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重難點(diǎn)07五種數(shù)列求和方法(核心考點(diǎn)講與練)能力拓展能力拓展題型一:等差等比公式法一、單選題1.(2022·山西·模擬預(yù)測(cè)(理))已知等比數(shù)列的首項(xiàng)為1,若成等差數(shù)列,則的前6項(xiàng)的和為(
)A.31 B. C. D.63【答案】C【分析】設(shè)數(shù)列的公比為,根據(jù)題意求出公比,再根據(jù)等比數(shù)列前項(xiàng)和的公式即可得解.【詳解】解:設(shè)數(shù)列的公比為,因?yàn)槌傻炔顢?shù)列,所以,得,即,解得,故前6項(xiàng)的和為.故選:C.2.(2022·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))記等比數(shù)列{}的前n項(xiàng)和為.若,則=(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)條件得到,,從而求出公比,利用求和公式求出答案.【詳解】因?yàn)?,所以,因?yàn)?,所以,所以公比,所以故選:C3.(2022·山東菏澤·二模)已知數(shù)列中,,且對(duì)任意的m,,都有,則下列選項(xiàng)正確的是(
)A.的值隨n的變化而變化 B.C.若,則 D.為遞增數(shù)列【答案】D【分析】令,得,故A不正確;再根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和求和公式可判斷BCD.【詳解】因?yàn)閷?duì)任意的m,,都有,所以令,得,故A不正確;所以,所以,所以B不正確;若,則,故C不正確;,所以為遞增數(shù)列,故D正確.故選:D.4.(2022·重慶一中高三階段練習(xí))已知等差數(shù)列(公差不為零)和等差數(shù)列的前n項(xiàng)和分別為,,如果關(guān)于x的實(shí)系數(shù)方程有實(shí)數(shù)解,那么以下2021個(gè)方程中,無實(shí)數(shù)解的方程最多有(
)A.1008個(gè) B.1009個(gè) C.1010個(gè) D.1011個(gè)【答案】C【分析】設(shè)出兩個(gè)等差數(shù)列的公差,由等差數(shù)列的性質(zhì)得到,要想無實(shí)根,要滿足,結(jié)合根的判別式與基本不等式得到和至多一個(gè)成立,同理可證:和至多一個(gè)成立,……,和至多一個(gè)成立,且,從而得到結(jié)論..【詳解】由題意得:,其中,,代入上式得:,要想方程無實(shí)數(shù)解,則,顯然第1011個(gè)方程有解,設(shè)方程與方程的判別式分別為和,則,等號(hào)成立的條件是a1=a2021.所以和至多一個(gè)成立,同理可證:和至多一個(gè)成立,……,和至多一個(gè)成立,且,綜上,在所給的2021個(gè)方程中,無實(shí)數(shù)根的方程最多1010個(gè)故選:C【點(diǎn)睛】對(duì)于數(shù)列綜合題目,要綜合所學(xué),將不熟悉的問題轉(zhuǎn)化為我們熟練的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解決,比如本題中要結(jié)合根的判別式,以及等差數(shù)列的性質(zhì),以及基本不等式進(jìn)行求解,屬于難題.二、多選題5.(2022·山東棗莊·三模)給出構(gòu)造數(shù)列的一種方法:在數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入此兩項(xiàng)的和,形成新的數(shù)列,再把所得數(shù)列按照同樣的方法不斷構(gòu)造出新的數(shù)列.現(xiàn)自1,1起進(jìn)行構(gòu)造,第1次得到數(shù)列1,2,1,第2次得到數(shù)列1,3,2,3,1,…,第次得到數(shù)列,記,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,則(
)A. B. C. D.【答案】CD【分析】通過計(jì)算求出的值,運(yùn)用歸納法得到之間的關(guān)系,最后根據(jù)等比數(shù)列的定義和前n項(xiàng)和公式進(jìn)行求解判斷即可.【詳解】由題意得:,所以有,因此選項(xiàng)AB不正確;,所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,因此有,因此選項(xiàng)C正確;,所以選項(xiàng)D正確,故選:CD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:通過計(jì)算得到是解題的關(guān)鍵.三、填空題6.(2022·河南·模擬預(yù)測(cè)(文))設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,已知,,則等于___________.【答案】【分析】根據(jù)數(shù)列通項(xiàng)公式的特征,采用分組求和方法即可求其前2n項(xiàng)的和.【詳解】∵,∴的奇數(shù)項(xiàng)是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,偶數(shù)項(xiàng)是以為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列,∴=.故答案為:.7.(2022·山東·肥城市教學(xué)研究中心模擬預(yù)測(cè))記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,若,,則=_______.【答案】【分析】先由求出首項(xiàng)和公差的關(guān)系,再由求和公式求比值即可.【詳解】是等差數(shù)列,設(shè)公差為,又,,,.故答案為:.8.(2022·陜西·模擬預(yù)測(cè)(理))已知等差數(shù)列公差,其前n項(xiàng)和為,若記數(shù)據(jù)的方差為,數(shù)據(jù)的方差為,則___________.【答案】【分析】先由題設(shè)得到與的關(guān)系式,再利用具有線性關(guān)系的變量之間的方差公式求得結(jié)果即可.【詳解】解:由題設(shè)可得:,又?jǐn)?shù)據(jù),,,的方差為,數(shù)據(jù),,,,的方差為,即,,,,的方差為,所以,,故答案為:4.9.(2022·河北保定·二模)現(xiàn)有10個(gè)圓的圓心都在同一條直線上,從左到右它們的半徑依次構(gòu)成首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,從第2個(gè)圓開始,每個(gè)圓都與前一個(gè)圓外切,前3個(gè)圓如圖所示,若P,Q分別為第1個(gè)圓與第10個(gè)圓上任意一點(diǎn),則的最大值為___________.(用數(shù)字作答)【答案】2046【分析】由題意可知,的最大值為這10個(gè)圓的直徑之和,然后利用等比數(shù)列求和公式可求得結(jié)果【詳解】由題意可知,的最大值為這10個(gè)圓的直徑之和,由等比數(shù)列前項(xiàng)和公式可得,的最大值為.故答案為:204610.(2022·湖北·荊門市龍泉中學(xué)二模)已知數(shù)列的通項(xiàng)公式則的前項(xiàng)和_____.【答案】241【分析】討論、對(duì)應(yīng)的通項(xiàng)可得,結(jié)合等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式求值即可.【詳解】當(dāng)且時(shí),當(dāng)且時(shí),,所以.故答案為:241四、解答題11.