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1、数列和数列的练习一、数列及其相关概念1 数列：按照一定次序排列起来的一列数叫做数列，它可以有限，也可以无限2数列的项及通项：数列中的每个数叫做这个数列的项，各项依次叫做这个数列的第项（首项），第项，第项数列的一般形式可以写成：或简记为，其中是数列的第项，又称为数列的通项3数列的通项公式如果数列的第项与序号之间的关系可以用一个函数式来表示，则称这个公式为这个数列的通项公式4数列的分类数列的分类方式一般有三种：（1）项数有限的数列称为有穷数列，项数无限的数列称为无穷数列；（2）从第项起每一项都比它的前一项大的数列称为递增数列；从第项起，每一项都比它的前一项小的数列称为递减数列；这两种数列统称为单调
2、数列各项都相等的数列称为常数列；既不是单调数列，又不是常数列的，称为摆动数列，即有些项小于它的前一项，有些项大于它的前一项；（3）如果数列的任一项的绝对值都小于某个正数，则称此数列为有界数列，否则称为无界数列5数列的表示方法数列是定义域为正整数集（或它的一个有限子集）的一类特殊的函数，数列的通项公式也就是函数的解析式数列的表示方法通常有三种：（1）通项公式法（对应函数的解析式法）；（2）图象法（无限多个或有限多个孤立的点，取决于是无穷数列，还是有穷数列）；（3）列表法6数列和函数、集合的区别（1）数列和函数：数列是以正整数集(或它的有限子集)为定义域的函数（2）数列和集合的区别和联系：集合是没
3、有顺序的，数列是有顺序的7数列的递推公式如果已知数列的第一项，且从第二项开始的任一项与它的前一项间的关系可以用一个公式来表示，那么这个公式就叫这个数列的递推公式例如，给出递推公式和初始值的数列是一个确定的数列，所以递推公式也是给出数列的一种方法，即递推法8 数列的前项和数列的前项和定义为：数列的前项和构成了一个新的数列，且一、数列的基本概念1. （2010年东城一模7） 已知数列的通项公式，设其前项和为，则使 成立的最小自然数等于（ ）A B C D2. （2011年海淀二模5）已知正项数列中，则等于（ ）A.16 .8 . .43. 数列满足，则等于（ ）A B C D-34. （2011年
4、东城区期末理11）在数列中，若，且对任意的正整数都有，则的值为5. （2010年东城二模6）已知函数，若数列满足，且是递增数列，则实数的取值范围是（ ）ABC（2，3）D（1，3）6. 已知是定义在上不恒为零的函数，对于任意的，都有成立数列满足，且则数列的通项公式_ 二、数列的递推公式7. （2006年重庆12）在数列中，若，则该数列的通项 8. 数列中，对所有的，都有，求数列的通项公式9. 若数列中，且（是正整数），则数列的通项公式时 10. 已知数列，满足，则的通项 11. 求满足下列条件的数列的通项公式（1）已知满足求（2）已知满足，且，求二、与的关系12. （2011年四川9）数列的前
5、n项和为，若，则（ ）A3 44 B3 44+1 C44D44+113. 设数列的前n项和为则=_14. 已知下列个数列的前项和的公式，求的通项公式（1）；（2）；（3）15. 已知下列个数列的前项和的公式，求的通项公式（1）（2）等差数列 二、等差数列1等差数列的定义：一般地，如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的差都等于同一个常数，那么这个数列就叫等差数列，这个常数叫做等差数列的公差，公差通常用字母d表示用递推公式表示为an - an - 1 = d (n 2)或an + 1 - an = d (n N*)2等差数列的通项公式：an = a1 + (n - 1)d = am + (n
6、 - m)d3等差中项的概念：定义：如果a，A，b成等差数列，那么A叫做a与b的等差中项其中说明：a，A，b成等差数列 4等差数列的前n和公式：5等差数列的性质：(1) 在等差数列an中，从第2项起，每一项是它相邻两项的等差中项(2) 在等差数列an中，相隔等距离的项组成的数列是等差数列如：a1，a3，a5，a7，；a3，a8，a13，a18，(3) 在等差数列an中，对任意m，n N*，an = am + (n - m)d，(n m)(4) 在等差数列an中，若m + n = s + t (m，n，s，t N*)，则am + an = as + at(5) 等差数列an中，公差为d，若d 0
