内容正文:
专题02 五大类数列题型-2026年高考数学大题秒杀技巧及专项训练(解析版)
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
【题型2 裂项相消巧妙变形问题】
【题型3 分组求和必记常见结论】
【题型4 含类求和问题】
【题型5 含绝对值求和问题】
数列求和之前需要掌握一些求数列通项的技巧,技巧如下:
一、累加法
形如型的递推数列(其中是关于的函数)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.
二、累乘法
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
三、构造法
1.第一种形式: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累加法便可求出
2.第二种形式: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:转化为第一种形式,求出 ,再用累加法便可求出
(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,在转化为第一种形式便可求出
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:再应用类型第一种形式的方法解决.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在转化为累加法,求出之后得.
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
错位相减;形式必须是
则
正规方法(1)适用条件
若是公差为的等差数列,是公比为的等比数列,求数列{an·bn}的前n项和.
(2)基本步骤
(3)注意事项
①在写出与的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出;
②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号.
等差乘等比数列求和,令,可以用错位相减法.
①
②
得:.
整理得:.
已知等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)设的公差为,
由题意可知,
所以,解得,
所以.
(2)由,
所以①,
②,
①②得,
,
,
,
综上.
已知数列,,.
(1)求证:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析,(2)
【详解】(1),且
因此,是以为首项,为公比的等比数列
(2)由(1):,因此
令
两式相减得:
所以,.
1.已知数列的前n项和为,且,且.
(1)证明数列是等差数列;
(2)求数列的前n项和;
(3)若,求正整数k的所有取值.
【答案】(1)证明见解析(2)(3),,
【详解】(1)证明:因为,两边同时除以得,,
化简得,所以,
又,所以数列为以为首项,为公差的等差数列,
所以,.
(2)解:由(1)可知,,所以,
则①,
又②,
①②得,
所以.
(3)解:由(1)(2)可知,,.
所以,.
由可得,,整理可得.
令,易知在上单调递增,
在上单调递增,所以,在上单调递增.
又,,
,,
所以,当时,有,即,在,时不成立.
所以k可取,,.
2.在公差不为零的等差数列中,,且,,成等比数列,数列的前n项和满足.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)利用数列的递推关系和等比数列的性质可得;
(2)根据(1)得到数列的表达式,采用错位相减法即可得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,且,
因为,且,,成等比数列,
所以,即,解得(舍),
所以;
数列的前n项和满足①,
所以当时,,
当时,②,
所以由①②得,即,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以;
(2)由(1)可得,
所以③,
④,
由③④得
,
.
3.设数列的前项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和;
(3)对于(2)中的,若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)由之间的关系得数列为等比数列,由此即可得解.
(2)由等比数列求和公式、错位相减法,即可得解.
(3)化简得,分奇偶讨论,结合单调性求解.
【详解】(1)当时,,
当时,,
两式相减,得,又,
所以数列为等比数列,首项为3,公比为3,
所以数列的通项公式是.
(2)因为,,
所以
所以,
则有,
两式相减得:
,
于是得.
(3)不等式代入得:
两边除以整理得:
,分奇偶讨论:
当为奇数时:,不等式化为,
令,,
因为,所以,
对奇数单调递增,最小值为,故;
当为偶数时:,不等式化为,即,
同理,对偶数单调递减,最大值为,故,
综上,的取值范围为: .
4.已知正项等比数列满足,且成等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)设等比数列的公比为,根据等差中项建立关于公比的方程,解方程即可得公比,再根据通项公式求解即可;
(2)结合(1)得,进而根据分组求和与错位相减法求和求解即可.
【详解】(1)设等比数列的公比为.
因为成等差数列,所以.
因为,所以,整理得,
解得或.
因为,所以,
故的通项公式为.
(2)由(1)知.
记数列的前项和为,则.
因为,
所以两式相减得,
所以.
因为数列的前项和为,
所以.
5.已知数列满足,且(且).
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)构造等差数列,根据等差数列通项公式计算求解;
(2)先化简,再应用错位相减法计算求解.
【详解】(1)已知,整理得 ,
即,则数列为首项 ,公差为1的等差数列,
所以 ,所以;
(2),,
所以, ①
, ②
由①-②,得
,
所以.
6.已知数列的前项和为,,设.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设数列的前项和为,若数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据之间的关系,结合等比数列的定义进行运算证明即可.
(2)根据(1)的结论,结合错位相减法进行求解即可;运用裂项相消法进行运算证明即可.
【详解】(1)由,得,
,得,
故,所以数列是等比数列;
(2)由,
由(1)可知数列是以为首项,为公比的等比数列,所以,
因为,
所以,
,
,得,
;
故,
则.
7.已知数列满足.
(1)求数列的通项公式.
(2)已知数列的前项和为,且是等差数列,记数列的前项和为.
