《(新高考)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第三部分 講重點(diǎn) 解答題專練 第2講 數(shù)列教學(xué)案 理》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新高考)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第三部分 講重點(diǎn) 解答題專練 第2講 數(shù)列教學(xué)案 理(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 數(shù)列
■真題調(diào)研——————————————
【例1】 [2019·全國卷Ⅱ]已知數(shù)列{an}和{bn}滿足a1=1,b1=0,4an+1=3an-bn+4,4bn+1=3bn-an-4.
(1)證明:{an+bn}是等比數(shù)列,{an-bn}是等差數(shù)列;
(2)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式.
解:(1)由題設(shè)得4(an+1+bn+1)=2(an+bn),
即an+1+bn+1=(an+bn).
又因?yàn)閍1+b1=1,所以{an+bn}是首項(xiàng)為1,公比為的等比數(shù)列.
由題設(shè)得4(an+1-bn+1)=4(an-bn)+8,
即an+1-bn+1=an-bn+2.
2、又因?yàn)閍1-b1=1,所以{an-bn}是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列.
(2)由(1)知,an+bn=,an-bn=2n-1.
所以an=[(an+bn)+(an-bn)]=+n-,
bn=[(an+bn)-(an-bn)]=-n+.
【例2】 [2019·江蘇卷]定義首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列為“M-數(shù)列”.
(1)已知等比數(shù)列{an}(n∈N*)滿足:a2a4=a5,a3-4a2+4a1=0,求證:數(shù)列{an}為“M-數(shù)列”;
(2)已知數(shù)列{bn}(n∈N*)滿足:b1=1,=-,其中Sn為數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
①求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
②設(shè)m為正整數(shù).若存
3、在“M-數(shù)列”{cn}(n∈N*),對任意正整數(shù)k,當(dāng)k≤m時,都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
所以a1≠0,q≠0.
由得
解得
因此數(shù)列{an}為“M-數(shù)列”.
(2)①因?yàn)椋剑詁n≠0.
由b1=1,S1=b1,得=-,則b2=2.
由=-,得Sn=,
當(dāng)n≥2時,由bn=Sn-Sn-1,
得bn=-,
整理得bn+1+bn-1=2bn.
所以數(shù)列{bn}是首項(xiàng)和公差均為1的等差數(shù)列.
因此,數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為bn=n(n∈N*).
②由①知,bk=k,k∈N*.
因?yàn)閿?shù)列{cn}為“M-數(shù)
4、列”,
設(shè)公比為q,所以c1=1,q>0.
因?yàn)閏k≤bk≤ck+1,所以qk-1≤k≤qk,其中k=1,2,3,…,m.
當(dāng)k=1時,有q≥1;
當(dāng)k=2,3,…,m時,有≤lnq≤.
設(shè)f(x)=(x>1),則f′(x)=.
令f′(x)=0,得x=e.列表如下:
x
(1,e)
e
(e,+∞)
f′(x)
+
0
-
f(x)
極大值
因?yàn)椋?=,
所以f(k)max=f(3)=.
取q=,當(dāng)k=1,2,3,4,5時,≤lnq,即k≤qk,經(jīng)檢驗(yàn)知qk-1≤k也成立.
因此所求m的最大值不小于5.
若m≥6,分別取k=3,6,得3≤
5、q3,且q5≤6,從而q15≥243,且q15≤216,所以q不存在.因此所求m的最大值小于6.
綜上,所求m的最大值為5.
【例3】 [2019·天津卷]設(shè){an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2-2,b3=2a3+4.
(1)求{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)數(shù)列{cn}滿足c1=1,cn=
其中k∈N*.
①求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
②求.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q.依題意得解得故an=4+(n-1)×3=3n+1,bn=6×2n-1=3×2n.
所以,{an}的通項(xiàng)公式為an=3n+1,{
6、bn}的通項(xiàng)公式為bn=3×2n.
(2)①=(3×2n+1)(3×2n-1)=9×4n-1.
所以,數(shù)列{}的通項(xiàng)公式為
=9×4n-1.
②
=+(9×4i-1)
=(3×22n-1+5×2n-1)+9×-n
=27×22n-1+5×2n-1-n-12(n∈N*).
【例4】 [2019·浙江卷]設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a3=4,a4=S3.數(shù)列{bn}滿足:對每個n∈N*,Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)記cn=,n∈N*,證明:c1+c2+…+cn<2,n∈N*.
解:(1)
7、設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,由題意得
a1+2d=4,a1+3d=3a1+3d,
解得a1=0,d=2.
從而an=2n-2,n∈N*.
所以Sn=n2-n,n∈N*.
