内容正文:
专题02 数列求和12种常见考法归类
题型脑图·核心考法构建
考法深研·解题技能通关
题型01 公式法
1.核心逻辑
数列直接是等差、等比数列,直接套用求和公式;含绝对值数列,先找变号点,分段去掉绝对值再分别用公式。
2.解题步骤
①判断是等差还是等比,提取首项、公差/公比、项数;
②直接代入对应求和公式;
③绝对值型:令,找出正负分界点,分界前后分别求和。
3.易错提醒
等比忘记讨论;绝对值求和不找零点直接去掉绝对值;项数数错。
1.(2026高三·全国·专题练习)设是首项为4,公差的等差数列的前项和,若和的等比中项为.求:
(1)的通项公式;
(2)使的最大值.
2.(2026·吉林长春·模拟预测)已知数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前20项和的值.
3.(2026高二·陕西汉中·期中)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求的通项公式及前n项和;
(2)求数列的前20项和.
4.(2026高三·四川·学业考试)已知等差数列的前项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求的前项和.
题型02 错位相减法
1.核心逻辑
通项结构:等差×等比,即。
2.解题步骤
①写出;
②等式两边同乘等比的公比,得到;
③两式错位对齐相减;注意相减后一共项;
④合并化简,两边除以得到。
3.易错提醒
相减时符号出错;最后一项容易漏掉;指数计算错误;忘记除以。
5.(26-27高三·江西吉安·开学考试)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)若,求数列的前项和.
6.(2026·山东烟台·模拟预测)在数列中,,.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
7.(2026·四川成都·模拟预测)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.
8.(2026·吉林长春·模拟预测)已知数列的前项和().
(1)证明:为等差数列;
(2)设(),求.
9.(2026·山西忻州·模拟预测)记为数列的前项和,已知,是等差数列,且,.
(1)求和的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
10.(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.
题型03 分组求和法
1.核心逻辑
通项拆成两组可求和数列相加:,、分别是等差、等比等可求和数列;分别求和,再相加。
2.解题步骤
①把通项拆为两个简单数列;
②分别求两个数列前项和;
③。
3.易错提醒
拆分通项出错;等比数列求和忽略。
11.(2026·贵州黔南·模拟预测)已知等差数列的前项和为,数列是各项均为正数的等比数列,且满足,,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列,求数列的前项和.
12.(2026·宁夏吴忠·模拟预测)已知数列的前项和为,数列是等差数列,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
13.(2026·河北·模拟预测)已知等比数列满足,,数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前40项和.
14.(2026·江苏南京·模拟预测)已知数列中,其前项和记为,且.
(1)数列满足对于恒成立,则称数列是等差数列.证明:数列是等差数列;
(2)若,记,求的前20项的和.
15.(2026·云南·模拟预测)已知正项数列的前n项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)记,求数列的前n项和.
题型04 并项求和法
1.核心逻辑
通项带有,或者相邻两项相加可以合并化简;将第项,项……两两捆绑,得到新的简单数列,适合求前、前项和。
2.解题步骤
①偶数项项:直接两两配对;
②奇数项项:配对之后,单独保留最后一项;
③对捆绑之后的新数列求和。
3.易错提醒
求奇数项和,忘记单独余下最后一项;奇偶情况不分开讨论直接写统一表达式。
16.(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.
17.(2026·天津·模拟预测)在数列中,.
(1)求的通项公式.
(2)已知集合,记的非空子集为,中的所有元素的和为,记.
(i)求数列的前2n项和
(ii)记中最大的元素为,求
18.(2026·河北保定·模拟预测)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.
19.(2026·辽宁朝阳·模拟预测)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.
20.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知数列,满足,且,是关于x的方程的两个根.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
题型05 裂项相消法等差型
1.核心逻辑
分母是等差数列相邻两项乘积:
·
为等差数列公差。求和中间项全部抵消,只留首尾少数项。
2.解题步骤
①把通项拆成两项之差;
②展开写前几项,看清哪些抵消,剩下哪几项;
③整理化简结果。
3.易错提醒
漏掉系数;分不清剩下第几项,错误全部消为0。
21.(2026·湖南永州·模拟预测)记为等差数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式.
(2)数列的前项和为,求证:.
