内容正文:
数列通项与求和(十一大专题)
目录
专题一 : 与关系式 2
专题二 : 累加法 4
专题三 : 累乘法 7
专题四 : 构造法(三种) 9
专题五 : 倒序相加法 14
专题六 : 分组(并项)求和 16
专题七 : 错位相减法 18
专题八 : 裂项相消法 21
专题九 : 斐波那契数列 24
专题十 : 数列与不等式恒成立问题 27
专题十一 : 数列新定义概念题 30
专题一 : 与关系式
1、关系式:,要注意验证情况.
2、已知与,求它的通项公式,一般有两种思路:
(1)消:利用公式:,消去,转化等差或等比数列直接求出;
(2)消:利用公式:,消去,得出与的递推关系式,先求出后,即可转化为“第1种情形”,从而间接求出.
在求解具体的题目时,应根据条件灵活恰当地选择两种方法,
【例1】(25-26高三上·云南昆明·月考)记为数列的前项和,若,,则
【变式1-1】(24-25·江苏连云港·模拟预测)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2025·湖南长沙·模拟预测)设数列的前项和为,已知,则( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】(2026高三·全国·专题练习)已知正项数列的前项和为,且.求的通项公式.
【变式1-4】(23-24高一下·四川广元·期中)已知数列的前项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的通项公式.
【变式1-5】(24-25高二下·湖北武汉·期中)设数列的前n项和,满足,且.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若,求数列的前n项和.
专题二 : 累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法.
具体步骤:
将上述个式子相加(左边加左边,右边加右边)得:
=
整理得:=
【例1】(25-26高三上·四川成都·开学考试)已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(25-26高二下·辽宁沈阳·阶段检测)已知数列满足,,设数列的前项和为,则__ .
【变式1-2】(25-26高二下·福建福州·期中)已知数列中,满足,,则数列的通项公式___________
【变式1-3】(25-26高三上·四川广安·开学考试)数列满足:,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-4】(2026·重庆·三模)已知数列满足,对且,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【变式1-5】(2026·浙江宁波·三模)设数列的前项和为,当时满足.
(1)求;
(2)令,记为的前项和,当为何值时,取最小值.
专题三 : 累乘法
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
具体步骤:
将上述个式子相乘(左边乘左边,右边乘右边)得:
整理得:
【例1】(25-26高二下·安徽宿州·阶段检测)已知首项为1的数列满足,则________.
【变式1-1】(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知为数列的前项和,若,,则的值为( )
A.23 B.24 C.25 D.26
【变式1-2】(25-26高二上·湖南衡阳·期末)已知数列中,,,则________.
【变式1-3】(25-26高三上·吉林长春·阶段检测)记为数列的前项和,满足,且,则______.
【变式1-4】(25-26高二下·江西九江·期末)已知数列满足,且对任意,有.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【变式1-5】(24-25高三上·河南驻马店·月考)若数列满足,,则 .
专题四 : 构造法(三种)
◆构造一:待定系数之型构造等比数列
求关于(其中均为常数,)类型的通项公式时,先把原递推公式转化为,再利用待定系数法求出的值,再用换元法转化为等比数列求解.其实对于这类式子,我们只需要记住在等式两侧加上一个常数,构造成等比数列.常数的值并不需要背诵,我们可以通过待定系数法推导出来.
【例1】(2026·江苏扬州·模拟预测)已知数列满足,则的值为___________.
【变式1-1】(25-26高二上·贵州黔南·期末)在数列中,,,则数列的通项公式为___________.
【变式1-2】已知数列的首项,且,则的通项公式为 .
【变式1-3】(2026·河北邢台·三模)已知数列{an}的前n项和为 则 _________.
【变式1-4】已知数列满足,则数列的前项和为______.
【变式1-5】(25-26高二下·重庆·阶段检测)已知是数列的前项和,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
◆构造二:待定系数之型构造等比数列
求关于类型的通项公式时,与上面讲述的构造一的方法很相似,只不过等式中多了一项,在构造时我们也保持跟题干一样的结构,加一项再构造等比数列就可以,即令,然后与已知递推式各项的系数对应相等,解,从而得到是公比为的等比数列.
【例2】(25-26高二下·广西贺州·阶段检测)已知数列满足,且,则______.
【变式2-1】(2025高三·全国·专题练习)已知在数列中,,,则通项 .
【变式2-2】(2025·天津河北·二模)设数列的前n项和,若,则( )
A.3059 B.2056 C.1033 D.520
【变式2-3】(25-26高二上·甘肃平凉·阶段检测)已知,当时,,则的通项公式为___________
【变式2-4】(25-26高二下·湖北黄冈·期中)已知数列满足,.求的通项公式;
【变式2-5】(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知数列满足,且,,则数列的通项公式为______.
【例3】(26-27高三·全国·一轮复习)已知数列满足,,则数列的通项公式为______.
【变式3-1】(25-26高二下·安徽芜湖·期中)已知数列的前项和为,,则的通项公式为________.
专题五 : 倒序相加法
如果一个数列的前n项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和公式即是用此法推导的.求和时可以将正着写与倒着写的两个式子相加,就得到一个常数列的和.
【例1】(24-25高二下·安徽滁州·期中)已知数列满足,则数列的前2025项和______.
【变式1-1】(24-25高二下·上海静安·阶段检测)______.
【变式1-2】(2026高二·全国·专题练习)若等差数列满足,则______.
【变式1-3】若,则___________.
【变式1-4】(23-24高二·全国·课后作业)已知函数,数列为等比数列,,,则______.
【变式1-5】设函数,定义,其中,,则______.
专题六 : 分组(并项)求和
1、分组求和法:若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,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.
2、并项求和法:一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如类型,可采用两项合并求解.
【例1】(25-26高二上·重庆渝北·期中)若数列的通项公式为,则其前项和___________.
【变式1-1】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段检测)若数列的通项公式为,则数列的前项和为_______.
【变式1-2】(25-26高一下·上海·期中)已知数列满足且,则数列的前1001项的和是___________
【变式1-3】(2026·山西大同·三模)已知数列满足,,则______.
【变式1-4】(2025·山东·一模)若数列满足,,则的前2025项的和为________.
【变式1-5】(25-26高二下·云南昭通·期中)已知数列的通项公式为,前n项和为,当n为偶数时,则________.
专题七 : 错位相减法
【例1】(24-25高二下·河南·阶段检测)数列的通项公式为,则的前项和为__________(用含的式子表示).
