2023届高考数学复习专题——数列通项公式的求法讲义(含解析)

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2023届高考数学复习专题——数列通项公式的求法讲义(含解析)

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2023届高考复习专题——数列通项公式的求法
数列是高考必考内容,而数列的通项公式是解决数列问题的核心,其重要性不言而喻。本文主要总结了高考中数列通项公式的常见求法,及近年来出现的对应真题和模拟题,希望对大家在备考中有所帮助。
一、观察法
根据数列的前几项求通项公式时,常用“观察、归纳、猜想、验证”的思想方法,即先找出各项相同的部分,再找出不同的部分与序号之间的关系,并用n表示出来.
例1数列1,-4,9,-16,25,…的一个通项公式是(   )
A.an=n2 B.an=(-1)n·n2
C.an=(-1)n+1·n2 D.an=(-1)n·(n+1)2
常见数列的通项公式
(1)自然数列:1,2,3,4,…,an=n.
(2)奇数列:1,3,5,7,…,an=2n-1.
(3)偶数列:2,4,6,8,…,an=2n.
(4)平方数列:1,4,9,16,…,an=n2.
(5)2的乘方数列:2,4,8,16,…,an=2n.
(6)乘积数列:2,6,12,20,…,an=n(n+1).
(7)正整数的倒数列:1,,,,…,an=.
(8)重复数串列:9,99,999,9 999,…,an=10n-1.
(9)符号数列:-1,1,-1,1,…或1,-1,1,-1,…,an=(-1)n或an=(-1)n+1.
具体策略:
①分式中分子、分母的特征;
②相邻项的变化特征;
③拆项后的特征;
④各项的符号特征和绝对值特征;
⑤化异为同.对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;
⑥对于符号交替出现的情况,可用(-1)k或(-1)k+1,k∈N*处理.
注意:并不是每个数列都有通项公式,有通项公式的数列,其通项公式也不一定唯一.
跟踪练习
1、(教材改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an= .
2、(教材改编)数列{an}的前几项为,3,,8,,…,则此数列的通项公式可能是(  )
A.an=     B.an=
C.an= D.an=
3、 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)-,,-,,…;
(3),,,,,…;
(4),2,,8,,…;
(5)5,55,555,5 555,…,
二、公式法
若已知等差数列、等比数列,则直接求通项公式
例2(2019·全国卷Ⅰ)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S4=0,a5=5,则(  )
A.an=2n-5 B.an=3n-10
C.Sn=2n2-8n D.Sn=n2-2n
跟踪练习
1、(2022·千阳月考)在数列{an}中,2an=an-1+an+1(n≥2),且a2=10,a5=-5.
(1)求{an}的通项公式;
2、(2022·淮安模拟)已知数列{an}满足a1=1,a2=3,且an+2-2an+1+an=4,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
3、(2022·开原三模)给出以下三个条件:①4a3,3a4,2a5成等差数列;② n∈N*,点(n,Sn)均在函数y=2x-a的图象上,其中a为常数;③S3=7.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.
设{an}是一个公比为q(q>0,且q≠1)的等比数列,且它的首项a1=1,________.
(1)求数列{an}的通项公式;
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
4、已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N*).
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
5、(2022·苏州模拟)已知数列{an}中,a1=1,n∈N*,an+1=2an+1.
(1)求证:{an+1}是等比数列;
(2)设bn=2nan(n∈N*),求数列{bn}的前n项和.
6、(2022·莆田模拟)Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.
(1)求an及Sn;
7、在①S3=17;②S1+S2=4;③S2=4S1这三个条件中任选一个,补充到下面的横线上,并解答相应问题.
已知数列{Sn}满足Sn≥0,且Sn+1=3Sn+2.
(1)证明:数列{Sn+1}为等比数列;
(2)若________,是否存在等比数列{an}的前n项和为Sn?若存在,求{an}的通项公式;若不存在,说明理由.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
8、(2021·新高考Ⅰ卷)已知数列{an}满足a1=1,an+1=
(1)记bn=a2n,写出b1,b2,并求数列{bn}的通项公式;
9、(2022·北京模拟)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,S5=20,a3是a2,a5的等比中项,数列{bn}满足对任意的n∈N*,Sn+bn=2n2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
10、(2021·广东省七校联考)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=26,a1,a3,a11成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
三、累加法
形如满足形式的数列,可用累加法求通项公式。
例3(2022·重庆模拟)在数列{an}中,a1=3,an+1=an+,则通项公式an=________.
