《2019-2020年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五章 數(shù)列的概念及簡(jiǎn)單的表示方法訓(xùn)練 理 新人教A版.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五章 數(shù)列的概念及簡(jiǎn)單的表示方法訓(xùn)練 理 新人教A版.doc(95頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五章 數(shù)列的概念及簡(jiǎn)單的表示方法訓(xùn)練 理 新人教A版
[備考方向要明了]
考 什 么
怎 么 考
1.了解數(shù)列的概念和幾種簡(jiǎn)單的表示方法(列表、圖象、通項(xiàng)公式).
2.了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類(lèi)函數(shù).
數(shù)列的概念在高考試題中常與其他知識(shí)綜合進(jìn)行考查,主要有:
(1)以考查通項(xiàng)公式為主,同時(shí)考查Sn與an的關(guān)系,如xx年江西T16等.
(2)以遞推關(guān)系為載體,考查數(shù)列的各項(xiàng)的求法,如xx年新課標(biāo)全國(guó)T16等.
[歸納知識(shí)整合]
1.?dāng)?shù)列的定義
按照一定順序排列著的一列數(shù)稱(chēng)為數(shù)列,數(shù)列中的每一個(gè)數(shù)叫做這個(gè)數(shù)列的項(xiàng).排在第一位的數(shù)稱(chēng)為這個(gè)數(shù)列的第1項(xiàng)(通常也叫做首項(xiàng)).
2.?dāng)?shù)列的分類(lèi)
分類(lèi)原則
類(lèi)型
滿(mǎn)足條件
項(xiàng)數(shù)
有窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)有限
無(wú)窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)無(wú)限
項(xiàng)與項(xiàng)間的大小關(guān)系
遞增數(shù)列
an+1>an
其中n∈N*
遞減數(shù)列
an+1<an
常數(shù)列
an+1=an
擺動(dòng)數(shù)列
從第2項(xiàng)起有些項(xiàng)大于它的前一項(xiàng),有些項(xiàng)小于它的前一項(xiàng).
3.?dāng)?shù)列的表示法
數(shù)列的表示方法有列表法、圖象法、公式法.
4.?dāng)?shù)列的通項(xiàng)公式
如果數(shù)列{an}的第n項(xiàng)與序號(hào)n之間的關(guān)系可以用一個(gè)式子來(lái)表示,那么這個(gè)公式叫做這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式.
[探究] 1.數(shù)列的通項(xiàng)公式唯一嗎?是否每個(gè)數(shù)列都有通項(xiàng)公式?
提示:不唯一,如數(shù)列-1,1,-1,1,…的通項(xiàng)公式可以為an=(-1)n或an=有的數(shù)列沒(méi)有通項(xiàng)公式.
5.?dāng)?shù)列的遞推公式
若一個(gè)數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1確定,其余各項(xiàng)用an與an-1的關(guān)系式表示(如an=2an-1+1,n>1),則這個(gè)關(guān)系式就稱(chēng)為數(shù)列的遞推公式.
[探究] 2.通項(xiàng)公式和遞推公式有何異同點(diǎn)?
提示:
不同點(diǎn)
相同點(diǎn)
通項(xiàng)公式法
可根據(jù)某項(xiàng)的序號(hào),直接用代入法求出該項(xiàng)
都可確定一個(gè)數(shù)列,都可求出數(shù)列的任何一項(xiàng)
遞推公式法
可根據(jù)第1項(xiàng)或前幾項(xiàng)的值,通過(guò)一次或多次賦值,逐項(xiàng)求出數(shù)列的項(xiàng),直至求出所需的項(xiàng)
[自測(cè)牛刀小試]
1.(教材習(xí)題改編)已知數(shù)列{an}的前4項(xiàng)分別為2,0,2,0,…,則下列各式不可以作為數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式的一項(xiàng)是( )
A.a(chǎn)n=1+(-1)n+1 B.a(chǎn)n=2sin
C.a(chǎn)n=1-cos nπ D.a(chǎn)=
解析:選B 若an=2sin,則a1=2sin=2,a2=2sin π=0,a3=2sin=-2,a4=2sin 2π=0.
2.已知數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=n2-8n+15,則3( )
A.不是數(shù)列{an}中的項(xiàng)
B.只是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng)
C.只是數(shù)列{an}中的第6項(xiàng)
D.是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng)或第6項(xiàng)
解析:選D 令an=3,即n2-8n+15=3,解得n=2或6,故3是數(shù)列{an}中的第2項(xiàng)或第6項(xiàng).
3.(教材習(xí)題改編)在數(shù)列{an}中,a1=1,an=1+(n≥2),則a5=( )
A. B.
C. D.
解析:選D 由題意知,a1=1,a2=2,a3=,a4=,a5=.
4.(教材改編題)已知數(shù)列,,2,…,根據(jù)數(shù)列的規(guī)律,2應(yīng)該是該數(shù)列的第________項(xiàng).
解析:由于2=31-1,5=32-1,8=33-1,…
故可知該數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=
由2=,得n=7.
答案:7
5.若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-10n(n=1,2,3,…),則此數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=________;數(shù)列{nan}中數(shù)值最小的項(xiàng)是第________項(xiàng).
解析:∵當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1
=(n2-10n)-[(n-1)2-10(n-1)]=2n-11;
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=-9也滿(mǎn)足an=2n-11,
∴an=2n-11.
∴nan=2n2-11n=2=2
=22-.
又∵n∈N*,∴當(dāng)n=3時(shí),nan取最小值.
答案:2n-11 3
已知數(shù)列的前幾項(xiàng)求通項(xiàng)公式
[例1] 根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng),寫(xiě)出各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)4,6,8,10,…;
(2),,,,,…;
(3),,-,,-,,….
