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文档简介
备战2024年高考数学易错题(新高考专用)专题08数列(5大易错点分析+解题模板+举一反三+易错题通关)(新高考专用)含答案专题08数列易错点一:混淆数列与函数的区别(数列求最值问题)1、等差数列的定义(1)文字语言:一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数;(2)符号语言:(,为常数).2、等差中项:若三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a,b的等差中项.3、通项公式与前n项和公式(1)通项公式:.(2)前项和公式:.(3)等差数列与函数的关系=1\*GB3①通项公式:当公差时,等差数列的通项公式是关于的一次函数,且一次项系数为公差.若公差,则为递增数列,若公差,则为递减数列.=2\*GB3②前n项和:当公差时,是关于的二次函数且常数项为0.已知数列是等差数列,是其前项和.1、等差数列通项公式的性质:(1)通项公式的推广:.(2)若,则.(3)若的公差为d,则也是等差数列,公差为.(4)若是等差数列,则也是等差数列.2、等差数列前项和的性质(1);(2);(3)两个等差数列,的前n项和,之间的关系为.(4)数列,,,…构成等差数列.3、关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质(1)若项数为,则,;(2)若项数为,则,,,.最值问题:解决此类问题有两种思路:一是利用等差数列的前项和公式,可用配方法求最值,也可用顶点坐标法求最值;二是依据等差数列的通项公式,当时,数列一定为递增数列,当时,数列一定为递减数列.所以当,且时,无穷等差数列的前项和有最大值,其最大值是所有非负项的和;当,且时,无穷等差数列的前项和有最小值,其最小值是所有非正项的和,求解非负项是哪一项时,只要令即可易错提醒:数列是一种特殊的函数,在求解数列问题时有时可以利用函数的性质,但是在利用函数单调性求解数列问题,要注意的取值不是连续实数,忽略这一点很容易出错.例.已知等差数列的前n项和为,且,,求取得最大值时对应的n值.变式1.数列是等差数列,,.(1)从第几项开始有?(2)求此数列的前项和的最大值.变式2.记为等差数列的前n项和,已知,.(1)求的通项公式;(2)求的最小值.变式3.等差数列,,公差.(1)求通项公式和前项和公式;(2)当取何值时,前项和最大,最大值是多少.1.已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和,有最大值,当时,的最大值为(
)A.20 B.17 C.19 D.212.已知等差数列的前n项和为,,且,则取得最小值时n的值为(
)A.5 B.6 C.7 D.83.已知数列中,若其前n项和为Sn,则Sn的最大值为(
)A.15 B.750 C. D.4.若是等差数列,首项,,,则使前项和成立的最大自然数是(
)A.2021 B.2022 C.4042 D.40435.设是等差数列,是其前n项和,且,,则下列结论正确的是(
).A. B.C. D.与均为的最大值6.设等差数列的前项和为,公差为.已知,,,则下列结论正确的是(
)A. B.C. D.设的前项和为,则时,的最大值为277.已知数列的前项和满足,则下列说法正确的是(
)A.是为等差数列的充要条件B.可能为等比数列C.若,,则为递增数列D.若,则中,,最大8.已知数列的前n项和,则下列结论正确的是(
)A.是等差数列 B.C. D.有最大值9.数列的前项和为,已知,则下列说法正确的是(
)A.是递增数列 B.C.当时, D.当或4时,取得最大值10.等比数列中,,则数列的前项和的最大值为.11.记等差数列的前n项和为,若,,则当取得最大值时,n=.易错点二:忽视两个“中项”的区别(等比数列利用中项求其它)1、等比数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母表示。数学语言表达式:(,为非零常数).2、等比中项性质:如果三个数,,成等比数列,那么叫做与的等比中项,其中.注意:同号的两个数才有等比中项。3、通项公式及前n项和公式(1)通项公式:若等比数列的首项为,公比是,则其通项公式为;通项公式的推广:.(2)等比数列的前项和公式:当时,;当时,.已知是等比数列,是数列的前项和.(等比中项)1、等比数列的基本性质(1)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即,,,…仍是等比数列,公比为.(2)若,(项数相同)是等比数列,则,,,,仍是等比数列.(3)若,则有口诀:角标和相等,项的积也相等推广:(4)若是等比数列,且,则(且)是以为首项,为公差的等差数列。(5)若是等比数列,,则构成公比为的等比数列。易错提醒:若成等比数列,则为和的等比中项。只有同号的两数才有等比中项,“”仅是“为和的等比中项”的必要不充分条件,在解题时务必要注意此点。例.已知各项均为正数的等比数列中,,则等于(
)A.5 B.10 C.15 D.20变式1.已知等差数列的公差,且,,成等比数列,则(
)A. B. C. D.变式2.已知,如果,,,,成等比数列,那么(
)A., B.,C., D.,变式3.已知等比数列中,,,则(
)A. B. C.或 D.1.已知等差数列的前项和为,公差不为0,若满足、、成等比数列,则的值为(
)A.2 B.3 C. D.不存在2.已知公差不为零的等差数列中,,且,,成等比数列,则数列的前9项的和为(
)A.1 B.2 C.81 D.803.已知,,则使得成等比数列的充要条件的值为(