【变式1-1】(25-26高二下·江西景德镇·期中)已知数列是以2为首项,2为公比的等比数列,且,数列的前n项和为,则_________.
【变式1-2】(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·开学考试)若,则______.
【变式1-3】(2025·河北沧州·模拟预测)已知为数列的前项和,且,若,则______.
【变式1-4】(24-25高二下·四川内江·期中)设为数列的前项和,已知,,则________.
【变式1-5】(24-25高二上·江苏苏州·阶段检测)设数列满足.则数列的前n项和为_______.
专题八 : 裂项相消法
这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的。通项分解(裂项)如:
(1) (2)
(3) (4)
(5)
(6)
(7)
【例1】(25-26高二下·辽宁大连·期末)已知数列满足,且.设,则数列的前n项和_______.
【变式1-1】(25-26高二上·浙江·阶段检测)已知数列满足,则数列前项的和为__________.
【变式1-2】(25-26高二上·山东临沂·阶段检测)数列的通项公式为,前项和为,求数列的前10项和_____.
【变式1-3】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知数列中,满足,则数列的通项公式为________.
【变式1-4】(2026·四川成都·模拟预测)已知数列满足,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
【变式1-5】(25-26高二下·广东河源·期末)已知数列的前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
专题九 : 斐波那契数列
1、定义:一个数列,前两项都为1,从第三项起,每一项都是前两项之和,那么这个数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列;表达式,,.
①逐项罗列:,1,2,3、5,8,13,21,34,55,……;
②递推公式:,;
③通项公式:(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例).
2、求和问题
①前项和:;
②奇数项和:;
③偶数项和:.
3、平方和问题:
4、余数列周期性
①被2除的余数列周期为3:1,1,0,……
②被3的余数列周期为8:1,1,2,0,2,2,1,0,……
③被4的余数列周期为6:1,1,2,3,1,0,……
5、裂项问题:
【例1】数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,……称为斐波那契数列,该数列是由意大利数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,满足,(,),则是斐波那契数列的第______________项.
【变式1-1】(23-24高三上·上海·期中)斐波那契数列又称为黄金分割数列,在现代物理、化学等领域都有应用.斐波那契数列满足,.给出下列四个结论:
① 存在,使得,,成等差数列;
② 存在,使得,,成等比数列;
③ 存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列;
④ 存在正整数,且,使得.
其中所有正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式1-2】(24-25高二下·四川眉山·阶段检测)已知斐波那契数列满足,记,则__________.(用表示)
【变式1-3】(24-25高三上·重庆·阶段检测)数学家斐波那契有段时间痴迷于研究有趣的数列问题,意外发现了一个特殊的数列:1,1,2,3,5,8,…,从第3项起,每一项都等于它前面两项之和,即,,后人把这样的数列称为“斐波那契数列”.若,则__________.
【变式1-4】(2024·四川·模拟预测)数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,……称为斐波那契数列,该数列是由意大利数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,满足,(,),则是斐波那契数列的第______________项.
【变式1-5】历史上数列的发展,折射出许多有价值的数学思想方法,对时代的进步起了重要的作用,比如意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”,1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和.后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”,现有与斐波那契数列性质类似的数列满足:,,且(),记数列的前n项和为,若,则___________.
专题十 : 数列与不等式恒成立问题
数列不等式恒成立问题是高中数学(尤其是高考压轴题)中的难点,它本质上是函数与方程思想、分类讨论思想、转化与化归思想的综合应用。解决这类问题,核心在于将“数列问题”转化为“函数问题”或“最值问题”。
常用解题方法:
1. 参变分离 + 函数单调性或者最值
2. 构造函数法(整体法)
3. 放缩法
【例1】(24-25高一下·上海宝山·阶段检测)已知正数数列满足,且对恒成立,则的范围为______.
【变式1-1】(25-26高二下·上海·期中)已知数列是各项均不为零的等差数列,为其前项和,且,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是__________.
【变式1-2】(黑龙江大庆市2026届高三年级第三次教学质量检测数学试题)数列满足,,则________;若对于任意的,恒成立,则实数的取值范围为________.
【变式1-3】(24-25高二下·河北·期末)已知为数列的前项和,且,若对任意正整数恒成立,则实数的取值范围为_____.
【变式1-4】(25-26高二下·安徽马鞍山·期末)已知数列满足:,.若对任意,都有,则的取值范围为__________.
【变式1-5】(25-26高二下·四川南充·阶段检测)在数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,记数列的前项和为,若对一切,不等式都成立,求实数的取值范围.
专题十一 : 数列新定义概念题
解答数列新定义选择题的核心思路是“现场学习、代入特例、化归转化”:首先快速阅读并准确理解题目给出的新规则(如新运算、新性质或新递推关系),切忌将其与已有概念混淆;其次,“特值探路”是最高效的破局手段,通过代入 n=1,2,3等极小数值进行演算,能迅速验证选项真伪或排除干扰项;最后,将新定义转化为熟悉的代数表达式或常规数列模型,结合排除法与逻辑推理得出结论,整个过程重在“依定义办事”而非凭空猜想。
【例1】(24-25高三上·上海青浦·阶段检测)已知无穷数列的各项均为实数,为其前n项和,若对任意正整数都有,则下列各项中可能成立的是( )
A.,,,…,为等差数列,,,,…,为等比数列
B.,,,…,为等比数列,,,,…,为等差数列
C.,,,…,为等差数列,,,…,,…为等比数列
D.,,,…,为等比数列,,,…,,…为等差数列
【变式1-1】(25-26高二下·上海青浦·期末)设无穷正数数列,如果对任意的正整数,都存在唯一的正整数,使得.那么称为“内和数列”,并令,称为的“伴随数列”,给出下列三个命题:
①若为等差数列,则为内和数列;
②若为等比数列,则为内和数列;
③若内和数列为严格增数列,则其伴随数列为严格增数列;
其中真命题的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【变式1-2】(25-26高二下·上海杨浦·期末)若数列满足,则称是差增数列.
对于以下两个命题:
①若是差增数列,则是严格增数列;
②若由的奇数项组成的子数列和偶数项组成的子数列都是差增数列,则是差增数列,
下列判断正确的为( )
A.①是真命题,②是假命题; B.①是假命题,②是真命题;
C.①是真命题,②是真命题; D.①是假命题,②是假命题.
