2019年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練四 第2講 數(shù)列求和及綜合應(yīng)用 理.doc

2019年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練四 第2講 數(shù)列求和及綜合應(yīng)用 理考情解讀高考對本節(jié)知識主要以解答題的形式考查以下兩個問題：1.以遞推公式或圖、表形式給出條件，求通項公式，考查用等差、等比數(shù)列知識分析問題和探究創(chuàng)新的能力，屬中檔題；2.通過分組、錯位相減等轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列的求和問題，考查等差、等比數(shù)列求和公式及轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用，屬中檔題1數(shù)列求和的方法技巧(1)分組轉(zhuǎn)化法有些數(shù)列，既不是等差數(shù)列，也不是等比數(shù)列，若將數(shù)列通項拆開或變形，可轉(zhuǎn)化為幾個等差、等比數(shù)列或常見的數(shù)列，即先分別求和，然后再合并(2)錯位相減法這是在推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項和公式時所用的方法，這種方法主要用于求數(shù)列anbn的前n項和，其中an，bn分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列(3)倒序相加法這是在推導(dǎo)等差數(shù)列前n項和公式時所用的方法，也就是將一個數(shù)列倒過來排列(反序)，當(dāng)它與原數(shù)列相加時若有公式可提，并且剩余項的和易于求得，則這樣的數(shù)列可用倒序相加法求和(4)裂項相消法利用通項變形，將通項分裂成兩項或n項的差，通過相加過程中的相互抵消，最后只剩下有限項的和這種方法，適用于求通項為的數(shù)列的前n項和，其中an若為等差數(shù)列，則.常見的裂項公式：；()；()；()2數(shù)列應(yīng)用題的模型(1)等差模型：如果增加(或減少)的量是一個固定量時，該模型是等差模型，增加(或減少)的量就是公差(2)等比模型：如果后一個量與前一個量的比是一個固定的數(shù)時，該模型是等比模型，這個固定的數(shù)就是公比(3)混合模型：在一個問題中同時涉及等差數(shù)列和等比數(shù)列的模型(4)生長模型：如果某一個量，每一期以一個固定的百分?jǐn)?shù)增加(或減少)，同時又以一個固定的具體量增加(或減少)時，我們稱該模型為生長模型如分期付款問題，樹木的生長與砍伐問題等(5)遞推模型：如果容易找到該數(shù)列任意一項an與它的前一項an1(或前n項)間的遞推關(guān)系式，我們可以用遞推數(shù)列的知識來解決問題熱點一分組轉(zhuǎn)化求和例1等比數(shù)列an中，a1，a2，a3分別是下表第一、二、三行中的某一個數(shù)，且a1，a2，a3中的任何兩個數(shù)不在下表的同一列.第一列第二列第三列第一行3210第二行6414第三行9818(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)若數(shù)列bn滿足：bnan(1)nln an，求數(shù)列bn的前n項和Sn.思維啟迪(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)逐個推敲確定an的通項公式；(2)分組求和解(1)當(dāng)a13時，不合題意；當(dāng)a12時，當(dāng)且僅當(dāng)a26，a318時，符合題意；當(dāng)a110時，不合題意因此a12，a26，a318，所以公比q3.故an23n1 (nN*)(2)因為bnan(1)nln an23n1(1)nln(23n1)23n1(1)nln 2(n1)ln 323n1(1)n(ln 2ln 3)(1)nnln 3，所以Sn2(133n1)111(1)n(ln 2ln 3)123(1)nnln 3.當(dāng)n為偶數(shù)時，Sn2ln 33nln 31；當(dāng)n為奇數(shù)時，Sn2(ln 2ln 3)ln 33nln 3ln 21.