(2022·福建廈門·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,滿足,,.(1)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;(2)記,設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)當(dāng)時(shí)可求得;當(dāng)時(shí),由與關(guān)系可得,驗(yàn)證知,由此可證得結(jié)論;(2)由等比數(shù)列通項(xiàng)公式可推導(dǎo)得到;當(dāng)為奇數(shù)時(shí),由知;當(dāng)為偶數(shù)時(shí),令,可知遞增,得到,知;采用分組求和的方式對(duì)奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)分別求和,結(jié)合等比和等差數(shù)列求和公式可求得結(jié)果.(1)當(dāng)時(shí),,解得:;當(dāng)時(shí),由得:,兩式作差得:,即;經(jīng)檢驗(yàn):,滿足;數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.(2)由(1)得:,;則當(dāng)為奇數(shù)時(shí),,,;當(dāng)為偶數(shù)時(shí),;令,則,,即,;.12.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足.(1)證明:是等比數(shù)列;(2)求的值.【答案】(1)證明見解析;(2)【分析】(1)直接由得,又,即可證明是等比數(shù)列;(2)先由等比數(shù)列通項(xiàng)公式求出,進(jìn)而求得,按照分組求和和等比數(shù)列求和公式即可求解.(1)由可得,故,又,故是以1為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列;(2)由(1)知:,則,故,則.13.(2022·山東·肥城市教學(xué)研究中心模擬預(yù)測(cè))“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”學(xué)習(xí)平臺(tái)的答題競(jìng)賽包括三項(xiàng)活動(dòng),分別為“四人賽”“雙人對(duì)戰(zhàn)”和“挑戰(zhàn)答題”.在一天內(nèi)參與“四人賽”活動(dòng),每局第一名積3分,第二、三名各積2分,第四名積1分,每局比賽相互獨(dú)立.在一天內(nèi)參與“雙人對(duì)戰(zhàn)”活動(dòng),每局比賽有積分,獲勝者得2分,失敗者得1分,每局比賽相互獨(dú)立.已知甲參加“四人賽”活動(dòng),每局比賽獲得第一名、第二名的概率均為,獲得第四名的概率為;甲參加“雙人對(duì)戰(zhàn)”活動(dòng),每局比賽獲勝的概率為.(1)記甲在一天中參加“四人賽”和“雙人對(duì)戰(zhàn)”兩項(xiàng)活動(dòng)(兩項(xiàng)活動(dòng)均只參加一局)的總得分為,求的分布列與數(shù)學(xué)期望;(2)“挑戰(zhàn)答題”比賽規(guī)則如下:每位參賽者每次連續(xù)回答5道題,在答對(duì)的情況下可以持續(xù)答題,若第一次答錯(cuò)時(shí),答題結(jié)束,積分為0分,只有全部答對(duì)5道題可以獲得5個(gè)積分.某市某部門為了吸引更多職工參與答題,設(shè)置了一個(gè)“得積分進(jìn)階”活動(dòng),從1階到階,規(guī)定每輪答題獲得5個(gè)積分進(jìn)2階,沒有獲得積分進(jìn)1階,按照獲得的階級(jí)給予相應(yīng)的獎(jiǎng)品,記乙每次獲得5個(gè)積分的概率互不影響,均為,記乙進(jìn)到階的概率為,求.【答案】(1)分布列見解析,(2)【分析】(1)根據(jù)題意列出X所有可能取值,針對(duì)每一取值做具體分析,寫出分布列;(2)根據(jù)題意找出,,之間的關(guān)系,求數(shù)列通項(xiàng)即可.(1)甲參加“四人賽”時(shí),每局比賽獲得第三名的概率為,依題意,所有可能的取值為
,
所以的分布列如表所示所以;(2)依題意,,,“進(jìn)到階”的情況包括:第一種情況是進(jìn)到階后下一輪未獲得5個(gè)積分,其概率為;第二種情況是進(jìn)到階后下一輪獲得5個(gè)積分,其概率為,兩種情況互斥,所以,則所以又,所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,所以,故即;綜上,為E(X)=,.14.(2022·遼寧·東北育才學(xué)校二模)已知等比數(shù)列和遞增的等差數(shù)列滿足,,,.(1)求數(shù)列和數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)數(shù)列和數(shù)列中的所有項(xiàng)分別構(gòu)成集合和,將的所有元素按從小到大依次排列構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列,求數(shù)列前63項(xiàng)和.【答案】(1)(2)6043【分析】(1)根據(jù)等差等比數(shù)列的基本量列方程求解即可.(2)將的前63項(xiàng)中含數(shù)列中的前5項(xiàng)和前4項(xiàng)兩種情況得的范圍,在結(jié)合等差數(shù)列和等比數(shù)列求和公式即可求解.(1)設(shè)等比數(shù)列和遞增的等差數(shù)列的公比和公差分別為:,故由,,,可得:解得故(2)當(dāng)數(shù)列前63項(xiàng)中含有數(shù)列中4項(xiàng)時(shí),令,此時(shí)最多23+3=26項(xiàng),不符合題意當(dāng)數(shù)列前63項(xiàng)中含有數(shù)列中5項(xiàng)時(shí),令,且是和的公共項(xiàng),則前63項(xiàng)中含有數(shù)列中的前5項(xiàng)和的前60,再減去公共的兩項(xiàng),故15.(2022·山東菏澤·二模)已知數(shù)列中,它的前n項(xiàng)和滿足.(1)證明:數(shù)列為等比數(shù)列;(2)求.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)已知等式構(gòu)造一個(gè)等式,兩式相減,得,再變?yōu)榧纯傻媒?;?)利用分組求和法和等比數(shù)列的求和公式可求出結(jié)果.(1)由①,得②,由①-②,得,得,又當(dāng)時(shí),由①得,所以對(duì)任意的,都有,故是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.(2)由(1)知,所以,代入①,得,所以.題型二:裂項(xiàng)相消法一、單選題1.(2022·四川省瀘縣第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))已知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,,.若對(duì)任意且,總有恒成立,則實(shí)數(shù)的最小值為(
