27版高中数学一轮复习第6章数列第32讲常见的递推关系求通项课件+课时练习(教师用+学生用)

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27版高中数学一轮复习第6章数列第32讲常见的递推关系求通项课件+课时练习(教师用+学生用)

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(共74张PPT)
第六章
数列
第32讲 常见的递推关系求通项
知识梳理 体系构建
【解析】
B
【解析】
C
3.在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n(n∈N*),则数列{an}的通项公式为_______.
【解析】
an=2n-1
【解析】
【解析】
题型突破 能力进阶
目标
1
累加累乘法求通项公式
类型1 an+1-an=f(n)
     (1) 已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,a2=3,且Sn+1+Sn-1=2n+2Sn(n≥2),则数列{an}的通项公式为an= (  )
A.1-2n    B.2n    C.2n-1    D.2
【解析】
1-1
C
【解析】
1-1
4
如果数列{an}的递推公式满足an+1-an=f(n)的形式,且f(n)可求和,那么就可以运用累加法,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1(n≥2),并验证a1,求出数列{an}的通项公式.
(1) 求d;
【解答】
1-2
1-2
(2) 若d>0,求数列{an}的通项公式及前n项和Sn.
【解答】
变式1 (2025·临沂一模)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为 (  )
A.49    B.50    C.99    D.100
【解析】
D
目标
2
构造等差数列求通项公式
   已知数列{an}满足a1=0,2an+1-an·an+1=1,n∈N*,则a2 026= (  )
2
【解析】
C
【解析】
目标
3
构造等比数列求通项公式
类型1 an+1=pan+f(n)型
     (1) (2025·秦皇岛三模)已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an-1,n∈N*,且bn=log2(an-1),则数列{bn}的前100项和为 (  )
A.4 050    B.4 950    C.5 050    D.4 450
【解析】
3-1
B
     (2) 在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__________________.
【解析】
又a1+2×1-2=a1=3,所以数列{an+2n-2}是首项为3,公比为3的等比数列,所以an+2n-2=3×3n-1=3n,解得an=3n-2(n-1).
3-1
an=3n-2(n-1)
     (3) 已知数列{an}满足an+1=2an+4·3n-1,a1=-1,则数列{an}的通项公式为________________.
【解析】
    方法一:设an+1+λ·3n=2(an+λ·3n-1),整理得an+1=2an-λ·3n-1,可得λ=
-4,即an+1-4·3n=2(an-4·3n-1),且a1-4×31-1=-5≠0,则数列{an-4·3n-1}是首项为-5,公比为2的等比数列,所以an-4·3n-1=-5·2n-1,即an=4·3n-1-5·2n-1.
3-1
an=4·3n-1-5·2n-1
变式3-1 (2025·沈阳、大连一模)(多选)已知数列{an}满足an+1+an=f(n),则下列说法中正确的是 (  )
A.若a1=2,f(n)=2n,则{an}是等差数列
B.若a1=1,f(n)=2n+1,则{an}是等差数列
C.若a1=2,f(n)=4,则{an}是等比数列
D.若a1=1,f(n)=3×2n-1,则{an}是等比数列
【解析】
    对于A,当an+1+an=f(n)=2n时,若a1=2,则a1+a2=2,a2=0,同理a3=4,a4=2,a5=6,…,所以数列{an}不是等差数列,故A错误;
对于B,当an+1+an=f(n)=2n+1时,(an+1-n-1)=-(an-n),因为a1-1=0,所以an-n=0,即an=n,因此an+1-an=n+1-n=1,所以数列{an}是等差数列,故B正确;
对于C,当an+1+an=f(n)=4时,(an+1-2)=-(an-2),因为a1-2=0,所以an-2=0,即an=2,所以{an}是等比数列,故C正确;
【答案】BCD
类型2 an+1=pan+qan-1型
     已知数列{an}中,a1=1,a2=2,an+1-5an+4an-1=0(n∈N*,n≥2),
则{an}的通项公式为_________.
【解析】
3-2
形如an+1=pan+qan-1(p≠0):将递推式化为an+1-x1an=x2(an-x1an-1),其中x1,x2是方程x2-px-q=0的两个根,若1是方程的根,则直接构造数列{an-an-1};若1不是方程的根,则需要构造两个数列,采取消元的方法求数列{an}.
变式3-2 (2025·九江二模)(多选)若数列{an}满足a1=2,a2=4,2an+an+2=3an+1,数列{bn}的前n项积等于数列{an}的前n项和,则 (  )
A.{an+1-an}是等比数列 B.{an}是等比数列
C.{bn}是递减数列 D.当n≥2时,an+1>an>bn+1
【解析】
    对于A,由2an+an+2=3an+1,得an+2-an+1=2(an+1-an),而a2-a1=2,故{an+1-an}是首项为2,公比为2的等比数列,故A正确.
【答案】ABD
【解析】
3-3
A
【解析】
配套精练
练习1
A组 夯基精练
一、 单项选择题
1.(2025·潍坊期末)已知数列{an}满足an+1=an+a1+n,a5=30,则a1= (  )
A.4    B.3    C.2    D.1
【解析】
    因为an+1=an+a1+n,所以a2-a1=a1+1,a3-a2=a1+2,a4-a3=a1+3,a5-a4=a1+4,以上各式相加可得a5-a1=4a1+10,即a5=5a1+10.因为a5=30,所以a1=4.
A
【解析】
    设a4=m,则m∈[2,3],得a3=m-1,a2=2(m-1)=2m-2,所以a1=2m-3∈[1,3].
B
3.(2025·宁波二模)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 027的值为 (  )
A.2 025    B.2 026    C.2 027    D.2 028
【解析】
B
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m= (  )
A.4    B.5    C.6    D.7
【解析】
B
二、 多项选择题
5.已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且an+1=4an+3n,则 (   )
A.a2=7     B.{Sn}是递增数列
C.{an+3n}是等差数列     D.a10=220-310
【解析】
    因为an+1=4an+3n,所以an+1+3n+1=4(an+3n),且a1+3=4≠0,可知数列{an+3n}是首项为4,公比为4的等比数列,则an+3n=4×4n-1=4n,即an=4n-3n.
