2018-2019高中數(shù)學(xué) 第二章 數(shù)列章末復(fù)習(xí)學(xué)案 蘇教版必修5.docx
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2018-2019高中數(shù)學(xué) 第二章 數(shù)列章末復(fù)習(xí)學(xué)案 蘇教版必修5.docx
第二章 數(shù)列
章末復(fù)習(xí)
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.整合知識(shí)結(jié)構(gòu),梳理知識(shí)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步鞏固、深化所學(xué)知識(shí).2.提高解決等差數(shù)列、等比數(shù)列問題的能力.3.依托等差數(shù)列、等比數(shù)列解決一般數(shù)列的常見通項(xiàng)、求和等問題.
1.等差數(shù)列和等比數(shù)列的基本概念與公式
等差數(shù)列
等比數(shù)列
定義
如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,公差通常用字母d表示
如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列叫做等比數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0)
遞推公式
an+1-an=d
=q
中項(xiàng)
由三個(gè)數(shù)a,A,b組成的等差數(shù)列可以看成最簡(jiǎn)單的等差數(shù)列.這時(shí)A叫做a與b的等差中項(xiàng),并且A=
如果在a與b中間插入一個(gè)數(shù)G,使a,G,b成等比數(shù)列,那么G叫做a與b的等比中項(xiàng),且G=
通項(xiàng)公式
an=a1+(n-1)d
an=a1qn-1
前n項(xiàng)和公式
Sn==na1+d
當(dāng)q≠1時(shí),Sn==,當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1
性質(zhì)
am,an的關(guān)系
am-an=(m-n)d
=qm-n
m,n,s,t∈N*,m+n=s+t
am+an=as+at
aman=asat
{kn}是等差數(shù)列,且kn∈N*
{}是等差數(shù)列
{}是等比數(shù)列
n=2k-1,k∈N*
S2k-1=(2k-1)ak
a1a2…a2k-1=a
判斷方法
利用定義
an+1-an是同一常數(shù)
是同一常數(shù)
利用中項(xiàng)
an+an+2=2an+1
anan+2=a
利用通項(xiàng)公式
an=pn+q,其中p,q為常數(shù)
an=abn(a≠0,b≠0)
利用前n項(xiàng)和公式
Sn=an2+bn (a,b為常數(shù))
Sn=A(qn-1),其中A≠0,q≠0且q≠1或Sn=np(p為非零常數(shù))
2.?dāng)?shù)列中的基本方法和思想
(1)在求等差數(shù)列和等比數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí),分別用到了累加法和累乘法;
(2)在求等差數(shù)列和等比數(shù)列的前n項(xiàng)和時(shí),分別用到了倒序相加法和錯(cuò)位相減法.
(3)等差數(shù)列和等比數(shù)列各自都涉及5個(gè)量,已知其中任意三個(gè)求其余兩個(gè),用到了方程思想.
(4)在研究等差數(shù)列和等比數(shù)列單調(diào)性,等差數(shù)列前n項(xiàng)和最值問題時(shí),都用到了函數(shù)思想.
1.等差數(shù)列、等比數(shù)列的很多性質(zhì)是相似的.(√)
2.一般數(shù)列問題通常要轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列、等比數(shù)列來解決.(√)
類型一 方程思想求解數(shù)列問題
例1 設(shè){an}是公比大于1的等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);
(2)令bn=lna3n+1,n=1,2,…,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
解 (1)由已知得解得a2=2.
設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,由a2=2,可得a1=,a3=2q,
又S3=7,可知+2+2q=7,即2q2-5q+2=0.
解得q1=2,q2=.由題意得q>1,∴q=2,∴a1=1.
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=2n-1.
(2)由于bn=lna3n+1,n=1,2,…,
由(1)得a3n+1=23n,∴bn=ln23n=3nln2.
又bn+1-bn=3ln2,∴{bn}是等差數(shù)列,
∴Tn=b1+b2+…+bn==ln2.
