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2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪專題突破 專題三 數(shù)列與不等式 第2講 數(shù)列的求和問題 理
1.(xx福建)在等差數(shù)列{an}中,a2=4,a4+a7=15.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=2an-2+n,求b1+b2+b3+…+b10的值.
2.(xx課標(biāo)全國Ⅰ)已知{an}是遞增的等差數(shù)列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根.
(1)求{an}的通項公式;
(2)求數(shù)列{}的前n項和.
高考對數(shù)列求和的考查主要以解答題的形式出現(xiàn),通過分組轉(zhuǎn)化、錯位相減、裂項相消等方法求一般數(shù)列的和,體現(xiàn)轉(zhuǎn)化與化歸的思想.
熱點一 分組轉(zhuǎn)化求和
有些數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將數(shù)列通項拆開或變形,可轉(zhuǎn)化為幾個等差、等比數(shù)列或常見的數(shù)列,即先分別求和,然后再合并.
例1 等比數(shù)列{an}中,a1,a2,a3分別是下表第一、二、三行中的某一個數(shù),且a1,a2,a3中的任何兩個數(shù)不在下表的同一列.
第一列
第二列
第三列
第一行
3
2
10
第二行
6
4
14
第三行
9
8
18
(2)若數(shù)列{bn}滿足:bn=an+(-1)nln an,求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
思維升華 在處理一般數(shù)列求和時,一定要注意使用轉(zhuǎn)化思想.把一般的數(shù)列求和轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列進(jìn)行求和,在求和時要分析清楚哪些項構(gòu)成等差數(shù)列,哪些項構(gòu)成等比數(shù)列,清晰正確地求解.在利用分組求和法求和時,由于數(shù)列的各項是正負(fù)交替的,所以一般需要對項數(shù)n進(jìn)行討論,最后再驗證是否可以合并為一個公式.
跟蹤演練1 在等差數(shù)列{an}中,a3+a4+a5=84,a9=73.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)對任意m∈N*,將數(shù)列{an}中落入?yún)^(qū)間(9m,92m)內(nèi)的項的個數(shù)記為bm,求數(shù)列{bm}的前m項和Sm.
熱點二 錯位相減法求和
錯位相減法是在推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項和公式時所用的方法,這種方法主要用于求數(shù)列{anbn}的前n項和,其中{an},{bn}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列.
例2 (xx衡陽聯(lián)考)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且有a1=2,3Sn=5an-an-1+3Sn-1(n≥2).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若bn=(2n-1)an,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
思維升華 (1)錯位相減法適用于求數(shù)列{anbn}的前n項和,其中{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列;(2)所謂“錯位”,就是要找“同類項”相減.要注意的是相減后得到部分,求等比數(shù)列的和,此時一定要查清其項數(shù).(3)為保證結(jié)果正確,可對得到的和取n=1,2進(jìn)行驗證.
跟蹤演練2 設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a1=1,Sn+1=2Sn+n+1(n∈N*),
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若bn=,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
熱點三 裂項相消法求和
裂項相消法是指把數(shù)列和式中的各項分別裂開后,某些項可以相互抵消從而求和的方法,主要適用于{}或{}(其中{an}為等差數(shù)列)等形式的數(shù)列求和.
例3 (xx廣東韶關(guān)高三聯(lián)考)已知在數(shù)列{an}中,a1=1,當(dāng)n≥2時,其前n項和Sn滿足S=an(Sn-).
(1)求Sn的表達(dá)式;
(2)設(shè)bn=,數(shù)列{bn}的前n項和為Tn,證明Tn<.
思維升華 (1)裂項相消法的基本思想就是把通項an分拆成an=bn+k-bn(k≥1,k∈N*)的形式,從而達(dá)到在求和時某些項相消的目的,在解題時要善于根據(jù)這個基本思想變換數(shù)列{an}的通項公式,使之符合裂項相消的條件.
(2)?;牧秧椆?
①=(-);
②=(-);
③=(-).
跟蹤演練3 (1)已知數(shù)列{an},an=,其前n項和Sn=9,則n=________.
(2)(xx江蘇)設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=1,且an+1-an=n+1(n∈N*),則數(shù)列前10項的和為________.
1.已知數(shù)列{an}的通項公式為an=,其前n項和為Sn,若存在實數(shù)M,滿足對任意的n∈N*,都有Sn
0),且4a3是a1與2a2的等差中項.
