【高考快车道】第一阶段 专题三 §2 数列的通项公式(含答案)--2026版高考数学二轮专题复习与策略(基础版)

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名称 【高考快车道】第一阶段 专题三 §2 数列的通项公式(含答案)--2026版高考数学二轮专题复习与策略(基础版)
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资源类型 试卷
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科目 数学
更新时间 2025-09-05 11:31:07

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§2 数列的通项公式
【备考指南】 数列的递推关系是高考重点考查内容,作为两类特殊数列--等差数列、等比数列,可直接根据它们的通项公式求解,但也有一些数列要通过构造转化为等差数列或等比数列,再利用公式求解,体现化归思想在数列中的应用.
基础考点1 an与Sn的关系求通项公式
【典例1】 (2021·全国乙卷)记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
[听课记录]                               
                                   
                                   
                                   
Sn与an的递推关系型求通项公式的方法
利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为an的递推关系,求an;或者转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.
1.已知数列{an}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=(n+1)2,n∈N*,则{an}的通项公式是an=________.
2.[高考变式]已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=+.
(1)求证:数列}是等差数列;
(2)设数列{bn}的前n项积为Tn,若Tn=,求数列{bn}的通项公式.
                                   
                                   
                                   
基础考点2 累加、累乘法求通项公式
【典例2】 (1)在数列{an}中,a1=3,且an=an-1+lg (n≥2),则a100=________.
(2)(2024·广东汕头模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且4Sn=(2n+1)an+1(n∈N*).则{an}的通项公式为________.
[听课记录]                               
                                   
                                   
                                   
1.已知an-an-1=f (n),可用“累加法”求an.
2.已知=f (n),可用“累乘法”求an.
(2024·四川泸州三模)已知Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,nan+1=(n+2)Sn,则an=________.
基础考点3 构造法求通项公式
【典例3】 (1)(2024·江苏南京模拟)已知数列{an}满足a1=1,2an+1-an+anan+1=0(n∈N*),则数列{an}的通项公式是an=________.
(2)(2024·广东5月大联考)在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6,则{an}的通项公式是an=________.
[听课记录]                               
                                   
                                   
                                   
由递推关系求通项公式的方法
(1)an+1=pan+q(p≠1)型:通常构造an+1+x=p(an+x)求an.
(2)an+1=pan+f (n)( p≠0,1)型:通常构造an+1+g(n+1)=p[an+g(n)] 求an.
(3)Sn与an的递推关系型:利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为an的递推关系,求an;或者转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.
1.(2024·广东佛山模拟)已知数列{an}满足an+1=4an-12n+4,且a1=4,若ak=2 024,则k=(  )
A.253   B.506
C.1 012   D.2 024
                                   
                                   
2.(教材改编)某牧场今年年初牛的存栏数为1 200,预计以后每年存栏数的增长率为10%,且在每年年底卖出100头牛,牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列{cn},即c1=1 200,则c10大约为(  )
(参考数据:≈2.594,1.111≈2.853)
A.1 429   B.1 472
C.1 519   D.1 571
                                   
                                   
3.数列{an}中,其前n项和为Sn,a1=1,an+1=Sn+3n(n∈N*),则数列{Sn}的通项公式为Sn=________.
                                   
