4-2二轮复习讲义:数列求和及综合应用

玛丽莲梦兔
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2021年02月08日 15:45
最佳经验
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中和节-

2021年2月8日发(作者:江西育华学校)


第二讲



数列求和及综合应用




高考考点



考点解读



1.


已知数列的递推关系式以及某些项,求数列的通项公式;


求数列的通项公式

< p>


已知等差


(


比


)


的某些项或前几项的和,求其通项公式



2


.考查等差


(


比


)


数列的概念以及通项公式、前


n


项和公式等



1.


以等差


(


比


)


数列为命题背景,


考查等差


(


比


)


的前


n


项和公式、


求数列的前


n


项和


分组求和



2

< br>.以递推数列、等差


(


比


)


数列为命题背景,考查错位相减、


裂项相消、倒序相加等求和方法< /p>



1.


等差


(< /p>


比


)


数列的求和、


分组求和、


错位相减求和及裂项相消


与数列的和有关的综合应 用



求和



2


.常与不等式、函数、解析几何相结合考查数列求和函数、


不等 式的性质等



备考策略



本部分内容在备考时应注意以下几个方面:


< br>(1)


加强对递推数列概念及解析式的理解,掌握递推数列给出数列的方法.



(2)


掌握等差


(


比


)


数列求和公式及方法.



(3)


掌握数列分组求和、裂项相消求和、错 位相减求和的方法.



(4)


掌握与数 列求和有关的综合问题的求解方法及解题策略.



预测


2020


年命题热点为:


(1)


已知等差


(


比


)


数列的某些项的值或其前几项的和,求该数列的通项公式.



(2)


已知某数列的递推式或某项的值,求该数列的 和.



(3)


已知某个不等式成立,求 某参数的值.证明某个不等式成立.




知识整合


Z


hi shi zheng he



1


.


分组求和法:


分组求和法是解决通项公式可以写成


c

< p>
n


=


a


n


+


b


n


形式的数列求和问题< /p>


的方法,其中


{


a


n


}


与


{


b


n


}


是等差


(


比


)


数列或一些可以直接求和的数列.



2


.


裂项相 消法:


将数列的通项分成两个代数式子的差,即


a


n


=


f


(

< br>n


+


1)


-

f


(


n


)


的形式,然


c


后通过累加抵消中间若干项的求和方法.


形如


{


}(


其中


{


a


n


}

< p>
是公差


d


≠


0

< p>
且各项均不为


0


a


n


a


n


+


1


的等差数列,


c


为常数


)


的数列等.





3


.


错位相 减法:


形如


{


a


n


·


b


n


} (


其中


{


a


n


}


为等差数列,


{

b


n


}


为等比数列


)


的数列求和,一般


分三步:①巧拆分;②构差式;③ 求和.



4


.


倒序求和法:


距首尾两端等距离的两项和相等,可以用此法,一般步骤:①求通项


公式;②定和值;③倒序相加;④求和;⑤回顾反思.



附:



(1)


常见的拆项公式


(


其中


n


∈


N


*


)


①


②


③


1

1


1


=


-


.


n



n


+


1



n


n


+


1


1


1


1


1


=


(


-


)


.


< br>n



n


+


k



k


n


n


+


k


1


1


1


1


=


(


-


).



2


n


-


1




< p>
2


n


+


1



2


2


n

-


1


2


n


+


1


1


1


1< /p>


1


1


1


1


1


=


(


-

< p>
)


;


=


(


-


)


.


a


n


a


n


+


1


d


a


n< /p>


a


n


+


1


a


n


a


n

< p>
+


2


2


d


a


n


a


n

+


2


④若等差数列


{


a


n


}


的公差为

< p>
d


,则


⑤


⑥


⑦


1


1


1

< br>1


=


[


-


]


.



n



n


+


1


< /p>


n


+


2



2


n



n

< p>
+


1




n


+


1




< br>n


+


2



=


n


+


1


-


n


.


n


+< /p>


n


+


1


1


1


=


(


n

< p>
+


k


-


n


)


.



n

+


n


+


k


k


1


(2)


公式法求和:要熟练掌握一 些常见数列的前


n


项和公式,如



n



n


+


1



①


1


+


2


+


3

< br>+…+


n


=


;

< br>


2


②


1


+


3


+


5


+ …+


(2


n


-


1)


=


n


2


;



1


③


1


2


+


2


2


+


3


2


+…+


n


2


=


n


(


n


+


1)(2

< p>
n


+


1)


.



6


易错警示


Y

< p>
i cuo jing shi



1


.


公比为字母的等比数列求和时,注意公比是否为


1


的分类讨论.



2

.


错位相减法求和时易漏掉减数式的最后一项.



3


.


裂项相消法求和时易认为只剩下首尾两项.



4


.


裂项相 消法求和时注意所裂式与原式的等价性.



< br>1


.


(2017·


全国卷Ⅱ,< /p>


3)


我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔 七


层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座

< p>
7


层塔共挂了


381


盏灯 ,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的


2


倍,则塔的顶层 共有灯


(



B



)


A


.< /p>


1


盏







B


.


