内容正文:
专题4.1 数列(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
数列的概念与通项公式
1、能归纳简单数列的通项公式;
2、会用通项公式求指定项、判断某数是否为数列的项
基础必考点,多为选择、填空题;
易错点:忽略n的取值范围,符号交替数列处理不当;
命题趋势:结合实际情境考查通项归纳
等差数列的定义与通项公式
1、能利用定义判断数列等差数列;
2、熟练进行,,,基本量计算;
3、会用等差数列核心性质解题
高频核心考点,覆盖各类题型;
易错点:混淆公差与项的关系,误用性质前提;
命题趋势:与前项和结合或含参数判定
等差数列的前项和公式
1、熟练运用求和公式计算;
2、会求的最值;
解答题中常考中档题;
命题趋势:结合二次函数性质考查
等比数列的定义与通项公式
1、能根据定义判断等比数列;
2、熟练进行,,,基本量计算;
3、会用等比数列核心性质解题
高频核心考点,覆盖各类题型;
易错点:忽略,误用性质符号;
命题趋势:与等差数列对比或含参数存在性问题
等比数列的前n项和公式
1、能分类讨论运用求和公式计算;
2、会结合性质简化求和;
解答题中常考中档偏难题;
易错点:漏判,计算失误;
命题趋势:与错位相减法、不等式结合
数列的递推公式
1、能通过与的关系求通项;
2、会用累加法、累乘法、构造法求通项
高频易错点,多为选择填空压轴或解答题中档题;
易错点:转化方法不当,构造新数列不等价;
命题趋势:重点考查构造法求通项
数列求和的常用方法
1、熟练运用公式法、分组求和法、裂项相消法、错位相减法;
2、能根据通项特征选合适求和方法
期末考试压轴题常考点,分值占比高;
易错点:裂项错误、错位相减项数统计失误;
命题趋势:侧重错位相减法、分组求和
数列的实际应用
1、能将实际问题转化为等差/等比数列模型;
2、会用数列公式解决实际问题
基础应用题,多为选择、填空或解答题中档题;
易错点:建模混淆数列类型,忽略n为正整数;
命题趋势:结合社会热点考查数学建模
知识点01 数列的概念
1、数列的有关概念
(1)数列:按一定顺序排列的一列数叫做数列.
(2)项:数列中的每一个数叫做这个数列的项,排在第一位的数叫做数列的首项或叫做数列的第1项,排在第二位的数叫做数列的第二项,……,排在第位的数叫做数列的第项.
(3)数列的一般形式:数列通常写成,,,…,,…,其中表示数列的第项,简记为.
·易错点:误将数列的项数(正整数,代表位置序号)与项(数列中第个位置的具体数值)等同.
·示例:数列{2n−1}中,项数对应的项是,容易错把当成项的值。
2、数列的表示方法
(1)数列的表示方法:通项公式法、列表法、图象法、逆推公式法.
(2)通项公式:如果数列的第项与之间的函数关系可以用一个式子表示成,
那个这个式子就叫做这个数列的通项公式,数列的通项公式就是相应函数的解析式.
(3)递推公式:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.
3、数列的分类
分类标准
类型
满足条件
项数
有穷数列
项数有限
无穷数列
项数无限
项与项间的大小关系
递增数列
其中n∈N+
递减数列
常数列
摆动数列
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列
知识点02 等差数列
1、等差数列的概念及通项
(1)等差数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列称为等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差用字母d表示.
(2)等差数列的通项公式:利用累加公式推导,以为首项,为公差的等差数列通项公式为.
(3)等差中项:在两个数a,b之间插入数M,使a,M,b成等差数列,则M称为a与b的等差中项.
2、等差数列的性质
(1)等差数列的性质
①通项公式的推广:;
②若,则;
·易错点:误用“等和性质”的前提条件,容易忽略下标和相等的前提,比如误得出(实际2+5=7);或推广到三项时出错,比如认为(无此性质).
③若的公差为d,则也是等差数列,公差为;
④若是等差数列,则也是等差数列.
(2)等差数列与一次函数关系
由等差数列的通项公式,可知其图象是直线上的一些等间隔的点,其中点的横坐标是正整数,是直线在轴上的截距,公差是该直线的斜率,即自变量每增加1,函数值增加.
(3)等差数列的单调性:当公差时,等差数列的通项公式是关于的一次函数,且一次项系数为公差.若公差,则为递增数列,若公差,则为递减数列,若公差,则为常数列.
3、等差数列的前n项和
(1)等差数列的前n项和公式
已知量
首项,末项与项数
首项,公差与项数
选用公式
(2)等差数列前n项和的性质
①;
②;
③两个等差数列,的前n项和,之间的关系为.
④数列,,,…构成等差数列.
⑤关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质
若项数为,则,;
若项数为,则,,,.
(3)等差数列前n项和的最值
①函数特性:将配方,若,则从二次函数的角度看:
当时,Sn有最小值;
当时,有最大值.
当n取最接近对称轴的正整数时,取到最值.
②邻项变号
当,时,满足的项数n使取最大值;
当,时,满足的项数n使取最小值.
·易错点:忽略的特殊情况:当时,,无最值(除非限定的范围),容易照搬时的最值求法.
知识点03 等比数列
1、等比数列的概念及通项
(1)等比数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母表示.其数学语言表达式: (,为非零常数).
·易错点:混淆“常数比”的严格性,误将“某几项的比为常数”当作等比数列定义,需注意必须对所有n∈N∗满足(常数),比如仅不能判定数列是等比数列.
(2)等比数列的通项公式
①等比数列的首项为,公比为,则通项公式为:.
②通项公式的变形:或.
(3)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,即G是a与b的等比中项a,G,b成等比数列.
·易错点:混淆“等比中项”的双向性,若G是a与b的等比中项,则,但反之不成立——当时,,但a,G,b不构成等比数列;且等比中项有两个(),容易遗漏负根.
2、等比数列的性质
(1)等比数列的性质
①相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即,,,…仍是等比数列,公比为.
②若,(项数相同)是等比数列,则,,,,仍是等比数列.
③若,则有.口诀:下标和相等,项的积也相等.
推广:.
(2)等比数列与指数函数:等比数列的通项公式可整理为,而是一个不为0的常数与指数函数的乘积,从图象上看,表示数列中的各项的点是函数的图象上的孤立点.
3、等比数列的前n项和
(1)等比数列的前n项和公式
已知量
首项与公比
首项,末项与公比
公式
(2)等比数列前n项和的性质
①等比数列中,若项数为,则;若项数为,则.
②若等比数列的前n项和为,则,,…成等比数列(其中,,…均不为0).
③若一个非常数列的前n项和,则数列为等比数列.
(3)与的关系
当公比时,等比数列的前项和公式是,它可以变形为
设,,则上式可写成的形式,则是的一次函数.
知识点04 数学归纳法
1、数学归纳法的定义
一般地,当要证明一个与正整数有关的命题时,可采用以下两个步骤:
(1)(归纳奠基)证明当时命题成立;
(2)(归纳递推)假设当(,≥)时命题成立,证明当命题也成立.
只要完成这两个步骤,就可以知道:对任何从开始的正整数,命题成立,这种证明方法称为数学归纳法.
2、数学归纳法的三个关键点
(1)验证是基础:数学归纳法的原理表明:第一个步骤是要找一个数n0,这个n0,就是我们要证明的命题对象对应的最小自然数,这个自然数并不一定都是“1”,因此“找准起点,奠基要稳”是第一个关键点.
(2)递推是关键:数学归纳法的实质在于递推,所以从“k”到“k+1”的过程中,要正确分析式子项数的变化.关键是弄清等式两边的构成规律,弄清由n=k到n=k+1时,等式的两边会增加多少项,增加怎样的项.
(3)利用假设是核心:在第二步证明n=k+1成立时,一定要利用归纳假设,即必须把归纳假设“n=k时命题成立”作为条件来导出“n=k+1”,在书写f(k+1)时,一定要把包含f(k)的式子写出来,尤其是f(k)中的最后一项,这是数学归纳法的核心.不用归纳假设的证明就不是数学归纳法.
题型一 数列中项的求解与判断
解|题|技|巧
求数列指定项紧扣通项公式,已知通项直接代项数,已知递推或等差、等比数列则先转化或求基本量再计算。判断某数是否为数列的项,只需令通项等于该数解方程,验证解是否为正整数即可.