                                   
1 / 1§2 数列的通项公式
【备考指南】 数列的递推关系是高考重点考查内容,作为两类特殊数列--等差数列、等比数列,可直接根据它们的通项公式求解,但也有一些数列要通过构造转化为等差数列或等比数列,再利用公式求解,体现化归思想在数列中的应用.
基础考点1 an与Sn的关系求通项公式
【典例1】 (2021·全国乙卷)记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
[解] (1)证明:因为bn是数列{Sn}的前n项积,
所以n≥2时,Sn=,
代入=2可得,=2,
整理可得2bn-1+1=2bn,即bn-bn-1=(n≥2).
又==2,所以b1=,
故{bn}是以为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,bn=,则=2,所以Sn=,
当n=1时,a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1==-.
当n=1时,a1=不满足上式,
故an=
Sn与an的递推关系型求通项公式的方法
利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为an的递推关系,求an;或者转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.
1.已知数列{an}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=(n+1)2,n∈N*,则{an}的通项公式是an=________.
 [因为a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=(n+1)2,①
所以a1=22=4,
当n≥2,n∈N*时,a1+3a2+5a3+…+(2n-3)an-1=n2,②
①-②可得,(2n-1)an=2n+1,
所以an=(n≥2,n∈N*),当n=1时,a1=4不满足上式,
所以数列{an}的通项公式是an= ]
2.[高考变式]已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=+.
(1)求证:数列}是等差数列;
(2)设数列{bn}的前n项积为Tn,若Tn=,求数列{bn}的通项公式.
[解] (1)证明:当n=1时,a1=+,所以=2;当n≥2时,Sn=+,所以=,所以=2(常数),故数列}是以2为首项,2为公差的等差数列.
(2)由(1)知=2+(n-1)×2=2n,得Tn=2n.当n≥2时,bn===.
当n=1时,b1=T1=2,不符合上式,故bn=
【教师备选资源】
已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+Sn-1=4n2,则a100=(  )
A.414  B.406 
C.403  D.393
B [由 两式相减得Sn+1-Sn-1=8n+4,即an+1+an=8n+4.
再由两式相减得an+2-an=8(n≥2),由S2+S1=16,a1=1,得a2=14,
故{a2n}为以14为首项,8为公差的等差数列,故a2n=14+(n-1)×8=8n+6,
故a100=8×50+6=406.故选B.]
基础考点2 累加、累乘法求通项公式
【典例2】 (1)在数列{an}中,a1=3,且an=an-1+lg (n≥2),则a100=________.
(2)(2024·广东汕头模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且4Sn=(2n+1)an+1(n∈N*).则{an}的通项公式为________.
(1)5 (2)an=2n-1(n∈N*) [(1)a2=a1+lg 2,
a3=a2+lg ,
a4=a3+lg ,

a100=a99+lg ,
以上各式累加得a100=a1+lg 2+lg +lg +…+lg =3+lg 100=5.
(2)令n=1,得a1=1.
因为4Sn=(2n+1)an+1(n∈N*),所以4Sn-1=(2n-1)an-1+1(n≥2,n∈N*),
两式相减得4an=(2n+1)an-(2n-1)an-1(n≥2,n∈N*),
即(2n-3)an=(2n-1)an-1,所以=(n≥2,n∈N*),
所以··…·=··…·,即=2n-1,
所以an=2n-1(n≥2,n∈N*),
又a1=1,符合上式,所以an=2n-1(n∈N*).
1.已知an-an-1=f (n),可用“累加法”求an.
2.已知=f (n),可用“累乘法”求an.
(2024·四川泸州三模)已知Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,nan+1=(n+2)Sn,则an=________.
(n+1)·2n-2 [当n≥2时,(n-1)an=(n+1)Sn-1,
即Sn=an+1,Sn-1=an,
则Sn-Sn-1=an+1-an=an,
即=,
则有=,=,…,=,
则an=··…··a1=(n+1)·2n-2,
当n=1时,a1=1,符合上式,
故an=(n+1)·2n-2.]
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1.(多选)(2024·江苏大联考)已知Sn是数列{an}的前n项和,且a1=a2=1,an=2an-1+3an-2(n≥3),则下列结论正确的是(  )
A.数列{an-an+1}为等比数列
B.数列{an+1+2an}不为等比数列
C.S40=(320-1)
D.an=
BD [由题意,得a3=2a2+3a1=5,a4=2a3+3a2=10+3=13,
由于a1-a2=0,故数列{an-an+1}不是等比数列,A错误;
a2+2a1=1+2=3,a3+2a2=5+2=7,a4+2a3=13+10=23,
由于≠,故数列{an+1+2an}不为等比数列,B正确;
当n≥3时,an=2an-1+3an-2,即an+an-1=3,又a1+a2=1+1=2,
故{an+1+an}为等比数列,首项为2,公比为3,
故an+1+an=2×3n-1,
故a2+a1=2,a4+a3=2×32,…,a40+a39=2×338,以上20个式子相加,得S40=2×(1+32+34+…+338)=2×=,C错误;
因为an+1+an=2×3n-1,所以an+2+an+1=2×3n,以上两式相减,得
an+2-an=2×3n-2×3n-1=4×3n-1,
当n=2k时,a2k-a2k-2=4×32k-3,a2k-2-a2k-4=4×32k-5,…,a4-a2=4×3,
以上式子相加,得a2k-a2=4×(3+33+…+32k-3)=4×=,
故a2k=+a2=,而a2=1也符合该式,故a2k=,
令2k=n,得an==.
当n=2k-1时,a2k-1-a2k-3=4×32k-4,a2k-3-a2k-5=4×32k-6,…,a3-a1=4×30,
以上式子相加,得a2k-1-a1=4×(32k-4+32k-6+…+30)=4×=,
故a2k-1=+a1=,而a1=1也符合该式,故a2k-1=,
令2k-1=n,得an=,
综上,an=,D正确.
故选BD.]
2.(2024·广东深圳模拟)设数列{an}满足 a1=3,an+1=an+8n+4.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列的前n项和Sn.
[解] (1)∵an+1=an+8n+4,∴an+1-an=8n+4,
可知an-an-1=8(n-1)+4,
an-1-an-2=8(n-2)+4,
an-2-an-3=8(n-3)+4,