3


盏






C


.


5


盏





D


.


9


盏



[


解析


]


< /p>


设塔的顶层的灯数为


a


1


,


七层塔的总灯数为


S


7


,


公比为


q


,


则由题意知


S


7


=


381


,


q


=


2


,



a


1



1


-


q


7



a


1



1


-

< br>2


7



∴


S


7


=


=


=


381


,解得


a


1


=


3.


1


-


q


1


-


2


故选


B


.


< /p>


2


.


(2017·


全国卷Ⅰ,


12)


几位大学生响应国家的创业号召,开发了一 款应用软件.为激


发大家学习数学的兴趣,


他们推出了“解数学 题获取软件激活码”的活动.


这款软件的激活


码为下面数学问题 的答案:已知数列


1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16< /p>


,…,其中第一项是


2


0


,接


下来的两项是


2


0,


2


1


,


再接下来的 三项是


2


0,


2


1,


2


2


,


依次类推.


求满足如下条件的最小整数


N


:


N


>100


且该数列的前


N


项和为


2


的整数幂. 那么该款软件的激活码是


(



A



)


A


.


440



C


.


220



B


.


330




D


.


110


[


解析


]


< /p>


设首项为第


1


组,接下来的两项为第


2


组,再接下来的三项为第


3


组,依此类


n



1


+


n



推,则第


n


组的项数为


n


,前


n


组的项数和为


.

< br>2


n



1


+


n



由题意知,

< br>N


>100


,令


>100


⇒


n


≥


14


且


n


∈


N


*


,即


N


出现在第


13


组之后.



2


1


-


2


n


n


2



1


-


2


n


< br>+


第


n


组的各项和为

< p>
=


2


-


1


,前


n


组所有项的和为


-


n


=


2


n


1


-


2


-


n


.


1


-


2


1


-


2

n



1


+


n



设


N


是第


n


+


1


组的第


k


项,


若要使前


N


项和为


2


的整数幂,


则


N


-


项的和即第


2


n


+


1


组的前


k


项的和


2


k


-


1


应与-


2


-


n


互为相反数,< /p>


即


2


k


-


1


=


2


+

< p>
n


(


k


∈


N


*


,


n

≥


14)


,


k

=


log


2


(

n


29


×



1


+


29



+


3)


⇒


n


最 小为


29


,此时


k

=


5


,则


N


=


+


5


=


4 40.


2


故选


A

.



3


.


(2018·


江苏卷,


14)


已知集合


A


=


{


x


|


x


=


2


n


-


1


,


n


∈


N


*

< br>}


,


B


=


{


x


|


x


=


2


n


,


n


∈


N


*


}


.将


A


∪


B

< p>
的所有元素从小到大依次排列构成一个数列


{


a< /p>


n


}


.记


S


n


为数列


{


a


n


}


的前


n


项和,则使得


S


n


> 12


a


n


+


1


成立的


n


的最小值为

< br>27.


[


解析


]


< /p>


B


=


{2,4,8,16,32,64, 128


…


}


,与


A


相比,元素间隔大,所以从


S


n< /p>


中加了几个


B


中元素考虑,



1


个:


n


=


1


+


1

=


2





S


2


=


3,1 2


a


3


=


36


2


个:


n


=< /p>


2


+


2


=


4




< p>
S


4


=


10,12


a


5


=


60


3


个:


n


=


4


+


3


=


7




< br>S


7


=


30,12


a


8


=


108

< p>
4


个:


n


=


8


+


4


=

< br>12




S


12


=


94,12


a


13


=


204


5


个:


n


=

< p>
16


+


5


=


21





S


21


=


318,12


a


22


=


396




6


个:< /p>


n


=


32


+


6


=


38





S


38


=


1 150,12


a


39


=


780


发现


21


≤


n


≤


38


时

< p>
S


n


-


12


a


n


+


1

< br>与


0


的大小关系发生变化,以下采用二分法查找:



S


30


=


687,12


a


31


=


612


,所以所求


n

< br>应在


22


~


29


之间,



S


25


=


462,12


a


26


=


492


,所以所求


n


应在


25


~


29


之间,



S

27


=


546,12


a

< p>
28


=


540


,所以所求


n


应在


25


~


27


之间,



S


26


=


503,12


a


27


=


516


,



因为


S


27


>12


a


28

< p>
,而


S


26


<12


a


27


,所以使得


S


n


>12


a


n


+


1


成立的


n


的最小值为


27.


4


.


(2017·


全国卷Ⅱ,


1 5)


等差数列


{


a

n


}


的前


n


项和


S


n


,


a


3


=


3


,< /p>


S


4


=


10


,则


[


解析


]



设等差数列


{


a


n


}


的公差为


d


,则



a


=


a


+


2


d


=


3


,




3


1


由




4


×

< br>3


S


=


4


a


+


d


=


1 0


,


1



2< /p>



4




a


1


=


1

< p>
,


得





d


=


1.

< br>


1


2


n


=


.


