内容正文:
专题6.3数列之求和
6.3.1公式法求和
知迟点梳理
1.等差数列的前n项和公式:若已知首项0,和末项0,则S,=na+a,或等差数列
2
a
的首项是a,公差是d,则其前n项和公式为S。=na,+(m-d.
2
na,q=1
2.等比数列的前n项和公式:Sn=
a1(1-q)_a-an9,q≠1
1-q1-q
3.一些常见的数列的前n项和:
@12+2+32++n=2nln+1)(2n+1.
6
②13+2+33+…+n3=
n(n+1)12
2
典型例题
例1.设Sn为等差数列{an}的前n项和,已知a1=7,S3=15.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并求Sn的最大值及此时的n值.
例2.已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+1(nEN).
(1)求证:数列{a+1}是等比数列;
(2)求数列{am}的前n项和.
1
随堂演练
1.记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S1o=
2.记Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=6,S5=-5,则S6=()
A.-20
B.-15
C.-10
D.-5
3.记Sn为等比数列{am}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则Sg=()
A.120
B.85
C.-85
D.-120
4.已知正项等比数列{am}的前n项和为Sm.若a6-4a4-3a4a6+2a6-8a4=0,S4=15,
则S2023=()
A.22023-1
B.22022-1
C.22023
D.22022
5.已知在等差数列{an}中,a5=3,ag=-5.
(1)求数列{an}的通项公式:
(2)求数列{an}的前n项和Sm,
6.在等比数列{an}中,
(1)S2=30,S3=155,求Sm:
②)a+s=10,a4+ad求S3
(3)am>0,Sn=80,S2m=6560,前n项中最大的一项为54,求a1,q
2
7.记Sn是公差不为0的等差数列{am}的前n项和,若a3=S5,a2a4=S4.
(1)求数列{an}的通项公式an
(2)求使Sn>an成立的n的最小值.
8.记Sn为数列{anm}的前n项和.已
2Sm+n=2a+1.
n
(1)证明:{an}是等差数列;
(2)若a4,a7,ag成等比数列,求Sn的最小值.
3
6.3.2裂项求和
知迟点梳理
1.裂项求和之等差型
(1)
1=1-1
n(n+1)nn+1
2=1.1】
n(n+k)k nn+k
and1引6
(4)
aine1n22nne1 (eD(m2
1-1[1
-a-K n
1
5)
1
3n+1
c7)(n+1)n+2]+3(n+1n+2n+3)
n+2n+3
(8)nln+1)=号nn+1n+2)-(n-1nln+1:
(9)nn+i0n+2)=nn+1(n+2n+3)-n-1nn+1n+2
4
(10)
1
-1[1
1
n(n+1)(n+2)(n+3)3n(n+1)(n+2)(n+1)(n+2)(n+3)
(11)
2n+1
nii
2)
n+1
2.裂项求和之根式型
(1)n+1+n
=Vn+1-Vn:
2》n+4而n+f-a,
1
(3)92n-1+2n+1
2n1-2n-i
1
11
(4)1++元
1
n+1-n-1
(5》m+2n+1+n-1+m-2n*1
2
(6)
(n+1)n-nn+1
(n+1)n+nn+1
(
3.裂项求和之指数型
(1)
(21-1)-(2”-1)=1-1
(21-10(2-1)(21-10(2°-1)2”-12*1-1
名w
(3)2。=2(n+1)少n=2111-1
n(n+1)2”n(n+1)2”nn+12n2(n+1)2m
非7
5
5)2n+1)1Y--1_1)"
n(n+1)
nn+1
(6)a,=n-3,设a,-(an+b)3”-a(n-1+b1-3,易得a=2b=}
则a,子2n-103”-子2n-3)-3
(7)
a222a9223a-gy2a
n2(n+1)21n(n+1)21
n(n+1)2n+1
al(ay
(n+1)2n
典型例题
例1.已知数列{an}是公差不为零的等差数列,a2+a4=14,且a1,a2,a成等比数列。
(1)求{an}的通项公式。
(2)设b,=1
anan+
一,求数列{bn}的前n项和Sm。
例2.已知数列an}的前n项和为Sn,a1=1,S,=25,且3Sn+1-an=2Sn+S+2
(1)求数列an}的通项公式;
6
(2)设b.-2n-1+只2n+1
1
求数列bn}的前n项和Tn
随堂演练
3
已知数列a中,a专Q2。中neN,则aa的前n项和S
2.记Sn是公差不为零的等差数列{an}的前n项和,若S3=6,a1是a1和ag的等比中项.
