第4章 重点突破1 求数列的通项-【金版新学案】2026-2027学年高中数学选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书Word(人教A版)
2026-09-09
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教辅
摘要:
本讲义聚焦数列通项公式求解这一核心知识点,系统梳理观察归纳法(由前几项抽象规律)、累加累乘法(处理递推差积关系)、公式法(等差等比及Sn关系)、构造法(多种递推模型转化)的递进学习支架,构建完整知识脉络。
资料通过例题解析与方法总结结合,培养学生抽象能力(如观察数列符号、分子分母特征)、推理能力(如构造等比数列的逻辑推导)、模型意识(如用公式或构造模型解决问题)。课中辅助教师高效授课,课后学生可通过对点练和分层评价查漏补缺,强化知识应用。
内容正文:
学习目标
1.掌握求数列通项公式的常用方法.
2.会用累加法、累乘法、构造法解决一些简单问题.
技法一 观察归纳法
根据下列数列的前几项,分别写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)1,1,,,,…;
(3),3, , ,3,…;
(4)m,n,m,n,m,n,….
解:(1)观察可得该数列的奇数项为负,偶数项为正,且后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,
所以该数列的一个通项公式为an=(-1)n(6n-5).
(2)原数列可写成,,,,,…,观察发现分子为2n-1,分母为2n-1,
所以该数列的一个通项公式为an=.
(3)原数列可写成,,,,,…,
所以该数列的一个通项公式为an=.
(4)这个数列奇数项为m,偶数项为n,所以奇数项可写为+ ,偶数项可写为-,
所以该数列的一个通项公式为an=+(-1)n+1(答案不唯一).
观察归纳法的适合类型及关注点
1.适合类型:已知数列的前几项求数列的通项公式.
2.关注点:根据前几项的规律重点关注如下几个特征:分式中分子、分母的特征;相邻项的变化特征;拆项后的特征;各项符号的特征等,并对此进行归纳、联想.
对点练1.根据下列数列的前4项,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,1,3,5,…;
(2)-,,-,,…;
(3)11,102,1 003,10 004,…;
(4)1,2,2,3,3,4,4,….
解:(1)由题可得a1=2×1-3=-1,a2=2×2-3=1,a3=2×3-3=3,a4=2×4-3=5,
故an=2×n-3=2n-3.
(2)由题可得a1=(-1)1×=-,
a2=(-1)2×=,
a3=(-1)3×=-,
a4=(-1)4×=,
故a4=(-1)n×=.
(3)由题可得11=10+1,102=102+2,1 003=103+3,10 004=104+4,故an=10n+n.
(4)奇数项为1,2,3,4,…,可得an=,
偶数项为2,3,4,…,可得an=.
则该数列通项公式an=
技法二 累加、累乘法
(1)(2026·河南郑州高二月考)已知数列{an}的首项为2,且an+1-an=2n,则a6=( )
A.255 B.63
C.64 D.127
(2)已知a1=2,an=n(an+1-an),则数列{an}的通项公式是an=( )
A.n B.n+1
C.2n D.()n
答案:(1)C (2)C
解析:(1)因为数列{an}的首项为2,且an+1-an=2n,所以a6=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a6-a5)=2+21+22+…+25=2+=64.故选C.
(2)由an=n(an+1-an),易知an≠0,得(n+1)an=nan+1,即=,则当n≥2时,=,=,=,…,=,由累乘法可得=n(n≥2).因为a1=2,所以an=2n(n≥2),又a1=2也满足上式,所以an=2n.故选C.
1.对于an+1=an+f(n)型数列,通常将an+1=an+f(n)变形为an+1-an=f(n),从而就有a2-a1=f(1),a3-a2=f(2),……,an-an-1=f(n-1)(n≥2).将上述n-1个式子累加,得到an-a1=f(1)+f(2)+…+f(n-1),进而应用等差数列或等比数列的求和公式计算.
2.对于an+1=an·f(n)型数列,通常将an+1=an·f(n)变形为=f(n),从而就有=f(1),=f(2),=f(3),……,=f(n-1)(n≥2),将上述n-1个式子累乘,得到=f(1)·f(2)·…·f(n-1),进而求解.