22.(2026·海南三亚·模拟预测)已知等差数列的公差 ,且 ,,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记的前 项和为,求证:.
23.(2026·山东日照·模拟预测)已知正项数列的前项和为,满足,,数列满足,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足,求证:数列的前项和小于.
24.(2026·云南昭通·模拟预测)已知正项数列中,,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,若,证明:.
25.(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.
题型06 裂项相消法根式型
1.核心逻辑
分母为根式相加,分母有理化实现裂项。
2.解题步骤
①分母有理化,写成两个根式相减;
②展开,中间抵消;
③化简。
3.易错提醒
有理化时漏掉前面的系数。
26.(2026高三·山西吕梁·开学考试)已知数列的前n项和为,,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
27.(2026高二·广西河池·阶段检测)已知数列的前n项和为,
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
28.(2026高三·江西吉安·阶段检测)已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,,求数列的前项和.
题型07 裂项相消法指数型
1.核心逻辑
分母为指数式乘积,把分式拆成两个指数式的差。
常见:
2.解题步骤
①待定系数裂项;
②展开观察抵消项;
③化简得到。
3.易错提醒
不会待定系数拆分;直接照搬模型不看原题底数。
29.(2026·湖南岳阳·模拟预测)已知公差不为0的等差数列满足,且成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)设,记的前项和为,证明:对任意,都有.
30.(2026·浙江·模拟预测)正项数列的前项和,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列的前项和.
31.(2026·山东烟台·模拟预测)已知正项数列的前项和为,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
32.(2026高二·广东佛山·期中)已知数列中,,且满足().
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前n项和,证明:.
题型08 裂项相消法对数型
1.核心逻辑
利用对数运算性质,实现裂项。
2.解题步骤
①对数拆成差的形式;
②累加中间抵消。
3.易错提醒
对数运算公式记错。
33.(2026高二·湖北孝感·阶段检测)数列满足:,,则( )
A. B. C. D.
34.(2026高三·甘肃白银·阶段检测)在数列中,,则_______.
题型09 裂项相消法三角型
1.核心逻辑
利用三角恒等变换,拆成两角差;高频:类型。
2.解题步骤
①三角恒等变形,拆成两项差;
②累加抵消;
③化简。
3.易错提醒
三角公式变形出错,看不出裂项结构。
35.(2026高三·山东济南·阶段检测)已知数列中,,设为前n项和,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和
36.(FHgkyldyjsx15)已知在数列中,.
(1)求数列 的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前2024项和.
37.(2026高三·河南·阶段检测)已知数列的前n项和为,,,
(1)求;
(2)若,求数列的前1012项和.
38.(2026高三·安徽·阶段检测)数列各项均为正数,的前n项和记作,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前2023项和.
题型10 倒序相加法
1.核心逻辑
满足定值;将正着写一遍,倒过来再写一遍,两式相加,每一组和为常数。多用于函数衍生数列。
2.解题步骤
①写出;
②倒序:;
③两式相加,每一组相加等于定值;
④求出,再除以2。
3.易错提醒
项数算错;看不出为定值。
39.(2026·湖北·模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数、倒序相加法、最小二乘法、每一个阶代数方程必有个复数解等.若函数,设,则__________.
40.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)设函数,,.则数列的前n项和______.
41.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知数列的前n项和为,且,设函数,则______.
42.(2026·河南·模拟预测)若函数,则( )
A.6322 B. C.6321 D.
43.(2026·山西临汾·模拟预测)已知,数列满足:,则为( )
A.2025 B.2026 C.4050 D.4052
题型11 分段数列求和
1.核心逻辑
通项分段给出:取奇数、偶数表达式不一样;或者前项一种表达式,后面另一种。分段分别求和。
2.解题步骤
①看清奇偶或者分界点;
②前半部分、后半部分分别选用对应求和方法;
③合并结果,可写成分段形式。
3.易错提醒
不区分奇偶直接套公式;项数统计出错。
44.(2026高二·河南新乡·阶段检测)在数列中,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
45.(2026·陕西安康·模拟预测)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
题型12 先放缩后裂项求和
1.核心逻辑
通项不能直接裂项,先对做放缩,变成可以裂项的不等式,再裂项相消,完成不等式证明。
注意:放缩不能放得太大或太小,控制放缩精度。
2.解题步骤
①对合理放缩:(或者);
②,对裂项相消;
③化简得到要证的不等式。
3.易错提醒
放缩尺度失控,导致证明不出;直接把不等号当等号运算。
46.(2026高三·浙江温州·阶段检测)设数列前项和为,且满足,,,数列满足.