a3-a2=8×2+4,
a2-a1=8×1+4,
a1=3,
以上各式相加得an=8(n-1)+4+8(n-2)+4+8(n-3)+4+…+8×2+4+8×1+4+3
=8+4(n-1)+3
=8×+4(n-1)+3=4n2-1,
显然对于n=1也成立,
所以数列{an}的通项公式为an=4n2-1.
(2)==
=,n∈N*,
所以Sn=+++…++

==,
所以数列的前n项和 Sn=.
3.(2024·福建福州模拟)记Sn为数列{an}的前n项和,满足a1=3,Sn=an.
(1)求{an}的通项公式;
(2)证明:++…+<.
[解] (1)因为Sn=,
所以当n≥2时,Sn-1=,
所以an=Sn-Sn-1=-,
整理得(n-1)an=(n+1)an-1,即=,
所以an=a1×××…××=3×××…××=.
显然对于n=1也成立,
所以{an}的通项公式an=.
(2)证明:由(1)得==,所以++…+==.由于n∈N*,所以1-<1,故得证++…+<.
基础考点3 构造法求通项公式
【典例3】 (1)(2024·江苏南京模拟)已知数列{an}满足a1=1,2an+1-an+anan+1=0(n∈N*),则数列{an}的通项公式是an=________.
(2)(2024·广东5月大联考)在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6,则{an}的通项公式是an=________.
(1) (2)3n-2(n-1) [(1)数列{an}中,a1=1,2an+1-an+anan+1=0,显然an≠0,则有=2·+1,即+1=2,而+1=2,
因此数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以+1=2n,即an=.
(2)因为an+1=3an+4n-6,设an+1+x(n+1)+y=3(an+xn+y),其中x,y∈R,
整理可得an+1=3an+2xn+2y-x,
所以
解得
所以an+1+2(n+1)-2=3(an+2n-2),
且a1+2×1-2=a1=3,
所以数列{an+2n-2}是首项为3,公比为3的等比数列,所以an+2n-2=3×3n-1=3n,所以an=3n-2(n-1).]
由递推关系求通项公式的方法
(1)an+1=pan+q(p≠1)型:通常构造an+1+x=p(an+x)求an.
(2)an+1=pan+f (n)( p≠0,1)型:通常构造an+1+g(n+1)=p[an+g(n)] 求an.
(3)Sn与an的递推关系型:利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为an的递推关系,求an;或者转化为Sn的递推关系,先求出Sn与n之间的关系,再求an.
1.(2024·广东佛山模拟)已知数列{an}满足an+1=4an-12n+4,且a1=4,若ak=2 024,则k=(  )
A.253   B.506
C.1 012   D.2 024
B [因为an+1=4an-12n+4,
所以an+1-4(n+1)=4(an-4n).
因为a1=4,所以a1-4×1=0,故{an-4n}为常数列,
所以an=4n.由ak=4k=2 024,解得k=506.故选B.]
2.(教材改编)某牧场今年年初牛的存栏数为1 200,预计以后每年存栏数的增长率为10%,且在每年年底卖出100头牛,牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列{cn},即c1=1 200,则c10大约为(  )
(参考数据:≈2.594,1.111≈2.853)
A.1 429   B.1 472
C.1 519   D.1 571
B [由题可知cn=(1+10%)cn-1-100=1.1cn-1-100,设cn+k=1.1(cn-1+k),解得k=-1 000.
即cn-1 000=1.1(cn-1-1 000),