①求;
②求.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)根据条件得数列是常数列,从而得,再利用等比数列的通项公式,即可求解;
(2)①根据条件,求出,再由错位相减法,即可求解;②根据①可得,再利用裂项相消法,即可求解.
【详解】(1)因为,所以.
因为,所以,所以数列是常数列,
所以 ,所以,
所以数列是首项为1,公比为2的等比数列,所以.
(2)①因为是等差数列,所以,即,
因为,所以,解得,
因为,所以是首项为1,公差为1的等差数列,
所以,即,
当时,,当时也成立,所以,
因为,
所以,
则,
两式相减得,
所以,
②由①可得,
所以.
8.已知等比数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用与关系化简可得,结合等比数列的通项公式求解即可;
(2)由(1)可得,利用错位相减法求出即可证明结论.
【详解】(1)因为在数列中,,当时,,
两式相减得,可得,
又因为时,,可得,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
故;
(2)由(1)知,
所以数列的前n项和为,①
,②
① ②得 ,
所以.
又因为,所以,所以.
【题型2:裂项相消巧妙变形问题】
裂项相消求和
① ②
③ ④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨⑩
(1)基本步骤
(2)裂项原则
一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(3)消项规律
消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.
设为等差数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,为数列的前项和,求.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)等差数列中,,,
,解得,,
.
(2),,
.
已知数列中,,.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)令的前项和为,求证:.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【详解】(1)已知 ,且 ,由递推关系可知 对任意正整数成立,
则该递推关系可整理为 ,又首项,
因此数列是首项为1,公差为2的等差数列.
(2)由(1)可得,所以,
所以,
所以
记数列的前项和为,已知,且是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)求的前项和.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由题意知,所以,即,
将替换为,得,
两式相减,得.
所以,
所以.
(2)由(1)知,
所以,
1.设各项均为正数的等比数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用基本量法可求首项与公比,故可求通项公式;
(2)求出的通项,利用裂项相消法结合不等式的性质可证题设中的不等式.
【详解】(1)设公比为,则,故,
故.
(2),故,
所以.
2.已知等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式.
(2)记数列的前项和为,证明.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据题意可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,可求得数列的通项公式;
(2)求出,可求得,利用裂项求和法可证得结论成立.
【详解】(1)(1)解:设等差数列的公差为,
由可得,解得,
.
(2)(2)解:由(1)可得,
所以,,
因此,.
3.已知数列为等差数列,前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据题意,列出方程组,求得,进而求得的通项公式;
(2)由(1)求得,结合裂项法求和,即可求解.
【详解】(1)解:设等差数列的公差为,
因为,且,可得,解得,
所以,即数列的通项公式为.
(2)解:由(1)知:,可得
所以数列的前项和:
.
4.已知正数列的前项和为,,其中.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)应用递推式及的关系求得,利用等差数列的定义写出通项公式;
(2)应用裂项相消法求.
【详解】(1)因为,当时,,
所以,而,则,
当时,有,
所以,
所以,,
所以,则是首项、公差均为2的等差数列,
所以.
(2)因为,所以,
因此.
5.已知为等比数列的前项和,若是和的等差中项,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和为,若恒成立,求的表达式以及的取值范围.
【答案】(1),.
(2),
【分析】(1)根据等比数列的通项公式和前项求和公式以及等差中项化简计算,即可求解;
(2)由(1)可得,结合裂项相消求和法可得,判断为递增数列,则,进而求解.
【详解】(1)设数列的公比为,由,,成等差数列可得,
故,解得,
由,得,解得,
故,即数列的通项公式为,.
(2)由(1)可得,
故,
易知单调递减,故单调递增,
即为递增数列,则,
又当时,且,所以,
故,所以.
6.已知数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题设条件变形可得,进而可得是等差数列,运算得解;
(2)由(1)求得,利用裂项相消法求和.
【详解】(1),,
是以1为首项,1为公差的等差数列.
,
.
(2),
.
7.已知数列中,,点()在函数的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:数列是等差数列;
(3)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据等比数列通项公式求法求解即可;
(2)根据等差数列定义证明即可;
(3)根据裂项相消法计算即可求解.