(I)求数列{an}的通项公式:
2)i记b,-。—1
anan+lan+2
求数列{bm}的前20项和.
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2+a4=10,S3=9.
7
(1)求{an}的通项公式:
(2》设数列之的前n项和为7,求o
anan+1
4.Sn为数列{an}的前n项和,已知am>0,a+2an=4Sn+3。
(1)求{an}的通项公式。
(2)设b,=1
一,求数列{bm}的前n项和。
anan+
5.己知函数f(x)=x2-2x+4,数列{an}是公差为d的等差数列,a1=f(d-1),
8
a3=f(d+1)。
(1)求数列{an}的通项公式。
1,1
(2)若S,为数列{an的前n项和。求证:SS
1、1
十
十…+
6.已知数列a,的前n项和为Sn且a,=8,S.=01-n-1
2
(1)求数列{an}的通项公式.
2×3”
(2)求数列
的前n项和Tm
anan+1
9
7.已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=an-4an-1,a1=-1.
(1)证明:数列{2am+1-an}为等比数列;
(2)设b.=nm+1'
Qn+4_
求数列{bm}的前n项和:
8.设数列{an}的前n项和为Sn,a1=8,S+l-4Sm=8.
(1)求{an}的通项公式:
1
(2)l0g2dn'log2am1
,求数列{bm的前n项和.
6.3.3错位相减法求和
10
专题6.3 数列之求和
6.3.1 公式法求和
知识点梳理
1.等差数列的前n项和公式:若已知首项和末项,则,或等差数列
的首项是,公差是d,则其前n项和公式为.
2.等比数列的前n项和公式:.
3.一些常见的数列的前n项和:
①.
②.
典型例题
例1.设Sn为等差数列{an}的前n项和,已知a1=7,S3=15.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并求Sn的最大值及此时的n值.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,因为a1=7,S3=15.
所以3a1+3d=15,解得d=﹣2,所以an=7﹣2(n﹣1)=﹣2n+9;
(2)由(1)可得Sn(a1+an)(7﹣2n+9)=﹣n2+8n,
所以,当且仅当n=4时,Sn的最大值为16.
例2.已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+1(n∈N*).
(1)求证:数列{an+1}是等比数列;
(2)求数列{an}的前n项和.
解:(1)∵an+1=2an+1,(n∈N*),∴an+1+1=2(an+1),∴2,
∴数列{an+1}是以2为公比的等比数列.
(2)由(1)知,数列{an+1}是等比数列,且q=2,首项为a1+1=2,
∴an+1=2•2n﹣1=2n,∴an=2n﹣1,
∴数列{an}的前n项和sn=(2+22+…+2n)﹣nn=2n+1﹣n﹣2.
随堂演练
1.记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10= 95 .
解:等差数列{an}中,a3+a4=2a1+5d=7,3a2+a5=4a1+7d=5,
解得,d=3,a1=﹣4,
则S10=10×(﹣4)95.
故答案为:95.
2.记Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=6,S5=﹣5,则S6=( )
A.﹣20 B.﹣15 C.﹣10 D.﹣5
解:设等差数列{an}的公差为d,
因为S3=6,S5=﹣5,
所以,解得,
所以S6=6a1+15d=6×5﹣15×3=﹣15.
故选:B.
3.记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=﹣5,S6=21S2,则S8=( )
A.120 B.85 C.﹣85 D.﹣120
解:等比数列{an}中,S4=5,S6=21S2,显然公比q≠1,
设首项为a1,则5①,②,
化简②得q4+q2﹣20=0,解得q2=4或q2=﹣5(不合题意,舍去),
代入①得,
所以S8(1﹣q4)(1+q4)(﹣15)×(1+16)=﹣85.
故选:C.
4.已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn.若,S4=15,则S2023=( )
A.22023﹣1 B.22022﹣1 C.22023 D.22022
解:由题意,设正项等比数列{an}的公比为q(q>0),
∵,∴(a6﹣4a4)(a6+a4+2)=0.
∵an>0,∴a6+a4+2≠0,∴a6﹣4a4=0,∴,解得q=2(负值舍去),
∴,∴a1=1,∴.
故选:A.