(1)求、的通项公式;
(2)记,求证:.
47.(2026·河南·模拟预测)若数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
48.(2026高三·云南·阶段检测)记为数列的前项和,已知是首项为3,公差为1的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:当时,.
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专题02 数列求和12种常见考法归类
题型脑图·核心考法构建
考法深研·解题技能通关
题型01 公式法
1.核心逻辑
数列直接是等差、等比数列,直接套用求和公式;含绝对值数列,先找变号点,分段去掉绝对值再分别用公式。
2.解题步骤
①判断是等差还是等比,提取首项、公差/公比、项数;
②直接代入对应求和公式;
③绝对值型:令,找出正负分界点,分界前后分别求和。
3.易错提醒
等比忘记讨论;绝对值求和不找零点直接去掉绝对值;项数数错。
1.(2026高三·全国·专题练习)设是首项为4,公差的等差数列的前项和,若和的等比中项为.求:
(1)的通项公式;
(2)使的最大值.
【答案】(1)
(2)4
【详解】(1)由题意可设,
,
,,
又,
,
,.
(2),
,
,即,
又,的最大值为4.
2.(2026·吉林长春·模拟预测)已知数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前20项和的值.
【答案】(1)
(2)440
【分析】(1)求出,由求出,验证即可求得答案;
(2)讨论的取值,得到数列通项公式,然后分组求和求得答案.
【详解】(1)当时,,
当时,,
当时,,
所以数列的通项公式为
(2)令,则,
所以当时,,当时,,
所以
.
3.(2026高二·陕西汉中·期中)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求的通项公式及前n项和;
(2)求数列的前20项和.
【答案】(1),
(2)106
【分析】(1)由题设可得等差数列的首项和公差,据此可得答案;
(2)由题可得数列是递增数列,当时,;当时,;当时,,从而,据此可得答案.
【详解】(1)因为,所以,
设等差数列的公差为d,则,
从而,故,
.
(2)因为公差,所以数列是递增数列,令,解得,
所以当时,;当时,;当时,,
由(1)知,,
所以,
因为,所以.
4.(2026高三·四川·学业考试)已知等差数列的前项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差中项可得,进而求出公差,由此即可求出数列的通项公式;
(2)由题意可知是首项为,公比为的等比数列,再根据等比数列的前项和公式,即可求出结果.
【详解】(1)解:设等差数列的公差为,
因为,
所以,即,
所以,
所以,即;
(2)解:由(1)可知,,
所以,
又,所以是首项为,公比为的等比数列,
所以的前项和.
题型02 错位相减法
1.核心逻辑
通项结构:等差×等比,即。
2.解题步骤
①写出;
②等式两边同乘等比的公比,得到;
③两式错位对齐相减;注意相减后一共项;
④合并化简,两边除以得到。
3.易错提醒
相减时符号出错;最后一项容易漏掉;指数计算错误;忘记除以。
5.(26-27高三·江西吉安·开学考试)已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)证明:因为,所以,
即,
所以,
所以数列是公差为4的等差数列.
(2)
【详解】(1)略
(2)因为,所以,,
所以,
所以,
,
两式相减得
,
所以.
6.(2026·山东烟台·模拟预测)在数列中,,.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)在数列中,,,则,
所以,即,解得,
,即,解得,,
以此类推可知,对任意的,,所以,即,
所以,所以数列为等比数列,首项为,公比为.
(2)
【分析】(1)将等式变形为,再结合等比数列的定义证明即可;
(2)求出的表达式,利用错位相减法结合分组求和法可求得的表达式.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知,所以,
所以,
设数列的前项和为,
则,
①,
②,
①②得
,所以,
故.
7.(2026·四川成都·模拟预测)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.
8.(2026·吉林长春·模拟预测)已知数列的前项和().
(1)证明:为等差数列;
(2)设(),求.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)由即可证明数列为等差数列.
