数列中的奇偶分析法问题研究

温柔似野鬼°
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2021年02月23日 19:25
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-

2021年2月23日发(作者:歌曲伤心太平洋)


数列中的奇偶分析法问题



数列奇偶求通项公式:



【典例


1


】数列


式为


___ ___


解析:由


-


=


4


.



是首项为


,公差为


4


的等差数列.数列


是首项为


,公差为


4


的


+


=


4n


-


3(n


∈


)


,得


+


=


4n


+


1(n


∈


)


.两式相减,得< /p>


满足


+


=


4n< /p>


-


3(n


∈


)< /p>


,当


=


2


时,则 数列


的通项公


所以数列


等差数列.由< /p>


+


=


1


,


=


2


,得


=-


1


.所以


=


(k


∈


Z)


.



数列奇偶求前


N


项和:




6


n



5


(


n


为奇数


)


【典例


2


】 已知数列


{


a


n


}


的通项


a


n




n


,求其前

n


项和


S


n


.



(


n


为 偶数


)



2


【 解析】


奇数项组成以


a


1



1


为首项,


公差为


12


的等差数列,


偶数项组成以


a


2



4

< br>为首项,


公比为


4


的等比数列; 当


n


为奇数时,奇数项有


n

< p>


1


n



1


项,偶数项有


项,∴


2


2


n



1


n



1


(1

< p>


6


n



5)


4(1



4


2


)


(


n

< br>


1)(3


n



2)


4(2


n



1



1)


2


,当


n


为偶数时,奇数项


S< /p>


n






2


1


< p>
4


2


3


n


n


(1



6

< br>n



5)


n

2


4(1



4

)


n


(3


n



2)


4(2


1)


n


和偶数项分别有


项,



∴


S


n

< p>


2


,所以,





2


2


1



4


2

< br>3



(


n



1)(3


n


2)


4(2


n


< br>1



1)




2


3


S


n




n< /p>



n


(3


n



2)



4(2< /p>



1)



2


3



(


n


为奇数


)


.



(


n


为偶数


)



2


n



1,


n


为奇数,


练习


1


:已知


a


n




n


则数列



a


n


< p>
的前


n


项和


S

< p>
n



________


.




2


,


n


为偶数,


【解析】①设

< br>n



2


m


m



N





,


则


m



n


,



2


n



2


2


m



< br>m



2



2


2


m



2



m


,



故此时


S


n



2


n



1



2



.②设


2


n


-1


,

< p>
n



2


m


+1



m


< br>N




,


n


=


2


m


+


1(


m


∈


N< /p>


*


)


,则


m



2


S


2


m




2



2


2


< br>


第



1


页



共



8


页



S< /p>


2m+1



S


2


m



a


2


m



1



2



2


2


m



2


< br>m



2


2


m



1



1



2



2


2


m



1



3



m


,


故此时


n



n



1


2

< br>


2



,


n


为偶数



n



5



2


,



S


n




.



S


n



2


n



1



n

< br>


5


2



2


n



1



,


n


为奇数




2


2


.


(扬州市


2015


—


2016


学年度第一学期期末检测试题·


20


)若数列



a


n



中不超过


f


(

< p>
m


)


的


项数恰为


b


m


(


m



N


)


,

< br>则称数列



b


m



是数列



a


n



的生成数列,


称相应的函 数


f


(


m


)< /p>


是数


*


列



a


n



生成



b


m


< p>
的控制函数


.


2


2


(


1


)已知


a


n



n


,且


f


(


m


)

< p>


m


,写出


b

< p>
1


、


b


2


、


b


3


;


(


2


)已知

a


n



2


n


,且


f


(


m


)



m


,求< /p>



b


m



的前


m


项和


S


m


;



【解析】


(


1


)


m



1


,则


a

< p>
1



1



1




b

< br>1



1


;


m



2


,则


a


1



1


< /p>


4


,


a


2



4



4

< p>



b


2



2



m

< br>


3


,则


a

1



1



9


,


a


2


< /p>


4



9



a


3



9



9



< p>
b


3



3



(


2


)

