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备战2025年高考数学一轮专题复习全套考点突破和专题检测专题29求数列的通项公式10题型分类(原卷版+解析)
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这是一份备战2025年高考数学一轮专题复习全套考点突破和专题检测专题29求数列的通项公式10题型分类(原卷版+解析),共92页。试卷主要包含了数列的通项公式,数列的递推公式等内容,欢迎下载使用。
1.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
2.数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式,知道了首项和递推公式,就能求出这个数列的每一项.
一、单选题
1.(2024高二上·浙江嘉兴·期中)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将正整数中能被3除余2且被7除余2的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列,则( )
A.17B.37C.107D.128
2.(2024·海南·模拟预测)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项都代表太极衍生过程,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题,其各项规律如下:0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,...,记此数列为,则( )
A.650B.1050C.2550D.5050
3.(2024·吉林·三模)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题.其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则此数列的第25项与第24项的差为( )
A.22B.24C.25D.26
4.(2024·吉林通化·模拟预测)“杨辉三角”是中国古代重要的数学成就,如图是由“杨辉三角”拓展而成的三角形数阵,从第三行起,每一行的第三个数1,,,,构成数列,其前n项和为,则( )
A.B.C.D.
5.(2024高三·全国·对口高考)数列1,3,7,15,……的一个通项公式是( )
A.B.C.D.
6.(2024·四川南充·模拟预测)已知数列 满足:,,,则( )
A.B.
C.D.
7.(2024·河南·模拟预测)已知数列满足,,则( )
A.2023B.2024C.4045D.4047
8.(2024高二·全国·课后作业)已知,,则数列的通项公式是( )
A.B.C.D.n
9.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,,,则数列的通项公式为( )
A.B.
C.D.
10.(2024高二下·河南·期中)已知数列满足,(,),则数列的通项( )
A.B.
C.D.
11.(2024高三下·安徽·阶段练习)在数列中,且,则它的前项和( )
A.B.C.D.
12.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支.十天干即:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,比如第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”,…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,之后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,…,以此类推,2022年是壬寅年,请问:在100年后的2122年为( )
A.壬午年B.辛丑年C.己亥年D.戊戌年
13.(2024·云南昆明·模拟预测)已知数列满足,则( )
A.B.1C.4043D.4044
14.(2024·云南玉溪·模拟预测)已知数列满足,若,则( )
A.B.C.D.2
15.(2024高三上·福建龙岩·期末)数列满足,,且其前项和为.若,则正整数( )
A.99B.103C.107D.198
二、填空题
16.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,,,则数列的通项公式为 .
17.(2024高三·全国·对口高考)已知数列中,,且(,且),则数列的通项公式为 .
18.(2024·山东泰安·模拟预测)数列的前项和为,满足,且,则的通项公式是 .
19.(2024高二上·河南·阶段练习)若数列满足(为常数),则称数列为等比和数列,称为公比和,已知数列是以3为公比和的等比和数列,其中,,则 .
20.(2024高三上·贵州贵阳·阶段练习)若数列满足,则 .
21.(2024高三·全国·专题练习)数列满足,前16项和为540,则 .
22.(2024高三·全国·专题练习)数列满足,前16项和为508,则 .
23.(2024高三·全国·专题练习)已知,,则的通项公式为 .
24.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则 .
25.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则 .
三、解答题
26.(2024高三·全国·专题练习)已知数列,,且对于时恒有,求数列的通项公式.
27.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求.
28.(2024高三·全国·专题练习)已知数列是首项为.
(1)求通项公式;
(2)求数列的前项和.
29.(2024高三·全国·专题练习)已知数列{an}中,,,求{an}的通项.
30.(2024高三上·江苏南通·阶段练习)已知数列中,,满足,设为数列的前项和.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若不等式对任意正整数恒成立,求实数的取值范围.
31.(2024高三·全国·专题练习)在数列{}中,求通项公式.
32.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
33.(2024高二·全国·专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
34.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,求.
35.(2024高三·全国·专题练习)已知,求的通项公式.
36.(2024高二·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
37.(2024·江苏南通·模拟预测)已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列的前n项和.
38.(2024·广东潮州·二模)已知数列满足,.
(1)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和,求证:.
39.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
40.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和满足.
(1)写出数列的前3项;
(2)求数列的通项公式.
41.(2024·河北衡水·三模)已知数列的前项和为,.
(1)证明:是等差数列;
(2)求数列的前项积.
42.(2024·海南海口·一模)已知各项均为正数的数列满足,其中是数列的前n项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)若对任意,且当时,总有恒成立,求实数的取值范围.
43.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为,且,.证明:是等比数列.
44.(2024高三·全国·专题练习)已知是各项都为正数的数列,为其前n项和,且,,
(1)求数列的通项;
(2)证明:.
45.(2024高三下·河北石家庄·阶段练习)数列的前项和为且当时,成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)在和之间插入个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,在数列中是否存在3项(其中成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项;若不存在,请说明理由.
46.(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知是数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知,求数列的前项和.
47.(2024高三·全国·专题练习)已知数列,为数列的前项和,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
48.(2024·河北沧州·模拟预测)已知正项数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
49.(2024·江西·三模)已知各项为正数的数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项的和.
50.(2024高三·全国·专题练习)记为数列的前项和.已知.证明:是等差数列;
51.(2024高三上·江苏南通·阶段练习)为数列的前n项积,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求的通项公式.
52.(2024·湖北·模拟预测)已知数列的前n项之积为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的最大值.
53.(2024高三下·陕西西安·阶段练习)已知数列的前n项积.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列的前n项为,求的最小值.
54.(2024高三上·江苏·阶段练习)已知为数列的前n项的积,且,为数列的前n项的和,若(,).
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求的通项公式.
55.(2024高三上·江苏南京·阶段练习)记为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的通项公式.
56.(2024高三·全国·专题练习)数列满足:,求通项.
57.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:,求此数列的通项公式.
58.(2024·山东·模拟预测)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,且,求的最小值.
59.(2024·湖南长沙·模拟预测)已知数列满足,且
(1)设,求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,求使得不等式成立的n的最小值.
60.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·期中)在数列中,,且对任意的,都有.
(1)证明:是等比数列,并求出的通项公式;
(2)若,且数列的前项积为,求和.
61.(2024高三上·安徽·阶段练习)已知正项数列满足:,,.
(1)判断数列是否是等比数列,并说明理由;
(2)若,设,,求数列的前项和.
62.(2024高二·江苏·专题练习)已知正项数列满足,设.
(1)求,;
(2)判断数列是否为等差数列,并说明理由;
(3)的通项公式,并求其前项和为.
63.(2024高三·福建福州·阶段练习)已知正项数列满足且.
(I)证明数列为等差数列;
(II)若记,求数列的前项和.
64.(2024高三·全国·专题练习)已知正项数列的前项和满足:,数列满足,且.
(1)求的值及数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求.
65.(2024·四川·一模)已知数列的各项均为正数,且满足.
(1)求,及的通项公式;
(2)求数列的前项和.
66.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,设,求数列的通项公式.
67.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,,且,求其通项公式
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(一)
观察法
观察法即根据所给的一列数、式、图形等,通过观察分析数列各项的变化规律,求其通项.使用观察法时要注意: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①观察数列各项符号的变化,考虑通项公式中是否有或者 部分. = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②考虑各项的变化规律与序号的关系. = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③应特别注意自然数列、正奇数列、正偶数列、自然数的平方、与有关的数列、等差数列、等比数列以及由它们组成的数列.