[自主解答] (1)各數(shù)都是偶數(shù),且最小為4,所以通項(xiàng)an=2(n+1)(n∈N*).
(2)注意到分母分別是21,22,23,24,25,…,而分子比分母少1,
所以其通項(xiàng)an=(n∈N*).
(3)分母規(guī)律明顯,而第2,3,4項(xiàng)的絕對(duì)值的分子比分母少3,因此可考慮把第1項(xiàng)變?yōu)椋?,這樣原數(shù)列可化為-,,-,,-,,…
所以其通項(xiàng)an=(-1)n(n∈N*).
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用觀察法求數(shù)列的通項(xiàng)公式的技巧
用觀察歸納法求數(shù)列的通項(xiàng)公式,關(guān)鍵是找出各項(xiàng)的共同規(guī)律及項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)n的關(guān)系.當(dāng)項(xiàng)與項(xiàng)之間的關(guān)系不明顯時(shí),可采用適當(dāng)變形或分解,以凸顯規(guī)律,便于歸納.當(dāng)各項(xiàng)是分?jǐn)?shù)時(shí),可分別考慮分子、分母的變化規(guī)律及聯(lián)系,正負(fù)相間出現(xiàn)時(shí),可用(-1)n或(-1)n+1調(diào)節(jié).
1.寫(xiě)出下列數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式,使它的前幾項(xiàng)分別是下列各數(shù):
(1),,,,,…;
(2)-1,,-,,-,…;
(3)9,99,999,9 999,….
解:(1)分子是連續(xù)的偶數(shù),且第1個(gè)數(shù)是2,所以用2n表示;分母是22-1,42-1,62-1,82-1,102-1,所以用(2n)2-1表示.所以an==(n∈N*).
(2)正負(fù)交替出現(xiàn),且奇數(shù)項(xiàng)為負(fù),偶數(shù)項(xiàng)為正,所以用(-1)n表示;
1, , , , ,…
? ? ? ? ?
, , , , ,…
分母是連續(xù)奇數(shù)相乘的形式,觀察和項(xiàng)數(shù)n的關(guān)系,用(2n-1)(2n+1)表示;
分子是21+1,22+1,23+1,24+1,用2n+1表示.所以
an=(-1)n=(-1)n(n∈N*).
(3) 9, 99, 999, 9 999,…
? ? ? ?
101-1, 102-1, 103-1, 104-1,…
所以an=10n-1(n∈N*).
由an與Sn的關(guān)系求通項(xiàng)公式
[例2] 已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=3n-1,求它的通項(xiàng)公式an.
[自主解答] 當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=3n-1-(3n-1-1)=23n-1;當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=2也滿(mǎn)足an=23n-1.
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=23n-1.
若將“Sn=3n-1”改為“Sn=n2-n+1”,如何求解?
解:∵a1=S1=12-1+1=1,
當(dāng)n≥2時(shí),
an=Sn-Sn-1=(n2-n+1)-[(n-1)2-(n-1)+1]
=2n-2.
∴an=
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已知Sn求an時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
數(shù)列的通項(xiàng)an與前n項(xiàng)和Sn的關(guān)系是an=當(dāng)n=1時(shí),a1若適合Sn-Sn-1,則n=1的情況可并入n≥2時(shí)的通項(xiàng)an;當(dāng)n=1時(shí),a1若不適合Sn-Sn-1,則用分段函數(shù)的形式表示.
2.已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和滿(mǎn)足Sn>1,且6Sn=(an+1)(an+2),n∈N*.求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:由a1=S1=(a1+1)(a1+2),
解得a1=1或a1=2.由已知a1=S1>1,因此a1=2.
又由an+1=Sn+1-Sn
=(an+1+1)(an+1+2)-(an+1)(an+2),
得an+1-an-3=0或an+1=-an.
因?yàn)閍n>0,故an+1=-an不成立,舍去.
因此an+1-an-3=0,即an+1-an=3,
從而{an}是公差為3,首項(xiàng)為2的等差數(shù)列,故{an}的通項(xiàng)公式為an=3n-1.
由遞推關(guān)系式求數(shù)列的通項(xiàng)公式
[例3] 根據(jù)下列條件,確定數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(1)a1=1,an+1=3an+2;
(2)a1=1,an=an-1(n≥2);
(3)a1=2,an+1=an+3n+2.
[自主解答] (1)∵an+1=3an+2,
∴an+1+1=3(an+1),即=3.
∴數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3.
又a1+1=2,∴an+1=23n-1.
∴an=23n-1-1.
(2)∵an=an-1(n≥2),
∴an-1=an-2,…,a2=a1.
以上(n-1)個(gè)式子相乘得
an=a1…==.
(3)∵an+1-an=3n+2,
∴an-an-1=3n-1(n≥2),
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=(n≥2).
當(dāng)n=1時(shí),a1=(31+1)=2符合公式,
∴an=n2+.
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由遞推公式求通項(xiàng)公式的常用方法
已知數(shù)列的遞推關(guān)系,求數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí),通常用累加、累乘、構(gòu)造法求解.
當(dāng)出現(xiàn)an=an-1+m時(shí),構(gòu)造等差數(shù)列;當(dāng)出現(xiàn)an=xan-1+y時(shí),構(gòu)造等比數(shù)列;當(dāng)出現(xiàn)an=an-1+f(n)時(shí),用累加法求解;當(dāng)出現(xiàn)時(shí),用累乘法求解.
3.(xx大綱全國(guó)卷)已知數(shù)列{an}中,a1=1,前n項(xiàng)和Sn=an.