对于A,a2=42-32=7,故A正确;对于B,因为an=4n-3n>0,所以{Sn}是递增数列,故B正确;
对于C,因为数列{an+3n}是首项为4,公比为4的等比数列,所以{an+3n}不是等差数列,故C错误;对于D,a10=410-310=220-310,故D正确.
ABD
6.(2025·宿州期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,nan+1-2(n+1)an=0(n∈N*),则下列结论正确的是 (  )
【解析】
【答案】BCD
【解析】
【解析】
【解析】
【解答】
【解答】
【解答】
【解答】
【解析】
【解答】
【解答】
【解析】
【答案】A
2.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10= (  )
A.1 024    B.1 023    C.513    D.256
【解析】
    由Sn+1-2Sn=n,得Sn+1+n+2=2(Sn+n+1).因为a1=2,所以S1+1+1=4,所以Sn+n+1≠0,所以{Sn+n+1}是首项为4,公比为2的等比数列,所以Sn+n+1=4×2n-1,所以Sn=2n+1-n-1,所以a10=S10-S9=1 023.
B
【解析】
C
4.(2025·泰安期末)已知数列{an}满足a2=-3,(2n-3)an+1=(2n-1)an+(2n-1)(2n-3),n∈N*,则数列{an}的通项公式为 (  )
【解析】
D
【解析】
【答案】AB
【解析】
设cn=3n(2n-9),当n≥5时,cn>0,当n≤4时,cn<0,又c1=-21,c2=-45,c3=-81,c4=-81,故cn=3n(2n-9)的最小值为c3=c4=-81,所以λ≤-81.
【答案】CD
【解析】
8.已知数列{an}中,a1=3,an+1=2an-2n+3,n∈N*,Sn为数列{an}的前n项和,则数列{an}的通项公式为an=____________;S8=______.
【解析】
2n+2n-1
574
【解析】
2
2 027
【解答】
【解答】
【解答】
11.(2025·运城期末节选)在数列{an}中,a1=0,a2=4,且an+2=2an+1-an+2.
(1) 求证:{an+1-an}是等差数列;
【解答】
    因为an+2=2an+1-an+2,所以an+2-an+1-(an+1-an)=2an+1-an+2-
an+1-(an+1-an)=2,所以{an+1-an}是首项为a2-a1=4,公差为2的等差数列.
11.(2025·运城期末节选)在数列{an}中,a1=0,a2=4,且an+2=2an+1-an+2.
【解答】
【解析】
【答案】BCD
13.(2026·惠州一调)已知函数f(x)=ax+ln x-1,a∈R.
(1) 当a=2时,求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
【解答】
13.(2026·惠州一调)已知函数f(x)=ax+ln x-1,a∈R.
(2) 若f(x)有极大值,且极大值小于0,求a的取值范围.
【解答】第32讲 常见的递推关系求通项
激活思维
1.已知正项数列{an}满足an+1=an,则=(  )
A.   B.
C.   D.
2.已知数列{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an=Sn+,则S4的值为(  )
A.9   B.21
C.45   D.93
3.在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n(n∈N*),则数列{an}的通项公式为____.
4.已知数列{an}满足an+1=an+4,且a1=1,则数列{an}的通项公式为____.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn+1=,且a1=1,则Sn=____.
题型突破 能力进阶
举题说法
累加累乘法求通项公式
类型1 an+1-an=f(n)
例 1-1 (1) 已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,a2=3,且Sn+1+Sn-1=2n+2Sn(n≥2),则数列{an}的通项公式为an=(  )
A.1-2n B.2n
C.2n-1 D.2
(2) 已知数列{an}的首项为2,前n项和为Sn,且Sn+1+2=an+3n+Sn,则数列{an}的通项公式为____,满足an>的n的最小值为____.
如果数列{an}的递推公式满足an+1-an=f(n)的形式,且f(n)可求和,那么就可以运用累加法,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1(n≥2),并验证a1,求出数列{an}的通项公式.
类型2 =f(n)(an≠0)
例 1-2 (2025·滁州二模节选)在数列{an}中,a1=1,a3=6,其前n项和为Sn.数列是公差为d的等差数列.
(1) 求d;
(2) 若d>0,求数列{an}的通项公式及前n项和Sn.
如果数列{an}的递推公式满足=f(n)(an≠0)的形式,且f(n)可求积,那么就可以运用累乘法,an=···…··a1(n≥2),并验证a1,求出数列{an}的通项公式.
变式1 (2025·临沂一模)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为(  )
A.49 B.50
C.99 D.100
构造等差数列求通项公式
例2 已知数列{an}满足a1=0,2an+1-an·an+1=1,n∈N*,则a2 026=(  )
A. B.
C. D.
(1) 若递推关系形式为an+1=qan+qn+1,可等式两边同时除以qn+1,即得=+1,则数列为等差数列.
(2) 若递推关系可化简变形为an+1=an+q,则数列{an}符合等差数列的定义.
变式2 已知数列{an}满足a1=2,an+1=3an+3n-2(n∈N*),则数列的前10项和S10=____,数列的前10项和T10=____.
构造等比数列求通项公式
类型1 an+1=pan+f(n)型
例 3-1 (1) (2025·秦皇岛三模)已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an-1,n∈N*,且bn=log2(an-1),则数列{bn}的前100项和为(  )
A.4 050 B.4 950
C.5 050 D.4 450
(2) 在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6(n∈N*),则数列{an}的通项公式为___.
(3) 已知数列{an}满足an+1=2an+4·3n-1,a1=-1,则数列{an}的通项公式为____.