【详解】(1)因为点在函数的图象上,
所以,即,
因为,所以,所以,
所以是公比的等比数列,
所以;
(2)因为,,
所以,,
,,
所以是以1为首项,1为公差的等差数列;
(3)由(2)得,,
所以,
【题型3:分组求和必记常见结论】
①等差数列求和公式:
②等比数列求和公式:
③ ④
⑤
一、题型特征
数列通项不是等差、不是等比,但可以拆成等差数列 + 等比数列 + 常数项分开求和,再相加,就叫分组求和
通项形式:an = 等差 + 等比,an = 等差 - 等比,an = 指数式 + 多项式,an = 奇偶项规律不一样
二、核心解题步骤
1. 拆分通项公式,把an拆成两个数列之和
2. 分别判断拆开后的数列:等差、等比
3. 分别套用等差数列求和公式、等比数列求和公式
4. 两个和相加/相减,得到前n项和Sn
5. 化简整理最终结果
三、常见必考模型
1. an = kn + b + qⁿ等差 + 等比 分组求和
2. an = n² + 2ⁿ平方数列 + 等比数列
3. an = (-1)ⁿ·n + 2ⁿ正负交替 + 等比
4. 奇数项一个规律,偶数项一个规律
奇偶分开各自求和,再合并
四、等差求和公式
Sn = n(a1+an)/2 = na1 + n(n-1)d/2
五、等比求和公式
q≠1时Sn = a1(1-qⁿ)/(1-q) = a1(qⁿ-1)/(q-1)
q=1时Sn = n·a1
六、奇偶项分组求和(高考重难点)
1. n为偶数:奇数n/2项,偶数n/2项,分别求和相加
2. n为奇数:奇数(n+1)/2项,偶数(n-1)/2项,分别求和相加易错:一定要分清项数,不能算错个数
七、正负交错数列分组
an = (-1)ⁿ n奇数项负,偶数项正,两两一组:(-1+2)+(-3+4)+……每一组和都等于1,快速分组计算
八、高频易错点
1. 等比数列求和必须讨论公比q=1
2. 奇偶项数列,项数极易算错
3. 拆分符号不要出错,减号也要分组
4. 最后结果一定要合并化简,不能保留两个求和式子
5. (-1)ⁿ 一定要分n奇、n偶两种情况写答案
九、大题标准答题模板
由通项公式可得
an = 等差数列通项 + 等比数列通项,分别对等差数列、等比数列求和
Sn = 等差前n项和 + 等比前n项和,代入公式化简,即可得出数列前n项和
已知等差数列中,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前和为,求的值(结果可以用幂的形式表示).
【答案】(1);(2).
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,解得,
所以.
(2)由(1)知,当为偶数时,;当为奇数时,;
所以
.
已知数列的首项,且满足.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)由可得,结合等比数列定义即可得证;
(2)由等比数列性质可得数列的通项公式,再借助等比数列求和公式分组求和即可得.
【详解】(1)由,可得,
又,故数列是以为首项,为公比的等比数列;
(2)由数列是以为首项,为公比的等比数列,
故,即,
则.
在数列中,.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析(2)
【详解】(1)因为,
且,
所以数列是以1为首项,3为公比的等比数列.
(2)由(1)得,.
所以.
所以
.
1.已知数列满足,且().
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式及数列{an}的前n项和.
【答案】(1)证明见解析(2),
【分析】(1)将题目的条件变形,然后结合等比数列的定义证明即可.
(2)利用等比数列的通项公式结合分组求和即可.
【详解】(1)由已知,变形得,
又因为,所以,故,故.
又因为,所以,
因此数列是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)知数列是以2为首项,2为公比的等比数列.
所以.因此数列的通项公式为.
数列前n项和:
.
2.已知等差数列的前项和为,,.
(1)求的通项公式:
(2)若数列是首项为1,公比为2的等比数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据题意求出和的值,利用等差数列的通项公式可求出数列的通项公式;
(2)根据题意得出,故,利用分组求和计算即可.
【详解】(1)方法1:设等差数列的公差为,,
因为,所以,
又,所以,解得,
因为,所以的通项公式为;
方法2:设等差数列的公差为,
故,,所以;
(2)因为数列是首项为1,公比为2的等比数列,所以,
因为,所以,
则
,
所以数列的前项和为.
3.已知数列满足,,设,的前项和分别为,.
(1)试求,的值并探究与的关系;
(2)当时,试求的通项公式;
(3)试求的值.
【答案】(1),,;
(2);
(3)
【分析】(1)根据题目条件得到,并得到当为奇数时,,求出与的关系;
(2)推导出是等比数列,从而求出的通项公式;
(3)求出的通项公式,从而得到,结合(1)求出答案
【详解】(1),,
故,,
当为奇数时,,
故
;
(2)当时,因为,
所以,
所以是以为首项,公比为的等比数列,
则,所以;
(3)时,因为,
所以,
所以是以为首项,公比为的等比数列,
所以,所以,
所以的前项中偶数项的和为
故.
4.已知数列的首项是,且.
(1)证明数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(2)若,求满足条件的最小整数n的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),
所以,
又,
所以数列是以首项为,公比为的等比数列,
所以,
可得.
(2)由(1)得为等比数列,
设数列的前项和为,,
所以,
构造函数令,根据增函数减去减函数为增函数,可得函数为增函数,
为整数,所以当,,不成立,
当,,成立,
所以满足条件的最小整数n的值为.
5.已知等差数列前项和为.
(1)求数列的通项公式.