< p>
m


为偶数时,则


2


n



m


,则


b


m



m


m

< p>


1


;


m


为奇数时,则


2


n



m



1


,则

< p>
b


m



;



2


2


m



1


(


m


为奇数


)




2



b


m< /p>





m



(


m


为偶数


)




2


m


为偶数时,则


S


m



b


1< /p>



b


2



m


为奇数时,则


S


m



b


1



b


2



1



b


m



(1



2



2


1


m


m

2


;




m


)




< /p>


2


2


4


(


m



1)


2


m



1


m


2



1


;

< br>



b


m



S


m



1



b


m



1





4


2


4



m


2



1

< br>(


m


为奇数


)

< br>



4




S


m




2


m



(


m


为偶数


)




4


3.

< p>
(


2017


·镇江一模·


19


)已知


n



N


,数列



a


n



的各项均为正数,前


n


项和为


S


n


,且



a


1


< p>
1


,


a


2



2


,设


b

< br>n



a


2


n



1



a


2


n


.



(


1


)若数列


< /p>


b


n



是公比为


3


的等比数列,求


S

< br>2


n


;



2


a


n



n


(


2


)若对任意


n



N


,


S


n



恒成立,求数列

< br>


a


n



的通项公式;



2




第



2


页



共



8


页



n< /p>


(


3


)若


S


2


n



3


(


2



1


)


,数列



a


n


a


n


< br>1



也为等比数列,求数列的



a


n



通项公 式.



解:


(


1


)


b


1


< /p>


a


1



a


2



1


< p>
2



3


,



S

< p>
2


n



(


a


1



a

2


)



(


a


3



a


4< /p>


)




(


a


2


n


< p>
1



a


2


n


)



b

1



b


2



3(1



3


n


)


3(3


n



1)


.



b


n




1< /p>



3


2


(


2


)当


n


≥


2


时,由


2


S


n



a


n


2



n


,

< br>2


S


n



1



a


n



1


2



n



1


,



则


2


a


n

< p>


2


S


n



2


S


n


1



a


n


2



n


< /p>


(


a


n



1


2



n

< p>


1)



a


n


2



a

< br>n



1


2



1


,



(


a


n



1)


2



a


n



1


2

< p>


0


,


(


a


n



a

n



1



1)(


a


n



a


n



1


< /p>


1)



0


,



故


a


n



a


n



1



1


,或


a


n



a

n



1



1


.


(


*


)< /p>


< br>下面证明


a


n



a


n



1


1


对任意的


n

< br>


N*


恒不成立


.


事实上,因


a


1



a


2



3


,则


a


n


< p>
a


n



1



1


不恒成立;


< p>
若存在


n



N*


,


使


a


n



a


n


< br>1



1


,


设


n


0


是满足上式最小的正整数,< /p>


即


a


n


0



a


n


0

< p>


1



1


,


显然


n


0

< br>


2


,


且


a


n


0



1



(0,1)


,则

a


n


0



1



a


n


0< /p>



2



1


,则由(


*


)式知,


a


n


0



1< /p>



a


n


0



2



1

< p>
,则


a


n


0



2



0

< br>,矛盾


.


故


a


n



a


n


1



1


对任意的


n



N*

恒不成立,



所以


a


n



a


n

< br>


1



1


对任意的


n



N*

< br>恒成立


.

< p>
因此


{


a


n


}


是以


1


为首项,


1


为公差的等差数列,所以


a

< br>n



1



(


n



1)



n


.


(

3


)因数列


{


a

< br>n


a


n



1


}


为等比数列,设公比为


q


,则当


n


≥


2



时,


a


n


a


n



1


a


n



1

< br>



q


.

a


n



1


a


n


a


n


< /p>


1


即


{


a


2


n



1

< p>
}


,


{


a


2


n


}


是分别是以

< p>
1


,


2


为首项,公比为< /p>


q


的等比数列;



故


a


3



q


,


a


4



2


q


.


令


n



2


,有


S


4



a


1



a

2



a


3



a


4



1< /p>



2



q



2


q


< p>
9


,则


q



2


.




