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2021届浙江省高考数学一轮学案:第七章第2节 数列的通项公式
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第2节 数列的通项公式
考试要求 会求简单数列的通项公式.
知 识 梳 理
1.归纳法:寻找数列的项与序号之间的规律.
2.公式法:利用等差、等比数列的通项公式.
3.前n项和法:若数列{an}的前n项和为Sn,则an=
4.递推公式法:如果数列{an}的第n项与它前一项(或前几项)的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的递推公式.数列的递推公式包含两个部分,一是递推关系,二是初始条件.此类型一般用累加(乘)法、叠代法、或构造新数列解决.
5.由f(an,Sn)=0,求an.一般用转化法,即项an和Sn互化.
[常用结论与易错提醒]
1.由Sn=f(n)求an时,需检验n=1的情况.
2.由递推公式求通项公式时,注意构造新数列.
3.由f(an,Sn)=0求an时,注意利用变量n.
诊 断 自 测
1.判断下列说法的正误.
(1)给出数列的前几项,写出的通项公式可能不唯一.( )
(2)an=Sn+1-Sn(n∈N*).( )
(3)利用递推公式和初始项的值,应该能推出数列的其余各项.( )
(4)若数列{an}的前n项和Sn=n2+n+1,则an=2n.( )
解析 (2)不正确,an+1=Sn+1-Sn;(4)不正确,当n=1时,a1=S1=3,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n,∴an=
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.设数列{an}的前n项和Sn=n2,则a8的值为( )
A.15 B.16
C.49 D.64
解析 当n=8时,a8=S8-S7=82-72=15.
答案 A
3.已知数列的前4项为2,0,2,0,则依此归纳该数列的通项不可能是( )
A.an=(-1)n-1+1 B.an=
C.an=2sin D.an=cos(n-1)π+1
解析 对n=1,2,3,4进行验证,an=2sin不合题意,故选C.
答案 C
4.(必修5P33A5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an=________.
解析 a1=1,a2=6=1+5=1+5×(2-1),
a3=11=1+5×2=1+5×(3-1),
a4=16=1+5×3=1+5×(4-1),
∴an=1+5×(n-1)=5n-4.
答案 5n-4
5.在数列{an}中,a1=2,且对任意的m,n∈N*有am+n=am·an,则a6=________.
解析 a6=a2a4=a2a2a2=(a)3=26=64.
答案 64
6.(2020·北京朝阳区一模)等比数列{an}满足如下条件:①a1>0;②数列{an}的前n项和Sn<1.试写出满足上述所有条件的一个数列的通项公式________.
解析 例:a1=>0,q=,Sn==1-<1,则an=.
答案 an=(n∈N*)(答案不唯一)
考点一 由数列的前几项求数列的通项
【例1】 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2),,,,,…;
(3),2,,8,,…;
(4)5,55,555,5 555,….
解 (1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n,观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式为an=(-1)n(6n-5).
(2)这是一个分数数列,分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,每一项都是两个相邻奇数的乘积,分子依次为2,4,6,…,相邻的偶数,故所求数列的一个通项公式为an=.
(3)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察.即,,,,,…,分子为项数的平方,从而可得数列的一个通项公式为an=.
(4)将原数列改写为×9,×99,×999,…,易知数列9,99,999,…的通项为10n-1,故所求的数列的一个通项公式为an=(10n-1).
规律方法 根据所给数列的前几项求其通项时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:
(1)分式中分子、分母的各自特征;
(2)相邻项的联系特征;
(3)拆项后的各部分特征;
(4)符号特征.应多进行对比、分析,从整体到局部多角度观察、归纳、联想.
【训练1】 (1)数列0,,,,…的一个通项公式为( )
A.an=(n∈N*) B.an=(n∈N*)
C.an=(n∈N*) D.an=(n∈N*)
(2)数列-,,-,,…的一个通项公式an=________.
解析 (1)注意到分子0,2,4,6都是偶数,对照选项排除即可.
(2)这个数列前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式为an=(-1)n.
答案 (1)C (2)(-1)n
考点二 根据Sn与an的关系求通项公式an 多维探究
角度1 由Sn=f(n)求an
【例2-1】 (1)若数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则数列{an}的通项公式an=________.
(2)已知数列{an}的前n项和Sn=3n+1,则数列的通项公式an=________.
解析 (1)当n=1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2;
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]=6n-5,显然当n=1时,不满足上式.
故数列的通项公式为an=
(2)当n=1时,a1=S1=3+1=4,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n+1-3n-1-1=2·3n-1.
显然当n=1时,不满足上式.
∴an=
答案 (1) (2)
规律方法 由Sn=f(n)求an时,先分n=1,n≥2两种情况讨论,然后看能否合并成统一表达式.
【训练2-1】 若等比数列{an}的前n项和Sn=k+,求常数k的值.
解 当n=1时,a1=S1=k+,
a2=S2-S1=-=-,
a3=S3-S2=-=-,
由等比数列性质得=×,解得k=-2.
角度2 由f(an,Sn)=0消去an型
【例2-2】 若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明 当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,
得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,所以-=2,
又==2,故是首项为2,公差为2的等差数列.
(2)解 由(1)可得=2n,∴Sn=.
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-==-.
当n=1时,a1=不适合上式.
故an=
规律方法 由an=Sn-Sn-1(n≥2)消去an,得到Sn的递推式,进而解出Sn的表达式,再求an.
【训练2-2】 (2020·上海嘉定区质检)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=anan+1(n∈N*),则an=________.
解析 由2Sn=anan+1可知2Sn-1=an-1an(n≥2),两式相减得2an=anan+1-an-1an=an(an+1-an-1),因为a1=1,所以an≠0,2=an+1-an-1,又因为a1=1,2S1=a1a2,所以a2=2,结合an+1-an-1=2,所以an-an-1=1,数列{an}是以1为公差,1为首项的等差数列,所以an=n.