S


n


+


1


k


=


1< /p>


k


n




n



n


-

< p>
1



n



n


+


1


∴


S


n


=


n


×


1


+


×< /p>


1


=


,



2


2


1


2

< p>
1


1


=


=


2(


-


)


.

< br>


S


n


n



n


+


1



n


n


+


1


∴


1


1


1


1


1


=


+


+


+


…


+

< br>


S


S


1


S


2


S


3


S


n


k


=


1


k


n


1


1


1


1


1


1


1


=


2(1


-


+


-


+


-

< br>+


…


+


-


)


2


2


3


3


4


n


n


+< /p>


1


=


2(1


-< /p>


1


2


n


)


=


.


n


+


1


n


+


1


5


.


(2018·


全国卷Ⅲ ,


17)


等比数列


{

< br>a


n


}


中,

a


1


=


1


,


a


5


=


4< /p>


a


3


.


(1)


求


{


a


n


}


的通项公式.



(2)


记


S


n


为


{


a


n


}< /p>


的前


n


项和.若


S


m


=


63


, 求


m


.


[


解析


]


< /p>


(1)


设


{


a< /p>


n


}


的公比为


q


,由题设得


a


n


=


q


n


1


.


由已知得


q


4


=


4


q


2


,解 得


q


=


0(


舍 去


)


,


q


=-


2


或


q


=


2.


故


a


n


=


(


-


2)


n


-


1


-

< p>
或


a


n


=


2


n


1


.

< br>1


-



-


2



n


,则


S


n


=


.


3


-


(2)


若


a


n


=


(


-


2)


n


-


1


由


S


m


=

< p>
63


得


(


-


2)


m


=-


188


,此方程没有正整数解.



若

< br>a


n


=


2


n


1


,则


S


n


=


2


n


-< /p>


1.


由


S


m< /p>


=


63


得


2


m


=


64


,解得< /p>


m


=


6.




-


综上,


m


=


6.


6


.


(2018·


北京卷,


15)


设


{


a


n


}


是等差数列,且


a


1


=


ln 2


,


a< /p>


2


+


a


3


=


5ln 2.


(1)

求


{


a


n


}


的通项公式.



(2)


求


e


a


1

< br>+


e


a


2


+…+


e


a


n


.


[


解析


]


< /p>


(1)


由已知,设


{

a


n


}


的公差为

< br>d


,则



a

2


+


a


3


=


a


1


+


d< /p>


+


a


1


+


2


d


=


2

< p>
a


1


+


3


d


=


5ln 2


,又


a


1


=


ln 2


,



所以


d


=


ln 2


,



所以


{


a


n


}


的通项 公式为


a


n


=


ln 2


+


(


n


-


1)ln 2


=


n


ln 2(

n


∈


N


*


)


.



(2)


由


(1)


及已知,


e

< br>a


n


=


e


n


ln 2


=


(e


ln 2

)


n


=


2


n


,



所以


e


a


1


+


e


a


2


+


…


+


e


a


n


=


2


1


+

< br>2


2


+


…


+


2


n


=


2



1


-


2


n



n


+


1


=


2


-


2(


n


∈


N


*


)


.



1


-


2



命题方向


1



求数列的通项公式




2



例


1 < /p>


(1)


已知正项数列


{

< br>a


n


}


满足

a


1


=


1


,


(


n


+


2)


a


2


n


+


1


-


(


n


+


1)


a


n

< p>
+


a


n


a


n


+


1


=

0


,则


它的通项公式为


(



B



)


1


A


.


a


n


=








n


+


1


n


+


1


C


.


a


n


=


< br>2


2


B


.


a


n


=



n


+


1


D


.


a


n


=


n



2


[


解析

< p>
]



由


(


n


+


2)


a

< br>2


(


a


n


+


1


+


a


n


)


=


0


,


n


+


1


-


(


n


+


1)

< p>
a


n


+


a


n


a


n


+

1


=


0


,得


[(


n


+


2)


a


n


+


1


-


(


n


+


1)< /p>


a


n


]·


a


n


+


1


n


+


1


n


+


1


n


n


-

< br>1


2


又


a


n


>0


,


所以


(


n


+


2)


a


n


+


1


=< /p>


(


n


+


1)


a


n


,


即


=


,


a


n


+


1


=


·

< br>a


n


,


所以

a


n


=


·


·


…


·


a


n< /p>


n


+


2


3


n


+


2


n

< p>
+


1


n


2


2


2


a


1

=


a


1


(


n


≥


2)


,所以


a


n


=


(


n


=


1


适合


)< /p>


,于是所求通项公式为


a


n


=


.


n


+


1


n


+


1

n


+


1


2


1


(2)(2017·


厦门二模


)


若数列


{


a


n


}


的前


n


项和为< /p>


S


n


=


a


n


+


,则数列


{


a


n


}


的通项公式 为


3


3


(



B



)


A


.


a


n


=-< /p>


2


n


1



C


.


a


n

< p>
=


(


-


2)


n



-


B

< br>.


a


n


=


(


-


2)


n


1



D


.


a< /p>


n


=-


2


n



-


2


2


[


解析


]


< p>
由


a


n


=


S


n


-


S

n


-


1


(


n


≥


2)


,得


a


n


=


a


n< /p>


-


a


n


-


1


.