5.已知在等差数列{an}中,a5=3,a9=﹣5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
解:(1)在等差数列{an}中,a5=3,a9=﹣5,
设等差数列{an}的公差为d,则4d=a9﹣a5=﹣5﹣3=﹣8,解得d=﹣2,
∴an=a5+(n﹣5)d=3﹣2(n﹣5)=13﹣2n;
(2)∵a1=11,∴.
6.在等比数列{an}中,
(1)S2=30,S3=155,求Sn;
(2)a1+a3=10,a4+a6,求S5;
(3)an>0,Sn=80,S2n=6560,前n项中最大的一项为54,求a1,q.
解:(1)S2=30,S3=155,
∴公比q≠1,,
解得a1=q=5,或,a1=180.
∴Sn或Sn.
(2)∵a1+a3=10,a4+a6,
∴,解得,
∴S5.
(3)an>0,Sn=80,S2n=6560,设公比为q≠1.则80,6560,
可得qn=81,a1=q﹣1.
(q﹣1)=8154,可得q≤3.
∵an>0,∴1<q≤3.解得a1=2,q=3,n=4,满足前n项中最大的一项为54.
7.记Sn是公差不为0的等差数列{an}的前n项和,若,.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)求使成立的n的最小值.
解:(1)由等差数列的性质可得: ,则 , 。设等差数列的公差为 ,从而有:.
.从而: .
由于公差不为零,故 。数列的通项公式为:.
(2)由数列的通项公式可得: ,则:.
则不等式 即:.
整理可得:.解得: 或 .又 为正整数,故 的最小值为 7.
8.记Sn为数列{an}的前n项和.已知.
(1)证明:{an}是等差数列;
(2)若,,成等比数列,求Sn的最小值.
解:(1) 因为 ,即 ①
当 时,②
①-②得,.
即
即 所以
且 所以 是以 为公差的等差数列.
(2)方法一:由 (1) 可得
又 成等比数列, 所以
即 解得
所以 所以
所以, 当 或 时,
方法二:由 (1) 可得
又 成等比数列, 所以
即 解得
所以 即有
则当 或 时,
6.3.2 裂项求和
知识点梳理
1.裂项求和之等差型
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10)
(11);
(12).
2.裂项求和之根式型
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
3.裂项求和之指数型
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6),设,易得,
则;
(7)
.
典型例题
例1.已知数列{an}是公差不为零的等差数列,,且成等比数列。
(1)求{an}的通项公式。
(2)设,求数列{bn}的前n项和Sn。
解:(1)等差数列{an}中,,解得。
因成等比数列,即。
设{an}的公差为d,于是得。
整理得:,而d≠0,解得d=3。
∴。
(2)由(1)知,。
∴。
例2.已知数列的前 项和为 , , ,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设 , 求数列的前项和.
解:(1) 由 得:
.
即 ,所以数列 为等差数列。
由 得 .
设公差为 ,,得 .
所以 .
故数列 的通项公式为 .
(2),
所以
.
随堂演练
1.已知数列{an}中,,,n∈N*,则{anan+1}的前n项和Sn= .
解:因为,
所以,,
所以,
所以Sn()
所以.
故答案为:.
2.记Sn是公差不为零的等差数列{an}的前n项和,若S3=6,a1是a1和a9的等比中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记,求数列{bn}的前20项和.
解:(1)由题意知。
设等差数列{an}的公差为d,则。
∵d≠0,解得。
又,。
∴数列{an}是以1为首项和公差为1的等差数列,
∴。
(2)由(1)可知。
设数列{bn}的前n和为,则:
。
∴,所以数列{bn}的前20和为。
3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2+a4=10,S3=9.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设数列的前n项和为Tn,求T1011.
解:(1)因为{an}是等差数列,可设首项为a1,公差为d,
由题意得:a2+a4=(a1+d)+(a1+3d)=2a1+4d=10,
S3=a1+a2+a3=3a1+3d=9,
联立解得:d=2,a1=1,
所以{an}是首项为1,公差为2的等差数列,
所以an=1+2(n﹣1)=2n﹣1.
(2)由上问可知,数列{an}是公差为2的等差数列,通项公式an=2n﹣1.
所以,
从而可得,
从而可得,
.