当


q



2


时,


a


2


n



1


< p>
2


n



1


,


a


2


n


2



2


n



1



2< /p>


n


,


b


n



a


2


n

< p>


1



a


2


n



3


2


n



1


,此时



S


2


n



(


a< /p>


1



a


2


)



(


a

< p>
3



a


4


)




(

a


2


n



1



a


2


n< /p>


)



b


1



b


2


< p>
3(1



2


n

< p>
)



b


n




3(2


n



1)


.


1



2



1


n


2



2


,


当


n


为奇 数


综上所述,


a


n



n


.



2


2


,


当


n


为偶数




第



3


页



共



8


页



< /p>


4


、


(苏北四市(徐州、淮安、连云港、 宿迁)


2017


届高三上学期期末)已知正项数列



a


n


< br>


的前


n


项和为


S


n


,且


a

< br>1



a


,(

a


n



1)(

a


n



1



1)



6(


S


n



n


)< /p>


,


n



N


.



(


1

< p>
)求数列



a


n



的通项公式;



(< /p>


2


)若对于



n



N



,都有


S


n


≤


n


(3


n



1)


成立,求实数


a


取值范围;



(


3


)

当


a



2


时,


将数列



a


n



中的部分项按原来的顺序构成数列



b


n



,


且


b


1



a


2


,


证明:



存在无数个满足条件的无穷等比数列


< /p>


b


n



.



(


1


)当


n


=


1


时,

< p>
(


a


1


+


1)(


a


2


+


1)


=


6(


S


1


+


1)


,故


a


2


=


5

;



当


n


≥


2


时,


(


a


n


-


1


+


1)(


a


n


+


1)


=


6(


S


n


-


1


+


n


-


1)


,

< p>


所以


(


a


n


+


1)(


a


n


+1


+1


)


-


(


a


n

< br>-


1


+


1)(

< br>a


n


+


1)

=


6(


S


n


+


n


)


-


6 (


S


n


-


1< /p>


+


n


-


1)


,



即


(


a


n


+


1)(


a


n


+


1


-


a


n


-

< br>1


)


=


6(

a


n


+


1)


,



又


a


n


>


0


,所以


a


n


+


1


-


a


n


-


1


=


6


,



所以


a


2


k


-


1


=


a

+


6(


k


-


1)


=


6


k


+


a


-


6


,< /p>


a


2


k


=


5+6(


k


-


1)< /p>


=


6


k


-


1


,


k


Î

< p>
N


*


,




ì


ï


3

n


+


a


-


3,


n


为奇数


,

n


?


N


*


,


ï


故


a


n< /p>


=


í



*


ï


3


n


-

< p>
1,


n


为偶数

< br>,


n


?


N


.


ï


î


(


2


)当


n


为奇数时,

S


n


=


1


(3


n


+


a


-


2)(3


n


+


3)


-


n


,



6


3


n


2


+


3


n


+


2


由


S


n


≤


n


(3


n


+


1)


得,


a


≤


恒成立,



n


+


1


3


n

< br>2


+


9


n


+


4


3


n


2


+


3


n


+


2


>


0


,



令


f


(


n


)


=


,则


f


(


n


+

1)


-


f


(


n


)


=


(


n


+


2)(


n


+


1)


n


+


1< /p>


所以


a


≤


f


(1)


=


4


.



当


n


为偶数时,


S


n


=


1


?


3


n


(3


n


6


a


+1)


-


n


,


< p>
由


S


n


≤


n


(3


n


+

< br>1)


得,


a


≤

< br>3(


n


+


1)

< br>恒成立,



所以


a


≤


9


.


< br>又


a


1


=


a


>


0


,所以实数

< br>a


的取值范围是


(0,4]


.< /p>



(


3


)当


a


=


2


时,若


n


为奇数,则


a


n


=


3


n


-


1


,所以


a


n


=


3


n


-


1


.



解法

< p>
1


:


令等比数列


{


b


n


}


的公比


q


=


4


m

< p>
(


m


?


N


*


)


,则


b

< br>n


=


b


1


q


n


-


1


=


5


?


4


m


(


n


-


1)


.




第



4


页



共



8


页


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