内容正文:
重难点培优07 数列解答题题型全归纳
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01 知识重构·重难梳理固根基 1
02 题型精研·技巧通法提能力 3
题型01 数列中的证明及构造问题(★★★★★) 3
题型02 裂项相消基础型求和(★★★★★) 4
题型03 裂项相消其他型求和(★★★★) 6
题型04 分组、并项求和(含绝对值、奇偶类)(★★★★★) 7
题型05 错位相减法求和(★★★★★) 8
题型06 倒序相加法求和(★★★★) 10
题型07 数列与不等式(含放缩)(★★★★) 10
题型08 数列新定义及与其他知识交汇问题(★★★★★) 12
03 实战检测·分层突破验成效 14
重难知识巩固 14
创新能力提升 18
知识重构·重难梳理固根基
知识点01 常见构造思路
(1)题中有有,可用求通项公式
(2)已知用累加法求通项公式
(3)已知用累乘法求通项公式
(4)已知用求通项公式
(5)已知用求通项公式
(6)已知用求通项公式
(7)已知用求通项公式
(8)已知用求通项公式
(9)已知用求通项公式
(10)已知用求通项公式
知识点02 常见的裂项技巧
指数型
对数型
知识点03 常见放缩
(1),其中:可称为“进可攻,退可守”,可依照所证不等式不等号的方向进行选择。
注:对于,可联想到平方差公式,从而在分母添加一个常数,即可放缩为符合裂项相消特征的数列,例如:,这种放缩的尺度要小于(1)中的式子。此外还可以构造放缩程度更小的,如:
(2),从而有:
注:对于还可放缩为:
(3)分子分母同加常数:
此结论容易记混,通常在解题时,这种方法作为一种思考的方向,到了具体问题时不妨先构造出形式再验证不等关系。
(4)
可推广为:
题型精研·技巧通法提能力
题型01 数列中的证明及构造问题
【技巧通法·提分快招】
1、求关于(其中,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,最后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同时加上一个常数,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.
2、求关于类型的通项公式时,与类型一讲述的构造方法很相似,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,然后与已知递推公式各项的系数对应相等,解得,,从而得到数列是公比为的等比数列.
3、形如的数列,一般等式两边同除以,构造新的数列.
4、,,为常数,,,,的求解方法是等式两边同时取倒数变形构造出线性递推公式(,,是常数),进而求解.
1.已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
2.已知数列中,,.求证:数列是等比数列.
3.已知数列中,,.证明:数列为等比数列.
4.已知正项数列满足:.证明是等比数列,并求通项;
5.已知数列的前项和为,且.求证:数列为等比数列;
6.(24-25高三上·重庆·期中)已知数列满足:,且.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
7.数列 满足 .
(1)求证:数列 是等差数列;
(2)求数列 的通项公式.
题型02 裂项相消基础型求和
【技巧通法·提分快招】
第一步:观察通项形式
常见裂项形式:分式型 、、、 等
第二步:确定裂项公式
有时需先对通项进行变形,如分子配凑、有理化等
第三步:展开求和
将通项裂开后,写出前 项和 ,观察抵消规律,通常剩下首尾若干项
第四步:化简得结果
合并剩余项,注意项数,必要时需讨论 的取值
1.(25-26高三上·安徽合肥·期中)已知是等比数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
2.(26-27高三上·浙江·阶段检测)已知数列满足,且对任意,都有.
(1)求数列的通项;
(2)设,若,求满足条件的最大整数.
3.(2025·云南昭通·模拟预测)在正项数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记,设数列的前n项和为,证明:.
4.在数列中,,.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
5.(2025·福建福州·模拟预测)已知数列满足,当时,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)证明:.
6.(2026·陕西西安·模拟预测)在等差数列中,公差,已知成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:数列的前项和.
题型03 裂项相消其他型求和
1.(25-26高三下·福建厦门·开学考试)记数列的前n项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前n项和为,若,,求t的取值范围.
2.设数列满足.设,若数列的前n项和为,求n的最小值.
3.(2026·浙江·二模)已知数列的前项和为,,且对,.
(1)求;
(2)证明:.
4.(2026·河北秦皇岛·一模)在正项数列中,设的前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)令,求的前项和.
5.(2026·陕西咸阳·模拟预测)已知正项数列的前n项积为,且.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)设,求的前200项和.
6.(2026·湖北荆州·模拟预测)已知数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知,求数列的前项和.
题型04 分组、并项求和(含绝对值、奇偶类)
【技巧通法·提分快招】
第一步:分析通项特征
观察通项是否含有 、 等导致奇偶项规律不同,或者通项可拆分为等差、等比、常数列的和
第二步:选择策略
分组求和:若 ,则
奇偶并项:若奇偶项分别构成简单数列,则分别求 和 ,注意项数或每两项并为一组,先求前 项和
第三步:分别求和
对每一组分别用等差、等比公式求和。注意项数需根据 的奇偶性分类讨论
第四步:合并结果
将各组的和相加,得到 的表达式,通常需分段写出( 为偶数或奇数)
1.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知数列的前项积为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
2.(26-27高三上·北京·开学考试)已知等差数列的公差为,,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式及前项和;
(2)记,求数列的前项和.
3.(2026·辽宁朝阳·三模)已知数列的前n项和为,满足,公差大于零的等差数列满足为与的等比中项.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设为数列的前n项和,求.
4.已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,求的前项和.
5.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)记为等差数列的前n项和.已知,,成等差数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足:,且,求数列的前项和.
6.(2026·安徽·模拟预测)已知等差数列的前n项和为,其中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求的值;
(3)若,求数列的前n项和.
7.(2026·河北保定·三模)已知正项数列满足且.
(1)判断是否可能为等差数列,并说明理由.
(2)若的前项和为.
(i)求;
(ii)若,求的前项和.
题型05 错位相减法求和
【技巧通法·提分快招】
第一步:写出 和
设 ,其中 。写出 的表达式,注意将各项对齐
第二步:错位相减
由于 (常数),中间部分成为等比数列
第三步:求和化简
对中间等比数列求和,再整理得 的表达式
第四步:解出
两边除以 得,注意 时需单独处理(等差数列求和)
1.(2026·四川资阳·模拟预测)已知数列的前n项和为,,当时,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)若,求数列的前n项和.
2.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)已知数列的前项和为,且.
(1)设,证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
3.(26-27高三上·湖南衡阳·开学考试)已知等差数列的公差为2,前项和为,且,,成等比数列.数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
4.(2026·安徽芜湖·模拟预测)已知数列满足:
(1)求;
(2)猜想数列的通项公式并给出证明;
(3)设,求数列的前项和.
5.(2026·河南郑州·二模)已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
题型06 倒序相加法求和
1.已知函数.
(1)求,的值;
(2)求的值;
(3)利用(2)的结论求的值.
2.函数,数则满足.
(1)求证:为定值,并求数列的通项公式;
(2)记数列的前n项和为,数列的前n项和为,若对恒成立,求的取值范围.
3.(25-26高三上·河南·开学考试)已知函数.
(1)若为奇函数,求a;
(2)求.
4.已知数列满足:(),数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
题型07 数列与不等式(含放缩)
【技巧通法·提分快招】
第一步:明确目标不等式
分析要证明的不等式形式,是 、 还是和式与常数的比较
第二步:选择放缩方向
裂项放缩:将通项放大或缩小为可裂项的形式,然后求和相消。等比放缩:将通项放大为等比数列的通项,便于求和。单调性放缩:利用数列单调性,用首项或末项代替整体。先求和后放缩:先求出和式再与目标比较
第三步:实施放缩
对通项进行适当放大或缩小,注意放缩的尺度要适度,既要使新数列可求和,又要保证不等式方向正确
第四步:证明结论
通过求和、化简,得到放缩后的不等式,再与目标比较,必要时结合数学归纳法证明
关键技巧
1. 常用放缩公式:(); 等
2. 保留前几项:有时需保留前几项不放大,以保证精度
3. 数学归纳法:当放缩不易直接求和时,可用归纳法证明
1.记为数列的前项和,记
(1)求的通项公式;
(2)设,证明:
2.(25-26高三上·安徽池州·阶段检测)已知各项均为正数的数列的前n项和为,,且.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求使得成立的正整数的取值范围.
3.(2026·河南郑州·二模)已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
4.(25-26高三上·浙江温州·阶段检测)已知正项数列满足.
