专题02 递推数列求通项 压轴题专项训练-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第二册
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内容正文:
专题02 递推数列求通项
数列 · 章级培优 压轴题专项训练
解题通法
题型归纳
题型一、累加与累乘
题型二、构造等比数列求通项
题型三、分式递推与不动点
题型四、$a_n$ 与 $S_n$ 的关系
题型五、周期、摆动与规律探究
压轴挑战
▍ 解题通法
递推求通项的本质,是看递推式的形状决定第一步往哪里变形:差是 的式子就累加,商是 的式子就累乘;右边仍带着 ,就待定系数配常数、同除 或取倒数,把它化成等差、等比;递推是“一次除以一次”,先解不动点方程 ,双根作比、重根取倒数; 与 混在一起,用 ()消元后回到前面几类,由作差得到的通项必须检验 能否并入首项;按奇偶分段的隔项看子列,下标很大的项先算前几项找周期,再把下标对周期取余.规律探究题的难点不在算,而在先把递推信息翻译成项与项、块与块之间的关系,再用这个关系给出严格的论证.
▍ 题型归纳
▍ 题型一、累加与累乘
▸ 典例 1 记 为数列 的前 项和,已知 , 是公差为 的等差数列.求 的通项公式.
【答案】
【分析】先把 写成 的式子,得 ,与 版本相减消去 ,化成 ,再用累乘.
【详解】解:因为 ,所以 ,即数列 是首项为 、公差为 的等差数列,
,即 .
当 时,,两式相减,并利用 ,得 ,
整理得 ,即 ().
累乘:,
其中分子 与分母 交叉对消,只剩 除以 .
检验: 时 ,公式对一切 成立,故 .
▍ 题型模版
1.特征:递推式可化为 或 ,右端是只含 的式子;有时需先经一步变形(如与含 的条件相减)才能化成这种形状.
2.方法:累加把 个差式逐项相加,右边先求和(裂项、等比等)再补上 ;累乘把 个比式逐项相乘,分子分母交叉对消后再补乘 .
3.提醒:累加、累乘的式子个数是 而不是 ,上限写错则整个通项错位;累乘前必须说明各项非零;求出通项后要代 检验能否并入首项,不能并入就分段写.
▸ 变式 1-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
【答案】
【分析】差是只含 的分式,右端可裂项,累加后用裂项相消求和.
【详解】解:由递推式 ,取 得 个差式,
(),
所以 ().
检验: 时 ,公式可并入首项,故对一切 ,.
再验递推:,与条件一致.
▸ 变式 1-2 记 为数列 的前 项和,已知 ,.求 的通项公式.
【答案】
【分析】原式与 版本相减得 ; 时含 的系数为零须单独处理,之后从 起累乘.
【详解】解:当 时,,即 ,得 .
当 时,,与 相减,得 ,
整理得 .此处 时系数 为零,不能作比,代 得 ,即 ,与前面相互印证.
当 时,,从 到 累乘,
().
检验: 时 符合; 时公式给 也符合,故 ().
回代原式: 恒成立.
▍ 题型二、构造等比数列求通项
▸ 典例 2 已知数列 中,,且 ().
(1)证明:数列 是等差数列;
(2)求 的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【分析】两边同乘 把分式递推翻译成 ,把 整体当作新数列.
【详解】证明:(1)两边同乘 ,得 ,即 对一切 成立.
记 ,则 ,且 ,所以 是首项为 、公差为 的等差数列.
解:(2)由(1)得 ,
所以 ().
检验: 时 ; 时由递推得 ,公式给 ,一致.
▍ 题型模版
1.特征:(, 为非零常数),或右端带 、 这类随 变化的项;递推式一步对消不掉,需要先构造一个等差或等比数列.
2.方法:常数项用待定系数配 :设 ,比较得 ,则 是公比为 的等比数列;指数项两边同除 ,令 化为累加;能整体成型的(如 )先把整体当作新数列再看差分.
3.提醒:若首项满足 ,数列从第一项起是常数列,不必再写等比;同除时除数的指数必须与下标同步,除完检查左边恰为 ;构造出的 不是答案,必须还原 并代 检验.