4.Sn为数列{an}的前n项和,已知an>0,。
(1)求{an}的通项公式。
(2)设,求数列{bn}的前n项和。
解:(1)∵an2+2an=4Sn+3。
∴an+12+2an+1=4Sn+1+3。
两式相减得:an+12﹣an2+2an+1﹣2an=4an+1,整理得:an+12﹣an2=2(an+1+an)。
又∵an>0,∴an+1﹣an=2。
又∵a12+2a1=4a1+3,∴a1=3或a1=﹣1(舍)。
∴数列{an}是以3为首项、2为公差的等差数列,∴an=3+2(n﹣1)=2n+1。
(Ⅱ)由(I)可知an=2n+1。
∴bn()。
∴数列{bn}的前n项和为:((•。
5.已知函数,数列{an}是公差为d的等差数列,,。
(1)求数列{an}的通项公式。
(2)若Sn为数列{an}的前n项和。求证:。
解:(1)由题意可得:a1=f(d﹣1)=d2﹣4d+7,a3=f(d+1)=d2+3。
又由a3=a1+2d,可得d=2,所以a1=3,an=2n+1。
(2)证明:由题意,Sn。
∴。
∴。
6.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 .
解:(1)因为 , , 所以 .
当 时, , 即 .
又 .
, , 所以 .
所以数列 是等比数列, 且首项为 , 公比为 .
所以 , 所以 .
(2)因为 .
的前 项和
.
7.已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=an﹣4an+1,a1=﹣1.
(1)证明:数列{2an+1﹣an}为等比数列;
(2)设,求数列{bn}的前n项和;
解:(1)证明:由Sn=an﹣4an+1,a1=﹣1,
可得n=1时,a1=S1=a1﹣4a2,解得a2=0,
当n≥2时,由Sn=an﹣4an+1,可得Sn﹣1=an﹣1﹣4an,
两式相减可得an=Sn﹣Sn﹣1=an﹣4an+1﹣an﹣1+4an,
化为4an+1=4an﹣an﹣1,
即有2(2an+1﹣an)=2an﹣an﹣1,
则数列{2an+1﹣an}首项为2a2﹣a1=1,公比为的等比数列;
(2)由(1)可得2an+1﹣an=()n﹣1,
即为2nan+1﹣2n﹣1an=1,
则数列{2n﹣1an}是首项为﹣1,公差为1的等差数列,即有2n﹣1an=﹣1+n﹣1=n﹣2,
则an,,
可得数列{bn}的前n项和为...;
8.设数列{an}的前n项和为Sn,a1=8,Sn+1﹣4Sn=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若,求数列{bn}的前n项和.
解:(1)由Sn+1﹣4Sn=8,a1=8,可得(a1+a2)﹣4a1=8,得a2=32;
当n≥2时,由Sn+1﹣4Sn=8,可得Sn﹣4Sn﹣1=8,
两式相减可得an+1=4an,对n=1也成立,
所以{an}是首项为8,公比为4的等比数列,,n∈N*.
(2)因为,
所以,
所以.
故数列{bn}的前n项和为,n∈N*.
6.3.3 错位相减法求和
知识点梳理
1.错位相减法:一般地,若数列{cn}的通项公式为,其中{an}是公差为d等差数列,{bn}是公比为q的等比数列,我们可以用错位相减法求{cn}的前n项和.
2.求{cn}的前n项和具体过程:
①
①式两边同乘等比数列的公比q,得:
②
①-②,得:,化简求出.
典型例题
例1.已知数列{an}是首项为正数的等差数列,数列的前n项和为。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设,求数列{bn}的前n项和。
解:(1)设等差数列{an}的公差为d。
由数列的前n项和为,可得:。
化为:①,②。
∵,由①②式可得:。
∴。
(2)∵。
∴数列{bn}的前n项和①。
①×2得:②。
①-②得:。
∴。
例2.在前n项和为Sn的等比数列{an}中,3a2=2a1+a3,S4=30,S2=38﹣a5.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=an•log2an,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)设等比数列{an}的公比为q,
由3a2=2a1+a3,得3a1q=2a1+a1q2,即q2﹣3q+2=0,解得q=2或q=1,
当q=1时,由S4=30,得4a1=30,解得a1,此时S2=2a1=15≠38﹣a5=38,故舍去q=1,
当q=2时,由S430,解得a1=2,
所以an=2×2n﹣1=2n;
(2)由(1)可知bn=an•log2an=2n•n,
所以Tn=1×21+2×22+3×23+…+(n﹣1)•2n﹣1+n•2n,
则2Tn=1×22+2×23+3×24+…+(n﹣1)•2n+n•2n+1,
两式相减得﹣Tn=2+22+23+…+2n﹣1+2n﹣n•2n+1n•2n+1=2n+1(1﹣n)﹣2,
所以Tn=(n﹣1)•2n+1+2.
