内容正文:
复盘固化核心常考点专题
专题01 数列通项的多元求法(从基础到进阶)
一、典例精讲
方法01:观察法
已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项.
1.数列的前4项为:,则它的一个通项公式是( )
A. B. C. D.
2.如图所示是一个类似杨辉三角的递推式,则第n行的首尾两个数均为( )
A.2n B. C. D.
方法02: 公式法:
在处理含,的式子时,一般情况下利用公式,消去,进而求出的通项公式;但是有些题目虽然要求的通项公式,但是并不便于运用,这时可以考虑先消去,得到关于的递推公式,求出后再求解.用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为一”,即和合为一个表达,(要先分和两种情况分别进行运算,然后验证能否统一).
2.已知数列的前项和为,满足,,则( )
A. B. C. D.
3. 设数列满足,.
(1)求证:为等比数列,并求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
4.在数列中,,且.
(1)证明:为等比数列,并求的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
5.数列 的前n项和,已知,,k为常数.
(1)求常数k和数列的通项公式;
(2)数列 的前n项和为,证明:
6.设各项均为正数的数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列的前项和为.证明:对一切正整数,.
7.已知数列的首项,,前n项和满足,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
方法03: 累加法:
遇到形如的递推关系式,可利用累加法求的通项公式,
可构造:
将上述个式子两边分别相加,可得:
①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
② 若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;
④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.
8.已知数列满足,,则下列正确的是( )
A. B. C. D.
9.已知数列满足,则数列的前2023项的和( )
A. B. C. D.
10.设数列满足,,则数列的通项公式为( ).
A. B.
C. D.
11.在数列中,,,则( )
A. B. C. D.
12.在数列中,已知,,.若,求数列的通项公式.
方法04: 累乘法:
遇到形如的递推关系式,可利用累乘法求的通项公式可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解.
13.设是首项为1的正项数列,且 ,求通项公式=___________
14.已知数列满足,求数列的通项公式。
15.数列满足:,,则的通项公式为_____________.
16.数列及其前n项和为满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
17.数列及其前n项和为满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
方法05: 构造数列法:
(一)形如(其中均为常数且)型的递推式:
(1)若时,数列{}为等差数列;
(2)若时,数列{}为等比数列;
(3)若且时,数列{}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有如下两种:
法一:设,展开移项整理得,与题设比较系数(待定系数法)得,即构成以为首项,以为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:由得两式相减并整理得即构成以为首项,以为公比的等比数列.求出的通项再转化为类型Ⅲ(累加法)便可求出
(二)形如型的递推式:
(1)当为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公差为时,由递推式得:,两式相减得:,令得:转化为类型Ⅴ㈠求出 ,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出
(2)当为指数函数类型(即等比数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公比为时,由递推式得:——①,,两边同时乘以得——②,由①②两式相减得,即,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出
法三:递推公式为(其中p,q均为常数)或(其中p,q, r均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以,得:,引入辅助数列(其中),得:再应用类型Ⅴ㈠的方法解决.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出之后得
类型1.待定系数法
1. 形如型的递推式:
用待定系数法,化为特殊数列的形式求解.方法为:设,比较系数得,可解得,于是是公比为的等比数列,这样就化归为型.
18.在数列中,,.求的通项公式.
19.已知数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前10项和.
20.已知数列满足,求数列的通项公式。
类型2:同除以指数
21.已知数列的首项,且满足.求数列的通项公式;
22.已知数列满足,,求数列的通项公式.
类型3: 倒数变换法:
形如(为常数且)的递推式:两边同除于,转化为形式,化归为型求出的表达式,再求;
还有形如的递推式,也可采用取倒数方法转化成形式,化归为型求出的表达式,再求.
23.数列满足,,则下列结论错误的是( )
A. B.是等比数列
C. D.
24.已知数列满足,,,则满足的n的最大取值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
类型4: 对数变换法:
形如型的递推式:
在原递推式两边取对数得,令得:,化归为型,求出之后得(注意:底数不一定要取10,可根据题意选择).
25.英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列满足,则称数列为牛顿数列.如果函数,数列为牛顿数列,设,且,.数列的前项和为,则______.
26.已知数列满足,,求数列的通项公式。
方法05:周期数列
27. 数列满足,,若对于大于2的正整数,,则__________.
28.设数列满足且,则( )
A. B. C. D.3
29.设数列的通项公式为,其前项和为,则( )
A. B. C.180 D.240
方法06:前n项积型
30.已知数列满足.若对任意,(且)恒成立,则m的取值范围为( )
A. B.C. D.
31.设数列的前n项积为,且.
