考点19 数列通项与求和与通项(教师版)备战2021年新高考数学微专题补充考点精练
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1、 第 1 页 / 共 28 页 考点考点 19 数列通项与求和与通项数列通项与求和与通项 1. 掌握数列通项的几种常用方法:归纳法、累加法、累积法、转化法等方法来求数列的通项公 式 . 2. 掌握数列求和的几种常用方法:公式法、分组求和法、裂项相消法、错位相减法、倒序相加 法,能熟练地应用这些方法来求数列的和 数列的求和是高考重点考查的内容之一,考查的形式往往是体现在综合题型中,作为考查的 内容之一。近几年主要考察了运用错位相减法求数列的和。 数列的通项公式是数列的本质属性之一,它是研究数列的相关性质的一个重要支撑点,因此,学 习数列首要的就是要能根据不同的条件求数列的通项公式;数列的前 n
2、项和既是数列的基本 问题之一,同时,也与数列的通项存在着必然的联系,也是学习数列时,必须要掌握的重要知识 点 .关于数列的通项公式,学习中要紧紧围绕着求通项的方法进行,求数列的通项,大致可有以 下四类: 1. 应用不完全归纳法,即根据数列的前几项来寻找规律,归纳通项或其中某项; 2. 应用 S n 与 a n 的关系,求解通项; 3. 应用“累加法” “累积法”等课本上常见方法求解通项; 4. 构造新数列,即把其他数列转化为等差、等比数列来加以解决,此种方法在很多考题中都有 所体现 关于数列的前 n 项和的求解,要紧紧抓住通项,分析其特征,由此来选择适当的求和方 法,把问题转化成最基本的数列求
3、和 . 常考的求和方法有:等差数列和等比数列的公式法、倒 序相加法、错位相减法、裂项相消法等 1、 【2020 年北京卷】在等差数列 n a中, 1 9a , 3 1a 记 12 (1,2,) nn Taaa n,则数列 n T 考纲要求考纲要求 近三年高考情况分析近三年高考情况分析 三年高考真题三年高考真题 考点总结考点总结 第 2 页 / 共 28 页 ( ) A. 有最大项,有最小项 B. 有最大项,无最小项 C. 无最大项,有最小项 D. 无最大项,无最小项 【答案】B 【解析】由题意可知,等差数列的公差 51 1 9 2 5 15 1 aa d , 则其通项公式为: 1 191221
4、1 n aandnn , 注意到 1234567 01aaaaaaa , 且由 5 0T 可知06, i TiiN, 由 1 17, i i i T aiiN T 可知数列 n T不存在最小项, 由于 123456 9,7,5,3,1,1aaaaaa , 故数列 n T中的正项只有有限项: 2 63T , 4 63 15945T . 故数列 n T中存在最大项,且最大项为 4 T. 故选:B. 2、【2020 年全国 2 卷】 数列 n a中, 1 2a , m nmn aa a , 若 1 55 121 0 22 kkk aaa , 则k ( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答
5、案】C 【解析】在等式 m nmn aa a 中,令1m,可得 11 2 nnn aa aa , 1 2 n n a a , 所以,数列 n a是以2为首项,以2为公比的等比数列,则 1 2 22 nn n a , 10110 1 110510 1210 1 221 2 221221 1 21 2 k k k kkk a aaa , 15 22 k ,则15k ,解得4k . 故选:C. 3、 【2020 年山东卷】将数列2n1与3n2的公共项从小到大排列得到数列an,则an的前 n 项和为 _ 【答案】 2 32nn 第 3 页 / 共 28 页 【解析】因为数列21n是以 1 为首项,以
6、2 为公差的等差数列, 数列32n是以 1 首项,以 3 为公差的等差数列, 所以这两个数列的公共项所构成的新数列 n a是以 1 为首项,以 6 为公差的等差数列, 所以 n a的前n项和为 2 (1) 1632 2 n n nnn , 故答案为: 2 32nn. 4、 【2019 年高考全国 I 卷理数】记 Sn为等比数列an的前 n 项和若 2 146 1 3 aaa,则 S5=_ 【答案】 121 3 【解析】设等比数列的公比为q,由已知 2 146 1 , 3 aaa,所以 325 11 (), 33 qq又0q , 所以3,q 所以 5 5 1 5 1 (1 3 ) (1)121
7、3 11 33 aq S q 【名师点睛】准确计算,是解答此类问题的基本要求本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算, 部分考生易出现运算错误 5、【2019 年高考全国 III 卷理数】 记 Sn为等差数列an的前 n 项和, 121 03aaa , 则 10 5 S S _ 【答案】4 【解析】设等差数列an的公差为 d, 因 21 3aa,所以 11 3ada,即 1 2ad, 所以 10 5 S S 1 1 1 1 10 9 10 100 2 4 5 4 25 5 2 ad a a ad 6、 【2018 年高考全国 I 卷理数】记 n S为数列 n a的前n项和,若21 nn Sa,则
