专题强化训练一 数列通项公式常考方法归纳-高二数学《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破(人教A版2019选择性必修第二册)
展开专题强化训练一:数列常考求通项公式的方法归纳
【考点梳理】
1. 公式法
题设中有an与Sn的关系式时,常用公式
an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2))来求解.
1.(2021·全国·高三专题练习)已知各项均为正数的数列的前项和为,且,求数列的通项公式.
2.(2022·全国·高三专题练习)已知数列的前项和为,,,,求数列的通项公式.
3.(2021·全国·高三专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
2. 累加法:若数列{an}满足an-an-1=f(n-1)(n≥2),且f(1)+f(2)+…+f(n-1)可求,则可用累加法求通项.
4.(2022·全国·高三专题练习)设数列满足,,则数列的通项公式.
5.(2022·全国·高三专题练习)在数列中,,且,求数列的通项公式.
6.(2022·全国·高三专题练习)数列满足,求数列的通项公式.
3. 叠乘法:若数列{an}满足eq \f(an,an-1)=f(n-1)(n≥2),其中f(1)·f(2)·…·f(n-1)可求,则可用叠乘法求通项.
7.(2022·全国·高三专题练习)已知在数列中,,求数列的通项公式.
8.(2022·全国·高三专题练习)已知数列满足,.数列的通项公式.
9.(2021·全国·高二课时练习)已知数列{an}中,a1=1,前n项和Sn=an.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
4. 构造法:当题中出现an+1=pan+q(pq≠0且p≠1)的形式时,把an+1=pan+q变形为an+1+λ=p(an+λ),即an+1=pan+λ(p-1),令λ(p-1)=q,解得λ=eq \f(q,p-1),从而构造出等比数列{an+λ}.
10.(2021·全国·高三专题练习)在数列中,,求.
11.(2022·全国·高三专题练习)已知是数列的前项和,,,,求数列的通项公式.
(2021·全国·高二课时练习)
12.已知数列的前项和为,且满足,.求数列的通项公式.
5.定义法
13.(2021·陕西榆林·三模(文))在等差数列{an}和等比数列{bn}中,已知a1+a2=a3,3a2﹣a5=1,b2=a1a4,b2+b5=36.
(1)求{an},{bn}的通项公式;
(2)求数列{an•bn}的前n项和Tn.
14.(2020·四川省广元市八二一中学高一期中)已知数列的前项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的通项公式.
15.(2021·浙江慈溪·高二期末)已知数列满足,,,,数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
6.观察法
16.(2021·全国·高二课时练习)写出下列数列的一个通项公式.
(1),,,,…;
(2)1,0,,0,,0,,…;
(3)0.8,0.88,0.888,…;
(4),,,,….
17.(2021·全国·高二单元测试)在数列中,,点在函数的图象上.
(1)求,,的值;(2)猜想数列的一个通项公式.
18.(2021·全国·高二课时练习)写出下列数列的一个通项公式.
(1)-,,-,,…;
(2)2,3,5,9,17,33,…;
(3)…;
(4)1,,2,,…;
(5)-…;
(6)2,6,12,20,30,….
专题强化训练
一、单选题
19.(2022·全国·高三专题练习)若为数列的前项和,且,则等于( )
A.B.C.D.
20.(2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高二期中)已知为正项数列的前n项和,,,则( )
A.B.C.D.
21.(2021·浙江·嘉兴市第五高级中学高二期中)数列的一个通项公式是( )
A.B.C.D.
22.(2021·全国·高二课时练习)数列{}中,已知对任意正整数n,有a1+a2+a3+…+an=3n-1,则( )
A.(3n-1)2B. (27n-1)
C. (3n-1)D.27n-1
23.(2021·河南洛阳·高二期中(文))已知等比数列的前n项和为,则的最小值为( )
A.2B.C.4D.5
24.(2021·河南南阳·高二期中)已知数列满足,,,则数列的前2021项的和为( )
A.B.C.D.
25.(2021·全国·高二课时练习)已知数列满足,,则( )
A.B.C.D.
26.(2021·全国·高二课时练习)已知在数列中,,,则( )
A.B.C.D.
27.(2021·河南·高二月考)已知数列满足,,则的值为( )
A.B.C.1D.2
28.(2021·甘肃·张掖市第二中学高二月考(理))在数列中,,,则( )
A.B.C.D.