【例题1】(25-26高二上·江苏南京·月考)已知数列,,…,,则是这个数列的( )
A.第21项 B.第22项 C.第23项 D.第24项
【答案】C
【解析】由题设,令,可得,
所以是这个数列的第23项.故选:C
【变式1-1】(25-26高二上·甘肃酒泉·月考)已知数列的通项公式是,则下列各数是的项的是( )
A.18 B.20 C.32 D.66
【答案】B
【解析】因为,
所以当是64的因数1,2,4,8,16,32,64时,是整数,
当或时,,故D错误;
当或时,,故C错误;
当或时,,故B正确;
当时,,故A错误.故选:B.
【变式1-2】(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期末)已知数列,,,,,…,,…,则该数列的第40项是( )
A. B. C.11 D.5
【答案】C
【解析】依题意,所给数列的通项公式为,
所以该数列的第40项.故选:C
【变式1-3】(24-25高二上·广东广州·期末)已知数列的通项公式为,则146是该数列的( )
A.第10项 B.第11项 C.第12项 D.第13项
【答案】C
【解析】依题意,,而,解得,
所以146是该数列的第12项.故选:C
题型二 由数列的前几项求通项
解|题|技|巧
1、常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法.
2、具体策略:①分式中分子、分母的特征;②相邻项的变化特征;③拆项后的特征;④各项的符号特征和绝对值特征;⑤化异为同,对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;⑥对于符号交替出现的情况,可用或,处理.
【例题2】(24-25高二下·浙江温州·期末)2,4,6,8,10,,第项为 .
【答案】
【解析】由数列2,4,6,8,10,,得,所以.
【变式2-1】(24-25高二下·四川眉山·期末)数列的一个通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据数列的规律,奇数项为负数,偶数项为正数,第项的数字是,结合正负性,
所以该数列的一个通项公式为.故选:D.
【变式2-2】(24-25高二下·江西赣州·期末)数列为,则不能作为通项公式的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A:,故A正确;
对于B:,故B正确;
对于C:,故C错误;
对于D:,故D正确;故选:C.
【变式2-3】(23-24高二上·山西忻州·期末)已知数列的前4项分别为,,,,则该数列的一个通项公式可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】前4项的整数部分依次为,
则第项的整数部分为,分数部分的分子是正奇数,分母是2的项数次幂,
则第项的分数部分为,并且按减加相间将两项连结,
所以.故选:D
题型三 求数列中的最大(小)项
解|题|技|巧
(1)将数列视为函数当x∈N*时所对应的一列函数值,根据的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出的最值,进而求出数列的最大(小)项.
(2)利用作差法或作商法判断函数的单调性,再进一步求出数列的最值
(3)利用“两边夹”求数列中的最大项,利用求数列中的最小项.
【例题3】(24-25高三上·浙江绍兴·期末)已知数列的通项公式为,前项的和为,则取到最小值时的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
由,得,解得或,
因为,所以当或时,,当时,,
所以当时,取得最小值.故选:B
【变式3-1】(25-26高二上·江苏苏州·月考)数列的通项公式为满足:,则数列的最大项是第( )项.
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【解析】设数列的最大项为.
则,即,
化简得,解得,
所以,又,所以,
即数列的最大项是第项.故选:A.
【变式3-2】(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知数列的通项公式为,则中最小项的值为 .
【答案】
【解析】由,又,而,
当时,,当时,,
所以中最小项的值为.
【变式3-3】(25-26高二上·云南曲靖·期中)已知,若数列中最小项为第3项,则 .
【答案】
【解析】方法一:,,,
,数列中最小项为第3项,
,,,,
则的范围为.
方法二:对称轴为,开口向上,数列中最小项为第3项,,
,则的范围为.
题型四 数列的周期性及应用
解|题|技|巧
1、周期数列的常见形式
(1)利用三角函数的周期性,即所给递推关系中含有三角函数;
(2)相邻多项之间的递推关系,如后一项是前两项的差;
(3)相邻两项的递推关系,等式中一侧含有分式,又较难变形构造出特殊数列.
2、解决此类题目的一般方法:根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前项的和.
【例题4】(24-25高二下·河南驻马店·期末)在数列中,已知,,,则( )
A.3 B. C.6 D.
【答案】B
【解析】数列中,由,,,得,,
所以,所以,
因此数列是周期数列,周期为6,所以.故选:B
【变式4-1】(24-25高二下·辽宁锦州·期末)已知数列中,,则( )
A. B. C. D.5
【答案】A
【解析】因为,
所以,
所以,
所以,
所以,...,
所以数列是周期为3的数列,所以.故选:A
【变式4-2】(24-25高二上·福建南平·期末)已知数列满足:,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为且
所以,,
,,
,,
所以数列是周期数列,且周期为4,
所以.故选:C.
【变式4-3】(24-25高二下·湖北武汉·期末)记数列的前项和为,且,则 .
【答案】
【解析】时,;时,;
时,;时,;
时,;时,;
时,;时,;
时,;时,,
所以数列是周期为8的周期数列,
且,
所以,.
题型五 等差数列基本量的求解
解|题|技|巧
1、等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了方程思想.
2、数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换的作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.
【例题5】(24-25高二上·江苏镇江·期末)设为等差数列前n项和,若,则( )
A.0 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【解析】依题意为等差数列前n项和,
若,解得,
所以.故选:C.
【变式5-1】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,,则( )
A.36 B.48 C.72 D.108
【答案】C
【解析】在等差数列中,,
依题意,,即,,
两式相减解得,代入得,
因此.故选:C.
【变式5-2】(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知等差数列的前项和为,若,则公差( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】等差数列的前项和为,,
所以,所以,
则公差.故选:B.
【变式5-3】(24-25高二下·河南鹤壁·期末)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A.25 B.28 C.29 D.32
【答案】D
【解析】设数列的公差为,则,解得,,
因此,.故选:D
题型六 等差数列的判定与证明
解|题|技|巧
1、定义法:或是等差数列;
2、定义变形法:验证是否满足;
3、等差中项法:为等差数列;
4、通项公式法:通项公式形如为常数为等差数列;
5、前n项和公式法:为常数为等差数列.
注意:(1)若判断一个数列不是等差数列,只需找出三项,使得即可;
(2)如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
【例题6】(24-25高二上·广东茂名·期末)已知数列中,,若,且,则( )
A. B. C. D.17
【答案】B
【解析】,又,
所以数列是公差为的等差数列,,故选:B.
【变式6-1】(25-26高二上·吉林长春·期中)已知数列满足,若.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【解析】(1)由,则,
则,即,又,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
(2)由(1)得,,则.
【变式6-2】(25-26高二上·重庆·期中)数列 满足 .
(1)求证:数列 是等差数列;
(2)求数列 的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】(1)∵数列满足,
∴,
∴数列是公差为的等差数列.
(2)由(1)已知数列是公差为的等差数列,
又∵,∴数列的首项为,
∴,
∴.
【变式6-3】(24-25高二上·海南海口·月考)已知数列的前项和为,,,且.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求的通项公式.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】(1)证明:将两边同时除以,得,
当时,,
所以是以1为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)得 ,则,①
当 时,,②
-②,得,整理得,
则 ,
也符合 ,所以 .
题型七 等差数列的性质及应用
解|题|技|巧
1、在等差数列{an}中,当m≠n时,d=为公差公式,利用这个公式很容易求出公差,
还可变形为am=an+(m-n)d.
2、等差数列{an}中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.
3、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则an+am=ap+aq(n,m,p,q∈N*),
特别地,若m+n=2p,则an+am=2ap.
【例题7】(24-25高二上·上海黄浦·期末)与的等差中项为 .
【答案】
【解析】设与的等差中项为,
则,解得,
所以与的等差中项为.
【变式7-1】(24-25高二下·广西河池·期末)在等差数列中,,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【解析】由题可得,
所以,故选:C.
【变式7-2】(24-25高二下·河北·期末)已知数列为等差数列,若是正整数,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】充分性:当,由等差数列下标和定理得,,
必要性:当等差数列公差时,若,则,
故“”是“”的充分不必要条件,故选:A.
【变式7-3】(24-25高二上·河南·月考)已知正项等差数列满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为为等差数列,所以,,
则,
所以,
从而,
故,故选:C.
题型八 等差数列前n项和的性质及应用
解|题|技|巧
1、等差数列的依次k项之和,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列.
2、数列{an}是等差数列⇔Sn=an2+bn(a,b为常数)⇔数列为等差数列.
3、若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d,
①当项数为偶数2n时,S偶-S奇=nd,=;
②当项数为奇数2n-1时,S奇-S偶=an,=.
【例题8】(24-25高二上·广西南宁·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,则为( )
A.42 B.48 C.60 D.72
【答案】A
【解析】为等差数列,所以也为等差数列,
因为,
所以,
所以.故选:.