(2)先利用错位相减求出解析式,再将代入即可求解的值.
【详解】(1)证明:由题意,在数列中,,
∴,,
又满足
所以
∴是以为首项,为公差的等差数列.
(2)在中,
,
,
两式相减得,
,
∴
9.(2026·山西忻州·模拟预测)记为数列的前项和,已知,是等差数列,且,.
(1)求和的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1) ,
(2)
【分析】(1)对利用前项和与通项的关系推导其为等比数列求通项,对利用等差数列基本量求公差得通项;
(2)数列为等差乘等比的结构,采用错位相减法求解前项和.
【详解】(1)当时,,解得;
当时,,整理得,故是首项为2、公比为2的等比数列,
,
设等差数列的公差为,由,得,解得,
.
(2)由(1)得,故①,
又②,
①②得,化简得,
.
10.(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)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)
【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)略
(3)已知 ,则 ,
令 ,
用错位相减法:,
,
两式相减得:
所以
所以 ,从而
题型03 分组求和法
1.核心逻辑
通项拆成两组可求和数列相加:,、分别是等差、等比等可求和数列;分别求和,再相加。
2.解题步骤
①把通项拆为两个简单数列;
②分别求两个数列前项和;
③。
3.易错提醒
拆分通项出错;等比数列求和忽略。
11.(2026·贵州黔南·模拟预测)已知等差数列的前项和为,数列是各项均为正数的等比数列,且满足,,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列,求数列的前项和.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)根据等差数列的通项公式和前项和公式,以及等比数列的通项公式,列出方程组,求得公差和公比,即可求得等差数列和等比数列的通项公式;
(2)由(1)可得数列的通项公式,运用分组求和法,结合等差数列和等比数列的前项和公式,即可求解.
【详解】(1)由题意,设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
因为,,所以,
又,,所以,解得或(舍),
所以等差数列的通项为,即,
等比数列的通项为,即;
(2)由(1)可得,,,
所以,
所以
.
12.(2026·宁夏吴忠·模拟预测)已知数列的前项和为,数列是等差数列,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)当时,,
当时,,
经检验,时符合上式,
所以,.
由上可知,,
设的公差为,则,
所以,,
即.
(2)由(1)得,
则数列的前项和为:
,
,
,
,
所以,数列的前项和.
13.(2026·河北·模拟预测)已知等比数列满足,,数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列的前40项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由数列已知两项的值即可求得公比及首项,从而写出通项公式,然后由对数计算出数列的通项公式;
(2)由分组求和及裂项相消即可求得数列前40项的和.
【详解】(1)设等比数列的公比为,
由题意可知,∴公比,
∴,
∴数列的通项.
∴数列的通项公式.
(2)由题意可知,
∴,
,
,
.
14.(2026·江苏南京·模拟预测)已知数列中,其前项和记为,且.
(1)数列满足对于恒成立,则称数列是等差数列.证明:数列是等差数列;
(2)若,记,求的前20项的和.
【答案】(1)当时,,解得,
当时,,,
所以,化简得 ①,
,化简得 ②,
①-②得,化简得,
所以数列是以1为首项的等差数列.
(2)600.
【分析】(1)由与,构造出条件所给出的模型,直接判断等差数列;
(2)由数列所给出的形式判断数列的奇数项和偶数项分别成等差数列,通过分组求和直接求出的前20项的和.
【详解】(1)略
(2)
由(1)可知,数列是以1为首项的等差数列,,公差为2,
所以,
因为,
所以,
所以
.
15.(2026·云南·模拟预测)已知正项数列的前n项和为,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)记,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用,结合等差数列的定义求得.
(2)对进行分类讨论,利用裂项求和法、错位相减求和法求得.
【详解】(1)由,得,当时,,即,
又,所以.当时,,
所以,
即,整理得,
因为,所以,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,所以.
(2)由(1)得,
①当n为偶数时,
,
设,则,
令,所以,
两式相减得:,
,
所以,所以;
②当n为奇数时,
,
所以.
题型04 并项求和法
1.核心逻辑
通项带有,或者相邻两项相加可以合并化简;将第项,项……两两捆绑,得到新的简单数列,适合求前、前项和。
2.解题步骤
①偶数项项:直接两两配对;
②奇数项项:配对之后,单独保留最后一项;
③对捆绑之后的新数列求和。
3.易错提醒
求奇数项和,忘记单独余下最后一项;奇偶情况不分开讨论直接写统一表达式。
16.(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,
17.(2026·天津·模拟预测)在数列中,.