【变式1-3】(2026·上海·三模)对于无穷数列和正整数,若存在,,…,满足且,则称数列具有性质.给出以下两个命题:
①存在数列和,使得和均不具有性质,且具有性质;
②若数列和均具有性质,则具有性质;
则下列判断正确的是( )
A.①为真命题,②为假命题 B.①为假命题,②为真命题
C.①与②均为真命题 D.①与②均为假命题
【变式1-4】(25-26高二下·上海·期中)若有穷整数列,,,,满足:,且,则称具有性质,则正确的是( )
A.存在具有性质的
B.不存在具有性质的
C.若具有性质,则,,,中至少有两项相同
D.对于任意正整数,对任意具有性质的,有,,,中任意两项均不相同
【变式1-5】(2026·上海闵行·模拟预测)设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“攀登数列”.有下列命题:
①存在递增数列,使得它是“攀登数列”;
②存在周期数列,使得它是“攀登数列”;
③存在等差数列,使得它是“攀登数列”;
④若数列为公比为的等比数列,对于任意,存在,使得为攀登数列.
其中所有正确命题的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
$
数列通项与求和(十一大专题)
目录
专题一 : 与关系式 1
专题二 : 累加法 5
专题三 : 累乘法 9
专题四 : 构造法(三种) 13
专题五 数列:倒序相加法 21
专题六 : 分组(并项)求和 25
专题七 : 错位相减法 28
专题八 : 裂项相消法 33
专题九 : 斐波那契数列 37
专题十 : 数列与不等式恒成立问题 42
专题十一 : 数列新定义概念题 48
专题一 : 与关系式
1、关系式:,要注意验证情况.
2、已知与,求它的通项公式,一般有两种思路:
(1)消:利用公式:,消去,转化等差或等比数列直接求出;
(2)消:利用公式:,消去,得出与的递推关系式,先求出,后,即可转化为“第1种情形”,从而间接求出.
在求解具体的题目时,应根据条件灵活恰当地选择两种方法,
【例1】(25-26高三上·云南昆明·月考)记为数列的前项和,若,,则
【答案】243
【解析】,当时,有.
当时,有.
故,即,.
又因为,则数列是公比为,首项为的等比数列.
因此.
当时,.
【变式1-1】(24-25·江苏连云港·模拟预测)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,,
在等比数列中,,
设公比为q,
,解得,∴,
当时,,解得:,
∴是以2为首项,3为公比的等比数列,
∴.故选:A.
【变式1-2】(2025·湖南长沙·模拟预测)设数列的前项和为,已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】当时,,
则,即,
所以数列是公差为4的等差数列.
又,则.
所以.故选:A.
【变式1-3】(2026高三·全国·专题练习)已知正项数列的前项和为,且.求的通项公式.
【答案】
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用与的关系求解,即当时,,将式子中的换成,计算出的值;当时,,将式子中的换成,计算得到,从而得到是等差数列,利用等差数列的通项公式求出,继而得到,将代入求出.
【详解】,
当时,,,,,,
当时,,,
,,
是等差数列,公差,首项为,
,
,,,
验证时也成立,
.
【变式1-4】(23-24高一下·四川广元·期中)已知数列的前项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的通项公式.
【答案】(1)(2)
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、定义法求数列通项
【分析】(1)利用这一递推关系,即可得答案;
(2)由(1)中求得的通项公式,直接代入即可得答案;
【详解】(1)当时,;
当时,
.
因为也适合此等式,所以.
(2)因为,且,,
所以.
【点睛】本题考查与的关系求通项公式,考查转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意的验证.
【变式1-5】(24-25高二下·湖北武汉·期中)设数列的前n项和,满足,且.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明:,,
两式相减得,
又且,解得,
所以,
,
又,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)
【知识点】由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据数列的前n项和与通项的关系,利用相减法得与的递推关系式,从而结合等比数列的定义证明结论;
(2)利用错位相减法求解数列的前n项和即可.
【详解】(1)略.
(2)由(1)知,,,,
(1)
(2)
(1)-(2)得,
.
专题二 : 累加法
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法.
具体步骤:
将上述个式子相加(左边加左边,右边加右边)得:
=
整理得:=
【例1】(25-26高三上·四川成都·开学考试)已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为数列满足,,
所以,
所以,
则,
所以,故选:A.
【变式1-1】(25-26高二下·辽宁沈阳·阶段检测)已知数列满足,,设数列的前项和为,则__ .
【答案】
【知识点】累加法求数列通项、求等差数列前n项和、裂项相消法求和
【详解】,,
当时,,,,,.
,即;
;
当时,,符合题意;
数列的通项公式.
.
;
.
【变式1-2】(25-26高二下·福建福州·期中)已知数列中,满足,,则数列的通项公式___________
【答案】
【知识点】累加法求数列通项、裂项相消法求和
【分析】利用累加法可求得数列的通项公式.
【详解】在数列中,,,
当时,,,,,
上述所有等式相加得,
所以,
也满足,故对任意的,.
【变式1-3】(25-26高三上·四川广安·开学考试)数列满足:,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,可得,
利用累加法可得
,
化简得,则.故选:C.
【变式1-4】(2026·重庆·三模)已知数列满足,对且,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】累加法求数列通项、由递推关系证明等比数列、错位相减法求和、分组(并项)法求和
【分析】(1)作差可得,再结合等比数列的定义可证得数列是等比数列;
(2)由(1)求得,利用累加法可求得数列的通项公式,可得出,记数列的前项和为,则,利用错位相减法可求出的表达式,即可得出的表达式.
【详解】(1)当时,,
当时,,有,
整理有,即有,
由,所以,所以数列是等比数列.
(2)由(1)知,,即,
当时,,……,,
相加有,
所以有,当时也成立,从而,
记数列的前项和为,则,
,①
可得,②
①②,,
所以,故.
【变式1-5】(2026·浙江宁波·三模)设数列的前项和为,当时满足.
(1)求;
(2)令,记为的前项和,当为何值时,取最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】累加法求数列通项、求等差数列前n项和的最值、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)先对递推关系式变形,累加可得答案;
(2)求出的通项公式,判断单调性,结合中项的符号可得答案.
【详解】(1),叠加得,
.
(2),
因为,且,所以与均为增函数,所以递增,
而 ,
故时, 时,,于是时,最小.
专题三 : 累乘法
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
具体步骤:
将上述个式子相乘(左边乘左边,右边乘右边)得:
整理得:
【例1】(25-26高二下·安徽宿州·阶段检测)已知首项为1的数列满足,则________.
【答案】
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、累乘法求数列通项
【分析】由题意得,利用累乘法可求得数列的通项公式,代入通项公式求解即可.