故Tn=ln2.
反思與感悟 在等比數(shù)列和等差數(shù)列中,通項(xiàng)公式an和前n項(xiàng)和公式Sn共涉及五個(gè)量:a1,an,n,q(d),Sn,其中首項(xiàng)a1和公比q(公差d)為基本量,“知三求二”是指將已知條件轉(zhuǎn)換成關(guān)于a1,an,n,q(d),Sn的方程組,通過方程的思想解出需要的量.
跟蹤訓(xùn)練1 記等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,設(shè)S3=12,且2a1,a2,a3+1成等比數(shù)列,求Sn.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
解 設(shè)數(shù)列的公差為d,
依題設(shè)有
即
解得或
因此Sn=n(3n-1)或Sn=2n(5-n),n∈N*.
類型二 轉(zhuǎn)化與化歸思想求解數(shù)列問題
例2 在數(shù)列{an}中,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,Sn+1=4an+2,a1=1.
(1) 設(shè)cn=,求證:數(shù)列{cn}是等差數(shù)列;
(2) 求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和的公式.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比數(shù)列其他綜合問題
(1)證明 ∵Sn+1=4an+2, ①
∴當(dāng)n≥2,n∈N*時(shí),Sn=4an-1+2. ②
①-②得an+1=4an-4an-1.
方法一 對(duì)an+1=4an-4an-1兩邊同除以2n+1,得
=2-,
即+=2,
即cn+1+cn-1=2cn,
∴數(shù)列{cn}是等差數(shù)列.
由Sn+1=4an+2,得a1+a2=4a1+2,則a2=3a1+2=5,
∴c1==,c2==,故公差d=-=,
∴{cn}是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.
方法二 ∵an+1-2an=2an-4an-1=2(an-2an-1),
令bn=an+1-2an,
則{bn}是以a2-2a1=4a1+2-a1-2a1=3為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,
∴bn=32n-1,
∵cn=,∴cn+1-cn=-=
===,
c1==,
∴{cn}是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.
(2)解 由(1)可知數(shù)列是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,
∴=+(n-1)=n-,an=(3n-1)2n-2是數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
設(shè)Sn=(3-1)2-1+(32-1)20+…+(3n-1)2n-2,
則2Sn=(3-1)20+(32-1)21+…+(3n-1)2n-1,
∴Sn=2Sn-Sn
=-(3-1)2-1-3(20+21+…+2n-2)+(3n-1)2n-1
=-1-3+(3n-1)2n-1
=-1+3+(3n-4)2n-1
=2+(3n-4)2n-1.
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=(3n-1)2n-2,前n項(xiàng)和公式為Sn=2+(3n-4)2n-1,n∈N*.
反思與感悟 由遞推公式求通項(xiàng)公式,要求掌握的方法有兩種,一種求法是先找出數(shù)列的前幾項(xiàng),通過觀察、歸納得出,然后證明;另一種是通過變形轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列,再采用公式求出.
跟蹤訓(xùn)練2 設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(2)求證:數(shù)列{Sn+2}是等比數(shù)列.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比數(shù)列其他綜合問題
(1)解 ∵a1+2a2+3a3+…+nan
=(n-1)Sn+2n(n∈N*),
∴當(dāng)n=1時(shí),a1=21=2;
當(dāng)n=2時(shí),a1+2a2=(a1+a2)+4,∴a2=4;
當(dāng)n=3時(shí),a1+2a2+3a3=2(a1+a2+a3)+6,∴a3=8.
(2)證明 ∵a1+2a2+3a3+…+nan
=(n-1)Sn+2n(n∈N*),①
∴當(dāng)n≥2時(shí),a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1
=(n-2)Sn-1+2(n-1).②
①-②得nan=(n-1)Sn-(n-2)Sn-1+2
=n(Sn-Sn-1)-Sn+2Sn-1+2
=nan-Sn+2Sn-1+2.