)A.1 B. C.5 D.4.已知等差数列的公差不为0,且成等比数列,则错误的是(
)A. B. C. D.5.正项等比数列中,是与的等差中项,若,则(
)A.4 B.8 C.32 D.646.已知实数4,m,9构成一个等比数列,则圆锥曲线+y2=1的离心率为(
)A. B. C.或 D.或77.数列为等比数列,,,命题,命题是、的等比中项,则是的(
)条件A.充要 B.充分不必要 C.必要不充分 D.既不充分也不必要8.在数列中,,,则(
).A. B.C. D.9.已知是等差数列,公差,前项和为,若,,成等比数列,则A., B., C., D.,10.数1与4的等差中项,等比中项分别是(
)A., B., C., D.,11.已知数列是等差数列,,其中公差,若是和的等比中项,则(
)A.398 B.388C.189 D.199易错点三:忽略等比数列求和时对的讨论(等比数列求和)等比数列前项和的性质(1)在公比或且为奇数时,,,,……仍成等比数列,其公比为;(2)对,有;(3)若等比数列共有项,则,其中,分别是数列的偶数项和与奇数项和;(4)等比数列的前项和,令,则(为常数,且)易错提醒:注意等比数列的求和公式是分段表示的:,所以在利用等比数列求和公式求和时要先判断公比是否可能为1,,若公比未知,则要注意分两种情况q=1和q≠1讨论..例.设等比数列的前n项和为.已知,,则.变式1.记为等比数列的前n项和,若,,则.变式2.在等比数列中,,,令,求数列的前n项和.变式3.数列前项和满足,数列满足.(1)求数列和的通项公式;(2)对任意,将数列中落入区间内项的个数记为,求数列前项和.1.已知为等比数列,其公比,前7项的和为1016,则的值为(
)A.8 B.10 C.12 D.162.已知正项等比数列的前项和为,若,则(
)A. B. C. D.3.已知,,(,),为其前项和,则(
)A. B. C. D.4.在等比数列中,,,则(
)A.的公比为4 B.的前20项和为170C.的前10项积为 D.的前n项和为5.已知正项等比数列的前n和为,若,且,则满足的n的最大值为.6.已知等比数列的前n项和为,,且-3,,成等差数列,则数列的通项.7.设为等比数列的前项和,若,,则8.已知正项等比数列的前项和为,若,且,则.9.已知各项均为正数的等比数列的前项和为,,,则.10.数列的前n项和为,且,,则满足的最小的自然数n的值为.11.在正项等比数列中,已知,,则公比.易错点四:由求时忽略对“”的检验(求通项公式)类型1观察法:已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项.类型2公式法:若已知数列的前项和与的关系,求数列的通项可用公式构造两式作差求解.用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为一”,即和合为一个表达,(要先分和两种情况分别进行运算,然后验证能否统一).类型3累加法: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\*GB3①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;=2\*GB3②若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;=3\*GB3③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;=4\*GB3④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.类型4累乘法: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.类型5构造数列法:(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:转化为类型Ⅴ㈠求出,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出(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,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出法三: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:再应用类型Ⅴ㈠的方法解决.(3)当为任意数列时,可用通法:在两边同时除以可得到,令,则,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出之后得.类型6对数变换法:形如型的递推式:在原递推式两边取对数得,令得:,化归为型,求出之后得(注意:底数不一定要取10,可根据题意选择).类型7倒数变换法:形如(为常数且)的递推式:两边同除于,转化为形式,化归为型求出的表达式,再求;还有形如的递推式,也可采用取倒数方法转化成形式,化归为型求出的表达式,再求.类型8形如型的递推式:用待定系数法,化为特殊数列的形式求解.方法为:设,比较系数得,可解得,于是是公比为的等比数列,这样就化归为型.总之,求数列通项公式可根据数列特点采用以上不同方法求解,对不能转化为以上方法求解的数列,可用归纳、猜想、证明方法求出数列通项公式易错提醒:在数列问题中,数列的通项与其前n项和之间关系如下,在使用这个关系式时,要牢牢记住其分段的特点。当题中给出数列{}的与关系时,先令求出首项,然后令求出通项,最后代入验证。解答此类题常见错误为直接令求出通项,也不对进行检验.例.已知数列和,其中的前项和为,且,.(1)分别求出数列和的通项公式;(2)记,求证:.变式1.