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第06讲 数列的通项公式的11种题型总结-【同步题型讲义】2023-2024学年高二数学同步教学题型讲义(人教A版2019选择性必修第二册)
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这是一份第06讲 数列的通项公式的11种题型总结-【同步题型讲义】2023-2024学年高二数学同步教学题型讲义(人教A版2019选择性必修第二册),文件包含第6讲数列的通项公式的11种题型总结解析版docx、第6讲数列的通项公式的11种题型总结原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共129页, 欢迎下载使用。
第6讲 数列的通项公式的11种题型总结
题型目录
题型一:观察法求数列通项
题型二:已知,求
题型三:叠加法(累加法)求通项
题型四:叠乘法(累乘法)求通项
题型五:用“待定系数法”构造等比数列
题型六:用“同除法”构造等差数列
题型七:取对数法构造等比数列求通项
题型八:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
题型九:周期数列
题型十:已知数列前n项积型求通项
题型十一:双数列问题
典型例题
题型一:观察法求数列通项
【例1】 (2022·全国·高二单元测试)将正奇数排列如下表,其中第i行第j个数表示,例如,若,则______.
【答案】67
【分析】找到每行最后一个数的规律,写出通项公式,确定位于第行,再确定其所在的列数,从而求出答案.
【详解】每行最后一个数的排列为1,5,11,19,29,
第行最后一个数的通项公式为,
其中,,
所以位于第行,且,
所以位于第行,第22列,所以.
故答案为:67
【例2】(2022·全国·高二课时练习)(1)数列,,,,…的一个通项公式为=______;
(2)数列,,,,…的一个通项公式为=______;
(3)数列1,11,111,1111,…的一个通项公式为=______.
【答案】
【分析】(1)所给数列的前4项中,分母是项数的平方,分子是分母减1,由此可归纳;
(2)各项负正相间,分子都是1,分母是3的正整数倍,由此归纳结论;
(3)每一项都是由数字1组成的,数字个数正好是项数,把1与9联系,易归纳通项公式.
【详解】(1)所给数列的前4项中,每一项的分子比分母少1,且分母依次为,,,(分式中应分别考虑分子、分母的特征),所以数列的一个通项公式为.
(2)所给数列可写成,,,,…,所以数列的一个通项公式为.
(3)所给数列可写成,,,,…,所以数列的一个通项公式为.
故答案为:;;.
【例3】(2022·河南商丘·高三阶段练习(理))将数列与的公共项从小到大排列得到数列,则其通项___________.
【答案】
【解析】数列中的项为:2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256,…
经检验,数列中的偶数项都是数列中的项.
即,,,256,… 可以写成的形式,观察,归纳可得.
故答案为:.
【例4】(2022·全国·高二课时练习)写出数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数.
(1),,,;
(2),,,;
(3)3,4,3,4;
(4)6,66,666,6666.
【答案】(1);
(2);
(3) ;
(4).
【分析】(1)(2)(3)(4)观察给定的4项,结合数据特征写出一个通项作答.
(1)
4个项都是分数,它们的分子依次为,分母是正奇数,依次为,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(2)
4个项按先负数,后正数,正负相间排列,其绝对值的分子依次为,分母比对应分子多1,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(3)
4个项是第1,3项均为3,第2,4项均为4,所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(4)
4个项,所有项都是由数字6组成的正整数,其中6的个数与对应项数一致,
依次可写为,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
【题型专练】
1.(2022·全国·高二课时练习)猜想数列,,,,,,…的通项公式___________.
【答案】
【分析】通过观察数列的形式,可知分数的分子是相应项序号的平方,偶数项为负,奇数项为正,分母是以3为首项的奇数列,即可求出答案.
【详解】数列,,,,,,…的分子是相应项序号的平方,偶数项为负,奇数项为正,分母是以3为首项的奇数列,所以数列,,,,,,…的通项公式.
故答案为:.
2.(2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二阶段练习)数列,,,,…的一个通项公式是______.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据数列的前几项归纳:一是项的符号规律,二是分子、分母变形后与项的关系.
【详解】数列的项可化为,
因此一个通项公式为.
故答案为:(答案不唯一,也可写为或其他).
3.(2022·全国·高二课时练习)写出下列数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
(1)1,
(2),2,,8;
(3)9,99,999,9 999.
【答案】(1)an=,n∈N*, (2), (3)an=10n-1,n∈N*
【分析】(1)先分析符号规律,再根据分子分母规律求解;(2)根据分子分母规律求解;(3)各项加1,即可发现规律求解.
(1)
这个数列的前4项的绝对值都是序号的倒数,并且奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(2)
数列中的项,有的是分数,有的是整数,可将各项都统一成分数再观察:
…,所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(3)
各项加1后,变为10,100,1 000,10 000,…,此数列的通项公式为10n,可得原数列的一个通项公式为an=10n-1,n∈N*.
题型二:已知,求
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列的前项和是,且,求的通项公式.
【答案】.
【分析】利用,求解通项公式,通过验证得到
【详解】当时,;
当时,,显然满足上式,
∴;
【例2】(2022·北京通州·高二期末)设数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用,把代入中,即可求出答案.
【详解】
当时,.
当时,.
故选:C.
【例3】(2022·甘肃·高台县第一中学高二阶段练习(理))已知为数列的前n项和,且,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】当时,由求出;当时,由求出;即可求解.
【详解】当时,,;
当时,,不符合,则.
故选:B.
【例4】(2022·四川省成都市新都一中高二开学考试(理))已知数列的前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据数列的前项和与第项的关系进行求解即可.
【详解】当时,,当时,,
∴当时,,当时,,∴A,B均错误;又当时,,当时,,∴D正确,
故选:D.
【例5】(2023·全国·高三专题练习)数列满足,则( )
A.64 B.128 C.256 D.512
【答案】A
【分析】即数列的前n项和为,根据代入计算.
【详解】当时,由,①
得,②
①-②,得,
所以,则.
故选:A.
【例6】(2022·辽宁实验中学高二期中)设数列满足,则的前n项和( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
当时,求,当时,由题意得,可求得,即可求解.
【详解】
解:当时,,
当时,由得
,两式相减得,,即,
综上,
所以的前n项和为,
故选:C.
【例7】(2022·江苏·南京市宁海中学模拟预测多选题)定义为数列的“优值”.已知某数列的“优值”,前n项和为,下列关于数列的描述正确的有( )
A.数列为等差数列
B.数列为递增数列
C.
D.,,成等差数列
【答案】ABC
【解析】
【分析】
由新定义可得,利用该递推关系求出数列的通项公式,然后逐一核对四个选项得答案.
【详解】
由已知可得,
所以,
所以时,,
得时,,
即时,,
当时,由知,满足.
所以数列是首项为2,公差为1的等差数列,故A正确,B正确,
所以,所以
故,故C正确.
,,,,,不是等差数列,故D错误,
故选:ABC.
【题型专练】
1.(2022·湖南·株洲二中高二阶段练习)定义为个正数的“均倒数”,若已知数列的前项的“均倒数”为,则等于( )
A.85 B.90 C.95 D.100
【答案】C
【分析】根据题中定义,结合数列前项的和与第项的关系进行求解即可.
【详解】因为数列的前项的“均倒数”为,
所以,
于是有,,
两式相减,得,
故选:C
2.(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,求的通项公式.
【答案】.
【分析】利用项与前项和的关系即得.
【详解】对任意的,,
当时,则,
当时,由,可得,
上述两个等式作差可得,
,
满足,
因此,对任意的,.
3.(2022·浙江·高二期末)已知数列的前项和,则______.
【答案】7
【分析】将代入根据可得出答案;当时由,求出,从而可得出答案.
【详解】当时,;
当时,.
所以,所以.
故答案为:
4.(2023·全国·高三专题练习)已知数列的前项和,那么它的通项公式为__.
【答案】##
【分析】结合已知条件,利用与之间的关系即可求解.
【详解】∵数列的前项和,
∴,
当时,,
故,
当时,也成立
故对,.
故答案为:.
5.(2022·全国·高三专题练习)已知在数列中,,,则__________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用数列前n项和的意义,探讨数列相邻两项的关系,构造常数列求解作答.
【详解】因为,当时,,
则,即有,当时,,得,满足上式,
,,因此数列是常数列,即,所以.
故答案为:
6.(2022·广东珠海·高二期末)已知数列,满足,则_______.
【答案】
【分析】类比于求解.
【详解】由题意,,
两式相减得,.
故答案为:.
7.(2022·安徽省临泉第一中学高二期末)无穷数列的前项和为,满足,则下列结论中正确的有( )
A.为等比数列 B.为递增数列
C.中存在三项成等差数列 D.中偶数项成等比数列
【答案】D
【解析】
【分析】
利用与的关系,求通项公式,从而判断各选项正误.
【详解】
解:无穷数列的前项和为,满足
,
当时,,不符合上式,
所以不是等比数列,故A错误;
又,所以不是递增数列,故B错误;
假设数列中存在三项成等差数列,由于,则,所以得:
,则,又
且恒成立,故式子无解,中找不到三项成等差数列,故C错误;
,
是等比数列,即中偶数项成等比数列,故D正确.
故选:D.
8.(2022·江苏徐州·高二期末)(多选题)已知数列的前项和,则( )
A.是等差数列 B.是等比数列
C. D.的前20项和为320
【答案】ABC
【解析】
【分析】
利用给定的前n项和求出数列的通项,再逐项分析计算作答.
【详解】
数列的前项和,
则当时,,而满足上式,即,
对于A,因,则是等差数列,A正确;
对于B,因,则是等比数列,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,,
数列的前20项和为328,D不正确.
故选:ABC
题型三:叠加法(累加法)求通项
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
具体步骤:
将上述个式子相加(左边加左边,右边加右边)得:
=
整理得:=
【例1】(2022·山东·邹城市兖矿第一中学高三阶段练习)在数列中,,,则数列______.
【答案】
【分析】由题意,数列中,可得,再利用等差数列的求和公式,即可求解.
【详解】由题意,数列中,满足,,则
,
故答案为:
【例2】(2022·江苏常州·高三阶段练习)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号.设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.已知数列满足,且,若,数列的前项和为,则( )
A.4956 B.4959 C.4962 D.4965
【答案】C
【分析】累加法求的通项公式,进而可得,根据新定义求出不同n范围中值,即可求.
【详解】,累加得:,又,
,也符合,则,故,
则时;时;时;时,
.
故选:C
【例3】 (2023·陕西·安康市教学研究室三模(文))已知数列满足,则( )
A. B.2525 C. D.2526
【答案】C
【分析】由已知得出数列为等差数列,求出通项公式后,累加法求得.
【详解】解析:由已知,∴数列为等差数列,
,∴
∴.
故选:C.
【例4】(2022·陕西·无高一阶段练习)数列满足,且对任意的都有,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令得,由累加法求得,则,再由裂项相消求和即可.
【详解】已知,令可得,则时,,
,,将以上式子累加可得,则,时也符合,
则,,则
.
故选:A.
【例5】(2022·全国·高三专题练习)已知是等差数列的前项和,其中,数列满足,且,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意列方程组求出,从而可求出,然后利用累加法可求出数列的通项公式
【详解】设等差数列的公差为,
因为,
所以,解得,
所以,
因为,
所以,
所以,,,……,,
所以,
因为,
所以,
故选:B
【例6】设数列满足,求数列的通项公式;
【答案】
【解析】由已知,当n≥1时,
.而
所以数列{}的通项公式为.
【例7】(2022·河北深州市中学高三阶段练习多选题)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项都代表太极衍生过程.已知大衍数列满足,,则( )
A. B.
C. D.数列的前项和为
【答案】BCD
【分析】直接由递推公式求出即可判断A选项;分为奇数或偶数即可判断B选项;分为奇数或偶数结合累加法即可判断C选项;由分组求和法即可判断D选项.
