高中數(shù)學(xué)高考數(shù)學(xué) 數(shù)列復(fù)習(xí)專(zhuān)題 精品練習(xí)題解析含答案_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、數(shù)列【例1】 求出下列各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式解 (1)所給出數(shù)列前5項(xiàng)的分子組成奇數(shù)列,其通項(xiàng)公式為2n1,而前5項(xiàng)的分母所組成的數(shù)列的通項(xiàng)公式為22n,所以,已知數(shù)列的(2)從所給數(shù)列的前四項(xiàng)可知,每一項(xiàng)的分子組成偶數(shù)列,其通項(xiàng)公式為2n,而分母組成的數(shù)列3,15,35,63,可以變形為13,35,57,79,即每一項(xiàng)可以看成序號(hào)n的(2n1)與2n1的積,也即(2n1)(2n1),因此,所給數(shù)列的通項(xiàng)公式為:(3)從所給數(shù)列的前5項(xiàng)可知,每一項(xiàng)的分子都是1,而分母所組成的數(shù)列3,8,15,24,35,可變形為13,24,35,46,57,即每一項(xiàng)可以看成序號(hào)n與n2的積,也即n(n2)各項(xiàng)的

2、符號(hào),奇數(shù)項(xiàng)為負(fù),偶數(shù)項(xiàng)為正因此,所給數(shù)列的通項(xiàng)公式為:1,4,9,16,25,是序號(hào)n的平方即n2,分母均為2因此所【例2】 求出下列各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式(1)2,0,2,0,2,(3)7,77,777,7777,77777,(4)0.2,0.22,0.222,0.2222,0.22222,解 (1)所給數(shù)列可改寫(xiě)為11,11,11,11,可以看作數(shù)列1,1,1,1,的各項(xiàng)都加1,因此所給數(shù)的通項(xiàng)公式an(1)n+11所給數(shù)列亦可看作2,0,2,0周期性變化,因此所給數(shù)列的數(shù)列n,分子組成的數(shù)列為1,0,1,0,1,0,可以看作是2,(4)所給數(shù)列0.2,0.22,0.222,0.2222,

3、0.22222,可以改寫(xiě)說(shuō)明1用歸納法寫(xiě)出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式,體現(xiàn)了由特殊到一般的思維規(guī)律對(duì)于項(xiàng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的數(shù)列,可將其分成幾個(gè)部分分別考慮,然后將它們按運(yùn)算規(guī)律結(jié)合起來(lái)2對(duì)于常見(jiàn)的一些數(shù)列的通項(xiàng)公式(如:自然數(shù)列,an=n;自然數(shù)的平方數(shù)列,ann2;奇數(shù)數(shù)列,an2n1;偶數(shù)數(shù)列,an=2n;納出數(shù)列的通項(xiàng)公式3要掌握對(duì)數(shù)列各項(xiàng)的同加、同減、同乘以某一個(gè)不等于零的數(shù)的變形方法,將其轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的一些數(shù)列幾項(xiàng)【例4】 已知下面各數(shù)列an的前n項(xiàng)和sn的公式,求數(shù)列的通項(xiàng)公式(1)sn2n23n(2)snn21(3)sn2n3(4)sn(1)n+1n解 (1)當(dāng)n=1時(shí),a1=s11;當(dāng)n2

4、時(shí),ansnsn-1=(2n23n)2(n1)23(n1)4n5,由于a1也適合此等式,因此an=4n5(2)當(dāng)n1時(shí),a1s1=112;當(dāng)n2時(shí),ansnsn-1=n21(n1)212n1,由于a1不適合于此等式,(3)當(dāng)n1時(shí),a1=s123=5;當(dāng)n2時(shí),an=snsn-12n3(2n-13)2n-1,由于a1不適合于此等式,(4)當(dāng)n1時(shí),a1s1=(1)21=1;當(dāng)n2時(shí),ansnsn-1=(1)n+1n(1)n(n1)=(1)n+1(2n1),由于a1也適可于此等式,因此an(1)n+1(2n1),nn*說(shuō)明 已知sn求an時(shí),要先分n1和n2兩種情況分別進(jìn)行計(jì)算,然后驗(yàn)證能否統(tǒng)一