跟踪练习
1、在数列{an}中,a1=2,=+ln,则an=(  )
A.2+nln n B.2+(n-1)ln n
C.1+n+ln n D.2n+nln n
2、在数列中,,,则( )
A. B. C. D.
3、(2022·泰安质检)在数列{an}中,a1=100,an+1=an+3n(n∈N*),则通项公式an=_______;
4、已知数列{an}中,a1=1,an+1=an+n(n∈N*),则a4=_______,an=_______.
5、设f(x)=,若S=f+f+…+f,则S=_______.
四、累乘法
形如满足形式的数列,可用累乘法求通项公式。
例4已知数列{an}的首项是a1=,且an+1=,则数列{an}的通项公式为________.
跟踪练习
1、已知数列满足,(,),则数列的通项( )
A. B. C. D.
2、若a1=1,nan-1=(n+1)an(n≥2),则数列{an}的通项公式an=________;
五、利用Sn求an的关系即求通项公式
步骤:(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)即可求出当n≥2时an的表达式;
(3)注意检验n=1时的表达式是否可以与n≥2时的表达式合并.
例5(2022·南京质检)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-1,数列{bn}是等差数列,且b1=a1,b6=a5.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
跟踪练习
1、(2022·福州质检)已知数列{an}满足a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,n∈N*,则数列{an}的通项公式为________.
2、(2022·北京质检)已知数列{an}满足21·a1+22·a2+23·a3+…+2n·an=(n-1)·2n+1+2(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
3、(2022·湖北模拟)定义n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”为,若各项均为正数的数列{an}的前n项的“均倒数”为,则a2 021=________.
4、(2022·遵义模拟)已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的单调函数,且对任意的正数x,y都有f(x·y)=f(x)+f(y),若数列{an}的前n项和为Sn,且满足f(Sn+2)=f(3)+f(an),则an=________.
5、(2021·全国甲卷)记Sn 为数列{an}的前n项和,已知an>0,a2=3a1,且数列{}是等差数列,证明:{an}是等差数列 .
6、(2021·全国乙卷)记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知+=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
7、(2022·重庆模拟)已知数列{an}的前n项和Sn满足an·Sn=(Sn-1)2.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
8、(2022·本溪模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an-3(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
9、已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意正整数n,均有Sn+1=3Sn-2n+2成立,a1=2.
(1)求证:数列{an-1}为等比数列,并求{an}的通项公式;
10、(2021·南京模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn且满足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:是等差数列;
(2)求an的表达式.
六、构造法
根据所给数列递推关系的特点,可以通过构造的方式求解通项公式。构造法需要满足的条件有多种形式,这里只列出主要形式和构造的方法,不加以特别说明。虽然形式多样但只要抓住构造的本质即构造成等差或等比数列即可,下面主要通过具体的题目加以理解.
(1)形如an+1=(A,B,C为常数)的数列,可通过两边同时取倒数的方法构造新数列求解.
(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.
(3)形如an+1=pan+Aqn(p、A为常数)的类型.当p≠q时,可令an+1+λqn+1=p(an+λqn),求出λ的值即可知{an+λqn}是等比数列,进而可求an,当p=q时可化为=+A即-=A(常数)知为等差数列,进而可求an.
例6(2022·南京模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{anan+1}的前10项和S10=(  )
A.         B.
C. D.
跟踪练习
1、(2022·济南模拟)已知数列{an},a1=2,an+1=2an+3.
(1)求证:{an+3}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
2、(2022·襄阳模拟)在数列{an}中,a1= ,且an+1=-2an+3n+1(n∈N*),则通项公式an=________.
3、(2022·广东模拟)在数列{an}中,a1=1,an+1=an-2anan+1.
(1)求{an}的通项公式;
4、若数列{an}满足a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式an=________.
5、(2022·衡水检测)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1-2Sn=1,n∈N*,则数列{an}的通项公式为________.
6、已知数列{an}中,a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式为an=________.(n∈N*)
7、在数列{an}中,(1)若a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,则an=________.
8、若a1=1,an+1=2an+3n,n∈N*,则an=________.