)A.1 B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式,再利用裂項(xiàng)相消法求數(shù)列的和,再結(jié)合不等式恒成立即可求解.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的首項(xiàng)為,公差為,則由,得,解得,又,得,解得.所以,因?yàn)閷?duì)任意且,總有恒成立,等價(jià)于,且即可.當(dāng)時(shí),所以.當(dāng)時(shí),,所以,即.所以實(shí)數(shù)的最小值為.故選:B.二、多選題2.(2022·山東·濟(jì)南一中高三階段練習(xí))如圖所示,這是小朋友們喜歡玩的彩虹塔疊疊樂玩具,某數(shù)學(xué)興趣小組利用該玩具制定如下玩法:在2號(hào)桿中自下而上串有由大到小的個(gè)彩虹圈,將2號(hào)桿中的彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿上,3號(hào)桿可以作為過渡使用;每次只能移動(dòng)一個(gè)彩虹圈,且無論在哪個(gè)桿上,小的彩虹圈必須放置在大的上方;將一個(gè)彩虹圈從一個(gè)桿移動(dòng)到另一桿上記為移動(dòng)1次,記為2號(hào)桿中n個(gè)彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿所需要的最少移動(dòng)次數(shù),設(shè).下面結(jié)論正確的是(
)A. B.C. D.【答案】ABD【分析】設(shè)1號(hào)桿,2號(hào)桿,3號(hào)桿為①,②,③,然后,寫出,,時(shí)的彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿所需要的最少移動(dòng)次數(shù),進(jìn)而可以找到規(guī)律,得到,驗(yàn)證,進(jìn)而,可以逐個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行判斷【詳解】設(shè)1號(hào)桿,2號(hào)桿,3號(hào)桿為①,②,③時(shí),2號(hào)桿1個(gè)彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿所需要的最少移動(dòng)次數(shù)為,彩虹圈移動(dòng)步驟是:②①;時(shí),2號(hào)桿2個(gè)彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿所需要的最少移動(dòng)次數(shù)為,彩虹圈移動(dòng)步驟是:②③,②①,③①;時(shí),2號(hào)桿3個(gè)彩虹圈全部移動(dòng)到1號(hào)桿所需要的最少移動(dòng)次數(shù)為,彩虹圈移動(dòng)步驟是:②①,②③,①③,②①,③②,③①,②①;所以,A是正確的,同理,可以,找出規(guī)律,,,,,,所以,,所以,B是正確的,又因?yàn)?,所以,C錯(cuò),因?yàn)椋?,,,所以,D正確故選:ABD3.(2022·全國·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,,且,則(
)A. B.?dāng)?shù)列是等差數(shù)列C.?dāng)?shù)列是等差數(shù)列 D.?dāng)?shù)列的前n項(xiàng)和為【答案】ABD【分析】擺動(dòng)數(shù)列需要分類討論,分別求出奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)的通項(xiàng)公式,再進(jìn)行計(jì)算.【詳解】因?yàn)椋?,所以,,,,故A正確;當(dāng)時(shí),,,兩式相減得,,所以的奇數(shù)項(xiàng)是以為首項(xiàng),4為公差的等差數(shù)列,故B正確;當(dāng)時(shí),.當(dāng)時(shí),,,兩式相減得,,所以的偶數(shù)項(xiàng)是以5為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,所以當(dāng)時(shí),;∵|,∴不是等差數(shù)列,故C錯(cuò)誤;因?yàn)?,所以,設(shè),則,所以,故D正確;故選:ABD.三、填空題4.(2022·湖北·蘄春縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)高二期中)高斯函數(shù)也稱為取整函數(shù),其中表示不超過x的最大整數(shù),例如.已知數(shù)列滿足,,設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,則______.【答案】2021【分析】首先利用裂項(xiàng)得到再化簡(jiǎn),利用裂項(xiàng)相消求和,再利用高斯函數(shù)的定義,即可求解.【詳解】因?yàn)椋?,所以.因?yàn)?,所以,所以,所以,故.故答案為:四、解答題5.(2022·重慶一中高三階段練習(xí))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,點(diǎn)在直線上.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)記,數(shù)列的前項(xiàng)和為,求使得成立的的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)將代入直線方程,可得,利用與關(guān)系可證得數(shù)列為等比數(shù)列,由等比數(shù)列通項(xiàng)公式推導(dǎo)可得;(2)由(1)可得,采用裂項(xiàng)相消法可求得,解不等式可求得,由此可得最大值.(1)點(diǎn)在直線上,,當(dāng)時(shí),,解得:;當(dāng)時(shí),,,即,,數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,,.(2)由(1)得:,,由得:,,則,,則,使得成立的的最大值為.6.(2022·江西·模擬預(yù)測(cè)(理))各項(xiàng)都為正數(shù)的單調(diào)遞增數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足(n∈N*).(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(2)求;(3)設(shè),數(shù)列的前n項(xiàng)和為Pn,求使Pn>46成立的n的最小值.【答案】(1)an=2n(2)(3)48【分析】(1)由(n∈N*),利用數(shù)列通項(xiàng)與前n項(xiàng)和的關(guān)系求解;(2)由(1)得到,然后利用利用裂項(xiàng)相消法求解;(3)由(1)得到,再分n為偶數(shù)和奇數(shù)求解.(1)解:因?yàn)椋╪∈N*)①,當(dāng)n=1時(shí),解得;當(dāng)n≥2時(shí),②;①-②得:,整理得,所以或,因?yàn)閿?shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列,所以舍去,所以,所以數(shù)列{an}是以2為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列;所以an=2+2(n-1)=2n;(2)由于an=2n,所以,故,所以.(3)由(1)得:,所以當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),;n的最小值為48;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),,不存在最小的n值.故當(dāng)n為48時(shí),滿足條件.7.(2022·江蘇鹽城·三模)已知正項(xiàng)等比數(shù)列滿足,請(qǐng)?jiān)冖?,②,③,,中選擇一個(gè)填在橫線上并完成下面問題:(1)求的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),的前和為,求證:.【答案】(1)選擇見解析;(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)等比數(shù)列的定義和通項(xiàng)公式代入求解;(2)利用裂項(xiàng)相消求和,注意.(1)因?yàn)闉檎?xiàng)等比數(shù)列,又,選①,,所以;選②,,所以;選③,,所以,∴;又,∴,則.