5、(1)寫(xiě)出數(shù)列的前5項(xiàng);(2)求an(2)由第(1)小題中前5項(xiàng)不難求出【例6】 數(shù)列an中,a11,對(duì)所有的n2,都有a1a2a3ann2(1)求a3a5;解 由已知:a1a2a3ann2得說(shuō)明 (1)“知和求差”、“知積求商”是數(shù)列中常用的基本方法(2)運(yùn)用方程思想求n,若nn*,則n是此數(shù)列中的項(xiàng),反之,則不是此數(shù)列中的項(xiàng)【例7】 已知數(shù)an=(a21)(n32n)(a=1)是遞增數(shù)列,試確定a的取值范圍解法一 數(shù)列an是遞增數(shù)列,an+1anan+1an(a21)(n1)32(n1)(a21)(n32n)(a21)(n1)32(n1)n32n(a21)(3n23n1)(a21)(3n2

6、3n1)0又nn*,3n23n1=3n(n1)10a210,解得a1或a1解法二 an是遞增數(shù)列,a1a2即:(a21)(12)(a21)(84)化簡(jiǎn)得 a210a1或a1說(shuō)明 本題從函數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā),利用遞增數(shù)列這一已知條件,將求取值范圍的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為解不等式的問(wèn)題等比數(shù)學(xué)專(zhuān)題【例1】 已知sn是數(shù)列an的前n項(xiàng)和,snpn(pr,nn*),那么數(shù)列an a是等比數(shù)列b當(dāng)p0時(shí)是等比數(shù)列c當(dāng)p0,p1時(shí)是等比數(shù)列d不是等比數(shù)列分析 由snpn(nn*),有a1=s1p,并且當(dāng)n2時(shí),an=snsn-1pnpn-1(p1)pn-1但滿足此條件的實(shí)數(shù)p是不存在的,故本題應(yīng)選d說(shuō)明 數(shù)列an成等比數(shù)列

7、的必要條件是an0(nn*),還要注【例2】 已知等比數(shù)列1,x1,x2,x2n,2,求x1x2x3x2n解 1,x1,x2,x2n,2成等比數(shù)列,公比q21q2n+1x1x2x3x2nqq2q3q2n=q1+2+3+2n式;(2)已知a3a4a58,求a2a3a4a5a6的值a42【例4】 已知a0,b0且ab,在a,b之間插入n個(gè)正數(shù)x1,x2,xn,使得a,x1,x2,xn,b成等比數(shù)列,求證明 設(shè)這n2個(gè)數(shù)所成數(shù)列的公比為q,則b=aqn+1【例5】 設(shè)a、b、c、d成等比數(shù)列,求證:(bc)2(ca)2(db)2(ad)2證法一 a、b、c、d成等比數(shù)列b2ac,c2bd,adbc左

8、邊=b22bcc2c22aca2d22bdb2=2(b2ac)2(c2bd)(a22bcd2)a22add2(ad)2右邊證畢證法二 a、b、c、d成等比數(shù)列,設(shè)其公比為q,則:baq,caq2,d=aq3左邊(aqaq2)2(aq2a)2(aq3aq)2a22a2q3a2q6=(aaq3)2(ad)2=右邊證畢說(shuō)明 這是一個(gè)等比數(shù)列與代數(shù)式的恒等變形相綜合的題目證法一是抓住了求證式中右邊沒(méi)有b、c的特點(diǎn),走的是利用等比的條件消去左邊式中的b、c的路子證法二則是把a(bǔ)、b、c、d統(tǒng)一化成等比數(shù)列的基本元素a、q去解決的證法二稍微麻煩些,但它所用的統(tǒng)一成基本元素的方法,卻較證法一的方法具有普遍性【

9、例6】 求數(shù)列的通項(xiàng)公式:(1)an中,a12,an+13an2(2)an中,a1=2,a25,且an+23an+12an0思路:轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列an1是等比數(shù)列an1=33n-1 an=3n1an+1an是等比數(shù)列,即an+1an=(a2a1)2n-1=32n-1再注意到a2a1=3,a3a2=321,a4a3=322,anan-1=32n-2,這些等式相加,即可以得到說(shuō)明 解題的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)一個(gè)等比數(shù)列,即化生疏為已知(1)中發(fā)現(xiàn)an1是等比數(shù)列,(2)中發(fā)現(xiàn)an+1an是等比數(shù)列,這也是通常說(shuō)的化歸思想的一種體現(xiàn)證 a1、a2、a3、a4均為不為零的實(shí)數(shù)上述方程的判別式0,即又a1、a2、a