【详解】对于A,,A错误;
对于B,当为奇数时,为偶数,则,,可得;
当为偶数时,为奇数,则,,可得,B正确;
对于C,当为奇数且时,
累加可得
,时也符合;
当为偶数且时,
累加可得
;则,C正确;
对于D,设数列的前项和为,则,
又,,D正确.
故选:BCD.
【点睛】本题的关键点在于利用题目中的递推关系式,分为奇数或偶数两种情况来考虑,同时借助累加法即可求出通项,再结合分组求和法以及等差数列求和公式即可求得前项和,使问题得以解决.
【例8】(2022·全国·高一专题练习)已知数列的首项,且满足.若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则的最小值是___________.
【答案】3
【分析】根据数列的递推公式,运用累加法求出数列的通项公式,经分析得到,若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则有,进而求出的最小值.
【详解】数列满足,且,即,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
以上各式相加,得
又,,
,,
若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则有,
的最小值是3.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)已知,,求通项________.
【答案】
【解析】解: ,即,
, ,,, ,
以上各式相加得,
又,所以,
而也适合上式,.
故答案为:
2.(2022·辽宁·沈阳市第四中学高三阶段练习)南宋数学家在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,高阶等差数中前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列.现有高阶等差数列,其前7项分别为1,2,5,10,17,26,37,则该数列的第19项为( )
A.290 B.325 C.362 D.399
【答案】B
【分析】先由条件判断该高阶等差数列为逐项差数之差成等差数列,进而得到,再利用累加法求得,进而可求得.
【详解】设该数列为,则由,,,,…
可知该数列逐项差数之差成等差数列,首项为1,公差为2,故,
故,
则,,,…,,
上式相加,得,
即,故.
故选:B.
3.(2022·江苏南通·高三阶段练习多选题)已知数列是公差为1的等差数列,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.存在等差数列,使得其前项和
C.存在等差数列,使得其前项和
D.对任意的
【答案】ACD
【分析】根据等差数列定义,通项公式,前n项和结构特点可得结果.
【详解】是以1为首项1为公差的等差数列,
,即,
当时,
,
,
当时,显然适合上式,,故A对;
等差数列的前项和,故B错;
,数列是等差数列且前项和为,故C对;
,故D对.
故选:ACD,
4.(2022·浙江省杭州第九中学高二期末多选题)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法商业功》中出现了如图所示的形状,后人称之为“三角垛”.“三角垛”最上层有1个球,第二层有3个球,第三次有6个球,…,以此类推.设从上到下各层球数构成一个数列,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】首项根据数列特征得到,,判断出AB选项,
再根据数列的递推公式利用累加法求出,从而求出,得到C正确;
D选项可举出反例.
【详解】根据题意,可知,且,故A错误,B正确,
因为,所以
,
所以,C正确;
因为,故D错误.
故选:BC
5.(2023·全国·高三专题练习)已知数列,,且,.求数列的通项公式________;
【答案】.
【分析】由得,利用累加法求即可.
【详解】因为,所以,
当时,,,……,,相加得,所以,
当时,也符合上式,所以数列的通项公式.
故答案为:.
6.(2022·广东佛山·高二期末)已知数列满足,,则______.
【答案】63
【分析】由题设可得,应用累加法,结合已知即可求.
【详解】由题设,,
所以,又,所以.
故答案为:.
7.(2022·全国·高三专题练习)已知,,求通项________.
【答案】
【分析】依题意可得,利用累加法计算可得;
【详解】解: ,即,
, ,,, ,
以上各式相加得,
又,所以,
而也适合上式,.
故答案为:
8.(2022·湖南·长沙一中高三阶段练习)设数列满足,且.
(1)求证:数列为等差数列,并求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,;
(2) .
【分析】(1)根据递推式,变形为,由等差数列定义可证明结论;利用累加法求得;
(2)根据,讨论n的奇偶性,分类求解,利用并项求和法,可得答案.
(1)
由已知得, 即,
是以 4 为首项, 2 为公差的等差数列.
,
当时,,
当时,也满足上式,所以;
(2)
,
当为偶数时,
当为奇数时,
,
所以 .
9.(2023·全国·高三专题练习)已知数列中,中,(n∈N*)中,则________, ________.
【答案】 7
【分析】根据给定条件,利用累加法求出通项公式即可计算作答.
【详解】依题意,,,,而,
则,
而满足上式,所以,.
故答案为:7;
10.(2022·全国·高二单元测试)已知数列,,,则数列的通项公式______,其前n项和______.
【答案】
【分析】第一空,由累加法即可求得数列通项;第二空,利用裂项求和法即可求得答案.
【详解】由题意可得,,,…,,
所以,又,
所以,所以,
所以
.
故答案为: ;
题型四:叠乘法(累乘法)求通项
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
具体步骤:
将上述个式子相乘(左边乘左边,右边乘右边)得:
整理得:
【例1】(2022·安徽黄山·一模(理))已知数列满足,,则的通项公式为___________.
【答案】
【解析】因为数列满足,,则,
所以,当时,,
也满足,所以,对任意的,.
【例2】(2022·全国·高一课时练习)数列的前n项和(,n为正整数),且,则______.
【答案】
【分析】由的关系可得,由迭代累乘法即可求解.
【详解】由得:
当时,进而得,因为,所以,
故,
故答案为:
【例3】(2023上海市行知中学高三开学考试)数列满足:,,则通项________.
【答案】
【分析】当时,与两式相减,可得出,再由累乘法计算即可得出答案.
【详解】由题意得:①,
当时,,
当时,②,
①②得:,
所以,,,,…,,
累乘得,当时,不满足,
则.
故答案为:.
【例4】(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先变形递推公式为,判断数列是等比数列,再利用累乘法求数列的通项公式,再利用二次函数的性质求数列的最小值.
【详解】∵,,,
∴,,
∴数列是首项为,公比为4的等比数列,
∴.
当时,,
∵n=1时,,∴.
,
∴当n=3或n=4时,取得最小值,最小值为.
故选:D
【例5】(2023·全国·高三专题练习)设是首项为1的正项数列,且 ,求通项公式=___________
【答案】
【分析】由条件可得,化简得,再由递推即可得到所求通项.
【详解】由,得,
∵,∴,∴ ,∴,
∴,
又满足上式,∴.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)在数列中,(n∈N*),且,则数列的通项公式________.
【答案】
【分析】由,得,再利用累乘法即可得出答案.
【详解】解:由,得,
则,
,
,
,
累乘得,
所以.
故答案为:.
2.(2022·全国·高三专题练习)设是首项为1的正项数列且,且,求数列的通项公式_________
【答案】
【分析】由已知条件化简可得,再由递推累乘法可得,最后检验是否符合即可.
【详解】依题意,,
所以,
又因为,
所以,所以,
,
所以,
经检验,也符合上式. 所以.
综上所述, .
故答案为: .
3.(2023·全国·高三专题练习)数列满足:,,则的通项公式为_____________.
【答案】
【分析】先由条件得,再结合累乘法求得的通项公式即可.
【详解】由得,,
则,
即,又,所以.
故答案为:.
4.(2022·宁夏·平罗中学高一期中(理))数列满足:,,则数列的通项________________.
【答案】
【分析】根据,,得到,然后利用累加法求解.
【详解】解:因为,,
所以,
当 时,,
所以,
,
,
当时,,适合上式,
所以数列的通项,
故答案为:
5.(2023·全国·高三专题练习)若数列的首项,且,则数列的通项公式为_______.
【答案】
【分析】依题意可得,利用累乘法计算可得;
【详解】解: 数列中,,,
,
.
故答案为:.
6.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}满足:,,,且其前项和为,求.
【答案】.
【分析】由已知可得,然后利用累乘法可求出,再利用错位相减法可求出.
【详解】由得,
当n2时,
,
又也满足上式,故(n).
7.(2023·全国·高三专题练习)已知数列满足.求数列的通项公式;
【答案】;
【分析】由已知条件化简可得当时,,再由递推累乘可得,最后检验n=1是否符合即可.
【详解】当时,,则,即,
,
经检验,n=1也满足上式,
故数列的通项公式为.
8.(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若满足,.设为数列的前项和,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用累乘法即可求解;
(2)由(1)代入可得,利用并项法求和即可求解.
(1)因为,,所以当时,,则,即,当时,也成立,所以.
(2)由(1),,,则,则.
9.(2022·全国·高二课时练习)已知数列满足,且,则______.若恒成立,则的最大值是______.
【答案】 2
【分析】(1)由已知得,再用累乘法的;
(2)恒成立问题转化为最值解决.
【详解】由,可得,
所以,则当时,
,
,
当时,也符合上式,所以;
由题意得,即,易知函数的图象开口向上,
对称轴为直线,所以当时,取得最小值,最小值为2,
即,的最大值是2.
故答案为:4n−2;2.
10.(2022·浙江浙江·二模)已知等差数列的前项和为,满足,.数列满足,,.
(1)求数列,的通项公式;
【解析】(1)设等差数列的公差为d,由题意可得:,解得:,
所以,所以数列的通项公式为;
因为数列满足,,,
所以
当时,
,
又满足,所以数列的通项公式为.
题型五:用“待定系数法”构造等比数列
形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式。
【例1】已知数列满足,且,求的通项公式。
【答案】
分析:符合类型1的标准形式,先构造
【解析】由可得:,所以是以1为首项3为公比的等比数列,所以,故.
【例2】(2022·广东惠州·高三阶段练习多选题)数列的首项为1,且,是数列的前n项和,则下列结论正确的是( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
【答案】AB
【分析】根据题意可得,从而可得数列是等比数列,从而可求得数列的通项,再根据分组求和法即可求出,即可得出答案.
【详解】解:∵,可得,
又
∴数列是以2为首项,2为公比的等比数列,故B正确;
则,∴,故C错误;
则,故A正确;
∴,故D错误.
故选:AB.
【例3】(2023·全国·高三专题练习)已知数列的前n项和为,首项且,若对任意的恒成立,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【分析】由题设知是首项、公比都为2的等比数列,求出的通项公式,进而求得,结合其单调性求最小值,即可得的范围.
【详解】由题设,,则是首项、公比都为2的等比数列,
所以,则,
,则在上递增,
所以,要使恒成立,则.
故答案为:
【例4】(2022·安徽·合肥市第十一中学高二期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式及前项的和.
【答案】(1)证明见解析;(2),.
【解析】
【分析】
(1)证明出,即可证得结论成立;
(2)由(1)的结论并确定数列的首项和公比,可求得数列的通项公式,再利用分组求和法可求得.
(1)证明:因为数列满足,,则,
且,则,,,以此类推可知,对任意的,,
所以,,故数列为等比数列.
(2)解:由(1)可知,数列是首项为,公比为的等比数列,则,
所以,,
因此,
.
【题型专练】
1.(2022·全国·高一课时练习)在数列中,,,则通项公式______.
【答案】
【分析】由递推关系式可证得数列为等比数列,由等比数列通项公式可求得,由此可得.
【详解】由得:,又,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,则.
故答案为:.
2.(2022·上海市晋元高级中学高一期末)设数列满足,且,则数列的通项公式为___________.
【答案】##
【分析】化简已知得,再构造数列求通项得解.
【详解】解:因为,
,,
,则,
数列是以为首项,为公比的等比数列.
,
所以,
故答案为:
3.(2023全国)已知等差数列中,,,数列满足,.
(1)求数列与数列的通项公式;
【答案】(1),;
【分析】
(1)根据等差数列的下标和性质先求解出的值,结合的值可求解出公差,由此可求解出的通项公式;采用构造等比数列的方法可证是等比数列,根据首项和公比可求解出的通项公式;
【详解】
(1)设数列的公差为,
∵为等差数列,∴,∴.
∵,∴,解得.
∴.
∴,∴,
∴.
∵,
∴是首项、公比均为的等比数列.
∴,∴.
∴,.
4.(2022全国高三专题练习)已知数列的前项和为,且,数列满足,.