∴-Sn+2Sn-1+2=0,即Sn=2Sn-1+2,
∴Sn+2=2(Sn-1+2).
∵S1+2=4≠0,∴Sn-1+2≠0,∴=2,
故{Sn+2}是以4為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列.
類型三 函數(shù)思想求解數(shù)列問題
命題角度1 借助函數(shù)性質(zhì)解數(shù)列問題
例3 已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=1,公差d>0,且第2項(xiàng)、第5項(xiàng)、第14項(xiàng)分別是一個(gè)等比數(shù)列的第2項(xiàng)、第3項(xiàng)、第4項(xiàng).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=(n∈N*),Sn=b1+b2+…+bn,是否存在t,使得對(duì)任意的n均有Sn>總成立?若存在,求出最大的整數(shù)t;若不存在,請(qǐng)說明理由.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
解 (1)由題意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2,
整理得2a1d=d2.
∵a1=1,d>0,∴d=2.
∴an=2n-1(n∈N*).
(2)∵bn===,
∴Sn=b1+b2+…+bn
=
==.
假設(shè)存在整數(shù)t滿足Sn>總成立,
又Sn+1-Sn=-=>0,
∴數(shù)列{Sn}是遞增數(shù)列.
∴S1=為Sn的最小值,故<,即t<9.
又∵t∈Z,∴適合條件的t的最大值為8.
反思與感悟 數(shù)列是一種特殊的函數(shù),在求解數(shù)列問題時(shí),若涉及參數(shù)取值范圍、最值問題或單調(diào)性時(shí),均可考慮采用函數(shù)的性質(zhì)及研究方法指導(dǎo)解題.值得注意的是數(shù)列定義域是正整數(shù)集或{1,2,3,…,n},這一特殊性對(duì)問題結(jié)果可能造成影響.
跟蹤訓(xùn)練3 已知首項(xiàng)為的等比數(shù)列{an}不是遞減數(shù)列,其前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*),且S3+a3,S5+a5,S4+a4成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)Tn=Sn-(n∈N*),求數(shù)列{Tn}最大項(xiàng)的值與最小項(xiàng)的值.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
解 (1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
因?yàn)镾3+a3,S5+a5,S4+a4成等差數(shù)列,
所以S5+a5-S3-a3=S4+a4-S5-a5,
即4a5=a3,于是q2==.
又{an}不是遞減數(shù)列,且a1=,所以q=-.
故等比數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為
an=n-1=(-1)n-1.
(2)由(1)得Sn=1-n=
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),Sn隨n的增大而減小,
所以1<Sn≤S1=.
故0<Sn-≤S1-=-=.
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),Sn隨n的增大而增大,
所以=S2≤Sn<1,
故0>Sn-≥S2-=-=-.
綜上,對(duì)于n∈N*,
總有-≤Sn-≤且Sn-≠0.
所以數(shù)列{Tn}最大項(xiàng)的值為,最小項(xiàng)的值為-.
命題角度2 以函數(shù)為載體給出數(shù)列
例4 已知函數(shù)f(x)=2-|x|,無窮數(shù)列{an}滿足an+1=f(an),n∈N*.
(1)若a1=0,求a2,a3,a4;
(2)若a1>0,且a1,a2,a3成等比數(shù)列,求a1的值.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
解 (1)由an+1=f(an),得an+1=2-|an|,
∵a1=0,∴a2=2,a3=0,a4=2.
(2)∵a1,a2,a3成等比數(shù)列,∴a3==2-|a2|,
∴a=a1(2-|a2|),且a2=2-|a1|,
∴(2-|a1|)2=a1(2-|2-|a1||),
即(2-a1)2=a1(2-|2-a1|).
下面分情況討論:
①當(dāng)2-a1≥0時(shí),(2-a1)2=a1[2-(2-a1)]=a,解得a1=1,且a1≤2;
②當(dāng)2-a1<0時(shí),(2-a1)2=a1[2-(a1-2)]=a1(4-a1),即2a-8a1+4=0,即a-4a1+4=2,即(a1-2)2=2,解得a1=2+,且a1>2,
綜上,a1=1或a1=2+.