【详解】由题意得,
当时,,
由满足上式,故,所以.
【变式1-1】(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知为数列的前项和,若,,则的值为( )
A.23 B.24 C.25 D.26
【答案】B
【解析】当时,,
由,
由,得,
两式相减得,,
所以,故选:B
【变式1-2】(25-26高二上·湖南衡阳·期末)已知数列中,,,则________.
【答案】/4.375
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、累乘法求数列通项
【分析】由题设可得,进而利用累乘法求解即可.
【详解】由,得,
所以,,
则.
故答案为:.
【变式1-3】(25-26高三上·吉林长春·阶段检测)记为数列的前项和,满足,且,则______.
【答案】38
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、累乘法求数列通项、利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用与的关系,代入解方程求解前4项,然后利用与的关系得到,进而由累乘法即可求得.
【详解】因为,且,
所以当时,,
则,结合,即①;
当时,②;
当时,③;
将③代入②可得,结合代入①可得.
即,,,,
因为,所以当时,,
则,即,
可得.
故答案为:38
【变式1-4】(25-26高二下·江西九江·期末)已知数列满足,且对任意,有.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1);
(2)
【知识点】裂项相消法求和、累乘法求数列通项
【分析】(1)根据累乘法得到时,,结合时,符合上式,得到答案;
(2)裂项相消法求和即可
【详解】(1)由,得,
所以时,.
当时,,符合上式.,
所以的通项公式为.
(2)由(1)得.
所以.
【变式1-5】(24-25高三上·河南驻马店·月考)若数列满足,,则 .
【答案】
【解析】因为①,
所以②,
②①得,,
所以有,
所以.
专题四 : 构造法(三种)
◆构造一:待定系数之型构造等比数列
求关于(其中均为常数,)类型的通项公式时,先把原递推公式转化为,再利用待定系数法求出的值,再用换元法转化为等比数列求解.其实对于这类式子,我们只需要记住在等式两侧加上一个常数,构造成等比数列.常数的值并不需要背诵,我们可以通过待定系数法推导出来.
【例1】(2026·江苏扬州·模拟预测)已知数列满足,则的值为___________.
【答案】/
【知识点】构造法求数列通项、利用等比数列的通项公式求数列中的项
【分析】根据的递推关系式,构造,得到数列为等比数列,根据等比数列的通项公式得到的通项公式.
【详解】由题意得,而,
故是以1为首项,5为公比的等比数列,
故;故;可得.
【变式1-1】(25-26高二上·贵州黔南·期末)在数列中,,,则数列的通项公式为___________.
【答案】
【知识点】写出等比数列的通项公式、构造法求数列通项
【分析】由,构造等比数列,求得数列的通项公式,从而求得数列的通项公式.
【详解】因为,所以.
因为,所以.
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,所以.
所以数列的通项公式为.
故答案为:.
【变式1-2】已知数列的首项,且,则的通项公式为 .
【答案】
【解析】因为,所以,所以,
所以数列是首项为1,公比为的等比数列,
所以,即.
【变式1-3】(2026·河北邢台·三模)已知数列{an}的前n项和为 则 _________.
【答案】
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、利用an与sn关系求通项或项、构造法求数列通项
【分析】根据给定条件,利用的关系变形给定等式,再利用构造法求出通项即可.
【详解】数列{an}的前n项和为,,
由,得,则,
而,因此数列是首项为,公比为的等比数列,
则,所以.
【变式1-4】已知数列满足,则数列的前项和为______.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、裂项相消法求和、构造法求数列通项
【分析】由递推公式可得,即可得到是以为首项,为公差的等差数列,从而求出的通项公式,则,再利用裂项相消法求和即可.
【详解】解:因为,
所以,即,即,
所以是以为首项,为公差的等差数列,
所以,所以,则,
令数列的前项和为,
则
故答案为:
【变式1-5】(25-26高二下·重庆·阶段检测)已知是数列的前项和,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【知识点】求等比数列前n项和、错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项、构造法求数列通项
【分析】(1)根据给定条件,利用前项和与第项的关系及构造法求出通项公式.
(2)利用错位相减法求和即得.
【详解】(1)在数列中,,当时,,
两式相减得,即,
则,由,得,
因此数列是首项为,公比为2的等比数列,
故,所以数列的通项公式为.
(2)由(1)得,
则,
于是,
两式相减得
,
所以数列的前项和
◆构造二:待定系数之型构造等比数列
求关于类型的通项公式时,与上面讲述的构造一的方法很相似,只不过等式中多了一项,在构造时我们也保持跟题干一样的结构,加一项再构造等比数列就可以,即令,然后与已知递推式各项的系数对应相等,解,从而得到是公比为的等比数列.
【例2】(25-26高二下·广西贺州·阶段检测)已知数列满足,且,则______.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、构造法求数列通项
【详解】设,即,
和比较可得,则,
所以是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以.
【变式2-1】(2025高三·全国·专题练习)已知在数列中,,,则通项 .
【答案】
【解析】利用待定系数法构造新数列,
,
又,则,
所以.
令,是以为首项,公比的等比数列.
.即,.
当时成立,所以.
【变式2-2】(2025·天津河北·二模)设数列的前n项和,若,则( )
A.3059 B.2056 C.1033 D.520
【答案】C
【解析】由题设,则,
所以,则
又,则,
所以是首项、公比均为的等比数列,则,
所以,则.故选:C
【变式2-3】(25-26高二上·甘肃平凉·阶段检测)已知,当时,,则的通项公式为___________
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、由递推关系证明等比数列、构造法求数列通项
【分析】由题意设,展开后对照已知列方程组求出,再结合等比数列的通项公式,即可求得答案.
【详解】由于当时,①,
故设,即②,
由①,②对照可得,,解得,
即,
又,则是以3为首项,为公比的等比数列,
故,则
故答案为:
【变式2-4】(25-26高二下·湖北黄冈·期中)已知数列满足,.求的通项公式;
【答案】(1)
【知识点】求等差数列前n项和、分组(并项)法求和、构造法求数列通项
【分析】(1)变形给定等式,利用构造法求出通项公式.
【详解】(1)由,得,即,
因此数列是常数列,,则,
所以数列的通项公式是.
【变式2-5】(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知数列满足,且,,则数列的通项公式为______.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、写出等比数列的通项公式、由定义判定等比数列、构造法求数列通项
【分析】法一:设、,结合递推关系得到,再根据已知得,进一步有,利用等比数列的定义写出通项公式;法二:由递推关系得,讨论的奇偶性写出通项公式即可.