(1)求数列,的通项公式;
【答案】(1),;
【分析】
(1)利用求通项公式,构造是等比数列,求通项公式即可;
【详解】
(1)数列的前项和为,且,
当时,.
当时,,显然也适合上式.;
数列满足,.
整理得,
所以数列是以为首项,3为公比的等比数列.
故, ;
5.(2023河北冀州中学高三月考)已知数列中,.
(1)证明数列是等比数列并求数列的通项公式;
【答案】(1)证明见解析;;
【分析】
(1)推导出,由此能证明数列 是以3为公比,以为首项的等比数列,从而的通项,由此能求出 的通项公式.
【详解】
解:(1)因为,所以 .
所以,且 .
所以数列是以为首项,3为公比的等比数列.
因此,从而 .
6.(2023全国高三专题练习)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2).
(1)利用数列的递推公式证明出为非零常数,即可证明出数列是等比数列;
(2)确定等比数列的首项和公比,求出数列的通项公式,即可求出.
【详解】
(1),,
因此,数列是等比数列;
(2)由于,所以,数列是以为首项,以为公比的等比数列,,因此,.
【点睛】
本题考查等比数列的证明,同时也考查了数列通项的求解,考查推理能力与计算能力,属于中等题.
题型五:用“同除指数法”构造等差数列
形如,可通过两边同除,将它转化为,从而构造数列为等差数列,先求出的通项,便可求得的通项公式。
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列中,,求数列的通项公式;
【解析】解:由,得:,∴,
即数列是首项为1,公差为2的等差数列,∴,
得.
【例2】(2023·全国·高三专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】.
【分析】由待定系数法构造等比数列后求解
【详解】由两边同除以得,令,
则,设,解得,
,而,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,得
【例3】(2022·天津·二模)记是公差不为0的等差数列的前项和,已知,数列满足,且.
(1)求的通项公式;
(2)证明数列是等比数列,并求的通项公式;
(3)求证:对任意的,.
【解析】(1)解:设等差数列的公差为,
因为,
则,
解得或(舍去),
所以;
(2)证明:因为,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以;
(3)证明:由(2)得,
故
,
所以.
【题型专练】
1.(2022重庆一中高三其他模拟)已知数列满足.
求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】符合类型2的标准形式。
(1)将已知递推式两边同除以,由等差数列的定义和通项公式,可得所求;
【详解】
解:(1)由,(左右两边同除以)
可得=1,
则数列是首项为=1,公差为1的等差数列,
则=,
即;
2.(2022·全国·高三专题练习)数列{an}满足,,则数列{an}的通项公式为___________.
【答案】.
【分析】已知式两边同除以,构造一个等差数列,由等差数列的通项公式可得结论.
【详解】∵,所以,即,
∴是等差数列,而,
所以,
所以.
故答案为:.
3.(2022·全国·模拟预测)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
【解析】(1)因为,所以,
由于,
因此,
所以,即.
于是,
所以数列是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,故,
所以,
,
两式相减,得,
所以.
题型六:用“同除法”构造等差数列
形如,的数列,可通过两边同除以,变形为的形式,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,便可求得的通项公式
形如(为常数,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,即:,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,即可求得.
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,,,则满足的n的最大取值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】将递推公式两边取倒数,即可得到,从而得到数列是以1为首项,4为公差的等差数列,即可求出的通项公式,再解不等式即可.
【详解】解:因为,所以,所以,又,
数列是以1为首项,4为公差的等差数列.
所以,所以,由,即,即,解得,因为为正整数,所以的最大值为;
故选:C
【例2】(2022·辽宁·高二期中)已知正项数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,记数列的前n项和为,证明:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)先利用题给条件求得数列的通项公式,进而求得数列的通项公式;
(2)利用得到,再利用裂项相消法求得数列的前n项和,进而得到.
(1)
数列中,,由,可得
又,则数列是首项为1公差为1的等差数列,则,
则数列的通项公式为
(2)
由(1)知,则
则数列的前n项和
由,可得,即.
【例3】(2022·辽宁·沈阳市第八十三中学高二开学考试)已知数列{}的前n项和为,且满足,.
(1)求;
(2)求数列{}的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系,结合已知可得的递推公式,然后构造等差数列可解;
(2)利用与的关系求通项即可.
(1)
当n≥2时,由得,所以-=2,
又==2,所以是首项为2,公差为2的等差数列.可得=2n,
所以.
(2)
由(1)可得,当n≥2时,==-;
当n=1时,,不符合.
故
【例4】(2022·湖北·鄂州市教学研究室高二期末多选题)已知数列{}满足,,则下列结论正确的是( )
A.为等比数列 B.{}的通项公式为
C.{}为递增数列 D.的前n项和
【答案】AB
【解析】
【分析】
根据递推关系可得,进而可判断A,由是等比数列即可求解的通项,进而可判断单调性,根据分组求和即可判断D.
【详解】
因为,所以,又,所以是以2为首项,3为公比的等比数列,即,所以{}为递减数列,的前n项和.
故选:AB.
【题型专练】
1.(2022·四川省内江市第六中学高三开学考试(理))已知数列满足,且,则数列的通项公式为______.
【答案】
【分析】利用取倒数及等差数列通项公式即可求解.
【详解】由两边取倒数可得,即.
所以数列是首项为2,公差为3等差数列.
所以,所以.
故答案为:.
2.(2022·黑龙江·龙江县第一中学高二阶段练习)已知数列的通项公式为,
(1)求数列的通项公式.
(2)若,求满足条件的最大整数值.
【答案】(1)
(2)99
【分析】(1)根据已知证明数列是等比数列,根据等比数列的通项求出数列的通项,从而可求出数列的通项公式;
(2)利用分组求和法求出数列的前项和,再根据前n项和的单调性,即可得解.
(1)
解:因为,
所以,
则,
又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以,
所以;
(2)
解:由(1)可得,
则,
由,则,
因为函数是增函数,
且当时,,
当时,,
所以满足的最大正整数的值为99.
3.(2022·北京市第三十五中学高二阶段练习)若数列满足:,则第三项_______,它的通项公式_______.
【答案】
【分析】对两边取倒数可得,即可得到为首项是公差为的等差数列,求得通项,即可得解.
【详解】由可得,
所以为首项是公差为的等差数列,
所以,
所以,
所以.
故答案为:.
4.(2021·四川遂宁·高三三模(理))已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】
(1)首先证得是等差数列,然后求出的通项公式,进而求出的通项公式;
【详解】
(1)因为,令,则,又,
所以,
对两边同时除以,得,
又因为,所以是首项为1,公差为2的等差数列,
所以,故;
5.(2022·四川宜宾·二模(理))在数列中,,,且满足,则___________.
【答案】
【解析】解:因为,,,显然,所以,同除得,所以,所以,所以是以为首项、为公比的等比数列,所以,所以
所以
故答案为:
6.(2022河南安阳市·(理))已知数列,满足,,.
(1)证明为等比数列,并求的通项公式;
【答案】(1)证明见解析,;
【分析】
(1)由可得,然后得到即可;
【详解】
(1)由可得,
于是,即,
而,所以是首项为2,公比为2的等比数列.
所以.
7.(2022开鲁县第一中学高二月考(理))设数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】
(1)利用倒数法和构造法可得到数列为等比数列,结合等比数列通项公式可整理得到结果;
【详解】
(1)由可得:,即,,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,整理可得:.
题型七:取对数法构造等比数列求通项
形如的递推公式,则常常两边取对数转化为等比数列求解.
【例1】已知数列满足,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】变换得到,得到是首项为,公比为的等比数列,,计算得到答案.
【详解】,,易知,故,
故是首项为,公比为的等比数列,,,
故.
故选:C.
【例2】已知数列的首项为9,且,若,则数列的前项和 .
【解析】解:数列的首项为9,且,
所以:,
所以两边取对数得:,
整理得:(常数),
所以:数列是以为首项,2为公比的等比数列.
所以:,
所以:,
由于,所以:,
故:两边取倒数得到:,
所以数列的前项和.
故答案为:
【题型专练】
1.数列中, ,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】对两边同时取以2为底的对数,构造,求出,进而得到的通项公式.
【详解】取以为底的对数,得到,,设,则有,所以是以为首项,2为公比的等比数列,所以,所以,.
2.(2022蚌埠三模)已知数列满足,若,则的最大值为 .
【解析】解:数列满足,
.
,
,变形为:,
.
数列是等比数列,首项为,公比为.
.
则.
,只考虑为偶数时,
时,.
时,.
因此(4)取得最大值.最大值为.
故答案为:.
题型八:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
【例1】(2022·上海市南洋模范中学高二开学考试)若数列的前项和为,则数列的通项公式是___________.
【答案】
【分析】根据,作差得到是首项为,公比为的等比数列,从而求出数列的通项公式;
【详解】解:因为,
当时,,所以,
当时,,
两式相减,整理得,
所以是首项为,公比为的等比数列,故.
故答案为:
【例2】(2022·四川省内江市第六中学高一阶段练习(理))数列的前项和记为,己知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,证明:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)根据,作差得到,结合等差数列定义及通项公式,即可求解;
(2)由(1)得到 ,结合裂项相消法求和、分组求和法求和,即可得证.
(1)
解:因为,,
令可得,,解得或(舍去).
当时可得,
两式相减得,即,
因为,可得,
所以数列是以为首项,以为公差的等差数列,
所以数列的通项公式为.
(2)
解:由(1)知,所以,
所以数列的前项和
【例3】(2022·辽宁沈阳·高三阶段练习)从条件①;②;③中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
已知数列的前项和为,,_____________.
(1)求的通项公式;
(2)表示不超过的最大整数,记,求的前项和.
【答案】(1)若选①或②,,;选③,
(2)若选①或②,;选③,
【分析】(1)①②都是利用的方法进行简化,然后得到与的关系,进而得到通项公式;③利用的方法进行化简,得到与的关系,进而得到通项公式;
(2)利用①②③的结果代入的具体值,通过求和得到答案.
(1)
若选①:
因为,所以,
两式相减得,整理得,
即,所以为常数列,,所以;
若选②:
因为,所以,
两式相减,
得,因为,所以,
故为等差数列,则;
若选③:
由,变形得:,则,
易知,所以,则为等差数列,由,则,,所以,
由当时,,也满足上式,所以.
(2)
若选①或②:
由题意,,当时,,;
当时,,;当时,;
.
若选③:
由题意,,当时,,;
当时,,;当时,,;
.
【例4】(2023·上海·高三专题练习)设数列的前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,求的表达式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据通项与前n项和的关系可得,再根据求解即可;
(2)先化简,再根据求解即可.
(1)
当时,,所以.
当时,,.
两式相减得:,即.
故.
故.
(2)
因为,令,则,
∴{bn}为等差数列.
∴.
【例5】(2022·吉林·东北师大附中模拟预测)已知数列中,,是数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式:
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用与关系可推导得到,利用累乘法即可求得;
(2)由,结合可得,并由此得到;采用裂项相消法可整理得到,由可证得结论.
(1)
由得:且;
当且时,,
整理可得:,,
则,,,,,
各式相乘得:,又,
.
当时成立,故.
(2)
由得:,
,
,
又,.
【例6】(2022·全国·成都七中高三开学考试(理))记数列前项和为,.
(1)证明:为等差数列;
(2)若,记为数列的前项积,证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据与的关系,用替换,然后作差即可证明.
(2)先由(1)中结论得到通项,从而得到,然后裂项放缩,即可得证.
(1)
由题意,得.
则.
两式相减,得,
即,
是等差数列.
(2)
因为,由(1)知(也符合此式)
故数列的通项公式为
则
所以
故,得证.
【例7】(2022·河北秦皇岛·高三开学考试)已知数列的前n项和为,当时,.
(1)求;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系可求得通项公式;
(2)由第(1)小问可知,可用错位相减法即可求得数列的前n项和.
(1)
当时,由得,
即.
