数列知识点归纳及习题总结
温柔似野鬼°
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2021年01月29日 00:16
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等差与等比数列知识与方法总结
一、知识结构与要点
定义
a
n
1
a
n
d
a
n
2
a
n
1
a
n
1
a
n
n
N
通项
a
n
a
1
(
n
1
)
d
—等差中项
a
、
b
、
c
成等差
b
基本概念
推广
a
n
a
m
(
n
m
)
d
前
n
项和
S
n
等差数列
当
d>0(<0)
时
{
a
n
}
为递增(减)数列
当
d=0
时
{
a
n
}
为常数
基本性质
与首末两端等距离的项之和均相等
a
1
a
n
a
2
a
n
1
c
......
a
i
a
n
i
1
i
N
m
n
p
q
a
m
a
n
a
p
a
q
{
a
n
}
中共
n
1
n
2
.
......
n
k
成等差则
a
n< br>1
,
a
n
2
,
......
a
nk
也成等差
第
1
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a
c
2
(
a
1
a
2
)
n
1
a
1
n
(
n
1
)
nd
2
2
定义
:
a
n
a
a
q
n
2
n
1
n
N
a
n
1
a
n
1
a
n
2
通项
a
n
a
1
q
n
1
等比中项:
a b c
成等比数列
b
ac
基本概念
推广
a
n
a
m
q
n
m
a
1
n
(
q
1
)
前
n
项和
S
n
a
(
1
q
n
)
1
1
q
等比数列
a
1
a
n
q
(
q
1
)
1
q
与首末两端等距离的两项之积相等
a
1
a
n
a
2
a
n
1
......
a
i
a
n
i
1
m
n
p
q
a
m
a
n
a
p
a
q
{
a
n
}
成等比,若
n
1
,
n< br>2
,...
n
k
成等差则
a
1
,
a
n
2
,...
a
nk
成等比
基本性质
当
a
1
0
q
1
或
a
1
0
0
q
1
时
{
a
n
}
为递增数列
当
a
1
0
q
1
或
a
1
0
0
q
1
时
{
a
n
}
为递减数列
当
q<0
时
{
a
n
}
为摆动数列
当
q=1
时
{
a
n
}
为常数数列
二、等差数列、等比数列基础知识与方法概括
(一)
.一般数列
数列的定义及表示方法;数列的项与项数;有穷数列与无穷数列;递增(减)
、摆动、循环数列;数列
{a
n
}
的通项公式
a
n
;数列的 前
n
项和公式
S
n
;
一般数列的通项
a
n
与前
n
项和
S
n
的关系:
a
n
a
1
S
1
(
n
1
)
S
S
(
n
2
)
n
1
n
第
2
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(二)等差数列
1
.等差数列的概念
[
定义
]
如果一个数列从第
2
项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就
叫做等差数列,这 个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母
d
表示。
即:
a
n
a
n
1
d
(
n
2
,
a
n
0
,
q
0
)
{
a
n
}
成等比数列
2
.等差数列的判定方法
(
1
)定义法:对于数列
a
n
,若
a
n
1
a
n
d
(
常数
)
,则数列
a
n
是等差数列。
(
2
)等差中 项法:对于数列
a
n
,若
2
a
n
1
a
n
a
n
2,则数列
a
n
是等差数列。
3
.等差数列的通项公式
如果等差数列
a
n< br>
的首项是
a
1
,公差是
d
,则等差数列的通项为< br>a
n
a
1
(
n
1< br>)
d
。
[
说明
]
:该公式整理后是关于
n
的一次函数。
4
.等差数列的前
n
项和
(
1
)
.
S
n
n
(
a
1
a
n
)
n
(
n
1
)
d
(
2.
)
S
n
na
1
2
2
[
说明
]
对于公式
2
整理后是关于
n
的没有常数项 的二次函数。
5
.等差中项
如果
a
,
A
,
b
成等差数列,那么
A
叫做
a
与
b< br>的等差中项。即:
A
a
b
或
2
A
a
b
2
[
说明
]
:在一个等差数列中,从第
2
项起,每一项(有穷等差数列的末项除外)都是它的前一
项与后一项的等差中项;事实上等差数列中某一项是与其等距离的前后两项的等差中项。
6
.等差数列的性质
a
m
是等差数列的第
m项,
(
1
)
.