(1)求证:是等比数列
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
5.(2026·河南郑州·模拟预测)在数列中,,,且数列是公差为2的等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:.
6.已知数列满足.
(1)证明:数列是等比数列,并求;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,证明:.
7.(25-26高三上·辽宁·开学考试)已知正项数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:.
题型08 数列新定义及与其他知识交汇问题
1.已知数列满足
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设,求.
2.(2026·河南开封·模拟预测)已知递增数列的各项均为正整数,,第项满足.
(1)分别求,,的值;
(2)求的表达式,其中;(用含k的式子表示)
(3)若数列满足,记的前n项和为,证明:.
3.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知项数为m(,)的数列满足如下条件:①(,2,…,);②.若数列满足,其中,2,…,,则称为“默契数列”.
(1)数列1,5,9,13,17是否存在“默契数列”,若存在,写出其默契数列,若不存在请说明理由;
(2)若为的“默契数列”,判断数列的单调性,并予以证明;
(3)已知数列存在“默契数列”,且,,求的最大值.
4.(2026·江西·一模)已知为抛物线上一点.
(1)求的准线方程;
(2)若点与关于轴对称,过点且斜率为2的直线交于另一点,设.
(i)求数列的前项和;
(ii)求的面积.
5.(2026·北京丰台·二模)已知无穷正整数数列,满足:①;②对于任意正整数,都有,则称数列具有性质.
(1)判断下列无穷数列,是否具有性质.
①;
②.
(2)对于任意具有性质的数列,记.求证:;
(3)若数列具有性质,证明:集合是无限集.
6.(2026·天津河北·二模)若数列对于任意的,满足(,为非零常数),称数列为“型数列”.已知数列是“型数列”,数列是“型数列”,且,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)设是数列的前项的和,求数列的前项的和;
(3)若,是否存在实数,,,使得数列为“型数列”?若存在,求出,,的值;若不存在,说明理由.
7.(2026·天津武清·模拟预测)对于数列(),记,称数列为数列的一阶差分数列.记,称数列为数列的二阶差分数列,……,一般地,对于,记,规定:,,称为数列的阶差分数列.对于数列,如果(为常数),则称数列为阶等差数列.
(1)分别求出数列,的二阶差分数列,并判断是否为2阶等差数列;
(2)已知数列满足,对,且,恒成立.
(ⅰ)求证:数列为二阶等差数列;
(ⅱ)令,求证:数列的前项和.
实战检测·分层突破验成效
重难知识巩固
1.(2026·四川成都·三模)已知等比数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
2.(2026·贵州毕节·二模)设数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
3.(26-27高三上·安徽·开学考试)已知数列的前项和,且,,成等比数列,数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
4.(2026·陕西·二模)已知数列是等比数列,,,数列满足:.
(1)求,的通项公式;
(2)求数列的前项和.
5.(2026高三下·四川成都·专题练习)已知数列满足,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
6.(2025高三上·广东肇庆·专题练习)记为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和;
(3)设,求数列的前n项和.
7.(2025高三上·河南鹤壁·专题练习)已知数列满足,,,.
(1)证明:数列是等比数列,并求的通项公式;
(2)记,求的前项和为.
8.已知数列满足.
(1)若为等差数列,求;
(2)若,求.
9.(2026·河南·模拟预测)已知数列中,,
(1)已知数列满足,求证:是等比数列;
(2)若是数列的前项和,求满足的所有正整数.
10.(2026·河北保定·一模)已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列满足,求的前2n项和及其最小值.
11.(2026·福建泉州·模拟预测)已知数列满足:,,记的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
12.已知在数列中,,,为等比数列,.
(1)求实数和数列,的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,求证:对任意,都有.
13.已知数列满足.
(1)证明:是等差数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)证明:.
14.(2025·四川·模拟预测)已知数列满足,且.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,证明:;
(3)设,且数列的前项和为,证明:.
15.(25-26高三上·山东威海·期中)已知数列的各项均为正数,前项和为,且.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
16.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知数列的前n项和,函数对任意的都有,数列满足
(1)求数列,的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
17.(2026·湖南永州·三模)抛物线()上有一系列点,,…,…,对于所有正整数n,以点为圆心的与y轴相切,且与又彼此外切.若,点到C的焦点的距离为,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)设的面积为,,求证:.
18.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知是数列的前项和,,数列是公差为的等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
19.(2026·重庆·二模)已知正项数列的首项且满足:.
(1)令,证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)设是互不相同的正整数,求证:;
(3)记.若对于任意,均存在正整数,使得,则称具有“积回归性”.请判断数列是否具有“积回归性”,并证明你的结论.
创新能力提升
1.(2026·河北邢台·二模)已知等差数列 满足
(1)求数列的通项公式;
(2)若当时,求 的前n项和
2.(2026·河南·模拟预测)已知数列中,,
(1)已知数列满足,求证:是等比数列;
(2)若是数列的前项和,求满足的所有正整数.
3.(2025·广东广州·一模)已知数列的前n项和为,且满足,又知,.
(1)求,;
(2)求的通项公式;
(3),求的前n项和.
4.(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知数列满足,.
(1)求证:.
(2)记,
(ⅰ)求证:;
(ⅱ)求证:对任意实数,存在正整数s使得.
(3)设c为正实数,若对任意正整数,都有,求c的最小值.
5.(2026·甘肃·模拟预测)设函数,.
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)证明:;
(3)设,,数列的前项和为,证明:.
6.(26-27高三上·福建福州·开学考试)若数列(,,)满足,则称数列为项数列,由所有项数列组成集合.
(1)若是16项数列,当且仅当(,)时,,求数列的所有项的和;
(2)已知且,数列,,记随机变量.
(ⅰ)当时,求随机变量的分布列及期望;
(ⅱ)若,是两个不同的数列;求证:.
7.(2025·吉林·二模)已知在抛物线上,其中关于y轴的对称点为,记直线的斜率为且.
(1)证明数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(2)求的面积;
(3)记为数列的前n项和,是否存在正整数,使成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
8.已知数列的首项为,点在函数的图象上.
(1)证明:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)设,.
(i)求数列的前项和;
(ii)试确定所有的正整数,使数列中存在某个连续项的和是数列中的一项,并证明.
9.(2026·山东聊城·一模)对于函数,若存在,使成立,则称为函数的不动点.已知函数的不动点为,数列满足,,它的前项和为.
(1)证明:;
(2)若,证明:当为偶数时,;
(3)若,证明:当时,.
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01 知识重构·重难梳理固根基 1
02 题型精研·技巧通法提能力 3
题型01 数列中的证明及构造问题(★★★★★) 3
题型02 裂项相消基础型求和(★★★★★) 6
题型03 裂项相消其他型求和(★★★★) 10
题型04 分组、并项求和(含绝对值、奇偶类)(★★★★★) 15
题型05 错位相减法求和(★★★★★) 21
题型06 倒序相加法求和(★★★★) 27
题型07 数列与不等式(含放缩)(★★★★) 31
题型08 数列新定义及与其他知识交汇问题(★★★★★) 38
03 实战检测·分层突破验成效 48
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创新能力提升 67
知识重构·重难梳理固根基
知识点01 常见构造思路
(1)题中有有,可用求通项公式
(2)已知用累加法求通项公式
(3)已知用累乘法求通项公式
(4)已知用求通项公式
(5)已知用求通项公式
(6)已知用求通项公式
(7)已知用求通项公式
(8)已知用求通项公式
(9)已知用求通项公式
(10)已知用求通项公式
知识点02 常见的裂项技巧
指数型
对数型
知识点03 常见放缩
(1),其中:可称为“进可攻,退可守”,可依照所证不等式不等号的方向进行选择。
注:对于,可联想到平方差公式,从而在分母添加一个常数,即可放缩为符合裂项相消特征的数列,例如:,这种放缩的尺度要小于(1)中的式子。此外还可以构造放缩程度更小的,如:
(2),从而有:
注:对于还可放缩为:
(3)分子分母同加常数:
此结论容易记混,通常在解题时,这种方法作为一种思考的方向,到了具体问题时不妨先构造出形式再验证不等关系。
(4)
可推广为:
题型精研·技巧通法提能力
题型01 数列中的证明及构造问题
【技巧通法·提分快招】
1、求关于(其中,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,最后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同时加上一个常数,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.
2、求关于类型的通项公式时,与类型一讲述的构造方法很相似,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,然后与已知递推公式各项的系数对应相等,解得,,从而得到数列是公比为的等比数列.