数列的前n项和,已知,,k为常数.(1)求常数k和数列的通项公式;(2)数列的前n项和为,证明:变式2.设各项均为正数的数列的前项和为,满足.(1)求数列的通项公式;(2)记,数列的前项和为.证明:对一切正整数,.变式3.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.1.已知数列的前项和为,且.(1)当时,求;(2)若为等比数列,求的值.2.已知数列的前项和为,且与的等差中项为.(1)求数列的通项公式.(2)设,求数列的前项和.3.已知数列的前n项和为,且,.(1)求;(2)记,求数列的前n项和.4.已知数列的前项和为,且满足,,当时,是4的常数列.(1)求的通项公式;(2)当时,设数列的前项和为,证明:.5.在数列中,,是的前n项和,且数列是公差为的等差数列.(1)求的通项公式;(2)设,求数列的前n项和.6.已知数列的前项和是,且.(1)证明:是等比数列.(2)求数列的前项和.7.已知首项为4的数列的前n项和为,且.(1)求证:数列为等比数列;(2)求数列的前n项和.8.设数列的前项和为,且,.(1)求数列的通项公式;(2)设数列的前项和为,求证:.9.设各项均为正数的数列的前n项和为,且满足.(1)求出数列的通项公式;(2)设,数列的前n项和为,求时,n的最小值.10.已知为数列的前项和,,.(1)求的通项公式;(2)若,,求数列的前项和.11.已知各项均为正数的数列的前n项和为,且,(且).(1)求的通项公式;(2)若,求数列的前n项和.易错点五:裂项求和留项出错(数列求和)常见的裂项技巧积累裂项模型1:等差型(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)积累裂项模型2:根式型(1)(2)(3)(4)(5)(6)积累裂项模型3:指数型(1)(2)(3)(4)(5)(6),设,易得,于是(7)积累裂项模型4:对数型积累裂项模型5:三角型(1)(2)(3)(4),则积累裂项模型6:阶乘(1)(2)常见放缩公式:(1);(2);(3);(4);(5);(6);(7);(8);(9);(10);(11);(12);(13).(14).易错提醒:用裂项相消法求和时,裂项后可以产生连续相互抵消的项,但是要注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项,一般来说前面剩余几项后面也剩余几项,若前面剩余的正数项,则后面剩余的是负数项。例.已知数列的前项和为,,.(1)求的通项公式;(2)设,证明:.变式1.记为数列的前n项和,满足,.(1)求的通项公式;(2)证明:.变式2.已知首项为1的数列,其前项利为,且数列是公差为1的等差数列.(1)求的通项公式;(2)若,求数列的前项和.变式3.已知数列为非零数列,且满足.(1)求及数列的通项公式;(2)若数列的前项和为,且满足,证明:.1.已知是数列的前项和,,且成等比数列.(1)求数列的通项公式.(2)设,数列的前项和为,证明:.2.已知数列的前项和为,且满足,,当时,是4的常数列.(1)求的通项公式;(2)当时,设数列的前项和为,证明:.3.在数列中,为数列的前项和,且满足.(1)求数列的通项公式;(2)若.求数列的前项和.4.设数列前n项和为,,.(1)求,及的通项公式;(2)若,证明:.5.已知等差数列的前n项和为,且,数列的前n项之积为,,且.(1)求;(2)令,求正整数n,使得“”与“是,的等差中项”同时成立;(3)设,,求数列的前2n项和.6.设是等比数列的公比大于,其前项和为,是等差数列,已知,,,.(1)求,的通项公式(2)设,求;(3)设,数列的前项和为,求.7.已知数列满足.(1)求数列的通项公式(2)若,数列的前n项和为,证明:.8.设为数列的前项和,(1)求的通项公式;(2)若数列的最小项为第项,求;(3)设数的前项和为,证明:9.已知正项数列的前项和为,且.(1)求;(2)设,数列的前项和为,证明:.10.已知数列满足,且.(1)证明:是等比数列,并求的通项公式;(2)已知数列满足,求的前项和.
专题08数列易错点一:混淆数列与函数的区别(数列求最值问题)1、等差数列的定义(1)文字语言:一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数;(2)符号语言:(,为常数).2、等差中项:若三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a,b的等差中项.3、通项公式与前n项和公式(1)通项公式:.(2)前项和公式:.(3)等差数列与函数的关系=1\*GB3①通项公式:当公差时,等差数列的通项公式是关于的一次函数,且一次项系数为公差.若公差,则为递增数列,若公差,则为递减数列.=2\*GB3②前n项和:当公差时,是关于的二次函数且常数项为0.已知数列是等差数列,是其前项和.1、等差数列通项公式的性质:(1)通项公式的推广:.(2)若,则.(3)若的公差为d,则也是等差数列,公差为.(4)若是等差数列,则也是等差数列.2、等差数列前项和的性质(1);(2);(3)两个等差数列,的前n项和,之间的关系为.(4)数列,,,…构成等差数列.3、关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质(1)若项数为,则,;(2)若项数为,则,,,.最值问题:解决此类问题有两种思路:一是利用等差数列的前项和公式,可用配方法求最值,也可用顶点坐标法求最值;二是依据等差数列的通项公式,当时,数列一定为递增数列,当时,数列一定为递减数列.