题型1:观察法
1-1.(2024·湖南长沙·二模)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中出现了如图所示的形状,后人称为“三角垛”,“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,······,则第十层有( )个球.
A.12B.20C.55D.110
1-2.(2024·辽宁·三模)线性分形又称为自相似分形,其图形的结构在几何变换下具有不变性,通过不断迭代生成无限精细的结构.一个正六边形的线性分形图如下图所示,若图1中正六边形的边长为1,图中正六边形的个数记为,所有正六边形的周长之和、面积之和分别记为,其中图中每个正六边形的边长是图中每个正六边形边长的,则下列说法正确的是( )
A.B.
C.存在正数,使得恒成立D.
1-3.(2024高二上·山东聊城·期中)若数列的前4项分别是,则该数列的一个通项公式为( )
A.B.C.D.
71.(2024高三上·河北唐山·期中)若数列的前6项为,则数列的通项公式可以为( )
A.B.
C.D.
(二)
1.累加法:形如的解析式
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相加,可得:
= 1 \* GB3 ①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
= 2 \* GB3 ② 若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
= 3 \* GB3 ③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;
= 4 \* GB3 ④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.
2.累乘法:形如的解析式
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解.
题型2:累加法
2-1.(2024·陕西安康·模拟预测)在数列中,,,则( )
A.B.C.D.
2-2.(2024·新疆喀什·模拟预测)若,则( )
A.55B.56C.45D.46
2-3.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则的通项为( )
A.B.
C.D.
2-4.(2024·四川成都·模拟预测)已知是数列的前n项和,且对任意的正整数n,都满足:,若,则( )
A.B.C.D.
题型3:累乘法
3-1.(2024高二·全国·课后作业)数列中,,(为正整数),则的值为( )
A.B.C.D.
3-2.(2024高二上·陕西咸阳·阶段练习)已知 , 则 ( )
A.506B.1011C.2022D.4044
3-3.(2024高一下·青海西宁·阶段练习)已知数列满足,且,则( )
A.B.C.D.
(三)
待定系数法
(一)形如(其中均为常数且)型的递推式:
(1)若时,数列{}为等差数列;
(2)若时,数列{}为等比数列;
(3)若且时,数列{}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有如下两种:
法一:设,展开移项整理得,与题设比较系数(待定系数法)得,即构成以为首项,以为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:由得两式相减并整理得即构成以为首项,以为公比的等比数列.求出的通项再转化为类型Ⅲ(累加法)便可求出
(二)形如型的递推式:
(1)当为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公差为时,由递推式得:,两式相减得:,令得:求出 ,再可求出
(2)当为指数函数类型(即等比数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公比为时,由递推式得:——①,,两边同时乘以得——②,由①②两式相减得,即,在求出
法三:递推公式为(其中p,q均为常数)或(其中p,q, r均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以,得:,引入辅助数列(其中),得:再求出.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在通过累加法,求出之后得.
题型4:待定系数法
4-1.(2024·四川乐山·三模)已知数列满足,,则 .
4-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
4-3.(2024高三·全国·专题练习)已知:,时,,求的通项公式.
(四)
同除法
对于an+1=pan+cqn(其中p,q,c均为常数)型
方法一:观察所给的递推公式,它一定可以变形为an+1+xqn+1=p(an+xqn ),将递推关系an+1=pan+cqn待入得pan+cqn+xqn+1=p(an+xqn )解得x= eq \f(c,p-q),则由原递推公式构造出了an+1+ eq \f(c,p-q)·qn+1=p(an+ eq \f(c,p-q)·qn ),而数列{an+ eq \f(c,p-q)·qn}是以a1+ eq \f(c,p-q)·q为首相以为公比的等比数列。(注:应用待定系数法时,要求pq,否则待定系数法会失效)
方法二:将an+1=pan+cqn两边分别除以,则有 eq \f(an+1,pn+1) = eq \f(an,pn) + eq \f(cqn,pn+1)然后利用累加法求得。
方法三:将an+1=pan+cqn两边分别除以qn+1,则有,然后利用待定系数法求解。
题型5:同除法
5-1.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
5-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
(五)
取倒数法
对于,取倒数得.
当时,数列是等差数列;
当时,令,则,可用待定系数法求解.
题型6:取倒数法
6-1.(2024高三·全国·对口高考)数列中,,,则 .
6-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求通项.
6-3.(2024高三·全国·专题练习)设,数列满足,,求数列的通项公式.
(六)
取对数法
形如的递推公式,则常常两边取对数转化为等比数列求解.
题型7:取对数法
7-1.(2024高三·全国·专题练习)设正项数列满足,,求数列的通项公式.
7-2.(2024高三·全国·专题练习)设数列满足,,证明:存在常数,使得对于任意的,都有.
(七)
已知通项公式与前项的和关系求通项问题
对于给出关于与的关系式的问题,解决方法包括两个转化方向,在应用时要合理选择.一个方向是转化为的形式,手段是使用类比作差法,使=(,),故得到数列的相关结论,这种方法适用于数列的前项的和的形式相对独立的情形;另一个方向是将转化为(,),先考虑与的关系式,继而得到数列的相关结论,然后使用代入法或者其他方法求解的问题,这种情形的解决方法称为转化法,适用于数列的前项和的形式不够独立的情况.
简而言之,求解与的问题,方法有二,其一称为类比作差法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式独立的情形,其二称为转化法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式不够独立的情形;不管使用什么方法,都应该注意解题过程中对的范围加以跟踪和注意,一般建议在相关步骤后及时加注的范围.
题型8:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
8-1.(2024·青海西宁·二模)已知为数列的前项和,,,则( )
A.2020B.2021C.2022D.2024
8-2.(2024高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知数列的前项和为,若,且,,则的值为
A.-8B.6C.-5D.4
8-3.(2024·陕西渭南·二模)已知数列中,,前n项和为.若,则数列的前2023项和为 .
8-4.(2024高三下·湖南·阶段练习)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)已知,,求数列的前20项和.
(八)
周期数列
(1)周期数列型一:分式型
(2)周期数列型二:三阶递推型
(3)周期数列型三:乘积型
(4)周期数列型四:反解型
题型9:周期数列
9-1.(2024高二上·黑龙江·期中)已知数列满足,,则( )
A.B.C.D.
9-2.(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知数列满足,,记数列的前项和为,则( )
A.B.
C.D.
9-3.(2024高二上·河南周口·阶段练习)已知数列满足,若,则( )
A.B.
C.D.
9-4.(2024高二上·吉林·期末)已知数列满足:,,,,则( ).
A.B.C.1D.2
(九)
前n项积型
类比前项和求通项过程:
(1),得
(2)时,
题型10:前n项积型
10-1.(2024·福建南平·模拟预测)设为数列的前n项积.已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
10-2.(2024高二上·山东威海·期末)设为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)求,;
(2)求证:数列为等差数列;
(3)求数列的通项公式.
10-3.(2024·四川·模拟预测)已知数列的前项和为,且满足,数列的前项积.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
专题29 求数列的通项公式10题型分类
1.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
2.数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式,知道了首项和递推公式,就能求出这个数列的每一项.