又,所以,符合上式,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,
.
(2)
,
所以,
,
作差得,
化简得.
【例8】(2022·陕西省神木中学高一)已知数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据给定条件,结合变形,构造数列,再求数列通项即可求解作答.
【详解】
因为,则,于是得,
因此数列是公差为1的等差数列,首项,则,所以.
故选:D
【题型专练】
1.(2022·陕西·安康市教学研究室高三阶段练习(理))设数列的前n项和为,已知.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1)
【分析】(1)根据,消元得到,故为等比数列,进而求出通项公式;
(1)因为,所以,
两式相减,可得,整理得,即,
因为在中当时,,所以,
所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以.
2.(2022·湖南·高三阶段练习)记各项均为正数的数列的前n项和是,已知,n为正整数,
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和;
【答案】(1),(2)
【分析】(1)项和转化可得,利用等差数列的通项公式即得解;
(2)由,裂项相消求和即可
(1)
当时,相减得,
即,各项均为正数,所以,
故是以首项为1,公差以1的等差数列,
所以;
(2)
,故,
,
.
3.(2022·浙江·杭州市长河高级中学高二期中)已知数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前n项和.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)当时,可得;时,由,可得,两式作差可得数列是等比数列,进而可得通项公式;
(2)利用分类讨论求解即可.
(1)
由题意知,当时,,即,
时,由得即,
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
所以.
(2)
由题意知,,
所以,所以,
当时,
.
所以.
4.(2022·云南大理·模拟预测)已知数列的前n项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据与的关系可得,进而得,由累加法即可求解;
(2)根据分组求和,由等差等比数列的求和公式即可求解.
(1)
因为,所以,①
当时,,②
①-②得:,即,
所以,
所以,由,可得,
当时,,符合上式,
所以.
(2)
由题意得,
则
,
所以.
5.(2022·山东·日照一中高三阶段练习)已知数列的各项均为正数,前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】(1)由题知,进而结合得数列是等差数列,进而得答案;
(1)
解:(),
当时,,∴,
当时,由,得①
∴,②
①﹣②得:,
∴,
∵,
∴,,
∴数列是等差数列,
∴;
6.(2023·全国·高三专题练习)记为数列的前n项和,已知,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】先赋值求得,再仿写式子相减得,利用等差数列的定义和通项公式进行求解.
【详解】当n=1时,,
所以或(舍);
当n≥2时,因为,
所以,
两式相减得,
因为,所以,
所以数列是以为首项、为公差的等差数列,
所以,
即数列的通项公式为.
7.(2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习)已知正项数列的前项和满足:,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用可求出其通项公式,
(2)由(1)得,然后利用等差数列的求和公式可求得结果.
(1)
因为,,,
两式相减得到
当时,可得,
因为,
所以是首项为2,公比为2的等比数列
所以的通项公式为.
(2)
令,则,
因为,,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以
8.(2022·全国·高三专题练习(理))已知数列的前n项和为,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求的前n项和.
【解析】(1)解:时,,解得.
当时,,故,
所以,
故.
符合上式
故的通项公式为,.
(2)解:结合(1)得
,
所以
.
9.(2022·广东佛山·高二期末)若数列各项均为正数,且对,都有,则称数列具有“P性质”,则( )
A.数列具有“P性质”
B.数列具有“P性质”
C.具有“P性质”的数列的前n项和为
D.具有“P性质”的数列的前n项和为
【答案】C
【解析】
【分析】
令,则,令,求得数列的首项,令,可得,将换为,两式相减,结合数列的递推式,再将换为,两式相减,结合等差数列的定义,即可求出数列的通项公式,再根据等差数列求和公式计算可得;
【详解】
解:由题意可得,对,都有,
令,即,
当时,,解得,
当时,,
两式相减可得,
即为,可得,,
两式相减可得,
由于,
所以,
令可得,解得或(舍去),
所以,当时也成立,
所以,则.
故选:C
10.(2023·全国·高三专题练习)设数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据通项与的关系可得递推公式,再构造等比数列求的通项公式,进而代入求得得到即可
【详解】
当时,,解得.
当时,,
所,即,
所以,即,
所以数列是首项为3,公比为2的等比数列,则,
从而,故.
故选:C
11.(2022·江苏·模拟预测)已知数列的首项,,前n项和满足,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由题可得,进而可得,然后可得,利用等差数列的定义及求和公式即得.
【详解】
由得,
即,
所以,所以,
两式作差,得,即,
所以,
所以或,又,
故,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以数列的前n项和.
故选:A.
12.(2022·湖北·应城市第一高级中学高二期末多选题)已知数列的前项和为,且,下列说法正确的有( )
A.数列是等比数列 B.
C.数列是递减数列 D.数列是递增数列
【答案】ABD
【解析】
【分析】
由题意可得,从而得出,求出,从而可求出,进而可判断各个选项.
【详解】
由,则
两式相减可得,即
由题意,满足
所以,所以数列是等比数列,故选项A正确.
则,故选项B正确.
又,所以数列是递增数列
故故选项C不正确,故选项D正确.
故选:ABD
13.(2022·全国·高二单元测试多选题)已知数列的前项和为,,,数列的前项和为,则下列选项正确的为( )
A.数列是等差数列 B.数列是等比数列
C.数列的通项公式为 D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由题知,进而得数列是首项为2,公比为2的等比数列,再结合通项公式和裂项求和求解即可.
【详解】
由得,即
所以,由,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,故A错误,B正确;
所以,即,故C正确;
又,
所以,故D正确.
故选:BCD
14.(2022·湖北省仙桃中学模拟预测)已知为数列的前项之和,且满足 ,则下列说法正确的是( )
A. 为等差数列 B.若 为等差数列,则公差为2
C.可能为等比数列 D.的最小值为0,最大值为20
【答案】BCD
【解析】
【分析】
当时,解出,当时,由退位相减法求得,讨论和,求出数列的通项,再依次判断即可.
【详解】
当时,,解得或,当时,,,
整理得,当时,若,可得,若,,
可得数列为等比数列,;当时,可得,数列为等差数列,
若,可得,若,可得;故A错误;B正确;C正确;当时,;
当时,;当时,;当时,;故D正确.
故选:BCD.
15.(2022·福建·福州三中高三阶段练习)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
【解析】(1)由于,所以①,
当时,②,
①-②得,
整理得,所以为常数数列,又,
所以.
16.(2022·福建省福州第一中学三模)设数列的前n项和为,,,.
(1)证明:为等差数列;
【解析】(1)证明:因为时,,
则,
即,,·
因为,·
则×××××××××①,
所以×××××××××②,
则①②得,
即,·
所以为等差数列.
题型九:周期数列
【例1】(2023全国·高三专题练习(文))已知正整数数列满足,则当时,___________.
【答案】4
【解析】由题意,,,,,,…,
数列从第二项起是周期数列,周期为3,
所以.
故答案为:4.
【例2】(2022·广东深圳·高三)已知数列中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当为奇数时,,即数列中的奇数项依次构成首项为,公差为的等差数列,
所以,,
当为偶数时,,则,两式相减得,
所以,,
故,
故选:D.
【例3】(2022·云南师大附中模拟预测(理))已知数列的前项和为,且,,则______.
【答案】1011
【解析】解:由,
得,
,
,
所以数列是以3为周期的周期数列,
又,,
所以.
故答案为:1011
【例4】(2022·海南省直辖县级单位·三模)已知数列中,,,,则( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
【答案】D
【解析】因为,,,所以,
则,,,…,
所以数列是以3为周期的数列,
则.
故选:D.
【题型专练】
1.(2022·江苏·扬州中学高三阶段练习)在数列中,,,,则______;的前2022项和为______.
【答案】 2024
【解析】由,得,又,
所以,,,,,
可知数列为周期数列,周期为4,
故.
故答案为:;2024.
2.(2022·全国·模拟预测)在数列中,,,则___.
【答案】
【解析】由,,可得,.
∴可得.所以数列的周期为3.
.
故答案为:.
3.(2022·上海静安·二模)数列满足,,若对于大于2的正整数,,则__________.
【答案】【解析】由题意知:,
故是周期为3的周期数列,则.
故答案为:.
4.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知数列满足:,,则______.
【答案】
【解析】由题意得:,,,,
数列是周期为的周期数列,.
故答案为:.
题型十:已知数列前n项积型求通项
【例1】(2022重庆模拟)若数列满足其前项的积为,则 .
【解析】解:数列满足其前项的积为,故前项的积为,,
,当时,,显然,它对于第一项也是成立的,
故,.
故答案为:,.
【例2】(2022·全国·高三专题练习)已知数列中,,且
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求证:对于任意的正整数是与的等比中项.
【解析】(1)当时,,则,由可得,则,
则,即,即,故数列是首项为,公差为的等差数列;
(2)由(1)知,,则,当时,,则;
当时,,,则;
综上可得:对于任意的正整数是与的等比中项.
【题型专练】
1.(2022徐州模拟)已知数列的前项积为,若对,,都有成立,且,,则数列的前10项和为 .
【解析】解:数列的前项积为,若对,,都有成立,
且,,
则:,,
进一步求出:,,
,
所以:,,,,
故:.
故答案为:1023
2.(2022·全国·高三专题练习(理))已知数列前n项积为,且.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)设,求证:.
【解析】(1)因为,所以,
所以,
两式相除,得,整理为,
再整理得,.
所以数列为以2为首项,公差为1的等差数列.
(2)因为,所以,
由(1)知,,故,
所以.
所以
.
又因为,
所以.
3.(2022·全国·高三专题练习)记为数列的前项积,已知,则= ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】则,代入,
化简得:,则.
故选:C.
题型十一:双数列问题
【例1】(2022·全国·高三专题练习)若数列和满足,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得是以为首项,为公比的等比数列,即可求出的通项公式,再根据,得到,即可得到的通项公式,最后代入即可;
【详解】解:因为, ,
所以,即,
又,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
又,即,
所以
所以;
故选:C
【例2】(2022·河北秦皇岛·三模)已知数列和满足.
(1)证明:是等比数列,是等差数列;
(2)求的通项公式以及的前项和.
【解析】(1)证明:因为,
所以,即,
所以是公比为的等比数列.
将方程左右两边分别相减,
得,化简得,
所以是公差为2的等差数列.
(2)由(1)知,
,
上式两边相加并化简,得,
所以.
【例3】(2022·全国·高三专题练习)已知数列和满足,,,.则=_______.
【答案】
【解析】
求出,推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,求出,进一步推导出数列为等差数列,确定该等差数列的首项和公差,可求得的通项公式,进一步求出和,由此可求得结果.
【详解】
,,且,,则,
由可得,代入可得,
,且,
所以,数列是以为首项,以为公比的等比数列,则,
在等式两边同时除以可得,
所以,数列为等差数列,且首项为,公差为,
所以,,,
则,
因此,.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)两个数列、满足,,,(其中),则的通项公式为___________.
【答案】
【解析】解:因为,,
所以,
所以,即,所以的特征方程为,解得特征根或,
所以可设数列的通项公式为,因为,,
所以,所以,解得,
所以,所以;
故答案为:
2.(2022·吉林长春·模拟预测(文))已知数列和满足,,,,则______,______.
【答案】
【解析】由题设,,则,而,
所以是首项、公比均为2的等比数列,故,
,则,
令,则,
故,而,
所以是常数列,且,则.
故答案为:,.
3.(2022·全国·高三专题练习)数列,满足,且,.
(1)证明:为等比数列;
(2)求,的通项.
【解析】(1)证明:由,可得:,
,代入,
可得:,
化为:,
,
为等比数列,首项为-14,公比为3.
(2)由(1)可得:,
化为:,
数列是等比数列,首项为16,公比为2.
,
可得:,
.