(1)求的通项公式.
(2)已知集合,记的非空子集为,中的所有元素的和为,记.
(i)求数列的前2n项和
(ii)记中最大的元素为,求
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)根据给定的递推公式,构造常数列求出通项公式.
(2)(i)利用组合计数问题求出中每个元素出现的次数,再利用等差数列前项和公式求出,然后利用并项求和法求出;
(ii)利用组合计数问题求出中的每个元素为最大元素的个数,再利用错位相减法求和即得.
【详解】(1)在数列中,由,得,
因此数列是常数列,则,,
所以的通项公式为;
(2)(i)集合的每个元素在非空子集中出现的次数均为
,
因此
,
,
所以
;
(ii)依题意,的非空子集有个,
其中最大元素为的子集中,含1个元素的子集有1个,含2个元素的子集有个,
含3个元素的子集有个,,含个元素的子集有个,
因此最大元素为的子集有个,
同理得最大元素为的集有个,
最大元素为1的子集有个,
则=,
记,
则,
两式相减得
=,
所以=.
18.(2026·河北保定·模拟预测)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.
19.(2026·辽宁朝阳·模拟预测)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,,
.
20.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知数列,满足,且,是关于x的方程的两个根.
(1)求;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据韦达定理得出数列的递推关系,进而判断数列类型,求出通项公式.
(2)先求出,进而得到的表达式,然后利用分组和裂项相消法求出.
【详解】(1)因为,是关于x的方程的两个根.
所以由韦达定理得,即,
所以数列是以1为首项,2为公差的等差数列,所以.
(2)由(1)得,所以.
所以根据韦达定理得,所以.
所以.
所以.
题型05 裂项相消法等差型
1.核心逻辑
分母是等差数列相邻两项乘积:
·
为等差数列公差。求和中间项全部抵消,只留首尾少数项。
2.解题步骤
①把通项拆成两项之差;
②展开写前几项,看清哪些抵消,剩下哪几项;
③整理化简结果。
3.易错提醒
漏掉系数;分不清剩下第几项,错误全部消为0。
21.(2026·湖南永州·模拟预测)记为等差数列的前项和,已知,.
(1)求数列的通项公式.
(2)数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)由(1)知,故,
,
,
因为,所以.
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和前项和公式求解;
(2)利用裂项相消法求解.
【详解】(1)设等差数列公差为,
因为,所以,
因为, ,所以,
则,解得,即,
联立,解得,
则.
(2)略
22.(2026·海南三亚·模拟预测)已知等差数列的公差 ,且 ,,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记的前 项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明:因为, :
所以.
所以
因为为正整数,,所以,
因此:.
【分析】(1)利用已知条件列出方程组,求出,即可得出结果;
(2)由(1)可得,通过裂项,根据求和计算即证得结果.
【详解】(1)设等差数列首项为,公差,由,成等比数列,
可得:,由,解得:,
所以的通项公式为.
(2)略
23.(2026·山东日照·模拟预测)已知正项数列的前项和为,满足,,数列满足,.
(1)求和的通项公式;
(2)若数列满足,求证:数列的前项和小于.
【答案】(1),
(2)证明:由(1)得,则,
设数列的前项和为,
则,得证.
【分析】(1)利用化简即可求出;易知为等比数列,根据等比数列通项公式求解即可;
(2)由裂项相消法求出数列的前项和,结合不等式放缩即可得出证明.
【详解】(1)因为,所以,
两式相减得,即,
因为为正项数列,所以,则,
因为,所以,因此,是以1为首项,2为公差的等差数列,
则.
因为,所以,
由,则,所以是以2为首项,2为公比的等比数列,
则,所以.
(2)略
24.(2026·云南昭通·模拟预测)已知正项数列中,,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,若,证明:.
【答案】(1)
(2)证明:因为,
所以,
所以.
因为,所以,
因为数列单调递增,所以,
所以.
