大题03 数列讲义-2027届高三数学一轮复习
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内容正文:
大题03 数列
2027年高考数学(解答题满分冲刺)
公式定理汇总 1
常用结论、二级结论归纳 5
2024/2025/2026高考真题 8
易错点速查清单 9
速记口诀 12
典例讲解之会一题通一类 14
解答题专项题组A(基础回归) 16
解答题专项题组B(能力提升) 17
解答题专项题组C(思维拓展) 19
公式定理汇总
一、数列基本概念与 与 的关系
数列 的前 项和记为
则
识别特征:题干给出 的表达式,或给出含 与 的关系式。
通法选择:先由 得 ,再由 得 ,最后检验 是否符合 时的表达式。若不符合,应分段写出通项。
书写要求:必须写“当 时”和“当 时”两段,最后写“经检验, 时……”。不能直接用 求 。
二、等差数列
定义:
其中 为公差。
通项公式:
前 项和:
常用性质:
若 ,则
特别地,
识别特征:题干出现相邻两项之差为常数,或出现 的下标和结构,或 为关于 的二次式且无常数项。
通法选择:基本量法,即把条件全部化为 与 的方程;涉及下标和时用性质简化;涉及 最值时,看 的符号变化或转化为二次函数。
书写要求:证明等差数列必须回到定义,写“(常数)”,不能只写通项公式。
三、等比数列
定义:
其中 为公比。
通项公式:
前 项和:
常用性质:
若 ,则
特别地,
识别特征:题干出现相邻两项之比为常数,或出现 的下标和结构,或出现 型通项。
通法选择:基本量法,把条件化为 与 的方程;求和前必须先判断 是否可能;涉及下标和时用性质简化。
书写要求:证明等比数列必须写“(常数)”,并注明 。求和时必须分 与 讨论。
四、等差、等比数列的判定与证明
等差数列判定:
1. 定义法:(常数);
1. 中项法:;
1. 通项法:;
1. 前 项和法:。
等比数列判定:
1. 定义法:(常数,且 );
1. 中项法:(且各项非零);
1. 通项法:;
1. 前 项和法: 型。
识别特征:题干要求“证明 是等差数列/等比数列”,或要求判断某数列是否为等差、等比数列。
通法选择:证明优先用定义法,判断可用定义法或中项法。通项法和前 项和法多用于选择题、填空题,解答题证明必须回到定义。
书写要求:证明时写“因为 (与 无关的常数),所以 是等差数列”。等比证明要注明分母不为零。
五、通项公式的常用求法
1. 公式法:已知等差或等比,直接代通项公式。
2. 累加法:若
则
3. 累乘法:若
则
4. 构造法:若
则设
解得
从而 为等比数列。
5. 取倒数法:若
则两边取倒数,化为 的等差或等比型。
6. 法:由 求通项,注意检验 。
识别特征:题干给出递推关系,要求求通项公式。
通法选择:差为 用累加;比为 用累乘; 用构造;分式递推用取倒数;含 用 法。
书写要求:累加、累乘要写清起始项和项数;构造法要写出待定系数 的求解过程;取倒数要注明 。
六、前 项和的常用求法
1. 公式法:等差、等比直接用求和公式。
2. 分组求和法:若数列可拆为几个等差、等比或可求和数列的和,分别求和再相加。
3. 裂项相消法:若通项可化为
的形式,则求和后中间项相消,只剩首尾若干项。
4. 错位相减法:若数列为“等差 等比”型,即
则用错位相减法求和。
5. 倒序相加法:若数列满足 为常数,则可用倒序相加。
6. 奇偶讨论法:若通项含 或需按 的奇偶分类,则分奇偶求和。
识别特征:题干要求求 ,或求数列前 项和。
通法选择:先看通项结构——等差、等比用公式;分式且分母为乘积用裂项;等差乘等比用错位相减;含 用奇偶讨论;通项为几部分之和用分组求和。
书写要求:裂项要写清裂项系数;错位相减要写清两式相减后等比部分的项数和符号;奇偶讨论要分别写出 为奇数、偶数时的结果,并检验统一形式。
七、数列不等式与放缩
基本思路:证明 或 ,常将通项放缩为可求和的形式,再求和比较。
常用放缩:
识别特征:题干要求证明数列不等式,或求参数范围使不等式恒成立。
通法选择:先尝试求和后比较;若不能直接求和,将通项放缩为裂项型或等比型,再求和。放缩方向由目标不等式决定,证明“小于”时放大通项,证明“大于”时缩小通项。
书写要求:每一步放缩都要写清依据,并注意放缩后是否仍能推出目标;放缩起点 与 是否需单独验证。
八、数列单调性与最值
数列单调性:
** 最值**:对等差数列,若 ,则 在 且 处取得最大值;若 ,则 在 且 处取得最小值。
识别特征:题干求数列最大项、最小项,或求 的最大值、最小值。
通法选择:作差比较相邻项,或利用等差、等比数列的单调性; 最值转化为 的符号变化,或利用二次函数对称轴。
书写要求:写清“由 解得 的范围”,再写最值;不能只写结论。
常用结论、二级结论归纳
结论1:等差中项与等比中项
若 成等差数列,则
若 成等比数列,则
且 同号或 (各项非零时同号)。
识别特征:题干出现三项成等差、等比,或出现 的关系。
使用条件:等比中项中 只说明 是 的等比中项,不保证 同号;若题干要求三项成等比数列,还需检验符号。
书写要求:由 求 时,应写 ,再结合条件取舍。
结论2:下标和性质
等差数列中,若 ,则
等比数列中,若 ,则
识别特征:题干出现 、 等下标和相等的结构,或求 的配对和。
使用条件:必须是等差或等比数列,且下标均为正整数。等比数列中各项不为零。
书写要求:写“由等差数列下标和性质得”,再列等式;不能对非等差、等比数列使用。
结论3:片段和性质
等差数列中,
仍成等差数列,公差为 。
等比数列中( 且各项非零),
仍成等比数列,公比为 。
识别特征:题干给出 、、 的部分值,求其余值。
使用条件:等差数列无额外条件;等比数列需注意 且 为偶数时片段和可能为零,不能直接作等比处理。
书写要求:写清“由片段和性质, 成等差(比)数列”,再列方程。
结论4: 的函数特征
等差数列的前 项和
即 为关于 的二次式,且常数项为零。
等比数列的前 项和()
即 型。
识别特征:题干给出 的表达式,判断是否为等差或等比数列,或求参数。
使用条件:等差数列 无常数项;若给出 且 ,则从第二项起为等差,但整体不是等差数列。
书写要求:由 判断数列类型时,先用 求通项,再检验 。
结论5:裂项公式汇总
识别特征:通项为分式,分母为乘积或根式和差。
使用条件:裂项后中间项能相消;裂项系数不能漏乘。
书写要求:写清“因为 ,所以 ”,并写出相消后剩余的项。
结论6:错位相减的结果形式
若
则
型,即结果可整理为
识别特征:通项为“等差 等比”型。
使用条件:;若 ,则退化为等差求和。
书写要求:错位相减时写清
两式相减后,等比部分的项数和符号要写清。最后整理为 的形式。
结论7:构造法待定系数
若
设
则
若
可设
再待定 。
识别特征:递推式为线性递推或含 的递推式。
使用条件:;若 ,则退化为累加。
书写要求:写出“设 ,展开比较系数得 ”,再写“所以 是等比数列”。
结论8:奇偶项处理
若通项含 ,求和时按 的奇偶分类:
识别特征:通项含 ,或递推式分奇偶给出。
使用条件:必须先写出 与 的表达式,再分组求和。
书写要求:分别写出 为奇数、偶数时的 ,最后检验能否统一为一个表达式。
结论9:数列不等式放缩的常用方向
证明 时,放大通项:
证明 时,缩小通项:
识别特征:数列不等式证明,通项为分式、根式或含 的结构。
使用条件:放缩后必须能求和,且放缩方向与目标一致;起点 与 是否需单独验证。
书写要求:每一步放缩写清依据,最后写“综上,”。
结论10:数列单调性与最值的判定
数列 递增的充要条件是
等差数列 最值:若 ,则 最大时 满足
若 ,则 最小时 满足
识别特征:求最大项、最小项、 最值。
使用条件:等差数列;等比数列最值需结合 的范围讨论。
书写要求:写清不等式组的解法,再写“所以当 时, 取得最大值”。
2024/2025/2026高考真题
1.(2026·天津·高考真题)已知等差数列与等比数列满足:,,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,,或,记为中的元素个数.