故数列{cn-1 000}是首项为c1-1 000=200,公比为1.1的等比数列.
所以cn-1 000=200×1.1n-1,则cn=200×1.1n-1+1 000,
所以c10=200×1.19+1 000≈200×2.358+1 000≈1 472.故选B.]
3.数列{an}中,其前n项和为Sn,a1=1,an+1=Sn+3n(n∈N*),则数列{Sn}的通项公式为Sn=________.
3n-2n [∵an+1=Sn+3n=Sn+1-Sn,∴Sn+1=2Sn+3n,∴=·,∴-1=.又-1=-1=-,∴数列是首项为-,公比为的等比数列,∴-1=-=-,∴Sn=3n-2n.]
【教师备选资源】
1.(多选)数列{an}是首项为1的正项数列,an+1=2an+3,Sn是数列{an}的前n项和,则下列结论正确的是(  )
A.a3=13
B.数列{an+3}是等比数列
C.an=4n-3
D.Sn=2n+1-n-2
AB [∵an+1=2an+3,∴an+1+3=2(an+3),又a1+3=4,
∴数列{an+3}是首项为4,公比为2的等比数列.
∴an+3=4×2n-1,∴an=2n+1-3,
∴a3=13,∴Sn=-3n=2n+2-3n-4.故选AB.]
2.(多选)(2024·江西景德镇三模)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,则(  )
A.数列{an}是等比数列
B.数列{log2(an+1)}是等差数列
C.数列{an}的前n项和为2n+1-n-2
D.a20能被3整除
BCD [由an+1=2an+1,可得an+1+1=2(an+1),又a1+1=2,所以数列{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列,即an=2n-1,
则a1=1,a2=3,a3=7,显然有,所以a1,a2,a3不成等比数列,故选项A是错误的;
由an=2n-1,得log2(an+1)=log22n=n,故选项B是正确的;
由an=2n-1,可得前n项和Sn=21-1+22-1+23-1+…+2n-1=-n=2n+1-n-2,故选项C是正确的;
法一:由a20=220-1=(3-1)20-1=(-1)20-1
=(-1)19],故D是正确的.
法二:由210=1 024,1 024除以3余数是1,所以1 0242除以3的余数还是1,从而可得220-1能被3整除,故选项D是正确的.故选BCD.]
专题限时集训(八) 数列的通项公式
一、单项选择题
1.(2024·湖南长沙模拟)已知数列{an}中,a1=1且an+1=,则a10=(  )
A.   B.
C.-   D.
D [由an+1=,可得=+,
即-=,所以是以=1为首项,为公差的等差数列,所以=1+×9=,所以a10=.故选D.]
2.(2024·安徽阜阳模拟)已知正项数列{an}满足an+1=an,则=(  )
A.   B.
C.   D.
B [依题意,=·,则数列是以为公比的等比数列,因此=·,所以=.故选B.]
3.若数列{an}满足an+1=3an+2,则称{an}为“梦想数列”.已知正项数列{bn-1}为“梦想数列”,且b1=2,则(  )
A.bn=2×3n   B.bn=2×3n-1
C.bn=2×3n+1   D.bn=2×3n-1+1
B [∵“梦想数列”{an}满足an+1=3an+2,即an+1+1=3(an+1),∴由正项数列{bn-1}为“梦想数列”,可得bn+1-1+1=3(bn-1+1),即bn+1=3bn,∵b1=2,∴bn=2×3n-1.故选B.]
4.(2024·河北唐山二模)已知数列{an}满足an+1=an+a1+2n,a10=130,则a1=(  )
A.1   B.2
C.3   D.4
D [由题意可得an+1-an=a1+2n,
则可得a2-a1=a1+2,
a3-a2=a1+4,

