数列求和(倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分组求合法等)

温柔似野鬼°
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2021年02月08日 15:45
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本文由作者推荐

描写冬天的散文-

2021年2月8日发(作者:成东青)


考点


4


数列求和(倒序相加法、错位相减法、 裂项相消法、


分组求合法等)



*


1


.


(


2015< /p>


江苏苏州市高三上调考)已知数列


{


a< /p>


n



}


共有


2


k


项(


2


≤


k


且


k

< p>
∈


N


)


,数列

< p>
{


a


n



}


的前


n


项的和为

< p>
S


n


,满足


a

< p>
1


=2


,


a


n



1


< br>=


(


p


-


1


)


S


n


+ 2


(


n


=1


,


2


,


3


,


…


,


2


n


-


1


)


,其中常


数


p


>


1


(


1


)求证:数列


{< /p>


a


n



}


是等比数列;


(


2


)


若


p


=


2


的通项公式


(


3


)对于(

< br>2


)中的数列


{



b


n


}


,记


c


n



|

b


n


-


|


,求数列


{


c


n



}


的前


2


k


项的和.



【考点】数列的求和;数列的应用.



2


2


k



1< /p>


,


数列


{


b


n



}


满足


b


n



1

< p>
log


2


(


a

< p>
1


a


2



a


n


)


(

n


=1


,


2


,


…


,


2


n


)


,


求数列


{


b


n



}


n


3


2


【解】


(


1


)证明:当


n


=1


时,


a


2



=2


p


,则


a


2



p


,



a


1


当


2


≤


n


时,


a


n



1



(


p

-


1


)


S


n



2


,


a< /p>


n



(


p


-


1


)


S

< p>
n


-1



2


,



∴


a

< br>n



1


-


a


n



(


p


-


1


)


a


n


,即


a


n



1



pa


n


,



∴


a


n



1

< br>


p


,



a


n


故数列


{


a


n



}


是等比数列.


(


2


)由(


1

)


,得


a


n



2


p


n



1


(


n


=1< /p>


,


2


,


…


,


2


n


)

< p>
,



∴


a


1


a


2


a


n



2


p


n


1



2< /p>



3





n< /p>



1


(


n



1)


n


2


k



1



2


p


n


(

< br>n



1)


n

2




2


2


n


2


(


n< /p>



1)


n



2


k



1


2



2


n



,



1

< br>log


(


)


< br>2


a


1


a


2



a


n


n


1


(


n



1)


n


)



=


(


n


< p>
n


2


k



1


(


n


1)



1


,


=


(


n


=1


,


2


,


…


,< /p>


2


n


)


,



2


k


< p>
1


(


n



1)



1


,

< br>即数列


{


b


n

< br>}


的通项公式为


b


n

< p>


(


n


=1


,


2


,


…

< br>,


2


n


)


.



2


k



1


b


n



3


3


1


|


,设


b


n


< p>
,解得


n


≤


k

< p>


,



2


2


2


3


3

又


n


为正整数,于是:当


n


≤


k


时,


b


n


<


;当


n

< p>
≥


k


+1


时,

< p>
b


n


>


,



2


2


(

3


)


c


n



|


b


n


< /p>


∴数列


{


c


n< /p>



}


的前


2


k


项的和:



T< /p>


2


k



b


1



3


3

< p>
3


3



b


2




...



b


2


k


1




b


2


k



< /p>


2


2


2


2


3


3


3


3

< p>
3


3



(



b


1


)


(



b


2


)



...



(



b


k< /p>


)



(


b


k



1


< p>
)



(


b


k



2


)



...


(


b


2


k



)



2


2< /p>


2


2


2


2




(


b

< p>
k



1



b


k



2




b


2


k

)-(


b


1


b


2





b

k


)



1


1



k



(< /p>


k



1)



...



(2


k< /p>



1)





1



2



...



(


k



1)


< p>


2


k



1


2


k


1


k


2



.



2


k


< /p>


1


2


.


(


2015


江苏高考冲刺压轴卷


(三)


)


设数列


{


a


n



}


的前

< p>
n


项和记为


S


n


,


且


S


n



n


2


< br>3


n



4


.



