7. 已知数列
满足
,则
=
6. 在等比数列
中,
,前
项和为
,若数列
也是等比数列,则
等于
5. 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若![]()
,且A、B、C三点共线(该直线不过原点O),则S200=
4. 若互不相等的实数
成等差数列,
成等比数列,且
,则
3. 已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为
2. 在等差数列{a
}中,已知a
=2,a
+a
=13,则a
+a
+a
等于
1. 如果-1,a, b,c,-9成等比数列,那么b=
2. 解综合题要总揽全局,尤其要注意上一问的结论可作为下面论证的已知条件,在后面求解的过程中适时应用.
话题3:函数与数列的综合题
数列是一特殊的函数,其定义域为正整数集,且是自变量从小到大变化时函数值的序列。注意深刻理解函数性质对数列的影响,分析题目特征,探寻解题切入点.
例6. (2006湖北卷)已知二次函数
的图像经过坐标原点,其导函数为
,数列
的前n项和为
,点(n,
)(n
)均在函数
的图像上。(Ⅰ)、求数列
的通项公式;(Ⅱ)、设
,
是数列
的前n项和,求使得
对所有
都成立的最小正整数m;
点评:本题考查二次函数、等差数列、数列求和、不等式等基础知识和基本的运算技能,考查分析问题的能力和推理能力。
解:(Ⅰ)设二次函数为f(x)=ax2+bx (a≠0) ,则 f`(x)=2ax+b,由于f`(x)=6x-2,得
a=3 , b=-2, 所以 f(x)=3x2-2x.
又因为点
均在函数
的图像上,所以
=3n2-2n.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n2-2n)-
=6n-5.
当n=1时,a1=S1=3×12-2=6×1-5,所以,an=6n-5 (
)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得知
=
=
,
故Tn=
=![]()
=
(1-
).
因此,要使
(1-
)<
(
)成立的m必须且仅需满足
≤
,即m≥10,所以满足要求的最小正整数m为10.
例7. 设
,定义
,其中n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若
求
前2n项的和。
解:(1)
=2,
,
,
∴![]()
∴
,∴数列{an}是首项为
,公比为
的等比数列,![]()
(2)![]()
![]()
两式相减得:
![]()
例8. (湖北卷)设数列
的前n项和为
,点
均在函数y=3x-2的图像上。
(Ⅰ)求数列
的通项公式;(Ⅱ)设
,
是数列
的前n项和,求使得
对所有
都成立的最小正整数m。
本小题主要是考查等差数列、数列求和、不等式等基础知识和基本的运算技能,考查分析问题的能力和推理能力。
解:(I)依题意得,
即
。
当n≥2时,a
;
当n=1时,
×
-2×1-1-6×1-5
所以
(
)。
(II)由(I)得
,
故
。
因此,使得
﹤
成立的m必须满足
≤
,即m≥10,故满足要求的最小整数m为10。
话题4:数列与解析几何
数列与解析几何综合题,是今后高考命题的重点内容之一,求解时要充分利用数列、解析几何的概念、性质,并结合图形求解.
例9. 在直角坐标平面上有一点列
,对一切正整数
,点
位于函数
的图像上,且
的横坐标构成以
为首项,
为公差的等差数列
.
⑴求点
的坐标;⑵设抛物线列
中的每一条的对称轴都垂直于
轴,第
条抛物线
的顶点为
,且过点
,记与抛物线
相切于
的直线的斜率为
,求:
.
解:(1)![]()
![]()
(2)
的对称轴垂直于
轴,且顶点为
.
设
的方程为:![]()
把
代入上式,得
,
的方程为:
。
,![]()
![]()
![]()
=![]()
点评:本例为数列与解析几何的综合题,难度较大。(1)、(2)两问运用几何知识算出
.
例10. 已知抛物线
,过原点作斜率1的直线交抛物线于第一象限内一点
,又过点
作斜率为
的直线交抛物线于点
,再过
作斜率为
的直线交抛物线于点
,
,如此继续,一般地,过点
作斜率为
的直线交抛物线于点
,设点
.
令
,求证:数列
是等比数列. 并求数列
的前
项和![]()
解:因为
、
在抛物线上,故
①
②,又因为直线
的斜率为
,即
,①②代入可得![]()
![]()
, 故
是以![]()
为公比的等比数列;
,
话题5:数列创新题
例11.(安徽卷)数列
的前
项和为
,已知
,
,
,2,…
(Ⅰ)写出
与
的递推关系式(
),并求
关于
的表达式;
(Ⅱ)设
,
(
),求数列
的前
项和
。
解:由
(
)得:
,即
,所以
,对
成立。
由
,
,…,
相加得:
,又
,所以
,当
时也成立。
(Ⅱ)由
,得
。
而
,
,
![]()
例12. (福建卷)已知数列{an}满足a1=a, an+1=1+
我们知道当a取不同的值时,得到不同的数列,如当a=1时,得到无穷数列:![]()
(Ⅰ)求当a为何值时a4=0;(Ⅱ)设数列{bn}满足b1=-1, bn+1=
,求证:a取数列{bn}中的任一个数,都可以得到一个有穷数列{an};
(I)解法一:![]()
![]()
![]()
故a取数列{bn}中的任一个数,都可以得到一个有穷数列{an}
例13. (全国卷III) 在等差数列
中,公差
的等比中项.