第6讲 数列的通项公式的11种题型总结
题型目录
题型一:观察法求数列通项
题型二:已知,求
题型三:叠加法(累加法)求通项
题型四:叠乘法(累乘法)求通项
题型五:用“待定系数法”构造等比数列
题型六:用“同除法”构造等差数列
题型七:取对数法构造等比数列求通项
题型八:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
题型九:周期数列
题型十:已知数列前n项积型求通项
题型十一:双数列问题
典型例题
题型一:观察法求数列通项
【例1】 (2022·全国·高二单元测试)将正奇数排列如下表,其中第i行第j个数表示,例如,若,则______.
【答案】67
【分析】找到每行最后一个数的规律,写出通项公式,确定位于第行,再确定其所在的列数,从而求出答案.
【详解】每行最后一个数的排列为1,5,11,19,29,
第行最后一个数的通项公式为,
其中,,
所以位于第行,且,
所以位于第行,第22列,所以.
故答案为:67
【例2】(2022·全国·高二课时练习)(1)数列,,,,…的一个通项公式为=______;
(2)数列,,,,…的一个通项公式为=______;
(3)数列1,11,111,1111,…的一个通项公式为=______.
【答案】
【分析】(1)所给数列的前4项中,分母是项数的平方,分子是分母减1,由此可归纳;
(2)各项负正相间,分子都是1,分母是3的正整数倍,由此归纳结论;
(3)每一项都是由数字1组成的,数字个数正好是项数,把1与9联系,易归纳通项公式.
【详解】(1)所给数列的前4项中,每一项的分子比分母少1,且分母依次为,,,(分式中应分别考虑分子、分母的特征),所以数列的一个通项公式为.
(2)所给数列可写成,,,,…,所以数列的一个通项公式为.
(3)所给数列可写成,,,,…,所以数列的一个通项公式为.
故答案为:;;.
【例3】(2022·河南商丘·高三阶段练习(理))将数列与的公共项从小到大排列得到数列,则其通项___________.
【答案】
【解析】数列中的项为:2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256,…
经检验,数列中的偶数项都是数列中的项.
即,,,256,… 可以写成的形式,观察,归纳可得.
故答案为:.
【例4】(2022·全国·高二课时练习)写出数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数.
(1),,,;
(2),,,;
(3)3,4,3,4;
(4)6,66,666,6666.
【答案】(1);
(2);
(3) ;
(4).
【分析】(1)(2)(3)(4)观察给定的4项,结合数据特征写出一个通项作答.
(1)
4个项都是分数,它们的分子依次为,分母是正奇数,依次为,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(2)
4个项按先负数,后正数,正负相间排列,其绝对值的分子依次为,分母比对应分子多1,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(3)
4个项是第1,3项均为3,第2,4项均为4,所以给定4项都满足的一个通项公式为.
(4)
4个项,所有项都是由数字6组成的正整数,其中6的个数与对应项数一致,
依次可写为,
所以给定4项都满足的一个通项公式为.
【题型专练】
1.(2022·全国·高二课时练习)猜想数列,,,,,,…的通项公式___________.
【答案】
【分析】通过观察数列的形式,可知分数的分子是相应项序号的平方,偶数项为负,奇数项为正,分母是以3为首项的奇数列,即可求出答案.
【详解】数列,,,,,,…的分子是相应项序号的平方,偶数项为负,奇数项为正,分母是以3为首项的奇数列,所以数列,,,,,,…的通项公式.
故答案为:.
2.(2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二阶段练习)数列,,,,…的一个通项公式是______.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据数列的前几项归纳:一是项的符号规律,二是分子、分母变形后与项的关系.
【详解】数列的项可化为,
因此一个通项公式为.
故答案为:(答案不唯一,也可写为或其他).
3.(2022·全国·高二课时练习)写出下列数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
(1)1,
(2),2,,8;
(3)9,99,999,9 999.
【答案】(1)an=,n∈N*, (2), (3)an=10n-1,n∈N*
【分析】(1)先分析符号规律,再根据分子分母规律求解;(2)根据分子分母规律求解;(3)各项加1,即可发现规律求解.
(1)
这个数列的前4项的绝对值都是序号的倒数,并且奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(2)
数列中的项,有的是分数,有的是整数,可将各项都统一成分数再观察:
…,所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(3)
各项加1后,变为10,100,1 000,10 000,…,此数列的通项公式为10n,可得原数列的一个通项公式为an=10n-1,n∈N*.
题型二:已知,求
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列的前项和是,且,求的通项公式.
【答案】.
【分析】利用,求解通项公式,通过验证得到
【详解】当时,;
当时,,显然满足上式,
∴;
【例2】(2022·北京通州·高二期末)设数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用,把代入中,即可求出答案.
【详解】
当时,.
当时,.
故选:C.
【例3】(2022·甘肃·高台县第一中学高二阶段练习(理))已知为数列的前n项和,且,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】当时,由求出;当时,由求出;即可求解.
【详解】当时,,;
当时,,不符合,则.
故选:B.
【例4】(2022·四川省成都市新都一中高二开学考试(理))已知数列的前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据数列的前项和与第项的关系进行求解即可.
【详解】当时,,当时,,
∴当时,,当时,,∴A,B均错误;又当时,,当时,,∴D正确,
故选:D.
【例5】(2023·全国·高三专题练习)数列满足,则( )
A.64 B.128 C.256 D.512
【答案】A
【分析】即数列的前n项和为,根据代入计算.
【详解】当时,由,①
得,②
①-②,得,
所以,则.
故选:A.
【例6】(2022·辽宁实验中学高二期中)设数列满足,则的前n项和( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
当时,求,当时,由题意得,可求得,即可求解.
【详解】
解:当时,,
当时,由得
,两式相减得,,即,
综上,
所以的前n项和为,
故选:C.
【例7】(2022·江苏·南京市宁海中学模拟预测多选题)定义为数列的“优值”.已知某数列的“优值”,前n项和为,下列关于数列的描述正确的有( )
A.数列为等差数列
B.数列为递增数列
C.
D.,,成等差数列
【答案】ABC
【解析】
【分析】
由新定义可得,利用该递推关系求出数列的通项公式,然后逐一核对四个选项得答案.
【详解】
由已知可得,
所以,
所以时,,
得时,,
即时,,
当时,由知,满足.
所以数列是首项为2,公差为1的等差数列,故A正确,B正确,
所以,所以
故,故C正确.
,,,,,不是等差数列,故D错误,
故选:ABC.
【题型专练】
1.(2022·湖南·株洲二中高二阶段练习)定义为个正数的“均倒数”,若已知数列的前项的“均倒数”为,则等于( )
A.85 B.90 C.95 D.100
【答案】C
【分析】根据题中定义,结合数列前项的和与第项的关系进行求解即可.
【详解】因为数列的前项的“均倒数”为,
所以,
于是有,,
两式相减,得,
故选:C
2.(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,求的通项公式.
【答案】.
【分析】利用项与前项和的关系即得.
【详解】对任意的,,
当时,则,
当时,由,可得,
上述两个等式作差可得,
,
满足,
因此,对任意的,.
3.(2022·浙江·高二期末)已知数列的前项和,则______.
【答案】7
【分析】将代入根据可得出答案;当时由,求出,从而可得出答案.
【详解】当时,;
当时,.
所以,所以.
故答案为:
4.(2023·全国·高三专题练习)已知数列的前项和,那么它的通项公式为__.
【答案】##
【分析】结合已知条件,利用与之间的关系即可求解.
【详解】∵数列的前项和,
∴,
当时,,
故,
当时,也成立
故对,.
故答案为:.
5.(2022·全国·高三专题练习)已知在数列中,,,则__________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用数列前n项和的意义,探讨数列相邻两项的关系,构造常数列求解作答.
【详解】因为,当时,,
则,即有,当时,,得,满足上式,
,,因此数列是常数列,即,所以.
故答案为:
6.(2022·广东珠海·高二期末)已知数列,满足,则_______.
【答案】
【分析】类比于求解.
【详解】由题意,,
两式相减得,.
故答案为:.
7.(2022·安徽省临泉第一中学高二期末)无穷数列的前项和为,满足,则下列结论中正确的有( )
A.为等比数列 B.为递增数列
C.中存在三项成等差数列 D.中偶数项成等比数列
【答案】D
【解析】
【分析】
利用与的关系,求通项公式,从而判断各选项正误.
【详解】
解:无穷数列的前项和为,满足
,
当时,,不符合上式,
所以不是等比数列,故A错误;
又,所以不是递增数列,故B错误;
假设数列中存在三项成等差数列,由于,则,所以得:
,则,又
且恒成立,故式子无解,中找不到三项成等差数列,故C错误;
,
是等比数列,即中偶数项成等比数列,故D正确.
故选:D.
8.(2022·江苏徐州·高二期末)(多选题)已知数列的前项和,则( )
A.是等差数列 B.是等比数列
C. D.的前20项和为320
【答案】ABC
【解析】
【分析】
利用给定的前n项和求出数列的通项,再逐项分析计算作答.
【详解】
数列的前项和,
则当时,,而满足上式,即,
对于A,因,则是等差数列,A正确;
对于B,因,则是等比数列,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,,
数列的前20项和为328,D不正确.
故选:ABC
题型三:叠加法(累加法)求通项
若数列满足,则称数列为“变差数列”,求变差数列的通项时,利用恒等式求通项公式的方法称为累加法。
具体步骤:
将上述个式子相加(左边加左边,右边加右边)得:
=
整理得:=
【例1】(2022·山东·邹城市兖矿第一中学高三阶段练习)在数列中,,,则数列______.
【答案】
【分析】由题意,数列中,可得,再利用等差数列的求和公式,即可求解.
【详解】由题意,数列中,满足,,则
,
故答案为:
【例2】(2022·江苏常州·高三阶段练习)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号.设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.已知数列满足,且,若,数列的前项和为,则( )
A.4956 B.4959 C.4962 D.4965
【答案】C
【分析】累加法求的通项公式,进而可得,根据新定义求出不同n范围中值,即可求.
【详解】,累加得:,又,
,也符合,则,故,
则时;时;时;时,
.
故选:C
【例3】 (2023·陕西·安康市教学研究室三模(文))已知数列满足,则( )
A. B.2525 C. D.2526
【答案】C
【分析】由已知得出数列为等差数列,求出通项公式后,累加法求得.
【详解】解析:由已知,∴数列为等差数列,
,∴
∴.
故选:C.
【例4】(2022·陕西·无高一阶段练习)数列满足,且对任意的都有,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令得,由累加法求得,则,再由裂项相消求和即可.
【详解】已知,令可得,则时,,
,,将以上式子累加可得,则,时也符合,
则,,则
.
故选:A.
【例5】(2022·全国·高三专题练习)已知是等差数列的前项和,其中,数列满足,且,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意列方程组求出,从而可求出,然后利用累加法可求出数列的通项公式
【详解】设等差数列的公差为,
因为,
所以,解得,
所以,
因为,
所以,
所以,,,……,,
所以,
因为,
所以,
故选:B
【例6】设数列满足,求数列的通项公式;
【答案】
【解析】由已知,当n≥1时,
.而
所以数列{}的通项公式为.
【例7】(2022·河北深州市中学高三阶段练习多选题)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项都代表太极衍生过程.已知大衍数列满足,,则( )
A. B.
C. D.数列的前项和为
【答案】BCD
【分析】直接由递推公式求出即可判断A选项;分为奇数或偶数即可判断B选项;分为奇数或偶数结合累加法即可判断C选项;由分组求和法即可判断D选项.
【详解】对于A,,A错误;
对于B,当为奇数时,为偶数,则,,可得;
当为偶数时,为奇数,则,,可得,B正确;
对于C,当为奇数且时,
累加可得
,时也符合;
当为偶数且时,
累加可得
;则,C正确;
对于D,设数列的前项和为,则,
又,,D正确.
故选:BCD.
【点睛】本题的关键点在于利用题目中的递推关系式,分为奇数或偶数两种情况来考虑,同时借助累加法即可求出通项,再结合分组求和法以及等差数列求和公式即可求得前项和,使问题得以解决.