答案 n
角度3 由f(an,Sn)=0消去Sn型
【例2-3】 若数列{an}的前n项和Sn=an+,求{an}的通项公式an.
解 由Sn=an+,得当n≥2时,Sn-1=an-1+,
两式相减,得an=an-an-1,
∴当n≥2时,an=-2an-1,即=-2.
又n=1时,S1=a1=a1+,a1=1,
∴an=(-2)n-1.
规律方法 由f(an,Sn)=0得出f(an-1,Sn-1)=0,两式相减得到数列递推公式求解.
【训练2-3】 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an+1=2Sn+1,n∈N*,求数列{an}的通项公式.
解 因为an+1=2Sn+1,当n≥2时,an=2Sn-1+1,
两式相减得an+1-an=2an,即an+1=3an,
又a1=1,a2=2S1+1=3,
所以=3,从而{an}是首项为1,公比为3的等比数列,
所以an=3n-1.
考点三 由数列的递推公式求通项公式 多维探究
角度1 an+1=an+f(n)、an+1=anf(n)型
【例3-1】 在数列{an}中,
(1)若a1=2,an+1=an+n+1,则通项公式an=________.
(2)(一题多解)若a1=1,an=an-1(n≥2),则通项公式an=________.
解析 (1)由题意得,当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=2+(2+3+…+n)=2+=.又a1=2,符合上式,因此an=.
(2)法一 因为an=an-1(n≥2),所以an-1=·an-2,…,a2=a1,以上(n-1)个式子的等号两端分别相乘得an=a1···…·==.
法二 因为an=···…···a1=···…·1=.
答案 (1) (2)
规律方法 (1)形如an+1=an+f(n)的递推关系式利用累加法求通项公式,特别注意能消去多少项,保留多少项.
(2)形如an+1=an·f(n)的递推关系式可化为=f(n)的形式,可用累乘法,也可用an=··…··a1代入求出通项.
【训练3-1】 在数列{an}中,
(1)a1=1,(n2+2n)(an+1-an)=1(n∈N*),则通项公式an=________.
(2)a1=2,an+1=2an,则通项公式an为________.
解析 (1)由(n2+2n)(an+1-an)=1得an+1-an==·,所以a2-a1=×,a3-a2=×,…,an-1-an-2=,an-an-1=,所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1=×+1=-.
(2)an+1=2an=an,
即=.
∴an=··…··a1
=··…··2
=n·2n.
答案 (1)- (2)n·2n
角度2 an+1=pan+q与an+1=pan+f(n)型
【例3-2】 在数列{an}中,
(1)若a1=1,an+1=2an+3,则通项公式an=________.
(2)若a1=2,an+1=2an+2n+1,则通项公式an=________.
解析 (1)设递推公式an+1=2an+3可以转化为an+1+t=2(an+t),即an+1=2an+t,解得t=3.
故an+1+3=2(an+3).
令bn=an+3,则b1=a1+3=4,且==2.
所以{bn}是以4为首项,2为公比的等比数列.
∴bn=4·2n-1=2n+1,∴an=2n+1-3.
(2)将式子an+1=2an+2n+1两边同除以2n+1得,=+1,
所以是首项、公差均为1的等差数列,
所以=n,an=n·2n.
答案 (1)2n+1-3 (2)n·2n
规律方法 (1)形如an+1=pan+q的递推关系式可以化为(an+1+x)=p(an+x)的形式,构成新的等比数列,求出通项公式,求变量x是关键.
(2)求满足an+1=pan+f(n)(p是非零常数)的数列{an}的通项公式,可先在两边同除以f(n)后再用累加法求得.
【训练3-2】 (1)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=2an+1,则其通项公式an=________.
(2)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=an-,则其通项公式an=________.
解析 (1)由题意知an+1+1=2(an+1),∴数列{an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴an+1=2n,∴an=2n-1.
(2)由an+1=an-得2nan+1=2n-1an-1,
令bn=2n-1an,则bn+1-bn=-1,又a1=1,
∴b1=1,∴bn=1+(n-1)×(-1)=-n+2.
即2n-1an=-n+2,∴an=.
答案 (1)2n-1 (2)
角度3 an+2=pan+1+qan与an+1=型
【例3-3】 在数列{an}中,
(1)若a1=1,a2=4,an+2+2an=3an+1(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
(2)若a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式an=________.
解析 (1)由an+2+2an-3an+1=0,
得an+2-an+1=2(an+1-an),
∴数列{an+1-an}是以a2-a1=3为首项,2为公比的等比数列,∴an+1-an=3×2n-1,
∴n≥2时,an-an-1=3×2n-2,…,a3-a2=3×2,a2-a1=3,
将以上各式累加得
an-a1=3×2n-2+…+3×2+3=3(2n-1-1),
∴an=3×2n-1-2(当n=1时,也满足).
(2)对an+1=两边取倒数,得=+3,
所以数列是首项为=1,公差为3的等差数列,
所以=3n-2,an=.
答案 (1)3·2n-1-2 (2)
规律方法 (1)对an+2=pan+1+qan型,可化为an+2+xan+1=(p+x),令x=,求得x来解决.
(2)对an+1=型可取倒数,构造新数列求解.
【训练3-3】 在数列{an}中,
(1)若a1=5,a2=2,an+2=2an+1+3an,则an=________.
(2)若a1=5,an+1=,则an=________.
解析 (1)设an+2+xan+1=(2+x)an+1+3an(x≠-2,x是待定系数),
即an+2+xan+1=(2+x),
令x=,解得x=-3或1.
