专题三 数 列
1 数列的递推关系
基础打底
1.已知数列{an}满足an+1+an=2n-3,若a1=2,则a8-a4=( )
A.7 B.6
C.5 D.4
2.(人A必二P40练习3改)已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2an+1,则Sn=____.
3.已知数列{an}满足a1=2,a2=8,an+2=4an+1-3an,则an=____.
4.已知数列{an}满足a2=9,(n-1)an=(n+1)an-1(n≥2),则{an}的通项公式为____.
强技提能
通项与前n项和(积)关系的运用
例1-1 (2025·南京、盐城一模节选)已知数列{an}的前n项和Sn满足=an+(1-n)t,n∈N*,t为常数,且a2=a1+2.
(1) 求t的值;
(2) 求证:{an}为等差数列.
例1-2 设数列{an}的前n项积为Tn,满足an+2Tn=1(n∈N*),则Tn=____.
例1-3 已知数列{an}满足a1+a2+a3+…+an=n,n∈N*,则数列{an}的通项公式为an=____.
(1) 已知Sn求an的步骤:①先利用a1=S1求出a1;②再利用an=Sn-Sn-1(n≥2)求出当n≥2时an的表达式;③对n=1时的结果进行检验.
(2) 已知数列前n项积Tn与an之间的关系可以依照(1)的方法:①先利用a1=T1求出a1;②再利用an=(n≥2)求出当n≥2时an的表达式;③对n=1时的结果进行检验.
变式1 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且6Sn=(an+7)(an-4),数列{bn}满足b1=4,3b1+3b2+3b3+…+3bn=4n+1-4,求数列{an}和{bn}的通项公式.
构造新数列的技巧
例2 (1) 已知数列{an}满足a1=,且对任意的n∈N*,都有an+1=++1,则数列{an}的通项公式为____.
(2) (2025·临沂2月模考)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( )
A.49 B.50
C.99 D.100
(3) (2025·安庆二模)若数列{an}满足a1=1,an+1=+2an,则使得>2 025的正整数n的最小值为____.
形如an=can-1+d和an=can-1+dn+e(c,d为常数,c≠0,c≠1,d≠0),常构造等比数列以解决问题,但在数列{an}连续两项差或比值关系中,亦常构造常数列以简化运算.
变式2 (1) (2025·上饶二模)已知数列{an}满足a1=2,an+1-an=2n+2(n∈N*),则数列的前4项和为____.
(2) (2025·潍坊下学期诊断)(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,an+1-2an+anan+1=0,则( )
A.a3= B.数列为等比数列
C.an+1<an D.S10>-
配套热练
1.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10=( )
A.1 024 B.1 023
C.513 D.256
2.(2025·三明5月质检)若数列{an}满足an+1+an=2n+1(n∈N*),a4=2,则a1+a2+a3+…+a17=( )
A.155 B.156
C.203 D.204
3.(2025·苏北七市二调)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,则( )
A.9a7>8a8 B.9a7<8a8
C.9S7>7a8 D.9S7<7a8
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
5.(2025·宁波模拟)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 025的值为( )
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
6.(2025·武汉4月调研)(多选)已知数列{an}满足a1+2a2+…+2n-1an=n·2n,{an}的前n项和为Sn,则( )
A.a1=2 B.数列{an}是等比数列
C.Sn,S2n,S3n构成等差数列 D.数列的前100项和为
7.设数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,若b1=-1,b5=8b2,(1-2n)Sn=n(n+1)Tn,则an=____.
8.(2025·阳泉期末)已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,满足=2Sn+n+4,且a2-1,a3,a7恰好构成等比数列的前三项,则a4=____.
9.(2025·清远二模)已知数列{an}的首项为a1=4,且满足an+1+an=6×5n(n∈N*).
(1) 求证:{an-5n}是等比数列;
(2) 求数列{an}的前n项和Sn.
10.(2025·宜春二模)记数列{an}的前n项和为Sn,其中a1=-,an≠0,对任意的n∈N*,有++…+=1-.
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 求Sn.
11.(2025·永州模拟)已知数列{an}满足a1=1,a3=9,且对任意的n≥2,n∈N*,都有an+1+an-1=2(an+1).
(1) 设bn=an+1-an,求数列{bn}的通项公式;
(2) 设数列的前n项和为Sn,求证:Sn<.