所以


a


n


=-


2


a

< p>
n


-


1


.


又可以得到


a


1


=

< p>
1


,



3


3


所以


a


n

< br>=


(


-


2)

n


1


(


n


≥


2)


.



又


a


1


=


(


-


2)


1


1


=


1


,所以


a


n


=


(


-

< p>
2)


n


1


.



『规律总结』



求数列通项公式的常见类型及方法





-


-


-


(1)


归纳猜想法:已知数列的前几项,求数列的通项公式,可采用 归纳猜想法.




S

< br>1


,


n


=


1


,



(2)


已知


S


n


与


a


n


的关系,利用


a

< br>n


=



求


a


n


.



S


-


S


,


n< /p>


≥


2


,



n


n


-


1

< p>


(3)


累加法:数列递推关系形如


a


n


+


1

< br>=


a


n


+


f


(


n


)


, 其中数列


{


f


(


n


)}


前


n


项和可求,这种类型


的数列求通项公式时,常用累加法


(


叠加法


)


.



(4)


累乘法:数列递推关系形如


a


n


+


1


=


g


(


n


)

< br>a


n


,其中数列


{


g


(


n


)}


前


n


项可求积,此数列求


通项 公式一般采用累乘法


(


叠乘法


)


.



(5)


构造法: ①递推关系形如


a


n


+


1


=


pa


n

< br>+


q


(


p


,


q


为常数


)


可化为


a


n


+


1


+


q


q


) (


p


≠


1)


的 形式,利用


{


a


n

+


}


是以


p


为公比的等比数列求解;



p


-


1


p


-


1


②递推关系形如


a


n


+


1


=


跟踪训练


G


en zong xun lian


pa


n


1


1


1


(


p


为非零常数

< br>)


可化为


-


=

< br>的形式.



a


n


+


p


a


n

+


1


a


n


p


q


=


p


(< /p>


a


n


+


p


-


1


2018


1


.若数列


{


a


n< /p>


}


满足


a


1


=


0,2


a


n


=


1


+


a


n


a


n


-


1


(


n


≥

< br>2


,


n


∈


N


*


)


,则


a


2019


=


.

2019


[


解析


]



当


n


≥

2


时,因为


2


a

< br>n


=


1


+


a


n


a


n


-


1


,



所以< /p>


(1


-


a


n


-


1


)


-


(1


-


a


n

< p>
)


=


1


-


a


n


-


a

n


-


1


+


a


n


a


n


-< /p>


1


,



所以


(1


-


a


n


-


1


)


-

< p>
(1


-


a


n


)


=


(1


-


a


n


)(1


-


a


n


-


1

)


,



1


1


所以


-


=


1


,



1


-


a


n


1


-


a


n


-


1


因为


a


1


=


0


,所以


1


=


1


,



1

-


a


1


1


所以


{


}


是首项为

1


,公差为


1


的等差数列,



1


-


a

< p>
n


1


所以


=


1


+


(


n

< br>-


1)


=


n

,



1


-


a


n


1


2018


所以


=


2019


,解得


a


2019


=


.


2019


1


-


a


2019


1


20


2< /p>


.设数列


{


a


n


}


满足


a


1< /p>


=


1


,且


a


n


+


1


-


a


n


=


n


+


1(


n


∈


N


*


)


,则数列


{


}


前


10


项的和为


.


a


n

< p>
11


[


解析


]

< p>


由


a


1


=


1


,且


a

< br>n


+


1


-


a


n


=


n


+


1(


n


∈


N< /p>


*


)


得,


a


n


=


a


1


+


(


a


2


-


a


1


)

< br>+


(


a


3


-


a


2


)


+


…


+


(


a


n


-


a


n


-


1


)


=


1


+


2


+

< br>3


+


…


+


n


=


n



n


+


1



1


2


1


1


1


,则


=


=


2(


-


)


,故数列


{


}


前


10


项的和


2


a


n


n



n


+


1



n


n


+

< br>1


a


n


1


1


1


1


1


S


10


=


2(1


-


+


-


+


…< /p>


+


-


)


2


2


3


10


11


1


20


=


2(1< /p>


-


)


=


.


11


11




命题方向


2



数列求和问题



(

一


)


分组转化法求和




例


2


设数 列


{


a


n


}< /p>


满足


a


1


=


2


,


a


2


+


a


4


=


8


,且对任意


n


∈


N


*


,函数


f


(


x


)


=


(


a


n


-

< br>a


n


+


1


π


+


a


n


+


2


)


x


+


a


n


+


1


cos


x


-


a


n


+


2


sin


x


满足


f


′

< p>
(


)


=


0.

< p>
2


(1)


求数列


{


a


n


}


的通项公式;



1


(2)


若


b


n


=


2(< /p>


a


n


+


)


,求数列


{


b


n


}


的前


n


项和


S


n


.