一、单选题
1.(2024高二上·浙江嘉兴·期中)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将正整数中能被3除余2且被7除余2的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列,则( )
A.17B.37C.107D.128
【答案】C
【分析】根据题意可得既是3的倍数,又是7的倍数,即是21的倍数,从而可求得数列的通项,即可得解.
【详解】∵能被3除余2且被7除余2,∴既是3的倍数,又是7的倍数,
即是21的倍数,且,∴,
即,∴.
故选:C.
2.(2024·海南·模拟预测)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项都代表太极衍生过程,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题,其各项规律如下:0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,...,记此数列为,则( )
A.650B.1050C.2550D.5050
【答案】A
【分析】观察数列各项得出是等差数列,计算求和即可.
【详解】由条件观察可得:,即,所以是以2为首项,2为公差的等差数列.
故,
故选:A
3.(2024·吉林·三模)大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题.其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则此数列的第25项与第24项的差为( )
A.22B.24C.25D.26
【答案】B
【分析】根据观察归纳出为奇数,为偶数数,即可求解.
【详解】设该数列为,
当为奇数时,
所以为奇数;
当为偶数时,
所以为偶数数;
所以,
故选:B.
4.(2024·吉林通化·模拟预测)“杨辉三角”是中国古代重要的数学成就,如图是由“杨辉三角”拓展而成的三角形数阵,从第三行起,每一行的第三个数1,,,,构成数列,其前n项和为,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据数列的前4项,归纳出数列的通项,即可用裂项相消法求其前n项和为,即可得的值.
【详解】由题意可知,
则,
所以其前n项和为:
,
则.
故选:B.
5.(2024高三·全国·对口高考)数列1,3,7,15,……的一个通项公式是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由前4项得到,再利用累加法求解.
【详解】依题意得,,,
所以依此类推得,
所以.
又也符合上式,所以符合题意的一个通项公式是.
故选:C.
6.(2024·四川南充·模拟预测)已知数列 满足:,,,则( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由得到,结合,得到,从而得到,再利用累加法得到,结合等比数列求和公式求出的值.
【详解】,,
∴,,
∴,
又,故,
所以,
所以,
故,
则,
所以.
故选:C.
7.(2024·河南·模拟预测)已知数列满足,,则( )
A.2023B.2024C.4045D.4047
【答案】C
【分析】根据递推关系化简后,由累乘法直接求.
【详解】,
,
即,
可得,
.
故选:C.
8.(2024高二·全国·课后作业)已知,,则数列的通项公式是( )
A.B.C.D.n
【答案】D
【分析】根据题意可得,再利用累乘法计算可得;
【详解】由,得,
即,
则,,,…,,
由累乘法可得,所以,
又,符合上式,所以.
故选:D.
9.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,,,则数列的通项公式为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】根据,利用数列的通项和前n项和的关系,得到,再利用累乘法求解.
【详解】解:由①
②,
①②得:,
即:,
所以,
所以
故选:.
10.(2024高二下·河南·期中)已知数列满足,(,),则数列的通项( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】直接利用累乘法的应用求出数列的通项公式.
【详解】解:数列满足,,
整理得,,,,
所有的项相乘得:,
整理得:,
故选:.
11.(2024高三下·安徽·阶段练习)在数列中,且,则它的前项和( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用累乘法求出数列的通项公式,然后利用裂项相消法可求得的值.
【详解】,,,
因此,.
故选:A.
【点睛】结论点睛:常见的裂项公式:
(1);
(2);
(3);
(4).
12.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支.十天干即:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,比如第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”,…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,之后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,…,以此类推,2022年是壬寅年,请问:在100年后的2122年为( )
A.壬午年B.辛丑年C.己亥年D.戊戌年
【答案】A
【分析】将天干和地支分别看作等差数列,结合,,分别求出100年后天干为壬,地支为午,得到答案.
【详解】由题意得:天干可看作公差为10的等差数列,地支可看作公差为12的等差数列,
由于,余数为0,故100年后天干为壬,
由于,余数为4,故100年后地支为午,
综上:100年后的2122年为壬午年.
故选:A
13.(2024·云南昆明·模拟预测)已知数列满足,则( )
A.B.1C.4043D.4044
【答案】A
【分析】由递推式得到,从而得到,由此再结合即可求得的值.
【详解】由得,
两式相加得,即,故,
所以.
故选:A.
14.(2024·云南玉溪·模拟预测)已知数列满足,若,则( )
A.B.C.D.2
【答案】B
【分析】根据递推公式逐项求值发现周期性,结合周期性求值.
【详解】由得
,
所以数列的周期为3,所以.
故选:B
15.(2024高三上·福建龙岩·期末)数列满足,,且其前项和为.若,则正整数( )
A.99B.103C.107D.198
【答案】B
【分析】根据递推公式,构造新数列为等比数列,求出数列通项,再并项求和,将用表示,再结合通项公式,即可求解.
【详解】由得,
∴为等比数列,∴,
∴,,
∴,
①为奇数时,,;
②为偶数时,,,
∵,只能为奇数,∴为偶数时,无解,
综上所述,.
故选:B.
【点睛】本题考查递推公式求通项,合理应用条件构造数列时解题的关键,考查并项求和,考查分类讨论思想,属于较难题.
二、填空题
16.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】依题意可得,即可得到是为首项,为公比的等比数列,从而求出数列的通项公式.
【详解】因为,
设,即,
根据对应项系数相等则,解得,故,
所以是为首项,为公比的等比数列,
所以,即.
故答案为:
17.(2024高三·全国·对口高考)已知数列中,,且(,且),则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】利用构造法及等比数列的定义,结合等比数列的通项公式即可求解.
【详解】由,得,即
由所以,
于是数列是以首项为,公比为的等比数列,
因此,即,
当时,,此式满足,
所以数列的通项公式为.
故答案为:.
18.(2024·山东泰安·模拟预测)数列的前项和为,满足,且,则的通项公式是 .
【答案】
【分析】由题意可证得是以为首项,为公比的等比数列,即可求出,再由与的关系求出的通项公式
【详解】,,且,
,是以为首项,为公比的等比数列.
,.
时,,
且不满足上式,所以.
故答案为:.
19.(2024高二上·河南·阶段练习)若数列满足(为常数),则称数列为等比和数列,称为公比和,已知数列是以3为公比和的等比和数列,其中,,则 .
【答案】
【分析】由n=1,2,3,4,5,6,分别求出a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,然后总结规律,求出a2014.
【详解】由 得a3=2,
a2=a3=2,
由,得a4=4,
由,得a5=4,
a4=a5=4,
由,得a6=8,
由,得a7=8.
a6=a7=8…
由此可知a2018=a2019
故答案为:.
【点睛】本题考查了数列递推式,解答此题的关键在于分析出数列的项规律出现,是中档题.
20.(2024高三上·贵州贵阳·阶段练习)若数列满足,则 .
【答案】
【分析】先对化简得,从而可求得
【详解】因为,
所以
.
故答案为:
21.(2024高三·全国·专题练习)数列满足,前16项和为540,则 .
【答案】-2
【分析】分为奇数与偶数两种情况,分别求得前16项中奇数项和偶数项的和,再根据偶数项与的关系求解即可
【详解】因为数列满足,
当为奇数时,,
所以,,,,
则,
当为偶数时,,
所以,,,,,,,
故,,,,,,,
因为前16项和为540,
所以,
所以,解得.
