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微点突破6 数列的递推关系 ▶ 对应学生用书P48
【考情分析】 数列的递推关系是高考重点考查内容,作为两类特殊数列——等差数列、等比数列,可直接根据它们的通项公式求解,但也有一些数列要通过构造转化为等差数列或等比数列求解,体现了化归思想在数列中的应用.
重点1 利用an与Sn的关系
(1)(2025·广东肇庆二模)已知数列的前n项和为Sn,满足Sn=n2+3n+2,则下列判断正确的是( )
A.数列为等差数列
B.a5=11
C.数列存在最大值
D.数列存在最大值
解析:选D.由Sn=n2+3n+2可知,当n≥2时,Sn-1=(n-1)2+3(n-1)+2,
因为an=所以an=
故数列是从第二项开始的等差数列,故A错误;
将n=5代入的通项公式可得a5=2×5+2=12,故B错误;
由Sn=n2+3n+2知,数列为递增数列,Sn不存在最大值,故C错误;
由=知,数列为递减数列,故存在最大值,故D正确.
(2)(2025·湖南长沙二模)已知数列的前n项和为Sn,对任意的n∈N*,都有3Sn=an+64.若Tn是数列的前n项积,则Tn的最大值为( )
A.29 B.214
C.215 D.216
解析:选C.当n=1时,a1=32,
当n≥2时,3Sn=an+64,3Sn-1=an-1+64,
两式相减得3an=an-an-1,即2an=-an-1,又a1=32≠0,故=-,
所以数列是以32为首项,-为公比的等比数列,
通项公式为an=32·,
因为Tn是数列的前n项积,
所以Tn=a1a2a3…an=32n·=·=·,
当n=5或n=6时,有最大值15,所以当n=5时,Tn有最大值215.
[规律方法] 1.已知Sn求an的3个步骤
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)即可求出当n≥2时an的表达式;
(3)注意检验n=1时的表达式是否可以与n≥2时的表达式合并.
2.Sn与an关系问题的求解思路
根据所求结果的不同要求,将问题向两个不同的方向转化.
(1)利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解;
(2)利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
对点练1.(1)(2025·湖南常德一模)已知数列的前n项和为Sn,a1=1,且an+1=a1+a2+…+an,则( )
A.a2=2 B.a4=8
C.S2=3 D.S5=16
解析:选D.由an+1=a1+a2+…+an=Sn,
当n=1时,a2=S1=1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=an+1-an,
所以an+1=2an,
所以数列从第二项开始是以a2=1为首项,2为公比的等比数列,
所以an=Sn=
所以a2=1,a4=4,S2=2,S5=16.
(2)(2025·山东淄博一模)已知数列的前n项和为Sn(Sn≠0),满足an+Sn-1Sn=0(n≥2),a1=1,则S100= .
解析:由an+Sn-1Sn=0可得Sn-Sn-1+Sn-1Sn=0,
又Sn≠0,则-+1=0,即-=1,
当n=1时,S1=a1=1,所以数列是以1为首项,以1为公差的等差数列,
则=1+(n-1)×1=n,则=100,所以S100=.
答案:
重点2 构造辅助数列
(1)(多选)已知数列,下列结论正确的是( )
A.若a1=1,an=an-1+3n-2(n∈N*,且n≥2),则an=
B.若a1=1,an=an-1,n≥2,n∈N,则an=
C.若a1=2,且an+1=,则an=
D.若a1=2,an+1=3an+2n-1,n∈N*,则an=3n-2n-1
解析:选ABD.A项,当n≥2时,an=an-1+3n-2,即an-an-1=3n-2,而a1=1,所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+4+7+…+(3n-2)==,a1=1满足上式,所以所求通项公式为an=,故A正确;
B项,因为an=an-1,n≥2,n∈N,则an=··…···a1=1×××…××=,当n=1时,符合题意,故数列的通项公式为an=,故B正确;
C项,由an+1=,可得=,即-=,
又a1=2,所以数列是以为首项,为公差的等差数列,所以=+(n-1),即=,所以an=,故C不正确;
D项,由a1=2,an+1=3an+2n-1,n∈N*,可得an+1+2n=3,所以是以3为首项、3为公比的等比数列,所以an+2n-1=3n,则an=3n-2n-1,n∈N*,故D正确.
(2)(2025·福建漳州模拟)已知数列,满足:an-bn+1+3bn+n=0,bn-an+1+3an+2n-1=0,若a1=2,b1=1,则bn= .
解析:由题意可得an+3bn+n=bn+1,bn+3an+2n-1=an+1,
则an+1+bn+1+n+1=4,an+1-bn+1+n+1=2,
又a1+b1+1=4,a1-b1+1=2,
则数列是以4为首项,公比为4的等比数列,
数列是以2为首项,公比为2的等比数列,
所以an+bn+n=4n ①,an-bn+n=2n ②,
①②联立得2bn=4n-2n,所以bn=22n-1-2n-1.
答案:22n-1-2n-1
[规律方法] (1)形如an+1-an=f(n)的数列,利用累加法求an.
(2)形如=f(n)的数列,利用累积法求an.
(3)形如an+1=(p,q≠0)的数列,取倒数构造等差数列求通项.
(4)若数列{an}满足an+1=pan+q(p≠0,1;q≠0),构造an+1+λ=p(an+λ).
(5)若数列{an}满足an+1=pan+f(n)(p≠0,1),构造an+1+g(n+1)=p[an+g(n)].
对点练2.(1)(多选)已知数列,下列结论正确的有( )
A.若a1=2,an+1=an+n+1,则a20=211
B.若Sn=3n+,则数列是等比数列
C.若a1=1,an+1=3an+2,则a4=53
D.若a1=1,an+1=,则a5=
解析:选AC.由an+1=an+n+1得an+1-an=n+1,∴a20=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a20-a19)=2+2+3+4+…+20=2+=211,选项A正确.
由Sn=3n+得a1=3+=,a2=S2-S1=-=6,a3=S3-S2=-=18,∵≠a1a3,∴数列不是等比数列,选项B错误.
由an+1=3an+2得an+1+1=3,且a1+1=2,∴数列是以2为首项,以3为公比的等比数列,∴a4+1=2×33,∴a4=53,选项C正确.
由an+1=得==+,即-=,
∴数列是以=1为首项,以为公差的等差数列,
∴=1+×=3,∴a5=,选项D错误.
(2)在数列中,a1=4,an+1=3an-2,则an= .
解析:因为an+1=3an-2,所以an+1-1=3·,所以=3,
所以数列是一个等比数列,所以an-1=·3n-1=3n,所以an=3n+1.
答案:3n+1
(3)(2025·安徽安庆二模)数列满足a1=1,an+1=+2an,则使得>2 025的最小正整数n的值为 .
解析:因为an+1=+2an,所以an+1+1=,则ln=2ln,
又a1+1=2,所以数列{ln}为以ln 2为首项,2为公比的等比数列,
所以ln=2n-1ln 2,所以an=-1,则使得=>2 025,
计算得n最小正整数值为6.
答案:6
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