▸ 变式 2-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
【答案】
【分析】右端含 ,配常数失效;两边同除 ,把 化为等差数列.
【详解】解:两边同除 ,得 .
记 ,则 ,且 ,
所以 是首项 、公差 的等差数列,.
还原:.
检验: 时 ; 时递推给 ,公式给 ,一致.
▸ 变式 2-2 已知数列 满足 ,().
(1)证明:数列 是等比数列;
(2)求 的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【分析】 型,按 配常数,凑出 .
【详解】证明:(1)设 ,展开比较常数项得 ,
于是 .又 ,所以 是首项为 、公比为 的等比数列.
解:(2)由(1)得 ,即 .
检验: 时 ; 时递推给 ,公式给 ,一致.
▍ 题型三、分式递推与不动点
▸ 典例 3 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
【答案】
【分析】解不动点方程得 与 ,分别作差后相除,公用分母 被约净, 成等比.
【详解】解:不动点方程 ,去分母得 ,两根 ,.
分别作差:,.
两式相除:.
记 ,则 是首项 、公比 的等比数列,.
反解:由 交叉相乘得 ,即 ,所以 .
检验: 时 ; 时递推给 ,公式给 ,一致.
由 及递推式归纳得 ,故 ;又 使 ,变形全程合法,故 .
▍ 题型模版
1.特征:分式线性递推 (,);分子与分母成特殊倍数关系时(如 )可直接取倒数,不必平移.
2.方法:解不动点方程 :有两个不等实根 时, 是等比数列;有重根 时, 是等差数列;无实根时转向找周期.
3.提醒:动笔前先代 验证它是否恰为不动点,若是则数列为常数列;作比前说明各项不取到 ;反解 用交叉相乘而不是背公式,求出后代 与递推值比对.
▸ 变式 3-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
【答案】
【分析】不动点方程判别式为零,重根 ,只能对不动点作差再取倒数,把 化成等差.
【详解】解:不动点方程 ,化为 ,重根 ;此时作比会得到 ,改走取倒数.
作差:.
取倒数:.
记 ,则 ,, 是首项、公差同为 的等差数列,.
反解:.
检验: 得 ; 递推给 ,公式给 ,一致;由 与递推式归纳得 ,故 ,取倒数合法.
▸ 变式 3-2 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
【答案】
【分析】分子恰是分母的一部分,直接两边取倒数化为等差;取倒数前先用正项归纳说明 .
【详解】解:;若 ,则 ,归纳得各项为正,取倒数合法.
两边取倒数:,
所以 是首项 、公差 的等差数列,.
故 .
检验: 得 ; 递推给 ,公式给 ,一致.
▍ 题型四、$a_n$ 与 $S_n$ 的关系
▸ 典例 4 记 为数列 的前 项和, 为数列 的前 项积,已知 .
(1)证明:数列 是等差数列;
(2)求 的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2),当 时
【分析】用前 项积的关系 消去 ,条件降为只含 的递推;求出 后作差得 , 必须单独检验.
【详解】证明:(1)由 ,当 时 ,即 .
代入条件得 ,即 ,所以 ().
当 时 ,由 得 ,即 ,.
故 是首项 、公差 的等差数列.
解:(2)由(1)得 ,
当 时 ; 时 代入该式也成立,故 对一切 成立.
当 时 .
检验 :,首项不能并入,故 ,当 时 ,必须分段书写.
▍ 题型模版
1.特征:条件里 与 (或 的前 项积、商)同时出现,单看相邻两项推不动.
2.方法:原式与 版本相减,用 ()消去 ,或反向消去 ;出现前 项积时先用 互化;消元后回到累加、累乘或构造模型.
3.提醒: 只对 成立,作差得到的通项必须检验 :代回等于 才能并入,否则分段写; 一律由原式代 求得;作差后出现含 的因子做除数(如 )时,要先讨论它为零的那一项.
▸ 变式 4-1 记 为等比数列 的前 项和,已知 .求 的通项公式.
【答案】
【分析】数列已是等比形,用 时与原式相减消去 ,把公比 定下来,再代 定首项.
【详解】解:设 的公比为 ,首项为 ,则 .