(1) 形如an+1=pan+q(p≠0,1且q≠0):设an+1+λ=p(an+λ),得an+1=pan+(p-1)λ,得λ=(p≠1),则构成以p为公比的等比数列.
(2) 形如an+1=pan+qn+m(p≠1):设an+1+A(n+1)+B=p(an+An+B),通过待定系数法确定A,B的值,则{an+An+B}构成以p为公比的等比数列.
(3) 形如an+1=pan+qn(p≠0,1且q≠0):两边同时除以qn+1,得=·+,当p≠q时,原式可以变形为+λ=的形式,则数列为等比数列.
变式 3-1 (2025·沈阳、大连一模)(多选)已知数列{an}满足an+1+an=f(n),则下列说法中正确的是(  )
A.若a1=2,f(n)=2n,则{an}是等差数列
B.若a1=1,f(n)=2n+1,则{an}是等差数列
C.若a1=2,f(n)=4,则{an}是等比数列
D.若a1=1,f(n)=3×2n-1,则{an}是等比数列
类型2 an+1=pan+qan-1型
例 3-2 已知数列{an}中,a1=1,a2=2,an+1-5an+4an-1=0(n∈N*,n≥2),则{an}的通项公式为____.
形如an+1=pan+qan-1(p≠0):将递推式化为an+1-x1an=x2(an-x1an-1),其中x1,x2是方程x2-px-q=0的两个根,若1是方程的根,则直接构造数列{an-an-1};若1不是方程的根,则需要构造两个数列,采取消元的方法求数列{an}.
变式 3-2 (2025·九江二模)(多选)若数列{an}满足a1=2,a2=4,2an+an+2=3an+1,数列{bn}的前n项积等于数列{an}的前n项和,则(  )
A.{an+1-an}是等比数列
B.{an}是等比数列
C.{bn}是递减数列
D.当n≥2时,an+1>an>bn+1
类型3 an+1=型
例 3-3 已知数列{an}的首项a1=,且an+1=(n∈N*),则a20的值为(  )
A. B.
C. D.
形如an+1=(ac≠0):取倒数得==·+.当a=b时,数列是等差数列;当a≠b时,令bn=,则bn+1=·bn+,可用待定系数法(类型1方法)求解.
变式 3-3 已知数列{an}中,a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{an}的通项公式为____.
配套精练
练习1
A组 夯基精练
一、 单项选择题
1.(2025·潍坊期末)已知数列{an}满足an+1=an+a1+n,a5=30,则a1=(  )
A.4 B.3
C.2 D.1
2.(2025·温州二模)已知数列{an}满足an=若a4∈[2,3],则a1的取值范围是(  )
A.[2,4] B.[1,3]
C.[3,5] D.[5,9]
3.(2025·宁波二模)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 027的值为(  )
A.2 025 B.2 026
C.2 027 D.2 028
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=(  )
A.4 B.5
C.6 D.7
二、 多项选择题
5.已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且an+1=4an+3n,则(  )
A.a2=7 B.{Sn}是递增数列
C.{an+3n}是等差数列 D.a10=220-310
6.(2025·宿州期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,nan+1-2(n+1)an=0(n∈N*),则下列结论正确的是(  )
A.为等比数列 B.为等差数列
C.为等比数列 D.Sn=(n-1)2n+1+2
三、 填空题
7.(2025·张家口一模)已知数列{an}满足a1=2,an>0且a-a=+1,则a-n=____.
8.已知数列{an}满足a1=1,当n≥2时,an=an-1+2n-1,则{an}的通项公式为___.
9.在数列{an}中,a1=,=+,则的前10项和T10=____.
四、 解答题
10.(2026·宁波一模)记Sn为正项数列{an}的前n项和,已知4Sn=a+2an-3.
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 若数列{bn}满足b1=1,bn+1=bn,求证:b1+b2+b3+…+bn<.
.
11.已知数列{an}满足a1=3,2an+1-anan+1=1.
(1) 记bn=,求数列{bn}的通项公式;
(2) 记cn=(a1·a2·…·an)2,求满足cn<的n的最小值.
B组 滚动小练
12.(2026·徐州期中)在2025年江苏省城市足球联赛(简称“苏超”)的一场激烈比赛中,某城市队的10号球员从点A出发,以2.5 m/s的速度做匀速直线运动,到达B点时,发现足球在点C处正以3倍于自己的速度向点A做匀速直线滚动.已知AB=4m,AC=20 m,∠BAC=30°.若忽略该球员转身所需的时间,则该球员按原来的速度最快截住足球所用的时间为____s.
13.(2026·保定期中)在Rt△ABC中,D为斜边BC上的一点且满足=,E为AD的中点.若=a,=b,且|a|=3,|b|=6.
(1) 用a,b表示,;
(2) 求∠BEC的余弦值.
配套精练
练习2
A组 夯基精练
一、 单项选择题
1.如图的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中,后人称为“三角垛”.“三角垛”最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…,第n层有an个球,则数列的前30项和为(  )
(第1题)
A. B.
C. D.
2.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10=(  )
A.1 024 B.1 023
C.513 D.256
3.(2025·厦门二模)已知数列{an}满足a1=1,=,则{an}的前6项和为(  )
A. B.
C. D.
4.(2025·泰安期末)已知数列{an}满足a2=-3,(2n-3)an+1=(2n-1)an+(2n-1)(2n-3),n∈N*,则数列{an}的通项公式为(  )
A.an=-n+-7 B.an=(1+n)(1-n)
C.an=(n-3)(2n-1) D.an=(n-5)(2n-3)
二、 多项选择题
5.已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,则(  )
A.a3=
B.数列为等比数列
C.数列的前n项和为Sn=n+2n
D.数列{an}的通项公式为an=
6.已知数列{an}满足a1=a2=1,且an+1=,等差数列{bn}的前n项和为Sn,且b9=9,S10=20,若an+1·bn≥λ恒成立,则实数λ的值可以为(  )
A.-36 B.-54
C.-81 D.-108
三、 填空题
7.(2025·上饶二模)已知数列{an}满足a1=2,an+1-an=2n+2(n∈N*),则数列的前4项和为____.
