1、数列热点问题 三年真题考情核心热点真题印证核心素养等比(差)数列的判定与证明2019全国,19;2018全国,17;2017全国,17逻辑推理、数学运算通项与求和2019天津,19;2018全国,17;2018全国,17数学运算、数学建模等差与等比数列的综合问题2019全国,18;2019全国,18;2019北京,16;2017全国,17;2018天津,18;2018全国,17;2018浙江,20数学运算、逻辑推理 热点聚焦突破教材链接高考等比(差)数列的判定与证明教材探究1.(必修5P50例2)根据图2.42中的框图(图略,教材中的图),写出所打印数列的前5项,并建立数列的递推公式.这个数列
2、是等比数列吗?2.(必修5P69B6)已知数列an中,a15,a22,且an2an13an2(n3).对于这个数列的通项公式作一研究,能否写出它的通项公式?试题评析(1)题目以程序框图为载体给出递推数列an,其中a11,anan1(n1).进而由递推公式写出前5项,并利用定义判断数列an是等比数列.(2)题目以递推形式给出数列,构造数列模型bnanan1(n2),cnan3an1(n2),利用等比数列定义不难得到bn,cn是等比数列,进而求出数列an的通项公式.两题均从递推关系入手,考查等比数列的判定和通项公式的求解,突显数学运算与逻辑推理等数学核心素养.【教材拓展】 (2019绵阳检测)已知
3、数列an满足a11,nan1(n1)an123n.(1)求证:数列是等差数列;(2)若bn,求数列bn的前n项和Sn.(1)证明nan1(n1)an123n,数列是首项为1,公差为的等差数列.(2)解由(1)知,1(n1),an.bn2.Snb1b2bn2(1).探究提高由数列的递推公式证明数列是等差或等比数列,并求其通项公式是数列命题的常见题型,解题的关键是通过适当的变形,转化为等差、等比等特殊的数列问题.【链接高考】 (2019全国卷)已知数列an和bn满足a11,b10,4an13anbn4,4bn13bnan4.(1)证明:anbn是等比数列,anbn是等差数列;(2)求an和bn的通
4、项公式.(1)证明由题设得4(an1bn1)2(anbn),即an1bn1(anbn).又因为a1b11,所以anbn是首项为1,公比为的等比数列.由题设得4(an1bn1)4(anbn)8,即an1bn1anbn2.又因为a1b11,所以anbn是首项为1,公差为2的等差数列.(2)解由(1)知,anbn,anbn2n1,所以an(anbn)(anbn)n,bn(anbn)(anbn)n.教你如何审题等差与等比数列的综合问题【例题】 (2018天津卷)设an是等差数列,其前n项和为Sn(nN*);bn是等比数列,公比大于0,其前n项和为Tn(nN*).已知b11,b3b22,b4a3a5,b
5、5a42a6.(1)求Sn和Tn;(2)若Sn(T1T2Tn)an4bn,求正整数n的值.审题路线自主解答解(1)设等比数列bn的公比为q(q0).由b11,b3b22,可得q2q20.因为q0,可得q2,故bn2n1.所以Tn2n1.设等差数列an的公差为d.由b4a3a5,可得a13d4.由b5a42a6,可得3a113d16,从而a11,d1,故ann.所以Sn.(2)由(1),有T1T2Tn(21222n)nn2n1n2.由Sn(T1T2Tn)an4bn可得2n1n2n2n1,整理得n23n40,解得n1(舍),或n4.所以n的值为4.探究提高1.本题主要考查利用等差、等比数列通项公式
6、与前n项和公式计算,突出方程思想和数学运算等核心素养,准确计算是求解的关键.2.利用等差(比)数列的通项公式及前n项和公式列方程(组)求出等差(比)数列的首项和公差(比),进而写出所求数列的通项公式及前n项和公式,这是求解等差数列或等比数列问题的常用方法.3.对等差、等比数列的综合问题,应重点分析等差、等比数列项之间的关系,以便实现等差、等比数列之间的相互转化.【尝试训练】 (2019全国卷)已知an是各项均为正数的等比数列,a12,a32a216.(1)求an的通项公式;(2)设bnlog2an,求数列bn的前n项和.解(1)设an的公比为q,由题设得2q24q16,即q22q80.解得q2
7、(舍去)或q4.因此an的通项公式为an24n122n1.(2)由(1)得bn(2n1)log222n1,因此数列bn的前n项和为132n1n2.满分答题示范数列的通项与求和【例题】 (13分)(2019天津卷)设an是等差数列,bn是等比数列,公比大于0.已知a1b13,b2a3,b34a23.(1)求an和bn的通项公式;(2)设数列cn满足cn求a1c1a2c2a2nc2n(nN*).规范解答解(1)设等差数列an的公差为d,等比数列bn的公比为q(q0).依题意,得解得由条件建立方程组求公差和公比3故an33(n1)3n,bn33n13n.由公式求通项所以an的通项公式为an3n,bn
8、的通项公式为bn3n.5(2)a1c1a2c2a2nc2n(a1a3a5a2n1)(a2b1a4b2a6b3a2nbn)根据数列特征分组7(631123218336n3n)应用公式求和93n26(131232n3n).记Tn131232n3n,则3Tn132233n3n1,得,2Tn332333nn3n1n3n1.错位相减求和所以a1c1a2c2a2nc2n3n26Tn3n23(nN*).13高考状元满分心得得步骤分:抓住得分点的解题步骤,“步步为赢”,在第(1)问中,由条件式转化为关于d,q的方程组,由公式求an,bn,在第(2)问中观察数列的结构特征先分组,后用错位相减法求和.得关键分:(