当 时,,与 相减,并利用 ,得 ,
即 ,所以 .
再代 :,即 ,解得 ,
故 .
检验: 时公式给 ;由通项得 ,,,
代回条件:,,两边相等,递推与首项都吻合,
且由等比求和公式得 ,于是 恒成立,故 .
▸ 变式 4-2 记 为数列 的前 项和,已知 .
(1)证明: 是等差数列;
(2)若 ,, 成等比数列,求 的最小值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【分析】(1)去分母后与 版本相减,得 ;(2)设首项 ,用等比中项解出 , 是关于 的二次式,按 为正整数求最值.
【详解】证明:(1)由条件得 .当 时,,
两式相减:,整理得 .
因为 时 ,两边同除以 ,得 ,所以 是公差为 的等差数列.
解:(2)设 ,则 ,,,.
由等比中项 ,展开得 ,解得 .
于是 ,.
,对称轴为 ;因为 为正整数,最值在 或 处取得,
,,故 的最小值为 .
▍ 题型五、周期、摆动与规律探究
▸ 典例 5 已知数列 满足 ,当 ()时 ;当 ()时 .
(1)记 ,写出 ,,并求数列 的通项公式;
(2)求 的前 项和.
【答案】(1),,;(2)
【分析】递推按 的奇偶分段,一步走不到 ;偶数项看偶数项是封闭的( 与 各走一次),隔项构造 ;求和时把相邻奇偶项配对.
【详解】解:(1)( 为奇数),( 为偶数),,故 ,.
一般地,,
所以 是首项 、公差 的等差数列,.
解:(2)由(1)得 ;又 ,故 .
每对相邻奇偶项之和 .
前 项恰为 对:.
检验:分别代 ,,,, 与逐项递推一致;奇数项 也满足 ,故前 项和为 .
▍ 题型模版
1.特征:递推按 的奇偶分段给出;或分式递推无实不动点、负公比使项的符号交替;或所求项的下标很大,要求先找规律(周期)再定位.
2.方法:奇偶分段就隔项看,把 (或奇数项子列)写成封闭递推;无不动点时逐项迭代算前几项,出现循环即定周期 ,用下标对 取余定位(余 对应 );摆动数列分别观察奇数项子列、偶数项子列的单调性.
3.提醒:分段通项要分别代一个奇数、一个偶数验证;周期从 起算,余数错位是最常见的失分点;每一步迭代都要检查分母不为零;公比为负时 与 正负交替,不能默认单调.
▸ 变式 5-1 已知等差数列 的公差为 ,集合 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】每隔三项角增加 ,余弦值循环;集合只有两个元素说明一个周期内的三个值中恰有两个相等,借助单位圆上等分点的对称性定出这两个值.
【详解】解:设 ,则 ,故 , 以 为周期, 中至多三个元素.
若 恰有两个元素,则 ,, 中恰有两个相等.在单位圆上 ,, 对应的点是三等分点,两个角的余弦相等当且仅当它们的终边关于 轴对称,故三个点中必有一个落在 轴上,即某一项等于 ().
不妨设 ,则 ;另外两项为 与 ,其余弦值都是 .
于是 ,,选 B.
检验:取 ,三项余弦为 ,,,,乘积 ;取 得 ,乘积仍是 ,结论与 的奇偶无关.
▸ 变式 5-2 已知数列 的各项均为正数,其前 项和 满足 ().给出下列四个结论:① 的第 项小于 ;② 为等比数列;③ 为递减数列;④ 中存在小于 的项.其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①③④
【分析】由 定首项,逐项解出 , 验证前三个结论;再由 递增且无上界推出 趋于 ,判定结论④.
【详解】解: 时 ,各项为正得 .
①: 时 ,即 ,解得 ,由 得 ,正确.
②: 时 ,其中 ;解得 满足 .计算比值:,而对 解方程 得 ,,两比值不等,不是等比数列,错误.
③:各项为正故 严格递增; 时 ,又 ,所以 是递减数列,正确.
④:若 有上界 ,则递增数列 趋于极限 ,各项增量 有正下界, 将超过任意常数,矛盾;故 无上界, 可以任意小,必存在某项小于 ,正确.