9、在数列{an}中,
(1)a1=1,an=(n≥2),则an=;
(2)若a1=1,an+1=2an-3n,n∈N*,则an=-5·2n-1+3n+3;
(3)若a1=1,an+1=2an+3·2n,n∈N*,则an=(3n-2)·2n-1.
10、设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,且对任意正整数n都有=-1,则Sn=________.
11、(2022·江门模拟)已知数列{an}满足:a1=1,an+1=2an+n-1.
(1)证明:数列{an+n}是等比数列并求数列{an}的前n项和Sn;
12、已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+1=4an,n∈N*,a1=1.
(1)在下列三个结论中选择一个进行证明,并求{an}的通项公式;
①数列是等差数列;
②数列是等比数列;
③数列是等比数列.
注:如果选择多个结论分别解答,则按第一个解答计分.2023届高考复习专题——数列通项公式的求法
(解析版)
数列是高考必考内容,而数列的通项公式是解决数列问题的核心,其重要性不言而喻。本文主要总结了高考中数列通项公式的常见求法,及近年来出现的对应真题和模拟题,希望对大家在备考中有所帮助。
一、观察法
根据数列的前几项求通项公式时,常用“观察、归纳、猜想、验证”的思想方法,即先找出各项相同的部分,再找出不同的部分与序号之间的关系,并用n表示出来.
例1数列1,-4,9,-16,25,…的一个通项公式是( C )
A.an=n2 B.an=(-1)n·n2
C.an=(-1)n+1·n2 D.an=(-1)n·(n+1)2
解:因为每一项的绝对值是该项序号的平方,奇数项符号为正,偶数项符号为负,所以an=(-1)n+1·n2.故选C.
常见数列的通项公式
(1)自然数列:1,2,3,4,…,an=n.
(2)奇数列:1,3,5,7,…,an=2n-1.
(3)偶数列:2,4,6,8,…,an=2n.
(4)平方数列:1,4,9,16,…,an=n2.
(5)2的乘方数列:2,4,8,16,…,an=2n.
(6)乘积数列:2,6,12,20,…,an=n(n+1).
(7)正整数的倒数列:1,,,,…,an=.
(8)重复数串列:9,99,999,9 999,…,an=10n-1.
(9)符号数列:-1,1,-1,1,…或1,-1,1,-1,…,an=(-1)n或an=(-1)n+1.
具体策略:
①分式中分子、分母的特征;
②相邻项的变化特征;
③拆项后的特征;
④各项的符号特征和绝对值特征;
⑤化异为同.对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;
⑥对于符号交替出现的情况,可用(-1)k或(-1)k+1,k∈N*处理.
注意:并不是每个数列都有通项公式,有通项公式的数列,其通项公式也不一定唯一.
跟踪练习
1、(教材改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an=5n-4.
2、(教材改编)数列{an}的前几项为,3,,8,,…,则此数列的通项公式可能是(  )
A.an=     B.an=
C.an= D.an=
解析:A 数列为,,,,,…,其分母为2,分子可表示为1+5(n-1)=5n-4,因此通项公式可能为an=.
3、 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)-,,-,,…;
(3),,,,,…;
(4),2,,8,,…;
(5)5,55,555,5 555,…,
解: (1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n;观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式an=(-1)n(6n-5).
(2)这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的乘积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,故它的一个通项公式an=(-1)n·.
(3)这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,即分母的每一项都是两个相邻奇数的乘积,故所求数列的一个通项公式an=.
(4)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察,即,,,,,…,从而可得数列的一个通项公式an=.
(5)将原数列改写为×9,×99,×999.…,易知数列9,99,999,…的通项公式为10n-1,故所求的数列的一个通项公式an=(10n-1).
二、公式法
若已知等差数列、等比数列,则直接求通项公式
例2(2019·全国卷Ⅰ)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S4=0,a5=5,则( A )
A.an=2n-5 B.an=3n-10
C.Sn=2n2-8n D.Sn=n2-2n
解:设等差数列{an}的公差为d,
∵∴解得
∴an=a1+(n-1)d=-3+2(n-1)=2n-5,
Sn=na1+d=n2-4n.故选A.
跟踪练习
1、(2022·千阳月考)在数列{an}中,2an=an-1+an+1(n≥2),且a2=10,a5=-5.