(i)求;
(ii)求.
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)给定正整数m,设函数,求.
3.(2024·全国甲卷·高考真题)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
5.(2024·天津·高考真题)已知为公比大于0的等比数列,其前项和为,且.
(1)求的通项公式及;
(2)设数列满足,其中.
(ⅰ)当时,求证:;
(ⅱ)求.
易错点速查清单
易错点1:由 求 漏检验
学生典型错误:直接用 得到通项,不检验 ,导致 与通项公式不符。
成因分析: 只对 成立, 需单独计算。
纠正要求:固定写“当 时,;当 时,;经检验, 时……”。若不符合,写分段通项。
易错点2:等比数列求和漏讨论
学生典型错误:直接用 ,没有讨论 。
成因分析:等比求和公式在 时分母为零,不适用。
纠正要求:求和前先判断 是否可能为 。若题干未说明,分 与 讨论;若由条件可推出 ,写明“因为 ”。
易错点3:错位相减项数与符号出错
学生典型错误:两式相减后等比部分的项数数错,或最后一项符号写反。
成因分析:错位相减后,中间等比部分的项数为 项,首项为 ,末项为 ,容易数错。
纠正要求:写清
相减后逐项对齐,最后一项为 。再用等比求和公式,项数为 。
易错点4:裂项系数漏乘
学生典型错误:把
直接写成 ,漏掉系数 。
成因分析:裂项后差值与原分式相差一个常数因子。
纠正要求:裂项后回乘检验。一般地,
易错点5:下标和性质使用前提不清
学生典型错误:对非等差、非等比数列使用 ,或等比数列中忽略各项非零。
成因分析:下标和性质是等差、等比数列的特有性质,不能随意推广。
纠正要求:使用前确认数列类型;等比数列使用 时,注明各项不为零。
易错点6:等比中项漏负根
学生典型错误:由 只取 ,漏掉 。
成因分析:平方根有正负两个,等比中项需结合符号条件取舍。
纠正要求:写 ,再根据 同号或题干条件取舍。
易错点7:累乘法起始项与项数出错
学生典型错误:由 累乘时,乘积从 到 ,或漏掉 。
成因分析:累乘得到的是 ,项数为 。
纠正要求:写
再写 ,最后检验 。
易错点8:构造法待定系数算错
学生典型错误:设 后,展开比较系数出错,或忘记写“所以 是等比数列”。
纠正要求:展开得
与 比较,得
再写“所以 是以 为首项、 为公比的等比数列”。
易错点9:证明等差、等比只用通项公式,不用定义
学生典型错误:证明 是等差数列时,只写出 ,没有回到 。
成因分析:解答题证明必须用定义,通项公式法多用于判断。
纠正要求:证明写“因为 (常数),所以 是等差数列”。等比证明写“因为 (常数),且 ,所以……”。
易错点10:放缩过度或不足
学生典型错误:证明 时放缩过大,导致求和后仍大于 ;或放缩不足,无法求和。
成因分析:放缩方向与目标不一致,或放缩后不可求和。
纠正要求:证明“小于”时放大通项,证明“大于”时缩小通项;放缩后必须能裂项或等比求和。放缩起点 时, 单独验证。
易错点11:奇偶项讨论漏项
学生典型错误:求 时只写 ,没有写 ,或最后没有统一表达式。
纠正要求:分别写出
再检验能否统一为关于 的表达式。
易错点12:数列最值只看二次函数对称轴,忽略 为正整数
学生典型错误:由 的二次函数对称轴 直接取 ,没有取整数。
纠正要求:二次函数对称轴附近取正整数,比较相邻两个整数对应的 ;或用 的符号变化确定最值点。
速记口诀
口诀一: 与
一算首项,二算差,三段检验不能落;
单独看,符合合并不合分。
由 求 :先算 ,再算 时的 ,最后检验 是否符合。
口诀二:等差等比基本量
等差首项加公差,等比首项乘公比;
条件全部化基本,解出 和 (或 )。
等差、等比基本量法:把题干条件全部化为 与 (或 )的方程。
口诀三:等比求和
等比求和先看 , 等一,直接 ;
不等一,一减 的 次方,除以一减 。
等比数列求和必须先讨论 。
口诀四:裂项
分母乘积拆两项,系数回乘不能忘;
相差几,除几,裂完相消看首尾。
口诀五:错位相减
等差乘等比,错位来相减;
对齐写两行,减完等比和;
项数 减一,末项符号负。
错位相减后中间为等比部分,项数 ,末项为 。
口诀六:构造法
线性递推设平移,加上 成等比;
等于 除 减一,首项公比写仔细。
口诀七:下标和
等差下标和相等,对应项和也相等;
等比下标和相等,对应项积也相等。
若 ,等差有 ,等比有 。
口诀八:片段和
等差片段仍等差,等比片段仍等比;
等差公差 方 ,等比公比 的 次方。
等差公差为 ,等比公比为 。
口诀九:数列不等式放缩
证小放大,证大缩小;
放缩之后能求和,起点 单独瞧。
证明 放大通项,证明 缩小通项;放缩后要能裂项或等比求和。
口诀十:最值
等差求和看符号,正变负时最大到;
负变正时最小取,二次函数取整数。
等差数列 最值: 由正变负时 最大,由负变正时 最小;二次函数对称轴附近取正整数。
典例讲解之会一题通一类
6.(2026·广东·模拟预测)已知等比数列满足,且.