随堂演练
1.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n﹣an.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}的前n项和为Tn,且2bn=(n﹣2)(an﹣1),若Tn≥λbn对于n∈N*恒成立,求λ的取值范围.
解:(1)∵Sn=n﹣an,
∴Sn﹣1=(n﹣1)﹣an﹣1(n≥2),
两式作差得2an=an﹣1+1,∴2(an﹣1)=an﹣1﹣1,
当n=1时,S1=1﹣a1,∴,
所以{an﹣1}是首项为,公比为的等比数列,
故.
(2)∵2bn=(n﹣2)(an﹣1),∴,
∴,①
,②
两式作差得,
化简得,
∵Tn≥λbn恒成立,∴,n≥λ(2﹣n),
当n=1时,λ≤1;
当n=2时,λ∈R;
当n≥3时,,,所以λ≥﹣1,
综上所述,﹣1≤λ≤1,即λ的取值范围是[﹣1,1].
2.已知数列{an}中,a2=1,设Sn为{an}前n项和,2Sn=nan.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列的前n项和Tn.
解:(1)当n=1时,2S1=a1,解得a1=0,
当n≥2时,2Sn﹣1=(n﹣1)an﹣1,
∴2an=nan﹣(n﹣1)an﹣1,∴(n﹣1)an﹣1=(n﹣2)an,
当n≥3时,可得,
∴an⋯a2=n﹣1,
当n=2或n=1时,a1=0,a2=1适合上式,
∴{an}的通项公式为an=n﹣1;
(2)由(1)可得,
∴Tn⋯,∴Tn⋯,
∴Tn⋯1,
∴Tn=2.
3.记Sn为数列{an}的前n项和,已知na1+(n﹣1)a2+…+an=2Sn﹣1.
(1)证明:数列{Sn}是等比数列;
(2)求最小的正整数m,使得对一切n∈N*都成立.
解:(1)证明:na1+(n﹣1)a2+⋯+an=2Sn﹣1.
则(n+1)a1+na2+⋯+an+1=2Sn+1﹣1.
两式作差,可得a1+a2+⋯+an+an+1=Sn+1=2Sn+1﹣2Sn,即Sn+1=2Sn.
由1×a1=2S1﹣1,可得S1=1≠0.
所以数列{Sn}是以1为首项,2为公比的等比数列.
(2)解:由(1)得,
n=1时,a1=S1=1,
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=2n﹣1﹣2n﹣2=2n﹣2,
a1=1不适合上式,
所以an
设,则T1=1,
当n≥2时,,
故.
两式作差,得.
整理可得7,
又,因此满足条件的最小正整数m的值为7.
4.已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)正项数列{an}的前n项和为Sn,且,
可得n=1时,4a1=4S1=(a1+1)2,解得a1=1,
当n≥2时,由,可得4Sn﹣1=(an﹣1+1)2,
两式相减可得4an=(an+1)2﹣(an﹣1+1)2,
化为(an﹣1)2﹣(an﹣1+1)2=0,即为(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣2)=0,
由an>0,可得an﹣an﹣1=2,
可得数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,即有an=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
(2)由(2n﹣1)(2n+1﹣1)=(2n﹣1)•2n+1﹣(2n﹣1),
设Mn=1•22+3•23+...+(2n﹣1)•2n+1,
则2Mn=1•23+3•24+...+(2n﹣1)•2n+2,
两式相减可得﹣Mn=4+2(23+...+2n+1)﹣(2n﹣1)•2n+2=4+2•(2n﹣1)•2n+2
=﹣12+(3﹣2n)•2n+2,
则Mn=12+(2n﹣3)•2n+2;
设Un=1+3+...+2n﹣1n(1+2n﹣1)=n2.
可得数列{bn}的前n项和Tn=Mn﹣Un=12+(2n﹣3)•2n+2﹣n2.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,且4Sn=3an+4.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设,求数列{bn}的前n项和为Tn.