8.已知数列{an}中,a1=3,an+1=2an-2n+3,n∈N*,Sn为数列{an}的前n项和,则数列{an}的通项公式为an=____;S8=____.
9.记Tn为正项数列{an}的前n项积,已知Tn=,则a1=____,T2 026=____.
四、 解答题
10.(2025·八省联考)已知数列{an}中,a1=3,an+1=.
(1) 求证:数列为等比数列;
(2) 求{an}的通项公式;
(3) 令bn=,求证:bn11.(2025·运城期末节选)在数列{an}中,a1=0,a2=4,且an+2=2an+1-an+2.
(1) 求证:是等差数列;
(2) 求数列的前n项和bn.
B组 滚动小练
12.(2026·肇庆一模)(多选)已知函数f(x)=tan ,其中ω>0,若f(x)的最小正周期为,则下列说法正确的是(  )
A.ω=4
B.f(x)的定义域为
C.f(x)在上单调递增
D.若a<0,且f(a)≤,则a的最大值为-
13.(2026·惠州一调)已知函数f(x)=ax+ln x-1,a∈R.
(1) 当a=2时,求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2) 若f(x)有极大值,且极大值小于0,求a的取值范围.第32讲 常见的递推关系求通项
激活思维
1.已知正项数列{an}满足an+1=an,则=( B )
A.   B.
C.   D.
【解析】 依题意,=·,则数列是以为公比的等比数列,因此=·,所以=.
2.已知数列{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an=Sn+,则S4的值为( C )
A.9   B.21
C.45   D.93
【解析】 由an=Sn+,得Sn-Sn-1=Sn+(n≥2),整理得Sn+3=2(Sn-1+3).又a1=S1+,所以S1=a1=3,故数列{Sn+3}是以6为首项,2为公比的等比数列,所以Sn+3=6×2n-1,即Sn=3×2n-3,所以S4=3×24-3=45.
3.在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__an=2n-1__.
【解析】 因为数列{an}满足a1=1且an+1-an=2n,所以当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+(2+22+…+2n-1)=1+=2n-1,当n=1时,a1=1也适合上式,所以数列{an}的通项公式为an=2n-1.
4.已知数列{an}满足an+1=an+4,且a1=1,则数列{an}的通项公式为__an=12-11×n-1__.
【解析】 由an+1=an+4,得an+1-12=(an-12),因为a1-12=-11≠0,所以是首项为-11,公比为的等比数列,所以an-12=-11×n-1,所以an=12-11×n-1.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,若Sn+1=,且a1=1,则Sn=____.
【解析】 由Sn+1=,得==·+,即-=·.因为S1=a1=1,-=-≠0,所以数列是首项为-,公比为的等比数列,即-=-n,所以Sn=.
题型突破 能力进阶
举题说法
累加累乘法求通项公式
类型1 an+1-an=f(n)
例 1-1 (1) 已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,a2=3,且Sn+1+Sn-1=2n+2Sn(n≥2),则数列{an}的通项公式为an=( C )
A.1-2n B.2n
C.2n-1 D.2
【解析】 由Sn+1+Sn-1=2n+2Sn,可得Sn+1-Sn=2n+Sn-Sn-1,即an+1-an=2n(n≥2).因为a2-a1=21,所以an+1-an=2n(n∈N*),于是an-an-1=2n-1,an-1-an-2=2n-2,…,a2-a1=21,累加得an-a1=21+22+…+2n-1,故an=1+21+…+2n-1==2n-1.又a1=1也满足上式,所以an=2n-1.
(2) 已知数列{an}的首项为2,前n项和为Sn,且Sn+1+2=an+3n+Sn,则数列{an}的通项公式为__an=__,满足an>的n的最小值为__4__.
【解析】 由Sn+1+2=an+3n+Sn,得an+1=Sn+1-Sn=an+3n-2,即n≥2时,则an-an-1=3n-5,an-1-an-2=3n-8,…,a2-a1=1,累加得an-a1=(3n-5)+(3n-8)+…+1==,则an=.又a1=2也满足上式,所以an=.由an>,得>,化简可得(3n-1)(n-3)>0,又n∈N*,即n>3,所以满足an>的n的最小值为4.
如果数列{an}的递推公式满足an+1-an=f(n)的形式,且f(n)可求和,那么就可以运用累加法,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1(n≥2),并验证a1,求出数列{an}的通项公式.
类型2 =f(n)(an≠0)
例 1-2 (2025·滁州二模节选)在数列{an}中,a1=1,a3=6,其前n项和为Sn.数列是公差为d的等差数列.
(1) 求d;
【解答】 方法一:由题知=1,=,=,且2·=+,即=1+,解得a2=3或-4,于是==或,所以d=或-.
方法二:显然=1,则=1+(n-1)d,于是Sn=[1+(n-1)d]an,所以Sn+1=(1+nd)an+1,两式相减得an+1=(1+nd)an+1-an,即ndan+1=an,所以da2=a1,2da3=(1+d)a2,又a1=1,a3=6,解得d=或-.
(2) 若d>0,求数列{an}的通项公式及前n项和Sn.
【解答】 当d>0时,d=,=1+(n-1)=,即3Sn=(n+2)an,所以n≥2时,3Sn-1=(n+1)an-1,两式相减并整理得=,所以=,=,…,=,累乘得an=.又a1=1也满足上式,所以an=,n∈N*,所以Sn=×=.
如果数列{an}的递推公式满足=f(n)(an≠0)的形式,且f(n)可求积,那么就可以运用累乘法,an=···…··a1(n≥2),并验证a1,求出数列{an}的通项公式.