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专题三
1 数列的递推关系
数 列
基础打底
1.已知数列{an}满足an+1+an=2n-3,若a1=2,则a8-a4= ( )
A.7 B.6
C.5 D.4
【解析】
由题得(an+2+an+1)-(an+1+an)=[2(n+1)-3]-(2n-3),即an+2-an=2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4.
D
2.(人A必二P40练习3改)已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2an+1,则Sn=______________.
【解析】
方法二:当n=1时,由S1=2a1+1,得S1=-1;
当n≥2时,Sn=2an+1=2(Sn-Sn-1)+1,即Sn=2Sn-1-1,所以Sn-1=2(Sn-1-1),
又S1-1=-2,所以{Sn-1}是首项为-2,公比为2的等比数列,即Sn-1=-2·2n-1=-2n,所以Sn=-2n+1.
【答案】 -2n+1
3.已知数列{an}满足a1=2,a2=8,an+2=4an+1-3an,则an=__________.
【解析】
由an+2=4an+1-3an,变形得an+2-an+1=3(an+1-an),
又a2-a1=6,所以数列{an+1-an}是首项为6,公比为3的等比数列,
所以an+1-an=6×3n-1=2×3n,变形得an+1-3n+1=an-3n,
又a1-3=-1,所以an-3n=-1,所以an=3n-1.
3n-1
4.已知数列{an}满足a2=9,(n-1)an=(n+1)an-1(n≥2),则{an}的通项公式为
______________.
【解析】
强技提能
目标
1
通项与前n项和(积)关系的运用
【解答】
1-1
【解答】
1-1
设数列{an}的前n项积为Tn,满足an+2Tn=1(n∈N*),则Tn=________.
【解析】
1-2
【解析】
1-3
2n-1
变式1 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且6Sn=(an+7)(an-4),数列{bn}满足 b1=4,3b1+3b2+3b3+…+3bn=4n+1-4,求数列{an}和{bn}的通项公式.
【解答】
因为3b1+3b2+3b3+…+3bn=4n+1-4 ①,所以当n≥2时,3b1+3b2+3b3+…+
3bn-1=4n-4 ②,
①-②得bn=4n.当n=1时,可得b1=4,也满足bn=4n.
故{an}的通项公式为an=3n+4,{bn}的通项公式为bn=4n.
目标
2
构造新数列的技巧
2
【解析】
(2)(2025·临沂2月模考)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为 ( )
A.49 B.50
C.99 D.100
2
【解析】
【答案】D
【解析】
6
2
形如an=can-1+d和an=can-1+dn+e(c,d为常数,c≠0,c≠1,d≠0),常构造等比数列以解决问题,但在数列{an}连续两项差或比值关系中,亦常构造常数列以简化运算.
【解析】
【解析】
【答案】 BCD
热练
1.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10= ( )
A.1 024 B.1 023
C.513 D.256
【解析】
由Sn+1-2Sn=n,得Sn+1+n+2=2(Sn+n+1).
因为a1=2,所以S1+1+1=4,从而Sn+n+1≠0,所以{Sn+n+1}是首项为4,公比为2的等比数列,从而Sn+n+1=4×2n-1=2n+1,所以Sn=2n+1-n-1,
故a10=S10-S9=1 023.
B
2.(2025·三明5月质检)若数列{an}满足an+1+an=2n+1(n∈N*),a4=2,则a1+a2+a3+…+a17= ( )
A.155 B.156 C.203 D.204
【解析】
A
3.(2025·苏北七市二调)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,则 ( )
A.9a7>8a8 B.9a7<8a8
C.9S7>7a8 D.9S7<7a8
【解析】
【答案】B
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m= ( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】
B
5.(2025·宁波模拟)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则
a2 025的值为 ( )
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
【解析】
【答案】B
【解析】
【答案】AD
7.设数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,若b1=-1,b5=8b2,(1-2n)Sn=n(n+1)Tn,则an=_____.
【解析】
2n
【解析】
5
9.(2025·清远二模)已知数列{an}的首项为a1=4,且满足an+1+an=6×5n(n∈N*).
(1)求证:{an-5n}是等比数列;
【解答】
9.(2025·清远二模)已知数列{an}的首项为a1=4,且满足an+1+an=6×5n(n∈N*).