(1)求a2,a3;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)由S2=a2得3(a1+a2)=4a2,解得a2=3a1=3;
由S3=a3得3(a1+a2+a3)=5a3,解得a3=(a1+a2)=6.
(2)由題設(shè)知a1=1.
當(dāng)n>1時(shí)有an=Sn-Sn-1=an-an-1,
整理得an=an-1.
于是a1=1,a2=a1,a3=a2,
…
an-1=an-2,an=an-1,
將以上n個(gè)等式兩端分別相乘,整理得an=.
綜上可知,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=.
數(shù)列函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用
[例4] 已知數(shù)列{an}.
(1)若an=n2-5n+4,
①數(shù)列中有多少項(xiàng)是負(fù)數(shù)?
②n為何值時(shí),an有最小值?并求出最小值.
(2)若an=n2+kn+4且對(duì)于n∈N*,都有an+1>an成立.求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
[自主解答] (1)①由n2-5n+4<0,解得1
an,知該數(shù)列是一個(gè)遞增數(shù)列,又因?yàn)橥?xiàng)公式an=n2+kn+4,可以看作是關(guān)于n的二次函數(shù),考慮到n∈N*,所以-<,即得k>-3.
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函數(shù)思想在數(shù)列中的應(yīng)用
(1)數(shù)列可以看作是一類(lèi)特殊的函數(shù),因此要用函數(shù)的知識(shí),函數(shù)的思想方法來(lái)解決.
(2)數(shù)列的單調(diào)性是高考??純?nèi)容之一,有關(guān)數(shù)列最大項(xiàng)、最小項(xiàng)、數(shù)列有界性問(wèn)題均可借助數(shù)列的單調(diào)性來(lái)解決,判斷單調(diào)性時(shí)常用:①作差;②作商;③結(jié)合函數(shù)圖象等方法.
4.若數(shù)列中的最大項(xiàng)是第k項(xiàng),則k=________.
解析:法一:由題意知,
解得≤k≤1+.
∵k∈N*,∴k=4.
法二:設(shè)an=n(n+4)n,則
an+1-an=(n+1)(n+5)n+1-n(n+4)n
=n
=n.
當(dāng)n≤3時(shí),an+1-an>0,即an+1>an,
當(dāng)n≥4時(shí),an+1-an<0,即an+1<an,
故a1<a2<a3<a4,且a4>a5>a6>….
所以數(shù)列中最大項(xiàng)是第4項(xiàng).
答案:4
1個(gè)關(guān)系——數(shù)列與函數(shù)的關(guān)系
數(shù)列是一種特殊的函數(shù),即數(shù)列是一個(gè)定義在非零自然數(shù)集或其子集上的函數(shù),當(dāng)自變量依次從小到大取值時(shí)所對(duì)應(yīng)的一列函數(shù)值,就是數(shù)列.因此,在研究函數(shù)問(wèn)題時(shí)既要注意函數(shù)方法的普遍性,又要考慮數(shù)列方法的特殊性.
3類(lèi)問(wèn)題——數(shù)列通項(xiàng)公式的求法及最大(小)項(xiàng)問(wèn)題
(1)由遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)公式常用的方法有:
①求出數(shù)列的前幾項(xiàng),再歸納出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式;
②將已知遞推關(guān)系式整理、變形,變成等差、等比數(shù)列,或用疊加法、累乘法、迭代法.
(2)由Sn與an的遞推關(guān)系求an的常用思路有:
①利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為an的遞推關(guān)系,再求其通項(xiàng)公式;
②轉(zhuǎn)化為Sn的遞推關(guān)系,先求出Sn與n的關(guān)系,再求an.
(3)數(shù)列{an}的最大(小)項(xiàng)的求法
可以利用不等式組找到數(shù)列的最大項(xiàng);利用不等式組找到數(shù)列的最小項(xiàng).
創(chuàng)新交匯——數(shù)列與函數(shù)的交匯問(wèn)題
1.?dāng)?shù)列的概念常與函數(shù)、方程、解析幾何、不等式等相結(jié)合命題.
2.正確理解、掌握函數(shù)的性質(zhì)(如單調(diào)性、周期性等)是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵.
[典例] (xx上海高考)已知f(x)=.各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=1,an+2=f(an).若a2 010=a2 012,則a20+a11的值是________.
[解析] ∵an+2=,又a2 010=a2 012=,
∴a+a2 010=1.
又an>0,∴a2 010=.
又a2 010==,
∴a2 008=,同理可得a2 006=…=a20=.
又a1=1,∴a3=,a5==,a7==,
a9==,a11==.
∴a20+a11=+=.
[答案]
1.本題具有以下創(chuàng)新點(diǎn)
(1)數(shù)列{an}的遞推關(guān)系式,以函數(shù)f(x)=為載體間接給出;
(2)給出的遞推關(guān)系式不是相鄰兩項(xiàng),即an與an-1(n≥2)之間的關(guān)系,而是給出an與an+2之間的關(guān)系式,即奇數(shù)項(xiàng)與奇數(shù)項(xiàng)、偶數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)之間的遞推關(guān)系.
2.解決本題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)
(1)正確求出數(shù)列{an}的遞推關(guān)系式;
(2)正確利用遞推公式an+2=,分別從首項(xiàng)a1推出a11和從a2 010推出a20.
1.已知數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=33,an+1-an=2n,則的最小值為( )
A. B.
C.10 D.21
解析:選B 由已知條件可知:當(dāng)n≥2時(shí),
an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=33+2+4+…+2(n-1)
=n2-n+33,又n=1時(shí),a1=33適合,
故an=n2-n+33.
又=n+-1,
令f(n)=n+-1,f(n)在[1,5]上為減函數(shù),
f(n)在[6,+∞)上為增函數(shù),又f(5)=,f(6)=,
所以f(5)>f(6).故f(n)=的最小值為.