(1)求的通项公式;
(2)设,求的前项和.
7.(26-27高三上·广东深圳·阶段检测)已知等差数列前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求;
(3)设数列的前项和为,求.
8.(2026·湖北·模拟预测)已知数列的前项和为,且(,),.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列的前项和为,求.
9.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列{an}的前n项和为,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前n项和.
10.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列的前项和满足.
(1)证明:是等比数列;
(2)设数列,的前项和,证明:.
11.(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.
12.(26-27高三上·四川南充·阶段检测)在各项都是正数的数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前项和为,证明:.
13.(2026·河南信阳·一模)已知数列的通项公式为,的前项和为.
(1)判断是否存在使为整数,若存在,求出的值,若不存在,说明理由;
(2)若数列共有项,其奇数项的和记为,记,数列的前项和记为,比较和的大小;
(3)求满足的最小整数.
14.(2026·广西南宁·一模)已知数列满足,.
(1)若,求中所有元素之和;
(2)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(3)证明:.
15.(26-27高三上·重庆九龙坡·阶段检测)现有一系列曲线,的方程为,从原点出发的射线(,)与曲线交于点,过作曲线的切线与曲线交于点,.
(1)求曲线的离心率;
(2)记的面积为,
(i)求数列的通项公式;
(ii)求证:.
解答题专项题组A(基础回归)
16.(2026·宁夏吴忠·三模)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.
17.(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.
18.(25-26高三下·山东日照·阶段检测)已知数列,首项,点是抛物线上一点.
(1)求的通项公式;
(2)求的前项积.
19.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求的通项公式;
(2)数列满足,,求的通项公式.
20.(2026·河北雄安·模拟预测)已知数列满足,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
21.(2026·海南海口·模拟预测)已知数列的前n项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前n项和,求.
22.(2026·山西吕梁·二模)设各项均为正数的等比数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:.
23.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知是公差为的等差数列,其前项和为,且,.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,其前项和为,证明:.
24.(2026·贵州黔东南·模拟预测)已知公差不为0的等差数列的前n项和为,且,,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求使成立的n的最小值.
25.(2026·湖南怀化·一模)已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的前项和;
(2)记,数列的前项积为,求的最小值.
解答题专项题组B(能力提升)
26.(26-27高三上·江苏苏州·阶段检测)已知数列的前项和为,满足,记.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,证明:.
27.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式,并证明为等差数列;
(2)若,求.
28.(26-27高三上·广东广州·阶段检测)已知公比大于的等比数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间中的项的个数.
(i)写出;
(ii)求数列的前项和.
29.(26-27高三上·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.
30.(2026·全国·模拟预测)已知数列的前项和为,,
(1)若为等差数列,求的取值范围;
(2)若为等比数列,其公比为,求的取值范围.
31.(2026·陕西·三模)已知数列的前项和为,,且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.
32.(2026·山西忻州·模拟预测)设数列满足,().
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
33.(2026·四川绵阳·模拟预测)已知数列的前项和为,.
(1)证明:数列是等比数列,并求出通项公式;
(2)设函数的导函数为,数列满足,求数列的前项和.
34.(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.
35.(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:.
解答题专项题组C(思维拓展)
36.(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,.
37.(2026·陕西西安·模拟预测)已知公差大于0的等差数列的前项和为,且是与的等比中项.
(1)求的通项公式及;
(2)记为在区间内项的个数为数列的前项和.
(i)若,求的最大值;
(ii)设,证明:.
38.(2026·天津河西·三模)已知数列是公差为的等差数列,其前n项和为,数列是公比为的等比数列,其中,,,.
(1)求数列、的通项公式;
(2)数列满足,,其中,
(ⅰ)求;
(ⅱ)求.
39.(2026·天津红桥·三模)已知数列是正项等比数列,是等差数列,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求证:;
(3)表示不超过的最大整数,;求.
40.(2026·甘肃平凉·模拟预测)已知数列中,,.
(1)求;
(2)求数列的前n项和,并证明:.
41.(2026·天津河西·三模)已知数列是等差数列,数列是等比数列,且,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设数列满足,求数列的最大项和最小项.
42.(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.
43.(2026·江苏淮安·模拟预测)已知数列的前项和为,且,数列为等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和.若恒成立,求的最小值;
(3)若从数列的前项中任取两项,记这两项之和能被4整除的概率为,证明:.
44.(2026·天津南开·模拟预测)已知数列为等差数列,数列为等比数列,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
45.(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.
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大题03 数列
2027年高考数学(解答题满分冲刺)
公式定理汇总 1
常用结论、二级结论归纳 5
2024/2025/2026高考真题 8
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解答题专项题组A(基础回归) 30