二、多选题
29.(2021·江苏·高二专题练习)设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,则( )
A.an=-
B.an=
C.数列为等差数列
D.-5050
30.(2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高二期中)如图的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中,后人称为“三角垛”.“三角垛”最上层有个球,第二层有个球,第三层有个球,….设第层有个球,从上往下层球的总数为,记,则( )
A.B.
C.,D.的最大值为
31.(2021·全国·高二课时练习)已知数列的前项和,则( )
A.B.是等比数列
C.是递增数列D.,,成等比
32.(2021·全国·高二课时练习)(多选)设数列满足,记数列的前项和为,则( )
A.B.
C.D.
三、填空题
33.(2021·全国·高二课时练习)已知数列中,a1=1,a2=2,当整数n≥2时,Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1)都成立,则________.
34.(2021·全国·高二课时练习)已知数列的前项和为,且,.求数列的通项公式;
35.(2021·陕西·铜川市第一中学高二期中(文))已知数列中,,若对任意正整数n,都有,则数列的前n项和______.
36.(2021·江苏·高二单元测试)已知数列满足,,则___________.
37.(2021·全国·高二课时练习)将数列中的所有项按每一行比上一行多1项的规则排成如下数阵:
,
,,,
,,,
……
记数阵中的第1列数,,,…构成的数列为,为数列的前n项和,若,则______.
38.(2021·全国·高二课时练习)若数列是正项数列,且,则______.
39.(2021·全国·高二课时练习)古希腊毕达哥拉斯学派的“三角形数”是一列点(或圆球)在等距的排列下可以形成三角形数,如1,3,6,10,15.我国宋元时期数学家朱世杰在《四元玉鉴》中所记载的“垛积术”,其中的“落一形”堆垛就是每层为“三角形数”垛(如图所示,顶上一层1个球,下一层3个球,再下一层6个球).若一“落一形”三角锥垛有10层,则该堆垛第10层球的个数为___________.
四、解答题
40.(2021·甘肃·张掖市第二中学高二月考(理))已知数列满足,,设.
(1)求;
(2)判断数列是否为等比数列,并说明理由;
(3)求的通项公式.
41.(2021·全国·高二课时练习)记为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式.
42.(2021·全国·高二课时练习)已知各项都为正数的数列满足.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)若,求的通项公式.
43.(2021·新疆·阜康市第一中学高二期中(理))在数列中,
(1)求出并猜想的通项公式;
(2)用数学归纳方证明你的猜想.
参考答案
1.
【分析】
项和转换可得,由数列的各项为正数,所以,即得解
【详解】
当时,,即,解得或(舍).
当时,,,
两式相减得,
又数列的各项为正数,所以,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以.
2.
【分析】
根据,计算即可得出答案.
【详解】
解:因为,,
所以,,又,
得,所以,又,
所以,.
3.
【分析】
根据题意得到当时,,从而得到,即:,再验证即可.
【详解】
∵,①
∴当时,,②
①-②得,
则.
当时,由①得,不满足上式,
∴.
4.
【分析】
利用累加法求解通项公式即可.
【详解】
,
当时,,,,,
将上式累加得:,
,即,
又时,也适合,
.
故答案为:
5.
【分析】
化简可得,利用累加法求,即可求解.
【详解】
,
,化简得:,
两边同时除以并整理得:,
即,,,…,,
将上述个式子相加得:……,
即,
,
又也满足上式,
,
.
6.
【分析】
根据递推公式,利用累加法即可求出通项公式.
【详解】
根据题意,可得到,
,
,
……
将以上个式子累加可得,,
,
,又 满足,
所以
7.
【分析】
由已知得,运用累乘法可得答案.
【详解】
解:,即,
,
所以.
8.
【分析】
令可得,与原式相减得,累乘法即得解
【详解】
,
当时,
当时,,
两式相减得:,即,,
,,,,
累乘得:,所以,
故答案为:.
9.(1)a2=3,a3=6 ;(2)an=.
【分析】
(1)由a1=1,S2=a2,可求出,再由S3=a3,可求出,
(2)利用当n≥2时,an=Sn-Sn-1,求得=,然后利用累乘法可求出{an}的通项公式
【详解】
(1)由S2=a2,得(a1+a2)=a2,
又a1=1,∴a2=3a1=3.