(2)若数列的前项和为,且,求的最小值.
【答案】(1).
(2)32.
【详解】(1)设等差数列的首项为,公差为,
则由题意得:,解得,
所以,
所以.
(2)令,
,
,
所以
,
又,
因为
所以的最小值为32.
6.已知等差数列的公差为,前项和为,且,,,其中.
(1)求公差及的值;
(2)设数列,数列的前项和为,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)代入已知条件,计算即可解决问题;
(2)利用三角函数的周期性,将数列进行分组,然后进行分组求和,先求出一个周期内的和,最后求出全部和.
【详解】(1)解:(1),
,,.
,,,.
(2)解:由(1)得,,,
.
又的周期,当时,;
当时,;当时,;
当时,,其中.
在一个周期内,,,
,,
,
数列的前20项为5个完整的周期,.
7.已知等差数列和正项等比数列满足,,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1);,
(2)
【分析】(1)根据等差数列和等比数列的性质求出,再列方程组求解;
(2)利用分组求和以及等差、等比求和公式计算.
【详解】(1)设的公差为,数列的公比为,
由,得,
因为,,所以,,得,,
故,;
(2)由(1)可知,,
则
【题型4:含类进行求和问题】
我们估且把这种求和的方法称为“并项 法”,可以推广到一般情况,用“并项法”求形如通项公式为的摆动数列前项和的步骤如下:
第一步:首先获得并项后的一个通项公式,即先求当为奇数时,的表达式;
第二步:然后对分奇、偶进行讨论,即当为偶数时,由
求出 ;
第三步:当为奇数且时,由求出,特别注意对时要单独讨论,即要单独求出.
第四步:将代入当为奇数且时的表达式进行检验,如果适合,结果写成两段分段函数形式表示,如果不适合,结果写成三段分段函数形式表示
若正项数列满足,则称数列是的平方差数列.已知数列是的平方差数列,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)若求数列的前项和.
【答案】(1),(2)
(3)
【分析】(1)将变形后可得,据此可求的通项,再结合累加法可求的通项;
(2)利用分组求和法可求;
(3)利用错位相减法可求.
【详解】(1)因为,故,
故,所以为常数列,
而,故,故即.
故,所以,
由累加法可得,而,
故,而,故.
(2),
当为偶数时,.
当为奇数时,.
故.
(3)当为奇数时,,当为偶数时,,
而,
令,
则,
故,
故
,
故.
而,则,
故,
故,
故.
记为数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记为数列的前项和,求.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)因为中,且,
当时,所以,
所以,化简得,即得,
所以,
所以,当时,所以,
综上,;
(2)由(1)可得,
即得,
,
,
,
所以.
1.已知,数列满足,当时,.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列的前n项和为,证明:;
(3)若数列满足,,求数列的前n项和.
【答案】(1);(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)变形给定等式,构造常数列求出通项公式.
(2)利用等比数列前n项和公式,结合差值比较法推理证明.
(3)按为偶数、奇数分类,利用分组求和法,结合等差等比数列前n项和公式求解.
【详解】(1)当时,由,得,即,
因此,数列是常数列,则,即,
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)得,则,数列是等比数列,
则,,,
,
,因此,
所以对任意,.
(3)由(1)得,所以,,
则,
当n为偶数时,,
设,,
,
,
两式相减得
,于是,
又,
因此;
当n为奇数时,,
,而满足上式,
所以.
2.已知点在函数的图象上,记数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前2026项和.
【答案】(1)
(2)1013
【分析】(1)根据题意代入点解得,则,分和两种情况,结合与之间的关系运算求解;
(2)根据题意可得,令,可得当n为奇数时,,利用并项求和法运算求解.
【详解】(1)因为点在函数的图象上,则,
解得,即,则,
当时,则;
当时,则,可得;
且符合上式,所以.
(2)因为,则,
令,数列的前n项和为,
当n为奇数时,,
可得,
所以数列的前2026项和为1013.
3.已知数列满足,.
(1)求,,的值,并猜测的通项公式;(无需证明猜测)
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,数列的前项和为.若对任意,不等式恒成立,求实数的最小值.
【答案】(1),,,
(2).
(3)
【分析】(1)根据已知递推公式,代入,求出,,的值,然后根据等差数列的定义得出通项公式;
(2)分奇偶讨论,并项求和;(3)先裂项求和求出,根据数列的单调性求出的最值,进而求出的最小值.
【详解】(1)已知,,
,,,
,
因为,,所以.
则 ,即,
数列是以为首项,为公差的等差数列,
.
(2),
为偶数时,,
为奇数时,,
所以.
(3),
,
随着的增大,减小,增大,所以,
若对任意,不等式恒成立,
所以,实数的最小值为.
4.已知数列中,.