所以所有正确结论的序号是 ①③④.故填 ①③④.
▍ 压轴挑战
1.记 为数列 的前 项和.若 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】 是从第 项到第 项这一段跨段和,逐项取 写出四段,逐层剥出 .
【详解】解:.
取 :;取 :,由 得 .
取 :,得 .
取 :,故 ,选 C.
本题不要求数列是等差或等比,分段剥离只依赖 的含义本身;每一步都可代回 复核.
2.已知数列 满足 ,(),则数列 是 ( )
A.公差为 的等差数列 B.公比为 的等比数列 C.公差为 的等差数列 D.常数列
【答案】A
【分析】不动点方程有二重根 ,作比会失配;只对不动点作差再取倒数,把 化成等差数列,公差由前两项复核.
【详解】解:不动点方程 ,去分母得 ,即 ,二重根 ,
判别式为零,作比得到 恒为 ,失去信息,改对不动点作差再取倒数.
作差:,
取倒数:,
所以 是公差为 的等差数列,选 A.
检验:,而 ,,
两者之差为 ,之比为 ,故 B(公比 )、D(常数列)均不成立,C 把公差 误作 ,也不成立.
合法性:由 归纳得 ,故 、 全程成立,作差与取倒数都不越界.
3.已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】把不等式递推当作斐波那契型下界逐项放大,得 ,再由 传递到 ;其余选项构造增长更慢或更快的反例排除.
【详解】解:由 时 得 ,.逐项放大:
,,,,,,,,
,,,,,.
由前几项为正及 知 时 且 ,故 ,B 一定正确.
A 不一定:取 ,,,,,,,,逐项验证 ,,,,,,, 全部成立,以后各项继续按略大于前两项之和递推,即满足题设而 .
C、D 不一定:让 在 后增长得足够快(例如从某步起取前两项之和的 倍),可使 、.
所以选 B.
4.嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列 :,,,依此类推,其中 ().则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连分数每多接一层,分母变大或变小交替发生:偶数项子列递增、奇数项子列递减,且偶数项恒小于与它相邻的前一个奇数项,四个选项按这两条单调链逐一判断.
【详解】解:比较相邻两项: 与 只差在分母末尾多接了 ,分母变大、分数值变小,故 ; 的分母中 换成 ,使内层分数 ,外层分母变小、分数值变大,故 ,同时 .
如此方向逐层交替:偶数项子列 递增,奇数项子列 递减,并且每个偶数项都小于紧挨它前面的奇数项 ,于是任一偶数项都小于任一奇数项.
A:奇数项子列递减,,A 错误.
B: 是偶数项、 是奇数项,,B 错误.
C:偶数项子列递增,,C 错误.
D: 为偶数项、 为奇数项, 恒成立,选 D.
上述单调链与 的具体取值无关:比较 与 只需看最后接入的一层 使倒数第二层分母增大、分数值减小、再反推外层增大,方向随 的奇偶交替.
5.已知数列 满足 (),则 ( )
A.当 时, 为递减数列,且存在常数 ,使得 恒成立 B.当 时, 为递增数列,且存在常数 ,使得 恒成立 C.当 时, 为递减数列,且存在常数 ,使得 恒成立 D.当 时, 为递增数列,且存在常数 ,使得 恒成立
【答案】B
【分析】平移 ,递推化为 ;按 与 、 的位置关系分类,判断 收敛于 还是发散到无穷,以及符号是否保持.
【详解】解:令 ,则 .不动点满足 ,即 或 .
当 时 ,故 , 单调递减趋于 (极限只能是方程 的根 ),且 保持原符号;当 时 , 单调递增且无上界;当 时为常数列.
A: 即 ,,, 递减且无下界,故不存在常数 使 恒成立,A 错误.
B: 即 ,,, 恒负、递增趋于 ,故 递增且 恒成立;取 (满足 )即知 B 正确.
C: 即 ,, 递减趋于 ,故 递减且 ;但 可任意接近 ,任何 都存在某项使 ,C 错误.
D: 即 ,, 递增至 , 无上界,不存在使 恒成立的 ,D 错误.
