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高考中的数列综合题选讲
1.(2006陕西文、理)已知正项数列,其前n项和Sn满足10Sn=+5an+6,且a1,a3,a15成等比数列,求数列的通项an.
解: ∵10Sn=an2+5an+6, ① ∴10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1=3.
又10Sn-1=an-12+5an-1+6(n≥2),②
由①-②得 10an=(an2-an-12)+6(an-an-1),即(an+an-1)(an-an-1-5)=0
∵an+an-10 , ∴an-an-1=5 (n≥2).
当a1=3时,a3=13,a15=73. a1, a3,a15不成等比数列∴a1≠3;
当a1=2时,a3=12, a15=72, 有a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-3.
2.(2007山东理)设数列满足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=. (Ⅰ)求数列的通项;
(Ⅱ)设bn=,求数列的前n项和Sn.
解: (I)
验证时也满足上式,
(II) ,
,
3.(2006全国Ⅰ卷理)设数列的前项的和,,
(Ⅰ)求首项与通项;(Ⅱ)设,,证明:
解: (Ⅰ)由 Sn=an-×2n+1+, n=1,2,3,… , ① 得 a1=S1= a1-×4+ 所以a1=2.
再由①有 Sn-1=an-1-×2n+, n=2,3,4,…
将①和②相减得: an=Sn-Sn-1= (an-an-1)-×(2n+1-2n),n=2,3, …
整理得: an+2n=4(an-1+2n-1),n=2,3, … ,
因而数列{ an+2n}是首项为a1+2=4,公比为4的等比数列,即 :
an+2n=4×4n-1= 4n, n=1,2,3, …, 因而an=4n-2n, n=1,2,3, …,
(Ⅱ)将an=4n-2n代入①得 Sn= ×(4n-2n)-×2n+1 + = ×(2n+1-1)(2n+1-2)
= ×(2n+1-1)(2n-1)
Tn= = × = ×( - )
所以, = - ) = ×( - )
4.(2005湖北文)设数列的前n项和为Sn=2n2,为等比数列,且
(Ⅰ)求数列和的通项公式; (Ⅱ)设,求数列的前n项和Tn.
解:(1):当
故{an}的通项公式为的等差数列.
设{bn}的公比为
故
(II)
两式相减得
5.(1994全国文)设数列{an}的前n项和为Sn,若对于所有的自然数n,都有证明{an}是等差数列.d=a2-a1.
下面用数学归纳法证明an=a1+(n-1)d(n∈N).
(1)当n=1时上述等式为恒等式a1= a1.
当n=2时,a1+(2-1)d= a1+( a2-a1)= a2,等式成立.
(2)假设当n=k(k≥2)时命题成立,ak=a1+(k-1)d.由题设,有
Sk=,Sk+1=,又Sk+1= Sk +ak+1
∴(k+1)
把ak = a1+(k-1)d代入上式,得
(k+1)( a1+ ak+1)=2ka1+k(k-1)d+2ak+1.
整理得(k-1)ak+1=(k-1)a1+k(k-1)d.
∵ k≥2,∴ ak+1= a1+kd.即当n=k+1时等式成立.
由(1)和(2),等式对所有的自然数n成立,从而{an}是等差数列.
证法二:当n≥2时,由题设,
,.
所以an= Sn-Sn-1= -
同理有
an+1= -.
从而an+1-an=-n(a1+an)+ ,
整理得 an+1-an= an-an-1=…= a2-a1
从而{an}是等差数列.
6.(2006福建文)已知数列满足
(I)证明:数列是等比数列; (II)求数列的通项公式;
(Ⅲ)若数列满足证明是等差数列。
(I)证明:
是以为首项,2为公比的等比数列。
(II)解:由(I)得
(III)证明:
①
②
②-①,得
即 ③
④
④-③,得
即
是等差数列。
7.(2004全国Ⅰ卷理)已知数列,且 a2k=a2k-1+(-1)k, a2k+1=a2k+3k,其中k=1,2,3,….
(I)求a3, a5;(II)求{ an}的通项公式.
解:(I)a2=a1+(-1)1=0,
a3=a2+31=3.
a4=a3+(-1)2=4,
a5=a4+32=13,
所以,a3=3,a5=13.
(II) a2k+1=a2k+3k
= a2k-1+(-1)k+3k,
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