变式1 (2025·临沂一模)设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+nan=1,则满足Sn>0.99时,n的最小值为( D )
A.49 B.50
C.99 D.100
【解析】 因为Sn+nan=1,所以a1=,当n≥2时,Sn+nan=Sn-1+(n-1)an-1=1,所以(n+1)an=(n-1)an-1,即=,此时an=×××…×××a1=×××…×××=.又a1=也满足该式,所以an=,Sn=1-nan=1-.令Sn=1->0.99,解得n>99,故n的最小值为100.
构造等差数列求通项公式
例2 已知数列{an}满足a1=0,2an+1-an·an+1=1,n∈N*,则a2 026=( C )
A. B.
C. D.
【解析】 由题意可得an+1=,则1-an+1=,可得=+1,即-=1,可知数列是首项为=1,公差为1的等差数列,则=n,即an=,所以a2 026=.
(1) 若递推关系形式为an+1=qan+qn+1,可等式两边同时除以qn+1,即得=+1,则数列为等差数列.
(2) 若递推关系可化简变形为an+1=an+q,则数列{an}符合等差数列的定义.
变式2 已知数列{an}满足a1=2,an+1=3an+3n-2(n∈N*),则数列的前10项和S10=____,数列的前10项和T10=____.
【解析】 由题可知an+1-1=3(an-1)+3n,两边同时除以3n+1得=+,又=,所以数列是以为首项,为公差的等差数列,则S10=++…+=.易知an=n·3n-1+1,则=3n-1,故T10==.
构造等比数列求通项公式
类型1 an+1=pan+f(n)型
例 3-1 (1) (2025·秦皇岛三模)已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an-1,n∈N*,且bn=log2(an-1),则数列{bn}的前100项和为( B )
A.4 050 B.4 950
C.5 050 D.4 450
【解析】 由an+1=2an-1,得an+1-1=2(an-1),而a1-1=1,则数列是首项为1,公比为2的等比数列,因此an-1=2n-1,可得bn=n-1,所以数列{bn}的前100项和为×100=4 950.
(2) 在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__an=3n-2(n-1)__.
【解析】 由an+1=3an+4n-6(n∈N*),可设an+1+x(n+1)+y=3(an+xn+y),其中x,y∈R,整理可得an+1=3an+2xn+2y-x,所以解得所以an+1+2(n+1)-2=3(an+2n-2),又a1+2×1-2=a1=3,所以数列是首项为3,公比为3的等比数列,所以an+2n-2=3×3n-1=3n,解得an=3n-2(n-1).
(3) 已知数列{an}满足an+1=2an+4·3n-1,a1=-1,则数列{an}的通项公式为__an=4·3n-1-5·2n-1__.
【解析】 方法一:设an+1+λ·3n=2(an+λ·3n-1),整理得an+1=2an-λ·3n-1,可得λ=-4,即an+1-4·3n=2(an-4·3n-1),且a1-4×31-1=-5≠0,则数列{an-4·3n-1}是首项为-5,公比为2的等比数列,所以an-4·3n-1=-5·2n-1,即an=4·3n-1-5·2n-1.
方法二:两边同时除以3n+1,得=·+,整理得-=,且-=-≠0,则数列是首项为-,公比为的等比数列,所以-=-·,即an=4·3n-1-5·2n-1.
(1) 形如an+1=pan+q(p≠0,1且q≠0):设an+1+λ=p(an+λ),得an+1=pan+(p-1)λ,得λ=(p≠1),则构成以p为公比的等比数列.
(2) 形如an+1=pan+qn+m(p≠1):设an+1+A(n+1)+B=p(an+An+B),通过待定系数法确定A,B的值,则{an+An+B}构成以p为公比的等比数列.
(3) 形如an+1=pan+qn(p≠0,1且q≠0):两边同时除以qn+1,得=·+,当p≠q时,原式可以变形为+λ=的形式,则数列为等比数列.
变式 3-1 (2025·沈阳、大连一模)(多选)已知数列{an}满足an+1+an=f(n),则下列说法中正确的是( BCD )
A.若a1=2,f(n)=2n,则{an}是等差数列
B.若a1=1,f(n)=2n+1,则{an}是等差数列
C.若a1=2,f(n)=4,则{an}是等比数列
D.若a1=1,f(n)=3×2n-1,则{an}是等比数列
【解析】 对于A,当an+1+an=f(n)=2n时,若a1=2,则a1+a2=2,a2=0,同理a3=4,a4=2,a5=6,…,所以数列{an}不是等差数列,故A错误;对于B,当an+1+an=f(n)=2n+1时,(an+1-n-1)=-(an-n),因为a1-1=0,所以an-n=0,即an=n,因此an+1-an=n+1-n=1,所以数列{an}是等差数列,故B正确;对于C,当an+1+an=f(n)=4时,(an+1-2)=-(an-2),因为a1-2=0,所以an-2=0,即an=2,所以{an}是等比数列,故C正确;对于D,当an+1+an=f(n)=3×2n-1时,an+1-2n=-(an-2n-1),因为a1-20=0,所以an-2n-1=0,即an=2n-1,因此==2,所以{an}是等比数列,故D正确.
类型2 an+1=pan+qan-1型
例 3-2 已知数列{an}中,a1=1,a2=2,an+1-5an+4an-1=0(n∈N*,n≥2),则{an}的通项公式为__an=__.
【解析】 因为当n≥2时,an+1-5an+4an-1=0,所以an+1-an=4(an-an-1),又a1=1,a2=2,则a2-a1=1,所以是以1为首项,4为公比的等比数列,所以an+1-an=4n-1,从而an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=4n-2+4n-3+…+41+40+1=+1=.又a1=1也满足上式,所以an=.
形如an+1=pan+qan-1(p≠0):将递推式化为an+1-x1an=x2(an-x1an-1),其中x1,x2是方程x2-px-q=0的两个根,若1是方程的根,则直接构造数列{an-an-1};若1不是方程的根,则需要构造两个数列,采取消元的方法求数列{an}.
