第6章 第4讲 数列求和 课后检测能力达标(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·数学
2026-08-12
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摘要:
**基本信息**
聚焦数列求和专项,系统整合分奇偶项、周期、绝对值分段、裂项相消、错位相减等方法,构建“递推分析-方法选择-模型应用”的知识逻辑链,培养运算能力与推理意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|分奇偶项求和|1(题1)|(-1)^n型递推式分奇偶转化为等比求和|递推关系→奇偶分类→等比数列求和公式|
|周期数列求和|2(题2、11)|利用周期性化简前n项和|递推式→周期判断→周期内和×组数+余项|
|绝对值数列求和|1(题3)|先判断项的正负再分段求和|通项公式→正负分界→原数列和与绝对值和转化|
|裂项相消法|3(题5、10、14)|分式/对数型裂项(如1/(n(n+1))=1/n-1/(n+1))|通项结构分析→裂项公式→前后项抵消|
|错位相减法|2(题8、13)|等差×等比型通项乘公比错位相减|通项类型识别→乘公比作差→等比求和化简|
|倒序相加法|1(题7)|利用f(x)+f(1-x)定值构造对称和|函数性质→倒序相加→求和公式推导|
内容正文:
1.(2026·三门峡期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,首项为a1=1,且满足an+1+(-1)nan=3(-2)n,则S11的值为( )
A.4 093 B.4 094
C.4 095 D.4 096
解析:选A.因为数列{an}的前n项和为Sn,首项为a1=1,且满足an+1+(-1)nan=3(-2)n,当n为偶数时,an+an+1=3·2n,所以S11=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+(a6+a7)+(a8+a9)+(a10+a11)=1+3×(22+24+26+28+210)=1+=4 093.
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,若an+2=-an,且a1=1,a2=2,则S211=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选C.由an+2=-an,得an+4=-an+2=an,所以数列{an}是周期为4的数列,所以由a1=1,a2=2,得a3=-a1=-1,a4=-a2=-2,所以a1+a2+a3+a4=0,所以S211=(a1+a2+a3+a4)×52+a1+a2+a3=2.
3.(2025·天津卷)已知数列{an}的前n项和Sn=-n2+8n,则数列{|an|}的前12项和为( )
A.112 B.48
C.80 D.64
解析:选C.因为Sn=-n2+8n,
所以当n=1时,a1=S1=-12+8×1=7,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(-n2+8n)-[-(n-1)2+8(n-1)]=-2n+9,
当n=1时,a1=7满足上式,
所以an=-2n+9(n∈N*),
令an=-2n+9≥0,得n≤4,
令an=-2n+9<0,得n≥5,
设数列{|an|}的前n项和为Tn,则数列{|an|}的前4项和为T4=S4=-42+8×4=16,数列{|an|}的前12项和为T12=|a1|+|a2|+…+|a12|=a1+a2+a3+a4-a5-a6-…-a12=2S4-S12=2×16-(-122+8×12)=80.
4.已知数列{an}的通项公式为an=n2sin ,前n项和为Sn,则S99=( )
A.-4 950 B.4 950
C.-5 050 D.5 050
解析:选B.an=n2sin
=n2sin (nπ-)=-n2cos (nπ)
=所以S99=12-22+32-42+…+992=1+(3+2)×(3-2)+(5+4)×(5-4)+…+(99+98)×(99-98)=1+2+3+…+99=4 950.
5.(2026·贵阳质量监测)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-1.bn=log2an+1,则++…+=( )
A. B.
C. D.
解析:选A.因为Sn=2an-1 ①,所以当n≥2时,Sn-1=2an-1-1 ②,①-②得an=2an-2an-1(n≥2),即an=2an-1(n≥2).又S1=a1=2a1-1,所以a1=1,所以数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,所以an=2n-1,所以an+1=2n,所以bn=log2an+1=log22n=n,所以==-,所以++…+=(-)+(-)+…+(-)=-=.
