2018年高考数学数列专题复习通项与前n 项和通法一、问题描述一般地,对数列自身来讲,主要有以下题型:第一、求数列的通项公式,主要方法有:(1)利用n S 与1-n S 的关系;(2)利用递推关系包括累加法,累乘法,构造法。
第二、求数列的前n 项和,主要方法有:(1)倒序相加法;(2)错位相减法;(3)裂项相消法;(4)分组求和法。
第三、判断一个数列是等比或等差数列,完全依据等差、等比数列的定义进行证明。
这是解决好数列问题的重中之重。
二、智慧笔记1. 证明等差等比数列① 等差数列的证明方法:(1)定义法:1n n a a d +-=(常数) (2)等差中项法:112(2)n n n a a a n +-+=≥ ② 等比数列的证明方法: (1)定义法:1n na q a +=(常数) (2)等比中项法:211(2)n n n a a a n +-=≥g 2. 通项}{n a 的求法① 累加法:数列有形如)(1n f a a n n +=+的递推公式,且)}({n f 的前n 项和可求,可利用累加法求))((211∑=--+=ni i in n aa a a a 。
② 累乘法:数列有形如n n a n f a ⋅=+)(1的递推公式,且)}({n f 的前n 项积可求,则利用累乘法求出通项))2((123121≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-n a a a a a a a a a n n n n 。
③ 已知通项公式n a 与前n 项和n S 关系求通项:利用n a 和n S 的关系,若给出n S 或可以求出n S ,则可利用⎩⎨⎧≥-==-2,1,11n S S n a a n nn ,求n a 。
④ 辅助数列法:(Ⅰ)递推公式为q pa a n n +=-1型【其中,p,q 为常数,0)1)(1(≠--q p pq 】方法为:利用待定系数法将其变形为)(1λλ+=+-n n a p a ,再设n n b a =+λ,则}{b n 即为以λ+=11a b 为首项,p 为公比的等比数列,求出}{b n 的通项公式,从而求出n a ;(Ⅱ)递推公式为11--+=n n n q pa a 型【其中p,q 为常数0)1)(1(≠--q p pq 】.方法为:先在原递推公式两边同除以n q ,得qq a q p q a n n n n 111+⋅=--,引入辅助数列}{b n (其中nn n q a b =),得qb q p b n n 11+⋅=-,再应用类型(Ⅰ)的方法解决。
a,c 为常数且0≠ac )型的数列,取倒数得n n n n aa ca b aa c ba a +=+=+11,当b a =时}1{n a 是等差数列;当b a ≠时nn n n aa c a b aa c ba a +=+=+11 ,令nn n n a b a b 1111==++,,可利用类型(Ⅰ)的方法解决。
3. 典型的求和方法① 分组求和法:数列的通项公式为n n b a +的形式,其中}{a n 和}{n b 满足不同的求和公式,常见于}{n a 为等差数列,}{n b 为等比数列或者}{n a 和}{b n 分别是数列的奇数项和偶数想,并满足不同的规律。
② 倒序相加法:讲一个数列倒过来排列,当它与原数列相加时,若有规律可循,并且容易求和,则这样的数列求和时可用倒序相加法(等差数列前n 项和公式的推导即用此方法)。
③ 错位相减法:求数列}{n n b a ⋅和}b a {nn的前n 项和,数列}{n a ,}{b n 分别为等差与等比数列,求和时,在已知求和式的两边乘以等比数列公比q 后,向后错一项,与原数列的和做差,即n n qS S -,然后求n S 即可。
④ 裂项相消:将数列恒等变形为连续两项或相隔若干项之差的形式,进行消项。
常见的裂项相消变化有:(Ⅰ)111)1(1+-=+=n n n n a n ;(Ⅱ))11(1)(1kn n k k n n a n +-=+=;(Ⅲ))121121(21)12(1-21+--=+=n n n n a n )(;(Ⅳ)])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=++=n n n n n n n a n ;(Ⅴ)n n n n a n -+=++=111;4. 几个重要考点① 方程思想:1()2n n n a a S +==1(1)2n n d na -+等差数列中的“知三求二”问题,即:已知等差数列之1,,,,n n a a q n S 五个量中任意的三个,列方程组可以求出其余的两个。
② 函数思想:等差数列{}n a 的前n 项的和221()()22n d dS f n n a n An Bn ==+-=+,(A 、B 是与n 无关的常数),关于n 的二次型函数,没有常数项.③ n S 的最大(小)值:方法一:不等式组思想:n S 的最大值⇔10n n a a +≥⎧⎨≤⎩,求得n的值再求n S .n S 的最小值⇔10n n a a +≤⎧⎨≥⎩,求得n 的值再求n S .方法二:利用项的单调性求解.判断哪些项为负数,哪些项为非负数,从而求n S 的最值.方法三:(函数思想)利用n S :由21()22n d dS n a n =+-,利用二次函数,数形结合,求得最大(小)值时n 的值. n S 的最大值⇔2()n S f n An Bn ==+的最大值。
n S 的最小值⇔2()n S f n An Bn ==+的最小值。
方法四:利用差比或者商比【判定()n S f n =的单调性】(1)(1)()()f n f n f n f n ++-的差与零的关系或者的商与1的关系,从而判定()n S f n =的单调性. END三、智囊例题【例1】 【2014高考湖北文第18题理第18题】已知等差数列}{n a 满足:21=a ,且1a 、2a 、5a 成等比数列.(1)求数列}{n a 的通项公式.(2)记n S 为数列}{n a 的前n 项和,是否存在正整数n ,使得?80060+>n S n 若存在,求n 的最小值;若不存在,说明理由.【答案】(1)2=n a 或24-=n a n . 【解析】试题分析:(1)设数列}{n a 的公差为d ,根据d d 42,2,2++成等比数列求得d 的值,从而求得数列}{n a 的通项公式;(2)由(1)中求得的n a ,根据等差数列的求和公式求出n S ,解不等式80060+>n S n 求出满足条件的的n .【例2】【2014高考湖南卷文第16题】已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n nn S n ,22. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()n na n ab n 12-+=,求数列{}n b 的前n 2项和.【答案】(1) n a n = (2) 21222n n T n +=+-【例3】【2015高考安徽文18】已知数列{}n a 是递增的等比数列,且14239,8.a a a a +== (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)设n S 为数列{}n a 的前n 项和,11n n n n a b S S ++=,求数列{}n b 的前n 项和n T . (Ⅰ)由题设可知83241=⋅=⋅a a a a ,又941=+a a , 可解的⎩⎨⎧==8141a a 或⎩⎨⎧==1841a a (舍去)由314q a a =得公比2=q ,故1112--==n n n qa a . (Ⅱ)1221211)1(1-=--=--=n nn n q q a S 又1111111n n n n n n n n n n a S S b S S S S S S +++++-===-所以1113221211111...1111...