故答案为:.
22.(2024高三·全国·专题练习)数列满足,前16项和为508,则 .
【答案】3
【分析】根据,讨论n的奇偶性,可分别得到当为奇数时有,当为偶数时,从而结合前16项和为508,可得,结合列出等式,即可求得答案.
【详解】由,
当为奇数时,有,
可得,
,
累加可得;
当为偶数时,,
可得,,,.
可得.
,
,
,即.
故答案为:3.
23.(2024高三·全国·专题练习)已知,,则的通项公式为 .
【答案】
【分析】根据递推公式构造得到数列是等比数列,根据等比数列求通项公式.
【详解】,①.②
由得.
又因为,所以是公比为,首项为的等比数列,从而,即.
故答案为:
24.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则 .
【答案】
【分析】由递推公式找到对应的不动点方程,巧用“不动点法”求数列的通项公式.
【详解】设,令得:,解得:;
,化简得,,
所以,从而,
故,
又,所以是首项和公差均为的等差数列,
从而,故.
故答案为:
25.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则 .
【答案】
【分析】首先求不动点,将已知等式两侧与不动点作差,再化简得到为等差数列,进而求通项公式.
【详解】设,令得:,解得:;
,化简得:,
所以,从而,又,
所以是首项为,公差为1的等差数列,故,
所以.
故答案为:
三、解答题
26.(2024高三·全国·专题练习)已知数列,,且对于时恒有,求数列的通项公式.
【答案】.
【分析】将递推关系变形为,结合即可求解.
【详解】因为,所以,又因为,
所以数列是常数列0,所以,所以 .
27.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求.
【答案】
【分析】等号两边同时加上,构造等比数列求解即可.
【详解】因为
所以两边同时加上得:,
所以,当时,
故,故,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
于是
28.(2024高三·全国·专题练习)已知数列是首项为.
(1)求通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,解得,得到是首项为,公比为的等比数列,得到通项公式.
(2)确定,再利用分组求和结合等差等比数列求和公式计算得到答案.
【详解】(1),设,
即,即,解得,
,故是首项为,公比为的等比数列.
,故.
(2),则
.
29.(2024高三·全国·专题练习)已知数列{an}中,,,求{an}的通项.
【答案】an=1+
【分析】
利用特征方程法求数列通项,计算即可.
【详解】∵{an}的特征函数为:,
由,
∴
∴数列{an-1}是公比为的等比数列,
∴an-1=an=1+.
30.(2024高三上·江苏南通·阶段练习)已知数列中,,满足,设为数列的前项和.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若不等式对任意正整数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)依题意可得,即可得到是以为首项,公比为的等比数列,即可求出其通项公式;
(2)利用分组求和法求出,依题意可得对于任意正整数恒成立,参变分离可得,令,求出,即可得解.
【详解】(1)因为,
所以,
所以是以为首项,公比为的等比数列,
所以,所以.
(2)因为,
所以
,
若对于恒成立,即,
可得即对于任意正整数恒成立,
所以,令,则,
所以,可得,所以,
所以的取值范围为.
31.(2024高三·全国·专题练习)在数列{}中,求通项公式.
【答案】
【分析】构造新数列,利用等比数列的性质求得其通项公式,进而求得数列{}通项公式.
【详解】可化为:.
又
则数列是首项为,公比是2的等比数列.
∴,则.
所以数列{}通项公式为
32.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】构造新数列,并利用等比数列的性质求得其通项公式,进而求得数列的通项公式.
【详解】由,可得
又,
则数列是以为首项,2为公比的等比数列,
则,故.
则数列的通项公式为.
33.(2024高二·全国·专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】解法一:利用待定系数法可得,即可得到是首项为,公比为的等比数列,从而求出其通项公式;
解法二:两边同时除以得,再利用构造法计算可得;
【详解】解法一:因为,
设,
所以,
则,解得,
即,
则数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即;
解法二:因为,两边同时除以得,
所以,,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,则,所以.
34.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,求.
【答案】
【分析】将已知关系式变形为,两边同除以可得,记,则,再构造等比数列可求解.
【详解】由已知关系式得,
所以数列是以为首项,公比为3得等比数列,故,
所以
35.(2024高三·全国·专题练习)已知,求的通项公式.
【答案】.
【分析】将已知式子变形为,进而根据等比数列的定义求得答案.
【详解】,,则,
则,
,所以是以2为首项,2为公比的等比数列.
于是,.
36.(2024高二·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】根据等差数列的定义可得答案.
【详解】为等差数列,
首项,公差为,
.
37.(2024·江苏南通·模拟预测)已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1)两边同时取到数,构造等比数列求解即可;
(2)放缩法证明不等式即可.
【详解】(1)因为,,故,
所以,整理得.
又,,,
所以为定值,
故数列是首项为2,公比为2的等比数列,
所以,得.
(2)因为,
所以.
38.(2024·广东潮州·二模)已知数列满足,.
(1)证明数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和,求证:.
【答案】(1)证明见解析,
(2)证明见解析
【分析】(1)根据递推公式证明为定值,即可证明数列为等比数列,再根据等比数列得通项即可得解;
(2)由,得,则,则,再利用裂项相消法求出数列的前项和,即可得证.
【详解】(1)因为,所以,
则,
又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
则,
所以;
(2)由,得,
则,
所以,
所以,
所以
,
因为,所以,
所以.
39.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为,且().
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,由结合可以得到,从而由等比数列的定义直接写出通项公式即可.
(2)由题意,直接由错位相减法结合等比数列前项和的公式计算即可.
【详解】(1)当时,,
当时,,故,
故数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
故.
(2)由(1)得,
所以由题意,
故,
则,
故
,
则.
40.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和满足.
(1)写出数列的前3项;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1),,
(2).
【分析】(1)由递推关系即可求解,
(2)由的关系,即可得到,进而可证明为等比数列,即可求解.
【详解】(1)由,得.
由,得,
,得.
(2)当时,有,即 ①
令,则,与①比较得,,
是以为首项,以2为公比的等比数列.
,故.
41.(2024·河北衡水·三模)已知数列的前项和为,.
(1)证明:是等差数列;
(2)求数列的前项积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】
(1)根据与的关系化简,可得,由等差数列的定义得证;
(2)由(1)求出,再由累乘法求解.
【详解】(1)由,得.
所以,
即,整理得,
上式两边同时除以,得.
又,所以,即,
所以是首项为2,公差为1的等差数列.
(2)由(1)知,.
所以.
所以.
42.(2024·海南海口·一模)已知各项均为正数的数列满足,其中是数列的前n项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)若对任意,且当时,总有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由与的关系式即可证得数列是以1为首项,2为公差的等差数列,即可求出数列的通项公式;
(2)由等差数列的前n项和公式求出,再由裂项相消法可证明,即可求出实数的取值范围.
【详解】(1)∵,∴
当时,,解得.
当时,,
即,
∵,∴,
∴数列是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴.
(2)因为,所以
∴当时, ,
∴
,
∴,
∴实数的取值范围为.
43.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为,且,.证明:是等比数列.
【答案】证明见解析
【分析】记,令,求出不动点,可得,从而可得结果.
【详解】由,当n1时,可得14;
当时,anSnSn15an5an11,
即,即,
记,令,求出不动点,
故,又1 15 ≠0,
∴数列{an1}是以为首项,以为公比的等比数列.