当x=-3时,得an+2-3an+1=-(an+1-3an),
所以{an+1-3an}是首项为-13、公比为-1的等比数列,
得an+1-3an=-13·(-1)n-1.
当x=1时,同理可得an+1+an=7·3n-1,
解关于an+1,an的方程组
可得an=.
(2)令an=bn+p,得bn+1+p=
bn+1=-p=
令4p-4-p2=0,得p=2,
所以b1=3,bn+1=,两边取倒数,=1+,
为首项为=,公差为1的等差数列,可求得bn=,所以an=.
答案 (1) (2)
求数列的通项公式
【例题】 (满分15分)(2018·浙江卷)已知等比数列{an}的公比q>1,且a3+a4+a5=28,a4+2是a3,a5的等差中项.数列{bn}满足b1=1,数列{(bn+1-bn)an}的前n项和为2n2+n.
(1)求q的值;
(2)求数列{bn}的通项公式.
审题路线图
(1)
(2).
满分解答
解 (1)由a4+2是a3,a5的等差中项得a3+a5=2a4+4,
所以a3+a4+a5=3a4+4=28,解得a4=8.
由a3+a5=20得8=20,
解得q=2或q=,
因为q>1,所以q=2.(5分)
(2)设cn=(bn+1-bn)an,数列{cn}前n项和为Sn.
由cn=解得cn=4n-1.(7分)
由(1)可知an=2n-1,
所以bn+1-bn=(4n-1)·,
故bn-bn-1=(4n-5)·,n≥2,(9分)
bn-b1=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b3-b2)+(b2-b1)
=(4n-5)·+(4n-9)·+…+7×+3.(11分)
设Tn=3+7×+11×+…+(4n-5)·,n≥2,
Tn=3×+7×+…+(4n-9)·+(4n-5)·,
所以Tn=3+4×+4×+…+4·-·,
因此Tn=14-(4n+3)·,n≥2,(14分)
又b1=1,所以bn=15-(4n+3)·,n≥2,又b1=1也适合上式,
所以bn=15-(4n+3)·.(15分)
[构建模板]
……找关系:列方程(组)求q
……求通项:由{(bn+1-bn)an}前n项和求出其通项公式.
……找关系:利用第二步结果结合{an}的通项,找出{bn}的递推关系式
……方法:逐差法,错位相减法求和
……回代得出n≥2时,bn的公式
……反思:需检验n=1的情况,得结论
【训练】 (2019·天津卷)设{an}是等差数列,{bn}是等比数列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2-2,b3=2a3+4.
(1)求{an}和{bn}的通项公式.
(2)设数列{cn}满足c1=1,cn=其中k∈N*.
①求数列{a2n(c2n-1)}的通项公式;
②求aici(n∈N*).
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
依题意得解得
故an=4+(n-1)×3=3n+1,bn=6×2n-1=3×2n.
所以{an}的通项公式为an=3n+1,{bn}的通项公式为bn=3×2n.
(2)①a2n(c2n-1)=a2n(bn-1)=(3×2n+1)(3×2n-1)=9×4n-1.
所以数列{a2n(c2n-1)}的通项公式为a2n(c2n-1)=9×4n-1.
②aici= [ai+ai(ci-1)]
=ai+a2i(c2i-1)
=+ (9×4i-1)
=(3×22n-1+5×2n-1)+9×-n
=27×22n-1+5×2n-1-n-12(n∈N*).
基础巩固题组
一、选择题
1.数列,-,,-,…的第10项是( )
A.- B.-
C.- D.-
解析 所给数列呈现分数形式,且正负相间,求通项公式时,我们可以把每一部分进行分解:符号、分母、分子.很容易归纳出数列{an}的通项公式an=(-1)n+1·,故a10=-.
答案 C
2.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式an等于( )
A. B.cos
C.cos π D.cos π
解析 令n=1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D正确.
答案 D
3.设an=-3n2+15n-18,则数列{an}中的最大项的值是( )
A. B.
C.4 D.0
解析 ∵an=-3+,由二次函数性质得当n=2或3时,an最大,最大为0.
答案 D
4.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 依题意得(an+2+an+1)-(an+1+an)=[2(n+1)-3]-(2n-3)=2,即an+2-an=2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4.
答案 D
5.数列{an}的前n项积为n2,那么当n≥2时,an=( )
A.2n-1 B.n2
C. D.
解析 设数列{an}的前n项积为Tn,则Tn=n2,
当n≥2时,an==.
答案 D
6.已知数列{an}满足a1=1,an+1-an≥2(n∈N*),则( )
A.an≥2n+1 B.an≥2n-1
C.Sn≥n2 D.Sn≥2n-1
解析 由an+1-an≥2,得a2-a1≥2,a3-a2≥2,…,an-an-1≥2,累加得an=an-an-1+an-1-an-2+…+a2-a1+a1≥2(n-1)+1=2n-1,所以Sn≥1+3+5+…+2n-1=n×=n2.
答案 C
二、填空题
7.若数列{an}满足关系an+1=1+,a8=,则a5=________.
解析 借助递推关系,则a8递推依次得到a7=,a6=,a5=.
答案
8.已知数列{an}的前n项和为Sn,且an≠0(n∈N*),又anan+1=Sn,则a3-a1=________.
解析 因为anan+1=Sn,所以令n=1得a1a2=S1=a1,由于a1≠0,则a2=1,令n=2,得a2a3=S2=a1+a2,即a3=1+a1,所以a3-a1=1.
答案 1
9.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n-1(n∈N*),则a1=________;数列{an}的通项公式为an=________.
解析 由题意易得a1=S1=2,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+2n-1)-[(n-1)2+2(n-1)-1]=2n+1,而a1=2≠3,所以an=
答案 2
10.已知数列{an}满足an+2=an+1-an,且a1=2,a2=3,则a2 019的值为________.