2.已知函數(shù)f(x)=把函數(shù)g(x)=f(x)-x的零點(diǎn)按從小到大的順序排成一個(gè)數(shù)列,則該數(shù)列的通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=(n∈N*) B.a(chǎn)n=n(n-1)(n∈N*)
C.a(chǎn)n=n-1(n∈N*) D.a(chǎn)n=2n-2(n∈N*)
解析:選C 據(jù)已知函數(shù)關(guān)系式可得f(x)=此時(shí)易知函數(shù)g(x)=f(x)-x的前幾個(gè)零點(diǎn)依次為0,1,2,…,代入驗(yàn)證只有C符合.
一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)
1.?dāng)?shù)列1,,,,,…的一個(gè)通項(xiàng)公式an是( )
A. B.
C. D.
解析:選B 由已知得,數(shù)列可寫(xiě)成,,,…,故通項(xiàng)為.
2.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=n2-2λn(n∈N*),則“λ<1”是“數(shù)列{an}為遞增數(shù)列”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
解析:選A 若數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,則有an+1-an>0,即2n+1>2λ對(duì)任意的n∈N*都成立,于是有3>2λ,即λ<.由λ<1可得λ<,但反過(guò)來(lái),由λ<不能得到λ<1,因此“λ<1”是“數(shù)列{an}為遞增數(shù)列”的充分不必要條件.
3.?dāng)?shù)列{an}的通項(xiàng)an=,則數(shù)列{an}中的最大值是( )
A.3 B.19
C. D.
解析:選C 因?yàn)閍n=,運(yùn)用基本不等式得
≤,由于n∈N*,不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)n=9或10時(shí),an=最大.
4.(xx銀川模擬)設(shè)數(shù)列{an}滿(mǎn)足:a1=2,an+1=1-,記數(shù)列{an}的前n項(xiàng)之積為T(mén)r,則T2 013的值為( )
A.- B.-1
C. D.2
解析:選B 由a2=,a3=-1,a4=2可知,數(shù)列{an}是周期為3的周期數(shù)列,從而T2 013=(-1)671=-1.
5.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-9n,第k項(xiàng)滿(mǎn)足50,即an+1>an;
當(dāng)n=9時(shí),an+1-an=0,即an+1=an;
當(dāng)n>9時(shí),an+1-an<0,即an+1a11>a12>…
∴數(shù)列中有最大項(xiàng),最大項(xiàng)為第9、10項(xiàng),
即a9=a10=.
3.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,點(diǎn)(n∈N*)均在函數(shù)y=3x-2的圖象上.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=,Tn是數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,求使得Tn<對(duì)所有n∈N*都成立的最小正整數(shù)m.
解:(1)依題意得,=3n-2,即Sn=3n2-2n.
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5;
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=312-21=1=61-5.
所以an=6n-5(n∈N*).
(2)由(1)得bn=
==,
故Tn=i
=
=.
因此,使得<(n∈N*)成立的m必須且僅需滿(mǎn)足≤,即m≥10,故滿(mǎn)足要求的最小正整數(shù)m為10.
4.(xx浙江高考)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2n2+n,n∈N*,數(shù)列{bn}滿(mǎn)足an=4log2bn+3,n∈N*.
(1)求an,bn;
(2)求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)由Sn=2n2+n,得當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3;
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=4n-1,易知當(dāng)n=1時(shí)也滿(mǎn)足通式an=4n-1,
所以an=4n-1,n∈N*.
由4n-1=an=4log2bn+3,得bn=2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知anbn=(4n-1)2n-1,n∈N*,
所以Tn=3+72+1122+…+(4n-1)2n-1,
2Tn=32+722+…+(4n-5)2n-1+(4n-1)2n,
2Tn-Tn=(4n-1)2n-[3+4(2+22+…+2n-1)]=(4n-5)2n+5.
故Tn=(4n-5)2n+5,n∈N*.
[備考方向要明了]
考 什 么
怎 么 考
1.理解等差數(shù)列的概念;
2.掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式;
3.能在具體的問(wèn)題情境中識(shí)別數(shù)列的等差關(guān)系,并能用有關(guān)知識(shí)解決相應(yīng)的問(wèn)題;
4.了解等差數(shù)列與一次函數(shù)的關(guān)系.
1.以選擇題的形式考查等差數(shù)列的基本量及等差數(shù)列性質(zhì)的簡(jiǎn)單應(yīng)用,如xx年遼寧T6,北京T10,江西T12等.
2.以解答題的形式考查等差數(shù)列的概念、等差數(shù)列的判定、通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及等差數(shù)列的性質(zhì)等,如xx年陜西T17等.
[歸納知識(shí)整合]
1.等差數(shù)列的定義
一般地,如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,通常用字母d表示,定義表達(dá)式為an-an-1=d(常數(shù))(n∈N*,n≥2)或an+1-an=d(常數(shù))(n∈N*).
2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
若等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,則其通項(xiàng)公式為an=a1+(n-1)d.亦可以用數(shù)列中的第m項(xiàng)am與公差d表示為an=am+(n-m)d.
[探究] 1.已知等差數(shù)列{an}的第m項(xiàng)為am,公差為d,則其第n項(xiàng)an能否用am與d表示?
提示:能,an=am+(n-m)d.
3.等差中項(xiàng)
若三個(gè)數(shù)a,A,b成等差數(shù)列,則A叫做a與b的等差中項(xiàng),且有A=.
4.等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式
Sn=na1+d=.
[探究] 2.等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)運(yùn)用了什么方法?
提示:倒序相加法.
3.等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式能否看作關(guān)于n的函數(shù),該函數(shù)是否有最值?