所以当,且时,无穷等差数列的前项和有最大值,其最大值是所有非负项的和;当,且时,无穷等差数列的前项和有最小值,其最小值是所有非正项的和,求解非负项是哪一项时,只要令即可易错提醒:数列是一种特殊的函数,在求解数列问题时有时可以利用函数的性质,但是在利用函数单调性求解数列问题,要注意的取值不是连续实数,忽略这一点很容易出错.例.已知等差数列的前n项和为,且,,求取得最大值时对应的n值.【详解】在等差数列中,,则,而,于是公差,因此,由,得,显然数列是递减等差数列,前5项都是非负数,从第6项起为负数,所以的最大值为,此时或.变式1.数列是等差数列,,.(1)从第几项开始有?(2)求此数列的前项和的最大值.【详解】(1)因为,,所以.令,则.由于,故当时,,即从第项开始各项均小于;(2)方法1:.当取最接近于的自然数,即时,取到最大值.方法2:因为,,由(1),知,,所以,且.所以.变式2.记为等差数列的前n项和,已知,.(1)求的通项公式;(2)求的最小值.【详解】(1)设公差为,,∴,解得,∴.(2)∵,,∴=,∴当时,最小,最小值为.变式3.等差数列,,公差.(1)求通项公式和前项和公式;(2)当取何值时,前项和最大,最大值是多少.【详解】(1)由为等差数列的前项和,则,解得,,则,.(2)由,则数列为递减数列,由,,则当时,取得最大值,即最大值为.1.已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和,有最大值,当时,的最大值为(
)A.20 B.17 C.19 D.21【答案】C【分析】可判断数列是递减的等差数列,利用前项和公式和等差数列的性质可得进而可得的最大值.【详解】因为,所以和异号,又等差数列的前项和有最大值,所以数列是递减的等差数列,所以,,所以,,所以当时,的最大值为19.故选:C.2.已知等差数列的前n项和为,,且,则取得最小值时n的值为(
)A.5 B.6 C.7 D.8【答案】B【分析】由等差数列的通项公式,求得,,进而得到当当时,,当时,,即可求解.【详解】由等差数列的通项公式,得,又,所以则等差数列中满足,,且,数列为递增数列,且当时,,当时,,所以当取得最小值时,n的值为.故选:B.3.已知数列中,若其前n项和为Sn,则Sn的最大值为(
)A.15 B.750 C. D.【答案】C【分析】由题意可得数列是以首项为25,公差的等差数列,结合等差数列的通项公式以及前n项和的性质分析运算.【详解】由,可得,所以数列是以首项为25,公差的等差数列,且为单调递减数列,其通项公式为.当且时,Sn最大,解得且,则,即数列{an}的前15项均为非负值,第16项开始为负值,故S15最大,.故选:C.4.若是等差数列,首项,,,则使前项和成立的最大自然数是(
)A.2021 B.2022 C.4042 D.4043【答案】C【分析】根据题意得,,再结合,,求解即可.【详解】根据,得,,所以,因为,所以,所以使前项和成立的最大自然数是4042.故选:C5.设是等差数列,是其前n项和,且,,则下列结论正确的是(
).A. B.C. D.与均为的最大值【答案】BD【分析】对于B:根据题意结合前n项和分析可得;对于A:根据等差数列的定义分析判断;对于C:根据等差数列的性质分析可得,进而可得结果;对于D:根据等差数列的正负性结合前n项和的性质分析判断.【详解】因为,,则,故B正确;设等差数列的公差为,则,故A错误;可知数列为递减数列,可得,可得,所以,故C错误;因为为最后一项正数,根据加法的性质可知:为的最大值,又因为,所以与均为的最大值,故D正确;故选:BD.6.设等差数列的前项和为,公差为.已知,,,则下列结论正确的是(
)A. B.C. D.设的前项和为,则时,的最大值为27【答案】BC【分析】由已知求得,,解公差为的取值范围,利用等差数列的通项公式求和公式及其性质逐个选项判断正误即可.【详解】∵,,∴,,∴,,∴,A选项错误;又∵,即,∴,解得,B选项正确;∵,故C选项正确;因为等差数列的前n项和为,所以,即,由,∴数列为等差数列,设,因为当时,,当时,,所以当时,,当时,,所以,,因为,所以可能为正数,也可能为负数,所以D选项不正确.故选:BC.7.已知数列的前项和满足,则下列说法正确的是(
)A.是为等差数列的充要条件B.可能为等比数列C.若,,则为递增数列D.若,则中,,最大【答案】ABD【分析】计算,当时,,验证知A正确,当时是等比数列,B正确,举反例知C错误,计算得到D正确,得到答案.【详解】,;当时,,当时,,满足通项公式,数列为等差数列;当为等差数列时,,,故A正确;当时,,是等比数列,B正确;,取,则,C错误;当时,从第二项开始,数列递减,且,故,故,最大,D正确.故选:ABD8.已知数列的前n项和,则下列结论正确的是(
)A.是等差数列 B.C. D.有最大值【答案】AB【分析】由与的关系求出数列的通项,从而可判断AB,根据数列性质可判断C,根据前项和的函数性质可判断D.【详解】当时,,当时,,符合,故,所以,,所以数列是等差数列,首项为,公差,A正确;,B正确;因为公差,所以数列是递减数列,所以,C错误;,易知当或时,有最大值,D错误.故选:AB9.数列的前项和为,已知,则下列说法正确的是(