解析 由题意得a3=a2-a1=1,a4=a3-a2=-2,a5=a4-a3=-3,a6=a5-a4=-1,a7=a6-a5=2,a8=a7-a6=3,∴数列{an}是周期为6的周期数列,而2 019=6×336+3,∴a2 019=a3=1.
答案 1
三、解答题
11.(2020·北京延庆区一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=4an-3(n∈N*).
(1)证明:数列{an}是等比数列;
(2)若数列{bn}满足bn+1=an+bn(n∈N*),且b1=2,求数列{bn}的通项公式.
(1)证明 由Sn=4an-3可知当n=1时a1=4a1-3,解得a1=1.当n≥2时,Sn=4an-3,Sn-1=4an-1-3,两式相减得an=4an-4an-1,即an=an-1,
∴{an}是首项为1,公比为的等比数列.
(2)解 由(1)可知an=,
由bn+1=an+bn(n∈N*)得bn+1-bn=an=.
所以当n≥2时,bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1)=2+++…+
=2+=3·-1.
当n=1时上式也满足条件,
故数列{bn}的通项公式为bn=3·-1.
12.已知数列{an}的前n项和Sn=2n2+2n,数列{bn}的前n项和Tn=2-bn.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)(一题多解)设cn=a·bn,证明:当且仅当n≥3时,cn+1<cn.
(1)解 当n=1时,a1=S1=4.
对于n≥2,有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.
又当n=1时,a1=4适合上式,故{an}的通项公式an=4n.将n=1代入Tn=2-bn,得b1=2-b1,故T1=b1=1.
对于n≥2,由Tn-1=2-bn-1,Tn=2-bn,
得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1),bn=bn-1,所以数列{bn}是以1为首项,为公比的等比数列,故bn=21-n.
(2)证明 法一 由cn=a·bn=n225-n,
得=.
当且仅当n≥3时,1+≤<,即<1,
即cn+1<cn.
法二 由cn=a·bn=n225-n,得
cn+1-cn=24-n[(n+1)2-2n2]=24-n[-(n-1)2+2].
当且仅当n≥3时,cn+1-cn<0,即cn+1<cn.
能力提升题组
13.已知数列{an}的首项a1=a,其前n项和为Sn,且满足Sn+Sn-1=4n2(n≥2,n∈N*),若对任意n∈N*,an<an+1恒成立,则a的取值范围是( )
A.(3,5) B.(4,6)
C.[3,5) D.[4,6)
解析 由Sn+Sn-1=4n2(n≥2,n∈N*),得Sn+1+Sn=4(n+1)2.两式相减得an+1+an=8n+4(n≥2),则an+2+an+1=8n+12.两式相减得an+2-an=8(n≥2).又由a1=a,a1+a2+a1=16得a2=16-2a,又由a1+a2+a3+a1+a2=4×32得a3=4+2a,所以a2n=a2+8(n-1)=8n+8-2a,a2n+1=a3+8(n-1)=8n-4+2a.因为对任意n∈N*,an<an+1恒成立,所以解得3<a<5.
答案 A
14.(2020·宁波模拟)若[x]表示不超过x的最大整数,如[2.3]=2,[4]=4,[-2.3]=-3.已知an=,b1=a1,bn=an-10an-1(n∈N*,n≥2),则b2 019=( )
A.2 B.5
C.7 D.8
解析 依次计算得b1=2,b2=a2-10a1=-20=8,b3=-10=5,b4=-10=7,b5=-10=1,b6=-10=4,b7=-10=2=b1,故{bn}为周期数列,且周期为6,故b2 019=b3=5,故选B.
答案 B
15.著名的斐波那契数列{an}:1,1,2,3,5,8,…,满足a1=a2=1,an+2=an+1+an,n∈N*,那么1+a3+a5+a7+a9+…+a2 017是斐波那契数列的第________项.
解析 1+a3+a5+a7+a9+…+a2 017=a2+a3+a5+a7+a9+…+a2 017=a4+a5+a7+a9+…+a2 017=a6+a7+a9+…+a2 017=a8+a9+…+a2 017=…=a2 016+a2 017=a2 018,即为第2 018项.
答案 2 018
16.我们可以利用数列{an}的递推公式an=(n∈N*)求出这个数列各项的值,使得这个数列中的每一项都是奇数.则a24+a25=________;研究发现,该数列中的奇数都会重复出现,那么第8个5是该数列的第________项.
解析 a24=a12=a6=a3=3,a25=25,故a24+a25=28.
又∵a5=5,a10=5,a20=5,a40=5…,即项的值为5时,
下角码是首项为5,公比为2的等比数列,
∴第8个5是该数列的第5×28-1=640项.
答案 28 640
17.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.
解 (1)由S2=a2得3(a1+a2)=4a2,
解得a2=3a1=3.
由S3=a3得3(a1+a2+a3)=5a3,
解得a3=(a1+a2)=6.
(2)由题设知a1=1.
当n≥2时,有an=Sn-Sn-1=an-an-1,
整理得an=an-1.
于是
a1=1,
a2=a1,
a3=a2,
……
an-1=an-2,
an=an-1.
将以上n个等式两端分别相乘,
整理得an=.
显然,当n=1时也满足上式.
综上可知,{an}的通项公式an=.
18.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数.
(1)证明:an+2-an=λ;
(2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由.
(1)证明 由题设知anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1.
两式相减得an+1(an+2-an)=λan+1.
由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.
(2)解 由题设知a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.
由(1)知a3=λ+1.
由2a2=a1+a3,解得λ=4.故an+2-an=4,
由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=4n-3;
{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1.
所以an=2n-1,an+1-an=2.
因此存在λ=4,使得数列{an}为等差数列.