解答题专项题组B(能力提升) 37
解答题专项题组C(思维拓展) 48
公式定理汇总
一、数列基本概念与 与 的关系
数列 的前 项和记为
则
识别特征:题干给出 的表达式,或给出含 与 的关系式。
通法选择:先由 得 ,再由 得 ,最后检验 是否符合 时的表达式。若不符合,应分段写出通项。
书写要求:必须写“当 时”和“当 时”两段,最后写“经检验, 时……”。不能直接用 求 。
二、等差数列
定义:
其中 为公差。
通项公式:
前 项和:
常用性质:
若 ,则
特别地,
识别特征:题干出现相邻两项之差为常数,或出现 的下标和结构,或 为关于 的二次式且无常数项。
通法选择:基本量法,即把条件全部化为 与 的方程;涉及下标和时用性质简化;涉及 最值时,看 的符号变化或转化为二次函数。
书写要求:证明等差数列必须回到定义,写“(常数)”,不能只写通项公式。
三、等比数列
定义:
其中 为公比。
通项公式:
前 项和:
常用性质:
若 ,则
特别地,
识别特征:题干出现相邻两项之比为常数,或出现 的下标和结构,或出现 型通项。
通法选择:基本量法,把条件化为 与 的方程;求和前必须先判断 是否可能;涉及下标和时用性质简化。
书写要求:证明等比数列必须写“(常数)”,并注明 。求和时必须分 与 讨论。
四、等差、等比数列的判定与证明
等差数列判定:
1. 定义法:(常数);
1. 中项法:;
1. 通项法:;
1. 前 项和法:。
等比数列判定:
1. 定义法:(常数,且 );
1. 中项法:(且各项非零);
1. 通项法:;
1. 前 项和法: 型。
识别特征:题干要求“证明 是等差数列/等比数列”,或要求判断某数列是否为等差、等比数列。
通法选择:证明优先用定义法,判断可用定义法或中项法。通项法和前 项和法多用于选择题、填空题,解答题证明必须回到定义。
书写要求:证明时写“因为 (与 无关的常数),所以 是等差数列”。等比证明要注明分母不为零。
五、通项公式的常用求法
1. 公式法:已知等差或等比,直接代通项公式。
2. 累加法:若
则
3. 累乘法:若
则
4. 构造法:若
则设
解得
从而 为等比数列。
5. 取倒数法:若
则两边取倒数,化为 的等差或等比型。
6. 法:由 求通项,注意检验 。
识别特征:题干给出递推关系,要求求通项公式。
通法选择:差为 用累加;比为 用累乘; 用构造;分式递推用取倒数;含 用 法。
书写要求:累加、累乘要写清起始项和项数;构造法要写出待定系数 的求解过程;取倒数要注明 。
六、前 项和的常用求法
1. 公式法:等差、等比直接用求和公式。
2. 分组求和法:若数列可拆为几个等差、等比或可求和数列的和,分别求和再相加。
3. 裂项相消法:若通项可化为
的形式,则求和后中间项相消,只剩首尾若干项。
4. 错位相减法:若数列为“等差 等比”型,即
则用错位相减法求和。
5. 倒序相加法:若数列满足 为常数,则可用倒序相加。
6. 奇偶讨论法:若通项含 或需按 的奇偶分类,则分奇偶求和。
识别特征:题干要求求 ,或求数列前 项和。
通法选择:先看通项结构——等差、等比用公式;分式且分母为乘积用裂项;等差乘等比用错位相减;含 用奇偶讨论;通项为几部分之和用分组求和。
书写要求:裂项要写清裂项系数;错位相减要写清两式相减后等比部分的项数和符号;奇偶讨论要分别写出 为奇数、偶数时的结果,并检验统一形式。
七、数列不等式与放缩
基本思路:证明 或 ,常将通项放缩为可求和的形式,再求和比较。
常用放缩:
识别特征:题干要求证明数列不等式,或求参数范围使不等式恒成立。
通法选择:先尝试求和后比较;若不能直接求和,将通项放缩为裂项型或等比型,再求和。放缩方向由目标不等式决定,证明“小于”时放大通项,证明“大于”时缩小通项。
书写要求:每一步放缩都要写清依据,并注意放缩后是否仍能推出目标;放缩起点 与 是否需单独验证。
八、数列单调性与最值
数列单调性:
** 最值**:对等差数列,若 ,则 在 且 处取得最大值;若 ,则 在 且 处取得最小值。
识别特征:题干求数列最大项、最小项,或求 的最大值、最小值。
通法选择:作差比较相邻项,或利用等差、等比数列的单调性; 最值转化为 的符号变化,或利用二次函数对称轴。
书写要求:写清“由 解得 的范围”,再写最值;不能只写结论。
常用结论、二级结论归纳
结论1:等差中项与等比中项
若 成等差数列,则
若 成等比数列,则
且 同号或 (各项非零时同号)。
识别特征:题干出现三项成等差、等比,或出现 的关系。
使用条件:等比中项中 只说明 是 的等比中项,不保证 同号;若题干要求三项成等比数列,还需检验符号。
书写要求:由 求 时,应写 ,再结合条件取舍。
结论2:下标和性质
等差数列中,若 ,则
等比数列中,若 ,则
识别特征:题干出现 、 等下标和相等的结构,或求 的配对和。
使用条件:必须是等差或等比数列,且下标均为正整数。等比数列中各项不为零。
书写要求:写“由等差数列下标和性质得”,再列等式;不能对非等差、等比数列使用。
结论3:片段和性质
等差数列中,
仍成等差数列,公差为 。
等比数列中( 且各项非零),
仍成等比数列,公比为 。
识别特征:题干给出 、、 的部分值,求其余值。
使用条件:等差数列无额外条件;等比数列需注意 且 为偶数时片段和可能为零,不能直接作等比处理。
书写要求:写清“由片段和性质, 成等差(比)数列”,再列方程。
结论4: 的函数特征
等差数列的前 项和
即 为关于 的二次式,且常数项为零。
等比数列的前 项和()
即 型。
识别特征:题干给出 的表达式,判断是否为等差或等比数列,或求参数。
使用条件:等差数列 无常数项;若给出 且 ,则从第二项起为等差,但整体不是等差数列。
书写要求:由 判断数列类型时,先用 求通项,再检验 。
结论5:裂项公式汇总
识别特征:通项为分式,分母为乘积或根式和差。
使用条件:裂项后中间项能相消;裂项系数不能漏乘。
书写要求:写清“因为 ,所以 ”,并写出相消后剩余的项。
结论6:错位相减的结果形式
若
则
型,即结果可整理为
识别特征:通项为“等差 等比”型。
使用条件:;若 ,则退化为等差求和。
书写要求:错位相减时写清
两式相减后,等比部分的项数和符号要写清。最后整理为 的形式。
结论7:构造法待定系数
若
设
则
若
可设
再待定 。
识别特征:递推式为线性递推或含 的递推式。
使用条件:;若 ,则退化为累加。
书写要求:写出“设 ,展开比较系数得 ”,再写“所以 是等比数列”。
结论8:奇偶项处理
若通项含 ,求和时按 的奇偶分类:
识别特征:通项含 ,或递推式分奇偶给出。
使用条件:必须先写出 与 的表达式,再分组求和。
书写要求:分别写出 为奇数、偶数时的 ,最后检验能否统一为一个表达式。
结论9:数列不等式放缩的常用方向
证明 时,放大通项:
证明 时,缩小通项:
识别特征:数列不等式证明,通项为分式、根式或含 的结构。
使用条件:放缩后必须能求和,且放缩方向与目标一致;起点 与 是否需单独验证。
书写要求:每一步放缩写清依据,最后写“综上,”。
结论10:数列单调性与最值的判定
数列 递增的充要条件是
等差数列 最值:若 ,则 最大时 满足
若 ,则 最小时 满足
识别特征:求最大项、最小项、 最值。
使用条件:等差数列;等比数列最值需结合 的范围讨论。
书写要求:写清不等式组的解法,再写“所以当 时, 取得最大值”。
2024/2025/2026高考真题
1.(2026·天津·高考真题)已知等差数列与等比数列满足:,,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,,或,记为中的元素个数.
(i)求;
(ii)求.
【答案】(1)
(2)(i);(ii).
【分析】(1)通过基本量计算即可求得通项公式;
(2)(i)分析和项的特征,结合集合的定义即可得解;(ii)利用分组求和法和错位相减法求和即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
因为,
所以,即,解得或(公比不能为0,舍去),
所以
(2)(i)由(1)知为偶数,为奇数,所以数列和没有相同项,
根据题意,集合中的元素由数列和中小于等于项组成,
小于的正偶数有个,由得,,
所以数列中小于等于的项有个,中小于等于的项有个,
所以.
(ii)当时,中小于等于的项有个,
又为偶数时,中小于等于的项有个,为奇数时,中小于等于的项有个,
所以,
所以,
从到共有项,
又为奇数时,
所以
,
所以
令①,
则②,
①-②得
,
所以,
所以
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)给定正整数m,设函数,求.