(1)求证数列是等差数列;
(2)设,求数列的前n项和.
方法07:“和”型求通项
32.在数列中,,且,.
(1)求的通项公式;
(2)若,且数列的前项n和为,证明:.
方法08:特征方程法(强基层次)型.
求解方程,根据方程根的情况,可分为
(1)若特征方程有两个相等的根,则
(2)若特征方程有两个不等的根,则
33.已知数列满足,,.求数列的通项公式;
34.已知数列满足,求数列的通项公式。
35.已知数列满足,求数列的通项.
二、高考练场
1.已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
2.在数列中,,,,则( )
A. B.15 C. D.10
3.若数列满足,且,则首项可能是( )
A.6 B. C.2 D.
4.已知数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
5.在数列中,若(为非零常数),则称为“等方差数列”,称为“公方差”,下列对“等方差数列”的判断正确的是( )
A.是等方差数列
B.若正项等方差数列的首项,且是等比数列,则
C.等比数列不可能为等方差数列
D.存在数列既是等方差数列,又是等差数列
5.已知正项数列满足:,则( )
A. B.是递增数列
C. D.
7.记为数列的前n项和,已知是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
8.记为数列的前n项和.已知.
(1)证明:是等差数列;
(2)若成等比数列,求的最小值.
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专题01 数列通项的多元求法(从基础到进阶)
一、典例精讲
方法01:观察法
已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项.
1.数列的前4项为:,则它的一个通项公式是( )
A. B. C. D.
【解析】将可以写成,
所以的通项公式为;
故选:C
2.如图所示是一个类似杨辉三角的递推式,则第n行的首尾两个数均为( )
A.2n B. C. D.
【解析】依题意,每一行第一个数依次排成一列为:1,3,5,7,9,…,它们成等差数列,通项为,
所以第n行的首尾两个数均为.
故选:B
方法02: 公式法:
在处理含,的式子时,一般情况下利用公式,消去,进而求出的通项公式;但是有些题目虽然要求的通项公式,但是并不便于运用,这时可以考虑先消去,得到关于的递推公式,求出后再求解.用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为一”,即和合为一个表达,(要先分和两种情况分别进行运算,然后验证能否统一).
2.已知数列的前项和为,满足,,则( )
A. B. C. D.
【解析】∵,-=1,∴是以1为首项,以1为公差的等差数列,
∴,即,∴().当时,也适合上式,.故选A.
3. 设数列满足,.
(1)求证:为等比数列,并求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【解析】(1)因为,,
所以,即
又,所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,所以
(2)由(1)可得,
所以①,
所以②,
①②得
即,所以;
4.在数列中,,且.
(1)证明:为等比数列,并求的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【解析】(1)因为,所以,又,所以,所以是以4为首项,2为公比的等比数列.故,即.
(2)由(1)得,则,①当时,②当时,,综上所述,
5.数列 的前n项和,已知,,k为常数.
(1)求常数k和数列的通项公式;
(2)数列 的前n项和为,证明:
【解析】(1)由得,,
两式相减的,整理得,
当时,得,,
当时,,
,,,
相加得,
所以,,
当,2时符合,
所以,
则,,
则,即.
(2)由(1)得,
所以,
因为,,
所以,
综上可得,.
6.设各项均为正数的数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列的前项和为.证明:对一切正整数,.
【解析】(1)因为,即,
当时,解得或(舍去),
当时,
所以,
即,即,
则,因为,所以,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以数列的通项公式是
(2)由(1)可得,所以,
,所以
,所以,
因为,所以.
7.已知数列的首项,,前n项和满足,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
【解析】由得,
即,
所以,所以,
两式作差,得,即,
所以,
所以或,又,
故,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以数列的前n项和.
故选:A.
方法03: 累加法:
遇到形如的递推关系式,可利用累加法求的通项公式,
可构造:
将上述个式子两边分别相加,可得:
①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
② 若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;
④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.
8.已知数列满足,,则下列正确的是( )
A. B. C. D.
【解析】∵,等式两边同除以,∴,
可得到,,…,,利用累加法,可得到
,即,
又∵,所以.
,∴,故A正确;,∴,故B错误;
,∴,故C错误,,∴,故D错误.故选A
9.已知数列满足,则数列的前2023项的和( )
A. B. C. D.
【解析】因为,
所以,即,
所以
所以.
所以
.
故选:D
10.设数列满足,,则数列的通项公式为( ).
A. B.
C. D.
【解析】:,所以当时,,,,,
将上式累加得,,即,又时,也适合,.故选B.
11.在数列中,,,则( )
A. B. C. D.
【解析】:由题意得,,则,…,,
由累加法得,,即,
则,所以,故选:D
12.在数列中,已知,,.若,求数列的通项公式.