(1)证明:为等差数列,并求的通项公式;
(2)记,数列的前项和为,求;
(3)数列满足:,求的最大项.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
(3)1
【分析】(1)通过对递推式两边同除以,构造出等差数列,进而求出数列的通项公式;
(2)根据的奇偶性,对进行分组求和,得到统一的表达式;
(3)先求出数列的通项,再构造辅助数列,通过函数单调性分析其最大项.
【详解】(1)等式两边同除以,得,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.由上知,即得.
(2)由(1)知,.
当为偶数时,
当为奇数时,.
综上,.
(3)当时,;当时,
有,可得.
所以,.记,则.
令,则,
可得在区间上单调递增,则,即得,即.
所以当时,,即,可知数列从第4项开始每一项均小于1.
因为,所以数列的最大项是第三项,
其值为1,即得数列的最大项为1.
5.已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列满足,求的前2n项和及其最小值.
【答案】(1)
(2),最小值为9
【分析】(1)由等差数列的通项公式比较系数即可求解;
(2)由分组求和法和并项求和法求出,再利用其单调性即可得出最小值.
【详解】(1)设的公差为d,因为,
所以,整理得,
所以,解得,
故的通项公式为.
(2)由(1),
则
易得在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,
所以当时,取得最小值,最小值为.
6.已知数列的前n项和为,且满足,又知,.
(1)求,;
(2)求的通项公式;
(3),求的前n项和.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)利用已知递推式结合已知条件,代入计算求解;
(2)利用已知递推式,运用错位相减法求出递推关系,再分奇、偶项分类讨论求解;
(3)先求出的通项公式,再根据的性质,分奇、偶数讨论求解.
【详解】(1),,,
,解得,故;
同理,解得,
.
(2)①,
时,
②,
式①减②得,
,
又符合上式,
数列的奇、偶项分别成等差数列,
当时,首项,公差,
则,
当时,首项,公差,
则,
综上,.
(3),
i)当时,
,
ii)当时,则,
,
综上,.
7.已知等差数列,是数列的前项和,满足,;数列的各项都是正数,且满足,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)记,求数列的前2n项和;
(3)在和中插入个相同的数,构成一个新数列:,求的前2026项和.
【答案】(1),
(2)
(3)2646
【分析】(1)由等差数列的基本量运算求得,求得通项;进而求得,再根据等比数列的基本量运算求得答案;
(2)由(1)易得,分奇数项和偶数项,分别利用裂项相消法和公式法求解;
(3)易得中截至共有项,再由时,有2016项,然后由求解.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
由,即,解得,
故;
所以,,
因为,所以数列为等比数列,设公比为,
则,得,又,所以,
所以.
(2)由(1),可得,
设的前项和中,偶数项的和为,奇数项的和为,
所以,,
当为偶数时,,
,
当为奇数时,,
,
所以.
(3),
截至共有项,
当时,,
.
8.数列的前n项和,数列满足,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)将数列和数列各取前100项,按从小到大排成一个新的数列,其中重复的数只取一次,求数列的前100项和.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用与的关系可求数列的通项公式,当时,由已知可得,两式相除可求数列的通项公式;
(2)结合(1),利用分组求和法可求数列的前100项和.
【详解】(1)令,则,,
当时,,也符合上式,∴;
当时,由,可得,
两式相除可得,也符合上式,∴.
(2),,,…,,
,,,…,,
将数列和数列各取前100项,按从小到大排成一个新的数列,其中重复的数只取一次,
则,,…,
,,,…,,
∴
.
【题型5:含绝对值求和问题】
一、题型特征
等差数列an带有绝对值
an=|kn+b|,数列项先正后负 / 先负后正
需要找到正负分界项,分段去掉绝对值再求和
二、核心解题思路
1. 先不看绝对值,判断原数列是等差数列
2. 求an=0时n的值,找到正负分界项k
3. n≤k时,an符号一致
n>k时,an符号相反
4. 分段求和:前k项直接求和,后面各项取相反数求和
5. 分n≤k、n>k两种情况写Sn
三、标准解题步骤
1. 求数列通项an,判断等差公差d
2. 令an≥0,解出正项最大项序号k
3. 当n≤k时,|an|=an,Sn=原数列前n项和
4. 当n>k时
Sn=2×前k项和 - 原数列前n项和
四、万能公式结论
设第k项开始变号
n≤k ,Sn=Sn原
n>k ,Sn=2Sk - S原n
五、正负规律
1. 公差d>0,数列递增:先负后正
2. 公差d<0,数列递减:先正后负
3. 分界项一定是整数,不是整数就近取整
六、常见易错点
1. 分界项k一定要取正整数,不能直接用小数
2. 分界项本身符号不要搞错
3. n>k时,后面每一项都要变号,不是只变一项
4. 必须分两种情况写答案,不能合并
5. 等差数列求和公式不要代错首项、项数
七、大题标准答题模板
如果数列为等差数列,为其前项和,那么有:
①若则有
②若则有
如果数列为等比数列,为其前项和,那么有:
八、交错绝对值特殊题型
an=(-1)ⁿ|an|
奇偶分开分组,奇数一组、偶数一组
分别求和再相加减,注意项数计算给出数列,要求数列的前项和,必须分清取什么值时
数列的前项和为,;
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)因为,
当时,则;
当时,则,
可得;
综上所述:.