解:(1)因为4Sn=3an+4,
所以4Sn+1=3an+1+4,
两式相减可得4an+1=3an+1﹣3an,
即an+1=﹣3an,又因为4S1=3a1+4,
所以a1=4,故数列{an}是首项为4,公比为﹣3的等比数列,
所以;
(2),
所以,
3•33+⋯+n•3n),
两式相减可得:
4n)3n﹣2,
所以.
6.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且2n+1,Sn,a成等差数列(n∈N*).
(1)求a的值及数列{an}的通项公式;
(2)若bn=﹣(an+1)an,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)等比数列{an}的前n项和为Sn,且2n+1,Sn,a成等差数列,
则:2Sn=2n+1+a,
①当n=1时,,
②当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=2n﹣1,
由于数列是等比数列,则:.
解得:a=﹣2.
所以:
(2)若bn=﹣(an+1)an,
则:,
则:3•21+…+(2n﹣1)•2n﹣1①
23•22+…+(2n﹣1)•2n②,
①﹣②得:2n﹣1)﹣1﹣(2n﹣1)•2n,
解得:.
7.已知数列的前项和为, ,且.
(1)求数列的通项;
(2)设数列满足, 记的前项和为,若 对任意 恒成立,求实数的取值范围.
解:(1) 当 时, .
, .
当 时, 由 ①,
得 ②.
①-②得 .
, , .
又 , 是首项为 , 公比为 的等比数列.
.
(2)由,得.
所以.
.
两式相减得:
所以,由得:
恒成立,即恒成立.
当时,不等式恒成立;
当时,
当时,
所以.
6.3.2 分组求和
知识点梳理
一个数列的通项公式是由若干个等差或等比或可求和的数列组成的,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.
典型例题
例1.已知数列满足,则其前n和 .
解:由等差数列与等比数列求和公式,可得:.
例2.已知公差不为零的等差数列{an}中,a1=2,且a3,a5,a8成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)设{an}公差为d,由题意得(2+4d)2=(2+2d)(2+7d),
解得d=1,或者d=0(舍去),
∴an=n+1.
(2).
随堂演练
1.已知数列{an}满足a1=2,an+1.
(1)记bn=a2n﹣1,证明:数列{bn}为等比数列,并求出数列{bn}的通项公式;
(2)求数列{an}的前2n项和S2n.
解:(1)证明:因为bn=a2n﹣1,
所以bn+1=a2n+1=2a2n+2=2(a2n﹣1﹣1)+2=2a2n﹣1=2bn,又b1=a1=2,
所以数列{bn}是首项为2,公比为2的等比数列,所以bn=2n.
(2)解:S2n=(a1+a3+…+a2n﹣1)+(a2+a4+…+a2n)
=(a1+a3+…+a2n﹣1)+[(a1﹣1)+(a3﹣1)+…+(a2n﹣1)]
=2(a1+a3+…+a2n﹣1)﹣n
=2•n=2n+2﹣n﹣4.
2.在数列{an}中,a1=﹣1,.
(1)求证:数列{an+3n}为等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an+n,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)证明:∵,
∴当n≥2时,,
∴数列{an+3n}是首项为a1+3=2,公比为2的等比数列,
∴,即;
(2)由(1)得,则bn=an+n=2n﹣2n,
∴数列{bn}的前n项和.
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn,求{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)由,可得a1=S1=1,
n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1n(n+1)n(n﹣1)=n,对n=1也成立,
则an=n,n∈N*;
(2)bn,
则{bn}的前2n项和T2n=(b1+b3+...b2n﹣1)+(b2+b4+...+b2n)(1...)+(4+16+...+4n)
(1).
4.在等比数列中, .
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
解:(1)由题设 , , 则的公比
,所以.
(2)由 (1) 知:,
所以
.
5.等比数列的公比为,且成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
解:(1)已知等比数列 的公比为 ,且 成等差数列,
。
。
解得 。
, .
(2)。
。
根据等差数列和等比数列求和公式,得:
.
综上,.
6.设是等差数列,是等比数列. 已知.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列 满足,,其中
(i)求数列的通项公式;
(ii)求.
解:(1),
则 , 故 , 易知
, 又 , 则 , 又有 ,
得公比 ( 舍去), 所以数列 的通项公式为
, 所以 ,
故数列 的通项公式为 .
(2)(i)由 (1) 知, ,
所以 ;
(ii)因为 ;
当 时, , 而.
则 , 所以当 时, .
综上对任意 恒有 , 故 .
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