等差数列任意两项间的关系:
如果
a
n
是等差数列的第
n
项,
且
m
n< br>,公差为
d
,则有
a
n
a
m
< br>(
n
m
)
d
(
2
)< br>.
对于等差数列
a
n
,若
n
m
p
q
,则
a
n
a
m
a
p
a
q
。
a
n
a
1
a
,
a
,
a
,
,
a
n
2
,
a
n
1
,
a
n
a
2
a
n
1
a
3
a
n
2
,如图所示:
1
2
3
a
2
a
n
1
也就是:
a
1< br>
a
n
S
n
是其前
n
项的和,
S< br>2
k
S
k
,
S
3
k
< br>S
2
k
k
N
*
,
(
3< br>)
.
若数列
a
n
是等差数列,
那么
S
k
,
成等差数列。如下图所示:
S
3
k
a
1
a2
a
3
a
k
a
k
1
a
2
k
a
2
k
1
a3
k
S
k
S
2k
S
k
S
3
k
S
2k
(
4
)
.设数列
a
n
是等差数列,
S
奇
是奇数项的和,
S
偶
是偶数项项的和,< br>S
n
是前
n
项的
和,则有如下性质:①奇数项
a1
,
a
3
,
a
5
,
成等差 数列,公差为
2
d
②偶数项< br>a
2
,
a
4
,
a
6
,
< br>成等差数列,公差为
2
d
③
若有奇数项
2
n
1
项,则
S
奇
a
1
a
2
n
1
(
n
1
)
a
n
1
(
n
1
)
2
第
3
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页
S
偶
a
a
2
n
2
n
a
n
1
n
2
所
以
有
S
奇
S
偶
a
n
1
(
2
n
1
)
(
2
n
1
)
a
中
S
S
a
a
n
1
奇
偶
中
S
奇
S
偶
S
奇
S
偶
S
n
n
1
;
2
n
1
S
奇
S
偶
S
奇
S
偶
n
a
1
a
2
n
1
n
n
a
n
2
a
a
2
n
n
n
a
n
1
S
偶
2
2
所以有
S
偶
S
奇
a
2
a
1
a
4
a
3
a
2
n
a
2
n
1
nd
若有偶数项
2
n
项,则
S
奇
(
5
)
.若等差数列< br>
a
n
的前
2
n
1
项 的和为
S
2
n
1
,等差数列
b
n
的前
2
n
1
项的和为
'
S
2
n
1
,则
a
n
S
2
n
1
。
'
b
n
S
2
n
1
(三)
.等比数列
1
.等比数列的概念
[
定义
]
:
an
q
(
n
2
,
a
n
0
,
q
0
)
{
an
}
成等比数列
a
n
1
[
等比中项
]
如果在
a
与
b
之间插入一个数
G
,使
a
,
G,
b
成等比数列,那么
G
叫做
a
与
b
的
等比中项
。
也就是,如果是的等比中项,那么
2
.等比数列的判定 方法
(
1
)定义法:对于数列
a
n
,若
a
n
1
q
(
q
0
)
,则数列
a
n
是等比数列。< br>
a
n
G
b
2
,即
G
a
G
ab
。
2
(
2
)等比中项:对于数列
a
n
,若
a
n
a
n
2
a
n
1
(
a
n
0
)
,则数列
a
n
< br>是等比数列。
3.
等比数列的通项公式
n
1
如果等比数列
a
n
的首项是
a
1
,公比是
q
,则等比数列的通项为
a
n
a1
q
。
4.
等比数列的前
n
项和
na
1
(
q
1
)
S
n
a
1
(
1
q
n
)
a
1
a
n
q
(
q
1
)
1
q
1
q
5.