变式 3-2 (2025·九江二模)(多选)若数列{an}满足a1=2,a2=4,2an+an+2=3an+1,数列{bn}的前n项积等于数列{an}的前n项和,则( ABD )
A.{an+1-an}是等比数列
B.{an}是等比数列
C.{bn}是递减数列
D.当n≥2时,an+1>an>bn+1
【解析】 对于A,由2an+an+2=3an+1,得an+2-an+1=2(an+1-an),而a2-a1=2,故是首项为2,公比为2的等比数列,故A正确.对于B,由上可知an+1-an=2n,所以n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1,即an=(2n-1+2n-2+…+2)+2=+2=2n,而a1=2也满足上式,则{an}是等比数列,故B正确.对于C,设{bn}的前n项积为Tn,{an}的前n项和为Sn,则Tn=Sn==2n+1-2,当n=1时,b1=T1=S1=2;当n≥2时,bn===2+,则b2=3,b10,所以an>bn,所以an+1>an>bn>bn+1,故D正确.
类型3 an+1=型
例 3-3 已知数列{an}的首项a1=,且an+1=(n∈N*),则a20的值为( A )
A. B.
C. D.
【解析】 因为a1=,an+1=(n∈N*),易知an≠0,所以==4+,即-=4.又a1=,所以=3,故是以3为首项,4为公差的等差数列,则=3+4(n-1)=4n-1,故an=,所以a20==.
形如an+1=(ac≠0):取倒数得==·+.当a=b时,数列是等差数列;当a≠b时,令bn=,则bn+1=·bn+,可用待定系数法(类型1方法)求解.
变式 3-3 已知数列{an}中,a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__an=__.
【解析】 对an+1=两边取倒数得==+2n,即-=2n,当n≥2时,-=2n-1,-=2n-2,…,-=22,-=2,将以上各式累加得-=2n-1+2n-2+…+22+2==2n-2,又a1=1,所以=2n-1,所以an=.又当n=1时,a1=1也满足an=,所以an=.
配套精练
练习1
A组 夯基精练
一、 单项选择题
1.(2025·潍坊期末)已知数列{an}满足an+1=an+a1+n,a5=30,则a1=( A )
A.4 B.3
C.2 D.1
【解析】 因为an+1=an+a1+n,所以a2-a1=a1+1,a3-a2=a1+2,a4-a3=a1+3,a5-a4=a1+4,以上各式相加可得a5-a1=4a1+10,即a5=5a1+10.因为a5=30,所以a1=4.
2.(2025·温州二模)已知数列{an}满足an=若a4∈[2,3],则a1的取值范围是( B )
A.[2,4] B.[1,3]
C.[3,5] D.[5,9]
【解析】 设a4=m,则m∈[2,3],得a3=m-1,a2=2(m-1)=2m-2,所以a1=2m-3∈[1,3].
3.(2025·宁波二模)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 027的值为( B )
A.2 025 B.2 026
C.2 027 D.2 028
【解析】 因为2Sn=nan,所以n≥3时,2Sn-1=(n-1)an-1,两式相减得2an=nan-(n-1)an-1,即(n-2)an=(n-1)an-1,所以=.又a2=1,所以a2 027=a2×××…×=1×××…×=2 026.
4.(2025·太原一模)已知数列{an},{bn}中,a1=2,b1=6,an+1=2an,bn+1=2bn-an,若am=bm,则m=( B )
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】 在数列{an}中,由a1=2,an+1=2an,得数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,即an=2n,则bn+1=2bn-2n,即-=-,因此数列是以=3为首项,-为公差的等差数列,则=3+(n-1),即bn=(7-n)2n-1.由am=bm,得2m=(7-m)2m-1,所以m=5.
二、 多项选择题
5.已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且an+1=4an+3n,则( ABD )
A.a2=7 B.{Sn}是递增数列
C.{an+3n}是等差数列 D.a10=220-310
【解析】 因为an+1=4an+3n,所以an+1+3n+1=4(an+3n),且a1+3=4≠0,可知数列{an+3n}是首项为4,公比为4的等比数列,则an+3n=4×4n-1=4n,即an=4n-3n.对于A,a2=42-32=7,故A正确;对于B,因为an=4n-3n>0,所以{Sn}是递增数列,故B正确;对于C,因为数列{an+3n}是首项为4,公比为4的等比数列,所以{an+3n}不是等差数列,故C错误;对于D,a10=410-310=220-310,故D正确.
6.(2025·宿州期末)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,nan+1-2(n+1)an=0(n∈N*),则下列结论正确的是( BCD )
A.为等比数列 B.为等差数列
C.为等比数列 D.Sn=(n-1)2n+1+2
【解析】 由已知得=2,即=2,所以为等比数列,又a1=2,所以=2n,因此an=n·2n,所以nan=n2·2n,=n,==n,所以为等比数列,为等差数列,不为等比数列,故A错误,B,C正确.对于D,Sn=1×21+2×22+…+(n-1)×2n-1+n×2n,2Sn=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,两式作差得Sn=-2-22-23-…-2n+n×2n+1=+n×2n+1=(n-1)·2n+1+2,故D正确.
三、 填空题
7.(2025·张家口一模)已知数列{an}满足a1=2,an>0且a-a=+1,则a-n=__4-__.
【解析】 由题得n≥2时,a=(a-a)+(a-a)+…+(a-a)+a=++…++(n-1)+4=+(n-1)+4=n+4-,当n=1时,n+4-=1+4-1=4=a也符合上式,所以a-n=n+4--n=4-.
8.已知数列{an}满足a1=1,当n≥2时,an=an-1+2n-1,则{an}的通项公式为__an=+4n-6__.
【解析】 设an+An+B=[an-1+A(n-1)+B],则an=an-1-An-A-B,所以解得又a1-4+6=3,所以{an-4n+6}是以3为首项,为公比的等比数列,所以an-4n+6=3×,所以an=+4n-6.