(2)因?yàn)?,所以?.(2022·江西九江·三模(文))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且滿足,.(1)求;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)當(dāng)時(shí)可求得,由與關(guān)系,結(jié)合的值可證得數(shù)列為等比數(shù)列,由等比數(shù)列通項(xiàng)公式可求得結(jié)果;(2)由(1)可得數(shù)列的通項(xiàng)公式,采用裂項(xiàng)相消法可求得結(jié)果.(1)當(dāng)時(shí),,即,解得:;當(dāng)時(shí),由得:,,又,滿足,數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,.(2)由(1)得:,數(shù)列的前項(xiàng)和為:.9.(2022·山東棗莊·三模)已知正項(xiàng)數(shù)列的前項(xiàng)和為,且、、成等比數(shù)列,其中.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知可得,令可求得的值,令,由可得,兩式作差推導(dǎo)出數(shù)列為等差數(shù)列,確定該數(shù)列的首項(xiàng)和公差,利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式可求得的通項(xiàng)公式;(2)求出,可求得,利用分組求和法結(jié)合裂項(xiàng)相消法可求得.(1)解:對(duì)任意的,,由題意可得.當(dāng)時(shí),則,解得,當(dāng)時(shí),由可得,上述兩個(gè)等式作差得,即,因?yàn)?,所以,,所以,?shù)列為等差數(shù)列,且首項(xiàng)為,公差為,則.(2)解:,則,因此,.10.(2022·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知遞增的等差數(shù)列滿足:,且成等比數(shù)列.?dāng)?shù)列滿足:,其中為的前n項(xiàng)和.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)為數(shù)列的前n項(xiàng)和,是否存在實(shí)數(shù),使得不等式對(duì)一切恒成立?若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【答案】(1),(2)存在,【分析】(1)設(shè)的公差為,根據(jù)成等比數(shù)列,由求解,由,利用數(shù)列的通項(xiàng)與前n項(xiàng)和的關(guān)系求解;得,(2)由(1),得到,,利用裂項(xiàng)相消法求得,再由不等式對(duì)一切恒成立求解.(1)解:設(shè)的公差為,則,所以.當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),由,得,兩式相減得:,所以是以1為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列,所以(2),顯然,所以,由得,故,.顯然恒成立,且當(dāng)時(shí),,所以存在唯一實(shí)數(shù).11.(2022·河南·高二期中(文))已知正項(xiàng)等比數(shù)列的公比大于1,其前n項(xiàng)和為,且,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)數(shù)列,滿足,,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.【答案】(1);(2).【分析】(1)由等比數(shù)列的基本量法和前項(xiàng)和定義列出關(guān)于公比和首項(xiàng)的方程組求得和,得通項(xiàng)公式;(2)求出,用裂項(xiàng)相消法求和.(1)設(shè)公比為,則題意得,因?yàn)椋式獾?,所以?2)由(1),,所以.12.(2022·天津和平·二模)已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為滿足.數(shù)列滿足,且満足(1)求數(shù)列,的通項(xiàng)公式;(2)若數(shù)列滿足;求(3),數(shù)列的前項(xiàng)和為,求證:.【答案】(1),;(2);(3)證明見解析.【分析】(1)由與的遞推關(guān)系得出為等比數(shù)列求解,由為等差數(shù)列求通項(xiàng)公式;(2)分是奇數(shù)、偶數(shù),分組求和即可得解;(3)利用放縮法及裂項(xiàng)相消求和證明即可.(1),時(shí),時(shí),,,即,是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,,由題可知,是首項(xiàng)為2,公差為1的等差數(shù)列,,.(2),(i)n為偶數(shù)時(shí),,(ii)n為奇數(shù)時(shí),,(3),,(i)右式證明:,(ii)左式證明:綜上得證.題型三:錯(cuò)位相減法一、單選題1.(2022·江西鷹潭·二模(理))若正整數(shù)、只有為公約數(shù),則稱、互質(zhì).對(duì)于正整數(shù),是小于或等于的正整數(shù)中與互質(zhì)的數(shù)的個(gè)數(shù).函數(shù)以其首名研究者歐拉命名,稱為歐拉函數(shù),例如:,,,則下列說法正確的是(
)A.B.?dāng)?shù)列是等差數(shù)列C.D.?dāng)?shù)列的前項(xiàng)和為,則【答案】D【分析】利用題中定義可判斷A選項(xiàng);利用特殊值法可判斷B選項(xiàng);求出的值,結(jié)合對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)可判斷C選項(xiàng);計(jì)算出,利用錯(cuò)位相減法可求得,可判斷D選項(xiàng).【詳解】對(duì)于A選項(xiàng),在不超過的正整數(shù)中,與互質(zhì)的正整數(shù)有:、、、,故,A錯(cuò);對(duì)于B選項(xiàng),因?yàn)?,,,顯然、、不成等差數(shù)列,B錯(cuò);對(duì)于C選項(xiàng),為質(zhì)數(shù),在不超過的所有正整數(shù)中,能被整除的正整數(shù)的個(gè)數(shù)為,所有與互質(zhì)的正整數(shù)的個(gè)數(shù)為,所以,,因此,,C錯(cuò);對(duì)于D選項(xiàng),因?yàn)闉橘|(zhì)數(shù),在不超過的正整數(shù)中,所有偶數(shù)的個(gè)數(shù)為,所以,,所以,,則,所以,,上述兩個(gè)不等式作差可得,所以,,D對(duì).故選:D.2.(2022·廣東·三模)在數(shù)學(xué)和許多分支中都能見到很多以瑞士數(shù)學(xué)家歐拉命名的常數(shù)?公式和定理,如:歐拉函數(shù)()的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù)n且與n互素的正整數(shù)的個(gè)數(shù),(互素是指兩個(gè)整數(shù)的公約數(shù)只有1),例如:;(與3互素有1?2);(與9互素有1?2?4?5?7?8).記為數(shù)列的前n項(xiàng)和,則=(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)歐拉函數(shù)定義得出,然后由錯(cuò)位相減法求得和,從而可得.【詳解】因?yàn)榕c互素的數(shù)為1,2,4,5,7,8,10,11,,,共有,所以,則,于是①,②,由①-②得,則.于是.故選:A.3.(2022·江西·二模(理))記數(shù)列中不超過正整數(shù)n的項(xiàng)的個(gè)數(shù)為,設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)的和為,則等于(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】先由定義判斷出當(dāng)時(shí),,再變形得到,再按照錯(cuò)位相減法求和,即可求解【詳解】,當(dāng)時(shí),,所以,記,,兩式相減得,化簡(jiǎn)得,所以.故選:B.二、多選題4.(2022·廣東·高三階段練習(xí))已知數(shù)列滿足,,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,則(
