内容正文:
规范答题二 数列(考前观摩大题解题规范)
考题 (2025·全国一卷)(15分)已知数列{an}中,a1=3,=+.
(1)证明:数列{nan}为等差数列;
(2)给定正整数m,设函数f(x)=a1x+a2x2+…+amxm,求f′(-2).
[解题关键]
第(1)问
通过变形利用等差数列定义证明
第(2)问
第❶步:求数列{nan}的通项公式
第❷步:求出函数f(x)的导函数f'(x)
第❸步:利用错位相减法求得(1-x)f'(x)的表达式
第❹步:代入x=-2,进而求得f'(-2)的值
[规范解答]
解 (1)证明:已知=+,
等式两边同乘n(n+1),得(n+1)an+1=nan+1,
即(n+1)an+1-nan=1, 3分
又因为1×a1=3,
所以数列{nan}是首项为3,公差为1的等差数列. 5分
(2)解法一:由(1)知,数列{nan}的通项公式为
nan=3+(n-1)×1=n+2, 6分
因为f(x)=a1x+a2x2+a3x3+…+amxm,
所以f'(x)=a1+2a2x+3a3x2+…+mamxm-1, 8分
则f'(x)=3+4x+5x2+…+(m+2)xm-1,① 9分
①式两边同时乘x(x≠1),
得xf'(x)=3x+4x2+5x3+…+(m+2)xm,② 11分
由①-②,得
(1-x)f'(x)=3+(x+x2+…+xm-1)-(m+2)xm
=3+-(m+2)xm. 13分
当x=-2时,
3f'(-2)=3+-(m+2)·(-2)m, 14分
所以f'(-2)=-·(-2)m. 15分
解法二:由(1)可知,数列{nan}的通项公式为
nan=3+(n-1)×1=n+2, 6分
又f'(x)=a1+2a2x+…+mamxm-1,
故f'(-2)=3+4×(-2)+…+(m+2)×(-2)m-1, 9分
所以-2f'(-2)=3×(-2)+4×(-2)2+…+(m+2)×(-2)m. 11分
两式相减,得3f'(-2)=3+(-2)+(-2)2+…+(-2)m-1-(m+2)×(-2)m=-×(-2)m, 14分
所以f'(-2)=-×(-2)m. 15分
[得分保障]
得分点
第(1)问关键在于得到等差数列的定义式;
第(2)问得出数列通项公式得1分,求出导函数得2分,利用错位相减法计算并化简正确得4分,代入-2得1分,写出最终答案得1分.
失分点
第(2)问中,未能正确求导;使用错位相减法时过程中出现了计算错误;最终答案忘记除以3.
[教材链接] 本题对数列定义、导数及数列求和进行融合考查.试题源自人教A版选择性必修第二册第40页习题4.3第3题.
学科网(北京)股份有限公司
$