a10-a9=a1+18,
将以上等式左右两边分别相加,得
a10-a1=9a1+=9a1+90,即a10=10a1+90,
又a10=130,所以a1=4.故选D.]
5.在数列{an}中,a1=,前n项和Sn=n(2n-1)an,则数列{an}的通项公式为an= (  )
A.   B. 
C.2-   D.2-
A [由于数列{an}中,a1=,前n项和Sn=n·(2n-1)an,
∴当n≥2时,Sn-1=(n-1)(2n-3)an-1,
两式相减可得,an=n(2n-1)an-(n-1)(2n-3)an-1,
∴(2n+1)an=(2n-3)an-1,所以=,
因此an=a1××××…×=×××…××=.
当n=1时也满足上式,故选A.]
6.(2024·福建莆田三模)已知定义在(0,+∞)上的函数f (x)满足f (x+1)=2f (x)+1,且f (1)=1,则f (100)=(  )
A.2100-1   B.2100+1
C.2101-1   D.2101+1
A [设在数列{an}中,an=f (n),则a1=f (1)=1,an+1=2an+1,从而an+1+1=2(an+1),
故{an+1}是首项和公比都是2的等比数列.
由等比数列的通项公式可得an+1=2n,则an=2n-1,
故f (100)=a100=2100-1.故选A.]
二、多项选择题
7.(2024·湖北黄冈二模)已知数列{an}满足:a1=1,Sn是数列{an}的前n项和,Sn-1=3an(n≥2),则下列结论正确的是(  )
A.a2=   B.{an}是等比数列
C.an+1=an,n≥2   D.Sn-1=,n≥2
AC [由Sn-1=3an(n≥2),
当n=2时,S1=a1=3a2=1,解得a2=,故A正确;
由已知可得Sn=3an+1,
所以Sn-Sn-1=3an+1-3an(n≥2),
所以an=3an+1-3an(n≥2),
即an+1=an(n≥2),而a2=a1,故C正确,B不正确;
因为Sn-1=a1+a2+a3+…+an-1=1+=,n≥2,故D错误.故选AC.]
8.已知数列{an}的首项为4,且满足2(n+1)an=nan+1,则(  )
A.为等差数列
B.{an}为递增数列
C.{an}的前n项和Sn=2n+2(n-1)+4
D.的前n项和Tn=
BCD [由2(n+1)an=nan+1,得=2×,
所以是以=a1=4为首项,2为公比的等比数列,故A错误;
因为=4×2n-1=2n+1,
所以an=n·2n+1,显然递增,故B正确;
因为Sn=1×22+2×23+…+n·2n+1,
2Sn=1×23+2×24+…+n·2n+2,
所以-Sn=1×22+23+…+2n+1-n·2n+2=-n·2n+2,
故Sn=2n+2(n-1)+4,故C正确;
因为==n,
所以的前n项和Tn==,故D正确.故选BCD.]
三、填空题
9.(2024·山东烟台模拟)记数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,2an+1-3an=2n,则=________.
 [由2an+1-3an=2n,得=×+1,
则-4=,
又-4=0,则=4,则an=2n,
故a8=28,S8==29-2,所以 ==.]
10.(2024·北京西城一模)在数列{an}中,a1=2,a2=-3.数列{bn}满足bn=an+1-an.若{bn}是公差为1的等差数列,则{bn}的通项公式为bn=________,an的最小值为________.
n-6 -13 [由题意b1=a2-a1=-5,又等差数列{bn}的公差为1,所以bn=-5+(n-1)·1=n-6,故an+1-an=n-6,所以当n≤6时,an+1-an≤0,当n>6时,an+1-an>0,
所以a1>a2>a3>a4>a5>a6=a7又an+1-an=n-6,所以a6=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+(a5-a4)+(a6-a5)=2+(-5)+(-4)+(-3)+(-2)+(-1)=-13,即an的最小值是-13.]
四、解答题
11.(2024·云南昆明模拟)已知数列{an}满足:a1=1,a2=4,an+2=2an+1-an+2.
(1)证明:{an+1-an}是等差数列,并求{an}的通项公式;
(2)设bn=an+,若数列{bn}是递增数列,求实数k的取值范围.
[解] (1)证明:因为an+2=2an+1-an+2,所以an+2-an+1-(an+1-an)=2an+1-an+2-2an+1+an=2为常数,
又a2-a1=3,所以数列{an+1-an}是公差为2,首项为3的等差数列.
所以an+1-an=3+(n-1)×2=2n+1.
当n≥2时,(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)=2(n-1)+1+2(n-2)+…+2×1+1,
所以an-a1=n2-1,因为a1=1,所以an=n2.
又a1=1满足an=n2,
所以数列{an}的通项公式为an=n2.
(2)由(1)知bn=n2+,因为数列{bn}是递增数列,
所以bn+1-bn=(n+1)2+-=(2n+1)>0对n∈N*恒成立,
得到k<(n+1)2n2对n∈N*恒成立,所以k<4.
所以实数k的取值范围是(-∞,4).
12.(2024·广东深圳一模)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a2=4,S4=20,且为等差数列.
(1)求证:数列{an}为等差数列;
(2)若数列{bn}满足b1=6,且=,设Tn为数列{bn}的前n项和,集合M={Tn|Tn∈N*},求M(用列举法表示).
[解] (1)证明:设等差数列的公差为d,则=+3d,即S1+3d=5,①
因为S2=a1+a2=S1+4,所以由=+d,
得S1+2d=4.②
由①②解得S1=2,d=1,所以=n+1,
即Sn=n(n+1),
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n(n+1)-(n-1)n=2n,
当n=1时,a1=S1=2,符合上式,
所以an=2n(n∈N*),
因为当n≥2时,an-an-1=2,
所以数列{an}是等差数列.
(2)由(1)可知===,
当n≥2时,bn=··…··b1=××…××6=,
因为b1=6满足上式,所以bn==12.
所以Tn=12=12×=12-,
因为当∈N*时,n=1,2,3,5,11,
所以M={6,8,9,10,11}.
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