1、 核心热点 真题印证 核心素养 等比(差)数列的 判定与证明 2018 全国,17;2017 全国,17;2016 全 国,17 逻辑推理、 数学运算 通项与求和 2018 全国,17;2018 全国,17;2016 全 国,17;2016 全国,17 数学运算、 数学建模 等差与等比数列 的综合问题 2017 全国,17;2018 天津,18;2018 全国 ,17;2018浙江,20 数学运算、 逻辑推理 教材链接高考等比(差)数列的判定与证明 教材探究1.(引自人教 A 版必修 5P50 例 2)根据图 2.42 中的框图(图略,教材中 的图),写出所打印数列的前 5 项,并建立数列的递
2、推公式.这个数列是等比数列 吗? 2.(引自人教 A 版必修 5P69B6)已知数列an中,a15,a22,且 an2an13an 2(n3).对于这个数列的通项公式作一研究,能否写出它的通项公式? 试题评析 (1)题目以算法框图为载体给出递推数列an, 其中a11, an1 2an1(n1). 进而由递推公式写出前 5 项,并利用定义判断数列an是等比数列. (2)题目以递推形式给出数列,构造数列模型 bnanan1(n2),cnan3an 1(n2),利用等比数列定义不难得到bn,cn是等比数列,进而求出数列an 的通项公式. 两题均从递推关系入手,考查等比数列的判定和通项公式的求解,突显
3、数学运算 与逻辑推理等数学核心素养. 【教材拓展】 (2019 郑州模拟)已知数列an满足a15, a25, an1an6an1(n2). (1)求证:an12an是等比数列; (2)求数列an的通项公式. (1)证明 因为 an1an6an1(n2), 所以 an12an3an6an13(an2an1)(n2). 因为 a15,a25, 所以 a22a115, 所以 an2an10(n2), 所以数列an12an是以 15 为首项,3 为公比的等比数列. (2)解 由(1)得 an12an153n 153n, 则 an12an53n, 所以 an13n 12(a n3n). 又因为 a132
4、,所以 an3n0, 所以an3n是以 2 为首项,2 为公比的等比数列. 所以 an3n2(2)n 1, 故 an2(2)n 13n. 探究提高 数列递推式是数列命题常见类型,解题的关键是通过适当的变形,转 化成特殊数列问题. 【链接高考】 (2018 全国卷)已知数列an满足 a11,nan12(n1)an.设 bn an n . (1)求 b1,b2,b3; (2)判断数列bn是否为等比数列,并说明理由; (3)求an的通项公式. 解 (1)由条件可得 an12(n1) n an. 将 n1 代入得,a24a1,而 a11,所以 a24. 将 n2 代入得,a33a2,所以 a312.
5、从而 b11,b22,b34. (2)bn是首项为 1,公比为 2 的等比数列.理由如下: 由条件可得 an1 n1 2an n ,即 bn12bn,又 b11,所以bn是首项为 1,公比为 2 的等比数列. (3)由(2)可得an n 2n 1,所以 a nn 2n 1. 教你如何审题等差与等比数列的综合问题 【例题】 (2018 天津卷)设an是等差数列,其前 n 项和为 Sn(nN+);bn是等比 数列,公比大于 0,其前 n 项和为 Tn(nN+).已知 b11,b3b22,b4a3a5, b5a42a6. (1)求 Sn和 Tn; (2)若 Sn(T1T2Tn)an4bn,求正整数
6、n 的值. 审题路线 自主解答 解 (1)设等比数列bn的公比为 q(q0). 由 b11,b3b22,可得 q2q20. 因为 q0,可得 q2,故 bn2n 1. 所以 Tn12 n 12 2n1. 设等差数列an的公差为 d. 由 b4a3a5,可得 a13d4. 由 b5a42a6,可得 3a113d16,从而 a11,d1, 故 ann. 所以 Snn(n1) 2 . (2)由(1),有 T1T2Tn(21222n)n 2(12 n) 12 n2n 1n2. 由 Sn(T1T2Tn)an4bn 可得n(n1) 2 2n 1n2n2n1, 整理得 n23n40,解得 n1(舍),或 n
