确;
对于C,若,,成等差数列,则,即,即.由于,且,,,故.
所以,
即,,不可能成等差数列,C错误;
对于D,,D正确.
重构2.已知数列的前项和为,,,则________________________________________________________.
【答案】
【解析】由 得,
由,可得,故.
因此数列 是首项为,公差为1的等差数列,,故.
当 时,.
所以
或.
所以
重构3.若数列满足,.
(1) 求的通项公式;
(2) 令,若,求的最小值.
【答案】
(1) 解:由 得,
所以数列 是首项为,公比为3的等比数列,
因此,所以.
(2) .
所以
.
由题意得,即.
因此 的最小值为100.
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