8、 6 S _ 【答案】63 【解析】 根据21 nn Sa, 可得 11 21 nn Sa , 两式相减得 11 22 nnn aaa , 即 1 2 nn aa , 当1n 时, 111 21Saa,解得 1 1a ,所以数列 n a是以1 为首项,以 2 为公比的等比数列,所以 6 6 12 63 12 S ,故答案是63. 第 4 页 / 共 28 页 7、 【2018 年高考江苏卷】已知集合 * |21,Ax xnnN, * |2 , n Bx xnN将AB的所有 元素从小到大依次排列构成一个数列 n a记 n S为数列 n a的前 n 项和,则使得 1 12 nn Sa 成立的 n
9、的最小值为_ 【答案】27 【解析】所有的正奇数和 2nn N按照从小到大的顺序排列构成 n a,在数列| n a中,25前面有16 个 正 奇 数 , 即 56 2138 2 ,2aa. 当 n=1 时 , 12 1 1224Sa , 不 符 合 题 意 ; 当 n=2 时 , 23 31236Sa,不符合题意;当n=3时, 34 61248Sa,不符合题意;当n=4时, 45 1012=54 2 0Sa ,符合题意.故使得 +1 12 nn Sa成立的n的 最小值为27. 8、 【2020 年全国 1 卷】.设 n a是公比不为 1的等比数列, 1 a为 2 a, 3 a的等差中项 (1)
10、求 n a的公比; (2)若 1 1a ,求数列 n na的前n项和 【答案】 (1)2; (2) 1(13 )( 2) 9 n n n S . 【解析】 (1)设 n a的公比为q, 1 a为 23 ,a a的等差中项, 2 1231 2,0,20aaa aqq, 1,2qq ; (2)设 n na前n项和为 n S, 1 1 1,( 2)n n aa , 21 1 12( 2)3 ( 2)( 2)n n Sn , 231 21 ( 2)2( 2)3 ( 2)(1)( 2)( 2) nn n Snn , 第 5 页 / 共 28 页 得, 21 31( 2)( 2)( 2)( 2) nn n
11、 Sn 1( 2)1(13 )( 2) ( 2) 1( 2)3 nn n n n , 1(13 )( 2) 9 n n n S . 9、 【2020 年全国 3 卷】设数列an满足 a1=3, 1 34 nn aan (1)计算 a2,a3,猜想an的通项公式并加以证明; (2)求数列2nan的前 n项和 Sn 【答案】 (1) 2 5a , 3 7a ,21 n an,证明见解析; (2) 1 (21) 22 n n Sn . 【解析】 (1)由题意可得 21 34945aa, 32 3815 87aa , 由数列 n a的前三项可猜想数列 n a是以3为首项,2为公差的等差数列,即21 n
12、 an, 证明如下: 当1n 时, 1 3a 成立; 假设nk时,21 k ak成立. 那么1nk时, 1 343(21)4232(1) 1 kk aakkkkk 也成立. 则对任意的 * nN,都有 21 n an成立; (2)由(1)可知,2(21) 2 nn n an 231 3 25 27 2(21) 2(21) 2 nn n Snn , 2341 23 25 27 2(21) 2(21) 2 nn n Snn , 由得: 231 62222(21) 2 nn n Sn 21 1 21 2 62(21) 2 1 2 n n n 1 (1 2 ) 22 n n , 即 1 (21) 22
13、 n n Sn . 10、 【2020 年天津卷】 已知 n a为等差数列, n b为等比数列, 11543543 1,5,4abaaabbb 第 6 页 / 共 28 页 ()求 n a和 n b的通项公式; ()记 n a的前n项和为 n S,求证: 2* 21nnn S SSn N; ()对任意的正整数n,设 2 1 1 32 , ,. nn nn n n n ab n a a c a n b 为奇数 为偶数 求数列 n c的前2n项和 【答案】 () n an, 1 2n n b ; ()证明见解析; () 4654 219 49 n n n n . 【解析】()设等差数列 n a的公
14、差为d,等比数列 n b的公比为 q. 由 1 1a , 543 5aaa,可得 d=1. 从而 n a的通项公式为 n an. 由 1543 1,4bbbb, 又 q0,可得 2 440qq,解得 q=2, 从而 n b的通项公式为 1 2n n b . ()证明:由()可得 (1) 2 n n n S , 故 2 1 (1)(2)(3) 4 nn S Sn nnn , 22 2 1 1 12 4 n Snn , 从而 2 21 1 (1)(2)0 2 nnn S SSnn , 所以 2 21nnn S SS . ()当 n奇数时, 111 2 32(32)222 (2)2 nnn nn n
15、 nn abn c a an nnn , 当 n为偶数时, 1 1 1 2 n n n n an c b , 对任意的正整数 n,有 2222 21 11 222 1 212121 kkn nn k kk c kkn , 第 7 页 / 共 28 页 和 2 231 11 211352321 444444 nn k knn kk knn c 由得 2 2314 1 11352321 444444 n k nn k nn c 由得 2 211 1 21 1 31222112144 1 4444444 1 4 nn k nnn k nn c , 由于 11 21 1 121221121156544