【变式8-1】(24-25高二上·广东广州·期末)已知数列满足,的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,数列是以为公差的等差数列,
,
数列是以为公差的等差数列,.故选:B.
【变式8-2】(23-24高二上·陕西榆林·月考)已知等差数列的项数为其中奇数项之和为 偶数项之和为 则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】项数为的中奇数项共有项,
其和为
项数为的中偶数项共有项, 其和为
所以解得故选: A.
【变式8-3】(24-25高二上·甘肃甘南·期中)等差数列,的前项和分别为,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】等差数列,的前项和分别为,,
由,得,
.故选:C.
题型九 等差数列前n项和的最值
解|题|技|巧
1、二次函数法: 将Sn=na1+d=n2+n配方.转化为求二次函数的最值问题,但要注意n∈N*,结合二次函数图象的对称性来确定n的值,更加直观.
2、邻项变号法:当a1>0,d<0,时,Sn取得最大值;当a1<0,d>0,时,Sn取得最小值.
特别地,若a1>0,d>0,则S1是{Sn}的最小值;若a1<0,d<0,则S1是{Sn}的最大值.
【例题9】(24-25高二上·河北邢台·期末)已知数列的前项和为,则当取得最小值时, .
【答案】
【解析】解法一:由得,当时,,
当时,,
∴当取得最小值时,.
解法二:由得,,
∴数列是以为首项,为公差的等差数列,
∴,
∴当取得最小值时,.
【变式9-1】(24-25高二上·山西·期末)已知等差数列的前项和为,且,,则取得最小值时, .
【答案】9
【解析】由可得,其中为公差,
由可得,
因此,
根据等差数列的性质得:
当时,;当时,.
因此当时,取得最小值.
【变式9-2】(24-25高二上·吉林·期末)已知等差数列,为其前n项和,且满足,,则当( )时,最大.
A.1010 B.1011 C.1012 D.1013
【答案】C
【解析】根据题意,等差数列中,若,,
则有,
所以,
同时,即,
必有且,
故当时,最大.故选:
【变式9-3】(24-25高二上·上海·期末)在等差数列中,,若它的前项和有最大值,则当时,的最大值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】A
【解析】因为为等差数列,前项和有最大值,
若,则,即,
所以,,,即,
则,即,
,即,
所以当时,的最大值为11.故选:A.
题型十 含绝对值的等差数列求和问题
解|题|技|巧
第一步,解不等式an≥0(或an≤0)寻找{an}的正负项分界点.
第二步,求和:
①若an各项均为正数(或均为负数),则{|an|}各项的和等于{an}的各项的和(或其相反数);
②若a1>0,d<0(或a1<0,d>0),这时数列{an}只有前面有限项为正数(或负数),可分段求和再相加.
【例题10】(25-26高二上·黑龙江海林·月考)已知数列满足,,则数列的前12项和为( )
A.108 B.28 C.62 D.80
【答案】D
【解析】设数列的前项和为,
则,
因为当时,,当时,,
所以.故选:D.
【变式10-1】(24-25高二上·湖北武汉·期末)设是公差不为零的等差数列,,.
(1)求和;
(2)求的前项和.
【答案】(1),;(2)
【解析】(1)设等差数列的公差为,
∵,∴,即,
由等差数列的性质得,,
由得,,即,
由得,,
联立方程可得,,
∴,.
(2)由得,时,,时,.
当时,,
当时,,
∴.
【变式10-2】(24-25高二上·黑龙江佳木斯·期末)已知数列中,,数列满足.
(1)证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)令;求.
【答案】(1)证明见解析,;(2)
【解析】(1)证明:,
又数列是为首项,1为公差的等差数列.
(2)记的前项和为,则
由,得,即时,时,,
①时,.
②时
,
所以.
【变式10-3】(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知数列、的各项均不为零,若是单调递增数列,且,,,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1),;(2)
【解析】(1),,
故,即,
的各项均不为零,故,
所以为等差数列,且公差大于0,
中,令得,
又,故,
中,令得,
其中,,故,
即,解得或0(舍去),
故;
(2),
故当时,,当时,,
设的前项和为,
当时,,
当时,,
综上,.
题型十一 等比数列基本量的计算
解|题|技|巧
1、方程的思想:等比数列的通项公式、前n项和公式中联系着五个量:,已知其中三个量,可以通过解方程(组)求出另外两个量;其中基本量是a1与q,在解题中根据已知条件建立关于a1与q的方程或者方程组,是解题的关键.
2、分类讨论思想:在应用等比数列前n项和公式时,必须分类求和,当时,;当时,;在判断等比数列单调性时,也必须对与分类讨论.
【例题11】(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知是等比数列的前n项和,若,则( )
A.1022 B.1023 C.1024 D.1025
【答案】B
【解析】设等比数列的公比为,
由题意可得解得
则 故选:B.
【变式11-1】(24-25高二上·江苏常州·期末)已知为等比数列的前项和,且,,则数列的公比为( )
A.1 B. C.1或2 D.1或
【答案】D
【解析】在等比数列中,由,,得,则,
所以或.故选:D
【变式11-2】(24-25高二上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】C
【解析】设等比数列的公比为,
由,显然,
则,即,
所以,
所以.故选:C.
【变式11-3】(24-25高二上·河南开封·期末)已知等比数列的公比为,前项和为,若,则 .
【答案】5
【解析】根据等比数列前项和公式可得:
,
所以,则,
因此,所以
题型十二 等比数列的判断与证明
解|题|技|巧
1、定义法:为常数且数列是等比数列.
2、等比中项法:数列是等比数列.
3、通项公式法:数列是等比数列.
4、前项和公式法:若数列的前项和,则该数列是等比数列.
其中前两种方法是证明等比数列的常用方法,而后两种方法一般用于选择题、填空题中.
注意:(1)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.
(2)只满足的数列未必是等比数列,要使其成为等比数列还需要.
【例题12】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,等式两边除以得
,变形得,
所以.
所以数列为等比数列,首项,公比为.
所以,所以.
所以.故选:A.
【变式12-1】(24-25高二上·广东惠州·期末)(多选)已知数列的前项和为,若,则下列选项正确的是( )
A.数列的首项不可能为0
B.当时,偶数项的符号相同
C.当时,一定是等比数列
D.当时,有可能是等比数列
【答案】BC
【解析】由,故A错误;
当时,,所以B正确;
当时,,满足上述,即,
所以当且仅当时,是等比数列,所以C正确;选项D错误.故选:BC.
【变式12-2】(23-24高二上·甘肃白银·期中)在数列中,,.
(1)证明:为等比数列;
(2)求的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【解析】(1)因为,所以,
因为,所以,
则,
则是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)可得,即.
【变式12-3】(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知数列的前n项和为且满足.
(1)求,值;
(2)证明数列为等比数列并求其通项公式.
【答案】(1),;(2)证明见解析,.
【解析】(1)数列的前n项和为,由得,解得,
,解得,
所以,.
(2)当时,,则当时,,
两式相减得,整理得,而,
所以数列是首项为1,公比为的等比数列,通项公式.
题型十三 等比数列的性质应用
解|题|技|巧
1、等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项公式的变形,三是前n项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
2、应用等比数列性质解题时的2个注意点
(1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,
特别是性质“若,则有”,可以减少运算量,提高解题速度.
(2)在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.
【例题13】(24-25高二上·黑龙江绥化·期末)已知是公比为2的等比数列,若,则 .
【答案】200
【解析】记等比数列的公比为q,则.
因,
故.
【变式13-1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)已知等比数列中,,则公比( )
A.2 B.4 C.16 D.
【答案】C
【解析】当时,则,
而,,故舍去;
当时,,
,
可得,.故选:C.
【变式13-2】(25-26高二上·广东·期末)已知数列为等比数列,其中,为方程的两根,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】数列为等比数列,其中,为方程的两根,
由题,根据韦达定理可得,,则,
由等比数列的中项性质得,则,
因为等比数列的偶数项的符号相同,,都是负数,所以.故选:B
【变式13-3】(25-26高二上·贵州·期末)已知等比数列的各项均为正数,且,则的值为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】C
【解析】等比数列的各项均为正数,且,
,
.故选:.
题型十四 等比数列前n项和性质应用
解|题|技|巧
等比数列前项和性质应用的核心技巧是先明确公比的取值(优先讨论),再结合分段求和公式与等比数列片段和性质解题.