【答案】(1)证明:由题意证明如下,,
在数列中,,,
∴,即,
∴是以为首项,1为公差的等差数列.
(2)
【分析】(1)根据题目所给条件化简,即可证明结论;
(2)先求出的通项公式,代入函数并求导,函数两边同乘以,作差并利用等比数列前项和得出导函数表达式,即可得出结论.
【详解】(1)略
(2)由题意及(1)得,,
在数列中,首项为3,公差为1,
∴,即,
在中,
,
∴,
当且时,
∴,
∴
∴
.
3.(2024·全国甲卷·高考真题)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用退位法可求公比,再求出首项后可求通项;
(2)利用分组求和法即可求.
【详解】(1)因为,故,
所以即故等比数列的公比为,
故,故,故.
(2)由等比数列求和公式得,
所以数列的前n项和
.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)记为数列的前项和,已知.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用退位法可求的通项公式.
(2)利用错位相减法可求.
【详解】(1)当时,,解得.
当时,,所以即,
而,故,故,
∴数列是以4为首项,为公比的等比数列,
所以.
(2),
所以
故
所以
,
.
5.(2024·天津·高考真题)已知为公比大于0的等比数列,其前项和为,且.
(1)求的通项公式及;
(2)设数列满足,其中.
(ⅰ)当时,求证:;
(ⅱ)求.
【答案】(1)
(2)①
由(1)可知,且,
当时,则,即
可知,
,
可得,
当且仅当时,等号成立,
所以;
②
【分析】(1)设等比数列的公比为,根据题意结合等比数列通项公式求,再结合等比数列求和公式分析求解;
(2)①根据题意分析可知,,利用作差法分析证明;②根据题意结合等差数列求和公式可得,再结合裂项相消法分析求解.
【详解】(1)设等比数列的公比为,
因为,即,
可得,整理得,解得或(舍去),
所以.
(2)(i)略
(ii)由(1)可知:,
若,则;
若,则,
当时,,可知为等差数列,
可得,
所以,
且,符合上式,综上所述:.
【点睛】关键点点睛:1.分析可知当时,,可知为等差数列;
2.根据等差数列求和分析可得.
易错点速查清单
易错点1:由 求 漏检验
学生典型错误:直接用 得到通项,不检验 ,导致 与通项公式不符。
成因分析: 只对 成立, 需单独计算。
纠正要求:固定写“当 时,;当 时,;经检验, 时……”。若不符合,写分段通项。
易错点2:等比数列求和漏讨论
学生典型错误:直接用 ,没有讨论 。
成因分析:等比求和公式在 时分母为零,不适用。
纠正要求:求和前先判断 是否可能为 。若题干未说明,分 与 讨论;若由条件可推出 ,写明“因为 ”。
易错点3:错位相减项数与符号出错
学生典型错误:两式相减后等比部分的项数数错,或最后一项符号写反。
成因分析:错位相减后,中间等比部分的项数为 项,首项为 ,末项为 ,容易数错。
纠正要求:写清
相减后逐项对齐,最后一项为 。再用等比求和公式,项数为 。
易错点4:裂项系数漏乘
学生典型错误:把
直接写成 ,漏掉系数 。
成因分析:裂项后差值与原分式相差一个常数因子。
纠正要求:裂项后回乘检验。一般地,
易错点5:下标和性质使用前提不清
学生典型错误:对非等差、非等比数列使用 ,或等比数列中忽略各项非零。
成因分析:下标和性质是等差、等比数列的特有性质,不能随意推广。
纠正要求:使用前确认数列类型;等比数列使用 时,注明各项不为零。
易错点6:等比中项漏负根
学生典型错误:由 只取 ,漏掉 。
成因分析:平方根有正负两个,等比中项需结合符号条件取舍。
纠正要求:写 ,再根据 同号或题干条件取舍。
易错点7:累乘法起始项与项数出错
学生典型错误:由 累乘时,乘积从 到 ,或漏掉 。
成因分析:累乘得到的是 ,项数为 。
纠正要求:写
再写 ,最后检验 。
易错点8:构造法待定系数算错
学生典型错误:设 后,展开比较系数出错,或忘记写“所以 是等比数列”。
纠正要求:展开得
与 比较,得
再写“所以 是以 为首项、 为公比的等比数列”。
易错点9:证明等差、等比只用通项公式,不用定义
学生典型错误:证明 是等差数列时,只写出 ,没有回到 。
成因分析:解答题证明必须用定义,通项公式法多用于判断。
纠正要求:证明写“因为 (常数),所以 是等差数列”。等比证明写“因为 (常数),且 ,所以……”。
易错点10:放缩过度或不足
学生典型错误:证明 时放缩过大,导致求和后仍大于 ;或放缩不足,无法求和。
成因分析:放缩方向与目标不一致,或放缩后不可求和。
纠正要求:证明“小于”时放大通项,证明“大于”时缩小通项;放缩后必须能裂项或等比求和。放缩起点 时, 单独验证。
易错点11:奇偶项讨论漏项
学生典型错误:求 时只写 ,没有写 ,或最后没有统一表达式。
纠正要求:分别写出
再检验能否统一为关于 的表达式。
易错点12:数列最值只看二次函数对称轴,忽略 为正整数
学生典型错误:由 的二次函数对称轴 直接取 ,没有取整数。
纠正要求:二次函数对称轴附近取正整数,比较相邻两个整数对应的 ;或用 的符号变化确定最值点。
速记口诀
口诀一: 与
一算首项,二算差,三段检验不能落;
单独看,符合合并不合分。
由 求 :先算 ,再算 时的 ,最后检验 是否符合。
口诀二:等差等比基本量
等差首项加公差,等比首项乘公比;
条件全部化基本,解出 和 (或 )。
等差、等比基本量法:把题干条件全部化为 与 (或 )的方程。
口诀三:等比求和
等比求和先看 , 等一,直接 ;
不等一,一减 的 次方,除以一减 。
等比数列求和必须先讨论 。
口诀四:裂项
分母乘积拆两项,系数回乘不能忘;
相差几,除几,裂完相消看首尾。
口诀五:错位相减
等差乘等比,错位来相减;
对齐写两行,减完等比和;
项数 减一,末项符号负。
错位相减后中间为等比部分,项数 ,末项为 。
口诀六:构造法
线性递推设平移,加上 成等比;
等于 除 减一,首项公比写仔细。
口诀七:下标和
等差下标和相等,对应项和也相等;
等比下标和相等,对应项积也相等。
若 ,等差有 ,等比有 。
口诀八:片段和
等差片段仍等差,等比片段仍等比;
等差公差 方 ,等比公比 的 次方。
等差公差为 ,等比公比为 。
口诀九:数列不等式放缩
证小放大,证大缩小;
放缩之后能求和,起点 单独瞧。
证明 放大通项,证明 缩小通项;放缩后要能裂项或等比求和。
口诀十:最值
等差求和看符号,正变负时最大到;
负变正时最小取,二次函数取整数。
等差数列 最值: 由正变负时 最大,由负变正时 最小;二次函数对称轴附近取正整数。
典例讲解之会一题通一类
6.(2026·广东·模拟预测)已知等比数列满足,且.
