高考数学专题三数列 微专题22 数列的递推关系课件PPT
展开数列的通项公式求法是高考数学的必考考点,通常在选择题、填空题与解答题第一问中考查.难度中等,但有时在同一个题目中会涉及多种方法,综合性较强.
考点一 形如an+1=pan+f(n)型
典例1 (1)已知数列{an}中,a1=3,an+1=2an+1,则an=__________.
由题意知an+1=2an+1,在等式两边同时加1得an+1+1=2an+2=2(an+1),
∴an+1=4·2n-1=2n+1,∴an=2n+1-1.
(2)已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+3n,则an=________.
设an+1+λ·3n+1=2(an+λ·3n),对比系数求得λ=-1,∴数列{an-3n}是以a1-3=-2为首项,2为公比的等比数列,an-3n=(-2)·2n=-2n,∴an=3n-2n.
跟踪训练1 (1)已知在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n+1,则an=______________.
由题意知an+1=2an+2n+1,等式左右同加2(n+1)+3得an+1+2(n+1)+3=2an+2n+1+2(n+1)+3=2an+4n+6=2(an+2n+3),
∴an+2n+3=3·2n,化简得an=3·2n-2n-3.
3·2n-n2-n-3
(2)已知在数列{an}中,a1=1,且an+1=2an+n2-n+1,则通项公式an=________________.
设an+1+x(n+1)2+y(n+1)+z=2(an+xn2+yn+z),
所以an+n2+n+3=6·2n-1=3·2n,故an=3·2n-n2-n-3.
典例2 (2023·潍坊模拟)已知Sn是数列{an}的前n项和,且a1=a2=1,an=2an-1+3an-2(n≥3),则下列结论正确的是A.数列{an-an+1}为等比数列B.数列{an+1+2an}为等比数列
考点二 形如an+1=pan+qan-1型
由题意得a3=2a2+3a1=5,a4=2a3+3a2=10+3=13,由于a1-a2=0,故数列{an-an+1}不是等比数列,A错误;a2+2a1=1+2=3,a3+2a2=5+2=7,a4+2a3=13+10=23,
当n≥3时,an=2an-1+3an-2,即an+an-1=3(an-1+an-2),又a1+a2=1+1=2,故{an+1+an}是首项为2,公比为3的等比数列,故an+1+an=2×3n-1,故a2+a1=2,a4+a3=2×32,…,a40+a39=2×338,
因为an+1+an=2×3n-1,所以an+2+an+1=2×3n,两式相减得an+2-an=2·3n-2·3n-1=4·3n-1,当n=2k时,a2k-a2k-2=4×32k-3,a2k-2-a2k-4=4×32k-5,…,a4-a2=4×3,
当n=2k-1时,a2k-1-a2k-3=4×32k-4,a2k-3-a2k-5=4×32k-6,…,a3-a1=4×30,
跟踪训练2 (多选)(2023·吉安模拟)在数列{an}中,若a1=0,a2=1,2an+2=an+1+an(n∈N*),则下列结论正确的是A.{an+1-an}是等比数列B.a11=C.0≤an≤1D.a8
所以{a2k-1}是递增数列,
所以{a2k}是递减数列,所以a2k≤a2=1,所以0≤an≤1,故C正确;
所以a9
于是得a1=0或a1=1,与题设a1>0,a1≠1矛盾,故an+1≠an.
2.形如an+1=pan+An+B(p,A,B为常数)的类型,可令an+1+λ(n+1)+μ=p(an+λn+μ),求出λ,μ的值即可知{an+λn+μ}为等比数列,进而可求an.
4.形如an+1=pan+qan-1的类型,转化为an+1+λan=p(an+λan-1)的类型.求出λ,p的值,可知{an+λan-1}是等差数列还是等比数列,进而可求an.
1.(2023·南京模拟)如图所示的三角形图案是谢尔宾斯基三角形.已知第n个图案中黑色与白色三角形的个数之和为an,数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1(n≥1),那么下面各数中是数列{an}中的项的是
A.121 B.122 C.123 D.124
2.(2023·南京模拟)在数列{an}中,a1=7,a2=24,对所有的正整数n都有an+1=an+an+2,则a2 024等于A.-7 B.24 C.-13 D.25
由an+1=an+an+2得an+2=an+1+an+3,两式相加得an+3=-an,∴an+6=-an+3=an,∴{an}是以6为周期的数列,而2 024=337×6+2,∴a2 024=a2=24.