由S3=a3,得3(a1+a2+a3)=5a3,
∴a3= (a1+a2)=6.
(2)∵当n≥2时,an=Sn-Sn-1=an-an-1,
∴an=an-1,即=.
∴an=··…···a1
=··…···1
=.
又a1=1满足上式,
∴an=.
10.
【分析】
由,可得,则是等比数列,即可得出答案.
【详解】
解:因为,
所以,而,
∴是首项为4,公比为2的等比数列,故,
∴.
11.
【分析】
根据已知条件构造,可得是公比为的等比数列,即,再由累加法以及分组求和即可求解.
【详解】
因为,
所以,即,
因为,,所以,
故数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即,
因为,,,,,
以上各式累加可得:
,
因为,
所以.
【分析】
由题可得,再利用等差数列的通项公式可求,然后利用与的关系即求;或者利用条件可得,进而得,即,即求.
【详解】
方法一 由,得,
∴数列是首项为,公差为的等差数列,
∴,
∴,
当时,.
又适合上式,
∴数列的通项公式为.
方法二 由,得,
∴.①
当时,,②
①-②,得,
∴,∴,
又当时,,可得,
∴,
∴数列是首项为1,公差为1的等差数列,
∴数列的通项公式为.
13.(1)an=n,;(2).
【分析】
(1)分别回到等差数列与等比数列的基本量建立方程组,解出基本量,从而就可以求出通项;
(2)运用错位相减法求和即可.
【详解】
(1)设等差数列的公差为,等比数列中的公比为,
由于已知.
建立方程组,解得,
所以.
(2)由(1)得,
所以①,
2②,
①﹣②得,﹣,
整理得.
14.(1)(2)
【分析】
(1)利用这一递推关系,即可得答案;
(2)由(1)中求得的通项公式,直接代入即可得答案;
【详解】
(1)当时,;
当时,
.
因为也适合此等式,所以.
(2)因为,且,,
所以.
【点睛】
本题考查与的关系求通项公式,考查转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意的验证.
15.(1);(2).
【分析】
(1)利用等差中项证明是等差数列,并求出的通项公式;
(2)先判断出是等比数列,用错位相减法求出前项和.
【详解】
(1)因为,由等差中项定义可得是等差数列,
而公差
所以通项公式为.
(2)因为,所以是首项为1,公比为的等比数列,
所以,所以,则……①,
所以……②,
所以由①②得:
,
所以.
16.
(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】
观察并总结各项数列的规律,直接写出对应的通项公式即可.
(1)
所给数列可写成,,,,…,
∴原数列的一个通项公式为.
(2)
由题设数列的奇偶项的规律,易知一个通项公式为.
(3)
由原数列可写成,,,…,
∴原数列的一个通项公式为.
(4)
由数列可写成,,,,…,
∴原数列的一个通项公式为.
17.(1),,;(2).
【分析】
(1)由已知可得:,代入,即可求得,,的值;
(2)由前4项的值即可归纳.
【详解】
(1)因为点在函数的图象上,
所以,
又,所以,
,
.
(2)由(1)中数列的前4项的规律,
可归纳出数列的一个通项公式为.
18.(1)an=(-1)n;(2);(3);(4);(5);(6)an=n(n+1).
【分析】
根据题中所给数据,逐一分析即可得出结论.
【详解】
解:(1)符号规律(-1)n,分子都是1,分母是n2+1,∴an=(-1)n;
(2)2=1+1, 3=2+1, 5=22+1,
9=23+1, 17=24+1, 33=25+1,
∴;
(3),
∴;
(4),∴;
(5),
∴;
(6)2=1×2, 6=2×3, 12=3×4, 20=4×5, 30=5×6,∴an=n(n+1).
19.B
【分析】
利用求得.
【详解】
时,.
时,,
,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以.
故选:B
20.C
【分析】
由已知得,当时,有,从而得数列是以1为首项,2为公比的等比数列,根据等比数列的通项公式可得选项.
【详解】
解:当时,,所以,
又因为数列是正项数列,所以,所以,即,
又,所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列,所以,
故选:C.