(1)求{an}的通项公式;
解:(1)因为2an=an-1+an+1(n≥2),所以an+1-an=an-an-1(n≥2),
所以数列{an}为等差数列,设首项为a1,公差为d,则解得
所以an=a1+(n-1)d=15-5(n-1)=-5n+20.
2、(2022·淮安模拟)已知数列{an}满足a1=1,a2=3,且an+2-2an+1+an=4,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)令cn=an+1-an,则cn+1-cn=4,而c1=a2-a1=2,
∴{cn}是首项为2,公差为4的等差数列,即cn=2+4(n-1)=4n-2,
∴c1+c2+…+cn-1=a2-a1+a3-a2+…+an-an-1=an-a1=an-1,又c1+c2+…+cn-1=4(1+2+…+n-1)-2(n-1)=2n(n-1)-2(n-1)=2n2-4n+2,
∴an=2n2-4n+3.
3、(2022·开原三模)给出以下三个条件:①4a3,3a4,2a5成等差数列;② n∈N*,点(n,Sn)均在函数y=2x-a的图象上,其中a为常数;③S3=7.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.
设{an}是一个公比为q(q>0,且q≠1)的等比数列,且它的首项a1=1,________.
(1)求数列{an}的通项公式;
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
解:(1)选条件①:因为4a3,3a4,2a5成等差数列,所以6a4=4a3+2a5,即6a3·q=4a3+2a3q2,解得q=1(舍)或q=2,所以an=2n-1.
选条件②:由题意得Sn=2n-a,因为a1=S1=2-a=1,所以a=1,所以Sn=2n-1,
当n≥2时,Sn-1=2n-1-1,则an=Sn-Sn-1=2n-1,当n=1时,a1=1,符合上式,所以an=2n-1.
选条件③:由S3=7,得a1+a2+a3=7,即a1+a1·q+a1·q2=7,解得q=2或q=-3,又因为q>0,所以q=2,所以an=2n-1.
4、已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N*).
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
[解] (1)证明:因为an+2=3an+1-2an(n∈N*),
所以an+2-an+1=2(an+1-an),所以=2,
又因为a1=1,a2=3,则a2-a1=2,
所以数列{an+1-an}是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)知数列{an+1-an}是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以an+1-an=2×2n-1=2n,
所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+22+…+2n-1=2n-1.
5、(2022·苏州模拟)已知数列{an}中,a1=1,n∈N*,an+1=2an+1.
(1)求证:{an+1}是等比数列;
(2)设bn=2nan(n∈N*),求数列{bn}的前n项和.
解:(1)证明:依题意,n∈N*,an+1+1=2an+2=2(an+1),且a1+1=2≠0,
所以{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1)得an+1=2n,an=2n-1,所以bn=2nan=4n-2n,
故数列{bn}的前n项和为-=-2n+1+.
6、(2022·莆田模拟)Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.
(1)求an及Sn;
解:(1)易知q≠1,由题意可得解得a1=1,q=3,
∴an=3n-1,Sn==.
7、在①S3=17;②S1+S2=4;③S2=4S1这三个条件中任选一个,补充到下面的横线上,并解答相应问题.
已知数列{Sn}满足Sn≥0,且Sn+1=3Sn+2.
(1)证明:数列{Sn+1}为等比数列;
(2)若________,是否存在等比数列{an}的前n项和为Sn?若存在,求{an}的通项公式;若不存在,说明理由.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
解:(1)证明:数列{Sn}中,Sn≥0,且Sn+1=3Sn+2,
所以Sn+1+1=3(Sn+1),
所以数列{Sn+1}是公比为3的等比数列.
(2)选择条件①,不存在.
因为S3=17,所以S3+1=18,
因为{Sn+1}是公比为3的等比数列,所以(S1+1)·32=18,
解得S1=1,所以Sn+1=2×3n-1,Sn=2×3n-1-1.
所以Sn+1=3Sn+2=6×3n-1-1,
an+1=4×3n-1,所以an=4·3n-2(n≥2),
因为a1=1,不符合上式,
所以数列{an}不是等比数列,所以不存在.
选择条件②,不存在.