3、形如的数列,一般等式两边同除以,构造新的数列.
4、,,为常数,,,,的求解方法是等式两边同时取倒数变形构造出线性递推公式(,,是常数),进而求解.
1.已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)见解析
(2).
【分析】(1)直接由等比数列的定义证明即可;
(2)直接根据(1)的结论计算即可.
【详解】(1)证明:,
,又,
数列是以为首项,为公比的等比数列.;;
(2)由(1)可得:,
.
2.已知数列中,,.求证:数列是等比数列.
【分析】由变形为,结合等比数列定义证明即可.
【详解】证明:因为,则,
且,所以数列是以2为首项,4为公比的等比数列.
3.已知数列中,,.证明:数列为等比数列.
【分析】利用等比数列的定义结合构造法即可证明.
【详解】证明:
因为,,
所以,
所以,
所以,
因为,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
4.已知正项数列满足:.证明是等比数列,并求通项;
【分析】根据递推关系即可证明等比数列,进而求得通项公式.
【详解】证明:
由,得,
因为是正项数列,所以,即,又,
所以是公比为的等比数列,又,得,
所以,即.
5.已知数列的前项和为,且.求证:数列为等比数列;
【分析】利用与的关系式,求出递推公式,再结合等比数列的定义即可证明.
【详解】证明:当时,可得,又,所以,解得,
当时 ,由,可得,
则,
整理得:,
所以,又,
所以是以为首项,为公比的等比数列.
6.(24-25高三上·重庆·期中)已知数列满足:,且.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【分析】(1)利用等比数列的定义求证即可;
(2)利用(1)的结论,可求得,利用分组求和的方法求和即可.
【详解】(1)证明:由可得,
又,所以,
则,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)知,,
所以,
所以
.
7.数列 满足 .
(1)求证:数列 是等差数列;
(2)求数列 的通项公式.
【分析】(1)根据等差数列的定义证明为常数即可;
(2)根据(1)的证明结果,结合题干和等差数列通项公式求解即可.
【详解】(1)∵数列满足,
∴,
∴数列是公差为的等差数列.
(2)由(1)已知数列是公差为的等差数列,
又∵,∴数列的首项为,
∴,
∴.
题型02 裂项相消基础型求和
【技巧通法·提分快招】
第一步:观察通项形式
常见裂项形式:分式型 、、、 等
第二步:确定裂项公式
有时需先对通项进行变形,如分子配凑、有理化等
第三步:展开求和
将通项裂开后,写出前 项和 ,观察抵消规律,通常剩下首尾若干项
第四步:化简得结果
合并剩余项,注意项数,必要时需讨论 的取值
1.(25-26高三上·安徽合肥·期中)已知是等比数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等比数列的公比为,根据等比数列前项和的性质结合已知求出公比,再求出首项,即可得解;
(2)利用裂项相消求解即可.
【详解】(1)设等比数列的公比为,
则,所以,
又,所以,所以,
所以数列的通项公式为;
(2)由(1)得,,
所以,
所以.
2.(26-27高三上·浙江·阶段检测)已知数列满足,且对任意,都有.
(1)求数列的通项;
(2)设,若,求满足条件的最大整数.
【答案】(1),.
(2)
【分析】(1)利用对数运算性质化简递推式得到数列相邻两项比值,通过累乘法求出通项,再验证的情况得到数列的通项公式;
(2)先对裂项相消求出前项和,再解关于的不等式,结合正整数条件求出的最大值.
【详解】(1)当时,,
可得, 所以,
则,
当时,符合上式,
故,.
(2)由(1)得,,
所以,
则,解得,又因为,所以的最大值为.
3.(2025·云南昭通·模拟预测)在正项数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记,设数列的前n项和为,证明:.
【分析】(1)根据等差数列的定义进行运算证明即可;
(2)利用裂项相消法进行运算证明即可.
【详解】(1)由,得,
因为数列为正项数列,所以,即,
又因为,所以数列是以为首项,2为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,,即,
则,
∴,
∵,,∴.
4.在数列中,,.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用累加法求出数列的通项公式;
(2)由(1)可得,利用裂项相消法计求和即可.
【详解】(1)因为,
所以
(2)因为,
所以.
5.(2025·福建福州·模拟预测)已知数列满足,当时,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)证明:.
【分析】(1)由已知递推式,得到,结合等差数列的定义即可证明结论,由等差数列通项公式,即可得到所求通项公式;
(2)求得,由裂项相消求和,结合不等式的性质即可得证.
【详解】(1)
因为,所以,即,
又因为,所以是首项为1,公差1的等差数列,
所以,所以.
(2)证明:因为,
所以
因为,所以
6.(2026·陕西西安·模拟预测)在等差数列中,公差,已知成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:数列的前项和.
【分析】(1)由可得,结合等差数列通项公式及等比数列定义计算求解即可;
(2)由(1)可得,根据裂项相消法计算即可得证.
【详解】(1)由,得 ,解得,
故.
将数列记为,
因为为等比数列,所以公比,
所以.①
又,②
由①②,得.
(2)因为,
所以,
所以
题型03 裂项相消其他型求和
1.(25-26高三下·福建厦门·开学考试)记数列的前n项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前n项和为,若,,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用的关系,可求数列的通项公式;
(2)由(1)可得,利用裂项相消法可求,利用等比数列的前n项和公式可求得,可求t的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
当时,,所以,即,
则是首项为1,公比为3的等比数列,
所以的通项公式为.
(2)由(1)可得,
所以,
因为,,
所以t的取值范围为.
2.设数列满足.设,若数列的前n项和为,求n的最小值.
【答案】
【分析】由题意根据等差数列通项公式求法可得,进而可得,根据裂项相消法可得,结合题意列不等式计算即可求解.
【详解】由,得,
所以数列是公差为2,首项为的等差数列,
即.所以,
故,,
所以.
由,得,解得.
又,故的最小值为.
3.(2026·浙江·二模)已知数列的前项和为,,且对,.
(1)求;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据已知条件化简递推公式,再根据累乘法求出通项公式;
(2)由(1)可知数列为等差数列,前项和为,由裂项相消求和即可得出证明.
【详解】(1)解:(1)由题意得①,
当时,②,联立①②,解得,
又,
当时,,,,,
由累乘可得,所以,又符合上式,
所以.
(2)证明:由(1)知数列为等差数列,则,
所以,
故,
因为,所以得证.
4.(2026·河北秦皇岛·一模)在正项数列中,设的前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)令,求的前项和.
【答案】(1)
(2)(或等价化简形式)
【分析】(1)利用前项和与通项的递推关系,通过累乘法求数列的通项公式,验证的情况即可;
(2)将裂项为两项差的形式,用裂项相消法求和.
【详解】(1)由题意得,当时,,,
则,
所以,
故,,,
由累乘法得,,
当时,依然成立,
所以
(2),
则
.
5.(2026·陕西咸阳·模拟预测)已知正项数列的前n项积为,且.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)设,求的前200项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用可得即可求证;
(2)化简得即可求出.
【详解】(1)由,得,则,
当时,则,得,
所以数列是以4为首项,3为公差的等差数列.
(2)由(1)得,,
则,
所以
,
所以.
6.(2026·湖北荆州·模拟预测)已知数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以,
即,所以,即,
又,所以数列是首项为,公比为的等比数列,所以.
(2)因为,则.所以
当n为偶数时,
当n为奇数时,
综上所述,
题型04 分组、并项求和(含绝对值、奇偶类)
【技巧通法·提分快招】
第一步:分析通项特征
观察通项是否含有 、 等导致奇偶项规律不同,或者通项可拆分为等差、等比、常数列的和
第二步:选择策略
分组求和:若 ,则
奇偶并项:若奇偶项分别构成简单数列,则分别求 和 ,注意项数或每两项并为一组,先求前 项和
第三步:分别求和
对每一组分别用等差、等比公式求和。注意项数需根据 的奇偶性分类讨论
第四步:合并结果
将各组的和相加,得到 的表达式,通常需分段写出( 为偶数或奇数)
1.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知数列的前项积为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据代入原等式化简,即可得到数列是等差数列,利用等差数列的通项公式求解;
(2)分和两种情况,结合等差数列前项和公式讨论即可求解.
【详解】(1)当时,,由于,解得,
当时,由于,所以,
化简可得:,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以.
(2)由(1)知,则,
当时,,所以,
此时,
则,
当时,,且,
此时,
综上,.
