内容正文:
微突破2 衍生数列问题
【基础·回扣】
1.B 2.C 3.A
【典例·讲解】
【例】 解:(1)等差数列{an}中,由a3+a4+a11=84,得a4+2a7=84,而a7=33,解得a4=18,
因此数列{an}的公差d==5,an=a4+(n-4)d=5n-2,
所以数列{an}的通项公式是an=5n-2.
(2)由题意5k<an<52k(k∈N*),由(1)得5k<5n-2<52k,
整理得5k-1+<n<52k-1+,
因此正整数n满足5k-1+1≤n≤52k-1,从而得bk=52k-1-5k-1,
所以{bk}的前k项和为Tk=-=-+(k∈N*).
【训练1】 解:(1)由题意可知b2-b1=a2,即b2-1=-1,故b2=0,
由b3-b2=a3,可得a3=1,
所以数列{an}的公差d=2,所以an=-1+2(n-2)=2n-5,
由bn-bn-1=an,bn-1-bn-2=an-1,…,b2-b1=a2,
累加可得bn-b1=a2+a3+…+an=,
整理可得bn=n2-4n+4(n≥2),当n=1时,满足上式,
所以数列{bn}的通项公式为bn=n2-4n+4.
(2)不妨设am=bn(m,n∈N*),即2m-5=(n-2)2,可得m=,
当n=2k(k∈N*)时,m=2k2-4k+,不合题意.
当n=2k-1(k∈N*)时,m=2k2-6k+7=2k(k-3)+7∈N*.
所以b2k-1在数列{an}中均存在公共项,
又因为b1=b3<b5<b7<…,所以cn=b2n+1=(2n-1)2.
故数列{cn}的通项公式为cn=(2n-1)2.
【训练2】 解:(1)由题意知当n=1时,a1q=2a1+2 ①,
当n=2时,a1q2=2(a1+a1q)+2 ②,
联立①②,解得a1=2,q=3,
所以数列{an}的通项公式为an=2×3n-1.
(2)由(1)知an=2×3n-1,an+1=2×3n,
所以an+1=an+(n+2-1)dn,可得dn==.
设数列{dn}中存在3项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列,则=dm·dp,
所以()2=·,即=.
又因为m,k,p成等差数列,所以2k=m+p,
所以(k+1)2=(m+1)(p+1),化简得k2+2k=mp+m+p,即k2=mp.
又2k=m+p,所以k=m=p与已知矛盾,
所以在数列{dn}中不存在3项dm,dk,dp成等比数列.
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微突破2 衍生数列问题
【备考指南】 衍生数列是指由已知数列通过插项、去项得到新数列,或由已知的两个数列的公共项得到新数列,解决此类问题要弄清楚衍生数列与已知数列的关系,确定衍生数列的特征,以此来解决问题.
1.两个等差(比)数列的公共项所构成的数列是等差(比)数列,公差(比)是两个数列公差(比)的最小公倍数.
1.已知数列{an},{bn}满足an=3n-1,bn=5n-3,将数列{an}与{bn}的公共项按由小到大的顺序构成数列{cn},则( )
A.a3+b5=c3 B.b28=c10
C.a5b2>c8 D.c9-b9=a26
2.解决两数列并项问题的关键是正确区分两数列并项与集合A∪B中元素特征的区别,并准确找出两数列各有多少项.
2.将数列{2n}与{2n-1}中的项按从小到大的顺序依次排列,构成一个新数列{cn},则数列{cn}的前50项和为( )
A.2 052 B.2 056
C.2 062 D.2 066
3.解决插项问题,首先要清楚插入数列的项数,新插入数列与原数列各项之间的关系,然后利用分组或并项法求和.
3.已知数列{an}满足an=n,在an,an+1之间插入n个1,构成数列{bn}:a1,1,a2,1,1,a3,1,1,1,a4,…,则数列{bn}的前100项和为( )
A.178 B.191 C.206 D.216
【思维建模】 衍生数列问题的解题思路
【瓶颈突破】 记数列{an}落在区间(0,g(k)]内的个数为bk,解决与数列{bk}有关的问题,关键是利用数列自变量n的计数功能,通过不等式0<an≤g(k)⇒n,由于n为正整数,从而实现对自变量n的计数.此类题目的计算背景主要分布在解下面三个不等式:①qm<kn+b<qm+1;②tm<qn<tm+1;③tk+b<qn<t(k+i)+b.
【例】 在等差数列{an}中,a3+a4+a11=84,a7=33.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若记bk(k∈N*)为{an}中落在区间(5k,52k)内项的个数,求{bk}的前k项和Tk.
【训练1】 已知数列{an}是等差数列,且a2=-1,数列{bn}满足bn-bn-1=an(n≥2,n∈N*),且b1=b3=1.
(1)求数列{bn}的通项公式;
(2)将数列{an},{bn}的所有公共项按从小到大的顺序组成一个新的数列{cn},求数列{cn}的通项公式.
【瓶颈突破】 在an和an+1之间插入n个数,使这n+2个数构成等差数列,记这个等差数列的公差为dn,则an+1-an=(n+1)·dn,整理得dn=;在an和an+1之间插入n个数,使这n+2个数构成等比数列,记这个等比数列的公比为qn,则=(qn)n+1,整理得qn=.
【训练2】 (2025·海南海口二模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=2Sn+2(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成一个公差为dn的等差数列,在数列{dn}中是否存在3项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项;若不存在,请说明理由.
提示:完成课后作业 专题二 微突破2
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