对点练2.(1)(2026·广东深圳期末考试)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+2n-1,则a7=( )
A.43 B.46
C.37 D.36
(2)已知数列{an}满足a1=2,an+1=2nan,则数列{an}的通项公式是an=( )
A. B.
C. D.
答案:(1)C (2)C
解析:(1)由题意得an+1-an=2n-1,则an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=(2n-3)+(2n-5)+…+3+1+1=+1=n2-2n+2(n≥2),所以a7=72-2×7+2=37.故选C.
(2)因为an+1=2nan,所以=2n,所以当n≥2时,an=··…··a1=2n-1·2n-2·…·2×2=,当n=1时,a1=2也符合上述通项公式,所以an=.故选C.
技法三 公式法
已知等差数列{an}的前四项和为10,且a2,a3,a7成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an+2n,求数列的前n项和Sn.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
由题意,得
解得
所以an=或an=-2+3(n-1)=3n-5.
(2)当an=时,bn=+2n,
此时Sn=b1+b2+…+bn=n+=2n+1+n-2.
当an=3n-5时,bn=(3n-5)+2n,
此时Sn=b1+b2+…+bn=·n+=2n+1+n2-n-2.
公式法适合的类型
1.已知给出的数列是等差数列或者是等比数列,可以直接利用等差、等比数列的通项公式进行求解.
2.已知给出的是an与Sn的关系式,可以利用公式an=进行求解.
对点练3.数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=2Sn,n=1,2,3,….
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
解:(1)已知an+1=2Sn,则an=2Sn-1(n≥2),
两式相减可得an+1-an=2Sn-2Sn-1=2an,
即an+1=3an,即=3(n≥2).
所以当n≥2时,数列{an}是公比为3的等比数列,a2=2S1=2a1=2,
则an=a2·3n-2=2·3n-2(n≥2).
因为a1=1,不符合上式,
所以数列{an}的通项公式为an=
(2)由(1)知,Sn=1+2×30+2×31+…+2×3n-2=1+=1+3n-1-1=3n-1,
所以数列{an}的前n项和Sn=3n-1.
技法四 构造法
角度1 模型=pan+q(其中p,q为常数,且pq(p-1)≠0)
已知数列{an}满足a1=-2,=2an+4.求数列{an}的通项公式.
解:令+t=2(an+t),所以=2an+t,
又因为=2an+4,所以t=4,
所以+4=2(an+4),
所以=2.
因为a1=-2,所以a1+4=2.
所以{an+4}是以2为首项,2为公比的等比数列.
所以an+4=2×=2n,即an=2n-4.
用待定系数法解决此类问题的一般步骤
第一步:假设递推公式可改写为+t=p(an+t);
第二步:由待定系数法,解得t=;
第三步:写出数列的通项公式;
第四步:写出数列{an}的通项公式.
[注意] 形如=pan+qn+r的模型,可以利用待定系数法构造等比数列求解.
对点练4.(1)已知数列{an}满足a1=1,=3an+4.则数列{an}的通项公式为 .
(2)已知数列{an}中,a1=1,=2an+2n-1.证明数列{an+2n+1}是等比数列,并求数列{an}的通项公式.
答案:(1)an=3n-2
解析:(1)令+t=3(an+t),所以=3an+2t.又因为=3an+4,所以2t=4,即t=2,所以+2=3(an+2),所以=3.因为a1=1,所以a1+2=3.所以{an+2}是以3为首项,3为公比的等比数列.所以an+2=3×=3n,即an=3n-2.
(2)因为=2an+2n-1,所以an+1+2(n+1)+1=2(an+2n+1),即=2,所以数列{an+2n+1}是以4为首项,2为公比的等比数列,所以an+2n+1=4×2n-1=2n+1,所以an=2n+1-2n-1.
角度2 模型an=p+tqn(p≠1)
已知数列{an}满足an=3+3n(n≥2),且a1=1,求数列{an}的通项公式.
解:因为an=3+3n,等式两边同时除以3n,
得=+1,即-=1,
所以为首项,以1为公差的等差数列,
即=+(n-1)×1=n-,
所以an=(n-)×3n.