++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+++=n n nn n S S S S S S S S b b b T12111--=+n .例4】【2015高考山东理18】设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知233n n S =+. (I )求{}n a 的通项公式;(II )若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .【解析】所以,13,1,3,1,n n n a n -=⎧=⎨>⎩1363623n n +=-⨯ ,又1T 适合此式.13631243nnn T +=-⨯ 【例5】【2013浙江18理文19】在公差为d 的等差数列}{n a 中,已知101=a ,且3215,22,a a a +成等比数列.(1)求n a d ,; (2)若0<d ,求123||||||||.n a a a a ++++L L【答案】解:(Ⅰ)由已知得到:22221311(22)54(1)50(2)(11)25(5)a a a a d a d d d +=⇒++=+⇒+=+224112122125253404611n n d d d d d d d a n a n==-⎧⎧⇒++=+⇒--=⇒⎨⎨=+=-⎩⎩或 (Ⅱ)由(1)知,当0d<时,11n a n =-,①当111n ≤≤时,123123(1011)0||||||||2(21)2n n n n n a a a a a a a a a n n +-≥∴++++=++++=-=L L L L ②当12n ≤时, 1231231112131231112320||||||||()11(2111)(21)2()()222212202n n n n a a a a a a a a a a a a n n a a a a a a a a n n ≤∴++++=++++-+++--=++++-++++=⨯--+=L L L L L L L L L L 所以,综上所述:1232(21),(111)2||||||||21220,(12)2n n n n a a a a n n n -⎧≤≤⎪⎪++++=⎨-+⎪≥⎪⎩L L四.智客习题A 组(夯实基础)时间:30分钟一、选择题(每题5分,共60分)1.(2011年福建泰宁调研)已知等比数列{a n }中有a 3a 11=4a 7,数列{b n }是等差数列,且a 7=b 7,则b 5+b 9=( )A .2B .4C .8D .162.(2011年福建泰宁调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =n -n 2,则a 4=( ) A .-6 B .-8 C .-12 D .-143.若数列{a n }是公比为4的等比数列,且a 1=2,则数列{log 2a n }是( ) A .公差为2的等差数列 B .公差为lg2的等差数列 C .公比为2的等比数列 D .公比为lg2的等比数列 4.一个四边形的四个内角成等差数列,最小角为40°,则最大角为( ) A .140° B .120° C .100° D .80°5.等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,且S n T n =7n +45n -3,则使得a nb n为整数的正整数n 的个数是( )A .3B .4C .5D .66. (2011年辽宁)若等比数列{a n }满足a n a n +1=16n ,则公比为( ) A .2 B .4 C .8 D .167.(2010年浙江)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,8a 2+a 5=0,则S 5S 2=( )A .11B .5C .-8D .-118.数列{a n }中,a 1=1,a n ,a n +1是方程x 2-(2n +1)x +1b n=0的两个根,则数列{b n }的前n 项和S n =( )A.12n +1B.1n +1C.n 2n +1D.n n +19. (2011年安徽)若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n ·(3n -2),则a 1+a 2+…a 10=( ) A .15 B .12 C .-12 D .-1510.(2011年四川)数列{a n }的首项为3,{b n }为等差数列且b n =a n +1-a n (n ∈N *),若b 3=-2,b 10=12,则a 8=( )A .0B .3C .8D .11 11. (2010年北京)在等比数列{a n }中,a 1=1,公比|q |≠1.若a m =a 1a 2a 3a 4a 5,则m =( ) A .9 B .10 C .11 D .1212.已知S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 1=2,若数列{}1+a n 也是等比数列,则S n等于( )A .2nB .3nC .2n +1-2 D .3n -1二、填空题(每题5分,共20分)13. 已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=2a n -1,则a n =________.14. (2010年福建)在等比数列{a n }中,若公比q =4,且前3项之和等于21,则该数列的通项公式a n =________.15.已知数列a n =⎩⎪⎨⎪⎧n -1 (n 为奇数),n (n 为偶数),则a 1+a 100=________,a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 99+a 100=________.16.(2011年江苏)设1=a 1≤a 2≤…≤a 7,其中a 1,a 3,a 5,a 7成公比为q 的等比数列,a 2,a 4,a 6成公差为1的等差数列,则q 的最小值是________.B 组(能力提升)时间:20分钟1. 【2015高考湖北文19】设等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 的公比为q .已知11b a =,22b =,q d =,10100S =.(Ⅰ)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (Ⅱ)当1d >时,记nn na cb =,求数列{}n c 的前n 项和n T .2. 【2014高考大纲理第18题】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知110a =,2a 为整数,且4n S S ≤.(I )求{}n a 的通项公式; (II )设11n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T .。