(1)求{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
提醒:完成作業(yè) 專題三 第2講
二輪專題強(qiáng)化練
專題三
第2講 數(shù)列的求和問題
A組 專題通關(guān)
1.已知數(shù)列1,3,5,7,…,則其前n項和Sn為( )
A.n2+1- B.n2+2-
C.n2+1- D.n2+2-
2.已知在數(shù)列{an}中,a1=-60,an+1=an+3,則|a1|+|a2|+|a3|+…+|a30|等于( )
A.445 B.765
C.1 080 D.3 105
3.在等差數(shù)列{an}中,a1=-2 012,其前n項和為Sn,若-=2 002,則S2 014的值等于( )
A.2 011 B.-2 012
C.2 014 D.-2 013
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=3,an+1an-1=an(n≥2),則數(shù)列{an}的前40項和S40等于( )
A.20 B.40
C.60 D.80
5.(xx紹興模擬)+++…+的值為( )
A. B.-
C.-(+) D.-+
6.設(shè)f(x)=,若S=f()+f()+…+f(),則S=________.
7.(xx浙江名校聯(lián)考)在數(shù)列{an}中,a1=1,an+2+(-1)nan=1,記Sn是數(shù)列{an}的前n項和,則S60=________.
8.設(shè)Sn為數(shù)列{an}的前n項和,若(n∈N*)是非零常數(shù),則稱該數(shù)列為“和等比數(shù)列”;若數(shù)列{cn}是首項為2,公差為d(d≠0)的等差數(shù)列,且數(shù)列{cn}是“和等比數(shù)列”,則d=________.
9.(xx北京)已知{an}是等差數(shù)列,滿足a1=3, a4=12,數(shù)列{bn}滿足b1=4,b4=20,且{bn-an}為等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項公式;
(2)求數(shù)列{bn}的前n項和.
10.(xx山東)設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn.已知2Sn=3n+3.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若數(shù)列{bn}滿足anbn=log3an,求{bn}的前n項和Tn.
B組 能力提高
11.?dāng)?shù)列{an}滿足a1=2,an=,其前n項積為Tn,則T2 016等于( )
A. B.-
C.1 D.-1
12.已知數(shù)列{an}滿足an+1=+,且a1=,則該數(shù)列的前2 016項的和等于( )
A.1 509 B.3 018
C.1 512 D.2 016
13.已知lg x+lg y=1,且Sn=lg xn+lg(xn-1y)+lg(xn-2y2)+…+lg yn,則Sn=________.
14.(xx湖南)設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a1=1,a2=2,且an+2=3Sn-Sn+1+3, n∈N*.
(1)證明:an+2=3an;
(2)求Sn.
學(xué)生用書答案精析
第2講 數(shù)列的求和問題
高考真題體驗
1.解 (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由已知得
解得
所以an=a1+(n-1)d=n+2.
(2)由(1)可得bn=2n+n,
所以b1+b2+b3+…+b10=(2+1)+(22+2)+(23+3)+…+(210+10)
=(2+22+23+…+210)+(1+2+3+…+10)
=+
=(211-2)+55
=211+53=2 101.
2.解 (1)方程x2-5x+6=0的兩根為2,3,
由題意得a2=2,a4=3.
設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,則a4-a2=2d,
故d=,從而a1=.
所以{an}的通項公式為an=n+1.
(2)設(shè){}的前n項和為Sn.
由(1)知=,則
Sn=++…++,
Sn=++…++.
兩式相減得
Sn=+(+…+)-
=+(1-)-.
所以Sn=2-.
熱點分類突破
例1 解 (1)當(dāng)a1=3時,不合題意;
當(dāng)a1=2時,當(dāng)且僅當(dāng)a2=6,a3=18時,符合題意;
當(dāng)a1=10時,不合題意.
因此a1=2,a2=6,a3=18,所以公比q=3.
故an=23n-1 (n∈N*).
(2)因為bn=an+(-1)nln an
=23n-1+(-1)nln(23n-1)
=23n-1+(-1)n[ln 2+(n-1)ln 3]
=23n-1+(-1)n(ln 2-ln 3)+(-1)nnln 3,
所以Sn=2(1+3+…+3n-1)+[-1+1-1+…+(-1)n](ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1)nn]ln 3.
當(dāng)n為偶數(shù)時,
Sn=2+ln 3
=3n+ln 3-1;
當(dāng)n為奇數(shù)時,
Sn=2-(ln 2-ln 3)+ln 3
=3n-ln 3-ln 2-1.
綜上所述,Sn=
跟蹤演練1 解 (1)因為{an}是一個等差數(shù)列,
所以a3+a4+a5=3a4=84,所以a4=28.
設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,
則5d=a9-a4=73-28=45,故d=9.
由a4=a1+3d得28=a1+39,即a1=1,
所以an=a1+(n-1)d=1+9(n-1)=9n-8(n∈N*).
(2)對m∈N*,若9m
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