提示:當(dāng)d≠0時(shí),Sn是關(guān)于n的且常數(shù)項(xiàng)為0的二次函數(shù),則(n,Sn)是二次函數(shù)圖象上的一群孤立的點(diǎn),由此可得:當(dāng)d>0時(shí),Sn有最小值;當(dāng)d<0時(shí),Sn有最大值.
5.等差數(shù)列的性質(zhì)
已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和.
(1)若m+n=p+q,則am+an=ap+aq,
特別:若m+n=2p,則am+an=2ap.
(2)am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等差數(shù)列,公差為kd.
(3)數(shù)列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差數(shù)列.
[自測(cè)牛刀小試]
1.(xx重慶高考)在等差數(shù)列{an}中,a2=1,a4=5,則{an}的前5項(xiàng)和S5=( )
A.7 B.15
C.20 D.25
解析:選B 數(shù)列{an}的公差d==2,則a1=-1,a5=7,可得S5=15.
2.(xx遼寧高考)在等差數(shù)列{an}中,已知a4+a8=16,則該數(shù)列前11項(xiàng)和S11=( )
A.58 B.88
C.143 D.176
解析:選B 因?yàn)閧an}是等差數(shù)列,所以a4+a8=2a6=16?a6=8,則該數(shù)列的前11項(xiàng)和為S11==11a6=88.
3.(教材習(xí)題改編)在等差數(shù)列{an}中,若a4+a5=15,a7=15,則a2的值為( )
A.-3 B.0
C.1 D.2
解析:選B 由題意知,a2+a7=a4+a5,所以a2=a4+a5-a7=0.
4.(教材習(xí)題改編)已知兩個(gè)數(shù)列x,a1,a2,a3,y與x,b1,b2,y都是等差數(shù)列,且x≠y,則的值為_(kāi)_______.
解析:∵a2-a1=(y-x),b2-b1=(y-x),
∴=.
答案:
5.(教材習(xí)題改編)有兩個(gè)等差數(shù)列2,6,10,…,190及2,8,14,…,200,由這兩個(gè)等差數(shù)列的公共項(xiàng)按從小到大的順序組成一個(gè)新數(shù)列,則這個(gè)新數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
解析:兩個(gè)等差數(shù)列的公共項(xiàng)為2,14,26,…即新數(shù)列的首項(xiàng)為2,公差為12.
故an=2+(n-1)12=12n-10.
答案:12n-10
等差數(shù)列的判定與證明
[例1] 已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿(mǎn)足a1=,an=-2SnSn-1(n≥2).
(1)求證:數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)求Sn和an.
[自主解答] (1)證明: ∵當(dāng)n≥2時(shí),
an=Sn-Sn-1=-2SnSn-1,①
∴Sn(1+2Sn-1)=Sn-1.
由上式,若Sn-1≠0,則Sn≠0.
∵S1=a1≠0,
由遞推關(guān)系知Sn≠0(n∈N*),
由①式得-=2(n≥2).
∴是等差數(shù)列,其中首項(xiàng)為==2,公差為2.
(2)∵=+2(n-1)=+2(n-1),
∴Sn=.
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=-,
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=不適合上式,
∴an=
若將條件改為“a1=2,Sn=(n≥2)”,如何求解.
解:(1)證明:∵Sn=,
∴==+2.
∴-=2.
∴是以為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列.
(2)由(1)知=+(n-1)2=2n-,
即Sn=.
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=-
=;
當(dāng)n=1時(shí),a1=2不適合an,
故an=
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等差數(shù)列的判定方法
(1)定義法:對(duì)于n≥2的任意自然數(shù),驗(yàn)證an-an-1為同一常數(shù);
(2)等差中項(xiàng)法:驗(yàn)證2an-1=an+an-2(n≥3,n∈N*)成立;
(3)通項(xiàng)公式法:驗(yàn)證an=pn+q;
(4)前n項(xiàng)和公式法:驗(yàn)證Sn=An2+Bn.
注意:在解答題中常應(yīng)用定義法和等差中項(xiàng)法,而通項(xiàng)公式法和前n項(xiàng)和公式法主要適用于選擇題、填空題中的簡(jiǎn)單判斷.
1.已知數(shù)列{an}中,a1=,an=2-(n≥2,n∈N*),數(shù)列{bn}滿(mǎn)足bn=(n∈N*).
(1)求證:數(shù)列{bn}是等差數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}中的最大項(xiàng)和最小項(xiàng),并說(shuō)明理由.
解:(1)證明:∵an=2-(n≥2,n∈N*),bn=,
∴bn+1-bn=-=-
=-=1.
又b1==-,
∴數(shù)列{bn}是以-為首項(xiàng),以1為公差的等差數(shù)列.
(2)由(1)知bn=n-,則an=1+=1+,
設(shè)f(x)=1+,則f(x)在區(qū)間和上為減函數(shù).
故當(dāng)n=3時(shí),an取得最小值-1,當(dāng)n=4時(shí),an取得最大值3.
等差數(shù)列基本量的計(jì)算
[例2] (1)已知{an}為等差數(shù)列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,則a20等于( )
A.-1 B.1
C.3 D.7
(2)(xx廣東高考)已知遞增的等差數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=1,a3=a-4,則an=________.
(3)(xx北京高考)已知{an}為等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和.若a1=,S2=a3,則a2=________;Sn=________.
[自主解答] (1)兩式相減,可得3d=-6,d=-2.由已知可得3a3=105,a3=35,所以a20=a3+17d=35+(-34)=1.
(2)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由已知得即
解得
由于等差數(shù)列{an}是遞增的等差數(shù)列,因此
所以an=a1+(n-1)d=2n-1.