【详解】法一:因为,所以.
设,则,所以.
设,则.
因为,,所以,,
所以,即,即,所以.
因为,所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,
所以,.
法二:因为,所以,
由,,得,,
所以数列的奇数项是首项为2,公比为4的等比数列,偶数项是首项为4,公比为4的等比数列,
当为奇数时,,即;
当为偶数时,,即.
综上,.
故答案为:
求关于(其中均为常数,)类型的通项公式时,共有3种方法.
方法一:先用待定系数法把原递推公式转化为,根据对应项系数相等求出的值,再利用换元法转化为等比数列求解.
方法二:先在递推公式两边同除以,得,引入辅助数列(其中),得,再利用待定系数法解决;
方法二:也可以在原递推公式两边同除以,得,引入辅助数列(其中),得,再利用叠加法(逐差相加法)求解.
【例3】(26-27高三·全国·一轮复习)已知数列满足,,则数列的通项公式为______.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、由递推关系证明等比数列、构造法求数列通项
【分析】根据数列的递推式构造等比数列,求出其通项,进而求得的通项公式.
【详解】由两边同除以,可得,
令,则,
设,对照上式可得,
即得,因,
则数列是以为首项,为公比的等比数列,
故,
即,故.
故答案为:.
【变式3-1】(25-26高二下·安徽芜湖·期中)已知数列的前项和为,,则的通项公式为________.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、构造法求数列通项
【分析】通过对递推公式变形,构造出等差数列来求解数列的通项公式.
【详解】对两边同时除以
专题五 数列:倒序相加法
如果一个数列的前n项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和公式即是用此法推导的.求和时可以将正着写与倒着写的两个式子相加,就得到一个常数列的和.
【例1】(24-25高二下·安徽滁州·期中)已知数列满足,则数列的前2025项和______.
【答案】
【知识点】倒序相加法求和
【分析】利用倒序相加法求和即可.
【详解】因为,,
所以,
又,
所以,
所以,则.
故答案为:
【变式1-1】(24-25高二下·上海静安·阶段检测)______.
【答案】
【知识点】求等比数列前n项和、复数的乘方、虚数单位i及其性质、错位相减法求和
【分析】先设所求和的式子为,再由错位相减法及等比数列进行求和,并结合虚数单位的周期性可得.
【详解】设①,所以②,
①②相减得,
因为,所以,
所以,,
因此.
【变式1-2】(2026高二·全国·专题练习)若等差数列满足,则______.
【答案】
【知识点】倒序相加法求和、等差中项的应用
【分析】根据等差中项的性质,利用倒序相加法,可得答案.
【详解】由等差数列满足,则对于,,当时,,
则,
设,
则,
两式相加可得,解得.
【变式1-3】若,则___________.
【答案】15
【知识点】函数对称性的应用、倒序相加法求和
【解析】由,由倒序相加可得答案.
【详解】由,得
设
则
两式相加得
所以
故答案为;15
【点睛】本题考查函数性质,考查倒序相加法求和,属于基础题.
【变式1-4】(23-24高二·全国·课后作业)已知函数,数列为等比数列,,,则______.
【答案】
【知识点】对数的运算、等比中项的应用、倒序相加法求和、判断或证明函数的对称性
【分析】可证明,由是等比数列,可得,即
,设
,倒序相加即得解
【详解】∵,
∴.
∵数列是等比数列,∴,
∴.
设,①
则,②
①+②,得
,
∴.
故答案为:
【变式1-5】设函数,定义,其中,,则______.
【答案】0
【知识点】对数的运算、函数对称性的应用、倒序相加法求和
【分析】由函数的解析式可得,由倒序相加法可得答案.
【详解】由题意,
所以
由 ①
则 ②
由①+②得
所以
故答案为:0
专题六 : 分组(并项)求和
1、分组求和法:若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,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.
2、并项求和法:一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如类型,可采用两项合并求解.
【例1】(25-26高二上·重庆渝北·期中)若数列的通项公式为,则其前项和___________.
【答案】
【知识点】求等比数列前n项和、求等差数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】利用分组求和法结合等差、等比数列求和公式运算求解.
【详解】因为,
则
,
所以.故答案为:.
【变式1-1】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段检测)若数列的通项公式为,则数列的前项和为_______.
【答案】
【知识点】求等差数列前n项和、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】利用分组求和法,结合等比数列求和公式和等差数列求和公式求结论.
【详解】因为,
所以,
所以,
所以.
故答案为:.
【变式1-2】(25-26高一下·上海·期中)已知数列满足且,则数列的前1001项的和是___________
【答案】499
【知识点】求等比数列前n项和、由递推关系式求通项公式、分组(并项)法求和
【详解】因为,所以,
,,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,所以
所以,
所以
【变式1-3】(2026·山西大同·三模)已知数列满足,,则______.
【答案】103
【知识点】求等差数列前n项和、分组(并项)法求和
【详解】由题意得,
.
【变式1-4】(2025·山东·一模)若数列满足,,则的前2025项的和为________.
【答案】1013
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、分组(并项)法求和
【分析】利用分组并项求和,对为偶数时进行分组计算即可.
【详解】易知当为偶数时,可得,即;
所以可知的前2025项的和.
故答案为:1013
【变式1-5】(25-26高二下·云南昭通·期中)已知数列的通项公式为,前n项和为,当n为偶数时,则________.
【答案】
【知识点】求等差数列前n项和、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】根据题意,分奇数项及偶数项求解即可.
【详解】解:当n为偶数时,前n项和中奇数项有项,偶数项有项;
奇数项首项为1,公差为4,偶数项首项为4,公比为4;
根据等差等比前n项和公式得.
专题七 : 错位相减法
【例1】(24-25高二下·河南·阶段检测)数列的通项公式为,则的前项和为__________(用含的式子表示).
【答案】
【知识点】错位相减法求和
【分析】利用错位相减法即得.
【详解】因为,
所以,①
则,②
由①-②得,
,
故.
故答案为:
【变式1-1】(25-26高二下·江西景德镇·期中)已知数列是以2为首项,2为公比的等比数列,且,数列的前n项和为,则_________.
【答案】
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、写出等比数列的通项公式、等比数列通项公式的基本量计算、错位相减法求和
【分析】通过构造等差数列求出通项公式,再利用错位相减法求和,进而可求.
【详解】因为是以2为首项,2为公比的等比数列,所以,
所以,即,又,
所以是首项为1,公差为的等差数列.