解题时,优先利用“等比数列中,、、(或为奇数)仍成等比数列”的性质简化计算,避免复杂求和;若涉及与的关系,需注意时,时,,最后验证通项公式的一致性.
【例题14】(24-25高二下·江西·期末)已知是等比数列的前项和,,,则( )
A.14 B.28 C.35 D.49
【答案】D
【解析】由是等比数列的前项和,由题易知均不为,
且是等比数列,
因为,所以,可得,
所以,
则,解得,则.故选:D.
【变式14-1】(24-25高三上·重庆·月考)已知一个项数为偶数的等比数列所有项之和为所有奇数项之和的3倍,前2项之积为8,则( )
A.2 B.-2 C.-1 D.2或-2
【答案】D
【解析】设首项为,公比为,数列共有项,
则满足首项为,公比为,项数为项,设所有奇数项之和为,
因为所有项之和是奇数项之和的3倍,所以,
所以,,
故满足,解得,
又,
所以.故选:D
【变式14-2】(24-25高二上·甘肃金昌·期中)已知等比数列的前项和为,若,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【解析】由题意知,,成等比数列,所以,
即,所以,
当时,取得最小值3.故选:D.
【变式14-3】(24-25高二上·山东烟台·期末)已知为等比数列的前项和,且,则的值为 .
【答案】4
【解析】因为为等比数列的前项和,,若公比为,
所以为等比数列,所以,
所以,所以,解得或,
又,所以.
题型十五 等差数列与等比数列的实际应用
解|题|技|巧
解决数列新背景问题的步骤
(1)读懂题意:脱去传统风俗、数学文化等背景,读懂题意;
(2)构造模型:根据题意构造等差数列、等比数列或递推关系的模型;
(3)求解模型:根据数列的相关性质求解,如求特定项、通项公式或前n项和.
【例题15】(25-26高二上·河南·期末)《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,则谷雨日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】C
【解析】设冬至日、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种
这十二个节气的日影长分别为,前n项和,
由小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,
得,解得,
所以谷雨日影长为(尺).故选:C
【变式15-1】(24-25高二上·安徽合肥·期末)《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中有如下问题:“今有大夫、不更、簪袅、上造、公士,凡五人,共出百钱,欲令高爵出少,以次渐多,问各几何?”意思是:“有大夫、不更、簪袅、上造、公士(爵位依次降低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增的等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若上造与公士共出52钱,则簪袅出的钱数比大夫多( )
A.4钱 B.8钱 C.10钱 D.12钱
【答案】B
【解析】不妨设大夫所出的钱数为,公差为,
依题可得:,
即,解得,
因此,即簪袅出的钱数比大夫多8钱.故选:B.
【变式15-2】(24-25高二上·河南安阳·期末)洛阳龙门石窟是世界上规模最大的石刻艺术宝库,被联合国教科文组织评为“中国石刻艺术的最高峰”.现有一石窟的某处共有378个“浮雕像”,分为6层,对每一层来说,上一层的数量是该层的2倍,则从下往上数,第4层“浮雕像”的数量为( )
A.16 B.32 C.48 D.64
【答案】C
【解析】由题意,从下往上“浮雕像”的数量成等比数列,设为,
则,公比,所以,
所以,所以第4层“浮雕像”的数量为.故选:C
【变式15-3】(24-25高二上·内蒙古护栏浩特·期末)某电动汽车刚上市,就引起了小胡的关注,小胡2024年5月1日向银行贷款元用来购买该电动汽车,银行贷款的月利率是,并按复利计息.若每月月底还银行相同金额的贷款,到2025年4月底全部还清(即用12个月等额还款),则小胡每个月月底需要还款( )
A.元 B.元 C.元 D.元
【答案】C
【解析】设小胡每月月底还款钱数为元,根据等额本息还款法可得:
第1次还款后欠银行贷款为,
第2次还款后欠银行贷款为,
…,
第12次还款后欠银行贷款为
,
因为贷款12个月还清,所以,即,
所以.故选:C.
题型十六 根据递推关系求数列的通项公式
解|题|技|巧
1、对型用累加法,对型用累乘法,直接叠加或累乘消去中间项得通项;
2、对()等线性递推型,用构造法配凑成的等比数列形式;
3、对分式、二阶等复杂递推,可先计算前几项归纳规律,或通过取倒数、作差等代数变形转化为熟悉模型.
【例题16】(24-25高二下·河北·期末)在数列中,,,则的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由已知得,
将上述个等式相加,整理得
又因为,所以故选:
【变式16-1】(25-26高二上·江苏苏州·月考)若数列满足,则( )
A.2 B.6 C.12 D.20
【答案】D
【解析】由,得,
,
.故选:D.
【变式16-2】(24-25高二上·天津南开·期末)已知数列满足,,则数列的通项公式 .
【答案】
【解析】若,则,即,这与矛盾,所以,
由,两边同时除以,得,则,
,,,
上边的式子相加可得:,
所以.
【变式16-3】(24-25高二上·上海嘉定·期末)无穷数列满足,,则数列的所有项和 .
【答案】
【解析】因为,所以有:,
因为,由此可得,所以,
所以数列为各项均为的无穷数列,
由此可得:.
题型十七 分组并项求和法求数列的前n项和
解|题|技|巧
(1)适用范围:某些数列的求和是将数列转化为若干个可求和的新数列的和或差,从而求得原数列的和,注意在含有字母的数列中对字母的讨论.
(2)常见类型:
①若an=bn±cn,且{bn},{cn}为等差或等比数列;
②通项公式为an=的数列,其中数列{bn},{cn}是等比数列或等差数列.
(3)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.
【例题17】(24-25高二下·广东湛江·期末)若数列的满足,,则数列的前15项和为( )
A.105 B.119 C.135 D.152
【答案】C
【解析】因为
所以
故选:C.
【变式17-1】(24-25高二上·安徽·期末)在递增的等比数列中,,且是和的等差中项.
(1)求的通项公式;
(2)若求数列的前项和.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)∵是和的等差中项,∴,
∵,∴,解得,故.
设等比数列的公比为,则,解得或(舍),
∴,
∴.
(2)由(1)得,
∴
.
【变式17-2】(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)当时,得,
当时,,得,
故数列是以为首项,以2为公比的等比数列,
故.
(2)由(1)可知
当为奇数时,,
故
,
故.
【变式17-3】(25-26高二上·云南曲靖·期中)记为等差数列的前项和,已知
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列,的前项和为,求.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)设等差数列的公差为,
则,解得,
所以;
(2)由(1)得,
.
题型十八 裂项相消法求数列的前n项和
解|题|技|巧
1、用裂项法求和的裂项原则及规律
(1)裂项原则:一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(2)消项规律: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.
【注意】利用裂项相消法求和时,既要注意检验通项公式裂项前后是否等价,又要注意求和时,正负项相消消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项.
2、裂项相消法中常见的裂项技巧
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(7)
【例题18】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知数列满足,则数列前100项和为 .
【答案】
【解析】由题意得, ①,
当时,,
当时, ②,
用①减去②,得,化简得,
当时,也满足,
,即,
则,
设数列前项和为,
,
数列前100项和.
【变式18-1】(24-25高二上·安徽六安·期末)已知等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)设等差数列的公差为,
则,解得,
所以.
(2)由(1)知,
所以.
【变式18-2】(24-25高二上·安徽淮南·期末)已知等差数列的前n项和为,且,
(1)求的通项公式和;
(2)若,求数列的前n项和
【答案】(1),;(2)
【解析】(1)设等差数列的公差为,
因为,,
则,解得,,
所以,.
(2)由(1)可知:,
所以.
【变式18-3】(24-25高二上·福建龙岩·期末)已知正项数列的前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,记数列的前n项和为.证明:对于任意,都有.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)∵,
当时,,
∴两式相减并化简得,
又,则;
当时,,
即,∴,
∴数列是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴.
(2)证明:由(1)得,,
又,则,
则
.
题型十九 错位相减法求数列的前n项和
解|题|技|巧
1、解题步骤
2、注意解题“3关键”
①要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形.
②在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
③在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比q=1和q≠1两种情况求解.
3、等差乘等比数列求和,令,可以用错位相减法.
①
②
得:.
整理得:.
【例题19】(25-26高二上·甘肃·期末)已知公差不为零的正项等差数列的前n项和为,,,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求的前项和.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)依题意,设等差数列的公差为,,
因为,所以,
因为,,成等比数列,所以,即,
联立,解得或(舍去),
所以.
(2)由(1)得,
所以,
所以,
两式相减得,,
所以,
所以.
【变式19-1】(24-25高二上·广东清远·期末)已知数列的前项和为,数列是公比为3的等比数列,且.