(1)求的通项公式;
(2)设,求的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用已知分式变形求出公比q,再求出首项,代入等比数列通项公式得到;
(2)由列出前n项和,使用错位相减法,两式相减后借助等比求和公式化简求解.
【详解】(1)设的公比为,
则,所以,
,所以,
所以.
(2)由(1)得,
所以,,
以上两式相减得
,
所以.
7.(26-27高三上·广东深圳·阶段检测)已知等差数列前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求;
(3)设数列的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设公差为,由,得,,解得,
∴;
(2)由得,
∴;
(3),
.
8.(2026·湖北·模拟预测)已知数列的前项和为,且(,),.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)计算的关系式,使用和的关系求解;
(2)使用裂项相消法求解.
【详解】(1),即,,
则数列是以4为首项,2为公比的等比数列,所以,
,当时,;
当时,,;
综上,.
(2),
.
9.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列{an}的前n项和为,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1),
当时,,解得:
当时,,
,
所以,即:,,,
所以是首项为,公比为的等比数列.
(2)
【分析】(1)利用递推公式即可证明;
(2)利用裂项相消的方法求解.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知,则,
所以,
则.
10.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列的前项和满足.
(1)证明:是等比数列;
(2)设数列,的前项和,证明:.
【答案】(1)证明:当时,,即,所以.
当时,.
作差得,即,
整理得,即.
所以是以为首项,为公比的等比数列.
(2)证明:由(1)得,,则.
满足上式,故.
所以.
,,
所以.
所以.
因为,所以,故.
【分析】(1)根据与的关系及等比数列的定义证明即可.
(2)根据等比数列的定义求出,进而求出,,再根据错位相减法及等比数列的前项和公式求出,结合不等式性质证明即可.
【详解】(1)略
(2)略
11.(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
.
12.(26-27高三上·四川南充·阶段检测)在各项都是正数的数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明:由(1)知,所以.
所以.
因为,所以,.
【分析】(1)利用平方差公式因式分解,两边约去正数,构造新数列求通项;
(2)对进行裂项,利用裂项相消法,求出前n项和,再利用放缩证明不等式.
【详解】(1)由,
得,
又,所以.
又,所以数列是首项为6,公差为4的等差数列.
所以,即.
(2)略
13.(2026·河南信阳·一模)已知数列的通项公式为,的前项和为.
(1)判断是否存在使为整数,若存在,求出的值,若不存在,说明理由;
(2)若数列共有项,其奇数项的和记为,记,数列的前项和记为,比较和的大小;
(3)求满足的最小整数.
【答案】(1)由题意可得,数列的奇数项构成首项为,
公差为的等差数列;偶数项构成首项为,公比为的等比数列
设,则前项和为.
设,则前项和为.
(1)当为偶数时,设.
若为整数,则必为整数.
因为,所以是整数,且,故不为整数,从而不为整数.
当为奇数时,设.
若为整数,则必为整数.
当时,,,不为整数;
当时,,故不为整数,从而不为整数.
综上所述,不存在使为整数.
(2)
(3)45
【分析】(1)根据数列的特征判断即可得出结果;
(2)利用等差数列的通项公式和求和公式计算化简可得答案;
(3)利用等差数列和等比数列的求和公式计算化简即可.
【详解】(1)略
(2)由题意知,
,
,即
(3)数列的前项中偶数项的和为,
数列的前项中奇数项的和为,要么为整数,要么小数部分为或,
偶数项的和恒小于,的前项和的整数部分完全由奇数项决定,
在判断首次超过时只需考虑奇数项的和,
当时,,可解得:,
即前项的和首次大于(通过求出及再比对也正确)
即满足的最小整数为45.
14.(2026·广西南宁·一模)已知数列满足,.
(1)若,求中所有元素之和;
(2)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(3)证明:.
【答案】(1)6;
(2)证明:,
故,而,
所以为公比为2的等比数列,首项为,
所以,所以;
(3)证明:令,,
则,故在上单调递减,
所以,即,当且仅当时,等号成立,
令得,即,
故,
,
设,,则,
其中,故,
所以在上恒成立,
所以在上单调递增,故,
所以当时,,又时,,
故时,,
又,故.
【分析】(1)解不等式可得,因为,所以,从而可得元素之和;
(2)推导出,得到为等比数列,并求出通项公式;
(3)先构造函数,求导,求出单调性和最值,得到,令得,结合等比数列求和公式证明出结论.
【详解】(1)因为,,
所以令,
去分母得,,
解得,因为,所以,故中所有元素之和为;
(2)略;
(3)略;
【点睛】导函数证明数列相关不等式,常根据已知函数不等式,用关于正整数的不等式代替函数不等式中的自变量,通过多次求和(常常用到裂项相消法求和)达到证明的目的,此类问题一般至少有两问,已知的不等式常由第一问根据特征式的特征而得到.
15.(26-27高三上·重庆九龙坡·阶段检测)现有一系列曲线,的方程为,从原点出发的射线(,)与曲线交于点,过作曲线的切线与曲线交于点,.
(1)求曲线的离心率;
(2)记的面积为,
(i)求数列的通项公式;
(ii)求证:.
【答案】(1)
(2)(i);
(ii)
,
由得,
所以
【分析】(1)由条件求出,即得离心率;
(2)(i)由题意设直线的方程为,与方程联立后利用韦达定理得,联立直线与曲线的方程,韦达定理,利用弦长公式求得,结合点O到直线的距离可得的面积为;
(ii)先利用放缩法得,然后利用裂项相消法求和即可证明.
【详解】(1)由曲线的方程为,即,
所以,所以曲线的离心率为;
(2)(i)由于,故直线的斜率一定存在,设直线的方程为,
联立 ,消去y可得,
由于直线与曲线相切,故,
化简得,
联立 ,消去y可得,
所以,
所以
,
又点O到直线的距离为,
所以的面积为
;
(ii)略
解答题专项题组A(基础回归)
16.(2026·宁夏吴忠·三模)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.
17.(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.
18.(25-26高三下·山东日照·阶段检测)已知数列,首项,点是抛物线上一点.
(1)求的通项公式;
(2)求的前项积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据点在抛物线上得到递推关系,再通过取对数构造等比数列求通项;
(2)再利用指数运算性质结合等比数列求和公式计算的前项积.
【详解】(1)由点是抛物线上一点,可得,
由,可知对任意,
对两边取对数得,
令,则,变形得,
因为,
故是首项为,公比为2的等比数列,
因此,即,
所以;
(2)由(1)知,
则,
由,
则.