(


1


) 求数列


{


a


n


}


的通项公式;



(

< br>2


)设


b


n


a


n


2


5


≤


T


<


,记 数列


{



}


的 前


n


项和记为


,


,求证:


.


b


T

< br>n


n


n


n


3


3


6


【考点】错位相减法求和



1



2


,


n



【解】


(


1


)


当


n


=1


时,


a


1



2


,

< br>当


n


≥


2


时,


a


n



S


n



S


n< /p>



1



2


n



4


,

< p>
故


a


n




,



2

n



4


,


n


≥


2



< /p>


2


,


n



1


a


n


< p>
2


2


0


2


n



4


3


(


2


)


b


n



n


< /p>



,其中


T


1< /p>



,当


n


≥


2


时,


T


n




2


< p>
...



①,


3


3


3


n


3


3



2


n

< br>


4


,


n



2


n




3


1


2


0


2


n



4


2


2


2


2


2


n



4

< br>T


n



2



3



...



n



1


② ,∴①-②得,


T


n




2



3


...



n


1


,



3


3


3


3


3< /p>


3


3


3


3


5


2


n


< p>
1


2


5


≤


T


<


(


n

≥


2)


∴


T


n




,由于


,∴


.



b


≥


0


n


n


n< /p>


6


2



3


3


6


3


.

< p>
(


2015


f


(


x


)



江


苏


高


考


冲

< br>刺


压


轴


卷


(


三


)


)


已


知


数


列



a


n



中


,


a


1



1


,


二


次

< br>函


数


1


1


a


n



x


2



(



2


n



a


n



1



)


x


的对称轴为


x


=


,



2


2


n


(


1


)试证明

< p>
2


a


n


是等差数列,并求



a


n



的通项公式;





(


2


)设



a


n



的前< /p>


n


项和为


S


n< /p>


,试求使得


S


n


<


3


成立的


n


的值,并说明理由.




< p>
【考点】等差数列的通项公式;二次函数的性质;错位相减法求和.



【解】


(


1


)



∵


二次函数


f< /p>


(


x


)



1


1


a


n

< p>


x


2



(2



n


< br>a


n



1


)



x


的对称轴为

< br>x


=


,



2


2


2



n



a


n



1


1


1


1




a



a



∴


a

< br>n


≠0


,


,整理得


,




1

< br>2


n



1


n


2



a


n


2


2


n


2


左右两边同时乘以


2


n


1


,得


2


n



1


a


n



1



2


n


a


n



2


,即


2


n

< p>


1


a


n



1



2

n


a


n



2



(


常数


)


,



n


∴


2


a


n


是以


2


为首项,


2


为公差 的等差数列,




< br>∴


2


n


a


n



2



2 (


n



1)



2


n


,



2


n


n





n


n



1


.


2

< br>2


1


2


3


n



1


n


(


2


)


∵



S


n



0



1



2



...



n



2



n

< br>


1


,



①



2


2


2


2


2


1


1


2


3


n



1


n


...



n



1

< br>


n


,



②











S


n





1



2



3


2


2


2


2


2


2


∴


a


n


< br>1


n


1


1


1


1


1


n


n


2



n


,



①


-


②


得:


S


n


< p>
1



1



2



3


...



n



1


n



1


2


2


2


2


2< /p>


2


2


1



2


n



2

< p>
整理得



S


n

< p>


4



n



1


.




2


n



3


n



2


n



1


∵



S


n


< br>1



S


n



4



n



(4



n


< /p>


1


)



n


>


0


,


< p>
2


2


2


1



∴



数列

< br>{


S


n



}


是单调递增数列.



∴



要使


S< /p>


n


<


3


成立,即 使


4



∴


< /p>


n


=1


,


2


,


3


.




n



2


<


3


,整理得


n< /p>


+2>


2


n


< /p>


1


,



n



1


2


4

< p>
.


(


2015


江苏省南京 市高三考前综合)公差不为零的等差数列


{


a

< br>n



}


的前

n


项之和为


S


n

< br>,


且


S


n


=


(


a


n



k


2


)


对


n


∈


N


*


成立.



2


(


1


)求常数


k


的值以及 数列


{


a


n


}


的通项公式;



,


恰成等比数列,


其中


k


1


=


2


,


,


k


3


=

< br>(


2


)


设数列

< br>{


a


n


}


中的部分项


a


k


1

< br>,


a


k


2


,


a


k


3


,



a


k


n


,


14


,求


a


1


k


1


+


a


2


k


2


+



+


a

< br>n


k


n


的值.

< br>


【考点】等差数列或等比数列中的基本量问题;错位相减法与裂项相消法.