(2)因为,
当时,;
当时,令,解得;令,解得;
综上所述:当时,;当时,.
当时,则;
当时,则
;
综上所述:.
记为等差数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式an与前n项和公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1),(2)
【详解】(1)设的公差为,则,
解得,所以的通项公式为,
;
(2)由(1)得,令,解得,
当时,数列的前项均为正数,
则;
当时,数列的前7项为正数,从第8项至第项为负数,
则,
,
综上,.
1.在数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前100项和.
【答案】(1);(2)4222.
【详解】(1)当时,由,得,因此数列是常数列,,则,
时,,也满足,
则,所以数列的通项公式为.
(2)由(1)知,则,
所以.
2.已知等差数列,满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设,为数列的前n项和,求.
【答案】(1)
(2)130
【分析】(1)求出其公差,写出通项即可;
(2)当时,,则,利用等差数列求和公式求解.
【详解】(1)设的公差为,
(2)由(1)可知,令,则,
当时,,当时,,
.
3.已知是等差数列的前项和,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前20项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的求和公式建立方程组可得答案;
(2)先求出的通项公式,根据等差数列求和公式可得答案.
【详解】(1)设数列的首项为,公差为,
则
解得,
故的通项公式为.
(2)由(1)可知,,
所以易知为等差数列.
当时,,则,
设的前项和为,则,
所以数列的前20项和为
4.已知数列的前项和为,若,且.
(1)证明:为等差数列,并求及
(2)若,求数列的前20项和.
【答案】(1)证明见解析,,
(2)
【分析】(1)先对已知条件变形得到,判断为等差数列,求出,再由求出通项公式,并验证是否成立,求出.
(2)先求出,进而得到的分段表达式,再分别计算不同段的和得到.
【详解】(1)由题意可得:,
化简可得:,
所以数列是以为首项,2为公差的等差数列,
所以,即,
当时,,
当时,,满足上式,所以.
(2)因为,
所以,
所以,数列的前项和为:
.
5.记为等差数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出关于与的方程组,计算即可求解;
(2)先求,讨论的符号去绝对值,再结合运算求解.
【详解】(1)设等差数列的首项为,公差为,
由题意可得,解得,
所以 ;
(2)因为,
令,解得,且,
当时,则,可得;
当时,则,可得
;
综上所述:.
6.在数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将递推关系式变形,构造常数列,从而求得通项公式;
(2)根据绝对值表达式进行分类讨论,借助等差数列求和公式分别计算不同区间的前 项和,最终整合成分段函数形式.
【详解】(1)由,可得,
又,
,
即数列的通项公式为.
(2)由(1)知,
设的前项和为,其中,
故,
当时,,当时,,
∴当时,;
当时,
,
综上,数列的前项和.
7.已知数列满足,,数列为等差数列,为与的等差中项,且.
(1)求证:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)由题意可得,可得数列是以2为首项,2为公比的等比数列,进而可求数列的通项公式;
(2)设数列公差为,利用已知求得数列的通项公式.法一:当时,,当时,,进而计算可求得.法二:记数列前项和为,利用等差数列的前项和公式求得,结合,可求.
【详解】(1)因为,所以,
即,
又因为,所以,即.
所以,数列是以2为首项,2为公比的等比数列.
则,所以.
(2)设数列公差为,
由(1)知,,
因为为与的等差中项,所以,
又因为,则.
所以.
解法一:
当时,,
当时,,
.
综上,数列的前项和.
解法二:
记数列前项和为,则
.
又因为,
当时,.
当时,
.
综上,数列的前项和
8.设数列是等差数列,是等比数列.已知,,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前n项的和.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)根据给定条件,建立关于公差、公比的方程组求解.
(2)由(1)求出,再按分段,利用等差数列前n项和公式求解.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,,
由,得,解得,
所以的通项公式为,的通项公式为.
(2)由(1)得,则
当时,;
当时,
,
所以.
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专题02 五大类数列题型-2026年高考数学大题秒杀技巧及专项训练(原卷版)
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
【题型2 裂项相消巧妙变形问题】
【题型3 分组求和必记常见结论】
【题型4 含类求和问题】
【题型5 含绝对值求和问题】
数列求和之前需要掌握一些求数列通项的技巧,技巧如下:
一、累加法
形如型的递推数列(其中是关于的函数)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.
