2024年新高考数学二轮复习 数列综合专项提升四 数列求和方法之分组并项求和法(2份打包,原卷版+教师版)
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一、单选题
1.已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.376B.382C.749D.766
【答案】C
【分析】利用累加法求出通项 SKIPIF 1 < 0 ,然后利用等比数列的求和公式,求解 SKIPIF 1 < 0 即可
【详解】由已知得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,故 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
故选:C
【点睛】关键点睛:解题关键在于利用累加法求出通项,难度属于中档题
2.若数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式是 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.45B.65C.69D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【分析】由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得答案
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故选:B.
【点睛】
此题考查由数列的通项公式求一些项的和,利用了并项求和法,属于基础题
二、解答题
3.设 SKIPIF 1 < 0 为等差数列, SKIPIF 1 < 0 是正项等比数列,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .在① SKIPIF 1 < 0 ,② SKIPIF 1 < 0 ,这两个条件中任选一个,回答下列问题:
(1)写出你选择的条件并求数列 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)在(1)的条件下,若 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)条件选择见解析, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,根据所选的条件结合已知条件得出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的方程组,解出这两个量的值,利用等差数列和等比数列的通项公式可求得数列 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)求得 SKIPIF 1 < 0 ,利用分组求和法可求得 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)选择①:设 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 .
则根据题意有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
选择②:设 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 .
则根据题意有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)可知 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】方法点睛:数列求和的常用方法:
(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;
(2)对于 SKIPIF 1 < 0 型数列,其中 SKIPIF 1 < 0 是等差数列, SKIPIF 1 < 0 是等比数列,利用错位相减法求和;
(3)对于 SKIPIF 1 < 0 型数列,利用分组求和法;
(4)对于 SKIPIF 1 < 0 型数列,其中 SKIPIF 1 < 0 是公差为 SKIPIF 1 < 0 的等差数列,利用裂项相消法.
4.已知数列{an}中,已知a1=1,a2=a,an+1=k(an+an+2)对任意n∈N*都成立,数列{an}的前n项和为Sn.
(1)若{an}是等差数列,求k的值;
(2)若a=1,k=- SKIPIF 1 < 0 ,求Sn.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)根据等差中项可得 SKIPIF 1 < 0 ,从而求出 SKIPIF 1 < 0 .
(2)根据题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,讨论n是偶数或n是奇数,利用分组求和即可求解.
【详解】(1)若 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,则对任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,当n是偶数时,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
当n是奇数时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
综上, SKIPIF 1 < 0 .
5.在数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)证明:数列 SKIPIF 1 < 0 是等比数列;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)证明见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,变形为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而证明结论;
(2)由(1)可得: SKIPIF 1 < 0 ,再利用分组求和即可得出 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)证明: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 数列 SKIPIF 1 < 0 是首项为1,公比为5的等比数列,
(2)由(1)可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
6.已知正项等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且满足 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的等差中项, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)直接利用已知条件建立等量关系求出数列的公比,进一步求出数列的通项公式.
(2)利用(1)的结论,进一步利用分组法求出数列的和.
【详解】(1)正项等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且满足 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的等差中项,
设公比为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由于 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
关键点点睛:第二问分组后利用等差、等比数列的前 SKIPIF 1 < 0 项和公式求和是解题关键.
7.在① SKIPIF 1 < 0 ,② SKIPIF 1 < 0 ,③ SKIPIF 1 < 0 这三个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答.
已知 SKIPIF 1 < 0 是各项均为正数的等差数列,其前n项和为 SKIPIF 1 < 0 ,________,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0
【分析】
(1)利用 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
若选①:由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,即可解出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的值,即可求出 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
若选②:由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,即可解出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的值,即可求出 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
若选③:由 SKIPIF 1 < 0 ,可表示出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,结合 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列,即可解出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的值,即可求出 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)由(1)可得 SKIPIF 1 < 0 ,分 SKIPIF 1 < 0 为奇数和偶数,利用并项求和即可求解.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 是各项均为正数的等差数列, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
若选①: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 可得:
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍)所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
若选②: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 得:
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 不符合题意;
若选③: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 不符合题意;
综上所述: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】关键点点睛:本题得关键点是分别由条件①②③结合 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列计算出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的值,由 SKIPIF 1 < 0 是各项均为正数的等差数列,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,第二问中 SKIPIF 1 < 0 正负交错的数列求和,需要用奇偶并项求和,注意分 SKIPIF 1 < 0 为奇数和偶数讨论.