綜上所述，Sn思維升華在處理一般數(shù)列求和時，一定要注意使用轉(zhuǎn)化思想把一般的數(shù)列求和轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列進(jìn)行求和，在求和時要分析清楚哪些項構(gòu)成等差數(shù)列，哪些項構(gòu)成等比數(shù)列，清晰正確地求解在利用分組求和法求和時，由于數(shù)列的各項是正負(fù)交替的，所以一般需要對項數(shù)n進(jìn)行討論，最后再驗證是否可以合并為一個公式已知數(shù)列an中，a11，anan1()n(nN*)(1)求證：數(shù)列a2n與a2n1(nN*)都是等比數(shù)列；(2)若數(shù)列an的前2n項和為T2n，令bn(3T2n)n(n1)，求數(shù)列bn的最大項(1)證明因為anan1()n，an1an2()n1，所以.又a11，a2，所以數(shù)列a1，a3，a2n1，是以1為首項，為公比的等比數(shù)列；數(shù)列a2，a4，a2n，是以為首項，為公比的等比數(shù)列(2)解由(1)可得T2n(a1a3a2n1)(a2a4a2n)33()n，所以bn3n(n1)()n，bn13(n1)(n2)()n1，所以bn1bn3(n1)()n(n)3(n1)()n1(2n)，所以b1<b2b3>b4>>bn>，所以(bn)maxb2b3.熱點二錯位相減法求和例2設(shè)數(shù)列an的前n項和為Sn，已知a11，Sn12Snn1(nN*)，(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)若bn，數(shù)列bn的前n項和為Tn，nN*，證明：Tn<2.思維啟迪(1)n>1時，Sn2Sn1n兩式相減得an的遞推關(guān)系式，然后構(gòu)造數(shù)列求通項；(2)先利用錯位相減法求出Tn，再放縮(1)解Sn12Snn1，當(dāng)n2時，Sn2Sn1n，an12an1，an112(an1)，即2(n2)，又S22S12，a1S11，a23，2，當(dāng)n1時，式也成立，an12n，即an2n1(nN*)(2)證明an2n1，bn，Tn，Tn，兩式相減，得Tn2()2<2.思維升華錯位相減法求數(shù)列的前n項和是一種重要的方法在應(yīng)用這種方法時，一定要抓住數(shù)列的特征，即數(shù)列的項可以看作是由一個等差數(shù)列和一個等比數(shù)列對應(yīng)項相乘所得數(shù)列的求和問題設(shè)數(shù)列an滿足a12，an1an322n1.(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)令bnnan，求數(shù)列bn的前n項和Sn.解(1)由已知得，當(dāng)n1時，an1(an1an)(anan1)(a2a1)a13(22n122n32)222(n1)1.而a12，符合上式，所以數(shù)列an的通項公式為an22n1.(2)由bnnann22n1知Sn12223325n22n1.從而22Sn123225327n22n1.，得(122)Sn2232522n1n22n1，即Sn(3n1)22n12熱點三裂項相消法求和例3已知等差數(shù)列an，公差d>0，前n項和為Sn，S36，且滿足a3a1,2a2，a8成等比數(shù)列(1)求an的通項公式；(2)設(shè)bn，求數(shù)列bn的前n項和Tn的值思維啟迪(1)利用方程思想可確定a，d，寫出an；(2)利用裂項相消法求Tn.解(1)由S36，得a22.a3a1,2a2，a8成等比數(shù)列，(2d)(26d)42，解得d1或d，d>0，d1.數(shù)列an的通項公式為ann.(2)Tn(1)()()()()().思維升華裂項相消法適合于形如形式的數(shù)列，其中an為等差數(shù)列已知等差數(shù)列an是遞增數(shù)列，且滿足a4a715，a3a88.(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)令bn(n2)，b1，求數(shù)列bn的前n項和Sn.解(1)根據(jù)題意a3a88a4a7，a4a715，所以a4，a7是方程x28x150的兩根，且a4<a7，解得a43，a75.設(shè)數(shù)列an的公差為d，由a7a4(74)d，得d.故等差數(shù)列an的通項公式為ana4(n4)d3(n4).(2)當(dāng)n2時，bn()，又b1(1)，所以Snb1b2bn(1)(1).即數(shù)列bn的前n項和Sn.