因为{Sn+1}是公比为3的等比数列,所以S2+1=3(S1+1),
又S1+S2=4,得S1=,所以Sn+1=×3n-1,
Sn=×3n-1-1,所以Sn+1=×3n-1-1,
所以an+1=3n,所以an=3n-1(n≥2),
因为a1=,不符合上式,
所以数列{an}不是等比数列,所以不存在.
选择条件③,存在.
因为{Sn+1}是公比为3的等比数列,所以S2+1=3(S1+1),
又S2=4S1,得S1=2,所以Sn+1=3n,
Sn=3n-1,所以Sn+1=3×3n-1,
所以an+1=2×3n,所以an=2×3n-1(n≥2),
因为a1=2,符合上式,
所以数列{an}是等比数列,所以存在,此时an=2×3n-1.
8、(2021·新高考Ⅰ卷)已知数列{an}满足a1=1,an+1=
(1)记bn=a2n,写出b1,b2,并求数列{bn}的通项公式;
[解] (1)因为bn=a2n,且a1=1,an+1=
所以b1=a2=a1+1=2,
b2=a4=a3+1=a2+2+1=5.
因为bn=a2n,所以bn+1=a2n+2=a2n+1+1=a2n+1+1=a2n+2+1=a2n+3,
所以bn+1-bn=a2n+3-a2n=3,
所以数列{bn}是以2为首项,3为公差的等差数列,bn=2+3(n-1)=3n-1,n∈N*.
9、(2022·北京模拟)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,S5=20,a3是a2,a5的等比中项,数列{bn}满足对任意的n∈N*,Sn+bn=2n2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
解:(1)设数列{an}的公差为d,由题意得,化简得
因为d≠0,所以a1=0,d=2,所以an=2n-2(n∈N*),Sn=n2-n,n∈N*,
因为Sn+bn=2n2,所以bn=n2+n(n∈N*).
10、(2021·广东省七校联考)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=26,a1,a3,a11成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
解: (1)由a1,a3,a11成等比数列,得a1a11=a,
又S4=26,
所以
又d≠0,所以a1=2,d=3.
所以an=2+3(n-1)=3n-1.
三、累加法
形如满足形式的数列,可用累加法求通项公式。
例3(2022·重庆模拟)在数列{an}中,a1=3,an+1=an+,则通项公式an=________.
解:∵an+1-an==-,∴当n≥2时,an-an-1=-,an-1-an-2=-,…,a2-a1=1-,∴以上各式相加得,an-a1=1-,∴an=4-,a1=3适合上式,∴an=4-.
跟踪练习
1、在数列{an}中,a1=2,=+ln,则an=(  )
A.2+nln n B.2+(n-1)ln n
C.1+n+ln n D.2n+nln n
解析:D 由题意得,=+ln ,则=+ln ,=+ln ,…,=+ln ,由累加法得,=+ln +ln +…+ln ,即=a1+ln,则=2+ln n,所以an=2n+nln n,故选D.
2、在数列中,,,则( )
A. B. C. D.
解:在数列中,
,故选A.
3、(2022·泰安质检)在数列{an}中,a1=100,an+1=an+3n(n∈N*),则通项公式an=___·3n+,n∈N*_____;
4、已知数列{an}中,a1=1,an+1=an+n(n∈N*),则a4=___7_____,an=________.
5、设f(x)=,若S=f+f+…+f,则S=.
解: ∵f(x)=,
∴f(1-x)==.
∴f(x)+f(1-x)=+=1.
S=f+f+…+f,①
S=f+f+…+f,②
①+②,得
2S=++…+=2 021.
∴S=.
四、累乘法
形如满足形式的数列,可用累乘法求通项公式。
例4已知数列{an}的首项是a1=,且an+1=,则数列{an}的通项公式为________.
解:由题意得=,当n≥2时,···…·=×××…×(n≥2),所以=(n≥2),因为a1=,所以an=(n≥2).因为a1=满足上式,所以an=.
跟踪练习
1、已知数列满足,(,),则数列的通项( )
A. B. C. D.
解:数列满足,,整理得,,,,
所有的项相乘得:,整理得:。
2、若a1=1,nan-1=(n+1)an(n≥2),则数列{an}的通项公式an=__an=______;
五、利用Sn求an的关系即求通项公式
步骤:(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)即可求出当n≥2时an的表达式;
(3)注意检验n=1时的表达式是否可以与n≥2时的表达式合并.