【解析】由题意, ,得: ,运用累加法:
,
,即,,
当时,,,
当时,成立,
所以
方法04: 累乘法:
遇到形如的递推关系式,可利用累乘法求的通项公式可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解.
13.设是首项为1的正项数列,且 ,求通项公式=___________
【解析】由,得,
∵,∴,∴ ,∴,
∴,
又满足上式,∴.
故答案为:.
14.已知数列满足,求数列的通项公式。
【解析】因为,所以,则,故
所以数列的通项公式为
15.数列满足:,,则的通项公式为_____________.
【解析】由得,,
则,
即,又,所以.
故答案为:.
16.数列及其前n项和为满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
解析当时,,即,所以
累乘得,又,所以
所以
则
.故选C.
17.数列及其前n项和为满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
解析:当时,,即
所以
累乘得,又,所以,所以
则
.故选C.
方法05: 构造数列法:
(一)形如(其中均为常数且)型的递推式:
(1)若时,数列{}为等差数列;
(2)若时,数列{}为等比数列;
(3)若且时,数列{}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有如下两种:
法一:设,展开移项整理得,与题设比较系数(待定系数法)得,即构成以为首项,以为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:由得两式相减并整理得即构成以为首项,以为公比的等比数列.求出的通项再转化为类型Ⅲ(累加法)便可求出
(二)形如型的递推式:
(1)当为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公差为时,由递推式得:,两式相减得:,令得:转化为类型Ⅴ㈠求出 ,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出
(2)当为指数函数类型(即等比数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公比为时,由递推式得:——①,,两边同时乘以得——②,由①②两式相减得,即,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出
法三:递推公式为(其中p,q均为常数)或(其中p,q, r均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以,得:,引入辅助数列(其中),得:再应用类型Ⅴ㈠的方法解决.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出之后得
类型1.待定系数法
1. 形如型的递推式:
用待定系数法,化为特殊数列的形式求解.方法为:设,比较系数得,可解得,于是是公比为的等比数列,这样就化归为型.
18.在数列中,,.求的通项公式.
解析依题意,数列中,,,所以,所以数列是首项为,公比为的等比数列.
19.已知数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前10项和.
【解析】(1)当时,,即,解得;
当时,∵,∴,
两式作差得,
即,
∴,又,
∴数列是以为首项,3为公比的等比数列,
∴,
(2)∵,
则
.
20.已知数列满足,求数列的通项公式。
解:设 ④
将代入④式,得,等式两边消去,得,两边除以,得代入④式得 ⑤
由及⑤式得,则,则数列是以为首项,以2为公比的等比数列,则,故。
类型2:同除以指数
21.已知数列的首项,且满足.求数列的通项公式;
解析∵,∴,∴,又∵,故是以2为首项,2为公比的等比数列.,则
22.已知数列满足,,求数列的通项公式.
【解析】由两边同除以得,令,
则,设,解得,
,而,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,得
类型3: 倒数变换法:
形如(为常数且)的递推式:两边同除于,转化为形式,化归为型求出的表达式,再求;
还有形如的递推式,也可采用取倒数方法转化成形式,化归为型求出的表达式,再求.
23.数列满足,,则下列结论错误的是( )
A. B.是等比数列
C. D.
【解析】由,且,则,,,
以此类推可知,对任意的,,
所以,,所以,且,
所以,数列是等差数列,且该数列的首项为,公差为,
所以,,则,其中,C对;
,所以,数列是等比数列,B对;
由等差中项的性质可得,A对;
由上可知,则,,
所以,,D错.
故选:D.
24.已知数列满足,,,则满足的n的最大取值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【解析】因为,所以,所以,又,
数列是以1为首项,4为公差的等差数列.
所以,所以,由,即,即,解得,因为为正整数,所以的最大值为;
故选:C
类型4: 对数变换法:
形如型的递推式:
在原递推式两边取对数得,令得:,化归为型,求出之后得(注意:底数不一定要取10,可根据题意选择).
25.英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列满足,则称数列为牛顿数列.如果函数,数列为牛顿数列,设,且,.数列的前项和为,则______.
【解析】∵,∴,
又∵,
∴,,
∴,
又
∴,
又,且,
所以,
∴数列是首项为,公比为的等比数列,
∴的前项和为,则.
故答案为:.
26.已知数列满足,,求数列的通项公式。
【解析】:因为,所以。在式两边取常用对数得 ⑩
设
将⑩式代入式,得,两边消去并整理,得,则
,故
代入式,得
由及式,
得,
则,
所以数列是以为首项,以5为公比的等比数列,则,因此
则。
方法05:周期数列
27. 数列满足,,若对于大于2的正整数,,则__________.
