数列的综合应用知识点总结、经典例题解析、高考练习题带答案
绝世美人儿
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2021年01月29日 00:14
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数列的综合应用
【考纲说明】
1
.会用公式法、倒序相 加法、错位相减法、裂项相消法、分组转化法求解不同类型数列的
和;
2
.能综合利用等差、等比数列的基本知识解决相关综合问题;
3 .
理解数列作为函数的特性,能够抽象出数列的模型;
【知识梳理】
考点一:通项公式的求解技巧
1.
归纳、猜想数列的通项
.
2.
迭代法求一阶递推式的通项公式
.
3.
用等差(等比)数列的通项公式求数列的通项公式
.
S
n
1
4.
已知数列
{a
n
}
前
n
项和
S
n
,则
a
n
S
1
S
n
2
.
n
1
n
5.
已知
a
n
-a
n-1
=f(n)(n
2),
则可用叠加 法求
a
n
.
a
n
6.
已知
= f(n)(n
2),
则可用叠乘法求
a
n
.
a
n-1
T
1
n
1
7.
已知数列
{a
n
}
前
n
项之积
T
n
,一般可求
T
n-1
,则
a
n
=
T
n
.
T
n
2
n
1
8.
已知混合 型递推式
f(a
n
,S
n
)=0,
可利用
a
n
=S
n
-S
n-1
(n
2)
将关系 式转化为只含有
a
n
或
S
n
的递推式
,
再 求
a
n
或先间接
求出
S
n
再求出
a
n
.
9.
已知数列
{a
n
}
的递推 关系,研究它的特点后,可以通过一系列的恒等变形如
:
倒数、通分、约分、裂项、等式
两边同时乘以或除以同一个式子、因式分解、平方、开方、配方、取对数、辅助数列、待定系数等等构造得出< br>新数列
{f(a
n
)}
为等差或等比数列
.
nn+1
例如
:
形如
a
n+1
=Aa
n
+f(n)
或
a
n+1
=Aa
n
+q
,
均 可以两边同时除以
A
后进行求解
,
也可以通过待定系数法将其转化为
a
n-1
等比数列求解
;
形如
a
n
=
的递 推数列可以两边同时倒数来求通项
.
ka
n-1
+b
考点二:数列求和的技巧
一、公式法
1
、等差数列的前
n
项和公式
1
S
n
n
(
a
1
a
n
)
n
(
n
1
)
d
na
1
2
2
2
、等比数列的前
n
项和公 式
na
1
(
q
1
)
S
n
a
1
(
1
q
n
)
a
1
a
n
q
1
q
1
q
(
q
1
)
3
、常用几个数列的求和公式
(
1
)
S
n
n
k
1
2
3
n
k
1
n
1
n
(
n
1
)
2
1
n
(
n
1
)(
2
n
1
)
6
(
2
)
S
n
k
2
1
2
2
2
3
2
n
2
k
1
n
(
3
)
S
n
1
3
3
3
3
3
k
1
2
3
n
[
n
(
n
1
)]
2
2
k
1
二、错位相减法
用于求数列
{
a
n
b
n
}
的前
n
项和,其中
{
a
n
}
,
{
b< br>n
}
分别是等差数列和等比数列。
三、裂项相消法
1
1
1
1
1
适用于
{
}
其中
{ a
n
}
是各项不为
0
的等差数列。即
:
=
(
-
),
a
n
a
n+1
a
n
a
n+1
d
a
n
a
n+1
特别
:
1
1
1
1
1
1
1
(
)
.
;
n
(
n
1
)
n
n
1
n
(
n
2
)
2
n
n
2
1
n
1
n
n
1
n
a
n
四、倒序相加法
推导等 差数列的前
n
项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序)
,再把它< br>
与原数列相加,就可以得到
n
个
(
a
1
a
n
)
。
五、分组求和法
有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等
差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可。
考点三:数列的综合应用
一、数列与函数的综合
二、等差与等比数列的综合
2
三、数列的实际应用
数列与银行利率、产品利润、人口增长等实际问题的结合
【经典例题】
【例
1
】
(2011
年高考天津 卷理科
4)
已知
a
n
为等差数列,其公差为< br>-2
,且
a
7
是
a
3
与
a
9
的
等比中项,
S
n
为
a
n
的前
n
项和
,
n
N
,
则
S
10
的值为
*
A
.