2


a


n


[


解析


]



(1)


由题设可得


< br>f


′


(


x


)


=


a


n


-


a


n


+


1


+


a


n


+


2


-


a


n


+


1


sin


x


-


a


n


+

< br>2


cos


x


.


π


对任意


n


∈


N


*


,


f

′


(


)


=


a


n


-


a


n< /p>


+


1


+


a


n


+


2


-

< p>
a


n


+


1


=


0


,


2


即


a


n


+


1


-


a


n< /p>


=


a


n


+


2


-


a


n

< p>
+


1


,故


{


a


n


}


为等差数列.



由


a


1

< p>
=


2


,


a


2


+


a


4

=


8


,解得


{

a


n


}


的公差

d


=


1


,



所以


a


n


=< /p>


2


+


1·


(


n


-


1)


=


n


+


1.


(2)< /p>


因为


b


n


=


2(


a


n


+


1


)


2


a


n


1


1


=


2(


n


+


1


+


n


+


1

)


=


2


n


+


n


+


2


,< /p>



2


2


所以


S


n


=


b


1


+


b


2


+


…


+


b

< br>n



1


1


1


=


(2


+


2


+


…


+


2)


+


2(1


+


2


+


…


+


n


)


+


(


+


2


+


…


+


n


)


2


2


2


1


1


[1

< br>-




n


]


2


n



n


+


1



2


=


2


n


+


2·


+



2

< p>
1


1


-


2


1


=


n


2

+


3


n


+


1


-


n


.


2


(


二


)


裂项相 消法求和




例


3 (2017·


全国卷Ⅲ,


17)


设数列


{


a< /p>


n


}


满足


a


1


+


3


a


2


+…+


(2


n


-


1)


a


n


=


2


n


.

< p>
(1)


求


{


a

< p>
n


}


的通项公式;



a


n


(2)


求数列


{


}


的前


n< /p>


项和.



2


n< /p>


+


1


[


解析


]



(1)


因为< /p>


a


1


+


3


a


2


+


…

< p>
+


(2


n


-


1)


a


n


=


2


n


,


故当


n


≥


2


时,



a


1


+


3


a


2


+< /p>


…


+


(2


n


-


3)


a


n


-


1


=


2(


n


-


1)


,

< p>


两式相减得


(2


n


-


1)


a


n


=


2


,





2


所以< /p>


a


n


=


(


n


≥


2)


.



2


n


-


1


又由题设可得


a


1


=


2


,满足上式,



所以


{


a


n< /p>


}


的通项公式为


a


n


=


(2)


记


{


2


.


2


n


-


1


a


n< /p>


}


的前


n


项和为


S


n


.


2< /p>


n


+


1


a


n


2


1


1

< p>
由


(1)


知


=

< p>
=


-


,



2


n


+


1


2


n


+


1





2


n


-


1



2


n


-


1


2


n


+


1


1


1


1


1


1


1

< br>则


S


n


=


-


+


-


+


…


+


-



1


3


3


5


2


n


-


1


2


n


+


1


=

< br>2


n


.


2

n


+


1


(


三


)


错位相减法求和




例


4


(2 018·


郴州二模


)


已知等差数列


{


a


n


}


,满足:


a


n


+


1


>


a


n

< p>
(


n


∈


N


*


)


,


a

1


=


1


,该数

列的前三项分别加上


1,1,3


后成等比数列,

< p>
a


n


+


2log


2


b


n


=-

< p>
1.


(1)


分别求数列


{


a


n


}


,< /p>


{


b


n


}


的通项公式;



(2)


求数列


{


a


n


·


b


n


}


的 前


n


项和


T


n


.


[


解析


]


< /p>


(1)


设


d


为等 差数列


{


a


n


}


的公差,且


d


>0

< br>,



由


a


1


=


1


,


a


2


=


1


+


d


,


a


3


=


1


+


2


d


,分别加上


1,1,3


后 成等比数列,



得


(2


+


d


)


2

=


2(4


+


2

d


)


,



因为


d


>0


,所以

d


=


2


,



所以


a


n


=< /p>


1


+


(


n


-


1)


×


2


=


2


n


-


1.


又因为


a


n


=-


1


-


2log


2


b


n


,



1


所以


log


2


b


n


=-


n


,即


b


n

< p>
=


n


.


2


2


n


-


1

< br>1


3


5


(2)

< br>T


n


=


1


+


2


+


3


+


…


+


n


①,< /p>



2


2


2


2


2


n


-

< p>
1


1


1


3


5


T


n


=

2


+


3


+


4


+


…


+


n< /p>


+


1


②,



2


2


2


2


2


2


n


-


1


1


1


1

< br>1


1


1


①-②,得


T


n


=


+

< br>2


×


(


2


+


3


+


4


+


…


+


n


)


-


n


+


1


.


2


2


2

< p>
2


2


2


2


1


1


-


n

-


1


2


2


n


-


1


所以


T


n


=


1


+


-


n



1


2


1


-


2


2


n


-


1

< br>2


n


+


3


1


=


3


-


n


-


2


-


n


=


3


-


n


.