8.已知数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列, SKIPIF 1 < 0 是其前 SKIPIF 1 < 0 项和,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)由等差数列前n项和公式,结合已知即可求公差 SKIPIF 1 < 0 ,进而写出通项公式即可.
(2)由(1)结论,有 SKIPIF 1 < 0 ,首先分组,再结合等差等比前n项和公式求 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)∵数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列, SKIPIF 1 < 0 是其前 SKIPIF 1 < 0 项和, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
9.已知等差数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列,求得 SKIPIF 1 < 0 ,即可求得数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式.
(2)由(1)和 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,结合等差数列和等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】(1)由题意,数列 SKIPIF 1 < 0 中,因为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
又由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)和 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
10.已知 SKIPIF 1 < 0 是等比数列, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 是等差数列.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)首项求出 SKIPIF 1 < 0 ,然后求出 SKIPIF 1 < 0 ,然后可得 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)分别算出数列 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和即可.
【详解】(1)设等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得 SKIPIF 1 < 0 , 解得 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .
设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 . 从而 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)知 SKIPIF 1 < 0 .数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ;
数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 .
所以,数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 .
11.设数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)证明数列 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,并求出数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)证明见解析; SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减,可化为 SKIPIF 1 < 0 ,结合等比数列的定义,即可得到结论;
(2)由题知数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,则 SKIPIF 1 < 0 ,再利用分组求和法求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)证明:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ①
SKIPIF 1 < 0 ②
由①-②得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故数列 SKIPIF 1 < 0 是以2为公比,首项为 SKIPIF 1 < 0 的等比数列, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 是以2为公差,2为首项的等差数列, SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】方法点睛:本题考查数列求通项公式与求和问题,求数列和常用的方法:
(1)等差 SKIPIF 1 < 0 等比数列:分组求和法;(2)倒序相加法;
(3) SKIPIF 1 < 0 (数列 SKIPIF 1 < 0 为等差数列):裂项相消法;
(4)等差 SKIPIF 1 < 0 等比数列:错位相减法.
12.已知 SKIPIF 1 < 0 是公差不为零的等差数列, SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)根据等比中项的性质,结合等差数列的通项求出公差,即可得出数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)由(1)得出数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式,再由分组求和法,结合等差、等比的求和公式求解即可.
【详解】解:(1)由题设知公差 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去)故 SKIPIF 1 < 0 的通项公式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)知, SKIPIF 1 < 0 ,由分组求和法得 SKIPIF 1 < 0 .
13.已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足奇数项 SKIPIF 1 < 0 成等比数列 SKIPIF 1 < 0 ,而偶数项 SKIPIF 1 < 0 成等差数列 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 .
(Ⅰ)求 SKIPIF 1 < 0 ;
(Ⅱ)当 SKIPIF 1 < 0 时,若 SKIPIF 1 < 0 ,试求 SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【答案】(Ⅰ) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ; (Ⅱ) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】
(Ⅰ)设等比数列的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,等差数列的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,代入已知条件求出 SKIPIF 1 < 0 ,得通项公式;
(Ⅱ)用分组求和法求出 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,然后用作差法确定数列 SKIPIF 1 < 0 的单调性,得最大值.
【详解】(Ⅰ)设等比数列的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,等差数列的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(Ⅱ)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最大项为 SKIPIF 1 < 0 .
14.在① SKIPIF 1 < 0 ,② SKIPIF 1 < 0 ,③ SKIPIF 1 < 0 ,这三个条件中任选一个,补充在下面横线上,并解答问题.