反思與感悟 以函數(shù)為載體給出數(shù)列,只需代入函數(shù)式即可轉(zhuǎn)化為數(shù)列問題.
跟蹤訓(xùn)練4 已知函數(shù)f(x)=,數(shù)列{an}滿足
a1=1,an+1=f,n∈N*.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)令Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1,求Tn.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
解 (1)∵an+1=f===an+,
∴an+1-an=,∴{an}是以為公差的等差數(shù)列.
又a1=1,∴an=n+.
(2)Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1
=a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1)
=-(a2+a4+…+a2n)
=-=-(2n2+3n).
1.設(shè)數(shù)列{an}是公差不為零的等差數(shù)列,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和(n∈N*),且S=9S2,S4=4S2,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
答案 an=36(2n-1)
解析 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由前n項(xiàng)和的概念及已知條件得
a=9(2a1+d), ①
4a1+6d=4(2a1+d ). ②
由②得d=2a1,代入①有a=36a1,
解得a1=0或a1=36.
又d≠0,所以a1=0不符合題意,舍去.
因此a1=36,d=72,
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為
an=36+(n-1)72=72n-36=36(2n-1).
2.若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-n(n=1,2,3,…),則此數(shù)列的通項(xiàng)公式為________;數(shù)列{nan}中數(shù)值最小的項(xiàng)是第________項(xiàng).
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
答案 an=3n-16 3
解析 利用an=求得an=3n-16.
則nan=3n2-16n=3,
所以n=3時(shí),nan的值最?。?
3.已知函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镽,當(dāng)x<0時(shí),f(x)>1,且對(duì)任意的實(shí)數(shù)x,y∈R,等式f(x)f(y)=f(x+y)恒成立.若數(shù)列{an}滿足a1=f(0),且f(an+1)=(n∈N*),則a2018的值為________.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
答案 4035
解析 根據(jù)題意,不妨設(shè)f(x)=x,
則a1=f(0)=1,
∵f(an+1)=,∴an+1=an+2,∴數(shù)列{an}是以1為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,∴an=2n-1,
∴a2 018=4 035.
1.等差數(shù)列與等比數(shù)列是高中階段學(xué)習(xí)的兩種最基本的數(shù)列,也是高考中經(jīng)常考查并且重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一,這類問題多從數(shù)列的本質(zhì)入手,考查這兩種基本數(shù)列的概念、基本性質(zhì)、簡(jiǎn)單運(yùn)算、通項(xiàng)公式、求和公式等問題.
2.?dāng)?shù)列求和的方法:一般的數(shù)列求和,應(yīng)從通項(xiàng)入手,若無通項(xiàng),先求通項(xiàng),然后通過對(duì)通項(xiàng)變形,轉(zhuǎn)化為與特殊數(shù)列有關(guān)或具備某種方法適用特點(diǎn)的形式,從而選擇合適的方法求和.
一、填空題
1.若一個(gè)等差數(shù)列{an}的公差為d,第5項(xiàng)等于10,前3項(xiàng)的和等于3,那么a1=________,d=________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
答案 -2 3
解析 由題意得即
解得a1=-2,d=3.
2.在等比數(shù)列{an}中,已知前4項(xiàng)和為1,前8項(xiàng)之和為17,則此等比數(shù)列的公比q為________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
答案 2
解析 由題意可知q≠1,S4==1,①
S8==17, ②
②①得1+q4=17,q4=16.
q=2.
3.等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n+t,則t+a3=________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
答案 17
解析 a1=S1=3+t,
由a1+a2=9+t得a2=6,
由a1+a2+a3=27+t得a3=18,
由a1a3=a,得t=-1,故t+a3=17.
4.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=n2+3n+1,n∈N*,則它的通項(xiàng)公式為________.
