2021年高考数学大二轮专题复习:数列之数列求和问题
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1、专题四专题四 数列数列 第二编 讲专题 第第2 2讲讲 数列求和问题数列求和问题 考情研析 1.从具体内容上,高考对数列求和的考查主要以解答题 的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求一般数列的和, 体现转化与化归的思想 2.从高考特点上,难度稍大,一般以解答题为主 1 核心知识回顾核心知识回顾 PART ONE 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 常见的求和方法 (1)公式法: 适合求等差数列或等比数列的前 n 项和 对等比数列利用公 式法求和时,一定要注意 (2)错位相减法:主要用于求数列anbn的前 n 项和,其中an,
2、bn 分别是 (3)裂项相消法: 把数列和式中的各项分别裂项后, 消去一部分从而计算 和的方法,适用于求通项为 的数列的前 n 项和 01公比q是否取1 02等差数列和等比数列 03 1 anan1 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (4)分组求和法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个 数列 , , 就会变成几个可以求和的部分, 分别求和, 然后再合并 (5)并项求和法:当一个数列为摆动数列,形如 的形式,通 常分 ,观察相邻两项是否构成新数列. 04适当拆开 05重新组合 06(1)nan 07奇、偶 2 热点考向探究热
3、点考向探究 PART TWO 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 考向 1 分组转化法求和 例 1 (2020 山东省泰安市模拟)在Snn2n,a3a516,S3S5 42,a n1 an n1 n ,S756 这三个条件中任选一个补充在下面的问题中, 并加以解答 设等差数列an的前 n 项和为 Sn,数列bn为等比数列,_,b1 a1,b2a1a2 2 .求数列 1 Snbn 的前 n 项和 Tn. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 解 选, 当 n1 时,a1S12; 当 n2
4、 时,anSnSn12n, 又 n1 满足 an2n,所以 an2n. 设bn的公比为 q,因为 a12,a24,由 b1a1,b2a1a2 2 ,得 b12, q2,所以 bn2n. 由数列bn的前 n 项和为 22n1 12 2n 1 2,又可知 1 Sn 1 n2n 1 n(n1) 1 n 1 n1, 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 数列 1 Sn 的前 n 项和为 11 2 1 2 1 3 1 n 1 n11 1 n1, 故 Tn2n121 1 n12 n1 1 n11. 选, 设等差数列an的公差为 d,由 a3a516,S
5、3S542, 得 2a16d16, 8a113d42,解得 a12, d2, 所以 an2n,Snn2n. 下同选. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 选, 由a n1 an n1 n ,得 an1 n1 an n ,所以an n a1 1 ,即 ana1n,S77a428a1 56,所以 a12,所以 an2n,Snn2n. 下同选. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 若一个数列是由两个或多个等差、等比数列的和差形式组成,或这个数 列可以分解成两个或多个等差、等比数列的和差形式
6、,则可以根据数列的结 构对原数列求和式的各部分重新组合,进而使用等差、等比数列的求和公式 进行求和解题的关键是观察结构、巧分组. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 等差数列an的前 n 项和为 Sn,数列bn是等比数列,满足 a13,b1 1,b2S210,a52b2a3. (1)求数列an和bn的通项公式; 解 (1)设数列an的公差为 d,数列bn的公比为 q,则由 a13,b11 及 b2S210, a52b2a3, 得 q6d10, 34d2q32d,解得 d2, q2, 所以 an32(n1)2n1,bn2n1. 核心知识回顾
7、核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)令 cn 2 Sn,n为奇数, bn,n为偶数, 设数列cn的前 n 项和为 Tn,求 T2n. 解 (2)由 a13,an2n1,得 Snn(n2). 则 cn 2 n(n2),n为奇数, 2n1,n为偶数, 即 cn 1 n 1 n2,n为奇数, 2n1,n为偶数, T2n(c1c3c2n1)(c2c4c2n) 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 11 3 1 3 1 5 1 2n1 1 2n1 (22322n1) 1 1 2n1 2(14n) 14
8、 2n 2n1 2 3(4 n1). 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 考向 2 裂项相消法求和 例 2 (2020 山东省潍坊市模拟)在a2,a3,a44 成等差数列,S1, S22,S3成等差数列中任选一个,补充在下面的问题中,并解答 在公比为 2 的等比数列an中,_ (1)求数列an的通项公式; 解 方案一:选条件, (1)由题意,得 a22a1,a34a1,a448a14, a2,a3,a44 成等差数列, 2a3a2a44,即 8a12a18a14, 解得 a12, an2 2n12n,nN*. 核心知识回顾核心知识回顾 热
9、点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)若 bn(n1)log2an,求数列 4n2 b2 n 的前 n 项和 Tn. 解 (2)由(1)知,bn(n1)log2an(n1)log22nn(n1), 记 cn4n2 b2 n ,则 cn4n2 b2 n 4n2 n2(n1)22 1 n2 1 (n1)2 , Tnc1c2cn 2 1 12 1 22 2 1 22 1 32 2 1 n2 1 (n1)2 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 2 1 12 1 22 1 22 1 32 1 n2 1 (n1)2 2
10、 1 12 1 (n1)2 2 2 (n1)2. 方案二:选条件, (1)由题意,得 S1a1,S223a12,S37a1, S1,S22,S3成等差数列, 2(S22)S1S3,即 2(3a12)a17a1,解得 a12, an2 2n12n,nN*. (2)同方案一第(2)问解答过程 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 裂项相消法:即把每一项都拆成正负两项,使其正负抵消,只余有限几 项,可求和常用于数列 c anan1 的求和,其中数列an是各项不为 0 的等差 数列,c 为常数 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真