已知数列
成等比数列,求数列
的通项![]()
解:由题意得:
即![]()
又![]()
又
成等比数列,
∴该数列的公比为
,
所以![]()
又![]()
所以数列
的通项为![]()
话题6:永远的递推
例14. 在数列
中,
(1)
,
,则通项公式
= _____
(2)
,
,则通项公式
= _____
(3)
,
,则通项公式
= _____
(4)
,当
时,
,则通项公式
= _____
(5)已知
,
,则通项公式
(6)设
,且
. 则通项公式
(7)设
,且
. 则通项公式
解:(1)迭加得:![]()
(2)迭乘得:![]()
(3)迭代得:
![]()
(4)取倒数得等差数列:![]()
(5)配方得等比数列:![]()
(6)配方得等比数列:
![]()
(7)同除以2n得等差数列:![]()
[模拟试题]
4. 解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向,形成解题策略.
[典型例题]
话题1:等差、等比数列的项与和的特征问题
例1. (四川卷)数列
的前
项和记为
(Ⅰ)求
的通项公式;(Ⅱ)等差数列
的各项为正,其前
项和为
,且
,又
成等比数列,求![]()
解:(Ⅰ)由
可得
,两式相减得![]()
又
∴
故
是首项为
,公比为
的等比数列 ∴![]()
(Ⅱ)设
的公比为
,由
得,可得
,可得![]()
故可设
又![]()
由题意可得
解得![]()
∵等差数列
的各项为正,∴
∴
∴![]()
例2. (上海卷)设数列
的前
项和为
,且对任意正整数
,
。(1)求数列
的通项公式?(2)设数列
的前
项和为
,对数列
,从第几项起
?
解:(1) ∵an+ Sn=4096, ∴a1+ S1=4096, a1 =2048.
当n≥2时, an= Sn-Sn-1=(4096-an)-(4096-an-1)= an-1-an
∴
=
,an=2048(
)n-1.
(2) ∵log2an=log2[2048(
)n-1]=12-n, ∴Tn=
(-n2+23n).
由Tn<-509,解得n>
,而n是正整数,于是,n≥46. ∴从第46项起Tn<-509.
例3. (全国卷Ⅰ) 设正项等比数列
的首项
,前n项和为
,且
。(Ⅰ)求
的通项公式;(Ⅱ)求
的前n项和
。
解:(Ⅰ)由
得 ![]()
即![]()
可得![]()
因为
,所以
解得
,因而 ![]()
(Ⅱ)因为
是首项
、公比
的等比数列,故
![]()
则数列
的前n项和 ![]()
![]()
前两式相减,得 ![]()
即 ![]()
话题2:等差、等比数列的判定问题.
例4. (上海卷)已知有穷数列![]()
![]()
共有2
项(整数
≥2),首项
=2. 设该数列的前
项和为
,且
=
+2(
=1,2,…,2
-1),其中常数
>1.
(1)求证:数列![]()
![]()
是等比数列;(2)若
=2
,数列![]()
![]()
满足
=
(
=1,2,…,2
),求数列![]()
![]()
的通项公式;
(3)若(2)中的数列![]()
![]()
满足不等式|
-
|+|
-
|+…+|
-
|+|
-
|≤4,求
的值.
(1) 证明:当n=1时,a2=2a,则
=a;
2≤n≤2k-1时, an+1=(a-1) Sn+2, an=(a-1) Sn-1+2,
an+1-an=(a-1) an, ∴
=a, ∴数列{an}是等比数列.
(2) 解:由(1) 得an=2a
, ∴a1a2…an=2
a
=2
a
=2
,
bn=
(n=1,2,…,2k).
(3)设bn≤
,解得n≤k+
,又n是正整数,于是当n≤k时, bn<
;
当n≥k+1时, bn>
.
原式=(
-b1)+(
-b2)+…+(
-bk)+(bk+1-
)+…+(b2k-
)
=(bk+1+…+b2k)-(b1+…+bk)
=
=
.
当
≤4,得k2-8k+4≤0, 4-2
≤k≤4+2
,又k≥2,
∴当k=2,3,4,5,6,7时,原不等式成立.
例5. 已知数列
中,
是其前
项和,并且
,⑴设数列
,求证:数列
是等比数列;⑵设数列
,求证:数列
是等差数列;⑶求数列
的通项公式及前
项和。
分析:由于{b
}和{c
}中的项都和{a
}中的项有关,{a
}中又有S
=4a
+2,可由S
-S
作切入点探索解题的途径.
[注2]本题立意与2007年高考题文科20题结构相似.
解:(1)由S
=4a
,S
=4a
+2,两式相减,得S
-S
=4(a
-a
),即a
=4a
-4a
. (根据b
的构造,如何把该式表示成b
与b
的关系是证明的关键,注意加强恒等变形能力的训练)
a
-2a
=2(a
-2a
),又b
=a
-2a
,所以b
=2b
①
已知S
=4a
+2,a
=1,a
+a
=4a
+2,解得a
=5,b
=a
-2a
=3 ②
由①和②得,数列{b
}是首项为3,公比为2的等比数列,故b
=3·2
.
![]()
![]()
![]()
当n≥2时,S
=4a
+2=2
(3n-4)+2;当n=1时,S
=a
=1也适合上式.
综上可知,所求的前n项和为S
=2
(3n-4)+2.
说明:1. 本例主要复习用等差、等比数列的定义证明一个数列为等差,等比数列,求数列的通项公式与前
项和。解决本题的关键在于由条件
得出递推公式。
3. 注意
与
之间关系的转化。如:
=
,
=
.
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