44.(2024高三·全国·专题练习)已知是各项都为正数的数列,为其前n项和,且,,
(1)求数列的通项;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)法一,利用,结合完全平方公式求得,进而得到是等差数列,从而求得,由此得解;
法二:利用,结合完全平方公式与构造法得到,进而求得,再利用求根公式即可得解;
(2)利用放缩法与裂项求和法即可得解.
【详解】(1)法一:
因为,
所以当时,,
所以,,
两式相减可得,又,
所以是首项为,公差为的等差数列,
所以,即,
故当时,,
经检验,当时,满足上式,
所以.
法二:
因为,
所以当时,,
故,等号两边平方得,
设,则,又,,
所以是首项为,公差为的等差数列,
故,即,则,
故,则,解得或,
当时,,则,而,矛盾,舍去,
当时,经检验,满足题意,故.
(2)由法一易知,
由法二易得,
故由(1)得,
,
所以,命题得证.
45.(2024高三下·河北石家庄·阶段练习)数列的前项和为且当时,成等差数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)在和之间插入个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,在数列中是否存在3项(其中成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)根据的关系作差可得,进而由递推法可得,
(2)根据等比中项,结合等差中项,即可得矛盾求解.
【详解】(1)由题意,,在数列中,当时,成等差数列,所以,即,
所以时,,又由知时,成立,
即对任意正整数均有,
所以,从而,
即数列的通项公式为:.
(2)由题意及(1)得,,在数列中,,所以.
假设数列中存在3项(其中成等差数列)成等比数列,则,
即,化简得,
因为成等差数列,所以,所以,化简得,
又,所以,即,所以,所以,这与题设矛盾,所以假设不成立,
所以在数列中不存在3项(其中成等差数列)成等比数列.
46.(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知是数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用与的关系及等比数列的定义,结合等比数列的通项公式即可求解;
(2)结合(1)的结论,利用错位相减法求和即可.
【详解】(1)当时,,
∴,
当时,,
∴,
∴是以、公比为2的等比数列,
∴.
(2)由(1)知,,
当时,.
当时,,①
∴,②
①-②得,,
∴,当时,也适合,
∴.
47.(2024高三·全国·专题练习)已知数列,为数列的前项和,且满足,.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)当时,由可得出,两式作差推导出,然后利用累乘法可求得数列的通项公式;
(2)证法一:利用放缩法推导出,再结合等比数列求和公式可证得结论成立;
证法二:利用放缩法推导出,再结合裂项法可证得结论成立.
【详解】(1)解:对任意的,
当时,,两式相减.
整理得,
当时,,
也满足,从而.
(2)证明:证法一:因为,
所以,
.
从而;
证法二:因为,
所以,
,证毕.
48.(2024·河北沧州·模拟预测)已知正项数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用和与项的关系可得,由可得,再利用等差数列的通项公式即可求解;
(2)根据的周期性,利用分组求和的方法即可求解.
【详解】(1),
当时,,两式子作差可得
,
又,所以,
可得数列为公差为2 的等差数列,
当时,,
所以,数列的通项公式为.
(2),
,
所以,数列的前项和.
49.(2024·江西·三模)已知各项为正数的数列的前项和为,满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项的和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,利用与间的关系即可求出结果;
(2)利用错位相减法即可求出结果.
【详解】(1),
两式相减得:,
由于,则,
当时,,得,
,则,
所以是首项和公差均为2的等差数列,故.
(2)①
所以②
由得:,
所以
.
50.(2024高三·全国·专题练习)记为数列的前项和.已知.证明:是等差数列;
【答案】证明见解析
【分析】根据和的关系化简递推关系即可证明.
【详解】证明:因为,即①,
当时,②,
①②得,,
即,
即,
所以,且,
所以是以为公差的等差数列.
51.(2024高三上·江苏南通·阶段练习)为数列的前n项积,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求的通项公式.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由与的关系,把已知式中换成的关系式,然后可配出等比数列的比值;
(2)由(1)求得后,代入已知可得或由与的关系求解.
【详解】(1)证明: 由已知条件知 ①,
于是. ②,
由①②得. ③ ,
又 ④,
由③④得,所以 ,
令,由,得,,
所以数列是以4为首项,2为公比的等比数列;
(2)由(1)可得数列是以4为首项,2为公比的等比数列.
,
法1:时,,
又符合上式,所以;
法2:将代回得:.
52.(2024·湖北·模拟预测)已知数列的前n项之积为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求的最大值.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用即项与和的关系方法求得,再利用求得;
(2)再由定义求得,并利用作差法得出是递减的,从而易得最大值.
【详解】(1)∵①,∴②,
由①②可得,由①也满足上式,∴③,
∴④,由③④可得,
即,∴,∴.
(2)由(1)可知,则,
记,
∴,
∴,
∴,即单调递减,
∴的最大值为.
53.(2024高三下·陕西西安·阶段练习)已知数列的前n项积.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,数列的前n项为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据数列的前项积为,可知,结合递推公式,即可求出结果.
(2)由(1)求出,证明数列为等差数列,求和后配方求最小值即可.
【详解】(1).
当时,;
当时,,也符合.
故的通项公式为.
(2),
,
是以为首项,2为公差的等差数列,
,
当时,的最小值为.
54.(2024高三上·江苏·阶段练习)已知为数列的前n项的积,且,为数列的前n项的和,若(,).
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【分析】(1)由及可得,由等差数列的定义即可证得数列是等差数列;
(2)由(1)可得,从而有,从而由已知可得时,,进而可得时,,检验即可得答案.
【详解】解:(1)证明:,.
,
是等差数列.
(2)由(1)可得,.
时,;
时,.
而,,,均不满足上式.
().
55.(2024高三上·江苏南京·阶段练习)记为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的通项公式.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由题意可得,结合即可得到是公差等差数列;
(2)由(1)得,进而得到,结合和即可得出结果.
【详解】解析:(1)将代入,得,
整理得.
当时,得,所以数列是以为首项,为公差等差数列.
所以.
(2)由(1)得,代入,可得.
当时,;
当时,
所以.
56.(2024高三·全国·专题练习)数列满足:,求通项.
【答案】
【分析】根据递推关系求得当时,,分奇偶项进行讨论即可求出结果.
【详解】因为,
所以当时,,
当时,,
两式相减得:,
构成以为首项,2为公差的等差数列;
构成以为首项,2为公差的等差数列,
,
,
57.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:,求此数列的通项公式.
【答案】.
【分析】根据给定的递推公式,按奇偶分类讨论,借助等比数列的通项公式求解作答.
【详解】在数列中,由,得,当时,,
两式相除得:,因此数列构成以为首项,为公比的等比数列;
数列构成以为首项,为公比的等比数列,于是,
所以数列的通项公式是.
58.(2024·山东·模拟预测)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,且,求的最小值.
【答案】(1)
(2)95
【分析】(1)先利用数列的递推公式求得与的关系,然后用构造法构造等比数列可解;
(2)利用(1)中通项公式可表示出相邻奇数项,并项求和可得,解不等式可知,再由求出即可得答案.
【详解】(1)由题意知当时,.
设,则,所以,即.
又.
所以是首项为4,公比为2的等比数列.
所以.即.