第2节 数列的通项公式
考试要求 会求简单数列的通项公式.
知 识 梳 理
1.归纳法:寻找数列的项与序号之间的规律.
2.公式法:利用等差、等比数列的通项公式.
3.前n项和法:若数列{an}的前n项和为Sn,则an=
4.递推公式法:如果数列{an}的第n项与它前一项(或前几项)的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的递推公式.数列的递推公式包含两个部分,一是递推关系,二是初始条件.此类型一般用累加(乘)法、叠代法、或构造新数列解决.
5.由f(an,Sn)=0,求an.一般用转化法,即项an和Sn互化.
[常用结论与易错提醒]
1.由Sn=f(n)求an时,需检验n=1的情况.
2.由递推公式求通项公式时,注意构造新数列.
3.由f(an,Sn)=0求an时,注意利用变量n.
诊 断 自 测
1.判断下列说法的正误.
(1)给出数列的前几项,写出的通项公式可能不唯一.( )
(2)an=Sn+1-Sn(n∈N*).( )
(3)利用递推公式和初始项的值,应该能推出数列的其余各项.( )
(4)若数列{an}的前n项和Sn=n2+n+1,则an=2n.( )
解析 (2)不正确,an+1=Sn+1-Sn;(4)不正确,当n=1时,a1=S1=3,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n,∴an=
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.设数列{an}的前n项和Sn=n2,则a8的值为( )
A.15 B.16
C.49 D.64
解析 当n=8时,a8=S8-S7=82-72=15.
答案 A
3.已知数列的前4项为2,0,2,0,则依此归纳该数列的通项不可能是( )
A.an=(-1)n-1+1 B.an=
C.an=2sin D.an=cos(n-1)π+1
解析 对n=1,2,3,4进行验证,an=2sin不合题意,故选C.
答案 C
4.(必修5P33A5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an=________.
解析 a1=1,a2=6=1+5=1+5×(2-1),
a3=11=1+5×2=1+5×(3-1),
a4=16=1+5×3=1+5×(4-1),
∴an=1+5×(n-1)=5n-4.
答案 5n-4
5.在数列{an}中,a1=2,且对任意的m,n∈N*有am+n=am·an,则a6=________.
解析 a6=a2a4=a2a2a2=(a)3=26=64.
答案 64
6.(2020·北京朝阳区一模)等比数列{an}满足如下条件:①a1>0;②数列{an}的前n项和Sn<1.试写出满足上述所有条件的一个数列的通项公式________.
解析 例:a1=>0,q=,Sn==1-<1,则an=.
答案 an=(n∈N*)(答案不唯一)
考点一 由数列的前几项求数列的通项
【例1】 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2),,,,,…;
(3),2,,8,,…;
(4)5,55,555,5 555,….
解 (1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n,观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式为an=(-1)n(6n-5).
(2)这是一个分数数列,分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,每一项都是两个相邻奇数的乘积,分子依次为2,4,6,…,相邻的偶数,故所求数列的一个通项公式为an=.
(3)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察.即,,,,,…,分子为项数的平方,从而可得数列的一个通项公式为an=.
(4)将原数列改写为×9,×99,×999,…,易知数列9,99,999,…的通项为10n-1,故所求的数列的一个通项公式为an=(10n-1).
规律方法 根据所给数列的前几项求其通项时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:
(1)分式中分子、分母的各自特征;
(2)相邻项的联系特征;
(3)拆项后的各部分特征;
(4)符号特征.应多进行对比、分析,从整体到局部多角度观察、归纳、联想.
【训练1】 (1)数列0,,,,…的一个通项公式为( )
A.an=(n∈N*) B.an=(n∈N*)
C.an=(n∈N*) D.an=(n∈N*)
(2)数列-,,-,,…的一个通项公式an=________.
解析 (1)注意到分子0,2,4,6都是偶数,对照选项排除即可.
(2)这个数列前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式为an=(-1)n.
答案 (1)C (2)(-1)n
考点二 根据Sn与an的关系求通项公式an 多维探究
角度1 由Sn=f(n)求an
【例2-1】 (1)若数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则数列{an}的通项公式an=________.
(2)已知数列{an}的前n项和Sn=3n+1,则数列的通项公式an=________.
解析 (1)当n=1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2;
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]=6n-5,显然当n=1时,不满足上式.
故数列的通项公式为an=
(2)当n=1时,a1=S1=3+1=4,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n+1-3n-1-1=2·3n-1.
显然当n=1时,不满足上式.
∴an=
答案 (1) (2)
规律方法 由Sn=f(n)求an时,先分n=1,n≥2两种情况讨论,然后看能否合并成统一表达式.
【训练2-1】 若等比数列{an}的前n项和Sn=k+,求常数k的值.
解 当n=1时,a1=S1=k+,
a2=S2-S1=-=-,
a3=S3-S2=-=-,
由等比数列性质得=×,解得k=-2.
角度2 由f(an,Sn)=0消去an型
【例2-2】 若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明 当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,
得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,所以-=2,
又==2,故是首项为2,公差为2的等差数列.
(2)解 由(1)可得=2n,∴Sn=.
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-==-.
当n=1时,a1=不适合上式.
故an=
规律方法 由an=Sn-Sn-1(n≥2)消去an,得到Sn的递推式,进而解出Sn的表达式,再求an.
【训练2-2】 (2020·上海嘉定区质检)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=anan+1(n∈N*),则an=________.
解析 由2Sn=anan+1可知2Sn-1=an-1an(n≥2),两式相减得2an=anan+1-an-1an=an(an+1-an-1),因为a1=1,所以an≠0,2=an+1-an-1,又因为a1=1,2S1=a1a2,所以a2=2,结合an+1-an-1=2,所以an-an-1=1,数列{an}是以1为公差,1为首项的等差数列,所以an=n.