19.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求的通项公式;
(2)数列满足,,求的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等差数列的首项为,公差为,列出关于和的方程组,解方程组得到和,再代入等差数列通项公式得到的通项;
(2)由,利用累加法,将时的,代入得,再验证时是否满足所得表达式,最终得到的通项.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由题意可得:
解得,,
所以数列的通项公式.
(2)由可得:
,
,
…
,
通过累加可得,
又,所以,
当时,符合,故.
20.(2026·河北雄安·模拟预测)已知数列满足,,.
(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)分析可知数列是首项为1,公比为3的等比数列,结合等比数列通项公式运算求解;
(2)可得,结合等差数列求和公式运算求解.
【详解】(1)因为,则,即,
且,可知数列是首项为1,公比为3的等比数列,
所以.
(2)因为,则,
可得数列为等差数列,
所以数列的前项和.
21.(2026·海南海口·模拟预测)已知数列的前n项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前n项和,求.
【答案】(1)
(2)16
【分析】(1)利用与的关系求数列的通项公式,要注意分和讨论.
(2)先明确数列的通项公式,探索为定值,再用分组求和法求.
【详解】(1)当时,;
当时,.
时,上式亦成立.
所以,.
(2)由题意,
所以.
所以.
22.(2026·山西吕梁·二模)设各项均为正数的等比数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,证明:.
【答案】(1)
(2)证明:,故,
所以.
【分析】(1)利用基本量法可求首项与公比,故可求通项公式;
(2)求出的通项,利用裂项相消法结合不等式的性质可证题设中的不等式.
【详解】(1)设公比为,则,故,
故.
(2)略
23.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知是公差为的等差数列,其前项和为,且,.
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,其前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)由,
所以
.
【分析】(1)由等差数列的性质列方程求解;
(2)由,进行裂项相消求和得证.
【详解】(1)由题意得
解得
所以.
(2)略
24.(2026·贵州黔东南·模拟预测)已知公差不为0的等差数列的前n项和为,且,,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求使成立的n的最小值.
【答案】(1);
(2)6.
【分析】(1)根据等差数列的通项公式及前n项和公式计算基本量,进而可得;
(2)直接由前n项和公式和通项公式得不等式,解不等式可得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,首项为,
由题意可得,化简得,
解得,,所以.
(2)由(1)可知.
由,得,即,
即,解得或.
因为,所以n的最小值是6.
即使成立的n的最小值为6.
25.(2026·湖南怀化·一模)已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的前项和;
(2)记,数列的前项积为,求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和前项和公式,联立方程组即可求解;
(2)利用等差数列的前项和公式,再结合复合函数的单调性即可求得最小值.
【详解】(1)设等差数列的首项为,公差为,根据题意列方程:
由得: ,
由得: ,
联立解得:,,
则由等差数列前项和公式可得 ;
(2)由,,可得等差数列的通项公式为:,
则,即数列的前项积为:
,
因此: ,
令,,
因为函数是关于的单调递增函数,因此最小时,取得最小值,
因为的最小值在时取得,即,
代入可得: ,
即的最小值为.
解答题专项题组B(能力提升)
26.(26-27高三上·江苏苏州·阶段检测)已知数列的前项和为,满足,记.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)由(1)得,.
所以,
所以
因为,
所以,
所以.
又和均随的增大而增大,
所以随的增大而增大,
所以当时,取得最小值,最小值为.
所以.
【分析】(1)由与的关系求得;
(2)由题意求得,从而求得,再根据裂项相消法求得的表达式,从而证明.
【详解】(1)因为,
所以,所以.
当时,,
所以,.
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
所以.
(2)略
27.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式,并证明为等差数列;
(2)若,求.
【答案】(1),
证明:令,所以,
由的通项公式可得:,
由通项公式可知:,所以为等差数列.
(2)
【分析】(1)通过作差法即可求的通项公式,再由通项公式结构可证等差数列;(2)由裂项相消法求和即可.
【详解】(1)令可得:,即.
当时,由,可得,
两式相减可得,
不满足,所以的通项公式为.
(2)由(1)知,当时,
,
所以.
28.(26-27高三上·广东广州·阶段检测)已知公比大于的等比数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间中的项的个数.
(i)写出;
(ii)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)(i),;(ii)
【分析】(1)利用等比数列的性质即可求出的通项公式;
(2)(i)根据定义:为在区间中的项的个数可直接写出;(ii)根据定义可知,当时,,共有个,则
【详解】(1)由于数列是公比大于1的等比数列,
设首项为,公比为,
依题意有,
解得:或(舍).
所以.
(2)(i)由题意,,即,
当时,,
当时,;
(ii)当时,,共有个,
则
.
29.(26-27高三上·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.
30.(2026·全国·模拟预测)已知数列的前项和为,,
(1)若为等差数列,求的取值范围;
(2)若为等比数列,其公比为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由等差数列的通项公式及求和公式可得,由求解即可;
(2)由等比数列的通项公式及求和公式可得,从而可得,再检验即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
则,.
又,
所以,
化简并整理得:.
视作关于的一元二次方程,
则,
整理得,解得或.
故.
(2)设等比数列的公比为q,
则,.
又,
即.
又,,
故,故.
对任意的,取满足题意.
故.
31.(2026·陕西·三模)已知数列的前项和为,,且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)由数列是等差数列,求得数列的通项公式,从而求得,再由与的关系求得,即数列的通项公式;
(2)结合(1)的结论,对裂项,并讨论的奇偶,可得数列的前项和.
【详解】(1)由题意知,所以
当时,,
作差得,
所以,即;
当时,,符合上式.
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)知,则,
所以,
.
32.(2026·山西忻州·模拟预测)设数列满足,().
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)通过构造,把复杂的递推式转化为可累加的等差数列形式,求出;
(2)通过对多项式求导,将转化为数列求和,再利用第一问的通项公式,将求和式转化为平方和与常数项和,进而求解.
【详解】(1)由题意,
令,
则,
又,,
,
即,
计算得,
,
,
.
(2)由,
得,
,
由(1)知,故,
,
,
整理得.
33.(2026·四川绵阳·模拟预测)已知数列的前项和为,.
(1)证明:数列是等比数列,并求出通项公式;
(2)设函数的导函数为,数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1),,,
相减得,即,又,
所以数列是以4为公比的等比数列,
所以.
(2)
【分析】(1)利用和的关系结合等比数列的定义即可证明;
(2)先求出的导数,再利用错位相减求解即可.
【详解】(1)略
(2),,
,
,
,
相减得
,
整理得.
34.(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,
∴,
,
,
.
35.(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:.
【答案】(1)
(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.
【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)略
(3)略
解答题专项题组C(思维拓展)
36.(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,.
【答案】(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,.
【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)略.
(2)略.
(3)略.
37.(2026·陕西西安·模拟预测)已知公差大于0的等差数列的前项和为,且是与的等比中项.
(1)求的通项公式及;
(2)记为在区间内项的个数为数列的前项和.