已知等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且有 ( SKIPIF 1 < 0 ).(注:如果选择多个条件分别解答,那么按照第一个解答计分)
(1)求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)证明见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】不管选哪一个条件,方法都一样:
(1)由基本量法求出 SKIPIF 1 < 0 ,得通项公式;(2)用分组求和法求 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】若选择① SKIPIF 1 < 0 ,
(1)设数列 SKIPIF 1 < 0 公比为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
若选择② SKIPIF 1 < 0 ,
(1)设数列 SKIPIF 1 < 0 公比为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,故解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
若选择③ SKIPIF 1 < 0 ,
(1)设数列 SKIPIF 1 < 0 公比为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,故解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
15.设 SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和,已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)利用当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,可推出数列为等比数列,即可求出通项公式;
(2)化简 SKIPIF 1 < 0 ,分 SKIPIF 1 < 0 为奇数,偶数,求和即可.
【详解】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 所以数列 SKIPIF 1 < 0 为首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公比为 SKIPIF 1 < 0 的等比数列, 故 SKIPIF 1 < 0
(2)由(1)可得 SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0
故当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0
综上 SKIPIF 1 < 0
16.已知等差数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 是等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前3项,求 SKIPIF 1 < 0 的值及数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)利用 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 列出关于首项与公差的关系式,求出公差与首项,即可求数列的通项公式.
(2)利用(1)的结论,可得 SKIPIF 1 < 0 ,利用分组法求,结合等差数列与等比数列的求和公式可求出数列的和.
【详解】(1)数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,设公差为 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 知 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
再由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .所以: SKIPIF 1 < 0
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,是等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前3项,
则 SKIPIF 1 < 0 ,根据等差数列的通项公式得到: SKIPIF 1 < 0 ,
代入上式解得: SKIPIF 1 < 0 ,而等数列 SKIPIF 1 < 0 中,c SKIPIF 1 < 0 ,
所以:等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 .于是: SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0
【点睛】利用“分组求和法”求数列前 SKIPIF 1 < 0 项和常见类型有两种:一是通项为两个公比不相等的等比数列的和或差,可以分别用等比数列求和后再相加减;二是通项为一个等差数列和一个等比数列的和或差,可以分别用等差数列求和、等比数列求和后再相加减.
17.已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据 SKIPIF 1 < 0 ,由题中条件,即可求出通项;
(2)先由(1)得到 SKIPIF 1 < 0 ,再由分组求和的方法,利用等差数列与等比数列的求和公式,即可得出结果.
【详解】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;也满足上式;∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)可得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
18.已知数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 为数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和,若对任意的正整数n都有 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求a的值;
(2)试确定数列 SKIPIF 1 < 0 是不是等差数列;若是,求出其通项公式,若不是,说明理由;
(3)记 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
(4)记 SKIPIF 1 < 0 是否存在正整数M,使得不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,若存在,求出M的最小值,若不存在,说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,通项公式为 SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 ;(4) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)令 SKIPIF 1 < 0 ,即得结果;
(2)将 SKIPIF 1 < 0 代入,作差 SKIPIF 1 < 0 整理得 SKIPIF 1 < 0 ,再结合 SKIPIF 1 < 0 作差整理,即得 SKIPIF 1 < 0 ,即证数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,再计算通项公式即可;
(3)先利用(2)求 SKIPIF 1 < 0 ,再化简得到 SKIPIF 1 < 0 通项公式,最后累加相消即得 SKIPIF 1 < 0 ;
(4)先化简 SKIPIF 1 < 0 ,利用单调性判断其取值范围,再解决恒成立问题得到M范围,即可得到最小值.
【详解】解:(1)对任意的正整数n都有 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 故 SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,作差得 SKIPIF 1 < 0 ,化简整理得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,作差得 SKIPIF 1 < 0 ,化简整理得 SKIPIF 1 < 0 ,故数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公差为 SKIPIF 1 < 0 ,故通项公式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)由(2)知数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ;
(4) SKIPIF 1 < 0 ,易见 SKIPIF 1 < 0 是递减数列,故 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 .