【例8】(2022·全国·高一专题练习)已知数列的首项,且满足.若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则的最小值是___________.
【答案】3
【分析】根据数列的递推公式,运用累加法求出数列的通项公式,经分析得到,若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则有,进而求出的最小值.
【详解】数列满足,且,即,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
以上各式相加,得
又,,
,,
若对于任意的正整数,存在,使得恒成立,则有,
的最小值是3.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)已知,,求通项________.
【答案】
【解析】解: ,即,
, ,,, ,
以上各式相加得,
又,所以,
而也适合上式,.
故答案为:
2.(2022·辽宁·沈阳市第四中学高三阶段练习)南宋数学家在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,高阶等差数中前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列.现有高阶等差数列,其前7项分别为1,2,5,10,17,26,37,则该数列的第19项为( )
A.290 B.325 C.362 D.399
【答案】B
【分析】先由条件判断该高阶等差数列为逐项差数之差成等差数列,进而得到,再利用累加法求得,进而可求得.
【详解】设该数列为,则由,,,,…
可知该数列逐项差数之差成等差数列,首项为1,公差为2,故,
故,
则,,,…,,
上式相加,得,
即,故.
故选:B.
3.(2022·江苏南通·高三阶段练习多选题)已知数列是公差为1的等差数列,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.存在等差数列,使得其前项和
C.存在等差数列,使得其前项和
D.对任意的
【答案】ACD
【分析】根据等差数列定义,通项公式,前n项和结构特点可得结果.
【详解】是以1为首项1为公差的等差数列,
,即,
当时,
,
,
当时,显然适合上式,,故A对;
等差数列的前项和,故B错;
,数列是等差数列且前项和为,故C对;
,故D对.
故选:ACD,
4.(2022·浙江省杭州第九中学高二期末多选题)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法商业功》中出现了如图所示的形状,后人称之为“三角垛”.“三角垛”最上层有1个球,第二层有3个球,第三次有6个球,…,以此类推.设从上到下各层球数构成一个数列,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】首项根据数列特征得到,,判断出AB选项,
再根据数列的递推公式利用累加法求出,从而求出,得到C正确;
D选项可举出反例.
【详解】根据题意,可知,且,故A错误,B正确,
因为,所以
,
所以,C正确;
因为,故D错误.
故选:BC
5.(2023·全国·高三专题练习)已知数列,,且,.求数列的通项公式________;
【答案】.
【分析】由得,利用累加法求即可.
【详解】因为,所以,
当时,,,……,,相加得,所以,
当时,也符合上式,所以数列的通项公式.
故答案为:.
6.(2022·广东佛山·高二期末)已知数列满足,,则______.
【答案】63
【分析】由题设可得,应用累加法,结合已知即可求.
【详解】由题设,,
所以,又,所以.
故答案为:.
7.(2022·全国·高三专题练习)已知,,求通项________.
【答案】
【分析】依题意可得,利用累加法计算可得;
【详解】解: ,即,
, ,,, ,
以上各式相加得,
又,所以,
而也适合上式,.
故答案为:
8.(2022·湖南·长沙一中高三阶段练习)设数列满足,且.
(1)求证:数列为等差数列,并求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,;
(2) .
【分析】(1)根据递推式,变形为,由等差数列定义可证明结论;利用累加法求得;
(2)根据,讨论n的奇偶性,分类求解,利用并项求和法,可得答案.
(1)
由已知得, 即,
是以 4 为首项, 2 为公差的等差数列.
,
当时,,
当时,也满足上式,所以;
(2)
,
当为偶数时,
当为奇数时,
,
所以 .
9.(2023·全国·高三专题练习)已知数列中,中,(n∈N*)中,则________, ________.
【答案】 7
【分析】根据给定条件,利用累加法求出通项公式即可计算作答.
【详解】依题意,,,,而,
则,
而满足上式,所以,.
故答案为:7;
10.(2022·全国·高二单元测试)已知数列,,,则数列的通项公式______,其前n项和______.
【答案】
【分析】第一空,由累加法即可求得数列通项;第二空,利用裂项求和法即可求得答案.
【详解】由题意可得,,,…,,
所以,又,
所以,所以,
所以
.
故答案为: ;
题型四:叠乘法(累乘法)求通项
若数列满足,则称数列为“变比数列”,求变比数列的通项时,利用求通项公式的方法称为累乘法。
具体步骤:
将上述个式子相乘(左边乘左边,右边乘右边)得:
整理得:
【例1】(2022·安徽黄山·一模(理))已知数列满足,,则的通项公式为___________.
【答案】
【解析】因为数列满足,,则,
所以,当时,,
也满足,所以,对任意的,.
【例2】(2022·全国·高一课时练习)数列的前n项和(,n为正整数),且,则______.
【答案】
【分析】由的关系可得,由迭代累乘法即可求解.
【详解】由得:
当时,进而得,因为,所以,
故,
故答案为:
【例3】(2023上海市行知中学高三开学考试)数列满足:,,则通项________.
【答案】
【分析】当时,与两式相减,可得出,再由累乘法计算即可得出答案.
【详解】由题意得:①,
当时,,
当时,②,
①②得:,
所以,,,,…,,
累乘得,当时,不满足,
则.
故答案为:.
【例4】(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先变形递推公式为,判断数列是等比数列,再利用累乘法求数列的通项公式,再利用二次函数的性质求数列的最小值.
【详解】∵,,,
∴,,
∴数列是首项为,公比为4的等比数列,
∴.
当时,,
∵n=1时,,∴.
,
∴当n=3或n=4时,取得最小值,最小值为.
故选:D
【例5】(2023·全国·高三专题练习)设是首项为1的正项数列,且 ,求通项公式=___________
【答案】
【分析】由条件可得,化简得,再由递推即可得到所求通项.
【详解】由,得,
∵,∴,∴ ,∴,
∴,
又满足上式,∴.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)在数列中,(n∈N*),且,则数列的通项公式________.
【答案】
【分析】由,得,再利用累乘法即可得出答案.
【详解】解:由,得,
则,
,
,
,
累乘得,
所以.
故答案为:.
2.(2022·全国·高三专题练习)设是首项为1的正项数列且,且,求数列的通项公式_________
【答案】
【分析】由已知条件化简可得,再由递推累乘法可得,最后检验是否符合即可.
【详解】依题意,,
所以,
又因为,
所以,所以,
,
所以,
经检验,也符合上式. 所以.
综上所述, .
故答案为: .
3.(2023·全国·高三专题练习)数列满足:,,则的通项公式为_____________.
【答案】
【分析】先由条件得,再结合累乘法求得的通项公式即可.
【详解】由得,,
则,
即,又,所以.
故答案为:.
4.(2022·宁夏·平罗中学高一期中(理))数列满足:,,则数列的通项________________.
【答案】
【分析】根据,,得到,然后利用累加法求解.
【详解】解:因为,,
所以,
当 时,,
所以,
,
,
当时,,适合上式,
所以数列的通项,
故答案为:
5.(2023·全国·高三专题练习)若数列的首项,且,则数列的通项公式为_______.
【答案】
【分析】依题意可得,利用累乘法计算可得;
【详解】解: 数列中,,,
,
.
故答案为:.
6.(2022·全国·高三专题练习)已知数列{}满足:,,,且其前项和为,求.
【答案】.
【分析】由已知可得,然后利用累乘法可求出,再利用错位相减法可求出.
【详解】由得,
当n2时,
,
又也满足上式,故(n).
7.(2023·全国·高三专题练习)已知数列满足.求数列的通项公式;
【答案】;
【分析】由已知条件化简可得当时,,再由递推累乘可得,最后检验n=1是否符合即可.
【详解】当时,,则,即,
,
经检验,n=1也满足上式,
故数列的通项公式为.
8.(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若满足,.设为数列的前项和,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用累乘法即可求解;
(2)由(1)代入可得,利用并项法求和即可求解.
(1)因为,,所以当时,,则,即,当时,也成立,所以.
(2)由(1),,,则,则.
9.(2022·全国·高二课时练习)已知数列满足,且,则______.若恒成立,则的最大值是______.
【答案】 2
【分析】(1)由已知得,再用累乘法的;
(2)恒成立问题转化为最值解决.
【详解】由,可得,
所以,则当时,
,
,
当时,也符合上式,所以;
由题意得,即,易知函数的图象开口向上,
对称轴为直线,所以当时,取得最小值,最小值为2,
即,的最大值是2.
故答案为:4n−2;2.
10.(2022·浙江浙江·二模)已知等差数列的前项和为,满足,.数列满足,,.
(1)求数列,的通项公式;
【解析】(1)设等差数列的公差为d,由题意可得:,解得:,
所以,所以数列的通项公式为;
因为数列满足,,,
所以
当时,
,
又满足,所以数列的通项公式为.
题型五:用“待定系数法”构造等比数列
形如(为常数,)的数列,可用“待定系数法”将原等式变形为(其中:),由此构造出新的等比数列,先求出的通项,从而求出数列的通项公式。
【例1】已知数列满足,且,求的通项公式。
【答案】
分析:符合类型1的标准形式,先构造
【解析】由可得:,所以是以1为首项3为公比的等比数列,所以,故.
【例2】(2022·广东惠州·高三阶段练习多选题)数列的首项为1,且,是数列的前n项和,则下列结论正确的是( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
【答案】AB
【分析】根据题意可得,从而可得数列是等比数列,从而可求得数列的通项,再根据分组求和法即可求出,即可得出答案.
【详解】解:∵,可得,
又
∴数列是以2为首项,2为公比的等比数列,故B正确;
则,∴,故C错误;
则,故A正确;
∴,故D错误.
故选:AB.
【例3】(2023·全国·高三专题练习)已知数列的前n项和为,首项且,若对任意的恒成立,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【分析】由题设知是首项、公比都为2的等比数列,求出的通项公式,进而求得,结合其单调性求最小值,即可得的范围.
【详解】由题设,,则是首项、公比都为2的等比数列,
所以,则,
,则在上递增,
所以,要使恒成立,则.
故答案为:
【例4】(2022·安徽·合肥市第十一中学高二期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式及前项的和.
【答案】(1)证明见解析;(2),.
【解析】
【分析】
(1)证明出,即可证得结论成立;
(2)由(1)的结论并确定数列的首项和公比,可求得数列的通项公式,再利用分组求和法可求得.
(1)证明:因为数列满足,,则,
且,则,,,以此类推可知,对任意的,,
所以,,故数列为等比数列.
(2)解:由(1)可知,数列是首项为,公比为的等比数列,则,
所以,,
因此,
.
【题型专练】
1.(2022·全国·高一课时练习)在数列中,,,则通项公式______.
【答案】
【分析】由递推关系式可证得数列为等比数列,由等比数列通项公式可求得,由此可得.
【详解】由得:,又,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,则.
故答案为:.
2.(2022·上海市晋元高级中学高一期末)设数列满足,且,则数列的通项公式为___________.
【答案】##
【分析】化简已知得,再构造数列求通项得解.
【详解】解:因为,
,,
,则,
数列是以为首项,为公比的等比数列.
,
所以,
故答案为:
3.(2023全国)已知等差数列中,,,数列满足,.
(1)求数列与数列的通项公式;
【答案】(1),;
【分析】
(1)根据等差数列的下标和性质先求解出的值,结合的值可求解出公差,由此可求解出的通项公式;采用构造等比数列的方法可证是等比数列,根据首项和公比可求解出的通项公式;
【详解】
(1)设数列的公差为,
∵为等差数列,∴,∴.
∵,∴,解得.
∴.
∴,∴,
∴.
∵,
∴是首项、公比均为的等比数列.
∴,∴.
∴,.
4.(2022全国高三专题练习)已知数列的前项和为,且,数列满足,.
(1)求数列,的通项公式;
【答案】(1),;
【分析】
(1)利用求通项公式,构造是等比数列,求通项公式即可;
【详解】
(1)数列的前项和为,且,
当时,.