得,所以,
所以,
则,
两个等式作差可得,
,
故.则.
【变式1-2】(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·开学考试)若,则______.
【答案】100
【知识点】求等比数列前n项和、错位相减法求和
【分析】利用错位相减求和法求解.
【详解】设,
则.
所以.
所以,.
所以.
故答案为:100
【变式1-3】(2025·河北沧州·模拟预测)已知为数列的前项和,且,若,则______.
【答案】
【知识点】由递推关系证明等比数列、由递推关系证明数列是等差数列、错位相减法求和
【分析】由题意以及等比数列的定义,可得数列的通项,根据等差数列的定义,可得的通项,利用错位相减法,可得答案.
【详解】因为,即,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以有,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,所以,
,
,
则
,
所以.
故答案为:.
【变式1-4】(24-25高二下·四川内江·期中)设为数列的前项和,已知,,则________.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、错位相减法求和
【分析】构造数列,得其为常数列,进而求得,再由错位相减法求解即可.
【详解】由可得,
令,则,∴又,,∴;
①,
②,
①减②得:,
∴,∴.
故答案为:.
【变式1-5】(24-25高二上·江苏苏州·阶段检测)设数列满足.则数列的前n项和为_______.
【答案】
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、错位相减法求和
【分析】由,得到:当时,,
相减可得,再结合错位相减法即可求解.
【详解】因为(1),
所以当时,,
当时,(2),
(1)(2)可得:,即,
当时,,对上式也成立,
所以
所以,
记数列的前n项和为,
则①,
所以②,
①-②可得:,
所以,
所以.
故答案为:.
专题八 : 裂项相消法
这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的。通项分解(裂项)如:
(1) (2)
(3) (4)
(5)
(6)
(7)
【例1】(25-26高二下·辽宁大连·期末)已知数列满足,且.设,则数列的前n项和_______.
【答案】
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、裂项相消法求和
【详解】,即,
所以数列是公差为1的等差数列,
因为,
所以,
因此,
则,
所以数列的前项和.
【变式1-1】(25-26高二上·浙江·阶段检测)已知数列满足,则数列前项的和为__________.
【答案】
【知识点】裂项相消法求和
【分析】根据裂项相消求和法,化简计算,即可得答案.
【详解】因为,
所以
故答案为:
【变式1-2】(25-26高二上·山东临沂·阶段检测)数列的通项公式为,前项和为,求数列的前10项和_____.
【答案】
【知识点】裂项相消法求和
【分析】利用裂项相消法求解即可.
【详解】,
所以
.
故答案为:
【变式1-3】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知数列中,满足,则数列的通项公式为________.
【答案】
【知识点】由递推关系式求通项公式、裂项相消法求和、累加法求数列通项
【分析】利用累加法和裂项相消法求和,即可求通项公式.
【详解】由
当时,由上式可得:
,
当时,满足,
故答案为:
【变式1-4】(2026·四川成都·模拟预测)已知数列满足,且.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】裂项相消法求和、由递推关系证明数列是等差数列
【分析】(1)利用等差数列的定义即可得证;
(2)利用裂项相消法即可求解.
【详解】(1)由,所以,
所以,
所以数列是以为公差,首项为的等差数列;
(2)由(1)有,所以,
所以,
所以.
【变式1-5】(25-26高二下·广东河源·期末)已知数列的前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、裂项相消法求和
【分析】(1)利用公式可求的通项公式;
(2)裂项相消法可求数列的前项和.
【详解】(1)因为,当时,,
当时,,
检验,当时,,也满足.所以.
(2)因为,,
,
.
专题九 : 斐波那契数列
1、定义:一个数列,前两项都为1,从第三项起,每一项都是前两项之和,那么这个数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列;表达式,,.
①逐项罗列:,1,2,3、5,8,13,21,34,55,……;
②递推公式:,;
③通项公式:(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例).
2、求和问题
①前项和:;
②奇数项和:;
③偶数项和:.
3、平方和问题:
4、余数列周期性
①被2除的余数列周期为3:1,1,0,……
②被3的余数列周期为8:1,1,2,0,2,2,1,0,……
③被4的余数列周期为6:1,1,2,3,1,0,……
5、裂项问题:
【例1】数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,……称为斐波那契数列,该数列是由意大利数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,满足,(,),则是斐波那契数列的第______________项.
【答案】2027
【知识点】裂项相消法求和
【分析】利用斐波那契数列的递推关系变形,通过裂项相消法求和即可求出结果.
【详解】由题意知,(,),
所以(,),
所以,,……,,
由累加法可得,
则,
所以是斐波那契数列的第2027项.
【变式1-1】(23-24高三上·上海·期中)斐波那契数列又称为黄金分割数列,在现代物理、化学等领域都有应用.斐波那契数列满足,.给出下列四个结论:
① 存在,使得,,成等差数列;
② 存在,使得,,成等比数列;
③ 存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列;
④ 存在正整数,且,使得.
其中所有正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【知识点】判断等差数列、等比数列的定义、数列新定义
【分析】由递推公式得性质后判断,
【详解】对于①,由题意得,故成等差数列,故①正确,
对于②,由递推公式可知,,中有两个奇数,1个偶数,不可能成等比数列,故②错误,
对于③,,
故当时,对任意,,,成等差数列;故③正确,
对于④,依次写出数列中的项为,
可得,故④正确,
故选:C
【变式1-2】(24-25高二下·四川眉山·阶段检测)已知斐波那契数列满足,记,则__________.(用表示)
【答案】
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项、由递推数列研究数列的有关性质
【分析】根据题意分析可得,从而作差可求出和,再根据递推关系式依次计算即可得.
【详解】由题意,,
所以,
因为,
所以,
,
所以.
则,
故,
则.
故答案为:.
【变式1-3】(24-25高三上·重庆·阶段检测)数学家斐波那契有段时间痴迷于研究有趣的数列问题,意外发现了一个特殊的数列:1,1,2,3,5,8,…,从第3项起,每一项都等于它前面两项之和,即,,后人把这样的数列称为“斐波那契数列”.若,则__________.
【答案】2024
【知识点】累加法求数列通项、由递推数列研究数列的有关性质
【分析】根据数列的特点,每个数等于它前面两个数的和,移项得:,使用累加法求得,然后将中的2倍展成和的形式(如)即可求解.
【详解】由从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,,
由,得,
所以,,,...,
将这个式子左右两边分别相加可得:
所以.
所以
,
所以.
故答案为:.