【分析】(1)利用与已知建立等式,得出是等差数列,进而求出,再根据与的关系求通项;
(2)利用(1)的结论,利用裂项相消法求和,再结合数列单调性证明即可.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
所以,
又,
所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,
所以,所以.
当时,,
也满足上式,
所以数列的通项公式为.
(2)略
25.(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)
【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.
题型06 裂项相消法根式型
1.核心逻辑
分母为根式相加,分母有理化实现裂项。
2.解题步骤
①分母有理化,写成两个根式相减;
②展开,中间抵消;
③化简。
3.易错提醒
有理化时漏掉前面的系数。
26.(2026高三·山西吕梁·开学考试)已知数列的前n项和为,,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件可证明数列是等差数列,然后可算出答案;
(2),然后可算出答案.
【详解】(1)由得:
即,
所以数列为等差数列,
由得,
设公差为d,,得,
所以,
故数列的通项公式为.
(2),
所以.
27.(2026高二·广西河池·阶段检测)已知数列的前n项和为,
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,可求出数列的通项公式;
(2)由(1)求出,由裂项相消法求解即可.
【详解】(1)由当时,,
当时,满足上式,所以,
(2)
,
故.
28.(2026高三·江西吉安·阶段检测)已知数列的前项和为,且.
(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,即可求出数列的通项公式;
(2)由(1)得,可得,然后再利用裂项相消即可求出结果.
【详解】(1)当时,由得:.当时,①;
②上面两式相减,得:,
所以数列是以首项为,公比为的等比数列.得:.
(2),
,
.
【点睛】裂项相消在使用过程中有一个很重要得特征,就是能把一个数列的每一项裂为两项的差,其本质就是两大类型类型一:型,通过拼凑法裂解成;类型二:通过有理化、对数的运算法则、阶乘和组合数公式直接裂项型;该类型的特点是需要熟悉无理型的特征,对数的运算法则和阶乘和组合数公式.无理型的特征是,分母为等差数列的连续两项的开方和,形如型,常见的有①;②对数运算本身可以裂解;③阶乘和组合数公式型要重点掌握和.
题型07 裂项相消法指数型
1.核心逻辑
分母为指数式乘积,把分式拆成两个指数式的差。
常见:
2.解题步骤
①待定系数裂项;
②展开观察抵消项;
③化简得到。
3.易错提醒
不会待定系数拆分;直接照搬模型不看原题底数。
29.(2026·湖南岳阳·模拟预测)已知公差不为0的等差数列满足,且成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)设,记的前项和为,证明:对任意,都有.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等差数列的通项公式及等比中项的性质求解即可.
(2)求出,利用裂项相消法求出,进一步证明即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则.
由成等比数列,得.
展开得,化简得,即.
因为,所以,于是.
(2)由(1)知,则.
又,所以.
于是.
故对任意,都有.
30.(2026·浙江·模拟预测)正项数列的前项和,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用已知写出的表达式,与作差可得到与的关系,结合等差数列的定义即可证明;
(2)由(1)可求出的通项公式,再由与的关系求出的通项公式,代入得,利用裂项相消即可求解.
【详解】(1)证明:当时,,解得,
当时, ,
与作差可得:,
数列是正项数列,,
,即,
,即,
所以数列是等差数列.
(2)由(1)知数列是以为首项,1为公差的等差数列,
所以,即,
当时,,
,,
,
则.
31.(2026·山东烟台·模拟预测)已知正项数列的前项和为,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件式变形得,构造常数列求得,再利用时推导出,确定为等比数列,进而得到通项公式;
(2)先由(1)求得,将裂项为,再通过裂项相消法求和,化简得到的表达式.
【详解】(1)由,得.
所以,即.
当时,,整理得,
所以是以为首项,2为公比的等比数列,所以.
(2)由(1)得,
所以,
所以,
,
整理得.
32.(2026高二·广东佛山·期中)已知数列中,,且满足().
(1)求的通项公式;
(2)令,为数列的前n项和,证明:.
【答案】(1)
(2)
由(1)得,所以,
故
,
由于,故,
又,
故,所以
【分析】(1)构造等比数列求通项公式;
(2)利用裂项相消求出,并判断的正负性.