答案 n
角度3 由f(an,Sn)=0消去Sn型
【例2-3】 若数列{an}的前n项和Sn=an+,求{an}的通项公式an.
解 由Sn=an+,得当n≥2时,Sn-1=an-1+,
两式相减,得an=an-an-1,
∴当n≥2时,an=-2an-1,即=-2.
又n=1时,S1=a1=a1+,a1=1,
∴an=(-2)n-1.
规律方法 由f(an,Sn)=0得出f(an-1,Sn-1)=0,两式相减得到数列递推公式求解.
【训练2-3】 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an+1=2Sn+1,n∈N*,求数列{an}的通项公式.
解 因为an+1=2Sn+1,当n≥2时,an=2Sn-1+1,
两式相减得an+1-an=2an,即an+1=3an,
又a1=1,a2=2S1+1=3,
所以=3,从而{an}是首项为1,公比为3的等比数列,
所以an=3n-1.
考点三 由数列的递推公式求通项公式 多维探究
角度1 an+1=an+f(n)、an+1=anf(n)型
【例3-1】 在数列{an}中,
(1)若a1=2,an+1=an+n+1,则通项公式an=________.
(2)(一题多解)若a1=1,an=an-1(n≥2),则通项公式an=________.
解析 (1)由题意得,当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=2+(2+3+…+n)=2+=.又a1=2,符合上式,因此an=.
(2)法一 因为an=an-1(n≥2),所以an-1=·an-2,…,a2=a1,以上(n-1)个式子的等号两端分别相乘得an=a1···…·==.
法二 因为an=···…···a1=···…·1=.
答案 (1) (2)
规律方法 (1)形如an+1=an+f(n)的递推关系式利用累加法求通项公式,特别注意能消去多少项,保留多少项.
(2)形如an+1=an·f(n)的递推关系式可化为=f(n)的形式,可用累乘法,也可用an=··…··a1代入求出通项.
【训练3-1】 在数列{an}中,
(1)a1=1,(n2+2n)(an+1-an)=1(n∈N*),则通项公式an=________.
(2)a1=2,an+1=2an,则通项公式an为________.
解析 (1)由(n2+2n)(an+1-an)=1得an+1-an==·,所以a2-a1=×,a3-a2=×,…,an-1-an-2=,an-an-1=,所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1=×+1=-.
(2)an+1=2an=an,
即=.
∴an=··…··a1
=··…··2
=n·2n.
答案 (1)- (2)n·2n
角度2 an+1=pan+q与an+1=pan+f(n)型
【例3-2】 在数列{an}中,
(1)若a1=1,an+1=2an+3,则通项公式an=________.
(2)若a1=2,an+1=2an+2n+1,则通项公式an=________.
解析 (1)设递推公式an+1=2an+3可以转化为an+1+t=2(an+t),即an+1=2an+t,解得t=3.
故an+1+3=2(an+3).
令bn=an+3,则b1=a1+3=4,且==2.
所以{bn}是以4为首项,2为公比的等比数列.
∴bn=4·2n-1=2n+1,∴an=2n+1-3.
(2)将式子an+1=2an+2n+1两边同除以2n+1得,=+1,
所以是首项、公差均为1的等差数列,
所以=n,an=n·2n.
答案 (1)2n+1-3 (2)n·2n
规律方法 (1)形如an+1=pan+q的递推关系式可以化为(an+1+x)=p(an+x)的形式,构成新的等比数列,求出通项公式,求变量x是关键.
(2)求满足an+1=pan+f(n)(p是非零常数)的数列{an}的通项公式,可先在两边同除以f(n)后再用累加法求得.
【训练3-2】 (1)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=2an+1,则其通项公式an=________.
(2)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=an-,则其通项公式an=________.
解析 (1)由题意知an+1+1=2(an+1),∴数列{an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴an+1=2n,∴an=2n-1.
(2)由an+1=an-得2nan+1=2n-1an-1,
令bn=2n-1an,则bn+1-bn=-1,又a1=1,
∴b1=1,∴bn=1+(n-1)×(-1)=-n+2.
即2n-1an=-n+2,∴an=.
答案 (1)2n-1 (2)
角度3 an+2=pan+1+qan与an+1=型
【例3-3】 在数列{an}中,
(1)若a1=1,a2=4,an+2+2an=3an+1(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
(2)若a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式an=________.
解析 (1)由an+2+2an-3an+1=0,
得an+2-an+1=2(an+1-an),
∴数列{an+1-an}是以a2-a1=3为首项,2为公比的等比数列,∴an+1-an=3×2n-1,
∴n≥2时,an-an-1=3×2n-2,…,a3-a2=3×2,a2-a1=3,
将以上各式累加得
an-a1=3×2n-2+…+3×2+3=3(2n-1-1),
∴an=3×2n-1-2(当n=1时,也满足).
(2)对an+1=两边取倒数,得=+3,
所以数列是首项为=1,公差为3的等差数列,
所以=3n-2,an=.
答案 (1)3·2n-1-2 (2)
规律方法 (1)对an+2=pan+1+qan型,可化为an+2+xan+1=(p+x),令x=,求得x来解决.
(2)对an+1=型可取倒数,构造新数列求解.
【训练3-3】 在数列{an}中,
(1)若a1=5,a2=2,an+2=2an+1+3an,则an=________.
(2)若a1=5,an+1=,则an=________.
解析 (1)设an+2+xan+1=(2+x)an+1+3an(x≠-2,x是待定系数),
即an+2+xan+1=(2+x),
令x=,解得x=-3或1.
当x=-3时,得an+2-3an+1=-(an+1-3an),
所以{an+1-3an}是首项为-13、公比为-1的等比数列,
得an+1-3an=-13·(-1)n-1.