)A.是递增数列 B.C.当时, D.当或4时,取得最大值【答案】CD【分析】根据表达式及时,的关系,算出数列通项公式,即可判断A、B、C选项的正误.的最值可视为定义域为正整数的二次函数来求得.【详解】当时,,又,所以,则是递减数列,故A错误;,故B错误;当时,,故C正确;因为的对称轴为,开口向下,而是正整数,且或距离对称轴一样远,所以当或时,取得最大值,故D正确.故选:CD.10.等比数列中,,则数列的前项和的最大值为.【答案】21【分析】先求得数列的通项公式,由此求得数列的通项公式,可知数列是等差数列,然后根据通项公式的特征求得前项和的最大值.【详解】由于等比数列中,,,所以,解得,所以,所以,所以数列是首项为6,公差为的等差数列,当1≤n≤6时,;当n=7时,;当n>7时,,则当n=6或n=7时,数列的前n项和取得最大值,最大值为6+5+4+3+2+1=21.故答案为:21.11.记等差数列的前n项和为,若,,则当取得最大值时,n=.【答案】【分析】由求出和的关系,结合等差数列前项和公式即可求解.【详解】设等差数列的公差为,由可得:,所以,因为,所以,则是关于的二次函数,开口向下,对称轴,由二次函数的图象和性质可得:当时,取最大值,故答案为:.易错点二:忽视两个“中项”的区别(等比数列利用中项求其它)1、等比数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母表示。数学语言表达式:(,为非零常数).2、等比中项性质:如果三个数,,成等比数列,那么叫做与的等比中项,其中.注意:同号的两个数才有等比中项。3、通项公式及前n项和公式(1)通项公式:若等比数列的首项为,公比是,则其通项公式为;通项公式的推广:.(2)等比数列的前项和公式:当时,;当时,.已知是等比数列,是数列的前项和.(等比中项)1、等比数列的基本性质(1)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即,,,…仍是等比数列,公比为.(2)若,(项数相同)是等比数列,则,,,,仍是等比数列.(3)若,则有口诀:角标和相等,项的积也相等推广:(4)若是等比数列,且,则(且)是以为首项,为公差的等差数列。(5)若是等比数列,,则构成公比为的等比数列。易错提醒:若成等比数列,则为和的等比中项。只有同号的两数才有等比中项,“”仅是“为和的等比中项”的必要不充分条件,在解题时务必要注意此点。例.已知各项均为正数的等比数列中,,则等于(
)A.5 B.10 C.15 D.20【详解】解:由等比数列的性质可得a2a4=a32,a4a6=a52,∴a2a4+2a3a5+a4a6=a32+2a3a5+a52=(a3+a5)2=25,又等比数列各项均为正数,∴a3+a5=5,选项A正确变式1.已知等差数列的公差,且,,成等比数列,则(
)A. B. C. D.【详解】由题意可知,得,解得或,因为,故,所以.故选:A.变式2.已知,如果,,,,成等比数列,那么(
)A., B.,C., D.,【详解】因为是和的等比中项,所以,设公比为,则,所以b与首项-1同号,所以.又a,c必同号,所以.故选:B变式3.已知等比数列中,,,则(
)A. B. C.或 D.【详解】解:由等比数列性质可知,所以或,但,可知,所以,则,故选:B1.已知等差数列的前项和为,公差不为0,若满足、、成等比数列,则的值为(
)A.2 B.3 C. D.不存在【答案】A【分析】根据题意,利用等比中项公式列出方程求得,结合,即可求解.【详解】由等差数列的前项和为,公差不为0,若满足,,成等比数列,可得,即,整理得,因为,所以,又由.故选:A.2.已知公差不为零的等差数列中,,且,,成等比数列,则数列的前9项的和为(
)A.1 B.2 C.81 D.80【答案】C【分析】由题知,,进而根据等差数列通项公式解得,再求和即可.【详解】因为,所以,解得.又,,成等比数列,所以.设数列的公差为,则,即,整理得.因为,所以.所以.故选:C.3.已知,,则使得成等比数列的充要条件的值为(
)A.1 B. C.5 D.【答案】B【分析】根据等比中项的性质求解即可.【详解】若成等比数列,则,即,当时,满足,成等比数列,故使得成等比数列的充要条件的b值为.故选:B4.已知等差数列的公差不为0,且成等比数列,则错误的是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】设出公差,根据题干条件列出方程,求出公差,求出通项公式,再利用通项公式和前n项和公式对四个选项一一计算,进行判断.【详解】设等差数列的公差为d().因为且成等比数列,所以.解得:,所以.对于A:.故A正确;对于B:因为,所以.故B正确;对于C:.故C错误;对于D:因为,所以当时,,即.故D正确.故选:C5.正项等比数列中,是与的等差中项,若,则(
)A.4 B.8 C.32 D.64【答案】D【分析】依题意是与的等差中项,可求出公比,进而由求出,根据等比中项求出的值.【详解】由题意可知,是与的等差中项,所以,即,所以,或(舍),所以,,故选:D.6.已知实数4,m,9构成一个等比数列,则圆锥曲线+y2=1的离心率为(
)A. B. C.或 D.或7【答案】C【分析】根据等比中项可求,然后代入曲线方程分别得到曲线为椭圆和双曲线,根据离心率的公式即可求解.【详解】实数4,,9构成一个等比数列,可得,当时,圆锥曲线为椭圆,则其离心率为:.当时,圆锥曲线为双曲线,其离心率为:.故选:C.7.数列为等比数列,,,命题,命题是、的等比中项,则是的(
)条件A.充要 B.充分不必要 C.必要不充分 D.既不充分也不必要【答案】A【分析】根据等比中项的定义结合等比数列的定义判断可得出结论.【详解】因为数列为等比数列,且,,若,则,则是、的等比中项,即;若是、的等比中项,设的公比为,则,因为,故,即.因此,是的充要条件.故选:A.8.在数列中,,,则(
).A. B.C. D.【答案】D【分析】由等比数列定义可知数列为等比数列,结合等比数列性质可知数列是以为首项,为公比的等比数列,结合等比数列求和公式可求得结果.【详解】,,即,数列是以为首项,为公比的等比数列,,,,…,,又数列是以为首项,为公比的等比数列,.故选:D.9.已知是等差数列,公差,前项和为,若,,成等比数列,则A., B., C., D.,【答案】A【分析】首先由,,成等比数列可得,然后计算得出,再由可得,最后由等差数列的前项和公式即可得出的表达式,进而得出所求的答案.【详解】因为,,成等比数列,所以,即,即,因为,所以;而,故选:.10.数1与4的等差中项,等比中项分别是(
