第6章 第5讲 微专题——衍生数列(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·数学(创新版)
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦衍生数列微专题,覆盖奇偶项、增减项、公共项三大高考核心考点,按类型分层梳理知识逻辑,通过考点解析、方法提炼、真题训练构建完整复习体系,助力学生突破数列变形与求和难点。
讲义以分类讨论(如奇偶项分n奇偶求Tn)、插项分析(如增减项确定插入项数)、方程思想(如公共项建立m与n关系)为特色,培养数学思维与模型意识,设置分层对点训练,确保高效突破高频题型,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
第5讲 微专题——衍生数列
类型一 奇偶项
[例1] 已知数列{an}满足a1=10, lg an+1=2lg an+1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若bn=(-1)n lg an,Tn为{bn}的前n项和,求Tn>9时n的最小值.
【解】 (1)因为lg an+1=2lg an+1,所以lg an+1+1=2lg an+2=2(lg an+1),因为a1=10,所以lg a1+1=2,所以{lg an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以lg an+1=2×2n-1=2n,lg an=2n-1,故an=102n-1.
(2)由(1)可得bn=(-1)n lg an=(-1)n·(2n-1),所以Tn=(-1)1·(21-1)+(-1)2·(22-1)+…+(-1)n·(2n-1),当n为偶数时,Tn=(-21+22-23+24-…+2n)+(1-1+1-1+…-1)=-(21+23+…+2n-1)+(22+24+…+2n)+×0=+=;
当n为奇数且n≥3时,Tn=Tn-1+bn=+(-2n+1)==.
当n=1时,T1=b1=-1,满足该前n项和公式,所以Tn=
当n为奇数时,Tn=<0恒成立,故Tn>9时n为偶数,所以>9,
即2n>,当n=2时,22=4<,
当n=4时,24=16>,故n的最小值为4.
【素养小结】 解答与奇偶项有关的求和问题的关键
(1)弄清n为奇数或偶数时数列的通项公式.
(2)弄清数列前n项中奇数项与偶数项的个数.
[对点训练] (多选)(2026·重庆期中)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,且an=k∈N*,则( )
A.a6=16
B.{a2k-1+3}是等比数列
C.{an}是单调递增数列
D.若Sm>4 045,则正整数m的最小值为19
解析:选BCD.由an=k∈N*,得a2=a1+1=2,a3=2a2+1=5,a4=a3+1=6,a5=2a4+1=13,a6=a5+1=14,A错误;当n为偶数时,an+2=an+1+1=2an+1+1=2an+2,则an+2+2=2(an+2),又a2+2=4,此时{an+2}是首项为4,公比为2的等比数列,则an+2=4×2=2,an=2-2;当n为奇数时,an+2=2an+1+1=2(an+1)+1=2an+3,则an+2+3=2(an+3),又a1+3=4,此时{an+3}是首项为4,公比为2的等比数列,则an+3=4×2=2,an=2-3,B正确;综上,a2k-1=2k+1-3,a2k=2k+1-2且k∈N*,则a2k-a2k-1=2k+1-2-2k+1+3=1>0,且a2k+1-a2k=2k+2-3-2k+1+2=2k+1-1>0,所以{an}是单调递增数列且各项均为正数,C正确;数列{Sm}单调递增,当m为奇数时,Sm=(22-3)+(22-2)+(23-3)+(23-2)+…+(2-3)=2×-5×+2-3=3·2--11,又3×2--11=6 088>4 045,当m为偶数时,Sm=(22-3)+(22-2)+(23-3)+(23-2)+…+(2-3)+(2-2)=2×-5×=8(2-1)-5×=2+3-8-5×,又2+3-8-5×=4 043<4 045,所以正整数m的最小值是19,D正确.
类型二 增减项
[例2] (2026·西安模拟)已知数列{an}是等差数列,且a2=4,2a4-a5=7.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在ak和ak+1(k∈N*)之间插入k个相同的数(-1)k+1·k,构成一个新数列{bn}:a1,1,a2,-2,-2,a3,3,3,3,a4,…,求{bn}的前100项和T100.
【解】 (1)因为数列{an}是等差数列,设公差为d,依题意,a2=4,2a4-a5=7,
即解得
所以等差数列{an}的通项公式为an=1+3(n-1)=3n-2.