(3)設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則2a1+d=a1+2d,把a(bǔ)1=代入得d=,所以a2=a1+d=1,Sn=na1+d=n(n+1).
[答案] (1)B (2)2n-1 (3)1
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等差數(shù)列運(yùn)算問(wèn)題的通法
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式中,共涉及五個(gè)量,知三可求二,如果已知兩個(gè)條件,就可以列出方程組求解,體現(xiàn)了用方程思想解決問(wèn)題的方法.如果利用等差數(shù)列的性質(zhì)、幾何意義去考慮也可以.
2.已知等差數(shù)列{an}中,a1=1,a3=-3.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{an}的前k項(xiàng)和Sk=-35,求k的值.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則an=a1+(n-1)d(n≥1,n∈N*).
由a1=1,a3=-3,可得1+2d=-3,
解得d=-2.
從而,an=1+(n-1)(-2)=3-2n.
(2)由(1)知an=3-2n,
所以Sn==2n-n2.
進(jìn)而由Sk=-35,可得2k-k2=-35,
即k2-2k-35=0,解得k=7或k=-5.
又k∈N*,故k=7為所求結(jié)果.
等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值
[例3] 已知在等差數(shù)列{an}中,a1=31,Sn是它的前n項(xiàng)和,S10=S22,
(1)求Sn;
(2)這個(gè)數(shù)列的前多少項(xiàng)和最大,并求出這個(gè)最大值.
[自主解答] (1)∵S10=a1+a2+…+a10,
S22=a1+a2+…+a22,
又S10=S22,∴a11+a12+…+a22=0,
即=0,即a11+a22=2a1+31d=0.
又a1=31,∴d=-2.
∴Sn=na1+d=31n-n(n-1)=32n-n2.
(2)法一:由(1)知,Sn=32n-n2=-(n-16)2+256,
∴當(dāng)n=16時(shí),Sn有最大值256.
法二:由(1)知,
(n∈N*),
解得≤n≤,
∵n∈N*,∴n=16時(shí),Sn有最大值256.
若將“a1=31,S10=S22”改為“a1=20,S10=S15”,則n為何值時(shí),Sn取得最大值?
解:法一:∵a1=20,S10=S15,
∴1020+d=1520+d,
解得d=-.
∴an=20+(n-1)=-n+.
∴a13=0,即當(dāng)n≤12時(shí),an>0,n≥14時(shí),an<0.
∴當(dāng)n=12或13時(shí),Sn取得最大值,且最大值為
S12=S13=1220+=130.
法二:同法一求得d=-.
∴Sn=20n+=-n2+n
=-2+.
∵n∈N*,
∴當(dāng)n=12或13時(shí),Sn有最大值,
且最大值為S12=S13=130.
法三:同法一得d=-.
又由S10=S15,得a11+a12+a13+a14+a15=0.
∴5a13=0,即a13=0.
∴當(dāng)n=12或13時(shí),Sn有最大值,
且最大值為S12=S13=130.
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求等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值的方法
(1)運(yùn)用配方法轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),借助二次函數(shù)的單調(diào)性以及數(shù)形結(jié)合的思想,從而使問(wèn)題得解;
(2)通項(xiàng)公式法:求使an≥0(an≤0)成立時(shí)最大的n值即可.一般地,等差數(shù)列{an}中,若a1>0,且Sp=Sq(p≠q),則
①若p+q為偶數(shù),則當(dāng)n=時(shí),Sn最大;
②若p+q為奇數(shù),則當(dāng)n=或n=時(shí),Sn最大.
3.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0.
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S1,S2,…,S12中,哪一個(gè)最大,并說(shuō)明理由.
解:(1)設(shè)數(shù)列首項(xiàng)為a1,公差為d,由題意可得,
將a1=a3-2d=12-2d代入,得
即-0,
∴a7<0,a6>0.∴前6項(xiàng)和S6最大.
等差數(shù)列性質(zhì)的應(yīng)用
[例4] (1)(xx江門(mén)模擬)等差數(shù)列{an}前17項(xiàng)和S17=51,則a5-a7+a9-a11+a13等于( )
A.3 B.6
C.17 D.51
(2)等差數(shù)列{an}中,若a1+a4+a7=39,a3+a6+a9=27,則前9項(xiàng)的和S9等于( )
A.66 B.99
C.144 D.297
[自主解答] (1)由于S17=17=17a9=51,所以a9=3.根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)a5+a13=a7+a11,
所以a5-a7+a9-a11+a13=a9=3.
(2)由等差數(shù)列的性質(zhì)及a1+a4+a7=39,可得3a4=39,所以a4=13.同理,由a3+a6+a9=27,可得a6=9.
所以S9===99.
[答案] (1)A (2)B
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在等差數(shù)列有關(guān)計(jì)算問(wèn)題中,結(jié)合整體思想,靈活應(yīng)用性質(zhì),可以減少運(yùn)算量,達(dá)到事半功倍的效果.
4.(1)(xx山西四校聯(lián)考)在等差數(shù)列{an}中,a1+a2+a3=3,a18+a19+a20=87,則此數(shù)列前20項(xiàng)的和等于( )
A.290 B.300
C.580 D.600
(2)(xx江西高考)設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是等差數(shù)列.若a1+b1=7,a3+b3=21,則a5+b5=________.
解析:(1)選B 依題意得3(a1+a20)=90,即a1+a20=30,數(shù)列{an}的前20項(xiàng)的和等于=300.
(2)法一:設(shè)數(shù)列{an},{bn}的公差分別為d1,d2,因?yàn)閍3+b3=(a1+2d1)+(b1+2d2)=(a1+b1)+2(d1+d2)=7+2(d1+d2)=21,所以d1+d2=7.所以a5+b5=(a3+b3)+2(d1+d2)=21+27=35.