)A. B.C. D.【答案】ABD【分析】求得數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式,再去驗(yàn)證選項(xiàng)即可解決.【詳解】由,可得:,,,,,則即,則,又時(shí)也成立,所以故選項(xiàng)B判斷正確;由,可知選項(xiàng)A判斷正確;令則2兩式相減得故選項(xiàng)D判斷正確;由,可得選項(xiàng)C判斷錯(cuò)誤.故選:ABD5.(2022·全國·模擬預(yù)測(cè))記數(shù)列的前項(xiàng)和為,數(shù)列為,….其構(gòu)造方法是:首先給出,接著復(fù)制該項(xiàng)后,再添加其后繼數(shù),于是,得;然后再復(fù)制前面所有的項(xiàng),再添加的后繼數(shù)于是,得;接下來再復(fù)制前面所有的項(xiàng),再添加的后繼數(shù)于是,得前項(xiàng)為.如此繼續(xù)下去,則使不等式成立的的值不可能為(
)A. B. C. D.【答案】AB【分析】根據(jù)題意可得,然后采用錯(cuò)位相減法求得,進(jìn)而求得答案.【詳解】由的構(gòu)造方法﹐易知,,…,一般地﹐有,即數(shù)首次出現(xiàn)于第項(xiàng)﹐由的構(gòu)造方法知,數(shù)列的前各項(xiàng)中,恰有個(gè)個(gè)個(gè),…,個(gè),…,個(gè).所以,,①故,②根據(jù)式①②得,因?yàn)樗缘淖钚〉闹禐?故選:AB.6.(2021·江蘇·高三階段練習(xí))設(shè)和分別為數(shù)列和的前n項(xiàng)和.已知,,則(
)A.是等比數(shù)列 B.是遞增數(shù)列C. D.【答案】ACD【分析】由已知結(jié)合的關(guān)系及等比數(shù)列的定義判斷數(shù)列即可確定A、C正誤,應(yīng)用作差法比較的大小關(guān)系判斷B正誤,利用錯(cuò)位相減法求,再由作差法判斷的大小判斷D.【詳解】由,當(dāng)時(shí),,即,又,∴,即,∴是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,故,A正確;由,則,即是遞減數(shù)列,B錯(cuò)誤;又,則,C正確;①,②,①-②得:,∴,則,∴,D正確.故選:ACD.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用及等比數(shù)列的定義求的通項(xiàng)公式,綜合運(yùn)用作差法、錯(cuò)位相減法比較大小判斷數(shù)列單調(diào)性、求前n項(xiàng)和,進(jìn)而判斷各選項(xiàng)的正誤.三、填空題7.(2022·山東聊城·二模)已知數(shù)列,當(dāng)時(shí),,則數(shù)列的前項(xiàng)的和為______.【答案】【分析】分別取、、、時(shí),滿足的項(xiàng)數(shù),計(jì)算得出,利用錯(cuò)位相減法可求得數(shù)列的前項(xiàng)的和.【詳解】當(dāng)時(shí),,共項(xiàng),當(dāng)時(shí),,共項(xiàng),當(dāng)時(shí),,共項(xiàng),當(dāng)時(shí),,共項(xiàng),又因?yàn)?,所以,?shù)列的前項(xiàng)的和為,記,則,上述兩個(gè)等式作差可得,所以,,因此,數(shù)列的前項(xiàng)的和為.故答案為:.8.(2022·內(nèi)蒙古赤峰·模擬預(yù)測(cè)(理))已知數(shù)列滿足,且,則______.【答案】,【分析】由遞推關(guān)系分析得到數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,求得其通項(xiàng)公式,然后得到數(shù)列的通項(xiàng)公式,進(jìn)而利用錯(cuò)位相減求和法求得結(jié)果.【詳解】∵,∴,又∵,∴,∴數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,∴,∴,∴,∴,兩式相減得:,∴,故答案為:,9.(2022·天津市第四中學(xué)模擬預(yù)測(cè))已知等比數(shù)列的前項(xiàng)和為,公比,,,數(shù)列滿足且,.(1)則___________;___________;(2)將和中的所有項(xiàng)按從小到大的順序排列組成新數(shù)列,則數(shù)列的前50項(xiàng)和___________;(3)設(shè)數(shù)列的通項(xiàng)公式為:,,則___________.【答案】
【分析】(1)根據(jù)已知條件作差得到的值,代回的關(guān)系式可得的值,即可得到等比數(shù)列的通項(xiàng)公式;由題可判斷數(shù)列是等差數(shù)列,根據(jù)兩個(gè)等式求出、的值,即可求解;(2)由(1)可知數(shù)列為由開始的連續(xù)的自然數(shù),則需找到數(shù)列的前項(xiàng),可先用與比較大小,判斷出有項(xiàng),有項(xiàng),再利用分組求和法結(jié)合等差數(shù)列和等比數(shù)列的求和公式即可求解;(3)由題,所求和的項(xiàng)數(shù)為偶數(shù),則可先求得,再把連續(xù)2項(xiàng)作為一組,利用錯(cuò)位相減法即可求解.【詳解】(1)由題,,,兩式作差可得,即,因?yàn)?,則,又,解得,所以,解得,所以.因?yàn)椋蕯?shù)列為等差數(shù)列,設(shè)該數(shù)列的公差為,由于,可得,,所以,所以;(2)當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以數(shù)列的前項(xiàng)中,有項(xiàng),有項(xiàng),所以;(3)由(1),,,設(shè),即,則,則,則,兩式作差可得即,故.四、解答題10.(2022·浙江·效實(shí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列中,公差,,是與的等比中項(xiàng),設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,滿足.(1)求數(shù)列與的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),數(shù)列的前項(xiàng)和為,若對(duì)任意的恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1),(2)【分析】(1)對(duì)于等差數(shù)列直接列方程求解,數(shù)列根據(jù)求解;(2)利用錯(cuò)位相減法可得,根據(jù)題意討論得:當(dāng)是奇數(shù)時(shí),;當(dāng)是偶數(shù)時(shí),,再通過定義證明數(shù)列的單調(diào)性,進(jìn)入確定相應(yīng)情況的最值.(1)∵則,解得或(舍去)∴.又∵,當(dāng)時(shí),,則,當(dāng)時(shí),,則,即,則數(shù)列是以首項(xiàng),公比為的等比數(shù)列,∴.