10、3為實(shí)數(shù)因而a1、a2、a3成等比數(shù)列a4即為等比數(shù)列a1、a2、a3的公比【例8】 若a、b、c成等差數(shù)列,且a1、b、c與a、b、c2都成等比數(shù)列,求b的值解 設(shè)a、b、c分別為bd、b、bd,由已知bd1、b、bd與bd、b、bd2都成等比數(shù)列,有整理,得bd=2b2d 即b=3d代入,得9d2=(3dd1)(3dd)9d2=(2d1)4d解之,得d=4或d=0(舍)b=12【例9】 已知等差數(shù)列an的公差和等比數(shù)列bn的公比都是d,又知d1,且a4=b4,a10=b10:(1)求a1與d的值;(2)b16是不是an中的項(xiàng)?思路:運(yùn)用通項(xiàng)公式列方程(2)b16=b1d15=32b1b16

11、=32b1=32a1,如果b16是an中的第k項(xiàng),則32a1=a1(k1)d(k1)d=33a1=33dk=34即b16是an中的第34項(xiàng)解 設(shè)等差數(shù)列an的公差為d,則an=a1(n1)d解這個(gè)方程組,得a1=1,d=2或a1=3,d=2當(dāng)a1=1,d=2時(shí),an=a1(n1)d=2n3當(dāng)a1=3,d=2時(shí),an=a1(n1)d=52n【例11】 三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,若第二個(gè)數(shù)加4就成等差數(shù)列,再把這個(gè)等差數(shù)列的第3項(xiàng)加32又成等比數(shù)列,求這三個(gè)數(shù)解法一 按等比數(shù)列設(shè)三個(gè)數(shù),設(shè)原數(shù)列為a,aq,aq2由已知:a,aq4,aq2成等差數(shù)列即:2(aq4)=aaq2a,aq4,aq232成等比數(shù)列

12、即:(aq4)2=a(aq232)解法二 按等差數(shù)列設(shè)三個(gè)數(shù),設(shè)原數(shù)列為bd,b4,bd由已知:三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列即:(b4)2=(bd)(bd)bd,b,bd32成等比數(shù)列即b2=(bd)(bd32)解法三 任意設(shè)三個(gè)未知數(shù),設(shè)原數(shù)列為a1,a2,a3由已知:a1,a2,a3成等比數(shù)列a1,a24,a3成等差數(shù)列得:2(a24)=a1a3a1,a24,a332成等比數(shù)列得:(a24)2=a1(a332)說(shuō)明 將三個(gè)成等差數(shù)列的數(shù)設(shè)為ad,a,ad;將三個(gè)成簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程的作用【例12】 有四個(gè)數(shù),其中前三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,后三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,并且第一個(gè)數(shù)與第四個(gè)數(shù)的和是16,第二個(gè)數(shù)與第三個(gè)數(shù)的和

13、是12,求這四個(gè)數(shù)分析 本題有三種設(shè)未知數(shù)的方法方法一 設(shè)前三個(gè)數(shù)為ad,a,ad,則第四個(gè)數(shù)由已知條方法二 設(shè)后三個(gè)數(shù)為b,bq,bq2,則第一個(gè)數(shù)由已知條件推得為2bbq方法三 設(shè)第一個(gè)數(shù)與第二個(gè)數(shù)分別為x,y,則第三、第四個(gè)數(shù)依次為12y,16x由這三種設(shè)法可利用余下的條件列方程組解出相關(guān)的未知數(shù),從而解出所求的四個(gè)數(shù),所求四個(gè)數(shù)為:0,4,8,16或15,9,3,1解法二 設(shè)后三個(gè)數(shù)為:b,bq,bq2,則第一個(gè)數(shù)為:2bbq所求四個(gè)數(shù)為:0,4,8,16或15,9,3,1解法三 設(shè)四個(gè)數(shù)依次為x,y,12y,16x這四個(gè)數(shù)為0,4,8,16或15,9,3,1【例13】 已知三個(gè)數(shù)成等

14、差數(shù)列,其和為126;另外三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,把兩個(gè)數(shù)列的對(duì)應(yīng)項(xiàng)依次相加,分別得到85,76,84求這兩個(gè)數(shù)列解 設(shè)成等差數(shù)列的三個(gè)數(shù)為bd,b,bd,由已知,bdbbd=126b=42這三個(gè)數(shù)可寫(xiě)成42d,42,42d再設(shè)另三個(gè)數(shù)為a,aq,aq2由題設(shè),得解這個(gè)方程組,得a1=17或a2=68當(dāng)a=17時(shí),q=2,d=26從而得到:成等比數(shù)列的三個(gè)數(shù)為17,34,68,此時(shí)成等差的三個(gè)數(shù)為68,42,16;或者成等比的三個(gè)數(shù)為68,34,17,此時(shí)成等差的三個(gè)數(shù)為17,42,67【例14】 已知在數(shù)列an中,a1、a2、a3成等差數(shù)列,a2、a3、a4成等比數(shù)列,a3、a4、a5的倒數(shù)成等差