(2)设ak和插入的k个数(-1)k+1·k构成一组数,则前k组共有k+(1+2+…+k)=k+=个数,令≤100,又k∈N*,解得k≤12.当k=12时,=90<100,所以{bn}的前100项中包含前12组数和第13组数的前10个,所以T100=(a1+1)+(a2-22)+(a3+32)+(a4-42)+…+(a11+112)+(a12-122)+(a13+13×9)=(a1+a2+…+a13)+(1-22+32-42+…+112-122)+117=-(1+2+3+4+…+11+12)+117=247-+117=247-78+117=286.
【素养小结】 解决数列中增减项问题的关键:一是弄清楚增加了(减少了)多少项,二是增加(减少)的项有什么特征.
[对点训练] (2026·广州模拟)已知公差不为零的等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=1,且a1,2a2,4a4成等比数列,4b2,2b3,b4成等差数列.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)令cn=3an,去掉数列{cn}中的第3k项(k∈N*),余下的项顺序不变,构成新数列{tn},写出数列{tn}的前4项并求{tn}的前2n项和S2n.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),等比数列{bn}的公比为q(q≠0),由题意得,
⇒
又a1=b1=1,d≠0,解得d=1,q=2,
所以an=1+n-1=n,bn=1×2n-1=2n-1.
(2)由(1)得cn=3an=3n,去掉第3k项后,数列{tn}的前4项依次为3,9,81,243,
S2n=t1+t2+t3+…+t2n=c1+c2+c4+c5+…+c3n-2+c3n-1=(c1+c4+…+c3n-2)+(c2+c5+…+c3n-1)=(31+34+…+33n-2)+(32+35+…+33n-1)=+=,
综上,S2n=.
类型三 公共项
[例3] 已知数列{an}为公差不为0的等差数列,其前n项和为Sn,a5=S9,a4a6=a4-a6.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}是以4为首项,4为公比的等比数列,若数列{an}和{bn}的公共项为am,记m从小到大构成数列{cn},求{cn}的前n项和Rn.
【解】 (1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),因为a5=S9,a4a6=a4-a6,
则⇒解得则an=a1+(n-1)d=-8+2(n-1)=2n-10.
(2)由题意得,bn=4·4n-1=4n,
因为am=2m-10,所以2m-10=4n,
即m=,因此cn==+5,
所以Rn=(41+42+…+4n)+5n=·+5n=·4n+5n-.
【素养小结】 (1)与两个数列公共项有关问题的解题关键是确定好两个数列的公共项,此类问题一般有两种类型:一类是去掉公共项后,构成新数列;一类是由公共项构成新数列.
(2)两个等差(比)数列的公共项是等差(比)数列,且公差(比)是两等差(比)数列公差(比)的最小公倍数,一个等差与一个等比数列的公共项,则要通过其项数之间的关系来确定.
[对点训练] 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2a3=40,S3=15,数列{bn}满足b1+b2+b3+…+bn=n(n∈N*).
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)若从数列{an}中依次剔除与数列{bn}的公共项,剩下的项顺序不变组成新的数列{cn},求数列{cn}的前50项和T50.
解:(1)因为数列{an}是等差数列,所以S3=3a2=15,得a2=5,
又a2a3=40,所以a3=8,所以等差数列{an}的公差d=a3-a2=3,则an=a2+(n-2)d=3n-1.
因为b1+b2+b3+…+bn=n(n∈N*),则当n≥2时,b1+b2+b3+…+bn-1=n-1,两式作差得bn=1(n≥2),即bn=2n(n≥2),
令n=1,得b1=1,则b1=2,满足上式,
则bn=2n(n∈N*),
综上,数列{an}的通项公式为an=3n-1(n∈N*),数列{bn}的通项公式为bn=2n(n∈N*).
(2)由(1)可得,a50=149,且b1=2,b2=4,b3=8,b4=16,b5=32,b6=64,b7=128,b8=256,经验证数列{an}前50项中与数列{bn}的公共项共有4项,分别为2,8,32,128,从而数列{an}中去掉的是2,8,32,128这4项,所以T50=S54-(2+8+32+128)=2×54+×3-170=4 231.
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