当x=1时,同理可得an+1+an=7·3n-1,
解关于an+1,an的方程组
可得an=.
(2)令an=bn+p,得bn+1+p=
bn+1=-p=
令4p-4-p2=0,得p=2,
所以b1=3,bn+1=,两边取倒数,=1+,
为首项为=,公差为1的等差数列,可求得bn=,所以an=.
答案 (1) (2)
求数列的通项公式
【例题】 (满分15分)(2018·浙江卷)已知等比数列{an}的公比q>1,且a3+a4+a5=28,a4+2是a3,a5的等差中项.数列{bn}满足b1=1,数列{(bn+1-bn)an}的前n项和为2n2+n.
(1)求q的值;
(2)求数列{bn}的通项公式.
审题路线图
(1)
(2).
满分解答
解 (1)由a4+2是a3,a5的等差中项得a3+a5=2a4+4,
所以a3+a4+a5=3a4+4=28,解得a4=8.
由a3+a5=20得8=20,
解得q=2或q=,
因为q>1,所以q=2.(5分)
(2)设cn=(bn+1-bn)an,数列{cn}前n项和为Sn.
由cn=解得cn=4n-1.(7分)
由(1)可知an=2n-1,
所以bn+1-bn=(4n-1)·,
故bn-bn-1=(4n-5)·,n≥2,(9分)
bn-b1=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b3-b2)+(b2-b1)
=(4n-5)·+(4n-9)·+…+7×+3.(11分)
设Tn=3+7×+11×+…+(4n-5)·,n≥2,
Tn=3×+7×+…+(4n-9)·+(4n-5)·,
所以Tn=3+4×+4×+…+4·-·,
因此Tn=14-(4n+3)·,n≥2,(14分)
又b1=1,所以bn=15-(4n+3)·,n≥2,又b1=1也适合上式,
所以bn=15-(4n+3)·.(15分)
[构建模板]
……找关系:列方程(组)求q
……求通项:由{(bn+1-bn)an}前n项和求出其通项公式.
……找关系:利用第二步结果结合{an}的通项,找出{bn}的递推关系式
……方法:逐差法,错位相减法求和
……回代得出n≥2时,bn的公式
……反思:需检验n=1的情况,得结论
【训练】 (2019·天津卷)设{an}是等差数列,{bn}是等比数列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2-2,b3=2a3+4.
(1)求{an}和{bn}的通项公式.
(2)设数列{cn}满足c1=1,cn=其中k∈N*.
①求数列{a2n(c2n-1)}的通项公式;
②求aici(n∈N*).
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
依题意得解得
故an=4+(n-1)×3=3n+1,bn=6×2n-1=3×2n.
所以{an}的通项公式为an=3n+1,{bn}的通项公式为bn=3×2n.
(2)①a2n(c2n-1)=a2n(bn-1)=(3×2n+1)(3×2n-1)=9×4n-1.
所以数列{a2n(c2n-1)}的通项公式为a2n(c2n-1)=9×4n-1.
②aici= [ai+ai(ci-1)]
=ai+a2i(c2i-1)
=+ (9×4i-1)
=(3×22n-1+5×2n-1)+9×-n
=27×22n-1+5×2n-1-n-12(n∈N*).
基础巩固题组
一、选择题
1.数列,-,,-,…的第10项是( )
A.- B.-
C.- D.-
解析 所给数列呈现分数形式,且正负相间,求通项公式时,我们可以把每一部分进行分解:符号、分母、分子.很容易归纳出数列{an}的通项公式an=(-1)n+1·,故a10=-.
答案 C
2.数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式an等于( )
A. B.cos
C.cos π D.cos π
解析 令n=1,2,3,…,逐一验证四个选项,易得D正确.
答案 D
3.设an=-3n2+15n-18,则数列{an}中的最大项的值是( )
A. B.
C.4 D.0
解析 ∵an=-3+,由二次函数性质得当n=2或3时,an最大,最大为0.
答案 D
4.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 依题意得(an+2+an+1)-(an+1+an)=[2(n+1)-3]-(2n-3)=2,即an+2-an=2,所以a8-a4=(a8-a6)+(a6-a4)=2+2=4.
答案 D
5.数列{an}的前n项积为n2,那么当n≥2时,an=( )
A.2n-1 B.n2
C. D.
解析 设数列{an}的前n项积为Tn,则Tn=n2,
当n≥2时,an==.
答案 D
6.已知数列{an}满足a1=1,an+1-an≥2(n∈N*),则( )
A.an≥2n+1 B.an≥2n-1
C.Sn≥n2 D.Sn≥2n-1
解析 由an+1-an≥2,得a2-a1≥2,a3-a2≥2,…,an-an-1≥2,累加得an=an-an-1+an-1-an-2+…+a2-a1+a1≥2(n-1)+1=2n-1,所以Sn≥1+3+5+…+2n-1=n×=n2.
答案 C
二、填空题
7.若数列{an}满足关系an+1=1+,a8=,则a5=________.
解析 借助递推关系,则a8递推依次得到a7=,a6=,a5=.
答案
8.已知数列{an}的前n项和为Sn,且an≠0(n∈N*),又anan+1=Sn,则a3-a1=________.
解析 因为anan+1=Sn,所以令n=1得a1a2=S1=a1,由于a1≠0,则a2=1,令n=2,得a2a3=S2=a1+a2,即a3=1+a1,所以a3-a1=1.
答案 1
9.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n-1(n∈N*),则a1=________;数列{an}的通项公式为an=________.
解析 由题意易得a1=S1=2,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+2n-1)-[(n-1)2+2(n-1)-1]=2n+1,而a1=2≠3,所以an=
答案 2
10.已知数列{an}满足an+2=an+1-an,且a1=2,a2=3,则a2 019的值为________.