【详解】(1)由得,,
由于,故,故,
故数列是以3为首项,公比为3的等比数列,
所以,故
(2)略
题型08 裂项相消法对数型
1.核心逻辑
利用对数运算性质,实现裂项。
2.解题步骤
①对数拆成差的形式;
②累加中间抵消。
3.易错提醒
对数运算公式记错。
33.(2026高二·湖北孝感·阶段检测)数列满足:,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由累加法可得,从而可得的值.
【详解】由,可得,
利用累加法可得,
化简得,则.
故选:C.
34.(2026高三·甘肃白银·阶段检测)在数列中,,则_______.
【答案】4
【分析】先将递推数列进行变形化简,然后利用累加法求出结果.
【详解】由得,,
所以,
累加得.
故答案为:4.
题型09 裂项相消法三角型
1.核心逻辑
利用三角恒等变换,拆成两角差;高频:类型。
2.解题步骤
①三角恒等变形,拆成两项差;
②累加抵消;
③化简。
3.易错提醒
三角公式变形出错,看不出裂项结构。
35.(2026高三·山东济南·阶段检测)已知数列中,,设为前n项和,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先用与的关系以及递推公式求出,再利用累乘法即可求得通项公式;
(2)由(1)结论代入可得,利用三角函数两角差公式化简可得,再利用累加法即可求得数列的前n项和.
【详解】(1)数列中,,为前n项和,
当时,,,
当时,①,
②,
由②-①得:,,
即,
当时,,递推可得:,,,,
由累乘法可得:,
,又因为,所以,即,经检验,当时符合上式,
所以;
(2)由(1)可知,,所以:
,
所以
;
所以数列的前n项和.
36.(FHgkyldyjsx15)已知在数列中,.
(1)求数列 的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前2024项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,化简得到,结合裂项法求和法,即可求解;
(2)由(1)知,,结合,即可求解.
【详解】(1)解:因为,可得,
所以,当时,,
即,又因为,则;
当时,成立,所以.
(2)解:由(1)知,,
所以 ,
因为,
于是,
,
所以,所以数列的前项的和为.
37.(2026高三·河南·阶段检测)已知数列的前n项和为,,,
(1)求;
(2)若,求数列的前1012项和.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据求和的定义,整理可得数列的递推公式,结合等差数列的基本概念,可得答案;
(2)由(1)整理通项公式,利用裂项相消,可得答案.
【详解】(1)当时,因为,所以,
即.又,所以是首项为1,公差为2的等差数列,
所以.
(2)由(1)知,,
,
而所以
.
38.(2026高三·安徽·阶段检测)数列各项均为正数,的前n项和记作,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前2023项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,有相减得,结合各项均为正数,并因式分解即可求解.
(2)由(1)得,结合可知,由裂项相消法即可求解.
【详解】(1)当时,有相减得,即,各项均为正数,
所以,
又当时,,
解得或(舍),
所以对任意正整数n,均有,
故是以首项为1,公差以1的等差数列,
所以.
(2)由于,
故,
由(1)得,
记前n项和为,则
,
所以.
题型10 倒序相加法
1.核心逻辑
满足定值;将正着写一遍,倒过来再写一遍,两式相加,每一组和为常数。多用于函数衍生数列。
2.解题步骤
①写出;
②倒序:;
③两式相加,每一组相加等于定值;
④求出,再除以2。
3.易错提醒
项数算错;看不出为定值。
39.(2026·湖北·模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数、倒序相加法、最小二乘法、每一个阶代数方程必有个复数解等.若函数,设,则__________.
【答案】46
【分析】先证,由倒序相加法可得通项,然后可解.
【详解】因为函数的定义域为,
设是函数图象上的两点,其中,且,则有,
从而当时,有:,当时,,
,
相加得
所以,又,
所以对一切正整数,有;
故有.
故答案为:46.
40.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)设函数,,.则数列的前n项和______.
【答案】
【分析】由题设,讨论n的奇偶性求的通项公式,再求.
【详解】由题设,,
所以,
即且n ≥ 2,
当时,,
当时,,
所以,
故答案为:.
41.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知数列的前n项和为,且,设函数,则______.
【答案】/
【分析】根据可求,从而可求.易验证,故可采用倒序相加法求题设式子的值.
【详解】∵①,
∴当时,②,
①-②得,∴;
当时,,∴,此时仍然成立,
∴.