例5(2022·南京质检)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-1,数列{bn}是等差数列,且b1=a1,b6=a5.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
[解] (1)由Sn=2an-1,可得n=1时,a1=2a1-1,解得a1=1;
n≥2时,Sn-1=2an-1-1,又Sn=2an-1,两式相减可得an=Sn-Sn-1=2an-1-2an-1+1,即有an=2an-1,
所以数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,所以an=2n-1.
设等差数列{bn}的公差为d,且b1=a1=1,b6=a5=16,可得d==3,所以bn=1+3(n-1)=3n-2.
跟踪练习
1、(2022·福州质检)已知数列{an}满足a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,n∈N*,则数列{an}的通项公式为________.
解:∵a1+2a2+22a3+…+2n-1an=,①
∴当n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=,②
①-②得,2n-1an=,∴an=(n≥2),③
又∵a1=也适合③式,∴an=(n∈N*).
2、(2022·北京质检)已知数列{an}满足21·a1+22·a2+23·a3+…+2n·an=(n-1)·2n+1+2(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=____n____.
解析:∵2a1+22a2+23a3+…+2n-1an-1+2nan=(n-1)·2n+1+2,∴2a1+22a2+23a3+…+2n-1an-1=(n-2)·2n+2(n≥2),两式相减,得2nan=n·2n,即an=n(n≥2),当n=1时,a1=1,适合an=n,故an=n(n∈N*).
3、(2022·湖北模拟)定义n个正数p1,p2,…,pn的“均倒数”为,若各项均为正数的数列{an}的前n项的“均倒数”为,则a2 021=________.
解:设数列{an}的前n项和为Sn,由已知可得数列{an}的前n项的“均倒数”为==,可得Sn=(2n+1)n=2n2+n,所以a2 021=S2 021-S2 020=(2×2 0212+2 021)-(2×2 0202+2 020)=8 083.
4、(2022·遵义模拟)已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的单调函数,且对任意的正数x,y都有f(x·y)=f(x)+f(y),若数列{an}的前n项和为Sn,且满足f(Sn+2)=f(3)+f(an),则an=________.
解:由题意可得Sn+2=3an,①
当n≥2时,Sn-1+2=3an-1,②
则①-②,可得an=3an-3an-1,即2an=3an-1,所以=,当n=1时,a1=1 ,所以{an}是以1为首项,为公比的等比数列,所以an=a1·qn-1=n-1.
5、(2021·全国甲卷)记Sn 为数列{an}的前n项和,已知an>0,a2=3a1,且数列{}是等差数列,证明:{an}是等差数列 .
[证明] 由题意可知,数列{}的首项为,设等差数列{}的公差为d,
则d=-=-=,
所以=+(-)+(-)+…+(-)=+(n-1)=n,
即Sn=a1·n2,
所以an=
即an=(2n-1)a1,
所以an+1-an=2a1,所以数列{an}是以a1为首项,2a1为公差的等差数列.
6、(2021·全国乙卷)记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知+=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
解:(1)证明:因为bn是数列{Sn}的前n项积,
所以n≥2时,Sn=,
代入+=2可得,+=2,
整理可得2bn-1+1=2bn,即bn-bn-1=(n≥2).
又+==2,所以b1=,
故{bn}是以为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,bn=,则+=2,
所以Sn=,
当n=1时,a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=-.
故an=
7、(2022·重庆模拟)已知数列{an}的前n项和Sn满足an·Sn=(Sn-1)2.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:当n=1时,由an·Sn=(Sn-1)2得a1=S1=,
当n≥2时,由an·Sn=(Sn-1)2有(Sn-Sn-1)·Sn=(Sn-1)2,
所以Sn=,则-=-=-==-1,
又=-2.
所以数列是以-2为首项,以-1为公差的等差数列.
(2)由(1)知=-2-(n-1)=-n-1,
所以Sn=.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=.
当n=1时,a1=也满足an=.
所以数列{an}的通项公式为an=.
8、(2022·本溪模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an-3(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)当n=1时,2a1=3a1-3,解得a1=3;
当n≥2时,2an=2Sn-2Sn-1=3an-3-3an-1+3=3an-3an-1,得an=3an-1,
因为an≠0,所以=3,因为a1=3,
所以数列{an}是以3为首项,3为公比的等比数列,所以an=3n.