答案 an=
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列其他綜合問題
解析 當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=5;
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2n+2(a1=5不符合).
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=
5.已知{an}是等比數(shù)列,a2=2,a5=,則a1a2+a2a3+…+anan+1=________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比數(shù)列其他綜合問題
答案 (1-4-n)
解析 依題意a2=a1q=2,a5=a1q4=,
兩式相除可求得q=,a1=4,
又因?yàn)閿?shù)列{an}是等比數(shù)列,所以{anan+1}是以a1a2為首項(xiàng),q2為公比的等比數(shù)列,
根據(jù)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式可得
原式==(1-4-n).
6.已知{an}是等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,n∈N*.若a3=16,S20=20,則S10的值為________.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比基本量問題綜合
答案 110
解析 設(shè){an}的首項(xiàng),公差分別是a1,d,
則
解得a1=20,d=-2,
∴S10=1020+(-2)=110.
7.已知等差數(shù)列前n項(xiàng)和為Sn,且S13<0,S12>0,則此數(shù)列中絕對(duì)值最小的項(xiàng)為第________項(xiàng).
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與不等式的綜合
答案 7
解析 由S13=13a7,S12=6(a6+a7)及S13<0,S12>0,
知a7<0,a6+a7>0,即a6>-a7>0,故|a6|>|a7|.
又等差數(shù)列為遞減數(shù)列,故|a1|>|a2|>…>|a6|>|a7|,|a7|<|a8|<…,
故|a7|最小.
8.已知數(shù)列{an}:,+,++,+++,…,那么數(shù)列{bn}=的前n項(xiàng)和為______.
考點(diǎn) 等差等比數(shù)列綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 等差等比數(shù)列其他綜合問題
答案
解析 ∵an===,
∴bn===4.
∴Sn=4=4=.
9.在數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,且an+2-an=1+(-1)n
(n∈N*),則S100=________.
考點(diǎn) 數(shù)列前n項(xiàng)和的求法
題點(diǎn) 分組求和法
答案 2600
解析 由a1=1,a2=2且an+2-an=1+(-1)n(n∈N*)知,
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),an+2-an=0;
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),an+2-an=2.
所以前100項(xiàng)中,奇數(shù)項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng)1,偶數(shù)項(xiàng)構(gòu)成以
a2=2為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列.
所以S100=502+2+501=2600.
10.已知在數(shù)列{an}中,a1=1,且P(an,an+1)(n∈N*)在直線x-y+1=0上,若函數(shù)f(n)=+++…+(n∈N*,且n≥2),則函數(shù)f(n)的最小值為________.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與函數(shù)的綜合
答案
解析 由題意得an-an+1+1=0,即an+1-an=1,
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列,
∴an=n,∴f(n)=++…+,
∴f(n+1)-f(n)=++…+-
=+-=->0,
∴{f(n)}(n∈N*,n≥2)為遞增數(shù)列,
∴f(n)min=f(2)=+=+=.
二、解答題
11.在等比數(shù)列{an}中,an>0 (n∈N*),公比q∈(0,1),且a1a5+2a3a5+a2a8=25,又a3與a5的等比中項(xiàng)為2.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=log2an,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,當(dāng)++…+最大時(shí),求n的值.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與不等式的綜合
解 (1)∵a1a5+2a3a5+a2a8=25,
∴a+2a3a5+a=25,
又an>0,∴a3+a5=5.
又a3與a5的等比中項(xiàng)為2,
∴a3a5=4,而q∈(0,1),
∴a3>a5,∴a3=4,a5=1.
∴q=,a1=16,∴an=16n-1=25-n.
(2)bn=log2an=5-n,
∴bn+1-bn=-1,
∴{bn}是以b1=4為首項(xiàng),-1為公差的等差數(shù)列,
∴Sn=,
∴=,
∴當(dāng)n≤8時(shí),>0;
當(dāng)n=9時(shí),=0;
當(dāng)n>9時(shí),<0.