(i)若,求的最大值;
(ii)设,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)5;
(ii)由(i)知,则,所以.
注意到,,
则,
设,则①,
②,
①-②得,
所以.所以.综上,.
【分析】(1)设等差数列的公差为,然后由,,结合等差数列通项公式,等差数列前n项和公式可得答案;
(2)(i)由(1)结合题设可得,结合,可得,然后由分组求和法可得,,据此可得答案;
(ii)由,可得,然后注意到,,可得,令,由错位相减法可得:,据此可完成证明.
【详解】(1)设等差数列的公差为,依题意,,
即①.,即②,
将①代入②得,因为,解得,
所以;
(2)(i)令,即,解得,
因,则,,即的通项公式为,
所以,又,所以.
由,得,注意到,所以的最大值为5.
(ii)略
38.(2026·天津河西·三模)已知数列是公差为的等差数列,其前n项和为,数列是公比为的等比数列,其中,,,.
(1)求数列、的通项公式;
(2)数列满足,,其中,
(ⅰ)求;
(ⅱ)求.
【答案】(1);
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)直接计算等差等比数列的基本量,进而可能通项公式;
(2)(ⅰ)当时,此时数列是公差为的等差数列,故得,当时,,进而可得,再通过待定系数法构造等比数列,从而可得;(ⅱ)将区间按划分为个互不重叠的子区间,每个区间内是公差为的等差数列,先求第段和,再对进行分组并项求和可得.
【详解】(1)因为是公差为的等差数列,,由得: ,
即,解得,因此: .
对于等比数列,公比,,由得:,
得,结合,解得,因此: .
综上,,.
(2)因为,由上分析知,,所以,.
(ⅰ)当时,,此时数列是公差为的等差数列,共有项,
因此,①.
当时,,将①代入得.
因此②.
用待定系数法构造等比数列:设,
则,与②比较得,解得,
所以,
故数列是公比为的等比数列,且首项.
所以,即,
又因为,所以,,
因此.
(ⅱ)将区间按划分为个互不重叠的子区间,每个区间内是公差为的等差数列,
即第段:,项数;第段:,项数;
第段:,项数;;第段:,项数;
记第组和为,首项为,公差为,项数为的等差数列,
所以
,
对求和,
,
因此,.
【点睛】本题关键由等差等比数列可得递推关系,进而再待定系数法构造等比数列,从而可得;对求和采用分成段求和,最后再用分组并项求和.
39.(2026·天津红桥·三模)已知数列是正项等比数列,是等差数列,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求证:;
(3)表示不超过的最大整数,;求.
【答案】(1),;
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)利用等差数列和等比数列公式求解通项即可;
(2)利用放缩思想,结合裂项相消法求和即可;
(3)利用分类讨论,求解,然后利用分组求和、错位相减法求和即可.
【详解】(1)设等比数列的公比为,等差数列的公差为,
由,
得,解得或(舍去);
故,;
(2)由(1)知,,,则
所以
则;
(3)因为,
所以,
,
,
所以.
则①,
则②,
由①②得:
,
所以.
40.(2026·甘肃平凉·模拟预测)已知数列中,,.
(1)求;
(2)求数列的前n项和,并证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,求得,化简得,得到数列是首项为,公比为的等比数列,进而求得数列的通项公式;
(2)由(1)得,利用等比数列的求和公式,求得,根据 ,得到,结合等比数列的求和公式,即可得证.
【详解】(1)解:由数列满足,
因为,
所以,
设,即,
所以,解得,所以,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,所以,
即数列的通项公式为.
(2)解:由(1)知:,
所以 ,
下面证明:,
因为,当为奇数时,;
当为偶数时,,所以,
又因为当时,;
当且时, ,则,所以,
若,可得,此时满足,
若且,可得,
因为,所以,
综上可得:对于任意,都有.
41.(2026·天津河西·三模)已知数列是等差数列,数列是等比数列,且,,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和;
(3)设数列满足,求数列的最大项和最小项.
【答案】(1);.
(2)
(3)最大项为,最小项为.
【分析】(1)利用等差数列和等比数列的通项公式求解;
(2)前项和可以分为奇数项之和与偶数项之和.求出奇数项,利用错位相减法求出,求出偶数项,利用裂项相消法求出,从而得到.
(3)求出,由于数列中交替出现正负项,将其分为偶数项子数列与奇数项子数列进行探讨.①记偶数项为.计算,得到偶数项子数列是严格递减数列.则在所有偶数项中最大值为;②记奇数项为,判断奇数项子数列单调性,从而得到所有奇数项中的最小值为;进而即得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为.
由题意得方程组:,
得:即,
因为,解得,此时.
所以;.
(2)前项和可以分为奇数项之和与偶数项之和.
因为奇数项.
,
,
,
,
所以.
偶数项
.
,
,
.
所以.
(3),
由于数列中交替出现正负项,将其分为偶数项子数列与奇数项子数列进行探讨.
①记偶数项为.
.
因为,所以.
故,即偶数项子数列是严格递减数列.
因此,在所有偶数项中,最大值为.
②记奇数项为.
.
当时,,所以,即.
当时,,所以,
即从第三项起,奇数项子数列严格递增,有
因此,在所有奇数项中,最小值为.
因为所有偶数项为正,所有奇数项为负,
所以数列最大项为,最小项为.
42.(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.
43.(2026·江苏淮安·模拟预测)已知数列的前项和为,且,数列为等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和.若恒成立,求的最小值;
(3)若从数列的前项中任取两项,记这两项之和能被4整除的概率为,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据题意得到,结合,两式相减即可求解;
(2)由(1)得的表达式,裂项相消即可求出,从而求出的最小值;
(3)根据数列的奇数项和偶数项的特点,即可求出,由于即可求解.
【详解】(1)当时,,所以,
当时,,所以,
设等差数列的公差为,则,
因此数列的通项为:,所以,
当时,,符合题意;
当时,,则,
整理得,得,所以,
即数列是常数列,首项为,即,解得,
经检验,当时也满足,
因此数列的通项公式为.
(2)由(1)可知,所以:
,
即,又因为恒成立,则,所以的最小值为.
(3)显然数列各项均为奇数,奇数项,即被除余.
偶数项,即被除余.
在数列的前项中,奇数项和偶数项各有个.若从这项中任取两项,要求“和能被整除”,则两项必一个余、另一个余.
总取法数:种,满足条件的取法数:种.
所以,
所以.即成立.
44.(2026·天津南开·模拟预测)已知数列为等差数列,数列为等比数列,,.
(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)设等差数列的公差以及等比数列的公比,根据题意列出方程组,再利用等差数列和等比数列的通项公式求解即可.
(2)根据(1)得到表达式,再根据组合数的性质以及二项式定理求解即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
已知,且 , ,所以,
解得,.
因此,.
(2)当为奇数时,设( ),则;
当为偶数时,设( ),则.
故前项和为
.
.
因此.
45.(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.
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