熱點四數(shù)列的實際應(yīng)用例4自從祖國大陸允許臺灣農(nóng)民到大陸創(chuàng)業(yè)以來，在11個省區(qū)設(shè)立了海峽兩岸農(nóng)業(yè)合作試驗區(qū)和臺灣農(nóng)民創(chuàng)業(yè)園，臺灣農(nóng)民在那里申辦個體工商戶可以享受“綠色通道”的申請、受理、審批一站式服務(wù)，某臺商第一年年初到大陸就創(chuàng)辦了一座120萬元的蔬菜加工廠M，M的價值在使用過程中逐年減少，從第二年到第六年，每年年初M的價值比上年年初減少10萬元，從第七年開始，每年年初M的價值為上年年初的75%.(1)求第n年年初M的價值an的表達(dá)式；(2)設(shè)An，若An大于80萬元，則M繼續(xù)使用，否則須在第n年年初對M更新，證明：必須在第九年年初對M更新思維啟迪(1)根據(jù)題意，當(dāng)n6時，數(shù)列an是等差數(shù)列，當(dāng)n7時，數(shù)列an是等比數(shù)列，分別寫出其通項公式，然后進(jìn)行合并即可；(2)先對n進(jìn)行分類，表示出An，利用數(shù)列的單調(diào)性質(zhì)確定其最佳項，并與80比較大小，確定n的值(1)解當(dāng)n6時，數(shù)列an是首項為120，公差為10的等差數(shù)列，故an12010(n1)13010n，當(dāng)n7時，數(shù)列an從a6開始的項構(gòu)成一個以a61306070為首項，以為公比的等比數(shù)列，故an70()n6，所以第n年年初M的價值an(2)證明設(shè)Sn表示數(shù)列an的前n項和，由等差數(shù)列和等比數(shù)列的求和公式，得當(dāng)1n6時，Sn120n5n(n1)，An1205(n1)1255n95>80，當(dāng)n7時，由于S6570，故Sn570(a7a8an)5707041()n6780210()n6.因為an是遞減數(shù)列，所以An是遞減數(shù)列因為An，A882.734>80，A976.823<80，所以必須在第九年年初對M更新思維升華解答數(shù)列應(yīng)用題，與函數(shù)應(yīng)用題的求解過程類似，一般要經(jīng)過三步：(1)建模，首先要認(rèn)真審題，理解實際背景，理清數(shù)學(xué)關(guān)系，把應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為數(shù)列問題；(2)解模，利用所學(xué)的數(shù)列知識，解決數(shù)列模型中的相關(guān)問題；(3)釋模，把已解決的數(shù)列模型中的問題返回到實際問題中去，與實際問題相對應(yīng)，確定問題的結(jié)果設(shè)某商品一次性付款的金額為a元，以分期付款的形式等額地分成n次付清，若每期利率r保持不變，按復(fù)利計算，則每期期末所付款是()A.(1r)n元B.元C.(1r)n1元D.元答案B解析設(shè)每期期末所付款是x元，則各次付款的本利和為x(1r)n1x(1r)n2x(1r)n3x(1r)xa(1r)n，即xa(1r)n，故x.1數(shù)列綜合問題一般先求數(shù)列的通項公式，這是做好該類題的關(guān)鍵若是等差數(shù)列或等比數(shù)列，則直接運用公式求解，否則常用下列方法求解：(1)an(2)遞推關(guān)系形如an1anf(n)，常用累加法求通項(3)遞推關(guān)系形如f(n)，常用累乘法求通項(4)遞推關(guān)系形如“an1panq(p、q是常數(shù)，且p1，q0)”的數(shù)列求通項，常用待定系數(shù)法可設(shè)an1p(an)，經(jīng)過比較，求得，則數(shù)列an是一個等比數(shù)列(5)遞推關(guān)系形如“an1panqn(q，p為常數(shù)，且p1，q0)”的數(shù)列求通項，此類型可以將關(guān)系式兩邊同除以qn轉(zhuǎn)化為類型(4)，或同除以pn1轉(zhuǎn)為用迭加法求解2數(shù)列求和中應(yīng)用轉(zhuǎn)化與化歸思想的常見類型：(1)錯位相減法求和時，將問題轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列的求和問題求解(2)并項求和時，將問題轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列求和(3)分組求和時，將問題轉(zhuǎn)化為能用公式法或錯位相減法或裂項相消法或并項法求和的幾個數(shù)列的和求解提醒：運用錯位相減法求和時，相減后，要注意右邊的n1項中的前n項，哪些項構(gòu)成等比數(shù)列，以及兩邊需除以代數(shù)式時注意要討論代數(shù)式是否為零3數(shù)列應(yīng)用題主要考查應(yīng)用所學(xué)知識分析和解析問題的能力其中，建立數(shù)列模型是解決這類問題的核心，在解題中的主要思路：首先構(gòu)造等差數(shù)列或等比數(shù)列模型，然后用相應(yīng)的通項公式與求和公式求解；通過歸納得到結(jié)論，再用數(shù)列知識求解.