-110
B
.
-90
C
.
90
D
.
110
【解析】
D
【例
2
】
(2 011
年高考江西卷理科
5)
已知数列
{
a
n
}< br>的前
n
项和
S
n
满足
:
S
n
S
m
S
n
m
,
且
a
1
1
,
那么
a
1 0
( )
A. 1 B. 9 C. 10 D. 55
【解析】
A
【例
3
】
(
2008
年江西省高考题)数列
{a
n
}
的 通项公式是
a
n
=
1
n
n
1
,若前
n
项和为
10
,
则项数为(
)
A
、
11 B
、
99 C
、
120 D
、
121
【解析】
C
【例
4
】
(
2008
安徽) 设数列
{a
n
}
满足
a
1
=a
,
a
n+1
=ca
n
+1-c
,
n
∈
N*< br>,其中
a
,
c
为实数,
c
≠
0
1.
求数列
{a
n
}
的通项公式;
2.
设
a=
1
1
,
c=
,
b
n
=n
(
1-a
n
)
,
n
∈
N*
,求数列
{b
n
}
的前
n
项和
S
n
。
2
2
【解析】
(
1
)∵
a
n+
1-1=c
(
a
n
-1
)
∴当
a
≠
1
时,
{a
n
-1 }
是首项为
a-1
,公比为
c
的等比数列
n-1
n-1
∴
a
n
-1=
(
a-1
)
c
,即
a
n
=
(
a-1
)
c
+1
当
n=1
时,
a
n
=a
仍满足上式。
n-1
∴数列
{a
n
}
的通项公式为
a
n
=
(
a-1
)
c
+1
(
n< br>∈
N*
)
1
n
)
,
2
1
1
2
1
n
S
n
=b1
+b
2
+
…
+b
n
=
+2
(
)
+
…
+n
(
)
①
2
2
2
1
1
2
1
3
1
n1
n+1
S
n
=
(
)
+2
(
)
+
…
+
(
n-1
)
(
)< br>+n
(
)
②
2
2
2
2
2
1
1
1
2
1
n
1
n+1
∴①
-
②得
S
n
=
+
()
+
…
+
(
)
-n
(
)
2< br>2
2
2
2
1
1
2
1
n-1
1
n
1
n
1
n
∴
S
n
=1+
+
(
)
+
…
+
(
)
-n
(
)
=2[1-
(
)
]-n
(
)
2
2
2
2
2
2
(
2
)由(
1
)得
b
n
=n
(
1-a
)
c
=n
(
n-1
3
∴
S
n
=2-(
2+n
)
(
1
n
)
2
n
【例
5
】
(
2008
浙江省)
已知数列
{x
n
}
的首项
x
1
=3
,通 项
x
n
=2
p+nq
(
n
∈
N*
,
p
,
q
为常数)
,
且
x
1
,
x
4
,
x
5
成等差数列,求:
(
1
)
P
,
q
的值;
(
2
)
数列
{x
n
}
前
n
项和
S
n
的公式。
【解析】
(
1
)
由
x
1
=3
,得
2p+q=3
4
5
5
5
又
x
4
= 2
p+4q
,
x
5
=2
p+5q
,且
x< br>1
+x
5
=2x
4
,得
3+2
p+5q=2
p+8q
解得
p=1
,
q=1
(
2
)
S
n
=
(
2+2
+
…
+2
)
+
(
1+2+
…
+n
)
=2-2+
【例
6
】
(2011
年福建理16)
已知等比数列
{a
n
}
的公比
q=3
, 前
3
项和
S
3
=
(
I
)求数列
{ a
n
}
的通项公式;
(
II
)若函数
2
n
n+1
n
(
n
1
)
2
13
。
3
f
(
x
)
A
sin(2
x
)(
A
0,0
p
)
在
x
6
处取得最大值,且最大值
为
a
3
,求函数
f
(
x
)的解析式。
1 3
a
1
(1
3
3
)
13
得
,
【解析】
(
I
)由
q
3,
S
3
3
1
3
3
1.