7、4. 所以 n 的值为 4. 探究提高 1.本题主要考查等差、等比数列通项公式与前 n 项和公式计算,突出 方程思想和数学运算等核心素养,准确计算是求解的关键. 2.利用等差(比)数列的通项公式及前 n 项和公式列方程(组)求出等差(比)数列的首 项和公差(比),进而写出所求数列的通项公式及前 n 项和公式,这是求解等差数 列或等比数列问题的常用方法. 3.对等差、等比数列的综合问题,应重点分析等差、等比数列项之间的关系,以 便实现等差、等比数列之间的相互转化. 【尝试训练】 (2017 全国卷)已知等差数列an的前 n 项和为 Sn,等比数列bn 的前 n 项和为 Tn,a11,b11,a2
8、b22. (1)若 a3b35,求bn的通项公式; (2)若 T321,求 S3. 解 设an的公差为 d,bn的公比为 q, 则 an1(n1) d,bnqn 1. 由 a2b22 得 dq3. (1)由 a3b35 得 2dq26. 联立和解得 d3, q0 (舍去), d1, q2. 因此bn的通项公式为 bn2n 1. (2)由 b11,T321 得 q2q200. 解得 q5 或 q4. 当 q5 时,由得 d8,则 S321. 当 q4 时,由得 d1,则 S36. 满分答题示范数列的通项与求和 【例题】 (12 分)(2017 全国卷)设数列an满足 a13a2(2n1)an2n
9、. (1)求an的通项公式; (2)求数列 an 2n1 的前 n 项和. 规范解答 高考状元满分心得 得步骤分:抓住得分点的解题步骤,“步步为赢”,在第(1)问中,由 an满足的 关系式,通过消项求得 an,验证 n1 时成立,写出结果.在第(2)问中观察数列的 结构特征进行裂项利用裂项相消法求得数列的前 n 项和 Sn. 得关键分:(1)an1满足的关系式,(2)验证 n1,(3)对通项裂项都是不可少的 过程,有则给分,无则没分. 得计算分:解题过程中的计算准确是得满分的根本保证,如(得分点 2),(得分 点 5),(得分点 7). 构建模板 【规范训练】 (2019 芜湖调研)已知数列a
10、n是等比数列,a24,a32 是 a2和 a4的等差中项. (1)求数列an的通项公式; (2)设 bn2log2an1,求数列anbn的前 n 项和 Tn. 解 (1)设数列an的公比为 q, 因为 a24,所以 a34q,a44q2. 因为 a32 是 a2和 a4的等差中项, 所以 2(a32)a2a4. 即 2(4q2)44q2,化简得 q22q0. 因为公比 q0,所以 q2. 所以 ana2qn 242n22n(nN +). (2)因为 an2n,所以 bn2log2an12n1, 所以 anbn(2n1)2n, 则 Tn12322523(2n3)2n 1(2n1)2n, 2Tn1
11、22323524(2n3)2n(2n1)2n 1. 由得, Tn222222322n(2n1)2n 1 224(12 n1) 12 (2n1)2n 16(2n3)2n1, 所以 Tn6(2n3)2n 1. 1.(2016 全国卷)已知an是公差为 3 的等差数列,数列bn满足 b11,b21 3, anbn1bn1nbn. (1)求an的通项公式; (2)求bn的前 n 项和. 解 (1)由已知,a1b2b2b1,b11,b21 3,得 a12. 所以数列an是首项为 2,公差为 3 的等差数列,通项公式为 an3n1. (2)由(1)和 anbn1bn1nbn得 bn1bn 3 , 因此bn
12、是首项为 1,公比为1 3的等比数列. 记bn的前 n 项和为 Sn,则 Sn 1 1 3 n 11 3 3 2 1 23n 1. 2.已知数列an满足 a11 2,且 an1 2an 2an. (1)求证:数列 1 an 是等差数列; (2)若 bnanan1,求数列bn的前 n 项和 Sn. (1)证明 易知 an0,an1 2an 2an, 1 an1 2an 2an , 1 an1 1 an 1 2, 又a11 2, 1 a12, 数列 1 an 是以 2 为首项,1 2为公差的等差数列. (2)解 由(1)知, 1 an2 1 2(n1) n3 2 ,即 an 2 n3, bn 4