2.(26-27高三上·北京·开学考试)已知等差数列的公差为,,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式及前项和;
(2)记,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用等比中项性质列方程求解公差,再代入等差数列通项公式、前项和公式计算即可;
(2)将拆分为裂项相消型和等比型两部分,分别求和后相加得到.
【详解】(1)由题可知,
因为,,成等比数列,所以,
解得或(因为,所以舍去),
所以,;
(2)由(1)可知,
所以
.
3.(2026·辽宁朝阳·三模)已知数列的前n项和为,满足,公差大于零的等差数列满足为与的等比中项.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设为数列的前n项和,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)先利用,由求首项,再作差推出为等比数列得通项,再设等差数列公差为正数,由和等比中项列方程求出,进而得到通项.
(2)把拆为与两部分,分别用等比数列求和、相邻两项分组求和算出前20项和,相加即得.
【详解】(1)当时,,
所以,
当时,由及,得,解得
所以.
设等差数列的公差为,
则
所以.
(2)当时,,
.
4.已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,求的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据与的关系进行求解;
(2)利用分组求和法及等差数列和等比数列前项和公式求解.
【详解】(1)当时,,
当时,,
时满足上式,所以;
(2)当为奇数时,;当为偶数时,;
所以
5.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)记为等差数列的前n项和.已知,,成等差数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足:,且,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列的公差为,利用等差中项的性质,结合的值,求出和,最后写出数列的通项公式.
(2)先求数列的首项,再根据项数的奇偶分类讨论求和.
【详解】(1)设等差数列的公差为.
因为,,成等差数列,所以,
代入,,即,
所以.
又,所以,
所以.
故.
(2)由(1)知,,则,且,
当为偶数时,
.
当为奇数时,
.
综上,.
6.(2026·安徽·模拟预测)已知等差数列的前n项和为,其中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求的值;
(3)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)63
(3)
【分析】(1)根据题设结合等差数列基本量计算可求得,进而求解即可;
(2)先求得,再利用分组求和法求解即可;
(3)分n为偶数和n为奇数两种情况讨论求解即可.
【详解】(1)依题意,,解得,
故.
(2)由 ,
.
(3)依题意,,
当n为偶数时,,
此时
;
当n为奇数时,;
故.
7.(2026·河北保定·三模)已知正项数列满足且.
(1)判断是否可能为等差数列,并说明理由.
(2)若的前项和为.
(i)求;
(ii)若,求的前项和.
【答案】(1)不可能,理由见解析
(2)(i);(ii)
【分析】(1)先假设是等差数列,结合条件可得,从而假设错误,即可求解;
(2)(i)根据条件可猜想当时,,用数学归纳法,即可求解;(ii)由(i)得,分为偶数和奇数,利用分组求和,即可求解.
【详解】(1)因为且,令,得到,所以,
假设是等差数列,则公差,所以,
则,又,所以,
整理得到,解得,所以,与数列是正项数列相矛盾,
故假设错误,故数列不可能为等差数列.
(2)(i)因为,则,,
猜想,当时,,下面用数学归纳法证明,
当时,,猜想成立,
假设时,猜想成立,即,
则时,则,所以时,猜想仍成立,
所以,则当时,,
又时,,满足,所以.
(ii)由(i)知,所以,
设的前项和为,则,
当为偶数时,,
当为奇数时,,
所以.
题型05 错位相减法求和
【技巧通法·提分快招】
第一步:写出 和
设 ,其中 。写出 的表达式,注意将各项对齐
第二步:错位相减
由于 (常数),中间部分成为等比数列
第三步:求和化简
对中间等比数列求和,再整理得 的表达式
第四步:解出
两边除以 得,注意 时需单独处理(等差数列求和)
1.(2026·四川资阳·模拟预测)已知数列的前n项和为,,当时,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)根据给定的递推公式,结合前n项和与第n项的关系及等差数列定义推理得证.
(2)由(1)求出,再利用错位相减法求和即得.
【详解】(1)数列的前n项和为,当时,,而,
则,依题意,因此,
所以数列是等差数列.
(2)数列是以为首项,为公差的等差数列,则,,
则,
因此,
两式相减得
所以.
2.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)已知数列的前项和为,且.
(1)设,证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【分析】(1)应用等比数列定义证明,再结合等比数列通项公式计算求解;
(2)应用错位相减法结合等比数列求和公式计算求解.
【详解】(1)由题意,当时,,解得,
当时,由①,可得②,
①-②,可得,即,
两边同时加6,可得,
,,即.
,
数列是以2为首项,为公比的等比数列,
∴数列的通项公式为,即;
(2)由(1)知,,则,
,
,
两式相减,得,
,
.
3.(26-27高三上·湖南衡阳·开学考试)已知等差数列的公差为2,前项和为,且,,成等比数列.数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合等差数列的求和公式和等比中项的定义,建立关于的方程,解方程求出,进而得出数列的通项公式;
(2)由于,利用错位相减法,分别写出和的表达式,两式相减即可计算.
【详解】(1)在等差数列中,公差,
,,,
因为,,成等比数列,
所以,即,
解得,所以.
(2)因为,所以,
所以,
,
两式相减得
,
所以.
4.(2026·安徽芜湖·模拟预测)已知数列满足:
(1)求;
(2)猜想数列的通项公式并给出证明;
(3)设,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)见解析
(3)
【分析】(1)将、依次代入列方程求对应项即可;
(2)根据已知等量关系,应用作差法得,即,结合等比数列的定义证明即可;
(3)由题意 ,应用错位相减法求即可.
【详解】(1)已知对任意正整数,有
当时,,
当时, ,代入,得 ,
所以,;
(2)通项公式为 ,
由题设,当时,有,
①-②得:,
将替换为,得,
④-③得:,即,
结合,,则,
知数列是首项为,公比为的等比数列,
故通项公式为,得证;
(3)已知 ,则 ,
令 ,
用错位相减法:,
,
两式相减得:
所以
所以 ,从而
5.(2026·河南郑州·二模)已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1),
(2)①;②
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和求和公式及等比数列的通项公式求解;
(2)①求出,利用错位相减法求和.②将代入恒成立不等式:,从而得到对恒成立,设,问题转化为求,利用单调性求出的最小值,从而得到的最大值.
【详解】(1)因为数列是等差数列,,,
所以,
解得,则.
则,则 ,,,
因为,所以 ,
则 ,.
(2)①由(1)得,代入数列通项:,
因此数列前项和为:,
将上式两边同乘公比:,
用错位相减法,作差:
,
.
②将代入恒成立不等式:,
解得: ,即:对恒成立,
设,问题转化为求,
,
当时, , ,数列单调递减;
当时, ,,数列单调递增,
因此数列在处取得最小值,,
因此的最大值为.
题型06 倒序相加法求和
1.已知函数.
(1)求,的值;
(2)求的值;
(3)利用(2)的结论求的值.
【答案】(1)1
(2)1
(3)
【分析】(1)将,代入函数解析式求,将,代入函数解析式求;
(2)将相应的自变量值代入函数解析式化简即可求解;
(3)借助(2)中的结论即可求解.
【详解】(1)
;
(2);
(3)设
则,
所以,
由(2)知,
所以.
2.函数,数则满足.
(1)求证:为定值,并求数列的通项公式;
(2)记数列的前n项和为,数列的前n项和为,若对恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)计算为定值2,用倒序相加法求得通项公式;
(2)由(1)得,裂项相消求和得,求出的取值范围.
【详解】(1)证明:
,
则,
,
两式相加,得,即.
(2)由(1),,
所以是以1为首项,2为公差的等差数列,,
,
,
由题,,所以,
因为,
设,,
由对勾函数的性质,当时,最小,即,
所以当时,最大,即,
所以.
3.(25-26高三上·河南·开学考试)已知函数.
(1)若为奇函数,求a;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用可求的值,再验证此时为奇函数.
(2)先根据函数的奇偶性探索得到,再利用倒序相加法求的值.
【详解】(1)显然的定义域为,又为奇函数,
所以,即,
解得.此时,
因,
即,为上的奇函数,故为所求.
(2)由(1)知.
又,所以,
即.
设,则,
又,
两式左、右两边分别相加,得,
所以.
4.已知数列满足:(),数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据递推关系式,得到,两式相减即可得解;
(2)利用倒序相加法求和即可.
【详解】(1)当时,;
当时,①,
②,
①-②得:,
∴,当时,,
∴.