(1)求数列、的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1),;(2).
【解析】(1)因为,所以当时,,
当时,,
当时,,所以,
又因为,数列是公比为3的等比数列,
所以.
故,.
(2)由(1)可知,,
,①
,②
由① - ②得:
,
,
∴.
【变式19-2】(24-25高二上·甘肃甘南·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)设,求的前项和.
【答案】(1)证明见解析,;(2)
【解析】(1)当时,,
所以,,
又,所以,
故是以为首项,为公差的等差数列,
故,所以,.
(2),
所以,,
令,①
则,②
①②得:,
,故,
所以,.
【变式19-3】(24-25高二上·广西玉林·期末)已知数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和;
(3)若,求使取得最大值时的的值.
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】(1)因为且,所以,
由,可得:,
两式相减得:,
因为,所以,,
又,综上,对任意的,,
所以是首项和公比均为的等比数列,所以,.
(2)由题意,,
①
②
①②得
所以,
(3)由(1)可得,所以,
时,由,可得;
当时,,当时,,
当时,,
当时,,
所以,所以,
综上,或时,取得最大值.
题型二十 数学归纳法及其应用
解|题|技|巧
严格遵循归纳步骤,利用递推关系实现从到的推导:
1、奠基步骤要精准:验证取第一个值(通常是或)时命题成立,这是后续归纳的基础,需确保计算无误差,避免初始值验证错误.
2、归纳假设要明确:假设(,)时命题成立,需清晰写出该假设的表达式,后续推导必须紧扣这个假设,不能凭空捏造条件.
3、递推证明是关键:证明时命题成立,核心是将的表达式拆分为含的形式,代入归纳假设进行化简,同时注意结合数列、不等式等相关知识(如因式分解、放缩法)完成推导,避免逻辑断层.
4、结论表述要完整:最后需总结“由1、2可知,对任意的正整数,命题成立”,确保步骤闭环.
【例题20】(24-25高二上·陕西榆林·月考)利用数学归纳法证明不等式的过程中,由到时,左边增加了( )
A.项 B.项 C.k项 D.1项
【答案】B
【解析】当时,不等式左边为,
当时,不等式左边为,
故增加的项数为:.故选:B.
【变式20-1】(24-25高二上·湖南长沙·期末)用数学归纳法证明且,第一步要证的不等式是 .
【答案】
【解析】因为,且可知:的第一个取值为,
由题意可知,当时,,
所以第一步需验证的不等式为.
【变式20-2】(24-25高二上·甘肃庆阳·月考)若用数学归纳法证明是31的倍数,在验证成立时,原式为 .
【答案】
【解析】当时,.
故答案为:
【变式20-3】(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知.
(1)是否存在常数使得对任意的都成立?若存在,求出;
(2)若(1)中存在,用数学归纳法证明.
【答案】(1);(2)见解析
【解析】(1)存在,
由题可得,解得,
所以存在,;
(2)证明:
当时,,
假设时,等式成立,
时,
成立,
综上,成立.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·宁夏银川·期末)已知数列满足,,则数列的前9项和为( )
A.6 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】因为,,
所以,所以,
所以,所以.
所以数列是周期为3的数列,故数列的前9项和为.故选:B
2.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)在等差数列中,,则的值为( )
A.7 B.14 C.21 D.28
【答案】B
【解析】因为在等差数列中,,
所以,
所以,故选:B.
3.(24-25高二上·广东潮州·期末)等差数列的前项和为,若,则正整数的值为( )
A.16 B.15 C.14 D.13
【答案】D
【解析】因为,所以,
所以,
所以,所以,故选:D
4.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知数列为等比数列,,若的前3项和为7,则数列的前3项和为( )
A.7 B. C. D.
【答案】D
【解析】设数列的公比为,则,即,
所以.故选:D.
5.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)设各项均为正数的等比数列满足,则等于( )
A. B. C.14 D.15
【答案】D
【解析】正项等比数列中,,解得,
因此,
所以.故选:D
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·山东烟台·期末)设和分别表示正实数的整数部分、小数部分,例如.已知数列满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】已知,因为,所以,.
根据,可得,化简得到.
因为,所以,.
同理可得.
通过前面的计算,可以发现数列的规律,().
当时,.故选:C.
2.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知为等差数列,根据下列条件不能求出的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】若等差数列的公差为,
A:,能求出,不符;
B:,不能求出,符合.
C:,能求出,不符;
D:,能求出,不符;故选:B
3.(24-25高二下·江西萍乡·期末)若递增数列的各项均是正整数,且满足,则 , .
【答案】 2 39
【解析】由已知得:.若,则有,矛盾;
若,则,与递增矛盾;故.
因为,则,,所以,.
又,即,所以,,
则,,又,即,
所以,,所以.
故答案为:2,39.
4.(24-25高二上·江苏扬州·期末)设数列的前项和为,已知则 .
【答案】
【解析】.
由,
,
猜想:.
下面用数学归纳法证明:若,
则对任意自然数,成立.
证明:当时,由上可知命题成立;
假设当时,,
则当时,
所以当时,命题也成立.
综上所述,对任意自然数,.
故.
5.(24-25高二上·新疆昌吉·期末)已知数列为等差数列,前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和;
(3)是否存在正整数m,n,()使得成等差数列?若存在,求出,m,n的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,,.
【解析】(1)由,
可得:,解得:,所以;
(2)由(1)可得:,
所以,
所以
(3)假设存在正整数m,n,(),使得成等差数列,
则,即,
即,
取,可得:,
所以存在,,.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025·北京·高考真题)已知是公差不为零的等差数列,,若成等比数列,则( )
A. B. C.16 D.18
【答案】C
【解析】设等差数列的公差为,
因为成等比数列,且,
所以,即,解得或(舍去),
所以.故选:C.
2.(2025·全国二卷·高考真题)(多选)记为等比数列的前n项和,为的公比,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】对A,由题意得,结合,解得或(舍去),故A正确;
对B,则,故B错误;
对C,,故C错误;
对D,,,
则,故D正确;故选:AD.
3.(2025·全国一卷·高考真题)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于 .
【答案】
【解析】法一:设该等比数列为,是其前项和,则,
设的公比为,
当时,,即,则,显然不成立,舍去;
当时,则,
两式相除得,即,
则,所以,
所以该等比数列公比为2.
故答案为:.
法二:设该等比数列为,是其前项和,则,
设的公比为,
所以,
,
所以,则,所以,
所以该等比数列公比为2.
故答案为:2.
法三:设该等比数列为,是其前项和,则,
设的公比为,
因为,
又,
所以,所以,
所以该等比数列公比为.
故答案为:.
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专题4.1 数列(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
数列的概念与通项公式
1、能归纳简单数列的通项公式;
2、会用通项公式求指定项、判断某数是否为数列的项
基础必考点,多为选择、填空题;
易错点:忽略n的取值范围,符号交替数列处理不当;
命题趋势:结合实际情境考查通项归纳
等差数列的定义与通项公式
1、能利用定义判断数列等差数列;
2、熟练进行,,,基本量计算;
3、会用等差数列核心性质解题
高频核心考点,覆盖各类题型;
易错点:混淆公差与项的关系,误用性质前提;
命题趋势:与前项和结合或含参数判定
等差数列的前项和公式
1、熟练运用求和公式计算;
2、会求的最值;
解答题中常考中档题;
命题趋势:结合二次函数性质考查
等比数列的定义与通项公式
1、能根据定义判断等比数列;
2、熟练进行,,,基本量计算;
3、会用等比数列核心性质解题
高频核心考点,覆盖各类题型;
易错点:忽略,误用性质符号;
命题趋势:与等差数列对比或含参数存在性问题
等比数列的前n项和公式
1、能分类讨论运用求和公式计算;
2、会结合性质简化求和;
解答题中常考中档偏难题;
易错点:漏判,计算失误;
命题趋势:与错位相减法、不等式结合
数列的递推公式
1、能通过与的关系求通项;
2、会用累加法、累乘法、构造法求通项
高频易错点,多为选择填空压轴或解答题中档题;
易错点:转化方法不当,构造新数列不等价;
命题趋势:重点考查构造法求通项
数列求和的常用方法
1、熟练运用公式法、分组求和法、裂项相消法、错位相减法;
2、能根据通项特征选合适求和方法
期末考试压轴题常考点,分值占比高;
易错点:裂项错误、错位相减项数统计失误;
命题趋势:侧重错位相减法、分组求和
数列的实际应用
1、能将实际问题转化为等差/等比数列模型;
2、会用数列公式解决实际问题
基础应用题,多为选择、填空或解答题中档题;
易错点:建模混淆数列类型,忽略n为正整数;
命题趋势:结合社会热点考查数学建模
知识点01 数列的概念
1、数列的有关概念
(1)数列:按一定顺序排列的一列数叫做数列.