2


2


2

< p>
(


四


)


奇


(


偶


)


数项和问题

< p>





例


5


(2018·

< br>潍坊二模


)


设等差数列


{


a


n


}


的前


n


项和为


S


n


,且


a


2


=

< p>
8


,


S


4


=


40


;数


列


{


b


n


}

的前


n


项和为


T

< br>n


,且


T


n

-


2


b


n


+


3


=


0


,< /p>


n


∈


N


*


.


(1)


求数列


{


a


n


}


,


{


b


n


}


的通项公式.




a< /p>


n


,


n


为奇数,



(2)


设


c


n


=




求数列


{


c


n


}


的前


n


项和


P


n


.




b


n


,

< p>
n


为偶数,



[


解析


]


< /p>


(1)


设等差数列


{

a


n


}


的公差为

< br>d


,






a


1


+


d


=


8


,



a


1


=


4


,



由题意,


得



所以


a


n


=


4


n


,




4

< br>a


1


+


6


d


=


40


,





d


=< /p>


4


,




因为


T


n


-


2


b


n


+


3


=


0


,所以当

< p>
n


=


1


时,


b


1


=


3

< br>,



当


n


≥


2


时,


T


n


-


1


-


2< /p>


b


n


-


1


+


3


=


0

< p>
,



两式相减,得


b


n


=


2


b


n


-


1


(


n


≥


2)


,



数列


{


b

< br>n


}


为等比数列,所以


b


n


=


3·


2


n


1


.


-

< p>



4


n


,


n


为奇数,


(2)


c


n


=



n


-


1


< br>


3·


2


,

n


为偶数


.



当


n


为偶数时,



P


n


=

(


a


1


+


a


3


+


…


+< /p>


a


n


-


1


)


+


(


b

< p>
2


+


b


4


+


…


+


b

n


)


n


n



4


+


4


n


-


4



·


6



1


-


4



2


2


+


=


+


=

< br>2


n


1


+


n


2


-


2.


2


1


-


4


当


n


为奇数时,



方法一:


n


-


1

为偶数,



P


n

< br>=


P


n


-


1


+


c


n


=


2


(


n


方法二 :



P


n


=< /p>


(


a


1


+


a


3


+


…

< p>
+


a


n


-


2


+


a


n

)


+


(


b


2


+


b


4


+< /p>


…


+


b


n


-


1


)


n


+


1



n


-


1



6

< br>1


-


4



4


+


4


n



·


2


2




=


+


=


2


n


+


n


2


+


2


n

< br>-


1.


2


1

< br>-


4



2


n


1


+


n


2


-


2


,


n


为偶数,



所以


P


n


=



n



2




2


+


n


+


2


n


-


1

< br>,


n


为奇数


.

< br>+


-


1)


+

1


+


(


n


-


1)


2


-


2


+


4


n


=


2


n


+


n


2


+


2


n


-


1.



『规律总结』



1

.


分组求和的常见方法



(1)


根据等差、等比数列分组.


< /p>


(2)


根据正号、负号分组,此时数列的通项式中常会有


(


-


1)


n

< p>
等特征.



2


.


裂项相消的规律



(1)


裂项系数取决于前后两项分母的差.





(2)


裂项相消后前、后保留的项数 一样多.



3


.


错位相减法的关注点



(1)


适用题 型:等差数列


{


a


n

< br>}


与等比数列


{


b


n


}


对应项相乘


{


a


n


·


b


n


}


型数列求和.



(2)


步骤:



①求和时先乘以数列


{


b


n


}


的公比.



②把两个和的形式错位相减.



③整理结果形式.



4


.


分奇偶的求和问题



如果数 列的奇数项与偶数项有不同的规律,当


n


为奇数或偶数时


S


n


的表达式不一样,


因此需要分奇偶分别求


S


n


.


(1)


分组直接求和:相邻的奇偶项合并为一项,组成一个新的数列


b


n


,用


S< /p>


′


n


表示其前



n


项和,则


S


=



n


-


1< /p>


S


′



2


+


a


,


n

< p>
为奇数


.


n


n

< p>
n


S


′


,


n


为偶数,


2




(2)


分奇偶转化求和:先令


n


为偶数,求出其前


n


项和


S


n


;当


n


为奇数时,


S


n

< br>=


S


n


-


1


+


a


n


.


跟踪训练


G


en zong xun lian




(

文


)


已知数列


{

< br>a


n


}


的前

n


项和


S


n


=


3


n


2


+


8


n


,


{


b


n


}


是等差数列 ,且


a


n


=


b


n


+


b


n


+


1


.


(1)< /p>


求数列


{


b


n< /p>


}


的通项公式;




a


n


+


1



n


1


(2)


令


c


n


=


.


求数列


{


c


n


}


的前


n


项和


T


n


.



b


n


+

< p>
2



n


[


解析


]



(1)


由题意知当


n


≥


2


时,


a


n


=

< p>
S


n


-


S


n


-


1


=

6


n


+


5


,



当


n


=< /p>


1


时,


a


1


=


S


1


=


11


,



所以


a


n


=


6


n


+


5.