【变式1-4】(2024·四川·模拟预测)数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,……称为斐波那契数列,该数列是由意大利数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,满足,(,),则是斐波那契数列的第______________项.
【答案】2025
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质
【分析】由斐波那契数列的递推关系式可得(,),结合累加法求解即可.
【详解】由题意知,(,),
所以(,),
所以,,……,,
由累加法可得,
则,
所以是斐波那契数列的第2025项.
故答案为:2025.
【变式1-5】历史上数列的发展,折射出许多有价值的数学思想方法,对时代的进步起了重要的作用,比如意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”,1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和.后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”,现有与斐波那契数列性质类似的数列满足:,,且(),记数列的前n项和为,若,则___________.
【答案】7
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、数列新定义
【分析】根据递推关系写出的前面若干项,利用并项求和法求得,从而确定的值.
【详解】∵,∴,,
则数列中的项依次为2,4,6,10,16,26,42,68,…,
又,,
,,…,
,
将上面的式子相加,可得,又,∴.
故答案为:
专题十 : 数列与不等式恒成立问题
数列不等式恒成立问题是高中数学(尤其是高考压轴题)中的难点,它本质上是函数与方程思想、分类讨论思想、转化与化归思想的综合应用。解决这类问题,核心在于将“数列问题”转化为“函数问题”或“最值问题”。
常用解题方法:
1. 参变分离 + 函数单调性或者最值
2. 构造函数法(整体法)
3. 放缩法
【例1】(24-25高一下·上海宝山·阶段检测)已知正数数列满足,且对恒成立,则的范围为______.
【答案】
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、等比数列的通项公式的指数函数特征、数列不等式恒成立问题
【分析】利用数列的递推不等式,通过构造由递推特征得到通项特征,再由求的范围.
【详解】因为,所以,
所以
因为,所以,即对恒成立,
对恒成立,因为,所以,
又因为是正数数列,所以,所以的取值范围为.
故答案为:
【变式1-1】(25-26高二下·上海·期中)已知数列是各项均不为零的等差数列,为其前项和,且,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【知识点】等差数列前n项和的基本量计算、数列不等式恒成立问题
【分析】先根据求出的通项公式,再代入不等式求解,结合对勾函数性质及不等式恒成立条件即可求出实数的取值范围.
【详解】由,平方得,
又等差数列中有,
所以,
所以,由于,得,
则,即对任意恒成立,
设,
根据对勾函数性质,当时该式子取得最小值,此时,而,
所以,故.
【变式1-2】(黑龙江大庆市2026届高三年级第三次教学质量检测数学试题)数列满足,,则________;若对于任意的,恒成立,则实数的取值范围为________.
【答案】
【知识点】等比数列的定义、数列不等式恒成立问题、根据数列的单调性求参数
【分析】由数列满足,,得到数列是等比数列,从而解得,再根据对于任意的,恒成立,转化为对于任意的,恒成立,由求解.
【详解】因为数列满足,,
所以,又,
所以数列是以为首项,以2为公比的等比数列,
所以,则,
因为对于任意的,恒成立,
所以对于任意的,恒成立,
所以对于任意的,恒成立,
令, ,
所以数列 是递增数列,则 ,
所以 ,解得 ,
故答案为:,.
【变式1-3】(24-25高二下·河北·期末)已知为数列的前项和,且,若对任意正整数恒成立,则实数的取值范围为_____.
【答案】
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、数列不等式恒成立问题
【分析】通过通项与前n项和的关系,求得通项公式,将恒成立转化为最值,构造新的数列求解.
【详解】因为为数列的前项和,且,,解得
,当时,,化简得:
,所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,可得,
若,即,所以,
因为若对任意正整数恒成立,所以,
令,因为,所以数列为递减数列,数列的最大值为,所以.
故答案为:
【变式1-4】(25-26高二下·安徽马鞍山·期末)已知数列满足:,.若对任意,都有,则的取值范围为__________.
【答案】
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、数列不等式恒成立问题
【分析】利用递推公式变形为,求出取值范围,再求得的取值范围.
【详解】利用递推公式变形为,那么
设,则,那么
函数单调递增,
对任意,都有,又由题可得由,即,,
当时,;
当时,,
综合上述,的取值范围为.
【变式1-5】(25-26高二下·四川南充·阶段检测)在数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,记数列的前项和为,若对一切,不等式都成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明:设,
则,
即,
因为,所以,
则数列是首项为,公差为的等差数列.
(2)
(3)
【知识点】由递推关系式求通项公式、由递推关系证明数列是等差数列、求等比数列前n项和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)构造新数列,算出,差值固定不变,满足等差数列定义,从而得证.
(2)用等差数列通项公式写出,代入,变形得到,两边取倒数,直接写出通项.
(3)拆分,分开用等比、等差求和公式算出前项和,化简不等式,转化为,设,作差法判断单调性,得出时最大值为,代入最大值计算,得到.
【详解】(1)略.
(2)由,可得,
,解得.
(3)因为,
依题意,,
,
则转化为,
即,也即,
因为不等式对一切恒成立,所以,
设,
因,
当时,,得,
当时, ,得,
当时,因,则 ,故单调递减,
则有,又,
故,则,
则实数的取值范围为.
专题十一 : 数列新定义概念题
解答数列新定义选择题的核心思路是“现场学习、代入特例、化归转化”:首先快速阅读并准确理解题目给出的新规则(如新运算、新性质或新递推关系),切忌将其与已有概念混淆;其次,“特值探路”是最高效的破局手段,通过代入 n=1,2,3等极小数值进行演算,能迅速验证选项真伪或排除干扰项;最后,将新定义转化为熟悉的代数表达式或常规数列模型,结合排除法与逻辑推理得出结论,整个过程重在“依定义办事”而非凭空猜想。
【例1】(24-25高三上·上海青浦·阶段检测)已知无穷数列的各项均为实数,为其前n项和,若对任意正整数都有,则下列各项中可能成立的是( )
A.,,,…,为等差数列,,,,…,为等比数列
B.,,,…,为等比数列,,,,…,为等差数列
C.,,,…,为等差数列,,,…,,…为等比数列
D.,,,…,为等比数列,,,…,,…为等差数列
【答案】C
【知识点】等差数列的应用、等比数列的简单应用
【分析】根据题意,假设,,…,为等差数列,公差为,分讨论,找出矛盾,可判断A,B,D选项,对于C,举例说明.