13、(n3)(n4)4 1 n3 1 n4 , Sn4 1 4 1 5 1 5 1 6 1 n3 1 n4 4 1 4 1 n4 n n4. 3.(2019 长郡中学联考)已知an是等差数列,bn是等比数列,a11,b12,b2 2a2,b32a32. (1)求an,bn的通项公式; (2)若 an bn 的前 n 项和为 Sn,求证:Sn2. (1)解 设an的公差为 d,bn的公比为 q, 由题意得 2q2(1d), 2q22(12d)2, 解得 d1, q2 或 d1, q0 (舍), ann,bn2n. (2)证明 由(1)知an bn n 2n, Sn1 2 2 22 3 23 n1 2
14、n 1 n 2n, 1 2Sn 1 22 2 23 3 24 n2 2n 1n1 2n n 2n 1, 两式相减得1 2Sn 1 2 1 22 1 23 1 24 1 2n n 2n 1 1 2 1 1 2 n 11 2 n 2n 1, Sn2 1 2 n1 n 2n,Sn2. 4.(2019 广州一模)已知数列an的前 n 项和为 Sn,数列 Sn n 是首项为 1,公差为 2 的等差数列. (1)求数列an的通项公式; (2)设数列bn满足a1 b1 a2 b2 an bn5(4n5) 1 2 n ,求数列bn的前 n 项和 Tn. 解 (1)由题意可得:Sn n 12(n1),可得:Sn
15、2n2n. 当 n2 时,anSnSn12n2n2(n1)2(n1)4n3. 当 n1 时,a11 对上式也成立. an4n3(nN+). (2)a1 b1 a2 b2 an bn5(4n5) 1 2 n , n2 时,a1 b1 a2 b2 an1 bn15(4n1) 1 2 n1 , 相减可得:an bn(4n3) 1 2 n (n2), 又a1 b1 1 2满足上式, an bn(4n3) 1 2 n (nN+). bn2n.数列bn的前 n 项和 Tn2(2 n1) 21 2n 12. 5.(2019 宜春调研)已知公差不为 0 的等差数列an的首项 a12, 且 a11, a21,
16、a41 成等比数列. (1)求数列an的通项公式; (2)设 bn 1 anan1,nN+,Sn 是数列bn的前 n 项和,求使 Sn 3 19成立的最大的正 整数 n. 解 (1)设an的公差为 d. 由 a11,a21,a41 成等比数列, 可得(a21)2(a11)(a41),又 a12, (3d)23(33d),解得 d3(d0 舍去), 则 ana1(n1)d23(n1)3n1. (2)bn 1 anan1 1 (3n1)(3n2) 1 3 1 3n1 1 3n2 , Sn1 3 1 2 1 5 1 5 1 8 1 3n1 1 3n2 1 3 1 2 1 3n2 n 2(3n2),
17、则 Sn 3 19,即 n 2(3n2) 3 19,解得 n12, 则所求最大的正整数 n 为 11. 6.(2019 延安二模)设 Sn为数列an的前 n 项和,且 a11,当 n2 时,(n1)an (n1)Sn1n(n1),nN+. (1)证明:数列 Sn n 1 为等比数列; (2)记 TnS1S2Sn,求 Tn. (1)证明 当 n2 时,anSnSn1, 所以(n1)(SnSn1)(n1)Sn1n(n1), 即(n1)Sn2nSn1n(n1),则Sn n 2 Sn1 n11, 所以Sn n 12 Sn1 n11 ,又 S1 1 12, 故数列 Sn n 1 是首项为 2,公比为 2 的等比数列. (2)解 由(1)知Sn n 1 S1 1 1 2n 12n, 所以 Snn 2nn, 故 Tn(12222n 2n)(12n). 设 M12222n 2n, 则 2M122223n 2n 1, 所以M2222nn 2n 12n12n 2n1, 所以 M(n1) 2n 12, 所以 Tn(n1) 2n 12n(n1) 2 .
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