∴当n=1时,;
当时,,
当n=1时,上式也成立,故.
由于,
设
则,
∴.
故答案为:.
【点睛】本题关键是熟练掌握利用前n项和与通项公式的关系求得,观察猜测并发现为定值,从而利用倒序相加法即可求和.
42.(2026·河南·模拟预测)若函数,则( )
A.6322 B. C.6321 D.
【答案】D
【分析】根据题干条件易得首末项自变量之和为常数2,可得,进而利用倒序相加求解即可.
【详解】令,则,
所以,
则,
所以,
令,
则,两式相加得,
所以.
43.(2026·山西临汾·模拟预测)已知,数列满足:,则为( )
A.2025 B.2026 C.4050 D.4052
【答案】B
【分析】根据给定函数,得,再利用倒序相加法求和即可.
【详解】由函数,得
,
令,
则,
两式相加得,
所以,解得.
题型11 分段数列求和
1.核心逻辑
通项分段给出:取奇数、偶数表达式不一样;或者前项一种表达式,后面另一种。分段分别求和。
2.解题步骤
①看清奇偶或者分界点;
②前半部分、后半部分分别选用对应求和方法;
③合并结果,可写成分段形式。
3.易错提醒
不区分奇偶直接套公式;项数统计出错。
44.(2026高二·河南新乡·阶段检测)在数列中,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知条件可得数列是等差数列,再根据可求出公差,从而可求出数列的通项公式,
(2)设数列的前n项和为,则由等差数列的求和公式可求出,由可求得时,,当时,,然后分情况可求出.
【详解】(1)∵,∴,
∴数列是等差数列,设其公差为d.
∵,∴,
∴
(2)设数列的前n项和为,则由(1)可得,
由(1)知,令,得,
∴当时,,
则
;
当时,,则,
∴
45.(2026·陕西安康·模拟预测)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,化简得到,得出数列为等差数列,求得,进而求得的通项公式;
(2)由(1)得到,当为奇数时,;当为偶数时,,结合,结合等差数列、等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】(1)解:由,可得,所以,
又由,所以,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以,则,
当时,,所以,
又当时,满足上式,
所以的通项公式为.
(2)由(1)可知当为奇数时,;
当为偶数时,,
所以
题型12 先放缩后裂项求和
1.核心逻辑
通项不能直接裂项,先对做放缩,变成可以裂项的不等式,再裂项相消,完成不等式证明。
注意:放缩不能放得太大或太小,控制放缩精度。
2.解题步骤
①对合理放缩:(或者);
②,对裂项相消;
③化简得到要证的不等式。
3.易错提醒
放缩尺度失控,导致证明不出;直接把不等号当等号运算。
46.(2026高三·浙江温州·阶段检测)设数列前项和为,且满足,,,数列满足.
(1)求、的通项公式;
(2)记,求证:.
【答案】(1),
(2)证明:
因为,解得,
所以,,
当时,成立;
当时,
,
此时,
综上所述,对任意的,.
【分析】(1)令,由可得,两式作差可推导出数列为常数列,可求得数列的通项公式,进而可求得的通项公式;
(2)求得,验证当时不等式成立,令,由放缩法可得出,利用不等式的基本性质可证得所证不等式成立.
【详解】(1)对任意的,,
当时,由可得,
上述两个等式作差得,所以,,
所以,,所以,,
令,则,故数列为常数列,且,
所以,,
也满足,故对任意的,.
故,所以,.
(2)略.
47.(2026·河南·模拟预测)若数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明:
当n=1时,;
当时,,
则,
故;
综上,.
【分析】(1)运用累加法即可求出 的通项公式;
(2)运用裂项相消法即可证明.
【详解】(1)因为,,
所以,
故;
(2)略.
48.(2026高三·云南·阶段检测)记为数列的前项和,已知是首项为3,公差为1的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:当时,.
【答案】(1);
(2)
当时,,
,
∴,
∴.
【分析】(1)先由等差数列的通项公式可得,再根据即可求出的通项公式;
(2)由(1)可知,,根据放缩法以及裂项相消求和法,当时,,即可证出.
【详解】(1)∵是首项为3,公差为1的等差数列,∴,
∴.∴当时,,.
又不满足,
∴的通项公式.
(2)略
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