第七講數列求和
★★★高考在考什麼
【考題回放】
1.設,則等於( d )
a. b. c. d.
2. 等差數列中,a1=1,a3+a5=14,其前n項和sn=100,則n=( b )
a.9 b.10 c.11 d.12
3.)數列的前項和為,若,則等於( b )
a.1 b. c. d.
4.設sn是等差數列{an}的前n項和,若=,則=
abcd.
解析:由等差數列的求和公式可得且
所以,故選a
5.已知數列、都是公差為1的等差數列,其首項分別為、,且,.設(),則數列的前10項和等於( )
a.55 b.70 c.85 d.100
解:數列、都是公差為1的等差數列,其首項分別為、,且,.設(),則數列的前10項和等於=,,∴
=,選c.
6.對正整數n,設曲線在x=2處的切線與y軸交點的縱座標為,則數列的前n項和的公式是
解:,曲線y=xn(1-x)在x=2處的切線的斜率為k=n2n-1-(n+1)2n
切點為(2,-2n),所以切線方程為y+2n=k(x-2),令x=0得 an=(n+1)2n,令bn=.數列的前n項和為2+22+23+…+2n=2n+1-2
★★★高考要考什麼
1.直接用等差、等比數列的求和公式求和。
公比含字母時一定要討論
(理)無窮遞縮等比數列時,
2.錯位相減法求和:如:
3.分組求和:把數列的每一項分成若干項,使其轉化為等差或等比數列,再求和。
4.合併求和:如:求的和。
5.裂項相消法求和:把數列的通項拆成兩項之差、正負相消剩下首尾若干項。
常見拆項
6.公式法求和
7.倒序相加法求和
★ ★★ 突破重難點
【範例1】設數列滿足,.
(ⅰ)求數列的通項; (ⅱ)設,求數列的前項和.
解 (i)
驗證時也滿足上式,
(ii), ①
②【變式】已知二次函式的影象經過座標原點,其導函式為,數列的前n項和為,點均在函式的影象上。(ⅰ)、求數列的通項公式;
(ⅱ)、設,是數列的前n項和,求使得對所有都成立的最小正整數m;
點評:本小題考查二次函式、等差數列、數列求和、不等式等基礎知識和基本的運算技能,考查分析問題的能力和推理能力。
解:(ⅰ)設這二次函式f(x)=ax2+bx (a≠0) ,則 f`(x)=2ax+b,由於f`(x)=6x-2,得
a=3 , b=-2, 所以 f(x)=3x2-2x.
又因為點均在函式的影象上,所以=3n2-2n.
當n≥2時,an=sn-sn-1=(3n2-2n)-=6n-5.
當n=1時,a1=s1=3×12-2=6×1-5,所以,an=6n-5 ()
(ⅱ)由(ⅰ)得知==,
故tn===(1-).
因此,要使(1-)<()成立的m,必須且僅須滿足≤,即m≥10,所以滿足要求的最小正整數m為10.
【範例2】已知數列中的相鄰兩項是關於的方程的兩個根,且.
()求,,,; ()求數列的前項和;
(ⅲ)(理)記,,
求證:.
(i)解:方程的兩個根為,,
當時,,所以;
當時,,,所以;
當時,,,所以時;
當時,,,所以.
(ii)解: .
(iii)證明:,
所以,.
當時,,
,同時,
.綜上,當時,.
【變式】在數列中,,,.
(ⅰ)證明數列是等比數列;
(ⅱ)求數列的前項和;
(ⅲ)證明不等式,對任意皆成立.
解、(ⅰ)證明:由題設,得,.
又,所以數列是首項為,且公比為的等比數列.
(ⅱ)解:由(ⅰ)可知,於是數列的通項公式為.
所以數列的前項和.
(ⅲ)證明:對任意的,
.所以不等式,對任意皆成立.
【點睛】本題以數列的遞推關係式為載體,主要考查等比數列的概念、等比數列的通項公式及前項和公式、不等式的證明等基礎知識,考查運算能力和推理論證能力.
【範例3】已知a1=2,點(an,an+1)在函式f(x)=x2+2x的圖象上,其中=1,2,3,…
(1) 證明數列{lg(1+an)}是等比數列;
(2) 設tn=(1+a1) (1+a2) …(1+an),求tn及數列{an}的通項;
(3) 記bn=,求{bn}數列的前項和sn,並證明sn+=1.
解:(ⅰ)由已知兩邊取對數得
,即是公比為2的等比數列.
(ⅱ)由(ⅰ)知
由(*)式得
(ⅲ) 又又.
【變式】已知數列滿足,並且(為非零引數,).
(ⅰ)若成等比數列,求引數的值;
(ⅱ)設,常數且.證明.
解:(i)由已知且
若、、成等比數列,則即而解得
(ii)證明:設由已知,數列是以為首項、為公比的等比數列,故則
因此,對任意
當且時,所以
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