(2)项:数列中的每一个数叫做这个数列的项,排在第一位的数叫做数列的首项或叫做数列的第1项,排在第二位的数叫做数列的第二项,……,排在第位的数叫做数列的第项.
(3)数列的一般形式:数列通常写成,,,…,,…,其中表示数列的第项,简记为.
·易错点:误将数列的项数(正整数,代表位置序号)与项(数列中第个位置的具体数值)等同.
·示例:数列{2n−1}中,项数对应的项是,容易错把当成项的值。
2、数列的表示方法
(1)数列的表示方法:通项公式法、列表法、图象法、逆推公式法.
(2)通项公式:如果数列的第项与之间的函数关系可以用一个式子表示成,
那个这个式子就叫做这个数列的通项公式,数列的通项公式就是相应函数的解析式.
(3)递推公式:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.
3、数列的分类
分类标准
类型
满足条件
项数
有穷数列
项数有限
无穷数列
项数无限
项与项间的大小关系
递增数列
其中n∈N+
递减数列
常数列
摆动数列
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列
知识点02 等差数列
1、等差数列的概念及通项
(1)等差数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列称为等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差用字母d表示.
(2)等差数列的通项公式:利用累加公式推导,以为首项,为公差的等差数列通项公式为.
(3)等差中项:在两个数a,b之间插入数M,使a,M,b成等差数列,则M称为a与b的等差中项.
2、等差数列的性质
(1)等差数列的性质
①通项公式的推广:;
②若,则;
·易错点:误用“等和性质”的前提条件,容易忽略下标和相等的前提,比如误得出(实际2+5=7);或推广到三项时出错,比如认为(无此性质).
③若的公差为d,则也是等差数列,公差为;
④若是等差数列,则也是等差数列.
(2)等差数列与一次函数关系
由等差数列的通项公式,可知其图象是直线上的一些等间隔的点,其中点的横坐标是正整数,是直线在轴上的截距,公差是该直线的斜率,即自变量每增加1,函数值增加.
(3)等差数列的单调性:当公差时,等差数列的通项公式是关于的一次函数,且一次项系数为公差.若公差,则为递增数列,若公差,则为递减数列,若公差,则为常数列.
3、等差数列的前n项和
(1)等差数列的前n项和公式
已知量
首项,末项与项数
首项,公差与项数
选用公式
(2)等差数列前n项和的性质
①;
②;
③两个等差数列,的前n项和,之间的关系为.
④数列,,,…构成等差数列.
⑤关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质
若项数为,则,;
若项数为,则,,,.
(3)等差数列前n项和的最值
①函数特性:将配方,若,则从二次函数的角度看:
当时,Sn有最小值;
当时,有最大值.
当n取最接近对称轴的正整数时,取到最值.
②邻项变号
当,时,满足的项数n使取最大值;
当,时,满足的项数n使取最小值.
·易错点:忽略的特殊情况:当时,,无最值(除非限定的范围),容易照搬时的最值求法.
知识点03 等比数列
1、等比数列的概念及通项
(1)等比数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母表示.其数学语言表达式: (,为非零常数).
·易错点:混淆“常数比”的严格性,误将“某几项的比为常数”当作等比数列定义,需注意必须对所有n∈N∗满足(常数),比如仅不能判定数列是等比数列.
(2)等比数列的通项公式
①等比数列的首项为,公比为,则通项公式为:.
②通项公式的变形:或.
(3)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,即G是a与b的等比中项a,G,b成等比数列.
·易错点:混淆“等比中项”的双向性,若G是a与b的等比中项,则,但反之不成立——当时,,但a,G,b不构成等比数列;且等比中项有两个(),容易遗漏负根.
2、等比数列的性质
(1)等比数列的性质
①相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即,,,…仍是等比数列,公比为.
②若,(项数相同)是等比数列,则,,,,仍是等比数列.
③若,则有.口诀:下标和相等,项的积也相等.
推广:.
(2)等比数列与指数函数:等比数列的通项公式可整理为,而是一个不为0的常数与指数函数的乘积,从图象上看,表示数列中的各项的点是函数的图象上的孤立点.
3、等比数列的前n项和
(1)等比数列的前n项和公式
已知量
首项与公比
首项,末项与公比
公式
(2)等比数列前n项和的性质
①等比数列中,若项数为,则;若项数为,则.
②若等比数列的前n项和为,则,,…成等比数列(其中,,…均不为0).
③若一个非常数列的前n项和,则数列为等比数列.
(3)与的关系
当公比时,等比数列的前项和公式是,它可以变形为
设,,则上式可写成的形式,则是的一次函数.
知识点04 数学归纳法
1、数学归纳法的定义
一般地,当要证明一个与正整数有关的命题时,可采用以下两个步骤:
(1)(归纳奠基)证明当时命题成立;
(2)(归纳递推)假设当(,≥)时命题成立,证明当命题也成立.
只要完成这两个步骤,就可以知道:对任何从开始的正整数,命题成立,这种证明方法称为数学归纳法.
2、数学归纳法的三个关键点
(1)验证是基础:数学归纳法的原理表明:第一个步骤是要找一个数n0,这个n0,就是我们要证明的命题对象对应的最小自然数,这个自然数并不一定都是“1”,因此“找准起点,奠基要稳”是第一个关键点.
(2)递推是关键:数学归纳法的实质在于递推,所以从“k”到“k+1”的过程中,要正确分析式子项数的变化.关键是弄清等式两边的构成规律,弄清由n=k到n=k+1时,等式的两边会增加多少项,增加怎样的项.
(3)利用假设是核心:在第二步证明n=k+1成立时,一定要利用归纳假设,即必须把归纳假设“n=k时命题成立”作为条件来导出“n=k+1”,在书写f(k+1)时,一定要把包含f(k)的式子写出来,尤其是f(k)中的最后一项,这是数学归纳法的核心.不用归纳假设的证明就不是数学归纳法.
题型一 数列中项的求解与判断
解|题|技|巧
求数列指定项紧扣通项公式,已知通项直接代项数,已知递推或等差、等比数列则先转化或求基本量再计算。判断某数是否为数列的项,只需令通项等于该数解方程,验证解是否为正整数即可.
【例题1】(25-26高二上·江苏南京·月考)已知数列,,…,,则是这个数列的( )
A.第21项 B.第22项 C.第23项 D.第24项
【变式1-1】(25-26高二上·甘肃酒泉·月考)已知数列的通项公式是,则下列各数是的项的是( )
A.18 B.20 C.32 D.66
【变式1-2】(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期末)已知数列,,,,,…,,…,则该数列的第40项是( )
A. B. C.11 D.5
【变式1-3】(24-25高二上·广东广州·期末)已知数列的通项公式为,则146是该数列的( )
A.第10项 B.第11项 C.第12项 D.第13项
题型二 由数列的前几项求通项
解|题|技|巧
1、常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法.
2、具体策略:①分式中分子、分母的特征;②相邻项的变化特征;③拆项后的特征;④各项的符号特征和绝对值特征;⑤化异为同,对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;⑥对于符号交替出现的情况,可用或,处理.
【例题2】(24-25高二下·浙江温州·期末)2,4,6,8,10,,第项为 .
【变式2-1】(24-25高二下·四川眉山·期末)数列的一个通项公式为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高二下·江西赣州·期末)数列为,则不能作为通项公式的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(23-24高二上·山西忻州·期末)已知数列的前4项分别为,,,,则该数列的一个通项公式可以为( )
A. B.
C. D.
题型三 求数列中的最大(小)项
解|题|技|巧
(1)将数列视为函数当x∈N*时所对应的一列函数值,根据的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出的最值,进而求出数列的最大(小)项.
(2)利用作差法或作商法判断函数的单调性,再进一步求出数列的最值
(3)利用“两边夹”求数列中的最大项,利用求数列中的最小项.
【例题3】(24-25高三上·浙江绍兴·期末)已知数列的通项公式为,前项的和为,则取到最小值时的值是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(25-26高二上·江苏苏州·月考)数列的通项公式为满足:,则数列的最大项是第( )项.
A.6 B.7 C.8 D.9
【变式3-2】(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知数列的通项公式为,则中最小项的值为 .
【变式3-3】(25-26高二上·云南曲靖·期中)已知,若数列中最小项为第3项,则 .
