2020届高考数学二轮教师用书:层级二 专题三 第2讲 数列求和及综合应用

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者前面剩几项,后面也剩几项;

(2)裂项相消求和法是数列求和的重要方法之一,其基本形式为:若{an}是等差数列且an≠0,则

111n++…+=. a1a2a2a3anan+1a1an+1

2.用错位相减法求和时应注意的两点

(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的数列;

(2)在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.

3.并项求和法

一个数列的前n项和可两两结合求解,则称为并项求和.形如an=(-1)nf(n)类型,可采用并项求和.

2-(n2+n-1)S-(n2+n)=0.设b(1)(2020·长沙模拟)正项数列{an}的前n项和Sn满足:Snnn

n+1

,数列{bn}的前n项和为____________________.

?n+2?2a2n

22解析:由S2n-(n+n-1)Sn-(n+n)=0,

得[Sn-(n2+n)](Sn+1)=0,

由于{an}是正项数列,所以Sn+1>0. 所以Sn=n2+n(n∈N*). n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n, n=1时,a1=S1=2适合上式. ∴an=2n(n∈N*).

n+1n+1即bn== ?n+2?2a24n2?n+2?2n

1?1?1- 16?n2?n+2?2?

111111?

1-2?+?2-2?+?2-2?+… Tn=?16??3??24??35?

1111

+??n-1?2-?n+1?2?+?n2-?n+2?2??

?????

111?1?1+2-- 16?2?n+1?2?n+2?2?

1111

答案:?1+4-?n+1?2-?n+2?2?

16??

??3,n=1,

(2)已知an=?n-1若数列{bn}满足anbn=log3an,则数列{bn}的前n项和为

?3,n>1,?

____________.

1

解析:因为anbn=log3an,所以b1=,

3当n>1时,bn=3(11

所以T1=b1=;

3

1---

当n>1时,Tn=b1+b2+b3+…+bn=+(1×31+2×32+…+(n-1)×31n),

3所以3Tn=1+(1×30+2×31+…+(n-1)×32n),

221-31n-1-2-n-n021

两式相减,得2Tn=+(3+3+3+…+3)-(n-1)×3=+-(n-1)×31

331-3-1

-n

-n)

log33n1=(n-1)·31n.

136n+3

=-, 62×3n

136n+3

所以Tn=-.经检验,n=1时也适合.

124×3n136n+3

综上可得Tn=-. 124×3n136n+3答案:-

124×3n

热点三 数列与函数不等式的交汇创新

[例3] (2019·桂林三模)已知函数f(x)的图象过定点(1,1),且对任意的实数x1,x2∈R,都

有f(x1+x2)=1+f(x1)+f(x2).

?1??*(1)证明数列?f?n+1?(n∈N)为等比数列; ?2??

?

16

(2)若bn=,数列{bn}的前n项和为Tn,不等式T2n-Tn>log2(x+1)(n≥2,n∈N*)恒

35f?n?成立,求实数x的取值范围.

[审题指导] (1)先令x1=x2=

12

n+1

?1??*

,再证明数列?f?n+1?(n∈N)为等比数列;(2)先求出?2?

?

?

?1?

数列?f?n??的通项公式,再求和,根据T2n-Tn的单调性求出最小项,最后求实数x的取值范围.

?

?

11111?1?1?+[解析] (1)令x1=x2=n+1,则f?2n+1+2n+1?=1+f?2n+1?+f?2n+1?,即f?=1+2f ?2n????????2n1?,21??1???+则f?+1=21+f2n1, ?2n?

????

1?11??1?=0,所以数列??f?n?+1?是等比数列,公比为令x1=x2=,则f(1)=1+2f?=1,得f?2??2?2??2??1

,首项为1. 2

(2)由题意知函数f(x)的图象过定点(1,1), 所以f(1)=1. 令x1=n,x2=1, 则f(n+1)=1+f(1)+f(n), 即f(n+1)=f(n)+2,

则{f(n)}是等差数列,公差为2,首项为1, 故f(n)=1+(n-1)·2=2n-1. 111因为bn=,所以bn==.

f?n?f?n?2n-1

111

设g(n)=T2n-Tn=bn+1+bn+2+…+b2n=++…+,

2n+12n+34n-11111

则g(n+1)-g(n)=+-=>0,

4n+14n+32n+1?4n+1??4n+3??2n+1?1112

所以{g(n)}是递增数列,g(n)min=g(2)=+=,

5735

??x+1>0,612

从而log2(x+1)<,即log2(x+1)<2,则?解得x∈(-1,3),

3535?x+1<4,?

所以实数x的取值范围为(-1,3).

1.求解数列与函数交汇问题注意两点:(1)数列是一类特殊的函数,其定义域是正整数集(或它的有限子集),在求数列最值或不等关系时要特别重视;(2)解题时准确构造函数,利用函数性质时注意限制条件.

2.数列为背景的不等式恒成立、不等式证明,多与数列的求和相联系,最后利用数列或数列对应函数的单调性处理.

11

(2019·淮南二模)若数列{an}的前n项和为Sn,点(an,Sn)在y=-x的图象上(x∈N*).

63(1)求数列{an}的通项公式;

11

(2)若c1=0,且对任意正整数n都有cn+1-cn=logan,求证:对任意正整数n≥2,总有

3311113

≤+++…+<. c2c3c4cn4

11

解:(1)∵Sn=-an,

63

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