依题意不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,即有 SKIPIF 1 < 0 ,故正整数M的最小值为3.
【点睛】证明等差数列的方法:
1.定义法;2.等差通项法;3.观察法,利用公式特征观察判断,只用于小题中.
数列求和的常用方法:
1.公式法;2.裂项相消法;3.倒序相加法4.错位相减法;5.并项求和法.
19.已知数列 SKIPIF 1 < 0 的首项 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求证:数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列;
(2)记 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,求最大正整数 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)证明见解析;(2)99.
【分析】(1)对递推关系两边取倒数,再进行构造 SKIPIF 1 < 0 ,即可得答案;
(2)求出 SKIPIF 1 < 0 ,再利用分组求和法,即等比数列和等差数列的前 SKIPIF 1 < 0 项和,再解不等式,即可得答案;
【详解】(1)证明:∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),∴数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列;
(2)由(1),可得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,∴最大正整数 SKIPIF 1 < 0 的值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】形如 SKIPIF 1 < 0 的递推关系求通项公式,常可以用构造法进行求解;数列不等式的解,要充分利用 SKIPIF 1 < 0 为整数进行代入求解.
20.已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)由已知条件得 SKIPIF 1 < 0 ,利用等差数列的通项公式即可得出 SKIPIF 1 < 0 ;
且 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
利用等比数列的通项公式即可得出 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,利用分组求和即可.
【详解】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 为首项是1,公差为2的等差数列,
所以 SKIPIF 1 < 0 .又当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ① SKIPIF 1 < 0 ②
由①-②得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 是首项为1,公比为 SKIPIF 1 < 0 的等比数列,故 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
21.已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,可得数列 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,求出通项公式即可;
(2)由(1)得到 SKIPIF 1 < 0 ,按 SKIPIF 1 < 0 为偶数和 SKIPIF 1 < 0 为奇数分类,利用等差数列的求和公式和并向求和法得出数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
两式作差得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以数列 SKIPIF 1 < 0 是首项为3,公比为3的等比数列,故 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时,前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时,前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
22.已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)令 SKIPIF 1 < 0 可求得 SKIPIF 1 < 0 的值,令 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 可得出 SKIPIF 1 < 0 ,两式作差可得出 SKIPIF 1 < 0 ,且有 SKIPIF 1 < 0 ,可知数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列,确定该数列的首项和公比,利用等比数列的通项公式可求得数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)利用累加法可求得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而可求得数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项的和.
【详解】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 可得出 SKIPIF 1 < 0 ,
两式作差得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,数列 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,且首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公比也为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由题意得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,易得 SKIPIF 1 < 0 也适合上式,
所以 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
本题考查利用 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间的关系求通项,同时也考查了并项求和法,考查计算能力,属于中等题.
三、填空题
23.数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式 SKIPIF 1 < 0 ,其前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】由于 SKIPIF 1 < 0 ,可得数列 SKIPIF 1 < 0 的所有奇数项为 SKIPIF 1 < 0 ,前 SKIPIF 1 < 0 项的所有偶数项共有 SKIPIF 1 < 0 项,从而可求得其结果
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以数列 SKIPIF 1 < 0 的所有奇数项为 SKIPIF 1 < 0 ,前 SKIPIF 1 < 0 项的所有偶数项共有 SKIPIF 1 < 0 项,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:1010
24.已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值为__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】由已知构造等比数列,求出通项得解.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故数列 SKIPIF 1 < 0 是以2为公比,以 SKIPIF 1 < 0 为第二项的等比数列,
故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
25.在数列 SKIPIF 1 < 0 中,若 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和,则 SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时,可得数列 SKIPIF 1 < 0 的奇数项为公差为2的等差数列,当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时,可得偶数项的特征,将所求问题转化为奇数项和偶数项求和即可.
【详解】∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0 ,即数列 SKIPIF 1 < 0 的奇数项为公差为2的等差数列,
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为:2550.
26.已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和,记 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】由等差数列的求和公式,求得 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,利用分组求和,即可求解.
【详解】由题意,数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
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