利用同除法解决此类问题的一般步骤
第一步:等式两边同除以qn,不管这一项是,都同除以qn,为的是数列的下标和q的指数对应起来;
第二步:写出数列an与qn构造的式子;
第三步:写出数列{an}的通项公式.
[注意] 形如=pan+qan的模型,可以利用同除法构造等比数列求解.
对点练5.已知数列{an}满足a1=1,=3an+4n,则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=4n-3n
解析: 因为an+1=3an+4n,等式两边同时除以4n,得=3·+1,即-1=-1),所以数列是首项为-,公比为的等比数列,即-1=(-)·=-,所以an=4n-3n.
角度3 形如an+1=(p,q,r≠0)的递推关系求通项公式
已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,求.
解:由a1=,an+1=,得an≠0,==1+,
所以-2=-1=-2),又-2=≠0,
故数列的等比数列,
则-2=×()n-1=,即=+2.
利用取倒数法解决此类问题的一般步骤
第一步:等式两边同时取倒数;
第二步:变形构造出线性递推式an=A+B(n≥2,A,B是常数);
第三步:利用待定系数法求出原数列的通项.
对点练6.(多选)已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则( )
A.为等比数列
B.{an}的通项公式为an=
C.{an}为递增数列
D.的前n项和Tn=2n+2-3n-4
答案:ABD
解析:因为a1=1,an+1=,所以==+3,所以+3=2(+3).又+3=4,所以数列是以4为首项,2为公比的等比数列,故A正确;+3=4×2n-1=2n+1,即an=,故B正确;an+1-an=-==,因为n≥1,所以2n+2-3>0,2n+1-3>0,2n+1>0,所以an+1-an<0,所以{an}为递减数列,故C错误;=2n+1-3,则Tn=(22+23+24+…+2n+1)-3n=-3n=2n+2-3n-4,故D正确.故选ABD.
1.数列1,-,,-,,…的通项公式可能是( )
A.an=(-1 B.an=(-1)n
C.an=(-1 D.an=(-1)n
答案:C
解析:将数列1,-,,-,,…变为,-,,-,,…,从而可知分母的规律为2n,分子的规律为n+1,再结合正负的调节,可知其通项为an=(-1.故选C.
2.已知数列{an}满足a1=2,=2an+1,则a4的值为( )
A.15 B.23
C.32 D.42
答案:B
解析:因为=2an+1,所以+1=2(an+1),所以{an+1}是以3为首项,2为公比的等比数列,所以an+1=3·,所以an=3·-1,a4=3×23-1=23.故选B.
3.已知数列{an}为等比数列,且a6a7=2,数列{bn}满足b1=1,且=an,则= .
答案:64
解析:因为{an}是等比数列,于是有a1=a2a11=a3a10=a4a9=a5a8=a6a7=2,而=an,则有=b1···…·=b1a1a2a3·…·=26=64,所以=64.
4.已知数列{an}的各项均为正数,a1=6,点An(an,)在抛物线y2=x+1上,则数列{an}的通项公式是 .
答案:an=n+5
解析:因为点An(an,)在抛物线y2=x+1上,所以-an=1,所以数列{an}是以1为公差的等差数列.因为a1=6,所以an=6+(n-1)×1=n+5.
课时分层评价11 求数列的通项
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—9,每小题5分,共45分)
1.(2025·河南南阳六校联考)已知数列{an}满足an+1=an,a1=1,则a11=( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:a11=a10=×a9=××a8=…=××××…××a1=a1=.故选B.
2.已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为( )
A.3 B.18
C.54 D.152
答案:C
解析:由题意可得,当n=1时,a2=2a1+2,即a1q=2a1+2①,当n=2时,a3=2(a1+a2)+2,即a1q2=2(a1+a1q)+2②,联立①②可得a1=2,q=3,则a4=a1q3=2×33=54.故选C.
3.(2026·河北石家庄高二期末)设数列{an}满足a1=4,an+1=an+2,则a100=( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:在数列{an}中,由an+1=an+2,得an+1-3=(an-3),而a1-3=1,因此数列{an-3}是首项为1,公比为的等比数列,an-3=1×()n-1,即an=3+,所以a100=.故选D.