(2)当为偶数时,,即
,
令.则可解得.即.
又因为
故的最小值为95.
59.(2024·湖南长沙·模拟预测)已知数列满足,且
(1)设,求数列的通项公式;
(2)设数列的前n项和为,求使得不等式成立的n的最小值.
【答案】(1)
(2)20
【分析】(1)通过构造得,则可得到的通项;
(2)利用等比数列求和公式得,通过作差得,,则得到是一个增数列,计算即可得到答案.
【详解】(1)因为
所以,,,所以.
又因为,所以,所以.
因为,所以,
又因为,所以,所以,所以,
即,
所以,
又因为,所以,所以,
所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以,即.
(2)由(1)可知,所以,
所以,
又因为,所以,
即,所以,
所以,
因为,
,
所以是一个增数列,
因为,,
所以满足题意的n的最小值是20.
60.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·期中)在数列中,,且对任意的,都有.
(1)证明:是等比数列,并求出的通项公式;
(2)若,且数列的前项积为,求和.
【答案】(1)证明见解析,
(2),
【分析】(1)由条件变形化简,利用等比数列的定义证明即可;
(2)结合(1)得,计算乘积即可.
【详解】(1)由题意可得:,
是以4为首项,2为公比的等比数列,
所以
是以1为首项,1为公差的等差数列;
(2)由上可得:,
同理.
61.(2024高三上·安徽·阶段练习)已知正项数列满足:,,.
(1)判断数列是否是等比数列,并说明理由;
(2)若,设,,求数列的前项和.
【答案】(1)答案不唯一,具体见解析;(2).
【分析】(1)把已知等式左边因式分解,由数列为正项数列得,但需对讨论,,不是等比数列,否则是等比数列;
(2)由(1)求得,即可得,用分组求和法求和.
【详解】解:(1)∵,
又是正项数列,可得,∴,
∴当时,数列不是等比数列;
当时,易知,故,
所以数列是等比数列,首项为,公比为2.
(2)由(1)知,,,
∴.
【点睛】本题考查等比数列的判断,考查分组求和法,数列中由递推公式不能说明数列是等比数列,加上条件才可得是等比数列.
62.(2024高二·江苏·专题练习)已知正项数列满足,设.
(1)求,;
(2)判断数列是否为等差数列,并说明理由;
(3)的通项公式,并求其前项和为.
【答案】(1),
(2)是,理由见解析
(3),
【分析】(1)对等式进行因式分解可得递推关系,判断数列为等比数列,得到通项公式,代入求出的通项公式,即可求出结果;
(2)由(1)中的通项公式作差即可证明;
(3)由等差数列前项和公式可求出结果.
【详解】(1),当时,,,
可得,
则或,因为为正项数列,所以.
数列为首项为1,公比为2的等比数列,
可得;
,
,;
(2)数列为等差数列,理由:,
则数列为首项为0,公差为1的等差数列;
(3),
前项和为.
63.(2024高三·福建福州·阶段练习)已知正项数列满足且.
(I)证明数列为等差数列;
(II)若记,求数列的前项和.
【答案】(I)证明见解析;(II).
【详解】试题分析:(I)将原式变形得,利用累乘法得:,是以为首项,以为公差的等差数列;(II)由(I)知.
试题解析:(I)证明:将原式变形得:,………………2分
由于为正项数列,故有:,利用累乘法得:.
从而得知:数列是以为首项,以为公差的等差数列..………………6分
(II)由(I)知,………………9分
从而
.………………12分
考点:1、等差数列;2、累积法;3、裂项相消法.
【方法点晴】本题考查等差数列、累积法和裂项相消法,涉及转化化归思想,考查逻辑推理能力、化归能力和计算能力,综合性较高,属于较难题型.第二小题利用转化化归思想将原式变形得,利用累乘法得:可得是等差数列.第二小题利用裂项相消法即可求得正解.
64.(2024高三·全国·专题练习)已知正项数列的前项和满足:,数列满足,且.
(1)求的值及数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据递推式,令n=1,可求得;将整理变形可得,利用,即可求得数列的通项公式;
(2)由可确定的表达式,进而可得的表达式,讨论n的奇偶性,求得数列的前项和为.
【详解】(1),
当时,,,
解得.
又,,
,
当时,,
当时上式也成立,
.
(2)数列满足,且.
,
,
当为偶数时,数列的前项和为
.
当为奇数时,数列的前项和为
,
当时也成立,
.
65.(2024·四川·一模)已知数列的各项均为正数,且满足.
(1)求,及的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1);.;(2)
【解析】(1)根据题意,知,且,令和即可求出,,以及运用递推关系求出的通项公式;
(2)通过定义法证明出是首项为8,公比为4的等比数列,利用等比数列的前项和公式,即可求得的前项和.
【详解】解:(1)由题可知,,且,
当时,,则,
当时,,,
由已知可得,且,
∴的通项公式:.
(2)设,则,
所以,,
得是首项为8,公比为4的等比数列,
所以数列的前项和为:
,
即,
所以数列的前项和:.
【点睛】本题考查通过递推关系求数列的通项公式,以及等比数列的前项和公式,考查计算能力.
66.(2024高三·全国·专题练习)已知数列中,设,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】记,令,求出不动点,得到,则是等比数列,求出,进而可得答案.
【详解】依题,
记,令,求出不动点;
由定理2知:
,
;
两式相除得到,
∴是以为公比,为首项的等比数列,
∴,
从而.
67.(2024高三·全国·专题练习)在数列中,,且,求其通项公式.
【答案】
【分析】根据特征方程解出,令,得到,利用取倒数法求出,即可求出的通项公式.
【详解】因为,
所以特征方程为,解得,
令,代入原递推式得,
因为,所以,
故,
因此,,从而,
又因为,所以
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(一)
观察法
观察法即根据所给的一列数、式、图形等,通过观察分析数列各项的变化规律,求其通项.使用观察法时要注意: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①观察数列各项符号的变化,考虑通项公式中是否有或者 部分. = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②考虑各项的变化规律与序号的关系. = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③应特别注意自然数列、正奇数列、正偶数列、自然数的平方、与有关的数列、等差数列、等比数列以及由它们组成的数列.
题型1:观察法
1-1.(2024·湖南长沙·二模)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中出现了如图所示的形状,后人称为“三角垛”,“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,······,则第十层有( )个球.
A.12B.20C.55D.110
【答案】C
【分析】把每一层的球数看成数列的项,即可得一个数列,根据规律即可求解.
【详解】由题意知:
,
,
,
,
所以.
故选:C
1-2.(2024·辽宁·三模)线性分形又称为自相似分形,其图形的结构在几何变换下具有不变性,通过不断迭代生成无限精细的结构.一个正六边形的线性分形图如下图所示,若图1中正六边形的边长为1,图中正六边形的个数记为,所有正六边形的周长之和、面积之和分别记为,其中图中每个正六边形的边长是图中每个正六边形边长的,则下列说法正确的是( )
A.B.
C.存在正数,使得恒成立D.
【答案】D
【分析】A选项,分析出为公比为7的等比数列,求出;B选项,从图中求出;C选项,分析出为等比数列,公比为,求出通项公式,由数列的单调性分析出答案;D选项,分析出图n中的小正六边形的个数,每个小正六边形的边长,从而求出面积.