等比数列的性质
(
1
)
等比数列任意两项间的关系:
如果
a
n
是等比数列的第
n
项,
a
m
是等差数列的第
m
项,
且
m
< br>n
,公比为
q
,则有
a
n
a
m< br>q
n
m
(
2
)
.
对于 等比数列
a
n
,若
n
m
u
v
,则
a
n
a
m
a
u
a
v
也就是:
a
1< br>
a
n
a
2
a
n
< br>1
a
3
a
n
2
< br>
1
a
n
< br>
a
a
,< br>a
,
a
,
,
a
n
2< br>,
a
n
1
,
a
n
。如 图所示:
1
2
3
< br>
a
2
a
n
1< br>(
3
)若数列
a
n
是等比数列,
S
n
是其前
n
项的和,
k
N
*
,那么
S
k
,
S
2
k
S
k< br>,
S
3
k
S
2
k
成
第< br>
4
页
共
21
页
等比数列。如下图所示:
S
3
k
a
1
a
2
a
3
a
k
a
k
1
a
2
k
a
2
k
1
a
3
k
S
k
S
2
k
S
k
S
3
k
S
2
k
三、
数列的通项求法
1.
等差,等比数列的通项;
2.
S< br>n
a
n
a
1
,
(< br>n
1
)
S
n
S< br>n
1
,
(
n
2
)
< br>a
n
g
(
n
)
a
n< br>
1
a
2
g
(
2
)
a
1
3.
迭加累加
,迭乘累乘
若
a
n
a
n
< br>1
f
(
n
),
(
n
2
)
,
若
则
a
2
a
1
f
(
2
)
,
则
a
3
a
2
f
(
3
)
,
a
3
g
(
3
)
a
2
a
n
g
(
n
)
a
n
1
a
n
g
(
2
)
g
(
n
)
a
1
………,
………,
a
n
a
n
1
f
(
n
)
,
a
n
a
1
f
(
2
)
f
(
3
)
f
(
n
)
,
注:
若
a
n
1
a
n
f
(
n
),
4.
数列间的关系
(1)
a
n
成等差数列
b
a
n
a
n
1
g
(
n
)
呢?
a
n
成等比数列
2
< br>
a
n
成等差数列
a
n
An
B
S
n
An
B n
(2)
a
n
成等比数列
a
n
成等比数列
k
a
n
成等比数列
log
b
a
n
成等差数列
(
3
)递推数列
]
①能根据递推公式写出数列的前
n
项
a
n
0
a
1
,
(
n
1
)②由
f
(
S
n
,
a
n
)
< br>0
,
求
a
n
,
S
n
解题思路:利用
a
n
S
S
,
(
n
2
)
n
1
n
变化(ⅰ)已知
f
(
S
n
1
,
a
n
1
)
0
(ⅱ)已知
f
(
S
n
,
S
n
S
n
1
)
0
③
若
一
阶
线
性
递
归
数 列
a
n
=ka
n
-
1
+b
(
k< br>≠
0,k
≠
1
)
,
则
总
可
以
将
其
改
写
变
形
成
如
下
形
式
:
a
n
b
k
(
a
n
1
b
)
(n
≥
2),于是可依据等比数列的定义求出其通项公式;
k
1
k
1
四、数列的求和方法(详细讲解见六)
1.
等差与等比数列求和公式
第
5
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21
页
1
1
1
1
(
)
如:
a
n=1/n(n+1)
(
An
B
)(
An
C
)
C
B
An
B
An
C
c
n
成等比数列
3.
错位相减法:
a
n
b
n
c
n
,
b
n
成等差数列,
2.
裂项相消法:
a
n
S
n
b
1
c
1
b
2
c
2
b
n
1
c
n
1
b
n
c
n
则
qS
n
b
1
c
2
b
n
1
c
n
b
n
c
n
1
所以有(
1
q
)
S
n
b
1c
1
(
c
2
c
3
c
n
)
d
b
n
cn
1
如:
a
n
=(2n-1)2
n
4.