(2)∵,
∴
∴①,
②,
又∵∴①+②得:
∴.
题型07 数列与不等式(含放缩)
【技巧通法·提分快招】
第一步:明确目标不等式
分析要证明的不等式形式,是 、 还是和式与常数的比较
第二步:选择放缩方向
裂项放缩:将通项放大或缩小为可裂项的形式,然后求和相消。等比放缩:将通项放大为等比数列的通项,便于求和。单调性放缩:利用数列单调性,用首项或末项代替整体。先求和后放缩:先求出和式再与目标比较
第三步:实施放缩
对通项进行适当放大或缩小,注意放缩的尺度要适度,既要使新数列可求和,又要保证不等式方向正确
第四步:证明结论
通过求和、化简,得到放缩后的不等式,再与目标比较,必要时结合数学归纳法证明
关键技巧
1. 常用放缩公式:(); 等
2. 保留前几项:有时需保留前几项不放大,以保证精度
3. 数学归纳法:当放缩不易直接求和时,可用归纳法证明
1.记为数列的前项和,记
(1)求的通项公式;
(2)设,证明:
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】(1)分别讨论和,利用,并验证首项是否满足公式;
(2)由得的裂项形式,将和式裂项相消后转化为关于的简单表达式,再利用分母为正进行放缩,完成不等式证明.
【详解】(1)当时,;
当时,,代入得
,
验证时,,符合上式.
因此的通项公式为.
(2)由,代入通项得,变形得,
对和式裂项相消得.
因为是正整数,,所以,因此,
即,得证.
2.(25-26高三上·安徽池州·阶段检测)已知各项均为正数的数列的前n项和为,,且.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求使得成立的正整数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先利用递推式求得,然后利用与的关系,结合等差数列通项公式求解即可;
(2)先利用裂项相消法求得,解不等式可得取值范围.
【详解】(1)由,且,可得,即,
当时,由,可得,
两式相减可得,因为,可得,
即该数列的奇数项构成以为首项公差为2的等差数列,偶数项构成以为首项公差为2的等差数列,
即有,
可得;
(2),
可得数列的前项和.
则,即,
当时,成立;当时,成立;当时,成立,
当时,,
综上所述,使得成立的正整数的取值范围是.
3.(2026·河南郑州·二模)已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1),
(2)①;②
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和求和公式及等比数列的通项公式求解;
(2)①求出,利用错位相减法求和.②将代入恒成立不等式:,从而得到对恒成立,设,问题转化为求,利用单调性求出的最小值,从而得到的最大值.
【详解】(1)因为数列是等差数列,,,
所以,
解得,则.
则,则 ,,,
因为,所以 ,
则 ,.
(2)①由(1)得,代入数列通项:,
因此数列前项和为:,
将上式两边同乘公比:,
用错位相减法,作差:
,
.
②将代入恒成立不等式:,
解得: ,即:对恒成立,
设,问题转化为求,
,
当时, , ,数列单调递减;
当时, ,,数列单调递增,
因此数列在处取得最小值,,
因此的最大值为.
4.(25-26高三上·浙江温州·阶段检测)已知正项数列满足.
(1)求证:是等比数列
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
【分析】(1)根据题设整理可得,进而求证即可;
(2)由(1)得,结合指数函数的性质可得,进而求和即可求证.
【详解】(1)由,则,
由于,则,
所以,则,
又,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1)得,,则,
因为,所以,当且仅当时等号成立,
则,即,
所以.
5.(2026·河南郑州·模拟预测)在数列中,,,且数列是公差为2的等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等差数列的定义,求出,再利用累加法求通项即可;
(2)对进行放缩,再利用裂项相消法求和,即可完成证明.
【详解】(1)由数列是公差为2的等差数列,且,,
则,
所以
,
又满足上式,所以.
(2)由(1)得,,
当时,,
当时,.
综上,.
6.已知数列满足.
(1)证明:数列是等比数列,并求;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设,证明:.
【分析】(1)可化为,利用等比数列的定义即可证明,利用等比数列的通项公式即可求出;
(2)利用错位相减法即可求出答案;
(3)由题意知,先证明当时、当时,不等式成立,当时,,利用等比数列前项和公式求和即可证明.
【详解】(1)因为,所以,
将上式变形为,
又因为,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以.
(2)由(1)知,所以,
所以 ①,
②,
①-②得
,
所以.
(3)由题知,当时,;
当时,;
当时,,
所以
综上,得证.
7.(25-26高三上·辽宁·开学考试)已知正项数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】(1)利用数列前项和与的关系,再结合首项的值确定通项即可;
(2)法一:直接放缩法,利用即可证出;
法二:由可得,即可证明不等式.
【详解】(1)因为为正项数列,①,
当时,得;
当时,②,
①-②得,,得.
所以是首项为2,公差为2的等差数列,所以.
(2)因为,
所以当时,
,
当时也符合,所以原不等式成立.
解法2:因为,所以,
所以,
所以当时,
,
当时,不等式的左边也符合,所以原不等式成立.
题型08 数列新定义及与其他知识交汇问题
1.已知数列满足
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设,求.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)对 ,两边同除以 ,利用等差数列的定义证明是等差数列.
(2)先对两边求导,由第(1)问得出代入,得到,再利用错项相消求的值.
【详解】(1)由 ,两边同除以 ,
得,即 .
令,则 ,
所以是首项为1,公差为1的等差数列,即是等差数列.
(2)由(1)可知, ,即 ,时,也满足.
由,
得,又,
所以.
所以,
令,
则,
两式相减,得 ,
所以 ,即.
2.(2026·河南开封·模拟预测)已知递增数列的各项均为正整数,,第项满足.
(1)分别求,,的值;
(2)求的表达式,其中;(用含k的式子表示)
(3)若数列满足,记的前n项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【分析】(1)根据递推关系结合单调性及整数的性质可求,,的值;
(2)根据题设条件结合(1)的结果可得,从而可求的表达式;
(3)先证明不等式,再结合(2)中结果可证题设中的不等式.
【详解】(1)因为,故即,故即,
所以即,而为递增数列,
故,而为正整数,故.
综上,.
(2)因为,故,故,
故.
综上.
(3)因为,故,故,
下证:,.
设,则,
当时,,当时,,
故在上为增函数,在为减函数,
故即,恒成立.
由所证不等式可得,其中,
故,
故
.
综上,.
3.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知项数为m(,)的数列满足如下条件:①(,2,…,);②.若数列满足,其中,2,…,,则称为“默契数列”.
(1)数列1,5,9,13,17是否存在“默契数列”,若存在,写出其默契数列,若不存在请说明理由;
(2)若为的“默契数列”,判断数列的单调性,并予以证明;
(3)已知数列存在“默契数列”,且,,求的最大值.
【答案】(1)存在;11,10,9,8,7.
(2)见解析
(3)46
【分析】(1)求出、、、、后,根据“默契数列”的定义判定即可;
(2)由“默契数列”的定义,结合数列单调性讨论的符号即可得解;
(3)根据数列及其“默契数列”中项的特征,结合单调性分析出,即可得解.
【详解】(1)数列1,5,9,13,17存在“默契数列”
因为,
,,
,,
所以数列1,5,9,13,17存在“默契数列”为:11,10,9,8,7.
(2)单调递减,证明:
数列为单调递减数列.
因为,,,
又因为,所以有,
所以,
即成立
所以数列为单调递减数列.
(3),都有,
因为,.
所以,
所以,
所以
因为,
所以,
又
,
则,即,,所以.
所以的最大值是46.
4.(2026·江西·一模)已知为抛物线上一点.
(1)求的准线方程;
(2)若点与关于轴对称,过点且斜率为2的直线交于另一点,设.
(i)求数列的前项和;
(ii)求的面积.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)8
【分析】(1)代入点的坐标,得出抛物线方程,即可求出准线方程;
(2)(i)利用斜率可得,再由等差数列的定义判断数列为等差数列,即可求出前项和;
(ii)法一:利用弦长公式、点到直线的距离求三角形面积,法二:利用向量外积求三角形面积即可.
【详解】(1)由题意知,则,
所以的准线方程为.
(2)由(1)知的方程为,
(i),
所以,
所以,
所以数列是以为首项,以4为公差的等差数列,
所以,所以.
(ii)将代入得,
则,
法一:
直线的方程为,
点到直线的距离,
,
的面积.
法二:
.
5.(2026·北京丰台·二模)已知无穷正整数数列,满足:①;②对于任意正整数,都有,则称数列具有性质.