7、，则an是递增数列；若d = 0，则an是常数列；若d 0，d 0时，Sn有最大值；a1 0时，Sn有最小值(2) Sn最值的求法： 若已知Sn，可用二次函数最值的求法(n N*)； 若已知an，则Sn取最值时n的值(n N*)可如下确定或1. (1) 求等差数列8，5，2，的第20项；(2) - 401是不是等差数列- 5，- 9，- 13，的项？如果是，是第几项？解：(1) 由a1 = 8，d = 5 - 8 = - 3，n = 20，得a20 = 8 + (20 - 1) (- 3) = - 49(2) 由a1 = - 5，d = - 9 - (- 5) = - 4，得数列通项公式为：a
8、n = - 5 - 4(n - 1)，由题意可知，本题是要回答是否存在正整数n，使得- 401 = - 5 - 4(n - 1)成立，解之得n = 100，即- 401是这个数列的第100项2. (2011湖南理12)设Sn是等差数列an(n N*)，的前n项和，且a1 =1，a4 = 7，则S5 = 【答案】25【解析】由a1 =1，a4 = 7可得a1 =1，d = 2，a5 = 9，所以3. (2012辽宁理6)在等差数列an中，已知a4 + a8 = 16，则该数列前11项和S11 = ( B )A58 B88 C143 D176【解析】在等差数列中，a1 + a11 = a4 + a
9、8 = 16，答案为B4. (2012江西理12) 设数列an，bn都是等差数列，若a1 + b1 = 7，a3 + b3 = 21，则a5 + b5 = 【答案】35【考点】本题考查等差数列的概念和运算考查等差中项的性质及整体代换的数学思想【解析】(解法一)因为数列an，bn都是等差数列，所以数列an + bn也是等差数列故由等差中项的性质，得(a5 + b5) + (a1 + b1) = 2(a3 + b3)，即(a5 + b5) + 7 = 2 21，解得a5 + b5 = 35(解法二)设数列an，bn的公差分别为d1，d2，因为a3 + b3 = (a1 + 2d1) + (b1 +
10、 2d2) = (a1 + b1) + 2(d1 + d2) = 7 + 2(d1 + d2) = 21，所以d1 + d2 = 7所以a5 + b5 = (a3 + b3) + 2(d1 + d2) = 355. 等差数列an的前n项和记为Sn，若a2 + a4 + a15的值是一个确定的常数，则数列Sn中也为常数的项是( C )AS7 BS8 CS13 DS15【解析】设a2 + a4 + a15 = p(常数)，3a1 + 18d = p，即a7 =pS13 = 13a7 =p6. (2012浙江理7)设Sn是公差为d (d 0)的无穷等差数列an的前n项和，则下列命题错误的是( C )
11、A若d 0，则数列Sn有最大项B若数列Sn有最大项，则d 0D若对任意n N*，均有Sn 0，则数列Sn是递增数列【解析】选项C显然是错的，举出反例：- 1，1，3，5，7，满足数列Sn是递增数列，但是Sn 0不恒成立故选C 7. 把正整数按下列方法分组：(1)，(2，3)，(4，5，6)，其中每组都比它的前一组多一个数，设Sn表示第n组中所有各数的和，那么S21等于( B)A1113 B4641 C5082 D53361【分析】第21组共有21个数，构成一个等差数列，公差为1，首项比第20组的最后一个数大1，所以先求前20组一共有多少个数解：因为第n组有n个数，所以前20组一共有1 + 2