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
【解答】
【解答】
【解答】
11.(2025·永州模拟)已知数列{an}满足a1=1,a3=9,且对任意的n≥2,n∈N*,都有an+1+an-1=2(an+1).
(1)设bn=an+1-an,求数列{bn}的通项公式;
【解答】
依题意,对任意的n≥2,n∈N*,都有an+1+an-1=2(an+1),故对任意的n≥2,n∈N*,an+1-an=an-an-1+2,所以对任意的n≥2,n∈N*,bn=bn-1+2,即bn-bn-1=2为定值,所以数列{bn}是公差为2的等差数列.
由a1=1,a3=9,得b1=a2-1,b2=9-a2,所以(9-a2)-(a2-1)=2,解得a2=4,故b1=a2-1=3,所以bn=3+(n-1)×2=2n+1.
【解答】专题三 数 列
1 数列的递推关系
基础打底
1.已知数列{an}满足an+1+an=2n-3,若a1=2,则a8-a4=( D )
A.7 B.6
C.5 D.4
【解析】 由题得(an+2+an+1)-(an+1+an)=[2(n+1)-3]-(2n-3),即an+2-an=2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4.
2.(人A必二P40练习3改)已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2an+1,则Sn=__-2n+1__.
【解析】 方法一:当n=1时,S1=2a1+1,解得a1=-1;当n≥2时,Sn=2an+1 ①,Sn-1=2an-1+1 ②,①-②,得an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,则an=2an-1,即=2,所以数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以Sn==1-2n.
方法二:当n=1时,由S1=2a1+1,得S1=-1;当n≥2时,Sn=2an+1=2(Sn-Sn-1)+1,即Sn=2Sn-1-1,所以Sn-1=2(Sn-1-1),又S1-1=-2,所以{Sn-1}是首项为-2,公比为2的等比数列,即Sn-1=-2·2n-1=-2n,所以Sn=-2n+1.
3.已知数列{an}满足a1=2,a2=8,an+2=4an+1-3an,则an=__3n-1__.
【解析】 由an+2=4an+1-3an,变形得an+2-an+1=3(an+1-an),又a2-a1=6,所以数列{an+1-an}是首项为6,公比为3的等比数列,所以an+1-an=6×3n-1=2×3n,变形得an+1-3n+1=an-3n,又a1-3=-1,所以an-3n=-1,所以an=3n-1.
4.已知数列{an}满足a2=9,(n-1)an=(n+1)an-1(n≥2),则{an}的通项公式为__an=n(n+1)__.
【解析】 方法一:因为a2=9,=(n≥2),所以==3,即a1=3,所以an=×××…××××a1=×××…××××3=n(n+1)(n≥2,n∈N*),当n=1时,也满足此式,所以an=n(n+1).
方法二:当n≥2时,由=,得=,即===,即常数列的通项公式为=,故an=n(n+1).
强技提能
通项与前n项和(积)关系的运用
例1-1 (2025·南京、盐城一模节选)已知数列{an}的前n项和Sn满足=an+(1-n)t,n∈N*,t为常数,且a2=a1+2.
(1) 求t的值;
【解答】 因为=an+(1-n)t,n∈N*,所以=a2-t,又S2=a1+a2,所以a2-a1=2t.又a2=a1+2,所以t=1.
(2) 求证:{an}为等差数列.
【解答】 由(1)可得=an+1-n,n∈N*,所以Sn=nan+n-n2,因此Sn+1=(n+1)an+1+n+1-(n+1)2,两式相减得an+1=(n+1)an+1-nan-2n,得an+1-an=2,n∈N*,所以{an}为等差数列.
例1-2 设数列{an}的前n项积为Tn,满足an+2Tn=1(n∈N*),则Tn=____.
【解析】 因为an+2Tn=1(n∈N*),所以+2Tn=1(n≥2,n∈N*),所以Tn+2TnTn-1=Tn-1,所以-=2,所以是公差为2的等差数列.因为a1+2T1=1,即3a1=1,所以a1=T1=,所以=3+(n-1)×2=2n+1,Tn=.
例1-3 已知数列{an}满足a1+a2+a3+…+an=n,n∈N*,则数列{an}的通项公式为an=__2n-1__.