(2),,兩式相減得:∴∵對(duì)任意的恒成立,即對(duì)任意的恒成立①當(dāng)是奇數(shù)時(shí),任意的'恒成立∴對(duì)任意的恒成立②當(dāng)是偶數(shù)時(shí),對(duì)任意的恒成立∴對(duì)任意的恒成立令,對(duì)任意的恒成立∴為遞增數(shù)列①當(dāng)是奇數(shù)時(shí),則,即②當(dāng)是偶數(shù)時(shí),則∴.11.(2022·全國·高三階段練習(xí)(理))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,,且,,成等差數(shù)列.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)由等差數(shù)列定義知,分別代入可求得,由此可猜想得到;利用數(shù)學(xué)歸納法可證得滿足題意;(2)由(1)可得,采用錯(cuò)位相減法可求得.(1),,成等差數(shù)列,;當(dāng)時(shí),,解得:(舍)或,;當(dāng)時(shí),,解得:(舍)或,;當(dāng)時(shí),,解得:(舍)或,;由此可猜想得:;當(dāng)時(shí),滿足;假設(shè)當(dāng)時(shí),成立,則當(dāng)時(shí),,又,,即,整理可得:,又,,即成立;綜上所述:.(2)由(1)得:;,,,.12.(2022·山東臨沂·二模)已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,,.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)記,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.【答案】(1).(2).【分析】(1)根據(jù)題中給出得遞推關(guān)系式,以及,即可求解數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)將數(shù)列的通項(xiàng)公式帶入數(shù)列,進(jìn)行化簡(jiǎn),利用錯(cuò)位相減法進(jìn)行求解.(1)由得,∴,∴.又,,∴,整理得.∴數(shù)列是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,∴數(shù)列的通項(xiàng)公式為:.(2)由(1)得,∴.∴,即,,兩式相減,得,∴.13.(2022·山西·模擬預(yù)測(cè)(文))已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且.(1)證明是等比數(shù)列;(2)求的前項(xiàng)和.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)代入可得;當(dāng)時(shí),由與關(guān)系可推導(dǎo)得到,由等比數(shù)列定義可得結(jié)論;(2)由等比數(shù)列通項(xiàng)公式可推導(dǎo)得到,進(jìn)而得到,采用分組求和法和錯(cuò)位相減法可求得結(jié)果.(1)當(dāng)時(shí),,解得:;當(dāng)時(shí),,,即,又,數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.(2)由(1)得:,,;,令,則,,,.14.(2022·天津·一模)已知數(shù)列是等差數(shù)列,其前n項(xiàng)和為,,;數(shù)列的前n項(xiàng)和為,.(1)求數(shù)列,的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和;(3)求證:.【答案】(1),(2)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和公式,可得,,即可求得的通項(xiàng)公式;當(dāng)時(shí),得到,當(dāng)時(shí),利用,可判斷為首項(xiàng)為3,公比為3的等比數(shù)列,即可求解;(2)由(1)可得,利用裂項(xiàng)相消法求解即可;(3)由(1)結(jié)合等比數(shù)列的前項(xiàng)和公式可得.方法一:由可得,利用錯(cuò)位相減法求得,進(jìn)而證明;方法二:結(jié)合二項(xiàng)式定理可得,根據(jù)不等式的性質(zhì)可知,再利用錯(cuò)位相減法求解,即可證明;方法三:用分析法證明,再結(jié)合等比數(shù)列的前項(xiàng)和證明即可.(1)數(shù)列是等差數(shù)列,設(shè)公差為d,,化簡(jiǎn)得,解得,,∴,.由已知,當(dāng)時(shí),,解得,當(dāng)時(shí),,∴,,即,∴數(shù)列構(gòu)成首項(xiàng)為3,公比為3的等比數(shù)列,∴,.(2)由(1)可得,,∴,∴(3)由(1)可得,,則,方法一:∵,∴,令,,兩式相減可得,∴,∴方法二:∵時(shí),,根據(jù)“若,,則”,可得,∴,令,,兩式相減可得,∴∴,∴方法三:令,下一步用分析法證明“”要證,即證,即證,即證,當(dāng),顯然成立,∴,∴【點(diǎn)睛】證明數(shù)列不等式,放縮法是其中一種重要的方法,放縮的目的是為了轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列,等比數(shù)列及相關(guān)數(shù)列,則可利用公式進(jìn)行求解,需注意放縮的范圍不能過大.題型四:分組(幷項(xiàng))求和法一、單選題1.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知數(shù)列是以1為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,數(shù)列是以1為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,設(shè),,則當(dāng)時(shí),的最大值是(
).A.9 B.10 C.11 D.12【答案】A【分析】根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和等比數(shù)列的通項(xiàng)公式求出和的通項(xiàng)公式,再求出數(shù)列的通項(xiàng)公式,再根據(jù)分組求和求出,再解不等式,即可求出結(jié)果.【詳解】因?yàn)槭且?為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,所以.因?yàn)槭且?為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,所以,所以所以.因?yàn)?,所以,?dāng)時(shí),,不適合題意,當(dāng)時(shí),,適合題意,所以當(dāng)時(shí),的最大值是.故選:A.2.(2022·江蘇南京·高三開學(xué)考試)若(2x+1)(22x+1)(23x+1)…(2nx+1)=a0+a1x+a2x2+…+anxn(n∈N*),則下列說法正確的是(
)A.a(chǎn)n=2(n∈N*)B.{-1}(n∈N*)為等差數(shù)列C.設(shè)bn=a1,則數(shù)列為等差數(shù)列D.設(shè)bn=a1,則數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)的和為【答案】D【分析】對(duì)于A:直接求出,即可判斷;對(duì)于B:分別求出和,再求出,即可判斷;對(duì)于C:求出,可以求出,即可否定結(jié)論;對(duì)于D:由,利用分組求和法求出{bn}的前n項(xiàng)的和即可.【詳解】對(duì)于A:an為xn項(xiàng)的系數(shù),需要每一個(gè)括號(hào)里都取x,則.故A錯(cuò)誤;對(duì)于B:由上面推導(dǎo)可得:,.所以,所以{-1}(n∈N*)為等比數(shù)列,不是等差數(shù)列.故B錯(cuò)誤;對(duì)于C:,所以,所以,所以,所以,即數(shù)列不是等差數(shù)列.故C錯(cuò)誤;對(duì)于D:,所以數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)的和.故D正確.故選:D3.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,(,),是數(shù)列的前項(xiàng)和,則(
