内容正文:
高三一轮复习:数列求和常用方法
方法一 倒序相加法
如果一个数列满足与首末两项等“距离”的两项之和等于首末两项之
和,那么这个数列的前项和即可用倒序相加法来求,如等差数列的前
项和公式就是用此方法推导的.
方 法 一
2
解: ,
①,
②,
由 得,,故数列的通项公式为 .
例1 已知函数对任意的,都有 ,若数
列满足,求数列
的通项公式.
方 法 一
3
方法二 裂项相消法
把数列的通项公式拆成两项的差,求和时可正负相消,最后只剩下首尾
若干项.
例2(1)已知数列的前项和为,且 ,求数列
的前100项和 .
解:因为 ,所以, ,
两式相减得 ,即, ,
方 法 二
4
因为,即 ,
所以数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,所以 ,
所以 ,
所以 .
方 法 二
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(2)已知各项都是正数的数列的前项和为,且 ,
.
①求 的通项公式;
解: 由题意得 ,
所以,又数列的各项都是正数, ,
所以,则 .
当时, ,
所以 ,
所以,所以数列 是首项为1,公差为2的等差数列,
所以 .
方 法 二
6
(2)已知各项都是正数的数列的前项和为,且 ,
.
②若,求证: .
证明:由(1)得 ,
所以 ,
所以 .
方 法 二
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方法三 错位相减法
如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之
积构成的,那么这个数列的前 项和即可用错位相减法来求,如等比数
列的前 项和公式就是用此方法推导的.
方 法 三
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(1)求数列 的通项公式;
解:由 知,当时, ,两式相减得
,即,整理得 .
当时,,所以 ,
所以数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,所以 .
例3 已知数列的前项和为,且 .
方 法 三
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例3 已知数列的前项和为,且 .
(2)在和之间插入个数,使得这 个数依次组成公差
为的等差数列,求数列的前项和 .
解:由题可得,即 ,
所以 ,则,所以 ,
则 ,
由 得
,所以 .
方 法 三
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方法四 分组(并项)求和法
如果一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成
的,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.
例4 在公差不为0的等差数列中,其前项和为 ,且满足
, .
(1)求数列 的通项公式;
解:根据题意得
可得 所以 .
方 法 四
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例4 在公差不为0的等差数列中,其前项和为 ,且满足
, .
(2)设,求数列的前项和 .
解:由题意知, ,
所以 .
方 法 四
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例5 设是数列的前项和,已知 ,
(1)求,并证明 是等比数列;
方 法 四
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解:因为,所以 ,所以 ,
所以 .
下面证明 是等比数列.
由已知得 ,
所以 ,
又,所以 ,
所以是以为首项, 为公比的等比数列.
方 法 四
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例5 设是数列的前项和,已知 ,
(2)求 .
方 法 四
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解:由(1)知 ,
所以, ,
所以 ,
所以 .
方 法 四
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练习册
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一、单项选择题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
1.已知数列满足, 则
的前6项的和是( )
A.16 B.20 C.33 D.120
[解析] ,
,, ,
,,
的前6项的和是 .故选C.
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★2.已知数列的前项和为, ,,
则 ( )
A.675 B.674 C.1384 D.2023
[解析] .故选A.
√
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[技巧]在进行并项求和时,若数列总项数除以需要进行合并计算
的几项的项数后有余数,余数是几,一般从首项开始,就要有几项
进行单独计算,然后对剩余项再进行并项求和,而不是从首项开始
进行并项,留最后几项单独计算,这样做的目的是减小计算量.
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3.数列的通项公式是 ,则该数列的前100项
和为( )
A. B. C.200 D.100
[解析] 设数列的前项和为,由题意得 .故选D.
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4.已知数列的前项和为,若对任意的 ,不等式
恒成立,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[解析] ,则
,
因为对任意的,不等式 恒成立,所以
,解得或 .故选A.
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5.[2024·吉林通化高二期末]已知数列 为等差数列,其首项为1,
公差为2,数列为等比数列,其首项为1,公比为2,设,
为数列的前项和,则当时, 的最大值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
√
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[解析] 数列 为等差数列,其首项为1,公差为2,
数列 为等比数列,其首项为1,公比为2, ,
,
对任意的,, 数列 是递增数列,
又 ,,
当时, 的最大值为9.故选A.