12、+ 3 + + 20 = 210个数，于是第21组的第一个数为211，这组一共有21个数，S21 = 21 211 + 1 = 4641，故选B【说明】认真分析条件，转化为数列的基本问题8. 已知数列an的前n项和Sn = 10n - n2 (n N*)，又bn = | an |，求bn的前n项和Tn解：由题可得：a1 = 9，当n 1时an = Sn - Sn - 1 = - 2n + 11，若使an = - 2n + 11 0，则n 5.5，即数列的前5项非负，以后各项均负，当n 5时，Tn = Sn = 10n - n2，当n 6时，Tn = a1 + a2 + + a5 - (a6 +
13、 a7 + + an)= 2(a1 + a2 + + a5) - (a1 + a2 + + an)= 2S5 - Sn = 50 - (10n - n2)，故第n组的第一个数是(n2 - n - 1) + 2 = n2 - n + 19. 设等差数列an的首项a1及公差d都为整数，前n项和为Sn(1) 若a11 = 0，S14 = 98，求数列an的通项公式；(2) 若a1 6，a11 0，S14 77，求所有可能的数列an的通项公式解：(1) 由S14 = 98，得2a1 + 13d = 14，又a11 = a1 + 10d = 0，解得d = - 2，a1 = 20，所以数列an的通项公式
14、是：an = 22 - 2n(2) 由，得，即由 + 得- 7d 11，即， + 得，又d Z，d = - 1，从而得10 0，q 1或a1 0，0 q 1时为递增数列； 当a1 1或a1 0，0 q 1时为递减数列； 当q a4 + a5 Ba1 + a8 0，q 0当q 1时有q3 1，q4 1，a1(1 - q3) (1 - q4) 0；当0 q 1时有q3 1，q4 0，对任意正数q 1都有a1 + a8 - (a4 + a5) 0，即a1 + a8 a4 + a5，故选A12. (2012浙江理13)设公比为q (q 0)的等比数列an的前n项和为Sn若S2 = 3a2 + 2，S4
15、 = 3a4 + 2，则q = _【答案】【解析】将S2 = 3a2 + 2，S4 = 3a4 + 2两个式子全部转化成用a1，q表示的式子，即，两式作差得：a1q2 + a1q3 = 3a1q(q2 - 1)，a1 0，q 0，q + q2 = 3(q2 - 1)，又q 0，可得q = 3(q - 1)，解之得：13. 在各项均为正数的等比数列an中，若a5a6 = 9，则log3a1 + log3a2 + + log3a10 = ( B )A12 B10 C8 D2 + log35【解析】log3a1 + log3a2 + + log3a10 = log3(a1a2a10) = log3(
16、a5a6)5 = log395 = 1014. 若等比数列an的公比q S9a8 BS8a9 S9a8 CS8a9 = S9a8 D不确定【解析】由等比数列通项公式与前n项和公式得S8a9 - S9a8 = -a1q8 -a1q7 = - a12q7又q 0，即S8a9 S9a815. (2012辽宁理14)已知等比数列an为递增数列，且= a10，2(an + an + 2) = 5an + 1，则数列an的通项公式为an = _【答案】2n【考点】本题主要考查等比数列的通项公式及方程思想和逻辑推理能力，属于中档题【解析】= a10， (a1q4)2 = a1q9，a1 = q，故an =
17、q n，2(an + an + 2) = 5an + 1，2an(1 + q2) = 5anq，2(1 + q2) = 5q，解得q = 2或q =(舍去)，an = 2n16. (2011北京理11) 在等比数列an中，若，a4 = - 4，则公比q = ；| a1 | + | a2 | + + | an | = 【答案】- 2；【解析】由an是等比数列得a4 = a1q3，又，a4 = - 4，所以- 4 =q3 q = - 2，| an |是以为首项，以2为公比的等比数列，| a1 | + | a2 | + + | an | 17. (2011江西理18) 已知两个等比数列an，bn，满