【解】


(


1


)法一:条件化为


2


S

n


=


a


n


+


k


对


n


∈< /p>


N


*


成立.




设等差数列公差为


d


,则


2


na


1



n


(


n


1)


d


=


a


1


+


(


n


-


1)


d


+< /p>


k


.




2



2


a

< p>
1



a


1



k


①



分别令


n


=

1


,


2


,


3


得:



2


2


a


1



d



a


1



d



k


②





< br>


2


3


a


1



3


d



a


1



2


d



k


③


由


①


+


③


-


2



②

< br>得


,


a


1



3


a


1



3


d



2


2


a


1



d


.


两


边


平


方


得


,

< br>4


a


1


+


d


=


2


3


a


1


2



3


a


1


d


.







两边再平方得,


4

< br>a


1


2


-


4


a


1


d


+


d


2


=


0


.解得


d


=


2


a


1


.



代入②得,


4


a


1


=


3


a


1


+


k


,④


< p>
由④-①得,


a


1


=


a


1


.所以


a


1


=


0


,或


a


1


=


1

< p>
.



又当


a


1


=


0


时,


d


=


0


不合题意.所以


a


1


=


1

< p>
,


d


=


2


.



代入①得


k


=


1


.


< br>S


n


=


(


而当


k


=


1


,


a


1


=


1< /p>


,


d


=


2


时,


S


n


=


n


2


,


a


n


=


2


n

< br>-


1


,等式


< br>所以


k


=


1

,


a


n


=


2


n


-


1


.< /p>



法二:设等差数列的首项为


a


1


,公差为


d


,



a


n


< p>
k


2


)


对


n


∈


N


*

成立.



2


n

(


n



1)


d


d


d


=


n


2


+


(


a


1


-


)


n


,


a


n


=


a


1


+


(

< br>n


-


.



1)


d


=


dn


+


(


a


1


-


d


)


.


2


2


2


a



k


2


d


d


1


S


n


=

< br>(


n


)


得,

n


2


+


(


a


1


-


)


n< /p>


=


[


dn


+


(


a


1


+


k


-


d


)]

< p>
2


,



代入



2


2< /p>


2


4


则


S


n


=


na


1


+


即


2


dn

< p>
+


(4


a


1


-


2


d


)

< br>n


=


d


n


+


2


d


(


a


1


+


k


-


d


)


n


+


(


a


1


+


k


-


d


)

< br>.



因


为


上


面


等


式


对


一


切


正


整


数


n


都


成


立


,


所


以


由


多


项


式

< br>恒


等


可


得


,


2


2


2


2



2


d



d


2




4


a


1



2


d



2

< br>d


(


a


1



k



d


)




a


1



k



d



0




d



2


< br>因为


d


≠


0

,所以解得,



a


1



1


所以常数


k

< p>
=


1


,通项公式


a


n


=


2


n

< p>
-


1


.




k



1


(


2


)设


c


n


=


a


k


n


,则数列


{


c


n


}


为等比数列,且


c


1


=


a

k


1


=


a


2


=


3


,


c< /p>


3


=


a


k


3


=


a


14


=


27


.


< p>
故等比数列


{


c


n


}


的公比


q


满足


q


=


2


c


3


=


9


.



c


1


又

< br>c


n


>


0


,所以


q


=


3


.所以


c


n


=


c


1


q


n


-


1


=


3



3


n


-


1


=


3


n


.



又


c


n

< br>=


a


k


n


=


2


k


n


-


1


,所以


2


k


n


-


1


=


3


n


.



2


n



1


n


2


n


< br>1



3


+


.



2


2


1


1


1


3


2


3


5


3


5


所以


a


1


k

< p>
1


+


a


2


k


2


+


+


a


n


k


n



(



3< /p>



)



(



3



)

< p>


(



3



)



2

2


2


2


2


2


2


n



1< /p>


n


2


n



1


1



< p>


(



3



)



[1

< br>


3


1



3



3


2



5



3


3





(2


n



1)



3


n


]



2


2


2


1

< br>1


1



[1


3



5





(2


n



1)]



[ 1



3


1


< /p>


3



3


2



5



3

< p>
3





(2


n



1)



3


n


]


n


2


.