3
1
n
1
n
2所以
a
n
3
3
.
< br>3
解得
a
1
n
2
(
I I
)由(
I
)可知
a
n
3
,
所 以
a
3
3.
因为函数
f
(
x
)
的最大值为
3
,所以
A=3
。
因为当
x
6
时
f
(
x
)
取 得最大值,
所以
sin(2
6
)
1.
又
0
,
故
6
.
所以函数
f
(
x
)
的解析式为
f
(
x
)
3sin(2
x
6
)
2
【例
7
】
(2011
年全国新课标卷
)
等比数列
a
n
的各 项均为正数,且
2
a
1
3
a
2
1,
a
3
9
a
2
a
6
.
(1)
求数列
a
n
的通项公式
.
4
(2)
设
b
n
log
3< br>a
1
log
3
a
2
..... .
log
3
a
n
,
求数列
2
1
的前项和
.
b
n< br>
3
2
2
【解析】
(Ⅰ)设数列
{a
n}
的公比为
q
,由
a
3
9
a
2
a
6
得
a
3
9
a
4
所以
q
1
。
9
由条件可知
a>0,
故
q
1
。
3
由
2
a
1
3
a
2
1
得
2
a
1
3
a
2
q
1
,所以
a
1
故数列
{a
n
}
的通项式为
a< br>n
=
1
。
3
1
。
3
n
(Ⅱ
)
b
n
log3
a
1
log
3
a
2
. ..
log
3
a
n
(1
2
...
n
)
n
(
n
1)
2
故
1
21
1
2(
)
< br>b
n
n
(
n
1)
n
n
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
n
...
2((1
)
(
)
...
(
))
b
1
b
2
bn
2
2
3
n
n
1
n
1
所以数列
{
【例
8
】
(2011
年高考浙江卷理科
19)
已知公差不为
0
的等差数列
{
a< br>n
}
的首项
a
1
a
(
a
R
),
设数列的前
n
项和
为
S
n,且
1
2
n
}
的前
n
项和为
b
n
n
1
1
1
1
1
1
1
1
...
,
,< br>,
成等比数列(Ⅰ)求数列
{
a
n
}
的通项公式及< br>S
n
(Ⅱ)记
A
n
a
1
a
2
a
4
S
1
S
2
S
3
S
n
B
n
1
1
1
1
,当
n
2
时,试比较
A
n
与
B
n
的大小
.
...
a
1
a
2
a
2
2
a
2
n
【解析】
(Ⅰ)
1
1
1
2
a
2
a
1
a
4
(
a
1
d
)
2
a
1
(
a
1
3
d
)
d
a
1
a
2
a
2
a
1
a
4
则
a
n
a
1
(
n
1 )
d
a
1
(
n
1)
a
1
na
1
na
,
S
n< br>
a
1
n
n
(
n
< br>1)
n
(
n
1)
n
(
n
1)
d
an
a
a
2
2
2
5
(Ⅱ)
A
n
1
1
1
1
1
1
1
1
...< br>
...
1
2
2
3
3
4
n
(
n
1)
S
1
S
2
S
3
S
n
a
a
a
a
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
L
(1
)
a
n
(
n
1)
a
n
1< br>a
1
2
a
2
3
a
3< br>
4
1
1
(
)
n
1
1< br>1
1
1
2
2
(1
1
)
因为
a
2
n
2
n
a
,所以B
n
...
a
2
n
a
1
a
2
a
2
2
a
2
n
1
a
1
1
2
1
1
2
0
1
2
n
当
n
2
时,
2
C
n
C
n
C
n
L
C
n
n
1
即
1
1
n
;
n
1
2
所以当
a
0
时,
A
n
B
n
;当
a
0
时,
A
n
B
n
.