21.B
【分析】
根据,,,……,即可得到.
【详解】
因为,,,,
,……,
所以.
故选:B
22.B
【分析】
由与的关系求出,再由等比数列的求和公式求解即可
【详解】
设Sn=a1+a2+a3+…+an=3n-1,
则当n≥2时,Sn-1=3n-1-1,
故an=Sn-Sn-1=2×3n-1,
又a1=2,
所以an=2×3n-1,
所以=.
故选:B
23.C
【分析】
先根据求出的通项公式,求出,再根据是等比数列,利用等比数列的性质求出,从而求出,再用基本不等式求解的最小值.
【详解】
当时,,
当时,
从而,
因为是等比数列
所以公比,且,即,即
所以,当且仅当,即时,等号成立
所以的最小值为4
故选:C
24.A
【分析】
利用累加法得到,带入得到,再利用分组求和法计算得到答案.
【详解】
,即.
.
.
故
.
故选:A.
25.C
【分析】
对数列两边取倒数,然后构造等比数列,通过等比数列的通项公式即可求解.
【详解】
因为,所以两边取倒数得
,则,所以数列为等比数列,
则,所以,
故.
故选:C.
26.A
【分析】
依题意可得,即可得到是以为首项,为公比的等比数列,再根据等比数列的通项公式计算可得;
【详解】
解:因为,,所以,整理得,所以数列是以为首项,为公比的等比数列.所以,解得.
故选:A
27.B
【分析】
首先根据已知条件得到,再利用累加法求解即可.
【详解】
因为,所以,
所以,即,
当时,
,
,解得
当时,上式成立,故,故.
故选:B
28.A
【分析】
法一:利用累加法,结合对数的运算性质可得,再验证是否符合所得公式即可确定;法二:构造数列,由已知条件确定其性质并写出通项,进而可得.
【详解】
方法一:,
当时,.
又也符合所得通项公式,
∴.
方法二:∵,,
∴数列是常数列,即,则.
故选:A.
29.BCD
【分析】
利用数列通项和前n项和的关系求解.
【详解】
Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,
则Sn+1-Sn=SnSn+1,
整理得-=-1(常数),
所以数列是以=-1为首项,-1为公差的等差数列.故C正确;
所以=-1-(n-1)=-n,故Sn=-.
所以当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-,不适合上式,
故an=故B正确,A错误;
所以,
故D正确.
故选:BCD
30.ACD
【分析】
根据,,可得进而可判断A;求出,由并项求和可判断B;利用累加法求出,结合时可判断C;作差法计算可得的单调性,由单调性可得最大值可判断D,进而可得正确选项.
【详解】
,,,,,故选项A正确;
因为,
所以,故选项B不正确;
因为,,,,,
所以,所以时,,故选项C正确;
,,
所以当时,;当时,;
当时,,所以当或时,的最大值为,故选项D正确;
故选:ACD.
31.AD
【分析】
代入,可得,可判断A;
项和转换,求得,可判断B;
比较,可判断C;
计算,,,可判断D
【详解】
当时,,A正确.
当,时,.
所以,故,不是等比数列,B错误.
因为,所以不是递增数列,C错误.
因为,,,,
所以,,,
则,所以,,成等比数列,D正确.
故选:AD
32.ABD
【分析】
依题意当时,求出,再利用作差法得到,即可得到的通项公式,再利用裂项相消法求数列的前项和即可;
【详解】
解:由题意,当时,得,
令,
则当时,
所以,
即.又时,也成立,
∴,故数列的通项公式为,
∴
,即有.
故选:ABD.
33.211
【分析】
由已知条件Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1)( n≥2)变形得到(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=2S1=2( n≥2),从而得到数列从第二项起成等差数列,且公差为,从而可求.
【详解】
由Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1)得(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=2S1=2,
即an+1-an=2(n≥2),所以数列从第二项起成等差数列,且公差为,
所以,
所以.
故答案为:211.
34.;
【分析】
由,变形为,利用等比数列的通项公式可得,再利用与的关系即可得出答案;
【详解】
解:因为,所以,
所以数列是以4为首项,2为公比的等比数列,
所以,所以,
当时,,
当时也成立,所以.
故答案为:
35.