法二:∵2a3=a1+a5,2b3=b1+b5,
∴a5+b5=2(a3+b3)-(a1+b1)
=221-7=35.
答案:35
1個(gè)技巧——利用等差數(shù)列的性質(zhì)妙設(shè)項(xiàng)
若奇數(shù)個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,可設(shè)中間三項(xiàng)為a-d,a,a+d;
若偶數(shù)個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,可設(shè)中間兩項(xiàng)為a-d,a+d,其余各項(xiàng)再依據(jù)等差數(shù)列的定義進(jìn)行對(duì)稱(chēng)設(shè)元.
2種選擇——等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的選擇
等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式有兩個(gè),如果已知項(xiàng)數(shù)n、首項(xiàng)a1和第n項(xiàng)an,則利用Sn=,該公式經(jīng)常和等差數(shù)列的性質(zhì)結(jié)合應(yīng)用.如果已知項(xiàng)數(shù)n、首項(xiàng)a1和公差d,則利用Sn=na1+,在求解等差數(shù)列的基本運(yùn)算問(wèn)題時(shí),有時(shí)會(huì)和通項(xiàng)公式結(jié)合使用.
3個(gè)結(jié)論——等差數(shù)列前n項(xiàng)和Sn的幾個(gè)結(jié)論
(1)若等差數(shù)列{an}的項(xiàng)數(shù)為偶數(shù)2n,則①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);②S偶-S奇=nd,
=.
(2)若等差數(shù)列{an}的項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)2n+1,則①S2n+1=(2n+1)an+1;②=.
(3)在等差數(shù)列{an}中,若a1>0,d<0,則滿(mǎn)足的項(xiàng)數(shù)m使得Sn取得最大值Sm;若a1<0,d>0,則滿(mǎn)足的項(xiàng)數(shù)m使得Sn取得最小值Sm.
4種方法——等差數(shù)列的判斷方法
①定義法;②等差中項(xiàng)法;③通項(xiàng)公式法;④前n項(xiàng)和公式法.
數(shù)學(xué)思想——整體思想在數(shù)列中的應(yīng)用
利用整體思想解數(shù)學(xué)問(wèn)題,就是從全局著眼,由整體入手,把一些彼此獨(dú)立但實(shí)際上緊密聯(lián)系的量作為一個(gè)整體考慮的方法.有不少數(shù)列題,其首項(xiàng)、公差無(wú)法確定或計(jì)算繁瑣,對(duì)這類(lèi)問(wèn)題,若從整體考慮,往往可尋得簡(jiǎn)捷的解題途徑.
[典例] (xx鹽城模擬)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=m,前m項(xiàng)和Sm=n(m≠n)則它的前m+n項(xiàng)的和Sm+n=________.
[解析] 法一:設(shè){an}的公差為d,
則由Sn=m,Sm=n,
得
②-①得(m-n)a1+d=n-m,
∵m≠n,∴a1+d=-1.
∴Sm+n=(m+n)a1+d
=(m+n)=-(m+n).
法二:設(shè)Sn=An2+Bn(n∈N*),
則
③-④得A(m2-n2)+B(m-n)=n-m.
∵m≠n,∴A(m+n)+B=-1.
∴A(m+n)2+B(m+n)=-(m+n),
即Sm+n=-(m+n).
[答案]?。?m+n)
1.本題的兩種解法都突出了整體思想,其中法一把a(bǔ)1+d看成了一個(gè)整體,法二把A(m+n)+B看成了一個(gè)整體,解起來(lái)都很方便.
2.整體思想是一種重要的解題方法和技巧,這就要求學(xué)生要掌握公式,理解其結(jié)構(gòu)特征.
3.本題的易錯(cuò)點(diǎn)是,不能正確運(yùn)用整體思想的運(yùn)算方法,不能建立數(shù)量間的關(guān)系,導(dǎo)致錯(cuò)誤.
1.等差數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和分別為Sn,Tn,若=,則=( )
A. B.
C. D.
解析:選B?。剑剑剑剑?
2.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知其前6項(xiàng)和為36,Sn=324,最后6項(xiàng)的和為180(n>6),求該數(shù)列的項(xiàng)數(shù)n及a9+a10.
解:由題意知a1+a2+a3+a4+a5+a6=36,
an+an-1+an-2+an-3+an-4+an-5=180,
∴6(a1+an)=36+180=216.
∴a1+an=36.
又Sn=324,∴=324,
即n==18.
∴a9+a10=a1+a18=36.
一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)
1.已知{an}是等差數(shù)列,且a3+a9=4a5,a2=-8,則該數(shù)列的公差是( )
A.4 B.14
C.-4 D.-14
解析:選A 因?yàn)閍3+a9=4a5,所以根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)可得a6=2a5.所以a1+5d=2a1+8d,即a1+3d=0.又a2=-8,即a1+d=-8,所以公差d=4.
2.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S17=a,則a2+a9+a16等于( )
A. B.
C. D.-
解析:選C ∵S17==a,
∴17a9=a,a9=.∴a2+a9+a16=3a9=.
3.(xx秦皇島模擬)設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若a1=1,公差d=2,Sk+2-Sk=24,則k=( )
A.8 B.7
C.6 D.5
解析:選D 依題意得Sk+2-Sk=ak+1+ak+2=2a1+(2k+1)d=2(2k+1)+2=24,解得k=5.
4.已知{an}為等差數(shù)列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99.以Sn表示{an}的前n項(xiàng)和,則使得Sn達(dá)到最大值的n是( )
A.21 B.20
C.19 D.18
解析:選B ∵a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,
∴3a3=105,3a4=99,即a3=35,a4=33.