)A.508 B.506 C.1011 D.1009【答案】C【分析】由所給的條件,尋找規(guī)律,分組求和即可.【詳解】由得:,,,,,……,,
,
;故選:C.二、多選題4.(2022·河北滄州·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列的通項(xiàng)公式為,是數(shù)列的前n項(xiàng)和,若,使,則(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】BC【分析】計(jì)算出,將用和表示,分類討論即可.【詳解】=,由題意
,顯然,由題意可知,的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)分別為遞增的,并且,當(dāng)時(shí),,所以t只能是1,2,3,若t=1,則有
,
,無解,m不存在;若t=2,則,,若t=3,則,故t=2或3;故選:BC.5.(2021·廣東·新會(huì)陳經(jīng)綸中學(xué)高三階段練習(xí))已知數(shù)列滿足,,是數(shù)列的前項(xiàng)和,則(
)A. B.C. D.?dāng)?shù)列是等比數(shù)列【答案】ABC【分析】由遞推關(guān)系,得,兩式相除可得數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)成等比數(shù)列,偶數(shù)項(xiàng)也成等比數(shù)列,但整個(gè)數(shù)列不是等比數(shù)列,易得,由,用分組求和法計(jì)算.從而判斷各選項(xiàng),得正確結(jié)論.【詳解】,則,兩式相除得,又,,,所以,由,知數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)成等比數(shù)列,偶數(shù)項(xiàng)也成等比數(shù)列,公比都是2,,,,,所以,,,不是等比數(shù)列,故選:ABC.6.(2022·江蘇·蘇州中學(xué)高三開學(xué)考試)在數(shù)列中,,前n項(xiàng)的和為Sn,則(
)A.的最大值為1 B.?dāng)?shù)列是等差數(shù)列C.?dāng)?shù)列是等差數(shù)列 D.【答案】ABD【分析】對(duì)于A:當(dāng)n=2時(shí),有,對(duì)分正負(fù)進(jìn)行討論,利用基本不等式求出的最大值;對(duì)于B、C:利用等差數(shù)列的定義進(jìn)行判斷;對(duì)于D:利用分組求和法直接求出,即可判斷.【詳解】對(duì)于A:當(dāng)n=2時(shí),有,若時(shí),由基本不等式可得:(時(shí)取等號(hào)),所以;若中有一個(gè)為0或負(fù)值時(shí),;若時(shí),不可能成立;故的最大值為1.故A正確;對(duì)于B:數(shù)列中,,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),有,所以數(shù)列是等差數(shù)列,故B正確;對(duì)于C:當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),有,只有時(shí),數(shù)列是等差數(shù)列,否則數(shù)列不是等差數(shù)列,故C不正確;對(duì)于D:.故D正確.故選:ABD三、填空題7.(2022·云南昆明·模擬預(yù)測(cè)(理))記數(shù)列的前項(xiàng)和為,則__________.【答案】.【分析】由式子可知,的最小正周期,驗(yàn)證對(duì),都有的值一個(gè)定值,求出,又由即可求解.【詳解】設(shè),可知的最小正周期,令(,),則當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則;當(dāng)時(shí),則.對(duì)于,都有,所以即則又,所以;故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查了利用數(shù)列周期性求和的問題,解題的關(guān)鍵在于求出數(shù)列的周期,進(jìn)行簡(jiǎn)化求和的運(yùn)算;本題觀察數(shù)列通項(xiàng)公式中猜想數(shù)列的周期,并驗(yàn)證周期的數(shù)值,涉及到三函函數(shù)的運(yùn)算,綜合性一般,需要較強(qiáng)的邏輯推理.8.(2022·新疆·三模(理))設(shè)為數(shù)列的前n項(xiàng)和,,,,則___________.【答案】12【分析】由遞推關(guān)系證明數(shù)列具有周期性,利用組合求和法求和即可.【詳解】因?yàn)?,所以,,又,,所以,,因?yàn)?,所以,所以,所以,,所以,故答案為?2.9.(2022·云南昆明·模擬預(yù)測(cè)(文))數(shù)列的前10項(xiàng)和等于___________.【答案】【分析】根據(jù)分組求和法和等比數(shù)列的求和公式可得結(jié)果.【詳解】數(shù)列的前10項(xiàng)和等于.故答案為:.四、解答題10.(2022·河北滄州·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列,滿足.(1)證明是等比數(shù)列,并求的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,證明:.【答案】(1)證明見解析,(2)證明見解析【分析】(1)利用定義法證明出是公比為2的等比數(shù)列,再求出;(2)先判斷出當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),.對(duì)n分奇偶討論,分別分組求和及放縮后可以證明出.(1),,即,,數(shù)列是公比為2的等比數(shù)列.又,,,,,,即.(2)由(1),當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),,故.當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),.當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),.綜上,.11.(2023·福建漳州·三模)已知等差數(shù)列{}的前n項(xiàng)和為,且(1)求{}的通項(xiàng)公式:(2)若數(shù)列滿足,求的前10項(xiàng)和.【答案】(1);(2).【分析】(1)設(shè)出等差數(shù)列{}的公差,再根據(jù)已知列出方程組,求出公差及首項(xiàng)即可.(2)由(1)求出,利用并項(xiàng)求和計(jì)算作答.(1)設(shè)等差數(shù)列{}的公差為d,由得,,解得,由得,,則有,,所以{}的通項(xiàng)公式是.(2)由(1)知,,則所以數(shù)列的前10項(xiàng)和為.12.(2022·江蘇連云港·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列是遞增的等差數(shù)列,是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,,,.(1)求數(shù)列和的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),求數(shù)列的前9項(xiàng)的和.