【解析】由题意知:,
故是周期为3的周期数列,则.
故答案为:.
28.设数列满足且,则( )
A. B. C. D.3
【解析】由题意可得:,,
,,
据此可得数列是周期为4的周期数列,
则.
故选:D
29.设数列的通项公式为,其前项和为,则( )
A. B. C.180 D.240
【解析】当,时,,;
当,时,,;
当,时,,;
当,时,,.
,.
故选:D
方法06:前n项积型
30.已知数列满足.若对任意,(且)恒成立,则m的取值范围为( )
A. B.C. D.
解析:当时,由,得,
两式相除得,也适合,所以
,因为对任意,(且)恒成立,所以,
所以,当时,由,得,则,
当时,由,得,则,综上,故选A
31.设数列的前n项积为,且.
(1)求证数列是等差数列;
(2)设,求数列的前n项和.
【解析】(1)因为数列的前n项积为,且,
∴当n=1时,,则,.
当n≥2时,,∴,
所以是以为首项,为公差的等差数列;
(2)由(1)知数列,则由得,
所以,
所以
.
方法07:“和”型求通项
32.在数列中,,且,.
(1)求的通项公式;
(2)若,且数列的前项n和为,证明:.
【解析】(1)因为,
所以当,
两式相减,得,即,
当时,,
所以当时,,
所以当时,,
当时,上式成立;当时,上式不成立,
所以
(2)证明:由(1)知
当时,,
所以当,;
当时,
.
综上,.
方法08:特征方程法(强基层次)型.
求解方程,根据方程根的情况,可分为
(1)若特征方程有两个相等的根,则
(2)若特征方程有两个不等的根,则
33.已知数列满足,,.求数列的通项公式;
解析,变形为,,∴数列是等比数列,首项为6,公比为3.∴,变形为,,∴,∴
34.已知数列满足,求数列的通项公式。
解:令,得,则是函数的两个不动点。因为
。所以数列是以为首项,以为公比的等比数列,故,则。
35.已知数列满足,求数列的通项.
解析其特征方程为,化简得,解得,令由得,可得,数列是以为首项,以为公比的等比数列,,.
二、高考练场
1.已知数列满足,且,则( )
A. B. C. D.
【解析】,则,,,…,,
以上各式相加可得,,.
故选:B
2.在数列中,,,,则( )
A. B.15 C. D.10
【解析】因为,所以,即,
得.
所以.
因为,所以.
故选:B.
3.若数列满足,且,则首项可能是( )
A.6 B. C.2 D.
【解析】因为,
所以或,
当时,是公差为1的等差数列,此时,
当时,是公比为3的等差数列,此时,
故首项可能是或,
故选:AD
4.已知数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【解析】由,得,
即,则,,,…,,
由累乘法可得,所以,
又,符合上式,所以.
故选:D.
5.在数列中,若(为非零常数),则称为“等方差数列”,称为“公方差”,下列对“等方差数列”的判断正确的是( )
A.是等方差数列
B.若正项等方差数列的首项,且是等比数列,则
C.等比数列不可能为等方差数列
D.存在数列既是等方差数列,又是等差数列
【解析】设,则,不满足为非零常数,所以不是等方差数列,故A错误;
由题意,则,即,解得或(舍去),当时,满足题意,故B正确;
设数列为等比数列,不妨设,则,所以,若为常数,则,但此时,不满足题意,故C正确;
若数列既是等方差数列,又是等差数列,不妨设,(为非零常数),,所以,即,所以,即,所以为常数列,这与,矛盾,故D错误.
故选:BC
5.已知正项数列满足:,则( )
A. B.是递增数列
C. D.
【解析】由得,即,解得,因为正项数列,所以,故A错误;
因为,又正项数列,
所以,即,因此是递增数列,故B正确;
由上可知,,所以,即,故C正确;
因为,即,
所以,,,…,,
因此,,即,故D正确.
故选:BCD.
7.记为数列的前n项和,已知是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
【解析】(1)∵,∴,∴,又∵是公差为的等差数列,∴,∴,∴当时,,∴,整理得:,即,∴,显然对于也成立,∴的通项公式;
(2) ∴
8.记为数列的前n项和.已知.
(1)证明:是等差数列;
(2)若成等比数列,求的最小值.
【解析】(1)因为,即①,当时,②,①②得,,即,即,所以,且,所以是以为公差的等差数列.
(2)由(1)可得,,,又,,成等比数列,所以,即,解得,所以,所以,所以,当或时.
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