2


2


2


由此可 得


k


n


=


< /p>


3


+


.所以


a< /p>


n


k


n


=


n


1


2


1

< p>
2


法一:令


S



1



3


1



3



3

< br>2



5



3


3





(2


n



1)



3


n


,



2


3


n


n



1


则


3


S



1

< br>


3


+


3



3


+



+


(2


n



3)



3


+


(2< /p>


n



1)



3


,



2


3


n


n



1


两式相减得


:



2


S


=


3


+


2



3

< br>+


2



3


+



+


2



3



(2


n< /p>



1)



3


,




1


1



3(1



3


n


)


n


n



1


< br>


3(1



3

< br>)



3



(2


n



1)



3



S





2




3



(2


n



1)



3


n



1





< br>




2


2



1



3



1


n



1


n



1







2(


n



1)



3


< br>6



(


n



1)



3



3


,


代入得


a


1


k


1


+< /p>


a


2


k


2


+



+


a

< p>
n


k


n





2


1

1


2


(


n



1)



3


n



1



n


2



3


n



1





(


n


< br>1)



3


3




n



.




< /p>


2


2


2


法二:因 为


(2


k



1 )



3



[(


k



1)


< /p>


2]



3


k


k



1



(


k



2)

< p>


3


k



(


k



1)

< br>


3


k



1




(


k



2)



3< /p>


k


.所以


S


< /p>


[0



3


2



(



1)



3


1


]

< p>


[1



3


3



0


< br>3


2


]



[2



3


4



1



3


3< /p>


]






[(


n



1)



3


n

< p>


1



(


n



2)


< br>3


n


]


=


(


n


-


1)



3


n


+


1< /p>


+


3


.代入得


a


1


k


1


+


a


2


k


2


+



+


a


n


k


n


< br>1


1


2


(


n



1)



3


n



1


< /p>


n


2



3


n



1


< p>



(


n



1)



3

< br>


3



.





2


n



2



2


5


.


(


江苏省南京 市


2015


届高三上学期


9

< p>
月调考数学试卷


)


已知



a


n



是等差 数列,其前


n


项


的和为


S


n


,


b


n



是等比数列,且

< p>
a


1



b


1



2


,

a


4



b


4



21


,


S


4



b


4



30


.


(1)


求数列



a


n



和



b


n



的通项公式;



(2)


记


c


n



a


n


b


n


,


n



N


*


,求数列



c


n



的前


n


项和


.


【考点】数列的求和,数列递推式


.



【解】


(1)


设等差数列



a


n


< br>的公差为


d


,等比数列



b


n



的公比为


q


.


由


a


1



b


1

< p>


2


,得


a


4


=2+3


d


,

< p>
b


4



2


q


3


,


S

4



8



6


d




2< /p>



3


d



2


q


3


< p>
21



d



1


由条件


a


4



b


4


< br>21


,


S


4


b


4



30


,得方程组



解得




3


q



2



8



6


d


< /p>


2


q



30


所以


a


n



n



1


,

< p>
b


n



2


n


,


n


N


*


.


(2)

< br>由题意知,


c


n



(


n



1)



2


n


.

< br>记


T


n



c


1



c


2



c


3





c


n


.


则


T


n

< p>


c


1



c


2



c

3





c


n


=


2


< /p>


2



3



2



4


< p>
2





n



2


2

3


n



1



(


n



1< /p>


)



2


n


,



2


T

< p>
n



2



2


2



3


2


3



4



2


4


< /p>




n



2


n



(

< p>
n



1


)



2


n


1


,



所以



T


n


=2



2



(2


2



2


3





2


n



1



2


n


)



(

< br>n



1)2


n

< br>


1


,



T


n



n



2


n



1


(


n



N


*


)


.


6.



(


15


淮安市金湖中学高三上学期第一次学情检测数学试卷)


已知


{


a


n


}


为等比数列,


其中


a


1


=1


,且


a


2


,


a


3



a


5


,


a


4


成等差数列.



(< /p>


1


)求数列


{


a


n


}


的通项公式:


(


2


)设


b


n



(


2


n


﹣)


1


< /p>


a


n


,求数列


{


b


n


}


的前< /p>


n


项和


T


n


.



【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.



【解】


(


1


)设在等比数列< /p>


{


a


n


}


中,公比为


q


,


< /p>


∵


a


1



1


,且


a


2


,


a


3



a


5


,


a

< br>4


成等差数列,



∴

< p>
2


(


a


3



a


5


)


a


2



a


4


,


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


描写冬天的散文-


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