题型四 数列的周期性及应用
解|题|技|巧
1、周期数列的常见形式
(1)利用三角函数的周期性,即所给递推关系中含有三角函数;
(2)相邻多项之间的递推关系,如后一项是前两项的差;
(3)相邻两项的递推关系,等式中一侧含有分式,又较难变形构造出特殊数列.
2、解决此类题目的一般方法:根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前项的和.
【例题4】(24-25高二下·河南驻马店·期末)在数列中,已知,,,则( )
A.3 B. C.6 D.
【变式4-1】(24-25高二下·辽宁锦州·期末)已知数列中,,则( )
A. B. C. D.5
【变式4-2】(24-25高二上·福建南平·期末)已知数列满足:,若,则( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(24-25高二下·湖北武汉·期末)记数列的前项和为,且,则 .
题型五 等差数列基本量的求解
解|题|技|巧
1、等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了方程思想.
2、数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换的作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.
【例题5】(24-25高二上·江苏镇江·期末)设为等差数列前n项和,若,则( )
A.0 B.3 C.6 D.9
【变式5-1】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,,则( )
A.36 B.48 C.72 D.108
【变式5-2】(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知等差数列的前项和为,若,则公差( )
A.2 B. C.3 D.
【变式5-3】(24-25高二下·河南鹤壁·期末)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A.25 B.28 C.29 D.32
题型六 等差数列的判定与证明
解|题|技|巧
1、定义法:或是等差数列;
2、定义变形法:验证是否满足;
3、等差中项法:为等差数列;
4、通项公式法:通项公式形如为常数为等差数列;
5、前n项和公式法:为常数为等差数列.
注意:(1)若判断一个数列不是等差数列,只需找出三项,使得即可;
(2)如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
【例题6】(24-25高二上·广东茂名·期末)已知数列中,,若,且,则( )
A. B. C. D.17
【变式6-1】(25-26高二上·吉林长春·期中)已知数列满足,若.
(1)求证:是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
【变式6-2】(25-26高二上·重庆·期中)数列 满足 .
(1)求证:数列 是等差数列;
(2)求数列 的通项公式.
【变式6-3】(24-25高二上·海南海口·月考)已知数列的前项和为,,,且.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求的通项公式.
题型七 等差数列的性质及应用
解|题|技|巧
1、在等差数列{an}中,当m≠n时,d=为公差公式,利用这个公式很容易求出公差,
还可变形为am=an+(m-n)d.
2、等差数列{an}中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.
3、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则an+am=ap+aq(n,m,p,q∈N*),
特别地,若m+n=2p,则an+am=2ap.
【例题7】(24-25高二上·上海黄浦·期末)与的等差中项为 .
【变式7-1】(24-25高二下·广西河池·期末)在等差数列中,,则( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式7-2】(24-25高二下·河北·期末)已知数列为等差数列,若是正整数,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【变式7-3】(24-25高二上·河南·月考)已知正项等差数列满足,则( )
A. B. C. D.
题型八 等差数列前n项和的性质及应用
解|题|技|巧
1、等差数列的依次k项之和,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列.
2、数列{an}是等差数列⇔Sn=an2+bn(a,b为常数)⇔数列为等差数列.
3、若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d,
①当项数为偶数2n时,S偶-S奇=nd,=;
②当项数为奇数2n-1时,S奇-S偶=an,=.
【例题8】(24-25高二上·广西南宁·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,则为( )
A.42 B.48 C.60 D.72
【变式8-1】(24-25高二上·广东广州·期末)已知数列满足,的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(23-24高二上·陕西榆林·月考)已知等差数列的项数为其中奇数项之和为 偶数项之和为 则( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(24-25高二上·甘肃甘南·期中)等差数列,的前项和分别为,,且,则( )
A. B. C. D.
题型九 等差数列前n项和的最值
解|题|技|巧
1、二次函数法: 将Sn=na1+d=n2+n配方.转化为求二次函数的最值问题,但要注意n∈N*,结合二次函数图象的对称性来确定n的值,更加直观.
2、邻项变号法:当a1>0,d<0,时,Sn取得最大值;当a1<0,d>0,时,Sn取得最小值.
特别地,若a1>0,d>0,则S1是{Sn}的最小值;若a1<0,d<0,则S1是{Sn}的最大值.
【例题9】(24-25高二上·河北邢台·期末)已知数列的前项和为,则当取得最小值时, .
【变式9-1】(24-25高二上·山西·期末)已知等差数列的前项和为,且,,则取得最小值时, .
【变式9-2】(24-25高二上·吉林·期末)已知等差数列,为其前n项和,且满足,,则当( )时,最大.
A.1010 B.1011 C.1012 D.1013
【变式9-3】(24-25高二上·上海·期末)在等差数列中,,若它的前项和有最大值,则当时,的最大值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
题型十 含绝对值的等差数列求和问题
解|题|技|巧
第一步,解不等式an≥0(或an≤0)寻找{an}的正负项分界点.
第二步,求和:
①若an各项均为正数(或均为负数),则{|an|}各项的和等于{an}的各项的和(或其相反数);
②若a1>0,d<0(或a1<0,d>0),这时数列{an}只有前面有限项为正数(或负数),可分段求和再相加.
【例题10】(25-26高二上·黑龙江海林·月考)已知数列满足,,则数列的前12项和为( )
A.108 B.28 C.62 D.80
【变式10-1】(24-25高二上·湖北武汉·期末)设是公差不为零的等差数列,,.
(1)求和;
(2)求的前项和.
【变式10-2】(24-25高二上·黑龙江佳木斯·期末)已知数列中,,数列满足.
(1)证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)令;求.
【变式10-3】(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知数列、的各项均不为零,若是单调递增数列,且,,,.
(1)求及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
题型十一 等比数列基本量的计算
解|题|技|巧
1、方程的思想:等比数列的通项公式、前n项和公式中联系着五个量:,已知其中三个量,可以通过解方程(组)求出另外两个量;其中基本量是a1与q,在解题中根据已知条件建立关于a1与q的方程或者方程组,是解题的关键.
2、分类讨论思想:在应用等比数列前n项和公式时,必须分类求和,当时,;当时,;在判断等比数列单调性时,也必须对与分类讨论.
【例题11】(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知是等比数列的前n项和,若,则( )
A.1022 B.1023 C.1024 D.1025
【变式11-1】(24-25高二上·江苏常州·期末)已知为等比数列的前项和,且,,则数列的公比为( )
A.1 B. C.1或2 D.1或
【变式11-2】(24-25高二上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【变式11-3】(24-25高二上·河南开封·期末)已知等比数列的公比为,前项和为,若,则 .
题型十二 等比数列的判断与证明
解|题|技|巧
1、定义法:为常数且数列是等比数列.
2、等比中项法:数列是等比数列.
3、通项公式法:数列是等比数列.
4、前项和公式法:若数列的前项和,则该数列是等比数列.
其中前两种方法是证明等比数列的常用方法,而后两种方法一般用于选择题、填空题中.
注意:(1)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.
(2)只满足的数列未必是等比数列,要使其成为等比数列还需要.
【例题12】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【变式12-1】(24-25高二上·广东惠州·期末)(多选)已知数列的前项和为,若,则下列选项正确的是( )
A.数列的首项不可能为0
B.当时,偶数项的符号相同
C.当时,一定是等比数列
D.当时,有可能是等比数列
【变式12-2】(23-24高二上·甘肃白银·期中)在数列中,,.
(1)证明:为等比数列;
(2)求的通项公式.
【变式12-3】(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知数列的前n项和为且满足.
(1)求,值;
(2)证明数列为等比数列并求其通项公式.
题型十三 等比数列的性质应用
解|题|技|巧
1、等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项公式的变形,三是前n项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
2、应用等比数列性质解题时的2个注意点
(1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,
特别是性质“若,则有”,可以减少运算量,提高解题速度.
(2)在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.
【例题13】(24-25高二上·黑龙江绥化·期末)已知是公比为2的等比数列,若,则 .
【变式13-1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)已知等比数列中,,则公比( )
A.2 B.4 C.16 D.
【变式13-2】(25-26高二上·广东·期末)已知数列为等比数列,其中,为方程的两根,则( )
A. B. C. D.
【变式13-3】(25-26高二上·贵州·期末)已知等比数列的各项均为正数,且,则的值为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
题型十四 等比数列前n项和性质应用
解|题|技|巧
等比数列前项和性质应用的核心技巧是先明确公比的取值(优先讨论),再结合分段求和公式与等比数列片段和性质解题.