18、足a1 = a (a 0)，b1 - a1 = 1，b2 - a2 = 2，b3 - a3 = 3(1) 若a = 1，求数列an的通项公式；(2) 若数列an唯一，求a的值解：(1) 当a = 1时，设an的公比为q，则b1 = 1 + a = 2，b2 = 2 + aq = 2 + q，b3 = 3 + aq2 = 3 + q2，又bn为等比数列，则b1，b2，b3成等比数列，得(2 + q)2 = 2(3 + q2)，即q2 - 4q + 2 = 0，解得q1 = 2 +，或q2 = 2 -，所以：an = (2 +)n - 1，或an = (2 -)n - 1(2) 设an的公比为q，
19、则由(2 + aq)2 = (1 + a)(3 + aq2)，得aq2 - 4aq + 3a - 1 = 0，a 0， = (4a)2 - 4a(3a - 1) = 4a(a + 1) 0，故方程有两个不同的实根，an唯一，方程必有一根为0，将q = 0代入方程得， 等差、等比数列综合18. (2010北京文16) (本小题共13分) 已知an为等差数列，且a3 = - 6，a6 = 0()求an的通项公式；()若等比数列bn满足b1 = - 8，b2 = a1 + a2 + a3，求bn的前n项和公式解：() 设等差数列an的公差为d因为a3 = - 6，a6 = 0，所以，解得a1 = -
20、 10，d = 2，所以an = - 10 + 2(n - 1) = 2n - 12或：由a6 = a3 + 3d，及a3 = - 6，a6 = 0，得d = 2，an = a6 + 2(n - 6) = 2n - 12或an = a3 + 2(n - 3) = 2n - 12() 设等比数列bn的公比为q，因为b2 = a1 + a2 + a3 = - 24，b1 = - 8，所以- 8q = - 24，即q = 3，所以bn的前n项和公式为= 4(1 - 3n)19. 等差数列an中，a4 = 10且a3，a6，a10成等比数列，求数列an前20项的和S20解：设数列an的公差为d，则a3
21、 = a4 - d = 10 - d，a6 = a4 + 2d = 10 + 2d，a10 = a4 + 6d = 10 + 6d由a3，a6，a10成等比数列得a3a10 = a62，即(10 - d)(10 + 6d) = (10 + 2d)2，整理得10d2 - 10d = 0，解得d = 0或d = 1当d = 0时，S20 = 20a4 = 200当d = 1时，a1 = a4 - 3d = 10 - 3 1 = 7，于是= 20 7 + 190 = 33020. (2012广东理19) (本小题满分14分)设数列an的前n项和为Sn，满足2Sn = an + 1 - 2n + 1
22、+ 1，n N*，且a1，a2 + 5，a3成等差数列(1) 求a1的值；(2) 求数列an的通项公式；(3) 证明：对一切正整数n，有【解析】本题考查由数列的递推公式求通项公式，不等式证明问题，考查了学生的运算求解能力与推理论证能力，难度一般(1) 解：2Sn = an + 1 - 2n + 1 + 1，2Sn + 1 = an + 2 - 2n + 2 + 1，相减得：an + 2 = 3an + 1 + 2n + 1，2S1 = a2 - 3 a2 = 2a1 + 3，a3 = 3a2 + 4 = 6a1 + 13，a1，a2 + 5，a3成等差数列 a1 + a3 = 2(a2 + 5) a1 = 1(2) 解：a1 = 1，a2 = 5，得an + 1 = 3an + 2n对n N*均成立，an + 1 = 3an + 2n an + 1 + 2n + 1 = 3(an + 2n)，an + 2n是以a1 + 21 = 3为首项，以3 为公比的等比数列，an + 2n = 3n，即an = 3n - 2n(3) 证明：当n = 1时，当n 2时， 3n 2 2n ，综上得：对一切正整数n，有或：an = 3n - 2n = 3 3n - 1 - 2n = 3n - 1 + 2(3n - 1 - 2n - 1) 3n - 1，