∴當(dāng)n=8或9時(shí),+++…+最大.
12.求數(shù)列1,3a,5a2,7a3,…,(2n-1)an-1的前n項(xiàng)和.
考點(diǎn) 數(shù)列前n項(xiàng)和的求法
題點(diǎn) 錯(cuò)位相減法求和
解 (1)當(dāng)a=0時(shí),Sn=1.
(2)當(dāng)a=1時(shí),數(shù)列變?yōu)?,3,5,7,…,(2n-1),
則Sn==n2.
(3)當(dāng)a≠1且a≠0時(shí),
有Sn=1+3a+5a2+7a3+…+(2n-1)an-1, ①
aSn=a+3a2+5a3+7a4+…+(2n-1)an, ②
①-②得Sn-aSn=1+2a+2a2+2a3+…+2an-1-(2n-1)an,
∴(1-a)Sn=1-(2n-1)an+2(a+a2+a3+a4+…+an-1)
=1-(2n-1)an+2
=1-(2n-1)an+,
又1-a≠0,
∴Sn=+.
綜上,Sn=
13.已知數(shù)列{an}中,a1=5且an=2an-1+2n-1 (n≥2且n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(2)是否存在實(shí)數(shù)λ,使得數(shù)列為等差數(shù)列?若存在,求出λ的值;若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)求通項(xiàng)公式an.
考點(diǎn) 遞推數(shù)列通項(xiàng)公式求法
題點(diǎn) an+1=pan+f(n)型
解 (1)∵a1=5,
∴a2=2a1+22-1=13,
a3=2a2+23-1=33.
(2)假設(shè)存在實(shí)數(shù)λ,使得數(shù)列為等差數(shù)列.
設(shè)bn=,由{bn}為等差數(shù)列,
可得2b2=b1+b3.
∴2=+,
即=+,
解得λ=-1.
又bn+1-bn=-
=[(an+1-2an)+1]
=[(2n+1-1)+1]
=1.
綜上可知,存在實(shí)數(shù)λ=-1,使得數(shù)列為首項(xiàng)是2,公差是1的等差數(shù)列.
(3)由(2)知,數(shù)列為首項(xiàng)是2,公差是1的等差數(shù)列,
∴=2+(n-1)1=n+1,
∴an=(n+1)2n+1.
三、探究與拓展
14.已知Sn和Tn分別為數(shù)列{an}與數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,且a1=e4,Sn=eSn+1-e5,an=,則當(dāng)Tn取得最大值時(shí)n的值為________.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列與不等式的綜合
答案 4或5
解析 由Sn=eSn+1-e5,得Sn-1=eSn-e5(n≥2),兩式相減,得an=ean+1(n≥2),易知a2=e3,==,所以數(shù)列{an}是首項(xiàng)為e4,公比為的等比數(shù)列,所以an=e5-n.因?yàn)閍n=ebn,所以bn=5-n.由即解得4≤n≤5,所以當(dāng)n=4或n=5時(shí),Tn取得最大值.
15.在等差數(shù)列{an}中,a3+a4=4,a5+a7=6.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=[an],求數(shù)列{bn}的前10項(xiàng)和,其中[x]表示不超過x的最大整數(shù),如[0.9]=0,[2.6]=2.
考點(diǎn) 數(shù)列綜合問題
題點(diǎn) 數(shù)列其他綜合問題
解 (1)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,
由題意有 解得a1=1,d=.
所以{an}的通項(xiàng)公式為an=.
(2)由(1)知,bn=.
當(dāng)n=1,2,3時(shí),1≤<2,bn=1;
當(dāng)n=4,5時(shí),2≤<3,bn=2;
當(dāng)n=6,7,8時(shí),3≤<4,bn=3;
當(dāng)n=9,10時(shí),4≤<5,bn=4.
所以數(shù)列{bn}的前10項(xiàng)和為13+22+33+42=24.