【详解】A选项,图1中正六边形的个数为1,图2中正六边形的个数为7,
由题意得为公比为7的等比数列,所以,故,A错误;
B选项,由题意知,,,B错误;
C选项,为等比数列,公比为,首项为6,故,
因为,所以单调递增,不存在正数,使得恒成立,C错误;
D选项,分析可得,图n中的小正六边形的个数为个,每个小正六边形的边长为,故每个小正六边形的面积为,
则,D正确.
故选:D
1-3.(2024高二上·山东聊城·期中)若数列的前4项分别是,则该数列的一个通项公式为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用观察归纳法求出通项公式.
【详解】因为数列的前4项分别是,正负项交替出现,分子均为1,分母依次增加1,
所以对照四个选项,正确.
故选:D
71.(2024高三上·河北唐山·期中)若数列的前6项为,则数列的通项公式可以为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】观察每项的特点,分别确定项的符号以及分子分母的取值的规律,即可找出数列的通项公式.
【详解】通过观察数列的前6项,可以发现有如下规律:
且奇数项为正,偶数项为负,故用表示各项的正负;
各项的绝对值为分数,分子等于各自的序号数,
而分母是以1为首项,2为公差的等差数列,
故第n项的绝对值是,
所以数列的通项可为,
故选:D
(二)
1.累加法:形如的解析式
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相加,可得:
= 1 \* GB3 ①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;
= 2 \* GB3 ② 若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
= 3 \* GB3 ③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;
= 4 \* GB3 ④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.
2.累乘法:形如的解析式
形如型的递推数列(其中是关于的函数)可构造:
将上述个式子两边分别相乘,可得:
有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解.
题型2:累加法
2-1.(2024·陕西安康·模拟预测)在数列中,,,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】利用递推公式可得相邻两项前后项之差,再利用累加法可得通项,最后裂项相消求和即可.
【详解】因为,故可得,,…,,及累加可得,
则,所以,
则.
故选:B.
2-2.(2024·新疆喀什·模拟预测)若,则( )
A.55B.56C.45D.46
【答案】D
【分析】在数列递推式中依次取,得到个等式,累加后求出数列的通项公式,即可求出答案.
【详解】由,
得,,
,,,
累加得,
,
当时,上式成立,
则,
所以.
故选:D
2-3.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,则的通项为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】先把,利用累加法和裂项相消法可求答案.
【详解】因为,所以,则当时,,
将个式子相加可得,
因为,则,当时,符合题意,
所以.
故选:D.
2-4.(2024·四川成都·模拟预测)已知是数列的前n项和,且对任意的正整数n,都满足:,若,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】运用累加法求得的通项公式,再运用裂项相消法求和即可.
【详解】解:当时,由累加法可得:,
所以(),
又因为,
所以(),
当时,,符合,
所以(),
所以,
所以.
故选:A.
题型3:累乘法
3-1.(2024高二·全国·课后作业)数列中,,(为正整数),则的值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】结合递推式特征,利用累乘法算出,进而可得答案.
【详解】因为,
所以,
所以,
故选:A
3-2.(2024高二上·陕西咸阳·阶段练习)已知 , 则 ( )
A.506B.1011C.2022D.4044
【答案】D
【分析】根据累乘法得,再根据通项公式求解即可.
【详解】解:,
,
,,
,,
显然,当时,满足,
∴,
.
故选:D.
3-3.(2024高一下·青海西宁·阶段练习)已知数列满足,且,则( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】化简数列的关系式,利用累乘法求解数列的通项公式即可.
【详解】数列满足,且,
∴,,
∴,,,,
累乘可得:,
可得:.
故选:D﹒
(三)
待定系数法
(一)形如(其中均为常数且)型的递推式:
(1)若时,数列{}为等差数列;
(2)若时,数列{}为等比数列;
(3)若且时,数列{}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法有如下两种:
法一:设,展开移项整理得,与题设比较系数(待定系数法)得,即构成以为首项,以为公比的等比数列.再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:由得两式相减并整理得即构成以为首项,以为公比的等比数列.求出的通项再转化为类型Ⅲ(累加法)便可求出
(二)形如型的递推式:
(1)当为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公差为时,由递推式得:,两式相减得:,令得:求出 ,再可求出
(2)当为指数函数类型(即等比数列)时:
法一:设,通过待定系数法确定的值,转化成以为首项,以为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式求出的通项整理可得
法二:当的公比为时,由递推式得:——①,,两边同时乘以得——②,由①②两式相减得,即,在求出
法三:递推公式为(其中p,q均为常数)或(其中p,q, r均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以,得:,引入辅助数列(其中),得:再求出.
(3)当为任意数列时,可用通法:
在两边同时除以可得到,令,则,在通过累加法,求出之后得.
题型4:待定系数法
4-1.(2024·四川乐山·三模)已知数列满足,,则 .
【答案】
【分析】凑配法得出数列是等比数列,由等比数列的通项公式可得结论.
【详解】由得,又,
所以,即是等比数列,
所以,即.
故答案为:.
4-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】解法一:利用待定系数法可得,结合等比数列分析运算;解法二:整理得,结合等比数列分析运算;解法三:整理得,根据累加法结合等比数列求和分析运算.
【详解】解法一:设,整理得,可得,
即,且,
则数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即;
解法二:(两边同除以) 两边同时除以得:,
整理得,且,
则数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,即;
解法三:(两边同除以)两边同时除以得:,即,
当时,则
,
故,
显然当时,符合上式,故.
故答案为:.
4-3.(2024高三·全国·专题练习)已知:,时,,求的通项公式.
【答案】
【分析】构造等比数列,即可由等比数列的性质求解.
【详解】设,所以,
∴ ,解得:,
又 ,∴ 是以3为首项, 为公比的等比数列,
∴ ,∴ .
(四)
同除法
对于an+1=pan+cqn(其中p,q,c均为常数)型
方法一:观察所给的递推公式,它一定可以变形为an+1+xqn+1=p(an+xqn ),将递推关系an+1=pan+cqn待入得pan+cqn+xqn+1=p(an+xqn )解得x= eq \f(c,p-q),则由原递推公式构造出了an+1+ eq \f(c,p-q)·qn+1=p(an+ eq \f(c,p-q)·qn ),而数列{an+ eq \f(c,p-q)·qn}是以a1+ eq \f(c,p-q)·q为首相以为公比的等比数列。(注:应用待定系数法时,要求pq,否则待定系数法会失效)
方法二:将an+1=pan+cqn两边分别除以,则有 eq \f(an+1,pn+1) = eq \f(an,pn) + eq \f(cqn,pn+1)然后利用累加法求得。
方法三:将an+1=pan+cqn两边分别除以qn+1,则有,然后利用待定系数法求解。
题型5:同除法
5-1.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】构造新数列,并求得其通项公式,进而求得数列的通项公式.
【详解】将两边除以,
得,则,
故数列是以为首项,以为公差的等差数列,
则,
∴数列的通项公式为.
5-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】先将条件变形为,再利用累加法即可求得数列的通项公式.
【详解】两边除以,得
,则,故
,
,
则数列的通项公式为.
(五)
取倒数法
对于,取倒数得.
当时,数列是等差数列;
当时,令,则,可用待定系数法求解.
题型6:取倒数法
6-1.(2024高三·全国·对口高考)数列中,,,则 .
【答案】
【分析】先两边取倒数,再构造等差数列即可求解.