二、累乘法
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
三、构造法
1.第一种形式: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累加法便可求出
2.第二种形式: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:转化为第一种形式,求出 ,再用累加法便可求出
(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,在转化为第一种形式便可求出
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:再应用类型第一种形式的方法解决.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在转化为累加法,求出之后得.
【题型1 错位相减求和无需错位直接出答案】
错位相减;形式必须是
则
正规方法(1)适用条件
若是公差为的等差数列,是公比为的等比数列,求数列{an·bn}的前n项和.
(2)基本步骤
(3)注意事项
①在写出与的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出;
②作差后,应注意减式中所剩各项的符号要变号.
等差乘等比数列求和,令,可以用错位相减法.
①
②
得:.
整理得:.
已知等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求.
已知数列,,.
(1)求证:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
1.已知数列的前n项和为,且,且.
(1)证明数列是等差数列;
(2)求数列的前n项和;
(3)若,求正整数k的所有取值.
2.在公差不为零的等差数列中,,且,,成等比数列,数列的前n项和满足.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
3.设数列的前项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和;
(3)对于(2)中的,若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
4.已知正项等比数列满足,且成等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
5.已知数列满足,且(且).
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
6.已知数列的前项和为,,设.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设数列的前项和为,若数列的前项和为,求证:.
7.已知数列满足.
(1)求数列的通项公式.
(2)已知数列的前项和为,且是等差数列,记数列的前项和为.
①求;
②求.
8.已知等比数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【题型2:裂项相消巧妙变形问题】
裂项相消求和
① ②
③ ④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨⑩
(1)基本步骤
(2)裂项原则
一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.
(3)消项规律
消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.
设为等差数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,为数列的前项和,求.
已知数列中,,.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)令的前项和为,求证:.
记数列的前项和为,已知,且是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)求的前项和.
1.设各项均为正数的等比数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:.
2.已知等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式.
(2)记数列的前项和为,证明.
3.已知数列为等差数列,前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
4.已知正数列的前项和为,,其中.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
5.已知为等比数列的前项和,若是和的等差中项,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和为,若恒成立,求的表达式以及的取值范围.
6.已知数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
7.已知数列中,,点()在函数的图象上.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:数列是等差数列;
(3)设,求数列的前项和.
【题型3:分组求和必记常见结论】
①等差数列求和公式:
②等比数列求和公式:
③ ④
⑤
一、题型特征
数列通项不是等差、不是等比,但可以拆成等差数列 + 等比数列 + 常数项分开求和,再相加,就叫分组求和
通项形式:an = 等差 + 等比,an = 等差 - 等比,an = 指数式 + 多项式,an = 奇偶项规律不一样
二、核心解题步骤
1. 拆分通项公式,把an拆成两个数列之和
2. 分别判断拆开后的数列:等差、等比
3. 分别套用等差数列求和公式、等比数列求和公式
4. 两个和相加/相减,得到前n项和Sn
5. 化简整理最终结果
三、常见必考模型
1. an = kn + b + qⁿ等差 + 等比 分组求和
2. an = n² + 2ⁿ平方数列 + 等比数列
3. an = (-1)ⁿ·n + 2ⁿ正负交替 + 等比
4. 奇数项一个规律,偶数项一个规律
奇偶分开各自求和,再合并
四、等差求和公式
Sn = n(a1+an)/2 = na1 + n(n-1)d/2
五、等比求和公式
q≠1时Sn = a1(1-qⁿ)/(1-q) = a1(qⁿ-1)/(q-1)
q=1时Sn = n·a1
六、奇偶项分组求和(高考重难点)
1. n为偶数:奇数n/2项,偶数n/2项,分别求和相加
2. n为奇数:奇数(n+1)/2项,偶数(n-1)/2项,分别求和相加易错:一定要分清项数,不能算错个数
七、正负交错数列分组
an = (-1)ⁿ n奇数项负,偶数项正,两两一组:(-1+2)+(-3+4)+……每一组和都等于1,快速分组计算
八、高频易错点
1. 等比数列求和必须讨论公比q=1
2. 奇偶项数列,项数极易算错
3. 拆分符号不要出错,减号也要分组
4. 最后结果一定要合并化简,不能保留两个求和式子
5. (-1)ⁿ 一定要分n奇、n偶两种情况写答案
九、大题标准答题模板
由通项公式可得
an = 等差数列通项 + 等比数列通项,分别对等差数列、等比数列求和
Sn = 等差前n项和 + 等比前n项和,代入公式化简,即可得出数列前n项和
已知等差数列中,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前和为,求的值(结果可以用幂的形式表示).
已知数列的首项,且满足.
(1)求证:是等比数列;
(2)求数列的前项和.
在数列中,.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
1.已知数列满足,且().
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式及数列{an}的前n项和.
2.已知等差数列的前项和为,,.
(1)求的通项公式:
(2)若数列是首项为1,公比为2的等比数列,求数列的前项和.