所以选 B.
6.某校学生在研究民间剪纸艺术时发现,剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折.规格为 的长方形纸,对折 次共可以得到 、 两种规格的图形,它们的面积之和 ;对折 次共可以得到 、、 三种规格的图形,它们的面积之和 ,以此类推.则对折 次共可以得到不同规格图形的种数为 ;如果对折 次,那么 .
(1)对折 次共可以得到不同规格图形的种数为 ;
(2)如果对折 次,那么 .
【答案】(1);(2)
【分析】把每次对折后的规格排成一列:对折 次得到 种规格,每种面积恰为 ,于是 ;求和是等差乘等比的片段和,用错位相减.
【详解】解:(1)原纸规格记为 .每对折一次,恰把某一条边减半,所以对折 次后的规格形如 ,
其中 ,共 种且互不相同:对折 次得 种、对折 次得 种,与题给数据一致;
所以对折 次得到 种,即 .故填 .
(2)每种规格图形的面积为 ,与 无关,
故 .检验:,,与题设完全一致.
于是 .记 ,错位相减:
,两式相减得 ,
括号内按等比求和为 ,故 ,
所以 ( 时 ,公式给 ,符合),
故 .故填 .
检验: 时公式给 ,与前两次面积之和一致.
7.设实数 满足:存在数列 ,使得对任意 ,均有 ,且 中存在某连续 项 构成公比为 的等比数列.则 的最大值为 .
【答案】
【分析】把数列按每三项一块,块和 ;连续 项按起点下标除以 的余数分三类,等比数列中相隔 位的两段整块和之比为 ,把 的上界转化为相邻块和之比的最大值,再构造等号可取的实例.
【详解】解:记 ,由 作差得 ( 时 也符合),即第 块的和恒为 .
设连续 项为 ,(若 则 项全零,与所在块和为 矛盾).按 除以 的余数分类.
若 (): 项恰含第 、、 三个整块,其和依次为 ,,,且对应等比数列中依次相隔 项的三段,应成公比 的等比数列,需 ,即 ,矛盾,此类不存在.
若 ():第 至 项恰为整块 ,第 至 项恰为整块 ,两块之和的比为 ,故 ,等号在 (即 )取得.
若 ():第 至 项与第 至 项各为一整块,同理 ,等号在 取得.
故必有 ,即 .
再说明 可以取到:取 项为 ,令 (),由第 块 解出 ;此时第 块 ,与 相符.再取 使 ,取 使 ,此后每块任取三项使块和为 ,即得满足全部条件的数列.
所以 的最大值为 .故填 .
8.在数列 中,,,对任意 且 ,均存在正整数 ,满足 .
(1)求 所有可能的值;
(2)命题 :若 成等差数列,则 ,证明 是真命题,同时写出 的逆命题 ,并判断命题 是真命题还是假命题,说明理由;
(3)若 (),求数列 的通项公式.
【答案】(1) 或 ;(2) 是真命题;逆命题 :若 ,则 成等差数列,是假命题(反例见详解);(3),当 为偶数时 ,当 为大于 的奇数时 ()
【分析】(1)由递推一步步穷举可选项;(2)公差被前两项定死为 , 逐一验算即真,逆命题取一条前段仿等差、中途改步的数列即可推翻;(3)把相邻两个偶数项条件 、 联立消去中间项得 ,对前面各项按 的幂与 的幂两类穷形尽相,逼出 的唯一取法,归纳定出全部奇数项.
【详解】解:(1) 时 只能取 ,;
时 : 得 , 得 ,
故 所有可能的值为 或 .
(2)证明 :若 成等差数列,则公差 ,(),.
此时 ,,,故 ,恒有 , 是真命题.
逆命题 :若 ,则 成等差数列. 是假命题.
反例:取数列 ,逐步验证存在性:;;;;;
();(),满足题设递推且 ,
但 从第 项起不再是公差 的等差数列,故 不成立,是假命题.
(3)由 知 ,,,……由(1)知此时第 步必须取 ,得 .
下面归纳证明:奇数项被偶数项条件唯一钉死,且 ().
设 已依次等于 (前奇数项为 与 ,前偶数项为 ).