【解析】 由a1+a2+a3+…+an=n ①,得当n≥2时,a1+a2+a3+…+an-1=n-1 ②,由①-②,可得an=1,所以an=2n-1.当n=1时,a1=1,满足上式,所以数列{an}的通项公式为an=2n-1.
(1) 已知Sn求an的步骤:①先利用a1=S1求出a1;②再利用an=Sn-Sn-1(n≥2)求出当n≥2时an的表达式;③对n=1时的结果进行检验.
(2) 已知数列前n项积Tn与an之间的关系可以依照(1)的方法:①先利用a1=T1求出a1;②再利用an=(n≥2)求出当n≥2时an的表达式;③对n=1时的结果进行检验.
变式1 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且6Sn=(an+7)(an-4),数列{bn}满足b1=4,3b1+3b2+3b3+…+3bn=4n+1-4,求数列{an}和{bn}的通项公式.
【解答】 由6Sn=(an+7)(an-4)=+3an-28,得6Sn+1=+3an+1-28,两式相减得6an+1=-+3an+1-3an,即(an+1+an)(an+1-an-3)=0.因为an>0,所以an+1-an-3=0,即an+1-an=3.当n=1时,6a1=+3a1-28,解得a1=7或a1=-4(舍去),所以{an}是首项为7,公差为3的等差数列,故an=3n+4.因为3b1+3b2+3b3+…+3bn=4n+1-4 ①,所以当n≥2时,3b1+3b2+3b3+…+3bn-1=4n-4 ②,①-②得bn=4n.当n=1时,可得b1=4,也满足bn=4n.故{an}的通项公式为an=3n+4,{bn}的通项公式为bn=4n.
构造新数列的技巧
例2 (1) 已知数列{an}满足a1=,且对任意的n∈N*,都有an+1=++1,则数列{an}的通项公式为__an=-n+n__.
【解析】 因为an+1=++1,所以设an+1+k(n+1)+b=(an+kn+b),所以an+1=an--k-,所以解得所以an+1-(n+1)=(an-n).设bn=an-n,则bn+1=bn.因为a1=,所以b1=-1=-,所以数列{bn}是首项为-,公比为的等比数列,所以bn=-n-1=n-n,所以an=bn+n=-n+n.
(2) (2025·临沂2月模考)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( D )
A.49 B.50
C.99 D.100
【解析】 因为Sn+nan=1,所以a1=,当n≥2时,Sn+nan=Sn-1+(n-1)an-1=1,所以(n+1)an=(n-1)an-1,
方法一:即=,此时an=×××…×××a1=×××…××××=;当n=1时,a1=也满足该式,故an=,Sn=1-nan=1-.令Sn=1->0.99,解得n>99,故所求n的最小值为100.
方法二:当n≥2时,(n+1)nan=n(n-1)an-1=2×(2-1)a1=1,即{n(n+1)an}为常数列,则an=,Sn=1-nan=1-.若Sn=1->0.99,解得n>99,故所求n的最小值为100.
(3) (2025·安庆二模)若数列{an}满足a1=1,an+1=+2an,则使得>2 025的正整数n的最小值为__6__.
【解析】 因为an+1=+2an,所以an+1+1=(an+1)2,则ln(an+1+1)=2ln(an+1),又a1+1=2,所以{ln(an+1)}是以ln 2为首项,2为公比的等比数列,所以ln(an+1)=2n-1ln 2,所以an=-1,则由=>2 025,计算得正整数n的最小值为6.
形如an=can-1+d和an=can-1+dn+e(c,d为常数,c≠0,c≠1,d≠0),常构造等比数列以解决问题,但在数列{an}连续两项差或比值关系中,亦常构造常数列以简化运算.
变式2 (1) (2025·上饶二模)已知数列{an}满足a1=2,an+1-an=2n+2(n∈N*),则数列的前4项和为____.
【解析】 在数列{an}中,由an+1-an=2n+2,得an+1=an+2n+2,可得an+1-(n+1)2-(n+1)=an-n2-n,所以{an-n2-n}是常数列,而a1=2,则an-n2-n=a1-12-1=0,所以an=n2+n=n(n+1),所以+++=+++=+++=1-=.