设数列

< p>
{


b


n


}


的公差为


d


,






a

< br>1


=


b


1


+


b


2


,



11


=


2


b< /p>


1


+


d


,



由


得


< p>



a


2


=


b


2


+

b


3


,





17


=


2


b


1


+


3


d


,


+




可解得


b


1


=


4


,


d


=


3.


所以


b< /p>


n


=


3


n


+


1.



6


n


+


6


< p>
n


1


+


(2)

< p>
由


(1)


知


c

< p>
n


=


2


n


1


.


n


=

< br>3(


n


+


1)·



3


n


+

3



又


T


n


=


c


1


+< /p>


c


2


+


…


+


c


n


,

< p>


所以


T


n


=


3


×


[2


×


2


2


+

3


×


2


3


+


…


+


(


n< /p>


+


1)


×


2


n


1


]


,



2


T


n


=


3


×


[2


×


2


3


+

3


×


2


4


+


…


+


(


n< /p>


+


1)


×


2


n


2


]


,



两式作差,


得-


T< /p>


n




+


+


=


3


×

< p>
[2


×


2


2


+


2


3


+

< br>2


4


+


…


+


2


n


1


-


(


n


+


1)< /p>


×


2


n


2


]


=


3


×

< p>
[4


+


+


+


+


4



1

< br>-


2


n



-


(


n


1


-


2


+


1)


×< /p>


2


n


2


]


=-


3


n


·


2


n


2


,所以


T


n


=


3


n


·


2


n

< br>2


.


(


理

)


设数列


{


a

n


}


的前


n


项和为


S


n


.


已知


2


S


n


=


3


n


+


3.


(1)


求


{


a


n


}


的通项公式;


(2)


若数列


{


b


n


}


满足

< br>a


n


b


n


=


log


3


a


n


,求


{


b


n


}


的前


n


项 和


T


n


.


[


解析


]


< /p>


(1)


因为


2


S


n


=


3


n


+


3


,



所以


2


a


1

< p>
=


3


+


3


,故


a


1


=

< br>3.


当


n


>

< br>1


时,


2


S

n


-


1


=


3


n


1


+


3< /p>


,



此时


2


a


n


=


2


S


n


-


2


S


n


-


1

< br>=


3


n


-


3


n


1


=


2


×


3


n


1


,



即


a


n


=


3


n


1


,



< br>


3


,



n


=


1


,


所 以


a


n


=


< /p>


n


-


1




3


,


n

< p>
>


1.



-


-


-


-


+

< br>+


+



1


(2)


因为


a


n

b


n


=


log

3


a


n


,所以

b


1


=


.


3


当


n


>


1


时,


b


n


=< /p>


3


1


n


log< /p>


3


3


n


1


=


(


n


-

< p>
1)·


3


1


n

< p>
.


1


所以


T

< p>
1


=


b


1


=


;



3

当


n


>


1


时,



T


n


=


b


1


+


b


2


+


b


3


+


…


+


b


n



1


-

< br>-


-


=


+


[


1


×


3


1


+


2


×


3


2


+


…


+



n


-


1



×


3


1

< br>n


]


,



3


所以


3


T


n


=


1


+


[1


×


3


0


+


2


×


3


1


+


…


+


(


n


-


1)


×


3


2


n


]

.



两式相减,得



2


-


-


-

< br>-


2


T


n


=


+


(3


0


+


3


1


+


3< /p>


2


+


…


+


3


2


n


)

< p>
-


(


n


-


1)


×


3


1

< br>n



3


2


1


-


3


1


n


13


6


n


+< /p>


3


1


-


n


=


=


+


-

< p>
,



-


1


-


(


n


-

1)


×


3


3


1


-


3


6


2


×


3


n


13< /p>


6


n


+


3


所以


T


n


=


-


.


12


4


×


3


n


经检验,


n


=


1


时也适合.< /p>



13


6


n


+


3


综上可得


T< /p>


n


=


-


.


12


4


×


3


n


命题方向


3



数列与函数、不等式的综合问题



(< /p>


一


)


数列与函数的综合

< br>



例


6

设等差数列


{


a


n


}


的公差为


d


,点

< p>
(


a


n


,


b


n


)


在函数


f


(


x


)

=


2


x


的图象上

< br>(


n


∈


N


*


)


.



( 1)


若


a


1


= -


2


,点


(


a


8,


4


b


7< /p>


)


在函数


f


(< /p>


x


)


的图象上,求数列

< br>{


a


n


}


的前


n


项和


S


n


;



(2)


若


a


1


=


1


,


函数


f


(< /p>


x


)


的图象在点


(


a


2


,


b< /p>


2


)


处的切线在


x


轴上的截距为


2


-

< br>



-


-


-


-


-


-


1


a


n


,


求数列


{


}


ln 2


b


n


的前


n


项 和


T


n


.