15、數(shù)列,證明:a1、a3、a5成等比數(shù)列證明 由已知,有2a2=a1a3即 a3(a3a5)=a5(a1a3)所以a1、a3、a5成等比數(shù)列【例15】 已知(bc)logmx(ca)logmy(ab)logmz=0(1)設(shè)a,b,c依次成等差數(shù)列,且公差不為零,求證:x,y,z成等比數(shù)列(2)設(shè)正數(shù)x,y,z依次成等比數(shù)列,且公比不為1,求證:a,b,c成等差數(shù)列證明 (1)a,b,c成等差數(shù)列,且公差d0bc=ab=d,ca=2d代入已知條件,得:d(logmx2logmylogmz)=0logmxlogmz=2logmyy2=xzx,y,z均為正數(shù)x,y,z成等比數(shù)列(2)x,y,z成等比數(shù)

16、列且公比q1y=xq,z=xq2代入已知條件得:(bc)logmx(ca)logmxq(ab)logmxq2=0變形、整理得:(ca2b)logmq=0q1 logmq0ca2b=0 即2b=ac即a,b,c成等差數(shù)列等比數(shù)列的前n項(xiàng)和【例1】 設(shè)等比數(shù)列的首項(xiàng)為a(a0),公比為q(q0),前n項(xiàng)和為80,其中最大的一項(xiàng)為54,又它的前2n項(xiàng)和為6560,求a和q解 由sn=80,s2n=6560,故q1a0,q1,等比數(shù)列為遞增數(shù)列,故前n項(xiàng)中最大項(xiàng)為anan=aqn-1=54將代入化簡(jiǎn)得a=q1由,聯(lián)立方程組解得a=2,q=3證 sn=a1a1qa1q2a1qn-1s2n=sn(a1qn

17、a1qn+1a1q2n-1)=snqn(a1a1qa1qn-1)=snqnsn=sn(1qn)類(lèi)似地,可得s3n=sn(1qnq2n)說(shuō)明 本題直接運(yùn)用前n項(xiàng)和公式去解,也很容易上邊的解法,靈活地處理了s2n、s3n與sn的關(guān)系介紹它的用意在于讓讀者體會(huì)利用結(jié)合律、提取公因式等方法將某些解析式變形經(jīng)常是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵,并且變得好,則解法巧【例3】 一個(gè)有窮的等比數(shù)列的首項(xiàng)為1,項(xiàng)數(shù)為偶數(shù),其奇數(shù)項(xiàng)的和為85,偶數(shù)項(xiàng)的和為170,求這個(gè)數(shù)列的公比和項(xiàng)數(shù)分析 設(shè)等比數(shù)列為an,公比為q,取其奇數(shù)項(xiàng)或偶數(shù)項(xiàng)所成的數(shù)列仍然是等比數(shù)列,公比為q2,首項(xiàng)分別為a1,a1q解 設(shè)項(xiàng)數(shù)為2n(nn*),因

18、為a1=1,由已知可得q1即公比為2,項(xiàng)數(shù)為8說(shuō)明 運(yùn)用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式進(jìn)行運(yùn)算、推理時(shí),對(duì)公比q要分情況討論有關(guān)等比數(shù)列的問(wèn)題所列出的方程(組)往往有高次與指數(shù)方程,可采用兩式相除的方法達(dá)到降次的目的【例4】 選擇題:在等比數(shù)列an中,已知對(duì)任意正整數(shù)n,有sn=2n 解 da1=s1=1,an=snsn-1=2n-1an=2n-1bn=(an)2=(2n-1)2=22n-2=4n-1【例5】 設(shè)0v1,m為正整數(shù),求證:(2m1)vm(1v)1v2m+1分析 直接作,不好下手變形:右邊分式的外形,使我們聯(lián)想到等比數(shù)列求和公式,于是有:(2m1)vm1vv2v2m發(fā)現(xiàn)左邊有(2m1)個(gè)v