【详解】由题对任意正整数,都有,可判断,,…,不可能为等差数列,
理由如下:假设,,…,为等差数列,公差为,
若,,则,矛盾;
若,,当时,,存在使得,矛盾;
若,,当时,,存在使得,矛盾;
若,当时,,,必有使得,矛盾;
若,当时,,,必有使得,矛盾;
对于A,为等差数列与上述推理矛盾,故A错误;
对于B,为等差数列与上述推理矛盾,故B错误;
对于D,为等差数列与上述推理矛盾,故D错误;
对于C,取,,,满足题意,故C正确.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用反证法假设,,…,为等差数列,推理找出矛盾,依此判断.
【变式1-1】(25-26高二下·上海青浦·期末)设无穷正数数列,如果对任意的正整数,都存在唯一的正整数,使得.那么称为“内和数列”,并令,称为的“伴随数列”,给出下列三个命题:
①若为等差数列,则为内和数列;
②若为等比数列,则为内和数列;
③若内和数列为严格增数列,则其伴随数列为严格增数列;
其中真命题的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【知识点】判断数列的增减性、等差数列通项公式的基本量计算、等比数列通项公式的基本量计算、数列新定义
【分析】对于命题①和命题②,取,结合内和数列的定义即可判断正误;对于命题③,内和数列为严格增数列,结合定义可求得,从而判断命题③.
【详解】对于命题①和命题②,设,可知正数数列既为等差数列也为等比数列,
则,但不存在,使得,
所以不为内和数列,①和②均为假命题;
对于命题③,因为,对任意,,可知存在,
使得,,则,
即,且内和数列为严格增数列,可知,
所以其伴随数列为严格增数列,命题③正确.
【变式1-2】(25-26高二下·上海杨浦·期末)若数列满足,则称是差增数列.
对于以下两个命题:
①若是差增数列,则是严格增数列;
②若由的奇数项组成的子数列和偶数项组成的子数列都是差增数列,则是差增数列,
下列判断正确的为( )
A.①是真命题,②是假命题; B.①是假命题,②是真命题;
C.①是真命题,②是真命题; D.①是假命题,②是假命题.
【答案】D
【知识点】判断命题的真假、判断数列的增减性、数列新定义
【分析】通过举出反例验证命题的真假.
【详解】对于命题①,设数列为,
则,这几项满足差增数列条件,
但数列不是严格增数列.故命题①为假命题.
对于命题②,设奇数项,偶数项,
奇数项差为,
偶数项差为:当时,;
当时,,
显然奇数项与偶数项组成的子数列满足差增数列,
但,不满足差增数列,
因此数列不是差增数列,故命题②为假命题.
【变式1-3】(2026·上海·三模)对于无穷数列和正整数,若存在,,…,满足且,则称数列具有性质.给出以下两个命题:
①存在数列和,使得和均不具有性质,且具有性质;
②若数列和均具有性质,则具有性质;
则下列判断正确的是( )
A.①为真命题,②为假命题 B.①为假命题,②为真命题
C.①与②均为真命题 D.①与②均为假命题
【答案】A
【知识点】判断命题的真假、数列新定义
【分析】对于①,取,利用性质的定义判断即可;对于②,取,,再利用性质的定义判断即可.
【详解】对于①,取,因为,则,由于是个不同的正整数,
因此不可能相等,故数列不具有性质,
取,则,由于是个不同的正整数,
因此不可能相等,故数列不具有性质,
则,即,
故任取为个不同的正整数,
有,则数列具有性质,故①正确;
对于②,取,,
则当为奇数时,,故取为个不同的奇数,此时,故数列具有性质;
当为偶数时,,故取为个不同的偶数,
此时,故数列具有性质;
则,即,由于为个不同的正整数,
则,,,不可能相等,
此时数列不具有性质,故②错误.
综上,①为真命题,②为假命题.
【变式1-4】(25-26高二下·上海·期中)若有穷整数列,,,,满足:,且,则称具有性质,则正确的是( )
A.存在具有性质的
B.不存在具有性质的
C.若具有性质,则,,,中至少有两项相同
D.对于任意正整数,对任意具有性质的,有,,,中任意两项均不相同
【答案】C
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、数列新定义
【分析】根据题意,结合的性质,结合选项,逐项分析,判断与证明,即可求解.
【详解】对于A, 假设存在数列,,,,具有性质,则,
且 ,
设 中有个,则有个,
可得,
,解得,
这与为整数矛盾,故假设不成立,即A错误;
对于B,取,满足且,所以B不正确;
对于C,设的9次变化中,由次选,次选,
因为,则且,解得,
利用反证法:假设全不同,
由,可得,所以,
列出到的模3余数:,可分三类(余数为)其中每类3项,
考虑变化次数的约束:(总+2次数),(前次+2次数)非递减且每次或,
可得,发现同类余数的项中,
因为增长受限,无法让3项全不同,
例如:余数为0时,,
若,可得,则,这与重复,
所以假设不成立,所以中必有两项相同,所以C正确;
对于D,取,满足且,所以D不正确.
【变式1-5】(2026·上海闵行·模拟预测)设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“攀登数列”.有下列命题:
①存在递增数列,使得它是“攀登数列”;
②存在周期数列,使得它是“攀登数列”;
③存在等差数列,使得它是“攀登数列”;
④若数列为公比为的等比数列,对于任意,存在,使得为攀登数列.
其中所有正确命题的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
【知识点】求等差数列前n项和、求等比数列前n项和、数列周期性的应用、数列新定义
【分析】可通过列举数列判断①②,对于③,求出,作差后,分类讨论公差的的3种情况来判断;对于④,求出,作差后对分奇偶分析即可确定.
【详解】对于①,当时,满足为递增数列,
而,,
则,即,
因此,存在递增数列,使得它是“攀登数列”,故①正确;
对于②,当周期数列为时,周期为2,
对任意的,都有,
因此,存在周期数列,使得它是“攀登数列”,故②正确;
对于③,设等差数列的公差为,则,,
要使数列为“攀登数列”,
则,对任意的恒成立,
当时,是开口向上的二次函数,
当时,,故不符合题意;
当时,,不符合题意;
当时,,不符合题意.
综上所述,不存在等差数列,使得它是“攀登数列”,故③错误;
对于④,由于等比数列的公比为,,
则,
所以,
当为奇数时,由于,则,
要使,则需使,即符合题意;
当为偶数时,由于,
则(*),
因,
由于方程的根为,而,则,
而,则由(*)可得,
又,要使,需使,即符合题意.
综上所述,存在,对于任意,使得为攀登数列,故④正确.
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