当时,,显然也适合上式.;
数列满足,.
整理得,
所以数列是以为首项,3为公比的等比数列.
故, ;
5.(2023河北冀州中学高三月考)已知数列中,.
(1)证明数列是等比数列并求数列的通项公式;
【答案】(1)证明见解析;;
【分析】
(1)推导出,由此能证明数列 是以3为公比,以为首项的等比数列,从而的通项,由此能求出 的通项公式.
【详解】
解:(1)因为,所以 .
所以,且 .
所以数列是以为首项,3为公比的等比数列.
因此,从而 .
6.(2023全国高三专题练习)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2).
(1)利用数列的递推公式证明出为非零常数,即可证明出数列是等比数列;
(2)确定等比数列的首项和公比,求出数列的通项公式,即可求出.
【详解】
(1),,
因此,数列是等比数列;
(2)由于,所以,数列是以为首项,以为公比的等比数列,,因此,.
【点睛】
本题考查等比数列的证明,同时也考查了数列通项的求解,考查推理能力与计算能力,属于中等题.
题型五:用“同除指数法”构造等差数列
形如,可通过两边同除,将它转化为,从而构造数列为等差数列,先求出的通项,便可求得的通项公式。
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列中,,求数列的通项公式;
【解析】解:由,得:,∴,
即数列是首项为1,公差为2的等差数列,∴,
得.
【例2】(2023·全国·高三专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】.
【分析】由待定系数法构造等比数列后求解
【详解】由两边同除以得,令,
则,设,解得,
,而,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,得
【例3】(2022·天津·二模)记是公差不为0的等差数列的前项和,已知,数列满足,且.
(1)求的通项公式;
(2)证明数列是等比数列,并求的通项公式;
(3)求证:对任意的,.
【解析】(1)解:设等差数列的公差为,
因为,
则,
解得或(舍去),
所以;
(2)证明:因为,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以;
(3)证明:由(2)得,
故
,
所以.
【题型专练】
1.(2022重庆一中高三其他模拟)已知数列满足.
求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】符合类型2的标准形式。
(1)将已知递推式两边同除以,由等差数列的定义和通项公式,可得所求;
【详解】
解:(1)由,(左右两边同除以)
可得=1,
则数列是首项为=1,公差为1的等差数列,
则=,
即;
2.(2022·全国·高三专题练习)数列{an}满足,,则数列{an}的通项公式为___________.
【答案】.
【分析】已知式两边同除以,构造一个等差数列,由等差数列的通项公式可得结论.
【详解】∵,所以,即,
∴是等差数列,而,
所以,
所以.
故答案为:.
3.(2022·全国·模拟预测)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
【解析】(1)因为,所以,
由于,
因此,
所以,即.
于是,
所以数列是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,故,
所以,
,
两式相减,得,
所以.
题型六:用“同除法”构造等差数列
形如,的数列,可通过两边同除以,变形为的形式,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,便可求得的通项公式
形如(为常数,)的数列,通过两边取“倒”,变形为,即:,从而构造出新的等差数列,先求出的通项,即可求得.
【例1】(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,,,则满足的n的最大取值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】将递推公式两边取倒数,即可得到,从而得到数列是以1为首项,4为公差的等差数列,即可求出的通项公式,再解不等式即可.
【详解】解:因为,所以,所以,又,
数列是以1为首项,4为公差的等差数列.
所以,所以,由,即,即,解得,因为为正整数,所以的最大值为;
故选:C
【例2】(2022·辽宁·高二期中)已知正项数列满足,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,记数列的前n项和为,证明:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)先利用题给条件求得数列的通项公式,进而求得数列的通项公式;
(2)利用得到,再利用裂项相消法求得数列的前n项和,进而得到.
(1)
数列中,,由,可得
又,则数列是首项为1公差为1的等差数列,则,
则数列的通项公式为
(2)
由(1)知,则
则数列的前n项和
由,可得,即.
【例3】(2022·辽宁·沈阳市第八十三中学高二开学考试)已知数列{}的前n项和为,且满足,.
(1)求;
(2)求数列{}的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系,结合已知可得的递推公式,然后构造等差数列可解;
(2)利用与的关系求通项即可.
(1)
当n≥2时,由得,所以-=2,
又==2,所以是首项为2,公差为2的等差数列.可得=2n,
所以.
(2)
由(1)可得,当n≥2时,==-;
当n=1时,,不符合.
故
【例4】(2022·湖北·鄂州市教学研究室高二期末多选题)已知数列{}满足,,则下列结论正确的是( )
A.为等比数列 B.{}的通项公式为
C.{}为递增数列 D.的前n项和
【答案】AB
【解析】
【分析】
根据递推关系可得,进而可判断A,由是等比数列即可求解的通项,进而可判断单调性,根据分组求和即可判断D.
【详解】
因为,所以,又,所以是以2为首项,3为公比的等比数列,即,所以{}为递减数列,的前n项和.
故选:AB.
【题型专练】
1.(2022·四川省内江市第六中学高三开学考试(理))已知数列满足,且,则数列的通项公式为______.
【答案】
【分析】利用取倒数及等差数列通项公式即可求解.
【详解】由两边取倒数可得,即.
所以数列是首项为2,公差为3等差数列.
所以,所以.
故答案为:.
2.(2022·黑龙江·龙江县第一中学高二阶段练习)已知数列的通项公式为,
(1)求数列的通项公式.
(2)若,求满足条件的最大整数值.
【答案】(1)
(2)99
【分析】(1)根据已知证明数列是等比数列,根据等比数列的通项求出数列的通项,从而可求出数列的通项公式;
(2)利用分组求和法求出数列的前项和,再根据前n项和的单调性,即可得解.
(1)
解:因为,
所以,
则,
又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以,
所以;
(2)
解:由(1)可得,
则,
由,则,
因为函数是增函数,
且当时,,
当时,,
所以满足的最大正整数的值为99.
3.(2022·北京市第三十五中学高二阶段练习)若数列满足:,则第三项_______,它的通项公式_______.
【答案】
【分析】对两边取倒数可得,即可得到为首项是公差为的等差数列,求得通项,即可得解.
【详解】由可得,
所以为首项是公差为的等差数列,
所以,
所以,
所以.
故答案为:.
4.(2021·四川遂宁·高三三模(理))已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】
(1)首先证得是等差数列,然后求出的通项公式,进而求出的通项公式;
【详解】
(1)因为,令,则,又,
所以,
对两边同时除以,得,
又因为,所以是首项为1,公差为2的等差数列,
所以,故;
5.(2022·四川宜宾·二模(理))在数列中,,,且满足,则___________.
【答案】
【解析】解:因为,,,显然,所以,同除得,所以,所以,所以是以为首项、为公比的等比数列,所以,所以
所以
故答案为:
6.(2022河南安阳市·(理))已知数列,满足,,.
(1)证明为等比数列,并求的通项公式;
【答案】(1)证明见解析,;
【分析】
(1)由可得,然后得到即可;
【详解】
(1)由可得,
于是,即,
而,所以是首项为2,公比为2的等比数列.
所以.
7.(2022开鲁县第一中学高二月考(理))设数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】
(1)利用倒数法和构造法可得到数列为等比数列,结合等比数列通项公式可整理得到结果;
【详解】
(1)由可得:,即,,
数列是以为首项,为公比的等比数列,
,整理可得:.
题型七:取对数法构造等比数列求通项
形如的递推公式,则常常两边取对数转化为等比数列求解.
【例1】已知数列满足,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】变换得到,得到是首项为,公比为的等比数列,,计算得到答案.
【详解】,,易知,故,
故是首项为,公比为的等比数列,,,
故.
故选:C.
【例2】已知数列的首项为9,且,若,则数列的前项和 .
【解析】解:数列的首项为9,且,
所以:,
所以两边取对数得:,
整理得:(常数),
所以:数列是以为首项,2为公比的等比数列.
所以:,
所以:,
由于,所以:,
故:两边取倒数得到:,
所以数列的前项和.
故答案为:
【题型专练】
1.数列中, ,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】对两边同时取以2为底的对数,构造,求出,进而得到的通项公式.
【详解】取以为底的对数,得到,,设,则有,所以是以为首项,2为公比的等比数列,所以,所以,.
2.(2022蚌埠三模)已知数列满足,若,则的最大值为 .
【解析】解:数列满足,
.
,
,变形为:,
.
数列是等比数列,首项为,公比为.
.
则.
,只考虑为偶数时,
时,.
时,.
因此(4)取得最大值.最大值为.
故答案为:.
题型八:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
【例1】(2022·上海市南洋模范中学高二开学考试)若数列的前项和为,则数列的通项公式是___________.
【答案】
【分析】根据,作差得到是首项为,公比为的等比数列,从而求出数列的通项公式;
【详解】解:因为,
当时,,所以,
当时,,
两式相减,整理得,
所以是首项为,公比为的等比数列,故.
故答案为:
【例2】(2022·四川省内江市第六中学高一阶段练习(理))数列的前项和记为,己知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,证明:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)根据,作差得到,结合等差数列定义及通项公式,即可求解;
(2)由(1)得到 ,结合裂项相消法求和、分组求和法求和,即可得证.
(1)
解:因为,,
令可得,,解得或(舍去).
当时可得,
两式相减得,即,
因为,可得,
所以数列是以为首项,以为公差的等差数列,
所以数列的通项公式为.
(2)
解:由(1)知,所以,
所以数列的前项和
【例3】(2022·辽宁沈阳·高三阶段练习)从条件①;②;③中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
已知数列的前项和为,,_____________.
(1)求的通项公式;
(2)表示不超过的最大整数,记,求的前项和.
【答案】(1)若选①或②,,;选③,
(2)若选①或②,;选③,
【分析】(1)①②都是利用的方法进行简化,然后得到与的关系,进而得到通项公式;③利用的方法进行化简,得到与的关系,进而得到通项公式;
(2)利用①②③的结果代入的具体值,通过求和得到答案.
(1)
若选①:
因为,所以,
两式相减得,整理得,
即,所以为常数列,,所以;
若选②:
因为,所以,
两式相减,
得,因为,所以,
故为等差数列,则;
若选③:
由,变形得:,则,
易知,所以,则为等差数列,由,则,,所以,
由当时,,也满足上式,所以.
(2)
若选①或②:
由题意,,当时,,;
当时,,;当时,;
.
若选③:
由题意,,当时,,;
当时,,;当时,,;
.
【例4】(2023·上海·高三专题练习)设数列的前n项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,求的表达式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据通项与前n项和的关系可得,再根据求解即可;
(2)先化简,再根据求解即可.
(1)
当时,,所以.
当时,,.
两式相减得:,即.
故.
故.
(2)
因为,令,则,
∴{bn}为等差数列.
∴.
【例5】(2022·吉林·东北师大附中模拟预测)已知数列中,,是数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式:
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用与关系可推导得到,利用累乘法即可求得;
(2)由,结合可得,并由此得到;采用裂项相消法可整理得到,由可证得结论.
(1)
由得:且;
当且时,,
整理可得:,,
则,,,,,
各式相乘得:,又,
.
当时成立,故.
(2)
由得:,
,
,
又,.
【例6】(2022·全国·成都七中高三开学考试(理))记数列前项和为,.
(1)证明:为等差数列;
(2)若,记为数列的前项积,证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据与的关系,用替换,然后作差即可证明.
(2)先由(1)中结论得到通项,从而得到,然后裂项放缩,即可得证.
(1)
由题意,得.
则.
两式相减,得,
即,
是等差数列.
(2)
因为,由(1)知(也符合此式)
故数列的通项公式为
则
所以
故,得证.
【例7】(2022·河北秦皇岛·高三开学考试)已知数列的前n项和为,当时,.
(1)求;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系可求得通项公式;
(2)由第(1)小问可知,可用错位相减法即可求得数列的前n项和.