∴a1=39,d=-2,得an=41-2n.
令an>0且an+1<0,n∈N*,則有n=20.
5.已知Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若S1=1,=4,則的值為( )
A. B.
C. D.4
解析:選A 由等差數(shù)列的性質(zhì)可知S2,S4-S2,S6-S4成等差數(shù)列,由=4得=3,則S6-S4=5S2,所以S4=4S2,S6=9S2,=.
6.(xx玉溪模擬)數(shù)列{an}的首項(xiàng)為3,{bn}為等差數(shù)列且bn=an+1-an(n∈N*).若b3=-2,b10=12,則a8=( )
A.0 B.3
C.8 D.11
解析:選B 因?yàn)閧bn}是等差數(shù)列,且b3=-2,b10=12,
故公差d==2.于是b1=-6,
且bn=2n-8(n∈N*),即an+1-an=2n-8.
所以a8=a7+6=a6+4+6=a5+2+4+6=…=a1+(-6)+(-4)+(-2)+0+2+4+6=3.
二、填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分)
7.等差數(shù)列{an}中a1=1,前n項(xiàng)和Sn滿(mǎn)足=4,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=________.
解析:設(shè)公差為d,則由=4得=4.
又∵a1=1,∴d=2.
∴Sn=na1+=n+n(n-1)=n2.
答案:n2
8.已知等差數(shù)列{an}中,an≠0,若n>1且an-1+an+1-a=0,S2n-1=38,則n等于________.
解析:∵2an=an-1+an+1,
又an-1+an+1-a=0,
∴2an-a=0,即an(2-an)=0.
∵an≠0,∴an=2.
∴S2n-1=2(2n-1)=38,解得n=10.
答案:10
9.(xx南京模擬)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若(a2-1)3+2 012(a2-1)=1,(a2 011-1)3+2 012(a2 011-1)=-1,則下列四個(gè)命題中真命題的序號(hào)為_(kāi)_______.
①S2 011=2 011;②S2 012=2 012;③a2 0110,f(1)=2 013>1知f(1)>f(a2-1),故a2-1<1即a2<2又f(a2-1)=-f(a2 011-1)=1,故a2 011a1+a2=S2,又假設(shè)S2 011=2 011,則a1=1,a2 011=1矛盾.
綜上,正確的為②③.
答案:②③
三、解答題(本大題共3小題,每小題12分,共36分)
10.設(shè)a1,d為實(shí)數(shù),首項(xiàng)為a1,公差為d的等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,滿(mǎn)足S5S6+15=0.
(1)若S5=5,求S6及a1;
(2)求d的取值范圍.
解:(1)由題意知S6=-=-3,a6=S6-S5=-8,
所以解得a1=7.
所以S6=-3,a1=7.
(2)因?yàn)镾5S6+15=0,
所以(5a1+10d)(6a1+15d)+15=0,
即2a+9da1+10d2+1=0.
故(4a1+9d)2=d2-8,所以d2≥8.
故d的取值范圍為d≤-2或d≥2.
11.已知等差數(shù)列{an}中,公差d>0,前n項(xiàng)和為Sn,a2a3=45,a1+a5=18.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)令bn=(n∈N*),是否存在一個(gè)非零常數(shù)c,使數(shù)列{bn}也為等差數(shù)列?若存在,求出c的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)由題設(shè),知{an}是等差數(shù)列,且公差d>0,則由得解得
故an=4n-3(n∈N*).
(2)由bn===.
∵c≠0,∴可令c=-,得到bn=2n.
∵bn+1-bn=2(n+1)-2n=2(n∈N*),
∴數(shù)列{bn}是公差為2的等差數(shù)列.
即存在一個(gè)非零常數(shù)c=-,使數(shù)列{bn}也為等差數(shù)列.
12.已知Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,Sn滿(mǎn)足關(guān)系式2Sn=Sn-1-n-1+2(n≥2,n為正整數(shù)),a1=.
(1)令bn=2nan,求證數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)在(1)的條件下,求Sn的取值范圍.
解:(1)由2Sn=Sn-1-n-1+2,得2Sn+1=Sn-n+2,兩式相減得2an+1=an+n,
上式兩邊同乘以2n得2n+1an+1=2nan+1,即bn+1=bn+1,所以bn+1-bn=1,故數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,
且公差為1.又因?yàn)閎1=2a1=1,所以bn=1+(n-1)1=n.因此2nan=n,從而an=nn.
(2)由于2Sn=Sn-1-n-1+2,所以2Sn-Sn-1=2-n-1,即Sn+an=2-n-1.
Sn=2-n-1-an,而an=nn,所以Sn=2-n-1-nn=2-(n+2)n.
所以Sn+1=2-(n+3)n+1,且Sn+1-Sn=>0.所以Sn≥S1=,又因?yàn)樵赟n=2-(n+2)n中,(n+2)n>0,故Sn<2,
即Sn的取值范圍是.
1.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=pn2+qn(p,q∈R,且p,q為常數(shù)).
(1)當(dāng)p和q滿(mǎn)足什么條件時(shí),數(shù)列{an}是等差數(shù)列?
(2)求證:對(duì)任意實(shí)數(shù)p和q,數(shù)列{an+1-an}是等差數(shù)列.
解:(1)an+1-an=[p(n+1)2+q(n+1)]-(pn2+qn)=2pn+p+q,要使{an}是等差數(shù)列,則2pn+p+q應(yīng)是一個(gè)與n無(wú)關(guān)的常數(shù),所以2p=0,即p=0.
故當(dāng)p=0時(shí),數(shù)列{an}是等差數(shù)列.
(2)證明:∵an+1-an=2pn+p+q,
∴an+2-an+1=2p(n+1
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