4.若Sn是数列{an}的前n项和,已知a1=2,a2=10,且Sn+1+2Sn-1-3Sn=2×3n,则S2 022等于A.32 023-22 024+1B.32 022-22 023+1C.2·32 022-22 023D.2·32 023-22 024
由题意得当n≥2时,an+1-2an=2×3n,设an+1+λ·3n+1=2(an+λ·3n),得an+1-2·3n+1=2(an-2·3n),又因为a1=2,a2=10,所以a2-2×32=2(a1-2×3)也满足上式,
所以an-2·3n=(-4)×2n-1,即an=2(3n-2n),
故S2 022=32 023-22 024+1.
5.(多选)(2023·郑州模拟)数列{an}满足a1=-21,a2=-12,an+1+an-1=2an-2(n≥2),Sn是{an}的前n项和,则下列说法正确的是A. 是等差数列B.an=-n2+12n+32C.a6是数列{an}的最大项D.对于任意正整数m,n(n>m),Sn-Sm的最大值为10
A,B选项,由an+1+an-1=2an-2,整理得(an+1-an)-(an-an-1)=-2,
由此可得an-1-an-2=15-2n,…,a3-a2=7,a2-a1=9,累加得an=-n2+12n-32=(n-8)(4-n),n≥2,又a1=-21也符合该式,∴an=(n-8)(4-n),n∈N*,
C选项,∵an=-n2+12n-32=-(n-6)2+4,当n=6时,an=-(n-6)2+4取最大值,∴a6是数列{an}的最大项,故C正确;D选项,对于任意正整数m,n(n>m),Sn-Sm=am+1+am+2+…+an,由a1
6.(多选)(2023·岳阳模拟)设首项为1的数列{an}的前n项和为Sn,若Sn+1=2Sn+n-1(n∈N*),则下列结论正确的是A.数列{Sn+n}为等比数列B.数列{an}的通项公式为an=2n-1-1C.数列{an+1}为等比数列D.数列{2Sn}的前n项和为2n+2-n2-n-4
∵Sn+1=2Sn+n-1,∴Sn+1+(n+1)=2(Sn+n),又S1+1=2≠0,∴数列{Sn+n}是首项和公比都为2的等比数列,故选项A正确;Sn+n=2n,∴2Sn=2n+1-2n,
Sn+n=2n,∴Sn=2n-n,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1-1,当n=1时,a1=1,
∴数列{an+1}不是等比数列,故选项C错误.
8.在数列{an}中,若a1=1,a2=4,an+2+2an=3an+1,则数列{an}的通项公式为________________.
an=3·2n-1-2
∵an+2+2an=3an+1,∴an+2-an+1=2an+1-2an=2(an+1-an),∴{an+1-an}为等比数列,首项为a2-a1=3,公比为2,∴an+1-an=3·2n-1,∵a2-a1=3,a3-a2=6,a4-a3=12,…,an-an-1=3·2n-2(n≥2),
又a1=1,∴an=3·2n-1-2(n≥2),又a1=1符合上式,所以an=3·2n-1-2.
9.(2023·泉州模拟)设数列{an}满足a1=3,an=2an-1-n+2(n≥2).(1)证明:数列{an-n}为等比数列,并求数列{an}的通项公式;
∵a1=3,an=2an-1-n+2(n≥2),∴an-n=2[an-1-(n-1)],
∴数列{an-n}是首项为a1-1=2,公比为2的等比数列,∴an-n=2n,则an=2n+n.
(2)数列{bn}满足an=2nbn,求b1+b2+b3+…+bn的值.
(2)求数列{bn}的通项公式;
即比较2n+1-1与n2+n的大小.当n=1时,21+1-1=3,12+1=2,有3>2;当n=2时,22+1-1=7,22+2=6,有7>6;当n=3时,23+1-1=15,32+3=12,有15>12,猜想2n+1-1>n2+n,下面证明:
=2+2(n+1)+(n+1)n-1>n2+n,∴对于任意的n∈N*都成立,∴bn+1
∴当x∈[4,+∞)时,g′(x)>2x-1-2>0,g(x)即f′(x)在[4,+∞)上单调递增,
∴f(x)在[4,+∞)上单调递增,
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