4.(2026·广东名校联盟期末)已知数列{an}满足an+1-an=4n,a1=8,则的最小值为( )
A.2 B.3
C.6 D.8
答案:C
解析:由an+1-an=4n,a1=8,可得n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=8+4[1+2+3+…+(n-1)]=8+4×=2n2-2n+8.又a1=8符合上式,所以an=2n2-2n+8,则=2n+-2.因为当x>0时,2x+≥2=8,当且仅当2x=,即x=2时等号成立,所以当n=2时,取最小值,为6.故选C.
5.(多选)已知无穷数列{an}的前3项分别为2,4,8,则下列结论正确的是( )
A.若{an}是等比数列,则an=2n
B.若{an}满足an+3=an,则a2 026=2
C.若{an}满足an+3=an,则a2 026=4
D.若{an}满足an+1=2n+an,则an=n2-n+2
答案:ABD
解析:无穷数列{an}的前3项分别为2,4,8,若{an}是等比数列,则首项为2,公比为2,所以an=2n,故A正确;若{an}满足an+3=an,则该数列是最小正周期为3的周期数列,a2 026=a3×675+1=a1=2,故B正确,C错误;若{an}满足an+1=2n+an,则当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1,得an=(2n-2)+(2n-4)+(2n-6)+…+4+2+2=n2-n+2,a1=2也满足上式,故D正确.故选ABD.
6.(多选)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,已知=2Sn+n-1,则下列结论正确的是( )
A.数列{Sn+n}为等比数列
B.数列{an}的通项公式为an=-1
C.数列{an+1}为等比数列
D.数列{-Sn+1}为等比数列
答案:AD
解析:因为=2Sn+n-1,所以==2,所以数列{Sn+n}是首项为2,公比为2的等比数列,故A正确;所以Sn+n=2n,则Sn=2n-n.当n≥2时,an=Sn-=-1,但a1≠21-1-1,故B错误;由a1=1,a2=1,a3=3可得a1+1=2,a2+1=2,a3+1=4,即≠,故C错误;由Sn=2n-n,所以-Sn+1=2Sn+n-1-Sn+1=Sn+n=2n-n+n=2n,故D正确.故选AD.
7.观察数列,-,( ),-,,( )…的特点,则括号中应填入的适当的数为 .
答案: -
解析:由题可得数列的通项公式为an=(-1,所以a3=,a6=-.
8.已知数列{an}中,a1=3,=3an+2·,n∈N*,则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=(2n-1)·3n
解析:由=3an+2·,得=+,所以-=2,即数列是首项为1,公差为2的等差数列,所以=2n-1,得an=(2n-1)·3n.
9.(双空题)已知数列{an}满足a1=1,若an+1=,则数列{an}的通项公式为an= ;若an+1=,则数列{an}的通项公式为an= .
答案:
解析:当an+1=时,得=+,又a1=1,所以数列是以1为首项,为公差的等差数列,所以=1+(n-1)×=(n+1),所以数列{an}的通项公式为an=.当an+1=时,得=+1,所以+1=2(+1).又a1=1,所以+1=2,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,所以+1=2×2n-1=2n,所以数列{an}的通项公式为an=.
10.(13分)(开放题)已知数列{an}满足a1=1,a2=4.有以下三个条件:
①an+1=4an-4an-1(n≥2);
②nan+1=2(n+1)an;
③a1+++…+=(n∈N*).
从上述三个条件中任选一个条件,求数列{an}的通项公式.
解:选①:由an+1=4an-4an-1(n≥2),得an+1-2an=2(an-2an-1),
故{an+1-2an}是首项为a2-2a1=2,公比为2的等比数列,
则an+1-2an=2·2n-1=2n,
等式两边同除以2n+1得-=,
所以=,公差为的等差数列,
则=+(n-1)=n,
所以an=n·2n-1.
选②:由nan+1=2(n+1)an得=,
故当n≥2时,··…·=··…·,
化简得=n·2n-1,即an=n·2n-1,当n=1时,a1=1也满足an=n·2n-1,所以an=n·2n-1.