倒序相加法: 如已知函数
f
(
x
)
1
1
2
m
求:
(
x
R
)
S
f
(
)
f
(
)
L
f
(
)
。
m
4
x
2
m
m
m
5.
通项分解法:
a
n
b
n
c
n
如:
a
n
=2n+3
n
五、其它方面
1
、在等差数列
a
n
中
,
有关
S
n
的最值问题——常用邻项变号法求解:
(1)
当a
1
0
,d<0
时,满足
a< br>m
0
的项数
m
使得
a
m
1
0
取最大值
.
第
6
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页
a
m
0
(
2)
当
a
1< br>
0
,d>0
时,满足
的项数
m
使得
a
0
m
1
取最小值。
在解含绝对值的数列最值问题时
,
注意转化思想的应用。
2< br>、三个数成等差的设法:
a-d,a,a+d
;四个数成等差的设法:
a-3d ,a-d,,a+d,a+3d
3
、三个数成等比的设法:
a/q,a,aq
;
四个数成 等比的错误设法:
a/q
3
,a/q,aq,aq
3
(
为什么?
)
4
、求数列
{a
n
}
的最大、最小项的方法:
0
①
a
n+1
-an
=
……
0
如
a
n
= -2n
2
+29n-3
0
②
a
n
1
a
n
1
9
n
(
n
1
)
1
(
a
n
>0)
如
a
n
=
n
10
1
③
a
n
=f(n)
研究函数
f(n)
的增减性
如
a
n
=
n
n
2
156
六、专题讲座一
《数列求和题的基本思路和常用方法》
一、利用常用求和公式求和
1
、
等差数列求和公式:
S
n
n
(
a
1
a
n
)
n(
n
1
)
na
1
d< br>
2
2
(
q
1< br>)
na
1
n
2
、等比数列求和公式:< br>S
n
a
1
(
1
q< br>)
a
1
a
n
q
(< br>q
1
)
1
q
1< br>
q
第
7
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21
页
n
1
1
2
3
、
S
n
k
n
(
n
1
)
4
、
S
n
k
n
(
n
1
) (
2
n
1
)
6
2
k
1
k
1
n
5
、
S
n
1
3
k
[
n
(
n
1
)]
2
2
k
1
(
x
≠
0
)
,
s
n
数列的前
n
项和,求
s
n
。
,
a
n
x
n
,
n
[
例
1]
已知数列
a
n
解: 当
x=1
时,
s
n
n
< br>当
x
≠
1
时,
a
n
为 等比数列,公比为
x
2
3
n
由等比数列求和公式得
S
n
x
x
x
x
(利用常用公式)
x
(
1
x
n
)
=
1
x
【巩固练习】
1
:
已知数列
a
n
的通项公式为
a
n
3
n
14
,
s
n
为
a
n
< br>的前
n
项和,
(
1
)求
s
n
;
(
2
)求
a
n
的前
20
项和。
解:
二、错位相减法求和
这种方法是在推导等比数列的前
n
项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列
{a
n
·
b
n
}
的前
n
项和,其中
{ a
n
}
、
{ b
n
}
分别是等差数列和等比数列
.
2
3
n
1
[
例
2]
求和:< br>S
n
1
3
x
5
x< br>
7
x
(
2< br>n
1
)
x
………
(
x
0
)
2
3
n
1
2
当
x=1
时,
S
n
1
3
•
1< br>
5
•
1
7
•
1
(2
n
1)
•
1
1
3
5
L
(2
n
< br>1)
n
2
3
n
1
当
x
≠
1
时,
S
n
1< br>
3
x
5
x
7
x
< br>
(
2
n
1
)< br>x
……………….
①
2
3
n
1
n
两边同乘以
x
得
xS
n
1
x
3
x
5
x
(2
n
3)
x
< br>(2
n
1)
x
…
②
①
(设制错位)
2
3
4
n
1
n
①-②得
(
1
x
)
S
n
1
2
x
2
x
2
x
2x
2
x
(2
n
1
)
x
(错位相减)
第
8
页
共
21
页
1
x
n
1
(
2
n
1
)
x
n
再利用等比数列的求和公式得:
(
1
x
)
S
n
1
2
x
1
x
(
2
n
1
)
x
n
1
(
2
n
1
)
x
n
(
1
x
)
∴
S
n
(
1
x
)
2
【巩固练习】
2
:
求数列
,
解:由题可知,
{
2
4
62
n
,
,
,
,
前
n
项的和
.