)A., B., C., D.,【答案】B【分析】利用等差、等比中项的性质求对应中项即可.【详解】若等差中项为m,则,可得;若等比中项为n,则,可得;故选:B11.已知数列是等差数列,,其中公差,若是和的等比中项,则(
)A.398 B.388C.189 D.199【答案】C【分析】数列是等差数列,,其中公差,由是和的等比中项,可得,解得即可得出.【详解】解:数列是等差数列,,其中公差,是和的等比中项,,化为,.所以,则.故选:C.易错点三:忽略等比数列求和时对讨论(等比数列求和)等比数列前项和的性质(1)在公比或且为奇数时,,,,……仍成等比数列,其公比为;(2)对,有;(3)若等比数列共有项,则,其中,分别是数列的偶数项和与奇数项和;(4)等比数列的前项和,令,则(为常数,且)易错提醒:注意等比数列的求和公式是分段表示的:,所以在利用等比数列求和公式求和时要先判断公比是否可能为1,,若公比未知,则要注意分两种情况q=1和q≠1讨论..例.设等比数列的前n项和为.已知,,则.【详解】当的公比为1时,由可知显然不成立,故公比不为1,由得,所以时,,相减可得,故公比,又,故,故答案为:变式1.记为等比数列的前n项和,若,,则.【详解】等比数列中,,,显然公比,设首项为,则①,②,化简②得,解得或(不合题意,舍去),代入①得,所以.故答案为:变式2.在等比数列中,,,令,求数列的前n项和.【详解】设等比数列的公比为,,,所以,解得:,所以,又,所以.变式3.数列前项和满足,数列满足.(1)求数列和的通项公式;(2)对任意,将数列中落入区间内项的个数记为,求数列前项和.【详解】(1),①,当时,,当时,②,两式①-②得,即,其中,也满足上式,故是以为首项,为公比的等比数列,故;;(2),令,解得,又,故,则,故,所以为等比数列,首项为,公比为3,所以.1.已知为等比数列,其公比,前7项的和为1016,则的值为(
)A.8 B.10 C.12 D.16【答案】C【分析】根据等比数列的前项和公式求出首项,进而可得,再结合对数运算即可得答案.【详解】依题意,,,解得,因此,所以.故选:C2.已知正项等比数列的前项和为,若,则(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由等比数列的前项和公式直接计算即可.【详解】设等比数列的公比为,当时,,不符合题意,(注意对情况的讨论),所以,由得,得,(注意等比数列为正项数列,故),因此.故选:C.3.已知,,(,),为其前项和,则(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用递推关系构造得是一个以3为首项,2为公比的等比数列,再赋值,结合等比数列的前n项和公式求答案.【详解】由(,)可得,已知,,所以,即是一个以3为首项,2为公比的等比数列,所以,即,,,,,,,故选B.4.在等比数列中,,,则(
)A.的公比为4 B.的前20项和为170C.的前10项积为 D.的前n项和为【答案】ABC【分析】利用等比数列的性质、等差数列、等比数列的求和公式计算即可.【详解】由题意可知,所以,所以,,A对;由上可知:,所以,B对;而,C对;记的前n项和为,则的前n项和,D错,故选:ABC.5.已知正项等比数列的前n和为,若,且,则满足的n的最大值为.【答案】5【分析】利用等比数列的性质与求和公式求解基本量,再由解关于的不等式.【详解】设等比数列公比为q,因为,所以,解得,或.由数列为正项等比数列,则,所以.又由,即,解得,因为,所以,得,解得,因为,即,又,所以的最大值为.故答案为:.6.已知等比数列的前n项和为,,且-3,,成等差数列,则数列的通项.【答案】【分析】根据条件求和,从而可得数列的通项公式.【详解】设等比数列的公比为,由,得,解得,又-3,,成等差数列,得,即,,解得,所以.故答案为:.7.设为等比数列的前项和,若,,则【答案】【分析】结合等比数列通项公式可求得公比,代入等比数列求和公式中可求得结果.【详解】设等比数列的公比为,则,.故答案为:.8.已知正项等比数列的前项和为,若,且,则.【答案】【分析】根据条件求等比数列的基本量及等比数列求和公式计算即可.【详解】设公比为,则,由,,解之得或(舍去),故.故答案为:9.已知各项均为正数的等比数列的前项和为,,,则.【答案】【分析】设等比数列的公比为q,则,显然,根据题意求出,的值,再根据等比数列的通项公式求解即可.【详解】解:设等比数列的公比为q,则,显然,因为,,所以,即,解得,所以.故答案为:10.数列的前n项和为,且,,则满足的最小的自然数n的值为.【答案】【分析】对递推公式进行变形构造等比数列,根据等比数列前n项和公式、比较法进行求解即可.【详解】,所以数列是以为首项,2为公比的等比数列,因此,所以,设,所以数列是单调递增数列,因此有,即,所以数列是单调递增数列,而,,因此满足的最小的自然数n的值为,故答案为:11.在正项等比数列中,已知,,则公比.【答案】3【分析】利用等比数列的前n项和公式求解.【详解】解:因为在正项等比数列中,,,所以,即,即,解得或(舍去),故答案为:3易错点四:由求时忽略对“”检验(求通项公式)类型1观察法:已知数列前若干项,求该数列的通项时,一般对所给的项观察分析,寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项.类型2公式法:若已知数列的前项和与的关系,求数列的通项可用公式构造两式作差求解.用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二为一”,即和合为一个表达,(要先分和两种情况分别进行运算,然后验证能否统一).