选③:因为a1+++…+=(n∈N*) ①,
所以当n≥2时,a1+++…+= ②,
由①-②得=n,故an=n·2n-1,当n=1,a1=1也满足,所以an=n·2n-1.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.已知数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+2n=2an,则a2 025=( )
A.22 024-2 B.22 025-2
C.22 026-2 D.22 027-2
答案:C
解析:当n=1时,S1+2=2a1,a1=2,当n≥2时,+2(n-1)=2,Sn+2n--2(n-1)=2an-2,即an=2+2,所以an+2=2(+2),=2,{an+2}是以a1+2=4为首项,以2为公比的等比数列.所以an+2=4·,an=-2,a2 025=22 026-2.故选C.
12.(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=,an+3SnSn-1=0(n≥2),则下列结论正确的是( )
A.是等差数列 B.Sn=
C.an=- D.是等比数列
答案:ABD
解析:因为an=Sn-Sn-1(n≥2),所以Sn-Sn-1+3SnSn-1=0,所以-=3,所以数列==3为首项,3为公差的等差数列,所以=3+(n-1)×3=3n,所以Sn=,故A、B正确;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=-,所以an=故C错误;由Sn=,得== ,所以是等比数列.故选ABD.
13.设正项数列{an}满足a1=1,an=2(n≥2),则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=
解析:当n≥2时,对an=2两边同时取对数,得log2an=2log2an-1+1,即log2an+1=2(log2an-1+1).设bn=log2an+1,则bn=2bn-1(n≥2),所以数列是以b1=1为首项,2为公比的等比数列,所以bn=2n-1,所以log2an+1=2n-1,所以an=(n≥2),当n=1时,上式也成立,故an=.
14.(15分)某企业投资1 000万元用于一个高科技项目,每年可获利25%,由于企业间竞争激烈,每年年底需要从利润中取出200万元进行科研技术发行与广告投资方能保持原有的利润增长率.问经过多少年后,该项目的资金可以达到或超过翻两番(4倍)的目标?(取lg 2≈0.301)
解:设该项目逐年的项目资金数依次为a1,a2,a3,…,an,n∈N*.
则由已知得=an(1+25%)-200,
即=an-200.
令-x=(an-x),即=an-,
由=200,得x=800,
所以-800=(an-800).
故数列{an-800}是以a1-800为首项,为公比的等比数列.
因为a1=1 000×(1+25%)-200=1 050,
所以a1-800=250,
所以an-800=250×(,
所以an=800+250×((n∈N*).
由题意知an≥4 000,
所以800+250×(≥4 000,即()n≥16.
两边取常用对数得nlg ≥lg 16,
即n(1-3lg 2)≥4lg 2.
因为lg 2≈0.301,
所以n≥12.41.
故经过13年后,该项目资金可达到或超过翻两番的目标.
15.(5分)已知数列{an}满足a1=2,an=an-1+()n(n≥2且n∈N*).若an<M恒成立,则M的最小值是( )
A.2 B.
C. D.3
答案:C
解析:因为数列{an}满足a1=2,an=an-1+()n(n≥2且n∈N*),所以an-an-1=()n,所以n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)=2+()2+()3+()4+…+()n=2+=-()n<.因为an<M恒成立,所以M≥,a1=2<也成立,所以M的最小值是.故选C.
16.(17分)已知数列{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)-n+an+1an=0,数列{bn}满足bn+1=bn+2n,且b1=2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)求+++…+.
解:(1)由(n+1)-n+an+1an=0,
可得[(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0.
又数列{an}是首项为1的正项数列,
所以an+1+an>0,
所以(n+1)an+1-nan=0,即=,
所以=(n≥2),
则有an=××…××a1=××…××1=(n≥2).当n=1时,a1=1也符合上式,
所以数列{an}的通项公式为an=.
数列{bn}满足bn+1=bn+2n,即bn+1-bn=2n,
则有bn-bn-1=2n-1(n≥2),
所以bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1=2n-1+2n-2+…+2+2=+2=2n(n≥2).
又b1=2也满足bn=2n,
所以数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(2)由(1)知=n×2n,
设Sn=+++…+,
则Sn=1×2+2×22+…+n×2n①,
2Sn=1×22+2×23+…+n×2n+1②,
①-②,可得-Sn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=-n×2n+1=(1-n)2n+1-2,
所以Sn=(n-1)2n+1+2.
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