19、m,右邊有(2m1)項(xiàng),變形:vmvmvm1vv2v2m顯然不能左右各取一項(xiàng)比較其大小,試用“二對(duì)二”法,即左邊選兩項(xiàng)與右邊的兩項(xiàng)相比較鑒于左、右兩邊都具有“距首末等遠(yuǎn)的任意兩項(xiàng)指數(shù)之和均相等”的特點(diǎn),想到以如下方式比較:vmvm1v2m,vmvmvv2m-1,vmvmvm-1vm+1,vm=vm即2vm1v2m,2vmvv2m-1,根據(jù)“兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均值大于等于其幾何平均值”,這些式子顯然成立(具體證法從略)說(shuō)明 本題最大的特點(diǎn)是解題過(guò)程中需要多次用到“逆向思考”:c,bd,等等善于進(jìn)行逆向思考,是對(duì)知識(shí)熟練掌握的一種表現(xiàn),同時(shí)也是一種重要的思維能力,平時(shí)應(yīng)注意訓(xùn)練【例6】 數(shù)列an是等

20、比數(shù)列,其中sn=48,s2n=60,求s3n解法一 利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式若q=1,則sn=na1,即na1=48,2na1=9660,所以q1=sn(1qnq2n)解法二 利用等比數(shù)列的性質(zhì):sn,s2nsn,s3ns2n仍成等比數(shù)列 (6048)2=48(s3n60) s3n=63解法三 取特殊值法取n=1,則s1=a1=48,s2n=s2=a1a2=60 a2=12 an為等比數(shù)列s3n=s3=a1a2a3=63【例7】 已知數(shù)列an中,sn是它的前n項(xiàng)和,并且sn+1=4an2(nn*),a1=1(1)設(shè)bn=an+12an(nn*),求證:數(shù)列bn是等比數(shù)列;解 (1) sn+

21、1=4an2sn+2=4an+12兩式相減,得sn+2sn+1=4an+1=4an(nn*)即:an+2=4an+14an變形,得an+22an+1=2(an+12an) bn=an+12an(nn*) bn+1=2bn由此可知,數(shù)列bn是公比為2的等比數(shù)列由s2=a1a2=4a12,a1=1可得a2=5,b1=a22a1=3 bn=32n-1將bn=32n-1代入,得說(shuō)明 利用題設(shè)的已知條件,通過(guò)合理的轉(zhuǎn)換,將非等差、非等比數(shù)列轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列來(lái)解決等差數(shù)列【例1】 在100以?xún)?nèi)有多少個(gè)能被7個(gè)整除的自然數(shù)?解 100以?xún)?nèi)能被7整除的自然數(shù)構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列,其中a1=7,d7,an9

22、8代入ana1(n1)d中,有987(n1)7解得n14答 100以?xún)?nèi)有14個(gè)能被7整除的自然數(shù)【例2】 在1與7之間順次插入三個(gè)數(shù)a,b,b使這五個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,求此數(shù)列解 設(shè)這五個(gè)數(shù)組成的等差數(shù)列為an由已知:a11,a5771(51)d 解出d2所求數(shù)列為:1,1,3,5,7插入一個(gè)數(shù),使之組成一個(gè)新的等差數(shù)列,求新數(shù)列的通項(xiàng)【例4】 在1000,2000內(nèi)能被3整除且被4除余1的整數(shù)共有多少個(gè)?解 設(shè)an=3n,bm4m3,n,mn得n4k1(kn),得an,bm中相同的項(xiàng)構(gòu)成的數(shù)列cn的通項(xiàng)cn12n3(nn)則在1000,2000內(nèi)cn的項(xiàng)為84123,85123,166123n1

23、66841=83 共有83個(gè)數(shù)【例5】 三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,其和為15,其平方和為83,求此三個(gè)數(shù)解 設(shè)三個(gè)數(shù)分別為xd,x,xd解得x5,d2 所求三個(gè)數(shù)為3、5、7或7、5、3說(shuō)明 注意學(xué)習(xí)本題對(duì)三個(gè)成等差數(shù)列的數(shù)的設(shè)法【例6】 已知a、b、c成等差數(shù)列,求證:bc,ca,ab也成等差數(shù)列證 a、b、c成等差數(shù)列2b=ac(bc)(ab)a2bca(ac)c2(ac)bc、ca、ab成等差數(shù)列說(shuō)明 如果a、b、c成等差數(shù)列,?;?bac的形式去運(yùn)用;反之,如果求證a、b、c成等差數(shù)列,常改證2b=ac本例的意圖即在讓讀者體會(huì)這一點(diǎn)可能是等差數(shù)列分析 直接證明a、b、c不可能是等差數(shù)列,有關(guān)