16、 1 44334444123 4 1 4 n nnnn nnn , 从而得: 2 1 565 99 4 n k n k n c . 因此, 2 212 111 4654 219 49 n nnn kkk n kkk n ccc n . 所以,数列 n c的前 2n项和为 4654 219 49 n n n n . 11、 【2020 年山东卷】已知公比大于1的等比数列 n a满足 243 20,8aaa (1)求 n a的通项公式; (2)记 m b为 n a在区间 * (0,()m mN 中的项的个数,求数列 m b的前100项和 100 S 【答案】 (1)2n n a ; (2) 100
17、 480S. 【解析】 (1)由于数列 n a是公比大于1的等比数列,设首项为 1 a,公比为q,依题意有 3 11 2 1 20 8 a qa q a q , 解得解得 1 2,2aq,或 1 1 32, 2 aq(舍), 所以2n n a ,所以数列 n a的通项公式为2n n a . (2)由于 1234567 22,24,28,216,232,264,2128,所以 1 b对应的区间为:0,1,则 1 0b ; 23 ,b b对应的区间分别为:0,2 , 0,3,则 23 1bb,即有2个1; 第 8 页 / 共 28 页 4567 ,b b b b对应的区间分别为:0,4 , 0,5
18、 , 0,6 , 0,7,则 4567 2bbbb,即有 2 2 个2; 8915 ,b bb对应的区间分别为:0,8 , 0,9 , 0,15,则 8915 3bbb,即有 3 2个3; 161731 ,bbb对应的区间分别为:0,16 , 0,17 , 0,31,则 161731 4bbb,即有 4 2 个4; 323363 ,bbb对应的区间分别为:0,32 , 0,33 , 0,63,则 323363 5bbb,即有 5 2个5; 6465100 ,bbb对应的区间分别为:0,64 , 0,65 , 0,100,则 6465100 6bbb,即有37个6. 所以 2345 100 1
19、22 23 24 25 26 37480S . 12、 【2019 年高考全国 II 卷理数】已知数列an和bn满足 a1=1,b1=0, 1 434 nnn aab , 1 434 nnn bba . (1)证明:an+bn是等比数列,anbn是等差数列; (2)求an和bn的通项公式. 【答案】(1)见解析;(2) 11 22 n n an, 11 22 n n bn. 【解析】(1)由题设得 11 4()2() nnnn abab ,即 11 1 () 2 nnnn abab 又因为a1+b1=l,所以 nn ab是首项为1,公比为 1 2 的等比数列 由题设得 11 4()4()8 n
20、nnn abab ,即 11 2 nnnn abab 又因为a1b1=l,所以 nn ab是首项为1,公差为2的等差数列 (2)由(1)知, 1 1 2 nn n ab ,21 nn abn 所以 111 ()() 222 nnnnn n aababn, 111 ()() 222 nnnnn n bababn 13、 【2019 年高考天津卷理数】设 n a是等差数列, n b是等比数列已知 112233 4,622,24abbaba, 第 9 页 / 共 28 页 ()求 n a和 n b的通项公式; ()设数列 n c满足 1 1 1,22 ,2 , 1, , kk n k k c n c
21、 b n 其中 * kN (i)求数列 22 1 nn ac的通项公式; (ii)求 2 * 1 n ii i acn N 【答案】 (1)31 n an;3 2n n b (2) (i) 22 19 41 nn n ac (ii) 2 *211* 1 27 25 212 n nn i i i acnnn NN 【解析】(1)设等差数列 n a的公差为d,等比数列 n b的公比为q依题意得 2 662 , 6124 , qd qd 解 得 3, 2, d q 故 1 4(1) 331,6 23 2 nn nn annb 所以, n a的通项公式为 31, nn anb的通项公式为3 2n n
22、b (2)(i) 222 113 21 3 219 41 nnn nnn n acab 所以,数列 22 1 nn ac的通项公式为 22 19 41 nn n ac (ii) 222 2 1111 2 11 nnn ii n i iiiii iiii acaa caac 1 221 2439 41 2 nn n ni i 211 4 1 4 3 25 29 14 n nn n 211* 2725 212 nn nn N 14、【2019 年高考浙江卷】设等差数列 n a的前 n 项和为 n S, 3 4a , 43 aS,数列 n b满足:对每个 12 , nnnnnn nSb Sb Sb
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