《数列》
知识要点
1.数列的定义: 叫做数列。
2.数列中的每一个数都叫做这个数列的 ,其中第n项记作;
数列简记作{}。
3.数列的前n项和与通项的关系是: 。
4.数列的单调性与最值:数列{}是递增数列,则 ;数列{}是递减数列,则 。
5.等差数列与等比数列性质对比
等差数列
等比数列
定义
d 叫公差
q 叫公比
通项公式
递推公式
变式
前n项和
中项
a,A,b成等差数列2A=a+b,A叫做a与b的等差中项
a,G,b成等比数列 G2=ab,G叫做a与b的等比中项
性质
d>o等差数列递增;
d=0等差数列为常数列;
d<0等差数列递减
q>1,a1>0时,等比数列递增;
a1<0时,等比数列递减;
00时,等比数列递减;
a1<0时,等比数列递增;
q<0 等比数列为摆动数列;
是公差-d的等差数列
是公比q-1的等比数列
从第二项起,每一项是它相邻两项的等差中项,也是与它等距离的前后两项的等差中项;
从第二项起,每一项是它相邻两项的等比中项,也是与它等距离的前后两项的等比中项;
若 k+t=m+n,则 ak + at = am + an
若 k+t=m+n,则 ak · at = am · an
序号成等差数列的项仍为等差数列
序号成等差数列的项仍为等比数列
对任一n∈N*,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…,仍成等差数列;
对任一n∈N*,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…,仍成等比数列,Sn。
项数m=2n时,
项数m=2n+1时,
奇数项符号相同;
偶数项符号相同。
若{an},{bn}是项数相同的两个等差数列,则{pan + qbn}是等差数列(p,q是常数)。
若{an},{bn}是项数相同的两个等比数列,则{pan /qbn}是等比数列(p,q是常数)。
典型例题和基本方法
【题型一】根据递推关系求通项公式
形如型的数列求通项公式可用累加法;用累乘法:
;
在数列中,,,则
由含与通项的递推关系式求,可用;
与数列各项的和有关的式子求,可写出时的关系式,两式相减得。
例2.设数列满足,.求数列的通项;
例3.设数列的前项和为,已知.
(Ⅰ)证明:当时,是等比数列; (Ⅱ)求的通项公式.
形如及型的递推式求通项公式直接用等差数列、等比数列通项公式;或者把一个数列问题转化成基本数列求解
例4.数列中,,,
例5.在数列中,,,.证明数列是等比数列.
例6.设数列的前项和为.已知,,.
(Ⅰ)设,求数列的通项公式; (Ⅱ)若,,求的取值范围.
【题型二】数列求和
1.公式法求和: 等差、等比数列求和; ;
;
例7.已知数列的通项,求其前n项和.
例8.已知数列为等差数列,且,
(Ⅰ)求数列的通项; (Ⅱ)证明
2.倒序相加法、错位相减法、分组转化法、裂项相消法求和裂项求和:
;()
例9.数列的前项和为,,.
(Ⅰ)求数列的通项; (Ⅱ)求数列的前项和.
例10.在数列中,,,.
(Ⅰ)证明数列是等比数列; (Ⅱ)求数列的前项和;
(Ⅲ)证明不等式,对任意皆成立.
例11.等差数列的各项均为正整数,,前项和为,为等比数列,,且,是公比为64的等比数列.(1)求与 (2)证明:.
练习:设数列的前项的和,
(Ⅰ)求首项与通项;(Ⅱ)设,,证明:
【题型三】等差数列、等比数列性质的应用
例12.已知等差数列共有10项,其中奇数项之和15,偶数项之和为30,则其公差是( )
A.5 B.4 C. 3 D.2
例13.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则= (A)
(A) (B) (C) (D)
例14.设{}为公比q>1的等比数列,若和是方程的两根,则
__________.
例15.设等差数列的公差不为0,.若是与的等比中项,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
例16.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若,且A、B、C三点共线(该直线不过原点O),则S200=( A )
A.100 B. 101 C.200 D.201
练习:
1.等差数列的前n项和为30,前2n项和为100,则它的前3n项和为( )
A 130 B 170 C 210 D 260
2.为等差数列,是前n项和且( )
A 2 B 11 C 4 D 12
3.等差数列的公差是,,则的值为
4.设是公差为的等差数列,如果,那么
5.三个数成等差数列,又成等比数列,则等于
6.等差数列中,,公差,则使得前n项和Sn取得最大值的n的值是
7. 是等差数列且前n项和分别为且
8.已知正项数列中,,点在抛物线上;数列中,点在过点,以方向向量为的直线上。
(1) 求数列和的通项公式;
若问是否存在,使成立,若存在,求出值,若不存在,说明理由;
(3)记,求的最小值
【题型四】数列的综合应用
例17.已知各项均为正数的数列{}的前n项和满足,且
(1)求{}的通项公式; (2)设数列{}满足,并记为{}的前n项和,求证:
例18.已知数列和满足:,,,(),且是以为公比的等比数列.