(2) (2025·潍坊下学期诊断)(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,an+1-2an+anan+1=0,则( BCD )
A.a3= B.数列为等比数列
C.an+1<an D.S10>-
【解析】 在数列{an}中,a1=2,an+1-2an+anan+1=0,则an≠0,=+,整理得1-=,而1-=,因此数列是首项、公比均为的等比数列,故B正确;1-=,解得an==1+,对于A,a3=,故A错误;对于C,an+1-an=-<0,则an+1<an,故C正确;对于D,S10=2+1++1++…+1+>11+++…+=11+=-,故D正确.
配套热练
1.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10=( B )
A.1 024 B.1 023
C.513 D.256
【解析】 由Sn+1-2Sn=n,得Sn+1+n+2=2(Sn+n+1).因为a1=2,所以S1+1+1=4,从而Sn+n+1≠0,所以{Sn+n+1}是首项为4,公比为2的等比数列,从而Sn+n+1=4×2n-1=2n+1,所以Sn=2n+1-n-1,故a10=S10-S9=1 023.
2.(2025·三明5月质检)若数列{an}满足an+1+an=2n+1(n∈N*),a4=2,则a1+a2+a3+…+a17=( A )
A.155 B.156
C.203 D.204
【解析】 由an+1+an=2n+1(n∈N*),得an+an-1=2n-1(n≥2,n∈N*),则an+1-an-1=2,故奇数项成等差数列,偶数项成等差数列.由a4=2,得a3+a4=7,即a3=5,则a17=a3+×2=19,故a1+a2+a3+…+a17=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a15+a16)+a17=3+7+11+…+2×15+1+19=155.
3.(2025·苏北七市二调)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,则( B )
A.9a7>8a8 B.9a7<8a8
C.9S7>7a8 D.9S7<7a8
【解析】 因为数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-2n,当n=1时,a1=S1=2a1-2,解得a1=2;当n≥2且n∈N*时,由Sn=2an-2n可得Sn-1=2an-1-2n-1,上述两式作差可得an=2an-2an-1-2n-1,整理可得an-2an-1=2n-1,等式两边同时除以2n-1可得-=1,所以数列是以=2为首项,1为公差的等差数列,从而=2+n-1=n+1,所以an=(n+1)·2n-1.对于A,B,9a7=9×8×26=9×29,8a8=8×9×27=9×210,则9a7<8a8,故A错误,B正确.对于C,D,Sn=2an-2n=(n+1)·2n-2n=n·2n,9S7=9×7×27=63×27,7a8=7×9×27=63×27,所以9S7=7a8,故C,D错误.
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=( B )
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】 在数列{an}中,由a1=2,an+1=2an,得数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,从而an=2n,则bn+1=2bn-2n,即-=-,因此数列是以=3为首项,-为公差的等差数列,则=3+(n-1),即bn=(7-n)2n-1.由am=bm,得2m=(7-m)2m-1,所以m=5.
5.(2025·宁波模拟)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 025的值为( B )
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
【解析】 方法一:数列{an}中,满足2Sn=nan,当n≥3时,可得2Sn-1=(n-1)an-1,两式相减,可得2an=nan-(n-1)an-1,即(n-2)an=(n-1)an-1,所以=.由a2=1,得a2 025=a2×××…×=1×××…×=2 024.
方法二:同方法一得当n≥3时,(n-2)an=(n-1)an-1,所以=,故从第3项起构成常数列,即当n≥3时,==…==1,可得此时an=n-1,故a2 025=2 024.
6.(2025·武汉4月调研)(多选)已知数列{an}满足a1+2a2+…+2n-1an=n·2n,{an}的前n项和为Sn,则( AD )
A.a1=2 B.数列{an}是等比数列
C.Sn,S2n,S3n构成等差数列 D.数列的前100项和为
【解析】 对于A,当n=1时,a1=1×21=2,故A正确.对于B,a1+2a2+…+2n-1an=n·2n,当n≥2时,a1+2a2+…+2n-2an-1=(n-1)·2n-1,两式相减可得2n-1an=n·2n-(n-1)·2n-1=(n+1)2n-1,所以an=n+1,当n=1时,a1=2也适合上式,所以an=n+1.因为=不是常数,所以数列{an}不是等比数列,故B错误.对于C,由an=n+1可知,an-an-1=n+1-n=1,所以{an}是以2为首项,1为公差的等差数列,从而Sn=2n+,所以S2n=4n+,S3n=6n+,Sn+S3n=2n++6n+=8n+5n2-2n.又2S2n=8n+4n2-2n,所以Sn+S3n≠2S2n,所以Sn,S2n,S3n不构成等差数列,故C错误.对于D,==-,所以数列的前100项和为+++…+=-+-+-+…+-=-==,故D正确.