9、1)列方程组,(2)分组求和都是不可缺少的过程,有则给分,无则没分.得计算分:解题过程中计算正确是得满分的根本保证,特别是第(1)问中的解方程,起着至关重要的作用,第(2)问中的错位相减法求和是计算中的难点.构建模板由等差、等比数列的通项公式列方程组求通项公式 根据数列的特征,先分组,后分别用公式法与错位相减法求和 反思解题过程,检验易错点,规范解题步骤【规范训练】 (开放题)在等差数列an中,已知a616,a1836.(1)求数列an的通项公式an;(2)若_,求数列bn的前n项和Sn.在bn,bn(1)nan,bn2anan这三个条件中任选一个补充在第(2)问中,并对其求解.注:如果选择多
10、个条件分别解答,按第一个解答计分.解(1)由题意,解得d2,a12.an2(n1)22n.(2)选条件:bn,Sn1.选条件:an2n,bn(1)nan,Sn2468(1)n2n,当n为偶数时, Sn(24)(68)2(n1)2n2n;当n为奇数时,n1为偶数,Sn(n1)2nn1.Sn选条件:an2n,bn2anan,bn22n2n2n4n,Sn2414426432n4n,4Sn2424436442(n1)4n2n4n1,由得,3Sn24124224324n2n4n12n4n12n4n1,Sn(14n)4n1. 热点跟踪训练1.(2018全国卷)已知数列an满足a11,nan12(n1)an
11、.设bn.(1)求b1,b2,b3;(2)判断数列bn是否为等比数列,并说明理由;(3)求an的通项公式.解(1)由条件可得an1an.将n1代入得,a24a1,而a11,所以a24.将n2代入得,a33a2,所以a312.从而b11,b22,b34.(2)bn是首项为1,公比为2的等比数列.理由如下:由条件可得,即bn12bn,又b11,所以bn是首项为1,公比为2的等比数列.(3)由(2)可得2n1,所以an的通项公式为ann2n1.2.已知an是公差为3的等差数列,数列bn满足b11,b2,anbn1bn1nbn.(1)求an的通项公式;(2)求bn的前n项和.解(1)由已知,a1b2b
12、2b1,b11,b2,得a12.所以数列an是首项为2,公差为3的等差数列,通项公式为an3n1.(2)由(1)和anbn1bn1nbn得bn1,因此bn是首项为1,公比为的等比数列.记bn的前n项和为Sn,则Sn.3.(2019潍坊期末)已知数列an的前n项和为Sn,且2,an,Sn成等差数列.(1)求数列an的通项公式;(2)数列bn满足bnlog2a1log2a2log2an,求数列的前n项和Tn.解(1)2,an,Sn成等差数列,2an2Sn,Sn2an2.当n1时,a1S12a12,解得a12;当n2时,anSnSn12an22an12,an2an1.数列an是首项为2,公比为2的等
13、比数列,即通项公式为an2n.(2)log2anlog22nn,bnlog2a1log2a2log2an12nn(n1).2.Tn22.4.(2020长沙一模)已知数列an的首项a13,a37,且对任意的nN*,都有an2an1an20,数列bn满足bna2n1,nN*.(1)求数列an,bn的通项公式;(2)求使b1b2bn2 020成立的最小正整数n的值.解(1)令n1,得a12a2a30,解得a25.由an2an1an20知,an2an1an1ana2a12.故数列an是首项a13,公差d2的等差数列.于是an2n1.所以bna2n12n1.(2)由(1)知bn2n1,于是数列bn的前n
14、项和Tnb1b2bn(21222n)nn2n1n2.令f(x)2x1x2,则f(x)2x1ln 210,所以f(x)是关于x的单调递增函数.又f(9)210921 031,f(10)2111022 056,故使b1b2bn2 020成立的最小正整数n的值是10.5.(2019泉州二模)设数列an的前n项和为Sn,已知S12,an1Sn2.(1)求证:数列an为等比数列;(2)记bnlog2an,数列的前n项和为Tn.若Tn10,求的取值范围.(1)证明由已知,得a1S12,则a2S124.当n2时,anSn12,所以an1an(Sn2)(Sn12)an,所以an12an(n2).又a22a1,
15、所以2(nN*).所以数列an是首项a12,公比q2的等比数列.(2)解由(1)可知an2n,所以bnn,则,所以Tn.由题意,有Tn10,即10,所以.因为1020,所以的取值范围为20,).6.(2020辽宁五校联考)在等差数列an中,a11,其前n项和为Sn,等比数列bn的各项均为正数,b11,且b2S311,S69b3.(1)求数列an和bn的通项公式;(2)设cn,求数列cn的前n项和Tn.解(1)设等差数列an的公差为d,等比数列bn的公比为q,则解得所以an2n1,bn2n1.(2)由(1)得cn.当n1时,T11;当n2时,Tn1,Tn.,得Tn1123,所以Tn6(n2),又n1时,T11也适合.综上所述,Tn6.