6.(多选)(2026·成都模拟)已知公差为1的等差数列{an}满足a1,a3,a7成等比数列,则( )
A. a1=2
B.{an}的前n项和为
C. 的前8项和为
D.{(-1)n-1an}的前50项和为-25
解析:选ABD.对于A,因为a1,a3,a7成等比数列,所以a1a7=a,即a1(a1+6)=(a1+2)2,解得a1=2,故A正确;
对于B,因为an=2+(n-1)×1=n+1,所以{an}的前n项和为=,故B正确;
对于C,因为==-,所以的前8项和为-+-+…+-=-=,故C错误;
对于D,因为(-1)n-1an=(-1)n-1(n+1),
所以{(-1)n-1an}的前50项和为2-3+4-5+…+50-51=-25,故D正确.
7.已知f(x)=,利用课本中推导等差数列前n项和的公式的方法,可求得f+f+…+f=________.
解析:由f(x)+f(1-x)=+==2,
令S=f()+f()+…+f(),
则S=f()+f()+…+f(),
两式相加得2S=2 026×2,所以S=2 026.
答案:2 026
8.已知an=2n,bn=2n,n∈N*,记cn=a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+an-1b2+anb1,则cn= ________.
解析:由题可知cn=2×1×2n+2×2×2n-1+2×3×2n-2+…+2×(n-1)×22+2×n×2=1×2n+1+2×2n+3×2n-1+…+(n-1)×23+n×22,
所以cn=1×2n+2×2n-1+3×2n-2+…+(n-1)×22+n×21,
两式相减得cn=2n+1+2n+2n-1+2n-2+…+23+22-n×2=2n+2-2n-4,
所以cn=2n+3-4n-8.
答案:2n+3-4n-8
9.(13分)(2026·佛山模拟)已知数列{an},{bn}满足a1=1,且-an,an+1是关于x的方程x2-2x-bn=0的两个根.
(1)求an;(5分)
(2)设cn=+(-1)nan,求数列{cn}的前21项和S21.(8分)
解:(1)因为-an,an+1是关于x的方程x2-2x-bn=0的两个根,
所以-an+an+1=2.
所以数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列.因此an=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)由(1)知an=2n-1,
对于方程x2-2x-bn=0,
由根与系数的关系得anan+1=bn,
即bn=(2n-1)(2n+1).
所以cn=+(-1)nan=+(-1)n·(2n-1)
=(-1)n·(2n-1)+(-).
所以S21=(-1+3)+(-5+7)+…+(-37+39)-41+(1-+-+…+-)=2×10-41+(1-)=-.
10.(2026·哈尔滨模拟)已知数列{an}满足a1+a2+a3+…+an=2·3n+1-6(n∈N*),若bn=,则数列{bn}的前15项和为( )
A.-1 B.-3
C.-1 D.-3
解析:选A.因为a1+a2+a3+…+an=2·3n+1-6(n∈N*) ①,
所以当n=1时,a1=2×32-6=12,
当n≥2时,a1+a2+a3+…+an-1=2·3n-6 ②,
①-②得an=2·3n+1-6-(2·3n-6)=4·3n,所以an=4n·3n(n≥2),
当n=1时,a1=12也满足上式,
所以an=4n·3n(n∈N*),
所以bn==-,
记数列{bn}的前n项和为Sn,
则S15=(-)+(-)+(-)+…+(-)=-1=-1.
11.设数列{an}的前n项和为Sn,若an=an-1+an+1(n≥2),且a99=100a2=200,则S100= ________.
解析:因为an=an-1+an+1(n≥2),
所以an+1=an-an-1(n≥2),
所以S100=a100+a99+a98+…+a4+a3+a2+a1
=(a99-a98)+(a98-a97)+(a97-a96)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a2+a1=a99+a2,
又a99=100a2=200,
所以a2=2,所以S100=200+2=202.
答案:202
12.已知数列{an}的前n项和为Sn,且an=,数列{bn}的前n项和为Tn,且(2bn-1)Sn=an+1,则满足Tn≥2的正整数n的最小值为________.