9、已知数列{an}的前n项和为Sn,对任意正整数n,均有Sn+1=3Sn-2n+2成立,a1=2.
(1)求证:数列{an-1}为等比数列,并求{an}的通项公式;
解:(1)当n≥2时,Sn=3Sn-1-2(n-1)+2,又Sn+1=3Sn-2n+2,
两式相减可得Sn+1-Sn=3Sn-3Sn-1-2,
即an+1=3an-2,
即有an+1-1=3(an-1),
令n=1,可得a1+a2=3a1,解得a2=2a1=4,也符合an+1-1=3(an-1),
则数列{an-1}是首项为1,公比为3的等比数列,
则an-1=3n-1,故an=1+3n-1.
10、(2021·南京模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn且满足an+2Sn·Sn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:是等差数列;
(2)求an的表达式.
解: (1)因为an=Sn-Sn-1(n≥2),
又an=-2Sn·Sn-1,
所以Sn-1-Sn=2Sn·Sn-1,Sn≠0.
因此-=2(n≥2).故由等差数列的定义知是以==2为首项,2为公差的等差数列.
(2)由(1)知=+(n-1)d=2+(n-1)×2=2n,
即Sn=.
由于当n≥2时,有an=-2Sn·Sn-1=-,
又因为a1=,不适合上式.
所以an=
六、构造法
根据所给数列递推关系的特点,可以通过构造的方式求解通项公式。构造法需要满足的条件有多种形式,这里只列出主要形式和构造的方法,不加以特别说明。虽然形式多样但只要抓住构造的本质即构造成等差或等比数列即可,下面主要通过具体的题目加以理解.
(1)形如an+1=(A,B,C为常数)的数列,可通过两边同时取倒数的方法构造新数列求解.
(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.
(3)形如an+1=pan+Aqn(p、A为常数)的类型.当p≠q时,可令an+1+λqn+1=p(an+λqn),求出λ的值即可知{an+λqn}是等比数列,进而可求an,当p=q时可化为=+A即-=A(常数)知为等差数列,进而可求an.
例6(2022·南京模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{anan+1}的前10项和S10=(  )
A.         B.
C. D.
解:因为an+1=(n∈N*),所以==+3,即-=3,所以数列是以3为公差,1为首项的等差数列,所以=1+3(n-1)=3n-2,所以an=,所以anan+1==,所以S10=×+×+…+×=×=,故选C.
跟踪练习
1、(2022·济南模拟)已知数列{an},a1=2,an+1=2an+3.
(1)求证:{an+3}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
[解] (1)证明:由an+1=2an+3,得an+1+3=2an+6=2(an+3),而a1+3=5,
所以{an+3}是以5为首项,以2为公比的等比数列.
(2)由(1)知an+3=5·2n-1,则an=5·2n-1-3,
所以数列{an}的通项公式an=5·2n-1-3.
2、(2022·襄阳模拟)在数列{an}中,a1= ,且an+1=-2an+3n+1(n∈N*),则通项公式an=________.
解:递推式的两边同时除以3n+1,得到 =- · +1.令bn= ,则bn+1=- bn+1.显然有bn+1- =- ,b1- =- ,故是以- 为首项,- 为公比的等比数列.因此bn- =- ·n-1,可得an=- ·(-2)n-1+ ·3n+1(n∈N*).
3、(2022·广东模拟)在数列{an}中,a1=1,an+1=an-2anan+1.
(1)求{an}的通项公式;
解:(1)∵a1=1,an+1=an-2anan+1,∴an≠0,
∴=-2 -=2,又∵=1,
∴是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴=1+2(n-1)=2n-1,
∴an=(n∈N*).
4、若数列{an}满足a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式an=________.
解:因为an+1=,a1=1,所以an≠0,所以=+,即-=.又a1=1,则=1,所以是以1为首项,为公差的等差数列.所以=+(n-1)×=+,所以an=.
5、(2022·衡水检测)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1-2Sn=1,n∈N*,则数列{an}的通项公式为__an=2n-1,n∈N*______.