2
3
n
2
2
2
2
2
n
1
}
的通项是等差数列{2n}
的通项与等比数列
{
}
的通项之积
n
n
2
2
2
4
6
2
n
设
S
n
2
3
n
…………………………………
①
2
2
2< br>2
2
4
2(
n
1)
2
n
1
n
1
……………
②
(设制错位)
S
n
2
3
2
2
2
n
2
2
12
2
2
2
2
2
n
①-②得
(
1
)
S
n
2
3
4
n
n
1
(错位相减)
2
2
2
2
2
2
2
1
2
n
2
n
1
n
1
2
2
n
2
∴
S
n
4
n
1
2
三、反序相加法求和
这是推导等差数列的前
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
把它与原数 列相加,就可以得到
n
个
(
a
1
a
n< br>)
.
0
1
2
n
n
[
例
3]
求证:
C
n
3
C
n
5
Cn
(
2
n
1
)
C
n
(
n
1
)2
0
1
2
n
证明:
设
S
n
C
n
3
C
n
5
C
n
(
2
n
1
)
C
n
…………………………..
①
把①式右边倒转过来得
n
n
1
1
0< br>S
n
(
2
n
1
)
C< br>n
(
2
n
1
)
C
n< br>
3
C
n
C< br>n
(反序)
m
n
m
又由
C
n
C
n
可得
0
1
n
1
n
S
n
(
2
n
1
)
C
n
(
2
n
1
)
C
n
3
C
n
C
n
…………..……..
②
0
1
n
1
n
n
①
+
②得
2
S
n
(
2
n
2
)(
C
n
C
n
C
n
C
n
)
2
(
n
1
)
2
(反
第
9
页
共
21
页
序相加)
n
∴
S
n
(
n
1
)
2
【巩固练习】
3
:
求
sin
2
1
sin
2
2
sin
2
3
sin
2
88
< br>
sin
2
89
的值
解:设
S
sin
1
sin
2
sin
3
sin
88
si n
89
………….
①
将①式右边反序得
S
sin
89
sin
88
sin
3
sin
2
sin
1
……②
(反序)
又因为
sin
x
co s(
90
x
),
sin
x
cosx
1
①
+
②得
(反序相加)
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
S
(sin
2
1
cos
2
1
)
(sin2
2
cos
2
2
)
(sin
2
89
< br>cos
2
89
)
=
89
∴
S
=
44.5
四、分组法求和
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、< br>等比或常见的数列,
然后分别求和,
再将其合并即可
.
形如:
a
n
b
n
{ b
n
}
是等差数列、等比数列或常见的数列
.
[
例
4]
求数列的前
n
项和:
1
1
,
的形 式,
其中
{ a
n
}
、
1
1
1
4
,
2
7
,
,
n
1
3
n
2
,
…
a
a
a
1
1
1
解:设
Sn
(
1
1
)
(
4
)
(
2
7
)
(
n
1
3
n
2
)
a
a
a
将其每一项拆开再重新组合得
S
n
(
1
1
1
1
2
n
1
)
(
1
4
7
3
n
2
)
(分组)
a
a
a
(
3n
1
)
n
(
3
n
1)
n
当
a
=
1
时,
S
n
< br>n
=
(分组求和)
2
2
1
1
n
(
3
n
1
)
n
a
a
1
n
(
3
n
1
)
n
a
当
a
1
时,
S
n
=
1
a
1
2
2
1
a
【巩固练习】
4
:
求数列
{n(n+1)(2n+1)}
的前
n
项和
. < br>3
2
解:设
a
k
k
(
k
1
)(
2
k
1
)
2
k
3
k
k
第
10
页
共
21
页