9.在数列{an}中,a1=,=+,则的前10项和T10=____.
【解析】 因为=+,所以2n+1an+1-2nan=1.又a1=,所以2a1=1,所以{2nan}是以1为首项,1为公差的等差数列,所以2nan=1+(n-1)×1=n,所以an=,=,故T10==.
四、 解答题
10.(2026·宁波一模)记Sn为正项数列{an}的前n项和,已知4Sn=a+2an-3.
(1) 求数列{an}的通项公式;
【解答】 当n=1时,可得a1=3,当n≥2时,4Sn-1=a+2an-1-3,4Sn=a+2an-3,作差可得(an-an-1-2)(an+an-1)=0.因为{an}是正项数列,所以an-an-1=2,即数列{an}为等差数列,所以an=3+2(n-1)=2n+1.
(2) 若数列{bn}满足b1=1,bn+1=bn,求证:b1+b2+b3+…+bn<.
【解答】 由题可得=,所以n≥2时,=···…··==.又b1=1,所以bn==,又b1=1也满足上式,所以b1+b2+b3+…+bn===-<.
11.已知数列{an}满足a1=3,2an+1-anan+1=1.
(1) 记bn=,求数列{bn}的通项公式;
【解答】 因为2an+1-anan+1=1,所以an+1(2-an)=1,又bn=,即an=+1,代入an+1(2-an)=1中,得=1,即=1,化简得bn+1-bn=-1.又因为a1=3,所以b1==,所以数列{bn}是以b1=为首项,-1为公差的等差数列,所以bn=-(n-1)=.
(2) 记cn=(a1·a2·…·an)2,求满足cn<的n的最小值.
【解答】 由(1)得an=+1=+1==,所以cn=(a1·a2·…·an)2=2=2=.令cn<,解得n>,所以满足题意的n的最小值为8.
B组 滚动小练
12.(2026·徐州期中)在2025年江苏省城市足球联赛(简称“苏超”)的一场激烈比赛中,某城市队的10号球员从点A出发,以2.5 m/s的速度做匀速直线运动,到达B点时,发现足球在点C处正以3倍于自己的速度向点A做匀速直线滚动.已知AB=4m,AC=20 m,∠BAC=30°.若忽略该球员转身所需的时间,则该球员按原来的速度最快截住足球所用的时间为____s.
【解析】 如图,设球员用t s在D处截住足球,则BD=2.5t,CD=7.5t,则AD=20-7.5t.在△ABD中,AB=4,∠BAD=30°,由余弦定理可得BD2=AD2+AB2-2AD·AB·cos ∠BAD,即(2.5t)2=(20-7.5t)2+48-2×4×(20-7.5t)×,化简得25t2-105t+104=0,解得t=或t=,所以该球员按原来的速度最快截住足球所用的时间为 s.
(第12题答)
13.(2026·保定期中)在Rt△ABC中,D为斜边BC上的一点且满足=,E为AD的中点.若=a,=b,且|a|=3,|b|=6.
(1) 用a,b表示,;
【解答】 因为=,所以==-,所以=+=+.因为E为AD的中点,所以==+,所以=-=-+=-a+b,=-=-=a-b.
(2) 求∠BEC的余弦值.
【解答】 如图,以A为原点,AB,AC所在直线为x轴、y轴建立平面直角坐标系,则B(3,0),C(0,6).由(1)知=+=(3,0)+(0,6)=(1,1),故E(1,1).因为=(2,-1),=(-1,5),所以·=2×(-1)+(-1)×5=-7,||==,||==,所以cos ∠BEC===-=-,所以∠BEC的余弦值是-.
(第13题答)
配套精练
练习2
A组 夯基精练
一、 单项选择题
1.如图的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中,后人称为“三角垛”.“三角垛”最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…,第n层有an个球,则数列的前30项和为( A )
(第1题)
A. B.
C. D.
【解析】 根据已知条件有a1=1,当n≥2时,a2-a1=2,a3-a2=3,a4-a3=4,…,an-an-1=n,以上各式累加得an-a1=2+3+4+…+n,又a1=1,所以an=1+2+3+4+…+n=(n≥2),经检验a1=1符合上式,所以an=(n∈N*),所以==2.设数列的前n项和为Sn,则Sn=2=2-,所以S30=2-=.
2.(2025·漳州三模)记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1-2Sn=n,则a10=( B )
A.1 024 B.1 023
C.513 D.256
【解析】 由Sn+1-2Sn=n,得Sn+1+n+2=2(Sn+n+1).因为a1=2,所以S1+1+1=4,所以Sn+n+1≠0,所以{Sn+n+1}是首项为4,公比为2的等比数列,所以Sn+n+1=4×2n-1,所以Sn=2n+1-n-1,所以a10=S10-S9=1 023.
3.(2025·厦门二模)已知数列{an}满足a1=1,=,则{an}的前6项和为( C )
A. B.
C. D.
【解析】 =,当n≥2时,an=···…···a1=···…···1=,显然,a1=1也满足该式,所以an==2,则{an}的前6项和为2=2×=.
4.(2025·泰安期末)已知数列{an}满足a2=-3,(2n-3)an+1=(2n-1)an+(2n-1)(2n-3),n∈N*,则数列{an}的通项公式为( D )
A.an=-n+-7 B.an=(1+n)(1-n)
C.an=(n-3)(2n-1) D.an=(n-5)(2n-3)
【解析】 因为(2n-3)an+1=(2n-1)an+(2n-1)·(2n-3),n∈N*,所以当n=1时,-a2=a1-1,即a1=1-a2=4.因为=+1,n∈N*,所以数列是首项为=-4,公差为1的等差数列,所以=-4+(n-1)=n-5,即an=(n-5)(2n-3).