【分析】
根据已知条件,利用累乘法求出数列的通项公式,可判断数列为等差数列,从而利用等差数列的前n项和公式即可求解.
【详解】
解:因为,所以时,,即,
所以时,,
所以,又,所以,所以,检验也满足上式,
所以,
所以是等差数列,
所以数列的前n项和.
故答案为:.
36.
【分析】
由得,根据累乘法求解公式即可求解通项.
【详解】
∵,∴,
∴.
故答案为:
37.1024
【分析】
由利用退一相减法可知,设,,,,,…的下标,,,,,…构成数列,进而可得,又可知,故.
【详解】
当时,,,
,(且).
,,∴数列是首项为,公比为的等比数列,.
设,,,,,…的下标,,,,,…构成数列,
则,,,,…,,
叠加得,,
由,得(负值已舍去),.
故答案为:1024.
38.
【分析】
当时,,与已知式相减,得,检验首项即可得到数列通项公式,根据通项求和.
【详解】
令,得,∴.
当时,.
与已知式相减,得.
∴.
又∵时,满足上式,∴.
∴,∴.
故答案为:
39.55
【分析】
根据给定的条件归纳总结出“三角形数”的通项公式即可求出第10层球的个数得解.
【详解】
设“落一形”三角锥垛从顶上一层开始,依次往下的各层球的个数形成数列,
,,,,,…,
由此得,即,则,
所以堆垛第10层球的个数为55.
故答案为:55
40.(1),,;(2)是首项为,公比为的等比数列.理由见解析;(3).
【分析】
(1)根据题中条件所给的数列的递推公式,将其化为,分别令和,代入上式求得和,再利用,从而求得,,;
(2)利用条件可以得到,从而 可以得出,这样就可以得到数列是首项为,公比为的等比数列;
(3)借助等比数列的通项公式求得,从而求得.
【详解】
(1)由条件可得.
将代入得,,而,所以,.
将代入得,,所以,.
从而,,;
(2)是首项为,公比为的等比数列.
由条件可得,即,又,
所以是首项为,公比为的等比数列;
(3)由(2)可得,所以.
【点睛】
该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有根据数列的递推公式确定数列的项,根据不同数列的项之间的关系,确定新数列的项,利用递推关系整理得到相邻两项之间的关系确定数列是等比数列,根据等比数列通项公式求得数列的通项公式,借助于的通项公式求得数列的通项公式,从而求得最后的结果.
41.(1)证明见解析;(2).
【分析】
(1)由已知得,且,取,得,由题意得,消积得到项的递推关系,进而证明数列是等差数列;
(2)由(1)可得的表达式,由此得到的表达式,然后利用和与项的关系求得.
【详解】
(1)由已知得,且,,
取,由得,
由于为数列的前n项积,
所以,
所以,
所以,
由于
所以,即,其中
所以数列是以为首项,以为公差等差数列;
(2)由(1)可得,数列是以为首项,以为公差的等差数列,
,
,
当n=1时,,
当n≥2时,,显然对于n=1不成立,
∴.
【点睛】
本题考查等差数列的证明,考查数列的前n项和与项的关系,数列的前n项积与项的关系,其中由,得到,进而得到是关键一步;要熟练掌握前n项和,积与数列的项的关系,消和(积)得到项(或项的递推关系),或者消项得到和(积)的递推关系是常用的重要的思想方法.
视频
42.(1)证明见解析;(2)()
【分析】
(1)两边同时加上即可得到数列为等比数列;(2)利用待定系数法构造,通过整理解出,进而得到,所以是以为首项,3为公比的等比数列,即可得到答案.
【详解】
(1)由可得:
因为各项都为正数,所以,
所以是公比为3的等比数列.
(2)构造,整理得:
所以,即
所以,所以是以为首项,3为公比的等比数列.
所以()
【点睛】
本题关键点在于第(2)问中的待定构造,能够根据特征,构造出是关键.
43.(1);;(2)见详解
【分析】
(1)先根据递推关系,依次求得的值,并猜想通项公式为;
(2)根据数学归纳法证明的过程,对猜想进行证明即可.
【详解】
解:(1) ∵,
∴
因此可猜想: ;
(2)当时,,等式成立,
假设时,等式成立,即,
则当时,,
即当时,等式也成立,
综上所述,对任意自然数,.
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