24、等差數(shù)列的知識(shí)較難運(yùn)用,這時(shí)往往用反證法證 假設(shè)a、b、c是等差數(shù)列,則2b=ac2acb(ac)=2b2,b2ac又 a、b、c不為0, a、b、c為等比數(shù)列,又 a、b、c為等差數(shù)列, a、b、c為常數(shù)列,與ab矛盾, 假設(shè)是錯(cuò)誤的 a、b、c不可能成等差數(shù)列【例8】 解答下列各題:(1)已知等差數(shù)列an,an0,公差d0,求證:對(duì)任意kn,關(guān)于x的方程akx22ak+1xak+20有一公共根;分析與解答(1)akx22ak+1xak+20an為等差數(shù)列,2ak+1akak+2akx2(akak+2)xak+20(akxak+2)(x1)=0,ak0an為等差數(shù)列,d為不等于零的常數(shù)(2)

25、由條件得 2b=ac4rsinb2rsina2rsinc,2sinbsinasinc分析至此,變形目標(biāo)需明確,即要證由于目標(biāo)是半角的余切形式,一般把切向弦轉(zhuǎn)化,故有【例9】 若正數(shù)a1,a2,a3,an+1成等差數(shù)列,求證:證明 設(shè)該數(shù)列的公差為d,則a1a2=a2a3anan+1=da1an+1=nd 原等式成立【例10】 設(shè)xy,且兩數(shù)列x,a1,a2,a3,y和b1,x,等差數(shù)列的前n項(xiàng)和【例1】 等差數(shù)列前10項(xiàng)的和為140,其中,項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)的各項(xiàng)的和為125,求其第6項(xiàng)解 依題意,得解得a1=113,d=22 其通項(xiàng)公式為an=113(n1)(22)=22n135a6=2261353

26、說(shuō)明 本題上邊給出的解法是先求出基本元素a1、d,再求其他的這種先求出基本元素,再用它們?nèi)?gòu)成其他元素的方法,是經(jīng)常用到的一種方法在本課中如果注意到a6=a15d,也可以不必求出an而即a63可見(jiàn),在做題的時(shí)候,要注意運(yùn)算的合理性當(dāng)然要做到這一點(diǎn),必須以對(duì)知識(shí)的熟練掌握為前提【例2】 在兩個(gè)等差數(shù)列2,5,8,197與2,7,12,197中,求它們相同項(xiàng)的和解 由已知,第一個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)為an3n1;第二個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)為bn=5n3若ambn,則有3n15n3若滿足n為正整數(shù),必須有n3k1(k為非負(fù)整數(shù))又25n3197,即1n40,所以n1,4,7,40 n=1,6,11,66 兩數(shù)列相同項(xiàng)的

27、和為21732197=1393【例3】 選擇題:實(shí)數(shù)a,b,5a,7,3b,c組成等差數(shù)列,且ab5a73bc2500,則a,b,c的值分別為 a1,3,5b1,3,7c1,3,99d1,3,9又 145a3b, a1,b3首項(xiàng)為1,公差為2a50=c=1(501)2=99 a1,b3,c99【例4】 在1和2之間插入2n個(gè)數(shù),組成首項(xiàng)為1、末項(xiàng)為2的等差數(shù)列,若這個(gè)數(shù)列的前半部分的和同后半部分的和之比為913,求插入的數(shù)的個(gè)數(shù)解 依題意21(2n21)d由,有(2n1)d=1 共插入10個(gè)數(shù)【例5】 在等差數(shù)列an中,設(shè)前m項(xiàng)和為sm,前n項(xiàng)和為sn,且smsn,mn,求sm+n且smsn,

28、mnsm+n0【例6】 已知等差數(shù)列an中,s3=21,s6=64,求數(shù)列|an|的前n項(xiàng)和tnd,已知s3和s6的值,解方程組可得a1與d,再對(duì)數(shù)列的前若干項(xiàng)的正負(fù)性進(jìn)行判斷,則可求出tn來(lái)解方程組得:d2,a19an9(n1)(n2)2n11其余各項(xiàng)為負(fù)數(shù)列an的前n項(xiàng)和為:當(dāng)n5時(shí),tnn210n當(dāng)n6時(shí),tns5|sns5|s5(sns5)2s5sntn2(2550)(n210n)n210n50說(shuō)明 根據(jù)數(shù)列an中項(xiàng)的符號(hào),運(yùn)用分類(lèi)討論思想可求|an|的前n項(xiàng)和【例7】 在等差數(shù)列an中,已知a6a9a12a1534,求前20項(xiàng)之和解法一 由a6a9a12a1534得4a138d342