解析:因为an==-,
所以Sn=(-)+(-)+…+(-)=,
因为(2bn-1)Sn=an+1,所以(2bn-1)=-,整理得2bn=,
所以bn=log2=log2-log2,
所以Tn=(log2-log2)+(log2-log2)+…+(log2-log2)=log2,令log2≥2,解得n≥15.
所以正整数n的最小值为15.
答案:15
13.(15分)(2024·全国甲卷)记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=3an+4.
(1)求{an}的通项公式;(6分)
(2)设bn=(-1)n-1nan,求数列{bn}的前n项和Tn.(9分)
解:(1)因为4Sn=3an+4 ①,所以当n≥2时,4Sn-1=3an-1+4 ②,
则当n≥2时,①-②得4an=3an-3an-1,
即an=-3an-1.
当n=1时,由4Sn=3an+4得4a1=3a1+4,所以a1=4≠0,所以数列{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列,所以an=4×(-3)n-1.
(2)方法一(错位相减法):
因为bn=(-1)n-1nan=(-1)n-1n×4×(-3)n-1=4n·3n-1,所以Tn=4×30+8×31+12×32+…+4n·3n-1,所以3Tn=4×31+8×32+12×33+…+4n·3n,两式相减得-2Tn=4+4(31+32+…+3n-1)-4n·3n=4+4×-4n·3n=-2+(2-4n)·3n,所以Tn=1+(2n-1)·3n.
方法二(裂项求和):
bn=(-1)n-1nan=(-1)n-1n×4×(-3)n-1=4n·3n-1,
令bn=(kn+b)·3n-[k(n-1)+b]·3n-1,
则bn=(kn+b)·3n-[k(n-1)+b]·3n-1
=3n-1[3kn+3b-k(n-1)-b]
=(2kn+2b+k)·3n-1,
所以解得
即bn=(2n-1)·3n-[2(n-1)-1]·3n-1=(2n-1)·3n-(2n-3)·3n-1,
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=1×31-(-1)×30+3×32-1×31+5×33-3×32+…+(2n-1)·3n-(2n-3)·3n-1=(2n-1)·3n-(-1)×30=(2n-1)·3n+1.
14.(15分)(2026·佛山模拟)在等差数列{an}和等比数列{bn}中,ai和bi是下表第i行中的数(i=1,2,3),且a1,a2,a3中的任何两个数不在同一列,b1,b2,b3中的任何两个数也不在同一列.
第一列
第二列
第三列
第四列
第一行
1
2
3
4
第二行
5
6
7
8
第三行
9
10
11
12
(1)请问满足题意的数列{an}和{bn}各有多少个?写出它们的通项公式(无需说明理由);(6分)
(2)若{bn}的公比为整数,且a1+b1=6.数列{cn}满足anan+1cn+(an-3)bn+1=0,求{cn}的前n项和Sn.(9分)
解:(1)对于等差数列{an},设公差为d,
当a1=1,a2=6,a3=11时,则d=5,所以an=a1+(n-1)d=1+5(n-1)=5n-4,
当a1=2,a2=7,a3=12时,则d=5,所以an=a1+(n-1)d=2+5(n-1)=5n-3,
当a1=3,a2=6,a3=9时,则d=3,所以an=a1+(n-1)d=3+3(n-1)=3n,
当a1=4,a2=7,a3=10时,则d=3,所以an=a1+(n-1)d=4+3(n-1)=3n+1,
满足题意的数列{an}有4个,分别为an=5n-4,an=5n-3,an=3n,an=3n+1.
对于等比数列{bn},设公比为q,
当b1=3,b2=6,b3=12时,则q=2,
所以bn=b1qn-1=3×2n-1,
当b1=4,b2=6,b3=9时,则q=,
所以bn=b1qn-1=4×()n-1,
满足题意的数列{bn}有2个,分别为bn=3×2n-1,bn=4×()n-1.
(2)因为{bn}的公比为整数,由(1)知bn=3×2n-1,则b1=3,所以a1=6-b1=3,
所以an=3n,所以3n×3(n+1)cn+(3n-3)×3×2n=0,所以cn====-,
所以{cn}的前n项和Sn=-+-+…+-=2-=.
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