6、已知数列{an}中,a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式为an=.(n∈N*)
解:∵an+1=,a1=1,∴an≠0,
∴=+,即-=,又a1=1,则=1,
∴是以1为首项,为公差的等差数列,
∴=+(n-1)×=+,
∴an=.(n∈N*)
在数列{an}中,(1)若a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,则an=4n-1+n.
解:∵an+1=4an-3n+1,∴an+1-(n+1)=4(an-n),即=4,又a1=2,∴a1-1=1,∴{an-n}是首项为1,公比为4的等比数列,∴an-n=4n-1.∴an=4n-1+n.
8、若a1=1,an+1=2an+3n,n∈N*,则an=3n-2n.
解:∵an+1=2an+3n,令an+1+λ·3n+1=2(an+λ·3n)比较系数得λ=-1.∴an+1-3n+1=2(an-3n),即=2,又a1=1,∴a1-3=-2,∴{an-3n}是首项为-2,公比为2的等比数列,∴an-3n=-2n,∴an=3n-2n.
9、在数列{an}中,
(1)a1=1,an=(n≥2),则an=;
(2)若a1=1,an+1=2an-3n,n∈N*,则an=-5·2n-1+3n+3;
(3)若a1=1,an+1=2an+3·2n,n∈N*,则an=(3n-2)·2n-1.
解: (1)将an=两边取倒数,得-=2,这说明是一个等差数列,首项是=1,公差为2,所以=1+(n-1)×2=2n-1,即an=.
(2)∵an+1=2an-3n,令an+1+λ(n+1)+μ=2(an+λn+μ),则即
∴an+1-3(n+1)-3=2(an-3n-3)
又a1=1,∴{an-3n-3}是首项为-5,公比为2的等比数列,∴an-3n-3=-5·2n-1
∴an=-5·2n-1+3n+3.
(3)∵an+1=2an+3·2n,∴-=3,又a1=1,
∴是首项为1,公差为3的等差数列,
∴=1+3(n-1),∴an=(3n-2)·2n-1.
10、设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,且对任意正整数n都有=-1,则Sn=________.
解:∵对任意正整数n都有=-1,∴=-=-1,即-=1,又=1,∴数列是首项与公差都为1的等差数列.∴=1+n-1=n,解得Sn=.
11、(2022·江门模拟)已知数列{an}满足:a1=1,an+1=2an+n-1.
(1)证明:数列{an+n}是等比数列并求数列{an}的前n项和Sn;
[解] (1)因为an+1=2an+n-1,所以an+1+(n+1)=2an+2n,即=2,又a1+1=2,
所以数列{an+n}是以2为首项2为公比的等比数列,则an+n=2·2n-1=2n,故an=2n-n,
所以Sn=(2+22+…+2n)-(1+2+…+n)=-=2n+1-2-.已12、知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+1=4an,n∈N*,a1=1.
(1)在下列三个结论中选择一个进行证明,并求{an}的通项公式;
①数列是等差数列;
②数列是等比数列;
③数列是等比数列.
注:如果选择多个结论分别解答,则按第一个解答计分.
解:(1)选结论①.
因为Sn+1=4an,a1=1,所以a2=3.
当n≥2时,Sn=4an-1,两式相减得,an+1=4an-4an-1,
所以=2·-,即-=-,n≥2,所以数列是等差数列.
又=,-=-=,
所以=+(n-1)=,所以an=(n+1)·2n-2.
选结论②.
因为Sn+1=4an,a1=1,所以a2=3.
当n≥2时,Sn=4an-1,两式相减得,an+1=4an-4an-1,
所以an+1-2an=2(an-2an-1),n≥2,
因为a2-2a1=1,所以{an+1-2an}是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以an+1-2an=2n-1,两边同时除以2n+1得,-=,
所以是以=为首项,为公差的等差数列,
所以=+(n-1)=,所以an=(n+1)·2n-2.
选结论③.
因为Sn+1=4an,a1=1,所以S2=4.
当n≥2时,Sn+1=4Sn-4Sn-1,所以Sn+1-2Sn=2(Sn-2Sn-1),
因为S2-2S1=2,所以{Sn+1-2Sn}是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以Sn+1-2Sn=2n,两边同时除以2n+1,得-=,
所以是以=为首项,为公差的等差数列,
所以=+(n-1)=,所以Sn=n·2n-1.
所以an==(n+1)·2n-2.

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