(注:表示不超過x的最大整數(shù))【答案】(1),(2)【分析】(1)根據(jù)所給的條件列方程即可求解;(2)根據(jù)高斯函數(shù)的定義,分別求出求和即可.(1)設(shè)的公差為d,的公比為q,由得,而,,解得,,于是得,,所以數(shù)列和的通項(xiàng)公式分別為,;(2)由(1)知,,則有,依題意,=2926,綜上,,,.13.(2022·河南洛陽·三模(理))已知正項(xiàng)數(shù)列的前項(xiàng)和為,,,數(shù)列滿足且.(1)求數(shù)列,的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1),(2)【分析】(1)根據(jù),可求出的通項(xiàng)公式,由此可得,在根據(jù)遞推公式可得,在分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況,可求出數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況,利用分組求和結(jié)合等比數(shù)列前和公式,即可求出結(jié)果.(1)解:因?yàn)?,①?dāng)時(shí),,即,又,所以或(舍去)當(dāng)時(shí),,②所以①-②,,因?yàn)?,所以,所以?shù)列是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,即,所以,當(dāng)時(shí),,又,所以,當(dāng)時(shí),,兩式相除可得,所以當(dāng)為奇數(shù)時(shí),,當(dāng)為偶數(shù)時(shí),,,(2)解:當(dāng)為偶數(shù)時(shí),;當(dāng)為奇數(shù)時(shí),所以.14.(2022·湖北·荊門市龍泉中學(xué)二模)已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2),求數(shù)列的前項(xiàng)和;【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知得,兩者作差可得,則可判斷數(shù)列為等比數(shù)列,即可求其通項(xiàng)公式;(2)利用分組求和的方法求和即可.(1)在數(shù)列中,由可知,兩式作差可得,即,當(dāng)時(shí),,,即,,所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,即;(2)由(1)知,所以.15.(2022·山東濱州·二模)已知公差為d的等差數(shù)列和公比的等比數(shù)列中,,,.(1)求數(shù)列和的通項(xiàng)公式;(2)令,抽去數(shù)列的第3項(xiàng)、第6項(xiàng)、第9項(xiàng)、……、第3n項(xiàng)、……余下的項(xiàng)的順序不變,構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.【答案】(1),;(2)【分析】(1)由題意,列出關(guān)于公差與公比的方程組,求解方程組,然后根據(jù)等差、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式即可得答案;(2)由(1)可得,然后分和進(jìn)行討論,利用分組求和法及等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式即可求解.(1)解:由題意,,整理得,解得或,因?yàn)楣?,所以,則,所以,;(2)解:由(1)可得,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,綜上,.題型五:倒序相加法一、單選題1.(2022·湖南岳陽·二模)德國數(shù)學(xué)家高斯是近代數(shù)學(xué)奠基者之一,有“數(shù)學(xué)王子”之稱,在歷史上有很大的影響.他幼年時(shí)就表現(xiàn)出超人的數(shù)學(xué)天賦,10歲時(shí),他在進(jìn)行的求和運(yùn)算時(shí),就提出了倒序相加法的原理,該原理基于所給數(shù)據(jù)前后對(duì)應(yīng)項(xiàng)的和呈現(xiàn)一定的規(guī)律生成,因此,此方法也稱之為高斯算法.已知某數(shù)列通項(xiàng),則(
)A.98 B.99 C.100 D.101【答案】C【分析】觀察要求解的式子,根據(jù)給的數(shù)列的通項(xiàng)公式,計(jì)算是否為定值,然后利用倒序相加的方法求解即可.【詳解】由已知,數(shù)列通項(xiàng),所以,所以,所以.故選:C.2.(2022·浙江·高三專題練習(xí))已知數(shù)列滿足對(duì)、,都有成立,,函數(shù),記,則數(shù)列的前項(xiàng)和為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】推導(dǎo)出數(shù)列是首項(xiàng)和公差均為的等差數(shù)列,可求得,分析可知函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,且,利用函數(shù)的對(duì)稱性可求得結(jié)果.【詳解】令,可得,即,故數(shù)列是首項(xiàng)和公差均為的等差數(shù)列,所以,,,可得,則,,,故函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,,且,故數(shù)列的前項(xiàng)和滿足.因此,.故選:C.3.(2022·全國·高三專題練習(xí))對(duì)于函數(shù),時(shí),,則函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱.探究函數(shù)圖象的對(duì)稱中心,并利用它求的值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)給定條件探求和為1的兩個(gè)自變量對(duì)應(yīng)函數(shù)值的和即可借助倒序相加得解.【詳解】因,令,則,兩式相加得:,解得,所以的值為2021.故選:D4.(2022·全國·高三專題練習(xí))在進(jìn)行的求和運(yùn)算時(shí),德國大數(shù)學(xué)家高斯提出了倒序相加法的原理,該原理基于所給數(shù)據(jù)前后對(duì)應(yīng)項(xiàng)的和呈現(xiàn)一定的規(guī)律生成,因此,此方法也稱之為高斯算法.已知數(shù)列滿足,則(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】利用倒序相加法得到,得到答案.【詳解】依題意,記,則,又,兩式相加可得,則.故選:B.二、多選題5.(2022·全國·高三專題練習(xí))定義是的導(dǎo)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.可以證明,任意三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”和對(duì)稱中心,且“拐點(diǎn)”就是其對(duì)稱中心,請(qǐng)你根據(jù)這一結(jié)論判斷下列命題,其中正確命題是(
)A.存在有兩個(gè)及兩個(gè)以上對(duì)稱中心的三次函數(shù)B.函數(shù)的對(duì)稱中心也是函數(shù)的一個(gè)對(duì)稱中心C.存在三次函數(shù),方程有實(shí)數(shù)解,且點(diǎn)為函數(shù)的對(duì)稱中心D.若函數(shù),則【答案】BCD【分析】根據(jù)題干中三次函數(shù)的對(duì)稱中心的定義與性質(zhì)判斷A,C
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