[


解析


]


< /p>


(1)


由已知得,


b

7


=


2


a


7


,


b


8


=< /p>


2


a


8


=


4


b


7


,

< p>


有


2


a


8


=


4


×

2


a


7


=


2


a


7


+


2.


解得


d


=


a< /p>


8


-


a


7


=


2.


n



n


-


1


< p>
所以


S


n


=


na


1


+


d


=-


2


n


+

< br>n


(


n


-


1)


=


n


2


-


3


n


.


2


(2)


f


′


(


x


)


=


2


x


ln 2


,


f< /p>


′


(


a


2


)


=


2


a

< p>
2


ln 2


,故函数


f< /p>


(


x


)


=


2


x


在


(

< p>
a


2


,


b


2


)


处的切线方程为


y


-


2


a


2

< p>
=


2


a


2


ln 2(


x


-


a

< p>
2


)


,



1


它在


x


轴上的截距为


a


2


-


.


ln 2


1


1


由题意得,


a


2


-

=


2


-


,



ln 2


ln 2


解得


a


2


=


2.


所以


d


=


a

< br>2


-


a


1


=


1.


从而


a

n


=


n


,


b


n


=


2


n< /p>


.


n


-


1


n


1


2


3


所以


T


n


=

< p>
+


2


+


3


+


…


+


n

-


1


+


n


,



2


2


2< /p>


2


2


1


2


3


n


2


T

< p>
n


=


+


+


2


+


…


+

n


-


1


.


1


2


2


2


1


1


1


n


因此,


2


T


n


-


T


n


=


+


2


+


…


+


n


-


1


-

< br>n



2


2


2


2


1


n


=


2


-


n


-


1


-


n



2


2


2


n


1


-


n


-

< br>2


=


.


2

n


2


n


1


-


n


-


2


所以


T


n


=


. < /p>


2


n


(


二


)


数列与不等式的综合




例


7 (


文


)


设


S


n


为数列


{


a


n


}


的前


n


项和,已 知


a


1


=


2< /p>


,对任意


n


∈


N


*


,都有


2


S


n


=


(


n


+


1)


a


n


.


(1)


求数列


{


a


n


}


的通项 公式;



4


(2)

若数列


{


}


的前

< br>n


项和为


T


n

< br>,



a


n



a


n


+


2



1


求证:


≤


T


n


<1.


2


[


解析


]



(1)


因为


2


S


n


=


(


n< /p>


+


1)


a


n


,



当


n


≥


2


时,


2

< p>
S


n


-


1


=


na


n


-

< br>1


,



两式相减得


2


a


n


=

< br>(


n


+


1)

a


n


-


na


n


-


1


,





+


+


即


(


n


-


1)


a


n


=

< p>
na


n


-


1


,



a


n

< br>a


n


-


1


所以当


n


≥


2


时,


=


,



n


n


-


1


a< /p>


n


a


1


所以


=


.


n


1


因为


a


1


=


2


,所以


a


n


=


2


n


.

< p>
(2)


证明:因为


a


n< /p>


=


2


n


,



4


1


1

< p>
1


令


b


n


=


=


=


-

.


2


n



2


n


+


2



n



n


+


1



n


n


+


1


1


1


1


1


1


1

< br>n


所以


T


1

=


b


1


+


b


2


+


…


+< /p>


b


n


=


(1


-


)


+


(


-


)


+


…


+


(


-


)

< br>=


1


-


=


.


2


2


3


n


n


+


1


n< /p>


+


1


n


+


1


1


1


因为


>0


,所以


1


-


<1.


n


+


1


n


+


1


1


因为


f


(


n

< p>
)


=


在


N


*


上是递减函数,



n


+


1


1


所以


1


-


在


N


*


上是递增的,



n


+


1


1


所以当


n


=


1


时,


T


n


取最小值


.


2


1


所以


≤


T


n


<1.


2


(


理


)


已知数列< /p>


{


a


n


}


满足


a


1


=


1


,


a


n


+


1


=


3

< br>a


n


+


1

1


(1)


证明


{

< br>a


n


+


}


是等比数列,并求


{


a


n

< p>
}


的通项公式;



2


1


1


1


3


(2)


证明


+


+…+< /p>


<


.


a


1


a


2


a


n


2


[


解析


]

< p>


(1)


证明:由


a


n


+


1


=


3


a


1


+


1


,



1

< br>1


得


a


n


+


1


+


=


3 (


a


n


+


)< /p>


.



2


2


1


3


又


a

< p>
1


+


=


,



2


2


1

3


所以


{


a


n


+


}


是首项为

,



2


2


公比为


3


的等比数列.



3


n


-


1

< br>1


3


n


a


n


+


=


,因此


{


a


n


}


的 通项公式为


a


n


=

.


2


2


2


1


2


(2)


由


(1)


知


=


n


.


a


n


3


-


1


因为当


n


≥


1


时,


3


n


-


1


≥


2


×


3


n


1


,



1


1


所以


n


≤


-


.


3


-


1

< br>2


×


3


n


1




-

中和节-


中和节-


中和节-


中和节-


中和节-


中和节-


中和节-


中和节-