解题时,优先利用“等比数列中,、、(或为奇数)仍成等比数列”的性质简化计算,避免复杂求和;若涉及与的关系,需注意时,时,,最后验证通项公式的一致性.
【例题14】(24-25高二下·江西·期末)已知是等比数列的前项和,,,则( )
A.14 B.28 C.35 D.49
【变式14-1】(24-25高三上·重庆·月考)已知一个项数为偶数的等比数列所有项之和为所有奇数项之和的3倍,前2项之积为8,则( )
A.2 B.-2 C.-1 D.2或-2
【变式14-2】(24-25高二上·甘肃金昌·期中)已知等比数列的前项和为,若,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【变式14-3】(24-25高二上·山东烟台·期末)已知为等比数列的前项和,且,则的值为 .
题型十五 等差数列与等比数列的实际应用
解|题|技|巧
解决数列新背景问题的步骤
(1)读懂题意:脱去传统风俗、数学文化等背景,读懂题意;
(2)构造模型:根据题意构造等差数列、等比数列或递推关系的模型;
(3)求解模型:根据数列的相关性质求解,如求特定项、通项公式或前n项和.
【例题15】(25-26高二上·河南·期末)《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列,小寒、立春、惊蛰日影长之和为尺,前八个节气日影长之和为尺,则谷雨日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【变式15-1】(24-25高二上·安徽合肥·期末)《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中有如下问题:“今有大夫、不更、簪袅、上造、公士,凡五人,共出百钱,欲令高爵出少,以次渐多,问各几何?”意思是:“有大夫、不更、簪袅、上造、公士(爵位依次降低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增的等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若上造与公士共出52钱,则簪袅出的钱数比大夫多( )
A.4钱 B.8钱 C.10钱 D.12钱
【变式15-2】(24-25高二上·河南安阳·期末)洛阳龙门石窟是世界上规模最大的石刻艺术宝库,被联合国教科文组织评为“中国石刻艺术的最高峰”.现有一石窟的某处共有378个“浮雕像”,分为6层,对每一层来说,上一层的数量是该层的2倍,则从下往上数,第4层“浮雕像”的数量为( )
A.16 B.32 C.48 D.64
【变式15-3】(24-25高二上·内蒙古护栏浩特·期末)某电动汽车刚上市,就引起了小胡的关注,小胡2024年5月1日向银行贷款元用来购买该电动汽车,银行贷款的月利率是,并按复利计息.若每月月底还银行相同金额的贷款,到2025年4月底全部还清(即用12个月等额还款),则小胡每个月月底需要还款( )
A.元 B.元 C.元 D.元
题型十六 根据递推关系求数列的通项公式
解|题|技|巧
1、对型用累加法,对型用累乘法,直接叠加或累乘消去中间项得通项;
2、对()等线性递推型,用构造法配凑成的等比数列形式;
3、对分式、二阶等复杂递推,可先计算前几项归纳规律,或通过取倒数、作差等代数变形转化为熟悉模型.
【例题16】(24-25高二下·河北·期末)在数列中,,,则的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【变式16-1】(25-26高二上·江苏苏州·月考)若数列满足,则( )
A.2 B.6 C.12 D.20
【变式16-2】(24-25高二上·天津南开·期末)已知数列满足,,则数列的通项公式 .
【变式16-3】(24-25高二上·上海嘉定·期末)无穷数列满足,,则数列的所有项和 .
题型十七 分组并项求和法求数列的前n项和
解|题|技|巧
(1)适用范围:某些数列的求和是将数列转化为若干个可求和的新数列的和或差,从而求得原数列的和,注意在含有字母的数列中对字母的讨论.
(2)常见类型:
①若an=bn±cn,且{bn},{cn}为等差或等比数列;
②通项公式为an=的数列,其中数列{bn},{cn}是等比数列或等差数列.
(3)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.
【例题17】(24-25高二下·广东湛江·期末)若数列的满足,,则数列的前15项和为( )
A.105 B.119 C.135 D.152
【变式17-1】(24-25高二上·安徽·期末)在递增的等比数列中,,且是和的等差中项.
(1)求的通项公式;
(2)若求数列的前项和.
【变式17-2】(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,求数列的前项和.
【变式17-3】(25-26高二上·云南曲靖·期中)记为等差数列的前项和,已知
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列,的前项和为,求.
题型十八 裂项相消法求数列的前n项和
解|题|技|巧
1、用裂项法求和的裂项原则及规律
(1)裂项原则:一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(2)消项规律: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.
【注意】利用裂项相消法求和时,既要注意检验通项公式裂项前后是否等价,又要注意求和时,正负项相消消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项.
2、裂项相消法中常见的裂项技巧
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(7)
【例题18】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知数列满足,则数列前100项和为 .
【变式18-1】(24-25高二上·安徽六安·期末)已知等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【变式18-2】(24-25高二上·安徽淮南·期末)已知等差数列的前n项和为,且,
(1)求的通项公式和;
(2)若,求数列的前n项和
【变式18-3】(24-25高二上·福建龙岩·期末)已知正项数列的前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,记数列的前n项和为.证明:对于任意,都有.
题型十九 错位相减法求数列的前n项和
解|题|技|巧
1、解题步骤
2、注意解题“3关键”
①要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形.
②在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
③在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比q=1和q≠1两种情况求解.
3、等差乘等比数列求和,令,可以用错位相减法.
①
②
得:.
整理得:.
【例题19】(25-26高二上·甘肃·期末)已知公差不为零的正项等差数列的前n项和为,,,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求的前项和.
【变式19-1】(24-25高二上·广东清远·期末)已知数列的前项和为,数列是公比为3的等比数列,且.
(1)求数列、的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【变式19-2】(24-25高二上·甘肃甘南·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)设,求的前项和.
【变式19-3】(24-25高二上·广西玉林·期末)已知数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和;
(3)若,求使取得最大值时的的值.
题型二十 数学归纳法及其应用
解|题|技|巧
严格遵循归纳步骤,利用递推关系实现从到的推导:
1、奠基步骤要精准:验证取第一个值(通常是或)时命题成立,这是后续归纳的基础,需确保计算无误差,避免初始值验证错误.
2、归纳假设要明确:假设(,)时命题成立,需清晰写出该假设的表达式,后续推导必须紧扣这个假设,不能凭空捏造条件.
3、递推证明是关键:证明时命题成立,核心是将的表达式拆分为含的形式,代入归纳假设进行化简,同时注意结合数列、不等式等相关知识(如因式分解、放缩法)完成推导,避免逻辑断层.
4、结论表述要完整:最后需总结“由1、2可知,对任意的正整数,命题成立”,确保步骤闭环.
【例题20】(24-25高二上·陕西榆林·月考)利用数学归纳法证明不等式的过程中,由到时,左边增加了( )
A.项 B.项 C.k项 D.1项
【变式20-1】(24-25高二上·湖南长沙·期末)用数学归纳法证明且,第一步要证的不等式是 .
【变式20-2】(24-25高二上·甘肃庆阳·月考)若用数学归纳法证明是31的倍数,在验证成立时,原式为 .
【变式20-3】(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知.
(1)是否存在常数使得对任意的都成立?若存在,求出;
(2)若(1)中存在,用数学归纳法证明.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·宁夏银川·期末)已知数列满足,,则数列的前9项和为( )
A.6 B. C.3 D.
2.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)在等差数列中,,则的值为( )
A.7 B.14 C.21 D.28
3.(24-25高二上·广东潮州·期末)等差数列的前项和为,若,则正整数的值为( )
A.16 B.15 C.14 D.13
4.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知数列为等比数列,,若的前3项和为7,则数列的前3项和为( )
A.7 B. C. D.
5.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)设各项均为正数的等比数列满足,则等于( )
A. B. C.14 D.15
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·山东烟台·期末)设和分别表示正实数的整数部分、小数部分,例如.已知数列满足,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知为等差数列,根据下列条件不能求出的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·江西萍乡·期末)若递增数列的各项均是正整数,且满足,则 , .
4.(24-25高二上·江苏扬州·期末)设数列的前项和为,已知则 .
5.(24-25高二上·新疆昌吉·期末)已知数列为等差数列,前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和;
(3)是否存在正整数m,n,()使得成等差数列?若存在,求出,m,n的值;若不存在,请说明理由.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025·北京·高考真题)已知是公差不为零的等差数列,,若成等比数列,则( )
A. B. C.16 D.18
2.(2025·全国二卷·高考真题)(多选)记为等比数列的前n项和,为的公比,若,则( )
A. B.
C. D.
3.(2025·全国一卷·高考真题)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于 .
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