由Sn+bn,Sn+1+bn,Sn+2+bn成等比數(shù)列得
(Sn+1+bn)2=(Sn+bn)(Sn+2+bn).
解得bn=(S-SnSn+2).
所以bn=n2+n,n∈N*.
(2)cn===,n∈N*.
我們用數(shù)學(xué)歸納法證明.
(1)當(dāng)n=1時,c1=0<2,不等式成立;
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N*)時不等式成立,即
c1+c2+…+ck<2,
那么,當(dāng)n=k+1時,
c1+c2+…+ck
8、+ck+1<2+<2+<2+=2+2(-)=2,
即當(dāng)n=k+1時不等式也成立.
根據(jù)(1)和(2),不等式c1+c2+…+cn<2對任意n∈N*成立.
■模擬演練——————————————
1.[2019·南昌二模]已知數(shù)列{an}是公差不為零的等差數(shù)列,a1=1,且存在實(shí)數(shù)λ滿足2an+1=λan+4,n∈N*.
(1)求λ的值及數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列{a2n-n}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,d≠0,
由2an+1=λan+4(n∈N*),①
得2an=λan-1+4(n∈N*,n≥2),②
兩式相減得,2d=λd,又d≠
9、0,所以λ=2.
將λ=2代入①可得an+1-an=2,即d=2,
又a1=1,所以an=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)由(1)可得a2n-n=2(2n-n)-1=2n+1-(2n+1),
所以Sn=(22+23+…+2n+1)-[3+5+…+(2n+1)]=-=2n+2-n2-2n-4.
2.[2019·廣州綜合測試二]已知{an}是遞增的等比數(shù)列,a2+a3=4,a1a4=3.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)令bn=nan,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)解法一:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q.
因?yàn)閍2+a3=4,a1a4=3,所以
解得或
10、
因?yàn)閧an}是遞增的等比數(shù)列,所以a1=,q=3,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3n-2.
解法二:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q.
因?yàn)閍2+a3=4,a1a4=a2a3=3,
所以a2,a3是方程x2-4x+3=0的兩個根,
解得或
因?yàn)閧an}是遞增的等比數(shù)列,所以a2=1,a3=3,則q=3,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3n-2.
(2)由(1)知bn=n×3n-2,
則Sn=1×3-1+2×30+3×31+…+n×3n-2,?、?
在①式兩邊同時乘以3得,
3Sn=1×30+2×31+3×32+…+n×3n-1,?、?
①-②得-2Sn=3-1+30
11、+31+…+3n-2-n×3n-1,
即-2Sn=-n×3n-1,
所以Sn=(2n-1)×3n-1+.
3.[2019·福建質(zhì)檢]數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn=2an-n.
(1)求證數(shù)列{an+1}是等比數(shù)列,并求an;
(2)若數(shù)列{bn}為等差數(shù)列,且b3=a2,b7=a3,求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和.
解:(1)當(dāng)n=1時,S1=2a1-1,所以a1=1.
因?yàn)镾n=2an-n,?、?
所以當(dāng)n≥2時,Sn-1=2an-1-(n-1), ②
①-②得an=2an-2an-1-1,所以an=2an-1+1,
所以===2,
所以{an+1}是首項(xiàng)為2,公比為
12、2的等比數(shù)列,
所以an+1=2·2n-1=2n,
所以an=2n-1.
(2)由(1)知,a2=3,a3=7,
所以b3=a2=3,b7=a3=7.
設(shè){bn}的公差為d,則b7=b3+(7-3)·d,
所以d=1,
所以bn=b3+(n-3)·d=n,
所以anbn=n(2n-1)=n·2n-n.
設(shè)數(shù)列{n·2n}的前n項(xiàng)和為Kn,數(shù)列{n}的前n項(xiàng)和為Tn,
所以Kn=2+2×22+3×23+…+n·2n, ③
2Kn=22+2×23+3×24+…+n·2n+1,?、?
③-④得
-Kn=2+22+23+…+2n-n·2n+1
=-n·2n+1
=(1-n)
13、·2n+1-2.
所以Kn=(n-1)·2n+1+2.
又Tn=1+2+3+…+n=,
所以Kn-Tn=(n-1)·2n+1-+2,
所以{anbn}的前n項(xiàng)和為
(n-1)·2n+1-+2.
4.[2019·安徽合肥質(zhì)檢]已知等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)都是正數(shù),其中a3,a2+a3,a4成等差數(shù)列,a5=32.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)記數(shù)列{log2an}的前n項(xiàng)和為Sn,求數(shù)列的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由已知得即
∵an>0,∴q>0,解得
∴an=2n.
(2)由已知得,
Sn=log2a1+log2a2+…+log2an=,
∴==2,
∴的前n項(xiàng)和
Tn=2
=.
7