记 (),而下一步必须给出 :
,即 ().
若 (),则 :当 时 ,舍去;当 时 ,括号内除以 余 且不为 的倍数( 得 ,无解;()左边除以 余 ,矛盾),
此时 既不是 的幂也不是 的幂,不在已出现的项中,舍去.
若 (),则 : 时 ,舍去; 时 ,括号除以 余 且大于 ,若它是 的幂只能等于 ,得 与 矛盾;若它是 的幂,得 即 ,无解( 时 除以 余 ,而 ()被 整除, 时被 除余 ,皆矛盾),舍去;
故只能 ,即 (此时 ,取 ,均在下标允许范围内),
从而 被唯一确定,归纳法完成( 时 与 一致).
再验证这样定出的数列确实满足题设:每一步取 即可(,,代 、 均成立),故所求通项为:
;当 为偶数时 ();当 为不小于 的奇数时 (,).
检验:,,,,,,,,与逐位穷举所得完全一致.
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专题02 递推数列求通项
数列 · 章级培优 压轴题专项训练
解题通法
题型归纳
题型一、累加与累乘
题型二、构造等比数列求通项
题型三、分式递推与不动点
题型四、$a_n$ 与 $S_n$ 的关系
题型五、周期、摆动与规律探究
压轴挑战
▍ 解题通法
递推求通项的本质,是看递推式的形状决定第一步往哪里变形:差是 的式子就累加,商是 的式子就累乘;右边仍带着 ,就待定系数配常数、同除 或取倒数,把它化成等差、等比;递推是“一次除以一次”,先解不动点方程 ,双根作比、重根取倒数; 与 混在一起,用 ()消元后回到前面几类,由作差得到的通项必须检验 能否并入首项;按奇偶分段的隔项看子列,下标很大的项先算前几项找周期,再把下标对周期取余.规律探究题的难点不在算,而在先把递推信息翻译成项与项、块与块之间的关系,再用这个关系给出严格的论证.
▍ 题型归纳
▍ 题型一、累加与累乘
▸ 典例 1 记 为数列 的前 项和,已知 , 是公差为 的等差数列.求 的通项公式.
▍ 题型模版
1.特征:递推式可化为 或 ,右端是只含 的式子;有时需先经一步变形(如与含 的条件相减)才能化成这种形状.
2.方法:累加把 个差式逐项相加,右边先求和(裂项、等比等)再补上 ;累乘把 个比式逐项相乘,分子分母交叉对消后再补乘 .
3.提醒:累加、累乘的式子个数是 而不是 ,上限写错则整个通项错位;累乘前必须说明各项非零;求出通项后要代 检验能否并入首项,不能并入就分段写.
▸ 变式 1-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
▸ 变式 1-2 记 为数列 的前 项和,已知 ,.求 的通项公式.
▍ 题型二、构造等比数列求通项
▸ 典例 2 已知数列 中,,且 ().
(1)证明:数列 是等差数列;
(2)求 的通项公式.
▍ 题型模版
1.特征:(, 为非零常数),或右端带 、 这类随 变化的项;递推式一步对消不掉,需要先构造一个等差或等比数列.
2.方法:常数项用待定系数配 :设 ,比较得 ,则 是公比为 的等比数列;指数项两边同除 ,令 化为累加;能整体成型的(如 )先把整体当作新数列再看差分.
3.提醒:若首项满足 ,数列从第一项起是常数列,不必再写等比;同除时除数的指数必须与下标同步,除完检查左边恰为 ;构造出的 不是答案,必须还原 并代 检验.
▸ 变式 2-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
▸ 变式 2-2 已知数列 满足 ,().
(1)证明:数列 是等比数列;
(2)求 的通项公式.
▍ 题型三、分式递推与不动点
▸ 典例 3 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
▍ 题型模版
1.特征:分式线性递推 (,);分子与分母成特殊倍数关系时(如 )可直接取倒数,不必平移.
2.方法:解不动点方程 :有两个不等实根 时, 是等比数列;有重根 时, 是等差数列;无实根时转向找周期.