类型3累加法: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\*GB3①若是关于的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;=2\*GB3②若是关于的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;=3\*GB3③若是关于的二次函数,累加后可分组求和;=4\*GB3④若是关于的分式函数,累加后可裂项求和.类型4累乘法: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.类型5构造数列法:(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:转化为类型Ⅴ㈠求出,再用类型Ⅲ(累加法)便可求出(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,在转化为类型Ⅴ㈠便可求出法三: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:再应用类型Ⅴ㈠的方法解决.(3)当为任意数列时,可用通法:在两边同时除以可得到,令,则,在转化为类型Ⅲ(累加法),求出之后得.类型6对数变换法:形如型的递推式:在原递推式两边取对数得,令得:,化归为型,求出之后得(注意:底数不一定要取10,可根据题意选择).类型7倒数变换法:形如(为常数且)的递推式:两边同除于,转化为形式,化归为型求出的表达式,再求;还有形如的递推式,也可采用取倒数方法转化成形式,化归为型求出的表达式,再求.类型8形如型的递推式:用待定系数法,化为特殊数列的形式求解.方法为:设,比较系数得,可解得,于是是公比为的等比数列,这样就化归为型.总之,求数列通项公式可根据数列特点采用以上不同方法求解,对不能转化为以上方法求解的数列,可用归纳、猜想、证明方法求出数列通项公式易错提醒:在数列问题中,数列的通项与其前n项和之间关系如下,在使用这个关系式时,要牢牢记住其分段的特点。当题中给出数列{}的与关系时,先令求出首项,然后令求出通项,最后代入验证。解答此类题常见错误为直接令求出通项,也不对进行检验.例.已知数列和,其中的前项和为,且,.(1)分别求出数列和的通项公式;(2)记,求证:.【详解】(1)当时,,所以,时,①,②,①-②得,即,,所以是以首项为2,公比为2的等比数列,所以,所以;(2),即③,④,④-③,得,因为,,所以.变式1.数列的前n项和,已知,,k为常数.(1)求常数k和数列的通项公式;(2)数列的前n项和为,证明:【详解】(1)由得,,两式相减的,整理得,当时,得,,当时,,,,,相加得,所以,,当,2时符合,所以,则,,则,即.(2)由(1)得,所以,因为,,所以,综上可得,.变式2.设各项均为正数的数列的前项和为,满足.(1)求数列的通项公式;(2)记,数列的前项和为.证明:对一切正整数,.【详解】(1)因为,即,当时,解得或(舍去),当时,所以,即,即,则,因为,所以,所以数列是首项为,公差为的等差数列,所以数列的通项公式是(2)由(1)可得,所以,,所以,所以,因为,所以.变式3.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.【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.1.已知数列的前项和为,且.(1)当时,求;(2)若为等比数列,求的值.【答案】(1)(2)5【分析】(1)利用与之间的关系将已知等式转化为之间的关系式,然后利用之间的关系求的值,进而求的值;(2)利用(1)得之间的关系式,分和讨论,利用等比数列性质列式求解即可.【详解】(1)因为,所以,所以,所以,又,所以,解得,故,所以,解得;(2)由(1)知,.①当时,,此时,这与矛盾,所以不成立,即;②当时,,所以,所以,,因为为等比数列,所以,即,解得.综上,的值为5.2.已知数列的前项和为,且与的等差中项为.(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)利用等差中项,构造数列,等比数列的知识得出;(2)采用裂项相消法,注意分为奇数偶数.【详解】(1)因为与的等差中项为,所以,即.当时,,则.当时,,所以,所以,可变形为,所以,且也符合,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,所以,所以,即数列的通项公式为.(2)方法一当为奇数时,.当为偶数时,.所以数列的前项和为.方法二..3.已知数列的前n项和为,且,.(1)求;(2)记,求数列的前n项和.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据的关系可得是等差数列,即可求解,进而可得,(2)根据错位相减法即可求解.【详解】(1),,又.数列是公差为2,首项为的等差数列.,即.当时,,故.(2)时,时,.设的前n项和为,则,..()当时,也符合,所以4.已知数列的前项和为,且满足,,当时,是4的常数列.(1)求的通项公式;(2)当时,设数列的前项和为,证明:.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)由题目条件得到,故数列,均为公比为4的等比数列,从而得到通项公式;(2)裂项相消得到,从而求和,得到不等式.【详解】(1)当时,为等比数列,即是4的常数列,故,当时,,当时,,∴数列,均为公比为4的等比数列,,,.(2),∴当时,数列的前项和为.5.在数列中,,是的前n项和,且数列是公差为的等差数列.(1)求的通项公式;(2)设,求数列的前n项和.