3.已知数列满足,,设,的前项和分别为,.
(1)试求,的值并探究与的关系;
(2)当时,试求的通项公式;
(3)试求的值.
4.已知数列的首项是,且.
(1)证明数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(2)若,求满足条件的最小整数n的值.
5.已知等差数列前项和为.
(1)求数列的通项公式.
(2)若数列的前项和为,且,求的最小值.
6.已知等差数列的公差为,前项和为,且,,,其中.
(1)求公差及的值;
(2)设数列,数列的前项和为,求.
7.已知等差数列和正项等比数列满足,,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
【题型4:含类进行求和问题】
我们估且把这种求和的方法称为“并项 法”,可以推广到一般情况,用“并项法”求形如通项公式为的摆动数列前项和的步骤如下:
第一步:首先获得并项后的一个通项公式,即先求当为奇数时,的表达式;
第二步:然后对分奇、偶进行讨论,即当为偶数时,由
求出 ;
第三步:当为奇数且时,由求出,特别注意对时要单独讨论,即要单独求出.
第四步:将代入当为奇数且时的表达式进行检验,如果适合,结果写成两段分段函数形式表示,如果不适合,结果写成三段分段函数形式表示
若正项数列满足,则称数列是的平方差数列.已知数列是的平方差数列,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)若求数列的前项和.
记为数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记为数列的前项和,求.
1.已知,数列满足,当时,.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列的前n项和为,证明:;
(3)若数列满足,,求数列的前n项和.
2.已知点在函数的图象上,记数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前2026项和.
3.已知数列满足,.
(1)求,,的值,并猜测的通项公式;(无需证明猜测)
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,数列的前项和为.若对任意,不等式恒成立,求实数的最小值.
4.已知数列中,.
(1)证明:为等差数列,并求的通项公式;
(2)记,数列的前项和为,求;
(3)数列满足:,求的最大项.
5.已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列满足,求的前2n项和及其最小值.
6.已知数列的前n项和为,且满足,又知,.
(1)求,;
(2)求的通项公式;
(3),求的前n项和.
7.已知等差数列,是数列的前项和,满足,;数列的各项都是正数,且满足,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)记,求数列的前2n项和;
(3)在和中插入个相同的数,构成一个新数列:,求的前2026项和.
8.数列的前n项和,数列满足,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)将数列和数列各取前100项,按从小到大排成一个新的数列,其中重复的数只取一次,求数列的前100项和.
【题型5:含绝对值求和问题】
一、题型特征
等差数列an带有绝对值
an=|kn+b|,数列项先正后负 / 先负后正
需要找到正负分界项,分段去掉绝对值再求和
二、核心解题思路
1. 先不看绝对值,判断原数列是等差数列
2. 求an=0时n的值,找到正负分界项k
3. n≤k时,an符号一致
n>k时,an符号相反
4. 分段求和:前k项直接求和,后面各项取相反数求和
5. 分n≤k、n>k两种情况写Sn
三、标准解题步骤
1. 求数列通项an,判断等差公差d
2. 令an≥0,解出正项最大项序号k
3. 当n≤k时,|an|=an,Sn=原数列前n项和
4. 当n>k时
Sn=2×前k项和 - 原数列前n项和
四、万能公式结论
设第k项开始变号
n≤k ,Sn=Sn原
n>k ,Sn=2Sk - S原n
五、正负规律
1. 公差d>0,数列递增:先负后正
2. 公差d<0,数列递减:先正后负
3. 分界项一定是整数,不是整数就近取整
六、常见易错点
1. 分界项k一定要取正整数,不能直接用小数
2. 分界项本身符号不要搞错
3. n>k时,后面每一项都要变号,不是只变一项
4. 必须分两种情况写答案,不能合并
5. 等差数列求和公式不要代错首项、项数
七、大题标准答题模板
如果数列为等差数列,为其前项和,那么有:
①若则有
②若则有
如果数列为等比数列,为其前项和,那么有:
八、交错绝对值特殊题型
an=(-1)ⁿ|an|
奇偶分开分组,奇数一组、偶数一组
分别求和再相加减,注意项数计算给出数列,要求数列的前项和,必须分清取什么值时
数列的前项和为,;
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
记为等差数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式an与前n项和公式;
(2)求数列的前n项和.
1.在数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前100项和.
2.已知等差数列,满足,.
(1)求的通项公式;
(2)设,为数列的前n项和,求.
3.已知是等差数列的前项和,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前20项和.
4.已知数列的前项和为,若,且.
(1)证明:为等差数列,并求及
(2)若,求数列的前20项和.
5.记为等差数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
6.在数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
7.已知数列满足,,数列为等差数列,为与的等差中项,且.
(1)求证:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
8.设数列是等差数列,是等比数列.已知,,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前n项的和.
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