(1)
当时,由得,
即.
又,所以,符合上式,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,
.
(2)
,
所以,
,
作差得,
化简得.
【例8】(2022·陕西省神木中学高一)已知数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据给定条件,结合变形,构造数列,再求数列通项即可求解作答.
【详解】
因为,则,于是得,
因此数列是公差为1的等差数列,首项,则,所以.
故选:D
【题型专练】
1.(2022·陕西·安康市教学研究室高三阶段练习(理))设数列的前n项和为,已知.
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1)
【分析】(1)根据,消元得到,故为等比数列,进而求出通项公式;
(1)因为,所以,
两式相减,可得,整理得,即,
因为在中当时,,所以,
所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以.
2.(2022·湖南·高三阶段练习)记各项均为正数的数列的前n项和是,已知,n为正整数,
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和;
【答案】(1),(2)
【分析】(1)项和转化可得,利用等差数列的通项公式即得解;
(2)由,裂项相消求和即可
(1)
当时,相减得,
即,各项均为正数,所以,
故是以首项为1,公差以1的等差数列,
所以;
(2)
,故,
,
.
3.(2022·浙江·杭州市长河高级中学高二期中)已知数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前n项和.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)当时,可得;时,由,可得,两式作差可得数列是等比数列,进而可得通项公式;
(2)利用分类讨论求解即可.
(1)
由题意知,当时,,即,
时,由得即,
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
所以.
(2)
由题意知,,
所以,所以,
当时,
.
所以.
4.(2022·云南大理·模拟预测)已知数列的前n项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据与的关系可得,进而得,由累加法即可求解;
(2)根据分组求和,由等差等比数列的求和公式即可求解.
(1)
因为,所以,①
当时,,②
①-②得:,即,
所以,
所以,由,可得,
当时,,符合上式,
所以.
(2)
由题意得,
则
,
所以.
5.(2022·山东·日照一中高三阶段练习)已知数列的各项均为正数,前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
【答案】(1);
【分析】(1)由题知,进而结合得数列是等差数列,进而得答案;
(1)
解:(),
当时,,∴,
当时,由,得①
∴,②
①﹣②得:,
∴,
∵,
∴,,
∴数列是等差数列,
∴;
6.(2023·全国·高三专题练习)记为数列的前n项和,已知,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】先赋值求得,再仿写式子相减得,利用等差数列的定义和通项公式进行求解.
【详解】当n=1时,,
所以或(舍);
当n≥2时,因为,
所以,
两式相减得,
因为,所以,
所以数列是以为首项、为公差的等差数列,
所以,
即数列的通项公式为.
7.(2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习)已知正项数列的前项和满足:,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用可求出其通项公式,
(2)由(1)得,然后利用等差数列的求和公式可求得结果.
(1)
因为,,,
两式相减得到
当时,可得,
因为,
所以是首项为2,公比为2的等比数列
所以的通项公式为.
(2)
令,则,
因为,,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以
8.(2022·全国·高三专题练习(理))已知数列的前n项和为,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求的前n项和.
【解析】(1)解:时,,解得.
当时,,故,
所以,
故.
符合上式
故的通项公式为,.
(2)解:结合(1)得
,
所以
.
9.(2022·广东佛山·高二期末)若数列各项均为正数,且对,都有,则称数列具有“P性质”,则( )
A.数列具有“P性质”
B.数列具有“P性质”
C.具有“P性质”的数列的前n项和为
D.具有“P性质”的数列的前n项和为
【答案】C
【解析】
【分析】
令,则,令,求得数列的首项,令,可得,将换为,两式相减,结合数列的递推式,再将换为,两式相减,结合等差数列的定义,即可求出数列的通项公式,再根据等差数列求和公式计算可得;
【详解】
解:由题意可得,对,都有,
令,即,
当时,,解得,
当时,,
两式相减可得,
即为,可得,,
两式相减可得,
由于,
所以,
令可得,解得或(舍去),
所以,当时也成立,
所以,则.
故选:C
10.(2023·全国·高三专题练习)设数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据通项与的关系可得递推公式,再构造等比数列求的通项公式,进而代入求得得到即可
【详解】
当时,,解得.
当时,,
所,即,
所以,即,
所以数列是首项为3,公比为2的等比数列,则,
从而,故.
故选:C
11.(2022·江苏·模拟预测)已知数列的首项,,前n项和满足,则数列的前n项和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由题可得,进而可得,然后可得,利用等差数列的定义及求和公式即得.
【详解】
由得,
即,
所以,所以,
两式作差,得,即,
所以,
所以或,又,
故,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以数列的前n项和.
故选:A.
12.(2022·湖北·应城市第一高级中学高二期末多选题)已知数列的前项和为,且,下列说法正确的有( )
A.数列是等比数列 B.
C.数列是递减数列 D.数列是递增数列
【答案】ABD
【解析】
【分析】
由题意可得,从而得出,求出,从而可求出,进而可判断各个选项.
【详解】
由,则
两式相减可得,即
由题意,满足
所以,所以数列是等比数列,故选项A正确.
则,故选项B正确.
又,所以数列是递增数列
故故选项C不正确,故选项D正确.
故选:ABD
13.(2022·全国·高二单元测试多选题)已知数列的前项和为,,,数列的前项和为,则下列选项正确的为( )
A.数列是等差数列 B.数列是等比数列
C.数列的通项公式为 D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由题知,进而得数列是首项为2,公比为2的等比数列,再结合通项公式和裂项求和求解即可.
【详解】
由得,即
所以,由,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,故A错误,B正确;
所以,即,故C正确;
又,
所以,故D正确.
故选:BCD
14.(2022·湖北省仙桃中学模拟预测)已知为数列的前项之和,且满足 ,则下列说法正确的是( )
A. 为等差数列 B.若 为等差数列,则公差为2
C.可能为等比数列 D.的最小值为0,最大值为20
【答案】BCD
【解析】
【分析】
当时,解出,当时,由退位相减法求得,讨论和,求出数列的通项,再依次判断即可.
【详解】
当时,,解得或,当时,,,
整理得,当时,若,可得,若,,
可得数列为等比数列,;当时,可得,数列为等差数列,
若,可得,若,可得;故A错误;B正确;C正确;当时,;
当时,;当时,;当时,;故D正确.
故选:BCD.
15.(2022·福建·福州三中高三阶段练习)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
【解析】(1)由于,所以①,
当时,②,
①-②得,
整理得,所以为常数数列,又,
所以.
16.(2022·福建省福州第一中学三模)设数列的前n项和为,,,.
(1)证明:为等差数列;
【解析】(1)证明:因为时,,
则,
即,,·
因为,·
则×××××××××①,
所以×××××××××②,
则①②得,
即,·
所以为等差数列.
题型九:周期数列
【例1】(2023全国·高三专题练习(文))已知正整数数列满足,则当时,___________.
【答案】4
【解析】由题意,,,,,,…,
数列从第二项起是周期数列,周期为3,
所以.
故答案为:4.
【例2】(2022·广东深圳·高三)已知数列中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当为奇数时,,即数列中的奇数项依次构成首项为,公差为的等差数列,
所以,,
当为偶数时,,则,两式相减得,
所以,,
故,
故选:D.
【例3】(2022·云南师大附中模拟预测(理))已知数列的前项和为,且,,则______.
【答案】1011
【解析】解:由,
得,
,
,
所以数列是以3为周期的周期数列,
又,,
所以.
故答案为:1011
【例4】(2022·海南省直辖县级单位·三模)已知数列中,,,,则( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
【答案】D
【解析】因为,,,所以,
则,,,…,
所以数列是以3为周期的数列,
则.
故选:D.
【题型专练】
1.(2022·江苏·扬州中学高三阶段练习)在数列中,,,,则______;的前2022项和为______.
【答案】 2024
【解析】由,得,又,
所以,,,,,
可知数列为周期数列,周期为4,
故.
故答案为:;2024.
2.(2022·全国·模拟预测)在数列中,,,则___.
【答案】
【解析】由,,可得,.
∴可得.所以数列的周期为3.
.
故答案为:.
3.(2022·上海静安·二模)数列满足,,若对于大于2的正整数,,则__________.
【答案】【解析】由题意知:,
故是周期为3的周期数列,则.
故答案为:.
4.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知数列满足:,,则______.
【答案】
【解析】由题意得:,,,,
数列是周期为的周期数列,.
故答案为:.
题型十:已知数列前n项积型求通项
【例1】(2022重庆模拟)若数列满足其前项的积为,则 .
【解析】解:数列满足其前项的积为,故前项的积为,,
,当时,,显然,它对于第一项也是成立的,
故,.
故答案为:,.
【例2】(2022·全国·高三专题练习)已知数列中,,且
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求证:对于任意的正整数是与的等比中项.
【解析】(1)当时,,则,由可得,则,
则,即,即,故数列是首项为,公差为的等差数列;
(2)由(1)知,,则,当时,,则;
当时,,,则;
综上可得:对于任意的正整数是与的等比中项.
【题型专练】
1.(2022徐州模拟)已知数列的前项积为,若对,,都有成立,且,,则数列的前10项和为 .
【解析】解:数列的前项积为,若对,,都有成立,
且,,
则:,,
进一步求出:,,
,
所以:,,,,
故:.
故答案为:1023
2.(2022·全国·高三专题练习(理))已知数列前n项积为,且.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)设,求证:.
【解析】(1)因为,所以,
所以,
两式相除,得,整理为,
再整理得,.
所以数列为以2为首项,公差为1的等差数列.
(2)因为,所以,
由(1)知,,故,
所以.
所以
.
又因为,
所以.
3.(2022·全国·高三专题练习)记为数列的前项积,已知,则= ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】则,代入,
化简得:,则.
故选:C.
题型十一:双数列问题
【例1】(2022·全国·高三专题练习)若数列和满足,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得是以为首项,为公比的等比数列,即可求出的通项公式,再根据,得到,即可得到的通项公式,最后代入即可;
【详解】解:因为, ,
所以,即,
又,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
又,即,
所以
所以;
故选:C
【例2】(2022·河北秦皇岛·三模)已知数列和满足.
(1)证明:是等比数列,是等差数列;
(2)求的通项公式以及的前项和.
【解析】(1)证明:因为,
所以,即,
所以是公比为的等比数列.
将方程左右两边分别相减,
得,化简得,
所以是公差为2的等差数列.
(2)由(1)知,
,
上式两边相加并化简,得,
所以.
【例3】(2022·全国·高三专题练习)已知数列和满足,,,.则=_______.
【答案】
【解析】
求出,推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,求出,进一步推导出数列为等差数列,确定该等差数列的首项和公差,可求得的通项公式,进一步求出和,由此可求得结果.
【详解】
,,且,,则,
由可得,代入可得,
,且,
所以,数列是以为首项,以为公比的等比数列,则,
在等式两边同时除以可得,
所以,数列为等差数列,且首项为,公差为,
所以,,,
则,
因此,.
故答案为:.
【题型专练】
1.(2022·全国·高三专题练习)两个数列、满足,,,(其中),则的通项公式为___________.
【答案】
【解析】解:因为,,
所以,
所以,即,所以的特征方程为,解得特征根或,
所以可设数列的通项公式为,因为,,
所以,所以,解得,
所以,所以;
故答案为:
2.(2022·吉林长春·模拟预测(文))已知数列和满足,,,,则______,______.
【答案】
【解析】由题设,,则,而,
所以是首项、公比均为2的等比数列,故,
,则,
令,则,
故,而,
所以是常数列,且,则.
故答案为:,.
3.(2022·全国·高三专题练习)数列,满足,且,.
(1)证明:为等比数列;
(2)求,的通项.
【解析】(1)证明:由,可得:,
,代入,
可得:,
化为:,
,
为等比数列,首项为-14,公比为3.
(2)由(1)可得:,
化为:,
数列是等比数列,首项为16,公比为2.
,
可得:,
.
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