3.提醒:动笔前先代 验证它是否恰为不动点,若是则数列为常数列;作比前说明各项不取到 ;反解 用交叉相乘而不是背公式,求出后代 与递推值比对.
▸ 变式 3-1 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
▸ 变式 3-2 已知数列 满足 ,(),求 的通项公式.
▍ 题型四、$a_n$ 与 $S_n$ 的关系
▸ 典例 4 记 为数列 的前 项和, 为数列 的前 项积,已知 .
(1)证明:数列 是等差数列;
(2)求 的通项公式.
▍ 题型模版
1.特征:条件里 与 (或 的前 项积、商)同时出现,单看相邻两项推不动.
2.方法:原式与 版本相减,用 ()消去 ,或反向消去 ;出现前 项积时先用 互化;消元后回到累加、累乘或构造模型.
3.提醒: 只对 成立,作差得到的通项必须检验 :代回等于 才能并入,否则分段写; 一律由原式代 求得;作差后出现含 的因子做除数(如 )时,要先讨论它为零的那一项.
▸ 变式 4-1 记 为等比数列 的前 项和,已知 .求 的通项公式.
▸ 变式 4-2 记 为数列 的前 项和,已知 .
(1)证明: 是等差数列;
(2)若 ,, 成等比数列,求 的最小值.
▍ 题型五、周期、摆动与规律探究
▸ 典例 5 已知数列 满足 ,当 ()时 ;当 ()时 .
(1)记 ,写出 ,,并求数列 的通项公式;
(2)求 的前 项和.
▍ 题型模版
1.特征:递推按 的奇偶分段给出;或分式递推无实不动点、负公比使项的符号交替;或所求项的下标很大,要求先找规律(周期)再定位.
2.方法:奇偶分段就隔项看,把 (或奇数项子列)写成封闭递推;无不动点时逐项迭代算前几项,出现循环即定周期 ,用下标对 取余定位(余 对应 );摆动数列分别观察奇数项子列、偶数项子列的单调性.
3.提醒:分段通项要分别代一个奇数、一个偶数验证;周期从 起算,余数错位是最常见的失分点;每一步迭代都要检查分母不为零;公比为负时 与 正负交替,不能默认单调.
▸ 变式 5-1 已知等差数列 的公差为 ,集合 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
▸ 变式 5-2 已知数列 的各项均为正数,其前 项和 满足 ().给出下列四个结论:① 的第 项小于 ;② 为等比数列;③ 为递减数列;④ 中存在小于 的项.其中所有正确结论的序号是 .
▍ 压轴挑战
1.记 为数列 的前 项和.若 ,,则 ( )
A. B. C. D.
2.已知数列 满足 ,(),则数列 是 ( )
A.公差为 的等差数列 B.公比为 的等比数列 C.公差为 的等差数列 D.常数列
3.已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是 ( )
A. B. C. D.
4.嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列 :,,,依此类推,其中 ().则 ( )
A. B. C. D.
5.已知数列 满足 (),则 ( )
A.当 时, 为递减数列,且存在常数 ,使得 恒成立 B.当 时, 为递增数列,且存在常数 ,使得 恒成立 C.当 时, 为递减数列,且存在常数 ,使得 恒成立 D.当 时, 为递增数列,且存在常数 ,使得 恒成立
6.某校学生在研究民间剪纸艺术时发现,剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折.规格为 的长方形纸,对折 次共可以得到 、 两种规格的图形,它们的面积之和 ;对折 次共可以得到 、、 三种规格的图形,它们的面积之和 ,以此类推.则对折 次共可以得到不同规格图形的种数为 ;如果对折 次,那么 .
(1)对折 次共可以得到不同规格图形的种数为 ;
(2)如果对折 次,那么 .
7.设实数 满足:存在数列 ,使得对任意 ,均有 ,且 中存在某连续 项 构成公比为 的等比数列.则 的最大值为 .
8.在数列 中,,,对任意 且 ,均存在正整数 ,满足 .
(1)求 所有可能的值;
(2)命题 :若 成等差数列,则 ,证明 是真命题,同时写出 的逆命题 ,并判断命题 是真命题还是假命题,说明理由;
(3)若 (),求数列 的通项公式.
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