真題感悟1(xx湖南)設(shè)Sn為數(shù)列an的前n項和，Sn(1)nan，nN*，則：(1)a3_；(2)S1S2S100_.答案(1)(2)解析anSnSn1(1)nan(1)n1an1(n2)，an(1)nan(1)n1an1(n2)當(dāng)n為偶數(shù)時，an1(n2)，當(dāng)n為奇數(shù)時，2anan1(n2)，當(dāng)n4時，a3.根據(jù)以上an的關(guān)系式及遞推式可求a1，a3，a5，a7，a2，a4，a6，a8，.a2a1，a4a3，a6a5，S1S2S100(a2a1)(a4a3)(a100a99).2(xx課標(biāo)全國)已知數(shù)列an滿足a11，an13an1.(1)證明an是等比數(shù)列，并求an的通項公式；(2)證明<.證明(1)由an13an1，得an13(an)又a1，所以an是首項為，公比為3的等比數(shù)列an，因此an的通項公式為an.(2)由(1)知.因為當(dāng)n1時，3n123n1，所以.于是1(1)<.所以<.押題精練1若數(shù)列an的通項公式是an(1)n(3n2)，則a1a2a10_.答案15解析由題意知，a1a2a1014710(1)10(3102)(14)(710)(1)9(392)(1)10(3102)3515.2秋末冬初，流感盛行，特別是甲型H1N1流感某醫(yī)院近30天每天入院治療甲流的人數(shù)依次構(gòu)成數(shù)列an，已知a11，a22，且an2an1(1)n(nN*)，則該醫(yī)院30天入院治療甲流共有_人答案255解析由于an2an1(1)n，所以a1a3a291，a2，a4，a30構(gòu)成公差為2的等差數(shù)列，所以a1a2a29a30151522255.故該醫(yī)院30天入院治療甲流的人數(shù)為255.3已知數(shù)列bn滿足3(n1)bnnbn1，且b13.(1)求數(shù)列bn的通項公式；(2)已知，求證：<1.(1)解因為3(n1)bnnbn1，所以.則3，3，3，3，累乘，可得3n1n，因為b13，所以bnn3n，即數(shù)列bn的通項公式bnn3n.(2)證明因為，所以an3n.因為()，所以(1)()()1.因為nN*，所以0<，所以1<1，所以<1.(推薦時間：60分鐘)一、選擇題1數(shù)列an共有5項，其中a10，a52，且|ai1ai|1，i1,2,3,4，則滿足條件的不同數(shù)列的個數(shù)為()A3 B4C5 D6答案B解析設(shè)biai1ai，i1,2,3,4，則bi等于1或1，由a5(a5a4)(a4a3)(a3a2)(a2a1)b4b3b2b1，知bi(i1,2,3,4)共有3個1,1個1.所以符合條件的an共有4個2已知在數(shù)列an中，a160，an1an3，則|a1|a2|a3|a30|等于()A445 B765C1 080 D3 105答案B解析an1an3，an1an3.an是以60為首項，3為公差的等差數(shù)列an603(n1)3n63.令an0，得n21.前20項都為負(fù)值|a1|a2|a3|a30|(a1a2a20)a21a302S20S30.Snnn，|a1|a2|a3|a30|765.3在等差數(shù)列an中，a12 013，其前n項和為Sn，若2，則S2 013的值等于()A2 011 B2 012C2 010 D2 013答案D解析根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)，得數(shù)列也是等差數(shù)列，根據(jù)已知可得這個數(shù)列的首項a12 013，公差d1，故2 013(2 0131)11，所以S2 0132 013.4已知數(shù)列an滿足an1anan1(n2)，a11，a23，記Sna1a2an，則下列結(jié)論正確的是()Aa1001，S1005 Ba1003，S1005Ca1003，S1002 Da1001，S1002答案A解析由題意知，a11，a23，a32，a41，a53，a62，a71，由此可以得出數(shù)列an是以6為一個周期，所以a100a41，S100a1a2a3a45，故選A.5數(shù)列an的通項公式anncos ，其前n項和為Sn，則S2 012等于()A1 006 B2 012 C503 D0答案A解析用歸納法求解anncos ，a10，a22，a30，a44，a50，a66，a70，a88，.