解析 由题意得a3=a2-a1=1,a4=a3-a2=-2,a5=a4-a3=-3,a6=a5-a4=-1,a7=a6-a5=2,a8=a7-a6=3,∴数列{an}是周期为6的周期数列,而2 019=6×336+3,∴a2 019=a3=1.
答案 1
三、解答题
11.(2020·北京延庆区一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=4an-3(n∈N*).
(1)证明:数列{an}是等比数列;
(2)若数列{bn}满足bn+1=an+bn(n∈N*),且b1=2,求数列{bn}的通项公式.
(1)证明 由Sn=4an-3可知当n=1时a1=4a1-3,解得a1=1.当n≥2时,Sn=4an-3,Sn-1=4an-1-3,两式相减得an=4an-4an-1,即an=an-1,
∴{an}是首项为1,公比为的等比数列.
(2)解 由(1)可知an=,
由bn+1=an+bn(n∈N*)得bn+1-bn=an=.
所以当n≥2时,bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1)=2+++…+
=2+=3·-1.
当n=1时上式也满足条件,
故数列{bn}的通项公式为bn=3·-1.
12.已知数列{an}的前n项和Sn=2n2+2n,数列{bn}的前n项和Tn=2-bn.
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)(一题多解)设cn=a·bn,证明:当且仅当n≥3时,cn+1<cn.
(1)解 当n=1时,a1=S1=4.
对于n≥2,有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.
又当n=1时,a1=4适合上式,故{an}的通项公式an=4n.将n=1代入Tn=2-bn,得b1=2-b1,故T1=b1=1.
对于n≥2,由Tn-1=2-bn-1,Tn=2-bn,
得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1),bn=bn-1,所以数列{bn}是以1为首项,为公比的等比数列,故bn=21-n.
(2)证明 法一 由cn=a·bn=n225-n,
得=.
当且仅当n≥3时,1+≤<,即<1,
即cn+1<cn.
法二 由cn=a·bn=n225-n,得
cn+1-cn=24-n[(n+1)2-2n2]=24-n[-(n-1)2+2].
当且仅当n≥3时,cn+1-cn<0,即cn+1<cn.
能力提升题组
13.已知数列{an}的首项a1=a,其前n项和为Sn,且满足Sn+Sn-1=4n2(n≥2,n∈N*),若对任意n∈N*,an<an+1恒成立,则a的取值范围是( )
A.(3,5) B.(4,6)
C.[3,5) D.[4,6)
解析 由Sn+Sn-1=4n2(n≥2,n∈N*),得Sn+1+Sn=4(n+1)2.两式相减得an+1+an=8n+4(n≥2),则an+2+an+1=8n+12.两式相减得an+2-an=8(n≥2).又由a1=a,a1+a2+a1=16得a2=16-2a,又由a1+a2+a3+a1+a2=4×32得a3=4+2a,所以a2n=a2+8(n-1)=8n+8-2a,a2n+1=a3+8(n-1)=8n-4+2a.因为对任意n∈N*,an<an+1恒成立,所以解得3<a<5.
答案 A
14.(2020·宁波模拟)若[x]表示不超过x的最大整数,如[2.3]=2,[4]=4,[-2.3]=-3.已知an=,b1=a1,bn=an-10an-1(n∈N*,n≥2),则b2 019=( )
A.2 B.5
C.7 D.8
解析 依次计算得b1=2,b2=a2-10a1=-20=8,b3=-10=5,b4=-10=7,b5=-10=1,b6=-10=4,b7=-10=2=b1,故{bn}为周期数列,且周期为6,故b2 019=b3=5,故选B.
答案 B
15.著名的斐波那契数列{an}:1,1,2,3,5,8,…,满足a1=a2=1,an+2=an+1+an,n∈N*,那么1+a3+a5+a7+a9+…+a2 017是斐波那契数列的第________项.
解析 1+a3+a5+a7+a9+…+a2 017=a2+a3+a5+a7+a9+…+a2 017=a4+a5+a7+a9+…+a2 017=a6+a7+a9+…+a2 017=a8+a9+…+a2 017=…=a2 016+a2 017=a2 018,即为第2 018项.
答案 2 018
16.我们可以利用数列{an}的递推公式an=(n∈N*)求出这个数列各项的值,使得这个数列中的每一项都是奇数.则a24+a25=________;研究发现,该数列中的奇数都会重复出现,那么第8个5是该数列的第________项.
解析 a24=a12=a6=a3=3,a25=25,故a24+a25=28.
又∵a5=5,a10=5,a20=5,a40=5…,即项的值为5时,
下角码是首项为5,公比为2的等比数列,
∴第8个5是该数列的第5×28-1=640项.
答案 28 640
17.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.
解 (1)由S2=a2得3(a1+a2)=4a2,
解得a2=3a1=3.
由S3=a3得3(a1+a2+a3)=5a3,
解得a3=(a1+a2)=6.
(2)由题设知a1=1.
当n≥2时,有an=Sn-Sn-1=an-an-1,
整理得an=an-1.
于是
a1=1,
a2=a1,
a3=a2,
……
an-1=an-2,
an=an-1.
将以上n个等式两端分别相乘,
整理得an=.
显然,当n=1时也满足上式.
综上可知,{an}的通项公式an=.
18.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数.
(1)证明:an+2-an=λ;
(2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由.
(1)证明 由题设知anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1.
两式相减得an+1(an+2-an)=λan+1.
由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.
(2)解 由题设知a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.
由(1)知a3=λ+1.
由2a2=a1+a3,解得λ=4.故an+2-an=4,
由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=4n-3;
{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1.
所以an=2n-1,an+1-an=2.
因此存在λ=4,使得数列{an}为等差数列.
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