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6.[2025·安徽铜陵高二期中]已知数列 满足
,且 ,则使不等式
成立的 的最大值为( )
A.98 B.99 C.100 D.101
[解析] 由,可得 ,
由,可得.
易知,将 两边同时除以,
可得,整理得 ,
√
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所以是以为首项, 为公比的等比数列,
则 ,
所以 ,
所以.
易知在 上单调递增,
因为 ,,
所以 的最大值为99.故选B.
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二、多项选择题:本大题共2小题,每小题6分,共12分.
7.已知数列满足,,若 ,
,则下列结论正确的是( )
A.数列 是等比数列
B.数列的前项和为
C.数列的前项和为
D.若,数列的前项和为,则
√
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[解析] 对于A,因为,所以 ,又
,所以数列 是以1为首项,1为公差的等差数列,故A错误;
对于B,由A知,则 ,所以
,所以数列的前项和为 ,故B正确;
对于C,设数列的前项和为 ,则
,则
,
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得 , 所以 ,故C正确;
对于D,因为,
所以,故D正确.故选 .
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8.[2024·南京高二期末]在等差数列中,已知 ,公差
为 ,, ,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
[解析] 对于A,由题可知,则 ,显然数列
是周期为2的周期数列,又,,所以是首项 ,公
比的等比数列,所以 ,故A错误.
√
√
√
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对于B,设的前项和为 ,则
,故B正确.
对于C, ,设数列的前项和为,
当 为偶数时, ;
.
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综上所述, ,故C正确.
对于D, ,故D正确.故选 .
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三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
9.若数列满足则 _____.
(用具体数值作答)
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[解析] 因为所以 .
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10.已知数列的前项和为,且.记 为
数列在区间内的项的个数,则数列 的前100
项的和为_____.
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[解析] 由,得 ,
两式相减得,即 ,
又,即,所以数列 是首项为1,公比
为4的等比数列,所以.
因为为数列 在区间 内的项的个数,
所以, ,
, ,所以数列
的前100项的和为 .
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★11.已知数列的前项和为,点在函数
的图象上,,则数列的前项和 ____________.
[解析] 由题意知,当时, ,当
时,,
由 得,又符合上式,
所以 ,所以 ,
所以,所以 .
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[点睛]若数列的通项公式是分式的形式,分子是常数,分母是来自
同一等差数列中的两项之积或两项的根式之和,则适用于裂项相消法.
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四、解答题:本大题共3小题,共43分.
12.(13分)已知各项均为正数的数列的前项和为 ,且
.
(1)求数列 的通项公式;
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解:因为,所以当时, ,
解得.
当时,,又 ,
所以两式相减得 ,可得
,
又 ,所以,
所以数列 是首项为1,公差为2的等差数列,所以 .
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12.(13分)已知各项均为正数的数列的前项和为 ,且
.
(2)若,求数列的前项和 .
解:由(1)知,则 .
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13.(15分)[2024·武汉高二期末]在数列中, ,且
.
(1)求 的通项公式;
解:, ,
又 , 是首项为4,公比为2的等比数列,
, .
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13.(15分)[2024·武汉高二期末]在数列中, ,且
.
(2)令,求数列的前项和 .
解: ,
.
当 为偶数时,
.
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当为奇数,且 时,
,当 时,
也满足上式, 当为奇数时, .
综上可得
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14.(15分)已知数列的前项和为,满足, 且
.
(1)求 的通项公式;
解:由 ,得
,
所以数列 是首项为1的等差数列.
由,得,则的公差为 ,所以
,则的通项公式为 .
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14.(15分)已知数列的前项和为,满足, 且
.
(2)若数列满足,,求 的前13
项和.
解:方法一:由(1)知, ,则 ,
所以当 时,
,
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又因为,所以 .
因为也满足上式,所以 .
因为 ,
所以 的前13项和为
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方法二: 由(1)知,,则 ,
即 ,又,
所以数列是各项均为 的常数列,即 ,
所以 .
因为 ,
所以 的前13项和为
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