由此易知a4n2(4n2)，a4n4n，且a1a2a3a4242，a5a6a7a8682，a4n3a4n2a4n1a4n(4n2)4n2.又2 0124503，a1a2a2 0122225031 006.6數(shù)列an滿足a11，且對任意的m，nN*都有amnamanmn，則等于()A. B. C. D.答案A解析令m1，得an1ann1，即an1ann1，于是a2a12，a3a23，anan1n，上述n1個式子相加得ana123n，所以an123n，因此2，所以22.二、填空題7在數(shù)列an中，a11，an2(1)nan1，記Sn是數(shù)列an的前n項和，則S60_.答案480解析an2(1)nan1，a3a11，a5a31，a7a51，且a4a21，a6a41，a8a61，a2n1為等差數(shù)列，且a2n11(n1)1n，即a11，a32，a53，a74，S4a1a2a3a41124，S8S4a5a6a7a83418，S12S8a9a10a11a1256112，S604154480.8設(shè)Sn為數(shù)列an的前n項和，若(nN*)是非零常數(shù)，則稱該數(shù)列為“和等比數(shù)列”；若數(shù)列cn是首項為2，公差為d(d0)的等差數(shù)列，且數(shù)列cn是“和等比數(shù)列”，則d_.答案4解析由題意可知，數(shù)列cn的前n項和為Sn，前2n項和為S2n，所以22.因為數(shù)列cn是“和等比數(shù)列”，即為非零常數(shù)，所以d4.9設(shè)Sn(nN*)，且Sn1Sn2，則n的值是_答案5解析Sn1(1)()()1，Sn2.Sn1Sn2，解得n5.10已知數(shù)列an的通項公式為an，前n項和為Sn，若對任意的正整數(shù)n，不等式S2nSn>恒成立，則常數(shù)m所能取得的最大整數(shù)為_答案5解析要使S2nSn>恒成立，只需(S2nSn)min>.因為(S2(n1)Sn1)(S2nSn)(S2n2S2n)(Sn1Sn)a2n1a2n2an1>>0，所以S2nSnS2S1，所以<m<，m所能取得的最大整數(shù)為5.三、解答題11在等比數(shù)列an中，a1>0，nN*，且a3a28，又a1，a5的等比中項為16.(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)設(shè)bnlog4an，數(shù)列bn的前n項和為Sn，是否存在正整數(shù)k，使得<k對任意nN*恒成立若存在，求出正整數(shù)k的最小值；若不存在，請說明理由解(1)設(shè)數(shù)列an的公比為q，由題意可得a316.a3a28，a28，q2.an2n1.(2)bnlog42n1，Snb1b2bn.，<，正整數(shù)k的最小值為3.12(xx山東)已知等差數(shù)列an的公差為2，前n項和為Sn，且S1，S2，S4成等比數(shù)列(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)令bn(1)n1，求數(shù)列bn的前n項和Tn.解(1)因為S1a1，S22a122a12，S44a124a112，由題意，得(2a12)2a1(4a112)，解得a11，所以an2n1.(2)bn(1)n1(1)n1(1)n1()當(dāng)n為偶數(shù)時，Tn(1)()()()1.當(dāng)n為奇數(shù)時，Tn(1)()()()1.所以Tn(或Tn)13在等差數(shù)列an中，a1030，a2050.(1)求數(shù)列an的通項公式；(2)令bn2，證明：數(shù)列bn為等比數(shù)列；(3)求數(shù)列nbn的前n項和Tn.(1)解由ana1(n1)d，a1030，a2050，得方程組，解得.所以an12(n1)22n10.(2)證明由(1)，得bn222n101022n4n，所以4.所以bn是首項為4，公比為4的等比數(shù)列(3)解由nbnn4n，得Tn14242n4n，4Tn142(n1)4nn4n1，得3Tn4424nn4n1n4n1.所以Tn.