(I)证明:;(II)若,证明数列是等比数列;
(III)求和:.
例19. 某国采用养老储备金制度.公民在就业的第一年就交纳养老储备金,数目为a1,以后每年交纳的数目均比上一年增加d(d>0),因此,历年所交纳的储务金数目a1,a2,…是一个公差为d的等差数列,与此同时,国家给予优惠的计息政策,不仅采用固定利率,而且计算复利.这就是说,如果固定年利率为r(r>0),那么,在第n年末,第一年所交纳的储备金就变为a1(1+r)n-1,第二年所交纳的储备金就变为a2(1+r)n-2,……,以Tn表示到第n年末所累计的储备金总额.
(Ⅰ)写出Tn与Tn-1(n≥2)的递推关系式;
(Ⅱ)求证:Tn=An+Bn,其中{An}是一个等比数列,{Bn}是一个等差数列.
自我检测
1.已知成等比数列,且曲线的顶点是,则等于( )
A.3 B.2 C.1 D.
2.设等差数列的前项和为,若,,则( )
A.63 B.45 C.36 D.27
3.各项均为正数的等比数列的前n项和为Sn,若S10=2,S30=14,则S40等于
A 80 B 30 C 26 D 16
4.设等差数列的公差不为0,.若是与的等比中项,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
5.已知数列,那么“对任意的,点都在直线上”是“为等差数列”的 ( )
A. 必要而不充分条件 B. 充分而不必要条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
6.等差数列{}中,,从第10项开始大于1,则的取值范围是( )
A.() B.() C.[) D.(]
7.已知{an}是等比数列,且an>0,a2a4 +2a3a5 +a4a6=25,那么a3 + a5 等于( )
A. 5 B .10 C .15 D .20
10.设是公差为正数的等差数列,若,,则
A. B. C. D.
11.设{}为公比q>1的等比数列,若和是方程的两根,则
__________.
12.已知等差数列的前项和为,若,则 .
13.等比数列的前项和为,已知,,成等差数列,则的公比为 .
14.已知等差数列的前n项和Sn =则它的前 项和最大。
15.设正项数列{an}的前n项和为Sn,且存在正数t,使得对所有正整数n,t与an的等差中项和t与Sn的等比中项相等,求证数列{}为等差数列,并求{an}通项公式及前n项和.
16.设是公比大于1的等比数列,为数列的前项和.已知,且构成等差数列.
(1)求数列的等差数列.(2)令求数列的前项和.
17.已知a1=2,点(an,an+1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中=1,2,3,…
证明数列{lg(1+an)}是等比数列;
设Tn=(1+a1) (1+a2) …(1+an),求Tn及数列{an}的通项;
记bn=,求{bn}数列的前项和Sn,并证明Sn+=1.
18.设数列满足(1) 证明对一切正整数n 成立;(2)令,判断的大小,并说明理由
8.解 (1)将点代入 中,得
,又,
又点在直线上
(2)
当为偶数时,为奇数
当为奇数时,为偶数(舍去)
存在符合条件
(3)
,即递增 故的最小值为
证(1):由递推公式得
上述各式相加并化简得
解(II):
16.(2) ,;
解:(Ⅰ)我们有.
(Ⅱ),对反复使用上述关系式,得
, ①
在①式两端同乘,得
②
②①,得
.即.
如果记,,则.
其中是以为首项,以为公比的等比数列;是以为首项,为公差的等差数列.
(Ⅰ)解:由,解得a1=1或a1=2,由假设a1=S1>1,因此a1=2。
又由an+1=Sn+1- Sn=,
得an+1- an-3=0或an+1=-an因an>0,故an+1=-an不成立,舍去。
因此an+1- an-3=0。从而{an}是公差为3,首项为2的等差数列,故{an}的通项为an=3n-2。
(Ⅱ)证法一:由可解得;
从而。因此。
令,则。
因,故.
特别的。从而,即。
证法二:同证法一求得bn及Tn。
由二项式定理知当c>0时,不等式成立。由此不等式有
=。
证法三:同证法一求得bn及Tn。令An=,Bn=,Cn=。
因,因此。从而
>
(Ⅰ)依题意,,即,
由此得.因此,所求通项公式为,.①
(Ⅱ)由①知,,于是,当时,
,
,
当时,.又.
综上,所求的的取值范围是