(1)判断下列无穷数列,是否具有性质.
①;
②.
(2)对于任意具有性质的数列,记.求证:;
(3)若数列具有性质,证明:集合是无限集.
【分析】(1)先检查数列是否为严格递增的正整数数列,再代入性质中的等式验证.
(2)把与奇数作差,利用性质把换成,再与前个正奇数的和比较.
(3)设,将结论转化为证明的项有无穷多个,再用反证法说明若只出现有限次,则最终只能为正或为负,都会与第(2)问得到的恒等关系矛盾.
【详解】(1)①当时,显然为正整数,且.
又因为,所以 .
从而.
前个正奇数的和为,所以.
故数列具有性质.
②当时,该数列虽然是严格递增的正整数数列,但取,有.
而,同时 .
所以.
不满足性质中的条件②,故数列不具有性质.
(2)由数列具有性质,得.
因此,
所以,所以.
(3)设数列满足.
由题知,得,即,
假设中满足的项数有限,则存在正整数,使得当时,,
即当时,或.
①若满足的项数有限,则存在正整数,使得当时,,
由第二问可知恒成立.(1)
设,由于当时,,又是整数,有,
所以,
所以对满足的正整数,,与(1)式矛盾.
②若满足的项数有限,同理可得矛盾.
③由①②可知,中有无穷多项满足,且有无穷多项满足,
因此,存在正整数,使得且,
因此,存在正整数,使得,且,即且,于是,与矛盾,
所以数列中有无穷多项为0.
即集合是无限集.
6.(2026·天津河北·二模)若数列对于任意的,满足(,为非零常数),称数列为“型数列”.已知数列是“型数列”,数列是“型数列”,且,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)设是数列的前项的和,求数列的前项的和;
(3)若,是否存在实数,,,使得数列为“型数列”?若存在,求出,,的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)见解析
【分析】(1)根据题意,,所以数列是等差数列,可得通项公式,根据题设得,数列是以1为首项,2为公比的等比数列;
(2)设,利用并项求和法得解;
(3)利用错位相减法求得,假设存在实数,使得数列为“型数列”,则,利用待定系数法得到方程组,求解即可.
【详解】(1)因为为“型数列”,
所以,
即,所以数列是等差数列,
又,,所以的公差为,
故数列的通项公式为.
因为数列是“型数列”,所以,
又因为,也成立,所以为等比数列,
公比,因此.
(2)由(1)可得,
设,
因为,
故数列的前项的和为
.
(3)不存在,理由如下:
由,得,①
所以,②
由①-②,得,
所以.
又,,
假设存在实数,,,使得数列为“型数列”,
则,
即,
整理得,
所以解得,,,不满足,为非零常数,
因此不存在实数,,,使得数列为“型数列”.
7.(2026·天津武清·模拟预测)对于数列(),记,称数列为数列的一阶差分数列.记,称数列为数列的二阶差分数列,……,一般地,对于,记,规定:,,称为数列的阶差分数列.对于数列,如果(为常数),则称数列为阶等差数列.
(1)分别求出数列,的二阶差分数列,并判断是否为2阶等差数列;
(2)已知数列满足,对,且,恒成立.
(ⅰ)求证:数列为二阶等差数列;
(ⅱ)令,求证:数列的前项和.
【答案】(1)数列不是2阶等差数列;数列是2阶等差数列;
(2)见解析
【分析】(1)根据二阶差分数列及2阶等差数列的定义逐一判断即可;
(2)(ⅰ)取,根据二阶等差数列的定义证明即可;
(ⅱ)由(ⅰ)可知,利用累加法可得,中,,可求得,从而得,代入,利用放缩法可得,利用错位相减即可得证.
【详解】(1)由数列的阶差分数列可得:
数列的一阶差分数列为,
二阶差分数列为,
此差不是不为0的常数,
故数列不是2阶等差数列;
数列的一阶差分数列为
二阶差分数列为,
故数列是2阶等差数列;
(2)(ⅰ)证明:取,则有,
又因为,
所以,,
所以,
所以,
所以数列为二阶等差数列;
(ⅱ)证明:由(ⅰ)可知,
令,
则,
所以是等差数列,首项为,公差,
所以,
即,
当时,,
,
,
将以上个式子相加,得,
所以,
所以,
在中,取,
得,所以
即,解得,
所以,
所以,
设数列的前项和为,
所以,
,
两式相减,得
,
所以,
所以,得证.
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1.(2026·四川成都·三模)已知等比数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列的定义及的关系求解即可;
(2)利用错位相减法求和即可.
【详解】(1)当时,,
相减可得当,即,.
因为是等比数列,.
当时,,可解得.
数列的通项公式为.
(2)∵
∴,①
①3得,②
由①②得,
即,
化简得.
2.(2026·贵州毕节·二模)设数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据递推公式进行整理得到数列通项公式即可.
(2)通过对所需要的数列的通项公式进行裂项,运用裂项相消的方法求和即可.
【详解】(1)当时,,得.
当时,,
,
两式相减得,则.
当时,符合上式,
所以.
(2)由(1)得,
所以,
故.
3.(26-27高三上·安徽·开学考试)已知数列的前项和,且,,成等比数列,数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,利用与间的关系,求出,再利用累加法,即可求解;
(2)根据条件,利用分组求和、错位相减法和等差数列的前项和公式,即可求解.
【详解】(1)由题意知,当时,,
当时,,满足上式,
所以,
因为,,成等比数列,
所以,整理得到,解得,
所以,
因为数列满足,,所以,
当时,,
所以,
所以时,
,
适合上式,所以的通项公式为.
(2)由(1)知,
令,
,
则,
所以
,
所以,又,
所以.
4.(2026·陕西·二模)已知数列是等比数列,,,数列满足:.
(1)求,的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1),;,.
(2)
【分析】(1)运用等比数列的定义求得,在求解通项公式,注意递推时,需要检验的情形;
(2)整理可得,利用裂项相消法,注意加减后保留项即可.
【详解】(1)设等比数列的公比为,则,所以,,
因为,
当时,,
两式相减得,
则时,;
当时,由得,解得符合该式;
所以,.
(2)由于,
所以
5.(2026高三下·四川成都·专题练习)已知数列满足,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)结合化简即可证明结论;
(2)由(1)得 ,代入可得,利用错位相减即可得到数列的前项和.
【详解】(1)由题意得(否则不满足题设条件),故,
因此,
故数列是等差数列.
(2)由(1)得故
,
两式相减得,
所以.
6.(2025高三上·广东肇庆·专题练习)记为数列的前n项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和;
(3)设,求数列的前n项和.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)应用关系及等比数列的定义求通项公式;
(2)由已知及(1)得,应用裂项相消法求;
(3)由已知及(1)得,应用错位相减法及等比数列的前n项和公式求.
【详解】(1)当时,,即,
当时,①,②,
①②得,即,
所以数列是首项,公比为的等比数列,
故数列的通项公式为;
(2),
所以数列的前n项和
;
(3)由题设,
则③,
④,
③④得
,
化简得.
7.(2025高三上·河南鹤壁·专题练习)已知数列满足,,,.
(1)证明:数列是等比数列,并求的通项公式;
(2)记,求的前项和为.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)由已知两边同除以,得,再由构造法得,则数列是首项为2,公比为2的等比数列,从而能求出;
(2)将数列的通项公式代入,化简得,利用裂项相消法求出.
【详解】(1)证明:因为,,,
所以,,在两边同除以,
得,所以,
因为,所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,.
所以时,
,
当时,适合上式,
所以,, ;
(2)因为
,
所以
.
8.已知数列满足.
(1)若为等差数列,求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为为等差数列,所以,又,则,即,解得.
(2)①当为偶数时,
;
②当为奇数时,
.
注:本题第(2)问也可以利用隔项型递推公式求出通项再求和.
9.(2026·河南·模拟预测)已知数列中,,
(1)已知数列满足,求证:是等比数列;
(2)若是数列的前项和,求满足的所有正整数.
【答案】(1)证明见解析
(2)1.
【分析】(1)通过构造新数列,证明为常数且首项非零,从而判定为等比数列;
(2)先利用(1)的结论求出与的通项,再分组求和得到的表达式,结合数列单调性与特殊值分析,确定满足的正整数.
【详解】(1)证明:,
,
又
是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)得是以为首项,为公比的等比数列
故,
即,
由,得,
,
,
显然当时,单调递减,
又当时,,当时,,
∴当时,;
综上,满足的所有正整数为1.