【课堂练习】
1.
(
2009
江西卷文)公差不为零的等 差数列
{
a
n
}
的前
n
项和为
S
n
.
若
a
4
是
a
3
与
a
7
的等比中
项
,
S
8
32
,
则
S
10
等于
A. 18 B. 24 C. 60 D. 90
'
2.
(
2010
江西理数)
等比数列
a
n
中,
a
1
2
,
a
8
=4< br>,函数
f
x
x
(
x
a
1
)(
x
a
2
)
L
(
x
a
8
)
,则
f
0
(
)
A
.
2
B.
2
C.
2
D.
2
(1)
(
2010
湖北文数)
7.已知等比数列
{
a
m
}
中,各项都是正数,且
a
1
,
列,则
a
9
a
10
a7
a
8
6
9
12
15
1
a
3
,
2
a
2
成等差数
2
A.
1
2
B.
1
2
C.
3
2
2
D
3
2
2
4.
(
2010
福建理数)
设等差数列
a
n
的前n
项和为
S
n
,
若
a
1
11
,
a
4
a
6
6
,
则当
S
n
取最小值时
,n
等于
A
.
6
B
.
7
C
.
8
D
.
9
5
错
误
!
未
指
定
书
签
。
.
(
2013
年
福< br>建
(
理
))
已
知
等
比
数
列
{
a
n
}
的
公
比
为
q,
记
b
n
a
m
(
n
1)
1
a
m
(
n
1)
2
...
a
m
(
n
1 )
m
,
c
n
a
m
(
n
1)
1
•
a
m
(
n
1)
2
•
...
•
a
m
(
n
1)
m
(
m
,
n
N
*
),
则以下结论一定正确的
是
( )
6
A.
数列
{
b
n
}
为等差数列
,
公差为
q
m
B.
数列
{
b
n
}
为等比数列
,
公比为
q
2
m
C.
数列
{
c
n
}
为等比数列
,
公比为
q
m
2
D.
数列
{
c
n
}
为等比数列
,
公比为
q
m
m
6错误
!
未指定书签。
.
(
2013
年重庆
(理 )
)
已知
a
n
是等差数列
,
a
1
1
,
公差
d
0
,
S
n
为其前
n
项和
,
若
a
1
,
a
2
,
a
5
成等比数列
,
则
S< br>8
_____
7
错误
!
未指定书签。< br>.
(
2013
年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理)试题(
WO RD
版)
)已知等比数列
a
n
是
递增 数列
,
S
n
是
a
n
的前n
项和
,
若
a
1
,
a
3
是方 程
x
2
5
x
4
0
的两个根
,
则
S
6
____________. 8
、
(
2009
年全国卷)
设等差数列
{
a< br>n
}
的前
n
项和为
s
n
,公比是正数的等比 数列
{
b
n
}
的前
n
项和为
T
n
,已知
a
1
1,
b
1
3,< br>a
3
b
3
17,
T
3
S
3
12,
求
{a
n
},{
b
n
}
的通项公式。
9
、
(
2011
浙江卷)
已知公差不 为
0
的等差数列
{
a
n
}
的首项为
a(
a
R
)
,且
(Ⅰ)求数列
{
a< br>n
}
的通项公式;
(Ⅱ)对
n
N
,试比较
10
、
(
2010
年山东卷)
已知等 差数列
a
n
满足:
a
3
7
,
a
5
a
7
26
,
a
n
的前
n
项和为
S
n
(Ⅰ)求
a
n
及
S
n
;
*
1
1
1
,
,
成等比数列.
a
1
a
2
a
4
1
1
1
1
1
2
3
...
n
与
的大小.
a
2
a
2
a
2
a
1
a
2
7