【答案】(1)(2)【分析】(1)先应用等差数列求,再应用计算通项公式;(2)应用错位相减法求和即可.【详解】(1)由已知得,,所以,①当时,,②,得,也符合该式,所以.(2)由(1)得,所以,③,④,得.故.6.已知数列的前项和是,且.(1)证明:是等比数列.(2)求数列的前项和.【答案】(1)证明见解析(2).【分析】(1)先对进行化简构造出,并结合等比数列定义可求解;(2)根据(1)求出,然后构造关于的方程组并利用错位相减法可求解.【详解】(1)证明:当时,,得:;当时,得:,将两式相减得:,得:,所以得:当时,是等比数列,通项公式为:,当,也符合,故可证:数列为等比数列.(2)由(1)得:,则得:,则:①②①-②得:,化简得:.所以:数列的前项和:.7.已知首项为4的数列的前n项和为,且.(1)求证:数列为等比数列;(2)求数列的前n项和.【答案】(1)证明见解析(2)【分析】(1)根据,得出与的关系,进一步变形得出等比数列;(2)利用分组求和法及等比数列求和公式可求得结果.【详解】(1)由题意,即,故,即,又,故数列是以-1为首项,-1为公比的等比数列.(2)由(1)知,,即.数列的前n项和为,数列的前n项和为,故.8.设数列的前项和为,且,.(1)求数列的通项公式;(2)设数列的前项和为,求证:.【答案】(1);(2)证明见解析.【分析】(1)根据给定条件,结合探讨数列的特征,再求出通项公式即得.(2)由(1)的结论,利用裂项相消法求和,再借助单调性推理即得.【详解】(1)依题意,当时,,解得,当时,,整理得,即有,两式相减得,因此数列为等差数列,由,,得公差,所以数列的通项公式.(2)由(1)知,,因此,则,显然数列是递增数列,即有,而,所以.9.设各项均为正数的数列的前n项和为,且满足.(1)求出数列的通项公式;(2)设,数列的前n项和为,求时,n的最小值.【答案】(1).(2)n的最小值为20.【分析】(1)利用求通项公式;(2)先写出数列的通项公式,再利用等差数列的前n项和公式求出,最后解不等式得出答案.【详解】(1),当时,有,解得当时,有,因为,所以,化简可得.数列是以1为首项,2为公差的等差数列.数列的通项公式为.(2),,即数列是以3为首项,4为公差的等差数列.,解得或.n为正整数n的最小值为20.10.已知为数列的前项和,,.(1)求的通项公式;(2)若,,求数列的前项和.【答案】(1)(2)【分析】(1)法一:根据得到,从而得到,可得的奇数项和偶数项分别为等差数列,求出奇数项和偶数项的通项公式,得到答案;法二:变形得到,结合,得到,利用求出答案;(2)变形得到,当为奇数时,,当为偶数时,,分为奇数和偶数两种情况,求和,得到答案.【详解】(1)法一:当时,,即,由,得,由,得,两式相减得:.又,满足上式.所以当时,,又当时,,两式相减得:,所以数列的奇数项是以为首项,4为公差的等差数列,所以(n为奇数),数列的偶数项是以为首项,4为公差的等差数列,所以(n为偶数),所以,即的通项公式是.法二:因为,所以,同理可得,故,因为,所以,即,当时,,当时,适合上式,所以的通项公式是.(2)因为,故当时,①,当时,②,①、②两式相减得:,因为,,所以,因为,所以当为奇数时,,当为偶数时,,所以,所以;当n为偶数时,,当n为奇数时,,综上,.11.已知各项均为正数的数列的前n项和为,且,(且).(1)求的通项公式;(2)若,求数列的前n项和.【答案】(1)(2).【分析】(1)利用()化简题中条件,可得列是以1为首项,1为公差的等差数列,求得,再根据(),即可求解;(2)利用错位相减法求和即可.【详解】(1)当时,,即,解得.因为(),所以(),又(,),,所以(),又,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,所以,所以.当时,,当时,,满足上式,所以数列的通项公式为.(2)由(1)知,所以,所以,所以,所以.易错点五:裂项求和留项出错(数列求和)常见的裂项技巧积累裂项模型1:等差型(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)积累裂项模型2:根式型(1)(2)(3)(4)(5)(6)积累裂项模型3:指数型(1)(2)(3)(4)(5)(6),设,易得,于是(7)积累裂项模型4:对数型积累裂项模型5:三角型(1)(2)(3)(4),则积累裂项模型6:阶乘(1)(2)常见放缩公式:(1);(2);(3);(4);(5);(6);(7);(8);(9);(10);(11);(12);(13).(14).易错提醒:用裂项相消法求和时,裂项后可以产生连续相互抵消的项,但是要注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项,一般来说前面剩余几项后面也剩余几项,若前面剩余的正数项,则后面剩余的是负数项。例.已知数列的前项和为,,.(1)求的通项公式;(2)设,证明:.【详解】(1)因为,当时,,,,,当时,由得,两式相减得,,,,所以有,从而,所以数列的奇数项是以为首项,为公差的等差数列,偶数项是以为首项,为公差的等差数列,,所以.(2)由,且,所以.变式1.记为数列的前n项和,满足,.(1)求的通项公式;(2)证明:.【详解】(1)因为,∴当时,,所以,整理得:,即,∴显然对于也成立,∴的通项公式(2)∴由于,所以,故得证.变式2.已知首项为1的数列,其前项利为,且数列是公差为1的等差数列.(1)求的通项公式;(2)若,求数列的前项和.【详解】(1)数列是公差为1的等差数列,且,即,,当时,,当时,,满足,综上,的通项公式为.(2)由题
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