10.(2026·河北保定·一模)已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列满足,求的前2n项和及其最小值.
【答案】(1)
(2),最小值为9
【分析】(1)由等差数列的通项公式比较系数即可求解;
(2)由分组求和法和并项求和法求出,再利用其单调性即可得出最小值.
【详解】(1)设的公差为d,因为,
所以,整理得,
所以,解得,
故的通项公式为.
(2)由(1),
则
易得在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,
所以当时,取得最小值,最小值为.
11.(2026·福建泉州·模拟预测)已知数列满足:,,记的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)应用递推公式分奇数偶数计算求解通项公式;
(2)分奇偶结合裂项相消法及分组求和计算求解.
【详解】(1)当为奇数,且,为偶数时,依题意得:,
因为也满足,
所以为奇数时,;
当为偶数时,为奇数时,;
所以
(2)为偶数时,
,
为奇数时,
;
12.已知在数列中,,,为等比数列,.
(1)求实数和数列,的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,求证:对任意,都有.
【答案】(1),,.
(2)见解析
【分析】(1)设的公比为,由等比数列定义结合题意列式计算即可求得,,再由等比数列定义求解可得,代入可得;
(2)采用放缩法可得,由裂项相消法计算即可得证.
【详解】(1)设的公比为,则,
,
即,
整理得,
解得,.
因为,
所以,得;
(2)证明:
,
.
因为,所以得证.
13.已知数列满足.
(1)证明:是等差数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)证明:.
【答案】(1)见解析
【分析】(1)可根据等差数列的定义,通过计算 是否为常数即可证明;
(2)由(1)得到 的通项公式,再利用累加法求出 的通项公式;
(3)先对 进行放缩,然后通过裂项相消法证明不等式.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知 是以 4 为首项,4 为公差的等差数列,
根据等差数列通项公式可得 .
当 时,.
将 代入上式可得:.
,
当 时, ,上式也成立.
所以数列 的通项公式为 .
(3)已知 ,移项可得 ,
则 ,
当 时, ,
因为 (常数),且首项 ,
所以 是以 4 为首项, 4 为公差的等差数列.
(2)
(3)因为 ,
所以 .
当 时, ,不等式成立;
当 时, .
.
所以 .
14.(2025·四川·模拟预测)已知数列满足,且.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,证明:;
(3)设,且数列的前项和为,证明:.
【分析】(1)分析可知,对任意的,且,可得出,变形得出,结合等比数列的定义即可证得结论成立;
(2)利用(1)中的结论求出数列的通项公式,分析可知数列是各项均为正数的单调递减数列,分、两种情况,由结合数列的单调性即可证得结论成立;
(3)由不等式的性质得出,利用错位相减法求出数列的前项和,可得出,由结合不等式的传递性可证得结论成立.
【详解】(1)因为数列满足,且,可得,
由,得,可得,
由,得,可得,,
以此类推可知,对任意的,且,所以,
所以,可得,
所以数列为等比数列,首项为,公比为.
(2)由(1)可得,所以,故,
易知数列是各项均为正数的单调递减数列,
因为,所以,
当时,,
当时,,所以,
所以,对任意的,,
综上所述,.
(3)因为,
所以,
令①,
可得②,
①②得,
所以,故,故对任意的,.
15.(25-26高三上·山东威海·期中)已知数列的各项均为正数,前项和为,且.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用的关系,可得是等差数列,利用等差数列通项公式可得答案;
(2)先根据求出的通项公式,利用并项求和可得答案.
【详解】(1)因为,当时,可得;
因为当时,有,
所以,整理得,
所以是首项为4,公差为4的等差数列.
所以,
因为数列的各项均为正数,所以.
(2)由(1)知,当时,.
当时,成立,所以.
所以,
当为偶数时,
,
当为奇数时,
,
综上,.
16.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知数列的前n项和,函数对任意的都有,数列满足
(1)求数列,的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1),bn
(2)
【分析】(1)需先根据数列前项和公式求的通项公式,再利用函数性质及倒序相加法求的通项公式;
(2)先得出的表达式,再用错位相减法求前项和.
【详解】(1)由题意,当时,,
当时,,
∵当时,也满足上式,
∴,,
对于数列:由,
可得
两式相加,
可得
,.
(2)由(1),可得,
则
两式相减,
可得
∴.
17.(2026·湖南永州·三模)抛物线()上有一系列点,,…,…,对于所有正整数n,以点为圆心的与y轴相切,且与又彼此外切.若,点到C的焦点的距离为,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)设的面积为,,求证:.
【分析】(1)通过抛物线的定义求解抛物线方程;
(2)寻找 的关系,从而判断数列是等差数列;
(3)进行不等式放缩,再通过裂项相消求和求解.
【详解】(1)由题意,设抛物线C的焦点为F,有,
解得或2,又,所以取,故抛物线C的方程为.
(2)依题意的半径为,的半径为,又和两圆相外切,
则,即,
两边平方整理得,
所以,
又,所以,即,
因为,所以数列是以1为首项,2为公差的等差数列.
(3)由(2)得,即,
又,所以,
所以①当时,成立;
②当时,因为,
所以
,
综上,得证.
18.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知是数列的前项和,,数列是公差为的等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先求数列的通项公式,再根据公式,求解数列的递推关系式,通过构造求数列的通项公式;
(2)首先利用倒序相加法求数列的通项公式,再利用错位相减法求和.
【详解】(1)因为,且数列是公差为的等差数列,所以,
所以,
当时,,两式相减,得,
所以,所以,
所以数列是常数列,所以,即.
(2)因为,所以.
又,
两式相加,得.
所以.
所以,
,
两式相减,得
.
所以.
19.(2026·重庆·二模)已知正项数列的首项且满足:.
(1)令,证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)设是互不相同的正整数,求证:;
(3)记.若对于任意,均存在正整数,使得,则称具有“积回归性”.请判断数列是否具有“积回归性”,并证明你的结论.
【分析】(1)通过变形公式和数列与的关系即可求解,然后利用累加法可求数列的通项公式;
(2)通过放缩法即可求解;
(3)根据题意得到和,然后设即可证明.
【详解】(1)由可得,令,则,所以,,
因此数列是以 为首项, 为公差的等差数列,
由,
因此当时,有,得
由于 ,所以,所以,即,
当 时,,符合上式,所以,
因为是正项数列,所以.
(2)由(1)得,由于是互不相同的正整数,不妨设,
显然,并且在 时单调递减,所以,
当 时,,
当时,由于,
所以,
得,
即,
所以,
因此,对任意互不相同的正整数,都有.
(3)数列具有“积回归性”,证明如下:
由(1)得,则,
对任意的,,
所以,
不妨设,则,
要使,即,得,
即当时,有,由于,是正整数,
因此对任意,均存在正整数 ,使得,即数列具有“积回归性”.
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1.(2026·河北邢台·二模)已知等差数列 满足
(1)求数列的通项公式;
(2)若当时,求 的前n项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据等差数列的通项公式,再结合已知条件列出关于首项和公差的方程组,进而求解出和,最后得到数列的通项公式即可;
(2)先根据(1)中求出的的通项公式,判断时的正负性,再根据的分段表达式求出的值即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,由,,
可得:
解得:
所以:,
故数列的通项公式为:.
(2)由可知,
当时,,此时,
当时,,所以,
当时,,所以,
故
因为每一组括号内的和为公差,共5组,因此:,
因为,代入得:,
又因为,
所以,
所以当时,,是一个首项为,公差为的等差数列,
所以,前项和为:
.
2.(2026·河南·模拟预测)已知数列中,,
(1)已知数列满足,求证:是等比数列;
(2)若是数列的前项和,求满足的所有正整数.
【答案】(1)证明见解析
(2)1.
【分析】(1)通过构造新数列,证明为常数且首项非零,从而判定为等比数列;
(2)先利用(1)的结论求出与的通项,再分组求和得到的表达式,结合数列单调性与特殊值分析,确定满足的正整数.
【详解】(1)证明:,
,
又
是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)得是以为首项,为公比的等比数列
故,
即,
由,得,
,
,
显然当时,单调递减,
又当时,,当时,,
∴当时,;
综上,满足的所有正整数为1.
3.(2025·广东广州·一模)已知数列的前n项和为,且满足,又知,.