二、 多项选择题
5.已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,则( AB )
A.a3=
B.数列为等比数列
C.数列的前n项和为Sn=n+2n
D.数列{an}的通项公式为an=
【解析】 由an+1=,易知an>0,则=×+,即-1=,又a1=,所以-1=,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,故B正确;-1=×n-1,即=×n-1+1,所以an=,所以a3==,故A正确,D错误;Sn=+n=×+n=n+1-,故C错误.
6.已知数列{an}满足a1=a2=1,且an+1=,等差数列{bn}的前n项和为Sn,且b9=9,S10=20,若an+1·bn≥λ恒成立,则实数λ的值可以为( CD )
A.-36 B.-54
C.-81 D.-108
【解析】 由a1=a2=1,得a1=1,a2=3.由an+1=,得3(an+1-an)=an+2-an+1,即=3,又a2-a1=2,所以{an+1-an}为等比数列,公比q=3,所以an+1-an=2·3n-1.由累加法得an=a1+a2-a1+a3-a2+…+an-an-1=1+2(1+3+32+33+…+3n-2)=1+2×=3n-1,当n=1时,a1=1也符合该式,所以an=3n-1.由b9=b1+8d=9,S10=10b1+d=20,解得b1=-7,d=2,则bn=2n-9.因为an+1·bn≥λ恒成立,an+1=3n,所以λ≤3n(2n-9)恒成立.设cn=3n(2n-9),当n≥5时,cn>0,当n≤4时,cn<0,又c1=-21,c2=-45,c3=-81,c4=-81,故cn=3n(2n-9)的最小值为c3=c4=-81,所以λ≤-81.
三、 填空题
7.(2025·上饶二模)已知数列{an}满足a1=2,an+1-an=2n+2(n∈N*),则数列的前4项和为____.
【解析】 由an+1-an=2n+2,得an+1=an+2n+2,而a1=2,则a2=a1+4=6,a3=a2+6=12,a4=a3+8=20,所以+++=+++=+++=1-=.
8.已知数列{an}中,a1=3,an+1=2an-2n+3,n∈N*,Sn为数列{an}的前n项和,则数列{an}的通项公式为an=__2n+2n-1__;S8=__574__.
【解析】 因为an+1=2an-2n+3,a1=3,所以an+1-2(n+1)+1=2(an-2n+1),且a1-2+1=2≠0,可知数列{an-2n+1}是首项为2,公比为2的等比数列,则an-2n+1=2×2n-1=2n,即an=2n+2n-1,可得Sn=(2+1)+(22+3)+…+(2n+2n-1)=(2+22+…+2n)+(1+3+…+2n-1)=+=2(2n-1)+n2,所以S8=2×(28-1)+82=574.
9.记Tn为正项数列{an}的前n项积,已知Tn=,则a1=__2__,T2 026=__2 027__.
【解析】 根据题意,可知T1=a1=,又数列{an}的各项均为正数,即a1≠0,解得a1=2.由Tn==a1a2a3…an,可得=a1a2a3…an-1,即a1a2a3…an-1(an-1)=1,可得Tn-Tn-1=1,所以数列{Tn}是以T1=a1=2为首项,d=1为公差的等差数列.因此Tn=T1+(n-1)×1=n+1,所以T2 026=2 026+1=2 027.
四、 解答题
10.(2025·八省联考)已知数列{an}中,a1=3,an+1=.
(1) 求证:数列为等比数列;
【解答】 因为an+1=,a1=3>0,所以an>0,所以==+,所以1-=-=,又1-=≠0,所以是首项为,公比为的等比数列.
(2) 求{an}的通项公式;
【解答】 由(1)得1-=,所以an==.
(3) 令bn=,求证:bn【解答】 bn====1-,显然{bn}是递增数列,且bn<1,所以bn11.(2025·运城期末节选)在数列{an}中,a1=0,a2=4,且an+2=2an+1-an+2.
(1) 求证:是等差数列;
【解答】 因为an+2=2an+1-an+2,所以an+2-an+1-(an+1-an)=2an+1-an+2-an+1-(an+1-an)=2,所以{an+1-an}是首项为a2-a1=4,公差为2的等差数列.
(2) 求数列的前n项和bn.
【解答】 由(1)得an+1-an=4+2(n-1)=2n+2,则an+1-an+an-an-1+…+a2-a1=2n+2+2n+…+4==n(n+3),所以an+1=n(n+3),即an=(n-1)(n+2)(n≥2).又a1=0也符合an=(n-1)(n+2),所以an=(n-1)(n+2)=n2+n-2,故===-,所以bn=1-+-+…+-=1-=.
B组 滚动小练
12.(2026·肇庆一模)(多选)已知函数f(x)=tan ,其中ω>0,若f(x)的最小正周期为,则下列说法正确的是( BCD )
A.ω=4
B.f(x)的定义域为
C.f(x)在上单调递增
D.若a<0,且f(a)≤,则a的最大值为-
【解析】 因为ω>0,所以T==,所以ω=2,故A错误.因为ωx+=2x+≠+kπ,k∈Z,所以x≠+,k∈Z,所以f(x)的定义域为,故B正确.由-+kπ<2x+<+kπ,k∈Z,解得-+13.(2026·惠州一调)已知函数f(x)=ax+ln x-1,a∈R.
(1) 当a=2时,求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
【解答】 当a=2时,f(x)=2x+ln x-1,则f(1)=1,f′(x)=2+,所以f′(1)=3,所以函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-1=3(x-1),即3x-y-2=0.
(2) 若f(x)有极大值,且极大值小于0,求a的取值范围.
【解答】 函数f(x)=ax+ln x-1的定义域为(0,+∞),f′(x)=a+=.当a≥0时,f′(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,无极值.当a<0时,由f′(x)>0,解得0-,所以f(x)在上单调递增,在上单调递减,故f(x)在x=-处取得极大值,极大值为f=ln -2.令ln -2<0,解得a<-,所以a的取值范围为.

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