【详解】由,,可得,
所以,即(定值),
故数列以为首项,为公差的等差数列,
所以,
所以,所以.
故答案为:.
6-2.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求通项.
【答案】
【分析】取倒数后得到是等差数列,求出,得到通项公式.
【详解】取倒数:,故是等差数列,首项为,公差为2,
,
∴.
6-3.(2024高三·全国·专题练习)设,数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】将递推得到两边取倒数得到,令,则,当时是等差数列,求出通项公式进而求出的通项公式;当时利用构造法求出通项公式进而求出的通项公式.
【详解】,,两边取倒数得到,
令,则,
当时,,,,
数列是首项为,公差为的等差数列.
,,.
当时,,则,
数列是以为首项,为公比的等比数列.
,
,
,
,
,
(六)
取对数法
形如的递推公式,则常常两边取对数转化为等比数列求解.
题型7:取对数法
7-1.(2024高三·全国·专题练习)设正项数列满足,,求数列的通项公式.
【答案】
【分析】在等式两边取对数可得,可得出,可知数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,可求得数列的通项,即可得出数列的通项公式.
【详解】对任意的,,
因为,则,
所以,,且,
所以,数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,,解得.
7-2.(2024高三·全国·专题练习)设数列满足,,证明:存在常数,使得对于任意的,都有.
【答案】证明见解析
【分析】变换得到,考虑和两种情况,确定是首项为,公比为的等比数列,计算通项公式得到证明.
【详解】恒成立,,则,
则,,
当时,,故,即,
取,满足;
当且时,是首项为,公比为的等比数列,
故,即,
故,
故,取,得到恒成立.
综上所述:存在常数,使得对于任意的,都有.
(七)
已知通项公式与前项的和关系求通项问题
对于给出关于与的关系式的问题,解决方法包括两个转化方向,在应用时要合理选择.一个方向是转化为的形式,手段是使用类比作差法,使=(,),故得到数列的相关结论,这种方法适用于数列的前项的和的形式相对独立的情形;另一个方向是将转化为(,),先考虑与的关系式,继而得到数列的相关结论,然后使用代入法或者其他方法求解的问题,这种情形的解决方法称为转化法,适用于数列的前项和的形式不够独立的情况.
简而言之,求解与的问题,方法有二,其一称为类比作差法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式独立的情形,其二称为转化法,实质是转化的形式为的形式,适用于的形式不够独立的情形;不管使用什么方法,都应该注意解题过程中对的范围加以跟踪和注意,一般建议在相关步骤后及时加注的范围.
题型8:已知通项公式与前项的和关系求通项问题
8-1.(2024·青海西宁·二模)已知为数列的前项和,,,则( )
A.2020B.2021C.2022D.2024
【答案】C
【分析】利用化简可得出,则可求出答案.
【详解】当时, ,
当时,由得,
两式相减可得
,即,
所以,可得,
所以.
故选:C.
8-2.(2024高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知数列的前项和为,若,且,,则的值为
A.-8B.6C.-5D.4
【答案】C
【分析】利用,可得,通过构造等比数列,求得的通项公式,进而可以求出的值.
【详解】对于,
当时有,即
,
,
两式相减得:
,
由可得
即从第二项起是等比数列,
所以,
即,
则,故,
由可得,
故选C.
【点睛】本题考查递推式求通项公式,关键是要通过观察递推式构造出等比数列,利用等比数列来解决问题,本题难度较大,对学生的计算能力要求较高.
8-3.(2024·陕西渭南·二模)已知数列中,,前n项和为.若,则数列的前2023项和为 .
【答案】
【分析】先由 ,求得 ,进而得出,再按照裂项相消求和.
【详解】在数列中,又,且,
两式相除得,,
∴数列 是以1为首项,公差为1的等差数列,则,∴ ,
当,,
当时,,也满足上式,
∴数列的通项公式为,
则,
数列的前2023项和为.
故答案为:
8-4.(2024高三下·湖南·阶段练习)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)已知,,求数列的前20项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,将替换,然后两式相减作差即可得到结果;
(2)根据题意,由分组求和法,分别求出奇数项和与偶数项和,即可得到结果.
【详解】(1)当时,可得,
当时,,
,
上述两式作差可得,
因为满足,所以的通项公式为.
(2),,
所以,
.
所以数列的前20项和为.
(八)
周期数列
(1)周期数列型一:分式型
(2)周期数列型二:三阶递推型
(3)周期数列型三:乘积型
(4)周期数列型四:反解型
题型9:周期数列
9-1.(2024高二上·黑龙江·期中)已知数列满足,,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据递推关系逐步代入可发现数列是一个周期数列,即可得出答案.
【详解】,,
,,,,,
数列是以为周期的周期数列.
又,
.
故选:B.
9-2.(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知数列满足,,记数列的前项和为,则( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据首项和递推公式,,发现数列是以3为周期的周期数列,然后逐项分析各选项;
【详解】∵,,∴,故A错误;
,,
∴数列是以3为周期的周期数列,∴,故B错误;
∵,,
∴,故C正确;
,故D错误.
故选:C.
9-3.(2024高二上·河南周口·阶段练习)已知数列满足,若,则( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】根据递推公式得到为周期为3的数列,从而得到.
【详解】,则,,,……,
故为周期为3的数列,
因为,所以.
故选:D
9-4.(2024高二上·吉林·期末)已知数列满足:,,,,则( ).
A.B.C.1D.2
【答案】C
【分析】把递推关系式里的换成,结合得到
,然后把上式的的换成得到周期.
【详解】
即
又
是以为周期的周期数列.
故选:C
(九)
前n项积型
类比前项和求通项过程:
(1),得
(2)时,
题型10:前n项积型
10-1.(2024·福建南平·模拟预测)设为数列的前n项积.已知.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用给定的递推公式,结合前n项积的意义求解作答.
(2)由(1)的结论求出,再利用裂项相消法求解作答.
【详解】(1)依题意,是以1为首项,2为公差的等差数列,则,
即,当时,有,两式相除得,,
显然,即,因此当时,,即,
所以数列的通项公式.
(2)设的前项和为,由(1)得,,于是,
因此,
则,
所以数列前项和为.
10-2.(2024高二上·山东威海·期末)设为数列的前n项和,为数列的前n项积,已知.
(1)求,;
(2)求证:数列为等差数列;
(3)求数列的通项公式.
【答案】(1);
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)直接令中的,可得答案;
(2)通过得到,两式相除整理后可证明数列为等差数列;
(3)当时,通过可得数列的通项公式,注意验证时是否符合.
【详解】(1)由,且,
当时,,得,
当时,,得;
(2)对于①,
当时,②,
①②得,
即,,
又,
数列是以1为首项,1为公差的等差数列;
(3)由(2)得,
,
当时,,
又时,,不符合,
.
10-3.(2024·四川·模拟预测)已知数列的前项和为,且满足,数列的前项积.
(1)求数列和的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)对于数列,根据,利用和的关系求解;对于数列,因为其前项积,根据即可求解;
(2)由(1)知,利用错位相减法求解即可.
【详解】(1)当时,,
∴,
当时,,
化简得,
∵,∴,
∴数列是首项为,公差为的等差数列,
∴.
当时,,
当时,,当时也满足,
所以.
(2),
设①,
则②,
①-②得,
∴.
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