(1)求,;
(2)求的通项公式;
(3),求的前n项和.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)利用已知递推式结合已知条件,代入计算求解;
(2)利用已知递推式,运用错位相减法求出递推关系,再分奇、偶项分类讨论求解;
(3)先求出的通项公式,再根据的性质,分奇、偶数讨论求解.
【详解】(1),,,
,解得,故;
同理,解得,
.
(2)①,
时,
②,
式①减②得,
,
又符合上式,
数列的奇、偶项分别成等差数列,
当时,首项,公差,
则,
当时,首项,公差,
则,
综上,.
(3),
i)当时,
,
ii)当时,则,
,
综上,.
4.(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知数列满足,.
(1)求证:.
(2)记,
(ⅰ)求证:;
(ⅱ)求证:对任意实数,存在正整数s使得.
(3)设c为正实数,若对任意正整数,都有,求c的最小值.
【分析】(1)运用配方法进行运算证明即可;
(2)(ⅰ)运用配方法,结合(1)中的结论进行求解即可;
(ⅱ)运用放缩法,通过取对数进行求解即可;
(3)运用取倒数法,结合裂项求和法进行求解即可.
【详解】(1)由,
所以当时,,
又因为,所以当时,;
(2)(ⅰ)因为,
所以,
,
因为,且,可知数列单调不减,所以,所以,所以,
又因为,所以;
(ⅱ)因为,
所以,当时取等号,
则 , ,
则,当且仅当时取等号,
对任意实数,令,
取,其中表示不超过的最大整数,
则当时,任意实数,存在正整数s使得成立;
(3)由(2)可知,
所以,即,
因为,,
所以
,
即,即,所以c的最小值为.
5.(2026·甘肃·模拟预测)设函数,.
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)证明:;
(3)设,,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
【分析】(1)根据导数的几何意义,求得的图象在点处的切线的斜率,从而得到切线方程;
(2)构造函数,利用导数分析的单调性,利用单调性可得,从而证得;
(3)利用(2)的结论,可得时,,结合均值不等式可得;令,,利用放缩法及裂项相消求和法可证得.
【详解】(1)由,,
得,
所以,
所以的图象在点处的切线方程为,即.
(2)令,则,.
令,,
所以在上单调递增,,
所以在上单调递增,,
所以.
(3)由(2)知,即时,,
所以.
令,,则,
代入上式得,
所以
,
所以.
6.(26-27高三上·福建福州·开学考试)若数列(,,)满足,则称数列为项数列,由所有项数列组成集合.
(1)若是16项数列,当且仅当(,)时,,求数列的所有项的和;
(2)已知且,数列,,记随机变量.
(ⅰ)当时,求随机变量的分布列及期望;
(ⅱ)若,是两个不同的数列;求证:.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)的分布列
X
0
1
2
3
.
(ⅱ)见解析
【分析】(1)根据题意分析可知数列即,结合并项求和法运算求解;
(2)(ⅰ)分析可知的可能取值为:0,1,2,3,且集合中元素的个数共有个,进而可得分布列和期望;(ⅱ)分析可知的可能取值为:1,2,3,…,k,集合中元素的个数共有个,结合组合数的性质求分布列和期望,进而分析证明.
【详解】(1)因为是16项数列,当且仅当时,,
当,和时,,
又因为,所以数列即,
设的所有项的和为S,
则
所以数列的所有项的和为.
(2)(ⅰ)因为数列,是从集合中任意取出的两个数列,
则数列,为项数列,所以的可能取值为:0,1,2,3,
根据数列中0的个数可得,集合中元素的个数共有个,
当时,则数列,中有项取值不同,有项取值相同,
可得,;;;
随机变量的分布列
X
0
1
2
3
所以.
(ⅱ)证明:因为数列,是从集合中任意取出的两个不同数列,
则数列,为项数列,所以的可能取值为:1,2,3,…,k,
根据数列中0的个数可得,集合中元素的个数共有个,
当时,则数列,中有项取值不同,有项取值相同,
从项中选择项,和在项的某一项数字相反,其余项,两者均在同一位置数字相同,
由于,此问题为组合问题,故所有的情况会重复1次,故共有种情况,
所以,
因为,
所以
,
即.
7.(2025·吉林·二模)已知在抛物线上,其中关于y轴的对称点为,记直线的斜率为且.
(1)证明数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(2)求的面积;
(3)记为数列的前n项和,是否存在正整数,使成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)先根据抛物线过的点求出,然后利用得,然后根据等比数列的定义证明,并根据等比数列的通项公式求解即可.
(2)法一:求出直线的斜率,进而求出直线方程,求出到直线的距离及,代入三角形面积公式求解即可.
法一:先证明在中,,则的面积,然后代入三角形面积公式求解即可.
(3)先根据求出,利用等差数列求和公式得,再代入已知等式列式求解,即可求得满足条件的正整数.
【详解】(1)证明:点在抛物线上,,
即抛物线方程为.
.
即.
.
.
是以2为首项,2为公比的等比数列,即.
符合上式,数列的通项公式是.
(2)(法一).
直线的斜率为.
直线的方程为:,即.
到直线的距离为,
.
.
(法二)证明:在中,,
则的面积.
证明如下:,
.
下面求的面积.
,
.
.
(3).
.
.
.,
或或.
解得或或(舍).
或.
【点睛】关键点点睛:对于新结构数列的证明问题,要结合题干中递推式关系,根据等比数列(等差数列)的定义式判断即可,注意证明等比数列时,要说明项不为0.
8.已知数列的首项为,点在函数的图象上.
(1)证明:数列为等比数列,并求数列的通项公式;
(2)设,.
(i)求数列的前项和;
(ii)试确定所有的正整数,使数列中存在某个连续项的和是数列中的一项,并证明.
【分析】(1)由点在函数图像上得递推式,取倒数变形构造,证得等比后利用等比通项反解出;
(2)(i)代入化简求出,再算出,得到等差乘等比型数列,采用错位相减法求前项和;
(ii)设连续项和,结合全为奇数,通过模分奇偶讨论;偶数时和为偶数矛盾舍去,奇数可找到对应正整数满足条件,故为全体正奇数.
【详解】(1)因为点在函数的图象上,
所以,即,
整理得,
又,,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,整理得;
(2)(i),,
,
所以①,
②,
①②得,
,
所以;
(ii),设数列从第项开始,连续项的和为,
,
,数列的项全部为正奇数,因此要求为奇数,即为奇数,
因为恒为奇数,所以必须为奇数,
题意等价于存在正整数,使得③,
当为正偶数时,
令,
,因此,
,即是的倍数,
所以是偶数,与必须为奇数矛盾,即为正偶数均不满足条件,
当为正奇数时,
令,
,奇次幂保持余数,
,即除以余,
所以为奇数,
证明如下:取(取数列第一项为连续段起点),
代入③得,解出,
为奇数,则为偶数,设,,
,,
所以能被整除,为整数,
又,代入得,即是正整数,
所以对任意正奇数,取时,总能找到对应的正整数,使连续项和,满足题意,
即满足条件的正整数是全体正奇数,即.
9.(2026·山东聊城·一模)对于函数,若存在,使成立,则称为函数的不动点.已知函数的不动点为,数列满足,,它的前项和为.
(1)证明:;
(2)若,证明:当为偶数时,;
(3)若,证明:当时,.
【分析】(1)构造单调函数,利用零点存在与单调性锁定零点区间,快速证得;
(2)先归纳得到数列奇偶项分处两侧,再构造递增函数证相邻两项和小于,偶数项求和放缩即得结论;
(3)根据(2)问结论,构造函数,借助函数的单调性得到相邻两项和上下界,再分奇偶对分类放缩求和,结合的范围完成不等式证明.
【详解】(1)证明:由题意,有,即.
记,则,
求导得,于是在上单调递增.
而,,
由零点存在定理,得,即.
(2)证明:易知在单调递减.
因为,所以,即,于是,即.
依次反复操作,易推得,,①.
证明如下:假设,则,即,
于是,即,于是结论①得证.
记,则,
于是在上单调递增.
因为,所以,即,
于是,,
于是当为偶数时,.
(3)先证明,,②.
由已知可得,假设,,
易知在单调递减,于是,即,
于是,即,于是结论②成立.
由(1)可知,在上单调递增,
又,于是,结合(1)可知.
由(2)知,在上单调递增,
因为,,所以,即,即.
因为,所以,即,即.
当且为偶数时,
,
;
当且n为奇数时,
,
.
综上,当时,.
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