29、0a1190d5(4a138d)=534=170由等差數(shù)列的性質(zhì)可得:a6a15=a9a12a1a20 a1a20=17s20170【例8】 已知等差數(shù)列an的公差是正數(shù),且a3a7=12,a4a6=4,求它的前20項(xiàng)的和s20的值解法一 設(shè)等差數(shù)列an的公差為d,則d0,由已知可得由,有a124d,代入,有d2=4再由d0,得d2 a1=10最后由等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式,可求得s20180解法二 由等差數(shù)列的性質(zhì)可得:a4a6a3a7 即a3a74又a3a7=12,由韋達(dá)定理可知:a3,a7是方程x24x120的二根解方程可得x1=6,x22 d0 an是遞增數(shù)列a36,a7=2【例9】 等

30、差數(shù)列an、bn的前n項(xiàng)和分別為sn和tn,若 2a100a1a199,2b100b1b199解法二 利用數(shù)列an為等差數(shù)列的充要條件:snan2bn可設(shè)sn2n2k,tnn(3n1)k說(shuō)明 該解法涉及數(shù)列an為等差數(shù)列的充要條件sn=an2bn,由k是常數(shù),就不對(duì)了【例10】 解答下列各題:(1)已知:等差數(shù)列an中a23,a617,求a9;(2)在19與89中間插入幾個(gè)數(shù),使它們與這兩個(gè)數(shù)組成等差數(shù)列,并且此數(shù)列各項(xiàng)之和為1350,求這幾個(gè)數(shù);(3)已知:等差數(shù)列an中,a4a6a15a1750,求s20;(4)已知:等差數(shù)列an中,an=333n,求sn的最大值分析與解答a9=a6(96

31、)d=173(5)=32(2)a1=19,an+2=89,sn+21350(3)a4a6a15a17=50又因它們的下標(biāo)有417615=21a4a17=a6a15=25(4)an=333n a130nn,當(dāng)n=10或n=11時(shí),sn取最大值165【例11】 求證:前n項(xiàng)和為4n23n的數(shù)列是等差數(shù)列證 設(shè)這個(gè)數(shù)列的第n項(xiàng)為an,前n項(xiàng)和為sn當(dāng)n2時(shí),ansnsn-1an(4n23n)4(n1)23(n1)=8n1當(dāng)n=1時(shí),a1=s1=43=7由以上兩種情況可知,對(duì)所有的自然數(shù)n,都有an=8n1又an+1an8(n1)1(8n1)8這個(gè)數(shù)列是首項(xiàng)為7,公差為8的等差數(shù)列說(shuō)明 這里使用了“a

32、n=snsn-1”這一關(guān)系使用這一關(guān)系時(shí),要注意,它只在n2時(shí)成立因?yàn)楫?dāng)n1時(shí),sn-1=s0,而s0是沒(méi)有定義的所以,解題時(shí),要像上邊解答一樣,補(bǔ)上n1時(shí)的情況【例12】 證明:數(shù)列an的前n項(xiàng)之和snan2bn(a、b為常數(shù))是這個(gè)數(shù)列成為等差數(shù)列的充分必要條件由snan2bn,得當(dāng)n2時(shí),ansnsn-1an2bna(n1)2b(n1)=2nabaa1s1ab對(duì)于任何nn,an2naba且anan-1=2na(ba)2(n1)aba2a(常數(shù))an是等差數(shù)列若an是等差數(shù)列,則sn=an2bn綜上所述,sn=an2bn是an成等差數(shù)列的充要條件說(shuō)明 由本題的結(jié)果,進(jìn)而可以得到下面的結(jié)論:

33、前n項(xiàng)和為sn=an2bnc的數(shù)列是等差數(shù)列的充分必要條件是c0事實(shí)上,設(shè)數(shù)列為un,則:【例13】 等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和snm,前m項(xiàng)和smn(mn),求前mn項(xiàng)和sm+n解法一 設(shè)an的公差d按題意,則有=(mn)解法二 設(shè)sxax2bx(xn),得a(m2n2)b(mn)nmmn a(mn)b=1故a(mn)2b(mn)(mn)即sm+n(mn)說(shuō)明 a1,d是等差數(shù)列的基本元素,通常是先求出基本元素,再解的“整體化”思想,在解有關(guān)數(shù)列題目中值得借鑒解法二中,由于是等差數(shù)列,由例22,故可設(shè)sx=ax2bx(xn)【例14】 在項(xiàng)數(shù)為2n的等差數(shù)列中,各奇數(shù)項(xiàng)之和為75,各偶數(shù)項(xiàng)之和為

34、90,末項(xiàng)與首項(xiàng)之差為27,則n之值是多少?解 s偶項(xiàng)s奇項(xiàng)=ndnd=9075=15又由a2na127,即(2n1)d=27【例15】 在等差數(shù)列an中,已知a125,s9s17,問(wèn)數(shù)列前多少項(xiàng)和最大,并求出最大值解法一 建立sn關(guān)于n的函數(shù),運(yùn)用函數(shù)思想,求最大值a1=25,s17s9 解得d2當(dāng)n=13時(shí),sn最大,最大值s13169解法二 因?yàn)閍1=250,d20,所以數(shù)列an是遞減等a125,s9s17an=25(n1)(2)=2n27即前13項(xiàng)和最大,由等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式可求得s13=169解法三 利用s9=s17尋找相鄰項(xiàng)的關(guān)系由題意s9=s17得a10a11a12a17=0

35、而a10a17=a11a16=a12a15=a13a14a13a140,a13=a14 a130,a140s13=169最大解法四 根據(jù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的函數(shù)圖像,確定取最大值時(shí)的nan是等差數(shù)列可設(shè)snan2bn二次函數(shù)y=ax2bx的圖像過(guò)原點(diǎn),如圖321所示s9s17,取n=13時(shí),s13169最大專(zhuān)題研究:數(shù)列的求和例題解析【例1】 求下列數(shù)列的前n項(xiàng)和sn:(3)先對(duì)通項(xiàng)求和【例2】 求和:【例3】 求下面數(shù)列的前n項(xiàng)和:比數(shù)列,另一個(gè)數(shù)組成以3n2為通項(xiàng)的等差數(shù)列,分別求和后再合并解 設(shè)數(shù)列的通項(xiàng)為an,前n項(xiàng)和為sn說(shuō)明 等比數(shù)列的求和問(wèn)題,分q=1與q1兩種情況討論的前n項(xiàng)之和

36、是 數(shù)列bn的前n項(xiàng)和sn=b1b2bn【例5】 求在區(qū)間a,b(ba,a,bn)上分母是3的不可約分?jǐn)?shù)之和其中,可約分?jǐn)?shù)是a,a1,a2,b故不可約分?jǐn)?shù)之和為=b2a2解法二兩式相加:2s=(ab)(ab)(ab)其個(gè)數(shù)為以3為分母的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)減去可約分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)即3(ba)1(ba1)=2(ba) 2s=2(ba)(ab) s=b2a2【例6】 求下列數(shù)列的前n項(xiàng)和sn:(1)a,2a2,3a3,nan,(a0、1);(2)1,4,9,n2,;(3)1,3x,5x2,(2n1)xn-1,(x1)解 (1)sn=a2a23a3nan a0 asn=a22a33a4(n1)annan+1snasn=

37、aa2a3annan+1 a1(2)sn=149n2 (a1)3a3=3a23a1 2313=3123113323=3223214333=332331n3(n1)3=3(n1)23(n1)1(n1)3n3=3n23n1把上列幾個(gè)等式的左右兩邊分別相加,得(n1)313=3(1222n2)3(12n)n 122232n2(3) sn=13x5x27x3(2n1)xn-1 xsn=x3x25x3(2n3)xn-1(2n1)xn兩式相減,得(1x)sn=12x(1xx2xn-2)(2n1)xn兩式相減,得說(shuō)明 求形如anbn的數(shù)列的前n項(xiàng)和,若其中an成等差數(shù)列,bn成等比數(shù)列,則可采用推導(dǎo)等比數(shù)列求和公式的方法,即錯(cuò)位相減法,此方法體現(xiàn)了化歸思想nn*,若bn=(1)nsn,求數(shù)列bn的前n項(xiàng)和tn分析 求bn的前n項(xiàng)和,應(yīng)

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