11、题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2020 山东省泰安市四模)已知等差数列an的公差 d0,a27,且 a1, a6,5a3成等比数列 (1)求数列an的通项公式; 解 (1)a1,a6,5a3成等比数列, a2 65a3a1,(a15d) 25a 1(a12d), 整理得 4a2 125d 2,a 15 2d 或 a1 5 2d. 当 a15 2d 时, 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 由 a 15 2d, a27, 解得 a15, d2, 满足题意 当 a15 2d 时, 由 a 15 2d, a27, 解得 d14 3 ,
12、不符合题意, an52(n1)2n3. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)若数列bn满足 1 bn1 1 bnan(nN *),且 b 11 3,求数列bn的前 n 项 和 Tn. 解 (2)由(1)知,当 n2 时, a1a2an1(n1)(52n1) 2 n22n3. 1 bn1 1 bnan,当 n2 时, 1 bn 1 bn1an1, a1a2an1 1 b2 1 b1 1 b3 1 b2 1 bn 1 bn1 1 bn 1 b1n 22n3. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题
13、作业专题作业 又 b11 3, 1 bnn 22n,b n 1 n(n2)(n2), 当 n1 时,b1 1 1(12) 1 3, bn 1 n(n2),nN *, bn 1 n(n2) 1 2 1 n 1 n2 , Tn b1 b2 bn 1 2 11 3 1 2 1 4 1 n 1 n2 1 2 3 2 1 n1 1 n2 3n25n 4(n1)(n2). 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 考向 3 错位相减法求和 例3 (2020 山东省烟台市模拟)已知正项等比数列an的前n项和为Sn, a12,2S2a2a3. (1)求数列an
14、的通项公式; 解 (1)设正项等比数列an的公比为 q(q0), 因为 2S2a2a3, 所以 2a1 a2a3, 所以 2a1a1qa1q2,所以 q2q20,得 q2. 所以 an2n. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)设 bn2n1 an 2log2an,求数列bn的前 n 项和 解 (2)由题意得 bn(2n1) 1 2 n2n. 令 cn(2n1) 1 2 n,其前 n 项和为 Pn,则 Pn1 1 2 3 1 2 2(2n1) 1 2 n, 1 2Pn1 1 2 23 1 2 3(2n3) 1 2 n(2n1) 1
15、2 n1, 两式相减得 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 1 2Pn 1 22 1 2 2 1 2 3 1 2 n (2n1) 1 2 n1 1 22 1 4 1 1 2 n1 11 2 (2n1) 1 2 n1 3 2 1 2 n1(2n1) 1 2 n1, 所以 Pn3(2n3) 1 2 n, 而 2(12n)2n(n1) 2 n(n1), 所以数列bn的前 n 项和 Tn3(2n3) 1 2 nn(n1). 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 错位相减法适用于由一个等差数列和
16、一个等比数列对应项的乘积构成 的数列的求和但要注意相减后得到部分等比数列,求和时一定要弄清其项 数;另外还要注意首项与末项 (2020 湖北省华中师范大学第一附中模拟)在数列an,bn中,anbn n1,bnan1. (1)证明:数列an3bn是等差数列; 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 解 (1)证明:由题意,将 bnan1 代入 anbnn1, 可得 anan1n1,即 2ann2, ann2 2 ,bnan1n2 2 1n 2, an3bnn2 2 3n 2 1n. an13bn1(an3bn)1(n1)(1n)1, 数列an3
17、bn是以1 为公差的等差数列 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)求数列 an3bn 2n 的前 n 项和 Sn. 解 (2)由(1)知,a n3bn 2n 1n 2n , 则 Sn0 2 1 22 1n 2n , 1 2Sn 0 22 1 23 1n 2n1 , 两式相减,得 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 1 2Sn 1 22 1 23 1 2n 1n 2n1 1 4 1 1 2n1 11 2 1n 2n1 1 2 1 2n 1n 2n1 n1 2n1 1 2, 所以
18、Snn1 2n 1. 3 真题真题VSVS押题押题 PART THREE 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 1(2020 全国卷)设an是公比不为 1 的等比数列,a1为 a2,a3的等 差中项 (1)求an的公比; 解 (1)设等比数列an的公比为 q, a1为 a2,a3的等差中项, 2a1a2a3,即 2a1a1qa1q2. a10,q2q20. q1,q2. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)若 a11,求数列nan的前 n 项和 解 (2)设数列nan的前 n 项
19、和为 Sn, a11,an(2)n1, Sn112(2)3(2)2n(2)n1, 2Sn1(2)2(2)23(2)3(n1)(2)n1n(2)n, ,得 3Sn1(2)(2)2(2)n1n(2)n1(2) n 1(2) n(2)n1(13n)(2) n 3 , Sn1(13n)(2) n 9 . 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 2(2019 天津高考)设an是等差数列,bn是等比数列已知 a14, b16,b22a22,b32a34. (1)求an和bn的通项公式; 解 (1)设等差数列an的公差为 d,等比数列bn的公比为 q. 依
20、题意得 6q62d, 6q2124d, 解得 d3, q2 或 d3, q0 (舍去), 故 an4(n1)33n1,bn62n132n. 所以,an的通项公式为 an3n1,bn的通项公式为 bn32n. 核心知识回顾核心知识回顾 热点考向探究热点考向探究 真题真题VS押题押题 专题作业专题作业 (2)设数列cn满足 c11,cn 1,2kn2k1, bk,n2k, 其中 kN*. 求数列a2n (c2n1)的通项公式; 解 (2)a2n (c2n1)a2n (bn1)(32n1)(32n1)94n1. 所以,数列a2n (c2n1)的通项公式为 a2n (c2n1)94n1. 核心知识回顾
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