7.设数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,若b1=-1,b5=8b2,(1-2n)Sn=n(n+1)Tn,则an=__2n__.
【解析】 设等比数列{bn}的公比为q.由b5=8b2,得q3=8,解得q=2.又b1=-1,所以bn=-2n-1,从而Tn==1-2n,代入(1-2n)Sn=n(n+1)Tn,得Sn=n(n+1).当n=1时,a1=S1=2;当n≥2,n∈N*时,an=Sn-Sn-1=n(n+1)-n(n-1)=2n,a1=2也满足上式,所以an=2n.
8.(2025·阳泉期末)已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,满足=2Sn+n+4,且a2-1,a3,a7恰好构成等比数列的前三项,则a4=__5__.
【解析】 因为=2Sn+n+4 ①,所以当n≥2时,=2Sn-1+(n-1)+4 ②,①-②得-=2an+1,即=+2an+1=(an+1)2.因为数列{an}的各项均为正数,所以an+1=an+1,即数列{an}是公差为1的等差数列.因为a2-1,a3,a7恰好构成等比数列的前三项,所以(a1+2)2=a1(a1+6),解得a1=2,所以a4=5.
9.(2025·清远二模)已知数列{an}的首项为a1=4,且满足an+1+an=6×5n(n∈N*).
(1) 求证:{an-5n}是等比数列;
【解答】 因为数列{an}满足an+1+an=6×5n,即an+1=-an+6×5n,所以an+1-5n+1=-(an-5n),即=-1.又因为a1=4,所以a1-51=-1,从而数列{an-5n}是首项为-1,公比为-1的等比数列.
(2) 求数列{an}的前n项和Sn.
【解答】 由(1)知an-5n=-1×(-1)n-1=(-1)n,所以an=(-1)n+5n,从而Sn=51+52+…+5n+(-1)+1+…+(-1)n.当n为偶数时,可得Sn=+0=×5n+1-;当n为奇数时,可得Sn=-1=×5n+1-.综上,Sn=
10.(2025·宜春二模)记数列{an}的前n项和为Sn,其中a1=-,an≠0,对任意的n∈N*,有++…+=1-.
(1) 求数列{an}的通项公式;
【解答】 因为++…+=1-,所以当n≥2,n∈N*时,++…+=1-,两式相减得 =-,所以an+1-an=2(n≥2,n∈N*),从而数列{an}从第二项起是公差为2的等差数列.在++…+=1-中,取n=1可得=1-.因为a1=-,所以a2=-,a2-a1=-1≠2,所以an=
(2) 求Sn.
【解答】 由(1)知,当n≥2时,Sn=a1+(a2+a3+…+an)=a1+=-+=n2-+3;当n=1时,S1=a1=-=12-×1+3,所以Sn=n2-+3.
11.(2025·永州模拟)已知数列{an}满足a1=1,a3=9,且对任意的n≥2,n∈N*,都有an+1+an-1=2(an+1).
(1) 设bn=an+1-an,求数列{bn}的通项公式;
【解答】 依题意,对任意的n≥2,n∈N*,都有an+1+an-1=2(an+1),故对任意的n≥2,n∈N*,an+1-an=an-an-1+2,所以对任意的n≥2,n∈N*,bn=bn-1+2,即bn-bn-1=2为定值,所以数列{bn}是公差为2的等差数列.由a1=1,a3=9,得b1=a2-1,b2=9-a2,所以(9-a2)-(a2-1)=2,解得a2=4,故b1=a2-1=3,所以bn=3+(n-1)×2=2n+1.
(2) 设数列的前n项和为Sn,求证:Sn<.
【解答】 由(1)可知an+1-an=2n+1,所以当n≥2,n∈N*时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+3+5+…+(2n-1)==n2,又a1=1符合上式,所以an=n2,从而===,故Sn===-.因为n∈N*,+>0,所以Sn<.
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